শূন্য দূষণ নিশ্চিত করতে সেমিকন্ডাক্টর পণ্যগুলির জন্য ব্যতিক্রমী পরিষ্কার উত্পাদন পরিবেশের প্রয়োজন। উত্পাদন অত্যন্ত নিয়ন্ত্রিত ক্লিনরুমে করা হয়, যেখানে কর্মীরা কণা এবং ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক ডিসচার্জ প্রতিরোধের জন্য অ্যান্টি-স্ট্যাটিক পোশাক পরে।
সেমিকন্ডাক্টরগুলি অত্যন্ত সূক্ষ্ম—কিছু ওয়েফার অতি-পাতলা, যা এক মিলিমিটারের ভগ্নাংশ বা তার চেয়েও কম পরিমাপ করে—যা মৃদু হ্যান্ডলিং অপরিহার্য করে তোলে। প্রক্রিয়াকরণ জুড়ে, সমস্ত হ্যান্ডলিং সরঞ্জাম, ফিক্সচার এবং কন্টেইনার যা সেমিকন্ডাক্টর উপাদানগুলির সংস্পর্শে আসে, তাদের কঠোর মান পূরণ করতে হবে। এই সরঞ্জামগুলি অবশ্যই ওয়েফারগুলিকে দূষিত করবে না এবং অ্যাসিড, ক্ষার এবং তাপ চিকিত্সার সংস্পর্শে আসার প্রতিরোধ করতে হবে, যা দীর্ঘমেয়াদী স্থায়িত্ব নিশ্চিত করে।
উপাদান নির্বাচন:
বেশিরভাগ সেমিকন্ডাক্টর রোবোটিক বাহু তৈরি করা হয় ৯৯% অ্যালুমিনা সিরামিকদ্বারা।
অ্যালুমিনা সিরামিকের বৈশিষ্ট্য:
অ্যালুমিনা সিরামিক, একটি কাঠামোগত সিরামিক, হীরার পরেই দ্বিতীয় কঠোরতা রয়েছে এবং পরিধান প্রতিরোধের ক্ষেত্রে ইস্পাত এবং ক্রোম স্টিলের চেয়ে উল্লেখযোগ্যভাবে ভালো পারফর্ম করে। এটি উচ্চ-তাপমাত্রা সহনশীলতা (1600 °C পর্যন্ত), চমৎকার পরিধান এবং জারা প্রতিরোধ, কম ঘর্ষণ এবং একটি হালকা ওজনের কাঠামো প্রদান করে—যা এটিকে সেমিকন্ডাক্টর অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য আদর্শ করে তোলে।
নামকরণ ও কার্যকারিতা:
এই অ্যালুমিনা সিরামিক রোবোটিক বাহুগুলি, যা সিরামিক কাঁটা বা ওয়েফার ট্রান্সফার এন্ড ইফেক্টর হিসাবেও পরিচিত, ওয়েফার-হ্যান্ডলিং রোবটগুলিতে মাউন্ট করা উপাদান। এগুলি রোবটের “হাত” হিসাবে কাজ করে, নিরাপদে সিলিকন ওয়েফারগুলিকে নির্দিষ্ট অবস্থানে স্থানান্তর করে। যেহেতু এগুলি ওয়েফারের সাথে সরাসরি যোগাযোগে আসে, তাই তাদের হালকা ওজন রোবোটিক সরঞ্জামের উপর লোড কমাতে সাহায্য করে, যা পরিষেবা জীবনকে বাড়িয়ে তোলে।
সিরামিক রোবোটিক বাহুগুলির প্রকার:
ক্ল্যাম্পিং টাইপ
সাপোর্ট টাইপ
ভ্যাকুয়াম সাকশন টাইপ
বার্নোলি টাইপ
পাউডার প্রস্তুতি: উচ্চ-বিশুদ্ধতা অ্যালুমিনা পাউডার গোলাকার কণা তৈরি করতে স্প্রে গ্র্যানুলেশনের মধ্য দিয়ে যায়।
গঠন: কণাগুলি একটি সবুজ শরীর তৈরি করতে শুকনো-প্রেস করা হয়, যা ঠান্ডা আইসোস্ট্যাটিক প্রেসিং ব্যবহার করে আরও আকার দেওয়া হয়।
ঘনত্বকরণ: আকৃতির শরীর উচ্চ তাপমাত্রায় সিন্টার করা হয়, কণাগুলির মধ্যে শূন্যস্থান দূর করে এবং একটি ঘন সিরামিক কঠিন তৈরি করে।
গ্রাইন্ডিং ও সারফেস প্রক্রিয়াকরণ: রোটারি গ্রাইন্ডিং হুইল সারফেস অক্সাইড এবং অমেধ্য দূর করে।
নির্ভুল যন্ত্রাংশ তৈরি: অভ্যন্তরীণ এবং বাইরের সারফেস গ্রাইন্ডিং আরও অংশটিকে পরিশোধিত করে। CNC মেশিনিং মাত্রিক নির্ভুলতা এবং সারফেস মসৃণতা নিশ্চিত করে।
