半導(dǎo)體制作工序持續(xù)微縮的過(guò)程中，晶圓切割的精準(zhǔn)度尤為關(guān)鍵，因此，更多的創(chuàng)新切割技術(shù)被開(kāi)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(jí)迭代的過(guò)程中，伺服控制系統(tǒng)始終是技術(shù)升級(jí)的核心。

Elmo運(yùn)動(dòng)控制是運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(dòng)器中實(shí)施的先進(jìn)運(yùn)動(dòng)控制算法和EASII軟件，提供極為精確平滑的移動(dòng)，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(guò)加快機(jī)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(yùn)動(dòng)控制

納米級(jí)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(shí)現(xiàn)亞微米級(jí)甚至納米級(jí)的位置控制精度，確保切割頭在晶圓表面的精準(zhǔn)定位。

閉環(huán)反饋控制：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電機(jī)位置、速度與力矩，動(dòng)態(tài)調(diào)整輸出，補(bǔ)償機(jī)械傳動(dòng)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(dòng)態(tài)性能

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

低慣性電機(jī)設(shè)計(jì)：采用輕量化轉(zhuǎn)子的無(wú)框直驅(qū)電機(jī)，降低機(jī)械慣性，實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)加減速，適應(yīng)晶圓切割機(jī)的快速啟停需求。

3 振動(dòng)抑制與運(yùn)動(dòng)平滑性

先進(jìn)濾波算法：通過(guò)Notch濾波器、陷波濾波器消除機(jī)械共振頻率，抑制切割過(guò)程中因高速運(yùn)動(dòng)引發(fā)的振動(dòng)。前饋控制與擾動(dòng)觀測(cè)器(DOB)：預(yù)測(cè)并補(bǔ)償外部擾動(dòng)(如切割刀片阻力變化)，確保運(yùn)動(dòng)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(tái)、Z軸切割頭、旋轉(zhuǎn)軸)的微秒級(jí)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(shí)現(xiàn)主軸(切割刀轉(zhuǎn)速)與進(jìn)給軸的嚴(yán)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(guò)力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)切割壓力，自動(dòng)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(fù)載變化自動(dòng)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(jì)：伺服驅(qū)動(dòng)器具備強(qiáng)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(jī))的干擾。

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

02  Elmo可以實(shí)現(xiàn)

切割精度：可實(shí)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(guò)高速運(yùn)動(dòng)與快速換向，切割周期縮短30%，產(chǎn)能顯著提高。

結(jié)語(yǔ)

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)需求的不斷變化，Elmo將繼續(xù)提升伺服運(yùn)動(dòng)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(yán)苛要求，并持續(xù)為客戶賦能。