用于处理晶片的设备和方法技术

公开了一种用于制造半导体器件的设备和方法。根据本发明专利技术，用于将晶片从晶片存储容器传送到晶片处理设备的晶片传送装置包括用来减小可能进入晶片容器的杂质量的流动室。该晶片传送设备提供用于允许两种气体流过传送设备的流动室的两个气体入口。这些导致减小能进入晶片容器的杂质的数量，依次导致用更可靠的性能特征以及高制造成品率制造器件。

【技术实现步骤摘要】
相关申请本申请依据2003年2月25日申请的韩国专利申请号KR 2003-11777的优先权。在此引入该申请的全部内容作为参考。
技术介绍
随着半导体集成电路的尺寸和线宽的设计规则减小，处理过程中器件和基底或晶片的污染问题变得更重要。对于这些器件的非常清洁的处理环境的要求增加。随着晶片的尺寸增加，例如，从200mm直径晶片增加到300mm晶片，完全自动化系统已变成处理晶片的需要。300mm晶片的面积比200mm晶片的面积大2.25倍，300mm晶片比200mm晶片重约2.2倍。晶片尺寸和重量的这些增加以及更清洁的处理环境的要求已导致晶片处理的完全自动化的要求。SEMI标准提供用于半导体处理和处理设备的标准。例如，SEMI标准定义包括接在其一个或多个装载进出口收来自工厂材料处理系统的晶片装载体的晶片或基底装载体处理器的设备前端模块(EFEM)(如SEMI E15.1规定)。EFEM一般包括用于接收装载体的装载进出口、传送单元和支架或“微环境”。常规的开放型晶片容器一般暴露于清洁室环境。结果，整个清洁室通常保持晶片要求的清洁度。随着清洁度需求变得更严格，保持一个可接受的清洁室变得非常昂贵。封闭型晶片容器通过防止容器中的晶片暴露于清洁室环境可以分开清洁室中的环境。前开口统一盒(FOUP)是封闭型晶片容器的一个种类型。美国专利号US6074154公开了具有基底传输系统的常规基底处理系统。美国专利号US6032704公开了晶片处理系统中使用的常规晶片存储容器或盒子。在此引入这两个美国专利的全部内容作为参考。图1为包含具有EFEM 40的制造处理系统或工具10的示意性俯视图。EFEM包括支架12和多个晶片盒装载台14。界面壁16将清洁室18与容纳了处理系统10的灰色区域20隔开。单晶片处理工具可以包括一个或多个装载锁定室22、中央传送室24和安装在传送室24上的多个处理室26。布置在支架12中的机械手28将晶片从布置在盒装载台14上的晶片盒移动到装载锁定室22中。布置在传送室24中的机械手30将晶片从装载室22移动到处理室26中。盒装载台14接收盒子(FOUP)，且装载在FOUP中的晶片被传送到支架12和晶片处理设备10。图2为包含具有吸入空气到EFEM 40的晶片处理区内的风扇42和过滤器44的处理系统10和EFEM 40的剖视图。当硅片曝露于空气中时，生长不希望的自然氧化物。在常规系统中，为了减少氧化物生长，风扇42可以引入惰性气体到EFEM 40中，代替空气。然而，该方法的成本非常高。晶片容器或盒子(FOUP)13安装在EFEM 40的进出口14上。EFEM 40包括其上可以安装从盒子13传送的晶片的平台15。在上面引入作参考的美国专利号US6032704中描述了具有惰性气体注入器的晶片容器。但是，该技术的缺点是处理器或EFEM或晶片容器具有复杂的结构和高成本。
技术实现思路
本专利技术涉及减小晶片处理系统中的杂质量的解决方法。在一个方面，本专利技术涉及。流动室包括允许第一气体流入流动室的第一气体入口。其处晶片进入流动室的晶片入口连接到晶片存储装置。其处晶片退出流动室的晶片出口连接到晶片处理设备。流动室中的机械手设备将晶片从晶片入口移动到晶片出口。第二气体入口允许第二气体进入流动室，以致第二气体与第一气体结合并流入晶片存储装置，以致减小进入晶片存储装置的杂质的数量。第一气体容器包括清洁的干燥空气。第二气体容器是惰性的、稳定的气体。第二气体可以包括氮气、氩气、氦气和/或清洁的干燥空气。