バイオセンサーやチップの硬化処理におけるIR技術の真価
バイオセンサーを製造する際には、微妙なバランスを取る必要があります。ポリマーや接着剤を硬化させるためには十分な熱が必要ですが、過度に熱を加えると、繊細な有機層がダメになってしまいます。つまり、適切なバランスを見つけることが重要なのです。
そのため、私たちは短波長の赤外線ランプを利用します。巨大なオーブンを使って部屋全体を加熱する代わりに、赤外線はエネルギーを直接基板に送り込みます。これにより、効率的に硬化処理が行えます。
空気を加熱しない
従来の対流式乾燥法を考えてみてください。小さなウェハーを温めるために、部屋中の空気を加熱するために多額のコストがかかります。これは無駄遣いです。また、空気を動かすことで、ほこりや汚染物質が作業面に付着してしまいます。
一方、赤外線は異なります。電磁波を利用して、材料の吸収帯に直接エネルギーを当てます。その結果、急速に硬化処理が進み、1枚あたりの消費電力も大幅に削減されます。また、燃焼ガスや有害な溶剤が不要なので、特別な手続きを行わずに「環境に優しい」製造プロセスが実現できます。
清潔さの維持
バイオセンサーの製造では、わずかなほこりでも一括生産が台無しになってしまいます。これは非常に厄介です。
しかし、赤外線システムは閉ループ制御なので、クリーンルーム内でほこりが舞い上がることはありません。安定した熱が継続的に供給されます。さらに、波長を調整することも可能です。これが秘訣です。表面を適切に硬化させつつ、下層の回路を傷つけないのです。
注意点とその解決策
もちろん、これは魔法のような技術ではありません。高強度の赤外線は非常に強力です。
基板上の材料が薄すぎると、「ホットスポット」が発生したり、基板全体が変形してしまう可能性があります。単純に設定して放置するだけでは不十分です。コンベアの速度やランプとの距離を正確に調整する必要があります。そうしないと、端部分が過熱してしまいます。
私のアドバイスは、適当に行わないことです。リアルタイムで表面温度を監視できる閉ループ型の温度計を使用しましょう。そうしないと、エネルギー密度が高すぎて、問題が発生する前に目標値を超えてしまいます。