LAM Technologies Versys系列控制器

LAM Technologies Versys系列控制器

一、LAM Technologies 与 Versys 系列概述

LAM Technologies 作为一家在工业自动化领域耕耘超过 20 年的意大利企业，在运动控制技术的研发与产品制造上拥有深厚积累。公司凭借对客户需求的精准把握，不断投入技术创新，致力于为工业自动化提供高性能、高性价比的解决方案，产品广泛应用于包装、木工、食品加工、造纸、数控机床以及纺织等多个行业，在国际市场上享有较高声誉。

Versys 系列作为 LAM Technologies 旗下的重要产品，基于公司多年来在运动控制领域的技术沉淀研发而成。该系列产品融合了*的电子控制技术与精密的机械制造工艺，旨在为各类工业设备提供精确、稳定且高效的运动控制，满足不同应用场景对电机及控制器性能的严苛要求，以其出色的性能、灵活的配置以及良好的稳定性，在工业自动化市场中占据了重要的一席之地。

二、导体刻蚀工艺需求

在半导体制造、印制电路板（PCB）生产以及微机电系统（MEMS）制造等领域，导体刻蚀工艺起着举足轻重的作用。在半导体制造中，随着芯片集成度不断提高，对晶体管尺寸和电路线宽的要求愈发严苛，刻蚀工艺直接关系到能否将设计好的电路图案精确地转移到硅片等衬底材料上，从而决定芯片的性能、功耗和可靠性 。在 PCB 生产里，刻蚀用于去除覆铜板上不需要的铜箔，形成精确的电路线路，确保电子元件间的电气连接准确无误，对于提高电路板的性能和稳定性至关重要。而在 MEMS 制造中，刻蚀工艺用于制造各种微型结构，如传感器、执行器等，这些微型结构的尺寸精度和表面质量直接影响 MEMS 器件的性能和功能。

刻蚀工艺对设备的精度要求。以半导体制造为例，在*制程工艺中，特征尺寸已进入纳米级，如 5 纳米、3 纳米甚至更小。这就要求刻蚀设备能够精确控制刻蚀深度和横向尺寸，偏差需控制在极小范围内，否则会导致晶体管性能不一致、电路短路或开路等问题，严重影响芯片的良率和性能。在刻蚀过程中，对关键尺寸（CD）的控制精度通常要求达到纳米量级，例如在 7 纳米制程中，CD 控制精度可能要求达到 ±1 纳米以内 。

稳定性同样是刻蚀工艺对设备的关键要求之一。长时间连续运行时，设备的性能参数需保持稳定，包括刻蚀速率、刻蚀均匀性等。若刻蚀速率波动过大，会导致刻蚀深度不一致，出现过刻蚀或欠刻蚀现象。刻蚀均匀性不稳定，则会使同一批次产品的性能差异较大，降低产品的一致性和可靠性。在大规模生产中，设备的稳定性直接影响生产效率和产品质量，任何性能波动都可能引发大量产品报废，增加生产成本 。

从效率方面来看，随着市场对电子产品需求的不断增长，提高刻蚀工艺的生产效率成为行业发展的重要趋势。这要求刻蚀设备具备更高的刻蚀速率，能够在更短时间内完成对大量晶圆或 PCB 板的刻蚀加工。采用多腔室设计、优化刻蚀工艺参数以及提升设备自动化程度等方式，可有效提高刻蚀设备的生产效率。一些*的刻蚀机采用多腔室并行工作模式，能同时对多个晶圆进行刻蚀，大大缩短了加工时间 。

三、Versys 系列应对刻蚀需求的特性

（一）高精度控制

Versys 系列步进电机在驱动精度上具有显著优势。以常见的 1.8° 步距角电机为例，通过细分控制算法，LAM Technologies 可将其细分为 256 等份 ，使得步距角分辨率达到 0.007°。这种高精度的步距角控制，能够确保电机在运行过程中实现极其细微的角度调整。在导体刻蚀中，对于一些需要精确图案转移的工艺，如在 PCB 板上刻蚀精细电路线路，这种高精度的角度控制可转化为精确的线性位移控制，使得刻蚀工具能够按照设计要求准确地在衬底材料上进行刻蚀操作，偏差极小，满足细微尺寸加工对精度的严苛要求。

配套的控制器对电机运动控制精度同样出色。控制器采用*的数字信号处理（DSP）技术，能够快速、准确地处理控制指令。在接收到上位机发送的运动控制指令后，控制器能够精确计算出电机所需的脉冲数量和脉冲频率，实现对电机转速和位置的精准控制 。在半导体制造的刻蚀工艺中，需要精确控制刻蚀设备的工作台移动，以保证刻蚀图案的准确性。Versys 系列控制器能够根据预设的运动轨迹，将电机的定位精度控制在 ±0.01mm 以内，确保刻蚀过程中刻蚀头与晶圆表面的相对位置精确无误，从而保证刻蚀出的电路结构尺寸精度符合设计标准 。

