なぜ半製品の乾燥・硬化にCNTヒーターを採用するのか？ 長年にわたり、私たちは半導体を乾燥させるために対流オーブンやハロゲンランプを利用してきました。確かにそれらも効果はありましたが、使い勝手が悪かったのです。ゼロ排出基準の強化や鉛フリー材料への移行により、昔の方法ではもはや十分ではありません。
そのため、私たちはカーボンナノチューブ（CNT）ヒーターを採用しました。巨大な空間全体を温めるのにエネルギーを無駄にする代わりに、このヒーターは必要な場所に直接熱を送り込みます。これにより、よりクリーンで迅速に処理が行え、理にかなっています。
熱の仕組み
実際の動作原理はこうです。カーボンナノチューブのネットワークに電流を流すのです。金属フィラメントを使った場合、しばらく時間がかかってから加熱されます。まず物質全体を温めなければなりません。一方、CNTはそうではありません。ほぼ瞬時に反応します。スイッチを入れればすぐに適切な温度になります。熱が「追いつく」のを待つ必要がないので、不均一な硬化が起こる心配もありません。
また、薄膜型の構造を採用しているため、熱がウェーハ全体に均等に分配されます。ホットスポットもなく、繊細なシリコン層も歪むことがありません。さらに、エネルギーが赤外線領域に集中しているため、コーティング内部に直接浸透します。その周辺の空気は比較的冷たく保たれます。
地球環境と電気代に良い影響
従来の硬化処理はエネルギーを多く消費します。準備のために大きなオーブンを何時間も稼働させ続ける必要があります。
一方、CNT技術を使えば、「クールスタート」が可能です。必要な時だけ電源を入れ、不要な時は切ればよいのです。ウェーハ1枚あたりの消費電力を見ると、その差は非常に大きいです。
また、鉛フリー基準では特定の温度範囲が求められます。温度が高すぎると基板が劣化し、低すぎるとはんだが固まらなくなります。そのため、精度が重要です。私たちは数ミリ秒以内に反応する制御回路を搭載しています。これにより、ハロゲンランプでは実現不可能な高精度な制御が可能になります。
注意点
もちろん、これは単純に「プラグを差し込めば使える」というわけではありません。この装置は、小さな空間に膨大な量の熱を発生させます。そのため、基板を運ぶ装置がそのような急速なエネルギー伝達に耐えられるかどうかを確認する必要があります。コンベアベルトの速度が遅すぎると、ウェーハの端が過度に硬化してしまいます。
ベルトの速度とワット数を調整するのには少し手間がかかりますが、一度調整が完了すれば、プロセスは非常に安定します。