STACIS Quiet Island

Halbleiterfabriken, Nanotechnologiezentren, Nanofabs und andere Präzisionsfertigungs- und Forschungseinrichtungen setzen oft Reinräume mit einem System aus Doppelböden ein, um komplexe Anforderungen an die Einrichtungen zu erfüllen (Leitungen, elektrische Kabel, Gasleitungen etc.) und strenge Sauberkeitsstandards einzuhalten. Solche Böden stellen eine Herausforderung bei der Installation von schwingungsempfindlichen Produktions-, Prüf- und Messgeräten dar. Die Doppelböden bieten nicht die für solche Instrumente erforderliche ruhige, schwingungsfreie Umgebung. TMCs Quiet Island ist eine innovative Lösung, die einen Bereich des Doppelbodens durch eine mit dem Unterboden verankerte schwingungsarme „Insel“ ersetzt. Quiet Island Plattformen besteht aus einer reinraum-kompatiblen Plattform mit einer anwendungs- und standortspezifischen Ständerstruktur.

Schwingungsdämpfung

Das tragende Hauptelement für das Quiet Island und damit die einzigartige Kerntechnologie ist das STACIS III aktive Schwingungsisolationssystem. Das „steife“ Ständersystem mit Schwingungsdämpfung ist wesentlich für schwingungsempfindliche Instrumente und erlaubt den Betrieb derselben auf höchstem Leistungsniveau in ansonsten unruhigen Umgebungen. STACIS III ist kompatibel mit Werkzeugen zur automatischen Wafer-Bearbeitung, hochauflösenden Elektronenstrahl-Instrumenten für die Bildgebung, Werkzeugen für Ionenstrahl-Materialbearbeitung sowie allen Geräten mit internen Schwingungsisolationssystemen, sowohl passiv als auch aktiv (siehe unser White Paper zur kombinierten Anordnung von aktiven Isolatoren). Zusätzlich bietet es die größte Schwingungsisolation über den breitesten Frequenzbereich die auf dem Markt verfügbar ist. Das Design mit starrer Aufhängung ist zudem äußerst steif, sodass die Stabilität auch bei großen, kopflastigen Traglasten nicht beeinträchtigt wird.

Sockel und Ständer

Die extrem steifen und robusten Sockel, auf denen die STACIS Isolatoren lagern, werden von TMCs erfahrenem Ingenieurteam entworfen und gemäß hohen Standards und Schweißzertifizierungen in unserem ISO-9001-Werk hergestellt. Jede Quiet Island wird so entworfen, dass sie für eine Vielzahl von Bodenhöhen, Unterbodengeometrien und Werkzeugabmessungen geeignet ist. Mit Tausenden Installationen weltweit für über 200 verschiedene Instrumentenmodelle verfügt TMC über das nötige Fachwissen und die Erfahrung, um eine Ständerstruktur zu entwerfen, die die Anforderungen von STACIS und Ihrer Anlage erfüllt.

Steife Plattform

Die Plattform ist eine von TMC entworfene, 100 mm (4 Zoll) starke Laminierung aus Stahlplatten, die das leichte, inkompressible, gedämpfte Kernmaterial umschließen. Durch die Schichtwirkung der steifen Stahlplatten und des Kerns, die durch Epoxidharz in einer nahtlosen Edelstahlwanne verklebt werden, entsteht ein extrem hoher Grad an Steifigkeit und innerer Dämpfung. Der große Querschnitt und der hohe Stahlanteil führen zu einer äußerst hohen Steifigkeit. Die Deckplatte und Seiten bestehen aus einem durchgängigen, einteiligen Edelstahlgehäuse, um Sauberkeit, Erscheinungsbild und Integrität zu gewährleisten. TMC entwirft und produziert die Plattformen speziell für die jeweilige Anwendung mit Durchführungen, speziellen Formen, Öffnungen zum Verzurren und Transportösen, wie jeweils erforderlich.

Designing a facility to meet the stringent Vibration Criteria of extremely precise imaging equipment can be very challenging, and often cost-prohibitive, particularly when not all tools in the facility require these very low vibration levels.^[1]

Statistical representation (in terms of Mean plus Sigma Spectra) of vertical vibrations in a typical semiconductor fab production area at "as built" and two times thereafter ^[2]

It is very difficult to isolate very large areas such as entire buildings, or an entire floor. It is also well documented that building vibration levels will increase relative to a design specification as the facility is populated with equipment and people. Repeated vibration measurements a few months, or a year later, show that floor vibration levels typically rise over time.^[2]

The more cost effective and successful approach for achieving the stringent requirements of vibration sensitive tools, is to employ point-of use active vibration control with serial piezoelectric technology, particularly to mitigate challenging low frequency (less than 5 Hz) vibration (example here).

