ファブの現場では、ウェーハをプローブする際にわずか0.5度のずれが生じるだけで、気づく前に良品が不良品に変わってしまうことがあります。熱管理が厳しく、スケジュール上もミスが許されない状況では、推測に頼ることはできません。
内部で何が重要か
私たちが開発した半導体ウェーハ用プローブヒーターは、短波長赤外線エミッターを使用し、低熱容量の石英やセラミック素材を組み合わせて構成されています。これにより、数十ミリ秒以内の応答速度が実現され、ウェーハ全体の温度のばらつきは±0.1℃以下に抑えられます。また、工程間の温度の再現性は±0.05℃であり、そのためソフトベイクやハードベイクの条件も一定に保たれ、シフトの影響を受けません。
この装置は、クリーンルームのクラス1～100での使用に適しています。表面は電解研磨されて密封されており、認定時には粒子カウンターを使って粒子の発生がないことが確認されます。また、ラインの電圧が変動しても、出力は±0.2％以内に安定しています。そして、このヒーターは24時間365日連続して動作可能で、多シフト制の生産ラインでも計画外の停止は起こりません。
実際になぜ重要か
プローブ側では、チャックの温度が安定していることが、パラメータデータの一貫性や接触位置の再現性を保つために重要です。リソグラフィーに関連する焼成工程では、フォトレジストの化学反応が過剰な温度上昇やホットスポットを許しません。このヒーターにより、そうした問題が解消され、結果として不良品が減少し、手直し作業も少なくなります。
また、熱管理が徹底されることで、設定値への到達にかかる時間も短縮され、不良品の削減にもつながります。さらに、余分なエネルギーの消費も避けられます。その結果、予測可能な生産性と、工程間の中断が少なくなります。
実用化を可能にする詳細
設置には、装置の排気やEMIの要件に合った専用のフィルタ付き電源が必要です。また、求める均一性を実現するためには、プローブチャックのインターフェースも当社の熱設計に合わせている必要があります。
エミッシビティを調整し、ホットスポットの位置を把握するために、短時間の試運転が必要です。一度調整が完了すれば、工程は安定し続けます。