Đun nóng bằng tia hồng ngoại so với sử dụng khí nóng ép: Phương pháp tốt hơn để sấy khô các tấm wafer MEMS
Nếu bạn từng làm việc trong các nhà máy sản xuất MEMS, chắc hẳn bạn đã biết quy trình này. Sau khi tiến hành quá trình ăn mòn hoặc làm sạch, cần phải loại bỏ hết độ ẩm trên bề mặt các tấm wafer. Hầu hết các nhà máy cũ vẫn sử dụng phương pháp dùng khí nóng ép để sấy khô. Phương pháp này hiệu quả, nhưng tốc độ lại khá chậm.
Gần đây, ngày càng có nhiều kỹ sư chuyển sang sử dụng phương pháp đun nóng bằng tia hồng ngoại. Tại sao ư? Bởi vì họ muốn tránh việc phải chờ đợi lâu.
Vấn đề khi phải chờ đợi
Phương pháp dùng khí nóng có nhược điểm là tốc độ sấy khô rất chậm. Trước tiên, cần phải làm nóng không khí, sau đó mới làm nóng toàn bộ buồng sấy, và cuối cùng mới làm nóng bề mặt tấm wafer. Đây là một quy trình phức tạp với nhiều bước trung gian. Trong các nhà máy sản xuất với khối lượng lớn, điều này trở thành một rào cản lớn.
Phương pháp đun nóng bằng tia hồng ngoại giúp loại bỏ tất cả những rào cản này. Thay vì làm nóng toàn bộ buồng sấy, năng lượng từ tia hồng ngoại sẽ tác động trực tiếp lên bề mặt tấm wafer. Chúng ta sử dụng các thiết bị phát tia hồng ngoại sóng ngắn để thực hiện việc này. Nhờ đó, các phân tử nước sẽ rung động ngay lập tức và chuyển thành hơi nước. Bạn không cần phải chờ đợi cho đến khi khí nóng đạt đến nhiệt độ mong muốn nữa. Thời gian sấy khô giảm từ vài phút xuống còn vài giây. Đây là sự khác biệt rất lớn.
Tiết kiệm diện tích
Ngoài ra, việc thay thế lò sấy thông thường bằng hệ thống đun nóng bằng tia hồng ngoại còn giúp tiết kiệm rất nhiều diện tích. Bạn không cần phải sử dụng các ống dẫn khí hay các máy thổi khí cồng kềnh nữa. Tất cả những gì bạn cần là nguồn điện ổn định và hệ thống điều khiển hiệu quả.
Chúng ta thường bọc các thiết bị này trong lớp thạch anh để giữ cho chúng sạch sẽ. Vì năng lượng được truyền đi rất nhanh và tập trung, nên bạn có thể di chuyển các tấm wafer bằng băng chuyền. Không cần phải chờ đợi cho đến khi tất cả các tấm wafer được sấy khô.
Nhược điểm: Năng lượng mạnh
Tuy nhiên, phương pháp này có một nhược điểm: năng lượng được sử dụng rất mạnh. Nếu các thiết bị phát tia hồng ngoại không được đặt đúng vị trí, sẽ xuất hiện những điểm nóng quá mức. Điều này có thể gây hư hại cho các lớp màng mỏng của MEMS hoặc tạo ra các vết sấy không đều trên bề mặt tấm wafer.
Bạn cần phải chú ý kỹ đến hệ thống phản hồi từ các cảm biến. Nếu bộ điều khiển PID hoạt động kém, nhiệt độ có thể vượt quá mức cho phép, gây hư hại cho các cảm biến.
Về cơ bản, bạn đang đánh đổi sự ấm áp chậm rãi của khí nóng bằng một phương pháp nhanh hơn và hiệu quả hơn. Đây là một lợi thế lớn về mặt tốc độ, miễn là bạn luôn theo dõi chặt chẽ nhiệt độ.