একটি ওয়েফার বাক্সে কেন ২৫টি ওয়েফার থাকে?

আধুনিক প্রযুক্তির এই জটিল বিশ্বে,ওয়েফারসেমিকন্ডাক্টর, যা সিলিকন ওয়েফার নামেও পরিচিত, হলো সেমিকন্ডাক্টর শিল্পের মূল উপাদান। মাইক্রোপ্রসেসর, মেমরি, সেন্সর ইত্যাদির মতো বিভিন্ন ইলেকট্রনিক উপাদান তৈরির ভিত্তি হলো এই ওয়েফারগুলো, এবং প্রতিটি ওয়েফারের মধ্যেই অগণিত ইলেকট্রনিক উপাদান ধারণ করার সম্ভাবনা থাকে। তাহলে কেন আমরা প্রায়শই একটি বাক্সে ২৫টি ওয়েফার দেখতে পাই? এর পেছনে আসলে বৈজ্ঞানিক বিবেচনা এবং শিল্প উৎপাদনের অর্থনৈতিক দিক রয়েছে।

 

একটি বাক্সে কেন ২৫টি ওয়েফার থাকে তার কারণ প্রকাশ করা হলো

প্রথমে, ওয়েফারের আকার সম্পর্কে জানুন। সাধারণত বিভিন্ন উৎপাদন সরঞ্জাম এবং প্রক্রিয়ার সাথে খাপ খাইয়ে নেওয়ার জন্য ওয়েফারের আদর্শ আকার ১২ ইঞ্চি এবং ১৫ ইঞ্চি হয়ে থাকে।১২ ইঞ্চি ওয়েফারবর্তমানে এগুলিই সবচেয়ে প্রচলিত প্রকার, কারণ এগুলিতে আরও বেশি চিপ স্থাপন করা যায় এবং উৎপাদন খরচ ও কার্যকারিতার দিক থেকে এগুলি তুলনামূলকভাবে ভারসাম্যপূর্ণ।

"২৫টি" সংখ্যাটি আকস্মিক নয়। এটি ওয়েফারের কাটিং পদ্ধতি এবং প্যাকেজিং দক্ষতার উপর ভিত্তি করে নির্ধারিত। প্রতিটি ওয়েফার তৈরি হওয়ার পর, সেটিকে কেটে একাধিক স্বাধীন চিপ তৈরি করতে হয়। সাধারণভাবে বলতে গেলে, একটি১২ ইঞ্চি ওয়েফারশত শত বা এমনকি হাজার হাজার চিপস কাটা যায়। তবে, ব্যবস্থাপনা এবং পরিবহনের সুবিধার জন্য, এই চিপসগুলি সাধারণত একটি নির্দিষ্ট পরিমাণে প্যাকেজ করা হয়, এবং ২৫টি চিপস একটি প্রচলিত পরিমাণ, কারণ এটি খুব বেশিও নয় আবার খুব কমও নয় এবং এটি পরিবহনের সময় পর্যাপ্ত স্থিতিশীলতা নিশ্চিত করতে পারে।

এছাড়াও, ২৫ পিসের পরিমাণটি উৎপাদন লাইনের স্বয়ংক্রিয়করণ এবং সর্বোত্তমকরণের জন্য সহায়ক। ব্যাচ উৎপাদন প্রতিটি পণ্যের প্রক্রিয়াকরণ খরচ কমাতে এবং উৎপাদন দক্ষতা বাড়াতে পারে। একই সাথে, সংরক্ষণ ও পরিবহনের জন্য, ২৫-পিসের একটি ওয়েফার বক্স পরিচালনা করা সহজ এবং এটি ভেঙে যাওয়ার ঝুঁকি কমায়।

উল্লেখ্য যে, প্রযুক্তির অগ্রগতির সাথে সাথে উৎপাদন দক্ষতা আরও বাড়ানোর জন্য কিছু উচ্চমানের পণ্যের ক্ষেত্রে ১০০ বা ২০০ পিসের মতো বেশি সংখ্যক প্যাকেজ ব্যবহার করা হতে পারে। তবে, বেশিরভাগ সাধারণ ও মাঝারি মানের পণ্যের জন্য ২৫ পিসের ওয়েফার বক্সই এখনও একটি প্রচলিত ও আদর্শ কাঠামো।

