अर्धचालक विनिर्माण में, कुछ सबसे महत्वपूर्ण घटक भी कम से कम आंख को पकड़ने वाले होते हैं। उनमें से एक वेफर के साथ फैब-इन से फैब-आउट तक जाता है, फिर भी शायद ही कभी स्पॉटलाइट मिलता हैःवेफर वाहक.
जब लोग पहली बार FOUP का सामना करते हैं, तो कई लोग यह मानते हैं कि यह केवल एक मजबूत, स्वच्छ प्लास्टिक बॉक्स है। लेकिन इसे केवल "पैकेजिंग" के रूप में मानने से इसका वास्तविक अर्थ गायब हो जाता है।
एक FOUP हैसामान्य भाषाप्रक्रिया औजारों, स्वचालित सामग्री हैंडलिंग सिस्टम, नियंत्रित मिनी-पर्यावरण और उद्योग मानकों के बीच।
इसकी शुरूआत एक क्रमिक सुधार नहीं थी, बल्कि एकआधारभूत सक्षमकर्ता300 मिमी के युग में बड़े पैमाने पर स्वचालित विनिर्माण का।
1990 के दशक के मध्य में एफओयूपी प्रमुख बनने से पहले, वेफर वाहक एक स्पष्ट विकासात्मक पथ का पालन करते थेः
कैसेट → SMIF → FOUP
यह विकास अर्धचालक उद्योग के मानव-केंद्रित संचालन से सिस्टम-स्तर के स्वचालन में बदलाव को दर्शाता है।
यह विश्वास करने के लिए लुभावना है कि उच्च स्वच्छ कमरे ग्रेड अकेले संदूषण की समस्याओं को हल कर सकते हैं। वास्तव में, वेफर निर्माण में मुख्य चर पूर्ण स्वच्छता नहीं है, लेकिनः
कितनी बार एक वेफर अपने वातावरण के संपर्क में आने के लिए अलग-थलग होने के बीच संक्रमण करता है।
एक एकल वेफर सैकड़ों प्रक्रिया चरणों से गुजर सकता है - लिथोग्राफी, जमाव, उत्कीर्णन, सफाई और माप। प्रत्येक स्थानांतरण, कतार और लोड ऑपरेशन में संदूषण का जोखिम होता है।
इसके पीछे के मूल विचारों में से एकएसएमआईएफ (मानक यांत्रिक इंटरफ़ेस)था कि वेफर्स को पूर्ण क्लीनरूम से अलग किया जाए और इसके बजाय उन्हें एक सख्ती से नियंत्रितलघु पर्यावरण, जहां हवा का प्रवाह, दबाव और कण स्तर बहुत अधिक स्थिर हैं।
इस अर्थ में, वेफर वाहक केवल रसद उपकरण नहीं हैं वे कारखानों का एक प्रमुख तत्व हैंप्रदूषण नियंत्रण रणनीति:
खुले वाहकपूरे कारखाने की स्वच्छता पर निर्भर करते हैं और मानव गतिविधि और वायु प्रवाह में गड़बड़ी के प्रति संवेदनशील होते हैं।
मानक उपकरण इंटरफेस के साथ सील वाहकवाहक-उपकरण इंटरफेस के लिए नीचे साफ सीमा धक्का, नाटकीय रूप से वेफर जोखिम को कम.
एक व्यावहारिक कारक भी है: जैसे-जैसे वेफर्स बड़े होते जाते हैं, वाहक भारी होते जाते हैं, थ्रूपुट बढ़ता जाता है, और मैन्युअल हैंडलिंग महंगी और अस्थिर दोनों हो जाती है।
नतीजतन, वाहक विकास स्वाभाविक रूप से दो लक्ष्यों पर अभिसरण करता हैः
दूषित होने से बेहतर अलगावऔरस्वचालन के साथ अधिक संगतता.
