機台元件介紹 傳送篇

什麼是 EFEM？

EFEM (Equipment Front End Module 同時也叫 Factory Interface(FI)，設備前端模組、晶圓移載模組)是自動化系統運算晶圓 (Wafer)進製程腔體、量測模組、測試模組等生產機台的傳送介面，因此可說是晶圓到機台生產的必經之地。

晶圓製作流程

什麼是晶圓(Wafer)？

晶圓是一種薄片狀的半導體材料，主要由硅製成，用於半導體元件的製造。它通常從單晶硅棒中切割而來，尺寸可達200毫米或300毫米。晶圓上進行多種製造步驟，如光刻和蝕刻，以形成集成電路。完成後，晶圓會被切割成多個晶片，用於電子設備中的各種核心元件。此外，晶圓上面通常有一個序列號，用來區分正面與背面，有序列號那面是背面。

兩種常見的晶圓: FLAT＆NOTCH (6吋以內叫 FLAT)

A vacuum module (VM) has several chambers or process modules (PMs) to perform a few wafer process steps and a vacuum transport module (VTM) for handling wafer movements in a vacuum environment in order to reduce particle contamination. An EFEM has a wafer aligner (AL) for adjusting the position and angle of a wafer on an atmosphere transport module (ATM) and a cooling station (CS) where hot wafers finished processing wait to be cooled down before returning to the loadport (LP) not to damage other wafers in the loadport. The VM and the EFEM are connected by several intermediate buffers called loadlocks (LL). The loadlocks maintains vacuum when operating with VM by pumping operation, and atmospheric pressure when operating with EFEM by venting operation.

EFEM 有哪些元件？

1. FFU
2. Pre-Aligner
3. Load Port
4. Wafer Robot& Linear Track
5. Lonizer
6. RFID/E84
7. OCR/Barcode Reader/Flip Module

1. FFU

Fan Filter Unit (FFU) 是一種結合送風機與高效過濾網(HEPA/ULPA)氣流環境與過濾之無塵室潔淨設備。

• HEPA: High Efficiency Particulate Air Filter (高效率微粒空氣過濾網)
• ULPA: Ultra Low Penetration Air Filter (超低穿透空氣過濾網)

High Efficiency Particulate Air Filter (高效率微粒空氣過濾網)

※ 高效率微粒空氣過濾網確實使用了正負電荷來過濾空氣中的微粒，利用靜電吸附的原理達到高效率的過濾效果。

2. Pre-Aligner

Pre-Aligner 也叫做 "Orienter" 和 "Notch Finder"，是半導體製造設備中的一部分，其主要功能是在晶圓進入下一個製程步驟之前，將其準確地定位和對位，目的是用來做晶格生長方向的定位，其運作原理：

1. 感知晶圓位置：Pre-Aligner 通常配備有感測器系統，可以檢測晶圓的位置、方向和旋轉角度。這些感測器可以是光學感測器、雷射感測器或其他技術，用來精確地檢測晶圓的位置信息。
2. 自動校正：根據感測器檢測到的位置信息，Pre-Aligner 可以自動調整其機械部件，如吸盤或夾具，以確保晶圓處於正確的位置和方向。這通常涉及各種軸向運動和旋轉機制。
3. 調整對位：一旦感測器確定了晶圓的初始位置，Pre-Aligner 就會根據預設的對位算法來調整晶圓的位置，使其與後續製程設備（如曝光機、蝕刻機等）的接收系統完全對位。
4. 快速操作：Pre-Aligner 的設計目的是在短時間內對晶圓進行精確的對位，以減少製造過程中的等待時間並提高生產效率。

Pre-Aligner 示意圖

3. E84/RFID

• E84
• 用途：E84 是晶圓上的標籤格式，通常以條碼或其他形式存在，用來包含晶圓的製造和特性資訊，如製造日期、批號、尺寸規格等。
• 功能：E84 主要作用是唯一識別和追踪每個晶圓。通過讀取和解析 E84 標籤，製造工程師可以確保晶圓在整個生產過程中的正確處理和管理，從而確保產品的質量和一致性。
• RFID
• 用途：RFID 技術在晶圓管理中越來越普遍。晶圓可以集成 RFID 標籤，通過射頻信號進行無線識別和通信。
• 功能：RFID 標籤可以存儲更多信息，並且比 E84 標籤更快速讀取和更新資料。RFID 技術提高了晶圓追踪的自動化程度，減少了人工操作錯誤的可能性，特別適合於複雜的製造環境中使用。

總結來說，E84 和 RFID 在半導體製造中是關鍵工具，用於提供唯一識別和追踪機制，確保每個晶圓在製造過程中的準確處理和管理，從而提高生產效率、品質控制和管理可追溯性。

RFID 與 FOUP 和 Land Port 之間的關聯性

4. Land Port

• Wafer 進機台的前哨站
• 負責與工廠自動化傳送系統或自動化原物料傳輸系統 (AMHS) 溝通的橋樑 (與 OHT、AGV 溝通)
• 負責防止下錯 Wafer 的造成汙染的守門員
• Load Port 進行汙染防治＆FOUP介紹
• 用途：避免不同 Process Loop 的 FOUP 進入不相容的機台進而產生機台或是產品的汙染
• 方法：在 Load Port 上面加裝特定的 Pin，若不合適的 FOUP 放在 Land Port 上面就會接觸不正確，進而觸發 Land Port Alarm
• Load Port 的種類以尺寸區分 (8吋＆12吋)
• 使用 OCR 讀取 Wafer 上面的 T7-Code
• "T7-Code" 可能指的是晶圓上的某種標識符或條碼。晶圓上通常會印有各種標識碼或信息，用於追踪和管理其在製造過程中的狀態和歷史。這些標識碼可以包括批次號、製造日期、規格代碼、特定工藝參數等。
• Load Port 程序
• Load
• FOUP Clamp
• Dock FOUP
• Vacuum On
• FOUP Latch Key Open
• FOUP Door Open
• FOUP Door Down
• Unload
• FOUP Door Up
• FOUP Door Close
• FOUP Latch Key Close
• Vacuum Off
• Undock FOUP
• FOUP Unclamp

5. FOUP

Front Opening Unified Poad (FOUP) 用來乘載 Wafer 的容器，常見的格式如下：

1. A300 FOUP：透明色，以本體顏色做分段，吸水率 0.15%
2. Barrier FOUP：全黑不透明，以手把顏色做區分，吸水率小於 0.01%
3. SEP FOUP：黑色本體，以 FOUP 把手顏色做區分

6.
Wafer Robot

協助設備工程師將 Wafer 從 FOUP 裡面拿出來，並使用 Linear Track 使其更加便利。常見固定 Wafer 方式如下方表格所示：

Atmosphere Robot (ATM)
真空	機械	摩擦力
Vacuum Robot (VAC)
摩擦力	機械	靜電

Wafer Robot

Linear Track