সংক্ষেপে, একটি ওয়েফারের বাক্সে সাধারণত ২৫টি ওয়েফার থাকে, যা সেমিকন্ডাক্টর শিল্পের উৎপাদন দক্ষতা, ব্যয় নিয়ন্ত্রণ এবং সরবরাহ ব্যবস্থার সুবিধার মধ্যে একটি ভারসাম্য। প্রযুক্তির ক্রমাগত বিকাশের সাথে সাথে এই সংখ্যাটি পরিবর্তিত হতে পারে, কিন্তু এর পেছনের মূল যুক্তি—উৎপাদন প্রক্রিয়াকে সর্বোত্তম করা এবং অর্থনৈতিক সুবিধা বৃদ্ধি করা—অপরিবর্তিত থাকে।

১২-ইঞ্চি ওয়েফার ফ্যাবগুলিতে FOUP এবং FOSB ব্যবহৃত হয়, এবং ৮-ইঞ্চি ও তার নিচের মাপগুলিতে (৮-ইঞ্চি সহ) ক্যাসেট, SMIF POD, এবং ওয়েফার বোট বক্স ব্যবহৃত হয়, অর্থাৎ, ১২-ইঞ্চিওয়েফার ক্যারিয়ারসম্মিলিতভাবে FOUP বলা হয়, এবং ৮-ইঞ্চিওয়েফার ক্যারিয়ারএগুলোকে সম্মিলিতভাবে ক্যাসেট বলা হয়। সাধারণত, একটি খালি FOUP-এর ওজন প্রায় ৪.২ কেজি এবং ২৫টি ওয়েফার দিয়ে ভরা একটি FOUP-এর ওজন প্রায় ৭.৩ কেজি হয়।
কিউওয়াইরিসার্চ (QYResearch) গবেষণা দলের গবেষণা ও পরিসংখ্যান অনুসারে, ২০২২ সালে বৈশ্বিক ওয়েফার বক্স বাজারের বিক্রয় ৪.৮ বিলিয়ন ইউয়ানে পৌঁছেছে এবং ২০২৯ সালে এটি ৭.৭ বিলিয়ন ইউয়ানে পৌঁছাবে বলে আশা করা হচ্ছে, যার চক্রবৃদ্ধি বার্ষিক বৃদ্ধির হার (CAGR) ৭.৯%। পণ্যের প্রকারভেদের দিক থেকে, সেমিকন্ডাক্টর এফওইউপি (FOUP) সমগ্র বাজারের বৃহত্তম অংশ, প্রায় ৭৩%, দখল করে আছে। পণ্যের প্রয়োগের দিক থেকে, এর বৃহত্তম প্রয়োগ হলো ১২-ইঞ্চি ওয়েফার, এরপরেই রয়েছে ৮-ইঞ্চি ওয়েফার।

প্রকৃতপক্ষে, বিভিন্ন ধরণের ওয়েফার ক্যারিয়ার রয়েছে, যেমন ওয়েফার উৎপাদন কেন্দ্রে ওয়েফার স্থানান্তরের জন্য FOUP; সিলিকন ওয়েফার উৎপাদন এবং ওয়েফার উৎপাদন কেন্দ্রের মধ্যে পরিবহনের জন্য FOSB; এবং আন্তঃ-প্রক্রিয়া পরিবহনের জন্য ও বিভিন্ন প্রক্রিয়ার সাথে একত্রে ব্যবহারের জন্য ক্যাসেট ক্যারিয়ার।

 

খোলা ক্যাসেট

ওয়েফার উৎপাদনে আন্তঃপ্রক্রিয়া পরিবহন এবং পরিশোধন প্রক্রিয়ায় ওপেন ক্যাসেট প্রধানত ব্যবহৃত হয়। FOSB, FOUP এবং অন্যান্য ক্যারিয়ারের মতো, এতে সাধারণত এমন উপাদান ব্যবহার করা হয় যা তাপ-সহনশীল, চমৎকার যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যসম্পন্ন, মাত্রিক স্থিতিশীলতাযুক্ত, এবং টেকসই, অ্যান্টি-স্ট্যাটিক, স্বল্প গ্যাস নির্গমনকারী, স্বল্প অধঃক্ষেপণকারী ও পুনর্ব্যবহারযোগ্য। বিভিন্ন ওয়েফারের আকার, প্রসেস নোড এবং বিভিন্ন প্রক্রিয়ার জন্য নির্বাচিত উপাদান ভিন্ন ভিন্ন হয়। সাধারণ উপাদানগুলো হলো PFA, PTFE, PP, PEEK, PES, PC, PBT, PEI, COP, ইত্যাদি। পণ্যটি সাধারণত ২৫টি ধারণক্ষমতা সহ ডিজাইন করা হয়।

