MEMSウェーハを安全に乾燥させる方法
MEMSセンサーのウェーハを乾燥させるのは、かなり微妙な作業です。水を素早く除去する必要がありますが、力を入れすぎると機械的なストレスが発生し、部品が破壊されてしまいます。
私たちは、赤外線ヒーターと金塗装された反射材を組み合わせることで、この問題を解決しました。目的は単純です。熱が装置の内部だけでなく、実際にウェーハに届くようにすることです。
なぜ金なのか？
一般的にはアルミニウム製の反射材が使われますが、これでは大量の赤外線エネルギーが漏れ出してしまいます。それは無駄な熱に過ぎません。
私たちは高純度の金塗装を採用しました。なぜなら、近赤外線を効果的に反射できるからです。これは「より多くの熱を加える」という考え方ではなく、「熱を正確にウェーハに向ける」という考え方です。通常は空間中に散乱してしまう光子を、直接ウェーハに向けるのです。
最良の点は、電源からの電力を増やすことなく、より強力な熱を得られることです。つまり、より効率的なのです。
熱を適切に制御する
MEMSの世界では、一貫性が何よりも重要です。ウェーハの左側が右側よりも早く乾燥してしまうと、ウェーハが変形したり、奇妙な残留物ができたりします。それは大変な問題です。
私たちは、反射材の形状を何度も調整し、そうした問題を解消しました。金層によって、熱がウェーハ全体に均等に分布します。これにより、ウェーハの表面がより滑らかになります。
問題点とその対処法
問題は、あまりにも多くのエネルギーをワークピースに与えると、ヒーターの筐体が非常に高温になってしまうことです。これは無視できない問題です。冷却ファンや水冷システムが十分に機能しているかを確認する必要があります。もし空気の流れが不十分だと、電極が過熱し、ヒーターの寿命が短くなってしまいます。
また、精密なPIDコントローラーを使用することも重要です。金塗装された反射材は、電力の変化に非常に敏感に反応するため、調整パラメータをしっかりと設定する必要があります。そうしないと、目標温度を超えてしまいます。
これをうまく調整すれば、ウェーハを安全に保ちつつ、乾燥時間を大幅に短縮できます。まさに一石二鳥です。