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Mechatronik statt Pneumatik: Elektrogreifer beschleunigt Wafer-Handling

Sie sind einfacher zu bedienen, wartungsfrei und reinraumtauglich – unter anderem diese drei Vorteile von mechatronischen Greifern gegenüber rein pneumatischen haben die Entwickler der Wafermarkier- und Sortiersysteme von Innolas dazu bewogen, auf eine solche Lösung umzusteigen.

Elektrogreifer beschleunigt Wafer-Handling Bildquelle: © Gimatic

Die in Deutschland ansässige Holding Innolas stattet mit ihren vier Schwesterfirmen Kunden in aller Welt mit Lasertechnologie für industrielle und wissenschaftliche Anwendungen aus. Der Bereich Innolas Semiconductor hat sich speziell auf Wafermarkier- und Wafersortierlösungen für die Halbleiterindustrie spezialisiert. Seit über 20 Jahren sind kundenspezifische Lösungen das  Kerngeschäft der 25 Mitarbeiter zählenden Gesellschaft.

„Unsere Kunden bekommen die Maschinen schon reinraumtauglich in ihre Produktionsräume geliefert“, beschreibt Thomas Rölz vom Vertrieb ein Alleinstellungsmerkmal des Unternehmens mit Sitz in Krailing. Unter den Referenzen befinden sich zahlreiche ‚global player‘ der Wafer- und Chipindustrie. Rund 20 bis 30 Sondermaschinen verlassen im Jahr das Haus, rund die Hälfte davon geht nach Asien und in die USA. Entwicklungsleiter Sven Wollstadt fügt hinzu: „Dass wir seit 2001 auch Wafersortiersysteme herstellen, haben wir unseren Kunden zu verdanken. Ursprünglich hatten wir nur die Lasermarkierer im Programm, bis ein Anwender auf uns zukam. Er war der Meinung, dass wir mit unserer Technik auch die Sortierer herstellen könnten.“ Solch eine Wafersortier- oder auch Wafertransfermaschine ist die ‚IL C3800‘, die nun erstmals mit mechatronischen Greifern beziehungsweise Schwenkeinheiten ausgestattet ist.

4_Harry Kern und Sven Wollstadt Bildquelle: © Gimatic

Haben die Lösung gemeinsam auf den Weg gebracht: Sven Wollstadt, Entwicklungsleiter von Innolas Semiconductor (rechts), und Harry Kern, Technischer Berater bei Gimatic.

In einem modularen Wafer-Bearbeitungssystem befinden sich zwischen den einzelnen Stationen Transportsysteme, die die Wafer von einer zur anderen Station transportieren. Da hier absolute Reinraumbedingungen herrschen, muss dieses Handling vollautomatisiert erfolgen. Es ist außerdem darauf zu achten, weder die Vorder- noch die Rückseite des Wafers mit dem Roboter zu berühren, um Verunreinigungen zu verhindern.

Das IL C3800 hat die Aufgabe, eine reinraumtaugliche FOUP-Kunststoffbox (Front open unit pott) automatisiert zu öffnen, die enthaltenen Wafer zu entnehmen, umzudrehen, auszurichten und der nachfolgenden Bearbeitungseinheit zu übergeben. Ein Dreiachsroboter holt die Wafer aus der Ladestation und legt sie sehr schnell und präzise auf den sogenannten Flipper (Wendestation). Zwei Greifer des Herstellers Gimatic nehmen dabei den Wafer entgegen. Die Schwenkeinheit wendet diesen mit der falschen Seite ankommenden Wafer absolut synchron. Schließlich legen die Greifer den Wafer auf den sogenannten Aligner, wo er für den Weitertransport ausgerichtet wird. Hier liest eine bildgebende Kamera den Barcode des Wafers. Die Transfermaschine übergibt die im Barcode enthaltene Information sowie die exakte Lage des Wafers schließlich via Ethernet der folgenden Bearbeitungsstation, welche daraufhin vollautomatisch den korrekten Prozess am richtigen Ort ausführt.