सेमीकंडक्टर निर्माण प्रक्रिया में ऊष्मा को उचित स्थान पर ही रखना आवश्यक है
उच्च-शक्ति वाले आईआर लैंप, बहुत अधिक मात्रा में ऊष्मा उत्पन्न करते हैं। सेमीकंडक्टर निर्माण प्रक्रिया में, इस ऊष्मा का काम केवल वेफर पर ही प्रभाव डालना है।
यदि इस ऊष्मा को नियंत्रित न रखा जाए, तो यह मशीन की दीवारों में फैल जाती है। ऐसी स्थिति में मशीन का आंतरिक हिस्सा बहुत गर्म हो जाता है, जिससे संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक उपकरण नष्ट हो जाते हैं… और यह तो एक गंभीर सुरक्षा समस्या है।
ऊष्मा को वांछित स्थान पर ही भेजना
समस्या यह है कि सामान्य आईआर लैंप, ऊर्जा को हर दिशा में ही भेजते हैं… 360 डिग्री में। इसे रोकने हेतु हम क्वार्ट्ज ग्लास के शील्डों का उपयोग करते हैं।
इन्हें “थर्मल बैरियर” कहा जा सकता है… ये ऊष्मा को मशीन की दीवारों में जाने से रोकते हैं, एवं उसे वापस लक्ष्य स्थान पर ही भेजते हैं। यही एकमात्र तरीका है, जिससे वेफर को आवश्यक तापमान तक पहुँचाया जा सकता है… बिना पूरी मशीन को ओवन में बदल दिए।
क्यों क्वार्ट्ज का ही उपयोग किया जाता है?
हम क्वार्ट्ज का ही उपयोग करते हैं… क्योंकि यह दबाव के अधीन भी टूटता नहीं। यदि सामान्य ग्लास का उपयोग किया जाए, तो लैंप जैसे ही पूरी शक्ति से काम करना शुरू करेगा, ग्लास टूट जाएगा। क्वार्ट्ज ऐसे तापीय झटकों को सह सकता है… एवं लगातार काम कर सकता है।
क्वार्ट्ज, शॉर्टवेव आईआर विकिरण को तो आसानी से अपने अंदर से गुजार देता है… लेकिन संवहनी ऊष्मा को रोक देता है।
लेकिन एक समस्या है… इन शील्डों को हमेशा साफ रखना आवश्यक है। यदि क्वार्ट्ज पर थोड़ी भी धूल या कोई अन्य पदार्थ जम जाए, तो वह जल जाएगा… और इससे “हॉट स्पॉट” बन जाएंगे… जिससे वेफर असमान रूप से गर्म हो जाएगा। गंभीर स्थिति में, ऐसे शील्ड काम ही नहीं करेंगे।
संतुलन बनाए रखना आवश्यक है
बेशक, कुछ भी मुफ्त में नहीं मिलता। शील्ड लगाने से लैंप की कुल शक्ति में थोड़ी कमी आ जाती है। इस कमी की भरपाई हेतु, लैंप की शक्ति बढ़ानी पड़ सकती है… या लैंप को निकट रखना पड़ सकता है। लेकिन ऐसा करने से कूलिंग सिस्टम पर अतिरिक्त बोझ पड़ जाता है… क्योंकि अब उसे अतिरिक्त ऊष्मा को भी संभालना पड़ता है।
यह तो एक निरंतर संतुलन बनाए रखने की प्रक्रिया ही है… बिना किसी त्रुटि के।