在半导体制造的前道与后道工序中,晶圆的高精度、无污染传输是决定良率的关键环节。HIWIN作为全球线性传动与工业机器人领域的领导品牌,针对半导体产业严苛的洁净度与微米级精度需求,开发了完整的晶圆机器人系列产品,为晶圆搬送提供稳定、高效的自动化解决方案。
半导体产线对微粒(MP)和金属离子污染控制极严,传统传输方案难以满足12英寸晶圆厂对洁净度Class 1的要求。HIWIN晶圆机器人通过关键技术创新,实现了性能突破:
极致洁净与真空环境适应
洁净度等级:HIWIN大气机械手在运动过程中,通过特殊润滑与密封设计,实测可稳定运行于ISO Class 1级洁净环境,有效控制颗粒产生率低于0.01μm颗粒/分钟,满足先进制程对晶圆表面的洁净要求。
真空机械手:针对蚀刻、沉积等真空工艺腔室,HIWIN提供高真空(10^-6 Pa)与超高真空兼容版本机械手。其采用特殊的材料与焊接工艺,放气率极低,确保工艺腔室的压力稳定与氛围纯净。
高精度与高刚性定位
重复定位精度:得益于HIWIN自制的高刚性交叉滚子轴承与精密滚珠丝杠,其晶圆机械手的重复定位精度可达±0.01mm,确保晶圆在Loadport、Alignner与工艺模块间的精准取放,避免因位置偏差导致的碎片或对准失败。
运动轨迹优化:内置的基于连续轨迹的控制算法,可规划平滑的S曲线运动,将晶圆传输过程中的振动与加速度冲击降至最低,有效保护晶圆边缘与表面电路结构。实测数据显示,其高速运行时晶圆晃动幅度较传统方案降低约30%。
高产出与可靠性验证
速度与负载:HIWIN双臂大气机械手(如EFEM内部集成式)单臂有效负载可达2kg以上,单次取放周期(交换晶圆)最快可缩短至2秒以内,显著提升设备单位时间产出量(Throughput)。
MTBF(平均无故障时间):核心关节模组经过严格的寿命测试,在洁净环境下持续运行的MTBF已超过50,000小时,为客户提供了长期稳定运行的有力保障。
HIWIN的竞争优势不仅在于机器人本体,更在于其垂直整合能力:
核心部件自制:机器人的关键传动部件,如内置的力矩电机、交叉滚子轴承、谐波减速机均为HIWIN自主研发制造,确保了整机在精度保持性、刚性与寿命上的高度协同。
系统模块支持:HIWIN可提供与晶圆机器人完美匹配的晶圆对准器(Aligner)、Loadport模块以及EFEM(设备前端模块)的整体解决方案。例如,其直驱式晶圆对准器,采用高分辨率编码器,角度分辨率可达0.001度,为光刻前对准提供了精准基准。
HIWIN晶圆机器人已广泛应用于12英寸及8英寸晶圆的薄膜沉积(PVD/CVD)、刻蚀(Etch)、测量(Metrology)及晶圆分拣(Sorting)等设备中。无论您需要的是大气环境下的高速传输,还是真空腔室内的精密移载,HIWIN都拥有经过现场验证的产品矩阵供您选择。
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