In der hochentwickelten Welt der modernen TechnologieWaffeln, auch Siliziumwafer genannt, sind die Kernkomponenten der Halbleiterindustrie. Sie bilden die Grundlage für die Herstellung verschiedener elektronischer Komponenten wie Mikroprozessoren, Speicher, Sensoren usw., und jeder Wafer birgt das Potenzial unzähliger elektronischer Komponenten. Warum befinden sich oft 25 Wafer in einer Schachtel? Dahinter stecken wissenschaftliche Überlegungen und die Wirtschaftlichkeit der industriellen Produktion.
Der Grund, warum sich in einer Schachtel 25 Oblaten befinden
Verstehen Sie zunächst die Größe des Wafers. Standard-Wafergrößen sind in der Regel 12 Zoll und 15 Zoll, was die Anpassung an unterschiedliche Produktionsanlagen und -prozesse ermöglicht.12-Zoll-Wafersind derzeit der am weitesten verbreitete Typ, da sie mehr Chips aufnehmen können und hinsichtlich Herstellungskosten und Effizienz relativ ausgewogen sind.
Die Zahl „25 Stück“ ist kein Zufall. Sie basiert auf der Schneidmethode und der Verpackungseffizienz des Wafers. Nach der Herstellung muss jeder Wafer in mehrere unabhängige Chips zerschnitten werden. Im Allgemeinen ist ein12-Zoll-Waferkann Hunderte oder sogar Tausende von Chips schneiden. Zur Vereinfachung der Handhabung und des Transports werden diese Chips jedoch üblicherweise in einer bestimmten Menge verpackt, und 25 Stück sind eine gängige Mengenwahl, da sie weder zu groß noch zu groß ist und eine ausreichende Stabilität während des Transports gewährleisten kann.
Darüber hinaus trägt die Stückzahl von 25 Stück zur Automatisierung und Optimierung der Produktionslinie bei. Die Serienproduktion kann die Verarbeitungskosten eines einzelnen Stücks senken und die Produktionseffizienz verbessern. Gleichzeitig ist eine 25-teilige Waferbox für Lagerung und Transport einfach zu handhaben und verringert das Bruchrisiko.
Es ist erwähnenswert, dass mit dem technologischen Fortschritt einige High-End-Produkte eine größere Anzahl von Verpackungen, beispielsweise 100 oder 200 Stück, verwenden können, um die Produktionseffizienz weiter zu verbessern. Für die meisten Verbraucher- und Mittelklasseprodukte ist jedoch eine 25-teilige Waferbox immer noch eine gängige Standardkonfiguration.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass eine Waferschachtel üblicherweise 25 Stück enthält. Dies stellt einen Kompromiss dar, den die Halbleiterindustrie zwischen Produktionseffizienz, Kostenkontrolle und logistischem Komfort gefunden hat. Mit der kontinuierlichen technologischen Weiterentwicklung kann diese Zahl zwar angepasst werden, doch die grundlegende Logik dahinter – Optimierung der Produktionsprozesse und Verbesserung des wirtschaftlichen Nutzens – bleibt unverändert.
12-Zoll-Waferfabriken verwenden FOUP und FOSB, und 8-Zoll- und darunter (einschließlich 8-Zoll) verwenden Kassette, SMIF POD und Wafer-Boot-Box, d. h. die 12-ZollWaferträgerwird zusammenfassend FOUP genannt, und die 8-ZollWaferträgerwird zusammenfassend als Kassette bezeichnet. Normalerweise wiegt ein leerer FOUP etwa 4,2 kg, und ein mit 25 Wafern gefüllter FOUP wiegt etwa 7,3 kg.
Laut den Untersuchungen und Statistiken des Forschungsteams von QYResearch erreichte der weltweite Marktumsatz für Waferboxen im Jahr 2022 4,8 Milliarden Yuan und wird voraussichtlich bis 2029 7,7 Milliarden Yuan erreichen, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 7,9 % entspricht. Bezogen auf den Produkttyp nimmt Halbleiter-FOUP mit rund 73 % den größten Marktanteil ein. Die größte Produktanwendung sind 12-Zoll-Wafer, gefolgt von 8-Zoll-Wafer.
Tatsächlich gibt es viele Arten von Waferträgern, wie etwa FOUP für den Wafertransfer in Waferherstellungsanlagen; FOSB für den Transport zwischen der Silizium-Waferproduktion und Waferherstellungsanlagen; CASSETTE-Träger können für den Transport zwischen Prozessen und die Verwendung in Verbindung mit Prozessen verwendet werden.
KASSETTE ÖFFNEN
Die offene Kassette wird hauptsächlich für den Transport zwischen Prozessen und Reinigungsprozessen in der Waferherstellung eingesetzt. Wie FOSB, FOUP und andere Träger verwendet sie in der Regel temperaturbeständige Materialien mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften und Dimensionsstabilität sowie Langlebigkeit, Antistatik, geringer Ausgasung, geringer Niederschlagsbildung und Recyclingfähigkeit. Die für unterschiedliche Prozesse ausgewählten Wafergrößen, Prozessknoten und Materialien unterscheiden sich. Die gängigen Materialien sind PFA, PTFE, PP, PEEK, PES, PC, PBT, PEI, COP usw. Das Produkt ist in der Regel für eine Kapazität von 25 Stück ausgelegt.