150 मिमी और 200 मिमी के युग में प्रमुख वेफर वाहक थाकैसेटएक खुली-फ्रेम संरचना जिसमें स्लॉट किए गए समर्थन होते हैं जो ऑपरेटरों या रोबोट बाहों द्वारा आसानी से वेफर्स को लोड करने की अनुमति देते हैं।
कैसेट्स का विकास इसलिए हुआ क्योंकि वे थे:
संरचनात्मक रूप से सरल
कम लागत
उपकरण के बीच अत्यधिक संगत
मैन्युअल रूप से संभालना आसान
उस समय जब उपकरण स्वचालन सीमित था, कैसेट ने पर्याप्त रूप से वेफर परिवहन, बफरिंग और उपकरण लोडिंग का समर्थन किया।
जैसे-जैसे विनिर्माण की मांग बढ़ी, दो संरचनात्मक कमजोरियां स्पष्ट हो गईंः
1स्वच्छता फैब वातावरण पर निर्भर करती है।
परिवहन और कतार में खड़े होने के दौरान, वेफर्स को उपकरण और कर्मियों के कारण वायु प्रवाह और कणों के गड़बड़ी के सीधे संपर्क में रखा गया था।
2. बड़े वेफर आकारों के लिए खराब स्केलेबिलिटी
जैसे-जैसे वेफर के व्यास में वृद्धि हुई, वाहक वजन और कठोरता की आवश्यकताओं में तेजी से वृद्धि हुई। खुली संरचनाओं ने वेफर माइक्रो-पर्यावरण को स्थिर करने में बहुत कम मदद की, जिससे हैंडलिंग जोखिम बढ़ गया।
कैसेट अनिवार्य रूप से थाप्रारंभिक अर्धचालक कारखानों के शिपिंग बॉक्स¥ विश्वसनीय और व्यावहारिक, लेकिन अधिक स्वचालन और सख्त प्रदूषण बजट के भविष्य के लिए अनुपयुक्त।
जैसे-जैसे उपज के लक्ष्य सख्त होते गए, उद्योग ने एक नया सवाल पूछना शुरू कर दिया:
क्या होगा अगर हम पूरे क्लीनरूम पर भरोसा करना बंद कर दें और इसके बजाय स्थानीय रूप से वेफर की रक्षा करें?
इस सोच नेएसएमआईएफ.
एसएमआईएफ का परिचयः
वेफर्स के परिवहन के लिए सील कूप
उपकरण इंटरफ़ेस पर स्थानीय संलग्नक
प्रक्रिया औजारों के अंदर नियंत्रित मिनी-पर्यावरण
प्रभाव महत्वपूर्ण था:
वेफर्स के संपर्क में आने की घटनाएं काफी कम हुईं
प्रदूषण नियंत्रणसुविधा स्तरके लिएइंटरफेस स्तर
इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि एसएमआईएफ ने एक ऐसी अवधारणा पेश की जो भविष्य के सभी वाहक डिजाइनों को आकार देगीः
वाहक उपकरण प्रणाली का हिस्सा है, एक निष्क्रिय कंटेनर नहीं।
एसएमआईएफ मुख्य रूप से 200 मिमी का समाधान था। जबकि इसने संदूषण नियंत्रण में सुधार किया, यह संघर्ष कियाः
पूर्ण कारखाना स्वचालन के लिए सीमित स्केलेबिलिटी
यांत्रिक जटिलता
स्वचालित रसद के साथ अधूरा एकीकरण
300 मिमी विनिर्माण के लिए संक्रमण ने एक स्वच्छ, सरल और अधिक स्वचालन-मूल समाधान की मांग की।
FOUP (फ्रंट ओपनिंग यूनिफाइड पॉड) 90 के दशक के मध्य में 300 मिमी के प्रसंस्करण उपकरण के साथ उभरा, जिसे शुरू से ही पूरी तरह से स्वचालित कारखानों के लिए डिज़ाइन किया गया था।
FOUP एक क्रमिक उन्नयन नहीं था, यह एकप्रणाली स्तर पर पुनः डिजाइन.