（二）稳定运行能力

从电机结构设计来看，Versys 系列步进电机采用了优化的磁路设计和精密的机械加工工艺。电机内部的磁钢采用高性能永磁材料，具有高剩磁、高矫顽力的特性，能够提供稳定且强大的磁场，保证电机在运行过程中扭矩输出的稳定性。同时，电机的转子采用高精度的动平衡设计，有效减少了电机运行时的振动和噪声，提高了运行的平稳性 。在材料选用上，电机的外壳和关键零部件采用高强度、耐腐蚀的材料，如铝合金外壳和不锈钢轴，不仅保证了电机的机械强度，还能适应导体刻蚀过程中可能存在的化学腐蚀环境，延长电机的使用寿命，确保长期稳定运行 。

控制器在保障稳定运行方面也发挥着重要作用。其具备出色的抗干扰能力，采用多层电路板设计和电磁屏蔽技术，有效隔离了外界电磁干扰对控制器内部电路的影响。在导体刻蚀设备所处的复杂电磁环境中，如周围存在高频射频设备、大功率电源等干扰源时，控制器能够稳定地工作，确保控制信号的准确性和可靠性 。控制器还具备信号稳定传输功能，采用高速、可靠的通信接口，如 RS - 485、CAN 等，能够与上位机和其他设备进行稳定的数据传输，避免因信号传输错误或中断导致的电机运行异常，保证刻蚀过程的连续性和稳定性 。

（三）高效运作表现

Versys 系列步进电机的转速和响应速度等参数为提高刻蚀效率提供了有力支持。电机具有较高的额定转速，能够在短时间内完成所需的运动行程。在一些对刻蚀效率要求较高的应用场景，如大规模 PCB 板生产中，电机的高转速使得刻蚀设备能够快速地在电路板上进行刻蚀操作，缩短了单个电路板的加工时间，从而提高了整体生产效率 。电机的响应速度极快，能够在接收到控制信号后迅速启动、停止和改变运行方向。在刻蚀过程中，当需要频繁调整刻蚀头的位置或运动轨迹时，电机的快速响应能力能够使刻蚀设备及时做出调整，减少了设备的等待时间，进一步提高了刻蚀效率 。

控制器的快速处理指令能力对提升整体效率也产生了积极影响。控制器采用高性能的微处理器和优化的控制算法，能够快速解析和执行上位机发送的各种复杂指令。在导体刻蚀工艺中，可能涉及多种不同的刻蚀图案和工艺参数，控制器能够迅速根据指令切换刻蚀模式和调整电机运动参数，实现高效的多任务处理 。通过优化控制器的软件架构和通信协议，减少了数据传输和处理的延迟，使得电机能够及时响应控制信号，与刻蚀设备的其他部分协同工作，提高了整个刻蚀系统的运行效率 。

四、实际应用案例展示

（一）案例背景介绍

合作企业是一家在半导体制造领域具有 15 年发展历程的企业，专注于芯片的研发与生产，服务于的电子设备制造商，在行业内拥有较高的和技术声誉 。该企业此次面临的导体刻蚀项目旨在生产新一代高性能处理器芯片，刻蚀材料主要为硅基材料以及金属钨、铜等，目标产品是满足 7 纳米制程工艺要求的芯片，要求在极小的芯片面积上实现复杂电路结构的精确刻蚀，对刻蚀工艺的精度、稳定性和效率都提出了的挑战。

（二）应用过程阐述

在项目中，Versys 系列产品的安装过程严格遵循了设备安装手册。首先，技术人员根据刻蚀设备的机械结构设计，将步进电机精准地安装在刻蚀头的驱动轴上，确保电机的输出轴与驱动轴同心度控制在极小范围内，以避免运行时产生额外的振动和噪声 。在安装控制器时，技术人员将其安装在刻蚀设备的电气控制柜内，通过合理布线，将控制器与步进电机、上位机以及其他辅助设备进行连接，确保信号传输线路的稳定性和抗干扰性 。

调试过程同样严谨细致。技术人员首先对控制器进行参数初始化设置，根据刻蚀工艺的要求，设定电机的运行模式、步距角细分参数、转速范围等。利用专业的调试软件，对电机的运行状态进行实时监测和调整 。在低速运行测试中，检查电机的启动、停止是否平稳，有无失步现象；在高速运行测试中，关注电机的转速稳定性和响应速度 。通过多次微调控制器参数，使电机的运行性能达到佳状态 。

