Wie man MEMS-Wafern trocknet – ohne Probleme
Das Trocknen von MEMS-Sensorwafern ist eine Art „Seiltanz“. Man möchte, dass das Wasser möglichst schnell verschwindet – doch wenn man zu aggressiv vorgeht, entstehen mechanische Belastungen und die Bauteile werden beschädigt.
Wir haben eine Lösung gefunden: Wir verwenden Infrarotheizgeräte in Kombination mit reflektierenden Oberflächen aus Gold. Das Ziel ist einfach: Die Wärme soll direkt auf die Waferoberfläche wirken – und nicht nur den Inneren der Maschine erwärmen.
Warum Gold?
Die meisten Menschen verwenden Aluminiumreflektoren – doch diese lassen viel Infrarotenergie entweichen. Das ist pure Verschwendung von Energie. Wir haben stattdessen eine hochreine Goldbeschichtung verwendet – schließlich ist Gold hervorragend darin, Nahinfrarotlicht zurückzulenken. Man kann es eher als „Lenkung der Wärme“ betrachten – anstatt als „Hinzufügen zusätzlicher Wärme“. So werden die Photonen, die sonst ins Leere abgelenkt würden, direkt auf die Waferoberfläche gelenkt.
Der Vorteil: Man erhält einen viel intensiveren Wärmefluss – ohne dass mehr Energie aus dem Stromnetz benötigt wird. Es ist also effizienter.
Die richtige Wärmeabgabe
Im Bereich der MEMS-Technologie ist Konstanz entscheidend. Wenn die linke Seite der Wafer schneller trocknet als die rechte, entstehen Verformungen oder ungewünschte Rückstände. Das ist ein Albtraum.
Wir haben viel Zeit damit verbracht, die Geometrie der Reflektoren anzupassen, um solche Probleme zu vermeiden. Die Goldbeschichtung sorgt dafür, dass die Wärme gleichmäßig über die gesamte Oberfläche verteilt wird. Dadurch wirkt alles viel glatter.
Die Herausforderung – und wie man sie löst
Wenn man so viel Energie in das Werkstück leitet, wird die Heizgehäuse sehr heiß. Das kann man nicht einfach ignorieren. Man muss sicherstellen, dass die Kühlventilatoren oder Wasserkühler in der Lage sind, die entstehende Wärme zu bewältigen. Andernfalls überhitzen die Elektroden und die Lebensdauer des Heizers verkürzt sich.
Außerdem sollte man unbedingt einen präzisen PID-Regler verwenden. Da die Goldbeschichtung sehr schnell auf Veränderungen der Leistung reagiert, muss man die Einstellungen genau justieren. Andernfalls wird die Zieltemperatur überschritten.
Sobald alles richtig eingestellt ist, kann man die Trocknungszeit erheblich verkürzen – ohne dass die Wafer beschädigt werden. Das ist wirklich ein Gewinn für beide Seiten.