なぜ対流式オーブンではなく、IR硬化法を使うのか？ 半導体クリーンルームで働いたことがある人なら、対流式オーブンの問題点をよく知っているでしょう。大きくて重く、速度も遅い上に、数枚のウェーハを乾燥させるためだけに部屋全体を加熱する必要があります。これは明らかに無駄です。 そのため、私たちはIR硬化法を採用しています。空気を加熱する代わりに、IR光が直接基材に当たります。これにより、処理時間が大幅に短縮され、また、今日では「環境に優しい」や「鉛フリー」な製造プロセスが実現できるのです。
物理的な原理 対流式オーブンの仕組みを考えてみましょう。熱い空気を部屋中に送り込むわけですが、空気には微粒子が含まれており、その空気を高温に保つためには大量のエネルギーが必要です。 一方、IR光源は異なります。電磁波を利用して、エネルギーを直接フォトレジストや接着剤に与えます。その結果、加熱時間が大幅に短縮されます。かつては数時間かかっていた処理時間が、数分に短縮されます。電気代も節約でき、ウェーハの処理もずっと速く行えます。
鉛フリースタンダードへの対応 問題点としては、鉛フリーのはんだや接着剤には、従来の鉛入りのものよりも高い温度が必要です。 もし熱い空気を使ってその温度に達しようとすると、永遠に時間がかかります。さらに悪いことに、基板全体が壊れてしまう可能性もあります。IR光源を使えば、特定の波長を選択して、コーティングを通過し、正確に必要な場所に熱を与えることができます。そうすれば、周囲の部品がダメになることもありません。
クリーンルームでの使用 サイズが小さいのも大きな利点です。IRヒーターは小型で、ISO規格を維持するために大規模なダクトや高度なフィルターシステムは不要です。 しかし、注意が必要です。 IR光源は強力です。もしコンベアベルトが遅くなったり、センサーに不具合が生じたりすると、数秒以内に基材が焼けてしまう可能性があります。また、ウェーハが硬化ゾーンを出た瞬間に熱を逃がす冷却システムも必要です。そうしないと、基板が変形してしまいます。 安心して使用するために、通常は閉ループPIDコントローラーを使用します。これにより、表面温度を±2℃の範囲内に保つことができ、正確な制御が可能になります。