ウェハー製造用超薄型センサー
オートメーションのスペシャリスト Fabmatics 社が半導体工場のハンドリングソリューションに Balluff 社のセンサーを採用
写真エンドエフェクター上のウェハー。画像ソース© Fabmatics GmbH
産業分野半導体産業お客様Fabmatics GmbH(ドイツ、ドレスデン
ドレスデンに本社を置くFabmatics GmbHは、半導体工場、半導体プロセスプラント、その他のハイテク生産環境におけるマテリアルフローとハンドリングプロセスの自動化における経験豊富なスペシャリストです。1991年に設立された同社は、30年以上にわたって半導体産業における顧客固有の自動化プロジェクトを成功させてきた。その結果、特に世界中の200ミリ半導体工場の近代化において、市場で確固たる地位を築いている。
状況
半導体産業用のハンドリングシステムで基板を検出するには、エンドエフェクタの輪郭を小さく保つために、通常、非常に平らなセンサーをエンドエフェクタに使用する必要があります。いわゆるウェハーボックスでは、個々の非常に貴重なウェハーは非常に近くにしか積み重ねられません。エンドエフェクターに使用できる実際のフリースペースは、他の影響によっても減少します。その結果、エンドエフェクターの形状は、時には数ミリメートルの厚さしかないこともある。
パーティクルの発生をできるだけ少なくすることに加え、例えばプラスチックからの炭化水素のアウトガスによる汚染を最小限に抑える必要もある。
課題
半導体部品の小型化が進むにつれ、使用される材料にコンタミネーションがないことがますます求められています。 これは、適切な材料を選択することによってのみ達成できる。このような一般的な条件は、基板の存在を検出するために必要なセンサーが、信頼性や検出能力を損なうことなく、超平坦な設計でなければならないことを意味する。
そのため、センサーのサイズと使用する材料が特に重要になります。
ソリューション
Balluff はこの要件を満たす幅広い製品ラインナップを取り揃えています。センサ技術分野における数十年の経験のおかげで、適切なシステムがすぐに見つかりました。
どのように実装されたのですか?
光学式センサに代わるものとして、Balluff はディスク状の非常に薄い静電容量式センサを提供しています。このようなセンサには、検出する材料の表面に依存しないという利点があります。このコンパクトな設計により、エンドエフェクタを可能な限り小さく設計することができ、コンパクトで効率的なマテリアルハンドリングを実現します。
Balluff は、これらのセンサの構造にステンレス鋼やテフロン®(PTFE)などの特殊素材を使用することで、アウトガスによる汚染を防ぐという課題を解決しています。これによりアウトガスのない使用が保証され、スムーズな生産が可能になります。
このソリューションには他にどのような利点がありますか?
具体的なアプリケーションでは、エンドエフェクターの厚さはわずか4.5mmで、そのうちBCS00WYセンサー自体の厚さは2.5mmしかありません。Fabmatics 社が Balluff 社のセンサを採用した理由は、その素材の組み合わせと非常に薄い設計が市場でユニークだからです。このセンサは、センサから離れた場所に設置でき、さまざまな種類の出力信号(IO-Link、アナログ、デジタル)を可能にするダウンストリームアンプもポイントです。これらすべての要件を満たす Balluff センサは、半導体業界におけるオートメーションおよびロボットシステムの大手サプライヤである Fabmatics 社に長年採用され、成功を収めています。Fabmatics 社はすでに、半導体業界の有名なドイツ機械メーカーのハンドリングシステムに、対応する薄型エンドエフェクタを備えた多数のロボットシステムを供給しています。
画像:Fabmatics 社のエンドエフェクターと Balluff 社の静電容量式センサー(白い部分)。画像出典:© Fabmatics GmbH© Fabmatics GmbH
画像: ウェハーボックスの搬送とハンドリング用の Fabmatics 社の自由移動ロボットシステム -HERO Fab-。画像出典:© Fabmatics GmbHFabmatics GmbH
利点
- センサーは非常に小さく、どこにでもフィット
- センサーはアウトガスフリー - 半導体検出に対応
- エレクトロニクスは追加ハウジング付き - 検出時のスペースを節約
- エレクトロニクスはアナログ、デジタル、IO-Link などの一般的なインターフェースに対応しています。
- センサーとエレクトロニクスの組み合わせは実証済みで堅牢 - 世界中で使用されています。
製品
Fabmaticsはエンドエフェクターのウェハディスクを検出するために静電容量式センサーを使用しています。この分野には多くの異なるバリエーションとアプリケーション分野があります。スイッチングアンプの使用は大きな利点があります。評価用エレクトロニクスがスイッチングアンプという外部ハウジングに収納されているため、センサー自体は非常に小型です。このアンプは、検出エリア外のスイッチボックスに収納できるため、システム内の貴重なスペースを節約できます。
静電容量式センサーヘッド用スイッチオンアンプ
- 寸法
- 10.5 x 45 x 75.5 mm
- 接続
- ケーブル、2.00 m、PUR
- スイッチング出力
- PNP/ NPN 常時開/ 常時閉(NO/NC) プログラム可能
- スイッチング周波数
- 100 Hz
- アナログ出力
- アナログ、電圧/アナログ、電流 0 ~ 10 V/4 ~ 20 mA
- ハウジング材質
- PBT
- 周囲温度範囲
- -10...70 °C
- 電源電圧 Ub
- 15 ~ 30 VDC
- 承認/ 適合
-
CE
UKCA
cULus
WEEE - 保護等級
- IP40
- 計時機能
- オン/ オフディレイ設定可能
静電容量式センサヘッド用スイッチングアンプ
- 寸法
- 10.5 x 45 x 75.5 mm
- 接続
- コネクタ付きケーブル、M12×1 オス、4 ピン、0.30 m、PUR
- スイッチング出力
- PNP/ NPN 常時開/ 常時閉(NO/NC) プログラム可能
- スイッチング周波数
- 50 Hz
- インタフェース
- IO-Link 1.1
- ハウジング材質
- PBT
- 周囲温度範囲
- -10...70 °C
- 電源電圧 Ub
- 18 ~ 30 VDC
- 承認/ 適合
-
CE
UKCA
cULus
WEEE - 保護等級
- IP40
- 計時機能
- オン/ オフディレイ設定可能
ダウンストリームアンプ用静電容量式センサヘッド
- 寸法
- Ø 18 x 2.7 mm
- シリーズ
- D18
- 設置・取付け
- 面一に取付け可能
- 接続
- ケーブル、 特殊コネクタ-特殊コネクタ、 2.00 m、 PTFE
- インタフェース
- 特殊インタフェース
- 検出距離
- 0.1 ~ 3 mm
- 感度
- センサアンプにて調整可能
- ハウジング材質
- ステンレス(1.4301)
- 検出面材質
- PTFE
- 周囲温度範囲
- -30...70 °C
- 承認/ 適合
-
CE
UKCA
WEEE - 保護等級
- IP66
静電容量式センサヘッド用スイッチオンアンプ
- 寸法
- 10.5 x 45 x 75.5 mm
- 接続
- ケーブル、2.00 m、PUR
- スイッチング出力
- PNP/ NPN 常時開/ 常時閉(NO/NC) プログラム可能
- スイッチング周波数
- 100 Hz
- ハウジング材質
- PBT
- 周囲温度範囲
- -10...70 °C
- 電源電圧 Ub
- 12 ~ 30 VDC
- 承認/ 適合
-
CE
UKCA
cULus
WEEE - 保護等級
- IP40