हम लीड-फ्री सेमीकंडक्टरों के निर्माण हेतु IR क्यों उपयोग में लाते हैं?
जब लोग वेफर निर्माण प्रक्रिया में “हरित तकनीक” या “लीड-फ्री” तकनीकों की बात करते हैं, तो वे आमतौर पर रसायनों पर ही ध्यान देते हैं। लेकिन वास्तव में महत्वपूर्ण बात यह है कि ऊष्मा को कैसे नियंत्रित किया जाए।
इसीलिए हम इन्फ्रारेड (IR) तकनीक का उपयोग करते हैं। पूरे उपकरण को गर्म करने के बजाय, हम केवल सब्सट्रेट को ही गर्म करते हैं।
ऊष्मा को सही जगह पर ही लाना
एक सामान्य कन्वेक्शन ओवन के बारे में सोचें – ऐसे ओवनों में हवा को गर्म करने में बहुत समय लग जाता है। यह तो बेकार ही है।
लेकिन IR तकनीक अलग है। इसमें विद्युतचुम्बकीय विकिरण का उपयोग करके चिपकने वाले पदार्थों/फोटोरेजिस्ट में मौजूद अणुओं को गतिशील बनाया जाता है। परिणामस्वरूप, वेफर को कुछ ही सेकंड में सही तापमान पर लाया जा सकता है। ऐसे में मशीन के अन्य हिस्सों पर अतिरिक्त दबाव नहीं पड़ता… और यही कारण है कि IR तकनीक का उपयोग क्लीनरूमों में ऊर्जा बचाने हेतु किया जाता है।
“आदर्श स्थिति” बनाए रखना
लीड-फ्री पॉलिमर एवं सोल्डरों के लिए तापमान का नियंत्रण बहुत ही महत्वपूर्ण है। यदि तापमान बहुत अधिक हो जाए, तो वेफर क्षतिग्रस्त हो सकता है। ऐसी स्थिति से बचने हेतु, हम उपकरणों में परिशुद्ध सेंसर लगाते हैं, ताकि तापमान की निगरानी की जा सके।
चूँकि हम शॉर्ट-वेव IR तकनीक का उपयोग करते हैं, इसलिए हम तापमान को तुरंत ही नियंत्रित कर सकते हैं। ऐसा नियंत्रण धीमी गति से होने वाली गर्मी प्रक्रियाओं में संभव ही नहीं है… क्योंकि ऐसी प्रक्रियाओं से रसायनों को नुकसान पहुँचता है।
एक नुकसान…
IR तकनीक तो बहुत ही तेज है… लेकिन इस तेजी के साथ ही कुछ नुकसान भी हैं। ऊष्मा की तीव्रता बहुत अधिक होती है… यदि सेंसर सही जगह पर न हों, या PID लूप ठीक से काम न करे, तो वेफर पर गर्म स्थान बन सकते हैं। इसके अलावा, कूलिंग सिस्टम को भी इस तेज गर्मी को संभालने हेतु उचित होना आवश्यक है… वरना सेंसर नष्ट हो सकते हैं।
हमने पाया कि जब IR एमिटरों को उच्च-आवृत्ति वाले सेंसरों के साथ उपयोग में लाया जाता है, तो हर चीज उचित मानकों के भीतर ही रहती है… और किसी भी विषाक्त गर्मी पदार्थ की आवश्यकता ही नहीं पड़ती।