IR加熱を利用したバイオセンサー製造における炭素排出量の削減
バイオセンサーを作る際には、部品が乾くのを待つ時間がかかります。ほとんどの工場では大きな対流式オーブンを使用していますが、問題は、部屋の空気を温めるだけで莫大なエネルギーが消費されてしまうことです。
私たちは、空気を温めるのをやめて、実際に加工対象となる部品を直接温める方法を採用しました。目的を絞った赤外線ランプを使うことで、基材を直接加熱できます。これは単純な変更ですが、クリーンルームのエネルギーコストを大幅に削減することができます。
適切な温度の管理
私たちは適当なランプを使うのではありません。有機物であれ無機物であれ、フィルムが実際に吸収したい波長の光を選びます。
出力密度が非常に高いため、加熱にかかる時間は数秒程度です。本当に速いのです。そして、この速さによって、機械が何時間も動き続ける必要がなくなり、全体の作業効率が向上します。
装置と科学の原理
私たちは、光を安定させるために、石英のケース内にハロゲンフィラメントを使用しています。また、一部のランプには、短波長の赤外線を発するようなコーティングが施されています。
なぜこれが重要かというと、短波長の放射線はバイオセンサーの層の奥深くまで届くからです。そうすることで、表面が早く乾燥しすぎて溶剤が下層に閉じ込められ、製品の品質が悪化するという問題を防げます。
また、ハードウェアの設計も慎重に行われています。コネクターがコンパクトなため、ランプのヘッドをウェハーに直接近づけることができます。空間の無駄が少なくなるため、部屋内に漏れ出る熱も少なくなります。
実際の状況
しかし、IRは魔法の杖ではありません。もしランプの設定が正しくないと、熱が集中する部分ができてしまいます。
距離や出力のバランスを上手く取る必要があります。数秒でも節約するために出力を強くしすぎると、生物活性層が損傷する危険があります。また、温度を上げると、冷却システムも十分に強力でなければなりません。
毎回均一な品質の300mmウェハーを得たいのであれば、距離と出力の調整を正確に行う必要があります。抜け道はありません。