Secado de obleas MEMS: ¿Por qué pasamos al uso del infrarrojo?
Cuando se trata de sensores MEMS, las consecuencias de un error son graves. Es necesario eliminar hasta la última gota de humedad, pero si se es demasiado agresivo con el proceso de secado, esas estructuras microscópicas delicadas se dañan.
Durante mucho tiempo, simplemente usamos aire caliente para secar las obleas. Pero, honestamente, ese método es lento. Ahora nos estamos orientando hacia el uso del calentamiento por infrarrojos, porque, francamente, nadie quiere perder medio día esperando a que las obleas se sequen.
La diferencia de velocidad es enorme.
Imagínese el aire caliente: primero hay que calentar el aire, luego hacer que este circule por la cámara, y finalmente esperar a que el calor penetre en la oblea. Es un proceso lento. El infrarrojo, en cambio, funciona de manera diferente: es radiación que llega a la oblea casi instantáneamente. No hay necesidad de esperar a que el aire se caliente, ni retrasos en el proceso. En una fábrica donde hay mucho trabajo, esto convierte un ciclo de secado que antes duraba minutos en uno que dura segundos.
Pero no se puede simplemente aumentar la potencia del calentamiento.
Si se aumenta demasiado la potencia, los bordes de la oblea se deforman o se genera estrés térmico que daña las obleas. Por eso somos muy cuidadosos con la longitud de onda utilizada. Usamos infrarrojos de onda corta, ya que permiten un secado más rápido y eficaz.
El verdadero desafío radica en el control del proceso de calentamiento. Usamos controladores PID para manejar cómo aumenta la temperatura. Si se calienta demasiado rápido, se produce una expansión violenta de la humedad atrapada, lo que daña las membranas MEMS. Lo ideal es que la temperatura aumente de manera gradual, sin picos bruscos.
Pero siempre hay algo que considerar.
El infrarrojo es increíblemente rápido, pero solo funciona en línea recta. El aire caliente rodea los objetos, mientras que el infrarrojo solo afecta lo que realmente puede ver. Si el soporte de la oblea tiene formas extrañas o cavidades profundas, habrá zonas frías en la oblea. Es necesario asegurarse de que las lámparas y los reflectores estén bien colocados para que cada milímetro de la oblea quede cubierto. Además, hay que tener en cuenta el sistema de enfriamiento. Cuando se aplica tanta energía a la oblea, se genera un aumento significativo en la temperatura. Si el sistema de enfriamiento no es suficiente, toda la temperatura de la cámara se desestabiliza, y entonces resulta difícil mantener un ambiente estable.