वैक्यूम में सिलिकॉन वेफरों को गर्म करते समय ऊर्जा का सर्वोत्तम उपयोग कैसे करें?
वैक्यूम में सिलिकॉन वेफरों को गर्म करने में समस्या यह है कि वहाँ हवा ही नहीं होती। बिना हवा के कोई संवहन नहीं हो पाता। ऐसी स्थिति में ऊर्जा केवल विकिरण के माध्यम से ही वेफरों तक पहुँच पाती है। यदि सामान्य रिफ्लेक्टरों का उपयोग किया जाए, तो इस ऊर्जा का अधिकांश हिस्सा चैंबर की दीवारों में ही चला जाता है… यह तो बर्बादी ही है।
इस समस्या को दूर करने हेतु हम सोने की परतों का उपयोग करते हैं। यह तो बहुत ही आकर्षक विधि लगती है, लेकिन इसका उद्देश्य बहुत ही सरल है – ऊर्जा का लीकेज रोकना, एवं उस ऊर्जा को वेफरों तक पहुँचाना।
सोना क्यों?
सोना, इन्फ्रारेड प्रकाश को अवशोषित करने में बहुत ही प्रभावी है… एल्यूमिनियम या पॉलिश्ड स्टील की तुलना में यह बेहतर है। रिफ्लेक्टरों पर पतली सोने की परत लगाने से, उपकरणों द्वारा ऊर्जा का अवशोषण रुक जाता है।
परिणाम?
आपके लैंप द्वारा उत्पन्न होने वाली लगभग हर वाट ऊर्जा सीधे वेफरों तक पहुँच जाती है… इससे ऊष्मा-संचरण बेहतर हो जाता है, एवं वेफरों को गर्म करने में लगने वाला समय भी कम हो जाता है।
ऊष्मा से निपटना
चूँकि वैक्यूम में हवा ही नहीं होती, इसलिए लैंप बहुत ही गर्म हो जाते हैं… इन्हें जलने से बचाने हेतु हम उच्च-शुद्धता वाले क्वार्ट्ज एवं विशेष फिलामेंटों का उपयोग करते हैं।
सबसे अच्छी बात?
चूँकि सोने की परतें ऊर्जा को बेहतर तरीके से केंद्रित करती हैं, इसलिए कम ऊर्जा का उपयोग करके भी वेफरों को वांछित तापमान तक पहुँचाया जा सकता है… इससे वैक्यूम पंपों एवं शीतलन उपकरणों पर दबाव कम हो जाता है… इससे उपकरणों पर लगने वाला तनाव भी कम हो जाता है।
कुछ बातें ध्यान में रखें…
सोना तो ऊर्जा-उपयोग हेतु बेहतरीन है, लेकिन यह नरम होता है… अतः कृपया इन रिफ्लेक्टरों को कभी भी कठोर रसायनों या घर्षणकारी सामग्रियों से साफ न करें… ऐसा करने से सोने की परतें नष्ट हो जाएँगी… एक छोटी सी खरोंच से ही वेफरों पर ठंडे स्थान बन सकते हैं… इसलिए हम इन रिफ्लेक्टरों को “छूने योग्य नहीं” वाले क्षेत्रों के रूप में ही मानते हैं।
अतः…
अपने पावर सप्लाई पर भी ध्यान दें… चूँकि सोने की परतें बहुत ही कुशल हैं, इसलिए ऊष्मा-घनत्व तेजी से बढ़ सकता है… यदि PID लूप ठीक से सेट न हो, तो तापमान अत्यधिक हो सकता है… इसलिए अपने लैंप की शक्ति को उसकी आवश्यकता के अनुसार ही सेट करें… ऐसा करने से सब कुछ ठीक रहेगा।