روش هوشمندانهتری برای خشک کردن ویفرهای MEMS (بدون هدر رفتن انرژی)
بیایید صادق باشیم: روش سنتی خشک کردن ویفرهای MEMS، روشی غیرکارآمد است. چه از فرهای حرارتی معمولی استفاده کنید و چه از روش خشک کردن به وسیله چرخش، در واقع فقط در حال انتظار هستید؛ در حالی که مقدار زیادی انرژی هدر میرود. این روش کند، پرهزینه و منسوخ شده است.
ما روش بهتری پیدا کردهایم. به جای گرم کردن کل اتاق برای خشک کردن یک ویفر، از روش گرمایش با امواج مادون قرمز کوتاهموج استفاده میکنیم. این روش متفاوت است؛ به جای گرم کردن هوا، ما مستقیماً روی مولکولهای آب تأثیر میگذاریم. در نتیجه، رطوبت کاملاً از بین میرود.
فیزیک این روش واقعاً جالب است.
در فرآیند تولید MEMS، باید تعادل دقیقی برقرار کرد؛ یعنی گرمای کافی برای انجام کار لازم است، اما نه آنقدر که ویفر دچار تغییر شکل شود. لامپهای مادون قرمز ما، طول موج خاصی را هدف قرار میدهند؛ این طول موج میتواند لایه نازک آبی که پس از فرآیند حکاکی باقی میماند را از بین ببرد.
از آنجایی که برای گرم کردن هوای داخل اتاق انرژی هدر نمیرود، میزان مصرف انرژی به طور قابل توجهی کاهش مییابد. این امر هم برای کاهش زمان تولید و هم برای کاهش تأثیرات زیستمحیطی مفید است.
حالا، بیایید درباره سختافزار صحبت کنیم.
ما از فیلامنتهای هالوژنی و لولههای کوارتز با خلوص بالا برای ساخت این لامپها استفاده میکنیم. نتیجه؟ گرمایی که به ویفر وارد میشود، تقریباً فوراً اثر خود را نشان میدهد.
اما نکته مهم این است که نمیتوان این لامپها را به هر مداری وصل کرد؛ چرا که تراکم انرژی در آنها بسیار بالاست. اگر سعی کنید با افزایش بیش از حد توان لامپ، از این قانون فرار کنید، مشکلاتی مانند شوک حرارتی یا ایجاد نقاط داغ در ساختار MEMS رخ خواهد داد.
برای حفظ ایمنی، نیاز به یک سیستم کنترل دقیق وجود دارد. ما معمولاً از کنترلکنندههای PID همراه با پیرومترهای پاسخسریع استفاده میکنیم؛ این کار باعث حفظ دمای ثابت و جلوگیری از افزایش بیش از حد دما میشود.
چگونه این لامپها را راهاندازی کنیم و آنها را در حالت مناسب نگه داریم؟
نکته خوب این است که این لامپها میتوانند به عنوان جایگزین مناسب برای لامپهای معمولی استفاده شوند. ما از کانکتورهای استاندارد استفاده میکنیم؛ بنابراین نیازی نیست روزها وقت صرف تغییر سیمها کنید.
اما یک نکته مهم وجود دارد: اتاقهای خالی از ذرات آلاینده، برای لولههای کوارتز مشکلساز هستند. ما از شیشههای مقاوم استفاده میکنیم، اما همچنان باید مراقب تجمع گازها یا لایههای روی لامپها باشیم.
اگر لولهها کثیف شوند، انتقال گرما کاهش یافته و کارایی انرژی نیز کاهش خواهد یافت. برای حفظ کارایی، باید لامپها را تمیز نگه دارید؛ در این صورت، اهداف «کارخانه سبز» شما قابل دستیابی خواهد بود.