Planetengetriebe, Halbleiteranlagen, Reinraum-Waferhandling, geringe Ausgasung, Korea Ever-Power EP

Anwendungsleitfaden für Halbleiter · ISO 14644 · Ausgasung · Nichtmagnetisch · Samsung / SK Hynix

Planetengetriebe für Halbleiteranlagen —
Reinraum-, Waferhandhabungs- und ausgasungsarmes Design

Jede Entscheidung für die Auswahl von Planetengetrieben in der Halbleiterindustrie beginnt mit einer Frage, die Standardkataloge nicht beantworten können. Ein handelsübliches Industrieplanetengetriebe, das zehn Jahre lang einwandfrei in einer koreanischen Verpackungslinie läuft, kontaminiert innerhalb weniger Wochen einen Reinraum in einer Waferfabrik – nicht etwa aufgrund mangelnder Präzision, sondern weil sein Schmierstoff bei 20 °C VOCs ausgast, die sich auf 300-mm-Siliziumwafern ablagern, sein Stahlgehäuse ferromagnetische Partikel freisetzt, die sich während des Transports magnetisieren, und seine Standardgehäusebeschichtung Mikropartikel freisetzt, deren Konzentration die Grenzwerte der ISO-Klasse 5 überschreitet. Dieser Leitfaden behandelt alle Spezifikationen, die den Unterschied zwischen den einzelnen Getrieben ausmachen. Reinraumtaugliche Getriebe aus Standard-Industrieanlagen.

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Koreanische Halbleiterfertigung – Warum Getriebespezifikationen so besonders anspruchsvoll sind

Korea verfügt über die weltweit höchste Halbleiterfertigungsdichte. Samsungs Werk in Pyeongtaek (Phasen P3 und P4) und SK Hynix' M15X-Anlage in Cheongju produzieren zusammen den Großteil der weltweiten DRAM- und NAND-Flash-Speicher. In diesen Anlagen werden 300-mm-Siliziumwafer in 400 bis 600 Schritten verarbeitet, darunter Fotolithografie, Abscheidung, Ätzen und CMP-Prozesse. Die Reinräume entsprechen der ISO-Klasse 3–5 (10–100 Partikel ≥ 0,1 μm pro Kubikmeter Luft).

Die in dieser Umgebung eingesetzten Getriebe – in FOUP-Transport-AGVs, Wafer-Handler-Rotationsachsen, Ladeport-Ausrichtungstischen, Fotolithografie-Retikeltischen und CMP-Kopf-Rotationsantrieben – unterliegen denselben Reinraumspezifikationen wie alle anderen Komponenten. Ein Getriebe, das Partikel freisetzt, Chemikalien ausgast oder Magnetfelder erzeugt, die Ausrichtungssysteme beeinträchtigen könnten, ist kein Getriebe minderer Qualität – es ist schlichtweg ein Getriebe, das für eine andere Umgebung konzipiert und in der falschen Umgebung eingesetzt wurde.

Planare Getriebe

Das Verständnis der Reinraumspezifikation für Planetengetriebe in der Halbleiterindustrie ermöglicht es koreanischen Ausrüstern der Halbleiterindustrie, von Anfang an die richtige Getriebekonfiguration festzulegen – anstatt Inkompatibilitäten erst bei der Kundenabnahmeprüfung zu entdecken, was der kostspieligste Zeitpunkt für die Behebung eines Fehlers in der Komponentenspezifikation ist.

Koreanische Fab Zone ISO-Klasse Maximale Partikelgröße ≥0,1 μm pro m³ Temperatur / Luftfeuchtigkeit Getriebenutzung
Fotolithografie-Bucht ISO 3 10 20 °C ±0,1 °C / 40% RH Retikel-Stufe, Wafer-Lader – am anspruchsvollsten
Abscheidungs- / Ätzbuchten ISO 4–5 100–1.000 20–22 °C / 40–501 µm RH Gerätebediener, Deckentransport
CMP / Verpackungsbuchten ISO 6–7 10.000–100.000 20–23 °C / 40–601 µm RH FOUP-Transport, Materialhandhabungs-AGV
Fab-Unterstützungskorridor ISO 8 3,520,000 Umgebungstemperatur ±2°C Der Standard EP-AB ist in dieser Zone zulässig.

Reinheitsklassifizierungen gemäß ISO 14644-1:2015. Spezifikationen für koreanische Halbleiterfertigungsanlagen von Samsung/SK Hynix. Alle Fertigungsbereiche weisen ganzjährig eine Temperatur von ca. 20–22 °C auf – die Mindesttemperatur von 0 °C der Hypoid-Serie EP-KF/KH ist für keine Innenfertigungsanlage relevant.

Vier Wege, wie ein Standardgetriebe eine Halbleiterfabrik verunreinigt

Die Reinrauminkompatibilität von Standardgetrieben entsteht durch vier unabhängige Mechanismen. Jeder Mechanismus muss separat betrachtet werden – die Beseitigung eines Mechanismus behebt die anderen nicht.

