क्यों क्वार्ट्ज शील्ड, बेहतर फैब हीटिंग हेतु आवश्यक हैं?
ईमानदारी से कहें तो, सेमीकंडक्टर फैक्ट्रियों में सटीक तापमान बनाए रखने हेतु बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है। हम सभी IR लैंपों का उपयोग करके वेफरों का तापमान उचित स्तर पर रखते हैं… लेकिन यदि उन्हें ठीक से सुरक्षित न रखा जाए, तो यह ऊर्जा एवं पैसा बेकार ही बर्बाद हो जाता है।
यहीं पर ही उच्च-शुद्धता वाले क्वार्ट्ज ग्लास की भूमिका आती है। इसका उद्देश्य केवल उपकरणों को साफ रखना नहीं, बल्कि ऊर्जा को उचित स्थान पर ही रखना है।
IR विकिरण को नियंत्रित करना
क्वार्ट्ज, छोटी तरंगदैर्घ्य वाले इन्फ्रारेड विकिरणों को बिना अवशोषित किए ही आगे जाने देता है। हीटिंग तत्व एवं वेफर के बीच क्वार्ट्ज शील्ड लगाने से एक भौतिक दीवार बन जाती है… जिससे रासायनिक वाष्पें या अन्य अवशेष लैंप तक नहीं पहुँच पाते।
लेकिन यह केवल उपकरणों की सुरक्षा ही नहीं करता… बल्कि यह एक सीमित क्षेत्र में ही ऊष्मा उत्पन्न करता है… इससे लक्षित तापमान तेजी से प्राप्त हो जाता है।
जब प्रति घंटे हजारों वेफर तैयार किए जा रहे हों, तो बची हुई ऊर्जा की मात्रा काफी अधिक हो जाती है… यह फैक्ट्री के कार्बन फुटप्रिंट के लिए लाभदायक है।
सही सामग्री चुनना
हम फ्यूज्ड सिलिका क्वार्ट्ज का ही उपयोग करते हैं… क्योंकि ऐसी सामग्री तापमान में परिवर्तन होने पर भी टूटती नहीं। कल्पना कीजिए… कमरे के तापमान से 1000°C तक पहुँचने में कुछ ही सेकंड लग जाएँ… अधिकांश सामग्रियाँ तो टूट ही जाएँगी… लेकिन यह सामग्री ऐसा नहीं करती।
लेकिन कोई भी ग्लास इस्तेमाल नहीं किया जा सकता… इसकी मोटाई ठीक होनी आवश्यक है। यदि शील्ड बहुत मोटा हो, तो यह IR ऊर्जा को अवशोषित कर लेगा… और वेफर को पर्याप्त ऊष्मा नहीं मिलेगी… यदि शील्ड बहुत पतला हो, तो थोड़े ही कंपन से यह टूट जाएगा… यह शील्ड को मजबूत रखने एवं ऊष्मा को आगे जाने देने के बीच का संतुलन है।
“ग्रीन फैब” को वास्तव में कार्यान्वित करना
यदि आप फैक्ट्री में कार्बन उत्सर्जन को कम करना चाहते हैं, तो ऊर्जा के उपयोग को नियंत्रित करना आवश्यक है। क्वार्ट्ज शील्डों की मदद से इंजीनियर अपने लैंपों को कम शक्ति पर ही चला सकते हैं… और फिर भी वेफरों पर वही तापमान प्राप्त होता है। इससे फैक्ट्री के कूलिंग सिस्टमों पर भी बोझ कम हो जाता है… क्योंकि उन्हें अतिरिक्त ऊष्मा से निपटने की आवश्यकता ही नहीं पड़ती।
यह तो एक सरल हार्डवेयर सुधार है… लेकिन इससे बहुत अधिक बचत होती है।