خشک کردن ویفرهای سنسورهای MEMS بدون مشکلات اضافی
خشک کردن ویفرهای سنسورهای MEMS کاری دشوار است؛ زیرا باید آب به سرعت از روی ویفرها حذف شود، اما اگر از روشهای خشککننده بیش از حد استفاده کنید، ممکن است فشار مکانیکی ایجاد شده و قطعات آسیب ببینند.
ما روشی پیدا کردهایم تا از هیترهای مادون قرمز همراه با بازتابندههای پوشیده شده با طلا برای این کار استفاده کنیم. هدف ساده است: اطمینان از اینکه گرما واقعاً به ویفر برسد، نه اینکه فقط داخل دستگاه گرم شود.
چرا طلا؟
اکثر افراد از بازتابندههای آلومینیومی استفاده میکنند، اما این بازتابندهها مقدار زیادی انرژی مادون قرمز را از دست میدهند؛ یعنی این انرژیها هدر میروند.
ما از لایههای طلا با خلوص بالا استفاده کردیم؛ زیرا این لایهها در بازتاب نور مادون قرمز عملکرد فوقالعادهای دارند. میتوانید آن را به عنوان روشی برای هدایت انرژی در نظر بگیرید؛ یعنی فوتونهایی که معمولاً در فضا پراکنده میشوند، به سمت ویفر هدایت میشوند.
بهترین نکته این است که میتوانید جریان گرما را به خوبی کنترل کنید، بدون اینکه نیاز به استفاده از توان بیشتری داشته باشید؛ یعنی این روش کارایی بیشتری دارد.
کنترل دقیق دما
در دنیای MEMS، یکنواختی بسیار مهم است؛ اگر سمت چپ ویفر سریعتر از سمت راست خشک شود، ممکن است ویفر دچار تغییر شکل شود یا الگوهای عجیبی روی سطح آن ایجاد شود. این وضعیت واقعاً مشکلساز است.
ما وقت زیادی صرف تنظیم شکل بازتابندهها کردیم تا از ایجاد نواحی گرم بیش از حد جلوگیری شود. لایه طلا به پخش یکنواخت گرما در سطح ویفر کمک میکند؛ در نتیجه سطح ویفر صافتر میشود.
مشکلات و راهحلها
مشکل اینجاست که وقتی انرژی زیادی به ویفر وارد میشود، بدنه هیتر بسیار گرم میشود.
نمیتوانید این موضوع را نادیده بگیرید؛ باید فنهای خنککننده یا سیستمهای آبی را بررسی کنید تا مطمئن شوید که میتوانند گرمای اضافی را کنترل کنند. اگر جریان هوا کافی نباشد، الکترودها دچار گرمای بیش از حد خواهند شد و عمر هیتر کاهش خواهد یافت.
همچنین، مطمئن شوید که از کنترلکننده PID دقیقی استفاده میکنید؛ زیرا سیستم پوشیده شده با طلا به سرعت به تغییرات توان پاسخ میدهد، بنابراین باید پارامترهای تنظیمی را به خوبی کنترل کنید. در غیر این صورت، دمای ویفر از حد مطلوب فراتر خواهد رفت.
وقتی که این موارد را تنظیم کردید، میتوانید زمان خشک کردن ویفر را کاهش دهید، در حالی که از سلامت ویفر محافظت میکنید. این یک روش بسیار خوب است.