خشک کردن ویفرهای MEMS به درستی (بدون مشکلات ناشی از آلودگی)
هنگام خشک کردن سنسورهای MEMS، حرارت تنها نیمی از مشکلات را برطرف میکند؛ مشکل اصلی، وجود ذرات ریز در سطح ویفرهاست.
اگر در یک اتاق تمیز درجه ۱۰۰ کار میکنید، میدانید که حتی کمترین مقدار گاز یا ذرات ریز ناشی از عناصر گرمایشی، میتواند باعث از بین رفتن تمام ویفرها شود. این روش کار بسیار استرسزاست. به همین دلیل، از لامپهای IR ساخته شده از کوارتز با خلوص بالا استفاده میکنیم.
چرا کوارتز اهمیت دارد؟
شیشه ارزان یا کوارتز با کیفیت پایین، نمیتوانند در برابر فشارهای حرارتی مقاومت کنند؛ پس از چند دوره گرمایش، این مواد شروع به تجزیه شدن کرده و ذرات ریزی تولید میکنند. این وضعیت خوبی نیست.
ما از سیلیکا با خلوص بالا استفاده میکنیم؛ زیرا این ماده در دماهای بسیار بالا نیز سفت باقی میماند و گازی از خود تولید نمیکند. نکته جالب این است که تابش IR مستقیماً به رطوبت موجود روی سطح ویفر برخورد میکند و آب را بلافاصله از بین میبرد، بدون اینکه کل اتاق به یک فر تبدیل شود.
جزئیات طراحی
ما این لامپها را به گونهای طراحی کردهایم که بتوانند در سیستمهای موجود جایگزین شوند. پوشش کوارتزی این لامپها به خوبی بسته شده است تا از اکسیداسیون فیلامنت جلوگیری شود؛ زیرا اکسیداسیون فیلامنت معمولاً منشأ آلودگیهاست. با کنترل چرخه هالوژن درون لامپ، میتوانیم فیلامنت را صاف نگه داریم و از ایجاد ترکها جلوگیری کنیم.
اما نکته مهم این است که باید چگالی انرژی لامپ را بر اساس اندازه ویفر مورد نظر تنظیم کنید. البته، افزایش توان لامپ میتواند سرعت خشک کردن ویفر را افزایش دهد؛ اما این کار فشار زیادی بر سیستم خنککننده وارد میکند. اگر فشار بیش از حد وارد شود، ممکن است ویفر دچار تغییر شکل شود. مهم این است که نقطه متعادلی بین طول و توان لامپ پیدا کنیم تا حرارت به طور یکنواخت در سراسر سنسور پخش شود.
چند توصیه برای نصب
این لامپها در واقع جایگزین مناسبی برای اکثر دستگاههای خشککننده MEMS هستند. ما از کانکتورهای استاندارد استفاده کردهایم؛ بنابراین نیازی به درگیری با سیمها نیست.
فقط یک نکته: کوارتز با خلوص بالا بسیار شکننده است؛ این ماده از حرارت خوشش میآید، اما از ضربههای مکانیکی متنفر است. ضربههای مکانیکی میتواند منجر به ایجاد ترکهای ریزی شود که ممکن است مشاهده نشوند.
لطفاً از دستکشهای بدون الیاف استفاده کنید؛ چرا که روغنهای موجود در پوست، نقاط گرمی روی شیشه ایجاد میکنند و این امر میتواند منجر به خرابی زودهنگام لامپ شود.