کاهش میزان کربن در فرآیند خشککردن سنسورهای MEMS با استفاده از نور مادون قرمز
هنگام ساخت سنسورهای MEMS، برداشتن رطوبت از روی ویفرها کاری بسیار دقیق است. لازم است که آب از روی ویفرها برداشته شود، اما نمیتوان از حرارت برای این کار استفاده کرد؛ زیرا این کار باعث تغییر شکل کل ساختار سنسور خواهد شد.
به همین دلیل از لامپهای مادون قرمز با طول موج کوتاه استفاده میکنیم. این لامپها به جای گرم کردن هوا و سایر اجزای اتاق، مستقیماً روی مولکولهای آب تأثیر میگذارند. یعنی حرارت دقیقاً به جای مناسب خود میرسد.
دیگر نیازی به گرم کردن هوا نیست.
فکر کنید به یک فر معمولی؛ این فرها انرژی زیادی مصرف میکنند. برای گرم کردن هوای داخل فر، باید پول زیادی خرج کرد، در حالی که ویفرها هنوز هیچ تغییری نداشتهاند. اما لامپهای مادون قرمز متفاوت هستند؛ زیرا حرارت را دقیقاً در جای مناسب تمرکز میکنند.
این امر باعث میشود که زمان لازم برای گرم شدن دستگاه کاهش یابد. دیگر نیازی نیست انرژی زیادی برای گرم شدن دستگاه خرج کرد. این لامپها در عرض چند ثانیه به دمای مورد نیاز میرسند. وقتی که محموله بعدی آماده نشده است، کافی است لامپها را خاموش کنید؛ بدون هیچ هدررفت انرژی.
مشکلات مربوط به اتاقهای پاک
در محیطهای MEMS، حتی یک ذره گرد و غبار نیز میتواند مشکلات بزرگی ایجاد کند؛ زیرا میتواند کل محموله را از بین ببرد. برای جلوگیری از این امر، از ظروف کوارتز با خلوص بالا استفاده میکنیم؛ زیرا این ظروف هیچ ذرهای را釋放 نمیکنند.
اما یک مشکل وجود دارد: برای دستیابی به چنین درجه حرارت بالایی، فشار زیادی بر روی فیلامنتهای لامپ وارد میشود؛ اگر مراقب نباشیم، فیلامنتها خیلی سریع خراب خواهند شد. ما این مشکل را با تعادل دادن میزان توان لامپ و جریان هوای خنک در اطراف آن حل میکنیم.
تعادل بین حرارت و کارایی
نکته مهم این است که هرچه سرعت فرآیند بیشتر باشد، نیاز به انرژی بیشتری وجود دارد. لامپهای با توان بالا برای افزایش سرعت عملکرد دستگاه مناسب هستند، اما باعث ایجاد حرارت زیادی میشوند؛ بهویژه در قسمتهای مربوط به لامپها.
اگر سیستم خنککننده مناسبی نداشته باشید، سیمها یا سنسورها خراب خواهند شد. این یک معادله پیچیده است؛ باید هم سختافزار را خنک نگه داشت و هم ویفرها را کاملاً خشک نگه داشت.
استفاده از لامپهای مادون قرمز، فقط راهی برای افزایش سرعت عملکرد دستگاه نیست؛ بلکه راهی برای جلوگیری از هدررفت انرژی و استفاده از روشهای پاکتر برای دستیابی به اهداف مربوط به کاهش کربن است.