समय बर्बाद करना बंद करें: वैक्यूम-आधारित आईआर हीटर क्यों बेहतर हैं?
यदि आपने सेमीकंडक्टर प्रसंस्करण के कार्यों में कुछ समय बिताया है, तो आपको पता ही होगा कि इस काम में कितना इंतज़ार करना पड़ता है… चीज़ों के गर्म होने का इंतज़ार, फिर ठंडा होने का इंतज़ार। लंबे समय तक हमने इस काम को पूरा करने हेतु वायु-आधारित तरीकों का ही उपयोग किया, लेकिन वैक्यूम-आधारित आईआर हीटरों के उपयोग से पूरी प्रक्रिया ही बदल गई।
वास्तव में, यह तो इस बात पर निर्भर है कि ऊष्मा वेफर तक कैसे पहुँचती है। वायु-आधारित तरीकों में ऊष्मा को वेफर तक पहुँचाने में बहुत समय लगता है… क्योंकि हवा ही ऊष्मा को एक जगह से दूसरी जगह ले जाती है। लेकिन उच्च-वैक्यूम वातावरण में तो हवा ही नहीं होती… ऐसे में ऊष्मा को वेफर तक पहुँचाना आसान हो जाता है। आईआर हीटर, इस प्रक्रिया में मध्यस्थों की आवश्यकता ही नहीं है… वे सीधे ही वेफर पर विद्युत-चुम्बकीय विकिरण भेजते हैं।
यह तो तुरंत ही हो जाता है।
हवा-आधारित तरीकों में जो “ऊष्मा-संचरण में देरी” होती है, वह तो गायब ही हो जाती है। अब आपको हवा को गर्म करने, फिर दीवारों को गर्म करने, और अंत में वेफर को गर्म करने की आवश्यकता ही नहीं है। शॉर्ट-वेव आईआर लैंपों की मदद से ऊष्मा सीधे ही वेफर तक पहुँच जाती है। इससे प्रसंस्करण समय में 60% से 80% तक की बचत हो जाती है। जब आपका कारखाना 24/7 काम कर रहा होता है, तो यह बचा हुआ समय हर घंटे में अधिक वेफरों को प्रसंस्कृत करने में मदद करता है।
लेकिन आप कोई भी लैंप वैक्यूम में नहीं डाल सकते।
हम विशेष क्वार्ट्ज आवरणों एवं सीलेंटों का उपयोग करते हैं… क्योंकि “गैस-निकास” एक बड़ी समस्या है। यदि हीटर से रसायन वैक्यूम में निकल जाएं, तो यह सिलिकॉन को दूषित कर देगा, एवं वैक्यूम की गुणवत्ता भी खराब हो जाएगी। इसीलिए हम ऐसे हीटरों को ऐसे ही डिज़ाइन करते हैं… ताकि वे छोटे हों, लेकिन अधिक ऊष्मा उत्पन्न कर सकें… ताकि आवश्यक स्थान पर ही ऊष्मा उपलब्ध हो, एवं पूरा वैक्यूम वातावरण ही ओवन में न बदल जाए।
ईमानदारी से कहूँ तो, आईआर हीटिंग कोई जादुई तरीका नहीं है… इसमें भी कुछ कठिनाइयाँ हैं।
चूँकि ऊष्मा-संचरण बहुत तेज़ होता है, इसलिए लक्षित तापमान से अधिक ऊष्मा पहुँचने की संभावना भी है। यदि PID लूप ठीक से काम न करे, तो लक्षित तापमान से अधिक ऊष्मा पहुँच जाएगी। इसके अलावा, यदि चेंबर की दीवारें ऐसे विकिरण को सहन न कर पाएं, तो महंगे उपकरण ही नष्ट हो जाएंगे… न कि वह वेफर जिस पर हम काम कर रहे हैं।
हमारा तरीका? सोने से ढके हुए हीट शील्डों का उपयोग करना… ऐसा करने से ऊष्मा सीधे ही वेफर पर पहुँचती है… बर्बादी रुक जाती है… एवं कूलिंग सिस्टम भी ठीक से काम कर पाता है।