なぜ半導体製造工場では対流式オーブンの代わりに赤外線を使うのか？ 最近、半導体製造工場を訪れたことがある人なら、おそらく気づいているでしょう。あの大きくて重たい対流式オーブンが徐々に姿を消しつつあるのです。 代わりに、赤外線を利用した硬化処理が採用されています。なぜでしょうか？それは、わずかなシリコン部分を乾燥させるためだけに部屋全体を加熱するのは無駄だからです。赤外線は直接基板に作用します。だからこそ、今日では「環境に優しい」や「鉛フリー」といった特性を持つ製品にはほとんどの場合、赤外線が使われているのです。 その原理は実際にはとてもシンプルです。 対流式オーブンの場合、空気を加熱し、それによって壁が温まり、最終的に部品が温まります。そのためには大型のファンが必要で、また、エネルギーも多く失われます。 一方、赤外線は異なります。電磁波を利用しているので、エネルギーは直接フォトレジストや接着剤に伝わります。非常に速いのです。 そして、短波長の赤外線を使用すれば、材料の奥深くまでエネルギーが届きます。つまり、厚い層でも表面を焦がすことなく硬化処理が可能になります。 クリーンで鉛フリーな環境を維持する 鉛フリーのはんだやポリマーを扱うのは少し難しいです。温度を少しでも過剰に上げてしまうと、ウェーハが変形したり、気泡が発生したりします。 そこで役立つのが閉ループPIDコントローラーです。これにより、特定の温度を維持しながら作業が行えます。 また、溶媒を使わず、オゾンを発生させる要素もなく、燃焼もありません。単純に電力が光子に変換されるだけです。 注意点 ただし、オーブンを取り除いて赤外線装置を使っても、必ずしもうまくいくとは限りません。 熱密度がはるかに高いので、配置に少しでも誤差があると、ウェーハが変形してしまいます。焦点距離を正確に調整し、反射遮蔽材を使用して、機械の枠が損傷しないようにする必要があります。 最後に、電力消費量を確認してください。赤外線を使うことで、通常、エネルギー代を30％〜50％削減できます。しかし、最初にランプが点灯するときには、電力供給装置がその急激な負荷に耐えられるかどうかを確認しておく必要があります。