ウェーハ型バイオセンサーに適切な熱を与えるために
ウェーハ上にバイオセンサーを作成する際、熱の分布が非常に重要です。もし、層を硬化させたり基板を活性化させる過程で熱が逃げてしまうと、問題が発生します。それだけです。このようなエネルギーの損失を防ぐために、金でコーティングされた反射器を使った特殊な赤外線ランプを使用します。これが、熱が正しくウェーハに届く唯一の方法です。
なぜ金なのか？
一般的にはアルミニウム製の反射器が使われますが、これらは過剰なエネルギーを吸収してしまいます。一方、金は赤外線領域で非常に高い反射率を持っているため、光を単に跳ね返すだけでなく、集中的に集めることができます。反射器の形状を適切に調整することで、その赤外線エネルギーを集中したビームに変えることができます。無駄なエネルギーは一切ありません。必要な場所にのみ熱が供給されます。
熱負荷の対処
ただし、問題点もあります。高出力の赤外線ランプは迅速に作業を完了させることができますが、そんなに多くのエネルギーを狭い空間に集中させると、莫大な量の熱が発生します。システムの出力を最大限に上げると、冷却装置が追いつかず、ケースやフィラメントが損傷したり、早期に破壊されたりする可能性があります。これはバランスを取る必要がある問題です。
実際の生産における利用
私たちは、これらのランプをファブチェンバーに直接取り付けて使用できるように設計しました。実際の鍵となるのは位置合わせです。ランプのフィラメントと金製の焦点との距離は正確でなければなりません。2mmでもずれてしまうと、ウェーハに冷たい部分ができてしまいます。その結果、一部の領域では感度が低下し、他の領域では過度に加熱されてしまいます。そうなると、良質なセンサーは作れません。これらの装置は、24時間365日の連続稼働に耐えられるように設計されています。温度が急激に変動しても、金層が剥がれないように化学的に固定されています。電源が安定しており、反射器が清潔に保たれていれば、毎回均一な熱分布が得られます。