Warum wir auf Infrarot-Technologie für die Herstellung von Biosensoren umgestiegen sind Bei der Herstellung von Biosensoren sind die Schritte der Aushärtung und Entwässerung entscheidend. Lange Zeit wurden dazu einfach große Konvektionsöfen verwendet. Doch das hat einen Nachteil: Der Aufheizvorgang einer riesigen Kammer nur für eine winzige Waferfläche ist eine Verschwendung von Zeit und Energie. Deshalb haben wir auf Infrarotlampen umgestellt. Anstatt die Luft zu erhitzen, senden Infrarotlampen die Energie direkt in das Substrat. Dadurch wird die Prozesszeit verkürzt und die Effizienz erhöht. Der Geschwindigkeitsfaktor Wir verwenden in der Regel Kurzwell-Infrarotlampen. Sie liefern eine hohe Energiemenge in einem sehr kleinen Raum. Wenn man eine Hochleistungsquarzlampe verwendet, entsteht die Wärme fast sofort. Man muss nicht mehr warten, bis der Widerstandsheizer langsam die gewünschte Temperatur erreicht hat. Das nennt man Rapid Thermal Processing (RTP). Das ist äußerst vorteilhaft – die Wafer müssen nicht lange geheizt werden, dadurch bleiben die empfindlichen biologischen Reagenzien unbeschädigt. Die richtige Lichtqualität In einem Reinraum ist Kontamination ein großes Problem. Um zu verhindern, dass fremde Gase entweichen, verwenden wir hochreine Quarzkapseln für die Lampen. Doch es gibt einen Trick, damit das funktioniert: Die Oberflächenbeschichtung der Lampen muss angepasst werden. Je nachdem, welche Bio-Tinte oder Fotorezistenz verwendet wird, passt man die Oberflächenbeschichtung entsprechend an. Dadurch wird das Lichtspektrum so gestaltet, dass genau das Material absorbiert wird, das benötigt wird. Wenn die Wellenlänge falsch gewählt wird, prallt die Energie einfach von der Oberfläche ab. Dann wird Geld für Licht ausgegeben, das eigentlich nichts bringt. Wenn die Wellenlänge richtig gewählt wird, trifft die Energie perfekt ihr Ziel. Die Trade-offs Von Vorteil ist, dass dies gut für die Umwelt ist. Weniger Energieverbrauch bedeutet weniger Kohlenstoffausstoß – das freut die Prüfer der „Grünen Fabriken“. Zudem nehmen die Geräte weniger Platz ein und zwingen das Lüftungssystem nicht dazu, extra viel Energie aufzuwenden, um den Raum zu kühlen. Aber es ist nicht alles perfekt. Man muss vorsichtig sein. Hochdichte Lampen können Hotspots erzeugen. Wenn man die Wafer nicht richtig dreht oder die Entfernung nicht genau einhält, entsteht eine ungleichmäßige Hitzeverteilung. Und wenn man versucht, die Leistung der Lampen zu erhöhen, um den Prozess zu beschleunigen, können die Ränder der Sensoren beschädigt werden. Man braucht PID-Controller, die mit dieser schnellen Reaktion des Quarzes mithalten können.