В отличие от фотолитографов или установок травления, такая техника не на слуху, однако без неё не обходится ни одна полупроводниковая фабрика. А уж количеству, в котором устанавливаются эти машины, могут позавидовать любые другие установки. К тому же без помощи этих машин не обходятся ни установки травления, ни установки осаждения, ни сами фотолитографы. Речь идёт о загрузочных портах (системах обработки полупроводниковых пластин).
Каждый человек, интересующийся полупроводниковым производством, знает, что между различными производственными этапами пластины по фабрике перемещаются в специализированных герметичных контейнерах. И понятно почему: на каждом этапе необходимо поддерживать соответствующий уровень чистоты, который в контейнерах может быть значительно выше, чем в производственных помещениях.
Наибольшее распространение получили два типа контейнеров: FOUP (Front Opening Unified Pod) и SMIF (Standard Mechanical Interface). На современных полупроводниковых мегафабриках тайваньской TSMC или, к примеру, южнокорейской SK Hynix, сильное впечатление производят многочисленные контейнеры с пластинами, которые в круглосуточном режиме снуют под потолком производственных ангаров на монорельсах, периодически пристыковываясь к загрузочным портам, чтобы разгрузить/загрузить пластины.
Вот это и есть FOUP. Широкое распространение они получили только в нашем веке. Работают они с 300 мм пластинами (стандартно один контейнер вмещает 25 пластин). Из названия контейнера понятно, что дверца после пристыковки к порту открывается спереди, обеспечивая доступ роботу для загрузки и выгрузки пластин. Во время этой процедуры обеспечивается защита пластин от загрязняющих частиц, статического электричества и влаги.
Но далеко не все фабрики работают с 300 мм пластинами, да и объёмы производства не у всех предполагают такой уровень автоматизации. В таком случае используются контейнеры SMIF: те, которые используются на «Микроне» и показаны на первой фотографии в этой статье. Такие контейнеры доминировали в 80-90 годы прошлого века и предназначены для транспортировки 150 и 200 мм пластин. Стандартно они также вмещают 25 пластин.
Но и в наши дни они используются самым широким образом: ведь в мире по-прежнему огромное количество фабрик, работающих по зрелым техпроцессам и использующих пластины небольшого диаметра. При этом контейнеры SMIF зачастую переносятся работниками вручную. Это способ транспортировки практикуется и на нашем «Микроне». В отличие от фронтальных FOUP, контейнеры SMIF имеют конструкцию с нижним открыванием дверцы. Поскольку в России пока нет оборудования, способного работать с 300 мм пластинами, то ещё долго нашим отраслевым стандартом будут являться именно SMIF контейнеры и соответствующие им загрузочные порты.
На первой фотографии видно, что «Микрон» использует загрузочные порты японской Rorze, одного из ведущих мировых производителей (наряду с американской Brooks) в этой области. Эти компании стараются сами производить ключевые компоненты своих машин: шаговые двигатели, драйвера, контроллеры, робототехнику.
Что у нас интересного в этой области? Насчёт загрузочных портов у меня информации нет, но вот в 2024 году Минпромторг РФ выделил 476,8 млн рублей на создание установки по отмывке и сушке SMIF контейнеров. Машиной занимается ВНИИЭФ (Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики). Срок разработки — 2,5 года. Так что скоро готовая машина должна появиться. Примечательно, что созданием такой техники занимается организация, в своё время создавшая советские атомную и водородную бомбы. Тем больше уверенности в том, что эта установка будет сделана на должном уровне.
Статью про разработку российского EUV фотолитографа на основе ксенона можно прочитать в премиум-разделе канала «Фотолитограф»: