Stop met het verwarmen van de machine en begin in plaats daarvan de wafer te drogen.
Als je ooit hebt gewerkt aan de productie van MEMS-apparaten, weet je hoe moeilijk het is om wafer’s te drogen. Je moet voortdurend vechten tegen allerlei residuen die zich op de wafer bevinden.
De oude manier – het gebruik van standaard convectieovens – is erg onhandig. Hierdoor wordt de hele kamer verwarmd. Dat is zonde van energie, en bovendien wordt het buitenoppervlak van de dure apparatuur een soort ‘grote radiator’. Het gebeurt regelmatig dat de wanden van de machine zo heet worden dat ze zelfs brandwonden kunnen veroorzaken.
Daarom zijn we overgestapt op richtingsgebonden infraroodverwarming.
Dit is het trucje: In plaats van de lucht te verwarmen, gebruiken we IR-lampen om elektromagnetische straling rechtstreeks op het oppervlak van de wafer te richten. We gebruiken specifiek kortegolf-Infraroodstraling, omdat deze veel sneller door de vloeistoflaag op de wafer heen dringt dan langegolfstraling. Hierdoor ontstaat een ‘sneldrogingseffect’. De wafer krijgt de benodigde warmte, terwijl de rest van de apparatuur koel blijft.
Maar je kunt niet zomaar een lamp richten en hopen op het beste resultaat. Je moet ervoor zorgen dat er geen ‘onbedoelde warmte’ ontstaat. We besteden veel tijd aan het bepalen van de juiste brandpuntsafstand en het gebruik van reflectoren om het lichtbundeltje te concentreren. Als het lichtbundeltje smal genoeg is, zal er geen ‘onbedoelde warmte’ meer zijn die zich verspreidt in de apparatuur.
Het resultaat? De temperatuur van de apparatuur blijft laag. Je technici kunnen dus vrij rondlopen in de werkruimte, zonder bang te hoeven zijn voor brandwonden.
Maar het is niet allemaal magie. Er zijn ook nadelen.
Hoge-intensiteitse IR-lampen leveren veel warmte op, wat goed is voor de snelheid. Maar ze vereisen wel veel energie. Ze belasten de stroomvoorziening enorm en moeten precies op de juiste plek worden geplaatst. Als de lamp zelfs maar een paar millimeter verschoven is, ontstaan er hete plekken op de wafer.
Bovendien moet je ervoor zorgen dat je koelventilatoren goed werken. Als de warmteafvoer van de lamp niet goed werkt, zal de lamp uiteindelijk kapotgaan.
Uiteindelijk gaat het erom om samen te werken met de wetten van de fysica, in plaats van ertegen te vechten. Waarom zou je zoveel energie steken in het koelen van een hete machine, als je de machine gewoon niet meer hoeft te verwarmen?