なぜバイオセンサーの製造に赤外線硬化法を採用したのか
バイオセンサーを作る際、接着剤やフォトレジストを硬化させるというのは、かなり繊細な作業です。材料を硬化させるためには熱が必要ですが、基材が汚染されないようにしなければなりません。
そのため、私たちは赤外線ランプを使用しています。大きな箱の中の空気を温める代わりに、赤外線はエネルギーを直接材料に送り込みます。これにより、効率的で、かつ基材が損傷する心配もありません。
エネルギーの面から見ると
従来の対流式オーブンを考えてみてください。オーブンの壁や部品周辺の空気を温めるために、多額の費用と電力が必要です。これは無駄遣いです。
一方、赤外線を使えば、センサー材料の特定の吸収帯にエネルギーを当てることができます。必要な部分だけを温めることができるのです。これは単なる「グリーン」な宣伝文句ではなく、実際にウェーハ1枚あたりの消費電力を削減する手段なのです。
材料の保護
問題点は、バイオセンサーは通常、高温に弱いポリマーを使用していることです。温度が少しでも高くなりすぎると、有機層が破壊されてしまいます。
この問題を解決するために、波長を調整します。一般的には短波または中波を使用します。そうすることで、熱が正確に指定された深さまで届き、基材が変形するのを防ぎます。また、加熱速度も非常に速いため、センサーが熱ストレスを受ける時間が大幅に短縮され、結果としてセンサーの寿命が延びます。
欠点（常に何かしらはあるものです）
赤外線照明は速いですが、状況によっては問題が生じることがあります。熱が局所的に集中するため、ランプの配置が適切でないと「ホットスポット」が発生してしまいます。ランプとウェーハの距離を適切に管理しなければ、表面が焦げてしまいます。
これを防ぐために、閉ループPIDコントローラーを使用しています。これにより、表面温度を±2℃の範囲内に保つことができます。このような制御がなければ、赤外線照明の速さはむしろ悪影響を与える可能性があります。
最良の点は、古くて使いにくいガスオーブンを赤外線照明に置き換えることで、VOCの排出を削減し、燃焼燃料を完全に排除できることです。また、大規模な改造をせずに、ほとんどのクリーンルームのラインに適用可能です。