グローブボックス内でのIR加熱の正しい使い方
半導体製造における乾燥や硬化処理を行う際、通常の対流式オーブンでは不十分です。対流式オーブンは速度が遅く、扱いにくく、正直、今私たちが求めている仕様には適していません。
最近では、「無鉛」や「環境に優しい」という観点から、このような技術が重視されています。しかし、現場の人間にとっては、単に規格を満たすだけでは不十分です。重要なのは、有害なVOCを排除し、クリーンルームが余計なエネルギーを消費するのを防ぐことです。
なぜIR加熱が有効か
対流式オーブンの動作原理を考えてみましょう。まず空気が加熱され、その後、その空気が部品を加熱します。これは中間工程であり、大量のエネルギーが無駄になり、時間もかかります。
一方、IR加熱は異なります。まるで夏の日に太陽光が肌に当たるようです。電磁波が直接対象物に届きます。これを「選択的吸収」と呼びますが、簡単に言えば、熱がグローブボックス内の空気を通過せず、直接基材に伝わるのです。
非常に速いのです。全体の工程が大幅に短縮されます。また、グローブボックス全体をサウナのようにする必要もありません。
環境に優しく、面倒もない
従来の硬化処理では、化学触媒を使用したり、何時間も加熱する必要があります。これはエネルギーの無駄遣いです。
IR加熱を利用すれば、使用する材料に合わせて波長を調整できます。つまり、必要な分だけのエネルギーを使用し、他の部分に熱が行き渡るのを防げます。さらに、全てが電気によって行われるため、燃焼による副産物や温室効果ガスが発生しません。とてもクリーンです。
注意点（エンジニアリング上の制約）
ただ高出力のIR素子を使えばいいわけではありません。そうすれば問題が起きます。
熱密度が高いため、PIDコントローラーの設定が適切でなければ、表面が焼けてしまう可能性があります。また、石英管についても考慮が必要です。高温になると石英管は膨張します。もし取り付けブラケットが厳しく固定されていれば、熱サイクルの際に管が割れてしまいます。
プロのアドバイス： スプリング式の取り付け装置を使用しましょう。そうすれば、素子に十分な空間が与えられ、長持ちします。
最良の点は、この方式を使えば、乾燥段階で有害な溶剤を使わなくて済むことです。ウェーハ1枚あたりの消費電力も減り、環境もクリーンに保たれます。みんなにとって良いことです。