반도체 제조에서 배치 처리의 경제성은 칩이 작동할 때만 유지되며, 이를 위해서는 빠른 속도로 엄격한 테스트가 필요합니다. 하지만 이 속도를 따라잡고 웨이퍼 테스트 속도를 30%까지 높여 처리량과 수율을 향상시킬 수 있는 테스트 머신을 구축하는 것이 진정한 과제입니다. 프로오트 테크놀로지는 Elmo빠르고 강력하며 컴팩트한 서보 드라이브의 지원을 받아 바로 그 일을 해냈습니다.
이 사례 연구를 읽고 방법을 알아보세요:
- Gold Whistle 서보 드라이브는 컨트롤러 매개 변수를 자동으로 변경하여 더 빠른 정착을 유도할 수 있습니다.
- 소형 고효율 드라이브를 사용하면 컴팩트한 제어 캐비닛에서 과열 문제를 해결할 수 있습니다.
- 안전 토크 오프(STO) 형태의 TUV 인증 안전 기능이 내장되어 있어 추가 부품 없이도 안전 승인을 받은 애플리케이션을 구현할 수 있습니다.
배경
반도체 제조에는 고도로 정교하고 값비싼 장비를 사용하여 시간이 많이 소요되는 복잡한 일련의 단계가 필요합니다. 마이크로일렉트로닉스 업계가 합리적인 가격으로 대규모 컴퓨팅 성능을 제공할 수 있는 것은 접시 크기의 '웨이퍼'에 수백 개의 동일한 칩을 동시에 제작할 수 있는 일괄 처리 기술 덕분입니다. 그러나 배치 프로세싱의 경제성은 칩이 작동할 때만 유지됩니다. 따라서 공정 제어, 품질 보증 및 표준 준수를 위해서는 엄격한 테스트가 필수적입니다.
머신 요구 사항
반도체 테스트 장비 제조업체인 Proaut Technology GmbH는 PMA 웨이퍼 테스트 시리즈를 업그레이드하기 시작하면서 기존 장비의 시간당 처리량인 30,000개에서 40,000개의 부품 처리량을 달성하는 것을 목표로 삼았습니다.
시스템은 웨이퍼의 섹션을 순차적으로 테스트하여 측정한 다음 측정 팁 아래에 다음 영역을 배치하기 위해 웨이퍼를 전진 및 정렬합니다. 그러나 빠르게 이동하고 위치를 고정하면 관성으로 인해 부하가 오버슈트되고 진동이 발생하여 측정 오류가 발생하거나 공정 속도가 느려질 수 있습니다.
컨트롤러와 드라이브는 시스템의 중앙 집중식 캐비닛에 설치됩니다. 이렇게 하면 배선과 통합이 간단해지지만, 여러 개의 드라이브를 작은 밀폐된 공간에 넣으면 열이 발생하여 잠재적으로 성능을 저하시키고 전자 장치의 조기 고장을 일으킬 수 있습니다. 반도체 산업에서 다운타임은 시간당 수십만 달러의 비용을 초래할 수 있으므로 팀은 이 문제를 방지해야 했습니다.
게다가 개별 디바이스의 크기가 밀리미터에 불과하기 때문에 테스트 장비는 작고 정밀해야 하며, 마이크로리소그래피 장비의 출력을 따라잡을 수 있을 만큼 공정이 빨라야 했습니다.
Motion control 솔루션
- Gold Whistle 서보 드라이브
Gold Whistle
Miniature Servo Drive
20A/100VDC, 9A/200VDC
프로오트 팀은 Gold Whistle 서보 드라이브 제품군을 선택했습니다. Gold Whistle 드라이브에는 "게인 스케줄링"이라는 기능이 포함되어 있어 알고리즘을 통해 시스템에서 별도의 컨트롤러 파라미터 세트를 정의하여 여러 개별 애플리케이션 조건 각각에 대해 시스템 성능을 최적화할 수 있습니다. 작동 중에 드라이브는 서보 드라이브의 작동 지점에 따라 한 컨트롤러 파라미터 세트에서 다른 컨트롤러 파라미터로 자동 변경될 수 있습니다. 필터링은 컨트롤러 매개변수 변경의 효과를 부드럽게 하여 더 빠르게 정착할 수 있도록 도와줍니다.
Gold Whistle 드라이브는 99% 이상의 효율로 작동하므로 방열해야 하는 열의 양이 최소화됩니다. 또한 크기가 작아 더 작은 캐비닛을 사용할 수 있어 기계 설치 공간을 최소화할 수 있습니다. "PMA 기계는 내부 스위치 캐비닛이 작아 매우 컴팩트합니다."라고 Proaut Technology GmbH의 전무 이사 Thiol Wicht는 말합니다. "미니 사이즈의 Gold Whistle 서보 드라이브의 미니 사이즈는 우리의 최신 기술 기계에 매우 유용합니다."
Gold Whistle 드라이브에는 축에서 토크를 제거하면서 드라이브에 전원을 공급하는 '안전 토크 오프' 등의 안전 기능도 내장되어 있습니다. 이 조합은 재가동 속도를 높이는 동시에 작업자, 장비 및 제품의 안전을 보장합니다. 또한 Gold Whistle 드라이브는 EtherCAT 또는 CANopen 중에서 선택할 수 있습니다. 이러한 프로토콜의 초고속 사이클 타임과 최소한의 지터는 동급 최고의 실시간 성능을 지원합니다.
결과
ElmoGold Whistle 드라이브를 통해 Proaut는 최신 반도체 테스트 플랫폼의 처리량을 30% 늘릴 수 있었습니다. 작고 효율적인 이 드라이브는 작은 설치 공간으로 고신뢰성 솔루션을 지원합니다. " Elmo Motion Control 컨트롤의 서보 컨트롤러는 우리 애플리케이션의 모든 기준을 완벽하게 충족합니다."라고 월시 씨는 말합니다. "견고하게 제작되어 정밀 측정 기계에 사용하기에 적합하도록 설계되었습니다."