文章简介：半导体洁净室中物料搬运的趋势
工艺 新材料出现使得原来稳定的、已充分了解的材料的应用转向更加奇异的混合材料的应用。硅片厂中不再仅仅使用硅、氧化硅和铝材料；我们还看到了铜、低介电常数材料、栅极电介质中的重金属氧化物和其它很多新材料。生产线上所使用材料种类的爆炸性增长增加了发生相互作用和可靠性等问题的可能性。而今天我们已经看到了硅片厂内“铜”和“预铜”区的隔离，我们还将会看到更多的隔离区用以防止材料间的相互影响（具有讽刺意义的是，大型洁净室内这些隔离墙又重新出现了）。
在硅片级别上，硅片现在需要的环境不但是无尘的，而且要有很好的气氛特性。当光刻工程师已经能够用一些更稳定的光刻胶来取代很多憎水性深紫外光刻胶时，也引入了其他一些具有相应的要求的新材料。在前端工艺流程中，某些薄膜工艺（氮化、氧化）需要很短的工艺间隔时间，或者必须用气体清洗以防止在硅片表面形成单水分子层。在后端（互联形成）流程中，运用铜和低介电常数材料、以及作为化学机械抛光（CMP）的碱性抛光混合液会在铜引线上留下少量腐蚀性残渣。这样在某些情况下就不仅需要避免水，而且要避免与氧气的接触。洁净室设计必须安排好惰性气体的清洗功能而不危及到人员（人毕竟需要氧气）。对于特别的前开口式硅片传送盒、选定的装载端口和存储货架均被设计为在进行上述重要工艺时具有气体清洗功能。
经济因素对硅片厂布局的推动
对大型硅片厂的数十亿美元的惊人投资推动了对原厂房再利用的要求，或者至少能进行布局改变，例如使用多层面和多楼房。重复使用的200mm厂房顶高较低，这对自动化物料搬运系统进行硅片批量传送和存放的空间提出了特别的挑战。现在洁净室自身都具有了附加界面，不仅存在于房间与房间之间，还存在于层与层之间以及楼房和楼房之间。目前正在发展用前端开启式自动输送盒(a-FOSB)的标准来取代以前的人工开启硅片输送容器，这些新标准使得硅片的进入更具有预见性，因为它们可以防止硅片受到人员的沾污。
另一方面，摩尔定律仍在向最终性能极限推进，随着越来越多消费客户（通信、汽车、传感器、医学）的涌现，我们清楚的看到对更快循环周期和更低成本需求的增长。其中一部分客户总想要得到功能最强大的芯片，而更多的客户只不过需要性能合适的低成本芯片，而且交付时间要短。
这意味着硅片厂和洁净室设计的近期目的是在于推动更有效的生产，使得硅片储存量更小（加工中的硅片WIP更少），这就需要更巧妙的到达缓冲区的路径，以及更可靠的流程安排和配送途径。自动控制（硬件和软件）变得更重要，因为在维持硅片厂的运行过程中对批量传送和处理的预测开始显得比维持工厂运行的灵活性更为重要。
更为长期的目标是，进行硅片小批量处理（小批量定制的芯片）需求可能要对设备的前端及其功能（工作室硅片的装载和卸载）进行重新设计，以平衡各工艺的处理时间，目的在于减少硅片厂的小批量硅片的循环时间，而又不降低硅片厂的生产能力（单位时间的总产量）。
结论
洁净室的设计在几代半导体硅片厂中都已成为半导体制造的组成部分之一，期间洁净室设计已经从高清洁度的港湾/通道和多人工处理向中等清洁度的大型洁净室转变，并且不再对硅片进行直接人工处理。现在大型硅片厂转变的趋势是，以更复杂的形式（多层面和多楼房）而且用更复杂的自动装置在高洁净度的工艺设备内部的“岛”之间传送硅片，以及在洁净输送盒（有可能经气体净化过）间实现自动化。消费应用所需要的“足够好”性能以及极短交付时间产品的不断增长，这意味着硅片厂流程将变得更重要，通过灵活的工艺设备的监控，运用缓冲区和储存货架以及更有效的自动化，来集中关注如何降低加工中的硅片WIP的数目和加快循环时间。
责任编辑：JJSKT
