実際に重要な場所により多くの熱を与える：金コーティングされたIRランプ
ウェハベースのバイオセンサーを扱ったことがある人なら、その苦労はよくわかるでしょう。ポリマーを硬化させたり、化学的な層をしっかりと固定したりするには、理想的な温度分布が必要です。しかし問題は、一般的な赤外線ランプではエネルギーの大部分がランプの後部から漏れ出してしまい、電力や時間が無駄になってしまうことです。
私たちはもっと良い方法を考え出しました。ランプの内部に高反射率の金コーティングを施すのです。
なぜ金なのか？
ほとんどの場合、アルミニウム製の反射板が使われますが、アルミニウムは驚くほど多くのエネルギーを吸収してしまいます。一方、金は異なります。赤外線の98％ものエネルギーを直接対象物に戻します。
これは単純な変更に見えますが、結果としては大きな違いが生じます。ワット数を上げることなく、ウェハ表面により多くの熱を与えることができます。つまり、エネルギーを集中させて、1平方センチメートルあたりの熱流量を大幅に高めるのです。
しかし、ただ熱を照射しておけばいいわけではありません。そうした強い放射線を使うと、電極に負担がかかります。熱膨張を適切に管理しないと、高出力のランプはすぐに壊れてしまいます。また、電源やランプの電圧も完璧に調整する必要があります。そうでないと、画面のちらつきやフィラメントの早期破損などの問題が発生します。
金コーティングの利点は、低出力で運転しても目標の温度に到達できる点です。これにより、石英製のケースへの負荷が軽減され、器具の寿命が長くなります。
実際の使用例
最も良い点は、これらのランプは既存のコントローラーにそのまま取り付けられることです。設定を変更するだけで済みます。
ただし注意が必要です。エネルギーが非常に集中しているため、ウェハが急速に加熱されます。急激な加熱により、基板が変形する可能性もあります。そのため、PIDコントローラーを調整して、急激な温度上昇に対応する必要があります。
もちろん、金は安くありません。磨かれたアルミニウムよりも高価です。しかし、エネルギーの節約やより精密なプロセス制御のためには、その価値は十分にあります。大量生産のバイオセンサーを扱う人にとっては、処理時間を短縮することができるため、この投資は非常に有益です。