バイオセンサーにおけるIR加熱の利用
バイオセンサーを製造する際には、適切な硬化や乾燥処理が不可欠です。長年にわたり、クリーンルーム内で使われてきたのは大型の対流式オーブンでした。しかし、今ではそうした方法は使われなくなりました。現在では、短波長の赤外線ランプが使用されています。
なぜでしょうか？というのも、微小な基板を乾燥させるために大きな空間全体を加熱するのはエネルギーの無駄だからです。ほとんど利益がないのに、多くの炭素排出量が発生してしまいます。
必要な場所に熱を届ける
赤外線の利点は、空気を介さずに直接ウェーハにエネルギーを送り込めることです。非常に速いのです。オーブンが温まるのを待つ代わりに、即座に熱が得られます。私たちは、バイオ活性層が効果的にエネルギーを吸収する特定の波長の光を出すように設定しています。そうすることで、表面が完璧に硬化しますが、下にある基板が壊れることはありません。ごく狭い範囲で大きなエネルギーを得ることができるのです。
ハードウェアにもこだわる
ハードウェアに関しては一切手を抜きません。高純度の石英製のケースを使用し、半導体環境に何かが漏れ出してロット全体が台無しになるのを防ぎます。また、フィラメントは安定した状態を保つように調整されています。センサーアレイに「ホットスポット」ができると大変なことになります。標準的なコネクタも使用しているので、ランプが壊れてもすぐに交換して作業を続けることができます。誰も停止時間を好みません。
ただ一つ注意点があります。電源の設定を正確にしなければなりません。電圧やワット数が誤っていると、フィラメントがすぐに焼き切れてしまいます。私たちはPIDコントローラーを使って、すべてを厳密に管理しています。
利点とデメリット
IR加熱を利用することは地球にとっては良いことです。部屋全体に熱を送り込む必要がないので、施設のHVACシステムと衝突することもありません。単純に、必要な部分だけを加熱するだけです。
しかし、デメリットもあります。IR加熱は非常に速く作用するため、「完璧」と「破壊」の境界線が非常に狭いのです。温度が少しでも過剰になると、ロット全体が台無しになってしまいます。
そのため、迅速に反応する温度計が必要です。フィードバックが遅いと、目標温度に達した後もランプが熱を放出し続けてしまいます。目標温度に達した瞬間に電力を切る仕組みが必要なのです。