Στην κατασκευή ημιαγωγών, υπάρχει ένα συστατικό που φαίνεται απλό αλλά παίζει κρίσιμο ρόλο σε ολόκληρο τον κύκλο ζωής του πλακιδίου: ο φορέας του πλακιδίου.

Πολλοί άνθρωποι που βλέπουν έναΠΟΥΠΓια πρώτη φορά υποθέτουμε ότι πρόκειται απλώς για ένα “ισχυρότερο και καθαρότερο πλαστικό κουτί.” Ωστόσο, αν το αντιμετωπίσουμε ως συσκευασία, παραβλέπουμε την πραγματική σημασία του.Το FOUP είναι η κοινή διεπαφή που συνδέει τον εξοπλισμό διαδικασίας, αυτοματοποιημένη εφοδιαστική, καθαρά μικροπεριβάλλοντα και βιομηχανικά πρότυπα.

Η εμφάνιση της FOUP δεν ήταν μια σταδιακή βελτίωση, αλλά μια θεμελιώδης απαίτηση για μεγάλης κλίμακας αυτοματοποίηση στην εποχή των 300 mm.

Το άρθρο αυτό εξετάζει την εξέλιξη από την κασέτα στην SMIF στην FOUP, εστιάζοντας σε τρία βασικά ερωτήματα:

1. Γιατί οι φορείς πλακιδίων πέρασαν από ανοιχτά σε σφραγισμένα συστήματα;

2. Γιατί η βιομηχανία μετακόμισε από τα σχέδια "fit-for-purpose" σε ενοποιημένες διεπαφές;

3. Πώς τα πρότυπα όπως το FIMS, το PIO και το AMHS συνεργάζονται για να κάνουν ένα εργοστάσιο να λειτουργεί σαν αυτόματο λιμάνι;

01 Γιατί ένα κουτί με δισκία καθορίζει την απόδοση και το κόστος

Η απόδοση συνδέεται συχνά με προηγμένα εργαλεία διεργασίας, αλλά στην πραγματικότητα, η έκθεση των πλακών στο περιβάλλον μπορεί να είναι εξίσου κρίσιμη.

Μια πλάκα υποβάλλεται συνήθως σε εκατοντάδες βήματα, συμπεριλαμβανομένης της λιθογραφίας, της εναπόθεσης, της χαρακτικής, του καθαρισμού, της μετρολογίας, της μεταφοράς και της αναμονής μεταξύ των εργαλείων.Κάθε μετάβαση μεταξύ έκθεσης και απομόνωσης εισάγει κίνδυνο μόλυνσης.

Η SMIF, ή Standard Mechanical Interface, εισήγαγε μια θεμελιώδη αλλαγή στη σκέψη.Πρότεινε τη δημιουργία ενός ελεγχόμενου μικροπεριβάλλοντος απευθείας γύρω από την πλάκα..

Αυτό οδήγησε σε δύο αντίθετες προσεγγίσεις:

• Οι ανοιχτοί φορείς εξαρτώνται από τις γενικές συνθήκες καθαρού δωματίου, καθιστώντας τους ευαίσθητους στις διαταραχές της ροής αέρα και στην ανθρώπινη δραστηριότητα.

• Οι σφραγισμένοι φορείς με τυποποιημένες διεπαφές εξοπλισμού μετατοπίζουν το καθαρό όριο από το δωμάτιο στην διεπαφή φορέα-εργαλείου.

Καθώς τα πλακάκια έγιναν μεγαλύτερα και η απόδοση αυξήθηκε, ο χειρισμός με το χέρι έγινε λιγότερο αξιόπιστος και λιγότερο οικονομικός.βελτιωμένος έλεγχος της μόλυνσης και καλύτερη συμβατότητα με την αυτοματοποίηση.

02 Η εποχή της κασέτας: ανοικτοί φορείς στην ηλικία των 150/200 mm

Κατά τη διάρκεια των εποχών των 150 mm και 200 mm, ο πιο κοινός φορέας πλακών ήταν η ανοιχτή κασέτα.

