যেহেতু সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদন প্রক্রিয়াগুলি ন্যানোমিটারের-স্কেল নোডের দিকে অগ্রসর হয়, মূল প্রক্রিয়ার সরঞ্জাম যেমন এ্যাচার এবং পাতলা-ফিল্ম ডিপোজিশন সিস্টেমগুলি প্রক্রিয়াকরণের নির্ভুলতা, বিশুদ্ধতা এবং ফলনের জন্য ক্রমবর্ধমান কঠোর প্রয়োজনীয়তার সম্মুখীন হয়৷ এই পটভূমিতে, নির্ভুল সিরামিক উপাদানগুলি প্রক্রিয়ার স্থিতিশীলতা নিশ্চিত করার মূল চাবিকাঠি হয়ে উঠেছে। এর মধ্যে, অ্যালুমিনা সিরামিক স্ট্রাকচারাল যন্ত্রাংশগুলি প্রায় 45% নির্ভুল সিরামিক কম্পোনেন্ট বাজারের জন্য দায়ী, যা এগুলিকে সর্বাধিক ব্যবহৃত করে তোলে। সুতরাং, কিভাবে অ্যালুমিনা সিরামিক, আপাতদৃষ্টিতে একটি মৌলিক উপাদান, অসংখ্য অর্ধপরিবাহী সরঞ্জামের জন্য একটি অপরিহার্য "মান উপাদান" হয়ে ওঠে?
অ্যালুমিনা সিরামিকের জন্য সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদনের মূল প্রয়োজনীয়তা
সেমিকন্ডাক্টর ম্যানুফ্যাকচারিং হল "চরম পরিস্থিতিতে সম্পাদিত একটি সূক্ষ্ম কাজ", যাতে উচ্চ তাপমাত্রা, শক্তিশালী ক্ষয়, উচ্চ ভোল্টেজ এবং নির্ভুল ঘর্ষণ জড়িত থাকে। অ্যালুমিনা সিরামিক স্ট্রাকচারাল অংশগুলি তাদের শক্ত-থেকে-মেলে বৈশিষ্ট্যগুলির সংমিশ্রণের কারণে আলাদা আলাদা, যেমন জারা প্রতিরোধ, উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধ, উচ্চ পরিচ্ছন্নতা, এবং উচ্চ নিরোধক, পুরোপুরি সেমিকন্ডাক্টর শিল্পের কঠোর চাহিদাগুলির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ:
প্লাজমা ক্ষয় প্রতিরোধ: এচিং প্রক্রিয়ায়, এটি অত্যন্ত ক্ষয়কারী প্লাজমা প্রতিরোধ করে, কণা দূষণ এড়ায়।
তাপীয় শক প্রতিরোধ এবং মাত্রিক স্থায়িত্ব: ঘন ঘন তাপমাত্রা পরিবর্তন জড়িত জমা প্রক্রিয়া চলাকালীন, এটি সঠিক ওয়েফার অবস্থান নিশ্চিত করে, মাইক্রোন-স্তরের নির্ভুলতা বজায় রাখে।
উচ্চ পরিচ্ছন্নতা: অতি-পরিচ্ছন্ন পরিবেশে যেমন ফটোলিথোগ্রাফি এবং পরিদর্শন, এটি প্রায় কোনো কণা মুক্ত করে না, ফলন রক্ষা করে।
বর্তমানে, সেমিকন্ডাক্টর সরঞ্জামগুলিতে ব্যবহৃত অ্যালুমিনা সিরামিকের বিশুদ্ধতা সাধারণত 99.5% এর উপরে, এচিং-গ্রেডের অ্যালুমিনা সিরামিকগুলি 99.8% এর উপরে বিশুদ্ধতা অর্জন করে এবং এমনকি 4N গ্রেড (99.99%) অর্জন করে। এই উপাদানগুলি স্বচ্ছ বা আধা-স্বচ্ছ দেখায়, কর্মক্ষমতা সূচকগুলি একক-ক্রিস্টাল স্যাফায়ারের সাথে তুলনীয়। অধিকন্তু, তাদের সূক্ষ্ম-শস্য গঠনের কারণে, কিছু বৈশিষ্ট্য যেমন নমনীয় শক্তি এবং সংকোচন শক্তি এমনকি একক-স্ফটিক নীলকান্তমণিকে ছাড়িয়ে যেতে পারে।
প্রস্তুতি প্রক্রিয়া এবং উন্নয়ন প্রবণতা
