半导体晶圆传输设备简介
来源：2025厦门国际半导体及集成电路博览会 发布时间：2024-11-03
半导体芯片制造流程复杂，制作过程技术要求较高，生产工序达上千道。随着技术的发展，市场对半导体芯片生产技术要求进一步提高，不同生产工序之间的搬运需求衍生出了半导体自动搬运设备行业的生存空间。
一般来说，半导体自动搬运设备包含两个方面，物料自动化搬运系统（AMHS）和晶圆传输设备。AMHS 是晶圆制造厂内物料运输的综合系统。其中包含两大子系统，即各车间之间的运输系统（负责在不同车间之间运输晶圆容器）和车间内运输系统（负责在但一车间内运输晶圆容器）。半导体晶圆传输设备主要由晶圆自动装卸系统和各类高清洁、多关节型机械手臂组成，是单一的传输设备模块。目前，晶圆传输设备主要有晶圆分选机（Wafer Sorter） 和设备前端模块（Equipment Front End Module，EFEM）两大类。Sorter 是半导体晶圆厂中用于晶圆搬运的设备，负责晶圆的中转和分选，确保生产流程的连续性和高效性，保障晶圆厂物料流转需求。在具体使用中，Sorter 可以实现晶圆的上下线、制程前分批、制程后合并、制程间倒片的卡控以及产品出厂校验、排序、料盒交换等功能。通过装载平台、机械臂与预对准器相配合实现对不同型号的晶圆进行分选作业，在保证高洁净度的情况下提升半导体制造工序的自动化程度。Sorter 的核心部件包括晶圆运输机器人（Robot）、晶圆装载系统（Loadport）、晶圆对准装置（Aligner）、OCR（Optical Character Recognition）光学字符识别系统、、FFU（风机过滤机组） 以及电子相关的其它部件等。其中 Robot 是最核心的部件，占到了产品成本的约 30%。通过安装机器人和高速直线走行轴，Sorter 可实现高速传输，可手动或自动与OHT（天车系统）/AGV（智能搬运机器人） 对接。Sorter 的内部气流导向结构，能够保证晶圆传输过程的内部空间洁净度满足 ISO Class 1 级别要求。EFEM 是连接物料搬运系统和硅片处理系统的桥梁，确保晶圆能在高洁净环境下传输到工艺、检测模块，是半导体设备的重要配件。EFEM 结构与 Sorter 基本一致，区别在于 EFEM 需要与主设备搭配，因此主要客户是半导体主设备商。EFEM 从属于半导体生产设备，其内部主要由晶圆运输机器人、晶圆对准装置、晶圆载运盒、自动化控制模块、化学蒸汽过滤器、空气过滤器等组成。其中晶圆运输机器人（Robot）、晶圆装载系统（Loadport）、晶圆对准装置（Aligner）是最核心的三大部件。这三个主要核心部件占整机物料成本的约 70%。除此之外，由于某些主设备需要在真空环境内进行作业，适用于这些环境的传片机需要具备更高的洁净度与可靠性，这些设备被称为 VTM（Vacuum Transfer Module，晶圆真空传送腔室）。
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