なぜ、ホットエアを使ったウェーハ乾燥ではなく、IR乾燥を使うべきか
MEMSの製造に従事している方なら、湿式エッチングや洗浄処理の後にウェーハを乾燥させるのがどれほど面倒かご存知でしょう。これは本当に大きなボトルネックです。私が訪れた工場のほとんどでは、依然としてホットエアを使っています。これは「昔から使われてきた信頼性の高い方法」ですが、正直、効率が悪いのです。
空気は熱を伝えるのが非常に苦手です。溶剤が蒸発し始める前に、空気が液体の表面張力を打ち破るのを待つだけで、時間が莫大にかかってしまいます。本当にイライラします。
時間の無駄
対流オーブンの仕組みを考えてみてください。作業を始める前に、まずチャンバー全体を加熱しなければなりません。これは非常に時間がかかります。
一方、赤外線加熱は違います。空気を加熱する代わりに、赤外線が直接液体を通過し、ウェーハの表面に届きます。つまり、中間媒体を省略しているのです。
短波長の赤外線を使えば、処理時間が数分からわずか数秒に短縮されます。それは熱が「より優れている」というわけではなく、エネルギーが必要な場所に即座に届くからです。大量生産を行う場合、これにより乾燥ステーションのスペースを節約でき、工程のスピードも上がります。
注意点
もちろん、すべてが完璧というわけではありません。赤外線ヒーターは小さなスペースに多大なエネルギーを凝縮します。一般的な送風機とは異なり、赤外線ランプは強烈な温度勾配を生み出します。
PIDコントローラーやセンサーの設定が適切でなければ、問題が生じます。ウェーハの端が過度に加熱されたり、熱衝撃が起こったりする可能性があります。また、ランプとウェーハの距離も慎重に調整する必要があります。数ミリの誤差でも、不良品ができてしまいます。
実際に導入するには
対流オーブンを赤外線アレイに交換するのは、通常、チャンバー内での物理的な交換だけで済みます。しかし、配線のことも忘れてはいけません。
赤外線ランプは電力を多く消費します。特に起動時には大量の電流が流れます。スイッチを入れる前に、電源装置がそのピーク負荷に耐えられるか確認しましょう。
電源の問題が解決したら、最も良いのは静音性です。ファンもダクトもなく、騒音もありません。可動部品が少ないため、故障する可能性も低く、敏感なセンサーの周囲の振動も大幅に減少します。まさに、よりクリーンな環境です。