具有晶片重新取向机构的半导体处理装置制造方法及图纸

提供一种半导体处理装置。该处理装置包括输入部分（１２），该输入部分（１２）具有通过其可插入支撑多个半导体晶片（Ｗ）的托架（１６）的开口（３２）。当托架通过输入部分的开口插入时使该半导体晶片以一般的垂直状态取向。取向改变装置（４０）设置成可接收带有在一般垂直状态的半导体晶片的托架。取向改变装置可使托架重新取向，以便晶片以一般的水平状态重新取向。该处理装置还包括具有用于处理半导体晶片的多个处理台（２０，２２）的处理部分（１４）和设置成可接收在一般的水平取向上的半导体晶片的传送装置（６２）。该传送装置接收半导体晶片并将它们提供给处理部分中的一个或多个处理台。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请是在此引证供参考的U.S.S.N.(公司文件号P96-0018)和U.S.S.N.(公司文件号P96-0016)的部分继续申请。专利技术的背景在由半导体晶片制备半导体集成电路和其它半导体产品的生产中，经常需要在晶片上提供多金属层来用作相互电连接集成电路上的各种器件的互连金属敷层。通常用铝进行这种互连，可是，现已发现铜金属敷层是更可取的。特别是，已证明在半导体晶片上应用铜是一大技术难题。同时由于在半导体器件上可靠和低成本地形成铜层中的实际问题，因而还未能实现铜金属敷层的商业化。部分原因是，在合理的生产温度下较难实施铜的反应离子腐蚀或其它选择去除。期望选择去除铜以形成构图层和提供晶片相邻层之间或该晶片与其它晶片之间的导电互连。由于不能有效地使用反应离子腐蚀，因而工业上正寻求使用镶嵌(damascene)电镀工艺形成铜构图层来克服该问题，在期望铜构图的该构图层中使用孔，更普通地是称为通孔，沟槽和其它凹槽。在镶嵌工艺方法中，首先向晶片提供金属籽晶层，用于在随后的金属电镀步骤期间导通电流。该籽晶层是使用几个工艺中的一个或多个工艺涂敷的极薄金属层。例如，使用物理汽相淀积或化学汽相淀积工艺生产其厚度在1000埃数量级的层，由此形成金属籽晶层。籽晶层最好由铜、金、镍、钯和所有其它金属或大部分其它金属形成。在因存在通孔、沟槽或凹槽的其它器件结构部分而盘旋的表面上形成籽晶层。该露出表面的盘旋结构部分使以均匀方式形成籽晶层更加困难。籽晶层的非均匀可导致在随后的电镀工艺期间流过晶片露出表面的电流发生变化。这又可能使随后电镀在籽晶层上的铜层不均匀。这种不均匀可引起被形成的半导体器件缺损或失效。在镶嵌工艺中，电镀在籽晶层上的铜层为镀覆(blanket)层形式。镀敷该镀覆层使其形成覆盖层，目标是完全提供填充沟槽和通孔并在这些结构部分上延伸一定量的铜层。一般按10000-15000埃(1-1.5微米)数量级的厚度形成这种镀覆层。镶嵌工艺还包括去除存在于通孔、沟槽或其它凹槽外部的多余金属材料。去除该金属，提供将要形成的半导体集成电路中的构图的金属层。例如利用化学机械平面化可去除多余的镀敷材料。化学机械平面化是利用化学去除剂和研磨剂的混合作用，研磨和抛光露出的金属表面，去除在电镀步骤中涂敷的金属层的不希望部分的工艺步骤。电镀铜工艺的自动化难以实施，需要改进半导体镀敷系统的技术，其中该系统可在均匀的半导体制品上生产铜层并且可高效和低成本地生产。更具体地说，主要需要提供高效和可靠的自动铜镀敷系统。专利技术的概述提出一种半导体处理设备。该处理设备包括输入部分，具有通过其可插入托架的开口，该托架支撑多个半导体晶片。当托架通过输入部分的开口插入时使该半导体晶片以一般的垂直状态取向。取向改变装置设置成可接收带有按一般垂直状态的半导体晶片的托架。取向改变装置可使托架重新取向，以便晶片以一般的水平状态重新取向。