设备前端模块(EFEM)是集成电路设备总体结构的一部分,其功能是作为生产线与设备工艺模块之间的安全,洁净的机械传送接口,主要用于对洁净度要求较高的200mm和300mm集成电路设备。通常,EFEM前端依靠圆片盒装卸系统(Load Port)与生产线实现设备对接,后端与设备主体功能模块相连,EFEM内部的机械手安装在EFEM接口上的圆片盒与设备后端功能模块之间实现圆片的传输,确保传输过程始终处于一个洁净的环境中。
其中,高效空气净化器为EFEM内部提供一个相对设备外环境更加洁净的正压微环境, 保障圆片在EFEM内部传输过程中的洁净度:圆片对准装置主要用于圆片中心定位和Notch (圆片外缘上的唯一标记凹槽) 朝向的定位。有的EFEM内部还配置了圆片暂存缓冲工位(Buffer Station), 静电消除(Electrostatic Discharge,ESD)装置等功能模块。依据配置的不同,单台EFEM的售价为几万美元到几十万美元。
Brooks和ASYST是全球领先的EFEM供货商。目前,EFEM 已基本采用数字化网络来实现稳定可靠的模块间通信和自动化控制,在确保安全性和可靠性的前提下,实现了EFEM的最佳性能。未来EFEM发展的技术方向有三个: 一是在确保系统稳定性和安全性的前提下,进步缩小 EFEM 操作所需的空间,提高超净厂房的使用效率:二是提高圆片传送的速度和效率,从而降低生产成本:三是确保整个生产制造过程的安全性,因为圆片在任一设备的搬运过程中发生的任何差错都意味着巨大的经济损失。
常见的EFEM有两端口、三端口和四端口3种形式,内部功能结构的配置则会依据设备需求有所不同,但内部洁净微环境、密闭对外接口(Load Port)、圆片可靠传输是最基本的要求。在此基础上,根据实际需要可配备圆片暂存缓冲工位、圆片对准装置(Aligner)、 静电消除(ESD) 装置等。图8-237 和图8-238所示为三端口的EFEM结构示意图和俯视图。