카세트에서FOUP웨이퍼 운반기의 진화

왜 '바구니 를 보관 하는 상자'가 자동화, 생산성, 비용 을 형성 하는가

반도체 제조업에서 가장 중요한 부품 중 일부는 눈에 띄지 않습니다. 그 중 하나는 웨이퍼를 제조에서 제조까지 동반하지만 거의 주목받지 않습니다.웨이퍼 운반기.

사람들이 FOUP를 처음 접할 때, 많은 사람들은 그것이 단순히 더 튼튼하고 더 깨끗한 플라스틱 상자라고 생각합니다. 그러나 단순히 " 포장"으로 취급하면 진정한 의미를 놓치고 있습니다.

FOUP는공통어프로세스 도구, 자동화된 재료 처리 시스템, 제어된 미니 환경, 그리고 산업 표준들 사이에서

그 도입은 점진적인 개선이 아니라기초적 지원자300mm 시대에는 대규모 자동화 제조가

FOUP가 1990년대 중반에 지배적 인 지위를 차지하기 전에 웨이퍼 운반자는 명확한 진화 경로를 따라갔습니다.

카세트 → SMIF → FOUP

이 진화는 반도체 산업의 인간 중심의 작업에서 시스템 수준의 자동화로의 전환을 반영합니다.

청정실 은 충분 하지 않다: 오염 통제 의 일부 로 전파자 들

더 높은 청정실 품질만으로 오염 문제를 해결할 수 있다고 믿는 것은 유혹적입니다. 실제로 웨이퍼 제조의 핵심 변수는 절대적인 청결성이 아니라:

얼마나 자주 웨이퍼가 고립된 상태에서 환경에 노출된 상태로 전환되는지

단일 웨이퍼는 수백 단계의 프로세스 단계를 거칠 수 있습니다. 리토그래피, 퇴적, 에치, 청소 및 측정. 모든 전송, 큐 및 로딩 작업은 오염 위험을 도입합니다.

그 배후의 핵심 아이디어 중 하나는SMIF (표준 기계 인터페이스)전체 청정실에서 웨이퍼를 분리하고 대신 엄격하게 통제된미니 환경, 공기 흐름, 압력, 입자 수준이 훨씬 더 안정적인 곳

이런 의미에서 웨이퍼 운송기는 단순히 물류 도구가 아니라오염 통제 전략:

• 개방형 운반기전체 공장의 청결에 의존하고 인간 활동과 공기 흐름 장애에 민감합니다.

• 표준화된 장비 인터페이스가 있는 밀폐된 운반기청정 경계를 아래로 밀어내기 위해 기구와 기기 인터페이스로 이동하여 웨이퍼 노출을 크게 줄입니다.

또한 실용적인 요인도 있습니다. 웨이퍼가 커질수록, 운반기가 더 무겁고, 처리량이 증가하고, 수동 조작이 비싸고 불안정합니다.

그 결과, 운반자의 진화는 두 가지 목표에 자연스럽게 도달합니다.

오염으로부터 더 강한 격리그리고자동화와 더 호환성.

카세트 시대: 열린 운반기의 황금 시대 (150mm / 200mm)

150mm 및 200mm 시대에는 지배적인 웨이퍼 운반기는카세트✅공동체 또는 로봇 팔에 의해 웨이퍼를 쉽게 부착 할 수 있도록 슬롯 지원 장치가있는 열린 프레임 구조.

카세트 들 이 효과적 인 이유

카세트는 이렇게 발전했습니다.

• 구조적으로 간단합니다.

• 낮은 비용

• 도구에 매우 호환성

• 수동으로 조작하기 쉽습니다.

장비의 자동화가 제한적이었던 당시, 카세트는 웨이퍼 운송, 버퍼링 및 도구 로딩을 적절하게 지원했습니다.

개방성의 한계

제조업의 수요가 증가함에 따라 두 가지 구조적 약점이 분명해졌습니다.

1청결은 공장 환경에 달려 있습니다.

운송 및 대기열에 놓는 동안 웨이퍼는 도구와 인력으로 인한 주변 공기 흐름과 입자 장애에 직접 노출되었습니다.

2더 큰 웨이퍼 크기로 확장성이 떨어집니다.

웨이퍼 지름이 증가함에 따라 운반기 무게와 딱딱성 요구 사항이 급격히 증가했습니다. 개방 구조는 웨이퍼 미시 환경의 안정화에 거의 도움이되지 않았고, 취급 위험을 증가 시켰습니다.

카세트는 기본적으로초기 반도체 공장의 운송 상자신뢰성 있고 실용적이지만 더 높은 자동화와 더 긴밀한 오염 예산의 미래에 적합하지 않습니다.

SMIF 시대: 미니 환경과 인터페이스 사고의 탄생

생산 목표가 강화되면서 산업계는 새로운 질문을 던지기 시작했습니다.

