Trocknen von MEMS-Wafern – ohne Probleme
Wer bereits im Bereich der MEMS-Fertigung gearbeitet hat, kennt die Schwierigkeiten beim Trocknen der Wafer. Das ist wirklich ein echtes Problem. Das Flüssigkeit muss vollständig entfernt werden – und das ohne dass auch nur ein Tropfen zurückbleibt.
Unser Ansatz? Wir verwenden Kurzwellen-Infrarotlampen, um direkt auf die Oberfläche der Wafer einzwirken. Im Grunde handelt es sich dabei um eine Methode der schnellen Verdampfung. Das Ziel ist es, die Wafer völlig trocken zu bekommen – ohne dass der gesamte Werkzeugraum zur Sauna wird.
Warum direkter Wärmeeinfluss funktioniert
Die meisten Heizgeräte arbeiten nach dem Prinzip der Konvektion: Sie erhitzen die Luft, und die Luft wiederum heizt den zu behandelnden Gegenstand. Das ist langsam und ineffizient – außerdem entstehen dabei „heiße Wände“. Niemand möchte mit einer Maschine arbeiten, deren Außenhülle eine Brandgefahr darstellt.
Deshalb haben wir uns für direkten Infrarotwärmeeinfluss entschieden. Infrarotstrahlen bewegen sich in gerader Linie voran. Sie kümmern sich nicht um die Luft – sie wollen einfach nur ihr Ziel erreichen. Durch den Einsatz von Quarzkapseln sowie cleveren Reflektoren können wir all diese Energie gezielt auf das Substrat richten. Das Ergebnis? Die inneren Komponenten der Maschine bleiben kühl – die Wärme bleibt genau dort, wo sie hingehört: auf der Wafer, nicht an der Außenhülle der Maschine.
Leistung, Sicherheit und elektrische Probleme
Diese Hochleistungs-Infrarotlampen sind sehr leistungsstark. Man braucht diese Energiedichte, wenn man schnelle Trocknungszyklen erreichen will. Doch das kann für die elektrische Anlage ein Albtraum sein. Wenn man eine Hochspannungslampe verwendet, muss man sicherstellen, dass die Verkabelung dem betriebenen Stromstrom standhalten kann. Andernfalls droht ein Ausfall der Anlage.
Wir konzentrieren außerdem die Strahlen, damit keine „unnötigen“ Strahlungen entstehen. Das ist eine Sicherheitsmaßnahme. Der Bediener sollte in der Lage sein, die Seiten der Maschine berühren zu können – ohne dabei in Gefahr zu geraten, selbst wenn die Wafer bei 150°C heiß ist.
Der Haken – denn es gibt immer einen
Direkter Wärmeeinfluss ist kein Allheilmittel. Da die Strahlen sehr intensiv sind, können lokal hohe Temperaturen entstehen, falls die Wafer nicht richtig positioniert sind. Man muss daher besonders auf die Brennweite achten. Wenn die Lampe zu nah ist, kann die Wafer verformt werden. Wenn sie zu weit entfernt ist, dauert das Trocknen länger – was wiederum die Produktivität beeinträchtigt. Es geht darum, den idealen Punkt zu finden, an dem Geschwindigkeit und Sicherheit zusammenkommen.