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Automatisierung in der Halbleiterfertigung Beckhoff: Ethercat und Twincat rücken in Reinraum-Anlagen weiter vor

Von Manuel Christa 2 min Lesedauer

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Beckhoff Automation GmbH & Co. KG
FAULHABER Antriebssysteme
MicroConsult Academy GmbH
ISH Ingenieursozietät GmbH

Beckhoff positioniert sich in der Halbleiterindustrie mit offenen Steuerungsplattformen, integrierter Bildverarbeitung und Echtzeit-Kommunikation. In Fabs steigt der Druck: höhere Stückzahlen, engere Prozessfenster, zunehmende Varianten. Hierfür möchte der Automatisierer aus Verl Lösungen bieten.

PC-based Control: Die zentrale Steuerungsplattform von Beckhoff für alle Automatisierungsaufgaben in der Halbleiterindustrie.(Bild: Beckhoff)
PC-based Control: Die zentrale Steuerungsplattform von Beckhoff für alle Automatisierungsaufgaben in der Halbleiterindustrie.
(Bild: Beckhoff)

„So unterschiedlich die Schritte von der Wafer Herstellung über die Lithografie bis hin zu Test und Packaging auch sind: Alle erfordern eine exakte Steuerung und lückenlose Überwachung“, sagt Marcel Ellwart, Branchenmanagement Halbleiterindustrie bei Beckhoff. „Zudem müssen die Fertigungsanlagen flexibel auf wechselnde Produktvarianten reagieren können und dabei hohe Durchsatzraten bei maximaler Qualität sicherstellen. Das macht den Einsatz moderner Automatisierungstechnik unverzichtbar.“

Zentrales Element bleibt Ethercat als Kommunikationssystem. Viele Ausrüster nutzen den Feldbus, weil harte Echtzeit, kurze Zykluszeiten und eine offene Architektur eine einheitliche Vernetzung von Sensorik, Aktorik und Steuerung begünstigen. „Mit Ethercat hat Beckhoff einen Feldbusstandard entwickelt, der in der Halbleiterfertigung längst als führendes Kommunikationsprotokoll etabliert ist“, betont Ellwart.

Steuerung und I/O im Verbund

Die Steuerungsplattform basiert auf PC based Control und der Software Twincat 3. SPS, Motion, Messtechnik, HMI und Vision laufen in einer Umgebung. Für Serienmaschinen ersetzen EJ Steckmodule klassische I/O Boards: Die Module sitzen auf Signal Distribution Boards, verringern Verdrahtungsaufwand und erleichtern Variantenwechsel. In Kombination mit integrierten 48 V Servoachsen entstehen kompakte Antriebslösungen, die präzises Handling in Reinraumanlagen unterstützen.

Beckhoff Vision umfasst Kameras, Optiken, Beleuchtung und Twincat Vision in die bestehende Steuerung. Der separate Vision Rechner entfällt, Reaktionszeiten sinken. Für messtechnische Aufgaben stehen ELM Module bereit, die kritische Kanäle deterministisch abtasten und Auswertungen direkt im Steuerungstakt ermöglichen.

Handling und Transport

Mit Xplanar adressiert Beckhoff Handling Schritte in Backend Prozessen. Die schwebend geführten Mover transportieren Waferträger oder Substrate kollisionsfrei und ohne Abrieb. Linien lassen sich später erweitern, Prozesse parallelisieren oder puffern.

Ergänzend integriert Beckhoff maschinelles Lernen in Twincat 3. Anwender können Modelle direkt im Steuerungssystem ausführen, etwa für Anomalieerkennung, Bildklassifikation oder Zeitreihenanalysen. Edge Ansätze verkürzen Reaktionszeiten, da Auswertung und Regelung näher an der Maschine stattfinden.

Anwendungsbeispiele reichen von Einkristallöfen mit präziser Temperaturführung über Gasversorgungssysteme mit OPC UA Anbindung bis zu Die Sorting Linien mit hoher Taktzahl. Gemeinsam ist ihnen die Kombination aus deterministischer Kommunikation, modularer I/O Technik und skalierbaren Steuerungskonzepten. (mc)

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