【推荐】半导体零部件之晶圆载具
文摘
2024-10-28 12:46
河南
晶圆载具是用于硅片生产、晶圆制造以及工厂之间晶圆的储存、传送、运输以及防护。晶圆载具是 AMHS（物料自动化搬运系统）构建12寸晶圆厂自动化搬运方案的必备部件，是重要的半导体零部件。芯片在其制造过程中，一般需要在三周内数百次往返于半导体生产线，晶圆存放在运输盒内的时间在整个生产过程中占比很高，因此晶圆载具在整个生产过程中是必不可少的保护和运输工具。芯片昂贵且极易受到误操作和污染的影响，而晶圆载具本身的材质、质量和洁净与否都可能会对晶圆质量产生或大或小的影响，在芯片制造过程中起到重要作用。晶圆载具的种类众多，按尺寸可以分为 12英寸和 8 英寸及以下，12 英寸晶圆载具是国产替代的核心。12 英寸晶圆载具包括前开式晶圆传送盒 FOUP（Front Opening Unified Pod）、前开式晶圆运输盒 FOSB（Front Opening Shipping
Box）、无接触晶圆水平运送装置（Contactless Horizontal Wafer Shippers，无接触 HWS）等品类，其中 FOUP 主要用于 Fab 厂中晶圆的保护、运送、储存；FOSB 主要用于硅片制造厂与 Fab 厂之间 12 寸晶圆的运输；无接触 HWS 的任务是将昂贵、复杂的成品晶圆从 Fab 厂安全地运送给最终客户。※ 功能：确保每25片的晶圆在它的保护下避免在每一台生产机台之间的传送被外部环境中的微尘污染，进而影响到良率；※ 结构：每个 FOUP 都有各种连接板，销和孔，以便FOUP位于装载端口上，并由AHMS 系统操纵；※ 材料：采用低释气材质、低吸湿材质，可以大幅度降低有机化合物释出，防止污染晶圆；※ 其它特征：优秀的密封性以及充气功能可以给晶圆提供一个低湿度的环境；FOUP 可设计成不同的颜色，如红、橙、黑、透明等等，以满足工艺需要以及区分不同的工艺和制程；一般FOUP 由客户根据 Fab 厂产线以及机台差异而进行定制。※ 功能：通常25片装，用于晶圆制造厂与芯片制造厂之间12吋晶圆的运输；在后道封装线厂中，FOSB 也可以用于各道工序之间晶圆的储存与转送；※ 结构：通过采用特殊定位片与防震设计，减少晶圆位移摩擦产生杂质；除了通过 AHMS 系统自动存取，也可以进行手动操作；※ 材料：原材料采用低释气材质，可以降低释出气体污染晶圆的风险；※ 其它特征：与其他运输晶圆盒相比，FOSB 气密性更好![]()
原材料采用低释气材质，可以降低释出气体污染晶圆的风险污染控制是芯片良率提升的关键之一，而晶圆载具是污染控制的重要工具。污染控制直接影响到芯片制造过程的生产良率等参数，晶圆良率提高 1%可能意味着节省超过 1.5 亿美元。同时，当逻辑芯片制程从 28nm 降至 7nm 时，其可容许的金属杂质浓度极限缩减 1000 倍，危及晶圆良率的微粒大小缩小了将近 4 倍。污染控制的难度将随着制程缩小而逐渐提升，从而使得晶圆载具需要具备更强的抵御微粒、挥发性有机化合物、氧气、水分等污染物的能力。
