なぜMEMSウェーハの乾燥にはIR加熱がホットエアより優れているのか
もしまだMEMSセンサーのウェーハを乾燥させるためにホットエアを使用しているなら、単に待つだけで多くの時間を浪費していることになります。これは大きなボトルネックです。
ホットエアは対流に頼っています。まず空気を加熱し、その後その空気がウェーハを加熱するという仕組みです。これは中間プロセスが必要で、ゆっくりとしか進みません。
一方、IR加熱は異なります。電磁波を直接ウェーハ表面に当てるのです。中間プロセスが不要です。その結果、乾燥にかかる時間が数分から数秒に短縮されます。大量生産を行う場合、これは非常に大きなメリットです。クリーンルームを拡張することなく、より多くのウェーハを毎時間出荷できます。
しかし、古い対流式オーブンにIRランプを入れて済むわけではありません。そのような高速な乾燥を実現するには、高い出力密度が必要です。私たちは通常、短波長のIRランプを使用します。これにより、ウェーハ表面の液体膜を迅速に蒸発させることができます。ただし、その強度は強烈なので、適切なシールドや反射板が必要です。さもないと、ウェーハキャリアが変形したり、センサーアレイが損傷したりする危険があります。
また、制御の面でも注意が必要です。IRランプはほぼ瞬時に目標温度に到達します。PIDコントローラーが遅ければ、温度が過剰に上昇し、MEMS構造が破壊される可能性があります。そのような高速な動作に対応できる制御回路が必要です。
私たちは、エネルギーを集中させるために、これらのヒーターと精密な石英製の反射板を組み合わせることを推奨します。確かに、IR加熱システムの設置は、単に送風機やヒーターを取り付けるよりも少し複雑です。しかし、実際にどれだけ時間が節約できるかを考えれば、数ヶ月以内にハードウェアのコストは回収できます。