सेमी-आईआर हीटिंग में तापमान को सही रखना
यदि हम वास्तव में सेमीकंडक्टर फैक्ट्रियों में कार्बन फुटप्रिंट को कम करना चाहते हैं, तो हमें उन पुराने, अक्षम रेजिस्टिव ओवनों पर निर्भर रहना बंद करना होगा। ऐसे ओवन बहुत ही अक्षम होते हैं। इसके बजाय, इन्फ्रारेड हीटिंग का उपयोग किया जा सकता है। यह एक बेहतर तरीका है; क्योंकि इसमें वेफर को ही गर्म किया जाता है, न कि पूरे कमरे को।
लेकिन यहाँ एक समस्या है – यदि आपके पास ठोस थर्मोकपल सिस्टम न हो, तो आप बिना किसी ठोस जानकारी के ही काम कर रहे हैं। एक छोटी सी गलती से ही सिलिकॉन वेफर नष्ट हो सकते हैं।
फीडबैक लूप का खतरा
इन्फ्रारेड लैंपों से बहुत अधिक ऊर्जा उत्पन्न होती है। यदि फीडबैक लूप धीमा हो, तो लक्षित तापमान तक पहुँचने में समय लग जाता है।
मैं आमतौर पर टाइप K या टाइप N थर्मोकपलों का ही उपयोग करता हूँ… इसका मुख्य कारण है प्रतिक्रिया समय। यदि सेंसर में कुछ सेकंड की देरी हो, तो PID कंट्रोलर लगातार ऊर्जा भेजता रहेगा… इससे हीटर नष्ट हो जाता है, या वेफर नष्ट हो जाते हैं। यह एक बहुत ही खतरनाक स्थिति है।
स्थापना संबंधी विवरण
आप ऐसे सेंसरों को सीधे क्लीनरूम में नहीं रख सकते। गैसों के कारण समस्याएँ हो सकती हैं… इसलिए हम स्टेनलेस स्टील या सिरेमिक सामग्री का ही उपयोग करते हैं।
फिर विद्युत शोर की समस्या भी है… उच्च-वाटेज वाले इन्फ्रारेड पावर सप्लाई से बहुत अधिक EMI उत्पन्न होता है… इसलिए शील्डेड वायरिंग की आवश्यकता है। वरना, सेंसरों से गलत पढ़ने वाले डेटा मिलेंगे।
सेंसर की सही जगह निर्धारित करना भी बहुत महत्वपूर्ण है… यदि सेंसर बहुत दूर रखा जाए, तो कंट्रोलर को गलत जानकारी मिलेगी… लेकिन अगर यह बहुत निकट रखा जाए, तो सेंसर ही नष्ट हो जाएगा। आपको ऐसी जगह ही चाहिए, जहाँ सेंसर से सही डेटा मिले, और हार्डवेयर भी सुरक्षित रहे।
पृथ्वी के लिए यह क्यों महत्वपूर्ण है?
इन्फ्रारेड हीटिंग का सबसे बड़ा फायदा यह है कि इसमें वेफर को गर्म करने में बहुत कम समय लगता है… बजाय घंटों इंतजार करने के, आप बस लैंपों को चालू कर देते हैं… और कुछ ही मिनटों में वेफर गर्म हो जाता है।
इससे प्रति वेफर में बहुत सारी ऊर्जा बचत होती है… और यदि इसके साथ सटीक थर्मोकपल भी हो, तो कोई गलती ही नहीं होगी… प्रक्रिया ठीक उसी तरह चलेगी, जैसी आवश्यक है… कोई ऊर्जा बर्बाद नहीं होगी, कोई ओवरहीटिंग नहीं होगी… बस एक कुशल प्रक्रिया ही चलेगी।