MEMS वेफरों को सुखाना: हम इन्फ्रारेड तकनीक क्यों अपना रहे हैं?
जब हम MEMS सेंसरों से काम करते हैं, तो इसमें बहुत ही सावधानी आवश्यक होती है। वेफरों में मौजूद हर एक बूँद पानी को दूर करना आवश्यक है… लेकिन अगर हम बहुत ज्यादा ऊष्मा उत्पन्न करें, तो वे छोटी-छोटी संरचनाएँ नष्ट हो जाती हैं।
लंबे समय तक हमने वेफरों पर गर्म हवा फेंककर ही उन्हें सुखाने की कोशिश की। लेकिन यह तो बहुत ही धीमी प्रक्रिया है। अब हम इन्फ्रारेड तकनीक का उपयोग कर रहे हैं… क्योंकि कोई भी व्यक्ति अपना आधा दिन वेफरों के सूखने का इंतज़ार करना नहीं चाहता।
गति में बहुत ही बड़ा अंतर है।
गर्म हवा के मामले में, पहले हवा को गर्म करना होता है, फिर उसे वेफरों के चारों ओर भेजना होता है… और फिर उस ऊष्मा के वेफरों में पहुँचने का इंतज़ार करना होता है। यह बहुत ही धीमी प्रक्रिया है।
लेकिन इन्फ्रारेड तकनीक में ऐसा नहीं है… ऊर्जा तुरंत ही वेफरों तक पहुँच जाती है… कोई इंतज़ार ही नहीं होता। ऐसे में, जो प्रक्रिया पहले मिनटों में पूरी होती थी, अब कुछ सेकंडों में ही पूरी हो जाती है।
लेकिन बस इतनी ही ऊष्मा उत्पन्न करना पर्याप्त नहीं है।
अगर हम बहुत ज्यादा ऊष्मा उत्पन्न करें, तो वेफरों के किनारे टेढ़े हो जाएँगे… या तापीय तनाव के कारण वेफर नष्ट हो जाएँगे। इसीलिए हम तरंगदैर्घ्य का ध्यान रखते हैं… हम छोटी तरंगदैर्घ्य वाले इन्फ्रारेड का उपयोग करते हैं… क्योंकि यह ऊर्जा वेफरों के अंदर तेज़ी से पहुँच जाती है… जो कि तेज़ वेफर सुखाने हेतु आवश्यक है।
लेकिन वास्तविक चुनौती तो नियंत्रण में ही है।
हम PID नियंत्रकों का उपयोग करके ऊष्मा के स्तर को नियंत्रित करते हैं… अगर ऊष्मा बहुत तेज़ी से उत्पन्न हो, तो वेफरों में मौजूद नमी तेज़ी से फैल जाती है… जिससे MEMS संरचनाएँ नष्ट हो जाती हैं। हमें तो धीरे-धीरे ही ऊष्मा उत्पन्न करनी होती है… न कि अचानक।
लेकिन इन्फ्रारेड तकनीक में भी कुछ चुनौतियाँ हैं…
इन्फ्रारेड तकनीक बहुत ही तेज़ है… लेकिन यह केवल “दृष्टि-रेखा” में ही काम करती है… गर्म हवा तो हर जगह जा सकती है… लेकिन इन्फ्रारेड केवल उन्हीं जगहों पर काम करता है, जहाँ वह दिख सकता है।
अगर वेफरों का आकार अजीब है, या उनमें गहरे खाँचे हैं, तो वहाँ ठंडे हिस्से बन जाते हैं… इसलिए हमें लैंपों एवं परावर्तकों का सही उपयोग करना होता है… ताकि वेफरों का हर एक हिस्सा ठीक से गर्म हो सके।
इसके अलावा, हमें ठंडक प्रणाली पर भी ध्यान देना होता है… क्योंकि अगर ऊष्मा बहुत तेज़ी से उत्पन्न हो, तो वेफरों का तापमान बढ़ जाता है… और फिर हमें वातावरण को स्थिर रखने हेतु बहुत ही मेहनत करनी पड़ती है।