반도체 제조 장비용 탄소 섬유 솔루션

반도체 제조 장비의 탄소섬유는 칩을 만드는 도구가 나노미터로 측정된 공용력으로 판단되기 때문에 현대 산업에서 가장 요구적인 재료 응용 프로그램 중 하나입니다. lithography 단계, 웨이퍼 처리 로봇, 이온 이식 이이이이름 라인 또는 측정 프레임은 일반적인 구조 재료가 함께 가져오는 열 드리프트, 진동 또는 입자 오염을 허용할 수 없습니다.탄소섬유 강화된 폴리머 (CFRP)는 아라미드와 사전 산화된 섬유 구성 요소와 결합되어 지구상에서 가장 정확한 기계 뒤에 조용한 활성화 요소가 되었습니다.이 가이드는 탄소 섬유 반도체 장비가 실제로 어떻게 작동하는지 - 웨이퍼 단계에서 클린룸 천장까지 부분적으로 - 그리고 왜 고성능 섬유가 이국적인 것보다는 공장 도구에서 표준 엔지니어링 선택이 되었는지 조사합니다.

1. 반도체 장비가 가장 어려운 물자 요구 사항을 설정하는 이유

반도체 제조는 역설에 의해 정의된 산업입니다. 거대한 규모로 작동하지만 거의 모든 중요한 차원은 작습니다.단일 웨이퍼는 수십억 개의 트랜지스터를 포함할 수 있으며, 각 패턴링 단계는 나노미터의 분수 이내에 이전 층과 일치해야합니다.오버레이, 중요한 차원 및 수확량은 모두 기계의 기하학이 변할 때 악화되며, 구조가 확장되거나 진동하거나 구구구체가 구구구구조가 변할 때마다 기하학이 변화합니다.

이것은 기존 금속이 동시에 충족하기 위해 어려워하는 네 가지 재료 요구 사항을 만듭니다.

• 차원 안정성: 도구는 온도 변동, 열 주기 및 긴 작동 시간을 통해 모양을 유지해야합니다.열확장계수(CTE)는 0에 가까워야 하거나 적어도 측정학 참조와 일치해야 합니다.

• 높은 특정 강도: 구조는 무대를 느리게 하거나 서보를 부하하거나 저주파 공명으로 정착할 질량을 추가하지 않고 deflection과 진동에 저항해야합니다.

• 청결성: 배출 가스 없음, 와와이퍼 표면에 입자 결함이 될 수 있는 금속 마모 쓰레기가 없습니다.

• 진동 감소 및 제어 대역폭: 기계는 각 움직임 후에 빠르게 정착해야 하므로 처리량과 정확도가 서로 거래되지 않습니다.

CFRP는 4개 모두 답변합니다.특정 강도는 강철이나 알루미늄보다 몇 배 더 높으며, CTE는 제로 가까이 설계되거나 실리콘과 일치할 수 있으며, 클린룸 화학 환경에서 부식되지 않으며, 내부 그 그 내부 그 내부 노출이나 측정을 모호화시킬 수 있는 고주파 반지를 죽일 수 있습니다.

2. 탄소 섬유가 Fab 도구 안에 나타나는 곳

반도체 장비는 시스템의 시스템이며, 탄소 섬유는 운동, 열 안정성 또는 구조적 경제가 중요한 거의 모든 하위 시스템으로 이동했습니다.

2.1 웨이퍼 스테이지 및 포지션 플랫폼

웨이퍼 단계는 모든 lithography 또는 검사 도구의 중심입니다.그것은 여러 g-력으로 가속화되고, 밀리초에 수백 밀리미터를 여행하고, 나중에 나노미터 정밀도로 정착해야합니다.단계 질량의 각 킬로그램을 가속화하고 브레이크해야하므로 질량은 직접 손실 된 처리량과 폐기된 에너지로 변환됩니다. 보통 탄소 섬유 플레이트와 일치하는 CTE를 가진 결합된 탄소 섬유 튜브로 구조된 탄소 섬유 단계 구조는 이동 질량을 절단하는 동안 제어 루프가 필요한 경고성을 제공합니다. 복합물은 열 확장이 干涉계의 참조 프레임과 일치하도록 설계될 수 있기 때문에 도구가 따뜻하면서 단계의 측

2.2 관트리 및 다리 구조

무대 위에는 무대가 있습니다: 광학 머리, 검사 센서 또는 프로브 배열을 전체 웨이퍼 폭에 걸쳐 운반하는 긴 무선입니다.그것은 고전적인 무게에 대한 경고성 문제입니다.탄소 섬유 탄소 섬유 종종종 대단한 섹션 탄탄탄소 섬유 탄소탄소 섬유 탄소형 탄소 탄소 섬유 탄탄소 탄소 섬유 탄탄소 탄소 탄소 섬유 탄소 종 탄소 탄소 섬유 탄이 단일 변경은 엔지니어가 도구를 흥미로운 구조적 진동없이 더 빨리 실행할 수 있으며 전체 스캔을 통해 헤드에서 웨이퍼 거리를 안정적으로 유지합니다.

