चलिए, वेफरों के लिए इन्फ्रारेड क्यूरिंग के बारे में बात करते हैं।
यदि आप लीड-फ्री सेमीकंडक्टर निर्माण प्रक्रियाओं में काम कर रहे हैं, तो आपको पहले से ही पता होगा कि वेफरों को सुखाना एवं क्यूर करना काफी कठिन कार्य है। इसी कारण हम में से अधिकांश लोग इन्फ्रारेड क्यूरिंग का उपयोग कर रहे हैं।
इसे इस तरह समझें – कन्वेक्शन ओवन का उपयोग करके कमरे को गर्म करना, वास्तव में स्पेस हीटर का उपयोग करने जैसा ही है… आपको पहले ही सारी हवा को गर्म करना होता है। जबकि इन्फ्रारेड क्यूरिंग में ऊर्जा सीधे लैंप से वेफर की सतह तक पहुँचती है… कोई रासायनिक घोल नहीं, कोई अतिरिक्त गैस भी नहीं… बस सीधी ऊर्जा ही।
ऊर्जा कैसे फैलती है?
हम छोटी-तरंगदैर्घ्य एवं मध्यम-तरंगदैर्घ्य वाले एमिटरों का उपयोग करते हैं… क्योंकि ये ठीक उन ही स्थानों पर ऊर्जा पहुँचाते हैं, जहाँ फोटोरेजिस्ट या चिपकने वाला पदार्थ ऊर्जा को अवशोषित करता है।
सबसे अच्छी बात यह है कि ऊर्जा केवल चैंबर में ही नहीं रहती… बल्कि यह सीधे सब्सट्रेट पर पहुँचकर तुरंत ऊष्मा में बदल जाती है… यह तो बहुत ही स्वच्छ तरीका है… आपको बस 300 मिमी आकार के वेफर को गर्म करने ही है… इसके लिए आपको हजारों वाट की ऊर्जा की आवश्यकता नहीं है।
दूरी एवं ऊर्जा घनत्व – यही समस्या है।
यहाँ ही समस्या शुरू होती है… लैंप एवं वेफर के बीच की दूरी ही ऊर्जा घनत्व को निर्धारित करती है…
यदि दूरी बहुत कम हो, तो वेफर के किनारे जल सकते हैं… या फिर थर्मल स्ट्रेस के कारण वेफर में दरारें आ सकती हैं… लेकिन यदि दूरी बहुत ज्यादा हो, तो प्रक्रिया में बहुत समय लग जाता है…
हम लैंप की फोकल लंबाई को ऐसे ही सेट करते हैं, ताकि ऊर्जा पूरी सतह पर समान रूप से वितरित हो सके… चूँकि लीड-फ्री सोल्डरों का गलनांक पुराने लीडयुक्त सोल्डरों की तुलना में अधिक होता है, इसलिए तेज़ गति से तापमान बढ़ाने हेतु उच्च-वाट वाले लैंपों की आवश्यकता होती है।
समस्याएँ…
तेज़ क्यूरिंग तो अच्छी है… लेकिन इससे उपकरणों पर बहुत दबाव पड़ता है… आप इन मशीनों को बस प्लग करके भूल नहीं सकते…
लीड-फ्री मानकों हेतु आवश्यक ऊर्जा घनत्व बहुत ही अधिक होता है… यदि लैंप हाउसिंग के लिए उचित कूलिंग सिस्टम न हो, तो रिफ्लेक्टर विकृत हो सकते हैं… एवं वायरिंग भी नष्ट हो सकती है… बिना उचित कूलिंग सिस्टम के, लैंप जल्दी ही खराब हो जाते हैं…
यह तो एक साधारण समझौता ही है… आप विषाक्त उत्सर्जन से छुटकारा पा सकते हैं… एवं ऊर्जा लागत भी कम हो जाती है… लेकिन इसके बदले में आपको कूलिंग सिस्टम पर ध्यान देना ही होगा… यह तो पुराने, जटिल हीटिंग तत्वों की तुलना में बहुत ही बेहतर तरीका है।