โซลูชั่นไฟเบอร์คาร์บอนสำหรับอุปกรณ์ผลิตเซมิคอนดักเตอร์

คาร์บอนไฟเบอร์ในอุปกรณ์ผลิตเซมิคอนดักเตอร์เป็นหนึ่งในการใช้งานวัสดุที่ต้องการมากที่สุดในอุตสาหกรรมที่ทันสมัย เพราะเครื่องมือที่ทำชิปถูกตัดสินโด ขั้นตอนการวาดลิโธ, หุ่นยนต์จัดการเวเฟอร์, สายการปลูกไอออน หรือกรอบวิทยาศาสตร์ไม่สามารถทนต่อการเลื่อนไหวจากความร้อน, การสั่นสะเทือนหรือการปนเปื้อนอนุภาคที่วัสดุโครงสร้างธรร โพลิเมอร์ที่เสริมสร้างด้วยคาร์บอนไฟเบอร์ (CFRP) รวมกับอารามิดและส่วนประกอบไฟเบอร์ที่ถูกออกซิไดซ์ก่อน ได้กลายเป็นส่วนที่เงียบสงบหลังเครื่องจั คู่มือนี้ตรวจสอบวิธีการทํางานของอุปกรณ์กึ่งตัวนำคาร์บอนไฟเบอร์ในปฏิบัติ - ส่วนโดยส่วน, จากเวทีเวเฟอร์ถึงเพดานห้องสะอาด - และทำไมไฟเบอร์ที่มีประสิทธิภาพสูงกลายเป็

1. ทำไมอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ตั้งความต้องการวัสดุที่ยากที่สุด

การผลิตเซมิคอนดักเตอร์ เป็นอุตสาหกรรมที่ได้รับการกําหนดโดยความขัดแย้ง: มันทำงานที่ขนาดใหญ่ แต่เกือบทุกมิติที่สำคัญก็เล็ก ๆ เวเฟอร์เดียวสามารถมีทรานซิสเตอร์หลายสิบพันล้านตัว และแต่ละขั้นตอนการสร้างรูปแบบต้องจัดเรียงกับชั้นก่อนหน้านี้ภายในเส้นส่วนหนึ่งนาโนเมตร การซ้อนผ้า มิติที่สําคัญ และผลผลิต ทั้งหมดจะลดลงในขณะที่เรขาคณิตของเครื่องจักรเปลี่ยนแปลง และเรขาคณิตเปลี่ยนแปลงใดก็ตามที่โครงสร้างขยาย สั่นสะเทือน หร

นั่นสร้างความต้องการวัสดุสี่อย่างที่โลหะทั่วไปต่อสู้ที่จะตอบสนองพร้อมกัน:

• ความมั่นคงของมิติ: เครื่องมือต้องรับรูปร่างของมันในการสว่างอุณหภูมิ, การรอบความร้อน และชั่วโมงการทํางานที่ยาวนาน สัมประสิทธิการขยายความร้อน (CTE) ต้องใกล้กับศูนย์ หรืออย่างน้อยตรงกับการอ้างอิงทางวิทยา

• ความแข็งแรงเฉพาะสูง: โครงสร้างต้องต้านทานการบิดและการสั่นสะเทือน โดยไม่ต้องเพิ่มมวลที่จะช้าลงเวที, โหลดเซอร์โว, หรือลงในความถี่ต่ำ resonance.

• ความสะอาด: ไม่มีการปล่อยก๊าซ ไม่มีการไหล่ ไม่มีขยะโลหะที่อาจกลายเป็นข้อบกพร่องของอนุภาคบนพื้นผิวเวเฟอร์

• การลดการสั่นสะเทือนและการควบคุมแบนด์วิดธ์: เครื่องจักรต้องติดตั้งอย่างรวดเร็วหลังจากทุกการเคลื่อนไหว เพื่อให้การผลิตและความแม่นยำไม่ได้รับการซื้อขายกันและกัน

