Het juiste temperatuurniveau bereiken voor bio-sensorwafern
Bij het maken van bio-sensoren is de warmte die wordt toegepast op de wafer niet zomaar een instelling op een regelaar – het is allesbepalend. Als je het niet goed doet, raak je de gewenste resultaten kwijt. Daarom gebruiken we infrarode lampen in combinatie met goudcoateerde reflectoren. Het principe is eenvoudig: we willen voorkomen dat de energie zich verspreidt over het frame van de machine. We willen dat al die energie rechtstreeks op het substraat terechtkomt.
Waarom goud?
De meeste mensen beginnen met aluminiumreflectoren, maar daar is een probleem: aluminium neemt te veel energie op. Dat is verspilling. We zijn overgestapt op goud van hoge zuiverheid, omdat dit materiaal uitstekend is in het weerkaatsen van infraroodlicht.
In plaats van dat de warmte overal naartoe wordt gedreven, kaatst de goudlaag de fotonen terug naar de wafer. Hierdoor wordt het hele systeem veel efficiënter. Je krijgt de gewenste oppervlaktetemperaturen zonder dat je de stroomsterkte tot gevaarlijke niveaus hoeft op te drijven. Het werkt gewoon beter.
Omgaan met de intensiteit
Als je een IR-lamp met hoge vermogens gebruikt, wordt het snel erg heet. We ontwerpen deze lampen zodat ze precies op de juiste plekken op de wafer gericht zijn. Je kunt het je niet veroorloven dat er ‘heette punten’ ontstaan – dat kan ertoe leiden dat de sensorarray beschadigt raakt en het hele project faalt.
Er is echter één nadeel: al die geconcentreerde straling verwarmt niet alleen de wafer, maar ook de lucht en het omringende materiaal. Als je koelsystemen niet goed zijn geoptimaliseerd of als de luchtcirculatie slecht is, zal de temperatuur instabiel worden. Dat is frustrerend, maar het is te voorkomen.
Integreren in het productieproces
We hebben geprobeerd om de afmetingen van deze lampen zo klein mogelijk te houden. Ze zijn zo ontworpen dat ze gemakkelijk kunnen worden vervangen, zonder dat je urenlang bezig bent met het opnieuw kalibreren van de focus van de reflectoren.
Het grote voordeel is de snelheid. Omdat de goudcoating zo efficiënt is, bereikt de wafer de gewenste temperatuur veel sneller. Hierdoor worden de productietijden verkort en worden de gevoelige bio-actieve lagen beschermd tegen onnodige thermische stress.
Het is dus schoner, sneller en minder belastend voor de hardware.