Τα πλεονεκτήματά του ήταν σαφή: απλή δομή, χαμηλό κόστος και υψηλή συμβατότητα με τα πρώτα ημιαυτόματα εργαλεία.

Ωστόσο, η κασέτα είχε δύο σημαντικούς περιορισμούς.

Πρώτον, το καθαρό όριο βασίστηκε στο ίδιο το καθαρό δωμάτιο, που σημαίνει ότι τα πλακάκια ήταν πιο ευάλωτα κατά τη χειρισμό και την αναμονή.

Δεύτερον, η κλιμάκωση σε μεγαλύτερες πλάκες ήταν μια πρόκληση.

Η κασέτα μπορεί να θεωρηθεί ως ένα πρώιμο βιομηχανικό κουτί κύκλου εργασιών: πρακτικό για την εποχή του, αλλά ανεπαρκές για υψηλά αυτοματοποιημένα εργοστάσια χαμηλής ρύπανσης.

03 SMIF: τοποθέτηση ενός καθαρού μικρού δωματίου μέσα σε ένα κουτί

Εάν η κασέτα είναι ένα ανοιχτό κουτί, τότε το SMIF είναι ένας φορητός μικροκαθαρός θάλαμος.

Η πραγματική καινοτομία του SMIF δεν ήταν απλώς η σφράγιση του φορέα, αλλά ο επαναπροσδιορισμός του ελέγχου της μόλυνσης σε μηχανικούς όρους.Το SMIF καθιέρωσε ένα ελεγχόμενο όριο μόλις λίγα εκατοστά γύρω από το πλακάκι.

Ένα τυπικό SMIF pod περιέχει μια εσωτερική κασέτα πλακιδίων, αλλά περιέχεται σε ένα σφραγισμένο κέλυφος με τυποποιημένη διεπαφή που συνδέεται απευθείας με τον εξοπλισμό.

Αυτό μετέφερε αποτελεσματικά το καθαρό όριο από το κτίριο στον ίδιο τον φορέα, επιτρέποντας πιο συνεπή και αυτοματοποιημένη μεταφορά πλακών.

04 Η εποχή των 300 mm και η FOUP: από το δοχείο στο σύστημα

Με τη μετάβαση σε πλακίδια 300 mm, οι μεταφορείς έπρεπε να υποστηρίξουν υψηλότερο βάρος, ταχύτερη απόδοση και πλήρως αυτοματοποιημένες εργασίες.ή εμπρόσθια ανοιχτή ενιαία κάψουλα.

Το FOUP έχει σχεδιαστεί όχι μόνο για την προστασία των πλακών, αλλά και για την απρόσκοπτη ενσωμάτωση με τα αυτοματοποιημένα συστήματα χειρισμού και τις τυποποιημένες διεπαφές εργαλείων.

Το πρόσωπο ανοίγματος σχεδιασμού επιτρέπει στις θύρες φόρτωσης εξοπλισμού να ανοίξουν την πόρτα μεταφοράς χρησιμοποιώντας τυποποιημένους μηχανισμούς.μείωση της πολυπλοκότητας της ολοκλήρωσης μεταξύ των προμηθευτών.

Επιπλέον, το FOUP είναι εγγενώς συμβατό με το AMHS, το αυτόματο σύστημα επεξεργασίας υλικών, καθιστώντας το βασική μονάδα μεταφοράς στα σύγχρονα εργοστάσια.

Το FOUP συχνά συγχέεται με το FOSB, ή Front Opening Shipping Box.Και τα δύο χρησιμοποιούν ένα σφραγισμένο σχέδιο με μπροστινό άνοιγμα αλλά εξυπηρετούν διαφορετικούς σκοπούς.

05 Πρότυπα που κάνουν τους φορείς και τα εργαλεία να μιλούν την ίδια γλώσσα

Η μαζική παραγωγή σε εργοστάσια ημιαγωγών απαιτεί δύο κρίσιμες δυνατότητες: διαλειτουργικότητα μεταξύ προμηθευτών και εξαιρετικά υψηλή επαναληψιμότητα.

Τα βασικά πρότυπα SEMI διαδραματίζουν κεντρικό ρόλο στην επίτευξη αυτού του στόχου.

