جزئیات وبلاگ

1. مقدمه

در تولید نیمه هادی پیشرفته، کیفیت وافر نه تنها تحت تاثیر رشد کریستال، لیتوگرافی، رسوب و فرایندهای حکاکی، بلکه توسط نحوه دستکاری و حمل و نقل وو در طول کل چرخه تولید ذخیره می شودبا کاهش ابعاد دستگاه و افزایش قطر وافره، تحمل آلودگی، فشارهای مکانیکی و ناهمگونی بسیار محدود شده است.

سیستم های رسیدگی به وافرها، به ویژه پاد های یکپارچه باز کردن جلویی (FOUP) وحامل های وافرهاین سیستم ها دیگر لوازم جانبی غیرفعال نیستند بلکه قطعات مهندسی شده ای هستند که به طور مستقیم بر عملکرد تأثیر می گذارند.سازگاری ابزاراین مقاله اهمیت فنی حمل و نقل و ذخیره سازی وافرها را با تمرکز بر FOUP ها و حامل های وافرها، اصول طراحی آنها،ملاحظات مادی، و الزامات خاص کاربرد.

2. نقش حیاتی دستکاری وافره در کنترل محصول

یک وافر نیمه هادی معمولاً از صدها مرحله پردازش عبور می کند و بارها و بارها بین ابزارهای ساخت ، ایستگاه های بازرسی و مکان های ذخیره سازی موقت حرکت می کند.وفر در معرض خطرات بالقوه مانند آلودگی ذرات است.، ارتعاش مکانیکی، تخلیه الکتروستاتیک، خارج شدن گاز شیمیایی و عدم تراز.

حتی تعداد کمی از ذرات وارد شده در طول دستکاری می تواند منجر به نقص های کشنده در گره های پیشرفته فناوری شود.نقص های مربوط به دستکاری به طور قابل توجهی به از دست دادن تولید کلی کمک می کنددر نتیجه، رسیدگی به وافرها به طور فزاینده ای به عنوان بخشی جدایی ناپذیر از کنترل فرآیند به جای یک عملکرد لوژیستیکی ثانویه در نظر گرفته می شود.

3. خلاصه ای از راه حل های نگهداری و ذخیره سازی وافره

راه حل های دستکاری و ذخیره سازی وافر را به طور کلی می توان به سه گروه تقسیم کرد. اولین آنها FOUP است که عمدتاً در کارخانه های اتوماتیک 300 میلی متر استفاده می شود. دوم آنها حامل های وافر هستند.که ممکن است باز یا بسته باشند و معمولا در تحقیقات استفاده می شوند.، خطوط آزمایشی و پردازش مواد تخصصی. سوم شامل جعبه های حمل و نقل و کانتینرهای محافظتی است که برای حمل و نقل بین تاسیسات طراحی شده اند.

در میان این گزینه ها، FOUP ها و حامل های وافرها برای حمل و نقل در کارخانه و ذخیره سازی کوتاه مدت، که در آن کنترل آلودگی و ثبات مکانیکی بسیار مهم است، مهمترین هستند.

4. FOUP: فلسفه طراحی و نقش عملکردی

FOUP یک کانتینر حمل و نقل گره بسته است که عمدتاً برای گره های 300 میلی متری توسعه یافته است. این کانتینر برای اتصال یکپارچه با سیستم های دستی مواد خودکار و ابزارهای فرآیند نیمه هادی طراحی شده است.برخلاف کاستهاي باز، یک FOUP یک میکرو محیط کنترل شده ایجاد می کند که وافرها را از هوای محیطی و ذرات هوا جدا می کند.

FOUP ها برای پشتیبانی از کارخانه های کاملا خودکار طراحی شده اند، که تولید تولید بالا را در حالی که الزامات سختگیرانه تمیز را حفظ می کنند، امکان پذیر می کند.محیط کنترل شده در داخل یک FOUP، رسوب ذرات را کاهش می دهد و قرار گرفتن در معرض آلاینده های مولکولی را که می تواند بر فرآیندهای حساس مانند لیتوگرافی و تشکیل دروازه تأثیر بگذارد، محدود می کند.

