Primeliteのウェハーエッジ露光（WEE）向けUV-LED光源 : 高出力・高信頼性・優れたコストパフォーマンス
ウェハーエッジ露光（WEE：Wafer Edge Exposure）は、半導体の量産工程で広く採用されているプロセスです。WEEでは、ウェハー外周部およびエッジ近傍のレジストを選択的に露光し、ステッパーなどのフォトリソグラフィ装置を用いて処理を行います。 このプロセスは、半導体デバイスの歩留まり向上に重要な役割を果たします。ポジ型フォトレジストでは、ウェハー端部の露光幅を最小限に抑えることで歩留まりの低下を防ぎます。一方、ネガ型フォトレジストでは、後工程で発生するウェハー端部の汚染やパーティクルの付着を低減します。ウェハーエッジ露光（WEE）装置は、ウェハートラックにスタンドアロン装置として組み込むことも、ステッパーへ直接統合することも可能です。
現在も多くのウェハーエッジ露光（WEE）プロセスでは、350～450nmの広帯域UVを使用しています。光源には、150～500W級の光ファイバー結合型水銀ランプが広く採用されています。WEEでは広帯域UVが必要とされるため、水銀ランプに代わる経済性と信頼性に優れた光源は限られていました。PrimeliteのALE/1およびALE/3は、この課題を解決するために開発された光ファイバー結合型UV-LED光源です。高透過率のLEDライトガイドを介してUV光を効率よく伝送し、水銀ランプと同等の波長構成をカバーします。さらに、ウェハーエッジ露光（WEE）で求められる照射強度を十分に上回る高出力を実現します。
ウェハーエッジ露光（WEE）装置へのUV-LED光源の統合
ウェハーエッジ露光（WEE）装置は、ウェハー搬送機構、回転ステージ、およびウェハー外周部を露光する照明光学系と高出力スポット光源で構成されています。Primeliteの光ファイバーカップリングUV-LED光源ALE/1およびALE/3は、これらの装置への組み込みに対応しています。ALE/1およびALE/3は、i線（365nm）、h線（405nm）、g線（436nm）をカバーする広帯域UVに対応した、ウェハーエッジ露光（WEE）向けのソリッドステートUV-LED光源です。高い出力安定性により、高精度で再現性の高い露光を実現するとともに、装置の運用効率向上にも貢献します。さらに、UV-LEDの長寿命化によりランプ交換の頻度を低減し、装置のダウンタイムを最小限に抑えます。また、すべての光源には現場で交換可能なUV-LEDモジュールを採用しており、保守・メンテナンスを迅速かつ容易に行うことができます。
Primeliteの光ファイバー結合型UV-LED光源は、水銀ランプに近いスペクトル特性を備えているため、既存のウェハーエッジ露光（WEE）システムへのレトロフィットにも適しています。
広帯域UVで高出力を実現
Primeliteの広帯域UV-LED光源は、水銀ランプと同等の波長構成に対応しながら、出力性能、安定性、制御性を大幅に向上しています。 i線（365nm）、h線（405nm）、g線（436nm）は、それぞれ個別に制御できるほか、組み合わせることで広帯域UVを最大出力で照射できます。また、1msの高速オン／オフ制御に対応しており、高精度で再現性の高い露光を長期間安定して実現します。
出力性能の比較
| 出力 [mW]1 | 広帯域 (350 〜 450 nm) | i線 (355 〜 385 nm) |
|---|---|---|
| ALE/1.3 (CWL 365 / 405 / 436 nm)2 | 30,000 | 10,000 |
| ALE/3.2 (CWL 365 / 405 nm)2 | 13,000 | 6,500 |
| 200 W水銀ランプ(典型的な値) | 7,500 | 3,000 |
1出力はライトガイドの端で測定(コア直径6.5mm、長さ1.5m);±10%の偏差が起こり得ます
2エミッターの中心波長:367.5±2.5 nm、402.5±2.5 nm、435.0±2.5 nm
ウェハーエッジ露光（WEE）にALE/1・ALE/3が選ばれる理由:
- システムへの組み込みが容易な光ファイバー結合型UV-LED光源
- 最大90,000mW/cm²の高照射強度2
- 単一波長および広帯域UVに対応（i線：365nm、h線：405nm、g線：436nm）
- 短時間・長時間露光において優れた出力安定性と高い照射精度を実現
- 1msの高速オン／オフ制御
- UV-LED技術により、長寿命と低トータルコスト（TCO）を実現
- 水銀を使用しないため、安全性が向上
- 水銀廃棄物の処理が不要で、環境負荷を低減
