なぜ半導体製造工場は、従来の大型オーブンを使わずに赤外線硬化処理を採用するのか？
正直に言えば、対流式オーブンは非効率的です。多くの工場では、わずかなウェハーを乾燥させるために、部屋全体の空気を温めるという巨大な強制送風システムが使われています。これは時間がかかり、無駄も多い。まるで家全体を温めてから、1足の靴下を乾燥させようとしているようなものです。
一方、赤外線硬化処理では、空気を温める代わりに、電磁波を直接基板上に当てます。
実際の仕組みは以下の通りです。
使用しているフォトレジストや接着剤に合わせて、ランプの波長を調整します。短波または中波のエミッタを使用することで、熱が表面層を直接貫通します。巨大なチャンバーが温まるのを待つ必要はありません。数秒で目標温度に到達します。
さらに、熱が直接的に作用するため、処理を速めるために有害な鉛含有の触媒や化学溶剤を使う必要もありません。これにより、「グリーン」で鉛フリーの要求を満たすのがずっと簡単になります。
電気代への影響
エネルギー診断を行ったことがある人なら、対流式オーブンの非効率さがどれほど深刻かわかるでしょう。まるでお金が壁や排気口から漏れ出していくようです。
しかし、赤外線システムは異なります。占有面積が小さく、電力はウェハーが置かれている場所に直接供給されます。
そして、温めるのにかかる時間も数時間から数分に短縮されます。つまり、機械が停止している間も電力を消費しなくて済みます。部屋の空気を温めるための費用も不要で、ウェハーを硬化させるための費用だけを支払えばよくなります。
ただし、問題点もあります
もちろん、完璧なわけではありません。高強度の赤外線ランプは強力な熱を発生させるため、一部の設備では過度な負荷となることがあります。
もし、工場の冷却水システムが赤外線ランプのピーク負荷に耐えられない場合、問題が発生します。ランプやコンベヤベルトが過熱する可能性があります。
重要なのは、ランプの出力と、熱をどれだけ速く除去できるかのバランスを見つけることです。このバランスが取れなければ、熱ドリフトという問題に直面することになります。これは誰もが避けたい問題です。