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Ausgasung von Schmierstoffen – die unsichtbare Verunreinigung

Standardmäßige Schmierfette basieren auf Mineralöl oder PAO (Polyalphaolefin) mit Amin- oder Calcium-basierten Verdickungsmitteln. Bei Raumtemperatur im Reinraum setzen diese Verbindungen durch Dampfdruck flüchtige organische Verbindungen (VOCs) frei – ein Prozess, der als Ausgasung bezeichnet wird. Die freigesetzten VOCs sind auf molekularer Ebene unsichtbar, lagern sich aber auf nahegelegenen Oberflächen ab, darunter Siliziumwafer und Retikelglas.

Mechanismus: Bei 20 °C kann ein handelsübliches Mineralölfett einen Dampfdruck von 10⁻⁴ bis 10⁻³ Pa aufweisen. Die Abscheidungsrate auf nahegelegenen Oberflächen beträgt etwa 0,1–1 ng/cm²/Stunde. Auf einem 300-mm-Wafer, der 500 mm von einem kontaminierenden Getriebe entfernt positioniert ist, lagert sich innerhalb eines 24-stündigen Dauerbetriebs ein organischer Film ab. Dieser verändert die Benetzbarkeit und Haftungseigenschaften des Fotolacks und verursacht dadurch Defekte in nachfolgenden Lithographieschritten.

Lösung: PFPE-Fett (Perfluorpolyether). Dampfdruck bei 20 °C: <10⁻¹⁰ Pa – sieben oder mehr Größenordnungen niedriger als bei Mineralöl. PFPE-Fett ist chemisch inert, reagiert nicht mit Prozessgasen und hinterlässt keine messbaren organischen Ablagerungen auf nahegelegenen Oberflächen. Getriebe der Korea Ever-Power EP-Serie mit PFPE-Fett in Reinraumqualität sind auf Anfrage erhältlich – bitte geben Sie bei der Bestellung „PFPE-Schmierstoff für Halbleiter-Reinraum“ an.

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Partikelbildung durch Abrieb von Zahnradverzahnungen

Jedes Planetengetriebe erzeugt im Eingriffsbereich der Zahnräder metallische Verschleißpartikel im Submikrometerbereich – eine unvermeidliche Folge der Gleit- und Rollbewegung an der Zahnflanke. In industriellen Umgebungen werden diese Partikel durch die Schmierfettstruktur im abgedichteten Gehäuse zurückgehalten. Bei Reinraumgetrieben ist es jedoch entscheidend, jeglichen Austritt von Partikeln zu verhindern: Die Wellendichtung muss die Partikelwanderung entlang der Wellenoberfläche unterbinden, und das Gehäuse darf keine Mikrospalte aufweisen, durch die partikelbeladene Luft durch den thermischen Atmungszyklus des Getriebes angesaugt werden kann.

Mechanismus: Beim Erhitzen eines Getriebes vom Kaltstart auf Betriebstemperatur dehnt sich die Luft im Gehäuse aus und sucht den Weg des geringsten Widerstands – typischerweise entlang der Wellendichtlippe. Beim Abkühlen wird Außenluft (und die darin enthaltenen Partikel) wieder angesaugt. Dieser „Atmungseffekt“ kann Partikel in beide Richtungen transportieren. Lösung: Vollständig abgedichtetes Gehäuse ohne thermischen Atmungsweg – erreicht durch den Verzicht auf Entlüftungsöffnungen und die Verwendung von FFKM (Perfluorelastomer) Wellendichtungen, die über den gesamten Betriebstemperaturbereich einen engeren Lippenkontakt gewährleisten als Standard-NBR- oder FKM-Dichtungen.
3
Ausgasung und Partikelbildung der Gehäuseoberflächenbeschichtung

Standardmäßige Getriebegehäuse für industrielle Anwendungen sind mit öl- oder acrylbasierten Lacken beschichtet, die bei Raumtemperatur aushärten. Diese Beschichtungen geben über Monate nach dem Auftragen weiterhin Lösemittelrückstände (VOCs) ab und setzen mit der Zeit Mikropartikel frei. In einem Reinraum der ISO-Klasse 3–5 kann selbst eine kleine Partikelquelle den zulässigen Grenzwert für die Partikelkonzentration in unmittelbarer Nähe des Getriebes überschreiten.

Lösung: Das Gehäuse besteht aus blankem, eloxiertem Aluminium (ohne Lackierung) oder ist stromlos vernickelt (VOC-frei, minimale Partikelbildung). Einige koreanische Anlagenbauer verwenden für besonders anspruchsvolle Anwendungen der ISO-Klasse 3 elektropolierte Edelstahlgehäuse. Korea Ever-Power bietet für Getriebe der EP-Serie mit blankem, eloxiertem Gehäuse für Reinraumanwendungen an – bitte bei der Bestellung angeben.
4
Ferromagnetisches Material und Streufelder

Standardmäßige Getriebekomponenten (Gehäuse, Zahnräder, Wellen, Planetenträger) bestehen aus Standard-Kohlenstoffstahl oder legiertem Stahl – ferromagnetischen Werkstoffen mit signifikanter magnetischer Permeabilität. In den meisten Anwendungen ist dies unerheblich. In koreanischen MRAM-Fertigungsanlagen (Magnetic Random Access Memory) und in der Nähe von Elektronenstrahllithographieanlagen verursachen Streufelder ferromagnetischer Komponenten Ausrichtungsfehler in der Elektronenstrahlsäule und können den magnetischen Zustand von teilweise gefertigten MRAM-Zellen verändern.