CFRP ตอบทั้งสี่ ความแข็งของเฉพาะของมันมากกว่าเหล็กหรืออลูมิเนียมหลายเท่า CTE ของมันสามารถออกแบบให้ใกล้ศูนย์หรือจับคู่กับซิลิคอน มันไม่กัดกร่อนในสภาพแวดล้อมเคมีห้องสะอาด และการลดความเสียหายภายในของมันฆ่าการ

2. ที่คาร์บอนไฟเบอร์ปรากฏภายในเครื่องมือ Fab

อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์เป็นระบบของระบบ และคาร์บอนไฟเบอร์ได้ย้ายเข้าสู่เกือบทุกระบบย่อย ที่การเคลื่อนไหว ความมั่นคงความร้อน หรือเศรษฐกิจโครงสร้าง

2.1 เวทีเวเฟอร์และแพลตฟอร์มตั้งตำแหน่ง

ขั้นตอนเวเฟอร์เป็นหัวใจของเครื่องมือแกะสลักหรือการตรวจสอบใด ๆ มันเร่งด้วยแรง g หลาย ๆ ครั้ง เดินทางหลายร้อยมิลลิเมตรในมิลลิวินาที และต้องตั้งอยู่ที่ความแม่นยำนาโนเมตรหลังจากนั้น ทุกกิโลกรัมของมวลเวทีจะต้องเร่งและเบรคดังนั้นมวลจะถูกแปลงโดยตรงเป็นผลผลิตที่สูญเสียและพลังงานที่เสีย โครงสร้างเวทีคาร์บอนไฟเบอร์ที่มักสร้างขึ้นจากแผ่นไฟเบอร์คาร์บอนและท่อไฟเบอร์คาร์บอนที่ผูกพันด้วย CTE ที่ตรงกัน ให้ความแข็งแรงที่วงควบคุมต้องการในขณะที่ตัดม

2.2 โครงสร้างประตูและสะพาน

เหนือเวทีนั่งอยู่บน gantry: คานยาวที่มีหัวแสง, เซ็นเซอร์ตรวจสอบ หรืออาร์เรย์โซบผ่านความกว้างเวเฟอร์เต็ม มันเป็นปัญหาคลาสสิกของความแข็งและน้ำหนัก คาร์บอนไฟเบอร์ gantry คาร์บอนไฟเบอร์ gantry คาร์บอนไฟเบอร์ gantry คาร์บอนไฟเบอร์ gantry คาร์บอนไฟเบอร์ gantry คาร์บอนไฟเบอร์ gantry คาร์บอนไฟเบอร์ gantry คาร์บอนไฟเบอร์ gantry คาร์บอนไฟเบอร์ gantry คาร การเปลี่ยนแปลงเดียวนั้น ทําให้วิศวกรสามารถใช้เครื่องมือได้เร็วขึ้น โดยไม่ต้องสั่นสะเทือนโครงสร้างที่น่าตื่นเต้น และมันยังคงช่วยให้ระยะหัวไปย

2.3 กรอบวิทยาและโครงสร้างอ้างอิง

เฟรมวิทยาการวัด กําหนดเรขาคณิตที่ทุกอย่างอื่นถูกวัด ดังนั้นความมั่นคงของพวกเขาคือความมั่นคงของเครื่องทั้งหมด เฟรม CFRP น่าสนใจ เพราะการขยายของมันสามารถปรับไปยังศูนย์ ตรงกับการขยายต่ำของวาเฟอร์ซิลิคอนตัวเอง ที่กรอบต้องติดต่อกับเครื่องชั่งกระจก เครื่องวัดอินเตอร์เฟอร์เมตรเลเซอร์ หรือเซ็นเซอร์ความจุ แผ่นคาร์บอนไฟเบอร์ที่ขยายตัวที่ตรงกัน ช่วยให้การอ่านซื่อสัตย

