精密机械概论_洁净技术的建立_201304.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * (2)线性轴杆及轴承：在不要求极精密且空间有限的场合，线性轴杆及轴承是一个低成本、易安装的线性导引组件，因其与滚珠螺杆构造类似，都是滚珠与杆件间之相对运动，轴杆及轴承对洁净度可依照滚珠螺杆的考虑。材质必须为不锈钢是基本要求，可视需要对轴杆施以镀膜处理，轴承亦可使用具自润性之工程塑料而不使用滚珠。高精密度要求时可选用线性栓槽轴杆，其为类似线性轴杆之组件，轴杆上之栓槽可拘束轴承之运动方向而提高精密度，但此组件目前并无不锈钢材质，锈蚀问题必须考虑，可对轴杆施以镀膜处理来改善。 (3)线性滑轨及滑座：线性滑轨能提供线性运动机构极高精密度之导引，其滑轨及滑座对洁净度要求亦可依照滚珠螺杆的考虑，基本上滑轨及滑座材质必须全为不锈钢，可视需要对滑轨施以镀膜处理，但滑座并无塑料材质可取代。选用滑座时尚须注意不可使用一般机械用滑座，其防尘端盖及垫片可能有毛毡或橡胶等易散发微粒的材质，必须指定洁净室用滑座，其防尘端盖及垫片以塑料制品较不易产生微粒污染。 (4)轴承：轴承为量大价廉之标准零件，专为特定用途而生产特殊规格或材质极为困难，因此半导体设备中使用轴承仅能注意必须选用有封闭护盖的型式（型号加UU或ZZ者），并须注意轴承内部润滑油若外漏是否会影响洁净度，尽量勿使轴承裸露于外以免因为锈蚀散发微粒污染。 (5)齿轮：齿轮的材质通常为碳钢、不锈钢、黄铜及工程塑料等，半导体设备中仅能使用不锈钢或塑料类齿轮，齿轮运转时接触面囓合摩擦极易产生微粒，应安装于设备内部并适当隔离。 (6)销：定位销或弹簧销的标准品多为工具钢，几无不锈钢材质，若用于设备内部的组件装配则较无锈蚀的疑虑，用于设备外部的定位销可考虑用不锈钢棒加工以避免工具钢的锈蚀问题。 (7)螺丝、垫片及扣环：不锈钢材质零件已相当普遍，必须选用不锈钢材质。 8.3洁净机械设计例 基本上，洁净机械的设计与一般机械设计的步骤并无不同，都是先确认设备需求的性能及规格，其次展开概念设计，同时收集各种材料及标准组件型录数据以选用适当零组件，然后开始设计整体机构并绘制组合图，而后拆成各部份零件详细设计图面，分包加工，最后组装修配。如何满足设备对高洁净度的要求，除了基本结构设计外，洁净材料及组件选用为最大关键。 8.4验证测试 可靠度测试 任何设备开发完成必先经过马拉松长期测试后确认其可靠度或稳定度等皆符合要求后，方能推出市场，半导体设备的可靠度、可用度及保养性（Reliability, Availability and Maintainability，简称RAM）由SEMI Standards E10所规范，内容旨在建立设备供货商与用户间对设备性能的量测基准，其中对设备的生产状态、待机状态、维护状态及当机状态等皆有严谨定义，当设备持续长时间运转后，对状态与时间做统计分析即可验证设备的可靠度。 洁净度测试 (1)微粒测试： 人眼可视的微尘粒子大小约为10μm以上，对于次微米级的微粒，必须以精密仪器检测，例如气体微粒计数器（Airborne Particle Counter）用于检测洁净室环境及制程自动化设备中以空气为媒介扩散之微粒，而液体微粒计数器（Liquid Particle Counter）用于检测湿式制程或清洗设备中纯水所含微粒，本文之升降平台设备属前者，系以气体微粒计数器检测之。 检测设备的洁净度之前必须先确认测试环境的洁净度，必须在Class 1等级之洁净室内或是于Class 100或1000洁净室中辅以Class 1等级洁净工作台（Clean Bench），设备进入洁净室前必须先擦拭，进入洁净室后先静置10分钟以上，待由外界带入的粉尘微粒沈降之后再行测试。设备在测试初期可能会因外界带入的微粒附着于零件表面或仪器管路内累积之微粒未完全清除，而呈现洁净度不佳的状况，因此初期测试数据应视为统计学上之离群读数予以舍弃不计。设备较易产生微粒处或接近晶圆位置都应列为测试点，每一点测试时间每次应持续10分钟以上求其平均值。 (2) PWP测试： 所谓PWP（Particles per Wafer Pass）是指一片晶圆经过一制程设备后晶圆表面增加微粒的平均数量，规范于SEMI Standards E14，定义PWP测试目的在于提供一个量化的标准方法及详细程序以量测一制程或设备的微粒污染是否合于规格，设备供货商及设备使用者都采用同一测试方法才能确保对设备洁净度效能的认知上一致。量测PWP之前必须对测试规格定义清楚，如晶圆种类（Dummy Wafer or Control Wafer）及微粒大小等，量测时令晶圆送入待测设备走完一次循环后，使用晶圆表面微粒扫描仪（Wafer