Mechanismus: Ein Standard-Getriebegehäuse aus Stahl weist eine relative magnetische Permeabilität μᵣ von 100–1000 auf (ferromagnetisch). Bereits in einem Abstand von 300 mm wird das Erdmagnetfeld durch das Gehäuse verzerrt. Streufelder von Motormagneten oder Stromkabeln, die in das Gehäuse einkoppeln, erzeugen ein zeitlich veränderliches Feld, das die in manchen EUV-Lithographiesystemen geforderte Feldstabilität von 10 nT überschreiten kann. Lösung: Die Gehäusekonstruktion aus austenitischem Edelstahl (SS316L, μᵣ ≈ 1,003) oder Aluminium (μᵣ ≈ 1,000006) beseitigt das Problem der Ferromagnetik. Dies ist eine Sonderanfertigung – bitte wenden Sie sich an die Anwendungstechnik von Korea Ever-Power, um die Anforderungen für Ihre Fertigungszone und Ihren Gerätetyp zu klären.

ISO 14644 Reinraumklasse → Getriebespezifikationsanforderungen

Nicht jede Zone in der Halbleiterfertigung benötigt die vollständige Spezifikation für Reinraumgetriebe. Die Anforderungen skalieren mit der Reinraumklasse – ein Materialtransportkorridor der ISO-Klasse 7 hat grundlegend andere Anforderungen als eine Fotolithografiehalle der ISO-Klasse 3. Eine Überspezifizierung der Reinraumausstattung verursacht Kosten ohne funktionalen Nutzen; eine Unterspezifizierung birgt das Risiko von Kontaminationen in der Fertigung.

ISO-Klasse Schmiermittel Wellendichtung Gehäusebeschichtung Nicht magnetisch Korea Ever-Power Bestellhinweis
ISO 8 (Unterstützungskorridor) Standardfett ✓ Standard NBR ✓ Standardlackierung ✓ Nicht erforderlich Standard-EP-AB-Lagerbestand – keine Sonderbestellung erforderlich
ISO 6–7 (CMP/Verpackung) PFPE bevorzugt FKM oder FFKM VOC-arm oder eloxiert Bestätigung pro Zone Bitte bei der Bestellung „Reinraumfett + FKM-Dichtung“ angeben.
ISO 4–5 (Abscheidung/Ätzen) PFPE erforderlich FFKM erforderlich eloxiertes Aluminium erforderlich Wenn MRAM/EB-Zone: ja Bestellung mit vollständiger Reinraumspezifikation; Lieferzeit 2–3 Wochen
ISO 3 (EUV-Lithografiebucht) PFPE erforderlich FFKM erforderlich Elektropolierter Edelstahl 316L Erforderlich Kundenspezifische Entwicklung erforderlich – binden Sie das koreanische Ever-Power-Anwendungsteam frühzeitig in die Entwurfsphase ein.

 

Wichtiger Bestellhinweis:
Alle Reinraumoptionen – PFPE-Fett, FFKM-Dichtung, eloxiertes Gehäuse, nichtmagnetische Ausführung – müssen bei der Bestellung angegeben werden. Standardgetriebe der EP-Serie werden mit Standard-Mineral-/PAO-Fett, NBR-Dichtungen und lackiertem Gehäuse geliefert. Eine Umrüstung vor Ort ist nicht möglich. Sollten Sie ein Standardgetriebe erhalten und feststellen, dass in Ihrem Reinraumbereich PFPE-Schmierstoff erforderlich ist, muss das Getriebe zurückgesendet und durch ein Reinraumgetriebe ersetzt werden. Die Lieferzeit für Reinraumoptionen beträgt 2–4 Wochen; bitte berücksichtigen Sie dies bei Ihrer Beschaffungsplanung.

Rotationsachse für Wafer-Handler – Präzisionsanforderungen und Serienauswahl

Planetengetriebe für Wafer-Handler in der Halbleiterindustrie erfordern eine Präzision, die die meisten industriellen Servoanwendungen übertrifft. Robotergestützte Wafer-Handler – die Anlagen, die 300-mm-Siliziumwafer zwischen FOUPs, Prozesskammern und Ausrichtmaschinen transportieren – nutzen zwei Rotationsachsen: eine Theta-Achse (θ), die den gesamten Arm zur Ausrichtung an den Zielschlitzen dreht, und eine Ausfahrachse, die den Endeffektor radial aus- und einfährt. Die Positioniergenauigkeit der Theta-Achse bestimmt, ob der Wafer innerhalb der Toleranz des Endeffektors platziert wird; die Ausfahrachse bestimmt die radiale Positioniergenauigkeit.

