आधा-चालकों के लिए वैक्यूम आईआर हीटिंग ही सबसे उपयुक्त क्यों है?
उद्योग, सीसा-रहित एवं कम-कार्बन वाले मानकों की ओर तेजी से बढ़ रहा है। यह तो कागज पर बढ़िया लगता है, लेकिन वास्तव में इससे मशीनों को चलाने वाले लोगों को काफी परेशानी होती है।
पारंपरिक कंवेक्शन ओवन? ये यहाँ बेकार हैं। वैक्यूम में तो हवा ही नहीं होती, और भले ही हवा होती, तो भी वह कचरा ही चारों ओर फैल जाता। इसीलिए हम वैक्यूम-संगत इन्फ्रारेड हीटरों का ही उपयोग करते हैं। ऐसे हीटर, हवा के बजाय विद्युत-चुम्बकीय विकिरण का उपयोग करके सीधे सब्सट्रेट पर ऊष्मा पहुँचाते हैं… बिना किसी मध्यस्थ के, बिना किसी गंदगी के।
यह वास्तव में कैसे काम करता है?
जब हवा ही नहीं होती, तो कंवेक्शन की चिंता ही नहीं रह जाती… बस विकिरण ही शेष रह जाता है।
हम इन हीटरों को ऐसी तरंगदैर्घ्यों पर सेट करते हैं, जिन्हें फोटोरेजिस्ट या चिपकने वाले पदार्थ आसानी से अवशोषित कर सकें। चूँकि हवा से ऊष्मा प्राप्त करने में समय बर्बाद नहीं होता, इसलिए ऊर्जा सीधे वेफर में ही जाती है।
यह बहुत तेज है… घंटों के बजाय कुछ ही मिनटों में ही काम पूरा हो जाता है।
कठिनाई: सामग्री एवं ऊष्मा
वैक्यूम में कोई भी लैंप इस्तेमाल नहीं किया जा सकता। हम उच्च-शुद्धता वाले क्वार्ट्ज या विशेष सिरैमिक्स का ही उपयोग करते हैं… क्योंकि “गैस निकलना” एक बड़ी समस्या है। यदि हीटर से कुछ भी कण निकल जाएं, तो वेफर नष्ट हो जाएगा।
लेकिन ऊर्जा के उपयोग में भी सावधानी आवश्यक है… उच्च-वाटेज वाले इन्फ्रारेड लैंप तेजी से ऊष्मा पैदा करते हैं, लेकिन यदि सावधानी न बरती जाए, तो वे स्थानीय रूप से अत्यधिक ऊष्मा पैदा कर सकते हैं… इसलिए ऊर्जा को सब्सट्रेट की ऊष्मा-क्षमता के अनुसार ही व्यवस्थित करना आवश्यक है… अन्यथा सिलिकॉन विकृत हो जाएगा।
लाभ
इन्फ्रारेड हीटिंग के उपयोग से सॉल्वेंट-आधारित तरीकों को त्यागा जा सकता है… इससे क्लीनरूम में ऊर्जा-खपत भी कम हो जाती है। इसके अलावा, यह पर्यावरण-अनुकूल पॉलिमरों एवं हैलोजन-रहित सोल्डर पेस्टों के लिए आवश्यक सटीक ऊष्मा-प्रबंधन हेतु सबसे अच्छा तरीका है।
लेकिन एक समस्या भी है… वैक्यूम चैंबर में इन हीटरों को जोड़ने हेतु विशेष उपकरणों की आवश्यकता है… यदि सीलिंग पूरी तरह सही न हो, तो लीकेज हो जाएगा… और लैंप नष्ट हो जाएगा।
यह एक समझौता है… आपको तेज गति एवं उच्च शुद्धता मिलती है… लेकिन वैक्यूम-स्थिरता बनाए रखने हेतु बहुत सावधानी आवश्यक है।