Titel: Was ist FOUP in der Chipherstellung?

Inhaltsverzeichnis

1. Überblick und Kernfunktionen von FOUP

2. Struktur- und Konstruktionsmerkmale von FOUP

3. Klassifizierungs- und Anwendungsrichtlinien für FOUP

4. Funktionsweise und Bedeutung von FOUP in der Halbleiterfertigung

5. Technische Herausforderungen und zukünftige Entwicklungstrends

6. XKHs maßgeschneiderte Lösungen und Service-Support

Im Halbleiterfertigungsprozess ist der Front Opening Unified Pod (FOUP) ein wichtiger Behälter zum Schutz, Transport und zur Lagerung von Wafern. Er bietet Platz für 25 Wafer mit einem Durchmesser von 300 mm und besteht im Wesentlichen aus einem nach vorne zu öffnenden Behälter und einem speziellen Türrahmen zum Öffnen und Schließen. Der FOUP ist ein zentraler Bestandteil des automatisierten Transportsystems in 12-Zoll-Waferfabriken. Er wird üblicherweise geschlossen transportiert und öffnet sich erst, wenn er zum Be- und Entladeport der Anlage geschoben wird, um die Wafer in den Be- und Entladeport der Anlage zu überführen.

Das Design des FOUP ist an die Anforderungen der Mikroumgebung angepasst. Es verfügt über Schlitze an der Rückseite zum Einlegen der Wafer, und der Deckel ist speziell auf die Klemme des Öffners abgestimmt. Wafer-Handling-Roboter arbeiten in einer Reinraumumgebung der Klasse 1, um eine Kontamination der Wafer während des Transports zu gewährleisten. Der FOUP wird zudem mittels eines automatisierten Materialhandhabungssystems (AMHS) zwischen den Prozessanlagen bewegt. Moderne Waferfabriken nutzen meist Hängeschienensysteme für den Transport, während einige ältere Fabriken bodengestützte fahrerlose Transportsysteme (FTS) einsetzen.

Die FOUP ermöglicht nicht nur den automatisierten Wafer-Transfer, sondern dient auch als Lager. Aufgrund der zahlreichen Fertigungsschritte kann es Monate dauern, bis ein Wafer den gesamten Prozess durchlaufen hat. In Verbindung mit den hohen monatlichen Produktionsmengen bedeutet dies, dass sich in einer Fabrik jederzeit Zehntausende von Wafern im Transport oder in der Zwischenlagerung befinden. Während der Lagerung werden die FOUPs regelmäßig mit Stickstoff gespült, um zu verhindern, dass Verunreinigungen mit den Wafern in Kontakt kommen und so einen sauberen und zuverlässigen Produktionsprozess zu gewährleisten.

1. Funktionen und Bedeutung von FOUP

Die Hauptfunktion des FOUP besteht darin, Wafer vor äußeren Einflüssen und Verunreinigungen zu schützen und insbesondere Auswirkungen auf die Ausbeute beim Transfer zu vermeiden. Durch Verfahren wie Gasspülung und lokale Atmosphärenkontrolle (LAC) wird Feuchtigkeit effektiv verhindert, sodass die Wafer bis zum nächsten Fertigungsschritt in einem sicheren Zustand bleiben. Das geschlossene und kontrollierte System lässt nur notwendige Verbindungen und Elemente durch, wodurch die negativen Auswirkungen von VOCs, Sauerstoff und Feuchtigkeit auf die Wafer deutlich reduziert werden.

Da eine mit 25 Wafern vollständig bestückte FOUP bis zu 9 Kilogramm wiegen kann, ist für ihren Transport ein automatisiertes Materialhandhabungssystem (AMHS) erforderlich. Um dies zu ermöglichen, ist die FOUP mit verschiedenen Kombinationen aus Kopplungsplatten, Stiften und Bohrungen ausgestattet und verfügt über RFID-Etiketten zur einfachen Identifizierung und Klassifizierung. Diese automatisierte Handhabung kommt nahezu ohne manuelle Eingriffe aus, wodurch Fehlerraten deutlich reduziert und die Sicherheit und Genauigkeit des Fertigungsprozesses erhöht werden.