Anwendung für hochpräzise Planetengetriebe

Kritische Positionierungsanforderung für die Theta-Achse: Der Wafermittelpunkt muss innerhalb von ±0,5 mm der Zielposition bei einem nominalen Waferradius von 300 mm (150 mm vom Wafermittelpunkt) positioniert werden. Dies erfordert einen Winkelfehler der Theta-Achse von:

THETA-ACHSEN-SPIELANFORDERUNG — WAFER-HANDLER

Erforderlich: Positionsfehler ≤ ±0,5 mm bei einem Armradius von r = 300 mm

Winkelfehler θ_max = Δx / r = 0,5 / 300 = 0,00167 rad
= 0,00167 × (180 × 60 / π) = 5,7 Bogenminuten maximal

Getriebespiel-Budget (40% Gesamtfehler):
θ_Getriebe ≤ 5,7 × 0,40 = 2,3 Bogenminuten

→ Erfordert ein Zahnflankenspiel von ≤ 2,3 Bogenminuten an der Abtriebswelle
→ P1 (≤3′) ist marginal – kann im schlimmsten Fall das Budget überschreiten
→ P0 (≤1′) bietet eine 2,3-fache Sicherheitsmarge — korrekte Spezifikation
→ EP-AFH (≤1′-Standard) eliminiert den Schritt der Gütespezifikation.

Für koreanische OEMs von Wafer-Handling-Systemen EP-AFH Ultrapräzisionsserie Dies ist die Standardempfehlung für die Theta-Achse. Jede EP-AFH-Einheit wird standardmäßig mit ≤1 Bogenminute ausgeliefert – keine Auswahl eines Gütecodes, keine Messabweichungen zwischen den Einheiten innerhalb des Gütebereichs. Das Lieferzertifikat bestätigt den Messwert jeder Einheit. Für die Auslegerachse (Radialachse) sind die Genauigkeitsanforderungen geringer (±1 mm Toleranz an der Effektorspitze), und P0 oder P1 ist je nach Armgeometrie geeignet.

Temperaturstabilität und thermische Positionsdrift:
Die Reinräume koreanischer Waferfabriken gewährleisten eine Temperaturstabilität von 20 °C ±0,1 °C. Diese präzise Temperaturregelung dient speziell dazu, Positionsabweichungen durch die thermische Ausdehnung der Anlagen zu verhindern. Ein Reinraumgetriebe in einer thermisch stabilen Umgebung erreicht eine Positioniergenauigkeit, die durch das Spiel und die Encoderauflösung – und nicht durch die thermische Ausdehnung – begrenzt ist. Die hohe Temperaturstabilität im Reinraum ist selbst ein entscheidender Vorteil: Die thermische Drift des Getriebes, die in Standardanwendungen der Industrie ein erhebliches Problem darstellt, ist in einer ordnungsgemäß kontrollierten Reinraumumgebung praktisch null.

FOUP Transport AGV — Antriebsradspezifikation für den Betrieb in der Fertigungshalle

Der Transport von Front Opening Unified Pods (FOUP) in koreanischen Halbleiterfabriken erfolgt primär über Deckenkrane (OHT) an Deckenschienen für den Transport von der Fabrik zum Montageplatz. Für den Transport von Montageplatz zu Anlagen in Bereichen mit geringerem Verkehrsaufkommen werden bodennahe AGVs (fahrerlose Transportsysteme) eingesetzt. Die Antriebsgetriebe der bodennahen AGVs arbeiten im selben Reinraum wie die Prozessanlagen.

Die Anforderungen an das Getriebe des FOUP-Transport-AGV kombinieren die Reinraumspezifikationen aus den Modulen 2–3 mit den AGV-spezifischen Anforderungen aus Art. 12: Synchronisierung der Differenzialantriebsdrehzahl (abgestimmtes Paar, Zertifikat über eine Abweichung des Übersetzungsverhältnisses von ≤0,01%), geringe Betriebsgeräusche (akustische Vibrationen, die die Ausrichtung der Lithographie in benachbarten Bereichen stören könnten, müssen an der Bereichsgrenze unter 55 dB(A) liegen) und wartungsfreie, gekapselte Konstruktion.

Der EP-KF/KH Hypoid-Serie Diese Lösung eignet sich für die Antriebsräder koreanischer AGV-Fertigungsanlagen, da die Umgebungstemperatur in der Fabrik konstant bei 20 °C liegt und damit deutlich über der minimalen Betriebstemperatur von 0 °C (KF/KH) liegt. Die Hypoid-Getriebegeometrie erzeugt bei gleichem Drehmoment einen um ca. 6–8 dB(A) geringeren Betriebsgeräuschpegel als Standard-Planetengetriebe, was in der geräuschempfindlichen Umgebung der Fabrik von Bedeutung ist. Für FOUP-Transport-AGVs sind zusätzlich zum Zertifikat für die Drehzahlsynchronisation die Reinraumschmierstoffoption (PFPE) und FFKM-Wellendichtungen vorzusehen.

