半导体衬底的自动化抛光及清洁制造技术

一种用于处理一组半导体晶片的半导体晶片处理系统包含：控制器；传送机器人，其由所述控制器控制；湿浴，其用于容纳清洁溶液；及匣，其定位于所述湿浴中用于固持所述一组晶片。所述传送机器人将所述晶片从传送位置传送到所述匣且所述控制器在所述传送期间控制所述传送机器人。送机器人。送机器人。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体衬底的自动化抛光及清洁
[0001]相关申请案的交叉参考
[0002]本申请案主张2020年7月21日申请的第16/947,157号美国非临时专利申请案的优先权，所述申请案特此以其全文引用的方式并入。


[0003]本公开的领域涉及处理半导体衬底，且特定来说涉及用于半导体晶片的自动化抛光及清洁的方法及系统。

技术介绍

[0004]半导体晶片通常用于生产其上印刷有电路系统的集成电路(IC)芯片。所述电路系统首先以小型化形式印刷到晶片的表面上。接着将晶片分解成电路芯片。此小型化电路系统要求每一晶片的前及后表面非常平坦且基本上没有缺陷以确保电路系统可正确地印刷在晶片的整个表面上方。为了完成这点，通常使用抛光工艺来改进从晶锭切割晶片之后晶片的前及后表面的平整度。当抛光晶片以准备通过电子束光刻或光刻工艺(以下称为“光刻”)在晶片上印刷小型化电路时，需要特别好、无缺陷的光洁度。
[0005]一旦晶片已被抛光，便在湿浴中清洁晶片以移除在抛光期间产生的任何碎屑。通常，在传送期间，使用真空笔固持晶片手动将晶片从抛光器传送到湿浴。即，操作者通常用真空笔拾取晶片并将晶片放置于湿浴中。自动化传送过程将提高晶片制造工艺的效率并降低生产成本。然而，通常在制造设施中传送晶片的机器人及通常清洁晶片的湿浴并非为在传送过程期间安全地将晶片放置于湿浴中而不会划伤或以其它方式损坏晶片所需的精密处置而设计。
[0006]此章节旨在向读者介绍可关于在下文中描述及/或主张的本公开的各种方面的技术的各种方面。据信此论述有助于向读者提供背景信息以促进更好地理解本公开的各种方面。因此，应理解这些陈述应在此意义上阅读且非作为现有技术的认可。