ویژگی های طراحی کلیدی یک FOUP شامل مکانیسم درب باز کننده جلو، پشتیبانی های وافرهای داخلی با دقت قالب بندی شده، یک محفظه مهر و موم با ویژگی های جریان هوا تعریف شده،و مواد انتخاب شده برای انتشار گاز کم و ثبات شیمیاییبسیاری از FOUP ها همچنین شامل مواد رسانا یا تبعید کننده برای کاهش تخلیه الکترواستاتیک هستند.

5. ملاحظات مهم برای FOUP

مواد مورد استفاده در ساخت FOUP بر اساس الزامات عملکردی سختگیرانه انتخاب می شوند.مواد رایج شامل پلیمرهای مهندسی با خلوص بالا مانند پلی کربنات یا پلاستیک های تخصصی با خواص سطحی کنترل شده استاین مواد باید تولید ذرات کم، حداقل آلودگی یون و مقاومت در برابر مواد شیمیایی تمیز کننده را نشان دهند.

رفتار خارج کردن گاز یک ملاحظه ی مهم است.ترکیبات آلی فرار که از مواد FOUP آزاد می شوند می توانند روی سطوح وافرها جذب شوند و عملکرد مقاومت نور یا چسبندگی فیلم نازک را مختل کننددر نتیجه، مواد FOUP اغلب از طریق آزمایش گسترده ای واجد شرایط هستند تا سازگاری با گره های فرآیند پیشرفته را تضمین کنند.

6. حامل های وافر: قابلیت های گوناگون و دامنه کاربرد

حامل های وافر به طور گسترده ای در محیط های تولید نیمه هادی استفاده می شوند که اتوماسیون کامل مورد نیاز نیست یا در آن اندازه و مواد وافر متفاوت است.حامل های وافره ممکن است باز یا تا حدی بسته باشند و معمولاً برای 100 میلی متر استفاده می شوند، 150 میلی متر و 200 میلی متر و همچنین زیربناهای ویژه مانند کربید سیلیکون، سفیر، گالیوم نیترید و نیمه هادی های ترکیبی.

حامل های وافری برای نگه داشتن وافرها در جهت گیری ثابت با فاصله مشخص طراحی شده اند ، تماس و فشارهای مکانیکی وافر را به حداقل می رسانند. آنها اغلب در پردازش دسته استفاده می شوند ،عملیات انتقال دستی، جریان های کاری سنجش و محیط های آزمایشگاه.

7. طراحی و ملاحظات مهندسی حامل وافره

طراحی یک حامل وافر باید چندین پارامتر مهم را در نظر بگیرد. هندسه سوراخ و فاصله باید با ضخامت و قطر وافر مطابقت داشته باشد تا از پاره شدن لبه یا کج شدن جلوگیری شود.مواد حامل باید سفتی مکانیکی کافی داشته باشند و در عین حال تولید ذرات را در هنگام دستکاری به حداقل برسانند..

برای وافرهای نیمه هادی ترکیبی مانند کربید سیلیکون یا سفیر، ملاحظات اضافی به دلیل سختی و شکنندگی بالاتر ایجاد می شود.حامل های مورد استفاده برای این مواد اغلب نیاز به تحمل ابعاد تنگ تر و پشتیبانی مکانیکی بهبود یافته برای جلوگیری از میکرو ترک.

انتخاب مواد برای حامل های وفر شامل پلیمرها، کوارتز و مواد سرامیکی است که بسته به دمای فرآیند، قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی و الزامات تمیز است.در محیط های شیمیایی با دمای بالا یا پرخاشگر، حاملهای سرامیکی یا پوشش داده شده ممکن است به دلیل ثبات و دوام آنها ترجیح داده شوند.

