Gelöste Servoanwendungen

Herstellung von Front-End-Halbleitern

Front-End-HalbleiterDie Halbleiterverarbeitung kann in zwei Teile unterteilt werden - "Front-End" und "Backend". Herstellung von Front-End-Halbleitern bezieht sich auf die Herstellung von einem Rohwafer zu einem fertigen Wafer (dh die Mikrochips werden erstellt, befinden sich aber noch auf dem Wafer). Bei vielen Front-End-Prozessen wird der Wafer gedreht. Das klingt zunächst einfach, bis Sie feststellen, dass die Trägheitsfehlanpassung zwischen der Waferhalterung und dem Motor bei einem Direktantriebssystem leicht über 2000:1 liegen kann. Dies stellt ein Abstimmungsproblem dar, wenn versucht wird, ein hervorragendes Geschwindigkeits- und Positionsverhalten beizubehalten. ADVANCED Motion Controls-Servoantriebe verfügen über die Werkzeuge und Steuerungen, um diese Anwendung auf Ihre Spezifikation abzustimmen.

Die Halbleiterindustrie hat einige der anspruchsvollsten Anwendungen in der Bewegungssteuerung. Eine Kombination aus extremer Genauigkeit und Präzision in Kombination mit hohem Durchsatz ergibt eine aufregende Technologie.

Handhabung/Transfer von Wafern

Wafer müssen schnell und schonend von Prozess zu Prozess transportiert werden. Mit Servos angetriebene Wafer-Handling-Roboter sind die Standardmethode. Roboter befinden sich normalerweise in einer SCARA-Konfiguration (Selective Compliant Articulated Robot Arm), in der Servos alle Achsen einschließlich Schulter, Ellbogen und Handgelenk steuern können.  ADVANCED Motion Controls-Servoantriebe bieten eine große Auswahl an Leistungsfähigkeiten, um jede Achse mit koordinierter Bewegung zu steuern.

Ein FOUP transportiert Silcon-Wafer zum Verfahren der chemischen Gasphasenabscheidung

FOUP Handhabung / Transport

Die Box, die die Wafer enthält, wird „FOUP“ (Front Opening Unified Pod) genannt. Eine mit Wafern gefüllte FOUP ist eine teure Nutzlast und muss daher mit größter Sorgfalt gehandhabt werden. Beim Transport dieser wichtigen Pakete verlässt man sich auf AMC-Servoantriebe. In Transportanwendungen reduziert der Einsatz von Hochleistungs-Servoantrieben das Gewicht und erhöht die Effizienz.

Kammer öffnen / schließen

Kammertüren müssen geöffnet und geschlossen werden, um Prozessmaterialien für verschiedene Schritte während der Front-End-Halbleiterherstellungsprozesse einzuschließen. Servoantriebe bieten die Leistung und Präzision, die für zuverlässige Versiegelungen erforderlich sind, und liefern Feedback, damit das System die Position während des gesamten Vorgangs überwachen kann.

Eine Frau betreibt eine Halbleiterfabrik in einer Reinraumumgebung
Deionisiertes Wasser reinigt einen 100-mm-Wafer während eines Spin-Spin-Dry-Schrittes

Trocken spülen

So wie es sich anhört. Der Wafer wird sehr kontrolliert auf Touren gebracht. Nach dem Schleudern wird entionisiertes Wasser gleichmäßig auf den Wafer gesprüht, um die im vorherigen Prozess verwendeten Chemikalien abzuspülen. Dann werden Zentrifugaltrocknen und erhitzter Stickstoff kombiniert, um Wasser und latente Feuchtigkeit zu entfernen.

Oberflächenvorbereitung

Einschließlich Entfernung von Photoresist, Post-CMP-Reinigung, Pre-Photo-Lithographie-Reinigung, Polymer-Entfernung, Pre-Epi-Reinigung, Pre-Deposition, Photoresist-Strip und andere ähnliche Front-End-Halbleiterherstellungsprozesse. AMC-Servoantriebe sind dieser Aufgabe gewachsen.

Geätzte Siliziummerkmale unter starker Vergrößerung vor und nach dem Reinigungsprozess
Layout einer Kammer für die chemische Abscheidung aus der Gasphase bei der Halbleiterherstellung

Chemische Dampfabscheidung (CVD)

CVD wird zum Beschichten von getönten Gläsern bis hin zu Kartoffelchipstüten verwendet. Bei der Halbleiterherstellung wird dieser Prozess verwendet, um dünne Materialschichten auf den Wafer aufzubringen, die als Leiter, Halbleiter oder Isolatoren wirken. Niederdruck-Chemical Vapour Deposition oder (LPCVD) wird häufiger verwendet, da es eine gleichmäßigere Dicke erzeugt und unerwünschte Reaktionen verhindert. Servoantriebe können verwendet werden, um das Waferboot aus der Kammer einzuführen und herauszuziehen, die Kammertür zu öffnen und zu schließen und Wafer aus dem Boot hinzuzufügen oder daraus zu entfernen.

Chemisch-mechanische Planarisierung (CMP)

Ein abrasiver Prozess, der zum Polieren der Oberfläche des Wafers verwendet wird. Es beinhaltet die Verwendung von chemischen Aufschlämmungen und eine kreisförmige (Schmirgel-)Aktion, um die Oberfläche des Wafers glatt zu polieren. CMP erzeugt die flache, glatte Oberfläche, die notwendig ist, um den Wafer für nachfolgende Schritte im Herstellungsprozess vorzubereiten. CMP ist während des Front-End-Halbleiterherstellungsprozesses mehrere Male erforderlich.

Dieser Prozess erfordert eine vibrationsfreie und exakte Geschwindigkeits- und Kraftregelung ohne Geschwindigkeitswelligkeit. AMC-Servoantriebe verfügen über die richtigen Tuning-Tools und Steueralgorithmen, um das Tuning schnell durchzuführen, damit Sie mit Ihrem Design fortfahren können.

Die chemisch-mechanische Planarisierung poliert die Oberfläche eines Wafers flach, um ihn für den nächsten Schritt in einer Halbleiterfabrik vorzubereiten
Die Schrittmaschine bringt den Siliziumwafer in Position

Stepper

Während der Photolithographie wird Laserlicht durch das Retikel geleitet, das das Bild eines oder mehrerer Chips enthält. Das Bild wird dann auf den Wafer projiziert. Da nicht der gesamte Wafer gleichzeitig behandelt wird, muss der Wafer bewegt werden, damit der nächste Chip das Bild empfangen kann. Die für all dies verwendete Maschine wird als "Stepper" bezeichnet, weil sie jeweils einen Chip oder einige Chips auf einmal bearbeitet und dann zum nächsten Chip oder Satz von Chips weitergeht, bis sie den gesamten Wafer belichtet hat.

Branchen, Technologien und Produkte im Zusammenhang mit der Front-End-Halbleiterverarbeitung ...

Back-End-Halbleiter-Infobox
Back-End-Halbleiterfertigung
Servoantriebe für 3D-Drucker
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Elektronischer Drehmomentschlüssel
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Bewegungssteuerung des Ventilators
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