该处理装置还包括具有多个用于处理半导体晶片的处理台的处理部分和设置成可接收在一般的水平状态的半导体晶片的传送装置。该传送装置接收半导体晶片和将它们提供给处理部分中的一个或多个处理台。附图的简要说明附图说明图1是按照本专利技术的半导体晶片处理工具的立体图。图2是沿图1所示半导体晶片处理工具的线2-2截取的剖面图。图3-8是按照本专利技术操作以在固定位置和取出位置之间交换晶片盒的半导体晶片处理工具的优选接口模件的晶片盒十字转门和升降机的示意图。图9是与半导体晶片处理工具的接口模件的晶片盒十字转门可啮合的优选晶片盒托盘的立体图。图10-15展示其中处理工具被模块化以有助于连续处理单元的端到端连接的一种方法。图16-19展示按照本专利技术一个实施例的晶片传送系统。图20-25展示按照本专利技术另一个实施例的另一个晶片传送系统。图26是半导体晶片处理工具的控制系统实施例的功能块框图。图27是用于控制晶片盒接口模件的接口模件控制子系统的主/从属控制结构的功能块框图。图28是与处理工具的晶片盒接口模件的元件耦合的接口模件控制子系统的功能块框图。图29是与处理工具的晶片传送装置的元件耦合的晶片传送装置控制子系统的功能块框图。图30是与处理工具的晶片处理模件的元件耦合的晶片处理模件控制子系统的功能块框图。图31是与处理工具的晶片接口模件的元件耦合的接口模件控制子系统的从属处理器的功能块框图。图32是与处理工具的晶片传送装置的元件耦合的晶片传送装置控制子系统的从属处理器的功能块框图。图33是用于电镀半导体晶片的向下表面的处理台的剖面图。图34展示包括连接到线性通道的套的提升/倾斜组件的图。图35展示包括在晶片垂直位置上取向的套和装载的晶片盒的提升/倾斜组件的另一个图。图36-38表示具有位于三个平移位置的线性通道的提升/倾斜组件的剖面图。图39展示可与套一起使用的H条组件的图。图40表示与套连接的倾斜传感器的取向。图41展示可用于检测晶片盒中有或没有晶片的激光映射系统。图42展示其中套垂直延伸通过激光映射系统的提升/倾斜组件的图。专利技术的详细说明参照图1，示出半导体晶片处理工具10的本优选实施例。处理工具10可包括接口部分12和处理部分14。通过接口部分12可将包含多个一般用W表示的半导体晶片的半导体晶片盒16装入处理工具10中或从其卸载。特别是，最好通过在面对处理工具10的壁的前外表面内的至少一个端口如第一端口32，装载或卸载晶片盒16。在处理工具10的接口部分12内可设置附加的第二端口33，以改善通道，可利用端口32作为输入端口，端口33作为输出端口。可利用各动力门35、36，覆盖通道端口32、33，由此隔离处理工具10的内部与清洁室。各门35、36可包括两个部分。上部和下部分别向上和向下移动进入处理工具10的前表面，以打开端口32、33和允许从其通过。一般利用晶片盒16传送多个半导体晶片。最好使晶片盒16取向成在将半导体晶片送入或送出处理工具10期间，在其中按竖直或垂直位置稳定地提供半导体晶片。有利的是，面对处理工具10的前外表面可与清洁室连接，以减少在插入和取出晶片盒16期间可能引入处理工具10中的有害污染物数量。此外，可将多个晶片盒16导入处理工具10内或从其中取出，以减少端口32、33的开启和处理工具10对于清洁室环境的暴露。接口部分12连接处理工具10的处理部分14。处理部分14可包括执行各种半导体处理步骤的多个半导体晶片处理模件。具体地说，图1所示的处理工具10的实施例包括限定处理部分14的第一横向表面的镀敷模件20。工具10的处理部分14最好包括附加的模件，如预湿模件22和与镀敷模件20相对的抗蚀剂剥离模件24。另外，在处理工具10内还可设置用于完成附加处理功能的其它模件。用处理工具10的处理模件执行的特定处理可以不同或有相同特性。