ওপেন ক্যাসেট সংশ্লিষ্টটির সাথে একত্রে ব্যবহার করা যেতে পারে।ওয়েফার ক্যাসেটওয়েফার দূষণ কমাতে বিভিন্ন প্রক্রিয়ার মধ্যে ওয়েফার সংরক্ষণ ও পরিবহনের জন্য ব্যবহৃত পণ্য।

ওপেন ক্যাসেট কাস্টমাইজড ওয়েফার পড (ওএইচটি) পণ্যের সাথে একত্রে ব্যবহৃত হয়, যা ওয়েফার ও চিপ উৎপাদনের বিভিন্ন প্রক্রিয়ার মধ্যবর্তী সময়ে স্বয়ংক্রিয় স্থানান্তর, স্বয়ংক্রিয় প্রবেশাধিকার এবং আরও সুরক্ষিত সংরক্ষণের জন্য প্রয়োগ করা যেতে পারে।

অবশ্যই, ওপেন ক্যাসেট থেকে সরাসরি ক্যাসেট পণ্য তৈরি করা যায়। ওয়েফার শিপিং বক্স পণ্যটির গঠন এমনই, যেমনটি নিচের চিত্রে দেখানো হয়েছে। এটি ওয়েফার উৎপাদন কেন্দ্র থেকে চিপ উৎপাদন কেন্দ্রে ওয়েফার পরিবহনের চাহিদা মেটাতে পারে। ক্যাসেট এবং তা থেকে উদ্ভূত অন্যান্য পণ্যগুলো মূলত ওয়েফার ও চিপ কারখানার বিভিন্ন প্রক্রিয়ার মধ্যে স্থানান্তর, সংরক্ষণ এবং আন্তঃ-কারখানা পরিবহনের চাহিদা পূরণ করতে পারে।

 

সামনের দিকে খোলা ওয়েফার শিপিং বক্স FOSB

ফ্রন্ট ওপেনিং ওয়েফার শিপিং বক্স (FOSB) প্রধানত ওয়েফার উৎপাদন কেন্দ্র এবং চিপ উৎপাদন কেন্দ্রের মধ্যে ১২-ইঞ্চি ওয়েফার পরিবহনের জন্য ব্যবহৃত হয়। ওয়েফারের বড় আকার এবং পরিচ্ছন্নতার উচ্চতর প্রয়োজনীয়তার কারণে, ওয়েফারের স্থান পরিবর্তনের ঘর্ষণে সৃষ্ট অশুদ্ধি কমাতে বিশেষ পজিশনিং পিস এবং শকপ্রুফ ডিজাইন ব্যবহার করা হয়; এর কাঁচামাল হিসেবে কম গ্যাস নির্গমনকারী উপাদান ব্যবহার করা হয়, যা গ্যাস নির্গমনের মাধ্যমে ওয়েফার দূষিত হওয়ার ঝুঁকি কমাতে পারে। অন্যান্য পরিবহন ওয়েফার বক্সের তুলনায় FOSB-এর বায়ুরোধী ক্ষমতা বেশি। এছাড়াও, ব্যাক-এন্ড প্যাকেজিং লাইন কারখানায় বিভিন্ন প্রক্রিয়ার মধ্যে ওয়েফার সংরক্ষণ এবং স্থানান্তরের জন্য FOSB ব্যবহার করা যেতে পারে।

FOSB সাধারণত ২৫টি খণ্ডে তৈরি করা হয়। অটোমেটেড মেটেরিয়াল হ্যান্ডলিং সিস্টেম (AMHS)-এর মাধ্যমে স্বয়ংক্রিয়ভাবে সংরক্ষণ ও উত্তোলনের পাশাপাশি এটি হাতেও চালানো যায়।

