
如何让MEMS晶圆在干燥过程中不受损伤
在干燥MEMS传感器晶圆时,实际上就是在玩一场“不能损坏传感器”的高风险游戏。必须彻底去除水分,但同时不能留下任何杂质,更不能给晶圆施加过大的机械应力,以免使其变形。
因此,我们选择使用短波红外线加热器。与通过热空气对流来加热不同,红外线是通过辐射来加热的,这种方式更为直接。它可以直接作用于晶圆表面的水分子,使其移动。
简化处理流程
传统的干燥方法往往很麻烦——要么需要使用有害的化学溶剂,要么就需要那些耗能巨大的强制通风系统,这些系统不仅噪音很大,还会排放有害物质。而红外线加热则截然不同:它是一种“无污染”的加热方式,无需使用化学物质或含铅催化剂,只需利用光和热即可。
更妙的是,我们可以精确控制水分子吸收光的特定波长,从而避免浪费电能。我们只需加热真正需要加热的部分,这样既节省能源,又不会对环境造成伤害。
平衡各因素
不过,这并非毫无挑战。为了让水更快蒸发,我们需要使用高瓦数的石英灯,它们能迅速为晶圆提供热量。但这种高功率也是一把双刃剑:如果时机把控不当,就可能会损坏MEMS结构或传感器膜。因此,需要精确的PID控制器,以及在任务完成后立即关闭加热装置的装置。
节省实验室空间
最棒的一点是,由于不需要复杂的管道或大型鼓风机,干燥装置的大小就可以大幅缩小。我们可以将加热装置直接放置在晶圆载体上方,这样就能让整个设备变得更小巧。这样一来,洁净室的管理也会变得更加容易。而且,这种方式还能实现节能效果,同时不会影响生产速度。这确实是一种更合理的设计方式。