在半導(dǎo)體芯片制造中，從原材料處理到最終封裝測試，整個流程涉及上千道工序，每一環(huán)節(jié)都需要精確控制，以確保芯片的性能與質(zhì)量。隨著科技的飛速發(fā)展，市場對半導(dǎo)體芯片的需求日益提升，不僅要求更高的集成度和更低的功耗，還推動了生產(chǎn)技術(shù)的不斷革新。在這樣的背景下，半導(dǎo)體自動搬運(yùn)設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生，成為連接各生產(chǎn)工序的重要紐帶，其中，半導(dǎo)體晶圓傳輸設(shè)備更是扮演著舉足輕重的角色，半導(dǎo)體晶圓傳輸設(shè)備作為半導(dǎo)體制造中的關(guān)鍵設(shè)備之一，其性能和技術(shù)水平直接影響到整個生產(chǎn)線的效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

一、半導(dǎo)體自動搬運(yùn)設(shè)備有哪些？

     半導(dǎo)體自動搬運(yùn)設(shè)備主要包括兩大方面：物料自動化搬運(yùn)系統(tǒng)（AMHS）和晶圓傳輸設(shè)備。AMHS是晶圓制造廠內(nèi)物料運(yùn)輸?shù)木C合體系，它像是一條無形的血脈，確保了生產(chǎn)線的順暢運(yùn)行。該系統(tǒng)由兩大子系統(tǒng)構(gòu)成：一是各車間之間的運(yùn)輸系統(tǒng)，負(fù)責(zé)晶圓容器在不同生產(chǎn)區(qū)域間的快速流轉(zhuǎn)；二是車間內(nèi)運(yùn)輸系統(tǒng)，專注于單個車間內(nèi)部的高效搬運(yùn)。這兩大系統(tǒng)協(xié)同工作，共同支撐起整個晶圓制造廠的物料流通體系。

二、晶圓傳輸設(shè)備的核心構(gòu)成

     晶圓傳輸設(shè)備作為半導(dǎo)體制造中的單一傳輸設(shè)備模塊，主要由晶圓自動裝卸系統(tǒng)和各類高清潔、多關(guān)節(jié)型機(jī)械手臂組成。這些設(shè)備不僅要求極高的精度和穩(wěn)定性，還必須具備在高潔凈度環(huán)境下持續(xù)工作的能力。目前，市場上主流的晶圓傳輸設(shè)備主要分為兩大類：晶圓分選機(jī)（Wafer Sorter）和設(shè)備前端模塊（Equipment Front End Module，EFEM）。

晶圓分選機(jī)（Sorter）

     晶圓分選機(jī)作為晶圓制造流程中的關(guān)鍵一環(huán)，主要負(fù)責(zé)晶圓的中轉(zhuǎn)和分選工作，確保生產(chǎn)流程的連續(xù)性和高效性。它如同晶圓制造廠的“交通樞紐”，通過精準(zhǔn)的操作，實(shí)現(xiàn)了晶圓在不同生產(chǎn)階段的無縫對接。Sorter能夠完成晶圓的上下線操作、制程前的分批處理、制程后的合并整理、制程間的倒片控制，以及產(chǎn)品出廠前的校驗(yàn)、排序和料盒交換等功能。

     晶圓分選機(jī)的核心部件包括晶圓運(yùn)輸機(jī)器人、晶圓裝載系統(tǒng)、晶圓對準(zhǔn)裝置、OCR（Optical Character Recognition）光學(xué)字符識別系統(tǒng)、FFU（Fan Filter Unit，風(fēng)機(jī)過濾機(jī)組）以及一系列電子相關(guān)部件。其中，晶圓運(yùn)輸機(jī)器人作為Sorter的“心臟”，其性能直接影響到整機(jī)的傳輸速度和精度，占據(jù)了產(chǎn)品成本的約30%。通過高速直線走行軸和先進(jìn)的機(jī)器人技術(shù)，Sorter能夠?qū)崿F(xiàn)與OHT（Overhead Hoist Transport，天車系統(tǒng)）/AGV（Automated Guided Vehicle，智能搬運(yùn)機(jī)器人）的快速對接，無論是手動還是自動模式，都能確保晶圓的高效傳輸。

     晶圓分選機(jī)的內(nèi)部氣流導(dǎo)向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙，能夠維持晶圓傳輸過程中的內(nèi)部空間潔凈度達(dá)到ISO Class 1級別，這是半導(dǎo)體制造中對潔凈度的極高要求，確保了晶圓在生產(chǎn)過程中不受污染。 

設(shè)備前端模塊（EFEM）

     設(shè)備前端模塊作為連接物料搬運(yùn)系統(tǒng)和硅片處理系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，它確保了晶圓能夠在高潔凈度的環(huán)境下安全、準(zhǔn)確地傳輸?shù)焦に嚭蜋z測模塊。設(shè)備前端模塊的結(jié)構(gòu)與晶圓分選機(jī)相似，但它在功能上更加專注于與半導(dǎo)體主設(shè)備的協(xié)同作業(yè)，因此其主要客戶是半導(dǎo)體主設(shè)備制造商。

     設(shè)備前端模塊內(nèi)部集成了晶圓運(yùn)輸機(jī)器人、晶圓對準(zhǔn)裝置、晶圓載運(yùn)盒、自動化控制模塊、化學(xué)蒸汽過濾器和空氣過濾器等關(guān)鍵組件。其中，晶圓運(yùn)輸機(jī)器人、晶圓裝載系統(tǒng)和晶圓對準(zhǔn)裝置是EFEM的三大核心部件，它們共同占據(jù)了整機(jī)物料成本的約70%。這些部件不僅要求極高的精度和可靠性，還必須能夠適應(yīng)各種復(fù)雜的工藝環(huán)境。

     在某些特定的半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝中，如光刻、蝕刻等，需要在真空環(huán)境下進(jìn)行作業(yè)。為了適應(yīng)這些特殊環(huán)境，晶圓傳輸設(shè)備需要具備更高的潔凈度和可靠性，這類設(shè)備被稱為VTM（Vacuum Transfer Module，晶圓真空傳送腔室）。VTM通過特殊的設(shè)計(jì)和制造工藝，確保了晶圓在真空環(huán)境下的安全傳輸，為半導(dǎo)體生產(chǎn)提供了更為靈活和高效的解決方案。