なぜ、鉛フリーチップの加工に赤外線加熱を採用するのか
半導体業界は、ようやく古い方式の対流式オーブンから脱却しつつあります。私たちの多くが赤外線加熱に切り替えているのです。これは単に「環境に優しい」とか「鉛フリー」であるという規制に従うためだけではありません。実際には、熱の作用原理が異なるからです。
対流式オーブンでは、部屋中の空気を温める必要がありますが、赤外線加熱では電磁波を利用します。空気を乱すことなく、直接対象物に熱を与えるのです。
エネルギー効率の面
対流式オーブンを考えてみてください。チャンバー全体や空気、壁など、すべてを加熱しなければなりません。これは無駄なエネルギーの消費です。一方、赤外線加熱では、フォトレジストやウェハー自体の吸収帯に合わせて出力を調整できます。直接加熱されるので、24時間稼働して空気を温め続ける必要もありません。その結果、温度上昇が速くなり、電気代も削減でき、ウェハーの処理速度も向上します。
適切な温度を維持する
問題点は、鉛フリーのはんだやフォトレジストは温度に非常に敏感であることです。許容範囲を少しでも超えると、ウェハーが変形したり、回路が破壊されたりします。これは大変な問題です。
赤外線加熱では、センサーを使ってウェハー表面をリアルタイムで監視します。温度が変化するとすぐに、センサーが電力制御装置に信号を送り、ランプの出力を調整します。対流式オーブンのように、電源を切った後も空気が温かい状態になることはありません。つまり、より精密な制御が可能です。
清掃の容易さ
さらに、工場内もずっと清潔になります。大きな換気ダクトやVOC除去装置も不要になります。全体のスペースも大幅に節約できます。
ただし、完璧というわけではありません。「エッジ効果」にも注意が必要です。赤外線は直線的に届くため、ランプの設定が不適切だと、ウェハーの端の方が中心部よりも早く加熱されてしまいます。ランプの位置やウェハー表面からの距離を慎重に調整する必要があります。間違えると、過熱部分ができてしまい、一括での製品不良につながります。