आईआर तापन विधि से MEMS सेंसर वेफरों को सुखाना
यदि आपने कभी MEMS निर्माण संबंधी कार्य किए हैं, तो आपको पता होगा कि गीली प्रक्रियाओं के बाद अवशिष्ट नमी को दूर करना कितना कठिन है। यह वास्तव में एक बड़ी समस्या है। अधिकांश लोग ऐसे वेफरों को कन्वेक्शन ओवन में डाल देते हैं; लेकिन यह तो ऐसा ही है, जैसे पूरे घर को गर्म करने के लिए सिर्फ एक पिज्जा को ही गर्म किया जाए। इससे बहुत अधिक ऊर्जा बर्बाद हो जाती है।
इसीलिए हम शॉर्ट-वेव इन्फ्रारेड (IR) लैंपों का उपयोग करते हैं। इस विधि में वेफर के चारों ओर की हवा को गर्म करने के बजाय, सीधे ही वेफर की सतह को गर्म किया जाता है। यह तो हरित उत्पादन प्रक्रियाओं के लिए बेहतरीन तरीका है।
गति का फायदा
सबसे अच्छी बात यह है कि इस विधि में वेफर को गर्म करने में लगने वाला समय लगभग शून्य है। रेजिस्टिव हीटरों में तो मशीन को गर्म होने में बहुत समय लगता है; जिससे बहुत ऊर्जा बर्बाद हो जाती है। लेकिन IR लैंपों में ऐसा नहीं होता। वे तुरंत ही वेफर को गर्म कर देते हैं। चूँकि हम शॉर्ट-वेव स्पेक्ट्रम का उपयोग करते हैं, इसलिए ऊष्मा वेफर में ही समा जाती है, और वेफर का तापमान बढ़ने से पहले ही वहाँ मौजूद तरल पदार्थ सुख जाता है।
इस तरह हमें छोटी मशीनें ही चाहिए, और ऊर्जा खर्च भी कम हो जाता है।
निर्माण प्रक्रिया
हम लैंपों के लिए उच्च-शुद्धता वाले क्वार्ट्ज का उपयोग करते हैं। सेमीकंडक्टर निर्माण में धातुओं का प्रभाव बहुत ही खतरनाक होता है; इसलिए हम कोई जोखिम नहीं लेते। हम फिलामेंटों को ऐसे ही समायोजित करते हैं कि उनसे निकलने वाली ऊष्मा वेफर की सामग्री द्वारा आसानी से अवशोषित हो जाए।
लेकिन सावधान रहना आवश्यक है…
यदि एक ही बिंदु पर बहुत अधिक ऊर्जा लगाई जाए, तो वेफर विकृत हो सकता है, या थर्मल शॉक हो सकता है। ऐसा होने से बचने हेतु हम लैंप की दूरी को समायोजित करते हैं, एवं पल्स्ड पावर कंट्रोलरों का उपयोग करते हैं। इससे तापमान स्थिर रहता है।
लाभ एवं हानियाँ
IR तकनीक के उपयोग से कुछ मामलों में काम आसान हो जाता है… ऊर्जा खर्च कम हो जाता है, एवं बड़े, भारी पंपों की आवश्यकता भी नहीं रह जाती।
लेकिन एक समस्या यह है कि IR तकनीक में दृष्टि-रेखा ही महत्वपूर्ण है… यदि वेफर कैरियर में मोटी रेखाएँ या कोई अन्य बाधा हो, तो वेफर के कुछ हिस्से ठंडे रह जाएँगे। इसलिए वेफर को सही तरीके से ही समायोजित करना आवश्यक है… खासकर 200 मिमी या 300 मिमी आकार के वेफरों के लिए। यदि थोड़ी भी गलती हो जाए, तो वेफर पर धब्बे बन जाएँगे, और इससे सेंसरों की गुणवत्ता प्रभावित हो जाएगी।