स्थिर आंतरिक वायु प्रवाह और कण नियंत्रण
वेफर के लिए न्यूनतम जोखिम
बेहतर उपज स्थिरता
उपकरण के सामने के छोरों के साथ प्रत्यक्ष इंटरफ़ेस
मानव हस्तक्षेप की आवश्यकता नहीं
रोबोटिक हैंडलिंग के लिए अनुकूलित
एफओयूपी ने एक व्यापक मानक पारिस्थितिकी तंत्र को सक्षम किया जिसमें शामिल हैंः
यांत्रिक आयाम
डॉकिंग व्यवहार
दरवाज़े के तंत्र
पहचान और संचार
इससे कारखानों और उपकरण विक्रेताओं को एक साझा, इंटरऑपरेबल ढांचे के भीतर काम करने की अनुमति मिली।
एफओयूपी की शक्ति न केवल अपने आप में है, बल्कि यह कैसे संयंत्र के स्वचालन बुनियादी ढांचे से जुड़ा है।
FOUP और उपकरण के बीच यांत्रिक इंटरफ़ेस को परिभाषित करता हैः
डॉकिंग ज्यामिति
दरवाजा खोलने का क्रम
सीलिंग व्यवहार
एफआईएमएस यह सुनिश्चित करता है कि एफओयूपी विभिन्न विक्रेताओं के उपकरणों में लगातार काम करें।
FOUP और उपकरण के बीच हैंडशेक संकेतों को परिभाषित करता हैः
उपस्थिति का पता लगाना
डॉकिंग की पुष्टि
सुरक्षित स्थानांतरण राज्य
पीआईओ उपकरण को यह जानने की अनुमति देता है कि वेफर्स को कब बदला जा सकता है।
फैक्ट्री-व्यापी रसद परत, जिसमें शामिल हैंः
ऊपरी लिफ्ट परिवहन (ओएचटी)
स्वतः निर्देशित वाहन (एजीवी)
स्टोरेज और बफर
इन प्रणालियों के साथ मिलकर, एक आधुनिक फैक्ट्री को एकपूर्ण स्वचालित बंदरगाह:
एफओयूपी कंटेनर हैं
एएमएचएस रसद नेटवर्क है
प्रक्रिया उपकरण डॉकिंग टर्मिनल हैं
वेफर वाहक तीन महत्वपूर्ण परिणाम निर्धारित करता हैः
हर जोखिम से दोष का खतरा बढ़ जाता है।
कम जोखिम सीधे उच्च उपज में बदल जाते हैं।
स्वचालन प्रदान करता हैः
स्थिर टैक्ट समय
मानव परिवर्तनशीलता में कमी
कम दीर्घकालिक परिचालन लागत
मानकीकृत इंटरफेस का अर्थ हैः
तेजी से उपकरण योग्यता
कम एकीकरण लागत
फैक्ट्री के विस्तार और उन्नयन में आसानी
वेफर वाहक का विकास अर्धचालक विनिर्माण दर्शन में एक गहरी बदलाव को दर्शाता हैः
| युग | डिजाइन दर्शन |
|---|---|
| कैसेट | जब तक यह वेफर्स रखती है |
| एसएमआईएफ | मिनी-पर्यावरणों के साथ जोखिम को कम से कम करें |
| एफओयूपी | स्वचालन-प्रथम, मानक-संचालित |
आज का FOUP अब एक साधारण कंटेनर नहीं है।
यह एकमहत्वपूर्ण नोडएक अत्यधिक औद्योगिक उत्पादन प्रणाली में।
जब आप एक फैक्ट्री में ऊपर से घूम रही FOUP की पंक्तियों को देखते हैं, तो आप सिर्फ वेफर्स के परिवहन को नहीं देख रहे होते, आप एक जटिल, मानकीकृत, स्वचालित प्रणाली देख रहे होते हैं जो डिजाइन के अनुसार ही काम करती है।
अर्धचालक विनिर्माण में, कुछ सबसे महत्वपूर्ण घटक भी कम से कम आंख को पकड़ने वाले होते हैं। उनमें से एक वेफर के साथ फैब-इन से फैब-आउट तक जाता है, फिर भी शायद ही कभी स्पॉटलाइट मिलता हैःवेफर वाहक.
