二十世纪八十年代中期的研究显示洁净室建造费用的增加,降低了公司的回报率。所以新的方向是把晶圆密封在尽量小的空间成为新的发展方向。这项技术已应用于曝光机和其他的工艺之中,它们为晶圆的装卸安装了洁净的微局部环境(图5.13)。
但挑战是为使晶圆不暴露于空气中,需要把一系列的微局部环境连在一起。惠普公司在二十世纪八十年代中期发明了一种重要的连接装置“标准机械接口装置”(SMIF)8。 利用SMIF,封闭的晶圆加工系统代替了传统的运输盒,并用干净空气或氮气来在系统中加压以保持清洁。这种方法就是“晶圆隔离技术(WIT)”或“ 微局部环境”的一种。这个系统包含三个主要部分:传输晶圆的晶圆盒或叫POD,设备中的封闭局部环境,和装卸晶圆的机械部件。 POD就作为与工艺设备的微局部环境相连的机械接口。 在工艺设备的晶圆系统上,特制的机械手把晶圆从POD中取出或装入。另一种方法就是利用机械手把晶片匣和从POD中取出送入工艺设备的晶圆处理系统中。为局部环境可提供更优的温度与适度控制。
图 5.13
Wafer transfer microenvironment芯片传输微环境
Isolation pod with vaccum or inert atmosphere带真空或惰性气体的隔离POD
Standard
mechanical interface (SMIF) 标准机械接口装置(SMIF)
晶圆隔离/微局部环境技术还有利用其他方法升级现存制造工厂的优点(图5.14)。因污染而损失的成品率可降低,这个优点即使在小型工厂或费用较低时也可使用。WIT可使空气洁净度达到较高的要求,并可降低建造和生产费用。因为晶圆已被隔离,所以就减轻了对工作服、工作过程和各种其它限制的要求。然而随着大尺寸晶圆的出现,增加了POD的重量,这对操作人员来讲也过重,增加了滑落后的损失,这反而增加了机械手的建造费用与复杂性。微局部设计规划还要考虑等待加工的晶圆存储问题。现行的技术使用储存柜来存储等待的加工晶圆与POD,布局的规划可能还包括一个存储中心,每台设备上有或没有缓冲存储区。
图 5.14 Minienvironment system elements微环境系统部件
Process chamber工艺反应室
Environmentally controlled chamber with
wafer load/unload system带上下料系统的环境控制反应室
Isolation pod w/vacuum or inert atmosphere 带真空或惰性气体的隔离POD
Wafer cassette晶片匣
Standard
mechanical interface (SMIF) 标准机械接口装置(SMIF)