半導(dǎo)體制作工序持續(xù)微縮的過程中，晶圓切割的精準度尤為關(guān)鍵，因此，更多的創(chuàng)新切割技術(shù)被開發(fā)應(yīng)用，如激光切割、等離子切割等，使得晶圓切割在精度、效率和可靠性方面都取得了顯著的提升。然而，在一系列新型切割技術(shù)升級迭代的過程中，伺服控制系統(tǒng)始終是技術(shù)升級的核心。

Elmo運動控制是運動控制技術(shù)的全球領(lǐng)導(dǎo)者之一，提供在半導(dǎo)體生產(chǎn)全流程中的伺服運動控制系統(tǒng)解決方案。

能夠以極高的精度控制刀具的位置和速度，借助驅(qū)動器中實施的先進運動控制算法和EASII軟件，提供極為精確平滑的移動，確保切割后晶粒的完整性，不僅提升了晶圓切割的精度和效率，還通過加快機器吞吐顯著提升了產(chǎn)能，降低芯片的不良品率。

01、為什么選擇Elmo?

1、高精度定位與運動控制

● 納米級分辨率編碼器：Elmo伺服系統(tǒng)集成高分辨率反饋裝置(如光學(xué)編碼器或磁柵)，實現(xiàn)亞微米級甚至納米級的位置控制精度，確保切割頭在晶圓表面的精準定位。

● 閉環(huán)反饋控制：實時監(jiān)測電機位置、速度與力矩，動態(tài)調(diào)整輸出，補償機械傳動誤差(如絲杠背隙、熱變形)，避免切割路徑偏差。

2、超高速響應(yīng)與動態(tài)性能

● 高帶寬伺服驅(qū)動器：Elmo驅(qū)動器支持高頻電流環(huán)控制(>3 kHz)，快速響應(yīng)負載變化，減少跟蹤誤差。

● 低慣性電機設(shè)計：采用輕量化轉(zhuǎn)子的無框直驅(qū)電機，降低機械慣性，實現(xiàn)毫秒級加減速，適應(yīng)晶圓切割機的快速啟停需求。

3、振動抑制與運動平滑性

● 先進濾波算法：通過Notch濾波器、陷波濾波器消除機械共振頻率，抑制切割過程中因高速運動引發(fā)的振動。

● 前饋控制與擾動觀測器(DOB)：預(yù)測并補償外部擾動(如切割刀片阻力變化)，確保運動軌跡平滑，減少切割邊緣崩裂。

4、多軸協(xié)同與同步控制

● EtherCAT高速通信：支持多軸(如X-Y平臺、Z軸切割頭、旋轉(zhuǎn)軸)的微秒級同步控制，確保復(fù)雜切割路徑(如曲線、斜切)的協(xié)調(diào)性。

● 電子齒輪/凸輪功能：實現(xiàn)主軸(切割刀轉(zhuǎn)速)與進給軸的嚴格同步，避免速度失配導(dǎo)致的晶圓裂紋或刀片磨損。

5、智能自適應(yīng)與工藝優(yōu)化

● 力-位混合控制：通過力傳感器實時監(jiān)測切割壓力，自動調(diào)整Z軸壓力，適應(yīng)不同晶圓厚度或材料特性。

● 參數(shù)自整定：根據(jù)負載變化自動優(yōu)化伺服增益，確保系統(tǒng)在換刀、材料批次切換后仍保持最佳性能。

6、環(huán)境適應(yīng)性與可靠性

● 抗干擾設(shè)計：伺服驅(qū)動器具備強電磁兼容性(EMC)，避免半導(dǎo)體工廠內(nèi)高頻設(shè)備(如等離子蝕刻機)的干擾。

● 溫度管理：內(nèi)置溫度監(jiān)控與散熱設(shè)計，保障長時間連續(xù)切割時的穩(wěn)定性，防止熱漂移影響精度。

02、Elmo可以實現(xiàn)

● 切割精度：可實現(xiàn)±1μm以下的重復(fù)定位精度，滿足10nm以下制程晶圓的切割需求。

● 良率提升：減少崩邊、微裂紋等缺陷，良率提升至99.9%以上。

● 效率優(yōu)化：通過高速運動與快速換向，切割周期縮短30%，產(chǎn)能顯著提高。

結(jié)語

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷進步和市場需求的不斷變化，Elmo將繼續(xù)提升伺服運動控制系統(tǒng)性能和精度，滿足半導(dǎo)體行業(yè)高精度、高效率的嚴苛要求，并持續(xù)為客戶賦能。

（轉(zhuǎn)載）