一、概述
降低造價(jià)及運(yùn)行費(fèi)用是潔凈室設(shè)計(jì)所追求的目標(biāo)，當(dāng)加強(qiáng)污染控制會(huì)帶來(lái)質(zhì)量的提高時(shí)尤其如此。因此，各種稱為“隔離裝置”“屏障技術(shù)”“微環(huán)境”的設(shè)施不斷涌現(xiàn)出來(lái)。“微環(huán)境”是半導(dǎo)體工業(yè)中常用的術(shù)語(yǔ)，“隔離裝置”“屏障技術(shù)”則在生物潔凈如制藥工業(yè)中經(jīng)常用到。
各種凈化級(jí)別的潔凈室實(shí)際上就是一種隔離裝置，使加工工藝及其加工的產(chǎn)品遠(yuǎn)離污染，提高產(chǎn)品的優(yōu)良率。可以說(shuō)，潔凈技術(shù)就是隔離技術(shù)。在潔凈技術(shù)的發(fā)展中曾依次使用過(guò)四種半導(dǎo)體工業(yè)中的潔凈室模式，分別是：全室型、混合型、潔凈隧道型和潔凈管道型。

上圖中，a為全室型；b為混合型；c為潔凈隧道型；d為潔凈管道型
從上面提到的四種潔凈方式或四代解精髓的發(fā)展方式可以看出，潔凈技術(shù)的發(fā)展反向就是在努力提高潔凈度等級(jí)的同時(shí)，盡可能的減少超潔凈區(qū)域的容積，降低潔凈廠房的造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用，達(dá)到小化生產(chǎn)成本的目的。
二、微環(huán)境
微環(huán)境就是利用物理屏障將關(guān)鍵的生產(chǎn)區(qū)域加以隔離，免遭污染，并未其提供質(zhì)量好的空氣。而隔離區(qū)域以外的其它區(qū)域，獲得的空氣質(zhì)量可以不如微環(huán)境那樣好，見(jiàn)圖所示：
        
左圖是不帶微環(huán)境的常規(guī)潔凈室設(shè)計(jì)圖。在潔凈室中，在工作人員將硅晶片從一個(gè)設(shè)備移到另一個(gè)設(shè)備的地方，系統(tǒng)提供了大量的單向流空氣，以保證好的空氣條件（即圖中的白色部分，ISO 3級(jí)水平）。用隔板與設(shè)備隔開(kāi)的服務(wù)區(qū)，則提供質(zhì)量較低的空氣（即圖中的陰影部分，ISO 6級(jí)水平）
右圖是使用了微環(huán)境的設(shè)計(jì)圖。由微環(huán)境提供高質(zhì)量的環(huán)境條件（圖中白色部分，要求為ISO 3級(jí)），而在生產(chǎn)區(qū)和服務(wù)區(qū)均只提供了質(zhì)量較低的空氣（圖中陰影部分，要求為ISO 6級(jí)或更差些）?？梢钥闯?，這種使用了微環(huán)境的設(shè)計(jì)可以大大降低整個(gè)系統(tǒng)的送風(fēng)量，既保證了工藝區(qū)域要求的空氣潔凈度，又降低了能量消耗。
三、SMIF/微環(huán)境系統(tǒng)
微環(huán)境和SMIF不*是一回事。使用微環(huán)境是將加工物件如硅晶片從暴露的區(qū)域里隔離開(kāi)來(lái)，免遭污染；同時(shí)，還可以專門(mén)設(shè)計(jì)一種運(yùn)載晶片的載體在工藝設(shè)備之間運(yùn)送硅晶片，用來(lái)防止硅晶片在運(yùn)送的途中被外部的空氣污染。這種專門(mén)設(shè)計(jì)的載體就是“標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口，即SMIF”。
SMIF/微環(huán)境系統(tǒng)是SMIF與微環(huán)境結(jié)合在一起，形成一個(gè)獨(dú)立的工作單元。是由SMIF系統(tǒng)、凈化設(shè)備、圍擋結(jié)構(gòu)組成，如圖所示：

