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Fabmatics aus Dresden hat seine mobilen Wafer-Transportroboter mit einem induktiven Ladesystem ausgestattet. Die Energieübertragung erfolgt kontaktlos über Ladepads, die im Doppelboden von Reinräumen eingebettet sind. Lieferant der Ladetechnik ist Wiferion, ein Spezialist für kabelloses Laden im Industrieumfeld. Das System überträgt bis zu 60 Ampere.
Partikelfreiheit als technische Pflichtanforderung
In der Halbleiterfertigung sind Verunreinigungen durch Abriebpartikel keine Qualitätsfrage, sondern eine Frage des wirtschaftlichen Überlebens. Schon kleinste Fremdkörper können ganze Wafer-Chargen unbrauchbar machen. Schäden in Millionenhöhe sind realistisch.
Herkömmliche Kontakttechnik scheidet deshalb als Ladelösung für Reinraumroboter aus. Schleifkontakte und Steckverbindungen erzeugen beim Anfahren mechanischen Abrieb. Schleppketten begünstigen Partikel- und Funkenbildung. Das induktive System von Wiferion arbeitet über ein magnetisches Feld. Es entstehen keine beweglichen Kontakte und damit keine Partikelquellen.
Auch brandschutztechnisch bewertet Fabmatics die Lösung als vorteilhaft. Offene Kontakte und Schleppketten entfallen vollständig.
Integration ohne aufwendige Umbauten
Fabmatics hat die Ladepads gemeinsam mit dem Partner Pohlcon entwickelt. Die Pads lassen sich in den Doppelboden einbauen, der in Reinräumen standardmäßig vorhanden ist. Dafür muss lediglich eine bestehende Bodenplatte gegen eine Einheit mit integriertem Ladepad getauscht werden. Aufwendige Infrastrukturmaßnahmen sind nicht erforderlich.
Das ist besonders für die Nachrüstung älterer Anlagen relevant. In der 200-Millimeter-Fertigung, also der Produktion auf Wafern mit 200 Millimeter Durchmesser, stammt ein erheblicher Teil der installierten Maschinen aus früheren Jahrzehnten. Diese Fertigungslinien laufen weiter, weil sich eine vollständige Erneuerung wirtschaftlich oft nicht rechnet. Flexibel nachrüstbare Automatisierungslösungen haben dort einen klaren Marktvorteil.
Die 300-Millimeter-Fertigung, technologisch die modernere Stufe, ist der zweite Zielmarkt. Fabmatics adressiert beide Segmente.
In-Process-Charging: Laden ohne Stillstand
Der zentrale Betriebsvorteil liegt im Prinzip des In-Process-Charging. Die Roboter laden nicht in dedizierten Ladestationen mit festen Pausen, sondern während des laufenden Betriebs, etwa beim Be- und Entladen von Wafer-Kassetten an den Maschinen.
Jede kurze Pause über einem Ladepad genügt, um den Energiespeicher stabil zu halten. Das Wiferion-System toleriert dabei Positionsabweichungen beim Anhalten. Der Roboter muss nicht exakt auf dem Pad zentriert stehen, um zu laden. Ladeunterbrechungen durch leichte Fehler beim Anfahren werden so vermieden.
Separate Ladezonen im Reinraum entfallen. Das reduziert den Flächenbedarf und vereinfacht die Layoutplanung. Manuelle Eingriffe zur Energieversorgung sind nicht vorgesehen.
Fabmatics im internationalen Wettbewerb
Fabmatics beliefert Kunden der Halbleiterindustrie in Europa, Asien und den USA. Das Unternehmen entwickelt seit 2009 mobile Roboter für den Wafer-Transport. Der aktuelle Typ, der HERO Fab, bewegt sich frei im Raum, verbindet Maschinen über mehrere Ebenen und lässt sich an kundenspezifische Layouts anpassen.
Der ZVEI hat zuletzt darauf hingewiesen, dass Europa seine Mikroelektronik-Kapazitäten ausbauen muss, um im internationalen Wettbewerb zu bestehen. Automatisierungslösungen für bestehende Fabs, also laufende Halbleiterfabriken, sind dabei ein konkreter Hebel. Wer ältere 200-Millimeter-Linien wirtschaftlich betreiben will, ist auf Effizienzgewinne durch Automatisierung angewiesen.
Fazit
Fabmatics löst mit der Wiferion-Technologie ein praktisches Problem der Reinraumautomatisierung: Energieversorgung ohne Kontaktabrieb und ohne Produktionspausen. Für Betreiber älterer Halbleiterfabriken, insbesondere in der 200-Millimeter-Fertigung, ist die einfache Nachrüstbarkeit ein relevantes Argument. Kontaktloses Laden, hohe Positionstoleranz und In-Process-Charging reduzieren Stillstandszeiten und Wartungsaufwand ohne bauliche Eingriffe in die bestehende Infrastruktur.
