なぜ真空赤外線加熱が無鉛チップの処理に最適な方法なのか
正直言って、半導体製造工場における「無鉛で環境に優しい」という規制は面倒なものです。しかし、これらの規制は今後も続くでしょう。長年にわたり、私たちはすべての工程を対流式オーブンで行ってきました。問題点は、巨大な空気の箱を温めるためにエネルギーを浪費していることです。そして、ウェーハが十分に温まることを願いつつ、ほこりや汚染物質がウェーハに付着しないように注意しなければなりません。
ここで真空赤外線加熱が役立ちます。赤外線は熱い空気を使う代わりに、電磁波を直接基板に送り込みます。これにより、効率的かつクリーンな加熱が可能になります。
実際の動作原理
冬の日に太陽の下にいるようなものです。周囲の空気が温まるのを待つ必要はなく、肌ですぐに熱さを感じることができます。真空状態では、空気を通じて熱が漏れ出る心配もありません。赤外線ランプから放出される短波長の放射線は、部品の硬化層に直接届きます。非常に迅速です。チャンバー内の全領域を温めるのにエネルギーを浪費することなく、表面温度を上げることができます。
これは、より効率的な方法です。数枚のウェーハを処理するために、大きなファンや大量のガスを使う必要はありません。
技術的な課題
ただし、実際にはそう簡単ではありません。無鉛はんだやフォトレジストを使用するには、高出力のクォーツやハロゲン素子が必要です。また、密封性も重要です。これらのランプは真空状態で使用される必要があり、漏れがあってはいけません。もし漏れが発生すると、真空状態が崩れ、結果的に製品もダメになってしまいます。そのため、専用の密封装置を使用しています。
また、出力密度にも注意が必要です。強力な赤外線をウェーハに当てすぎると、「ホットスポット」ができてしまいます。ウェーハの一部が損傷する可能性があります。これを防ぐには、ウェーハを回転させるか、ランプの配置を慎重に調整する必要があります。また、PIDコントローラーも迅速に反応する必要があります。赤外線はほぼ瞬時に所定の温度に達するため、システムもそれに合わせて迅速に対応できる必要があります。
結論
真空赤外線加熱を導入すれば、有害な溶剤を使わずに済み、乾燥工程にかかる二酸化炭素排出量も削減できます。もしまだ古くから使われている熱風式の装置を使用しているのであれば、これは床面積を節約し、電気代を節約するのに最適な方法です。
最後に、冷却水回路にも注意してください。ランプの筐体は高温になるため、その熱を効果的に処理できるシステムが必要です。