なぜ無鉛半導体の製造に赤外線硬化技術を採用するのか
業界では「グリーン」で無鉛の基準へと移行しようとしています。理論上は素晴らしいことですが、実際の製造工程では困難が伴います。
長年にわたり、私たちは対流式オーブンを使用してきました。問題点は、実質的には巨大な空気の箱を温めているだけということです。これはエネルギーの無駄遣いであり、正直、危険な方法です。動く空気によって微粒子が舞い上がり、それがウェハーに付着してしまいます。
そこで、私たちは赤外線硬化技術を利用しています。空気を温める代わりに、電磁波を直接ウェハーの表面に当てます。中間媒体は不要で、熱い空気も必要ありません。必要な場所にだけエネルギーを供給できるのです。
適切な距離の設定
赤外線を使用する際、ランプと基板との距離が非常に重要です。これが温度を制御するための唯一の手段です。
短波長の赤外線は、フォトレジストや接着剤層の奥深くまで届くため、硬化が迅速に進みます。しかし、注意が必要です。
ランプが近すぎると、ウェハーの端が焼けてしまいます。逆に遠すぎると、熱の密度が低下し、処理時間が長くなります。
私たちは、ランプの出力やウェハーが必要とする温度に基づいて、この距離を慎重に調整しています。理想的なのは、ウェハー全体に均等に熱が行き渡る状態です。
廃棄物の削減と速度の向上
赤外線硬化は「乾式」のプロセスです。汚れた溶媒を使った加熱や、大きなチャンバーを維持するための大量の電力消費の心配もありません。
最も良い点は起動時間です。このランプは数ミリ秒で作動温度に達します。最初の工程を始める前に1時間も機械が暖まるのを待つ必要はありません。単純に効率的です。
課題：熱の管理
ただし、デメリットもあります。高強度の赤外線ランプは大量のエネルギーを放出します。ウェハーに必要な熱が得られる一方で、ランプの筐体や機械のフレームが損傷してしまいます。
単純にランプを一般的なケースに入れておくだけでは不十分です。冷却システムが不十分だと、ウェハーから反射される熱によってランプが破壊されてしまいます。
重要なのは冷却です。適切に冷却できれば、装置の寿命が延びます。無視すれば、頻繁に高価なランプを交換しなければなりません。