專利名稱：一種半導(dǎo)體晶片的傳輸裝置以及傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體晶片的傳輸裝置以及半導(dǎo)體晶片的傳輸方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體的制程工藝中，需要處理的晶片或襯底需要從大氣環(huán)境中逐 步傳送到反應(yīng)腔室中進(jìn)行工藝處理，比如刻蝕工藝、物理氣象沉積等。 正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，把晶片傳送到反應(yīng)腔室，需要一個由一 系列的大氣設(shè)備和真空設(shè)備等組成的晶片傳輸系統(tǒng)。
圖1和圖2中示出了現(xiàn)有的半導(dǎo)體工藝用晶片傳輸設(shè)備，包括前端開 啟裝置10、大氣傳輸單元20和定位器(圖1中未示出)。其中定位器22 位于大氣傳輸單元20內(nèi)(如圖2所示)；還包括有負(fù)載鎖閉器30、傳輸 腔室40和反應(yīng)腔室50。大氣傳輸單元20中通常有一個大氣積4成手21(如 圖2所示)，其可以在前端開啟裝置10和負(fù)載鎖閉器30之間傳送晶片； 前端開啟裝置10用來開啟晶片盒的側(cè)門，以便于大氣機械手21能夠向 晶片盒中取放晶片。定位器22用于檢測校準(zhǔn)晶片中心，而負(fù)載鎖閉器30、 傳輸腔室40以及反應(yīng)腔室50構(gòu)成了真空傳輸系統(tǒng)，其中傳輸腔室40含 有一個真空機械手(圖中未示出)，其作用是在負(fù)載鎖閉器30和反應(yīng)腔 室50之間傳送晶片。負(fù)載鎖閉室30是較為特殊的部分，其可在大氣和 真空環(huán)境兩種狀態(tài)下頻繁地切換，當(dāng)其腔室內(nèi)部被充氣到大氣壓時，便 可以打開其與大氣傳輸單元20之間的通道，從而承載來自大氣機械手21 上的晶片，之后關(guān)上該通道并抽氣到真空狀態(tài)，然后再打開其與傳輸腔 室40之間的通道，讓真空機械手耳又走晶片，并由反應(yīng)腔室50來完成對 晶片進(jìn)行的各種工藝制程。
在實際工藝過程中，裝有晶片的晶片盒被人工或其它自動化設(shè)備放置到前端開啟裝置10上，然后前端開啟裝置IO打開晶片盒側(cè)門，位于大 氣傳輸單元20中的大氣機械手21從晶片盒中取出一片晶片并傳到定位 器22,經(jīng)過定位器22之后繼續(xù)傳送到負(fù)載鎖閉器30中，之后負(fù)載鎖閉 器30與大氣傳輸單元20之間的通道關(guān)閉，并4巴其中空氣抽出直到^L定 的真空度，晶片便處于真空環(huán)境中，此時位于傳輸腔室40中的真空機械 手把負(fù)載鎖閉器30中的晶片傳送到反應(yīng)腔室50中進(jìn)^f亍工藝處理，工藝 完畢后晶片按照相反流程被傳送到晶片盒中去(在返回過程中晶片不經(jīng) 過定位器22 )。
圖2中的X方向為大氣機械手21整體橫向線性軌道方向，如圖2所 示，開孔面板23中間的長條圓弧所形成的空間即是機械手在X方向左右 移動的范圍，此外機械手臂還能參照自身的中心運動，如圖3所示手臂 60能夠圍繞中心70做旋轉(zhuǎn)運動，也能執(zhí)行指向中心70的伸縮動作，還 能進(jìn)行垂直上下運動，此外手臂60的末端用于承載晶片80 (如圖3中所 示)。
若要求取出圖2中位于最左側(cè)的前端開啟裝置IO上的晶片盒中的晶 片，大氣機械手21需要沿X方向左移，之后手臂也進(jìn)行相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)和伸 縮，以便伸到晶片盒中并移出晶片；移出晶片后，整個機械手沿X方向 右移，然后手臂伸向定位器22,對晶片進(jìn)^f亍定位后，再取出晶片并傳送 到負(fù)載鎖閉器30中去，直到傳到反應(yīng)腔室50中并完成工藝處理，最后 該晶片#皮傳送回到最左側(cè)的前端開啟裝置10上的晶片盒中。