2.4 หุ่นยนต์จัดการเวเฟอร์และอุปกรณ์เอนด์เอฟเฟคเตอร์

หุ่นยนต์โอนเวเฟอร์เคลื่อนย้ายเวเฟอร์ที่ละเอียดอ่อนและแพงระหว่างห้องกระบวนการด้วยความเร็วสูง และผลสิ้นสุดของพวกเขาต้องเบา แข็ง และสะอาดอย่างสมบูรณ์ ใบมีดอิเฟคเตอร์ปลายไฟเบอร์คาร์บอนมีความแข็งแรงพอที่จะยึดเวเฟอร์แบน 300 มม. ภายใต้การเร่ง, เบาพอที่จะหลีกเลี่ยงการลดลงและการสั่นสะเทือน, และไม่มีการสึกหรอที่สร้างอนุภาคที่ใ โลจิกเดียวกันก็ใช้กับพินยก, ผู้ถือใบมีด และโอนแขนทั่วเครื่องมือคลาสเตอร์

2.5 ห้องสูญญากาศ, Beamlines และ Ion Implantation Hardware

ภายในสภาพแวดล้อมสูญญากาศและสายแสง คาร์บอนไฟเบอร์และส่วนประกอบคอมโพสิตไฮบริดลดมวลการเคลื่อนที่ใกล้เคียงกับเซ็นเซอร์ที่ละเอียดอ่อน และให้โครงสร้างสนั การปลูกไอออนและระบบลำแสงอิเล็กทรอน มีความไวต่อโครงสร้างแม่เหล็กหรือการนำไฟใด ๆ ที่อาจรบกวนลำแสง และต่อการลอยความร้อนใด ๆ ที่อาจจัดเรียงรูผิด โครงสร้างคอมโพสิตที่มีสถาปัตยกรรมไฟเบอร์ที่ควบคุมอย่างรอบคอบช่วยให้สามารถจัดการการแลกเปลี่ยนเหล่านี้ได้โดยไม่ต้องลงโทษน้ำหนักของช

3. วัสดุและบทบาทเฉพาะของพวกเขา

ไม่มีรูปแบบใยไฟเบอร์เดียวที่จะแก้ปัญหาอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ คำตอบที่ถูกต้องคือการรวมกัน และความเข้าใจบทบาทคือสิ่งที่แยกการออกแบบการทำงานจากการออกแบบที่แพง

3.1 แผ่นคาร์บอนไฟเบอร์สำหรับโครงสร้างที่แม่นยำ

แผ่นคาร์บอนไฟเบอร์ที่ใช้เครื่องจักรและแผ่นเกือบ isotropic เป็นวัสดุที่ใช้ได้สําหรับขั้นตอน, วงเล็บ, บล็อกระยะทางและสมาชิกวิทยา. การจัดตั้ง Quasi-isotropic ให้ความแข็งแรงในพื้นที่ที่คาดการณ์ได้ด้วย CTE ต่ำและควบคุมได้ และแผ่นสามารถจักร เจาะและติดได้ด้วยความแม่นยำของเครื่องมือเดียวกับอลูมิเนียม แต่ไม่ต้องขยายความร้อนและไม่มีความเส

3.2 ท่อไฟเบอร์คาร์บอนและโปรไฟล์ Pultruded

ท่อไฟเบอร์คาร์บอน Pultruded และโปรไฟล์โครงสร้างให้สมาชิกที่ยาวและมีส่วนคงที่สําหรับ gantries, แขนหุ่นยนต์และรางสนับสนุน Pultrusion ผลิตตัดขวางที่ได้รับการรับรอง และสามารถซ้ำได้ ซึ่งสำคัญเมื่อเครื่องมือสร้างขึ้นในชุด และทุกหน่วยต้องพฤติกรรมเหมือนกัน ท่อยังใช้สำหรับการเชื่อมโยงที่มีน้ำหนักเบาและแข็ง และสำหรับเฟรมอุปกรณ์จัดการวัสดุอัตโนมัติภายในโรงงาน

