IRを利用したMEMSの乾燥処理
MEMSセンサーの製造に携わったことがある人なら、ウェーハの乾燥処理がいかに面倒かを知っているでしょう。わずかな水分やイオン汚染があっただけで、そのロット全体が廃棄されてしまいます。長年にわたり、対流式オーブンを使ってきましたが、正直なところ、ウェーハを乾燥させるためだけにチャンバー全体を加熱するのは、莫大なエネルギーの無駄遣いです。
そこで、私たちは短波長の赤外線ランプを使うようにしました。空気を加熱するのではなく、ウェーハの表面に直接熱を当てるのです。これにより、エネルギーの消費を大幅に削減でき、地球にとっても有益です。
熱の仕組み
赤外線は放射によって作用します。部屋全体が温まるのを待つ必要はありません。エネルギーが直接ターゲットに当たるのです。しかし、適切な出力密度を保つ必要があります。300mm径のウェーハを扱う場合、ランプの設定を正確に調整する必要があります。出力が低すぎると、乾燥時に不快な痕跡が残ります。逆に高すぎると、MEMS構造に損傷を与える可能性があります。つまり、バランスを取る必要があるのです。
使用する機器
この方式を実現するために、高純度の石英製のケースを使用しています。これにより、急速な加熱や冷却による破損を防ぐことができます。また、ハロゲン封入型のフィラメントを使用しており、寿命が長く、光出力も安定しています。
ハードウェアに関しては、R7やSK15コネクタを使用しています。これらはしっかりと固定されるため、スパークの心配がなく、メンテナンス時のランプ交換も容易になります。つまり、簡単に交換できるのです。
実際の利点とデメリット
IRを使用することで、「グリーンファクトリー」の目標を達成できます。ウェーハの乾燥時間が短縮され、1枚あたりのエネルギー消費量も減少します。しかし、デメリットもあります。大量のエネルギーが発生するため、装置内部が過熱しやすくなります。冷却ファンやヒートエクスチェンジャーが十分でないと、装置が過熱し、ランプが早く壊れてしまいます。
電線や冷却システムを適切に整えれば、問題は解決します。ウェーハの処理速度が上がり、エネルギーの無駄遣いもなくなります。結局のところ、初期の出力密度を少し犠牲にしても、最終的には大幅な省エネ効果が得られるのです。