製造現場において、温度の変動は許容されるものではなく、厳しく制御されなければなりません。たとえわずか1度の温度変動があっても、フォトレジストの特性が崩れてしまいます。また、CSPスタックの硬化が不均一だと、ウェーハに歪みが生じ、歩留まりも低下してしまいます。ウェーハレベルのCSPを利用するには、温度制御が再現可能であり、各工程において温度が数度以内に保たれている必要があります。
ここが重要なポイントです。 私たちが開発したウェーハレベルのCSP赤外線ヒーターは、フォトレジストやポリマー誘電体が実際に吸収する波長に合わせて設計されています。エネルギーは直接フィルムに伝わり、基板への熱の浸透は最小限に抑えられます。活性領域全体での温度のばらつきは±0.1℃以内であり、24時間にわたっても0.2℃以内の範囲に収まります。
この装置はクラス1～100のクリーンルームで使用でき、粒子の発生を完全に防ぐように設計されています。低ガス放出性の材料、密封された石英窓、そして汚染物質がプロセスエリアに入らないようにする層流空気流が特徴です。ソフトベイク、ハードベイク、アンダーフィルの硬化処理も、同じ加熱装置を使って行われます。つまり、1台のヒーターで複数の工程を処理でき、工程間での再調整は不要です。
なぜこれが生産に役立つのか？ 温度上昇や保持時間が迅速であり、オーバーシュートも起こらないため、サイクルタイムが短縮されます。また、エネルギー消費も削減されます。なぜなら、加熱されるのはフィルムであり、キャリア自体ではないからです。温度が安定すれば、フォトレジストの寸法制御も正確になります。CSPスタックの硬化も均一に行われるため、ウェーハの歪みや空洞も減少します。
運用面でもメリットがあります。このシステムは24時間365日稼働し、計画外の停止はありません。また、予測型の温度監視によって、メンテナンス間隔が延びます。
導入する前に注意すべき点がいくつかあります。 設置時には、チャンバーのサイズを確認し、ウェーハ表面の放射率もチェックする必要があります。反射性のある部品や金属配線は、吸収されるエネルギー量に影響を与えます。ヒーターは、フィルムの構造や処理条件に合わせて調整されなければなりません。一律の設定では不十分です。
また、セットポイントを確定し、製品群全体における均一性を確認するために、短期間の試験運転を行う必要があります。一度校正が完了すれば、プロセスの範囲が狭まります。そして、その予測可能性こそが重要な点です。