Das neue Luftlagersystem PlanarHD von Aerotech bietet eine Reihe von konzeptionellen Verbesserungen, die eine optimierte Durchsatzleistung in Step- und Scan-Anwendungen mit höchsten Präzisionsanforderungen ermöglichen, wie etwa in der Halbleiterproduktion oder den aufkommenden MEMS- und Nanotechnologien. Die Positionierungsfläche mit den Abmessungen 500 mm x 500 mm verfügt über eine größere Luftlagerfläche. Die dynamische Eigenschaften konnten durch leistungsfähigere Linearantriebe an beiden Achsen verbessert werden. Dadurch sind beeindruckende Leistungsmerkmale wie eine Scan-Geschwindigkeit von 2 m/sec und eine Spitzenbeschleunigung von 5 g möglich. Die Positionierungsauflösung beträgt dabei 0,25 Nanometer, die Wiederholbarkeit 50 Nanometer und die Genauigkeit +/- 300 Nanometer.
Für Aerotech bedeutet diese jüngste Produktgeneration die Fortsetzung einer langen Tradition der Entwicklung und Herstellung von Positioniersystemen, die den stetig wachsenden Anforderungen an minimalen Zeitaufwand für die Produktion und höchste Präzision der fertigen Komponenten für die Hersteller von Highend-Systemen gerecht werden. Schätzungen zufolge kann durch den Einsatz von PlanarHD eine um 50 Prozent verbesserte Durchsatzleistung gegenüber den Luftlagertischen von Mitbewerbern erzielt werden, die in der Regel eine Scan-Geschwindigkeit von nur 500 mm/sec sowie eine Beschleunigung von 0,5 g über einen konstanten Verfahrweg von 300 mm bieten. Ein Luftlagertisch für Verfahrwege von bis zu 500 mm ist zudem eine zukunftssichere Investition im Hinblick auf die Herstellung von 450-mm-Wafern.
Der PlanarHD besitzt ein Lagerdesign mit geringer Masse, das über ein feingewuchtetes Luftlagerungs-Vorspannsystem für eine höhere Seiten-, Vertikal- und Winkelsteifigkeit verfügt und dadurch bessere Geschwindigkeits-, Beschleunigungs- und Genauigkeitseigenschaften ermöglicht. Die Nenntragfähigkeit zur Einhaltung der dynamischen Spezifikationen ist 5 kg, die maximale Tragfähigkeit beträgt 30 kg. Das H-Brücken-Design verfügt über zwei Luftlagerungen, zwei Linearantriebe sowie zwei Linearencoder an der Schrittachse. In Verbindung mit dem Steuerungssystem Aerotech A3200 ist eine kalibrierte 2D-Genauigkeit und Rechtwinkligkeit mit minimalem Gieren von 1 Winkelsekunde möglich, die perfekte parallele Scans und Prozessbahnen auf der gesamten Wafer-Oberfläche erlauben.
Die Mittellinien der Scan- und Schrittachsen sowie sämtliche Encoder des H-Brücken-Designs befinden sich auf derselben Ebene. Auf diese Weise wird eine hohe Dynamik, Genauigkeit und Ebenheit erreicht. In Verbindung mit dem optimierten Luftlager-Vorspannsystem wird eine hohe natürliche Eigenfrequenz von 330 Hz und eine hohe Servobandbreite ermöglicht. Da sämtliche Encoder sehr dicht an der Arbeitsebene angeordnet sind, können Abbe-Fehler zugunsten einer höheren Genauigkeit in der Arbeitsfläche minimiert werden.
Ein Laser-Interferometer als Feedbacksystem ist optional erhältlich. Der Verfahrwegbereich kann von 500 mm auf 1,2 Meter ohne Verlust von Leistung oder Genauigkeit erweitert werden. Der PlanarHD kann als Teil eines umfangreichen Systems mit passenden Rotations- und Z-Achsen geliefert werden. Der Austausch der Aluminium/Granit-Tischkonstruktion durch exotischere Materialien wie Keramik, Invar, Edelstahl und Titan für weitere Leistungsverbesserungen ist möglich.
Der PlanarHD profitiert von den Vorteilen der bürstenlosen Linearmotoren der Aerotech BLM-Reihe, die über einen eisenlosen Kern verfügen und coggingfreie, sanfte Bewegungen sowie eine jitterfreie In-Positionsstabilität möglich machen. Die eingesetzten Linearantriebe der BLM-Reihe bieten unter allen am Markt verfügbaren linearen Antriebskonzepten die höchste Kraftentwicklung pro Volumeneinheit. Eine noch höhere dynamische Leistung kann durch optional erhältliche Luft- und Wasserkühlung erzielt werden.
Die überragende Durchsatzleistung und extrem hohe Genauigkeit von PlanarHD wird ergänzt durch die digitale Automatisierungsplattform Aerotech A3200 und die per FireWire® anschließbaren Ndrive-Linearverstärker . Dieses dezentralisierte und voll deterministische, PC-basierte Positionierungs- und Steuerungssystem bietet erweiterte Funktionsmerkmale wie Bewegungserzeugung mit Multiblock-Vorausschau, wodurch Geometriefehler durch eine Geschwindigkeits- und Positionierungsanpassung in engen Profilen minimiert werden können. Eine PSO-Funktionalität (Positionssynchroner Ausgangstrigger) für eine präzise Synchronisation der X- und Y-Position in Echtzeit mit dem Laser des Anwenders steht außerdem zur Verfügung. Dadurch wird während des Bewegungsablaufs eine dynamische Anpassung von Puls, Leistung und Zündfolge ermöglicht.
Für erweiterte Bewegungsoptimierung oder noch höheren Durchsatz bei komplexen Bewegungsprofilen empfehlen wir die Verwendung unserer Software Aerotech Motion Designer, die das Programmieren von Bewegungsabläufen vereinfacht und dadurch den Entwicklungszeitaufwand reduziert. Zum Funktionsumfang gehören Analytik-Tools und lernfähige iterative Steuerungsalgorithmen, die Folgefehler reduzieren und die Zykluszeiten nach mehreren Durchläufen verkürzen. |
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