خلا میں درست حرارت فراہم کرنے کا طریقہ: IR تکنیک
جب آپ سیمی کنڈکٹر ویفرز کے ساتھ کام کرتے ہیں، تو آپ کو یقیناً اس بات کی فکر ہوتی ہے کہ کوئی گرد یا غیرمطلوب سالمہ پورے بیچ کو خراب نہ کر دے۔ لیکن پھر بھی حرارت کی ضرورت ہی رہتی ہے۔ مسئلہ یہ ہے کہ خلا میں گرم ہوا پھیلانا ممکن نہیں، کیوں کہ وہاں کوئی ہوا ہی نہیں ہے۔
یہی وجہ ہے کہ خلا کے لئے موزوں IR ہیٹرز استعمال کئے جاتے ہیں۔ یہاں ہم ماحول کو گرم کرنے کی کوشش کے بجائے، براہِ راست ریڈیئنٹ انرجی کو ہدف پر پہنچاتے ہیں۔ یہ طریقہ بہت مؤثر ہے، اور خلا کے نظام کو کسی قسم کا نقصان نہیں پہنچتا۔
اس کی فزکس (کتابی بیانات کے بغیر):
چوںکہ ہم کنویکشن کے ذریعے حرارت پہنچانے پر اعتماد نہیں کر سکتے، لہذا ریڈیئشن ہی ہمارا واحد ذریعہ ہے۔ ہم عموماً شارٹ ویو IR لیمپس استعمال کرتے ہیں۔ کیوں؟ کیوں کہ یہ لیمپس لانگ ویو لیمپوں کے مقابلے میں مواد کے اندر تیزی سے حرارت پہنچاتے ہیں۔
جب ہم ایسے لیمپس منتخب کرتے ہیں، تو ہم پاور ڈینسٹی کو دیکھتے ہیں۔ ہم اعلیٰ واٹیج والے کوارٹز عناصر استعمال کرتے ہیں، تاکہ چند سیکنڈوں میں ہی مطلوبہ درجہ حرارت حاصل کیا جا سکے۔
یہ بہت تیز ہے… واقعی بہت تیز! اور یہ بات آپ کے کام کے وقت کو بہتر بنا دیتی ہے۔ جب آپ کو چیزوں کے گرم ہونے کا انتظار نہیں کرنا پڑتا، تو آپ ہر ویفر کے لئے کم بجلی استعمال کرتے ہیں۔ بس اتنا ہی۔
خطرات: مواد اور گیسوں کا مسئلہ
یہاں کسی بھی عام لیمپ کا استعمال ممکن نہیں ہے۔ عام شیشہ خلا میں استعمال کرنے سے ناکام ہو جاتا ہے؛ یا تو یہ تناؤ کی وجہ سے ٹوٹ جاتا ہے، یا پھر اس سے غیرخالص مواد باہر نکلتے ہیں، جس سے پیداوار متاثر ہوتی ہے۔
ہم اعلیٰ خالصیت والے سنتھیٹک کوارٹز کا استعمال کرتے ہیں۔ ہم ٹنگسٹن فلامنٹ بھی استعمال کرتے ہیں، تاکہ لیمپ تیزی سے گرم ہونے اور ٹھنڈا ہونے کے عمل میں نہ ٹوٹ جائیں۔ یہاں تک کہ سیلز اور کنکٹرز بھی خلا کے لئے موزوں ہونے چاہئیں۔ اگر تھوڑی سی بھی لیک ہو جائے، تو چیمبر کا دباؤ کم ہو جاتا ہے، اور پھر آپ کو بہت مہنگا نقصان اٹھانا پڑتا ہے۔
لیکن ایک اور اہم بات یہ ہے کہ حرارت کا اثر۔ چوںکہ لیمپ کے ارد گرد کوئی ہوا نہیں ہے، لہذا لیمپ کا ڈھانچہ بہت زیادہ حرارت کا سامنا کرتا ہے۔ اگر واٹر-کولنگ سسٹم مناسب نہ ہو، تو چیمبر کے سیلز خراب ہو جاتے ہیں۔ یہ ایک بہت بڑی مشکل ہے، جس سے بچنا ضروری ہے۔
کاربن کو کم کرنا (اور لاگت کو کم کرنا)
زیادہ تر پرانے سسٹموں میں رزسٹیو فرنیس کا استعمال کیا جاتا ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ ویفر کو گرم کرنے کے لئے بہت زیادہ انرجی کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہ بہت بڑا انرجی کا ضیاع ہے۔
IR تکنیک کے استعمال سے، ہم صرف اسی حصے کو گرم کرتے ہیں جسے گرم کرنے کی ضرورت ہے۔ اس طرح ہم چیمبر کے باقی حصوں کو نظرانداز کرتے ہیں، اور صرف ویفر پر توجہ دیتے ہیں۔
کم تھرمل ماس کی وجہ سے، ہر بیچ کے لئے کم kWh کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہ ایک بہترین طریقہ ہے، جس سے پروڈکشن کارکردگی کو برقرار رکھتے ہوئے انرجی کی بچت کی جا سکتی ہے۔