MEMSウェーハの乾燥において、熱風の代わりに赤外線を利用する
長い間、MEMSセンサー用ウェーハを乾燥させるための一般的な方法は、その表面に熱風を当てることでした。これは古くから使われてきた方法です。つまり、対流によって熱が表面に伝わり、そうすることで水分が蒸発するのを待つというわけです。
しかし問題は、この方法では非常に時間がかかるという点です。ウェーハの細かい構造の中に熱が届くまで、何分も待たなければなりません。これは生産効率を低下させる大きな障害です。
そのため、私たちは赤外線加熱を採用しました。空気を温めて期待するのではなく、エネルギーを直接ウェーハに送り込むのです。
なぜこんなに速いのか
簡単に言えば、赤外線は水分子に直接作用します。エネルギーが当たると、水分子が反応してすぐに消失します。ほぼ瞬時に乾燥するのです。
ファンや送風機を使って熱を部屋中に送る必要もありません。ゆっくりと進むのではなく、素早く乾燥できます。実際の生産ラインでは、「数分間」かかっていた作業が数秒で済むようになります。これは生産効率の向上に大いに役立ちます。
注意点
ただ、ヒーターをランプに置き換えるだけでは不十分です。赤外線は非常に強力です。もしランプの位置が少しでもずれたり、出力が強すぎたりすると、ウェーハが損傷したり、変形したりする可能性があります。それは大変な問題です。そのため、システムが正常に動作するように、しっかりとしたPIDコントローラーが必要です。
私たちは通常、短波長の赤外線発信器を使用します。これにより、強力なエネルギーがウェーハの表面に届き、残った水分を一気に乾燥させることができます。
ハードウェアの設定
また、施設のレイアウトも変わります。赤外線ランプは、巨大な送風機や配管と比べて、はるかに少ないスペースで済みます。
ただし、電力には注意が必要です。ファンモーターの代わりに高ワット数のランプを使用するため、システムが起動する際の電力供給能力を確認する必要があります。
MEMSの生産量を増やす場合、1枚あたり数秒の節約が、シフト終了時には大きな成果に繋がります。考え方を変えるだけで、空気を動かすのではなく、光子を動かすようにするのです。