Korea Ever-Power EP KF KH geräuscharmes Planetengetriebe Halbleiterfabrik AGV FOUP Transport Reinraum

Halbleiteranlagen-Antrieb Rückschlag erforderlich Reinraumspezifikation Korea Ever-Power-Serie
Wafer-Handler θ-Achse (ISO 4–5) ≤1 Bogenminute PFPE + FFKM + eloxiert EP-AFH + Reinraumspezifikation
Wafer-Handler-Verlängerungsachse (ISO 4–5) ≤3 Bogenminuten PFPE + FFKM EP-AB P0/P1 + Reinraumspezifikation
FOUP AGV-Antriebsrad (ISO 6–7) Verhältnisübereinstimmung ≤0,01% PFPE + FKM-Dichtung EP-KF-Paar + Reinraumspezifikation
CMP-Kopfdrehung (ISO 6) ≤1 Bogenminute PFPE + FFKM + eloxiert EP-AFH + Reinraumspezifikation
Ausrichtungsstufe für die Ladeöffnung (ISO 5) ≤1 Bogenminute PFPE + FFKM + eloxiert EP-ABR P0 oder EP-AFH + Reinraumspezifikation
Fab-Support-/Utility-Laufwerke (ISO 8) P2 ausreichend Standardbestand EP-AB P2 Standard — keine Sonderbestellung

MRAM-Fertigung und EUV-Lithographie – Spezifikation für nichtmagnetische Konstruktion

Die Herstellung von magnetischem RAM (MRAM) und Spin-Transfer-Torque-RAM (STT-RAM) – einer aufstrebenden Prozesstechnologie von Samsung und SK Hynix – erfordert kontrollierte Magnetfelder während der gesamten Abscheidungsschritte, die den Schichtaufbau der magnetischen Tunnelkontakte (MTJ) definieren. Die Koerzitivfeldstärke dieser Schichten liegt im Bereich von 5–50 Oersted; ein Streufeld von nur 1 Oersted, verursacht durch nahegelegene Anlagen während der Abscheidung, kann die beabsichtigte Ausrichtung des magnetischen Moments in der MTJ-Schicht verändern.

Schnittzeichnung eines Planargetriebes

EUV-Lithographiesysteme (Extreme Ultraviolet), die seit 2019 in Samsungs Fabriken in Hwaseong und Pyeongtaek im Einsatz sind, nutzen elektronenoptische Säulen, die auf Streufelder im Sub-Nanonotesla-Bereich reagieren. Ein Standard-Stahlgetriebe in 500 mm Abstand von der elektronenoptischen Achse erzeugt ein Streufeld von etwa 100–500 nT – zwei bis vier Größenordnungen über den Anforderungen an die Feldstabilität des Systems.

Vergleich der magnetischen Permeabilität – Getriebegehäusematerialien
Standard-Kohlenstoffstahl (ferromagnetisch)
μᵣ ≈ 100–1000 — NICHT für magnetempfindliche Zonen
Legierter Stahl (Wälzlagerstahl)
μᵣ ≈ 50–200 — NICHT für magnetempfindliche Zonen
Austenitischer Edelstahl SS316L (nichtmagnetischer Edelstahl)
μᵣ ≈ 1,003 — akzeptabel für die meisten Fertigungszonen
Aluminium 6061-T6
μᵣ ≈ 1,000006 — vernachlässigbare magnetische Signatur

Relative magnetische Permeabilität μᵣ. Niedrigerer Wert = geringere magnetische Signatur. Standard-Stahlgetriebe erzeugen Streufelder, die bei gleichem Abstand etwa 1000-mal höher sind als vergleichbare Getriebe mit Aluminiumgehäuse.

Für koreanische Ausrüster, die in den Bereichen MRAM und EUV tätig sind, einschließlich derjenigen, die kompakte Staging-Systeme mit der EP-ADS KompaktserieDie Getriebe der EP-Serie von Korea Ever-Power sind mit Aluminiumgehäusen für Gehäuse und Planetenträger erhältlich. Die internen Stahlzahnradelemente (Planetenräder, Hohlrad, Sonnenrad) bleiben aus Stahl – dies ist für die Präzisionsfertigung von Zahnrädern unumgänglich. Die Stahlzahnradelemente erzeugen eine deutlich geringere magnetische Signatur als das Gehäuse, da sie sich schnell drehen (wodurch der Beitrag des statischen Magnetfelds reduziert wird) und durch das Außengehäuse weitgehend abgeschirmt sind. Eine vollständig nichtmagnetische Konstruktion (mit Zahnradelementen aus Keramik oder Titan) ist eine Sonderanfertigung, die über die Standardkatalogprodukte anderer Hersteller hinausgeht.