जब लोग पहली बार FOUP का सामना करते हैं, तो कई लोग यह मानते हैं कि यह केवल एक मजबूत, स्वच्छ प्लास्टिक बॉक्स है। लेकिन इसे केवल "पैकेजिंग" के रूप में मानने से इसका वास्तविक अर्थ गायब हो जाता है।
एक FOUP हैसामान्य भाषाप्रक्रिया औजारों, स्वचालित सामग्री हैंडलिंग सिस्टम, नियंत्रित मिनी-पर्यावरण और उद्योग मानकों के बीच।
इसकी शुरूआत एक क्रमिक सुधार नहीं थी, बल्कि एकआधारभूत सक्षमकर्ता300 मिमी के युग में बड़े पैमाने पर स्वचालित विनिर्माण का।
1990 के दशक के मध्य में एफओयूपी प्रमुख बनने से पहले, वेफर वाहक एक स्पष्ट विकासात्मक पथ का पालन करते थेः
कैसेट → SMIF → FOUP
यह विकास अर्धचालक उद्योग के मानव-केंद्रित संचालन से सिस्टम-स्तर के स्वचालन में बदलाव को दर्शाता है।
यह विश्वास करने के लिए लुभावना है कि उच्च स्वच्छ कमरे ग्रेड अकेले संदूषण की समस्याओं को हल कर सकते हैं। वास्तव में, वेफर निर्माण में मुख्य चर पूर्ण स्वच्छता नहीं है, लेकिनः
कितनी बार एक वेफर अपने वातावरण के संपर्क में आने के लिए अलग-थलग होने के बीच संक्रमण करता है।
एक एकल वेफर सैकड़ों प्रक्रिया चरणों से गुजर सकता है - लिथोग्राफी, जमाव, उत्कीर्णन, सफाई और माप। प्रत्येक स्थानांतरण, कतार और लोड ऑपरेशन में संदूषण का जोखिम होता है।
इसके पीछे के मूल विचारों में से एकएसएमआईएफ (मानक यांत्रिक इंटरफ़ेस)था कि वेफर्स को पूर्ण क्लीनरूम से अलग किया जाए और इसके बजाय उन्हें एक सख्ती से नियंत्रितलघु पर्यावरण, जहां हवा का प्रवाह, दबाव और कण स्तर बहुत अधिक स्थिर हैं।
इस अर्थ में, वेफर वाहक केवल रसद उपकरण नहीं हैं वे कारखानों का एक प्रमुख तत्व हैंप्रदूषण नियंत्रण रणनीति:
खुले वाहकपूरे कारखाने की स्वच्छता पर निर्भर करते हैं और मानव गतिविधि और वायु प्रवाह में गड़बड़ी के प्रति संवेदनशील होते हैं।
मानक उपकरण इंटरफेस के साथ सील वाहकवाहक-उपकरण इंटरफेस के लिए नीचे साफ सीमा धक्का, नाटकीय रूप से वेफर जोखिम को कम.
एक व्यावहारिक कारक भी है: जैसे-जैसे वेफर्स बड़े होते जाते हैं, वाहक भारी होते जाते हैं, थ्रूपुट बढ़ता जाता है, और मैन्युअल हैंडलिंग महंगी और अस्थिर दोनों हो जाती है।
नतीजतन, वाहक विकास स्वाभाविक रूप से दो लक्ष्यों पर अभिसरण करता हैः
दूषित होने से बेहतर अलगावऔरस्वचालन के साथ अधिक संगतता.
