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2023년 4월 17일
회사는 SEMICON Japan 2022에서 반도체 반송용 로봇을 출전했습니다. 반도체 시장에서는 트랜지스터 집적도를 올려 고성능화·고기능화를 실현하기 위해 전 공정의 제조 프로세스에서는 미세화가 한층 진행되고 현재는 나노 오더의 반도체가 제조되고 있습니다. 최근에는, 후공정의 패키징 기술의 진화에 의해, 한층 더 고성능화·고기능화가 가능해지고 있습니다.
당사는 이번 출전에서 미세화가 진행되는 반도체를 만드는 전공정을 타깃으로 현재 확대판매중인 반도체 웨이퍼 반송용 클린 로봇 'SEMISTAR-GEKKO MD124D」와 패키징 기술이 진화하고 있는 후 공정의 반도체 패키지 공정을 타겟으로 현재 개발 중인 기판 반송용 클린 로봇 「SEMISTAR-MU113D」, 그리고 와이어 본더 등의 구동용으로 사용되는 AC 서보 드라이브 「Σ-X」를 활용한 "데이터에 의해 제조 장치의 고기능화를 실현"하는 데모 시스템의 전시를 실시했습니다. 각 로봇의 특징에 대해 소개합니다.
반도체를 만드는 공정은 일반적으로 그림 1과 같은 웨이퍼 제조 공정과 웨이퍼에 트랜지스터층을 형성하는 전 공정과 웨이퍼를 칩으로 나누고 패키징을 하는 후 공정을 거쳐 반도체 칩이 만들어진다.
그림 1 반도체를 만드는 공정과 당사에 대한 요구
그림 2 고급 패키징 공정
이러한 공정 중, 특히 전공정에서는, 궁극의 깨끗한 환경하에서, 고정밀도로 웨이퍼에의 데미지가 없는 반송을 하고 싶은, 장치가 멈추지 않게 하고 싶은 등의 요망이 있습니다.
또 최근에는 최신의 패키징 기술(어드밴스드 패키지 기술)이 주목받고 있어 반도체의 고집적화, 기능 향상을 실현하는 어드밴스드 패키징 공정(그림 2)이 이번 SEMICON Japan2022에서도 주목되었습니다. 이 공정에서는, 기판의 대형화의 요망이 있어, 그 기판을 깨끗하게 고정밀도로 반송하는 로봇이 요구되고 있다.
그림 3 SEMISTAR-GEKKO MD124D
전공정에 있어서, 궁극의 클린과 고정밀도·저진동을 실현하기 위해서, 로봇 구동부로부터 감속기와 벨트를 없앤 다이렉트 드라이브 모터 구동의 반도체 웨이퍼 반송용 클린 로봇 SEMISTAR-GEKKO MD124D를 2019년에 개발·시장 투입했습니다. (그림 3)
이번 시장에서의 실적과 해당 로봇의 양산 공급이 가능해진 것을 바탕으로 SEMICON Japan 2022에서 보다 폭넓은 고객에게 소개했습니다.
감속기/벨트를 폐지하고 모터가 암을 직접 구동※1그러면 쓰레기를 배출하지 않고 암에서 엔드 이펙터로의 진동을 크게 줄이고 다이렉트 드라이브의 특징인 고정밀도를 실현했습니다.
(자세한 내용은테크니컬 리포트 2021 No.1 진동리스로 정밀한 움직임을 실현～반도체 웨이퍼 반송 로봇참조)
그림 4 기존 모델과의 정확도 비교
이것은 높은 처리량의 패시브 그립 핸드에 의한 웨이퍼 반송·좁은 슬롯 피치에의 웨이퍼 반송·고정밀도 웨이퍼 반송에 의한 수율 향상을 실현하고 있습니다. 참고로 기존 기종과의 정밀도 비교를 그림 4에 나타냅니다.
SEMICON Japan 2022에서는 SEMISTAR-GEKKO MD124D의 한 가지 특징인 저진동을 지금까지 어려웠던 7mm 좁은 슬롯으로의 이송과 2장의 동시 웨이퍼 이송을 시연했습니다.
반도체는 나노에서 옹스트롬으로의 시대로 변합니다.
