Hoe je MEMS-wafers droog krijgt, zonder problemen
Wanneer je MEMS-sensors maakt, is het laatste wat je wilt dat er een druppel vocht of een vlek oplossing op de wafer terechtkomt en deze beschadigt. Maar je kunt ze niet zomaar met hitte behandelen – dat zou het materiaal belasten en tot restanten leiden.
Daarom gebruiken we korte-golf infrarode verwarmers. In plaats van tijd te verspillen aan het opwarmen van de lucht rondom de wafer, stuurt de IR-verwarmer energie rechtstreeks naar het substraat. Het is efficiënt en schoon. Geen chemische katalysatoren, geen gedoe.
Hoe het werkt
Stel je voor dat het om een gerichte actie gaat. De verwarmer stuurt fotonen uit, die door de watermoleculen worden opgenomen. Hierdoor verdampt het water bijna onmiddellijk.
Het beste van alles? Er is geen luchtstroming nodig. Als je ooit in een zuiverruimte hebt gewerkt, weet je dat luchtstromen eigenlijk slechts een manier zijn om stof en deeltjes mee te nemen. IR is dus een ‘droge’ methode. Je hebt geen gevaarlijke stoffen of loodhoudende lassen nodig om de hitte over te brengen. Het gebeurt gewoon.
Energiebesparing (en rust in je hoofd)
Dit is waar het echt fijn wordt. Weet je die grote thermische kamers die een uur nodig hebben om op temperatuur te komen? Vergeet ze maar. Met IR-lampen bereik je de gewenste temperatuur al na enkele seconden. Dat betekent minder kosten voor elektriciteit – we zien een enorme daling in het aantal kWh per wafer vergeleken met die ouderwetse thermische methoden. Bovendien hoef je geen last meer te hebben van de vervuilende stoffen die vrijkomen bij chemische droogmethoden. Het is gewoon een schone manier om te werken.
De nadelen
Het is natuurlijk geen magie. Er zijn ook nadelen. IR werkt alleen als er een rechte lijn is tussen de lamp en de wafer. Als de waferhouder een vreemde vorm heeft of diepe gleuven, ontstaan er ‘koude plekken’ waar de hitte niet kan komen. Je moet goed nadenken over hoe je de lampen positioneert. Als je probeert de koude plekken op te lossen door de spanning van de lampen op te voeren, kun je de randen van de wafers beschadigen. Het vereist wat planning om alles goed te regelen.
We hebben deze systemen zo ontworpen dat ze gemakkelijk in de plaats van de oude, energieverbruikende apparaten kunnen worden geplaatst. Let er wel op dat je stroomvoorziening in staat is om de pieken in de stroomverbruik aan te kunnen. Zodra de lampen aanstaan, is alles in orde.