なぜ、無鉛半導体の製造に赤外線硬化法を採用したのか
正直言って、昔ながらの対流式オーブンは使いづらいものです。業界がウェハー製造において無鉛基準を採用するようになり、私たちはすべてを見直さざるを得ませんでした。部屋全体を温める代わりに、赤外線硬化法を利用するようになったのです。
なぜでしょうか？それは、赤外線が直接基板に作用するからです。空気で満たされた巨大な金属箱を温めるために時間やエネルギーを無駄にする必要がありません。これにより、作業がより迅速に行え、加熱要素から発生する不要な粒子が作業を台無しにする心配もありません。
エネルギーの無駄削減
キャンプファイアを思い浮かべてみてください。火の周りの空気が温まるのを待つ必要はありません。瞬時に皮膚に熱が伝わります。赤外線も同じ原理です。電磁波を利用して、エネルギーを直接ウェハー表面に与えます。
加熱にかかる時間の違いは非常に大きいです。空気を適切な温度にするために何キロワットものエネルギーを消費する必要がありません。また、熱が集中するため、装置のサイズもずっと小さくて済みます。同じ仕事をこなしながら、床面積を節約できるのです。
清潔さの維持
従来の乾燥方法では、化学溶剤や触媒が使用されますが、これらは加熱されると有害な臭いや作用を示します。しかし、赤外線硬化法では、波長を調整することができます。光のピークを、接着剤やフォトレジストが吸収するのに最適な値に合わせることができます。これにより、基板の温度を過度に上げずに材料を硬化させることができます。敏感な部品が損傷する心配もなく、無鉛はんだも完璧に硬化します。有害なVOCも出ず、クリーンな工程が実現します。
難しい点
ただし、赤外線硬化法も万能ではありません。いくつかの問題点があります。最も大きな問題は、熱の均一性です。ウェハーの厚みが異なったり、複数の素材が混在している場合、部分的に過熱が起こります。端部分が焼けないようにするためには、センサーやPIDコントローラーを慎重に選ぶ必要があります。距離と出力のバランスをうまく取る必要があるのです。