具有线性传送系统的半导体处理装置制造方法及图纸

提出了一种在处理工具（１０）中操纵半导体晶片的传送系统。该系统包括：配置在处理工具（１０）内的传送单元导向装置（６６），当晶片传送单元在第一位置和第二位置之间移动时用于支撑晶片传送单元（６１）。传送单元导向装置（６６）包括框架（６５）、安装在框架（６５）上的横向导轨（６３）和设置在传送单元导向装置（６６）上最靠近横向导轨（６３）的一串磁部件（７１，７４）。晶片传送单元（６２）包括与横向导轨（６３）可移动地连接的轨道（８４）、操纵半导体晶片的晶片传送臂组件（８６）。在轨道（８４）上与磁部件（７１，７４）相配合的关系安装磁铁以沿导轨移动传送单元（６２）。致动器用于控制传送单元（６２）和传送臂组件（８６）的位置，传感器用于判断传送单元（６２）和传送臂组件（８６）的位置。远离传送单元（６２）配置控制器（１０１），该控制器响应传感器（９１）利用致动器引导传送单元（６２）和传送臂组件（８６）的移动。在致动器、传感器和控制器（１０１）之间建立通信链路。最好，该通信链路是光纤链路。（*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P96-0011)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在处理工具中操纵半导体晶片的传送系统。该系统包括配置在处理工具内的传送单元导向装置，当单元在第一位置和第二位置之间移动时用于支撑晶片传送单元。传送单元导向装置包括框架、安装在框架上的横向导轨和设置在传送单元导向装置上最靠近横向导轨的一串磁部件。晶片传送单元包括与横向导轨可移动地连接的轨道、操纵半导体晶片的晶片传送臂组件。在轨道上与磁部件配合的关系安装磁铁以沿导轨移动传送单元。致动器用于控制传送单元和传送臂组件位置，传感器用于判断传送单元和传送臂组件位置。远离传送单元配置控制器，该控制器响应于从传感器接收的信号，并将控制信号提供给致动器，以响应传感器利用致动器引导传送单元和传送臂组件的移动。在致动器、传感器和控制器之间建立通信链路。最好，该通信链路是光纤链路。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。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10或代替现行的处理模件19。本专利技术的处理工具10最好包括与处理工具10的侧面连接的后面关闭表面18。如图1所示，空气供给26最好设置在处理部分14的相对的处理模件中间。接口部分12、处理部分14的侧面、关本文档来自技高网...

【技术保护点】
传送系统，用于在处理装置的处理部分内操纵半导体晶片，该传送系统包括： 配置在处理装置内的传送单元导向装置，当晶片传送单元在第一位置和第二位置之间移动时用于支撑晶片传送单元，传送单元导向装置包括框架、安装在框架上的横向导轨和设置在传送单元导向装置上最靠近横向导轨的一串磁部件； 晶片传送单元，包括与横向导轨可移动地连接的轨道、操纵半导体晶片的晶片传送臂组件、按与磁部件配合的关系安装在轨道上沿导轨移动传送单元的磁铁、响应于控制信号控制传送单元和传送臂组件位置的致动器、用于监视传送单元和传送臂组件位置的传感器； 远离传送单元配置的控制器，该控制器响应于从传感器接收的信号，并将控制信号提供给致动器，用以引导传送单元和传送臂组件的移动；和 在晶片传送单元和控制器之间的通信链路，以便于控制晶片传送单元的操作。