2.3 측정 프레임과 참조 구조

측정 프레임은 다른 모든 것을 측정하는 기하학을 정의하므로 그 안정성은 전체 기계의 안정성입니다.CFRP 프레임은 실리콘 웨이퍼 자체의 낮은 확장과 일치하기 때문에 확장이 0으로 조정될 수 있기 때문에 매력적입니다.프레임이 유리 스케일, 레이저 간호계 또는 용량 센서와 인터페이스해야 할 경우, 일치한 확장 탄소 섬유 플레이트는 도구가 생산 변환을 통해 가열하고 냉각되면서 읽음을 정직하게 유지합니다.

2.4 웨이퍼 처리 로봇과 엔드 효과자

웨이퍼 전송 로봇은 고속으로 프로세스 웨웨웨이퍼를 공정 웨웨웨이퍼 전송 로봇 사이에 민감하고 비싸고 비싸는 웨이퍼를 고속으로 이동시키며, 그 최종 효과자는 가웨웨웨웨이퍼 전송 로봇은 가웨웨웨이프탄소섬유 끝 효과자 탄탄소섬유 끝 효과자 탄탄탄소섬유 끝 효과자 탄소탄소섬유 끝 효과자 탄소는 탄소섬유 끝 효과자 탄탄소섬유 끝 효과자 탄소섬유 끝 효과자 탄소섬유 탄소 탄섬유 탄소섬유 끝 효과자 탄같은 논리는 클러스터 도구에 걸쳐 리프트 핑, 블레이드 홀더 및 전송 팔에 적용됩니다.

2.5 진공 방, Beamlines 및 이온 이식 하드웨어

진공 및 진선 환경 내에서 탄소섬유 및 하이브리드 복합 구성 요소는 민감한 센서에 가까운 곳에서 움직이는 질량을 줄이고 비자기적이고 차원적으로 안정적인 지원 구조를 제공합니다.이온 이식 및 전자 이이이름 시스템은 광선을 방해할 수 있는 자기 또는 전도성 구조에 민감하며, 개구를 잘못 정렬시킬 수 있는 열 드리프트에 민감합니다.신중하게 제어되는 섬유 아키텍처를 가진 복합 구조는 금속 조립의 무게 처벌없이 이러한 거래를 관리할 수 있습니다.

3. 재료와 그 특정 역할

단일 섬유 형태는 반도체 장비 문제를 해결하지 않습니다.올바른 답은 보통 조합이며, 역할을 이해하는 것이 작업 디자인과 비싸는 디자인을 분리하는 것입니다.

3.1 정밀 구조를 위한 탄소 섬유 판

가공된 및 准동성형 탄소 섬유 판은 단계, 브래켓, 스페이서 블록 및 측정 구성원에 대한 선택적인 재료입니다.반동성형 레이업은 낮고 통제가능한 CTE를 가진 예측 가능한 평면 내부 刚도를 제공하며, 플레이트는 알루미늄과 동일한 도구 정밀도로 가공, 교련 및 결합될 수 있습니다.

3.2 탄소 섬유 관 및 Pultruded 프로파일

풀트루드 탄소 섬유 튜브와 구조적 프로파일은 풀트Pultrusion은 공구가 일련으로 구축되고 모든 단위가 동일하게 행동해야 할 때 중요한 인증된 반복 가능한 단면을 생산합니다.튜브는 또한 경량이고 단단한 링크와 공장 내부의 자동화된 재료 처리 장비의 프레임에 사용됩니다.

