सेमी-फैब्रिकेशन प्रक्रिया में वैक्यूम IR हीटिंग क्यों लोकप्रिय हो रही है?
ईमानदारी से कहें तो, पारंपरिक कन्वेक्शन ओवन अब पुराने तरीके के उपकरण ही लग रहे हैं। हम में से अधिकांश लोग ऐसे ओवनों का उपयोग छोड़कर वैक्यूम चैंबर आईआर हीटरों का उपयोग कर रहे हैं। यह केवल “विषमुक्त” या ऊर्जा-बचत वाले तरीकों का पालन करने के लिए ही नहीं है… बल्कि पुराने तरीकों में ऊर्जा की बर्बादी होती है।
सोचिए… गर्म हवा का उपयोग करके बड़ी मात्रा में हवा को गर्म करना ही पड़ता है, ताकि थोड़ी गर्मी वेफर तक पहुँच सके। यह तो ऊर्जा की बर्बादी ही है। आईआर हीटिंग में ऐसी आवश्यकता ही नहीं है… इसमें विद्युतचुम्बकीय विकिरण का उपयोग किया जाता है।
वैक्यूम IR का जादू
जब वातावरण से हवा निकाल दी जाती है, तो स्थिति और भी बेहतर हो जाती है… कोई हवा न होने का मतलब है कोई ऑक्सीकरण नहीं होगा… और कोई हवा न होने का मतलब है कि हवा में मौजूद संदूषक पदार्थ भी वेफर पर नहीं गिर पाएंगे।
आईआर लैंप, फोटॉनों को भेजते हैं… जो सीधे ही वेफर की सतह तक पहुँच जाते हैं। हम इसे ऐसे ही समायोजित कर सकते हैं कि ये फोटॉन चिपकने वाले पदार्थों/फोटोरेजिस्ट की विशिष्ट आवृत्तियों पर ही प्रभाव डालें। गर्मी सीधे ही वेफर तक पहुँच जाती है… न कि केवल चैंबर की दीवारों को ही गर्म करती है।
यह बहुत ही तेज है… हम तो कुछ ही सेकंडों में लक्षित तापमान तक पहुँच सकते हैं… यह तो ऊर्जा-खर्च एवं समय-सीमा के लिहाज से बहुत ही बड़ा लाभ है।
पर्यावरण-अनुकूल विकल्प
पुराने तरीकों में रासायनिक घोलों या उच्च तापमान का उपयोग किया जाता है… जिससे वायुमंडल में विषाक्त पदार्थ फैल जाते हैं… कोई भी ऐसा नहीं चाहता। आईआर हीटिंग तो एक “शुष्क” प्रक्रिया है… हम क्वार्ट्ज लैंपों का उपयोग करते हैं… जिनसे कोई विषाक्त पदार्थ नहीं निकलता।
इसके अलावा, PWM (पल्स विड्थ मॉड्यूलेशन) का उपयोग करके हम आईआर हीटिंग को नियंत्रित कर सकते हैं… इससे तापमान में अनावश्यक उतार-चढ़ाव नहीं होता… आपको ऊर्जा की बर्बादी भी नहीं होती।
वास्तविक चुनौतियाँ
हालाँकि, यह सब इतना आसान नहीं है… उच्च-तीव्रता वाले आईआर लैंपों से लैंपों के किनारों पर बहुत ही अधिक गर्मी पैदा होती है… चूँकि वैक्यूम में कोई हवा ही नहीं है, इसलिए गर्मी को बाहर निकालना संभव ही नहीं है… इसलिए लैंपों को ठंडा रखने हेतु विशेष जल-शीतलन प्रणाली की आवश्यकता है… यदि शीतलन प्रणाली उचित न हो, तो लैंप जल्दी ही खराब हो जाएंगे।
यह तो एक संतुलन ही है… आपको ऐसी विकिरण शक्ति चाहिए जो काम करने हेतु पर्याप्त हो… लेकिन साथ ही चैंबर की सीलों पर भी ध्यान देना आवश्यक है… यदि ये सील खराब हो जाएं, तो समस्या ही हो जाएगी।