MEMSセンサーワイヤーを乾燥させる際には、微妙なバランスが求められます。作業を行うためには十分な熱が必要ですが、その熱は均一に分布していなければなりません。もしわずかな水分が残ったり、熱が不均一に作用したりすると、センサーの薄膜が破損したり、粘着してしまったりします。これは誰も望まない状況です。
そのため、私たちは高精度な温度制御ができるヒーターを開発しています。迅速に温度を上昇させつつ、ウエハ全体で均一な温度を維持することに力を入れています。
効率について
脆弱なMEMS構造を傷めずにウエハを乾燥させるためには、1平方インチあたりのワット数が重要です。高いワット密度は、水分を素早く除去するのに有効です。
しかし、電源装置はヒーターの電圧と調和して動く必要があります。目標の温度に到達するために低電圧のヒーターに過度な電流を流そうとすると、ヒーターが壊れてしまいます。本来よりも早く故障してしまうのです。
清潔さを保つ
半導体製造工場では、ほんの少しのほこりでも大敵です。そのため、高純度の石英や特殊なセラミックコーティングを使用し、何も部屋内に飛び散らないようにしています。
また、酸化を防ぐために、加熱要素を密封しています。これにより、何千回ものサイクルを経ても安定した熱出力が得られます。そして、これらの部品は常に膨張・収縮を繰り返すため、産業用のコネクタを使用しています。生産途中で配線が緩んでしまうのは避けたいからです。
トレードオフ
高出力のヒーターは強力ですが、真空系や冷却システムに大きな負担をかけます。 確かに、熱を上げることで処理時間を短縮できますが、ウエハの端に過度な熱ストレスがかかるリスクもあります。そのため、PIDコントローラを慎重に設定し、温度が逸脱しないようにする必要があります。
また、注意点として、冷却ファンがヒーターから発生する熱に対応できない場合、制御用の電子機器が正常に動作しなくなります。これは厄介で、対処が難しい問題です。これを避けるために、私たちは段階的な加熱プロファイルを推奨しています。少し時間はかかりますが、はるかに安全です。