Smettete di riscaldare l’aria: un modo migliore per asciugare le wafer MEMS
Se avete trascorso del tempo nella produzione di componenti MEMS, conoscete sicuramente le difficoltà legate all’asciugatura delle wafer. Si tratta di trovare un equilibrio: bisogna che le wafer siano completamente asciutte e prive di residui, ma non si può semplicemente sottoporle a calore eccessivo, altrimenti tutto potrebbe deformarsi.
La maggior parte delle persone utilizza semplicemente forni a convettione tradizionali. Il problema è che questi forni riscaldano tutto: l’aria, le pareti, il telaio… insomma, tutto tranne la wafer stessa. È uno spreco di energia, e rappresenta anche un problema per chi deve effettuare la manutenzione. Non c’è niente di peggio che toccare una superficie ancora troppo calda da bruciarsi la pelle.
Ecco perché abbiamo optato per un sistema di riscaldamento direzionale utilizzando lampade a raggi infrarossi a onde corte.
Come funziona realmente
Pensateci così: il riscaldamento per convettione è come cercare di riscaldare una stanza con un termosifone. I raggi infrarossi, invece, funzionano come una torcia, ma che emette calore. L’energia viaggia in linea retta dal filamento della lampada fino alla wafer. Poiché il calore è diretto verso la wafer stessa, non viene sprecata energia per riscaldare l’aria intorno ad essa. Il risultato? La wafer riceve esattamente il calore di cui ha bisogno, mentre la superficie esterna rimane fresca al tatto.
Ottenere i risultati desiderati
Di solito utilizziamo tubi allogenici in quarzo ad alta intensità. Utilizziamo il quarzo perché permette ai raggi a onde corte di passare attraverso di esso senza assorbire energia. In questo modo si ottiene una densità di potenza elevata, necessaria per asciugare rapidamente la wafer.
Ma c’è un aspetto importante: gli specchi riflettenti. Bisogna impostare correttamente l’angolo di irradiazione. Se l’allineamento non è preciso, non si riscalderà più la wafer, ma piuttosto le pareti della camera. È proprio così che si creano quei punti danneggiati che cerchiamo di evitare. L’allineamento è fondamentale.
La realtà dell’installazione
Non è tutto così semplice. Le lampade a raggi infrarossi ad alta potenza richiedono molta corrente. Se la fonte di alimentazione non è in grado di gestire quel carico iniziale, ci saranno dei problemi. Inoltre, bisogna essere cauti quando si maneggiano queste lampade: i tubi in quarzo sono fragili. Un movimento sbagliato durante lo sostituzione può causare la rottura della lampada.
Per rendere le cose più semplici, consigliamo di utilizzare connettori standardizzati. In questo modo le lampade possono essere sostituite facilmente. Bisogna però prestare attenzione al tempo di avvio delle lampade. Se si aumenta troppo la potenza per accelerare il processo, i filamenti si brucieranno molto prima del previsto. Si tratta quindi di trovare il giusto equilibrio tra velocità e durata.