हम लीड-फ्री सेमीकंडक्टरों के निर्माण हेतु आईआर क्यों उपयोग में लाते हैं?
जब हम MEMS सेंसरों का निर्माण करते हैं, तो हमें ऐसी सतह चाहिए जो संदूषित न हो। वेफर को सूखा एवं स्वच्छ होना आवश्यक है। इसीलिए हम आईआर क्यूरिंग का उपयोग करते हैं। यह विधि, किसी भी रासायनिक पदार्थ या लीड-आधारित उत्प्रेरकों के बिना ही नमी एवं विलायकों को दूर कर देती है। यह तो बस प्रत्यक्ष ऊर्जा का ही उपयोग है।
भौतिकी के अनुसार यह कैसे काम करता है?
सामान्य कन्वेक्शन ओवनों में हवा गर्म होती है, और वह हवा ही वेफर को गर्म करती है। यह प्रक्रिया धीमी होती है। लेकिन आईआर में ऐसा नहीं होता। आईआर लैंप, वेफर पर मौजूद जल अणुओं/विलायकों पर सीधे ही प्रभाव डालते हैं।
MEMS के लिए हम शॉर्ट-वेव आईआर का ही उपयोग करते हैं। यह तेजी से वेफर की सतह को गर्म कर देता है, जिससे विलायक तुरंत वाष्पीकृत हो जाते हैं। यह प्रक्रिया लगभग तुरंत ही हो जाती है। यह बहुत ही उपयोगी है, क्योंकि इससे “स्किनिंग” जैसी समस्याएँ नहीं होतीं – यानी वेफर की सतह तेजी से सूख जाती है, जिससे नीचे मौजूद विलायक वहीं ही रह जाते हैं।
“हरित” मानकों का पालन
उद्योग, लीड-फ्री एवं “हरित” तकनीकों की ओर बढ़ रहा है… और ऐसा करना भी उचित ही है। पुरानी तकनीकों में, तापमान को कम करने हेतु भारी धातुओं के उत्प्रेरकों की आवश्यकता होती है।
लेकिन आईआर के द्वारा हम ऐसी आवश्यकताओं से छुटकारा पा सकते हैं। हम प्रकाश ऊर्जा का ही उपयोग करके विलायकों को वाष्पीकृत करते हैं… कोई विषाक्त पदार्थ नहीं, कोई VOC नहीं। यह तो सीधे ही “क्लीन-रूम” वातावरण में ही काम करता है।
जिन बातों का ध्यान रखना आवश्यक है…
हाई-इंटेंसिटी आईआर हीटरों की ऊर्जा घनत्व बहुत ही अधिक होती है… जिससे वेफरों को तेजी से गर्म किया जा सकता है। लेकिन आपको तापीय ग्रेडिएंट पर ध्यान देना होगा।
यदि वेफर पतला है, तो आईआर की तीव्रता ठीक से वितरित न होने पर सिलिकॉन विकृत हो सकता है। हमने पाया कि पल्स्ड-पावर सप्लाई का उपयोग करने से वेफर का तापमान 5°C के भीतर ही रहता है।
एक और बात… अपने कूलिंग फैनों एवं शील्डिंग प्रणालियों पर ध्यान दें। विकिरण ऊष्मा बाहर निकल सकती है… यदि आपका उपकरण ठीक से इन्सुलेट न हो, तो क्लीन-रूम का तापमान बढ़ जाएगा… और HVAC सिस्टम चेतावनी देने लगेगा। अपनी सुविधा की कूलिंग क्षमता को ध्यान में रखें।