TMC can work with the your team to design a tool-specific Quiet Island solution. This process allows us to look at each tool specifically and provide the best performing solution. A building design incorporating one large concrete sub-floor “slab” with a “raised floor” allows for flexibility of tool selection post-construction. Replacing the raised floor with a Quiet Island only where needed provides the most sensitive tool set with a vibration environment an order of magnitude, at least, lower than the sub-floor.

See also The Benefits of Including Floor Vibration Control for Nano-Tech Facilities over Designing "Quiet" Buildings article on AZO Nano.

¹Evolving criteria for research facilities: I – Vibration, Colin Gordon Associates, SPIE Conference 5933: Buildings for Nanoscale Research and Beyond, 2005, Source

²Maturation of the Vibration Environment in Advanced Technology Facilities, Colin Gordon Associates, Journal of the IEST, V. 48, No. 1, 2005, Source

• Nutzt STACIS – TMCs aktive piezoelektrische Schwingungsisolationstechnologie mit ihrer „steifen“ Aufhängung und Isolation bereits ab 0,6 Hz ist in der Branche unerreicht und kompatibel mit Instrumenten, die über interne Isolatoren verfügen.
• Modularität, Individualisierung und Flexibilität bei der Positionierung – Jede Plattform wird individuell auf die Anwendung des Kunden zugeschnitten, kann jedoch, anders als Betonsockel, einfach neu konfiguriert werden, falls sich die Eigenschaften des Instruments oder des Bodens verändern.
• Fachwissen – TMC verfügt über weitreichende Erfahrung in der Zusammenarbeit mit weltweit führend Halbleiterherstellern, wissenschaftlichen Einrichtungen und OEMs für Hochpräzisionsinstrumente. Wir kennen unsere Kunden und ihre Anforderungen. Unsere Produkte werden direkt in unserem Haus konstruiert und produziert.

Gemessene Transmission einer 61 cm hohen und 102 x 152 cm großen Quiet Island Plattform mit STACIS Isolatoren auf vier Standfüßen, VC-C Schwingungsniveau vom Boden

Für Spezifikationen zur Schwingungsisolation, siehe STACIS® III.

Große Instrumente ohne Spezifikationen für die Bodenschwingungen erfordern oft lediglich eine steife und stabile Plattform, die vom Doppelboden getrennt ist. Rigid Quiet Island ist hier die ideale Lösung. Rigid Quiet Islands nutzen die gleiche Hochleistungsplattform und werden individuell für Installationen in Reinräumen mit Doppelböden jeglicher Höhe, mit verschiedensten Unterbodengeometrien und für eine Vielzahl von Geräteabmessungen entwickelt. TMC bietet eine Reihe verschiedener Standfüße für eine Vielzahl von Anforderungen an, sodass eine spezifische Lösung für das Instrument beim Kunden erstellt werden kann, die jedoch gleichzeitig auch modular, flexibel zu positionieren und erweiterbar ist.

Aufgrund der Komplexität, Empfindlichkeit und des finanziellen Wertes der auf unseren Quiet Island® Unterboden-Plattformen installierten Geräte führen wir keine Standard-Katalognummern für die Bestellung. Wir sehen jede Installation als individuell entworfene Lösung an. Das empfohlene Bestellverfahren lautet wie folgt:

• Teilen Sie uns mit, welches Gerät oder Instrument Sie isolieren möchten. Angesichts unserer Installationsbasis ist es wahrscheinlich, dass wir bereits ein zu den Anforderungen Ihrer Anwendung passendes Plattformdesign entwickelt haben. Zudem stehen wir in engem Kontakt mit Herstellern von Steppern, Alignern, REMs und anderen Werkzeugen, sodass uns die aktuellen Größen, Formen, Gewichtsveränderungen und Bodenschwingungsspezifikationen bekannt sind.
• Alternativ können Sie sich für ein System entscheiden, das in Ihr Doppelbodenraster passt. Produktentwickler entscheiden sich oft für eine Plattform mit 1.190 x 1.190 mm (47 x 47 in.), um eine gerade Anzahl von Bodenplatten ersetzen zu können.
• Teilen Sie uns die Höhe Ihres Doppelbodens vom festen Unterboden gemessen mit.
• Beschreiben Sie mögliche Lochraster in Ihrem Unterboden oder der Geometrie des Stahlträgers/Kassettenbodens oder stellen Sie uns Skizzen/Fotos zur Verfügung.
• Stellen Sie uns die Bodenschwingungsdaten zur Verfügung oder vereinbaren Sie mit uns, wie diese Daten gemessen werden sollen.
• Berücksichtigen Sie die Schwingungsempfindlichkeit des Instruments. Für viele Geräte reicht eine Lagerung auf unseren steifen, nicht-resonanten Standfußkonstruktionen aus. Empfindlichere Anwendungen erfordern pneumatische oder piezoelektrische Ständer