Automatisierung in der Halbleiterfertigung

Mit dem aus einem kollaborativen Roboter und einer mobilen Plattform bestehenden KMR iiwa CR bietet Kuka eine sichere und produktivitätssteigernde Automatisierungslösung für den Transport hochempfindlicher Halbleitersubstrate (Wafer). Dank der integrierten Ladetechnologie von Wiferion erfüllt das System höchste Anforderungen in puncto Reinheit, Produktivität und Sicherheit. Der KMR iiwa CR ist eine Kombination aus einem Reinraum-Cobot und einer mobilen Plattform. Der patentierte Greifer des Roboters ist speziell für Handlingapplikationen in Reinraumumgebungen konzipiert. Dank innovativer Navigationssoftware operiert der KMR iiwa CR autonom im Raum, be- und entlädt die Wafer-Kassetten selbstständig und bringt sie zur nächsten Arbeitsstation. Und das unter Einhaltung strenger ISO-3-Reinraumbedingungen. Die mobilen Systeme sind dafür ausgelegt, in Umgebungen, die sauberer als ein OP-Saal sein müssen, ihre Arbeit und ihre mechanischen Bewegungen zuverlässig zu verrichten. Für die Einhaltung der ISO-Klasse 3 ist u.a. die Energieversorgung des KMR iiwa CR ein zentrales Feature. „Für eine anspruchsvolle Reinraumumgebung sind herkömmliche Batterieladesysteme mit Schleifkontakten nicht geeignet“, erklärt Jakob Brandl, Portfolio Manager Mobility bei Kuka. „Bei jedem Ladevorgang entsteht Kupferabrieb. Die Partikel verteilen sich in der Produktionsumgebung und können im Extremfall die wertvollen Wafer beschädigen.“ Kuka verwendet daher das induktive Batterieladesystem etaLINK 3000 von Wiferion. Die Energieübertragung erfolgt dabei berührungslos. Damit gewährleistet Kuka einen Ladeprozess mit minimalster Partikelgenerierung. Darüber hinaus ermöglicht die Ladetechnologie, die Produktion ohne Unterbrechungen für das Laden der Batterie aufrechtzuerhalten. „Wir laden unseren Cobot via ‚In-Process-Charging‘. Dabei fährt der Roboter während des Pick-and-Place-Prozesses über eine Ladestation und wird im Prozess geladen – ohne jeglichen Zeitverlust“, erklärt Pascal Caprano, Head of Industry Management Concept Engineering bei KUKA. Die Ladepunkte lassen sich beispielsweise vor den Bearbeitungsmaschinen anbringen. Die Energieversorgung startet dann automatisch, wenn der KMR iiwa CR die Wafer-Kassetten einlegt und entnimmt. Auch in puncto Sicherheit setzt der Cobot dank der induktiven Stromübertragung neue Maßstäbe. Während herkömmliche Kontaktladeplatten mehrere Zentimeter auf dem Boden aufbauen, damit die Energieversorgung trotz Bodenfreiheit eines Roboters funktioniert, sind die Ladeplatten von Wiferion sehr flach und lassen sich ebenerdig im Boden versenken. „Wir eliminieren damit Stolperfallen für die Mitarbeiter im Reinraum“, zeigt Jakob Brandl die Vorteile des Systems auf. Zudem entfällt die Wartung aufgrund von abgebrochenen oder verunreinigten Kontakten. „Im Ergebnis steigern wir damit die Prozesssicherheit der gesamten Produktion.“ Die Anforderungen an eine intelligente Automatisierung im Reinraum sind hoch. Mit dem KMR iiwa CR bietet Kuka eine sichere und produktivitätssteigernde Automatisierungslösung für Handling- und Transportprozesse in der Halbleiterproduktion. Die integrierte induktive Ladetechnologie von Wiferion erhöht die Prozesssicherheit und ermöglicht einen 24/7-Betrieb des Systems. Aus diesem Grund wird Kuka die Ladetechnologie auch bei Nachfolgemodellen serienmäßig integrieren.