上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點在實際半導(dǎo)體晶片加工中，前端開啟裝置10 和反應(yīng)腔室50多數(shù)是——對應(yīng)的關(guān)系，這主要是便于質(zhì)量控制、檢測以 及滿足多種工藝的需求。這樣同一個前端開啟裝置IO上的晶片盒中的晶 片(通常為25片)要求傳送到同一個反應(yīng)腔室50中進(jìn)行工藝處理，最 后傳送回原處。但是對于一些工藝(比如刻蝕工藝)，晶片完成工藝處理 后，在返回晶片盒的過程中，其上存在的化學(xué)揮發(fā)物，比如氯化氫(HC1)， 沒有完全揮發(fā)，當(dāng)晶片返回晶片盒后，由于處在大氣環(huán)境中，揮發(fā)物與 水汽結(jié)合并聚集在晶片盒內(nèi)其它的晶片上，尤其是沒有經(jīng)過工藝處理的 晶片，從而造成它們之間的交叉污染并最終影響到產(chǎn)品良率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一 種可以完全避免交叉污染的、結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)、成本低廉的半導(dǎo)體 晶片的傳輸裝置。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下設(shè)計方案
本發(fā)明的一種半導(dǎo)體晶片的傳輸裝置，包括依次連接的前端開啟裝 置、大氣傳輸單元和負(fù)載鎖閉器，其中所述大氣傳輸單元包括取放晶片 的大氣機械手，所述大氣傳輸單元還包括至少一個與所述大氣機械手活 動范圍相適配的緩存器。
優(yōu)選地，所述緩存器位于所述大氣傳輸單元內(nèi)，并鄰近所述負(fù)載鎖 閉器的開口處。所述傳輸裝置還包括用于檢測和/或校準(zhǔn)晶片位置的定位 器，優(yōu)選地，該定位器位于所述緩存器的上方或下方。進(jìn)一步，優(yōu)選地 所述負(fù)載鎖閉器為兩個，所述緩存器也為兩個，且每個緩存器分別鄰近 于一個負(fù)載鎖閉器的開口處。所述定位器位于所述兩個負(fù)載鎖閉器的之 間，并且所述定位器的上端高度低于晶片傳輸面的高度。
優(yōu)選地，所述緩存器上開有至少兩個晶片槽，優(yōu)選開有25個晶片槽。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種對半導(dǎo)體晶片進(jìn)行傳輸方法，包括 利用大氣機械手從晶片容置機構(gòu)中抓取晶片的步驟、利用真空機械手將 晶片送往反應(yīng)腔室進(jìn)行晶片加工的步驟和利用大氣機械手將晶片放回晶 片容置機構(gòu)的步驟，其中，還包括將待加工的晶片或者已加工的晶片放 置于緩存器中的緩存步驟，使得未加工的晶片與加工后的晶片隔離放置。
優(yōu)選地，還包括通過測控裝置對緩存步驟的完成進(jìn)行測控的步驟， 當(dāng)緩存步驟已經(jīng)完成時，測控裝置發(fā)出指令進(jìn)行下一步驟，當(dāng)緩存步驟 正在進(jìn)行時，測控裝置發(fā)出指令重復(fù)緩存步驟之前的處理步驟。進(jìn)一步， 所述緩存步驟在全部該工藝處理過程中的晶片均被放置于緩存器時完 成，并向測控裝置反饋信號。
本發(fā)明的優(yōu)點是由于本發(fā)明在大氣傳輸端中集成了 一個或多個緩 存器，其可以用來承載經(jīng)過工藝處理或未經(jīng)工藝處理的晶片，避免前端
6開啟裝置上的晶片盒中同時存放未經(jīng)加工和經(jīng)過加工的晶片，通過對這 些晶片的有效隔離最終能避免它們之間的交叉污染，從而顯著降低這種 交叉污染對產(chǎn)品良率的不利影響。


圖1和圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的半導(dǎo)體晶片傳輸裝置示意圖3為大氣機械手的結(jié)構(gòu)示意圖4為本發(fā)明 一 種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖5為圖4沿A-A方向的剖3見圖6A和圖6B為本發(fā)明傳輸方法的流程圖。
具體實施例方式
參見圖4和圖5,其中示出本發(fā)明一種半導(dǎo)體晶片傳輸裝置的優(yōu)選實 施例，包括依次連接的前端開啟裝置1、大氣傳輸單元2、負(fù)載鎖閉器3 和真空反應(yīng)腔室4，其中，大氣傳輸單元2包括取放晶片的大氣機械手5, 所述大氣傳輸單元2還包括至少一個與所述大氣機械手5活動范圍相適 配的緩存器6。優(yōu)選地，所述緩存器6位于所述大氣傳輸單元內(nèi)，并鄰近 所述負(fù)載鎖閉器3的開口處，這樣便于所述大氣機械手5方便、快捷的 在緩存器6和負(fù)載鎖閉器3之間傳輸晶片。
