なぜクリーンルームで赤外線硬化法を使用するのか
半導体製造工場で働くとき、「清潔さ」は単なる目標ではなく、すべてを決定づける要素です。わずかな残留物や微粒子でも、一連の製造工程を台無しにしてしまいます。
長い間、人々は対流式オーブンを利用してきました。しかし問題は、そのオーブンは単に強制送風を行うだけだという点です。ウェハが何も感じない段階で、部屋全体を温めるために大量の電力が消費されます。さらに、空気を動かすことで、ほこりが舞い上がってしまう可能性もあります。
だからこそ、赤外線硬化法を利用するのです。つまり、空気の影響を排除するのです。
部品を直接加熱する
寒い日に太陽の下に立つようなものです。周囲の空気が氷点下でも、すぐに暖かさを感じるでしょう。これが赤外線硬化法の原理です。エネルギーが直接基材に届きます。
この手法は非常に正確なため、古くから使われている溶剤や鉛を含むフラックスは不要です。使用するフォトレジストや接着剤に合わせて波長を調整し、数秒で所定の温度に到達します。本当に迅速です。
電力コストとリスクの削減
ほとんどの加熱装置は常に稼働しており、24時間365日動いているため、莫大なエネルギーが消費されます。
一方、赤外線ランプは違います。瞬時に作動します。ウェハが位置に収まった瞬間だけ作動するように設定できます。その結果、1単位あたりの電力消費量が大幅に削減されます。また、燃焼や空気の流れがないため、クラス10のクリーンルームが清潔な状態を維持できます。
難しい点
ただし、これは万能な解決策ではありません。高強度の赤外線は局所的に高温を生み出します。ウェハが薄かったり、高温度に耐えられない場合、ウェハが変形してしまいます。これは大変な問題です。そのような事態を防ぐためには、しっかりとしたPIDコントローラーや閉ループ型の温度計が必要です。
私は通常、ランプをパルス状に動かすことを推奨します。常に100％の出力で動かすのではなく、一定間隔で出力を調整することで、熱勾配をコントロールし、ハードウェアの損傷を防ぎます。
結局のところ、赤外線硬化法を採用することは、「環境に優しい」というだけでなく、処理時間を短縮し、有害な鉛系化学物質を排除するための最良の方法です。適切な配線と冷却をしっかり行えば、最もクリーンな方法で作業を進めることができます。