赤外線を活用してMEMSウェーハを適切に乾燥させる方法
スマートファブを構築する際には、すべてがデータによって制御される必要があります。しかし、MEMSセンサーのウェーハを乾燥させる場合、ソフトウェアと同じくらいハードウェアも重要です。そのため、私たちは従来の対流式オーブンではなく、短波長の赤外線システムを採用しました。
これにより、処理時間が大幅に短縮されます。また、化学物質がウェーハに混入して品質を損なうことも防げます。
熱の管理
MEMSの場合、ウェーハに負担をかけずに迅速に水分を除去するのが難しいです。単純に熱を加えてみても効果はありません。
私たちは高ワット数の石英ランプを使用し、必要な部分に正確に熱を与えます。電圧や動作周波数を調整することで、熱の強度を自由に変更できます。薄いウェーハであろうと、特殊な形状のセンサーであろうと、このシステムは適応します。
応答時間がほぼ瞬時であるため、PLCはリアルタイムのフィードバックに基づいて熱の強度を調整できます。これこそが、現代のデジタル化されたファブがあるべき姿です。
ハードウェアの詳細
ヒーターには高純度の石英を使用しています。なぜかというと、ウェーハの近くでガスが発生するのは避けたいからです。
これらのランプを配列状に配置することで、ウェーハの各部分に均等に熱が当たります。また、専用のコネクタも使用しています。機械が振動したときに部品が緩んでしまわないようにするためです。
ただし、高強度の赤外線は「熱の蓄積」を引き起こします。ウェーハは一瞬で乾燥しますが、周囲の筐体は大きなダメージを受けます。冷却装置や排気ファンを適切に設計しないと、コントロールエレクトロニクスが破壊されてしまいます。
「スマート」にするために
デジタル化された工場では、すべての部品が自分の状態を伝えてくれる必要があります。私たちの赤外線システムは、SCADAシステムに直接接続されています。
ランプが劣化し始めたことや、各ウェーハがどれだけの電力を消費しているかを把握できます。これにより、厳格なメンテナンススケジュールに従う必要がなく、実際に問題が発生した時にのみ対処すればよくなります。
ランプが正常に動作しなくなったら、システムがそれを検出します。その場合、歩留まりが低下する前に部品を交換することができます。これこそが、データ駆動型の生産ラインの真の利点です。