なぜ赤外線加熱が半導体製造に最適なのか
センサーの封装工程を経験したことがある人なら、その手間のかかり方をよく知っているでしょう。接着剤を硬化させたり、部品を安定させたりするには、古式の熱風オーブンを待つしかありません。
問題は、強制送風方式では時間がかかりすぎるという点です。まず空気を温めてから、その空気が部品を温める必要があります。これは不要な中間プロセスであり、工程時間を無駄にしてしまいます。
中間プロセスを排除する
赤外線加熱では、空気を介さないため、計算が変わります。風によって物を温めるのを待つ代わりに、エネルギーが直接センサーに届きます。これは、寒い日に太陽が肌を温めるのと似ています。
エネルギーが直接材料に浸透するため、数秒で目的の温度に到達します。分単位ではなく、秒単位です。
深い加工環境を運営している人にとって、これは画期的な方法です。もし現在の対流式オーブンで一回の処理に20分かかるとしたら、赤外線加熱を使えばその時間を大幅に短縮できます。そうすれば、1時間あたりに処理できるウェーハの数が増え、全体の作業効率も向上します。
スペースを節約する
さらに、床面積も節約できます。赤外線加熱を使えば、巨大な送風ファンや熱風を保持するための大きな断熱箱は不要になります。単純に、ランプをコンベアの上に置くだけです。
ただし、適切な波長の赤外線を選ぶ必要があります。短波長の場合は迅速かつ強力に加熱されますが、中波長の場合は少し深くまで加熱されます。エポキシやポリマーの特性に合わせて、適切な波長を選ぶ必要があります。
現実的な課題
もちろん、赤外線加熱がすべての状況に適しているわけではありません。赤外線は「直進性」があるため、センサーの形状が特殊だったり、何かが光を遮ったりすると、その部分は加熱されません。
これを解決するには、単に一つのランプを使うだけでは不十分です。複数のランプや反射板を使って、熱を部品の周囲に分散させる必要があります。
また、高強度の赤外線は危険な場合もあります。注意しないと、部品が破損してしまう可能性があります。そのため、ランプと高速応答型のピロメーター、および循環型PIDコントローラーを組み合わせることが重要です。そうすれば、正確に制御でき、部品が破損することなく加熱が可能になります。