赤外線を使ったMEMSウェーハの乾燥：効率的な方法
MEMSセンサーを製造する際に最も避けたいのは、わずかな水分や溶剤の汚れが微細な構造を壊してしまうことです。これは非常に微妙なバランスが求められます。ウェーハを完全に乾燥させる必要がありますが、単純に熱を当ててみるだけでは不十分です。
そのため、私たちは短波長の赤外線ヒーターを使用します。熱風や危険な化学物質を使う代わりに、赤外線はエネルギーを直接基板に送り込みます。これにより、効率的でクリーンな乾燥が実現されます。
実際の動作原理
対流オーブンを思い浮かべてみてください。まず空気を加熱し、その後その空気が食品を温めます。これは時間の無駄です。一方、赤外線は異なります。ウェーハ表面の水分子を直接ターゲットにします。エネルギーが液体層に当たると、急速に蒸発します。つまり、ウェーハは数秒で乾燥します。
最大の利点は「熱負荷が少ない」という点です。迅速に乾燥するため、ウェーハが10分間も熱を吸収することはありません。そのため、ウェーハが変形したり、ドーパントが本来あるべき場所から移動したりする心配もありません。
地球環境や健康にも良い
業界では、鉛を含むはんだや有害なVOC溶剤の使用が少なくなっています。赤外線による乾燥は、この流れに合致しています。これは「乾燥式」のプロセスなので、排気システムから汚染ガスを除去する必要もなく、危険な加熱要素もありません。単に電源を接続し、波長を設定すればよいのです。また、大きなファンを使って熱風を送る必要がないため、エネルギーの損失もありません。
デメリット
もちろん、完璧なわけではありません。高い熱密度にはいくつかの問題点があります。温度を急激に上げすぎると、熱衝撃のリスクがあります。PIDコントローラーの使い方にも注意が必要です。そうでないと、目標温度を超えてしまい、製品が台無しになる可能性があります。
また、赤外線の出力が強すぎるため、ケースの遮蔽にも注意が必要です。作業員が放射線に曝露されないようにしなければなりません。
私たちが設計したヒーターは、古くて頑丈ではない従来の加熱システムの簡単な置き換え品です。床面積を節約でき、電気代も削減できます。これにより、生産ラインの速度を落とすことなく、環境基準を満たすことができます。