Waarom je moet stoppen met het gebruiken van hete lucht voor het drogen van MEMS-wafers
Als je ooit bent geweest in een fabriek voor MEMS-productie, weet je hoe het werkt. Eerst word de wafer met natte methoden geëtst of gereinigd. Daarna moet de vochtigheid van de wafer worden verwijderd. In veel ouderwetse fabrieken wordt hiervoor gebruik gemaakt van hete lucht. We zien dit overal.
Maar hier is het probleem: hete lucht is langzaam. Het proces is afhankelijk van convectie, waardoor het erg lang duurt voordat de wafer echt droog is. Bovendien zorgt het blazen van lucht er juist voor dat er stofdeeltjes op de wafer terechtkomen, op plekken waar ze niet horen te zijn.
Het tijddilemma
Denk eens na over hoe hete lucht eigenlijk werkt. Je moet eerst de hele ruimte opwarmen voordat de wafer kan drogen. Dat is verspilling van tijd.
Infraroodstraling is anders. In plaats van de ruimte op te warmen, stralen infraroodlampen korte golflengten rechtstreeks op de wafer. Hierdoor hoef je helemaal niet te wachten. De droogtijd wordt dan verkort van minuten tot slechts enkele seconden.
Als je met grote volumes productie doet, is dit een enorme verbetering. Je kunt meer wafers per uur verwerken, zonder dat je een grotere schone ruimte nodig hebt of meer ruimte moet huren.
Het lastige aspect
Je kunt de temperatuur niet zomaar verhogen. We gebruiken kwartslampen met hoge intensiteit om dit effect te bereiken, maar je moet wel oppassen. Als je te veel energie in een klein gebied stuurt, kan de wafer beschadigen of kunnen de delicate MEMS-membranen kapotgaan. Het is dus belangrijk om de temperatuur nauwkeurig onder controle te houden. Daarom maken we gebruik van precisie-PID-regelaars. Zij zorgen ervoor dat de temperatuur stabiel blijft, zodat de wafers niet beschadigen.
Reële uitdagingen
Eerlijk gezegd is het niet zo simpel om over te stappen op infraroodstraling. De straling is zeer intens. Terwijl de wafer razendsnel droogt, wordt de behuizing van de apparatuur ernstig beschadigd. Als je niet oppast, kunnen de elektronische onderdelen beschadigen. Je moet dus een goede bescherming tegen hitte hebben, of er moet actieve koeling in de lampen zitten, zodat alles niet smelt.
Toch is het de moeite waard. De meeste fabrieken gebruiken nu infraroodstraling, omdat dit de turbulentie verminderd en de wafers schoon houdt. Hierdoor kan het hele proces sneller verlopen.