技术实现思路

[0007]本公开的一个方面涉及一种用于处理一组半导体晶片的半导体晶片处理系统。所述系统包含：控制器；传送机器人，其由所述控制器控制；湿浴，其用于容纳清洁溶液；及匣，其定位于所述湿浴中用于固持所述一组晶片。所述传送机器人将所述晶片从传送位置传送到所述匣且所述控制器在所述传送期间控制所述传送机器人。
[0008]本公开的另一方面涉及一种用于处理晶片的晶片处理系统。所述系统包含传送机器人、湿浴、匣、自动引导车(AGV)及匣固持器。所述湿浴包含壁且界定用于容纳清洁溶液的容器。所述匣定位于所述湿浴内用于固持所述晶片。所述传送机器人将所述晶片从传送位置传送到所述匣。所述AGV包含用于将所述匣定位于所述湿浴中且将所述匣从所述湿浴移除的机械臂。所述匣固持器附接到所述壁用于固持所述匣在所述湿浴内的位置。所述AGV将所述匣定位于所述匣固持器内且从所述匣固持器移除所述匣。
[0009]本公开的又一方面涉及一种处理晶片的方法。所述方法包含：用自动引导车(AGV)将匣定位于湿浴内。所述方法还包含用传送机器人将所述晶片从传送位置传送到所述匣。所述方法进一步包含用所述AGV从所述湿浴移除所述匣及所述晶片。
[0010]对本公开的上述提及的方面进行注释的特征存在各种改善。其它特征还可被并入本公开的上述提及的方面中。这些改善及额外的特征可个别或以任何组合存在。例如，下文关于本公开的任何说明实施例所论述的各种特征可单独地或以任何组合并入本公开的任何上述方面中。
附图说明
[0011]图1是半导体晶片处理系统的示意性框图。
[0012]图2是抛光器及卸除机器人的透视图。
[0013]图3是抛光器及卸除机器人的另一透视图。
[0014]图4是6轴机器人的透视图。
[0015]图5是传送机器人及传送位置的透视图。
[0016]图6是传送机器人及传送位置的透视图。
[0017]图7是传送机器人及湿浴的透视图。
[0018]图8是湿浴的俯视图。
[0019]图9是湿浴及匣的俯视图。
[0020]图10是包含匣的湿浴及匣及湿浴中的多个晶片的透视图。
[0021]图11是包含定位于匣台引导件上的匣的湿浴的示意侧视图。
[0022]图12是包含定位于匣台引导件上的匣的湿浴的另一示意侧视图。
[0023]图13是定位于湿浴旁边的自动引导车的示意侧视图。
[0024]图14是匣的透视图。
[0025]图15是定位于湿浴旁边的自动引导车的透视图。
[0026]图16是处理晶片的方法的流程图。
[0027]尽管可在一些附图中而非在其它附图中展示各种实例的具体特征，但此仅是为了方便。任何附图的任何特征可结合任何其它附图的任何特征引用及/或主张。
[0028]除非另有指示，否则附图意在说明本公开的实例的特征。此等特征被认为适用于包括本公开的一或多个实例的多种系统。附图并不意在包含所属领域的一般技术人员已知的实践所公开的公开实例所需的所有常规特征。
具体实施方式
[0029]合适衬底(其可被称为半导体或硅“晶片”)包含单晶硅衬底，其包含通过自由柴克劳斯基法形成的晶锭切割晶片而获得的衬底。每一衬底包含中心轴、前表面及平行于前表面的后表面。
[0030]参考图1，半导体晶片处理系统100包含抛光器102、卸除机器人104、传送位置106、传送机器人108、包含匣112的湿浴110、自动引导车(AGV)114及控制器116。抛光器102抛光晶片118，卸除机器人104将晶片从抛光器卸除到传送位置106，传送机器人108将晶片从传送位置传送到湿浴110中的匣112，且AGV 114在晶片已在湿浴中清洁之后从湿浴移除匣用
于晶片的进一步处理。系统100通过使用机器人104、108及114来卸除及装载晶片118以及使用控制器116来控制机器人而自动化卸除、装载及清洁过程。因此，系统100提高整个晶片生产工艺的效率并降低生产晶片的总成本。
[0031]参考图2及3，抛光器102是粗抛光或精抛光晶片118的双面抛光器。粗抛光及精抛光可通过(例如)化学机械平坦化(CMP)实现。CMP通常涉及将晶片118浸入研磨浆中及抛光晶片。通过化学及机械作用的组合，使晶片118的表面平滑化。通常执行抛光直到达到化学及热稳定状态且直到晶片118已达到其目标形状及平整度为止。
[0032]抛光器102包含第一抛光组合件(未展示)及第二抛光组合件(下抛光组合件)122。第一轴件(未展示)附接到第一抛光组合件，且第二轴件(未展示)附接到第二抛光组合件122。晶片118定位于第一与第二抛光组合件之间，且第一及第二轴件同时旋转第一及第二抛光组合件，从而抛光晶片。
[0033]参考图4，卸除机器人104、传送机器人108及AGV 114各自包含6轴机器人臂124，所述6轴机器人臂124包含基底126、第一臂128、基底
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第一臂铰链130、第二臂132、第一臂
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第二臂铰链134、尖端136及第二臂
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尖端铰链138。基底126支撑6轴机器人臂124，且基底
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第一臂铰链130将基底可移动地附接到第一臂128本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于处理一组半导体晶片的半导体晶片处理系统，所述系统包括：控制器；传送机器人，其由所述控制器控制；湿浴，其用于容纳清洁溶液；及匣，其定位于所述湿浴中用于固持所述一组晶片，其中所述传送机器人将所述晶片从传送位置传送到所述匣且所述控制器在所述传送期间控制所述传送机器人。2.根据权利要求1所述的晶片处理系统，其中所述传送机器人包含6轴机器人及附接到所述6轴机器人用于在所述传送位置与所述湿浴之间的所述传送期间固持所述晶片的晶片末端执行器。3.根据权利要求1所述的晶片处理系统，其进一步包括用于将所述晶片从抛光器传送到所述传送位置的卸除机器人。4.根据权利要求3所述的晶片处理系统，其中所述卸除机器人包含6轴机器人。5.根据权利要求3所述的晶片处理系统，其中所述卸除机器人包含用于在所述抛光器与所述传送位置之间的所述传送期间固持所述晶片的真空附件。6.根据权利要求3所述的晶片处理系统，其中所述抛光器包含双面抛光器，且所述一组半导体晶片包含至少5个半导体晶片。7.根据权利要求1所述的晶片处理系统，其进一步包括自动引导车(AGV)，所述自动引导车(AGV)包含用于将所述匣定位于所述湿浴中且将所述匣从所述湿浴移除的机械臂。8.根据权利要求7所述的晶片处理系统，其中所述AGV包含附接到所述机械臂用于将所述AGV附接到所述匣的匣传送附件。9.根据权利要求8所述的晶片处理系统，其中所述匣传送附件包含用于附接到所述匣的所述匣传送附件的匣夹及用于在所述AGV将所述匣定位于所述湿浴内时将所述匣定位于所述湿浴内的定心杆。10.一种用于处理晶片的晶片处理系统，所述系统包括：传送机器人；湿浴，其包含壁且界定用于容纳清洁溶液的容器；匣，其定位于所述湿浴内用于固持所述晶片，其中所述传送机器人将所述晶片从传送位置传送到所述匣；自动引导车(AGV)，其包含用于将所述匣定位于所述湿浴中且将所述匣从所述湿浴移除的机械臂；及匣固持器，其附接到所述壁用于维持所述匣在所述湿浴内...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴新培，金相俊，
申请(专利权)人：环球晶圆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：