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科技專案成果

小兵立大功 晶圓製造不中斷的秘密武器
發佈日期:2023-11-09
單位:財團法人精密機械研究發展中心
案例年度:2022
簡介:
為提升晶圓盒於製程間搬運及存放效率,也對外尋求合作解方,2021年起在經濟部技術司科技專案支持下,透過精機中心自行研發的控制器整合後發揮臨門一腳的功效,使微型倉儲系統運作更趨穩定與完善。

特色:

精機中心 ▶ 協同開發智能輔助微型倉儲管理系統

* 技術特色 
系統可自動校準對位、絕對精度0.2毫米,控制器通過4,000小時連續運轉穩定性測試,無任何錯誤。

* 產業擴散  
國產化全軟體整合控制器適時填補產業缺口,協助迅得機械開發微型倉儲設備,並促成切入半導體大廠台積電設備供應鏈。

走進半導體廠區,生產線24小時高速運轉,空中懸吊式搬運車(OHT)來回穿梭,從中央倉庫搬運晶圓盒至各機台輸入埠(Load Port)存放區,前一批晶圓加工完成,存放區的晶圓盒即自動送入機台作業,但這批用完後,OHT尚在別處來不及搬運新一批,機台一旦閒置停止生產,就會造成產能損失。

「因為OHT運載設計缺乏彈性,加上Load Port存放區儲位存量不足,在這分秒必爭的產業裡,周邊需要有輔助設備讓製程銜接更順暢。」精機中心處長陳哲堅表示,國內半導體設備大廠迅得機械,近年即積極切入協助臺灣半導體龍頭大廠導入開發微型倉儲系統,為提升晶圓盒於製程間搬運及存放效率,也對外尋求合作解方,2021年起在經濟部技術司科技專案支持下,透過精機中心自行研發的控制器整合後發揮臨門一腳的功效,使微型倉儲系統運作更趨穩定與完善。
 

軟體控制器加持 有效整合周邊製程

我國擁有全球最完整的半導體產業聚落及專業分工,惟晶圓主要生產設備多需仰賴國外,且搭載的軟體在後續使用上不易依業者需求調整與擴充功能,而微型倉儲系統則突破此一限制。精機中心開發多合一軟體控制器,可即時整合控制、周邊設備連線、感測器,以及倉儲管理等,已導入迅得機械所製造的硬體設備中,雙方團隊不斷測試、調整與逐步修正,歷經一年多時間始達成任務。

微型倉儲系統是一介於OHT與Load Port之間的結構設備,由機器手臂、智慧安全夾持模組、視覺自動校準技術等組成。在精機中心開發的多合一軟體控制器驅動下,當空中搬運車傳送晶圓盒至微型倉儲上方的置放區,機械手臂穩妥接住晶圓盒後,可自動執行儲位取放指令,移至如電梯般可上下移動的立體化倉儲系統,依序量測儲放位置及修正座標,精準放入格位。

當機台發出訊號,機械手臂可迅速將晶圓盒送至存放區之設備進行加工,提升晶圓搬運順暢度,且其高儲存密度亦使存放區晶圓盒供應更充足,使機台可達到24小時運轉不停歇。
 

精機中心開發多合一軟體控制器,讓晶圓搬運機器人運行更順暢,提升作業效率。

▲ 精機中心開發多合一軟體控制器,讓晶圓搬運機器人運行更順暢,提升作業效率。
 

軟硬體相得益彰 提升倉儲運作效率

陳哲堅指出,軟硬體相互搭配得宜,是晶圓盒供給不中斷、機台全天候高效作業的關鍵。導入控制器後,倉儲系統可整合倉儲格位管理、周邊設備連線、機器人控制、感測器監控等運行效率,預防因等待造成機台閒置,晶圓搬運機器人運行更加流暢,大幅提升產能及設備利用率。

2022年已協助迅得機械倉儲設備通過4,000小時連續運轉穩定性測試,證實可提高其生產設備稼動率達20%,亮眼表現更獲得我國半導體大廠台積電肯定與認證,並實際導入12吋晶圓生產線,為半導體設備國產化開發邁進一大步。未來將持續深耕發展機械智慧自動化的整合解決方案,協助我國產業轉型升級。
 


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