なぜ真空赤外線加熱が半導体製造で優れているのか
正直に言って、従来の対流式オーブンはもはや時代遅れになりつつあります。私たちの多くは、そうしたオーブンを使わず、真空チャンバー式の赤外線ヒーターを利用するようになっています。これは単に「無鉛」や省エネの観点からだけではありません。古い方法では効率が悪すぎるからです。
考えてみてください。熱風を使う場合、ウェーハに熱を伝えるために大量の空気を加熱する必要があります。これは無駄なエネルギーの消費です。一方、赤外線加熱ではその中間過程を省略し、電磁波を利用して加熱を行います。
真空赤外線の素晴らしさ
空気を取り除くと、状況は一変します。空気がないということは、酸化が起こらないということです。また、空気がないため、空気中の汚染物質が基材に付着することもありません。
赤外線ランプから放出される光子は、直接硬化層に届きます。実際、接着剤やフォトレジストの吸収帯に合わせて出力を調整することができます。そのため、熱は必要な場所、つまり製品自体にしか届かず、チャンバーの壁を温めるだけにはなりません。
**非常に速いです。本当に速いのです。**数秒で目標温度に到達します。これはエネルギーコストや作業時間の面で大きなメリットです。
環境に配慮しながらも問題を回避する
従来の硬化処理では、化学溶剤や高温を使用し、VOCが空気中に排出されます。誰もそれを望みません。赤外線硬化処理は「乾燥型」のプロセスです。有害物質を放出しないクォーツランプを使用します。
さらに、PWM（パルス幅変調）を利用して赤外線の出力を制御するため、抵抗式ヒーターのように温度が乱れることもありません。巨大なオーブンを一定の温度に保つために無駄なエネルギーを消費する必要もありません。部品が光線の範囲内にある時だけエネルギーを使用します。シンプルです。
実際の課題
もちろん、全てが順調というわけではありません。高強度の赤外線ランプは、取り付け部分が非常に熱くなります。真空状態では空気がないため、対流による冷却は期待できません。そのため、ランプハウジング用の専用の水冷装置が必要です。もし冷却装置がランプの実際の出力に合わせて設計されていなければ、フィラメントがすぐに壊れてしまいます。
つまり、放射線の強度を適切に保ちつつ、チャンバーの密封性を維持する必要があります。もしその密封性が失われれば、大きな問題が発生します。