Séchage des wafer MEMS : pourquoi nous passons à l’infrarouge
Lorsqu’il s’agit de capteurs MEMS, les enjeux sont élevés. Il est nécessaire d’éliminer jusqu’à la dernière goutte d’humidité. Mais si l’on est trop agressif dans le séchage, ces micro-structures délicates se brisent.
Pendant longtemps, nous avons simplement utilisé de l’air chaud pour sécher les wafer. Mais honnêtement, c’est lent. Nous optons désormais pour le chauffage par infrarouges, car personne ne veut passer la moitié de sa journée à attendre que les wafer sèchent.
La différence de vitesse est incroyable.
Pensez à l’air chaud : il faut d’abord chauffer l’air, le faire circuler dans la chambre, puis attendre que cette chaleur pénètre dans le wafer. C’est un processus lent. Avec l’infrarouge, c’est différent : l’énergie atteint le wafer presque instantanément. Pas besoin d’attendre que l’air se réchauffe. Dans une usine où tout doit fonctionner rapidement, cela permet de réduire le temps de séchage de quelques minutes à quelques secondes seulement.
Mais on ne peut pas simplement augmenter l’intensité du chauffage.
Si l’on augmente trop rapidement l’intensité, cela peut provoquer des déformations aux bords du wafer ou créer des contraintes thermiques qui endommagent le produit. C’est pourquoi nous choisissons avec soin la longueur d’onde utilisée. Nous utilisons des ondes infrarouges courtes, car elles pénètrent plus profondément et plus rapidement, ce qui est exactement ce dont on a besoin pour un séchage rapide.
Le vrai défi, cependant, réside dans le contrôle. Nous utilisons des régulateurs PID pour gérer l’augmentation progressive de la température. Si on chauffe trop rapidement, cela peut causer des dommages aux membranes MEMS. Il faut donc une augmentation graduelle de la température, et non brutale.
Les limites (car il y a toujours des limites).
L’infrarouge est extrêmement rapide, mais son efficacité dépend de la ligne de vue entre la source de chaleur et le wafer. L’air chaud peut contourner les obstacles, tandis que l’infrarouge ne touche que ce qu’il peut voir directement.
Si le support sur lequel se trouve le wafer a une forme bizarre ou des cavités profondes, cela crée des zones froides. Il faut donc ajuster précisément les lampes et les réflecteurs pour que chaque millimètre du wafer soit bien chauffé. De plus, il faut aussi veiller au système de refroidissement. Lorsque l’on applique autant d’énergie sur le wafer, cela provoque une forte hausse de température. Si le système de refroidissement ne suffit pas, toute la température de la chambre augmentera, ce qui rend difficile la stabilisation de l’environnement.