晶圆装载自动化

 

自动化的下一个水平是加载和卸载品圆。业界己经将晶圆片匣确立为主要的晶圆承载体和传输体。片匣通过多种机械原理被放置在机器、升降机和/或晶圆抽取器上,或机械手将晶圆输送到特定的工艺室、旋转卡盘上等。在某些工艺中,如一些工艺反应管,整个片匣都放在工艺反应室中。这一水平的自动化称为“单按钮”操作c通过一个按钮,操作员激活加载系统,品圆被加工然后再回到片匣中。在工艺周期的最后,机器发出警报声或点亮指示灯,操作员再将片匣移走。

 

有些机器具有缓冲存放系统,使工艺过程总可以有新的晶圆准备被加工(或给图形化设备的放大掩模版),从而使机器的效率最大化。这些称为储料器。操作员将片匣放在机器的上载器上,按下开始键,然后的工艺过程就交给机器来做。

 

在300mm晶圆的水平,片匣可能会被一个单独的晶圆承载器或输运器所替代。

 

集簇

 

将两个或多个工艺步骤放到同一个设备单元来做是另一种水平的自动化。一般这种水平称为“集簇”(clustering),整个工业做“集簇”己有相当长的时间了。光刻胶的匀胶机在很早以前就和软烘焙模块,以及其他曝光显影设备组结合在一起了。

 

最近的集簇设计(参见下图)已经受到来自技术和经济两方面力量的驱动。在技术方面,些成簇的工艺产生更好的产品,如从刻蚀后到金属淀积前一直保持晶圆的清洁。另一项工艺上的优势是在同一个反应室内可以按次序淀积不同的材料。在这些情况下,淀积过程变得更好,因为晶圆在各个步骤间没有暴露到空气中。当然在任何时候如果晶圆的加载/卸载步骤可以省掉,则清洁度和成本方面都会受益。对于真空工艺,当仅需一次抽真空即可以进行两个或多个工艺过程时,时间和洁净度因素都会受到影响。两个或多个有序的工艺过程结合的簇称为“集成处理”(integrated processing)。经济方面,某些类型的工艺集簇在一起以提高生产率则称为“并行处理”。

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尽管集簇设备具有显而易见的吸引力,但它们也存在缺点。对关键工艺的集簇处理,其优势很明确,但对于相同类型的工艺进行集簇所需要的互锁、电子系统和软件都要比单一的设备更精密。而且一旦维修保养需要设备停机,就会造成相当大一部分生产能力的损失。对集簇的另一障碍是集簇的模块可能无法由同一供应商提供。客户都愿意有一个负责任的供应商,而当设备的责任混在一起,不同的供应商一起合作的效率往往很低。

 

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