KasettenFOUPWafer taşıyıcılarının evrimi

Neden “Wafers'i Saklayan Kutu” Otomasyon, Üretim ve Maliyetleri Yaratıyor?

Yarım iletken üretiminde, en kritik bileşenlerden bazıları aynı zamanda en az dikkat çeken bileşenlerdir.wafer taşıyıcı.

İnsanlar FOUP'la ilk karşılaştığında, çoğu bunun sadece daha güçlü ve daha temiz bir plastik kutu olduğunu varsayıyor.

Bir FOUP,ortak dilİşlem araçları, otomatik malzeme işleme sistemleri, kontrollü mini ortamlar ve endüstri standartları arasında.

Bu uygulamanın başlatılması, adım adım bir iyileştirme değildi.Temel güçlendirici300 mm çağında büyük ölçekli otomatik üretim.

FOUP, 1990'ların ortalarında baskın hale gelmeden önce, wafer taşıyıcıları açık bir evrimsel yol izledi:

Kaset → SMIF → FOUP

Bu gelişme, yarı iletken endüstrisinin insan merkezli operasyonlardan sistem düzeyinde otomasyona geçişini yansıtmaktadır.

Temiz Odalar Yeterli Değil: Kirlenme Kontrolü'nün Bir Parçası Olarak Taşıyıcılar

Daha yüksek temiz oda kalitelerinin tek başına kirlilik sorunlarını çözebileceğine inanmak caziptir.

Bir wafer ne sıklıkla izole edilmekle çevreye maruz kalmak arasında geçiş yapar.

Tek bir wafer yüzlerce işlem aşamasından geçebilir (litografi, deppozisyon, kazma, temizlik ve metroloji).

Arkasındaki temel fikirlerden biriSMIF (Standard Mechanical Interface)Otelin amacı, waferleri tam temiz odadan ayırmak ve yerine onları sıkı bir şekilde kontrol edilen bir ortamda korumak.Mini çevre, hava akışı, basınç ve parçacık seviyelerinin çok daha istikrarlı olduğu.

Bu anlamda, wafer taşıyıcıları sadece lojistik araçları değildirler.Kirlilik kontrol stratejisi:

• Açık taşıyıcılarTüm fabrikanın temizliğine güvenirler ve insan faaliyetlerine ve hava akışının bozulmasına duyarlıdırlar.

• Standart ekipman arayüzlerine sahip mühürlü taşıyıcılarTemiz sınırı taşıyıcı-araç arayüzüne doğru aşağıya doğru itmek, wafer maruziyetini önemli ölçüde azaltır.

Ayrıca pratik bir sürücü de var: waferler büyüdükçe taşıyıcılar daha ağır hale geliyor, verimlilik artıyor ve manuel kullanım hem pahalı hem de kararsız hale geliyor.

Sonuç olarak, taşıyıcı evrimi doğal olarak iki hedefe ulaşır:

Kirliliğe karşı daha güçlü izolasyonveOtomasyonla daha fazla uyumluluk.

Kaset Çağı: Açık Taşıyıcıların Altın Çağı (150 mm / 200 mm)

150 mm ve 200 mm dönemlerinde baskın vafel taşıyıcıkaset- Operatörler veya robot kolları tarafından kolayca yüklenmesini sağlayan çukurlu desteklerle açık çerçeveli bir yapı.

Kasetlerin neden işe yaradığını

Kasetler gelişmişti çünkü:

• Yapısal olarak basit

• Düşük maliyetli

• Çok uyumlu araçlar arasında

• El kullanımı kolaydır.

Ekipmanın otomasyonunun sınırlı olduğu bir zamanda, kasetler wafer taşımacılığını, tamponlamayı ve alet yüklemesini yeterli ölçüde destekledi.

Açıklığın sınırları

Üretim talepleri arttıkça, iki yapısal zayıflık açıkça ortaya çıktı:

1Temizlik fabrika ortamına bağlıydı.

Taşıma ve kuyruk sırasında, waferler doğrudan çevresel hava akışına ve aletler ve personelden kaynaklanan parçacık rahatsızlıklarına maruz kaldı.

2. Daha büyük wafer boyutlarına zayıf ölçeklenebilirlik

Wafer çapları arttıkça, taşıyıcı ağırlığı ve sertlik gereksinimleri keskin bir şekilde arttı.

Kaset esasenİlk yarı iletken fabrikalarının nakliye kutusu¥güvenilir ve pratik, ancak daha yüksek otomasyon ve daha sıkı kirlilik bütçelerinin geleceği için uygun değildir.

SMIF Çağı: Minik Çevre ve Arayüz Düşüncesinin Doğumu

Ürün hedefleri sıkılaştıkça, endüstri yeni bir soru sormaya başladı:

Peki ya tüm temiz odaya güvenmeyi bırakıp yerine wafer'i yerel olarak korursak?

Bu düşünce,SMIF.

