हम लीड-रहित सेमीकंडक्टरों के निर्माण हेतु IR कवरिंग विधि क्यों अपना रहे हैं?
सेमीकंडक्टरों के निर्माण की प्रक्रिया में बदलाव हो रहा है। अब हम उन हानिकारक घोल-आधारित उपकरणों एवं भारी धातुओं के उपयोग से दूर जा रहे हैं।
हम में से अधिकांश लोग इन्फ्रारेड (IR) कवरिंग विधि की ओर झुक रहे हैं। क्यों? क्योंकि यह विधि बहुत ही प्रभावी है। पूरे चेंबर को गर्म करने या रासायनिक पदार्थों के उपयोग के बजाय, IR ऊर्जा सीधे वेफर की सतह तक पहुँचती है। यह विधि सीधी एवं स्वच्छ है।
ऊर्जा कैसे कार्य करती है?
इसे ऐसे समझें: IR कवरिंग विधि में विद्युत-चुम्बकीय विकिरण का उपयोग किया जाता है, ताकि फोटोरेजिस्ट या चिपकने वाले पदार्थों में मौजूद अणु गतिमान हो जाएँ।
सामान्य कन्वेक्शन ओवन धीमे होते हैं, क्योंकि उन्हें पहले ही हवा को गर्म करना होता है। लेकिन IR लैंप इस चरण को छोड़ देते हैं; वे सीधे ऊर्जा को वेफर में भेजते हैं। इससे उन ऑर्गेनिक घोलों की आवश्यकता ही नहीं रह जाती। इसके अलावा, यदि आप तरंगदैर्घ्य को अपनी सामग्री के अनुकूल सेट करें, तो बेकार की ऊर्जा खर्च नहीं होगी।
“गोल्डिलॉक्स” दूरी
वेफर को गर्म करने में दूरी बहुत महत्वपूर्ण है।
यदि लैंपों को बहुत निकट रखा जाए, तो समस्याएँ हो सकती हैं… वेफर पर “हॉट स्पॉट” बन सकते हैं, या फिर वेफर ही नष्ट हो सकता है। लेकिन यदि लैंपों को बहुत दूर रखा जाए, तो वेफर गर्म होने में समय लगेगा, एवं उत्पादन दर भी कम हो जाएगी।
यह एक संतुलन है… ऐसी दूरी चुननी होगी, जिससे ऊष्मा समान रहे, लेकिन तीव्रता भी उचित रहे। ध्यान रखें: यदि दूरी कम हो, तो अधिक ऊष्मा पैदा होगी… ऐसी स्थिति में कन्वेयर बेल्टों की गति बढ़ानी होगी, ताकि उत्पाद नष्ट न हो।
वास्तविक चुनौतियाँ
इस विधि का एक फायदा यह है कि यह बहुत ही “हरित” विधि है… लीड-आधारित स्टेबिलाइजरों की आवश्यकता नहीं है… क्लीनरूम में कार्बन उत्सर्जन भी नहीं होता। सबसे अच्छी बात यह है कि यह विधि तुरंत ही कार्य करती है… प्री-हीटिंग की आवश्यकता ही नहीं है।
लेकिन यह पूरी तरह से आदर्श विधि नहीं है…
ऐसे उच्च-तीव्रता वाले IR लैंपों को चलाने हेतु बहुत अधिक बिजली की आवश्यकता होती है… यदि आपका पावर ग्रिड इस क्षमता के लिए तैयार न हो, तो ऊर्जा स्रोत ठप हो जाएगा।
इसके अलावा, लैंपों के लिए ठोस शीतलन प्रणाली आवश्यक है… अन्यथा ऊष्मा पूरी प्रणाली में फैल जाएगी… जिससे समस्याएँ होंगी। मैं आमतौर पर लैंपों के पीछे फोर्स्ड-एयर कूलिंग सिस्टम लगाने की सलाह देता हूँ… ऐसा करने से पूरी प्रणाली स्थिर रहेगी, एवं कोई बड़ी समस्या नहीं होगी।