전체 청정실에 의존하지 않고 위퍼를 지역적으로 보호하면 어떨까요?

이러한 사고방식은SMIF.

SMIF 개념

SMIF는 다음과 같이 도입되었습니다.

• 웨이퍼 운송용 밀폐된 포스

• 도구 인터페이스에서 로컬화된 장치

• 프로세스 도구 안의 제어된 미니 환경

그 영향은 매우 크았습니다.

• 웨이퍼 노출 사건은 급격히 감소했습니다.

• 오염 통제는시설 수준에 대한인터페이스 레벨

더 중요한 것은 SMIF가 미래의 모든 항공기 디자인을 형성하는 개념을 도입했다는 것입니다.

수송기는 장비 시스템의 일부입니다. 수동 컨테이너가 아닙니다.

SMIF의 한계

SMIF는 대부분 200mm 용액이었습니다. 오염 통제를 개선했지만 다음과 같은 문제로 어려움을 겪었습니다.

• 완전한 공장 자동화를 위한 제한된 확장성

• 기계적 복잡성

• 자동화 된 물류와 불완전한 통합

300mm 제조로의 전환은 더 깨끗하고 단순하고 자동화 기반의 솔루션을 요구했습니다.

FOUP: 300mm 자동화 제조의 기초

FOUP (전면 개장 통일 포드1990년대 중반에 완전히 자동화된 공장들을 위해 설계된 300mm 프로세스 장비와 함께 등장했습니다.

FOUP는 점진적인 업그레이드가 아니라시스템 수준 재설계.

FOUP의 세 가지 특징

1완전히 밀폐된 미니 환경

• 안정적인 내부 공기 흐름과 입자 조절

• 웨이퍼의 최소 노출

• 생산성 일관성 향상

2전면으로 열리는 건축물

• 도구 앞쪽 끝과의 직접 인터페이스

• 인적 개입이 필요하지 않습니다.

• 로봇 조작을 위해 최적화

3산업 전반에 통일된 표준

FOUP는 다음을 포함하는 포괄적인 표준 생태계를 가능하게했습니다.

• 기계적 차원

• 도킹 동작

• 문 장치

• 식별 및 통신

이것은 공장과 장비 공급자가 공유되고 상호 운용 가능한 틀 안에서 작동 할 수있게했습니다.

성공적 으로 사용 된 약자: FIMS, PIO, AMHS

FOUP의 힘은 팟 자체에만 있는 것이 아니라, 공장 자동화 인프라와 연결되는 방식에 있습니다.

FIMS: 전면 개방 인터페이스 기계 표준

FOUP와 도구 사이의 기계적 인터페이스를 정의합니다:

• 도킹 기하학

• 문 열기 순서

• 밀폐 행동

FIMS는 FOUP가 서로 다른 공급자의 장비에서 일관되게 작동하도록 보장합니다.

PIO: 평행 I/O 인터페이스

FOUP와 도구 사이의 손잡이 신호를 정의합니다.

• 존재 탐지

• 도킹 확인

• 안전한 전송 상태

PIO는 도구가 언제 웨이퍼를 교환할 수 있는지 정확히 알 수 있도록 합니다.

AMHS: 자동물질 처리 시스템

전체 공장용 물류 계층, 다음을 포함합니다.

• 오브헤드 리프트 (OHT) 운송

• 자동 유도 차량 (AGV)

• 소장품 및 완충품

이 시스템들이 함께 현대 공장을완전 자동 항구:

• FOUP는 컨테이너입니다

• AMHS는 물류 네트워크입니다.

• 프로세스 도구는 도킹 터미널입니다

왜 상자가 수익과 비용에 직접적인 영향을 미치는가

웨이퍼 운반자는 세 가지 중요한 결과를 결정합니다.

1웨이퍼 노출 빈도

모든 노출은 결함 위험을 증가시킵니다.
더 적은 노출이 직접적으로 더 높은 수익으로 이어집니다.

2자동화 정도

자동화는 다음과 같은 것을 제공합니다.

• 안정적인 타크트 시간

• 인간 변동성 감소

• 장기적인 운영비용 감소

3장비의 상호 운용성

표준화된 인터페이스는 다음을 의미합니다.

• 더 빠른 도구 자격

• 보다 낮은 통합 비용

• 더 쉬운 공장 확장 및 업그레이드

결론: 컨테이너에서 시스템 노드로

웨이퍼 운반기의 진화는 반도체 제조 철학의 더 깊은 변화를 반영합니다.

오늘날의 FOUP는 더 이상 단순한 컨테이너가 아닙니다.
그것은중요한 노드고도로 산업화된 제조 시스템에서

공장에서 FOUP들이 줄을 서서 이동하는 것을 볼 때, 당신은 단순히 웨이퍼가 운반되는 것을 보는 것이 아니라 복잡한, 표준화된, 자동화된 시스템이 설계된 대로 작동하는 것을 볼 수 있습니다.