Warum Sie aufhören sollten, mit heißer Luft auf Ihre MEMS-Wafer einzuarbeiten
Wenn Sie schon einmal in einer MEMS-Fabrik gearbeitet haben, kennen Sie das Verfahren. Nach der Feuchtigkeitsentfernung müssen die Wafer noch weiter gereinigt werden. In den meisten älteren Anlagen wird dazu heiße Luft verwendet. Das sehen wir überall.
Doch hier liegt das Problem: Heiße Luft ist langsam. Sie setzt auf Konvektion – was bei der Einhaltung von Fristen äußerst unpraktisch ist. Zudem führt das Blasen von Luft dazu, dass Staubpartikel genau dort landen, wo sie nicht hingehören.
Die Zeitsperre
Denken Sie daran, wie heiße Luft eigentlich funktioniert: Zuerst muss die gesamte Kammer erhitzt werden, bevor die Wafer überhaupt zu trocknen beginnen. Das ist eine Verschwendung von Zeit.
Infrarotstrahlung ist anders. Anstelle dazu, den Raum zu erwärmen, senden Infrarotlampen kurzwellige Strahlen direkt auf die Wafer. Dadurch entfällt das Warten völlig. Die Trocknungszeit kann dabei von Minuten auf nur wenige Sekunden reduziert werden.
Wenn man in einer Anlage mit hoher Produktionsrate arbeitet, ist das ein riesiger Vorteil: Man kann mehr Wafer pro Stunde verarbeiten, ohne einen größeren Reinraum bauen oder mehr Platz benötigen zu müssen.
Die schwierige Seite
Man kann einfach nicht einfach die Hitze erhöhen und darauf hoffen, dass alles gut geht. Wir verwenden hochintensive Quarzlampen, um dieses „Schnelltrocknungsverfahren“ zu erzielen – doch man muss vorsichtig sein. Wenn man zu viel Energie auf eine kleine Fläche richtet, kann das dazu führen, dass die Wafer verbogen werden oder die empfindlichen MEMS-Membranen beschädigt werden. Es handelt sich dabei um ein Gleichgewichtsproblem. Deshalb nutzen wir immer präzise PID-Controller. Sie halten die Temperatur konstant, damit nichts schiefgeht.
Reale Probleme
Um ehrlich zu sein: Der Umstieg auf Infrarotstrahlung ist nicht so einfach wie der Austausch einer Glühbirne. Die Strahlungsenergie ist sehr intensiv. Während die Wafer in Rekordzeit trocknen, wird das Gehäuse der Geräte stark belastet. Wenn man nicht vorsichtig ist, können die Elektronikkomponenten beschädigt werden. Man muss daher angemessene Schutzmaßnahmen ergreifen – beispielsweise aktive Kühlung im Lampengehäuse – damit nichts schmilzt.
Trotzdem lohnt sich der Aufwand. Die meisten Anlagen für die tiefgreifende Bearbeitung von Wafern nutzen bereits Infrarotstrahlung – denn dadurch werden Turbulenzen vermieden und die Wafer bleiben sauber. Dadurch wird der gesamte Arbeitsprozess schneller abgewickelt.