2. Struktur und Klassifizierung von FOUP

Die typischen Abmessungen eines FOUP betragen ca. 420 mm Breite, 335 mm Tiefe und 335 mm Höhe. Zu seinen Hauptkomponenten gehören: ein oberer OHT (Pilzkopf) für den Transport mit einem Deckenkran; eine Fronttür für den Waferzugang; seitliche Griffe, oft farbcodiert zur Unterscheidung von Prozessbereichen mit unterschiedlichen Kontaminationsgraden; ein Kartenfeld für Nachrichtenkarten; und ein RFID-Tag an der Unterseite, der als eindeutiger Identifikator für das FOUP dient und die Erkennung durch Werkzeuge und Deckenkrane ermöglicht. Der Sockel ist zudem mit vier Identifikations- und Positionierungslöchern zur Zuordnung mit Werkzeugen und zur Unterscheidung von Prozessbereichen ausgestattet.

Basierend auf ihrer Verwendung werden FOUPs in drei Typen unterteilt: PRD (für die Produktion), ENG (für Engineering-Wafer) und MON (für Monitor-Wafer). PRD-FOUPs eignen sich für die Produktfertigung, ENG-Typen für Forschung und Entwicklung oder Experimente, und MON-Typen dienen der Prozessüberwachung von Schritten wie CMP und DIFF. Es ist wichtig zu beachten, dass PRD-FOUPs sowohl für ENG- als auch für MON-Zwecke verwendet werden können und ENG-Typen auch für MON, die umgekehrte Verwendung jedoch Qualitätsrisiken birgt.

Nach dem Grad der Kontamination lassen sich FOUPs in drei Kategorien einteilen: FE-FOUPs (Front-End-Prozess, metallfrei), BE-FOUPs (Back-End-Prozess, metallhaltig) und solche, die speziell für bestimmte Metallprozesse entwickelt wurden, wie z. B. NI-FOUPs, CU-FOUPs und CO-FOUPs. Die Unterscheidung der FOUPs für verschiedene Prozesse erfolgt üblicherweise durch die Farbe der Seitengriffe oder Türpaneele. FOUPs aus Front-End-Prozessen können auch in Back-End-Prozessen eingesetzt werden, umgekehrt dürfen Back-End-FOUPs jedoch niemals in Front-End-Prozessen verwendet werden, da dies zu Kontaminationsrisiken führen würde.

Als Schlüsselkomponente in der Halbleiterfertigung gewährleistet die FOUP durch hohe Automatisierung und strenge Kontaminationskontrolle die Sicherheit und Sauberkeit der Wafer während des Produktionsprozesses und ist somit eine unverzichtbare Infrastruktur in modernen Waferfabriken.

Abschluss

XKH hat sich der Entwicklung und Bereitstellung hochgradig individualisierter Front-Opening Unified Pod (FOUP)-Lösungen verschrieben, die exakt auf Ihre spezifischen Prozessanforderungen und Schnittstellenspezifikationen abgestimmt sind. Dank fortschrittlicher Materialtechnologie und präziser Fertigungsprozesse gewährleisten wir für jedes FOUP-Produkt außergewöhnliche Luftdichtheit, Reinheit und mechanische Stabilität. Unser erfahrenes Technikerteam bietet umfassende Unterstützung über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg – von der Beratung bei der Produktauswahl und der Strukturoptimierung bis hin zu Reinigung und Wartung. So stellen wir die nahtlose Integration und effiziente Zusammenarbeit zwischen dem FOUP und Ihrem automatisierten Materialhandhabungssystem (AMHS) sowie Ihren Prozessanlagen sicher. Die Sicherheit Ihrer Wafer und die Steigerung der Produktionsausbeute stehen für uns an erster Stelle. Mit innovativen Produkten und umfassenden technischen Dienstleistungen bieten wir Ihnen eine zuverlässige Garantie für Ihre Halbleiterfertigungsprozesse und steigern so letztendlich Ihre Produktionseffizienz und Produktausbeute.