mm半导体工厂的AMHS系统

典300mm跑半导体工厂佩的AMHS苦系统

严在半导体制叫造技术高度舰发达的今天泪，袍300mm廉的半导体工哄厂已经成为编全球半导体锅行业的主流熟。由于侵300mm君半导体生产辅线的巨额投己入，人们不泼得不尽可能泥的挖掘狮300mm眼工厂的生产备效率，以期怀得到更大的蓄晶圆产出。势一个功能强司大且性能稳呼定的AMH版S系统在索300mm斤工厂里扮演监了一个非常梦重要的角色洲。AMHS禽系统不仅可钻以有效的利胜用宝贵的洁绩净室的生产雪空间，并且镇还可以提高欣生产设备的哈利用率，缩软短在制品W暴IP的Cy内cleT孟ime，所遍以在很多的博300mm例的半导体工交厂里，AM角HS都被视踢为可以快速蹄提升产能，者增加生产效扩率的尖兵利产器。暮AMHS系烂统在用300mm扎半导体工厂章的应用特点

颜和颗200mm回晶圆相比，扫更大的晶圆粥尺寸使得单猫批Lot的鹊晶圆重量变穴得更大，仅运凭在队200mm教工厂Int说rabay潮内的人工搬醒运已经远远瓶无法满足绞300mm婆工厂的生产素要求。因此迹，在悦300mm广的半导体工锈厂里，生产接方式的巨大境变化也给A依MHS系统颂提出了更高逗的要求。帖搬送方式的韵巨大进化

男首先，是A碎MHS搬送陶方式从20扰0mm工厂浙的SEMI员Auto码方式到30棍0mm工厂于Full刊Auto方强式的转变。溜如图1红色惜轨道所示：何在200m陡m工厂所采钞用的Sem且iAut洪o生产方式滔中的Waf御er搬送，盲只包括中央绝区域Int政erbay眉的AMHS债搬送。而W偿afer到介生产设备的荷部分需要人贸工搬送来完灯成。而在3风00mm工灵厂里，由于额wafer湿自身重量的内增加，导致届人工搬送异桨常困难，故亩由AMHS遍系统取而代搭之直接将w绳afer搬吼送到生产设椅备，如图1幕中的蓝色轨泉道，这即是营Full后Auto的肠作业方式。扁这种方式极恢大减轻了生烫产一线操作奏人员的工作井强度，同时苹又避免了因脖人为事故而闷造成的损失沉。更为重要忍的是，在工拜厂产能迅速选提升的过程之中，可以满头足大规模搬冈送量的AM椒HS系统的蜡巨大优势可垄以完全呈现顾。炉其次，是T扔oolT喇o医Tool直猪接搬送的全米厂性应用。穗为了进一步胡的节省FO扔UP的搬送央时间，30董0mm晶圆愚厂的AMH吊S系统必须阴支持Too纵lTo碎Tool的嫩直接搬送。鼓这种搬送模抗式可以使得衬FOUP不樱必经过存储占设备Sto挪cker的劫中转，而直膛接从上一站支的加工设备盼搬送到下一贫站的加工设船备。够如图1所示词：在没有T泛oolT净oToo邻l直接搬送启的工厂内，剩从Tool省A到To攀olB的类搬送路径为门Tool画A→Sto乳cker0单1—>St裹ocker辜02→To益olB。粮但是在具备腔Tool迟ToTo瓦ol直接搬根送功能的工咸厂内，如图铁2所示，从曲Tool冰A到T柏oolB须的搬送路径武为Tool换A→To嗓olB。

廉为了实现这俗种Tool辞ToT尺ool的搬唯送功能，在勿AMHS系木统设计的时脚候，必须要跃考虑到In寒terba刷y和Int壮rabay梅的整合，工酸厂布局，搬框送车辆和S暗tocke铺r的选择等禽多种因素。

回

颗AMHS系啊统整体性能墓的要求

仿稳定性：由拐于全厂都在惜大规模地应缠用AM伪HS系统进梳行Wafe屡r的搬送，框所以一旦A肾MHS系统狐发生故障将够导致全厂性怖的生产设备渡因没有可供跑生产的Wa沫fer而停卧止生产，进绕而严重影响旷正常的生产棉运营。考虑混到在汽300mm探半导体工厂础内，AMH自S系统的稳勒定性将直接哪关系到工厂轮的生产效率嫌，工厂的管裙理者对于A厉MHS系统陷稳定性也提径出了极其苛线刻的要求。等高效性：与冠200mm闪半导体工厂雾的AMHS邻系统相比，样300mm熟工厂的AM诸HS搬送量型有了十倍以菌上的增长。阶在面对巨大边搬送量的时剥候，如何确式保全厂的搬照送效率，在蚀更短的时间潮内完成Wa险fer的搬悠送，对于A榨MHS系统赤而言是一个洪巨大的挑战浑。同时，A旋MHS系统令搬送效率的概高低，也将此直接影响到姓生产设备的养利用率，故龟在300m宜m半导体工植厂的搬送时拐间都是以秒涂为单位进行双计算，且每伯一秒钟的减售少，都需要忘付出更多的消精心设计才也可实现。蒙最大化的利渴用生产空间

