● 设备自动化:
伴随工艺线宽的进一步缩小和工艺步骤的相应增加,要求设备处理圆片时速度要更快,可靠性要更高。设备生产商需要承担更多的先进工艺技术的研究和开发工作。过去,由半导体制造公司独自承担工艺开发的工作,而设备公司是独立的制造商,只负责提供硬件和软件来支持半导体制造公司的工艺。近年来,要求设备制造商投资研发半导体工艺的压力继续加大,结果,几乎整个产业工艺研发投资的一半是由设备公司承担的。
其结果是,庞大的研发费用迫使设备公司将非核心的技术部分,比如,自动化部分分包给下游供应商,比如分包给独立制造商和子系统供应商。工艺投资的需求迫使设备制造商将整个自动化系统分包出去,而不仅仅是机械手和载片台。自动化专家的系统级的解决方案能够提高生产线的性能和可靠性,并降低服务成本。设备自动化系统可以从专业供应商市场上得到,但是据内部分析显示,目前整个设备自动化市场中仅仅只有40%的部分是外包的。而2000年的外包份额为25%。今后几年里,外包趋势将会快速增加。
● 自动化软件:
当前,被称为制造执行系统(MES)的生产线管理软件,仍然高度定制化的。对于正常运转率要求四个九,即99.99%的生产线来说,其生产维持十分困难,但是这一困难已经部分地得到了解决。现代半导体行业正在向全自动运行的方向发展,相应地产生了新的需求,除导致了MES之外,还催生了实时调度和执行系统,它能优化生产流程。这些方案不仅解决了 “下一个是什么”的问题,还解决了合理调配资源,最优化制造工艺的难题。
此外,对于先进工艺应用软件的需求也在增加,因为它们能使生产线实现监控、分析、依据实时数据和信息采取立即行动,从而实现6σ闭环控制。自动化软件应用的巨大投资归因于半导体制造的资金密集特质,自动化强化了实时应用软件,优化了生产线四墙内的生产力和效率。借助复杂的供应链,企业能够按比例增加这类应用软件。相应的,供应链面临的压力会越来越大,因为要求它们在短时间内或实时的对商业环境做出预测、反应或响应。
比如,可以利用由RFID(射频识别)应用软件为终端用户提供的实时数据,来实时判断半导体工厂应该投入的圆片数量和生产的品种比例。传统上用于管理复杂芯片生产实时所需的软件已经成为保证实时企业在精益生产、物流供应链执行、企业业绩管理和闭环自动化等战略领域成功的一个必要的组成部分。
● 工厂自动化硬件:
自动化硬件的主要目标是半导体生产线流动材料,包括圆片和掩膜版的物流管理。
掩膜版自动化-包括掩膜版的储存、传送和检查由于用于光刻工艺的掩膜版技术尖端的投资快速增长,掩膜版越来越成为重要的投资部分。挑战的关键是要传送合适批次的圆片连同合适的工艺参数和必需的、合格的掩膜版,如果稍有差错或延迟,就会对这些设备的有效性和生产力产生潜在的不良影响。如果拥有这些光刻设备的自动化解决方案,就能产生较好的效益,就会缩减一千五百万光刻扫描系统费用。
制造300mm圆片需要使用自动材料处理系统(AMHS),但是这些系统往往效率低下。AMHS系统,一方面能匹配供应商间的最佳组合,比如室内传送系统,储存系统,洁净室内车辆系统和控制软件系统。另一方面,它是完全标准化的系统,利用一项通用技术,来实现工位到工位的传送,以使整个生产线的产能最大化。