সিরামিক বাহু অন্তর্ভুক্ত করে এয়ার চ্যানেল এবং ভেন্ট খাঁজ। যখন ভ্যাকুয়াম প্রয়োগ করা হয়, তখন এটি সেমিকন্ডাক্টর অংশগুলিকে আলতোভাবে আঁকড়ে ধরার জন্য সাকশন তৈরি করে—পাতলা ওয়েফারের যান্ত্রিক চাপ, স্ক্র্যাচ বা চিপিং এড়িয়ে চলে।
উচ্চতর জারা প্রতিরোধ: সিরামিক বাহুগুলি মেটাল আর্মের চেয়ে অ্যাসিডিক এবং ক্ষারীয় উভয় পরিবেশকে আরও ভালোভাবে প্রতিরোধ করে, যা সেমিকন্ডাক্টর প্রক্রিয়াকরণের সময় দীর্ঘ পরিষেবা জীবন প্রদান করে।
নন-কনটামিনেটিং: সিরামিকগুলি অন্যান্য পদার্থের সাথে প্রতিক্রিয়া দেখায় না, সূক্ষ্ম কণা তৈরি করে না, কোনও অবশিষ্ট স্ট্যাটিক চার্জ বহন করে না এবং কোনও ধাতব আয়ন নির্গত করে না—যা ওয়েফারগুলিকে দূষণমুক্ত রাখে।
ন্যূনতম তাপ বিকৃতি: তাপ চিকিত্সার সময়, সিরামিক বাহুগুলি ধাতুগুলির চেয়ে তাদের আকার আরও ভালভাবে বজায় রাখে, যা সূক্ষ্ম সেমিকন্ডাক্টর উপাদানগুলির বিকৃতি হ্রাস করে।
ওয়েফার-হ্যান্ডলিং রোবোটিক বাহুগুলির বাইরে, সিরামিকের বৈশিষ্ট্য—ইনসুলেশন, উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধ, অ্যাসিড এবং ক্ষার প্রতিরোধ, এবং রাসায়নিক স্থিতিশীলতা—তাদের কঠোর পরিবেশে ব্যবহৃত অন্যান্য গুরুত্বপূর্ণ উপাদানগুলির উত্পাদনের জন্য আদর্শ করে তোলে। এগুলি এমন পরিস্থিতিতে ব্যবহার করা যেতে পারে যেখানে ধাতু এবং প্লাস্টিক ব্যর্থ হয়, যা চাহিদাপূর্ণ সেমিকন্ডাক্টর প্রক্রিয়াগুলিতে কর্মক্ষমতা এবং পরিচ্ছন্নতা নিশ্চিত করে।
শূন্য দূষণ নিশ্চিত করতে সেমিকন্ডাক্টর পণ্যগুলির জন্য ব্যতিক্রমী পরিষ্কার উত্পাদন পরিবেশের প্রয়োজন। উত্পাদন অত্যন্ত নিয়ন্ত্রিত ক্লিনরুমে করা হয়, যেখানে কর্মীরা কণা এবং ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক ডিসচার্জ প্রতিরোধের জন্য অ্যান্টি-স্ট্যাটিক পোশাক পরে।
সেমিকন্ডাক্টরগুলি অত্যন্ত সূক্ষ্ম—কিছু ওয়েফার অতি-পাতলা, যা এক মিলিমিটারের ভগ্নাংশ বা তার চেয়েও কম পরিমাপ করে—যা মৃদু হ্যান্ডলিং অপরিহার্য করে তোলে। প্রক্রিয়াকরণ জুড়ে, সমস্ত হ্যান্ডলিং সরঞ্জাম, ফিক্সচার এবং কন্টেইনার যা সেমিকন্ডাক্টর উপাদানগুলির সংস্পর্শে আসে, তাদের কঠোর মান পূরণ করতে হবে। এই সরঞ্জামগুলি অবশ্যই ওয়েফারগুলিকে দূষিত করবে না এবং অ্যাসিড, ক্ষার এবং তাপ চিকিত্সার সংস্পর্শে আসার প্রতিরোধ করতে হবে, যা দীর্ঘমেয়াদী স্থায়িত্ব নিশ্চিত করে।
উপাদান নির্বাচন:
বেশিরভাগ সেমিকন্ডাক্টর রোবোটিক বাহু তৈরি করা হয় ৯৯% অ্যালুমিনা সিরামিকদ্বারা।
অ্যালুমিনা সিরামিকের বৈশিষ্ট্য:
অ্যালুমিনা সিরামিক, একটি কাঠামোগত সিরামিক, হীরার পরেই দ্বিতীয় কঠোরতা রয়েছে এবং পরিধান প্রতিরোধের ক্ষেত্রে ইস্পাত এবং ক্রোম স্টিলের চেয়ে উল্লেখযোগ্যভাবে ভালো পারফর্ম করে। এটি উচ্চ-তাপমাত্রা সহনশীলতা (1600 °C পর্যন্ত), চমৎকার পরিধান এবং জারা প্রতিরোধ, কম ঘর্ষণ এবং একটি হালকা ওজনের কাঠামো প্রদান করে—যা এটিকে সেমিকন্ডাক্টর অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য আদর্শ করে তোলে।