3.3 คาร์บอนไฟเบอร์ Prepreg และผ้า

เมื่อเรขาคณิตมีความซับซ้อนหรือเป็นครั้งเดียว ผ้าหุ้มรูปร่าง, ที่อยู่อาศัยของเซ็นเซอร์, การสนับสนุนรูปร่าง การวางไฟเบอร์คาร์บอนที่วางไว้บนแม่พิมพ์ให้ส่วนส่วนปริมาณ ผ้าใยคาร์บอนแห้งที่มีการแช่เรซิน ให้เส้นทางที่ประหยัดมากขึ้นสําหรับชิ้นส่วนขนาดใหญ่และปริมาณต่ำ ทั้งสองช่วยให้ลามิเนตได้รับการปรับในท้องถิ่น เพิ่มความแข็งแรงตรงที่ที่เส้นทางการโหลดที่ต้องการมัน

3.4 ไฟเบอร์อารามิดสำหรับความแข็งแรงและฉนวน

ไฟเบอร์อารามิดนําความต้านทานต่อการกระแทกและการขัดข่วนที่ชิ้นส่วนคอมโพสิตพบกับอุปกรณ์จัดการหรือผู้ดําเนินการของมนุษย์ และมันฉนวนไ ผ้าอารามิดและเส้นใยอารามิดถูกใช้บ่อยในลามิเนตไฮบริดเพื่อปกป้องพื้นผิวคอมโพสิตจากการแตก และเป็นองค์ประกอบแยกที่จําเป็นการยืนไฟฟ้าใกล้กับอิเล็ เมื่อการออกแบบต้องการพื้นผิวที่ต้านทานการกระแทกโดยไม่ต้องปล่อยอนุภาคที่นำไฟฟ้า ชั้นนอกที่อุดมไปด้วยอารามิดเป็นคำตอบที่ปฏิบัติ

3.5 ไฟเบอร์ก่อนออกไซด์สำหรับการป้องกันความร้อนและไฟ

เครื่องมือกึ่งตัวนำมีเครื่องทำความร้อน, ชัค และห้องประมวลผลที่ถึงอุณหภูมิสูง และโครงสร้างรอบต้องการการป้องกันที่มีเสถียรภาพทางความร้อนและไม่นําไฟฟ้า เส้นใยก่อนออกซิไดด์ (PANOX) รู้สึกผ้าและเส้นด้ายให้ความต้านทานไฟและฉนวนกันอุณหภูมิสูงโดยไม่ต้องถ่านและสลายของผ้าอินทรีย์ทั่วไป ส่วนประกอบไฟเบอร์ที่ถูกออกซิไดซ์ก่อนจะใช้รอบชัคที่ร้อน, ในอุปสรรคความร้อน, และเป็นการป้องกันไฟสำหรับสายเคเบิลและสายนิวเมติกภายในซองจดหมายเครื่

4. แมทริกซ์การเลือกการใช้งาน

ตารางด้านล่างแสดงจุดหน้าที่ทั่วไปของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ไปยังรูปแบบผลิตภัณฑ์ใยที่แนะนำและคุณสมบัติหลักที่มันส่ง มันมีวัตถุประสงค์เป็นคู่มือผ่านครั้งแรก การเลือกวัสดุสุดท้ายควรยืนยันจากเส้นทางการโหลดที่แท้จริง งบประมาณความร้อนและข้อกำหนดความสะอาด

แมทริกซ์เป็นจุดเริ่มต้น ไม่ใช่แทนที่วิศวกรรม สองจุดหน้าที่คล้ายกันอาจต้องใช้สถาปัตยกรรมไฟเบอร์ที่แตกต่างกันเมื่อคำนึงถึงรูปร่างโหมดการสั่นสะเทือน

5. กรณีวิศวกรรม: ทำไมคอมโพสิตตีโลหะที่นี่

ผู้ซื้ออุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ไม่ค่อยเลือกคาร์บอนไฟเบอร์เพื่อประหยัดเงินในวัสดุ พวกเขาเลือกมันเพราะซองจดหมายการทํางานของเครื่องไม่สามารถเข้าถึงได้ในทางอื่น