Lieferkette von Samsung und SK Hynix – Dokumentationsanforderungen für die Gerätequalifizierung

Koreanische Halbleiteranlagenhersteller, die Aufträge von Samsung (Pyeongtaek, Hwaseong, Giheung) und SK Hynix (Cheongju, Icheon) anbieten, müssen ihre Anlagen in einem mehrstufigen Lieferantenabnahmeverfahren qualifizieren. Die Dokumentation auf Komponentenebene für Antriebskomponenten – einschließlich Getriebe – ist in der Regel in der IQ-Phase (Installationsqualifizierung) erforderlich. Der Umfang der erforderlichen Dokumentation variiert je nach Reinraumklasse der Prozesszone und Anlagentyp. Ein Standardpaket für Präzisionsantriebskomponenten in Reinraumzonen der ISO-Klassen 4 und 5 umfasst jedoch die folgenden Punkte.

① Reinraummaterialzertifizierung

Schriftliche Erklärung des Herstellers, dass alle Materialien (Gehäuse, Dichtungen, Schmierstoff) den Materialspezifikationen des Herstellers entsprechen. Bei PFPE-Schmierstoff: PFPE-Sorte und Name des Lieferanten angeben. Bei FFKM-Dichtungen: Spezifikation des Fluorkohlenstoffpolymers bestätigen. Korea Ever-Power stellt diese Erklärung in koreanischer Sprache aus.

② Ausgasungstestdaten

Ergebnisse des Ausgastests nach ASTM E1603 oder gleichwertiger Norm für Schmier- und Dichtungsmaterialien bei 20–25 °C. Angegeben sind der Gesamtmasseverlust (TML) und die Menge der gesammelten flüchtigen kondensierbaren Bestandteile (CVCM). Für PFPE-Fette liegen diese Werte typischerweise unter 0,011 TP3T TML und unter 0,0011 TP3T CVCM – und damit deutlich innerhalb der werksüblichen Toleranzen.

③ Messzertifikat für Zahnflankenspiel

Anlagenspezifischer, gemessener Spielwert (nicht nur Konformitätserklärung). Korea Ever-Power stellt diesen Wert für alle EP-AFH-Anlagen sowie für EP-AB/AF der Güteklassen P0 und P1 bereit. Erforderlich für die IQ-Dokumentation positionierungskritischer Antriebsachsen.

④ Erklärung zur Einhaltung der RoHS- und REACH-Vorschriften

Schriftliche Bestätigung, dass das Getriebe keine verbotenen Stoffe gemäß EU-RoHS 2 (2011/65/EU Neufassung) und REACH (EG 1907/2006) enthält. Erforderlich für Geräte, die an multinationale Fertigungsbetreiber verkauft werden. Korea Ever-Power stellt dieses Dokument standardmäßig bei Reinraumbestellungen zur Verfügung.

⑤ Dreidimensionale Zeichnung (PDF, Koreanisch + Englisch)

Vollständige Maßzeichnung mit Toleranzangaben für die Installationsqualifizierung. Erforderlich für die Dokumentation des IQ/OQ-Protokolls. Korea Ever-Power stellt diese innerhalb von 3 Werktagen nach Auftragserteilung für jedes Modell der EP-Serie bereit.

⑥ Zertifikat über das Verhältnis von gepaarten Paaren (nur AGV)

Für FOUP-AGVs mit Differenzialantrieb: Zertifikat über die Übersetzungsabweichung beider Antriebsradgetriebe, das eine Übersetzungsdifferenz von ≤ 0,01% zwischen den beiden Getrieben bestätigt. Korea Ever-Power bietet dies standardmäßig an, wenn AGV-Paare bestellt werden.

Beschaffungszeitplan für koreanische Fertigungsanlagenprojekte:
Die Qualifizierungszyklen für Anlagen von Samsung und SK Hynix dauern in der Regel 6–12 Monate vom Abschluss der Anlagenkonstruktion bis zur Abnahme. Die Getriebedokumentation wird in der IQ-Phase benötigt – üblicherweise 4–6 Monate nach Beginn des Qualifizierungszyklus. Für reinraumspezifische Getriebe (PFPE + FFKM, Lieferzeit 2–4 Wochen) sollte die Bestellung spätestens 10 Wochen vor dem benötigten IQ-Dokumentationspaket erfolgen. Bitte kontaktieren Sie Korea Ever-Power bereits in der Konstruktionsphase – nicht erst in der Beschaffungsphase –, um die Verfügbarkeit der Dokumente und die Lieferzeit für Ihre spezifische Fertigungszone und Reinraumklasse zu bestätigen.

Berechnung des Ausgasungsbudgets – So ermitteln Sie, ob Standardfett oder PFPE-Fett erforderlich ist

Die Entscheidung zwischen Standard-Reinraumfett und PFPE-Reinraumschmierstoff hängt von der Ausgasungsbelastung des Getriebes in der Reinraumluft und dessen Nähe zu freiliegenden Waferoberflächen ab. Der folgende Berechnungsansatz ermöglicht es koreanischen Geräteherstellern, diese Entscheidung quantitativ und nicht durch eine konservative Standardeinstellung zu treffen, die unnötige Kosten verursachen könnte.