3.3 탄소 섬유 Prepreg 및 직물

기하학이 복잡하거나 일회적인 경우 - 모양의 모모모양의 형형형태, 센서 하우징, 모양형 지원 - 형 위에 배치된 탄소 섬유 프리프레그는 가장 높고 가장 일관된 섬유 볼륨 분수와 라미네이트 아키텍처의 가장 단단한 제어를 제공합니다.수지 주입을 가진 건조한 탄소섬유 직물은 더 큰, 낮은 부품에 대한 더 경제적인 경로를 제공합니다.둘 다 라미네이트를 로컬로 조정할 수 있도록 허용하며, 부하 경로가 요구하는 곳에 정확히 경고성을 추가합니다.

3.4 견고성과 절연성을 위한 아라미드 섬유

아라미드 섬유는 복합 부품이 처리 장비 또는 인간 운영자를 만날 때 충격 및 마모 저항을 가져옵니다. 그리고 그것은 자연스럽게 전기적으로 절연하고 열적으로 안정적입니다.아라미드 직물과 아라미드 필라멘트는 종종 합성 표면을 합합합성화로부터 보호하기 위해 하이브리드 라미네이트에서 사용되며, 민감한 전자 제품 근처에서 전기 대립이 필요한 분리 요소로 사용됩니다.디자인이 전도성 입자를 전전전도하지 않고 충격에 저항하는 표면이 필요한 경우, 아라미드가 풍부한 외부 층은 실용적인 답변입니다.

3.5 열 및 화재 보호를 위한 사전 산화 섬유

반도체 도구에는 고온에 도달하는 히터, 반반도체 반도체 및 공정 방이 포함되어 있으며 주변 구조는 열적으로 안정적이고 전기적으로 비전도성이 있는 보호가 필요합니다.전산화 섬유 (PANOX) 전전산화 섬유 (PANOX) 전전산화 섬유 (PANOX) 전전전산화 섬유 (PANOX) 전전전산화된 섬유 (PANOX) 필트, 직물 및 실사는 일반적인 유기 직물의 탄화와 분해없이사전 산화된 섬유 구성 요소는 가열 된 열열 장벽, 그리고 도구 전전투 안에 있는 케이블링 및 공기 압축 라인 내부에 대한 화재 보호로 사용됩니다.

4. 응용 프로그램 선택 매트릭스

아래 표는 일반 반도체 장비 의무 포인트를 권장 된 섬유 제품 형태와 제공하는 주요 특성으로 매핑합니다.그것은 첫 번째 통행 가이드로 의도되어 있습니다;최종 재료 선택은 실제 부하 경로, 열 예산 및 청결성 사양에 대해 확인해야합니다.

매트릭스는 엔지니어링의 대체가 아닌 출발점입니다. 비슷한 두 가지 의무 포인트는 진동 모드 모양, 열 gradient 및 청결성 클래스를 고려하면 다른 섬유 아키텍처가 필요할 수 있습니다.

5. 엔지니어링 케이스: 왜 합성은 여기에 금속을 치는가

반도체 장비 구매자는 자료에 돈을 절약하기 위해 탄소 섬유를 거의 선택하지 않습니다.기계의 성능 기기능은 다른 방법으로 도달할 수 없기 때문에 그것을 선택합니다.

5.1 오버레이 정직하게 유지하는 열 안정성

오버레이 오류는 고급 lithography에서 가장 비싸는 단일 결함 클래스입니다.온도 변동에서 몇 마이크로미터라도 성장하는 구조는 그것이 프로젝트하는 이미지를 변화시킬 것입니다.CTE가 0에 접근하거나 reticle 또는 wafer 참조와 일치하도록 라미네이트를 엔지니어링함으로써 탄소 섬유는 사실 후 소프트웨어에서 수정하려는 대신 예산에서 전체 오류 용어를 제거합니다.

5.2 통과량을 위한 5.2 단단함과 5 5.2 Rightness and Damping for Throughput

도구 처리량은 단계가 얼마나 빨리 움직이고 정착할 수 있는지에 따라 지배됩니다.높은 특정 강도로 인해 구조는 낮은 질량에서 단단하게 유지되며, 복합물의 내재적 인 고고감은 그렇지 않으면 더 긴 정착 지연을 강요할 수 있는 잔류 진동을 억제합니다.그 결과는 더 빠르고 더 정확한 기계입니다. 바로 업계가 지불하는 조합입니다.

5.3 청결성과 비자기 행동

청소실 내에서 가스를 방출, 부식 또는 입자를 청청소실 내에서 그 기계적 특성에 관계없이 책임이 있습니다.올바른 수지 시스템과 표면 마무리를 가진 CFRP는 비활성이며 적적합하지 않으며 강철 움직이는 부품이 생성할 수 있는 금속 마모 쓰레기를 생성하지 않습니다.그것의 비자기 특성은 또한 철자기 구조가 광선을 왜곡시킬 수 있는 전자 및 이온 광선 열 근처에서 필수적입니다.

