Vafeļu apstrādes robots var pārvietoties tikai dažus simtus milimetru vienlaikus, bet tā darbs atrodas pusvadītāju iznākuma centra tuvumā. Tas ielādē vafeles procesa kamerās, pārvieto tās starp stacijām, atbalsta pārbaudes secības un atkārto to pašu kustību tūkstošiem ciklu. Neliela pozicionēšanas kļūda, nestabils gala efektors, virsmas defekts vai dažas nevēlamas daļiņas var pārvērst parasto apstrādes darbību par dārgu procesa pārtraukumu.
Šī iemesla dēļīpaši{0}}precīzas keramikas sastāvdaļaskļūst arvien svarīgāki pusvadītāju iekārtās.
Keramikas vafeļu{0}}daļas nav jaunas. Alumīnija oksīds, silīcija karbīds, safīrs un ar to saistītā inženierijas keramika ir izmantota pusvadītāju apstrādē gadiem ilgi. Izmaiņas ir prasību līmenī. Mazākas ierīču ģeometrijas, lielāki vafeļu formāti, lielāka caurlaidspēja, stingrāki tīrās telpas standarti un arvien automatizētākas iekārtas uzliek lielāku atbildību par vafeļu-apstrādes aparatūru.
Pusvadītāju iekārtu nākotni nenoteiks tikai viens materiāls. Tas būs atkarīgs no rūpīgi integrētām konstrukcijām-precīza granīta, minerālu lējuma, metāla, stikla, oglekļa šķiedras un keramikas-, kuras katra tiks izmantota tur, kur tā fizikālajām īpašībām ir jēga. Vafeļu pārneses un vafeļu -kontaktu komponentiem keramika bieži nodrošina praktisku līdzsvaru starp stingrību, tīrību, termisko stabilitāti, elektrisko izturēšanos un nodilumizturību.
Vafeļu{0}}apstrādes izaicinājums
Vafele ir plāna, vērtīga un jutīga.
Pulētajā virsmā var būt aktīvas ierīces struktūras, smalkas plēves vai raksta slāņi, kas nevar paciest skrāpējumus, daļiņas, elektrostatisko izlādi vai nekontrolētu kontaktu. Tāpēc pusvadītāju vafeļu{1}}apstrādes sistēmām vienlaikus jāpārvalda vairāki riski:
Mehāniskā novirze paātrinājuma un palēninājuma laikā
Kontakta bojājumi vafeļu malās vai aizmugurējās atbalsta vietās
Daļiņu veidošanās no nodiluma, noberšanās vai virsmas degradācijas
Elektrostatiskā lādiņa uzkrāšanās
Termiskā kustība pārvietošanas laikā apsildāmās vai vakuuma procesa zonās
Ķīmiskā iedarbība uzklāšanas, kodināšanas, tīrīšanas vai saistītos procesos
Ilgtermiņa{0}}dimensiju novirze pēc atkārtotiem kustību cikliem
Gala efektori-ko bieži sauc par vafeļu asmeņiem, vafeļu dakšām, keramikas pirkstiem vai vafeļu pārneses svirām-ir robota funkcionālās "rokas". Tiem jābūt pēc izmēriem precīziem, termiski stabiliem, gludiem un pietiekami nodilumizturīgiem, lai pārsūtītu vafeles, neradot daļiņu piesārņojumu.coorstek
Tāpēc vafeļu{0}}apstrādes komponents nav tikai robota piederums. Tā ir kontrolēta saskarne starp kustīgu mašīnu un augstas -vērtības pusvadītāju substrātu.
Kāpēc precīzā keramika ir piemērota lietojumam
Alumīnija oksīds un silīcija karbīds ir plaši izplatīti materiāli keramikas plāksnīšu{0}}apstrādes komponentiem, lai gan materiālu izvēle ir atkarīga no procesa vides un mehāniskās konstrukcijas.
Alumīnija oksīda keramika, īpaši augstas{0}}tīrības pakāpes, tiek plaši izmantota, jo tā piedāvā elektrisko izolāciju, nodilumizturību, ķīmisko stabilitāti, cietību un praktisku izmaksu{1}}veiktspējas līdzsvaru. To var izgatavot gala efektoros, vakuumpatronās, vadotnes elementos, izolatoros, vafeļu laivās, gredzenos un pielāgotos konstrukcijas komponentos. Augstas -tīrības pakāpes alumīnija oksīdu izmanto arī pusvadītāju iekārtās, kur nepieciešama stingrība un nodilumizturība.