脚在300m株m工厂的生驰产车间内，戴洁净室的空骡间是极其昂肿贵的。而A寿MHS系统青为了解决生务产线上所有尿在制品WI衡P的存储保闲管问题，不虏得不占用大帝量的面积和餐空间。如何踢在满足存储华和搬送要求校的前提下，应最大化的节责省所占用的网面积空间，绩是AMHS聚系统必须面党对的一个难膊题。塑在200m姥m半导体工企厂的AMH汽S系统中，赢为了尽可能金的利用洁净叼室的面积，众提高单位占却地面积的W伐afer存胞储量，比较活经常采用的毙方式是提升阴Stock傲er中央区赏域的天花板销高度，并采担用更高的S没tocke偶r型号，这鹰种方式一般高可以增加2劫0%～30较%的waf怒er存储量厚。昨在300m蚂m半导体工惭厂的AMH勇S系统中，典比较常用的凶方式是使用畏UTS(U泳nder悲Track乞Stor俗age)，鸡一种可以将复Wafer悦存放在天花瓣板下方空中桨的装置，由炼于UTS可杰以不占用洁猎净室的地面捞面积，有效匹地利用了洁堡净室的空中枯区域，所以坦这种解决方少案在300苦mm半导体饰工厂里的应趣用非常广泛输，如图3所休示。绳AMHS系刺统的柔性设衡计

盐在虹300mm融半导体工厂垄内，搬送轨竖道遍布整个树车间，构成知了巨大且复躲杂的网络拓火扑结构。虽想然单个车辆辉个体或单一取合分流的节肿点发生故障茶，对于轨道站控制系统不躲会产生大的练影响，但是蜜这种单点故律障若发生在葱交通繁忙的淹路段，或者贷较长时间不婚能解决的时昨候，将会产管生严重的交矿通拥塞，并缘导致整体搬滋送效率急速盖下降，从而陶影响到整个陕工厂的生产邻。摄因此，30倡0mm的A耗MHS轨道界控制系统必虫须具备故障斥自我侦测和诊自我调整的榴柔性特点。省当某单一的借轨道节点发染生故障，轨障道控制系统么可以自动调彻节系统的运才行参数，动既态响应故障马激励，及时痒调整所有搬消送车辆的运棉行路线，并营通知系统管眠理人员进行户紧急故障处尘理等功能。声AMHS系渗统的性能分毒析和影响因恭素

判由于AMH异S愁系统属于较条复杂的多元绝非线性系统鬼，传统的控猛制理论很难精对其进行准姨确的分析和果性能优化。躬为了对AM匀HS系统进奉行优化改善搁，首先需要桌确定可以准庸确反映AM谁HS系统性聪能的指标参怀数，并在此侧基础上对那遗些关键性因淋素进行模拟型分析得出优趁化方向，进僚而在AMH辛S系统的实待际运行中加荷以验证，从盟而得到预期兔的优化效果点。拐分析AMH钥S系统性能防的重要指标

狐在对AMH辜S系统进行圾性能分析的赠时候，一般介会从以下两秃个方面进行拴判断：

踏稳定性：M卵TBF和M盒TTR是在宪衡量系统稳漂定性方面最投常用到的两柱个参数。M呈TBF(M矮eanT海imeB偷etwee士nFai瑞lure)演表示系统硬慌件的故障频边率，这个数芦据越低，表捕示系统的硬呜件越稳定，野故障率越低既。而MTT固R(Mea脏nTim潜eTo充Repai时r)表示系商统硬件发生伙故障时候的捡修复时间，俭这个数据越北低，表示系妥统硬件的可亭修复能力越朱高，可在线葱使用的能力京越高。挖高效性：在胆衡量AMH陡S系统的搬便送效率的时兽候，平均搬至送时间和三孕西格玛的搬敏送时间是最称常用到的两元个指标。平去均搬送时间酱是指在某单错位时间段内毙完成的所有易搬送任务的亿平均搬送时扫间，而三西掉格玛的搬送帖时间则是借粗用了统计学拼上的一个概林念：即在三它西格玛的搬较送时间内完巡成的搬送任荐务的数量占穴到总体搬送炊量的三西格国玛（99.呆97%）。唐在Full妙Auto亭作业模式下悬的这两个指茄标将直接关借系到生产设屈备能否保证屋较高的生产饼利用率，甚陆至会影响到窝Wafer柔的Cycl司eTim疮e。因此，雹大部分30拨0mm工厂莲的管理者对兼于这个性能送指标都会设阅定极其严格较的标准。出影响AMH散S系统搬送性性能的主要迎因素

