なぜ無鉛チップの製造に赤外線硬化方式が採用されるのか
「グリーン」で無鉛の半導体製造プロセスへの移行は、単なるトレンドではなく、業界が進むべき方向です。長い間、私たちは対流式オーブンを利用してきました。しかし正直なところ、ウェーハを乾燥させるために大量の空気を加熱するのは無駄です。時間もかかり、電力も多く消費されます。また、空気中の粒子が作業場中に飛び散ってしまいます。
そのため、私たちは赤外線硬化方式に切り替えました。部屋全体を温める代わりに、赤外線はエネルギーを直接ウェーハに送り込みます。中間者もなければ、加熱された空気もありません。純粋な放射によって乾燥が行われます。
物理的な原理
これをこんな風に考えてみてください。赤外線ランプは、フォトレジストや乾燥剤と同じ「言語」で信号を送ります。光が表面に当たると、すぐに吸収されます。チャンバーが一定温度になるのを待つ必要はありません。スイッチを入れるだけで、すぐに熱が得られます。これは大きな利点です。なぜなら、従来の対流式ヒーターが高温環境で機能するために必要だった、重くて面倒な鉛系安定剤を使わなくて済むからです。
私たちは特に短波長の赤外線を使用しています。これにより、より深く浸透し、強く作用します。表面層が瞬時に乾燥するため、シリコン基板が長時間熱にさらされる必要がありません。結果として、熱負荷が少なくなり、ウェーハも健全な状態を保てます。
デメリットもある（完璧なものはない）
もちろん、すべてが理想的というわけではありません。そんなに多くのエネルギーを一箇所に集中させると、センサーの精度が重要になります。もし赤外線センサーの設定がランプの波長に合っていなければ、目標温度を超えてしまいます。注意しなければ、ウェーハの端が焼けてしまうこともあります。重要なのは、ランプの出力を適切に調整し、温度を正確に維持することです。
工場をより清潔にする
最も良い点は、赤外線システムを使えば工場がより清潔になることです。燃焼による残留物や化学物質を含んだ空気の流れがなくなります。現場のエンジニアにとっては、これは夢のようなことです。機械も小さくなり、巨大なダクトも不要になります。これにより、従来の断熱装置があった場所にも設置でき、生産速度を落とすことなく、炭素中性目標を達成できます。