অ্যালুমিনা সিরামিক উপাদানগুলির প্রস্তুতি একটি বহুবিভাগীয় সিস্টেম প্রকৌশল প্রক্রিয়া যা প্রাথমিকভাবে পাউডার প্রস্তুতি, গঠন, সিন্টারিং, নির্ভুলতা মেশিনিং, গুণমান পরিদর্শন এবং পৃষ্ঠ চিকিত্সা অন্তর্ভুক্ত করে। এর মধ্যে, গঠন এবং সিন্টারিং প্রক্রিয়াগুলি অ্যালুমিনা সিরামিক উপকরণগুলির মাইক্রোস্ট্রাকচার এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলির উপর একটি নিষ্পত্তিমূলক প্রভাব ফেলে, যা তাদেরকে অ্যালুমিনা সিরামিক উত্পাদনের দুটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ করে তোলে।
(1) পাউডার প্রস্তুতি
উচ্চ-বিশুদ্ধ অ্যালুমিনা কাঁচামালগুলিকে ব্যাচিং, যান্ত্রিক বল মিলিং এবং স্প্রে শুষ্ক করার জন্য সমান কণার আকার এবং ভাল প্রবাহযোগ্যতা সহ দানাদার পাউডার তৈরি করা হয়।
(2) গঠন প্রক্রিয়া
গঠনে অ্যালুমিনা পাউডারকে সিরামিক সবুজ শরীরে রূপ দেওয়া জড়িত। উপাদানটির আকৃতি এবং নির্ভুলতার প্রয়োজনীয়তার উপর নির্ভর করে, ড্রাই প্রেসিং, আইসোস্ট্যাটিক প্রেসিং, টেপ কাস্টিং বা ইনজেকশন ছাঁচনির্মাণের মতো পদ্ধতিগুলি নির্বাচন করা হয়। বর্তমানে, কোল্ড আইসোস্ট্যাটিক প্রেসিংয়ের সাথে মিলিত শুকনো প্রেসিং প্রাথমিকভাবে অ্যালুমিনা ফাঁকা তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়।
(3) উচ্চ-তাপমাত্রা সিন্টারিং
সিন্টারিং কণা বন্ধন প্ররোচিত করার জন্য পাউডার গরম করা জড়িত, যা উপাদান স্থানান্তর, ঘনীকরণ এবং পুনরায় ক্রিস্টালাইজেশনের দিকে পরিচালিত করে। সবুজ শরীরকে ঘনীভূত করার জন্য চাপবিহীন সিন্টারিং, হট প্রেসিং বা গরম আইসোস্ট্যাটিক প্রেসিংয়ের মতো পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়। উচ্চ-বিশুদ্ধতা অ্যালুমিনার জন্য সাধারণত 1600-1800 ডিগ্রি সিন্টারিং তাপমাত্রার প্রয়োজন হয়।
(4) যথার্থ যন্ত্র
সিএনসি লেদ এবং গ্রাইন্ডার ব্যবহার করে, কাঙ্খিত সিরামিক উপাদানগুলি তৈরি করতে সিন্টারযুক্ত বডিটি কাটা, ঘুরানো, মাটিতে, মিল করা এবং ড্রিল করা হয়। সিরামিক সিএনসি মেশিনিং বলতে বোঝায় বিয়োগমূলক উত্পাদন প্রক্রিয়া যা কম্পিউটার দ্বারা নিয়ন্ত্রিত মেশিন এবং কাটিং টুলগুলি পরিচালনা এবং ম্যানিপুলেট করার জন্য, মাইক্রোন স্তরের মাত্রিক নির্ভুলতা অর্জন করা এবং একাধিক অংশ জুড়ে সামঞ্জস্যতা নিশ্চিত করা।
(5) পৃষ্ঠ চিকিত্সা এবং গুণমান পরিদর্শন
সেমিকন্ডাক্টর শিল্প অত্যন্ত উচ্চ পরিচ্ছন্নতার প্রয়োজনীয়তা আরোপ করে। গুণমান পরিদর্শন পাস করার পরে, অর্ধপরিবাহী সিরামিক উপাদানগুলি আরও পৃষ্ঠ পরিষ্কারের মধ্য দিয়ে যায়, সাধারণত অ্যাসিড পরিষ্কার, ক্ষার পরিষ্কার বা জৈব দ্রাবক পরিষ্কারের মতো পদ্ধতি ব্যবহার করে। একবার পরিষ্কার এবং শুকিয়ে গেলে, পণ্যগুলির গুণমানের জন্য পুনরায় পরিদর্শন করা হয়। যোগ্য পণ্য তারপর একটি ক্লিনরুম মধ্যে প্যাকেজ করা হয়.
বিশেষ প্রয়োজনীয়তার সাথে সিরামিক উপাদানগুলির জন্য, অতিরিক্ত পৃষ্ঠের চিকিত্সা যেমন আর্ক স্প্রে করা, প্লাজমা স্প্রে করা, ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক স্প্রে করা, বাষ্প জমা করা, অতি-পরিষ্কার পরিষ্কার করা, অ্যানোডাইজিং বা মেটালাইজেশন অপারেশনাল মান পূরণের জন্য প্রয়োগ করা যেতে পারে।
