ICS31.550

CCSL95

團體標準

T/IAWBS×××-×××

代替T/IAWBS（替代號）

半導體設備前端模塊

Equipmentfrontendmodule

征求意見稿

（本稿完成日期：2023.7.21）

××××-××-××發布××××-××-××實施

中關村天合寬禁帶半導體技術創新聯盟發布

T/IAWBSXXX—XXXX

半導體設備前端模塊

1范圍

本文件規定了半導體設備前端模塊的結構及分類、技術要求、試驗方法、檢驗規則、標志、包裝、運

輸及貯存。

本文件適用于100mm、125mm、150mm、200mm、300mm晶圓的半導體設備前端模塊。其他規格

晶圓的半導體設備前端模塊可參照執行。

2規范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文

件。

GB/T191包裝儲運圖示標志

SJ/T11761—2020200mm及以下晶圓用半導體設備裝載端口規范

ISO14644-1：2015潔凈室和相關受控環境第1部分：按顆粒濃度分類的空氣清潔度（Cleanrooms

andassociatedcontrolledenvironments—Part1:Classificationofaircleanlinessbyparticleconcentration）

SEMIS1設備安全標簽安全指南（SafetyGuidelineforEquipmentSafetyLabels）

SEMIS2半導體制造設備的環境、健康及環保指南（Environmental,Health,andSafetyGuidelinefor

SemiconductorManufacturingEquipment）

SEMIS8半導體制造設備的人機工程的安全標準（SafetyGuidelinesforErgonomicsEngineeringof

SemiconductorManufacturingEquipment）

SEMIS19半導體制造設備的安裝、保養及維修人員訓練的安全標準（SafetyGuidelineforTrainingof

ManufacturingEquipmentInstallation,MaintenanceandServicePersonnel）

SEMIS22半導體制造設備電氣設計安全指南（SafetyGuidelinefortheElectricalDesignof

SemiconductorManufacturingEquipment）

3術語和定義

SJ/T11761—2020界定的以及下列術語和定義適用于本文件。

3.1

半導體設備前端模塊equipmentfrontendmodule

在高潔凈環境下，半導體制造設備中將單片晶圓通過精密機械手自動傳輸至工藝、檢測模塊的晶圓前

端傳輸系統。

3.2

晶圓裝載機構waferloadport

實現自動裝載和卸載晶圓的機構，可簡稱為“LoadPort”。

3.3

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晶圓運輸機構/傳片機械手wafertransportmechanism/wafertransferrobot

在有限的空間中實現從晶圓承載器中取片，到晶圓對準機構校準，再到工藝位放片加工，最后從工藝

位取片放回晶圓承載器全過程的自動運輸工作的機構，可簡稱為“Robot”。

3.4

晶圓對準機構waferaligner

實現晶圓的中心以及缺口或定位邊的預定位，從而精準的放到工藝位進行加工的自動對準機構，也可

簡稱為“Aligner”。

3.5

SMIF片盒StandardMechanicalInterfacepod

具有符合SEMIE19規定的標準機械接口的裝載片架或晶圓的盒子。

[來源：SJ/T11761—2020，3.10]

