なぜIR加熱が半導体製造に適しているのか
半導体工場で作業を行う際、その重要性は非常に高い。乾燥や硬化処理は完璧でなければならず、残留物が全くないこと、そして二酸化炭素の排出量も極めて少ないことが求められる。
従来の方法としては対流オーブンが使われていた。しかし正直なところ、大量の空気を温めるのはエネルギーの無駄遣いだ。さらに、クリーンルームの清潔さを損なうリスクもある。
だからこそ、私たちはグローブボックス内で赤外線加熱を採用しているのだ。空気を温める代わりに、赤外線は電磁波を使って直接基材を加熱する。これにより、周囲の空気は影響を受けない。
環境に優しい硬化処理を実現するために
無鉛や環境に優しい乾燥処理を目指すなら、赤外線が最適だ。化学薬品や燃料を使わずに済むのだ。
面白い点は、短波および中波の赤外線放射体は材料内部にまで浸透し、樹脂の架橋反応を促進したり、ウェーハ上の溶剤を数秒で除去したりできるということだ。数時間ではなく、数秒で済むのだ。これにより、作業のスピードが大幅に向上する。
グローブボックスの設定について
これらの要素をグローブボックスに設置するのは、「プラグ＆プレイ」ほど簡単ではない。正確な調整が必要だ。温度上昇の速度に応じて、通常は石英ハロゲン管やセラミック放射体を使用する。これらはごく小さな空間に大量の熱を発生させることができる。
ただし、注意点もある。放射体の波長を、材料が実際に吸収する波長に合わせる必要がある。もしそれを間違えると、エネルギーは鏡のように表面で反射してしまう。
これを解決するために、放射体のコーティングを調整する。放射ピークをずらし、ウェーハが熱を吸収するようにするのだ。そうすれば、グローブボックスの壁面が熱を受けることはない。
考慮すべきトレードオフ
実際には、高強度の赤外線放射体は莫大な熱量を放出する。確かに、これにより生産効率は向上するが、グローブボックスの冷却システムには大きな負担がかかる。もし熱交換器が十分でなければ、周囲の温度が急上昇してしまう。そうなると、プラスチックのシールが歪んだり、安全警報が鳴ったりすることになる。
ですから、放射体の出力と冷却システムの能力のバランスを見つける必要がある。それが、環境を安定させ、頭痛を防ぐ唯一の方法だ。