MEMSウェーハを効率的に乾燥させる方法
MEMSセンサーのウェーハを乾燥させる際は、まるで「センサーを壊さないようにしなければならない」という高リスクなゲームをしているようなものです。水分を取り除く必要がありますが、同時に何の汚れも残してはいけません。また、ウェーハに過度な機械的ストレスをかけて変形させてしまってはいけません。
そのため、私たちは短波長の赤外線ヒーターを利用します。対流式の熱風を使う代わりに、赤外線は放射熱を利用するのです。これはより直接的な方法です。つまり、ウェーハ表面の水分子に直接働きかけて、動かすのです。
プロセスの最適化
従来の乾燥方法では、ひどく手間がかかります。有害な化学溶剤を使ったり、巨大で電力消費量の多い送風システムを使ったりする必要があります。また、VOCも漏れ出します。
一方、赤外線方式は違います。これは「ドライ」なプロセスです。化学物質の漏れもなく、鉛を含む触媒も不要です。必要なのは光と熱だけです。
さらに素晴らしい点は、水の吸収帯に直接作用できることです。真空チャンバーや装置の金属フレームを加熱する必要がありません。実際に加熱が必要な部分のみを加熱するのです。これにより、エネルギーの無駄がなくなり、地球にも優しいのです。
バランスの取り方
でも、これは魔法ではありません。水を迅速に蒸発させるためには、高出力の石英ランプを使用します。これにより、ウェーハに即座に熱が与えられます。
しかし、この強力なエネルギーは両刃の剣です。数秒でもタイミングがずれると、MEMS構造が破損したり、センサー膜が破れてしまう可能性があります。だからこそ、正確なPIDコントローラーや、作業が終了した瞬間に自動的に遮断されるシャッターが必要です。
ラボのスペース節約
最も良い点は、スペースの節約です。大型のダクトや送風機を使わないため、乾燥装置のサイズが小さくなります。加熱装置をウェーハキャリアの真上に設置するだけで済みます。
これにより、全体の装置のサイズが小さくなり、クリーンルームの管理も容易になります。また、生産ラインの速度を落とすことなく、エネルギー節約が可能になります。これは、より合理的な装置の設計方法です。