OPEN CASSETTE kann in Verbindung mit dem entsprechendenWaferkassetteProdukte für die Waferlagerung und den Transport zwischen Prozessen, um die Waferkontamination zu reduzieren.
OPEN CASSETTE wird in Verbindung mit kundenspezifischen Wafer Pod (OHT)-Produkten verwendet, die für die automatisierte Übertragung, den automatisierten Zugriff und eine abgedichtetere Lagerung zwischen Prozessen in der Wafer- und Chipherstellung eingesetzt werden können.
Selbstverständlich können OPEN CASSETTE-Produkte direkt zu CASSETTE-Produkten verarbeitet werden. Die Wafer-Versandboxen haben die in der Abbildung unten dargestellte Struktur. Sie erfüllen die Anforderungen des Wafertransports von Wafer- zu Chip-Produktionsstätten. CASSETTE-Produkte und weitere daraus abgeleitete Produkte erfüllen grundsätzlich die Anforderungen an Übertragung, Lagerung und werksübergreifenden Transport zwischen verschiedenen Prozessen in Wafer- und Chip-Fabriken.
Wafer-Versandbox mit Frontöffnung FOSB
Die Wafer-Versandbox mit Frontöffnung (FOSB) wird hauptsächlich für den Transport von 12-Zoll-Wafern zwischen Wafer- und Chip-Produktionsstätten verwendet. Aufgrund der Größe der Wafer und der höheren Anforderungen an die Sauberkeit werden spezielle Positionierungselemente und ein stoßfestes Design verwendet, um Verunreinigungen durch Reibung beim Wafertransport zu reduzieren. Die Rohstoffe bestehen aus Materialien mit geringer Ausgasung, wodurch das Risiko einer Verunreinigung der Wafer durch Ausgasung reduziert wird. Im Vergleich zu anderen Wafer-Transportboxen ist die FOSB luftdichter. Darüber hinaus kann die FOSB in der Back-End-Verpackungslinie auch zur Lagerung und zum Transfer von Wafern zwischen verschiedenen Prozessen eingesetzt werden.
FOSB wird in der Regel in 25 Stück gefertigt. Neben der automatischen Ein- und Auslagerung durch das Automated Material Handling System (AMHS) ist auch eine manuelle Bedienung möglich.
Unified Pod mit Frontöffnung
Front Opening Unified Pods (FOUPs) werden hauptsächlich zum Schutz, Transport und zur Lagerung von Wafern in der Waferfabrik eingesetzt. Sie sind ein wichtiger Trägerbehälter für das automatisierte Fördersystem in der 12-Zoll-Waferfabrik. Ihre wichtigste Funktion besteht darin, sicherzustellen, dass jeweils 25 Wafer durch sie geschützt sind, um eine Kontamination durch Staub aus der Umgebung während des Transports zwischen den Produktionsmaschinen und damit verbundene Ausbeuteminderungen zu vermeiden. Jeder FOUP verfügt über verschiedene Verbindungsplatten, Stifte und Löcher, sodass er am Ladeport platziert und vom AMHS bedient werden kann. Er verwendet Materialien mit geringer Ausgasung und geringer Feuchtigkeitsaufnahme, wodurch die Freisetzung organischer Verbindungen stark reduziert und eine Kontamination der Wafer verhindert wird. Gleichzeitig sorgt die hervorragende Abdichtung und Aufblasfunktion für eine Umgebung mit geringer Luftfeuchtigkeit für die Wafer. FOUPs können zudem in verschiedenen Farben wie Rot, Orange, Schwarz, Transparent usw. gestaltet werden, um Prozessanforderungen zu erfüllen und verschiedene Prozesse und Verfahren zu unterscheiden. In der Regel werden FOUPs kundenspezifisch an die Produktionslinie und die Maschinen der Waferfabrik angepasst.
Darüber hinaus kann POUP für Verpackungshersteller nach verschiedenen Verfahren wie TSV und FAN-OUT in Chip-Backend-Verpackungen, wie z. B. SLOT-FOUP, 297-mm-FOUP usw., zu Spezialprodukten kundenspezifisch angepasst werden. FOUP ist recycelbar und hat eine Lebensdauer von 2–4 Jahren. FOUP-Hersteller bieten Produktreinigungsdienste an, um kontaminierte Produkte wieder in Betrieb zu nehmen.
Kontaktlose horizontale Wafertransporter
Kontaktlose horizontale Wafertransporter werden hauptsächlich für den Transport fertiger Wafer eingesetzt, wie in der Abbildung unten dargestellt. Die Transportbox von Entegris verwendet einen Stützring, um sicherzustellen, dass sich die Wafer während Lagerung und Transport nicht berühren. Die gute Abdichtung verhindert Verunreinigungen, Verschleiß, Stöße, Kratzer, Entgasung usw. Das Produkt eignet sich hauptsächlich für dünne 3D-, Linsen- und Bumping-Wafer und wird in den Bereichen 3D, 2,5D, MEMS, LED und Leistungshalbleiter eingesetzt. Das Produkt ist mit 26 Stützringen ausgestattet und bietet Platz für 25 Wafer (mit unterschiedlichen Dicken). Die Wafergrößen umfassen 150 mm, 200 mm und 300 mm.
Veröffentlichungszeit: 30. Juli 2024