आईआर सेमीकंडक्टर सिस्टमों में उचित तापमान प्राप्त करना
यदि हम वास्तव में सेमीकंडक्टर निर्माण प्रक्रिया में कार्बन उत्सर्जन को कम करना चाहते हैं, तो हमें ऊर्जा की बर्बादी रोकनी होगी। इसीलिए हमने पुराने तरह के रेजिस्टिव ओवनों के बजाय इन्फ्रारेड तापन लैंपों का उपयोग शुरू किया है। इसका तर्क सरल है – इन्फ्रारेड तापन लैंप, ऊर्जा को सीधे वेफर में ही पहुँचाते हैं।
लेकिन यहाँ एक समस्या है… यदि नियंत्रण प्रणाली ठीक से काम न करे, तो “हरित” लाभ पूरी तरह खत्म हो जाता है। ऐसी स्थिति में ही थर्मोकपल की आवश्यकता पड़ती है।
गति ही सब कुछ है
ऐसे तापन उपकरणों में, केवल तापमान की मापन ही पर्याप्त नहीं है। हमें लगातार डेटा मिलना आवश्यक है, ताकि सिस्टम अपने लक्ष्य से भटक न जाए।
सोचिए… यदि थर्मोकपल धीमा काम करे, तो इन्फ्रारेड लैंप लगातार ऊर्जा उत्पन्न करते रहेंगे… इससे बेकार में ही ऊर्जा बर्बाद हो जाएगी… और इससे वेफर भी नष्ट हो सकता है। इसे रोकने हेतु हम उच्च गुणवत्ता वाले थर्मोकपलों का उपयोग करते हैं… पतली दीवार वाले थर्मोकपलों का उपयोग करने से ऊष्मा संचरण तेज हो जाता है।
ऊष्मा एवं “ड्रिफ्ट” समस्याओं से निपटना
उच्च-वाटेज वाले इन्फ्रारेड लैंप बहुत ही खतरनाक होते हैं… वे इतनी तेज ऊष्मा उत्पन्न करते हैं कि सामान्य थर्मोकपल नष्ट हो जाते हैं।
हम सिरेमिक-इंसुलेटेड जंक्शनों का उपयोग करते हैं… ताकि इन्फ्रारेड विकिरण के कारण थर्मोकपल नष्ट न हों। यदि यह इंसुलेशन खराब हो जाए, तो सिग्नल में विचलन हो जाता है… और यह बहुत ही खतरनाक है। इससे PID कंट्रोलर भी परेशान हो जाता है… जिससे ऊर्जा की बर्बादी होती है।
गति एवं टिकाऊपन के बीच संतुलन
आप चाहेंगे कि थर्मोकपल वेफर के जितना हो सके, उतना निकट हो… ऐसा करने से प्रतिक्रिया तेज हो जाती है। लेकिन इसका एक नुकसान भी है… जितना निकट होगा, थर्मोकपल उतना ही जल्दी नष्ट हो जाएगा। पतले थर्मोकपल तो तेजी से काम करते हैं, लेकिन वे जल्दी ही नष्ट हो जाते हैं। आपको ऐसा संतुलन ढूँढना होगा… जिससे डेटा संग्रहण की दर एवं थर्मोकपलों के रिप्लेसमेंट की दर में संतुलन बन सके।
एक अंतिम सलाह… शील्डेड कन्फ़िगरेशन का उपयोग करें… ऐसा करने से लैंप ड्राइवरों से आने वाला ईएमआई रुक जाता है… इससे आपको वास्तविक डेटा ही मिलता है… न कि केवल विद्युत शोर।