সামনের দিকে খোলা একীভূত পড

ফ্রন্ট ওপেনিং ইউনিফাইড পড (FOUP) প্রধানত ফ্যাব ফ্যাক্টরিতে ওয়েফারের সুরক্ষা, পরিবহন এবং সংরক্ষণের জন্য ব্যবহৃত হয়। এটি ১২-ইঞ্চি ওয়েফার ফ্যাক্টরির স্বয়ংক্রিয় পরিবহন ব্যবস্থার জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ বাহক কন্টেইনার। এর সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ কাজ হলো প্রতিটি উৎপাদন মেশিনের মধ্যে স্থানান্তরের সময় বাইরের পরিবেশের ধূলিকণা দ্বারা দূষিত হওয়া থেকে প্রতি ২৫টি ওয়েফারকে সুরক্ষিত রাখা, যা উৎপাদনের পরিমাণকে প্রভাবিত করে। প্রতিটি FOUP-এ বিভিন্ন সংযোগকারী প্লেট, পিন এবং ছিদ্র থাকে, যার ফলে FOUP-টি লোডিং পোর্টে স্থাপন করা হয় এবং AMHS দ্বারা পরিচালিত হয়। এতে কম গ্যাস নির্গমনকারী এবং কম আর্দ্রতা শোষণকারী উপাদান ব্যবহার করা হয়, যা জৈব যৌগের নিঃসরণ ব্যাপকভাবে কমাতে এবং ওয়েফার দূষণ প্রতিরোধ করতে পারে; একই সাথে, এর চমৎকার সিলিং এবং স্ফীতি কার্যকারিতা ওয়েফারের জন্য একটি কম আর্দ্রতার পরিবেশ প্রদান করতে পারে। এছাড়াও, প্রক্রিয়ার প্রয়োজনীয়তা মেটাতে এবং বিভিন্ন প্রক্রিয়া ও পদ্ধতিকে আলাদাভাবে চিহ্নিত করার জন্য FOUP-কে লাল, কমলা, কালো, স্বচ্ছ ইত্যাদি বিভিন্ন রঙে ডিজাইন করা যেতে পারে; সাধারণত, ফ্যাব ফ্যাক্টরির উৎপাদন লাইন এবং মেশিনের ভিন্নতা অনুযায়ী গ্রাহকদের দ্বারা FOUP কাস্টমাইজ করা হয়।

এছাড়াও, চিপ ব্যাক-এন্ড প্যাকেজিং-এর TSV এবং FAN OUT-এর মতো বিভিন্ন প্রক্রিয়া অনুসারে প্যাকেজিং প্রস্তুতকারকদের জন্য POUP-কে বিশেষ পণ্যে কাস্টমাইজ করা যেতে পারে, যেমন SLOT FOUP, 297mm FOUP, ইত্যাদি। FOUP পুনর্ব্যবহারযোগ্য এবং এর আয়ুষ্কাল ২-৪ বছর। দূষিত পণ্যগুলোকে পুনরায় ব্যবহারের উপযোগী করার জন্য FOUP প্রস্তুতকারকরা পণ্য পরিষ্কার করার পরিষেবা প্রদান করতে পারে।

 

স্পর্শবিহীন অনুভূমিক ওয়েফার শিপার

নিচের চিত্রে যেমন দেখানো হয়েছে, কন্ট্যাক্টলেস হরাইজন্টাল ওয়েফার শিপার প্রধানত প্রস্তুতকৃত ওয়েফার পরিবহনের জন্য ব্যবহৃত হয়। এনটেগ্রিস-এর ট্রান্সপোর্ট বক্সে একটি সাপোর্ট রিং ব্যবহার করা হয়, যা সংরক্ষণ ও পরিবহনের সময় ওয়েফারগুলোর মধ্যে সংস্পর্শ এড়ানো নিশ্চিত করে। এতে ভালো সিলিং ব্যবস্থা থাকায় এটি ময়লার দূষণ, ক্ষয়, সংঘর্ষ, আঁচড়, গ্যাস নির্গমন ইত্যাদি প্রতিরোধ করে। এই পণ্যটি প্রধানত থিন ৩ডি, লেন্স বা বাম্পড ওয়েফারের জন্য উপযুক্ত এবং এর প্রয়োগক্ষেত্রগুলোর মধ্যে রয়েছে ৩ডি, ২.৫ডি, মেমস, এলইডি এবং পাওয়ার সেমিকন্ডাক্টর। পণ্যটিতে ২৬টি সাপোর্ট রিং রয়েছে, যার ধারণক্ষমতা ২৫টি ওয়েফার (বিভিন্ন পুরুত্বের), এবং ওয়েফারের আকারগুলোর মধ্যে রয়েছে ১৫০মিমি, ২০০মিমি এবং ৩০০মিমি।