خشک کردن ویفرهای MEMS: چرا از روش تابش مادون قرمز استفاده میکنیم؟
هنگام کار با سنسورهای MEMS، مسائل بسیار مهمی وجود دارد؛ لازم است که هر قطره رطوبت حذف شود. اما اگر از روشهای خشک کردن خشن استفاده کنیم، آن ساختارهای ریز و حساس، خراب خواهند شد.
برای مدت طولانی، از هوای گرم برای خشک کردن ویفرها استفاده میکردیم؛ اما این روش بسیار آهسته بود. ما به سمت استفاده از تابش مادون قرمز حرکت کردهایم؛ زیرا واقعاً کسی نمیخواهد نیمی از زمان خود را صرف انتظار برای خشک شدن ویفرها کند.
تفاوت سرعت بین این دو روش بسیار زیاد است.
فکر کنید به هوای گرم؛ باید هوا را گرم کرد، سپس آن را در اطراف ویفر پراکند، و بعد منتظر ماند تا گرما وارد ویفر شود. این فرآیند بسیار آهسته است.
اما تابش مادون قرمز متفاوت است؛ انرژی آن بلافاصله به ویفر میرسد. نیازی به انتظار برای گرم شدن هوا نیست. در کارخانههای پرکار، این روش باعث میشود که فرآیند خشک کردن که قبلاً چند دقیقه طول میکشید، تنها چند ثانیه طول بکشد.
اما نمیتوانیم از انرژی بیش از حد استفاده کنیم؛ چون این کار باعث تغییر شکل لبههای ویفر یا ایجاد تنش حرارتی میشود که باعث خرابی ویفر میگردد. بنابراین ما در انتخاب طول موج تابش مادون قرمز دقت زیادی میکنیم؛ از تابش مادون قرمز با طول موج کوتاه استفاده میکنیم، زیرا این روش باعث نفوذ سریعتر انرژی به ویفر میشود.
اما نکته مهم این است که باید کنترل مناسبی بر فرآیند گرم شدن وجود داشته باشد؛ برای این منظور از کنترلکنندههای PID استفاده میکنیم. اگر گرمایش بیش از حد باشد، ممکن است ویفر خراب شود. بنابراین باید گرمایش را به آرامی افزایش داد.
البته، تابش مادون قرمز بسیار سریع است، اما فقط بر روی اجسامی که در مسیر تابش قرار دارند، اثر میگذارد. اگر ویفر دارای شکل عجیبی باشد، ممکن است نقاط سردی در آن ایجاد شود. بنابراین باید آرایههای لامپ و بازتابندهها را به درستی تنظیم کرد تا هر میلیمتر از ویفر پوشانده شود.
همچنین، باید مراقب سیستم خنککننده نیز باشیم؛ زیرا اگر انرژی زیادی به ویفر وارد شود، باعث افزایش شدید دما میشود. اگر سیستم خنککننده مناسبی نداشته باشیم، دمای کل کارخانه تغییر خواهد کرد و ما مجبور خواهیم بود برای تثبیت دما تلاش کنیم.