可按各种顺序使用各种液态和气态处理步骤。处理工具10的特殊优点在于允许在对不同处理溶液设立的不同处理模件中连续地进行一系列复杂的处理。可在高受控工作空间11中有利地完成所有处理而没有手工操作，从而减少人工操作处理时间和沾污半导体晶片的机会。处理工具10的处理模件最好是组合式、可互换和可独立应用的单元。在处理工具10的安装增加灵活性之后，可改变由处理工具10执行的处理功能和允许改变处理方法。附加的晶片处理模件可添加给处理工具1本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于半导体晶片处理装置中的提升／倾斜组件，所述提升／倾斜组件包括：包括固定框架和可移动框架的线性通道；可旋转地与所述可移动框架连接的套，所述套在晶片水平取向和晶片垂直取向之间旋转；与所述线性通道耦合的电机；和与所述套连接的杠 杆，当所述套在所述晶片垂直取向上时，所述杠杆使所述套与真正的垂直偏移。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 1997-9-30 08/940,524;US 1997-12-15 08/991,0621.用于半导体晶片处理装置中的提升/倾斜组件，所述提升/倾斜组件包括包括固定框架和可移动框架的线性通道；可旋转地与所述可移动框架连接的套，所述套在晶片水平取向和晶片垂直取向之间旋转；与所述线性通道耦合的电机；和与所述套连接的杠杆，当所述套在所述晶片垂直取向上时，所述杠杆使所述套与真正的垂直偏移。2.根据权利要求1所述的提升/倾斜组件，还包括与所述可移动框架连接的扭簧组件，所述扭簧组件包括对所述套施加力的扭簧。3.根据权利要求1所述的提升/倾斜组件，还包括与所述可移动框架连接的套的电机，所述套的电机刚性地与所述套连接，在所述套中产生旋转。4.根据权利要求1所述的提升/倾斜组件，还包括与所述固定框架连接的导向装置和与所述杠杆连接的滚珠轴承，所述导向装置包括所述滚珠轴承可在其上移动的光滑表面。5.根据权利要求4所述的提升/倾斜组件，其中所述导向装置是斜坡。6.根据权利要求1所述的提升/倾斜组件，还包括安装到所述固定框架上的线性编码器LED组件和安装于所述可移动框架上的线性编码器CCD组件。7.根据权利要求1所述的提升/倾斜组件，还包括与所述套和所述可移动框架连接的倾斜传感器。8.根据权利要求1所述的提升/倾斜组件，还包括与所述套连接的H条传感器。9.根据权利要求1所述的提升/倾斜组件，还包括与所述可移动框架连接的管状传感器和与所述套连接的管状传感器接收器。10.根据权利要求1所述的提升/倾斜组件，还包括激光映射单元，该激光映射单元包括至少一个发射器；至少一个接收器；所述发射器设置成可通过位于所述套中的晶片盒发射能量，和所述接收器设置成可接收由所述发射器发射的所述能量。11.根据权利要求1所述的提升/倾斜组件，其中所述发射器发射光学能量并且所述接收器接收光学能量。12.半导体处理装置，包括输入部分，具有通过其可插入托架的开口，该托架支撑多个半导体晶片，当托架通过输入部分的开口插入时使该半导体晶片以一般的垂直状态取向；设置成可接收具有以一般的垂直状态取向的半导体晶片的托架的取向改变装置，该取向改变设备可使托架重新取向，以便晶片以一般的水平状态取向；具有用于处理半导体晶片的多个处理台的处理部分；设置成可接收在一般的水平取向上的半导体晶片和将它们提供给处理部分中的一个或多个处理台的传送装置。13.根据权利要求12所述的半导体处理装置，其中取向改变装置设置在输入部分中。14.根据权利要求12所述的半导体处理装置，其中处理部分包括至少一个电镀台。15.根据权利要求14所述的半导体处理装置，其中处理部分包括至少一个用铜镀敷一个或多个半导体晶片的电镀台。