इन्फ्रारेड बनाम हॉट एयर: अपने वेफरों पर समय बर्बाद करना बंद करें
हॉट एयर की कार्यप्रणाली के बारे में सोचिए। आप हवा को गर्म करते हैं, और फिर वह हवा ही वेफर को गर्म करती है। यह एक धीमी प्रक्रिया है… इसमें काफी समय लग जाता है। गहन सेमीकंडक्टर प्रसंस्करण में ऐसी देरी केवल परेशानी ही नहीं, बल्कि एक लागत भी है।
इन्फ्रारेड तापन विधि में तो इस मध्यस्थ की आवश्यकता ही नहीं है। हवा के बजाय, ऊर्जा सीधे ही वेफर की सतह पर पहुँच जाती है।
यह वास्तव में जल्दी क्यों है?
हवा ऊष्मा का बहुत खराब वाहक है। यदि आप कंवेक्शन विधि का उपयोग करें, तो चैंबर को उचित तापमान तक पहुँचाने में मिनटों लग जाते हैं। लेकिन इन्फ्रारेड लैंपों के द्वारा तो कुछ ही सेकंडों में ही लक्ष्य तापमान प्राप्त हो जाता है।
यहीं पर रैपिड थर्मल प्रोसेसिंग (RTP) की वास्तविक उपयोगिता है। तरंगदैर्घ्य को समायोजित करके, आप यह तय कर सकते हैं कि ऊष्मा सिलिकॉन में कितनी गहराई तक पहुँचेगी। यह तो उस विधि से कहीं बेहतर है, जिसमें पूरे चैंबर की दीवारों पर ऊर्जा डालकर केवल एक ही वेफर को 600°C तक गर्म किया जाता है।
“गोल्डिलॉक्स” दूरी
आप इन्फ्रारेड लैंप को सीधे वेफर के ऊपर नहीं रख सकते… ऐसा करने से समस्याएँ ही होंगी।
यदि लैंप बहुत नजदीक हो, तो वेफर के किनारे जल सकते हैं… लेकिन यदि लैंप बहुत दूर हो, तो ऊष्मा की मात्रा कम हो जाती है, और फिर से लंबे समय तक प्रक्रिया चलती रहती है।
यहाँ तो सही दूरी ही महत्वपूर्ण है… हम वर्ग सेंटीमीटर प्रति वाट के आधार पर ही दूरी की गणना करते हैं, ताकि ऊष्मा पूरे वेफर पर समान रूप से वितरित हो सके।
समस्याएँ
इन्फ्रारेड विधि तो तेज है, लेकिन हॉट एयर की तुलना में यह उतनी विश्वसनीय नहीं है।
हॉट एयर में तो एक प्राकृतिक सुरक्षा व्यवस्था है… लेकिन इन्फ्रारेड विधि में ऐसी कोई सुरक्षा व्यवस्था नहीं है। यदि PID कंट्रोलर सही ढंग से काम न करे, या सेंसर धीमे काम करें, तो आपको अपने लक्ष्य तापमान तक पहुँचने में काफी समय लग जाएगा।
आपको ऐसी फीडबैक प्रणाली की आवश्यकता है, जो तुरंत ही लैंपों को बंद कर दे… साथ ही, आपको यह भी सुनिश्चित करना होगा कि आपका पावर सप्लाई उन इन्फ्रारेड लैंपों की बड़ी मात्रा में ऊर्जा को संभाल सके।