5.1 ความมั่นคงด้านความร้อนที่ช่วยให้การซ้อนซ้อนซื่อสัตย์

ความผิดพลาดในการซ้อนกันเป็นชั้นข้อบกพร่องที่แพงที่สุดในการวาดลายลิโทگراฟีที่ก้าวหน้า โครงสร้างที่เติบโตแม้แต่ไม่กี่ไมโครเมตร บนการสวิงอุณหภูมิ จะเปลี่ยนภาพที่มันฉายออก โดยการวิศวกรรมลามิเนตเพื่อให้ CTE เข้าถึงศูนย์ หรือเข้ากับการอ้างอิงหรือเวเฟอร์ คาร์บอนไฟเบอร์จะลบคำผิดพลาดทั้งหมดจากงบประมาณแทนที่จะพยายามแก้ไขในซอฟ

5.2 ความแข็งและการลดความเสียหายสำหรับการผ่าน

การผลิตของเครื่องมือถูกควบคุมโดยความเร็วที่ขั้นตอนสามารถเคลื่อนไหวและจากนั้นจะตั้งอยู่ ความแข็งแรงเฉพาะสูงทําให้โครงสร้างยังคงแข็งที่มวลต่ำ และการลดความเสียหายที่เป็นธรรมชาติของคอมโพสิตยับยั้งการสั่นสะเทือนที่เหลือที่มิฉะนั้นจะบั ผลลัพธ์คือเครื่องจักรที่เร็วขึ้นและแม่นยำขึ้น ซึ่งเป็นการรวมตัวที่อุตสาหกรรมจ่ายให้

5.3 ความสะอาดและพฤติกรรมที่ไม่ใช่แม่เหล็ก

ภายในห้องสะอาด วัสดุที่ปล่อยก๊าซ กัดกร่อน หรือปล่อยอนุภาค เป็นความรับผิดชอบโดยไม่คำนึงถึงคุณสมบัติทางกลของมัน CFRP ที่มีระบบเรซินที่เหมาะสมและพื้นผิวเสร็จสิ้นเป็นเหยียบ ไม่สนิม และไม่ผลิตเศษโลหะที่สึกหรอที่ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวเหล็กสามารถสร้างได้ ลักษณะที่ไม่ใช่แม่เหล็กของมันยังเป็นสิ่งจำเป็นใกล้กับคอลัมน์ลำแสงอิเล็กทรอนและไอออน ที่โครงสร้างแม่เหล็กเหล็กจะบิดเบือนลำแส

5.4 ค่าใช้จ่ายระยะอายุการใช้งาน

เครื่องมือ fab คาดว่าจะทำงานเป็นเวลาหลายปี, มักจะผ่านหลายโหนดกระบวนการ, และเวลาหยุดใช้งานจะถูกวัดในการเริ่มต้นวาเฟอร์ที่หายไป. โครงสร้างที่ถือเรขาคณิตของมัน ไม่กัดกร่อน และไม่จําเป็นต้องปรับระดับใหม่เป็นระยะต่อความร้อนลดค่าใช้จ่ายในการเป็นเจ้าของมากกว่าราคาซื้อ สําหรับเครื่องจักรที่มีค่าใช้จ่ายเป็นล้านดอลลาร์ เศรษฐกิจของความมั่นคงเป็นสิ่งที่สําคัญ

6. การพิจารณาการผลิตและคุณภาพ

ชิ้นส่วนคอมโพสิตสําหรับอุปกรณ์กึ่งตัวนำถูกยึดตามมาตรฐานความอดทนและเอกสารที่เข้มงวดกว่าการทำงานอุตสาหกรรมทั่วไป และเส้นทางการผลิตมีความสำคัญ

• การออกแบบการวาง: ยืนยันว่าลามิเนตถูกออกแบบมาสําหรับเส้นทางการโหลดที่แท้จริงและความเชื่อมโยงความร้อน ไม่เพียงแค่คัดลอกจากชิ้นส่วนโลหะที่มันแท

• การจับคู่ CTE: ตรวจสอบว่าการขยายของคอมโพสิตตรงกับโครงสร้างอ้างอิงหรือเวเฟอร์ทั่ววงอุณหภูมิการทำงานเต็ม