Η SEMI E47.1 καθορίζει τις μηχανικές απαιτήσεις για τα FOUP 300 mm.

Το SEMI E62, επίσης γνωστό ως FIMS, προσδιορίζει τη μηχανική διεπαφή μεταξύ εργαλείων και φορέων με μπροστινό άνοιγμα, επιτρέποντας παράλληλα την καινοτομία του προμηθευτή.

Η SEMI E15.1 καθορίζει τυποποιημένες απαιτήσεις για το λιμάνι φόρτωσης εργαλείου.

Η SEMI E57 ορίζει μεθόδους κινηματικής ζεύξης για την εξασφάλιση της ακριβούς και επαναληπτής τοποθέτησης του φορέα.

Αυτά τα πρότυπα λειτουργούν πολύ σαν τα πρότυπα ISO των εμπορευματοκιβωτίων στην παγκόσμια ναυτιλία.τα εργοστάσια μπορούν να σχεδιάσουν κλιμακώσιμη και εναλλάξιμη υποδομή.

06 AMHS: μετατροπή του FOUP σε σύστημα εμπορευματοκιβωτίων

Όταν το FOUP τυποποιήθηκε, η επόμενη πρόκληση ήταν να το μετακινήσουμε αποτελεσματικά.και αποθήκευσης για τη μεταφορά μεταφορέων μεταξύ εργαλείων.

Ωστόσο, η πραγματική πολυπλοκότητα έγκειται στις εργασίες παράδοσης.

Το SEMI E84, το οποίο ορίζει ενισχυμένες παράλληλες διεπαφές διαβίβασης I/O, εξασφαλίζει την αξιόπιστη επικοινωνία και συντονισμό μεταξύ του AMHS και του εξοπλισμού κατά τη διάρκεια αυτών των μεταβιβάσεων.

Μαζί, το FOUP, το AMHS, το FIMS και το E84 μετατρέπουν το εργοστάσιο σε ένα εξαιρετικά αυτοματοποιημένο δίκτυο εφοδιαστικής που μοιάζει με ένα σύγχρονο λιμενικό σύστημα.

07 Φορείς που εξελίσσονται σε πλατφόρμες μικροπεριβάλλοντος

Τα σύγχρονα συστήματα FOUP ενσωματώνουν βελτιωμένα υλικά, τεχνολογίες σφράγισης,και την εκκαθάριση των δυνατοτήτων αερίου για τον έλεγχο των εσωτερικών συνθηκών.

Οι τυπικές προδιαγραφές περιλαμβάνουν χωρητικότητα 26 πλακών με απόσταση 10 mm.Οι μεταφορείς ενσωματώνονται επίσης όλο και περισσότερο με συστήματα παρακολούθησης και παρακολούθησης για την υποστήριξη της ανάλυσης της απόδοσης και της βελτιστοποίησης των διαδικασιών.

Η τάση είναι προς πιο έξυπνους, πιο ανιχνεύσιμους και πιο ελεγχόμενους φορείς πλακών.

08 Συμπέρασμα: ενοποίηση, όχι μόνο καινοτομία

Κοιτάζοντας πίσω, η εξέλιξη των φορητών πλακών ακολουθεί μια σαφή βιομηχανική λογική.

Η κασέτα έλυσε τις βασικές ανάγκες μεταφοράς.

Το SMIF καθιέρωσε ένα τοπικό καθαρό όριο.

Η FOUP ενσωματώνει μεταφορείς με αυτοματοποίηση, διεπαφές και εφοδιαστική σε ένα ενοποιημένο σύστημα.

Όταν τα FOUP κινούνται κατά μήκος των σιδηροδρομικών γραμμών, κάνουν ουρές σε αποθήκες και αγκυροβολούν σε λιμάνια φόρτωσης εργαλείων, δεν μεταφέρονται απλώς.Οργανώνονται μέσα σε ένα πολύ τυποποιημένο και επεκτάσιμο δίκτυο παραγωγής.

Αυτό το επίπεδο ενοποίησης είναι ένας από τους θεμελιώδεις παράγοντες επέκτασης και καινοτομίας στη σύγχρονη παραγωγή ημιαγωγών.