なぜウェーハ製造においてIR硬化法を採用するのか？ 正直言って、従来の対流式オーブンは非効率的です。速度が遅く、有害な化学物質を使用する必要があり、基本的には大きな空間を温めるだけです。私たちはそうした方式から脱却しようとしています。代わりに、赤外線を利用した硬化法を採用しているのです。 大きな違いは、IR硬化法では空気の影響を受けない点です。赤外線は直接材料に作用します。だからこそ、これが無鉛で環境に優しい最良の方法だと言われているのです。
エネルギーの無駄遣いを防ぐ
従来の強制送風式オーブンを考えてみてください。部屋全体を温めるために多額の費用がかかります。これは無駄遣いです。 一方、IR硬化法ではセンサーやエミッターを使って電磁波をウェーハ表面に直接照射します。部屋全体ではなくウェーハ自体をターゲットにするため、鉛やその他の有害物質を含む溶剤系の促進剤を使う必要がありません。 その結果、熱の漏れが少なくなります。熱が空気中に留まらないため、施設のHVACシステムも過度に稼働する必要がありません。つまり、よりクリーンな状態になります。
無鉛化の課題
無鉛のはんだやポリマーを使用する場合、非常に困難です。非常に正確で迅速な加熱が求められます。加熱が遅すぎると、金属間化合物が形成され、接続部が壊れてしまいます。 IR硬化法なら、数秒で所定の温度に到達できます。 しかし、単に設定して放置するわけにはいきません。精密なIRセンサーを使ってウェーハをリアルタイムで監視します。これにより、過熱を防ぐことができます。センサーが不正確だと、ウェーハが変形してしまいます。±1℃の範囲内に保つためには、高精度な温度測定が不可欠です。厳しい条件ですが、これが唯一の方法です。
欠点
IR硬化法は高速ですが、魔法ではありません。 最大の問題は「エッジ効果」です。ウェーハが円形であるため、端の部分の方が中心部よりも早く熱を吸収してしまいます。これは厄介です。 この問題を解決するためには、エミッターアレイを調整したり、特殊な反射板を使って熱の分布を調整する必要があります。これを怠ると、ウェーハ全体の硬化が不均一になってしまいます。これは避けたい問題です。