Stäubli Sechsachser TX 60 L CR végzi a kihívást jelentő szilíciumlapka-kezelést

Stäubli Sechsachser TX 60 L CR végzi a kihívást jelentő szilíciumlapka-kezelést

Reinraum-robotok értékes rakománnyal

Ha a robotok részeket mozgatnak A pontból B pontba, az nem igazán izgalmas. A backend területen a szilíciumlapok kezelése azonban másképp néz ki: egy egyedi lap értéke ebben a szakaszban akár 10.000 euró is lehet. A legnagyobb biztonság garantálása érdekében a SÜSS MicroTec a precíz Stäubli TX60L cr robotokra támaszkodik.

A félvezetőpiac szigorúan ázsiai kézben van, mégis a SÜSS MicroTec csoport a Wafer-feldolgozás Bajnokok Ligájában játszik. Amit a világ minden táján ügyfelei értékelnek, az a vállalat szakértelme. A SÜSS MicroTec csoport több mint hatvan év tapasztalattal rendelkezik mikrostruktúrákra szabott folyamatmegoldások fejlesztésében és gyártásában. A kínálat minden lépést lefed a wafer kezelésében a tisztítás, keményítés, fejlesztés, beállítás, valamint a waferek összekapcsolása (bonden) terén.

Legyen szó memóriachipek gyártásáról, mobiltelefon kamerákról vagy gumiabroncsnyomás-érzékelőkről – a SÜSS MicroTec megoldásait széles körben alkalmazzák mind a mindennapi, mind az ipari folyamatokban. A csoport egyik vállalata a SÜSS MicroTec Lithography GmbH, mely Garchingban és Vaihingen an der Enzben található. A Vaihingenben, amelyet május közepén egy új, Sternenfelsen lévő cégépületbe költöztettek és bővítettek, a vállalat a backend területen végzett lithográfiai folyamatokra specializálódott, és széles termékkínálatot nyújt, beleértve a coatereket és fejlesztőket, az olcsó laboratóriumi berendezésektől a magas teljesítményű, 300 mm-es wafer gyártó berendezésekig.

A folyamatok száz százalékos kontrollja, valamint a waferek gyors, pontos és biztonságos kezelése, alig mérhető törési rátával ppm-ben, azok az érvek, amelyek világszerte meggyőzik az ügyfeleket. ?Egy wafer törése a mi berendezéseinkben súlyos probléma. Végső soron értéke a kivitelezéstől és típusától függően 1.000 és 10.000 euró között mozog. Egy ilyen waferből akár ezer, vagy több tízezer chip készíthető, melyek számítógépekben, mobiltelefonokban vagy LED-ekben kerülnek felhasználásra?, magyarázza Lutter, és hangsúlyozza: ?A selejtet ebben a gyártási szakaszban már nem engedhetjük meg magunknak.? Ennek megfelelően magasak az elvárások a waferek kezelésével szemben, és ezáltal a robot teljesítményével kapcsolatban is.

Hatkaros robot a háromtagú helyett

A modern Coater ACS 300 Gen2 esetében a SÜSS MicroTec következetesen a Stäubli hatkaros TX 60L cr robot alkalmazására épít. Az, hogy a kompakt, ívelt karú robot nyer, és nem a szokásos háromtagú manipulátor, egyértelműen a Stäubli gép teljesítményének köszönhető, magyarázza Rainer Targus a SÜSS MicroTec Kutatás- és Fejlesztési Osztályáról: ?A háromtagú robotokhoz képest, amelyek csak három szabadságfokkal rendelkeznek, a hatkaros robot sokkal nagyobb rugalmasságot kínál. Különösen a TX60L hosszú karja lehetővé teszi a messzebb való elérést. A nagyobb munkatér sokkal rugalmasabb elrendezést tesz lehetővé a modulok között a berendezésen belül. Emellett a Stäubli robot a háromtagú manipulátorokhoz képest lényegesen nagyobb teherbírással rendelkezik, ami gyorsulási nyomatékok esetén, a fogók és waferek súlyával összefüggésben, gyorsan döntő szemponttá válhat.?

Ezenkívül a TX60L a hatótávolságán belül nagyobb helymeghatározási pontosságot és ismételhetőséget kínál, mint a hasonló háromtagú rendszerek, ami a wafer szegélykezelésében döntő fontosságú.

A robotnak sok a feladata a berendezésben, hiszen kivéve a manuális betöltést, minden más lépés teljesen automatikusan zajlik. A kezelő betölti a berendezést, és behelyez egy, 25 wafert tartalmazó kazettát, amit FOUP-nak (Front Opening Unified Pod) neveznek. Egy Load Port modul kinyitja a FOUP-ot és szkenneli a tartalmát. A rendszer felismeri a waferek számát és pontos helyzetét. Így a berendezés vezérlése megkapja az információt a feldolgozandó waferek számáról. A vezérlés egyik kulcsfontosságú eleme az intelligens, önoptimalizáló ütemezés. Miután a kezelő megadta a feladatot és a recepteket, a berendezés saját maga határozza meg az optimális időbeosztást a komplex feladatokra, beavatkozás nélkül.

Ezután kezdődik a Stäubli TX60L cr robot szerepe. A robot kiveszi a wafer-t a kazettából, és egy központosító állomásra hajt. Itt képalkotás segítségével meghatározza a lap pontos helyzetét a fogóban. A képalkotás továbbítja a meghatározott eltérés koordinátáit a robotvezérlésnek, így a robot pontosan központosítva helyezheti el a wafer-t a kijelölt modulban. A waferek behelyezése és kivétele mind a négy folyamatmodulban, valamint a kész, megmunkált wafer visszahelyezése a FOUP-ba természetesen a robot feladata.

Pontosság ±50 mikrométer

?A waferek behelyezése a folyamatmodulokba precizitást igényel a robot részéről. A magas precizitású Stäubli TX60L segítségével valóra válthatjuk a célunkat, azaz az ±50 mikrométer abszolút helymeghatározási pontosság elérését a modulban?, magyarázza Stefan Lutter. Ez részben a Stäubli szabadalmaztatott JCM hajtástechnikájának köszönhető. A robot magas pályaszabadsága szintén kifizetődik a waferek kivételénél vagy behelyezésénél kazettákba és modulokba. A robot biztonságosan, rezgés nélkül kezeli a drága lapokat, így a wafer törése kizárt.

A berendezés ciklusideje erősen függ a feladattól. Bizonyos receptek és szekvenciák esetén a modulidő a korlátozó tényező, más feladatoknál pedig a robot a ciklusidő meghatározója. ?Mindkét esetben az ultra gyors ciklusidőket kihasználva profitálunk a Stäubli robot precizitásából és gyorsaságából, miközben elkerüljük a waferek károsodását?, mondja Rainer Targus.

Az, hogy a SÜSS MicroTec ACS300 Gen2 innovatív klaszter rendszerében kizárólag Stäubli hatkaros robotok kerülnek alkalmazásra, nem véletlen: ?Alaposan megvizsgáltuk és összehasonlítottuk a különböző gyártók robotjait. Az optimális kombináció eléréséhez a hatótávolság, sebesség, helymeghatározási pontosság és biztonságos kezelés tekintetében csak a legjobb robot jöhet szóba. Ezért mi a Stäublit választjuk?, összegzi Stefan Lutter.

Szöveg és fotók: Dipl.-Ing. Ralf Högel