جلوگیری از پراکندگی ذرات: نگهداری ویفرهای MEMS در حالت تمیز
در کارخانههای تولید MEMS، خراب شدن لامپهای مادون قرمز مشکلی ساده نیست؛ بلکه یک فاجعه واقعی است.
تصور کنید یک لوله کوارتز تحت فشار زیادی خراب شود؛ در این صورت، نه تنها دیگر کار نخواهد کرد، بلکه منفجر خواهد شد و ذرات شیشهای و قطعات فلزی روی سطح ویفرها پخش خواهد شد. در نتیجه، بازدهی تولید کاهش خواهد یافت. ما هیترهای خشککن مادون قرمز را به گونهای طراحی کردهایم که چنین اتفاقی رخ ندهد.
دلایل خراب شدن لولهها
معمولاً، دلیل خراب شدن لولهها، فشار حرارتی یا وجود جریان الکتریکی در نقاط مشخص است. وقتی که تولید در حالت حداکثری است، این لولهها تحت فشار زیادی قرار میگیرند.
برای جلوگیری از این مشکل، از کوارتز سنتتیک با خلوص بالا استفاده میکنیم. این ماده دارای ضریب انبساط حرارتی بسیار پایینی است؛ یعنی میتواند شوکهای ناشی از گرم شدن و سرد شدن سریع را تحمل کند.
نگهداری ذرات در جای خود
اگر لامپ خراب شود، نمیخواهیم که ذرات ناشی از آن به ویفرها برخورد کنند. به همین دلیل، از سیستمهای ایمنی دولایه استفاده میکنیم.
یک غلاف کوارتزی یا سپر محافظ را بین عنصر گرمایشی و ویفر قرار میدهیم؛ این غلاف مانند یک مانع عمل میکند. اگر لامپ خراب شود، ذرات درون غلاف باقی میمانند و ویفرها تمیز باقی میمانند.
علاوه بر این، ما بر روی اتصالات نیز توجه زیادی میکنیم؛ اگر اتصالات به درستی انجام نشوند، نقاط گرمی ایجاد میشود که به کوارتز آسیب میرساند. ما از اتصالات دقیق استفاده میکنیم تا بار الکتریکی به طور یکنواخت در سراسر لوله تقسیم شود؛ در نتیجه، هیچ نقطه گرمی وجود نخواهد داشت.
تعادل بین گرما و ذرات
مسئله این است که گرمای مادون قرمز با تراکم بالا تنها راه خشک کردن سریع ویفرهاست. اما نمیتوانیم مدام توان الکتریکی را افزایش دهیم.
هرچه توان الکتریکی بیشتری به هر سانتیمتر وارد شود، فشار بر روی کوارتز نیز بیشتر خواهد بود. این یک تعادل است؛ برای جلوگیری از خراب شدن زودهنگام لامپها، جریان هوای خنککننده باید دقیقاً با توان لامپ هماهنگ باشد. اگر محفظه لامپ بیش از حد گرم شود، عمر لامپ کاهش خواهد یافت.
ما این لامپها را برای کار در محیطهای ۲۴/۷ طراحی کردهایم؛ هدف ساده است: گرما را در حد مطلوب نگه داشت و ذرات را در صفر نگه داشت.