祁峰

摘 要：随着我国科学技术的发展，我国半导体制造行业得到了极大的发展，随着企业的发展，在生产过程中如何使用必要的技术来优化半导体产品的生产研制过程以提升其产能是当前应当进行研究的问题。当前生产的重点是半导体涂胶显影设备，在实际生产中，由于其生产过程较为复杂，因此，更应当使用合适的措施来优化生产步骤，提升产能，满足当前逐渐增加的市场需求。本文对涂胶显影机的产能设计进行了分析，并对未来可能使用的优化方法提出了建议。

关键词：半导体；涂胶显影机；产能计算；优化建议

中图分类号：TN305 文献标志码：A

本文所研究的半导体涂胶显影机是一种将多种生产工艺相结合的半导体设备相结合的生产装备，在结构上，该装置可以分为载片系统、传送系统以及制程系统，涂胶显影设备作为在生产过程中协作的连线机械，可以有效提升生产能力，因此，在实际使用该设备的过程中应当保证操作上的准确。

1 涂胶显影机的产能优化设计

1.1 概述

在现代半导体产品的生产中，其涂胶显影机的量产行为是与光刻机进行联线生产的，由于涂胶显影机在进行离线生产时产能较高，因此，在实际开发和设计生产中，如何针对产能和生产过程进行优化是生产工作的重要组成部分。在研究之中人们发现，涂胶显影机的产能情况主要取决于在生产设备内工艺模块的实际产能情况、传递机器人的产能以及整体调控系统的运行质量，在生产中对上述设备的时间参数和技术参数进行合理的设计可以有效提升设备的产能，满足当前生产中对涂胶显影机的产能需求。

1.2 时间参数的设计

在实际生产中，涂胶显影机的量产过程需要完成增粘处理、涂胶以及烘烤等多项步骤，在处理过程中，生产人员需要对多种工艺模块以及晶圆机器人进行控制。技术人员一般会通过设计生产机械、工艺模块以及传递机器人在生产中的工艺处理时间参数来实现机械在生产中的合理配置，以便于提升涂胶显影机的产能。在实际研究中，技术人员认为涂胶显影机的产能主要取决于生产中实际使用的工艺模块的种类、数量、产能以及机械的模块布局等因素，通过调整时间参数可以保证上述几方面的内容做到协调运作，因此，设计时间参数是进行产能设计工作的核心。

在时间参数的配置和优化过程中，生产人员首先需要针对目标在生产中需要达到的实际产能来确定生产设备的工艺时间参数。其次，生产技术人员需要按照生产中的工艺需求来确定处理模块的数量，以便于确保各个工艺处理模块的时间参数保持一致，且与生产机台的时间参数相近。第三，技术人员需要对传递机器人的速度进行合理的配置，保证其传递周期时间参数与机台的时间参数相一致。生产机台、处理模块以及传递机器人的时间周期参数相一致可以保证各部分的传递产能互相匹配，从而提升生产过程的效率，实现提升产能的目标。

1.3 机台的设计输入参数

在当前的生产中，涂胶显影机主要是和光刻机进行联线生产，其主要的功能是将晶圆进行卸载之后进行涂胶处理，之后使用传递机器人完成运输和显影处理，之后装载回片盒之中。在实际进行输入参数的设计过程中，技术人员一般会结合生产工艺特点对其进行优化，在优化中，针对各个工艺模块进行优化可以更为有效的提升产能。在生产过程中使用的主要工艺模块包括涂胶之前的冷却模块、显影之后的冷却和涂胶增粘模块、显影之前的烘烤以及曝光之后的烘烤处理，结合各个模块的实际功能可以更为有效地实现产能的提升。

1.4 设计工艺模块的产能

首先，技术人员需要确定设计工艺模块的周期时间参数，技术人员会根据机台之中给定的主要模块的工艺处理时间和工艺辅助时间来处理模块的个数，并按照时间周期计算公式来计算各个模块的产能。第二，技术人员需要确定涂胶显影机的基本结构，在这一步骤之中，技术人员需要根据计算出的时间周期参数来确定各个生产模块的配置数量和安装结构，保证其可以正常完成生产目的。第三，完成传递机器人的产能设计，在生产中通过配置传递机器人的运动速度可以设定其传递时间周期，在这个周期的设定过程中，技术人员要保证该数值接近于机台的时间参数，保证其产能值。

在上述的设计过程中，技术人员是通过对机台、传递机器人以及工艺模块的3个时间参数之间的函数关系，通过计算完成涂胶显影机的产能优化过程。这种产能优化设计方法一般是在确定生产方式和生产技术的基础之上进行的，即在移植模块的给定工艺时间和生产性能要求之后来对其生产模块等参数进行合理优化，使其与产能优化目标相一致，以便于缩短生产周期和设计时间，提升产品的性价比。

2 产能分析

2.1 晶圆传送的优化

在涂胶显影机的生产中，其晶圆传送方式和效率会影响产能，而其传送方法和其内部集束式装备的结构和布局有较大的关系，因此，在实际生产中可以通过改变装备布局来优化产能。在实际生产中，其装备布局分为如下的两类：第一，早期轨道式布局，这种布局结构方式的使用时间较长，且结构也较为简单，其在实质上就是将晶圆沿着生产线进行传送，在这种情况之下，技术人员一般会直接通过计算传输速度来计算其加工时间等参数。第二，改良轨道式布局，早期的传送式轨道生产方式的产能常会受到加工单元的布局的影响，不同结构晶圆在实际生产中需要的处理时间不同，对生产的统一进行带来了较大的影响，单元加工时间制约了产能的提升。因此，在实际生产中，技术人员的优化方式是针对不同单元的处理方式对轨道进行多次的重复运输，实现了单元加工时间的平衡以及单元的使用效率。

2.2 传片式结构设计

当前在生产中使用较多的是改良轨道结构，因此，在产能优化设计中，技术人员也应当根据改良轨道式的生产布局来提升其利用率。生产中单个轨道的生产以及输出产能较为固定，因此，假如生产产能有较高的要求时，生产企业需要大量增加生产轨道数。轨道结构属于平面结构，大量的轨道会占用产房的空间，降低空间利用率，容易造成传送过程效率低下，部分轨道的生产空闲时间增加等问题，因此，在当前的生产中常会使用复杂是布局的生产结构来提升空间利用率。

当前使用的复杂布局的生产设备一般会采用立体设计结构，因此生产运输轨道的分布具备极高的灵活性，增加了生产中可以进行传送的单元，有效提升了加工单元和轨道的生产利用率，减少了传统轨道结构在生产中存在的问题。复杂式的生产设备凭借其立体化的生产布局使得生产单元的分布也开始向立体方向进行发展，同时，这种结构也改变了传统运输系统仅仅能进行线性传输的缺点，可以实现多种生产运输路径的优化选择，载片系统的增加也使得生产流程得到了极大的优化，借助传片调度算法，技术人员可以提升生产轨道的使用效率，进而提升设备产能，避免生产中存在部分设备的空闲。

结语

我国科学技术的提升使得半导体生产中也开始使用多种先进工艺，当前市场需求的增加要求高产能的生产过程，近年来，技术人员对生产调度算法以及产能的优化计算进行了较为深刻的研究，单一的调度算法不再能夠满足生产需求，因此，技术人员需要结合生产实际情况，设计具备技术前瞻性的算法，实现产能的突破性提升。

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