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大连工业大学2011届本科生课程设计（论文）

SLP在半导体测试车间布局中的应用

第一章半导体工厂车间的布局原则和现状

1.1半导体车间布局概述

半导体制造过程的特殊性为其制造车间的设施布局带来了特殊性。

这首先是由于半导体制造过程中需要使用大量的液体（化学药品和纯净

水）和气体（它们的品种可达一百种以上）。这些气体和液体都是由布置在车

间下层的、对应于不同工作性能机台的各种气体、液体输送及回收管道来提供

供应和回收的。此外，还有各种用于电力、气动力、照明、控制、通信等目的

的电气管线，它们均与作业层的各种机台一一对应，布线极为复杂，而且牵一

发而动全身；一旦作业层的机台位置发生变动，就会相应地引起各种管道、管

线、支管、支线的变动。所以，现今半导体车间里的设备布局一经确定一般不

会再有大的改变。

其次，半导体制造机台极为昂贵（不少设备价值高达几百万美元），并且

性能极为精密，因此，对工作条件要求比较苛刻。对这类设备的位置移动，除

可能造成设备损坏外，而且由于位置的改变所必须对设备的重新调整，也会造

成人力、物力和财力上的很大损失。

第三，由于半导体制造过程中，硅圆片对洁净度的要求有着极为苛刻的要

求，因此需要尽量减少其与外界接触的时间。而如果由于设施布置不合理，就

很容易造成物料搬运时间增加，这一方面会增加WIP（WorkinProcess）数，

降低劳动生产率；另一方面，也会增加晶圆片暴露在空气中的时间，也就会加

大其被污染的可能性，这又将直接导致良率的降低。

此外，半导体制造是由某些主要工序如氧化、光刻和掺杂等多次重复而成，

要经过300个以上的操作步骤并且要多次经过同一机台的加工才能完成，物料

搬运所需的时间和费用都是十分可观。

以上几点正是半导体制造厂要求有专业的工业工程师做设施布置，使之更

为合理、有效的原因。再加上半导体产业是在一个快速增长并且是周期性变化

的市场中运作的，企业要想生存，必须在一个可接受的制造周期下有足够高的

产量。建厂设计阶段的设施规划布局和物料搬运系统决定了投产以后的制造周

期和产量，为了寻求生产系统的最优运行效果，必须在系统设计时就优化其布

置方案。

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1.1.1半导体设备布局的一般原则

半导体设备布局一般按照以下原则来进行：

1)要按车间分工确定的车间生产纲领和生产类型为依据，确定车间的生产组

织形式和设备布局的形式。

2)要求工艺流程通顺，物料搬运短捷方便，避免往返交叉。

3)要根据工艺流程选择适当的建筑形式，采用适当的高度、跨度、柱距，配

备适当等级的起重运输设备，充分利用建筑物的空间。

4)要对车间的所有组成部分，包括机器、工作位置、毛坯与零件存放地、检

验试验用地、辅助部门、通道、公用管线、办公室、生活卫生设施等，合理区

划和协调配置。

5)为工人创造安全、舒适的工作环境，使采光、照明、通风、采暖、防尘、

防噪音等具有良好的条件，将工位器具设在合适的部位，便于工人完成作业。

6)具备适当生产变化的柔性。

1.1.2半导体设备布局发展现状

在进行具体布局的过程中，以前，不同的工艺设备都放置在同一个车间，

或者把相关工艺的设备摆放在一起，比如把所有的防湿工作台和蚀刻系统放在

一起，这样虽然有利于改进工作量的平衡和设备的生产率，但这种紧密摆放的

方法容易因为晶圆片需要在各工序之间传送很长的距离而导致生产周期的延

长。

近年来，在半导体制造业中大多数已在投产使用的8英寸晶圆制造车间和