150 मिमी और 200 मिमी के युग में प्रमुख वेफर वाहक थाकैसेटएक खुली-फ्रेम संरचना जिसमें स्लॉट किए गए समर्थन होते हैं जो ऑपरेटरों या रोबोट बाहों द्वारा आसानी से वेफर्स को लोड करने की अनुमति देते हैं।
कैसेट्स का विकास इसलिए हुआ क्योंकि वे थे:
संरचनात्मक रूप से सरल
कम लागत
उपकरण के बीच अत्यधिक संगत
मैन्युअल रूप से संभालना आसान
उस समय जब उपकरण स्वचालन सीमित था, कैसेट ने पर्याप्त रूप से वेफर परिवहन, बफरिंग और उपकरण लोडिंग का समर्थन किया।
जैसे-जैसे विनिर्माण की मांग बढ़ी, दो संरचनात्मक कमजोरियां स्पष्ट हो गईंः
1स्वच्छता फैब वातावरण पर निर्भर करती है।
परिवहन और कतार में खड़े होने के दौरान, वेफर्स को उपकरण और कर्मियों के कारण वायु प्रवाह और कणों के गड़बड़ी के सीधे संपर्क में रखा गया था।
2. बड़े वेफर आकारों के लिए खराब स्केलेबिलिटी
जैसे-जैसे वेफर के व्यास में वृद्धि हुई, वाहक वजन और कठोरता की आवश्यकताओं में तेजी से वृद्धि हुई। खुली संरचनाओं ने वेफर माइक्रो-पर्यावरण को स्थिर करने में बहुत कम मदद की, जिससे हैंडलिंग जोखिम बढ़ गया।
कैसेट अनिवार्य रूप से थाप्रारंभिक अर्धचालक कारखानों के शिपिंग बॉक्स¥ विश्वसनीय और व्यावहारिक, लेकिन अधिक स्वचालन और सख्त प्रदूषण बजट के भविष्य के लिए अनुपयुक्त।
जैसे-जैसे उपज के लक्ष्य सख्त होते गए, उद्योग ने एक नया सवाल पूछना शुरू कर दिया:
क्या होगा अगर हम पूरे क्लीनरूम पर भरोसा करना बंद कर दें और इसके बजाय स्थानीय रूप से वेफर की रक्षा करें?
इस सोच नेएसएमआईएफ.
एसएमआईएफ का परिचयः
वेफर्स के परिवहन के लिए सील कूप
उपकरण इंटरफ़ेस पर स्थानीय संलग्नक
प्रक्रिया औजारों के अंदर नियंत्रित मिनी-पर्यावरण
प्रभाव महत्वपूर्ण था:
वेफर्स के संपर्क में आने की घटनाएं काफी कम हुईं
प्रदूषण नियंत्रणसुविधा स्तरके लिएइंटरफेस स्तर
इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि एसएमआईएफ ने एक ऐसी अवधारणा पेश की जो भविष्य के सभी वाहक डिजाइनों को आकार देगीः
वाहक उपकरण प्रणाली का हिस्सा है, एक निष्क्रिय कंटेनर नहीं।
एसएमआईएफ मुख्य रूप से 200 मिमी का समाधान था। जबकि इसने संदूषण नियंत्रण में सुधार किया, यह संघर्ष कियाः
पूर्ण कारखाना स्वचालन के लिए सीमित स्केलेबिलिटी
यांत्रिक जटिलता
स्वचालित रसद के साथ अधूरा एकीकरण
300 मिमी विनिर्माण के लिए संक्रमण ने एक स्वच्छ, सरल और अधिक स्वचालन-मूल समाधान की मांग की।
FOUP (फ्रंट ओपनिंग यूनिफाइड पॉड) 90 के दशक के मध्य में 300 मिमी के प्रसंस्करण उपकरण के साथ उभरा, जिसे शुरू से ही पूरी तरह से स्वचालित कारखानों के लिए डिज़ाइन किया गया था।
FOUP एक क्रमिक उन्नयन नहीं था, यह एकप्रणाली स्तर पर पुनः डिजाइन.