BUDGET FÜR DIE KONTAMINATION DURCH AUSGASUNG — VEREINFACHTES MODELL

Abscheidungsrate auf Wafer D (ng/cm²/h) von einem einzelnen Getriebe:

D ≈ P_vap × M_grease × k_geom / (R × T)

Wo:
P_vap = Dampfdruck des Schmieröl-Grundöls bei 20°C (Pa)
M_Fett = freiliegende Fettoberfläche (cm²)
k_geom = geometrischer Faktor (hängt von Entfernung und Winkel ab, ~10⁻⁵ bis 10⁻³)
R, T = Gaskonstante, Temperatur

Mineralöl PAO (Standard): P_vap ≈ 10⁻³ Pa
→ D ≈ 0,05–0,5 ng/cm²/h bei 300 mm Abstand
→ Innerhalb von 24 Stunden: 1,2–12 ng/cm² Akkumulation auf dem Wafer ← Nicht bestanden (ISO 5)

PFPE (Reinraumqualität): P_vap ≈ 10⁻¹⁰ Pa
→ D < 10⁻⁷ ng/cm²/h — 7 Größenordnungen niedriger
→ Mit Standardanalysemethoden nicht messbar ✓

Die Berechnung zeigt, warum PFPE für jedes Getriebe, das sich in Sichtlinie zu freiliegenden Wafern befindet, zwingend erforderlich und nicht nur empfehlenswert ist: Der Dampfdruck von Standardfett ist um sieben Größenordnungen höher als der von PFPE. Kein geometrischer Faktor oder Abstand kann diesen grundlegenden Unterschied ausgleichen. Für jedes Getriebe in ISO-Klassen 3–6, in denen Wafer der Atmosphäre ausgesetzt sein können, ist PFPE-Fett zwingend erforderlich, nicht nur empfehlenswert.

Details zur Bearbeitung von Planetengetrieben

Wo Standardfett in einer Halbleiterfabrik akzeptabel ist:
Getriebe, die in Reinraumklassen 8 oder niedriger (z. B. in Versorgungskorridoren, Technikräumen oder auf Untergeschossen von Anlagen) installiert sind und in denen keine Wafer vorhanden sind, benötigen kein PFPE-Schmiermittel. Standard-EP-AB- oder EP-BPG-Schmiermittel mit Standardfett sind für diese Bereiche die korrekte und kostengünstigste Lösung. Der höhere Preis für PFPE (typischerweise 30–501 TP3T mehr pro Einheit) ist nur dann gerechtfertigt, wenn das Getriebe in einem Bereich installiert ist, in dem Waferkontakt möglich ist. Die Anwendung von Reinraumspezifikationen auf alle Getriebe einer Fertigungsanlage, unabhängig vom Bereich, erhöht die Materialkosten unnötigerweise ohne funktionalen Nutzen.

Häufig gestellte Fragen – Planetengetriebe in koreanischen Halbleiteranlagen

Q
Unser koreanischer Kunde (ein OEM-Hersteller von Fertigungsanlagen, der Samsung beliefert) benötigt ein „partikelfreies“ Getriebe. Was bedeutet das in der Praxis genau?

„Partikelfrei“ bedeutet im koreanischen Beschaffungswesen für Fertigungsanlagen typischerweise, dass das Getriebe keine Partikel oberhalb einer bestimmten Größe und Anzahl in die Reinraumluft abgeben darf – nicht, dass es buchstäblich keine Partikel erzeugt. Die praktische Spezifikation wird üblicherweise als maximale Partikelerzeugungsrate in einem bestimmten Abstand und unter bestimmten Luftströmungsbedingungen oder als Materialverträglichkeitsaussage ausgedrückt, die sicherstellt, dass Gehäuse und Dichtungen keine Partikel mit einer Größe über 0,1 μm in einer Rate abgeben, die das zulässige Partikelkonzentrationsbudget des Reinraums für diese Anlage überschreitet. Korea Ever-Power erfüllt diese Anforderung durch: (1) PFPE-Schmierstoff mit abgedichteter Konstruktion, der die Migration von Fettpartikeln verhindert, (2) FFKM-Wellendichtungen, die eine zuverlässige Abdichtung über den gesamten Betriebstemperaturbereich gewährleisten, und (3) ein eloxiertes Aluminiumgehäuse, das keine Lackpartikel abgibt. Ein vollständiger Partikelerzeugungstest auf Systemebene (Getriebe in Anlage eingebaut, Betrieb unter Reinraumbedingungen) wird üblicherweise vom koreanischen Anlagenhersteller und nicht vom Getriebelieferanten durchgeführt.

Q
Wir entwickeln einen Rotationsantrieb für den CMP-Kopf (Chemical Mechanical Planarisation) einer koreanischen Waferfabrik. Welche Getriebekonfiguration ist konkret vorgesehen?

