なぜ、鉛フリーチップにはカーボンナノチューブ（CNT）ヒーターを使用するのか
半導体業界もついに「グリーン化」を真剣に考え、鉛の使用をやめようとしています。しかし問題は、従来の硬化オーブンは実質的に巨大な空気加熱器に過ぎないということです。部品が効果を感じる前に、まずチャンバー内の空気を加熱するために大量のエネルギーが消費されてしまいます。
そこで役立つのがカーボンナノチューブ（CNT）ヒーターです。これらは部屋全体を加熱するのではなく、赤外線を使って直接基板を加熱します。
実際の動作原理
ナノチューブで構成された薄い導電性フィルムを想像してみてください。スイッチを入れると、電力が熱に変換されます。ただし、従来の金属フィラメントとは異なり、CNTは広範囲の赤外線を放出します。これは、暖かい風とハンドヒーターの違いのようなものです。熱は直接フォトレジストや接着剤層に伝わります。
非常に迅速です。エネルギーが直接製品に伝わるため、周囲の空気を温めるためのコストもかからないのです。
製造ラインへの適用
最も良い点は、「熱遅延」がないことです。これらのヒーターはほぼ瞬時にオン/オフできます。薄型ウェーハを扱う際には、材料が変形したり過度に硬化したりする心配が少なくなります。また、サイズが小さいため、大幅な改良をしなくても製造ラインに設置できます。
ちょっとしたヒント：電源にも注意が必要です。低電圧・高電流に対応できる安定したDC電源が必要です。電力が不安定だと、表面に高温部分ができ、ウェーハが壊れてしまいます。一貫性が重要です。
メリットとデメリット
メリットとしては、鉛やVOC、有害な加熱油、水銀ランプが不要で、よりクリーンな作業環境が得られます。しかし、正直なところ、安価とは言えません。CNTフィルムを作るには、ニクロム線を巻くだけよりも多くのコストがかかります。また、温度制御にも注意が必要です。温度限度を超えてしまうと、ナノチューブネットワークが破壊されてしまいます。常に表面温度を監視する必要があります。少し手間がかかりますが、得られる精度を考えれば、その努力は報われます。