In der präzisen Kette der Halbleiterfertigung ist das Wafer-Transfersystem so etwas wie die „Lebensader der Chip-Produktionslinie“, und seine Stabilität und Genauigkeit bestimmen direkt die Chip-Ausbeute. Die neue Generation von Wafer-Transfersystemen kombiniert auf revolutionäre Weise Linearmotoren mit Granitbasen, und die einzigartigen Vorteile von Granitmaterialien sind genau der Kernschlüssel für eine leistungsstarke Übertragung.
Granitbasis: Aufbau eines „felsenfesten Fundaments“ für eine stabile Übertragung
Granit hat durch Hunderte von Millionen Jahren geologischer Verfeinerung eine dichte und gleichmäßige innere Mineralkristallisation durchlaufen. Diese natürliche Eigenschaft macht ihn zu einem idealen Basismaterial für Wafer-Transfersysteme. In der komplexen Umgebung von Halbleiter-Reinräumen kann Granit mit seinem extrem niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten (nur 5–7 × 10⁻⁶/℃) der während des Gerätebetriebs entstehenden Wärme und den Einflüssen von Umgebungstemperaturänderungen standhalten. Dadurch wird die Stabilität der Basisgröße gewährleistet und die durch thermische Verformung verursachte Abweichung des Übertragungswegs vermieden. Seine hervorragende Schwingungsdämpfung kann die beim Starten, Herunterfahren und Beschleunigen von Linearmotoren entstehenden mechanischen Vibrationen sowie die durch den Betrieb anderer Geräte in der Werkstatt verursachten externen Störungen schnell absorbieren und bietet so eine stabile Plattform ohne Erschütterungen für die Wafer-Übertragung.
Die chemische Stabilität von Granit stellt sicher, dass er in Halbleiterwerkstätten, wo Säuren und Laugen flüchtig sind und hohe Sauberkeit erforderlich ist, weder korrodiert noch rostet. Dadurch werden Auswirkungen auf die Übertragungsgenauigkeit durch Materialalterung oder Schadstoffadsorption vermieden. Die glatte und dichte Oberfläche reduziert Staubanhaftungen effektiver, erfüllt die strengen Staubfreiheitsstandards von Reinräumen und eliminiert das Risiko einer Waferkontamination von der Wurzel aus.
Der „Goldene Partnerschaftseffekt“ von Linearmotoren und Granit
Linearmotoren zeichnen sich durch ihre Eigenschaften wie kein mechanisches Übertragungsspiel, hohe Beschleunigung und hohe Reaktionsgeschwindigkeit aus und bieten so die Vorteile „schnell, präzise und stabil“. Die Granitbasis bietet eine solide und zuverlässige Trägerplattform. Beides zusammen sorgt für einen Leistungssprung. Wenn der Linearmotor den Waferträger auf der Granitbasisschiene bewegt, gewährleisten die hohe Steifigkeit und Stabilität der Basis eine effiziente Übertragung der Motorantriebskraft und vermeiden Kraftverluste oder Übertragungsverzögerungen durch Basisverformung.
Aufgrund der hohen Anforderungen an die Präzision im Nanometerbereich ermöglichen Linearmotoren eine Verschiebungssteuerung im Submikrometerbereich. Die hochpräzisen Verarbeitungseigenschaften von Granitsockel (mit Ebenheitsfehlern von ±1 μm) passen perfekt zur präzisen Steuerung von Linearmotoren und gewährleisten so einen Positionierungsfehler bei der Waferübertragung von weniger als ±5 μm. Ob Hochgeschwindigkeits-Shuttle zwischen verschiedenen Prozessanlagen oder präzises Parken für die Waferübergabe – die Kombination aus Linearmotoren und Granitsockel gewährleistet eine fehlerfreie Waferübertragung ohne Abweichungen und Jitter.
Nachweis der Branchenpraxis: Doppelte Verbesserung von Effizienz und Ausbeute
Nach der Modernisierung seines Wafer-Transfersystems entschied sich ein weltweit führendes Halbleiterunternehmen für eine Lösung mit Linearmotor und Granitbasis. Dadurch konnte die Effizienz des Wafer-Transfers um 40 % gesteigert, die Fehlerrate wie Kollision und Versatz während des Transferprozesses um 85 % reduziert und die Gesamtausbeute an Chips um 6 % verbessert werden. Die Granitbasis garantiert eine stabile Übertragung und der schnelle und präzise Synergieeffekt des Linearmotors reduzieren Verluste und Fehler im Wafer-Transferprozess deutlich.
Von den Materialeigenschaften bis zur Präzisionsfertigung, von den Leistungsvorteilen bis zur praktischen Verifizierung hat die Kombination aus Linearmotoren und Granitbasen die Standards für Wafer-Transfersysteme neu definiert. Auch in Zukunft, wenn die Halbleitertechnologie in Richtung 3-nm- und 2-nm-Prozesse voranschreitet, werden Granitmaterialien mit ihren unersetzlichen Vorteilen der Entwicklung der Branche sicherlich weiterhin starke Impulse verleihen.
Veröffentlichungszeit: 14. Mai 2025