なぜ無鉛半導体の製造に赤外線硬化を採用するのか
半導体の製造方法が変わりつつあります。私たちは、有害な溶剤を使う乾燥装置や重金属触媒を使う方法から、徐々に離れていっています。
ほとんどの人々が赤外線硬化を採用しています。なぜでしょうか？それは理にかなっているからです。部屋全体を加熱したり、化学添加剤に頼ったりする代わりに、赤外線は直接ウェハーの表面にエネルギーを与えます。これは効率的で、クリーンな方法です。
エネルギーの伝達方式
赤外線硬化では、電磁波を利用してフォトレジストや接着剤中の分子を動かします。従来の対流式オーブンは、まず空気を加熱しなければならないため、性能が低いです。一方、赤外線ランプはその工程を省き、エネルギーを直接ウェハーに与えます。つまり、焼成時に発生する有機溶剤の問題も解決されます。また、材料に合わせて波長を調整すれば、無駄なエネルギーの消費も避けられます。
最適な距離
ウェハーの加熱においては、距離が重要です。ランプを近づけすぎると、局部的に過度な加熱が起こり、最悪の場合はフォトレジストが焼けてしまいます。逆に、ランプを遠くに置きすぎると、加熱に時間がかかり、生産効率が低下します。つまり、適切なバランスを見つける必要があります。狭い距離だと熱が強くなりすぎるため、コンベヤーベルトの速度を上げて製品が焦げないようにしなければなりません。
実際の利点とデメリット
良い点としては、これはより環境に優しい方法です。鉛を含む安定剤も不要で、クリーンルームの炭素排出量も減ります。そして何よりも素早く処理できます。予熱の待ち時間も不要です。
しかし、全てが完璧というわけではありません。この高強度の赤外線ランプは多くの電流を消費します。もし電力供給系統がその負荷に対応できなければ、加熱を始めるとすぐにブレーカーが飛びます。また、ランプの冷却システムが不十分だと、その熱が輸送装置に伝わり、全体的なシステムが乱れてしまいます。私は通常、ランプの背後に強制空冷装置を設置することを勧めます。そうすることで、システムの安定性が保たれ、高額なトラブルを避けることができます。