污染控制系统

 

当今有两种主要的控制污染的系统(参见后面讨论)。一些厂家选择建造并维护一个完全清洁的环境,拥有1级或更高的空气质量。这种方法的花费最高,并且要求严格的维护和污染控制程序。晶圆隔离技术(WIT)或mini环境是另一种方法。这样的方法要求在洁净盒和设备界面方面有较大投资,但是芯片制造区域可将空气等级适当降低。

 

设备

 

多年来,半导体加工从实验室活动转变为使用成熟和专门化的设备生产,半导体专门化设备的发展促成了UBI集成电路时代的到来,以及技术在世界范围内的传播。IBM杜撰了术语“工具”(tool)来称谓半导体工艺设备,并成为业界语汇的一部分。随着设备越来越成熟,其价格也逐步上升,并成为任何新工厂的主要开销。一项来自ASA/Dataquest的计算显示,世界范围的芯片市场价值80亿美元,而设备及材料市场价值为770亿美元。

 

设备因素

 

选择一种工艺设备要考虑诸多因素(参见下图),这些因素可粗略分为两大类:性能因素和经济因素。性能因素关系到设备生产达到要求结果的能力;经济因素关系到价格、成本和支持因素。下图显示出这4种因素是如何随着业界进人制造时代而变化的。

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尽管性能是选择标准之一,任何设备都必须具备基本能力以达到工艺要求。如果机器不能持续生产正确的产品,它就没有任何价值。其他性能因素包括可軍复性、灵活性、升级能力以及操作的简易性。可重复性指在相当长的时间内,每次都能产生同样结果的能力。灵活性指一台设备可被转换生产不同产品或工艺的容易程度。灵活性对ASIC和其他小规模的芯片生产线非常重要。升级能力是指机器可以应对未来工艺要求(如晶圆直径的增大)的能力。例如,一批300mm工艺设备是基本的200mm的版本,式样翻新传送更大的直径。这一因素对从事ASIC制造的生产线至关重要,因为ASIC要求与最新的产品技术同步。而对于那些用来长期生产同种(或相似)产品的生产线,升级的能力则不那么重要。

 

操作和设置的简易化要解决的问题是,通过良好的设计和对用户友好的控制来尽量减少操作员的错误。设置的问题关系到恢复设备在线生产(测试、校准等)的时间,以及相应损失的生产时间的长短。

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许多公司使他们的设备每天运转两到三个班次,有时一周6·7天。计划的维护和计划外的故障停机都会延误生产流程并增加费用。这些因素包括:计划的维护频率和时间(scheduled maintenance frequency and time)、平均到失效期间的时间(mean time to failure,MTF)、平均到修理前的时间(mean time to repair,MTR)。考虑到多数设备的开销,拥有备用设备是一种奢侈。这样,供应商提供的设备就要能长时间运行(MTF),当失效发生时能很快修好(MTR),而且不需要频繁并耗时的维护。成本中还包括设备运行所需原材料的价格。浪费原料的设备也就是在浪费金钱。

 

供应商的支持逐渐成为一个关键因素。工艺技术的进步和设备的日趋成熟正在迫使芯片的制造商和他们的供应商合作并联结得更加紧密。设备进步的高成本要求处于一线工艺使用的工程师提出建议,而设备精细化的特性又由供应商提供及时的后援。管理学大师Tom peters认为现代企业具有“模糊的边界”,意思是企业越来越多地必须要依靠其供应商和客户来获取信息,并共同改进所需的设备和原材料。这在半导体行业确实属实。

 

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