چرا در تولید سنسورهای زیستی، از روشهای استفاده از هوای گرم به جای روشهای مبتنی بر تابش مادون قرمز استفاده میشود؟
اگر تجربه کار در خطوط تولید نیمههادی را داشته باشید، میدانید که فرآیند تولید چقدر طولانی است. در این فرآیند، لازم است لایههای نازک را گرم کرد یا سطح مورد نظر را خشک کرد؛ اما برای انجام این کار، مجبوریم از روشهای قدیمی مبتنی بر استفاده از هوای گرم استفاده کنیم.
مشکل این روش این است که سرعت آن بسیار کم است؛ ابتدا باید هوا گرم شود، و سپس هوا باید سطح مورد نظر را گرم کند. این روش، روشی غیرضروری است و باعث افزایش زمان لازم برای تولید میشود.
روش سریعتر: تابش مادون قرمز
مزیت لامپهای مادون قرمز این است که اصلاً نیازی به استفاده از هوا نیست. به جای انتظار برای گرم شدن سطح مورد نظر، تابش مادون قرمز مستقیماً بر سطح مورد نظر تأثیر میگذارد. در تولید سنسورهای زیستی، ما به باندهای جذب خاصی نیاز داریم؛ تابش مادون قرمز باعث میشود که سطح مورد نظر بلافاصله گرم شود.
در مقایسه با روشهای مبتنی بر هوای گرم، روش مادون قرمز سرعت گرم شدن سطح مورد نظر را از دقایق به ثوانی کاهش میدهد. وقتی که سعی داریم تولید بیشتری داشته باشیم، این سرعت بسیار مهم است.
چگونه این روش را در دنیای واقعی به کار ببریم؟
نمیتوانیم هر لامپی را در این فرآیند استفاده کنیم؛ برای این کار، به لامپهای با تابش موج کوتاه یا موج متوسط نیاز داریم. این لامپها باعث میشوند که لایههای زیستی مورد نظر به درستی گرم شوند، بدون اینکه ویفرهای مورد نظر آسیب ببینند.
بهترین بخش این روش این است که میتوانیم لولههای هوا را با این لامپها جایگزین کنیم؛ این کار بسیار ساده است.
اما باید مراقب تراکم انرژی باشیم؛ اگر میزان انرژی مورد استفاده بیش از حد باشد، لایههای زیستی سنسور آسیب خواهند دید. برای جلوگیری از این مشکل، نیاز به یک سیستم پید کنترل سریع و سنسورهای فاصلهیاب داریم تا از ثبات دما اطمینان حاصل شود.
تأثیر این روش بر فضای مورد استفاده
مسئله فقط مربوط به زمان نیست؛ بلکه مربوط به فضای مورد استفاده نیز هست. میتوانیم فرهای بزرگ را حذف کرده و آنها را با مجموعهای از لامپهای کوچک جایگزین کنیم؛ این کار باعث میشود فضای بسیار بیشتری در اتاقهای تمیز در دسترس قرار گیرد. علاوه بر این، چون دیگر نیازی به پخش هوا در سراسر سطح ویفر نیست، خطر آلودگی نیز کاهش مییابد.
و هزینههای انرژی؟ کاهش مییابد. چرا باید کل اتاق را گرم کنیم، در حالی که فقط نیاز به گرم کردن سطح مورد نظر است؟