文章简介：半导体洁净室中物料搬运的趋势
半导体制造业很早就与洁净室的使用紧密地结合在一起。现今，半导体洁净室一直在推动着这种趋势和技术的发展。
为什么半导体工厂与众不同？
很容易理解半导体硅片厂(fab)都拥有洁净室的原因，但是为什么半导体洁净室采取今天这种特别的布局，并且是什么趋势引导了它们？让我们先从研究硅片厂与其他制造厂的区别开始。假如你拿硅片厂与汽车制造厂来比较,你将会发现后者中有一条明显的线性流程（运送至装配线的路线），而在半导体洁净室内不存在这种输送线。那是因为芯片间的主要区别在于其特征尺寸，这直接关系到每块芯片的功能数，因此工艺控制始终是半导体硅片厂的主要推动力。单个工艺步骤由高度优化的独立设备来完成，由于这些设备只为各自的工艺步骤做出优化，而并没有对整个多工艺步骤进行优化来进行各工艺间的平衡。昂贵的设备费用意味着工艺设备必须要执行多项（不连续的）流程来保持其较高的使用率，因此半导体硅片厂有很多“回流”（re-entrant）流程。假定这种回流“加工点”（job-shop）的工艺路线发生在不同的工艺处理设备间，硅片厂的自动控制和设计必须协调好复杂的工艺路线和正在进行工艺加工中的硅片(WIP)，同时还要保持洁净的硅片环境。多年以来洁净室是如何进行设计来提供这种灵活性的？
历史
早期的硅片厂（直到大约150mm硅片的一代）在设计上都很相似。设备沿墙壁排列成一行形成“港湾和通道Bay and Chase式”结构，加工中的硅片和设备的前端（硅片装载）部分位于非常洁净的“港湾”中，而设备的维护和操作部分位于隔墙另一侧的“通道”中——该区域仍是洁净室，但其洁净度等级要低得多。
由于加工硅片一般都要进行很多的人工处理（人工用镊子和显微镜进行质量控制，例如用显微镜检测氧化覆盖层的“颜色”确保其厚度正确）。考虑到设备的前端需要大量的储存货架用于加工中硅片的存放，这意味着“港湾”区需要非常洁净和宽敞的空间（至少以目前的标准来说）。
一批硅片存放在开放式的硅片匣内，多个硅片匣一般再放置在一个盒内用于在工艺设备间进行（人工）传送。盒子外侧贴有多张洁净室纸标贴为“传送者”提供使用说明和用于手写记录，其自动化控制程度很低或完全没有。
一般来说，整体（港湾）环境要保持非常清洁（10级或1级），洁净空气层流一般由全天花板的送风和镂空地板的回风提供。
当硅片的尺寸增大到200nm时，硅片厂的规模也会相应增大，且伴随着硅片的特征尺寸的下降，硅片厂开始转向使用标准机械界面(SMIF)的硅片传送装置来代替置放在普通盒内的开放式硅片匣，现在设备必须有“前端”部分以实现硅片从匣到匣间的传递。
标准机械界面——硅片传送装置（SMIF-PodTM）开始时趋向采用“纸片传送单paper traveler”。然而一段时间后，出现了更多的被动识别自动化装置，操作员对条形码进行扫描，或者用红外标签直接在设备和硅片架间进行通信。一些设备使用小型人工可读监视器来替代某些贴纸标签。设备中的通信标准例如通用设备模型/半导体设备通讯标准(GEM/SECS)允许通过硅片厂中央控制室进行一些设备和硅片批量处理的监控，但目前这些标准还是初步的。
在工艺步骤间还经常要采用人工处理，特别的是将硅片盒送入“洁净区”（防护罩内）进行检测时，但越来越多的自动装置已开始出现在检测设备中。随着时间的推移，一些港湾内部的自动化物料搬运系统（AMHS）在各个港湾终端的存储货架(stocker)间搬运硅片盒（pod）。但港湾内在工艺设备上装载和卸载硅片仍然采用人工方式，并且硅片存储大部分还是采用被动货架。
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