Positionierung eines Wafers mit Vakuumchuck

Mit einem KT305-EDLM und einer darauf befindlichen Dreheinheit wird ein Vakuumchuck mit dem Wafer positioniert. Über ein am Rahmen des Aufbaus angebrachtes Lichtschrankensystem werden die Kanten des Wafers erkannt. Anschließend wird die Laserstrukturierung und Vermessung durchgeführt.

Kundenanforderungen

• XY-Weg 2mm (±1mm)
• Phi 2° (±1°)
• Genauigkeit besser 10µm auf 2mm Weg linear
• Genauigkeit besser 0,007° auf 1° Winkel
• Geschwindigkeit unkritisch, Ziel: Alignbewegung <1sek

Zwei Arbeitsabläufe stehen zur Wahl

1. Wafer wird in Bearbeitungsposition aligned: Vorteil hierbei sind kleine Verfahrbewegungen sowie der Einsatz kleiner Tische.
2. Wafer wird außerhalb Bearbeitungsposition aligned und danach mit einer Offset-Bewegung ca. 180mm in Bearbeitungsposition gefahren. Vorteil bei diesem Ablauf ist, dass die Kameras weit von der Bearbeitungsstelle und damit von Partikeln und Staub entfernt sind.

Endgültiger Entwurf

Der endgültige Entwurf folgte dem zweiten Arbeitsablauf:

• Wafer manuell auflegen, Vakuum-Ansaugung
• Wafer-Kanten werden unter dem Sensor mit 2mm Messbereich gescannt
• jede Kante einzeln mit 150mm-Tisch verfahren, dazwischen jeweils Drehung um 90° mit Drehtisch; Sensor ortsfest
• für die XY-Positionierung wird ein KT305-210-EDLM-B verwendet, welcher mit einem inkrementellen Linearmesssystem und einer Hubbegrenzung auf 160mm je Achse ausgestattet ist
• Drehtisch wird mittels eines Harmonic Drive AC-Servoantrieb realisiert
• aus den 4 Profilverläufen kann delta X, delta Y und delta Phi berechnet werden
• Tischsystem verfährt Korrekturwerte und bewegt Wafer unter die Bearbeitungsstation
• Bearbeitung
• Tischsystem bewegt Wafer zur Entladeposition
• Zeiten: 4x Kantenscan = 4x2 Sek + 1 Sek Korrekturbewegung + 2 Sek Einfahren in Laserposition + 2 Sekunden herausfahren aus Laserposition
• Summe: Ausricht- und Transportzeit < 15sek/Wafer

Einsatz eines 3-Achs-GALIL-Controllers

Das Align-System wurde in eine bestehende Anlage integriert.
Der Controller ist ein 3-Achs-GALIL-Controller mit integrierter Sensorauswertung, Positions- /Fehlerkorrekturwertberechnung und Achssteuerung.