MEMS वेफरों को सुखाने में कार्बन उत्सर्जन कम करना
हम अपने MEMS सेंसर वेफरों को सुखाने हेतु पुराने, भारी एवं अकुशल ओवनों के बजाय इन्फ्रारेड (IR) हीटिंग लैंपों का उपयोग कर रहे हैं। इसका उद्देश्य बहुत ही सरल है – वेफर से पानी जल्दी से निकालना, एवं अतिरिक्त ऊर्जा की खपत को रोकना।
यदि आपने कभी किसी फैक्ट्री में काम किया है, तो आपको पता होगा कि थोड़े से सिलिकॉन वेफर को सुखाने हेतु कितनी ऊर्जा की आवश्यकता होती है। यह तो ऊर्जा का अपव्यय ही है। “ग्रीन फैक्ट्री” की अवधारणा का अर्थ ही ऐसे अपव्यय को रोकना है।
इन्फ्रारेड हीटिंग लैंप कैसे काम करते हैं?
पारंपरिक ओवन पूरे कमरे को गर्म करते हैं, जबकि इन्फ्रारेड लैंप केवल वेफर को ही गर्म करते हैं। हम शॉर्ट-वेव इन्फ्रारेड उत्सर्जकों का उपयोग करते हैं; क्योंकि ये नमी की परतों को आसानी से भेद देते हैं, जिससे वेफर में मौजूद पानी तुरंत ही वाष्पित हो जाता है। इससे सुखाने की प्रक्रिया में लगने वाला समय मिनटों से घटकर सेकंडों में ही रह जाता है। इसके अलावा, लैंप केवल तभी ही ऊर्जा लेता है, जब वह काम कर रहा होता है… अतः दिन भर बेकार ही ऊर्जा खर्च होने की समस्या नहीं है।
क्या चुनौतियाँ हैं?
यह प्रक्रिया इतनी आसान नहीं है। MEMS वेफरों को सुखाने हेतु आवश्यक ऊष्मा-घनत्व प्राप्त करने हेतु हमें उच्च-वोल्टेज वाले क्वार्ट्ज लैंपों का उपयोग करना पड़ता है। ऐसे लैंपों को बहुत ही मजबूत होना आवश्यक है… क्योंकि वे लगातार ठंडे से बहुत गर्म होते रहते हैं, और ऐसी स्थितियों में वे टूट नहीं सकते। हम विशेष कोटिंगों का भी उपयोग करते हैं… ताकि ऊष्मा सीधे वेफर पर ही पड़े, न कि उपकरणों पर। आप तो नहीं चाहेंगे कि वेफर को सुखाने के दौरान ही आपके उपकरण पिघल जाएँ।
ऊर्जा संबंधी चुनौतियाँ
इन इन्फ्रारेड लैंपों से ऊर्जा-प्रवाह में अचानक वृद्धि हो सकती है… यदि आपका विद्युत पैनल इसके लिए तैयार न हो, तो आपको सुबह से ही फ्यूज टूटने की समस्याओं का सामना करना पड़ सकता है।
इसके अलावा, यदि लैंपों को सही तरीके से स्थापित न किया जाए, तो वेफरों पर असमान ऊष्मा-प्रभाव पड़ सकता है… हमने इस समस्या को दूर करने हेतु रिफ्लेक्टरों की आकृतियों में बदलाव किया, ताकि ऊष्मा 200 मिमी या 300 मिमी आकार की सतह पर समान रूप से वितरित हो सके।
यह पृथ्वी के लिए क्यों महत्वपूर्ण है?
अंततः, यह तो कार्बन उत्सर्जन की समस्या से जुड़ा है… प्रति वेफर खर्च होने वाली ऊर्जा को कम करके हम अपने उत्सर्जनों में कमी ला सकते हैं।
अब हमें उस बड़े वेंटिलेशन सिस्टम की आवश्यकता ही नहीं है… कम ऊर्जा, कम CO2… यह तो MEMS प्रक्रिया के दौरान ऊर्जा-उपयोग को कम करने का एक सरल एवं प्रभावी तरीका है।