在一个实施例中，晶片存储装置是前开口统一的盒子(FOUP)。本专利技术的设备可以是设备前端模块(EFEM)。第一气体在流动室中具有基本上层流。第二气体在流动室中也具有基本上的层流，第二气体不引入涡流到流动室。第一和第二气体的混合流基本上是层流。本专利技术的设备可以包括将第一气体移动到流动室的风扇和用于过滤流动室中流动的第一气体的过滤器。流动室可以包括微环境。该设备还可以包括允许第三气体进入流动室的第三气体入口。在一个实施例中，机械手元件是晶片处理器。在另一方面，本专利技术涉及用于制造半导体器件的设备和方法。根据本专利技术的该方面，晶片存储装置存储其上将制造器件的半导体晶片。晶片处理设备在晶片上执行制造工序，晶片传送设备将晶片在晶片存储装置和晶片处理设备之间传送。晶片传送设备包括具有用于允许第一气体在流动室流动的第一气体入口。其处晶片进入流动室的晶片入口连接到晶片存储装置。其处晶片退出流动室的晶片出口连接到晶片处理设备。流动室中的机械手设备将晶片从晶片入口移动到晶片出口。第二气体入口允许第二气体进入流动室，以致第二气体与第一气体结合并流入晶片存储装置，以致减小进入晶片存储装置的杂质量。第一气体容器包括清洁的干燥空气。第二气体容器可以是惰性的、稳定的气体。第二气体可以包括氮气、氩气、氦气和/或清洁的干燥空气。在一个实施例中，晶片存储装置是前开口统一的盒子(FOUP)。本专利技术的设备可以是设备前端模块(EFEM)。第一气体在流动室中具有基本上层流。第二气体在流动室中也具有基本上的层流。第二气体不将涡流引入流动室。第一和第二气体的混合流基本上是层流。本专利技术的设备可以包括将第一气体移动到流动室的风扇和用于过滤流动室中流动的第一气体的过滤器。流动室可以包括微环境。该设备还可以包括允许第三气体进入流动室的第三气体入口。在一个实施例中，机械手元件是晶片处理器。在一个实施例中，晶片处理设备是化学气相淀积设备。在另一实施例中，晶片处理设备是熔炉。晶片处理设备也可以是干刻蚀设备或测量设备。本专利技术的晶片处理系统提供超过现有方法的多种优点。因为两个气体入口导致两种气体在传送设备的流动室中流动，基本上防止杂质进入晶片存储装置，即FOUP。结果，可以以更高的成品率制造更可靠的器件。附图说明从本专利技术的优选实施例的更具体描述将使本专利技术的上述及其他目的、特点和优点显而易见，如附图所说明，其中在所有不同的示图中，相同的参考标记指相同的部分。附图没有必要按比例，重点在于说明本专利技术的原理。图1是常规晶片处理系统的示意性示图。图2是图1的晶片处理系统的剖视图。图3是EFEM的模拟曲线图，示出了EFEM的内部和外部的NH3的常规分布。图4是EFEM的模拟曲线图，示出了EFEM中的Cl2杂质的常规分布。图5是EFEM的模拟曲线图，示出了从常规EFEM的顶部到底部的气流和其上安装的晶片容器，表示层流(laminar flow)和旋流。图6是根据本专利技术的EFEM的示意透视图，示出了EFEM中装配的惰性气体喷嘴。图7是根据本专利技术的EFEM的模拟曲线图，示出了晶片容器和EFEM中的NH3杂质的分布。图8是根据本专利技术的EFEM的模拟曲线图，示出了晶片容器和EFEM中的Cl2杂质的分布。图9是根据本专利技术、在EFEM中装配的惰性气体喷嘴的示意性示图。图10是连接到EFEM的湿载台的俯视图。图11A和11B为包含根据本专利技术在形成自对准接触(SAC)和淀积导电层的制造工序中的半导体器件的示意性剖视图。具体实施例方式图3和4说明在EFEM 40和FOUP 13中模拟的杂质分布。图3说明杂质的分布，在该示例性图例中包括来自EFEM 40外部的NH3杂质。图4说明杂质的分布，在该示例性图例中包括从相邻的晶片处理设备引本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理晶片的设备，包括：具有第一气体入口的流动室，第一气体入口允许第一气体在流动室中流动；在其处晶片进入流动室的晶片入口，晶片入口连接到晶片存储装置；在其处晶片退出流动室的晶片出口，晶片出口适合于连接到晶片处理 设备；在流动室中用于将晶片从晶片入口移动到晶片出口的机械手设备；以及允许第二气体进入流动室，以致第二气体与第一气体结合并流入晶片存储装置，以致减小进入晶片存储装置的杂质数量的第二气体入口。

