Trocknung von MEMS-Sensoren mit Infrarotheizung
Wenn Sie bereits in der Herstellung von MEMS-Sensoren gearbeitet haben, wissen Sie, wie schwierig es ist, überschüssige Feuchtigkeit nach dem Nassätzen oder Reinigen zu entfernen. Das ist wirklich ein echtes Problem. Die meisten Menschen werfen einfach alles in einen Konvektionsofen – doch das ist im Grunde genommen so, als würde man das ganze Haus heizen, nur um eine Pizza aufzuwärmen. Das bedeutet enorme Energieverschwendung.
Deshalb verwenden wir Kurzwellen-Infrarotlampen. Anstatt die Luft um den Wafer zu erwärmen, wird die Oberfläche direkt beheizt. Das ist eine viel effektivere Methode, um energieeffizient zu arbeiten.
Die Geschwindigkeit
Das Beste daran: Die Heizzeit ist fast sofort. Resistive Heizungen benötigen lange Zeit, bis sie vollständig warm sind – das bedeutet, dass man Energie verschwendet, während man darauf wartet, dass die Maschine startet. Infrarotlampen tun das nicht. Sie erreichen sofort die Betriebstemperatur. Da wir das Kurzwellenspektrum nutzen, dringt die Wärme in den Wafer ein und verdampft die Flüssigkeiten, bevor das Substrat überhaupt überhitzt. Dadurch entsteht eine kleinere Maschine sowie geringere Energiekosten.
Die technischen Details
Wir verwenden hochreinen Quarzkörper für die Lampen. In einer Halbleiterfabrik stellt eine metallische Kontamination ein großes Problem dar – deshalb gehen wir dort keine Risiken ein. Wir justieren außerdem die Fäden so, dass die Emissionen genau denen entsprechen, die vom Wafermaterial aufgenommen werden müssen.
Aber man muss vorsichtig sein: Wenn man zu viel Energie an einen Punkt abgibt, kann der Wafer verbogen werden oder es kommt zu thermischen Schocks. Um das zu verhindern, passen wir die Entfernung der Lampen an und verwenden pulsierende Leistungskontroller. Dadurch bleibt die Temperatur konstant und sicher.
Die Vor- und Nachteile
Der Wechsel auf Infrarotheizung erleichtert die Arbeit in einigen Aspekten. Man spart Energie und muss keine riesigen, unhandlichen Belüftungssysteme verwenden. Doch es gibt auch Nachteile: Infrarotstrahlung kann nur in gerader Linie wirken. Wenn der Waferträger dicke Rippen oder irgendeine Art von Abschirmung hat, entstehen kühle Stellen. Man muss die Ausrichtung perfekt steuern – besonders bei 200-mm- oder 300-mm-Wafern. Schon kleine Abweichungen können dazu führen, dass es zu Trocknungsstreifen kommt – und das wiederum führt zu einem Rückgang der Sensoreffizienz.