4縮略語

下列縮略語適用于本文件。

EFEM：半導體設備前端模塊（EquipmentFrontEndModule）

FFU：風機過濾系統（FanFilterUnit）

SMIF：標準機械接口（StandardMechanicalInterface）

5結構及分類

5.1結構

EFEM系統主要由晶圓裝載機構（LoadPort）、晶圓運輸機構（Robot）、晶圓對準機構（Aligner）、

風機過濾系統（FFU）、系統急停按鈕、自動化控制模塊組成，結構示意圖見圖1、圖2。

標引序號說明：

1——風機過濾系統；2——系統急停按鈕；3——晶圓裝載機構；4——自動化控制模塊

圖1EFEM系統結構主視圖

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標引序號說明：

1——晶圓運輸機構；2——晶圓對準機構。

圖2EFEM系統結構剖視圖

5.2分類

5.2.1按裝載機構類型，可分為：

a)SMIF裝載型：主要適用于125mm、150mm、200mm的晶圓裝載；

b)Loadport裝載型：主要適用于300mm的晶圓裝載；

c)Opencassette裝載型：主要適用于100mm、125mm、150mm、200mm、300mm的晶圓裝載。

5.2.2按傳片類型，可分為：

a)真空吸附式；

b)伯努利式；

c)邊緣夾持式；

d)托舉式。

6技術要求

6.1環境條件

EFEM系統在下列環境下應能正常工作：

a)場地：潔凈室優于ISO7級(等同于FED-STD-209Class10000)，通風良好；

b)環境溫度：19℃～26℃；

c)環境濕度：30%～80%；

d)避免在強電磁場或電場的環境中使用。

6.2外觀

6.2.1EFEM系統機臺外殼應漆面色澤均勻，外露面無砂眼、凹坑、氣泡，無露底，無雜色。不應有明

顯的劃傷磕傷、凹陷變形、漆層破損、表面色差的問題。

6.2.2EFEM系統機臺內部劃傷磕傷、異物臟污數量應不大于3個，單個缺陷長度應不大于50mm。

6.3裝卸載開盒時間

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晶圓裝載機構的裝卸載開盒時間應≤12s。

6.4重復定位精度

a)真空吸附式晶圓運輸的重復定位精度為±0.1mm；

b)伯努利式晶圓運輸的重復定位精度為±0.1mm；

c)邊緣夾持式晶圓運輸的重復定位精度為±0.1mm；

d)托舉式晶圓運輸的重復定位精度為±0.2mm。

6.5搬運速度

晶圓運輸機構的搬運速度應≤7s。

6.6對準精度

真空吸附式晶圓對準機構的對準精度應符合以下要求：

a)晶圓缺口、定位邊對準精度：±0.1°；

b)晶圓中心對準精度：±0.1mm。

邊緣夾持式晶圓對準機構的對準精度應符合以下要求：

a)晶圓缺口、定位邊對準精度：±0.1°；

b)晶圓中心對準精度：±0.1mm。

6.7對準所需時間

晶圓對準機構對準位置確定所需時間應≤3s。

6.8內部潔凈度

內部潔凈度應符合ISO14644-1：2015中Class1的要求。

6.9內部風速均勻性

FFU的風機風速為0.4m/s時，EFEM系統內部最大、最小風速應控制在平均風速的±20%內。

6.10內部壓差

EFEM系統內部壓差應為2Pa～5Pa。

6.11周圍磁場

EFEM系統的周圍磁場應≤1mGs。

6.12安裝

6.12.1傳片機械手、晶圓裝載機構、晶圓對準機構等機械關鍵零部件應緊固無松動，無漏裝或錯裝等現

象。

6.12.2控制系統不應出現閥體方向錯誤、線路連接錯誤和標志標識缺失等錯誤。

6.13水平度

傳片機械手、晶圓裝載機構應能通過水平測試，水平度≤0.5mm/m。

6.14運行

EFEM系統通電后，應滿足以下要求：

a)軟件版本、設備信息、配置信息與生產清單保持一致；

b)鼠標、鍵盤、塔燈等設備配件的工作狀態應正常；

c)指示燈及按鈕應正常；

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d)晶圓裝載機構、傳片機械手、接線盒、側門的安全互鎖應正常。

