Zur Detektion von Substraten in Handlingsystemen für die Halbleiterindustrie müssen in den Endeffektoren meist sehr flache Sensoren verwendet werden, um die Kontur des Endeffektors klein zu halten. In den sogenannten Waferboxen liegen die einzelnen – sehr wertvollen - Wafer beispielsweise nur mit sehr geringem Abstand übereinander. Der real verfügbare Freiraum für den Endeffektor wird zudem noch durch weitere Einflüsse reduziert. Dies verursacht Endeffektor-Geometrien, die teils nur wenige Millimeter dick sind. Diese Rahmenbedingungen führen dazu, dass auch die benötigten Sensoren zur Präsenzerkennung der Substrate nur sehr dünn ausgeführt werden können, ohne jedoch Abstriche an der Zuverlässigkeit oder dem Detektionsvermögen zuzulassen.Sensoren mit hoher Oberflächenunabhängigkeit
Endeffektor von Fabmatics mit kapazitivem Sensor von Balluff. Verwendet in Handling Systemen zur Beladung von Halbleitermaschinen.
Als Alternative zu optischen Sensoren, die wegen der Substratoberflächen häufig instabil arbeiten, bietet Balluff scheibenförmige, sehr dünne kapazitive Sensoren an. Solche Sensoren bieten den Vorteil, unabhängig von der Oberfläche des zu detektierenden Materials zu sein.
Zudem führt die immer weiter fortschreitende Miniaturisierung von Halbleiterbauteilen zu stetig wachsenden Anforderungen an die Kontaminationsfreiheit der eingesetzten Materialien.
Neben der Forderung, möglichst keine Partikel zu generieren, ist es inzwischen auch notwendig, die Kontaminationen durch Ausgasungen von z.B. Kohlenwasserstoffen aus Kunststoffen zu minimieren. Dies kann nur durch die Wahl geeigneter Werkstoffe erreicht werden. Balluff begegnet dieser Herausforderung, indem für die speziellen Sensoren, Materialien wie rostfreier Edelstahl und Teflon®(PTFE) zum Einsatz kommen.
Erfolgreicher Einsatz von dünnen
Endeffektoren in der Halbleiterindustrie.
Endeffektor von Fabmatics mit kapazitivem Sensor von Balluff (weiße Fläche), verwendet in Handlingsystemen zur Beladung von Halbleitermaschinen
Sensoren, die all dies erfüllen, werden bereits seit vielen Jahren durch Fabmatics, einem führenden Anbieter von Automatisierungs- und Robotiksystemen in der Halbleiterindustrie, erfolgreich eingesetzt. In Handlingsystemen für einen namenhaften deutschen Maschinenbauer der Halbleiterindustrie lieferte Fabmatics bereits zahleiche Robotersysteme mit entsprechend dünnen Endeffektoren.
In den konkreten Anwendungsfällen sind die Endeffektoren nur 4,5 mm dick, der Sensor (BCS D18T403-XXS30C-ET02-540 Bestellcode: BCS00WY) selbst nimmt davon lediglich 2,5 mm ein. Fabmatics hat sich für den Sensor von Balluff entschieden, da er mit seiner Kombination der verwendeten Werkstoffe und der äußerst dünnen Bauart einzigartig am Markt ist. Zudem punktete der Sensor mit seinen Auswertegeräten, die weit entfernt vom Sensor untergebracht werden können und eine Vielzahl verschiedener Typen an Ausgabesignalen (Analog und Digital) ermöglichen.