हवा को गर्म करना बंद करें: वेफरों को संसाधित करने का एक बेहतर तरीका
यदि हम वाकई में कार्खानों में कार्बन-तटस्थता के लक्ष्यों को हासिल करना चाहते हैं, तो हमें उन पुराने तरह के ओवनों पर निर्भर रहना बंद करना होगा। ऐसे ओवन बहुत अधिक ऊर्जा खपत करते हैं। इसके बजाय, हम प्रीसिजन IR हीटिंग का उपयोग कर रहे हैं।
विचार बहुत ही सरल है – जबकि वेफर को ही गर्म करने की आवश्यकता है, तो पूरे वैक्यूम चैंबर या वेफर के आसपास की हवा को गर्म करने की क्या आवश्यकता है? हम IR सेंसरों एवं लैंपों का उपयोग करके ऊर्जा को सीधे वेफर तक पहुँचाते हैं। इससे अनावश्यक ऊर्जा की बर्बादी नहीं होती।
यह कैसे काम करता है?
सामान्य हीटिंग प्रक्रिया में ऊर्जा का संचरण हवा के माध्यम से होता है। यह प्रक्रिया धीमी है, एवं बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है। लेकिन IR हीटिंग में विद्युत-चुम्बकीय विकिरण का उपयोग किया जाता है। लैंप से निकलने वाली ऊर्जा सीधे वेफर तक पहुँचती है। यह प्रक्रिया बहुत ही तेज है। इससे प्रति वेफर खर्च होने वाली ऊर्जा में काफी कमी आती है।
तापमान को नियंत्रित रखना
बस ऊर्जा देकर अच्छे परिणामों की उम्मीद नहीं की जा सकती। तापमान को ठीक से नियंत्रित करना आवश्यक है। हम उच्च-गति वाले IR सेंसरों का उपयोग करते हैं, जो वेफर की सतह की निगरानी करते हैं। ये सेंसर PID लूप से जुड़े होते हैं, जो लैंप की शक्ति को समय-समय पर समायोजित करता है। यदि कोई जगह अत्यधिक गर्म हो जाती है, तो सिस्टम तुरंत ही ऊर्जा की मात्रा को कम कर देता है। इससे वेफर नष्ट नहीं होता, एवं बिजली की लागत भी कम हो जाती है।
समस्याएँ
लेकिन एक समस्या यह है कि जब हम उच्च-घनत्व वाले IR लैंपों का उपयोग करते हैं, तो यह हमारे मशीनों पर भारी तापीय दबाव डालता है। वेफर तो जल्दी ही गर्म हो जाता है, लेकिन मशीन के अन्य हिस्से पर भी बुरा प्रभाव पड़ता है। इसलिए हमें यह सुनिश्चित करना होगा कि हमारी शीतलन प्रणाली पर्याप्त मजबूत हो। यदि शीतलन प्रणाली कमजोर है, तो हम ऊर्जा-बचत की बजाय मशीन को नष्ट होने का जोखिम उठाएँगे।
इसका प्रभाव
पुराने हीटिंग सिस्टमों को IR सिस्टमों से बदलने से वेफरों को संसाधित करने की प्रक्रिया अधिक कुशल हो जाती है। कई पुरानी मशीनों में यह बदलाव करना बहुत ही आसान है।
हमने देखा है कि जितने बेहतर IR सेंसर होते हैं, उतनी ही कम बिजली की आवश्यकता होती है। यह एक बेहतरीन विकल्प है – कम बर्बादी, कम असफल वेफर, एवं कम कार्बन उत्सर्जन।