이 시장에 기여할 수 있는 솔루션 중 하나가 다이렉트 드라이브 로봇입니다. 당사는 제품을 반도체 기술 로드맵에서 떨어뜨려 고객과 함께 과제 해결을 할 수 있는 솔루션을 제안하고 실현함으로써 고객의 요구에 부응할 것입니다.
그림 5 SEMISTAR-MU113D
고급 패키징 공정 중 고밀도로 실장하기 위한 기판의 대형화가 수율 향상을 위한 키워드가 되고 있습니다. 당사에서는 이 요구에 부응하는 반송 로봇을 개발했습니다. (그림 5)
SEMISTAR-MU113D는 반도체 웨이퍼 반송용 로봇이 가지는 소 풋 프린트와 고정밀도·고속 반송이라는 특징을 그대로, 최대 가반 질량 13㎏을 실현해, 패키지용의 고밀도 실장 기판의 반송을 용이하게 했습니다.
또한, 당사의 웨이퍼 반송 기술에 더해, 실적이 있는 액정 반송 기술을 응용해, 두께가 다른 기판(두께=약 0.2~3.0 mm)을 1대의 로봇만을 사용해, 부품 교환이나 전환 조작 불필요한 반송 기술을 개발했습니다.
SEMICON Japan 2022에서는 510mm 각도의 기판 이송을 시연했습니다. 덧붙여 당 로봇은 2023년 중의 제품화를 목표로 시장 평가 등을 진행하고 있습니다.
무어의 법칙에서 진행된 반도체의 새로운 고기능화 방향으로 패키징이 닫힙니다. 패키징 기술의 진화에 "돌리거나 멈추는"모터 기술을 기구 부품이나 로봇으로 제공하고 고객과 함께해야 할 반도체의 진화를 올 바카라 사이트의 기술로 지원합니다.
그림 6 시각화에 의한 예방 보전의 예
후 공정에서 와이어 본더 등은 AC 서보 모터로 구동됩니다. 당사 AC 서보 드라이브 Σ-X를 적용함으로써 서보 모터가 센서가 되어 기계 진동이나 부하 상태 등 각종 데이터의 수집·가시화·분석이 가능해집니다. 예를 들어, 장치의 구동부의 기구의 마모, 열화 등의 미세한 변화를, 서보가 검출해, 지금까지 눈치채지 못한 장치 변화를 디지털로 가시화합니다. 그림 6은 예방 보전에 활용 한 예를 보여줍니다.
SEMICON Japan 2022에서는 기어 기구, 볼 나사 기구, 캠 기구의 3가지 기구를 시연했습니다.
※1 감속기・벨트를 폐지하고 모터가 암을 직접 구동
손 부분 제외
이번에는 당사가 SEMICON Japan 2022에서 출전한 전 공정을 타깃으로 한 반도체 웨이퍼 반송용 클린 로봇 「SEMISTAR-GEKKO MD124D」, 후공정의 반도체 패키지 공정을 타겟으로 한 패키지 기판 반송용 클린 로봇 「SEMISTAR-MU113D」, AC 서보 드라이브 Σ-X를 활용한 데이터의 가시화에 의해 제조 장치의 고기능화를 실현하는 시스템 예를 소개했습니다.
당사의 반송 로봇은 진화하고 있는 전 공정과 후 공정에 대응하여 고정밀도·고속 반송으로 수율 향상에 공헌합니다. 또한, 당사의 AC 서보 드라이브 Σ-X로 장치 변화를 가시화함으로써 예방 보전 등에 활용할 수 있어 생산성 향상을 실현할 수 있습니다.
반도체 시장은 통신의 5G화, 자동차의 EV화, 모든 제품의 IoT화, 데이터 센터의 거대화 등에 의해 앞으로도 확대해 나갈 것으로 예상되고 있습니다. 이 반도체 시장의 성장을 받아, 반도체 로봇 시장도 앞으로도 변화·발전해 나갈 것으로 상정하고 있습니다.
당사는 반도체 시장에서 요구되는 요구 및 고객의 어려움에 대해 제품력, 기술력을 최대한 활용하여 솔루션을 제공해 나갈 것입니다.
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