PI Metro ?：半導(dǎo)體晶圓檢測的 高精度運動平臺
對于各類晶圓而言，均勻的基板和器件層厚度以及極低的缺陷密度，是決定成品率的關(guān)鍵前提條件;同時，晶圓的電阻率也需嚴(yán)格符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。為此，需要對薄膜進行表征，以評估其厚度、電阻率以及表面質(zhì)量和粗糙度等特性?？焖?、可靠的測量技術(shù)有助于盡早發(fā)現(xiàn)缺陷，防止成品率損失，從而降低成本。PI目前正大力開發(fā)晶圓定位的運動解決方案，以便高效測量晶圓的關(guān)鍵特性。
1 PI Metro?運動解決方案的特點
? 可重復(fù)的快速步進與穩(wěn)定運動;
? 可靠且高質(zhì)量的大規(guī)模中國本地化生產(chǎn);
? 符合ISO 14644潔凈室5級標(biāo)準(zhǔn);
? 先進的ACS控制功能：龍門控制，2D映射;
? 遵循全球設(shè)計和計量標(biāo)準(zhǔn);
? 模塊化和可擴展，支持定制;
? 快速、準(zhǔn)時交付：12周;
? 快速服務(wù)響應(yīng)：24小時內(nèi)。
(1)θ軸——晶圓或基板的精細旋轉(zhuǎn)分度和對準(zhǔn)
? 高精度且可重復(fù)的360度旋轉(zhuǎn)，無空回;
? 磁性直接驅(qū)動器可實現(xiàn)高速度和加速度;
? 直接驅(qū)動、無槽、無刷力矩電機可提供非常低的齒槽
轉(zhuǎn)矩并實現(xiàn)平穩(wěn)的速度和低誤差運動;
? 超精密空氣軸承由內(nèi)部開發(fā)和制造;
? 進一步提升性能，以優(yōu)化異步操作的性能規(guī)格。
(2)Z軸——精密晶圓對準(zhǔn)
? 低型面高度、高負載、結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)異設(shè)計;
? 直驅(qū)音圈技術(shù)可實現(xiàn)零齒槽效應(yīng)、納米級步長的平滑運動以及快速響應(yīng);
? 高分辨率編碼器可實現(xiàn)運動平臺的納米級定位;
? 高精度防蠕動交叉滾柱軸承;
? 氣動平衡系統(tǒng)可防止電機過熱并避免碰撞;
? 經(jīng)濟實惠，交付快捷。
(3)XY軸——精密步進和穩(wěn)定運動
? 安裝在基軸上的高動態(tài)耦合無鐵芯直線電機，可實現(xiàn)強勁、快速的精密運動;
? 雙編碼器系統(tǒng)可確保電機與偏轉(zhuǎn)角對準(zhǔn)，同時實現(xiàn)高分辨率和高精度;
? 低型面高度多軸承剛性平臺可減少阿貝偏移，并實現(xiàn)更高的平面度和直線度;
? 設(shè)計可實現(xiàn)高度的靈活性和定制能力;
? 優(yōu)化的集成電纜管理可減少運動阻力并延長使用壽命;
? 花崗巖底座可確保運動系統(tǒng)的較高性能;
? 選裝有源隔振系統(tǒng)。
(4)靈活輕松的自動化控制
? EtherCAT?運動控制和驅(qū)動模塊提供開放式網(wǎng)絡(luò)連接;
? 先進算法提供快速步進和穩(wěn)定、高就位穩(wěn)定性以及出色的恒定掃描速度。
>> ServoBoost?
? 廣泛的編程環(huán)境，支持高級語言;
? 控制器具有自動聚焦功能，可實現(xiàn)動態(tài)聚焦調(diào)整;
? 學(xué)習(xí)控制算法;
? 具有線性放大器性能的緊湊型運動控制系統(tǒng)。
2 薄膜厚度測量應(yīng)用
? 在半導(dǎo)體制造過程中，在硅片上沉積了多個電介質(zhì)層;
? 薄膜厚度測量用于測量各層的正確厚度;
? 通常使用光學(xué)技術(shù)“橢圓偏振法”;
? 橢圓偏振法測量光在薄膜表面上反射后的偏振度，從而可以確定這種層的厚度，直至埃水平。
Ellipsometry 橢圓偏振技術(shù)( Wikipedia free license: CCBY-SA 3.0)
圖 3 樣件 3 結(jié)構(gòu)及實物圖
表 3 樣件 3 試驗情況
3A、3B均通過5000次交變壓力的壽命試驗，3C、3D均通過高低溫、振動及沖擊，3E、3F爆破壓力分別為46.75MPa及46.28MPa，符合(45.5±2.5)MPa。
3 結(jié)語
以某航空高壓氮氣瓶用爆破片為研究對象，分別按照上述兩種結(jié)構(gòu)進行試制3種樣件，試驗研究其在高壓、高低溫、振動及沖擊等環(huán)境工況下的密封性能、爆破壓力及壽命情況。結(jié)果表明，相同試驗條件下，上下壓環(huán)壓接密封及直接焊接底座密封方式都存在缺陷，壓環(huán)焊接式爆破片可以耐受高壓、高低溫、振動及沖擊等環(huán)境工況，性能指標(biāo)都符合要求，關(guān)于此方式密封結(jié)構(gòu)會對爆破片產(chǎn)生何種影響，有必要進一步展開研究。
