خشک کردن ویفرهای حسگر MEMS با استفاده از گرمایش مادون قرمز
اگر تا به حال در فرآیند ساخت MEMS کار کردهاید، میدانید که رفع رطوبت باقیمانده پس از فرآیندهای اچینگ یا تمیزکاری چقدر دشوار است. این موضوع واقعاً یک مشکل بزرگ است. اکثر افراد، همه چیز را در فرهای گرمایشی قرار میدهند؛ اما این کار در واقع مانند گرم کردن کل خانه فقط برای گرم کردن یک تکه پیتزا است؛ این کار باعث هدررفت انرژی زیادی میشود.
بنابراین، ما از لامپهای مادون قرمز با طول موج کوتاه استفاده میکنیم. به جای گرم کردن هوای اطراف ویفر، ما مستقیماً سطح ویفر را گرم میکنیم. این روش، روشی هوشمندانه برای اداره کارخانههای سبز است.
سرعت عمل
بهترین نکته این است که زمان لازم برای رسیدن به دمای مورد نظر، تقریباً صفر است.
گرمایشهای مقاومتی، زمان زیادی برای رسیدن به دمای مورد نظر نیاز دارند؛ بنابراین شما انرژی زیادی را صرف انتظار برای رسیدن به دمای مناسب میکنید. لامپهای مادون قرمز چنین مشکلی ندارند؛ آنها بلافاصله به دمای مورد نظر میرسند. از آنجایی که ما از طول موج کوتاه استفاده میکنیم، گرما به داخل ویفر نفوذ کرده و مایعات را قبل از اینکه سطح ویفر دچار گرمای بیش از حد شود، خشک میکند.
در نتیجه، شما یک دستگاه کوچکتر و هزینههای انرژی کمتری خواهید داشت.
جزئیات ساختار دستگاه
ما از غلافهای کوارتز با خلوص بالا برای لامپها استفاده میکنیم. در کارخانههای تولید نیمههادی، آلودگیهای فلزی یک مشکل بزرگ است؛ بنابراین ما هیچ ریسکی را در نظر نمیگیریم. همچنین، ما فیلامنتها را به گونهای تنظیم میکنیم که تابش نور، دقیقاً مطابق با نیازهای ماده ویفر باشد.
اما باید مراقب بود؛ اگر انرژی زیادی را در یک نقطه متمرکز کنید، ویفر دچار تغییر شکل یا شوک حرارتی خواهد شد. برای جلوگیری از این امر، ما فاصله لامپها را تنظیم کرده و از کنترلکنندههای توان پالسی استفاده میکنیم؛ این کار باعث میشود دما ثابت و در حد امن باقی بماند.
معایب
استفاده از مادون قرمز، در برخی جنبهها کار را آسانتر میکند؛ شما میتوانید انرژی زیادی را صرفهجویی کنید و از سیستمهای گرمایشی پیچیده و بزرگ خلاص شوید.
اما مشکل اینجاست که مادون قرمز نیاز به خط دید مستقیم دارد؛ اگر ویفر دارای ساختارهای ضخیم یا سایر موانعی باشد، نقاط سردی در سطح ویفر ایجاد خواهد شد. بنابراین، باید تنظیمات دقیقی انجام داد؛ مخصوصاً در سطوح ۲۰۰ میلیمتری یا ۳۰۰ میلیمتری. اگر تنظیمات کمی اشتباه باشد، ردپاهای خشک شدن روی سطح ویفر ایجاد خواهد شد؛ این امر میتواند باعث کاهش کیفیت حسگرها شود.