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　　1 線邊倉介紹及應用需求

　　晶圓線邊倉在半導體制造設備中扮演物料管理角色，線 邊倉又稱暫存倉或Stocker，目的是在制造過程中，將晶圓 暫存于生產線旁邊的儲存區，可以最大幅度地減少晶圓的運 輸距離和時間，以便進行下一步的處理或傳輸。在半導體制 程中，晶圓線邊倉可能置于以下位置：

　　· 前端制程設備旁：例如清洗、曝光和刻蝕; · 后端制程設備旁：例如鍍膜和檢測;

　　· 轉換站點：這些站點通常用于從一個制程轉移到另一 制程，方便晶圓的轉移和暫存。

　　沒有線邊倉，會有什么影響?—— · 生產效率降低

　　沒有線邊倉意味著在生產過程中，需要不斷地將晶圓從 一個制程轉移到另一個制程，每次轉移都需要額外的時間和 人力;

　　· 生產流程不穩定，增加污染風險

　　在生產過程中，晶圓需要在潔凈的環境中進行處理，以 防止污染影響芯片的質量。沒有線邊倉意味著晶圓可能暴露 在不受控制的環境中進行轉移，這會增加污染的風險，對芯 片的質量產生負面影響。

　　線邊倉是電子行業的重點設備之一，主要被應用于半導 體、PCB、電子零件、工具機等產業，因應5G時代來臨，待 取物的價值越來越高，制程精密不能碰撞且需要更佳的存放 方案。同時，在目前的實際生產中，客戶往往會碰到的應用 “痛點”有：

　　· 傳統六軸手臂所需操作空間大，價格高昂;

　　· 取放臂移動路徑受限運動學，直行與圓弧切換移動頓 挫感大;

　　· 機臺類型多樣化，傳統手臂機構尺寸固定，無法滿足· 需求;

　　· 不同品牌電控設備之間通訊整合困難。

　　綜上所述，晶圓線邊倉搬運系統的應用“痛點”及需求 如圖1所示。

　　2 線邊倉工藝解析

　　晶圓線邊倉的工藝結構圖如圖2所示，具體工藝如下：

　　(1)HMI動態監控

　　實時動態顯示手臂運行過程中的電機電流及轉速;使用 者可透過前FOUP(開式晶圓傳送盒)開門掃片功能掌握殘 片數量。

　　(2)客制化監控畫面

　　包含PCB板數量、設備運作狀態、總產量、產能、設備 生產速度參數、手臂電機電流與轉速動態監控等。

　　(3)掃片功能

　　FOUP開門掃片采連續不間斷高速掃描，掃描20片需時 約5秒。

　　(4)PLC

　　通過Ethernet連接SCM指令并經由Modbus TCP通訊協 議進行數據交換，建立手動控制變頻器、伺服系統、工業機 器人、氣缸等功能。

　　(5)伺服系統

　　FOUP設定正負行程極限與電機Servo off剎車機制，PR 模式+通信設置。

　　(6)工業機器人

　　設定Z軸回升電阻規格、外擴軸，以DMCNET模式控制Z 軸升降。

　　(7)變頻器

　　搭配光電傳感器部署安全防護措施，若上方有板件，就 不會再進板。

　　(8)取框

　　整框PCB板由入料口或儲格內取出，手臂會由框內的下 安全點，垂直向上頂至上安全點，再移動到各面原點等待。

　　(9)放框

　　整框PCB板由等待點移動至儲格或出料口的上安全點， 并垂直向下至下安全點，放置完成后手臂再移動至原點，完 成取放動作。

　　(10)生成點位

　　只需對最下層的儲格進行教點，手臂內會記錄點位與高 度，搭配HMI 輸入偏移量等信息，可自動生成手臂取放點位。

　　(11)路徑疊合

　　直線運動與點對點運動路徑疊合，手臂運行過程無停 頓，動作流暢并縮短CT。

　　3 臺達晶圓線邊倉搬運系統控制解決方案

　　臺達晶圓線邊倉搬運系統控制方案結構圖如圖3所示。 該晶圓線邊倉搬運系統控制方案的特點包括：

　　(1)節省空間

　　可向內旋轉切換手系，無須將各軸伸直，有效節省機臺 空間。

　　(2)動作路徑平滑

　　系統可通過S-curve設定解決加減速時頓挫問題，使手臂附載移動更加平穩。

圖 3 臺達晶圓線邊倉控制系統結構圖

　　(3)內建機器人運動學

　　可依照客戶提供機構參數，進行客制化手臂模型建立。

　　(4)全 Modbus方案

　　整合Modbus通訊協議，解決開發者需要處理復雜數據 交換的不便性，節省開發時間。

　　(5)誤差補償

　　取放指令可以搭配偏移量，如有機構誤差，可通過此功 能進行點位修正。

　　4 小結

　　晶圓搬運在市場上正面臨著高精度、復雜環境、安全 性、整合難度、成本壓力、生產效率等多重挑戰。臺達晶圓 線邊倉搬運解決方案使用全套臺達運動控制方案，不僅到位 精度及CT時間達到了客戶的要求，并且整體系統成本較過往 更是省下65%，實現了臺達與客戶“雙贏”的效果。