5.4 도구 세대에 걸쳐 수명주기 비용

Fab 도구는 종종 여러 프로세스 노드를 통해 수년 동안 실행될 것으로 예상되며, 중단 시간은 손실 된 웨이퍼 시작으로 측정됩니다.기하학을 유지하고, 부식하지 않고, 열 드리프트에 대해 주기적으로 재校准할 필요가 없는 구조는 소유 비용을 구매 가격을 훨씬 넘어 줄입니다.수백만 달러의 비용이 걸릴 수 있는 기계에게는 안정성의 경제가 결정적인 것입니다.

6. 제조 및 품질 고려 사항

반도체 장비의 복합 부품은 일반 산업 작업보다 훨씬 엄격한 공용력과 문서 표준을 준수하고 있으며 제조 경로는 재료만큼 중요합니다.

• 레이업 디자인: 라미네이트는 실제 부하 경로와 열 gradient를 위해 설계되어 있음을 확인하십시오. 단순히 그것이 대체하는 금속 부분에서 복사되지 않습니다.

• CTE 일치: 복합물의 확장이 전체 작동 온도 대역에서 참조 구조 또는 웨이퍼와 일치한다는 것을 확인합니다.

• 수지 및 outgassing: 낮은 방출 가스를 가진 수지 시스템을 선택하고 클린룸 및 진공 요구 사항에 따라 검증합니다.

• 청결성과 끝: 부품이 결함 원인이 되지 않도록 가장자리 밀봉, 표면 처리 및 입자 제어를 지정합니다.

• 측정 및 추적: 문서화된 섬유 내용, 레이아웃 스케줄 및 배달 된 부품까지 추적 가능한 차원 검사가 필요합니다.

• 결합 및 고정: 금속과 galvanic 결합을 피하고 열 주기를 통해 볼트 미리 부하를 안정적으로 유지하기 위해 관절을 디자인 합니다.

• 수리 가능성: 가능한 경우 결합 패치 수리 계획, 따라서 작은 손상 사건은 비싸운 조립을 스크립하지 않습니다.

7. 차세대 도구를 형성하는 추세

여러 힘이 탄소섬유를 반도체 장비로 더 깊이 밀고 있습니다.첫째는 프로세스 노드의 지속적인 수축이며, 매세대마다 오버레이와 중요한 차원 예산을 단단하고 열 안정성을 협상할 수 없게 만듭니다.두 번째는 높은 NA EUV lithography의 상승이며, 더 큰 광학과 더 단단한 포용력은 무대와 프레임 刚도에 더 큰 요구를 제기합니다.셋째는 고급 포장 및 3D 통합의 성장이며, 이는 웨이퍼 처리 및 검사 단계를 증가시키고 따라서 가량하고 빠르고 깨끗한 처리 하드웨어에 대한 수요를 증가시킵니다.마지막으로, 복합 반도체 및 전력 장치 제조의 확장은 새로운 공정 온도와 새로운 방 환경을 가져왔으며, 탄소 섬유 구조와 함께 사전 산화된 섬유와 아라미드 절연기의 역할을 확장했습니다.어떤 경우에도 활성화 된 테마는 동일합니다: 단단하고 가량하고 차원적으로 안정적이고 깨끗한 재료입니다.

상하이 탄체인 새로운 재료 기술은 고급 장비 프로그램 뒤에 완전한 섬유 스택을 공급합니다. 탄소 섬유 전구체 및 필라멘트, 탄소 섬유 스테이플, 직물, 프리프레그, 플레이트, 튜브, 풀트루드 프로필 및 완료 복합 부품, 아라미드 필라멘트, 아라미드 직물 및 필라멘트, 스테이플, 원사, 전체 필트 및 직물작업이 프로토타입 웨이퍼 단계, 측정 프레임 재설계 또는 하드웨어 처리를 위한 생산 프로그램이든, 우리 팀은 재료 형태, 섬유 아키텍처 및 수지 시스템에 대한 조언을 제공할 수 있습니다.우리의 탄소 섬유 제품 범위를 검색하거나 다음 반도체 장비 프로젝트에 대한 사양 토론을 위해 문의를 보내십시오.