參見圖5,所述傳輸裝置還包括用于檢測和/或校準(zhǔn)晶片位置定位器 7,優(yōu)選地，該定位器7具有檢測和校準(zhǔn)晶片中心位置的作用，以校正由 于大氣機械手5在機械傳輸過程中所產(chǎn)生的位置偏差或角度偏差，并且 該定位器7可以位于所述緩存器6的上方或下方，在本實施例中，優(yōu)選 位于右側(cè)緩存器6的下方空余位置，這樣既不浪費空間，同時也便于大 氣機械手5對晶片的取放和傳輸。
參見圖4和圖5,優(yōu)選地，所述負(fù)載鎖閉器為兩個3和3，，所述緩存 器也為兩個6和6，，且每個緩存器6和6，分別鄰近于一個負(fù)載鎖閉器3 和3'的開口處。此時，優(yōu)選地，所述定位器7位于所述兩個負(fù)載鎖閉器 的之間，如圖5所示，此時，所述定位器7的上端高度低于晶片傳輸面的高度。優(yōu)選地，定位器7的上端高度要顯著低于晶片傳輸面的高度(SEMI 標(biāo)準(zhǔn))。
進(jìn)一步，在本實施例中，所述緩存器6上開有至少兩個晶片槽，優(yōu) 選地，所述緩存器上開有25個晶片槽。這樣可以與通常的晶片盒中的晶 片(通常為25片)數(shù)量相對應(yīng)。
參見圖6A和圖6B,其中示出本發(fā)明一種對半導(dǎo)體晶片進(jìn)行工藝處理 的方法的兩種優(yōu)選實施例，包括利用大氣機械手從晶片容置機構(gòu)中抓取 晶片的步驟、利用真空機械手將晶片送往反應(yīng)腔室進(jìn)行晶片加工的步驟 和利用大氣機械手將晶片放回晶片容置機構(gòu)的步驟，其中，還包括將待 加工的晶片或者已加工的晶片放置于緩存器中的緩存步驟，使得未加工 的晶片與加工后的晶片隔離放置。
更進(jìn)一步，參見圖6A,利用大氣機械手從晶片容置機構(gòu)中抓取晶片 ，所述晶片容置機構(gòu)在本實施例中為前端開啟裝置，然后將待加工的晶 片通過大氣機械手放入緩存器，此時，通過測控裝置對該緩存步驟的完 成與否進(jìn)行測控，即當(dāng)晶片盒中的晶片均一皮放置于緩存器時，緩存步驟 完成，并向測控裝置反饋信號，測控裝置發(fā)出指令進(jìn)行下一步驟；當(dāng)晶 片盒中的晶片沒有完全被放置于緩存器時，測控裝置發(fā)出指令重復(fù)緩存 步驟之前的處理步驟，直至晶片盒中的晶片全部被放置于緩存器中。此 后利用大氣機械手從緩存器中抓取晶片并通過定位器進(jìn)行定位，然后進(jìn) 行后續(xù)的進(jìn)入反應(yīng)腔室進(jìn)行加工處理等工序。當(dāng)然，也可以設(shè)定測控裝 置，根據(jù)需要將一定數(shù)量的晶片放置于緩存器中后，測控裝置將其視為 緩存步驟已經(jīng)完成。
參見圖6B,該實施例與圖6A中所示實施例的主要不同之處在于，先 對所有晶片進(jìn)行加工處理，然后將加工處理后的晶片通過大氣機械手放 入到緩存器中，之后同樣通過測控裝置對該緩存步驟的完成與否進(jìn)行測 控，即當(dāng)晶片盒中的晶片均經(jīng)過加工處理后被放置于緩存器時，緩存步 驟完成，并向測控裝置反饋信號，測控裝置發(fā)出指令進(jìn)行下一步驟；當(dāng) 晶片盒中的晶片沒有完全經(jīng)過加工處理時，測控裝置發(fā)出指令重復(fù)緩存 步驟之前的處理步驟，直至晶片盒中的晶片全部被加工處理完畢，并被
8放置于緩存器中。當(dāng)然，也可以設(shè)定測控裝置，根據(jù)需要將一定數(shù)量的 晶片被加工處理完成并放置于緩存器中后，測控裝置將其視為緩存步驟 已經(jīng)完成。
顯而易見，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，可以用本發(fā)明的一種半導(dǎo)體晶 片的傳輸裝置以及處理方法，構(gòu)成各種類型的晶片處理裝置或大氣傳輸 裝置。
