
如何正确干燥MEMS晶圆(避免污染问题)
在干燥MEMS传感器时,热量只是其中一半的因素。真正的挑战在于如何防止颗粒物对晶圆的污染。
如果你在100级洁净室中工作,那么你就知道,哪怕有极少量的气体释放或加热元件产生的微小碎片,都会导致整批晶圆报废。这种工作环境实在令人压力巨大。因此,我们选择使用高纯度的合成石英红外灯。
为何石英如此重要?
便宜的玻璃或低质量的石英根本无法承受高温带来的压力。经过几次热循环后,它们就会开始分解,进而产生微量颗粒物。这显然不是好事。
我们使用高纯度熔融硅,因为它能在极端温度下保持固态,且不会释放任何气体。更妙的是,红外辐射可以直接作用于晶圆表面的水分,从而迅速将水分蒸发掉,而不会让整个腔体变成“烤箱”。
设计上的细节
我们把这类灯泡设计得小巧,这样它们就能轻松安装在现有设备中。石英外壳被密封得很好,这样可以防止灯丝氧化——而氧化往往是造成污染的根源。通过控制管内的卤素循环,我们可以确保灯丝保持完好状态,避免出现凹痕。
不过,你需要根据晶圆的大小来调整功率密度。当然,提高功率可以加快升温速度,但同时也会给冷却系统带来更大的压力。如果过度使用高功率,就可能导致晶圆变形。关键是要找到合适的功率与长度的比例,这样才能让整个传感器阵列均匀受热。
安装时的注意事项
这些灯泡基本上可以直接替代现有的MEMS干燥装置。我们使用了标准的连接器,因此无需担心接线问题。
不过请注意:高纯度石英材质很脆,虽然它能耐受高温,但却不耐撞击。在安装过程中,任何机械冲击都可能导致微裂纹的产生,而这些裂纹可能很难被发现。
另外,请务必使用无绒手套。皮肤上的油脂会在石英表面形成热点,从而导致灯泡过早损坏。