Warum wir bei der Herstellung von Biosensoren auf Infrarotlampen umgestiegen sind
Bei der Herstellung von Biosensoren werden die Schritte des Aushärtens und Backens oft zu Problemen – schließlich ist hier eine präzise Temperaturregelung notwendig. Doch herkömmliche Konvektionsöfen sind einfach nicht geeignet für diese Zwecke. Deshalb haben wir in unseren Produktionsanlagen auf Infrarotlamansysteme umgestellt.
Es handelt sich dabei um eine effizientere Methode – und ehrlich gesagt, ist das auch ein großer Vorteil für den Planeten, denn so wird keine unnötige Energie verschwendet, nur um einen großen Metallkasten warm zu halten, während er untätig herumsteht.
Die exakte Steuerung der Temperatur
Bei der Herstellung von Biosensoren ist es wichtig, dass die Wärme genau dorthin gelangt, wo sie benötigt wird. Wenn die Temperatur nicht schnell genug erhöht wird, kann das Substrat beschädigt werden – und das ist äußerst schwierig zu beheben. Infrarotlampen lösen dieses Problem, indem sie die Strahlungsenergie direkt auf das Zielobjekt lenken. Wir stellen diese Systeme so ein, dass sie genau auf die spezifischen Absorptionsbänder der biologischen Schichten oder des Photoresists einwirken. Anstatt die gesamte Luft in einem großen Raum zu erwärmen, wird nur die Wafer selbst erhitzt. Das ist effizienter und senkt außerdem den Energieverbrauch pro Wafer erheblich.
Die technischen Aspekte – und die damit verbundenen Kompromisse
Wir verwenden in der Regel Kurzwellenquarzlampen. Quarz eignet sich hervorragend, da er hohe Temperaturen aushält, ohne dass der Faden darin versagt. Da wir uns in einem Reinraum befinden, darf es keine störenden Partikel geben. Deshalb verwenden wir spezielle oder mit Gold überzogene Reflektoren, um den Lichtstrahl gezielt zu lenken.
Aber man muss vorsichtig sein: Es gibt ein feines Gleichgewicht zwischen der Leistungsdichte und der Empfindlichkeit des Substrats. Wenn man die Leistung erhöht, um die Prozesse zu beschleunigen, können „heiße Stellen“ entstehen, wenn der Abstand zwischen der Lampe und der Wafer nicht richtig gewählt ist. Wenn man die Leistung zu stark erhöht, kann das Substrat zerstört werden. Man braucht daher PID-Regler, die sofort reagieren können, um solche Probleme zu vermeiden.
Ein umweltfreundlicherer Produktionsprozess
Durch den Umstieg auf Infrarotlampen spart man nicht nur Energie, sondern auch Platz. Wir können auf die riesigen Batchöfen verzichten und stattdessen schmale, integrierte Heizsysteme verwenden. Dadurch muss das HVAC-System nicht übermäßig arbeiten, um den Produktionsraum abzukühlen – was wiederum ein großer Vorteil für alle Mitarbeiter ist.
Der wirklich große Vorteil entsteht, wenn man diese Lampen mit pulsierenden Stromversorgungen kombiniert. Durch das Pulsieren der Energie hat das Material Zeit, sich zwischen den Impulsen zu stabilisieren. Dadurch wird ein übermäßiges Erhitzen verhindert und der Gesamtenergieverbrauch bleibt niedrig.