सेमी-फैब्रिकेशन लाइनों में वॉटरप्रूफ आईआर लैंपों का उपयोग क्यों किया जाता है?
आइए, सेमीकंडक्टर निर्माण प्रक्रिया में “रिन्स-एंड-ड्राई” चरण के बारे में बात करते हैं। यदि आपने कभी ऐसी लाइनों पर काम किया है, तो आपको पता होगा कि यही वह चरण है जो पूरी प्रक्रिया को धीमा कर देता है… यह तो एक बाधा ही है।
इस समस्या को दूर करने हेतु हम वॉटरप्रूफ इन्फ्रारेड (IR) लैंपों का उपयोग करते हैं। ये लैंप, वेफर को “पूरी तरह गीले” से “पूरी तरह सूखे” अवस्था में लाने हेतु सबसे अच्छा उपकरण हैं… और इस प्रक्रिया में वेफर की सतह पर कोई दाग भी नहीं रहता।
पुराने ओवनों की समस्याएँ
पहले लोग कन्वेक्शन ओवनों का ही उपयोग करते थे। लेकिन सोचिए… बस एक छोटे से वेफर को सूखाने हेतु ही बहुत सारी हवा को गर्म करना पड़ता है… यह तो ऊर्जा का दुरुपयोग ही है।
आईआर लैंप अलग हैं… ये विद्युत-चुम्बकीय विकिरण का उपयोग करके वेफर पर मौजूद नमी को सीधे ही दूर करते हैं… इस प्रक्रिया में हवा की कोई आवश्यकता ही नहीं है। चूँकि ये बहुत ही कुशल हैं, इसलिए इनके लिए किसी रासायनिक घोल या सीसा-आधारित पदार्थों की आवश्यकता ही नहीं है… ये तो बस स्वच्छ, प्रत्यक्ष ऊर्जा ही है।
नमी से निपटना
यहाँ एक कठिनाई है… ये लैंप तो “रिन्सिंग स्टेशन” के ठीक बाद ही स्थित होते हैं… इसलिए इन पर लगातार नमी एवं रासायनिक वाष्पों का प्रभाव पड़ता है… यह तो बहुत ही कठिन परिस्थिति है।
यदि कोई सामान्य क्वार्ट्ज ट्यूब गर्म होने के दौरान पानी के संपर्क में आ जाए, तो वह तुरंत ही टूट जाता है… इसे रोकने हेतु हम विशेष क्वार्ट्ज आवरणों एवं सील्ड एंड-कैपों का उपयोग करते हैं… इससे फिलामेंट में नमी नहीं जा पाती, और लैंप नष्ट नहीं होता।
हम शॉर्ट-वेव आईआर लैंपों का ही उपयोग करते हैं… क्योंकि ये गहराई तक घुसकर पानी को कुछ ही सेकंड में ही सूखा देते हैं… यह बहुत ही तेज़ है… और इसका मतलब है कि आपके उपकरणों को फर्श पर कम जगह ही लेनी पड़ती है।
गर्मी का प्रबंधन
लेकिन एक समस्या तो है ही… उच्च-तीव्रता वाले आईआर लैंप बहुत ही अधिक गर्मी पैदा करते हैं… ऐसे लैंपों को बस ऐसे ही चालू नहीं किया जा सकता।
यदि आपके पास कोई ठोस हीट सिंक या फोर्स्ड-एयर कूलिंग सिस्टम न हो, तो आपके उपकरण खराब हो जाएंगे… और लैंप भी जल्दी ही खराब हो जाएंगे… इसलिए आपको ठीक से कूलिंग सिस्टम व्यवस्थित करना ही होगा… वरना आप तो सिर्फ पैसे ही बर्बाद कर रहे हैं।
हम ऐसे लैंपों को “ड्रॉप-इन रिप्लेसमेंट” के रूप में ही डिज़ाइन करते हैं… तरंगदैर्घ्य को ऐसे ही समायोजित किया जाता है कि पानी गर्मी को ठीक उसी तरह ही अवशोषित करे… इस प्रकार वेफर पूरी तरह सूख जाता है, बिना कि उसका तापमान बढ़े।