Wie man die MEMS-Wafern während des Trocknungsprozesses sauber hält
Beim Trocknen von MEMS-Sensorwafern ist Wärme zwar wichtig – doch sie ist nur die halbe Miete. Der eigentliche Kampf findet gegen Partikel statt. Wenn man in einem Reinraum der Klasse 100 arbeitet, kennt man dieses Problem nur allzu gut: Ein einziger winziger Splitter aus abgenutztem Filament oder etwas Gas, das aus dem Material entweicht, kann dazu führen, dass die ganze Charge unbrauchbar wird.
Deshalb verwenden wir Infrarotlamppen aus hochreinem synthetischem Quarz. Sie funktionieren einfach besser.
Warum Quarz wichtig ist
Der größte Teil des Standardquarzes enthält Verunreinigungen. Bei hohen Temperaturen zerfallen diese Verunreinigungen und setzen Mikropartikel frei – das ist natürlich nicht gut. Wir verwenden stattdessen hochreines gefülltes Silizium. Dieses Material kristallisiert nicht aus und gibt auch keine Gase ab, selbst wenn die Temperatur stark schwankt. Es bleibt also an Ort und Stelle.
Die Funktionsweise dieser Lampen ist ziemlich clever: Die Infrarotstrahlung trifft auf die Flüssigkeitsschicht auf den Wafern und verdampft sie fast sofort. Da wir ein Kurzwellenspektrum verwenden, gelangt die Energie direkt zur Wassermoleküle. Man muss den gesamten Raum nicht erhizen, um die Wafern zu trocknen.
Wie man Unreinheiten vermeidet
Wir haben die Konstruktion der Lampen genau untersucht und die üblichen Klebstoffe sowie billigen Harze weggelassen. Solche Materialien sind problematisch – sie geben bei hohen Temperaturen Gase ab und hinterlassen eine chemische Schicht auf den Sensoren. Stattdessen verwenden wir mechanische Dichtungen sowie Legierungen, die die Hitze problemlos aushalten können.
Man sieht, dass die Oberfläche der Lampen poliert ist – das dient nicht nur dem ästhetischen Aspekt, sondern auch dazu, zu verhindern, dass sich Partikel darauf festsetzen können. Ein weiterer Tipp: Wenn man diese Lampen in einer Hochdichte-Anordnung verwendet, sollte die Stromversorgung konstant bleiben. Bei Spannungsschwankungen vibriert der Filament – das kann dazu führen, dass die Lampe früher kaputtgeht.
Die Realität
Hochreiner Quarz ist zwar etwas brüchig. Er kann thermische Schocks gut ertragen, aber er kann keinen physischen Stress aushalten. Wenn Ihre Anlage viele mechanische Vibrationen hat, benötigen Sie Dämpfungselemente, um Schäden zu vermeiden. Außerdem sollte man auf den Abzug achten – aufgrund der hohen Wärmestration muss die Feuchtigkeit schnell entfernt werden. Andernfalls kann es zu Kondensationen an den Rändern der Wafern kommen.