हम लीड-फ्री चिप्स के निर्माण हेतु इन्फ्रारेड तकनीक का उपयोग क्यों कर रहे हैं?
सेमीकंडक्टर उद्योग “लीड-फ्री” एवं पर्यावरण-अनुकूल मानकों की ओर बढ़ रहा है। यह सही कदम है… लेकिन इससे चिपों के निर्माण की प्रक्रिया थोड़ी जटिल हो जाती है।
लंबे समय तक हमने कंवेक्शन ओवनों का ही उपयोग किया। लेकिन ईमानदारी से कहें तो, हवा को गर्म करना बहुत धीमी प्रक्रिया है… यह ऊर्जा का अपव्यय है। इसीलिए हमने इन्फ्रारेड तकनीक का उपयोग शुरू किया। इन्फ्रारेड तकनीक में हवा को गर्म करने के बजाय, ऊर्जा सीधे वेफर की सतह तक पहुँचती है… कोई रासायनिक घटक नहीं, कोई भारी सामग्री नहीं… बस साफ, सीधी ऊष्मा।
यह वास्तव में कैसे काम करती है?
इसे ठंडे दिनों में सूर्य की किरणों के समान ही समझ सकते हैं… आपको पूरे वातावरण को गर्म करने की आवश्यकता नहीं है… बस किरणें ही आपकी त्वचा को गर्म करती हैं। इन्फ्रारेड भी ऐसा ही करता है… यह सीधे वेफर को ही गर्म करता है… इससे पूरे चैंबर को गर्म करने में होने वाली ऊर्जा की बर्बादी नहीं होती। इसके अलावा, चूँकि वेफर को कुछ भी छूता नहीं है, इसलिए यांत्रिक दूषण की चिंता भी नहीं है… यह बस… अधिक स्वच्छ है।
दूरी एवं ऊष्मा – यही समस्या है…
यहीं पर समस्या है… इन्फ्रारेड लैंप एवं वेफर के बीच की दूरी बहुत महत्वपूर्ण है।
यदि लैंप बहुत नजदीक हों, तो वेफर के किनारे जल सकते हैं… यदि लैंप बहुत दूर हों, तो चिपों को गर्म करने में अधिक समय लगेगा… कोई भी ऐसा नहीं चाहता।
हम ऐसी स्थिति ही चाहते हैं, जहाँ ऊष्मा तो तेज हो, लेकिन समान रूप से वितरित हो। हम उच्च-वॉटेज वाले लैंपों का उपयोग करते हैं… क्योंकि वे ऊष्मा को बहुत तेजी से पैदा करते हैं… लेकिन कैलिब्रेशन में सावधानी आवश्यक है… वेफर गर्म होने पर थोड़ा फैल जाता है… इसलिए थोड़ी जगह जरूर छोड़नी होती है।
वास्तविक दुविधाएँ…
इन्फ्रारेड तकनीक कोई जादुई उपाय नहीं है… इसमें भी कुछ समस्याएँ हैं।
चूँकि इन्फ्रारेड तकनीक में ऊष्मा सीधे वेफर तक ही पहुँचती है, इसलिए कोई भी बाधा – जैसे वेफर कैरियर या क्लैंप – ऊष्मा के प्रवाह में बाधा बन जाता है… इससे वेफर के किनारे ठंडे रह जाते हैं… इस समस्या को दूर करने हेतु हम लैंपों की संरचना में बदलाव करते हैं, एवं रिफ्लेक्टरों का उपयोग करते हैं… ताकि वेफर के सभी हिस्सों में समान ऊष्मा पहुँच सके।
और ठंडा होने की प्रक्रिया भी महत्वपूर्ण है… चूँकि ऊष्मा बहुत तेजी से पहुँचती है, इसलिए वेफर उस क्षेत्र से बाहर निकलने के बाद उसे ठंडा करने हेतु एक अच्छा कूलिंग सिस्टम आवश्यक है… यदि ऐसा न हो, तो समस्याएँ ही होंगी।