上述實施例僅供說明本發(fā)明之用，而并非是對本發(fā)明的限制，有關(guān) 技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，還可以作出 各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)屬于本發(fā)明的范疇，本 發(fā)明的專利保護范圍應(yīng)由各權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1、一種半導(dǎo)體晶片的傳輸裝置，其特征在于包括依次連接的前端開啟裝置、大氣傳輸單元和負(fù)載鎖閉器，其中所述大氣傳輸單元包括取放晶片的大氣機械手，所述大氣傳輸單元還包括至少一個與所述大氣機械手活動范圍相適配的緩存器。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的傳輸裝置，其特征在于所述緩存器位于 所述大氣傳輸單元內(nèi)，并鄰近所述負(fù)載鎖閉器的開口處。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的傳輸裝置，其特征在于所述傳輸裝置還 包括用于檢測和/或校準(zhǔn)晶片位置的定位器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳輸裝置，其特征在于所述負(fù)載鎖閉器 為兩個，所述緩存器也為兩個，且每個緩存器分別鄰近于一個負(fù)載鎖閉 器的開口處。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的傳輸裝置，其特征在于所述定位器位于 所述兩個負(fù)載鎖閉器的之間，并且所述定位器的上端高度低于晶片傳輸 面的高度。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的傳輸裝置，其特征在于所述緩存器上開 有至少兩個晶片槽。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的傳輸裝置，其特征在于所述晶片槽為25個。
8、 一種半導(dǎo)體晶片的傳輸方法，其特征在于包括利用大氣機械手 從晶片容置機構(gòu)中抓取晶片的步驟、利用真空機械手將晶片送往反應(yīng)腔 室進(jìn)行晶片加工的步驟和利用大氣機械手將晶片放回晶片容置機構(gòu)的步 驟，其中，還包括將待加工的晶片或者已加工的晶片放置于緩存器中的 緩存步驟，使得未加工的晶片與加工后的晶片隔離放置。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的傳輸方法，其特征在于還包括通過測控 裝置對緩存步驟的完成進(jìn)行測控的步驟，當(dāng)緩存步驟已經(jīng)完成時，測控 裝置發(fā)出指令進(jìn)行下一步驟，當(dāng)緩存步驟正在進(jìn)行時，測控裝置發(fā)出指令重復(fù)緩存步驟之前的處理步驟。
10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的傳輸方法，其特征在于所述緩存步驟在全部該工藝處理過程中的晶片均被放置于緩存器時完成，并向測控裝置反饋信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體晶片的傳輸裝置，包括依次連接的前端開啟裝置、大氣傳輸單元和負(fù)載鎖閉器，其中所述大氣傳輸單元包括取放晶片的大氣機械手，所述大氣傳輸單元還包括至少一個與所述大氣機械手活動范圍相適配的緩存器。本發(fā)明還涉及一種半導(dǎo)體晶片的傳輸方法，由于本發(fā)明在大氣傳輸端中集成了一個或多個緩存器，其可以用來承載經(jīng)過工藝處理或未經(jīng)工藝處理的晶片，避免前端開啟裝置上的晶片盒中同時存放未經(jīng)加工和經(jīng)過加工的晶片，通過對這些晶片的有效隔離最終能避免它們之間的交叉污染，從而顯著降低這種交叉污染對產(chǎn)品良率的不利影響。
文檔編號H01L21/677GK101477960SQ20081005596
公開日2009年7月8日 申請日期2008年1月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月3日
發(fā)明者張金斌 申請人:北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司