Secagem de wafers de sensores MEMS com aquecimento por IR
Se você já trabalhou na fabricação de MEMS, sabe bem o quanto é difícil se livrar da umidade residual após o processo de gravura ou limpeza. Isso representa um grande obstáculo na produção. A maioria das pessoas simplesmente coloca tudo em um forno convencional, mas isso é como aquecer toda a casa só para aquecer um pedaço de pizza. Isso gera um desperdício enorme de energia.
É por isso que utilizamos lâmpadas de infravermelho de onda curta. Em vez de aquecer o ar ao redor do wafer, o calor atinge diretamente a superfície dele. É uma maneira muito mais eficiente de operar uma fábrica sustentável.
O fator velocidade
A melhor parte é que o tempo necessário para atingir a temperatura desejada é quase instantâneo. Os aquecedores resistentes demoram muito para começar a funcionar, o que significa que se gasta energia à toa enquanto se espera que a máquina esteja pronta. As lâmpadas de IR não fazem isso; elas atingem imediatamente a temperatura desejada. Como usamos o espectro de onda curta, o calor penetra no wafer e evapora os líquidos antes que o substrato tenha chance de superaquecer.
Isso resulta em uma máquina menor e em uma conta de energia muito menor.
Detalhes técnicos
Usamos invólucros de quartzo de alta pureza para as lâmpadas. Em uma fábrica de semicondutores, a contaminação metálica é um grande problema, então não corremos nenhum risco nesse aspecto. Também ajustamos os filamentos para que a emissão de calor seja exatamente igual à necessária para o wafer.
Mas é preciso ter cuidado. Se aplicarmos muita energia em um único ponto, o wafer pode sofrer deformações ou choque térmico. Para evitar isso, ajustamos a distância entre a lâmpada e o wafer, além de usar controladores de potência pulsada. Isso mantém a temperatura estável e segura.
As desvantagens
Mudar para o uso de IR facilita as coisas em vários aspectos. Reduzimos o consumo de energia e podemos nos livrar daqueles sistemas complexos de refrigeração.
Mas há uma desvantagem: o IR exige que haja visão direta entre a lâmpada e o wafer. Se o suporte do wafer tiver estruturas complexas ou algum tipo de proteção, haverá áreas frias. É preciso garantir que o alinhamento seja perfeito, especialmente em superfícies de 200 mm ou 300 mm. Se houver algum desvio, surgirão marcas de secagem, o que prejudicará significativamente a qualidade dos sensores produzidos.