Die typische Strukturgröße von Halbleitern auf einem Wafer bemisst sich in Nanometern. Da also jeder noch so kleine Fremdpartikel die Funktion des Mikrochips beeinträchtigt, findet die Produktion mit ihren über 100 Einzelschritten im Reinraum statt. Wenn Wafer dabei zwischengelagert werden müssen, erledigt das die Cubestocker-Anlage von Fabmatics aus Dresden ebenfalls unter Reinraum-Bedingungen.
Innerhalb des Cubestockers – ein vollautomatisiertes Lagersystem für bis zu 200 Wafer-Transportbehälter (jeder dieser Carrier fasst 25 Wafer) – wird dazu eine eigene ISO 3-Reinraumatmosphäre geschaffen. Im Cubestocker, der beispielsweise als Puffer in der Produktion eingesetzt wird, werden die Wafer also absolut sauber und ohne Risiko einer Kontamination zwischengelagert. Über ein Transportsystem an der Reinraumdecke erfolgt die automatische Zuführung der Behälter in den Stocker und aus ihm heraus.
Zusatzachsen mit Zweiachsportal
Das Handling der Wafer-Carrier im Stocker übernimmt ein sechsachsiger Reinraumroboter von Stäubli. Damit der Präzisionsroboter auf alle Positionen zugreifen kann, ist er auf einem stabilen Zweiachsportal montiert. Durch die zusätzlichen Achsen kann er sowohl bodentief einlagern als auch bis zur Förderebene oberhalb der Lagerplätze hinaufreichen, um die Carrier vom Transportsystem abzuholen sowie ein- oder auszulagern.
Die Konstrukteure von Fabmatics entschieden sich für einen Stäubli TX2–90XL mit 1450 mm Reichweite in Super-Cleanroom-Ausführung (SCR), der für den Einsatz in Reinräumen bis Reinraumklasse ISO 2 qualifiziert ist. Neben der Super-Cleanroom-Ausführung, die es so nur bei Stäubli gibt, war auch die extreme Laufruhe der Stäubli Roboter ein Grund für diese Entscheidung. Die Laufruhe resultiert vorrangig aus der hochpräzisen Antriebstechnik aus eigener Fertigung, aber auch die Performance der Stäubli Robotersteuerung CS9 trägt mit dazu bei.
Laufruhe und Präzision erforderlich
Warum Laufruhe? „Ganz einfach“, sagt Martin Däumler, Leiter der Produktentwicklung bei Fabmatics. „Wafer sind bruchempfindlich, und der Wert der 25 Wafer in einem Carrier liegt zwischen 100.000 Euro und den Kosten eines Einfamilienhauses. Daher müssen ein vibrationsfreies Handling sowie ein präzises Positionieren im Sub-Millimeter-Bereich unter allen Umständen sichergestellt sein.“
Dass Stäubli Roboter dieses Anforderungsprofil erfüllen, wissen die Entscheider von Fabmatics schon länger. Geschäftsführer Dr. Roland Giesen: „Wir nutzen Roboter von Stäubli auch in vielen anderen Automatisierungslösungen. Sie entsprechen im höchsten Maße unseren Anforderungen an Reinheit, Zuverlässigkeit und Präzision und genießen bei unseren Kunden hohe Akzeptanz.“
Daher habe man sich auch beim Cubestocker für einen Super-Cleanroom-Roboter von Stäubli entschieden. „Darüber hinaus schätzen wir die partnerschaftliche, vertrauensvolle und professionelle Zusammenarbeit, die mittlerweile schon Jahrzehnte andauert und unser Wachstum begleitet.“
Vom Start weg erfolgreich
Mit dem Cubestocker hat Fabmatics einen neuen Anlagentyp entwickelt, der vom Start weg erfolgreich ist. Martin Däumler: „Die Kombination von kompaktem Bauraum, guter Integration in die Prozesse und eingebauter Reinraum-Atmosphäre ist einzigartig. Ein Halbleiterhersteller hat direkt mehrere Geräte bestellt.“
Und die Entwicklung geht weiter in Richtung Produktfamilie: „Aktuell arbeiten wir an einem Test Wafer Center. Der Cubestocker wird dabei um einen Bereich für das Einzel-Wafer-Handling ergänzt. So kann sich der Anwender sein Wafer-Set für Testzyklen zusammenstellen – vollautomatisiert, hoch präzise und unter Reinraumbedingungen.“ Selbstverständlich übernimmt auch hier ein TX2–90XL in Super-Cleanroom-Ausführung das Carrier-Handling.
Stäubli Tec-Systems GmbH
www.staubli.com/de/de/robotics.html
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