KUKAのお客様であるInfineonでは、17臺のウェーハハンドリングロボットが効率性と安全性に貢獻(xiàn)
いいえ、シリコンウェーハは、実際はコラボレート製品ではありません：最大40マイクロメートルの多くのシリコンウェーハは髪の毛より薄く、その際、直徑が150～300ミリメートルで、ピザの大きさに匹敵します。これは極めて壊れやすい材料であるため、人が手で持つことはできません。この高感度シリコンウェーハは、カセット1つでミドルクラスの自動車と同じ価値を有すこともありますが、このシリコンウェーハからチップを構(gòu)成するためには、最大で1,200の処理手順を?qū)g施しなければなりません。そしてその際、各手順ごとに自動化された他の処理ステーションに搬送されます。明らかにLBR iiwa CRのようなロボット向けの課題です。オーストリアのフィラッハにあるInfineon本社では、例えば、自動車、スマートフォン、冷蔵庫、あるいはサーバーファームや機関車の駆動ユニットに使用されるような高性能半導(dǎo)體が製造されています。
その製造においては、手術(shù)室以上の清浄度が必要とされます
フィラッハ工場のホール17でInfineonは、カテゴリー1のクリーンルーム環(huán)境下でチップを製造しています。製造要件に関しては：28リットルの空気中に粉塵粒子が1個未満でなければなりません。これは、手術(shù)室で許容される粒子數(shù)を明らかに下回っています。ちなみに、特別に澄んだ山の気でも、同様の量の空気中には約100,000個の粒子が飛び交っていいます。従業(yè)員にとっての意味：純白の特別な全身防護(hù)服を著用して、特別なエアロックを経て製造場所に進(jìn)入します。ふけや、剝けた皮膚が外部から侵入できないように、肌と髪の毛が完全に覆われていなければなりません。ラップトップやその他の機器類は、事前に徹底した洗浄が実施されていなければなりません。
オーストリアのフィラッハにあるInfineonでは、17臺のクリーンルームロボット、タイプLBR iiwa CRが稼働しています。
クリーンルームロボットは、ウェーハハンドリング時、危険のないやりとりに貢獻(xiàn)
「私たちは、我が社のウェーハにこうした極めて高感度の製造條件を鑑みて、どの搬送技術(shù)をここで使用するか熟慮する必要があります」と、オーストリア?フィラッハに本社のあるInfineon Technologies AustriaのAMHS (Automated Material Handling System) 部門自動化チームリーダーであるマーティン?モーザー氏は言います。「ウェーハ製造の際に途中で様々な移動式ユニットと人が関わっているため、自動化には、人とマシンの間の危険のないやりとりのためにも、極めてコンパクトで、高感度なロボットのみが選択肢となります。しかもまったく保護(hù)フェンスなしという條件です。」
高感度のLBR iiwa CRでは、ウェーハハンドリング時、保護(hù)フェンスが不要です。
ソリューションのためのシステムパートナーとの連係
「そうしたロボットを探すうちに、私たちはKUKAコボットに目が留まりました」と、開発エンジニアは報告します。ISO3に準(zhǔn)拠したこのロボットをクリーンルーム內(nèi)でのウェーハハンドリングに対する極めて特殊な要件に合わせることは、非常に集中的な學(xué)習(xí)プロセスのようであり、Infineon の自動化エキスパートがシステムパートナーと連攜して作業(yè)に當(dāng)たったとのことです。KUKAのほかに、これには、特に、製造の組立て、配線および構(gòu)成に関する
Mechatronic Systemtechnik GmbH のエキスパート、ならびにシステム制御に関する
Micado Automation GmbH のプログラマーが関わりました。