SMIF系統(tǒng)是個(gè)自動(dòng)化機(jī)械裝置，是自動(dòng)物料搬運(yùn)系統(tǒng)的三個(gè)組成部分里的一部分。下面從200mm吊艙來(lái)談SMIF。使用SMIF的工廠使用了封閉式吊艙，在每一臺(tái)設(shè)備上都有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的裝載接口來(lái)打開(kāi)吊艙。此外，與SMIF組合的每一臺(tái)設(shè)備都有一個(gè)微環(huán)境，當(dāng)晶片從吊艙中搬出后，這個(gè)微環(huán)境為晶片提供了一個(gè)潔凈的環(huán)境。因?yàn)镾MIF的吊艙有通用的自動(dòng)化接口，而且晶片一直與工廠中吊艙移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的潛在污染保持隔離，SMIF的吊艙非常適合AMHS?？梢?jiàn)SMIF是與200mm吊艙聯(lián)系在一起的。
與200mmSMIF概念類似，300mm的FOUP將吊艙密封在一個(gè)可控制的環(huán)境內(nèi)，而且用于操作SMIF吊艙的同樣類型的機(jī)械手也用于工廠內(nèi)的自動(dòng)搬運(yùn)FOUP。FOUP和SMIF在概念上主要有兩點(diǎn)不同：一是FOUP的開(kāi)門(mén)在前面，而SMIF的吊艙在底板開(kāi)門(mén)；二是FOUP內(nèi)部有一個(gè)內(nèi)嵌的晶圓片夾，而SMIF吊艙內(nèi)部是一個(gè)可以移動(dòng)的晶圓片夾。
硅晶片在工藝設(shè)備之間的運(yùn)送是靠一種標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口箱（SMIF）來(lái)進(jìn)行的，這些接口箱通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口的插槽卡在機(jī)器上。晶片在機(jī)器上加工之后，又放回到接口箱，并與機(jī)器分離，再送到另一臺(tái)機(jī)器上，放入其接口中。接口箱可以由人工搬運(yùn)，也可以由自動(dòng)化運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)輸。
四、SMIF的組成
SMIF系統(tǒng)有三個(gè)主要部件：SMIF吊艙、SMIF活動(dòng)臂以及帶潔凈空氣供應(yīng)的設(shè)備密閉罩。

SMIF吊艙是一個(gè)特別設(shè)計(jì)的密閉容器，它有兩個(gè)特點(diǎn)：一個(gè)是密封出入口門(mén)的密封墊，另一個(gè)是*包圍晶片盒的活動(dòng)襯里。襯里采用特殊性質(zhì)的材料制成，可以提供一個(gè)特殊的局部并將對(duì)SMIF吊艙進(jìn)行清潔的需要減至小。盒中晶片的安全通過(guò)一個(gè)有效的止動(dòng)器保證，
止動(dòng)器可自動(dòng)縮回使晶片盒進(jìn)出吊艙。
SMIF臂由特殊設(shè)計(jì)的機(jī)器人組成，它能*將晶片盒自動(dòng)取出和放置到設(shè)備的變址器上。這樣，在晶片盒運(yùn)送過(guò)程中，可使沉降在晶片上的粒子減至少。對(duì)于各類加工設(shè)備的適應(yīng)性，該系統(tǒng)具有通用晶片盒放置能力。
SMIF密閉罩是一種硬質(zhì)的屏障物，將工藝設(shè)備圍在其中，類似一個(gè)小型的潔凈島，可以實(shí)現(xiàn)加工設(shè)備與外界環(huán)境的隔離。加工設(shè)備的隔離區(qū)可以達(dá)到優(yōu)于1級(jí)的潔凈環(huán)境（FFU中安裝的是ULPA過(guò)濾器）。SMIF臂通過(guò)SMIF出入口為晶片盒進(jìn)入隔離設(shè)備環(huán)境提供一種方式，并且沒(méi)有來(lái)自外部環(huán)境的影響。SMIF密閉罩由FFU、結(jié)構(gòu)框架和透明面板組成。
上圖所示的是晶片盒正裝入吊艙的情況，節(jié)點(diǎn)表示出入口與SMIF吊艙門(mén)之間的SMIF密封。