6.15循環作業

按6.14進行循環作業后，LoadPort、Aligner、Robot應正常。

6.16安全

EFEM系統人體工程學、電氣安全應分別符合SEMIS8、SEMIS22的相關要求。

7試驗方法

7.1外觀

目測，必要時使用游標卡尺進行測量。

7.2裝卸載開盒時間

7.2.1Loadport

當FOUP放置在裝載臺上后開始計時，待開盒機構運行至結束位置時結束計時，并記錄所用時間，重

復50次，取平均值。

7.2.2SMIFport

當SMIFpod放置在裝載臺上后開始計時，待開盒機構運行至結束位置時結束計時，并記錄所用時間，

重復50次，取平均值。

7.2.3Opencassette

當操作人員打開門開始計時，待放置cassette并調整好位置后，關閉門結束計時，并記錄所用時間，

重復50次，取平均值。

7.3重復定位精度

使用激光干涉儀進行測量。將反射鏡安裝到待測目標上，使用手操設備設置0°、90°、180°3個點

位，使待測裝置移動到目標位置點，并進行測量。通過程序設置，測量100組數據，將多次定位測量數據

進行分析處理，得到裝置的重復定位精度。

7.4搬運速度

通過軟件控制將機械手重復取放晶圓50次，當機械手開始運動時開始計時，待機械手完成所有動作后

停止計時，取平均值。

7.5對準精度

當校準器對晶圓對準完成后，采用視覺檢測系統進行圖形搜索，從而計算出晶圓中心以及晶圓缺口或

定位邊的角度位置精度，重復此過程50次，取平均值。

7.6對準所需時間

將標準厚度的晶圓放置在校準器上后，通過操作指令控制校準器連續對晶圓進行50次校準動作，并記

錄所需時間，取平均值。

7.7內部潔凈度

EFEM系統內部潔凈度按以下步驟進行測試：

a)將EFEM系統開機運轉30min以上穩定風速；

b)將顆粒物檢測儀開機預熱至穩定后，對儀器進行校正；

c)取6個潔凈的采樣管，采樣管口向上，放置于EFEM系統內部圖3①～⑥位置進行采樣1min；

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d)用顆粒物檢測儀依次讀取每個采樣管中的顆粒度，后取平均值。

圖3內部潔凈度檢測示意圖

7.8內部風速均勻性

EFEM系統內部風速均勻性按以下步驟進行測試：

a)將EFEM系統開機運轉30min以上達到穩定風速；

b)在風機過濾系統（FFU）過濾器下方100mm和20mm平面內選取9個點，見圖4；

c)將FFU的風機風速設置在0.4m/s，依次將風速計探頭置于EFEM系統圖3中①～⑨位置穩定1

min后，依次測量每一點風速，循環測量五次，并取各點風速的平均值。

圖4FFU風速測試示意圖

7.9內部壓差

EFEM系統內部壓差按以下步驟進行測試：

a)將EFEM系統所有門應處于關閉位置，且工藝位對接面處于封閉狀態，將FFU的風機風速調整

到最大排風風量，開機運轉30min以上；

b)將微壓差計閾值設置在2Pa～5Pa之間并置于圖5所示位置，每間隔10min記錄一次數據，共

記錄六個數據，觀察微壓差計數值。

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圖5內部壓差測試示意圖

7.10周圍磁場

EFEM系統周圍磁場按以下步驟進行測試：

a)按照圖6所示確定磁場檢測指定區域A點、B點、C點；

b)將三軸低頻電磁場檢測儀放置在指定區域；

c)記錄指定區域的磁場大小并重復測量5次，計算A、B、C三個區域的磁場平均值。

磁場檢測區域

ABC

磁場檢測區域

a）側視圖b)俯視圖

圖6周圍磁場測試示意圖

7.11安裝

使用扭力扳手測試零部件是否松動，其他錯漏裝及標識錯誤等安裝問題進行目測。

7.12水平測試

水平測試按以下方法進行：

a)首先確保機架地腳的滾輪與地面不接觸，而地腳的支撐座與地面完全接觸；

b)使用水平尺分別測量機械手和LoadPort的水平狀態。

7.13運行

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EFEM系統通電后，檢查各個機構工作狀態。

7.14循環作業

通過操作測試軟件編寫測試流程，在EFEM系統的最高運行速度下，完成所有工作點位、傳片數量不

低于10000片的傳片后，觀察LoadPort、Aligner、Robot是否正常工作。

7.15安全

半導體設備前端模塊應通過SEMIS2認證。

8檢驗規則

8.1檢驗分類

檢驗分為出廠檢驗和型式檢驗，檢驗項目按表1的規定。

表1檢驗分類

檢驗類別

序號檢驗項目技術要求檢驗方法

出廠檢驗型式檢驗

1外觀√√6.27.1

2裝卸載開盒時間—√6.37.2

3重復定位精度√√6.47.3

4搬運速度—√6.57.4

5對準精度—√5.67.5

6對準所需時間—√6.77.6

7內部潔凈度√√6.87.7

8內部風速均勻性√√6.97.8

9內部壓差√√6.107.9

10周圍磁場√√6.117.10

11安裝√√6.127.11

12水平度√√6.137.12

13運行√√6.147.13

14循環作業√√6.157.14

15安全—√6.167.15

注：“√”為應檢測項目，“—”為不檢測項目。

8.2出