なぜ半導体用グローブボックスで赤外線加熱を使用するのか
半導体業界では、鉛や有害な化学物質の使用が減ってきています。そのため、物質を乾燥させる方法も見直す必要があります。私たちは、この状況に対応するために、グローブボックス内で赤外線ヒーターを使用し始めました。
一般的な対流式オーブンを考えてみてください。作業を行うためには、空気のあらゆる部分を加熱する必要があります。これは時間がかかり、効率も悪いです。一方、赤外線は異なります。エネルギーを直接基材に送り込むので、中間媒体が不要で、部屋全体を加熱する必要もありません。つまり、直接的で効率的な加熱が可能です。これにより、危険な溶剤を使わずに済み、硬化処理時のエネルギー消費も減少します。
実際の動作原理
ここでは短波または中波の放射を利用しています。酸素や湿気の量を厳密に管理する必要があるグローブボックス内では、正確な温度制御が求められます。
面白い点は、この放射が部品の表面を貫通して内部から硬化させるということです。単に表面だけを加熱すると、表面はすぐに乾燥しますが、下側には湿った溶剤が残ってしまいます。赤外線を使えば、そのような状況を防げます。
ハードウェアの面
これらのヒーターを装置に接続する際には、出力密度が重要になります。石英管やハロゲン管を使用するのは、急速に温度を上昇させることができるからです。数秒で目標温度に到達できます。
大気を純粋に保つために、特別なコネクタを使用します。グローブボックスに漏れがあると大変なことになるので、これらのシールは完全に気密でなければなりません。
ただし、注意点もあります。これらのヒーターは非常に強力な局所的な熱を発生させます。冷却システムが十分でないと、問題が発生する可能性があります。筐体が変形したり、センサーが壊れたりすることもあります。赤外線が熱を与える速度と同じ速さで、その熱を取り除くことが必要です。
清潔さの維持
鉛フリーの基準では、従来のはんだよりもはるかに高い温度が必要です。しかし、赤外線を使えば、ガスオーブンで発生する炭素排出物なしに、簡単にその温度に到達できます。つまり、クリーンな電力を利用できるのです。
また、空気が動かないため、粒子が舞い上がってウェーハに付着する心配もありません。これは、熱処理を行う上でよりシンプルでクリーンな方法です。