IRを利用したMEMS乾燥処理における炭素排出の削減
MEMSセンサーを製造する際、ウェハ上の水分を除去するのは非常に難しい作業です。水分を取り除く必要はありますが、単純に熱を当てると、ウェハ全体が変形してしまいます。
そこで、私たちは短波長の赤外線ランプを使用します。赤外線は、部屋の空気や壁などを温めるのではなく、直接水分子に作用します。これにより、空気を温める必要がなくなります。
空気を温める必要はないのです。
従来の対流式オーブンを考えてみてください。それはエネルギー消費が激しく、ウェハが何かを感じる前に、チャンバー内の空気を温めるだけで莫大なエネルギーが必要です。しかし、赤外線は異なります。熱を正確に必要な場所に集中させるのです。
つまり、機械が暖まるのを待つ時間が不要になります。ウェハが乾くのを待つ間に無駄なエネルギーを消費することもありません。このランプは数秒で目標温度に到達します。次のロットが準備できていない場合は、単純にランプを切ればいいのです。無駄なエネルギー消費やコストの浪費がありません。
クリーンルームでの課題
MEMSの環境では、わずかなほこりでも大問題になります。それによって、一括生産された製品がすべてダメになってしまう可能性があります。これを防ぐために、高純度の石英製のケースを使用します。これにより、粒子が飛び散ったり、ガスが発生したりすることがありません。
しかし、高い熱密度を得るためには、フィラメントに大きな負荷がかかります。注意しないと、フィラメントがすぐに壊れてしまいます。これを解決するために、ランプの周囲に安定した冷却空気を流し、ワット数を調整します。重要なのは、バランスを保つことです。
熱量のトレードオフ
ここが難しい点です。生産速度を上げたいほど、より多くのエネルギーが必要になります。高出力のランプは生産効率を上げるのに役立ちますが、特にソケット部分が非常に熱くなります。
冷却が不十分だと、配線が焼損したり、センサーが破損したりします。常にバランスを保つ必要があります。ハードウェアを冷やしつつ、ウェハを完全に乾燥させる必要があります。
IRを利用することは、単に作業を速める手段に過ぎません。それは、強制送風方式の重さや無駄を排除する方法でもあります。これにより、歩留まりを犠牲にすることなく、カーボンニュートラルな目標を達成することができます。