सेमी-फैब्रिकेटेड उत्पादों में कार्बन कम करना: वैक्यूम आईआर ही सही विकल्प है
यदि आपने कभी क्लीनरूम में काम किया है, तो आपको पता ही होगा कि वहाँ उच्च सटीकता की आवश्यकता होती है। लेकिन ऐसा करने हेतु वैक्यूम में ही काम करना आवश्यक है; ताकि ऑक्सीकरण या अन्य संदूषकों के कारण सब कुछ खराब न हो जाए।
लंबे समय तक हमने पारंपरिक रेजिस्टिव फर्नेसों का ही उपयोग किया। लेकिन समस्या यह है कि ऐसे फर्नेस बहुत अधिक ऊर्जा खपत करते हैं। वे अपने समय का आधा हिस्सा हवा एवं चेंबर की दीवारों को गर्म करने में ही खर्च कर देते हैं, न कि वास्तविक वेफरों को।
यहीं पर वैक्यूम-अनुकूल इन्फ्रारेड हीटरों की आवश्यकता होती है। ऐसे हीटरों के द्वारा हम ऊर्जा को सीधे ही लक्षित वेफरों पर ही भेजते हैं।
वास्तव में, इसका भौतिकीय सिद्धांत काफी सरल है।
वैक्यूम में कोई संवहन नहीं होता; हवा ही नहीं होती, इसलिए ऊष्मा कहीं और नहीं जा सकती। सब कुछ विकिरण पर ही निर्भर है। हम छोटी-तरंगदैर्घ्य वाले इन्फ्रारेड लैंपों का ही उपयोग करते हैं; क्योंकि वे लंबी-तरंगदैर्घ्य वाले लैंपों की तुलना में वेफरों में अधिक प्रभावी ढंग से ऊष्मा पहुँचाते हैं।
जब हम चेंबर की दीवारों पर ऊर्जा बर्बाद करना बंद कर देते हैं, तो हमारे कार्बन उत्सर्जन में कमी आ जाती है। यह पृथ्वी के लिए तो अच्छा है ही, साथ ही हमारे बिजली बिलों के लिए भी अच्छा है।
लेकिन आप कोई भी लैंप वहाँ इस्तेमाल नहीं कर सकते।
सामान्य लैंप वैक्यूम में तुरंत ही खराब हो जाते हैं। वे “गैस छोड़ते” हैं, जिससे वैक्यूम सील खराब हो जाती है, या फिर वह गैस सीधे वेफर पर ही गिर जाती है।
इसे रोकने हेतु हम उच्च-शुद्धता वाले क्वार्ट्ज एवं वैक्यूम कार्यों हेतु विशेष रूप से बनाए गए सीलों का ही उपयोग करते हैं। ऐसे लैंपों में उपयोग होने वाले फिलामेंट अत्यधिक ऊष्मा को सहन कर सकते हैं, बिना किसी नुकसान के। ध्यान रखें कि आपका पावर सप्लाई लैंप के वोल्टेज के अनुरूप होना चाहिए; अन्यथा लैंप जल्दी ही खराब हो जाएगा।
लेकिन यह सब कुछ इतना आसान भी नहीं है… कुछ समझौते भी हैं।
सबसे अच्छी बात यह है कि इन्फ्रारेड हीटरों के द्वारा ऊष्मा को बहुत तेज़ी से नियंत्रित किया जा सकता है। इससे आपकी उत्पादन क्षमता में वृद्धि हो जाती है।
लेकिन आपको ऊष्मा-घनत्व पर ध्यान देना होगा। इन्फ्रारेड हीटर बहुत ही शक्तिशाली होते हैं… यदि लैंप सही तरीके से संरेखित न हों, तो वेफर पर गर्म बिंदु बन जाते हैं। आपको अपने शील्डिंग एवं कूलिंग उपकरणों को ठीक से व्यवस्थित करना होगा। यदि कूलिंग प्रणाली कमजोर हो, तो वह ऊष्मा आपके इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में जा सकती है, जिससे समस्याएँ हो सकती हैं।
अंत में, पुराने रेजिस्टिव फर्नेसों की जगह इन्फ्रारेड हीटरों का उपयोग करना ही सबसे अच्छा विकल्प है। ऐसा करने से प्रति वेफर कम ऊर्जा खर्च होती है, एवं आपकी उत्पादन प्रक्रिया भी बेहतर रहती है। यह कारखानों को हरित बनाने का एक आसान तरीका है… बिना आपकी उत्पादन प्रक्रिया में किसी बाधा के।