Silīcija karbīda keramika tiek izvēlēta, ja nepieciešama lielāka stingrība, mazāka termiskā izplešanās, lielāka nodilumizturība vai stingrāka temperatūras un ķīmiskā veiktspēja. Tā augstais Janga modulis palīdz ierobežot novirzi garās, slaidās gala efektora ģeometrijās. Vafeļu pārneses svirai mazai novirzei ir nozīme, jo pat neliela vertikāla kustība galā var ietekmēt plāksnīšu atstarpi kasetēs, iekraušanas portos, procesa kamerās vai pārbaudes iekārtās.
Sapphire var izmantot arī specializētiem rokturiem un gala{0}}efektoriem, jo tas ir karstumizturīgs, plazmas pretestība un virsmas veiktspēja prasīgās pusvadītāju vidēs.
Nekādu materiālu izvēli nevajadzētu izdarīt tikai no īpašumu saraksta. Alumīnija oksīds var būt praktiskāks risinājums daudziem standarta vafeļu{1}}pārnešanas modeļiem. Silīcija karbīds var attaisnot tā augstākās izmaksas un lielāku apstrādes sarežģītību, ja dominē stingums, temperatūras spēja vai ķīmiskā izturība. Pareizā izvēle ir atkarīga no vafeles izmēra, plecu garuma, kustības profila, vakuuma stāvokļa, elektriskajām prasībām, kontaktu konstrukcijas un tīrās telpas specifikācijas.
Daļiņu kontrole ir dizaina disciplīna
Pusvadītāju ražošanā nepietiek ar redzamu bojājumu neesamību.
Mikroskopiskas daļiņas var ietekmēt ražu, jo īpaši, ja ierīces funkcijas kļūst mazākas. Tāpēc keramikas gala efektoram jābūt konstruētam un pabeigtam, lai samazinātu abrazīvo saskari, šķembu, virsmas mikroplaisas un daļiņu izdalīšanos. Īpaši svarīga ir vafeļu-kontaktu ģeometrija. Daudzi procesi dod priekšroku tikai kontrolētai malai{4}}atbalstīšanai, lai izvairītos no saskares ar aktīvo vafeles virsmu, savukārt atbalsta virsmai ir jāpaliek gludai un stabilai atkārtotos ciklos.
Keramika piedāvā noderīgas priekšrocības salīdzinājumā ar noteiktiem metāla{0}}kontaktu dizainiem, jo tie var izvairīties no metāla piesārņojuma un nodrošina augstu nodilumizturību. Tomēr keramikas komponenti automātiski nav-bez daļiņām. Slikta apstrāde, neatbilstoša malu apdare, porainība, virsmas bojājumi vai nepiemērotas tīrīšanas metodes var radīt savus piesārņojuma riskus. Nozares avoti atzīmē, ka keramikas porainība, nodilums un mikroplaisāšana var veicināt daļiņu veidošanos, ja materiāls un apdare nav piemēroti apkalpošanas videi.
Šeit ir svarīga ļoti{0}}precīza apstrāde.
Slīpēšana nosaka ģeometriju. Pārklāšana uzlabo līdzenumu un kontakta kvalitāti. Pulēšana vai kontrolēta smalka apdare var samazināt virsmas nelīdzenumus kritiskajās saskares zonās. Tīrīšana, iepakošana un pārbaude pēc tam nosaka, vai komponents ir gatavs integrācijai, nevis nepieciešams pārstrādāt klienta tīrā ražošanas vidē.
ESD nepieciešama līdzsvarota pieeja
Elektriskā darbība ir vēl viens iemesls, kāpēc keramika bieži parādās vafeļu{0}}apstrādes iekārtās.
Standarta alumīnija oksīds ir elektriski izolējošs. Tas ir noderīgi, lai izolētu komponentus pusvadītāju instrumentos, taču izolācija vien negarantē elektrostatisko drošību. Izolējošā virsma noteiktos apstākļos var saglabāt lādiņu, un elektrostatiskā pievilcība var vilkt daļiņas pret plāksni vai radīt ESD{2}}saistītu risku jutīgām struktūrām.
