Speed up wafer testing by 30% with Elmo’s fast-settling servo drives

背景

半導体の製造には、非常に高度で高価な装置を使った、時間のかかる複雑な一連の工程が必要である。マイクロエレクトロニクス産業が巨大な計算能力をリーズナブルな価格で提供できるのは、バッチ処理（ディナープレートほどの大きさの「ウェハー」上に同じチップを何百個も同時に製造する能力）のおかげにほかならない。しかし、バッチ処理の経済性は、チップが動作可能である場合にのみ成り立つ。したがって、工程管理、品質保証、規格遵守のためには、厳格なテストが不可欠である。

機械要件

半導体試験装置メーカーであるプロウト・テクノロジー社は、PMAウェーハ・テスト・シリーズのアップグレードに着手した際、既存の装置で1時間当たり40,000個のコンポーネントを処理し、従来の処理能力30,000個を達成することを目標とした。

このシステムでは、ウェーハの一部を順次テストし、測定を行った後、ウェーハを前進させて位置合わせを行い、次のエリアを測定チップの下に配置します。しかし、素早い移動と位置決めでは、慣性によって負荷がオーバーシュートしたり振動したりすることがあり、測定エラーが発生したり、プロセスが遅くなったりすることがある。

コントローラとドライブは、システム内の集中キャビネットに設置されます。これにより配線と統合が簡素化されますが、複数のドライブを狭い密閉されたスペースに詰め込むと熱がこもり、パフォーマンスが低下したり、電子機器の早期故障を引き起こしたりする可能性があります。半導体産業におけるダウンタイムは、1時間あたり数十万ドルのコストがかかるため、チームはこの問題を回避する必要がありました。

さらに、個々のデバイスの寸法がわずか数ミリメートルであるため、テスト装置はコンパクトかつ高精度である必要があり、マイクロリソグラフィ装置の出力に追いつくだけのスピードが要求された。

Motion control

• Gold Whistle サーボ・ドライブ

プロウト・チームが選んだのは Gold Whistleサーボドライブファミリーを選びました。 Gold Whistleドライブには「ゲイン・スケジューリング」と呼ばれる機能があり、アルゴリズムによってシステムがコントローラ・パラメータの個別のセットを定義し、複数の異なるアプリケーション条件のそれぞれに対してシステム性能を最適化することができます。運転中、ドライブはサーボドライブの動作ポイントに基づき、コントローラパラメータのセットを自動的に別のものに変更することができます。フィルタリングは、コントローラパラメータの変更による影響を滑らかにし、高速な整定につながります。

Gold Whistleドライブは99%以上の効率で動作し、放散する必要のある熱量を最小限に抑えます。さらに、小型のキャビネットを使用できるため、機械の設置面積を最小限に抑えることができます。「PMAの機械は非常にコンパクトで、内部のスイッチキャビネットも小型です。「とProaut Technology GmbHの社長Thiol Wicht氏は述べている。 Gold Whistleサーボドライブのミニサイズは、当社の最新技術の機械にとって非常に有益です。"

Gold Whistle ドライブは、軸からトルクを除去している間でもドライブへの通電を維持できる「安全トルクオフ」などの安全機能も内蔵しています。この組み合わせにより、オペレータ、装置、製品の安全性を確保しながら、再起動を高速化することができます。さらに Gold Whistleドライブは、EtherCATまたはCANopenから選択できます。これらのプロトコルの超高速サイクルタイムと最小限のジッタは、クラス最高のリアルタイム性能をサポートします。

結果

Elmo店 Gold Whistleドライブにより、プロオートは最新世代の半導体テスト・プラットフォームのスループットを30%向上させることができました。このコンパクトで効率的なドライブは、小さな設置面積で高信頼性のソリューションをサポートします。Motion Control 社のサーボコントローラは、私たちのアプリケーションに必要な条件をすべて満たしています。「エルモモーションコントロールのサーボコントローラーは、私たちのアプリケーションの基準をすべて満たしています。