آئی آر سیمی کنڈکٹر ہیٹنگ میں درست تھرمل فیڈبیک حاصل کرنا
اگر ہم واقعی سیمی کنڈکٹر فیکٹریوں کے کاربن فٹ پرنٹ کو کم کرنا چاہتے ہیں، تو ہمیں ان پرانے رزسٹیو ہیٹرز پر انحصار کرنا بند کرنا ہوگا۔ یہ بہت زیادہ توانائی استعمال کرتے ہیں۔ ان کی جگہ آئنفراریڈ ہیٹنگ لیمپس استعمال کرنا بہتر ہے، کیوں کہ یہ براہِ راست ویفر کو گرم کرتے ہیں، نہ کہ پورے کمرے کو۔
لیکن یہاں ایک مشکل یہ ہے کہ صرف سوئچ دبا کر بہتر نتائج کی توقع نہیں کی جاسکتی۔ اگر ان سسٹمز کو بغیر منصوبہ بندی کے استعمال کیا جائے، تو مشکلات پیدا ہوجاتی ہیں۔ ویفر کو مناسب درجہ حرارت پر رکھنے کے لئے، ایسا تھرموکپل سسٹم ضروری ہے جو تیز درجہ حرارتی تغیرات کو برداشت کر سکے، اور اعلیٰ ویکیوم ماحول میں بھی کام کر سکے۔
“تھرمل لیگ” کی مشکلات
جب ہم سبز فیکٹریوں کا استعمال کرتے ہیں، تو ہم آئنفراریڈ لیمپس کا استعمال کرتے ہیں تاکہ تیزی سے حرارت پیدا کی جاسکے۔ یہ تو تیزی کے لحاظ سے بہترین ہے، لیکن اس سے “تھرمل لیگ” نامی مشکل پیدا ہوتی ہے۔
اگر سینسر بہت بڑا ہو، تو یہ سست رفتاری سے کام کرتا ہے، اور ویفر کے حقیقی درجہ حرارت سے پیچھے رہ جاتا ہے۔ جب سینسر کو احساس ہوتا ہے کہ درجہ حرارت بہت زیادہ ہے، تو اس وقت تک ہدف پہلے ہی حاصل کر لیا جاتا ہے۔ اس طرح توانائی ضائع ہو جاتی ہے، اور قیمتی ویفر بھی ضائع ہو جاتے ہیں۔
اس مشکل کو حل کرنے کے لئے، ہم پتلی دیواروں والے تھرموکپل استعمال کرتے ہیں – عام طور پر ٹائپ K یا N۔ کم تھرمل ماس کی وجہ سے PID کنٹرولر کو بروقت معلومات ملتی ہیں۔ ہم معدنی عایقات کا بھی استعمال کرتے ہیں تاکہ شدید درجہ حرارت کی وجہ سے سگنل میں کوئی خرابی نہ ہو۔
انضمام کی پیچیدگیاں
ان سینسروں کو ہیٹر میں نصب کرنا ہمیشہ آسان نہیں ہوتا۔ آئنفراریڈ پاور سپلائیز سے الیکٹرومیگنیٹک انٹرفیئرنس پیدا ہوتی ہے۔ اگر احتیاط نہ کی جائے، تو یہ شور سگنلوں کو متأثر کر سکتا ہے۔
ہم ٹورڈ-پیئر، شیلڈڈ ایکسٹینشنز کا استعمال کرتے ہیں تاکہ سگنل صاف رہے۔ لیکن اس کا بھی ایک نقصان ہے۔ پتلے پروبس تو تیز رفتاری سے کام کرتے ہیں، لیکن یہ بہت نازک ہوتے ہیں۔ انہیں شدید حرارت میں استعمال کرنے سے وہ جلد ہی خراب ہو جاتے ہیں۔ انہیں صرف “سیٹ کرکے بھول جانا” ممکن نہیں ہے۔ سینسروں کی مرمت کے لئے منصوبہ بندی ضروری ہے، ورنہ مشکلات پیدا ہو جاتی ہیں۔
یہ سب کیوں اہم ہے؟
جب سینسنگ درست ہوتی ہے، تو لیمپوں کو کم سے کم واٹج میں چلایا جاسکتا ہے۔ اس طرح توانائی کی بچت ہوتی ہے، اور حرارت کا ضیاع بھی نہیں ہوتا۔ اس طرح ایک عام ہیٹر بھی ایک درستگی سے کام کرنے والے آلے میں تبدیل ہو جاتا ہے۔ ہر ویفر کے لئے کم کیلوواٹ ہی استعمال ہوتے ہیں، اور کولنگ سسٹم کو بھی کم کام کرنا پڑتا ہے۔ اس طرح ہر چیز زیادہ موثر طریقے سے کام کرتی ہے۔