【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 08/990,1071.传送系统，用于在处理装置的处理部分内操纵半导体晶片，该传送系统包括配置在处理装置内的传送单元导向装置，当晶片传送单元在第一位置和第二位置之间移动时用于支撑晶片传送单元，传送单元导向装置包括框架、安装在框架上的横向导轨和设置在传送单元导向装置上最靠近横向导轨的一串磁部件；晶片传送单元，包括与横向导轨可移动地连接的轨道、操纵半导体晶片的晶片传送臂组件、按与磁部件配合的关系安装在轨道上沿导轨移动传送单元的磁铁、响应于控制信号控制传送单元和传送臂组件位置的致动器、用于监视传送单元和传送臂组件位置的传感器；远离传送单元配置的控制器，该控制器响应于从传感器接收的信号，并将控制信号提供给致动器，用以引导传送单元和传送臂组件的移动；和在晶片传送单元和控制器之间的通信链路，以便于控制晶片传送单元的操作。2.根据权利要求1所述的传送系统，其中，晶片传送单元和控制器之间的通信链路为光通信链路。3.根据权利要求2所述的传送系统，其中，光通信链路包括在晶片传送单元和控制器之间延伸的一个或多个光纤线路。4.根据权利要求1所述的传送系统，还包括安装在框架上的另一横向导轨，平配置于横向导轨正下方；与另一横向导轨可移动地连接的轨道。5.根据权利要求1所述的传送系统，还包括角度调整机构，用于调整晶片传送臂组件相对于轨道的角度取向。6.根据权利要求4所述的传送系统，还包括角度调整机构，用于调整晶片传送臂组件相对于轨道的角度取向。7.根据权利要求4所述的传送系统，其中，利用各自柔顺的安装组件使轨道与横向导轨和另一横向导轨连接。8.半导体晶片处理装置，包括晶片传送系统，包括沿线性传送路径延伸的中心支架，配置并安装在中心支架第一侧面上的第一晶片传送单元，用于沿线性传送路径平移运动，配置并安装在中心支架第二侧面上的第二晶片传送单元，用于沿线性传送路径与第一传送单元平行地平移运动；在所述晶片传送系统的相对侧面附近的多个晶片处理模件；和所述第一晶片传送单元和第二晶片传送单元适于分别支撑单独的半导体晶片并适合接近用于在模件之间传送半导体晶片的各所述晶片处理模件。9.根据权利要求8所述的半导体晶片处理装置，其中，所述第一晶片传送单元和第二晶片传送单元利用各自的线性磁性电机沿传送路径移动。10.根据权利要求8所述的半导体晶片处理装置，其中，所述至少一个晶片传送单元包括轨道；与所述轨道连接的晶片传送臂，一般在水平平面上两维移动，晶片传送臂有在其末端安装的真空支架，以固定半导体晶片；相对于所述轨道调整所述晶片传送臂的垂直位置的传送臂升降机。11.根据权利要求8所述的半导体晶片处理装置，其中，各所述第一晶片传送单元和第二晶片传送单元包括位置传感器，用于确定各个晶片传送单元相对于所述晶片处理模件的位置。12.根据权利要求8所述的半导体晶片处理装置，还包括在所述晶片传送带附近的至少一个晶片接口模件，用于支撑在其内有多个半导体晶片的晶片盒；所述晶片接口构成为可将所述晶片盒置于取出位置上，以允许所述第一晶片传送单元和第二晶片传送单元的至少一个在所有晶片盒中存取半导体晶片。13.根据权利要求12所述的半导体晶片处理装置，其中，各所述至少一个所述晶片接口包括晶片盒十字转门，用于在加载位置和传送位置之间移动晶片盒；在所述晶片盒十字转门附近的晶片盒升降机，该晶片盒升降机构成为在其之间传送晶片盒并将晶片盒提供到取出位置。14.根据权利要求12所述的半导体晶片处理装置，其中，所述半导体晶片处理装置还包括在所述至少一个晶片接口模件附近并构成为允许晶片盒从其通过的晶片盒装载门。15.根据权利要求8所述的半导体晶片处理装置，还包括第一晶片接口模件，用于接收包括未处理的半导体晶片的晶片盒，第一晶片接口模件将未处理的半导体晶片送至在一般水平取出位置上的晶片传送组件；第二晶片接口模件，用于在晶片盒中接收来自晶片传送组件下面的处理过的半导体晶片，第二晶片接口模件从在一般水平插...

【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，韦恩J施密特，凯文W科伊尔，
申请(专利权)人：塞米图尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]