Elektrostatiskā uzlāde var veicināt gan ierīces bojājumus, gan daļiņu piesaisti. Kontrole var ietvert zemējumu, jonizāciju, vadītspējīgu vai statisku -izkliedējošu materiālu sastāvu, pārklājumus, mitruma pārvaldību un procesam specifiskas ESD procedūras.
Šī iemesla dēļ ESD{0}}drošs keramikas komponents ir jānorāda pēc tā nepieciešamās elektriskās veiktspējas, nevis vienkārši jāmarķē kā "anti-statisks". Dažās vafeļu -apstrādes lietojumprogrammās tiek izmantotas statiskas-izkliedējošas keramikas formulas vai izstrādāti pārklājumi; citi izmanto izolācijas keramiku kombinācijā ar sistēmas{5}līmeņa zemējuma un jonizācijas stratēģiju. Pareizā pieeja ir jāapstiprina, salīdzinot ar klienta fab protokolu un instrumenta dizainu.
Precizitāte ir vairāk nekā keramikas detaļa
Vafeļu gala efektoru var lieliski apstrādāt, un tas joprojām darbojas slikti, ja robota roka, montāžas saskarne, iekārtas rāmis vai vides kontrole ir nestabila.
Precīzijas pusvadītāju iekārtas ir sistēma. Keramikas gala efektoram ir jāatbilst robota atkārtojamībai, vakuuma uztvērēja vai malas-balsta konstrukcijai, kustības profilam, slodzes-porta ģeometrijai un aprīkojuma bāzes strukturālajai stabilitātei. Tāpēc keramikas komponenti arvien biežāk parādās līdzās precīzām granīta pamatnēm, minerālu -liešanas konstrukcijām, precīzām metāla saskarnēm un oglekļa-šķiedras sijām.
UNPARALLELED® atbalsta precīzas keramikas komponentus kā daļu no plašāka ultra-precīzas konstrukcijas piedāvājuma, kurā ietilpst precīzs granīts, minerālu liešana, metāla apstrāde, precīzs stikls, UHPC un oglekļa-šķiedras precīzās sijas. Pusvadītāju iekārtu ražotājiem tas var vienkāršot inženiertehnisko diskusiju par atskaites virsmām, montāžas saskarnēm, vītņotiem ieliktņiem, montāžas atstarpēm un mērījumu prasībām.
Uzņēmuma pieredze ar precizitātes mērīšanas rīkiem, kontrolētām pārbaudes vidēm, elektroniskajiem līmeņiem un lāzera interferometriju nodrošina noderīgu pamatu, lai apstrādātu sarežģītu komponentu komplektu ģeometrisko pusi. Tomēr klienta tehniskajā dokumentācijā vienmēr ir jādefinē paredzētā tīrās telpas pakāpe, keramikas tīrība, virsmas apdare, daļiņu -kontroles prasības, elektriskās specifikācijas un tīrīšanas protokols.
Kas nepieciešams nākamajai paaudzei
Nākamās paaudzes pusvadītāju plāksnīšu apstrādei būs nepieciešams mazāks daļiņu risks, stingrāka pozīcijas kontrole, ātrāki cikla laiki un vairāk atkārtojama veiktspēja ilgākos apkopes intervālos. Īpaši-precīziem keramikas komponentiem būs svarīga loma, jo īpaši vafeļu gala efektoros, robotu pirkstos, vakuuma atbalsta elementos, keramikas sliedēs, izolācijas stiprinājumos, vafeļu laivās un procesa -blakus armatūrā.
Materiāls nav universāla atbilde. Tā ir rūpīgi izstrādāta atbilde prasīgam interfeisam.
Inženiertehnisko iekārtu pircējiem un kvalitātes vadītājiem kritiskie jautājumi ir skaidri: kāds ir vafeļu izmērs un apstrādes metode? Kuras virsmas saskaras ar vafeli? Kādi ir nepieciešamie deformācijas, virsmas-apdares, ESD, tīrības, ķīmiskās-noturības un pārbaudes kritēriji? Vai piegādātājs var pierādīt šo prasību kontroli no materiāla izvēles līdz galīgajam iepakojumam?
Kad atbildes uz šiem jautājumiem tiek sniegtas agri, keramikas vafeļu{0}}apstrādes sastāvdaļas kļūst par vairāk nekā izturīgām mašīnu daļām. Tie kļūst par daļu no ražas{2}}aizsardzības stratēģijas.