Керамические подшипники в полупроводниках
Обеспечение высокопроизводительных подшипников для высокочистого и высокоточного полупроводникового производственного оборудования
Полупроводниковые керамические подшипники
Производство полупроводников является ядром современной технологической индустрии, предъявляя чрезвычайно высокие требования к точности, надежности и чистоте производственного оборудования. Керамические подшипники играют незаменимую роль в этой области.
Требования к полупроводниковым подшипникам
Процесс производства полупроводников должен осуществляться в сверхчистой среде, поскольку любое мельчайшее частичное загрязнение может привести к дефектам чипов. В то же время, используемые в процессе химические коррозионные вещества и высокотемпературная среда предъявляют чрезвычайно высокие требования к компонентам оборудования.
Ключевая роль керамических подшипников
Керамические подшипники стали идеальным выбором для полупроводникового оборудования благодаря своим превосходным характеристикам: немагнитность, коррозионная стойкость, низкий коэффициент теплового расширения, высокая твердость и отличные изоляционные свойства, что идеально соответствует суровым требованиям среды производства полупроводников.
Ключевые параметры полупроводниковых керамических подшипников.
| Показатель производительности | Керамические подшипники из нитрида кремния (Si3N4) | Керамические подшипники из диоксида циркония (ZrO2) | Традиционные стальные подшипники | Влияние на процесс производства полупроводников |
|---|---|---|---|---|
| Традиционные стальные подшипники(g/cm³) | 3.2-3.3 | 5.7-6.0 | 7.8-7.9 | Снижение инерции, увеличение скорости вращения и быстроты реакции |
| Твердость (HV) | 1400-1800 | 1200-1400 | 700-800 | Повышение износостойкости, увеличение срока службы оборудования |
| Коэффициент теплового расширения (10⁻⁶/K) | 3.0-3.2 | 10.0-11.0 | 11.0-13.0 | Лучшая стабильность размеров в высокотемпературной среде |
| Коррозионная стойкость | Отличная (стойкая к кислотам и щелочам) | Отличная (стойкая к кислотам и щелочам) | Обычная (требует специальной обработки) | Адаптация к коррозионной процессной среде, снижение загрязнения |
| Количество выделяемых частиц | <0,1 мг/1000 ч | <0,1 мг/1000 ч | 1-5 мг/1000 ч | Соответствие требованиям чистого помещения Класса 1 |
| Максимальная рабочая температура(°C) | 800 | 600 | 150-200 | Применимы для высокотемпературного процессного оборудования |
| Магнитная проницаемость | Немагнитный | Немагнитный | Магнитный | Избежание помех для прецизионного электронного оборудования |
Области применения
Керамические подшипники широко используются во многих ключевых частях оборудования для производства полупроводников, включая вакуумные насосы, манипуляторы роботов, системы передачи пластин, литографические машины, оборудование CVD, травления и имплантации ионов и т.д. По мере непрерывного развития технологии процессов полупроводников, требования к характеристикам керамических подшипников также постоянно повышаются.
Технологические тенденции развития
По мере развития производства полупроводников в сторону более мелких технологических узлов (например, 3 нм, 2 нм), требования к керамическим подшипникам также продолжают расти. Будущие тенденции развития включают: более высокие скорости вращения (свыше 30 000 об/мин), более низкое выделение частиц, лучшую температурную стабильность и более длительный срок службы.
Применение в полупроводниковом оборудовании
Наши керамические подшипники широко используются в ключевых частях оборудования для производства полупроводников, обеспечивая высокую производительность оборудования в суровых условиях.
| Название оборудования | Изображение оборудования | Место применения | Требования к характеристикам | Причина целесообразности керамических подшипников |
|---|---|---|---|---|
| Системы вакуумных насосов |  |
Подшипники главного вала сухих вакуумных насосов и турбомолекулярных насосов | Высокая скорость, низкая вибрация и коррозионная стойкость для обеспечения стабильности вакуумной среды | Керамические материалы обладают низкой плотностью и высоким модулем упругости, что позволяет достичь более высоких скоростей вращения; отличная коррозионная стойкость может противостоять коррозионным газам в вакуумной среде |
| Роботы для передачи пластин人 |  |
Соединения рук роботов и системы передачи | Высокоточное позиционирование и чистая работа для предотвращения загрязнения пластин | Керамические подшипники практически не производят частиц, соответствуя требованиям сверхвысокой чистоты; низкий коэффициент трения обеспечивает точное позиционирование и плавную работу |
| Литографические машины |  |
Системы позиционирования прецизионных столов и линз | Нанометровая точность и отсутствие магнитных помех для повышения разрешения литографии | Керамические подшипники полностью немагнитны, не мешают работе прецизионных электронных систем; высокая твердость и стабильность обеспечивают нанометровую точность позиционирования |
| Оборудование CVD/PVD |  |
Вращающиеся механизмы и системы передачи внутри высокотемпературных реакционных камер | Устойчивость к высокотемпературным и коррозионным газовым средам | Керамические материалы обладают отличной высокотемпературной стабильностью и коррозионной стойкостью, позволяя долговременно стабильно работать в высокотемпературных коррозионных газовых средах |
| Оборудование для травления |  |
Механизмы зажима и вращения пластин | Сопротивление эрозии сильными коррозионными химическими веществами, увеличение срока службы оборудования | Керамические подшипники обладают чрезвычайно сильной коррозионной стойкостью к большинству кислот, щелочей и растворителей, значительно превосходя традиционные металлические подшипники |
| Машины ионной имплантации |  |
Системы управления лучом и привода мишени | Немагнитность и высокие изоляционные свойства для обеспечения точности ионного пучка | Изоляционные свойства керамических подшипников предотвращают накопление заряда и разряд; немагнитные свойства гарантируют отсутствие помех ионному пучку |
| Химико-механическая полировка (CMP) |  |
Системы привода полировальных подушек и зажима пластин | Высокая износостойкость и химическая стабильность | Керамические материалы обладают высокой твердостью, отличной износостойкостью и одновременно устойчивы к химической коррозии полировальных суспензий |
| Оборудование для контроля и измерений |  |
Системы передачи прецизионных измерительных приборов и зондовых станций | Обеспечение точности и повторяемости измерений | Низкий коэффициент теплового расширения и стабильность размеров керамических подшипников обеспечивают поддержание высокой точности измерений даже в условиях изменения температуры |
Преимущества продукции Rangyun Подшипник
Наши керамические подшипники обеспечивают уникальные преимущества производительности для производства полупроводников.
Сверхвысокая чистота
Крайне низкое выделение частиц и газов, соответствует требованиям чистого помещения Класса 1 для полупроводников, предотвращает загрязнение пластин. Количество выделяемых частиц составляет менее 0,1 мг за 1000 часов работы.
Превосходная коррозионная стойкость
Способность противостоять различным сильным кислотам, щелочам и коррозионным газам, используемым в полупроводниковых процессах, продлевает срок службы оборудования. Проявляет отличную стабильность в большинстве кислых и щелочных сред.
Высокотемпературная стабильность
Сохраняет стабильность размеров и механические свойства в высокотемпературных условиях, применима для высокотемпературного процессного оборудования, такого как CVD и диффузионные печи. Рабочая температура может достигать 800°C (материал нитрид кремния).
Немагнитность и изоляционные свойства
Полностью немагнитные и высокоизоляционные, не мешают работе прецизионного электронного оборудования и измерительных приборов в процессе производства полупроводников. Удельное сопротивление может достигать 10¹⁴ Ом·см и выше.