Tại sao chúng ta sử dụng phương pháp xử lý bằng tia hồng ngoại cho các linh kiện bán dẫn không chứa chì
Khi chế tạo các cảm biến MEMS, điều cuối cùng mà chúng ta muốn tránh chính là tình trạng bề mặt vật liệu bị nhiễm bẩn. Chúng ta cần bề mặt wafer phải khô và sạch. Đó chính là lý do tại sao chúng ta sử dụng phương pháp xử lý bằng tia hồng ngoại. Phương pháp này giúp loại bỏ hơi ẩm và các chất dung môi mà không cần phải sử dụng các chất phụ gia hóa học phức tạp hay chất xúc tác chứa chì. Năng lượng từ tia hồng ngoại chính là yếu tố quan trọng để thực hiện công việc này.
Cơ chế hoạt động của phương pháp này
Hãy tưởng tượng về lò nướng thông thường: nó làm nóng không khí, và không khí lại làm nóng bề mặt vật liệu. Quá trình này diễn ra chậm. Nhưng với tia hồng ngoại thì khác. Các tia hồng ngoại trực tiếp tác động lên các phân tử nước hoặc chất dung môi trên bề mặt wafer. Chúng ta sử dụng tia hồng ngoại tần số cao để thúc đẩy quá trình bay hơi diễn ra nhanh chóng. Quá trình này diễn ra gần như ngay lập tức. Điều này rất quan trọng vì nó giúp ngăn chặn tình trạng bề mặt vật liệu bị khô quá nhanh, khiến chất dung môi bị kẹt lại bên dưới.
Tuân thủ các tiêu chuẩn “xanh”
Ngành công nghiệp đang hướng tới việc sử dụng các vật liệu không chứa chì và có tính thân thiện với môi trường. Việc sử dụng các chất xúc tác chứa kim loại nặng trong quá trình xử lý nhiệt thường là điều cần tránh. Với phương pháp tia hồng ngoại, chúng ta không cần phải sử dụng các chất xúc tác như vậy. Chúng ta chỉ cần sử dụng năng lượng ánh sáng để thúc đẩy quá trình bay hơi và liên kết hóa học. Không có khí độc hại nào được thải ra từ máy móc, và cũng không cần phải sử dụng các chất phụ gia độc hại. Phương pháp này rất phù hợp với môi trường làm việc trong phòng sạch.
Những điều cần lưu ý
Mặc dù tia hồng ngoại có khả năng xử lý vật liệu rất hiệu quả, nhưng chúng ta cũng cần lưu ý đến sự chênh lệch nhiệt độ trên bề mặt vật liệu. Nếu wafer có độ dày thấp, việc sử dụng tia hồng ngoại với cường độ cao có thể khiến silicon bị biến dạng. Chúng tôi nhận thấy rằng việc sử dụng nguồn điện xung là cách tốt nhất để duy trì nhiệt độ của vật liệu trong khoảng 5°C. Một điều nữa cần lưu ý là phải đảm bảo rằng hệ thống làm mát hoạt động tốt, để tránh tình trạng nhiệt độ trong phòng sạch tăng quá cao.