「當(dāng)時、ウェーハ製造ロボットの青寫真はありませんでした。私たちはともに當(dāng)社のニーズに合わせてシステムを調(diào)整しました。これは、私たちにとっても、またKUKAにとっても、まさに先駆者としての作業(yè)でした」と、モーザーは報告します。それには、軽量型ロボットをクリーンルームで使用できるようにすることも含まれていました。それは、KUKA ロボットとってもまだ、いわば「処女地」でした。
「すべての関係者と建設(shè)的で、ソリューションを重視した、のやりとりのおかげで、私たちは現(xiàn)在、自動化されたチップ製造向けの理想的な搬送ソリューションを活用しています」と、モーザー氏は言います。
ウェーハハンドリング時のミリメートル?yún)g位の作業(yè)に対する完璧なリーチ
今日、複數(shù)のクリーンルームで17臺のLBR iiwa CRロボットが、1年365日、ほぼ休みなくタスクをこなしています。「このロボットは極めてコンパクトで可動性に優(yōu)れ、可搬重量14キログラム以下で、振動なく作業(yè)し、グリッパーを使用してミリメートル?yún)g位の正確な作業(yè)をこなしています」と、クリーンルームロボットのメリットをモーザー氏は説明します。相応のリーチを有する補助的な第7軸によって、「従來型の」6軸ロボットではなし得なかった超高感度の曲がりくねった動作も可能になりました。
ミリメートル?yún)g位で正確にKUKAロボットは作業(yè)室シリコンウェーハをセットします。
ミリメートル?yún)g位の正確な作業(yè)も完璧にこなします?
このように、クリーンルームロボットは粛々と、高価値のシリコンウェーハが詰まったブラックカセットを各加工ステップに搬送し、それぞれの加工室にミリメートル?yún)g位で正確に運び込んだ後、再度ウェーハをピックアップして戻ってきます?！杆饯郡沥?、初めから、フィラッハでの當(dāng)社製造にぴったり合ったソリューションを希望していました。それ以外のものは問題外でした」と、マーティン?モーザー氏は説明します。「したがって、私たちはシステム統(tǒng)合にも自社で取り組みました。その際、特に、トータルシステムをいかに構(gòu)築するかと、その後、どのようにそれを「學(xué)習(xí)」するか、という視點でのKUKAの開発者との直接的なやりとりは極めて重要でした?！?/b>?
クリーンルームロボットは、シリコンウェーハが詰まったブラックカセットを各加工ステップに搬送します。
マイクロチップ製造のためになし得ることと、しなければならないこととの適正なバランス
マーティン?モーザー氏のチームでは、リサ?エープナー氏が、自動化シリコンウェーハ製造プロセスへのクリーンルームロボットの組込みを最初から擔(dān)當(dāng)しました。リサ?エープナー氏は、クリーンルームロボットの生粋のファンです：「LBR iiwa CRを初めて見て、すぐに惚れこみました。私は、何時間も、ロボットの繊細(xì)で、調(diào)和のとれた動作に見ても飽きないくらいでした?！棺詣踊ē攻雪`トであるエープナー氏は、製造ラインの中を常に動き回り、オペレーションセンターでシステムをチェックし、製造を完璧にこなすために他の方法がないか探しています。「最適化の際、私たちは、技術(shù)的?物理的に可能なことと、私たちの製造目的にとって有意義なこととのバランスを見出す必要があります。私たちはいつも、経済的な製造のために正しい方策を探さなければなりません?！?/b>
未來の半導(dǎo)體製造のための學(xué)習(xí)の進(jìn)捗
「私たちが今學(xué)習(xí)していることはすべて、私たちを前進(jìn)させます。半導(dǎo)體製造における、より高次のレベルに導(dǎo)くのです」と、フィラッハにあるInfineon Austriaの製造マネージャーであるベルント?シュタイナー氏は言います。Infineon Austriaはフィラッハ工場に16億ユーロ（約2千億円）投資しています。2021年末には、ここで高性能半導(dǎo)體が完全自動製造される予定です。「私たちの目標(biāo)は、スマートファクトリー（Smart Factory）において、必要とされる箇所でピンポイントに正確なパフォーマンスを?qū)g現(xiàn)することです」と、シュタイナー氏は説明します。?
