Het drogen van MEMS-sensorwaferbladen met behulp van infraroodverwarming
Als je ooit hebt gewerkt aan de productie van MEMS-componenten, weet je hoe lastig het kan zijn om overtollige vochtigheid te verwijderen na het natte eten of schoonmaken. Het is een groot probleem. De meeste mensen proberen alles gewoon in een convectieoven te plaatsen, maar dat is net alsof je je hele huis opwarmt alleen maar om één stuk pizza op te warmen. Dat is zonde van energie.
Daarom gebruiken we korte-golflengte-infraroodlampen. In plaats van de lucht rondom het waferblad op te warmen, wordt de oppervlakte rechtstreeks verhit. Dit is een veel efficiëntere manier om een ‘groene’ fabriek te runnen.
De snelheid
Het beste aan deze methode is dat de temperatuur zeer snel kan worden bereikt. Resistentieverwarmer hebben lang nodig om op temperatuur te komen, waardoor er veel energie wordt verspild terwijl de machine nog moet opwarmen. IR-lampen deden dat niet: ze bereiken meteen de gewenste temperatuur. Omdat we gebruikmaken van het korte-golflengtebereik, dringt de hitte snel door tot in het waferblad en verdwijnt de vloeistof voordat het substraat zelfs maar de kans heeft om te oververhitten.
Hierdoor heb je een kleinere machine en lagere energiekosten.
De details van de constructie
Voor de lampen gebruiken we kwartsomhullingen van hoge zuiverheid. In een halfgeleiderfabriek is metaalbesmetting een groot probleem, dus nemen we hier geen risico’s. We stellen ook de filamenten zo in dat de uitstraling precies overeenkomt met wat het wafermateriaal nodig heeft om op te nemen.
Maar je moet voorzichtig zijn: als je te veel energie op één plek richt, kan het waferblad beschadigen of kan er thermische schok ontstaan. Om dit te voorkomen, passen we de afstand tussen de lampen aan en maken we gebruik van pulsen voor de stroomvoorziening. Hierdoor blijft de temperatuur stabiel en veilig.
De nadelen
Het gebruik van IR maakt het leven in sommige opzichten gemakkelijker. Je hebt minder energieverbruik en je hoeft geen grote, complexe luchtcirculatiesystemen te gebruiken.
Maar er is één nadeel: IR werkt alleen wanneer er een direct zichtlijn is. Als het waferblad beschikt over dikke ribben of enige vorm van afscherming, ontstaan er koude plekken. Je moet de oriëntatie perfect hebben – vooral bij 200mm- of 300mm-waferbladen. Als je zelfs maar iets mis bent, zie je droogtepatronen op het waferblad, en dat kan de efficiëntie van de sensor ernstig verminderen.