Ein Rotationsantrieb für den CMP-Polierkopf positioniert diesen über der Polierplatte und rotiert ihn während des Polierprozesses. Anforderungen an den Antrieb: moderate Drehzahl (30–150 U/min), moderates Drehmoment (50–300 Nm, abhängig von Kopfgröße und Poliermitteltyp), Positioniergenauigkeit ≤ 1 Bogenminute für die Kopfpositionierung und Reinraumtauglichkeit (der Kopf arbeitet während des Polierens über freiliegenden Waferoberflächen). Die EP-AFH-Serie ist die Standardempfehlung – Standardgenauigkeit ≤ 1 Bogenminute, kompakte, gekapselte Bauweise, erhältlich mit PFPE-Fett und FFKM-Dichtungen für die Anforderungen von CMP-Anlagen der ISO-Klasse 5–6. Insbesondere für die Rotationsachse ist die EP-AFH-Inline-Serie gegenüber rechtwinkligen Konfigurationen vorzuziehen, da die kompakte axiale Baulänge den Hebelarm reduziert, den das Kopfgewicht auf das Getriebeausgangslager ausübt.

Q
Unser aktuelles Getriebe verwendet handelsübliches, abgedichtetes Fett und ist seit 18 Monaten in einem koreanischen Werk im Einsatz, ohne dass es zu Verunreinigungen gekommen ist. Müssen wir auf PFPE umsteigen?

Das Fehlen eines festgestellten Kontaminationsereignisses bestätigt nicht das Fehlen einer Kontamination. Chemische Verunreinigungen aus Getrieben in Reinräumen werden typischerweise erst Monate nach dem Ereignis durch Ausbeuteanalysen festgestellt, nicht in Echtzeit. Eine Fabrik, die eine Photolithographie-Ausbeute von 951 TP3T erreicht, kann 2–31 TP3T Ausbeute durch organische Oberflächenverunreinigungen verlieren, ohne dass die Quelle eindeutig identifiziert werden kann. Befindet sich Ihr Getriebe in einer Reinraumklasse 5 oder besser innerhalb von 1–2 Metern von freiliegenden Waferoberflächen, gilt die Ausgasberechnung aus Modul 8 – die Ablagerungsrate von Standard-Mineralölfett ist physikalisch messbar und liegt über den Reinraumgrenzwerten. Ob diese Ablagerungsrate in Ihrer Anlage erfasst wurde, hängt vom Ausbeute-Tracking-System der Fabrik ab. Korea Ever-Power empfiehlt dringend PFPE-Schmierstoff für alle Getriebe in Reinraumklassen 5 oder besser in der Nähe von freiliegenden Wafern, unabhängig davon, ob ein Kontaminationsereignis formell festgestellt wurde.

Q
Gilt für koreanische Agrarautomatisierungsanlagen, die sich eine Anlage mit einer Halbleiterfertigungszone teilen, die Reinraum-Getriebespezifikation?

Nein – Automatisierungsanlagen für die Landwirtschaft und die Halbleiterfertigung sind völlig unterschiedliche Anwendungsbereiche. Koreanische Agrarverarbeitungsbetriebe (Getreide-, Gemüse- und Lebensmittelverarbeitung) unterliegen nicht den Reinraumanforderungen der ISO 14644. Die Getriebespezifikation für koreanische Agrarautomatisierungsanlagen orientiert sich an den in Artikel 9 beschriebenen Hygieneanforderungen für die Lebensmittelverarbeitung (IP67, KFDA-Konformität, versiegeltes Fett) und nicht an den Reinraumspezifikationen für die Halbleiterindustrie. Kombiniert ein koreanischer Betrieb Agrarverarbeitung und Halbleiterverpackung (z. B. als Spezialfolien- oder Verpackungslieferant für eine Halbleiterfabrik), richtet sich die Spezifikation für jede Zone nach deren jeweiligen Anforderungen: In Bereichen der Agrarverarbeitung werden lebensmittelechte Getriebe eingesetzt, und wenn eine Zone innerhalb des Betriebs dem Reinraumstandard für die Halbleiterindustrie entspricht, erfüllen die Getriebe dieser Zone die Anforderungen der ISO 14644. Für die Stromverteilung mit mehreren Ausgängen an die Verarbeitungsköpfe in der Landwirtschaft gilt Folgendes: Landwirtschaftliche Kegelradgetriebe Die Verteilung des Signals von einem EP-Planetenverteiler auf einzelne Verarbeitungsköpfe ist in den Nicht-Reinraum-Bereichen solcher Anlagen sinnvoll.

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Korea Ever-Power bietet Reinraum-konforme Getriebe der EP-Serie mit PFPE-Schmierstoff, FFKM-Dichtungen, eloxiertem Gehäuse und der vollständigen Dokumentation Samsung/SK Hynix IQ – in koreanischer Sprache – mit einer Lieferzeit von 2–4 Wochen. Für optimale Ergebnisse empfehlen wir eine frühzeitige Einbindung in die Konstruktionsphase.