SMIF kavramı

SMIF şu şekilde başlatıldı:

• Wafer taşımacılığı için mühürlü kaplar

• Araç arayüzünde yerelleştirilmiş kabın

• Süreç aletleri içinde kontrol edilen mini ortamlar

Etkisi önemli oldu:

• Wafer maruz kalma olayları önemli ölçüde azalmıştır.

• Kontaminasyon kontrolüTesis düzeyi- Evet.Arayüz düzeyi

Daha da önemlisi, SMIF, gelecekteki tüm taşıyıcı tasarımlarını şekillendirecek bir kavram tanıttı:

Taşıyıcı, pasif bir konteyner değil, ekipman sisteminin bir parçasıdır.

SMIF'lerin sınırlamaları

SMIF büyük ölçüde 200 mm'lik bir çözeltimdi.

• Tam fabrika otomasyonu için sınırlı ölçeklenebilirlik

• Mekanik karmaşıklık

• Otomatik lojistikle eksik entegrasyon

300 mm üretimine geçiş, daha temiz, daha basit ve daha otomasyon özelliği olan bir çözüm talep etti.

FOUP: 300 mm Otomatik Üretimin Temelleri

FOUP (Ön açılış birleşik kapsülü90'lı yılların ortalarında, tamamen otomatik fabrikalar için tasarlanan 300 mm işlem ekipmanı ile birlikte ortaya çıktı.

FOUP, aşamalı bir yükseltme değildi.Sistem düzeyinde yeniden tasarım.

FOUP'un üç belirleyici özelliği

1Tamamen mühürlü mini-çevre.

• Istikrarlı iç hava akışı ve parçacık kontrolü

• Wafer'ın minimum maruziyeti

• Daha iyi verim tutarlılığı

2Ön açılış mimarisi

• Araç ön uçları ile doğrudan arayüz

• İnsan müdahalesine gerek yok.

• Robotlar için optimize edilmiş

3Endüstri genelinde tekil standartlar

FOUP, aşağıdakileri kapsayan kapsamlı bir standart ekosistemini sağladı:

• Mekanik boyutlar

• Bağlantı davranışları

• Kapı mekanizmaları

• Tanımlama ve iletişim

Bu, fabrikaların ve ekipman satıcılarının ortak ve birlikte çalışabilir bir çerçeve içinde çalışmasına izin verdi.

İşe yarayan kısaltmalar: FIMS, PIO ve AMHS

FOUP'un gücü sadece kapsülün kendisinde değil, fabrikanın otomasyon altyapısına nasıl bağlandığındadır.

FIMS: Ön Açılışlı Arayüz Mekanik Standartı

FOUP ve alet arasındaki mekanik arayüzü tanımlar:

• Çıkış geometri

• Kapı açma sırası

• Dökme davranışları

FIMS, FOUP'ların farklı tedarikçilerden ekipmanlar arasında tutarlı bir şekilde çalışmasını sağlar.

PIO: Paralel I/O arayüzü

FOUP ile alet arasındaki el sıkışması sinyallerini tanımlar:

• Bulunma tespiti

• Bağlantı onayı

• Güvenli transfer devletleri

PIO, aletlerin plitelerin tam olarak ne zaman değiştirilebileceğini bilmesini sağlar.

AMHS: Otomatik Malzeme İşleme Sistemi

Fabrika genelindeki lojistik katmanı:

• Uçak taşımacılığı (OHT)

• Otomatik yönlendirilmiş araçlar (AGV)

• Depolama ve tamponlama

Birlikte, bu sistemler modern bir fabrikayıTam otomatik liman:

• FOUP'ler konteynerlerdir.

• AMHS lojistik ağıdır.

• İşlem araçları doklama terminalleridir.

Neden bir Kutusu Doğrudan Verim ve Maliyetleri Etkiler

Wafer taşıyıcısı üç kritik sonucu belirler:

1. Wafer maruziyet sıklığı

Her maruziyet kusur riskini arttırır.
Daha az maruz kalma doğrudan daha yüksek getiriye dönüşür.

2Otomasyon derecesi

Otomasyon:

• Sabit takt zamanları

• İnsan değişkenliğinin azalması

• Daha düşük uzun vadeli işletme maliyeti

3Ekipmanların birlikte çalışabilmesi

Standartlaştırılmış arayüzler:

• Aletlerin daha hızlı kalifikasyonu

• Daha düşük entegrasyon maliyeti

• Fabrikayı daha kolay genişletmek ve yükseltmek

Sonuç: Konteynerden Sistem Düğümüne

Wafer taşıyıcılarının evrimi, yarı iletken üretim felsefesinde daha derin bir değişikliği yansıtır:

Bugünün FOUP'u artık basit bir konteyner değil.
Bu birkritik düğümEndüstrileşmiş bir üretim sisteminde.

Bir fabrika üzerinde hareket eden FOUP sıralarını gördüğünüzde, sadece waferlerin taşınmasını izlemiyorsunuz, tam olarak tasarlandığı gibi çalışan karmaşık, standartlaştırılmış, otomatik bir sistemi görüyorsunuz.