নামকরণ ও কার্যকারিতা:
এই অ্যালুমিনা সিরামিক রোবোটিক বাহুগুলি, যা সিরামিক কাঁটা বা ওয়েফার ট্রান্সফার এন্ড ইফেক্টর হিসাবেও পরিচিত, ওয়েফার-হ্যান্ডলিং রোবটগুলিতে মাউন্ট করা উপাদান। এগুলি রোবটের “হাত” হিসাবে কাজ করে, নিরাপদে সিলিকন ওয়েফারগুলিকে নির্দিষ্ট অবস্থানে স্থানান্তর করে। যেহেতু এগুলি ওয়েফারের সাথে সরাসরি যোগাযোগে আসে, তাই তাদের হালকা ওজন রোবোটিক সরঞ্জামের উপর লোড কমাতে সাহায্য করে, যা পরিষেবা জীবনকে বাড়িয়ে তোলে।
সিরামিক রোবোটিক বাহুগুলির প্রকার:
ক্ল্যাম্পিং টাইপ
সাপোর্ট টাইপ
ভ্যাকুয়াম সাকশন টাইপ
বার্নোলি টাইপ
পাউডার প্রস্তুতি: উচ্চ-বিশুদ্ধতা অ্যালুমিনা পাউডার গোলাকার কণা তৈরি করতে স্প্রে গ্র্যানুলেশনের মধ্য দিয়ে যায়।
গঠন: কণাগুলি একটি সবুজ শরীর তৈরি করতে শুকনো-প্রেস করা হয়, যা ঠান্ডা আইসোস্ট্যাটিক প্রেসিং ব্যবহার করে আরও আকার দেওয়া হয়।
ঘনত্বকরণ: আকৃতির শরীর উচ্চ তাপমাত্রায় সিন্টার করা হয়, কণাগুলির মধ্যে শূন্যস্থান দূর করে এবং একটি ঘন সিরামিক কঠিন তৈরি করে।
গ্রাইন্ডিং ও সারফেস প্রক্রিয়াকরণ: রোটারি গ্রাইন্ডিং হুইল সারফেস অক্সাইড এবং অমেধ্য দূর করে।
নির্ভুল যন্ত্রাংশ তৈরি: অভ্যন্তরীণ এবং বাইরের সারফেস গ্রাইন্ডিং আরও অংশটিকে পরিশোধিত করে। CNC মেশিনিং মাত্রিক নির্ভুলতা এবং সারফেস মসৃণতা নিশ্চিত করে।
সিরামিক বাহু অন্তর্ভুক্ত করে এয়ার চ্যানেল এবং ভেন্ট খাঁজ। যখন ভ্যাকুয়াম প্রয়োগ করা হয়, তখন এটি সেমিকন্ডাক্টর অংশগুলিকে আলতোভাবে আঁকড়ে ধরার জন্য সাকশন তৈরি করে—পাতলা ওয়েফারের যান্ত্রিক চাপ, স্ক্র্যাচ বা চিপিং এড়িয়ে চলে।
উচ্চতর জারা প্রতিরোধ: সিরামিক বাহুগুলি মেটাল আর্মের চেয়ে অ্যাসিডিক এবং ক্ষারীয় উভয় পরিবেশকে আরও ভালোভাবে প্রতিরোধ করে, যা সেমিকন্ডাক্টর প্রক্রিয়াকরণের সময় দীর্ঘ পরিষেবা জীবন প্রদান করে।
নন-কনটামিনেটিং: সিরামিকগুলি অন্যান্য পদার্থের সাথে প্রতিক্রিয়া দেখায় না, সূক্ষ্ম কণা তৈরি করে না, কোনও অবশিষ্ট স্ট্যাটিক চার্জ বহন করে না এবং কোনও ধাতব আয়ন নির্গত করে না—যা ওয়েফারগুলিকে দূষণমুক্ত রাখে।
ন্যূনতম তাপ বিকৃতি: তাপ চিকিত্সার সময়, সিরামিক বাহুগুলি ধাতুগুলির চেয়ে তাদের আকার আরও ভালভাবে বজায় রাখে, যা সূক্ষ্ম সেমিকন্ডাক্টর উপাদানগুলির বিকৃতি হ্রাস করে।
ওয়েফার-হ্যান্ডলিং রোবোটিক বাহুগুলির বাইরে, সিরামিকের বৈশিষ্ট্য—ইনসুলেশন, উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধ, অ্যাসিড এবং ক্ষার প্রতিরোধ, এবং রাসায়নিক স্থিতিশীলতা—তাদের কঠোর পরিবেশে ব্যবহৃত অন্যান্য গুরুত্বপূর্ণ উপাদানগুলির উত্পাদনের জন্য আদর্শ করে তোলে। এগুলি এমন পরিস্থিতিতে ব্যবহার করা যেতে পারে যেখানে ধাতু এবং প্লাস্টিক ব্যর্থ হয়, যা চাহিদাপূর্ণ সেমিকন্ডাক্টর প্রক্রিয়াগুলিতে কর্মক্ষমতা এবং পরিচ্ছন্নতা নিশ্চিত করে।