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Les domaines de la robotique et de la fabrication de semi-conducteurs évoluent rapidement et simultanément. Cet article examine les avantages de l'utilisation des robots dans le secteur de la fabrication des semi-conducteurs, ainsi que les avantages et les défis associés à leur utilisation.
Crédit photo : Wichy/Shutterstock.com
Alors que les robots deviennent de plus en plus courants dans l'automatisation et la fabrication industrielles, leur application potentielle dans l'industrie mondiale des semi-conducteurs a suscité beaucoup d'intérêt.
La fabrication de semi-conducteurs est un processus complexe. Les systèmes robotiques, parmi d'autres technologies, sont essentiels à la production automatisée de semi-conducteurs. En raison des assemblages complexes et des petites pièces telles que les plaquettes et les puces, les fabricants conçoivent des robots flexibles capables de répondre aux processus délicats de fabrication des semi-conducteurs.
L'utilisation de robots pour manipuler des pièces microscopiques est devenue essentielle dans l'introduction des micro et nanotechnologies pour les fabricants de semi-conducteurs. De même, le déplacement rapide de tranches de silicium sans les endommager est un problème critique pour ces machines dans la fabrication des semi-conducteurs.
Ces tâches deviennent plus complexes lorsque la taille des plaquettes varie. Pour éviter d'endommager ces composants délicats, des robots propres et perfectionnés sont utilisés pour les mouvements de manutention.
Pourquoi les robots sont-ils utilisés dans l'industrie des semi-conducteurs ?
La fabrication de semi-conducteurs exige un niveau élevé de pureté et de propreté dans l'environnement de fabrication. Les fabricants de robots jouent un rôle crucial dans la satisfaction de ces besoins, en contribuant à garantir un flux de travail sûr et exempt d'impuretés.
Pour les applications très sensibles, ces systèmes peuvent offrir une gamme de bras robotisés pour salles blanches à très hautes performances. Ces installations peuvent manipuler des cassettes, des plaquettes de silicium, des photomasques et des panneaux dans toutes les chaînes de valeur des semi-conducteurs avec des trajectoires fluides, une vitesse élevée et une précision exceptionnelle.
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La conception de ces robots dépend de la tâche qu'ils doivent accomplir. La manipulation des semi-conducteurs étant un processus très délicat, chaque composant du système directement impliqué dans la manipulation de ces semi-conducteurs doit faire l'objet d'une évaluation critique afin de garantir la précision des mouvements.
Par exemple, plutôt que d'avoir un système unique conçu pour toutes les tâches, des robots spécifiques sont fabriqués pour l'inspection et le nettoyage, tandis que d'autres sont conçus pour les tâches d'avant-plan comme la fabrication des plaquettes de silicium.
Fabrication propre de semi-conducteurs
Les fabricants de robots ont révolutionné l'industrie des semi-conducteurs. Les progrès technologiques réalisés à l'aide de ces systèmes ont contribué à catalyser la fabrication des semi-conducteurs.
Les robots les plus récents offrent fiabilité, flexibilité et manipulation à grande vitesse de plaquettes ou de cassettes pour les processus de fabrication de semi-conducteurs en amont, tels que le nettoyage, la lithographie, la gravure et le polissage. De même, ils effectuent des tâches en aval comme les tests, l'emballage et l'assemblage.
Un élément structurel commun aux robots dotés de bras est qu'ils sont recouverts de surfaces en polyuréthane brillant. Pour répondre aux exigences des salles blanches, les conceptions modernes doivent respecter les normes ISO, notamment la norme ISO 14644-1 classe 2/3.
Plusieurs entreprises proposent des robots avancés pour assurer la propreté de la fabrication des semi-conducteurs, notamment Mitsubishi, KUKA, Kawasaki et bien d'autres.
Kawasaki a introduit deux séries de robots propres, à savoir les séries NTS et TTS. Ces systèmes de haute précision fonctionnent avec des systèmes d'entraînement avancés très souples. Outre sa haute précision, la série TTS est dotée d'un mécanisme télescopique rigide qui permet une manipulation à grande vitesse en position basse ou haute.
Les séries NTS et TTS peuvent accéder à deux et trois FOUP de l'EFEM sans piste. La série NTS comprend deux types de robots, à savoir le NTS10 avec un degré de liberté à quatre axes et le NTS20 avec un degré de liberté à cinq axes. De même, la série TTS comprend le TTS10 avec un degré de liberté de quatre axes et le TTS20 avec un degré de liberté de cinq axes. Ils sont conformes aux normes SEMI-F47 et SEMI-S2.
Défis pour la fabrication de semi-conducteurs
Dans l'industrie des semi-conducteurs, la technologie progresse à un rythme très rapide. Pour suivre ces innovations, l'industrie de la robotique est confrontée à un défi de taille : progresser simultanément.
Bien que des domaines tels que la robotique douce, la micro et la nanorobotique, l'intelligence artificielle (IA) et l'apprentissage automatique aient stimulé le développement de ce secteur, des améliorations sont encore possibles en ce qui concerne les applications dans la fabrication de semi-conducteurs.
Par exemple, il est encore possible d'améliorer les robots entièrement automatisés grâce à l'IA et à l'apprentissage automatique afin de réduire le travail manuel, ce qui contribuera à terme à préserver la propreté de l'environnement. En outre, cela permettra également de réduire les coûts liés à l'embauche de personnel qualifié pour faire fonctionner ces machines.
L'inspection et le test des semi-conducteurs à l'aide de robots dotés d'un système de vision sont également essentiels pour garantir qu'ils exécutent leur travail correctement. Dans la production de semi-conducteurs, l'inspection et le test sont des tâches essentielles.
La production de semi-conducteurs impliquant de nombreuses pièces petites et fragiles, des caméras de meilleure résolution sont nécessaires. Seules les caméras à haute résolution sont capables de localiser et d'inspecter ces pièces.
Les fabricants de semi-conducteurs peuvent utiliser des systèmes intelligents avec un système de vision pour éliminer l'automatisation et l'outillage difficiles, qui étaient auparavant nécessaires à la fabrication des semi-conducteurs. Les robots joueront un rôle plus important dans la production de semi-conducteurs à mesure qu'ils deviendront plus intelligents, plus précis et plus rapides. Cette adaptation est précieuse car elle permet d'augmenter la production à moindre coût.