托通常，影响权AMHS系宫统搬送性能执的因素可以没从AMHS肯系统的硬件域特性和系统问控制软件两堆方面去分析接。撑首先，系统引的硬件因素献主要考虑以唱下几点：

困OHT行走灰速度和加速术度：OHT璃的行走速度妇和加速度是之影响AMH贼S系统整体愧运行效率的造重要参数。最更高的行走揪速度和加速惊度可以有效火地降低单次更搬送的时间假；但是当A揉MHS系统亏的搬送任务衣过于频繁的尺时候，OH续T本身会遇躲到经常性的晒临时停车，爪这个时候过崖高的速度和蛇加速度反而熟会增加OH沟T车体本身离的负担，加脑快OHT车值体的磨损。医因此，大部舱分的AMH然S系统制造率商都会根据但实际情况设学定最佳的行孤车速度，而湿不是盲目的蜜追求更高的主行走速度。缠OHT的升离降马达的运蛛行速度：O搭HT的升降条马达主要是日用来将FO晴UP从轨道小高度的位置括下降放置于携生产设备的灭Port上教或者反之将扎FOUP从械设备的Po酒rt上传送焰到OHT上骑。因此，升斤降马达的运齿行速度也会微影响AMH筋S系统整体苏的搬送时间泽，但考虑到录生产设备操热作人员的安游全问题，升烛降马达的速售度一般不会示设置过高。搂轨道的设计躬和布局：轨税道的设计模绝式和拓扑布笔局是影响A鼻MHS系统尺搬送效率的盾关键因素。红在设计轨道逼拓扑布局的扎时候，需要扭考虑到OH挺T行走路线询的优化、最帅短路径的设垮计、轨道通薪行的冗余能告力、OHT横交汇路口的遇设计等问题耗。一个优秀典的轨道布局其设计，不仅虹可以缩短O育HT的行走厉路程，还可火以提高轨道滴整体的冗余杨能力，增加霸在单点发生滔故障时候轨齐道系统的健肯壮性。禽其次，系统灯的软件方面摔主要考虑以僚下几个因素赔：

步OHT行走范路径的选择旱：OHT在样出发至目的距地之前需要被确定最优的愧行走路线，柏以便尽可能芒的减少搬送锣时间。在分凑析比较各种喇不同行走路皮径的时候，丢通常需要考亚虑每条行走牵路径实际的投行走距离；假路途障碍物拌的数量；中际途交汇路口辜的数量；路属径中途有无抚单点故障发罩生等因素。俩同时，当O深HT行走路弄径确定后出航发的时候，健如果有影响紧到路径选择廉的意外事件前发生，OH爪T可以重新茶计算最优路患径，并动态砍改变之前的抵行走路径。稀最佳OHT悦的搜索逻辑虎：OHT的危搜索逻辑是纠用来确定当继某一个站点牵有搬送请求掠发生的时候爆，AMHS乳系统如何选瓦择最优的O锁HT来完成决这个搬送任耽务。一般而徒言，如果仅斤仅认为只要止是距离最近训的没有任务禾的空车就是布最优的OH板T，那是不炮完全正确的畜。若考虑到净更加复杂的浑情况，即当怕多个站点都依发生了搬送膨请求事件的唉时候，如何置确定多站点疲的最优OH摧T，并且加升上允许改变宣之前有搬送确指令的空车伙的搬送指令削的条件，则广需要一个复晶杂算法的帮串助才能真正构确定系统整架体的最优选松择。不过可鹊惜的是，复院杂算法通常滨会消耗控制贱系统大量的伸CPU资源渡，且更易导由致控制系统嫂的不稳定。徐故在实际工略厂的应用中仁，无法确定储对于系统整晒体搬送最优释的OHT。狠轨道交通的愿控制逻辑：辞交通控制主乱要是解决在蛾OHT行走李至交汇路口咐时的优先通违行问题。使觉排队等待通妹过交汇路口糖的所有OH职T车辆有序件且高效的通皂行是轨道交均通控制最主锐要的目的。址但在大部分舌情况下，考贩虑到控制程左序的稳定性稠，设计人员蓝通常仍会舍蚂弃更为智能额化的控制逻霞辑而采用逻景辑简单容易于操作的交通亩控制程序。饼AMHS系欺统所面临的槐挑战和未来蔑的发展趋势

班在2007输SEMI讲CONT件aiwan付的高峰论坛严上，TSM必C发表了未于来五年内建散设启用州450mm垄半导体工厂骄的豪言壮语另。随着更多猛的半导体制需造商的积极趋投入，酸450mm蚊半导体工厂丝似乎将不再稳遥远。到那讽时，AMH参S系统在迹450mm戏半导体工厂残的生产过程忙中将发挥更众加重要的作置用，同时也政会面临更为讯严峻的挑战梅。AMHS搭系统的使用珠者和管理人未员提出的每执一个近乎于宏苛刻的要求石，对于AM巴HS系统的偿设计开发人霞员来说，都凶将是技术进败步的动力来识源和未来的戚挑战方向。妨1）在冬450mm蜜半导体工厂搜内，虽然W城afer尺茄寸仅仅增加狭1.5倍，诞但Wafe丈r重量却增辩加2.25饱倍。为了适供应重量更重努的Wafe至r的搬送，纠AMHS的碗制造商将不考得不对OH朵T的负载能碗力，轨道强衣度，厂房结纵构等多方面故进行重新计检算评估，并另相应的提高蠢AMHS系掌统的硬件性呜能。与2）对于尺国寸更大的W鹊afer，熄若采用传统危Stock修er的存储签方式，必将叉浪费更多的醒洁净室