有一篇文章有讲到芯片的制造,第一个关键因素就是晶圆制造。晶圆制造行业,是所有工业制造中自动化程度最高的产业,个人认为没有之一。
为什么晶圆制造的自动化程度可以如此之高,其一是因为工艺要求高精度、高洁净度、高可靠性,人工参与不能满足这些要求。其二就是钱多。
那晶圆制造的自动化程度到底到达到了什么水平呢?本文单就最简单的晶圆片的搬运来作一个简明的介绍。
晶圆片的存储
晶圆片的存储使用的标准化存储单元,称作FOUP (Front Opening Unified Pod)。这是个晶圆存放盒。这个盒子为自动搬运而设计的,是实现全面自动化的基础。
晶圆自动搬运系统AMHS
AMHS(Automatic Material Handling System)是晶圆搬运的核心。有时也把它称作天车系统。
天车是在室内天花板上装上导轨,很多辆天车在控制系统的调配下,在导轨上高效运行。
之所以要在天花板上运行,主要是节省空间。晶圆生产的设备非常多,天车需要负责在整个工厂的数千设备之间转移物料。地面上做传送轨的话,可能堪比城市里密密麻麻的街道。而无尘室的空间成本是很高的。
天车的天花板上运行,运行空间的自由度就很大的,固定好设备的位置,天车可以随时到达机器的顶部。
晶圆的存储仓库也是设置在天花板上的,由天车负责存入或取出。这样,地面上只要放置生产的机器就行了,完全可以把机器密密麻麻地排放,只要维护人员能走进行就可以了。
天轨上运行的天车,负责在天轨上移动,还在负责FOUP的抓取和吊装。
各种生产设备都设计有一个伸出的平台,接受天车上吊下来的晶圆盒。
在晶圆自动搬运设备(AMHS)领域,目前全球市场主要被日本大福、日本村田机械、韩国三星子公司SEMES等公司垄断,约占据市场的90%的份额。因为AMHS系统对晶圆厂生产线有着全局性的影响,所以客户在选择上非常谨慎,新兴的国产AMHS厂商进入半导体领域需要经历一个较长的验证过程,需要从局部的、简单的工艺到整体的、先进的工艺不断地突破。
晶圆上下料(EFEM)
EFEM(Equipment Front End Module),英文是在描述这是一个前后端的对接模块,我们从使用者角度看,就是晶圆片的上下料过程。
每台功能设备都是对晶圆片进行一片一片的操作。EFEM就是负责把晶圆片从晶圆盒里一片片取出来,放进设备进行加工。加工完再一片片放回去。整个晶圆传送和加工过程都是在高洁净要求的封闭空间进行的,不受外界污染,也对晶圆片进行绝对的保护。
晶圆的制造过程,全过程是自动化的,已经基本可以达到无人操作的车间的水平。但是后台需要更高技术能力的工程师进行程序控制,参数设定,设备维护。返回搜狐,查看更多