स्थिर आंतरिक वायु प्रवाह और कण नियंत्रण
वेफर के लिए न्यूनतम जोखिम
बेहतर उपज स्थिरता
उपकरण के सामने के छोरों के साथ प्रत्यक्ष इंटरफ़ेस
मानव हस्तक्षेप की आवश्यकता नहीं
रोबोटिक हैंडलिंग के लिए अनुकूलित
एफओयूपी ने एक व्यापक मानक पारिस्थितिकी तंत्र को सक्षम किया जिसमें शामिल हैंः
यांत्रिक आयाम
डॉकिंग व्यवहार
दरवाज़े के तंत्र
पहचान और संचार
इससे कारखानों और उपकरण विक्रेताओं को एक साझा, इंटरऑपरेबल ढांचे के भीतर काम करने की अनुमति मिली।
एफओयूपी की शक्ति न केवल अपने आप में है, बल्कि यह कैसे संयंत्र के स्वचालन बुनियादी ढांचे से जुड़ा है।
FOUP और उपकरण के बीच यांत्रिक इंटरफ़ेस को परिभाषित करता हैः
डॉकिंग ज्यामिति
दरवाजा खोलने का क्रम
सीलिंग व्यवहार
एफआईएमएस यह सुनिश्चित करता है कि एफओयूपी विभिन्न विक्रेताओं के उपकरणों में लगातार काम करें।
FOUP और उपकरण के बीच हैंडशेक संकेतों को परिभाषित करता हैः
उपस्थिति का पता लगाना
डॉकिंग की पुष्टि
सुरक्षित स्थानांतरण राज्य
पीआईओ उपकरण को यह जानने की अनुमति देता है कि वेफर्स को कब बदला जा सकता है।
फैक्ट्री-व्यापी रसद परत, जिसमें शामिल हैंः
ऊपरी लिफ्ट परिवहन (ओएचटी)
स्वतः निर्देशित वाहन (एजीवी)
स्टोरेज और बफर
इन प्रणालियों के साथ मिलकर, एक आधुनिक फैक्ट्री को एकपूर्ण स्वचालित बंदरगाह:
एफओयूपी कंटेनर हैं
एएमएचएस रसद नेटवर्क है
प्रक्रिया उपकरण डॉकिंग टर्मिनल हैं
वेफर वाहक तीन महत्वपूर्ण परिणाम निर्धारित करता हैः
हर जोखिम से दोष का खतरा बढ़ जाता है।
कम जोखिम सीधे उच्च उपज में बदल जाते हैं।
स्वचालन प्रदान करता हैः
स्थिर टैक्ट समय
मानव परिवर्तनशीलता में कमी
कम दीर्घकालिक परिचालन लागत
मानकीकृत इंटरफेस का अर्थ हैः
तेजी से उपकरण योग्यता
कम एकीकरण लागत
फैक्ट्री के विस्तार और उन्नयन में आसानी
वेफर वाहक का विकास अर्धचालक विनिर्माण दर्शन में एक गहरी बदलाव को दर्शाता हैः
| युग | डिजाइन दर्शन |
|---|---|
| कैसेट | जब तक यह वेफर्स रखती है |
| एसएमआईएफ | मिनी-पर्यावरणों के साथ जोखिम को कम से कम करें |
| एफओयूपी | स्वचालन-प्रथम, मानक-संचालित |
आज का FOUP अब एक साधारण कंटेनर नहीं है।
यह एकमहत्वपूर्ण नोडएक अत्यधिक औद्योगिक उत्पादन प्रणाली में।
जब आप एक फैक्ट्री में ऊपर से घूम रही FOUP की पंक्तियों को देखते हैं, तो आप सिर्फ वेफर्स के परिवहन को नहीं देख रहे होते, आप एक जटिल, मानकीकृत, स्वचालित प्रणाली देख रहे होते हैं जो डिजाइन के अनुसार ही काम करती है।
