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每秒53米这家企业让半导体制造更高效

发布时间: 2024-07-07 作者: 316L不锈钢管

详细介绍

  吊起、传送、存储、再传送……苏州高新区,新施诺半导体设备厂一片繁忙,天花板上一辆辆天车沿着交错的轨道来回穿梭。

  天车,全称“空中悬挂式无人搬送车”,用来把半导体晶圆载具从生产机台吊上、降下并传送,实现晶圆在生产工序间精准高效流转。天车是自动物料搬运系统(AMHS)的核心搬运设备之一。苏州新施诺首席技术官吕杰和记者说,整个AMHS系统包括搬运、通信、存储、净化等众多硬件装备和软件,覆盖了半导体生产的前、中、后道工序,目前慢慢的变成了大部分12英寸半导体晶圆厂的标配。

  近年来,随着半导体晶圆厂由8英寸生产线英寸生产线升级,工艺流程复杂度持续不断的增加,传统的人工搬运方式在效率、失误率、洁净度等方面已难以满足生产需求。此外,人工搬运引起的震动也会影响晶圆良品率。因此,不少工厂希望能有一套速度更快、搬运量更大、稳定性更高又兼具占据空间更小、震动小的搬运系统。

  花费11年时间,新施诺公司掌握了AMHS技术,并成功完成初代产品量产、半导体工厂实际应用。如今,新施诺的AMHS产品已经进化到第五代,能轻松实现全产业链设备和软件的整体解决方案。目前,为提高空间使用率和设备使用效率,天车轨道安装在天花板上、存储采用多层设计结构,轨道设计和布局最大限度地考虑工厂不一样的区域、工序间的实际的需求,优化天车传送路径。为减少搬运震动引发的晶圆破损,搬运重复精度控制在±0.5mm,搬运过程载具振动峰值不超过0.5G,且关键取放过程中实施多重防护;天车工作速度提高至每秒5.3米,抓取时间仅需数秒,就算是长距离跨区域传送,通常整周期也控制在3分钟内……

  一座晶圆厂,每天会产生几十万个晶圆载具传送任务。一旦AMHS系统故障,将影响物流传送,严重的话,有几率会使整厂大面积生产停工待料。软件扮演着AMHS系统“大脑”的角色,它决定着每天几十万次的搬运操作有多“丝滑”。调度算法,最大限度地考虑不同工厂的生产流程和具体工序,有很大成效避免了天车在运送过程中的拥堵现象,确保了物料运输的最优路径选择。它还与晶圆厂的别的设备、软件连接,实现了对整个工厂搬运信息的有效追踪,为工厂管理者提供了可靠、实时的数据信息,不仅有助于提高产线的自动化效率,也极大地增强了生产调度的灵活性和响应速度。

  对AMHS系统而言,现场安装测试也是关键步骤之一。这一过程涉及多个精密环节,整套硬件和软件系统在离开工厂前,一定要通过一系列严格的厂内检验和测试,发送至客户现场后,还将依次进行一系列安装调试,“仅整体稳定性测试,我们要进行超过1个月的连续性搬运作业,以验证系统平均连续搬运次数大于2万的指标。”

  “大规模人机一体化智能系统的程度慢慢的升高,需要AMHS系统更高效、智能化、更节约。除了半导体晶圆厂,面板工厂及新能源电池厂也在逐步使用全套AMHS系统。”吕杰介绍,目前新施诺已有20公里以上轨道的案例积累,并具备约200台天车的调度能力,将不断通过国内外协同研发及供应链整合,升级AMHS系统解决方案。