【技术特征摘要】
KR 2003-2-25 11777/2003;US 2003-7-14 10/619,1121.一种用于处理晶片的设备，包括具有第一气体入口的流动室，第一气体入口允许第一气体在流动室中流动；在其处晶片进入流动室的晶片入口，晶片入口连接到晶片存储装置；在其处晶片退出流动室的晶片出口，晶片出口适合于连接到晶片处理设备；在流动室中用于将晶片从晶片入口移动到晶片出口的机械手设备；以及允许第二气体进入流动室，以致第二气体与第一气体结合并流入晶片存储装置，以致减小进入晶片存储装置的杂质数量的第二气体入口。2.如权利要求1的设备，其中第一气体包括清洁的干燥空气。3.如权利要求1的设备，其中第二气体包括从由惰性气体、稳定气体、氮气、氩气、氦以及清洁的干燥空气构成的组中选出的至少一种气体。4.如权利要求1的设备，其中晶片存储装置是前开口统一的盒子(FOUP)。5.如权利要求1的设备，其中该设备是设备前端模块(EFEM)。6.如权利要求1的设备，其中第一气体在流动室中具有基本上的层流。7.如权利要求1的设备，还包括用于允许第三气体进入流动室的第三气体入口。8.如权利要求1的设备，其中机械手元件是晶片处理器。9.一种用于处理晶片的方法，包括提供具有第一气体入口的流动室，允许第一气体在流动室中流动；提供在其处晶片进入流动室的晶片入口，晶片入口连接到晶片存储装置；提供在其处晶片退出流动室的晶片出口，晶片出口适合于连接到晶片处理设备；在流动室中提供用于将晶片从晶片入口移动到晶片出口的机械手设备；以及允许第二气体进入流动室，以致第二气体与第一气体结合并流入晶片存储装置，以致减小进入晶片存储装置的杂质数量。10.如权利要求9的方法，其中第一气体包括清洁的干燥空气。11.如权利要求9的方法，其中第二气体包括从由惰性气体、稳定气体、氮气、氩气、氦以及清洁的干燥空气构成的组中选出的至少一种气体。12.如权利要求9的方法，其中晶片存储装置是前开口统一的盒子(FOUP)。13.如权利要求9的方法，其中该设备是设备前端模块(EFEM)。14.如权利要求9的方法，其中第一气体在流动室中具有基本上的层流。15.如权利要求9的方法，还包括允许第三气体进入流动室。16.如权利要求9的方法，其中机械手元件是晶片处理器。17.一种用于制造半导体器件的设备，包括用于存储其上制造器件的半导体晶片的晶片存储装置；用于在晶片上执行制造工序的晶片处理设备；以及用于在晶片存储装置和晶片处理设备之间传送晶片的晶片传送设备，晶片传送设备包括具有第一气体入口的流动室，允许第一气体在流动室中流动；在其处晶片进入流动室的晶片入口，晶片入口连接到晶片存储装置，在其处晶片退出流动室的晶片出口，晶片出口适合于连接到晶片处理设备；在流动室中用于将晶片从晶片入口移动到晶片出口的机械手设备，以及允许第二气体进入流动室，以致第二气体与第一气体结合并流入晶片存储装置，以致减小进入晶片存储装置的杂质数量的第二气体入口。18.如权利要求17的设备，其中第一气体包括清洁的干燥空气。19.如权利要求17的设备，其中第二气体包括从由惰性气体、稳定气体、氮气、氩气、氦以及清洁的干燥空气构成的组中选出的至少一种气体。20.如权利要求17的设备，其中晶片存储装置是前开口统一的盒子(FOUP)。21.如权利要求17的设备，其中该晶片传送设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建衡，赵显浩，蔡熙善，李善溶，李寿雄，郑在亨，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]