• เรซินและการออกก๊าซ: เลือกระบบเรซินที่มีการปล่อยก๊าซต่ำ และตรวจสอบมันตามความต้องการของห้องสะอาดและสูญญากาศ

• ความสะอาดและเสร็จสิ้น: ระบุการปิดผนึกขอบ การรักษาพื้นผิว และการควบคุมอนุภาค เพื่อให้ชิ้นส่วนไม่กลายเป็นแหล่งข้อบกพร่อง

• วิทยาการวัดและการติดตาม: ต้องการเนื้อหาเส้นใยที่มีเอกสาร ตารางการจัดตั้ง และการตรวจสอบขนาดที่สามารถติดตามได้ไปยังส่วนที่จัดส่ง

• การยึดและยึด: ออกแบบข้อต่อเพื่อหลีกเลี่ยงการเชื่อมต่อgalvanic กับโลหะและเพื่อให้การโหลดก่อนสลักเกลียวมีเสถียรภาพในวงจรความร้อน

• การซ่อมแซม: แผนสำหรับการซ่อมแซมแพทช์ที่ผูกพันที่เป็นไปได้ ดังนั้นเหตุการณ์ความเสียหายเล็กน้อยจะไม่ขยะการประกอบแพง

7. แนวโน้มที่สร้างรูปร่างเครื่องมือรุ่นต่อไป

หลายกำลังกําลังผลักดันไฟเบอร์คาร์บอนลึกเข้าสู่อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ ครั้งแรกคือการหดตัวอย่างไม่หยุดหยุดของโหนดกระบวนการ ซึ่งช่วยให้การซ้อนและงบประมาณที่สําคัญในทุกรุ่น และทําให้ความมั่นคงของความร้อนไม่สามารถเจรจา ที่สองคือการเพิ่มขึ้นของ lithography EUV NA สูง ซึ่งมีออปติกที่ใหญ่กว่าและความอดทนที่เข้มงวดกว่า ทําให้ความต้องการมากขึ้นในเวทีและความแข็งแรงของกรอบ ที่สามคือการเติบโตของบรรจุภัณฑ์ที่ก้าวหน้าและการบูรณาการ 3 มิติ ซึ่งคูณขั้นตอนการจัดการและตรวจสอบเวเฟอร์ และดังนั้นความต้องการของฮาร์ดแวร์ ในที่สุด การขยายการผลิตเซมิคอนดักเตอร์และอุปกรณ์พลังงาน นําอุณหภูมิกระบวนการใหม่และสภาพแวดล้อมห้องใหม่ ขยายบทบาทของไฟเบอร์ก่อนออกซิไดซ์และฉนวนอารามิดพร้อมกั ในทุกกรณีหัวข้อที่ทำให้เป็นไปได้เป็นเดียวกัน: วัสดุที่แข็ง, เบา, มีเสถียรภาพและสะอาด.

เทคโนโลยีวัสดุใหม่เซี่ยงไฮ้ Tanchain จัดหาซ้อนเส้นใยที่สมบูรณ์หลังโปรแกรมอุปกรณ์ที่ก้าวหน้า สารล่วงหน้าและเส้นใยคาร์บอน, เส้นใยคาร์บอนหลัก, ผ้า, prepreg, แผ่น, ท่อ, โปรไฟล์ pultruded และชิ้นส่วนคอมโพสิตเสร็จสิ้น, พร้อมกั ไม่ว่าหน้าที่จะเป็นขั้นตอนเวเฟอร์ต้นแบบ การออกแบบใหม่กรอบวิทยา หรือโปรแกรมการผลิตสําหรับการจัดการฮาร์ดแวร์ ทีมงานของเราสามารถให้คำแนะนำเกี่ยวกับรูปแบบวัสดุ สถาปัตยกรร ดูชุดผลิตภัณฑ์คาร์บอนไฟเบอร์ของเรา หรือส่งคำถามสําหรับการหารือเกี่ยวกับข้อกำหนดเกี่ยวกับโครงการอุปกรณ์กึ่งตัวนำต่อไป