半導体製造装置用リニアブシュ
2024/09/20
# 技術情報
半導体製造装置用リニアブシュ
リニアブシュの動作原理と特性
- 高精度位置決め：リニアブシュは、半導体製造に不可欠なミクロン、あるいはナノメートルレベルでの装置の精密な位置決めを保証します。
- 高い繰返し精度：一部のプロセスでは、装置は高速で移動する必要があり、リニアベアリングは安定した動きを提供します。
- 低フリクション：リニアブシュは、装置の繰返し精度を安定させ、製品の歩留まりを向上させます。
- 低摩擦：低フリクションは、エネルギー消費を削減し、装置の効率を向上させます。
- 長寿命：高品質のリニアブシュは、長時間の運転に耐え、メンテナンスコストを削減します。
半導体製造装置用リニアブシュ
リニアベアリングタイプは、精密な運動制御を実現するために半導体製造装置で広く使用されている。 物体を直線に沿って滑らせる重要な機械要素として、半導体製造工程に欠かせない役割を果たしています。
以前、HEADWAYはリニアベアリングの選択ガイドをご紹介しました。 もっと詳しくお知りになりたい方は、[軸受システム選定ガイド：最適なソリューションを見つける]をご参照ください。
以下は、リニアベアリングが使用される一般的な半導体デバイスとその部品である：
主な用途は以下の通りである：
- ウェーハ搬送システム：ウェーハ搬送システムにおいて、ウェーハの正確な位置決めとスムーズな移動を確保し、ウェーハの傷や破損を防ぐためにリニアベアリングが使用されています。
- 用途：異なるプロセス装置間でウェハーを搬送する。
- リニアベアリングは次の用途に使用されます：ウェハークランプジョーの移動、搬送トラック上のスライド。
- ステッパー/スキャナー：露光機の精密位置決めシステムに使用され、最終製品の歩留まりに影響するフォトマスクとウェーハのアライメント精度を確保します。
- 用途：フォトマスクからウエハへのパターン転写。
- 露光テーブルのX-Y軸移動とフォトマスクテーブルの精密位置決めにリニアベアリングを使用。
- エッチャー：エッチャーのプラットフォームの移動にリニアベアリングを使用し、エッチャントがウェーハ表面に均一にスプレーされ、目的のエッチング深さになるようにします。
- 用途： 化学的または物理的な方法でウェーハ表面をエッチングする。
- リニアベアリングは、エッチングチャンバーの移動とウェハー固定具の位置決めに使用される。
- CMP（化学的機械的平坦化）ミル
- 用途：ウェーハ表面の平坦化。
- リニアベアリングは、研磨ディスクの移動、ウェーハ固定具の位置決めに使用される。
- 薄膜成膜装置：リニアベアリングは、薄膜成膜装置の基板固定具を移動させ、ウェーハ表面に薄膜を均一に成膜するために使用されます。
- 用途：ウェハー表面への薄膜蒸着。
- リニアベアリングは基板固定具の移動と蒸着源の位置決めに使用される。
- 検査装置：リニアベアリングは検査装置のサンプルテーブルの移動に使用され、ウェハー上のあらゆる検査を容易にします。
- 用途：ウェハー上の欠陥を検出する。
- サンプルテーブルの移動とプローブの走査にリニアベアリングを使用。
- その他の装置
- ダイシングマシン：ウェーハの切断に使用します。
- パッケージング装置：ウエハーをICにパッケージングするための装置。
- テスト装置：ICの機能をテストする。
「アライナー」は半導体製造の心臓とも言える存在です。
以下にアライナーを事例として紹介します。
アライナーは、半導体製造プロセスにおいて欠かせない重要な装置です。アライナーは、ウェハに「写真を撮る」ように、事前に設計された回路パターンを正確にウェハ上に「印刷」する役割を果たします。
以下はその作業原理です。
- フォトレジストの塗布：ウェハの表面に光に敏感な物質であるフォトレジストを塗布します。
- アライメントと露光：回路パターンが刻まれたマスクを、フォトレジストが塗布されたウェハに対して位置合わせします。
- 露光：紫外線や極紫外線などの光源を使用し、マスクを通して回路パターンをフォトレジストに投影します。
- 現像：露光後のウェハを現像液に浸し、露光されなかった部分を溶解させ、回路パターンを残します。
- エッチング：化学的または物理的な方法を用いて、フォトレジストに保護されていないウェハの部分をエッチングし、回路を形成します。
アライナーの重要性
- 精度：アライナーの精度は、チップの性能や歩留まりに直接影響します。
- 複雑さ：現代のチップ回路パターンはますます複雑化しており、アライナーにはより高い解像度が求められます。
- コスト：アライナーは半導体製造装置の中でも最も高価なものの一つであり、その性能がチップ製造全体のコストに直接影響します。
アライナーに使用されるリニアベアリングの種類
アライナーにおけるリニアベアリングの応用
アライナーでは、リニアベアリングは主に以下の用途に使用されます。
- ウェハステージのX-Y軸移動：露光プロセス中にウェハの精密な位置決めを制御します。
- マスクステージの精密な位置決め：マスクとウェハの正確な位置合わせを行います。
- その他の補助的な動作：レンズの調整やシールドプレートの移動などです。
アライナーにおいて一般的に使用されるリニアベアリングの種類
アライナーは、精度、速度、耐久性に対して非常に高い要求があります。そのため、以下のリニアベアリングがよく使用されます。
- ボール式リニアベアリング：
- メリット：低摩擦、高精度、高速、長寿命。
- 用途：ウェハステージ、マスクステージの精密位置決め。
- 常見類型：オープン型、クローズ型、V溝型。
- ローラー式リニアベアリング：
- メリット：高い荷重能力と剛性。
- 應用：承受較大負荷的部位，如曝光機的基座。
- エアベアリング：
- メリット：摩擦力極低、無磨損、定位精度高。
- 用途：精度が非常に高く求められる部分、例えばマスクステージの微調整。
- セラミックリニアベアリング：
- メリット：高温耐性、耐食性、高硬度、低熱膨張係数。
- 用途：高温プロセスや真空環境などの特殊な環境。
半導体の需要が拡大し続ける中、サプライチェーンは拡大する一方である。 関連産業として、このサプライチェーンにおける顧客のために、いかに需要を創出し、品質とプロセスを向上させることができるか。
■ プロセス環境の確認 → 精密部品専門サプライヤーとの協議 → 評価 → 正しい選択
