300mm半导体工厂的AMHS系统

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1、300mm半导体工厂的AMHS系统在半导体制造技术高度发达的今天，300mm的半导体工厂已经成为全球半导体行业的主流。由于300mm半导体生产线的巨额投入，人们不得不尽可能的挖掘300mm工厂的生产效率，以期得到更大的晶圆产出。一个功能强大且性能稳定的AMHS系统在300mm工厂里扮演了一个非常重要的角色。AMHS系统不仅可以有效的利用宝贵的洁净室的生产空间，并且还可以提高生产设备的利用率，缩短在制品WIP的CycleTime，所以在很多的300mm的半导体工厂里，AMHS都被视为可以快速提升产能，增

2、加生产效率的尖兵利器。AMHS系统在300mm半导体工厂的应用特点和200mm晶圆相比，更大的晶圆尺寸使得单批Lot的晶圆重量变得更大，仅凭在200mm工厂Intrabay内的人工搬运已经远远无法满足300mm工厂的生产要求。因此，在300mm的半导体工厂里，生产方式的巨大变化也给AMHS系统提出了更高的要求。搬送方式的巨大进化首先，是AMHS搬送方式从200mm工厂的SEMIAuto方式到300mm工厂FullAuto方式的转变。如图1红色轨道所示：在200mm工厂所采用的SemiAuto生产方式中

3、的Wafer搬送，只包括中央区域Interbay的AMHS搬送。而Wafer到生产设备的部分需要人工搬送来完成。而在300mm工厂里，由于wafer自身重量的增加，导致人工搬送异常困难，故由AMHS系统取而代之直接将wafer搬送到生产设备，如图1中的蓝色轨道，这即是FullAuto的作业方式。这种方式极大减轻了生产一线操作人员的工作强度，同时又避免了因人为事故而造成的损失。更为重要的是，在工厂产能迅速提升的过程中，可以满足大规模搬送量的AMHS系统的巨大优势可以完全呈现。其次，是ToolToTool

4、直接搬送的全厂性应用。为了进一步的节省FOUP的搬送时间，300mm晶圆厂的AMHS系统必须支持ToolToTool的直接搬送。这种搬送模式可以使得FOUP不必经过存储设备Stocker的中转，而直接从上一站的加工设备搬送到下一站的加工设备。如图1所示：在没有ToolToTool直接搬送的工厂内，从ToolA到ToolB的搬送路径为ToolA→Stocker01—>Stocker02→ToolB。但是在具备ToolToTool直接搬送功能的工厂内，如图2所示，从ToolA到ToolB的搬送路径为Too

5、lA→ToolB。为了实现这种ToolToTool的搬送功能，在AMHS系统设计的时候，必须要考虑到Interbay和Intrabay的整合，工厂布局，搬送车辆和Stocker的选择等多种因素。 AMHS系统整体性能的要求稳定性：由于全厂都在大规模地应用AMHS系统进行Wafer的搬送，所以一旦AMHS系统发生故障将导致全厂性的生产设备因没有可供生产的Wafer而停止生产，进而严重影响正常的生产运营。考虑到在300mm半导体工厂内，AMHS系统的稳定性将直接关系到工厂的生产效率，工厂的管理者对于AMH

6、S系统稳定性也提出了极其苛刻的要求。高效性：与200mm半导体工厂的AMHS系统相比，300mm工厂的AMHS搬送量有了十倍以上的增长。在面对巨大搬送量的时候，如何确保全厂的搬送效率，在更短的时间内完成Wafer的搬送，对于AMHS系统而言是一个巨大的挑战。同时，AMHS系统搬送效率的高低，也将直接影响到生产设备的利用率，故在300mm半导体工厂的搬送时间都是以秒为单位进行计算，且每一秒钟的减少，都需要付出更多的精心设计才可实现。最大化的利用生产空间在300mm工厂的生产车间内，洁净室的空间是极其昂贵

7、的。而AMHS系统为了解决生产线上所有在制品WIP的存储保管问题，不得不占用大量的面积和空间。如何在满足存储和搬送要求的前提下，最大化的节省所占用的面积空间，是AMHS系统必须面对的一个难题。在200mm半导体工厂的AMHS系统中，为了尽可能的利用洁净室的面积，提高单位占地面积的Wafer存储量，比较经常采用的方式是提升Stocker中央区域的天花板高度，并采用更高的Stocker型号，这种方式一般可以增加20%～30%的wafer存储量。在300mm半导体工厂的AMHS系统中，比较常用的方式是使用U

8、TS(UnderTrackStorage)，一种可以将Wafer存放在天花板下方空中的装置，由于UTS可以不占用洁净室的地面面积，有效地利用了洁净室的空中区域，所以这种解决方案在300mm半导体工厂里的应用非常广泛，如图3所示。AMHS系统的柔性设计在300mm半导体工厂内，搬送轨道遍布整个车间，构成了巨大且复杂的网络拓扑结构。虽然单个车辆个体或单一合分流的节点发生故障，对于轨道控制系统不会产生大的影响，但是这种单点故障若发生在交通繁忙的路段，或者较长时