8. کنترل آلودگی و پاکسازی

کنترل آلودگی یک عملکرد اصلی از هر دو FOUP و حامل وافر است. منابع آلودگی شامل ذرات هوا، زباله های ناشی از تماس، بقایای شیمیایی،و جذب الکترواستاتیک ذرات.

FOUP ها این خطرات را با ارائه یک محیط مهر و موم با جریان هوا کنترل شده و قرار گرفتن در معرض وافر محدود کاهش می دهند. حامل های وافر بیشتر به انتخاب مواد، پایان سطح،و پروتکل های استفاده از اتاق های تمیزدر هر دو مورد، تمیز کردن و بازرسی منظم برای حفظ عملکرد ضروری است.

کارخانه های پیشرفته اغلب روش های واجد شرایط برای دستکاری تجهیزات، از جمله آزمایش انتشار ذرات و ارزیابی سازگاری شیمیایی را اجرا می کنند.این اقدامات تضمین می کند که سیستم های رسیدگی به وافرها به منابع پنهان از دست دادن محصول تبدیل نشوند.

9. فشارهای مکانیکی و یکپارچگی وافره

استرس مکانیکی که در هنگام دست زدن وارد می شود می تواند منجر به خم شدن وافره، میکرو ترک و یا آسیب به لبه شود.این نقص ها ممکن است بلافاصله قابل مشاهده نباشند، اما می توانند در مراحل بعدی پردازش حرارتی یا مکانیکی گسترش یابند..

هر دو FOUP و حامل های وافر برای به حداقل رساندن بار مکانیکی با پشتیبانی از وافرها در نقاط تماس با دقت تعریف شده طراحی شده اند.جهت گیری مناسب در هنگام بارگذاری و تخلیه ضروری است تا از تماس با دیواره های حامل یا وافرهای مجاور جلوگیری شود.

10. ادغام با سیستم های خودکار و دستی

FOUP ها برای ادغام با سیستم های تولیدی کاملاً خودکار، از جمله دستکاری و حمل و نقل روباتیک، بهینه شده اند.رابط های استاندارد آنها امکان اتصال قابل اعتماد با ابزارهای فرآیند را فراهم می کند و مداخله اپراتور را کاهش می دهد.

در مقابل، حامل های وافر انعطاف پذیری بیشتری را برای محیط های دستی و نیمه خودکار ارائه می دهند.و تولید ویژه که تغییرات فرعی مکرر رخ می دهد.

11. گرایش های جدید در دستکاری و ذخیره سازی وافره

همانطور که تولید نیمه هادی همچنان در حال تکامل است، سیستم های رسیدگی به واف نیز در حال پیشرفت هستند.روند شامل توسعه FOUP های هوشمند با سنسورهای جاسازی شده برای نظارت بر شرایط محیط زیست است، مواد بهبود یافته برای خارج شدن بسیار کم گاز و حامل های سفارشی برای بسته بندی پیشرفته و ادغام ناهمگن.

استفاده فزاینده از مواد با باند گسترده مانند کربید سیلیکون و نیترید گالیوم باعث افزایش تقاضا برای راه حل های تخصصی دستکاری می شود که قادر به پذیرفتن خواص منحصر به فرد مواد است.

12. نتیجه گیری

دستکاری و ذخیره سازی وافره ها اجزای اساسی تولید نیمه هادی هستند که به طور مستقیم بر بهره وری، قابلیت اطمینان و ثبات فرآیند تأثیر می گذارند.FOUP ها و حامل های وفر نقش های متمایز اما مکمل دارند، هر کدام با نیازهای خاص مربوط به اتوماسیون، تمیز و سازگاری مواد مواجه می شوند.

با افزایش پیچیدگی دستگاه ها و تنگ شدن تحمل ها، اهمیت سیستم های دستکاری وافره طراحی شده به خوبی همچنان افزایش خواهد یافت.سرمایه گذاری در راه حل های مناسب FOUP و ناقل وافر فقط یک مسئله لجستیکی نیست، اما یک تصمیم استراتژیک است که از عملکرد تولید بلند مدت و پیشرفت تکنولوژیکی حمایت می کند.