گرمایش مادون قرمز در مقابل هوای داغ اجباری: روش بهتری برای خشک کردن ویفرهای MEMS
اگر تجربه کار در کارخانههای تولید MEMS را دارید، میدانید که پس از فرآیندهای حکاکی یا تمیزکاری، باید رطوبت موجود روی ویفرها را از بین ببرید. اکثر خطوط تولید قدیمی هنوز از هوای داغ اجباری برای این منظور استفاده میکنند. البته این روش جواب میدهد، اما سرعت آن کم است.
امروزه، مهندسان بیشتری به استفاده از گرمایش مادون قرمز روی آوردهاند. چرا؟ چون از انتظار کردن خسته شدهاند.
مشکلات استفاده از هوای داغ
مشکل اصلی استفاده از هوای داغ این است که این فرآیند بسیار آهسته است. ابتدا باید هوا گرم شود، سپس فضای محیطی گرم شود و در نهایت ویفرها گرم شوند. این روش، فرآیندی پیچیده و طولانی است. در خطوط تولید با حجم بالا، این تأخیر میتواند مانع بزرگی باشد.
اما گرمایش مادون قرمز این مشکلات را از بین میبرد. انرژی مادون قرمز مستقیماً روی سطح ویفر تأثیر میگذارد.
برای این منظور، از فرستندههای مادون قرمز با طول موج کوتاه استفاده میکنیم. این فرستندهها باعث میشوند مولکولهای آب بلافاصله لرزش کنند و تبدیل به بخار شوند. دیگر نیازی نیست منتظر بمانیم تا هوا به دمای مناسب برسد. مدت زمان خشک کردن ویفرها از چند دقیقه به چند ثانیه کاهش مییابد. این تفاوت بسیار زیادی است.
صرفهجویی در فضا
علاوه بر این، جایگزینی فر با هوای داغ باعث صرفهجویی زیادی در فضا میشود. دیگر نیازی به استفاده از لولههای بزرگ و فنهای بزرگ نیست. تنها چیزی که نیاز داریم، منبع تغذیه پایدار و سیستم کنترلی مناسب است.
معمولاً این سیستمها را در قالب کوارتز قرار میدهیم تا همه چیز تمیز بماند. از آنجایی که انتقال انرژی بسیار سریع و متمرکز است، میتوانیم ویفرها را روی نوار نقاله حرکت دهیم. دیگر نیازی نیست ویفرها را در یک فضای بزرگ نگه داریم و منتظر بمانیم تا همه آنها خشک شوند.
معایب: استفاده از گرمایش مادون قرمز
البته، گرمایش مادون قرمز سریع است، اما میتواند خطرناک باشد. اگر فرستندهها در جای مناسب قرار نگیرند، نقاطی با دمای بالا ایجاد خواهد شد. این موضوع میتواند باعث تخریب غشایهای نازک MEMS شود.
باید در انتخاب سیستمهای کنترلی بسیار دقت کنیم. اگر کنترلکننده PID کند عمل کند، ممکن است دمای ویفرها بیش از حد بالا برود و ساختارهای سنسورها آسیب ببینند.
در واقع، ما در حال جایگزینی گرمای ملایم هوا با گرمای سریع و متمرکز هستیم. این روش برای افزایش سرعت بسیار مفید است، البته به شرطی که به دما نظارت دقیقی داشته باشیم.