頭を悩ませることなくMEMSウェーハを乾燥させる方法
もしMEMSの製造に携わったことがあるなら、ウェーハを乾燥させる際の苦労はよくわかるでしょう。これはまさにボトルネックです。液体を完全に除去する必要があり、しかも残渣が一切残らないようにしなければなりません。
私たちのアプローチとしては、短波長のIRランプを使ってウェーハ表面を直接加熱します。これは、一瞬で水分を蒸発させる技術です。目的は、ウェーハを完全に乾燥させつつ、装置内部をサウナのようにしたりしないことです。
なぜ方向性加熱が有効なのか
ほとんどのヒーターは対流に頼っています。空気を温めて、その空気が部品を温めるのです。これは遅く、非効率的であり、「熱い壁」を生み出します。外側のケースが火傷の危険を伴うような機械では、誰も作業したくありません。
だからこそ、私たちは方向性IR加熱に切り替えました。
IR放射線は直線的に進みます。空気など気にせず、ターゲットに直接当たります。石英製のケースや反射板を使うことで、そのエネルギーを基板に正確に向けることができます。その結果、装置の内部は冷たく保たれ、熱はウェーハ上にだけ集中します。
電力、安全性、そして電気的な問題
この高出力のIRランプは非常に強力です。迅速な乾燥を実現するには、このようなエネルギー密度が必要ですが、電気系統にとっては大変な負担となります。高電圧のランプを使用する場合、配線がその負荷に耐えられるかどうかを確認する必要があります。そうでなければ、何かが壊れるだけです。
また、ビームを集中させることで、不要な放射線が乱反射するのを防ぎます。これは安全上の理由です。たとえウェーハが150℃に達していても、操作者は装置の側面に触れても問題ありません。
問題点（必ず存在するもの）
方向性加熱も万能ではありません。
ビームの強度が高すぎると、ウェーハの位置が適切でない場合に局所的な高温領域ができてしまいます。焦点距離には細心の注意が必要です。ランプが近すぎるとウェーハが変形してしまいます。逆に遠すぎると乾燥時間が長くなり、生産効率が低下します。速度と安全性のバランスを見つけることが重要です。