なぜウェーハの処理に赤外線硬化法を使用するのか
乾燥や硬化の仕組みについて話しましょう。半導体業界では、従来の重化学工法や有害な化学溶剤を使う方法はほとんど使われなくなりました。代わりに、赤外線技術が利用されています。
これにより、環境への負担も少なくなります。直接的な放射エネルギーを利用することで、鉛を含む処理や高い発熱を伴う加熱処理を不要にできます。これは、環境に悪影響を与えずに作業を行うための、よりシンプルで環境に優しい方法です。
熱が実際にどのように作用するか
対流式オーブンを考えてみてください。食品が温まる前に、まず内部の空気を温めなければなりません。これは時間とエネルギーの無駄です。
一方、赤外線ランプは異なります。エネルギーを直接ウェーハの表面に送り込むので、大規模な空気循環装置や待ち時間も必要ありません。短波および中波の赤外線を使用することで、フォトレジストや接着剤層に正確にエネルギーを与えることができ、基板が焼損する心配もありません。精度が高いため、消費電力も大幅に削減されます。
距離と密度のバランス
ランプとウェーハの距離を適切に調整することが重要です。これはまるで綱渡りのようなものです。
ランプをあまり近づけすぎると、「ホットスポット」が生じ、ウェーハの端が焼損してしまいます。逆に、あまり遠くに置きすぎると、熱が部屋中に散逸してしまいます。
私たちは、石英管のワット数や波長に基づいて、この距離を調整するのに多くの時間を費やします。高出力のランプは効果的ですが、反射されるエネルギーを冷却システムが処理できるかどうかを確認する必要があります。そうでないと、ランプが壊れてしまいます。
利点とデメリット
赤外線硬化法の最も良い点は、それが「乾式」の処理法だということです。VOCや鉛汚染物質を処理する必要がないので、フィルタリングシステムの管理も容易になります。
しかし、一つデメリットがあります。ランプが始動する瞬間には、大きな電力の急上昇が起こります。そのため、ヒーターが作動した瞬間に電圧が下がらないように、安定した電源が必要です。
しかし、一度温度が上がれば、すべてが速く進みます。サイクルタイムが短縮され、1枚のウェーハあたりの消費電力量も減少します。つまり、より効率的です。