সেমি-আইআর হিটিং পদ্ধতিতে সঠিক তাপমাত্রা নির্ধারণ
যদি আমরা সেমিকন্ডাক্টর উৎপাদন প্রক্রিয়ায় কার্বন ফুটপ্রিন্ট কমাতে চাই, তাহলে আমাদের ঐ পুরানো, অকার্যকর রেজিস্টিভ ফার্নেসগুলোর উপর নির্ভর করা বন্ধ করতে হবে। এগুলো খুবই অকার্যকর। এর পরিবর্তে ইনফ্রারেড (IR) হিটিং পদ্ধতি ব্যবহার করা উচিত। এটা অনেক বেশি কার্যকর উপায়; কারণ এখানে ওয়েফারটিকেই উত্তপ্ত করা হয়, চারপাশের ঘরটিকে নয়।
কিন্তু সমস্যা হলো: যদি আপনার কাছে নির্ভরযোগ্য থার্মোকাপল না থাকে, তাহলে আপনি অন্ধকারেই কাজ করছেন। একটু ভুল হলেই সিলিকন ওয়েফারগুলো নষ্ট হয়ে যায়।
ফিডব্যাক লুপের ঝুঁকি
আইআর ল্যাম্পগুলো অত্যন্ত শক্তিশালী। এগুলো ওয়েফারে প্রচুর শক্তি প্রয়োগ করে। যদি ফিডব্যাক লুপটি ধীর হয়, তাহলে নির্ধারিত তাপমাত্রা অতিক্রম হয়ে যায়।
আমি সাধারণত টাইপ K বা টাইপ N থার্মোকাপল ব্যবহার করি; কারণ এগুলো দ্রুত প্রতিক্রিয়া দেয়। যদি সেন্সরটি কয়েক সেকেন্ড ধরে দেরি করে, তাহলে PID কন্ট্রোলার ল্যাম্পটিতে অতিরিক্ত শক্তি প্রয়োগ করতে থাকে। এর ফলে হিটারটি নষ্ট হয়ে যায়, অথবা ওয়েফারগুলো নষ্ট হয়ে যায়। এটা খুবই ঝুঁকিপূর্ণ পরিস্থিতি।
ইনস্টলেশনের বিস্তারিত
আপনি সাধারণ প্রোবটি ক্লিনরুমে ব্যবহার করতে পারেন না। গ্যাস নির্গমন একটি বড় সমস্যা; তাই আমরা স্টেইনলেস স্টিল বা সিরামিক আবরণ ব্যবহার করি।
আর ইলেকট্রিক্যাল নয়েজও একটি সমস্যা। উচ্চ-ওয়াটেজের আইআর পাওয়ার সাপ্লাইগুলো অনেক EMI তৈরি করে; তাই শেল্ডেড ওয়্যারিং ব্যবহার করা দরকার। নইলে রিডিংগুলো অস্থির হয়ে যায়।
সেন্সরটি কোথায় স্থাপন করা হবে সেটাই গুরুত্বপূর্ণ। যদি সেন্সরটি খুব দূরে স্থাপন করা হয়, তাহলে তাপমাত্রা কম মনে হয়। কিন্তু খুব কাছে স্থাপন করলে সরাসরি বিকিরণের কারণে সেন্সরটি নষ্ট হয়ে যায়। আপনাকে সেই সঠিক জায়গাটি খুঁজে বের করতে হবে, যেখানে রিডিংগুলো সঠিক থাকে, আর হার্ডওয়্যারটিও অক্ষত থাকে।
পৃথিবীর জন্য এর গুরুত্ব
আইআর হিটিং পদ্ধতির সবচেয়ে ভালো দিক হলো উত্তপ্ত হওয়ার সময়। বড় ওভেন চেম্বারটিকে উচ্চ তাপমাত্রায় আনতে ঘণ্টার পর ঘণ্টা অপেক্ষা করতে হয়; কিন্তু আইআর ল্যাম্পগুলো চালু করলেই কয়েক মিনিটের মধ্যেই নির্ধারিত তাপমাত্রা অর্জন করা যায়।
এর ফলে প্রতি ওয়েফারের জন্য অনেক বেশি কিলোওয়াট-ঘণ্টা সাশ্রয় হয়। আর যদি নির্ভরযোগ্য থার্মোকাপল ব্যবহার করা হয়, তাহলে আর অনুমান করার দরকার নেই। প্রক্রিয়াটি ঠিক নির্ধারিত সীমানার মধ্যেই চলে। কোনো অপচয় নেই, কোনো অতি-উত্তপ্তি নেই—শুধুমাত্র কার্যকর প্রক্রিয়া।