16.根据权利要求14所述的半导体处理装置，还包括设置成可接收来自传送装置的在一般水平取向上的已处理过的晶片的另一托架；设置成可接收带有在一般水平取向上的已处理过的半导体晶片的该另一托架的另一个取向改变装置，该另一个取向改变装置可使该另一托架重新取向，以便晶片以一般的垂直状态取向；具有开口的输出部分，该另一托架通过该开口从半导体处理装置移出。17.根据权利要求16所述的半导体处理装置，其中取向改变装置和另一个取向改变装置分别设置在输入部分和输出部分中。18.根据权利要求17所述的半导体处理装置，其中按并排的关系设置输入部分和输出部分。19.根据权利要求12所述的半导体处理装置，其中传送设备包括适于处理所述半导体晶片中的单个的机械手；线性驱动机构，支撑机械手和沿线性轨道驱动机械手到最接近取向改变装置的位置，以允许机械手从托架移出单个半导体晶片。20.根据权利要求16所述的半导体处理装置，其中传送装置包括适于处理所述半导体晶片中的单个的机械手；线性驱动机构，支撑机械手和沿线性轨道驱动机械手到最接近另一取向改变装置的位置，以允许机械手将单个已处理过的半导体晶片插入另一托架中。21.根据权利要求12所述的半导体处理装置，其中取向改变装置包括升降机，该升降机包括包括固定框架和可移动框架的线性通道；可旋转地与所述可移动框架连接的套，所述套在晶片水平取向和晶片垂直取向之间旋转；与所述线性通道耦合的电机；和与所述套连接的杠杆，当所述套在所述晶片垂直取向上时，所述杠杆使所述套与真正的垂直偏移。22.根据权利要求12所述的半导体处理装置，其中取向改变设备包括构成为可支撑托架和在加载位置与传送位置之间水平地旋转托架的十字转门，同时该托架设置成可固定在一般水平取向上的半导体晶片；与所述十字转门相邻且构成为在交换位置和取出位置之间可垂直移动托架的升降机，该升降机使托架重新取向，以便在取出位置时半导体晶片在一般的垂直取向；当十字转门设置在所述传送位置时和所述升降机设置在所述交换位置时，在所述十字转门与所述升降机之间传送托架。23.根据权利要求16所述的半导体处理装置，其中另一取向改变装置包括升降机，该升降机包括包括固定框架和可移动框架的线性通道；可旋转地与所述可移动框架连接的套，所述套在晶片水平取向和晶片垂直取向之间旋转；与所述线性通道耦合的电机；和与所述套连接的杠杆，当所述套在所述晶片垂直取向上时，所述杠杆使所述套与真正的垂直偏移。24.根据权利要求16所述的半导体处理装置，其中取向改变设备包括构成为可支撑托架和在加载位置与传送位置之间水平地旋转托架的十字转门，同时该托架设置成可固定在一般水平取向上的半导体晶片；与所述十字转门相邻且构成为在交换位置和取出位置之间可垂直移动托架的升降机，该升降机使托架重新取向，以便在取出位置时半导体晶片在一般的垂直取向；当十字转门设置在所述传送位置时和所述升降机设置在所述交换位置时，在所述十字转门与所述升降机之间传送托架。25.用于处理其中具有多个半导体工件的工件盒的工件接口模件，包括构成为可支撑至少一个工件盒和在加载位置与传送位置之间旋转所述至少一个工件盒的工件十字转门；与所述工件十字转门相邻且构成为在交换位置和取出位置之间可移动工件盒的工件升降机；其中当所述工件十字转门设置在所述传送位置时和所述工件升降机设置在所述交换位置时，在所述工件十字转门与所述工件...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯尔汉森，马克迪克斯，丹尼尔J伍德拉夫，弗莱德齐拉，
申请(专利权)人：塞米图尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]