Versys 系列产品与刻蚀设备的其他部分实现了良好的集成。与光刻设备配合时，能够根据光刻图案的坐标信息，精确控制刻蚀头的位置，实现图案的准确转移 。与气体供应系统协同工作，在刻蚀过程中，根据不同的刻蚀阶段和工艺要求，精准控制气体流量和压力的变化，确保刻蚀反应的顺利进行 。

在实际运行中，操作流程如下：操作人员首先在刻蚀设备的上位机界面上输入刻蚀工艺参数，包括刻蚀深度、刻蚀速率、刻蚀图案等 。上位机将这些参数转化为控制指令发送给 Versys 系列控制器，控制器接收到指令后，迅速解析并计算出电机所需的运动参数，然后向步进电机发送相应的脉冲信号 。步进电机根据脉冲信号驱动刻蚀头按照预设的轨迹和速度进行运动，完成刻蚀操作 。在刻蚀过程中，操作人员可通过上位机实时监控刻蚀进度、设备运行状态等信息，如发现异常，可及时进行干预和调整 。

（三）应用效果呈现

使用 Versys 系列产品后，在刻蚀精度方面取得了显著提升。在 7 纳米制程工艺下，关键尺寸（CD）的控制精度从之前的 ±3 纳米提升至 ±1 纳米以内，有效减少了因尺寸偏差导致的电路性能问题 。在良品率上，产品良品率从原来的 70% 提高到了 85%，大大降低了因产品不合格带来的成本损失 。生产效率也得到了明显提高，单个芯片的刻蚀时间从原来的 30 分钟缩短至 20 分钟，提升了 33%，使得企业在相同时间内能够生产更多的芯片，满足市场需求 。

从成本降低情况来看，一方面，由于良品率的提高，减少了废品的产生，降低了原材料和生产成本 ；另一方面，生产效率的提升使得单位时间内的产出增加，分摊到单个产品上的设备折旧、人工等成本降低，经核算，综合成本降低了约 20% 。

五、案例总结与展望

在此次导体刻蚀项目中，Versys 系列凭借高精度控制、稳定运行能力和高效运作表现等特性，成功满足了半导体制造企业对刻蚀工艺精度、稳定性和效率的严苛要求 。通过与刻蚀设备其他部分的良好集成，有效提升了刻蚀精度、良品率和生产效率，降低了生产成本，为企业带来了显著的经济效益和竞争优势 。

然而，Versys 系列在实际应用中也存在一些不足之处。在面对更高精度要求的制程工艺，如 3 纳米及以下制程时，其精度控制仍有一定提升空间 。随着刻蚀工艺对设备智能化程度要求的不断提高，Versys 系列控制器在智能算法和自诊断、自优化功能方面有待进一步完善 。在复杂的多任务刻蚀场景中，设备的协同工作效率和系统兼容性还需优化 。

未来，随着半导体技术向更高精度、更复杂结构的方向发展，导体刻蚀工艺对设备性能的要求将持续提升 。Versys 系列有望通过技术升级，如采用更*的电机驱动技术和控制算法，进一步提高精度控制能力，满足 3 纳米及以下*制程工艺的需求 。加强控制器的智能化研发，融入人工智能和机器学习算法，实现设备的自诊断、自优化和自适应控制，将是重要的改进方向 。通过优化系统架构和通信协议，提升设备在多任务场景下的协同工作效率和兼容性，以适应未来多样化、复杂化的刻蚀工艺需求 。

从更广泛的应用领域来看，除了半导体制造，在新型显示、微纳加工等领域，随着技术的发展，对高精度、高稳定性和高效率的运动控制需求也在不断增加 。Versys 系列凭借其在导体刻蚀应用中展现出的优势，有望在这些相关领域拓展应用，为不同行业的发展提供有力支持，在工业自动化领域发挥更大的作用 。

 LAM Technologies 主要产品型号

注：市场上存在两家名称相似的公司，下面分别介绍：

1. LAM Research (泛林集团) - 半导体设备制造商

刻蚀产品系列：

• FLEX 系列：原子层刻蚀 (ALE)、反应离子刻蚀 (RIE)

• KIYO 系列：高性能导体刻蚀，365 天免维护

• Reliant 刻蚀：RIE、深反应离子刻蚀 (DRIE)

• Syndion 系列：Syndion C、F 系列、G 系列，用于      TSV 和高纵横比结构

• Versys 系列：导体刻蚀

• Akara 系统：关键刻蚀应用

沉积产品系列：

• SABRE 系列：SABRE 3D、原子层沉积 (ALD)

