Tại sao chúng ta lại từ bỏ phương pháp sử dụng khí nóng để thay thế bằng tia hồng ngoại trong việc chế tạo cảm biến sinh học?
Nếu bạn từng làm việc trong dây chuyền sản xuất chip bán dẫn, bạn chắc hẳn đã quen với quy trình này. Người ta phải sấy khô các lớp màng mỏng hoặc làm khô bề mặt vật liệu, và phải chờ đợi trong thời gian dài vì phương pháp sử dụng khí nóng rất chậm.
Vấn đề là khí nóng hoạt động rất chậm. Trước tiên, khí cần được làm nóng trước, sau đó mới có thể làm nóng bề mặt vật liệu. Đó là một bước trung gian không cần thiết, và nó khiến thời gian xử lý tăng lên đáng kể.
Giải pháp: Sử dụng tia hồng ngoại
Ưu điểm của đèn tia hồng ngoại là chúng không cần sử dụng khí nóng. Thay vì chờ đợi khí nóng làm ấm vật liệu, tia hồng ngoại trực tiếp chiếu vào vật liệu để làm nóng nó ngay lập tức. Trong công nghệ chế tạo cảm biến sinh học, chúng ta cần tập trung vào các dải bước sóng hấp thụ cụ thể. Tia hồng ngoại chiếu vào vật liệu và biến thành nhiệt ngay lập tức.
So với phương pháp sử dụng khí nóng, phương pháp này giúp rút ngắn thời gian xử lý từ vài phút xuống còn vài giây. Điều này rất quan trọng khi chúng ta muốn sản xuất nhiều sản phẩm hơn trong cùng một khoảng thời gian.
Làm thế nào để áp dụng phương pháp này trong thực tế?
Bạn không thể chỉ sử dụng bất kỳ loại đèn nào cũng được. Để đạt hiệu quả tốt nhất, bạn cần sử dụng đèn phát tia hồng ngoại bước sóng ngắn hoặc trung bình. Chúng giúp làm nóng các lớp vật liệu một cách hiệu quả mà không làm hư hại bề mặt wafer.
Điều tốt nhất là bạn có thể thay thế các bộ phận phun khí bằng những chiếc đèn này. Đó là một giải pháp khá đơn giản.
Tuy nhiên, bạn cần chú ý đến mật độ năng lượng. Nếu sử dụng quá nhiều công suất cho một diện tích nhỏ, bạn có thể làm hư hại các lớp vật liệu. Bạn cần sử dụng hệ thống kiểm soát nhiệt độ hiệu quả và các cảm biến khoảng cách để đảm bảo nhiệt độ được duy trì ổn định.
Ý nghĩa của việc này đối với nhà máy sản xuất
Điều quan trọng không chỉ là thời gian mà còn là diện tích sử dụng. Bạn có thể loại bỏ những chiếc lò nướng cồng kềnh và thay thế chúng bằng những bộ đèn nhỏ gọn. Điều này giúp tiết kiệm rất nhiều diện tích trong phòng sạch. Hơn nữa, vì không cần phun khí lên bề mặt wafer, nguy cơ nhiễm bẩn cũng giảm đi đáng kể.
Còn về chi phí năng lượng thì sao? Chi phí sẽ giảm xuống. Tại sao phải làm nóng toàn bộ căn phòng khi bạn chỉ cần làm nóng một khu vực nhỏ thôi?