Eigenfrequenzbestimmung von Wafern

Abstract

Wafer werden in modernen Halbleiterfabriken mit automatisierten, schienengebundenen Deckenfahrzeugen (OHT) durch die Fertigungslinien transportiert. Die dabei entstehenden Schwingungen, z. B. durch Schienenstöße oder durch Hub- und Senkvorgänge, werden auf den Transportbehälter und schließlich auf die Wafer übertragen. Stimmt die Betriebsfrequenz aus dem Transport mit der Eigenschwingung des jeweiligen Wafers überein, entsteht eine Resonanz, die zum Bruch der Wafer und hohen wirtschaftlichen Schaden führen können. Um dies zu vermeiden, müssen die Eigenfrequenzen der beteiligten Systemelemente untersucht werden. In einem Schwingprüfstand wurden die Eigenfrequenzen von Wafern separat und in Verbindung mit ihrer Transportbox, dem Front Opening Unified Pod (FOUP) bestimmt. Dabei wurde der FOUP wie im Betrieb hängend an der dafür vorgesehenen Halterung befestigt und mit einem Schwingerreger erregt. Mithilfe einer Modalanalyse im FE-Modell konnten die Eigenfrequenzen und Frequenzverläufe ermittelt sowie die Schwingformen an den jeweiligen Messpositionen reproduziert werden. Weiterhin wurden simulativ wie auch experimentell schwingungsmindernde Maßnahmen durchgeführt. Die Ergebnisse sehen eine Versteifung der Halterung des FOUP als wirksamste Lösung.