• ALTUS 系列：*沉积技术

• VECTOR 系列：VECTOR TEOS、AHM、MD、Strata、DT、TEOS 3D

• STRIKER 系列：SPARC ALD，提供高密度共形低 k 碳化物薄膜

• Phoenix 系列：电化学沉积 (ECD)、光刻胶显影 / 剥离

• SOLA 系列：特殊沉积工艺

• Triton 系列：高性能沉积

清洗 / 剥离产品系列：

• DV-Prime      & Da Vinci 系列：湿法清洗

• CORONUS 系列：高选择性斜面膜沉积

• EOS 系列：高生产率背面膜蚀刻

• GAMMA 系列：干法剥离、高剂量注入剥离 (HDIS)

• SP 系列：特殊清洗工艺

计算解决方案：

• Semiverse      Solutions：SEMulator3D®、VizGlow®、Fabtex™良率优化平台

2. LAM Technologies (意大利) - 工业自动化设备制造商

步进电机系列：

• NEMA 标准系列：

• NEMA 17：M1173020、M1173030、M1173040 等

• NEMA 23：M1233070、M1233071       (高扭矩)

• NEMA 34/42

步进驱动器系列：

• DS10 系列：DS1041A、DS1044A、DS1048、DS1073、DS1078、DS1084、DS1087、DS1098

• DS30 系列：DS3041、DS3044、DS3048、DS3073、DS3076

• DS50/52 系列：支持 Modbus-RTU 总线

• DDS1 系列：通过模拟信号 (±10V) 或启停控制

• EtherCAT 驱动器：支持 CoE 协议、CiA 402 运动控制

• PROFINET 集成电机：内置电子元件的一体化解决方案

其他产品：

• 电源系列：DP1 系列导轨式非稳压电源

• 串行转换器：CNV30 系列

• PCB 安装驱动器：USD 系列 (12-42V DC, 0.3-2.4A)

总结

LAM Research 专注半导体制造设备，产品线覆盖刻蚀、沉积、清洗等工艺；而 LAM Technologies 则专注工业自动化领域，主要提供步进电机及控制系统。如您需要特定型号的详细参数，建议访问相应公司查询新产品手册。

 LAM Technologies 主要产品型号

注：市场上存在两家名称相似的公司，下面分别介绍：

1. LAM Research (泛林集团) - 半导体设备制造商

刻蚀产品系列：

• FLEX 系列：原子层刻蚀 (ALE)、反应离子刻蚀 (RIE)

• KIYO 系列：高性能导体刻蚀，365 天免维护

• Reliant 刻蚀：RIE、深反应离子刻蚀 (DRIE)

• Syndion 系列：Syndion C、F 系列、G 系列，用于      TSV 和高纵横比结构

• Versys 系列：导体刻蚀

• Akara 系统：关键刻蚀应用

沉积产品系列：

• SABRE 系列：SABRE 3D、原子层沉积 (ALD)

• ALTUS 系列：*沉积技术

• VECTOR 系列：VECTOR TEOS、AHM、MD、Strata、DT、TEOS 3D

• STRIKER 系列：SPARC ALD，提供高密度共形低 k 碳化物薄膜

• Phoenix 系列：电化学沉积 (ECD)、光刻胶显影 / 剥离

• SOLA 系列：特殊沉积工艺

• Triton 系列：高性能沉积

清洗 / 剥离产品系列：

• DV-Prime      & Da Vinci 系列：湿法清洗

• CORONUS 系列：高选择性斜面膜沉积

• EOS 系列：高生产率背面膜蚀刻

• GAMMA 系列：干法剥离、高剂量注入剥离 (HDIS)

• SP 系列：特殊清洗工艺

计算解决方案：

• Semiverse      Solutions：SEMulator3D®、VizGlow®、Fabtex™良率优化平台

2. LAM Technologies (意大利) - 工业自动化设备制造商

步进电机系列：

• NEMA 标准系列：

• NEMA 17：M1173020、M1173030、M1173040 等

• NEMA 23：M1233070、M1233071       (高扭矩)

• NEMA 34/42

步进驱动器系列：

• DS10 系列：DS1041A、DS1044A、DS1048、DS1073、DS1078、DS1084、DS1087、DS1098

• DS30 系列：DS3041、DS3044、DS3048、DS3073、DS3076

• DS50/52 系列：支持 Modbus-RTU 总线

• DDS1 系列：通过模拟信号 (±10V) 或启停控制

• EtherCAT 驱动器：支持 CoE 协议、CiA 402 运动控制

• PROFINET 集成电机：内置电子元件的一体化解决方案

其他产品：

• 电源系列：DP1 系列导轨式非稳压电源

• 串行转换器：CNV30 系列

• PCB 安装驱动器：USD 系列 (12-42V DC, 0.3-2.4A)

总结

LAM Research 专注半导体制造设备，产品线覆盖刻蚀、沉积、清洗等工艺；而 LAM Technologies 则专注工业自动化领域，主要提供步进电机及控制系统。如您需要特定型号的详细参数，建议访问相应公司查询新产品手册。

LAM Technologies Versys系列控制器