CN100413023C

CN100413023C - 单工件加工腔

Info

Publication number: CN100413023C
Application number: CNB2005800115625A
Authority: CN
Inventors: 丹尼尔·J·伍德拉夫
Original assignee: Semitool Inc
Current assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 2004-03-12
Filing date: 2005-03-09
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2025-03-09
Also published as: TWI375736B; CN1947220A; TW200600615A

Abstract

一种用于加工半导体晶片的加工腔。所述加工腔包括位于所述加工腔内的至少一个转子。所述转子适合于接收和/或加工半导体晶片。所述加工腔顶部也包括可倾斜边缘。这种边缘从非倾斜位置倾斜到倾斜位置。当所述边缘处于其倾斜位置时，可以给所述加工腔内加载晶片和从所述加工腔中卸载晶片。

Description

单工件加工腔

技术领域

本发明涉及对工件的表面处理、清洁、冲洗和干燥，工件例如是半导体晶片、平板显示器、硬磁盘或光学介质、薄膜磁头、或者由基片构成的其他工件，在所述基片上可以形成微电子电路、数据存储元件或层、或者微机械元件。这些或其他类似物品总称为“晶片”或“工件”。具体而言，本发明涉及一种用于处理半导体晶片的工件加工腔，更具体地，涉及一种用于加载和加工半导体晶片的新型加工腔。本发明也涉及一种用于处理半导体晶片的新方法。

背景技术

微电子设备用于大量产品。这些设备包括但不局限于存储器和微处理器芯片，它们已经用作计算机、电话、音响器材和其他电子消费品的部件。近年来，制造商已经改进了这样的微电子设备。例如，制造商已经发明了新微处理器芯片，具有更快的处理速度和其他改进特征，对于最终用户来说都是成本和价格更低。这些更低的价格使得可能在产品中使用这样的微电子设备，以前在这些产品中还没有使用这样的微电子设备，或者有节制地使用这样的微电子设备，例如器具、机动车辆、以及低价格物品，如玩具和游戏机。在这样的产品中多使用微电子设备能使它们的制造商降低产品的成本，给产品提供新特征，并且增加产品的可靠性。这些微电子设备的增大的速度、多功能性和成本有效性甚至有助于产生全新类型的产品。

这些改进型微电子设备研发中的主要因素是它们制造中所使用的机器和方法。制造微电子设备需要高精度、极纯的原料以及极清洁的制造环境。即使在制造过程的任何阶段，灰尘、污垢、金属和制造化学品的微粒保留在这些设备的表面上，也能导致这些设备出现缺陷或损坏。由于这些原因，这些设备的制造者愈加依赖专用机器、制造工具(也称为“fabs”)、以及制造方法。这些机器和工具的设计、建造、装备和维护都很贵。结果，机器必须要可靠以便将修理、维护或更换的停机时间减到最小。

现代晶片加工机典型地具有多个加工单元或腔。例如，典型晶片加工机可以具有十四个加工腔。这些单元或腔各自都可以进行独立编程，以便完成微电子设备的多步骤制造过程中的特定步骤。在甚至一个加工腔出现故障并且必须要维修的情况下，如果操作工希望立即维修或更换那个加工腔，则整个晶片加工机就必须要拆除进行维修达到修理或更换那个腔而必需的任何时间。在某些情况下，这样的修理或更换之后，也需要对将插入更换的加工腔内并拿走晶片的机械手进行重新校准。这个重新校准步骤更增加了通常由于修理或更换单个加工腔而导致的停机时间。

这个停机时间能导致生产量的显著损失。如果只有一个加工腔出现故障而不能使用，则机器操作工就会常常选择继续操作机器。即使操作加工机器而未使用它的其中一个加工腔会导致运行成本更高而效率更低，但也要进行这个选择。这个选择的原因在于，在相对短的时间周期内，与必须要临时离线来更换或修理单个故障加工腔的加工机器相比，保持在线的加工机器能生产更多的成品，其中或许它的十二个加工腔只有十一个在运行。

已经决定继续操作带有非工作加工腔的加工机器的操作工最后必须要修理那个腔，并且要使整个机器离线。典型地，当第二个或第三个腔需要维护时，或者当机器内某一其他事件提供了时机来维护机器而无需再中断生产时，整个机器才离线。

微电子设备的制造包括使用各种类型化学品。这些化学品常常处于液态，但有时可以处于气态或蒸汽态。这些化学品纯度高，从而价格高。在这些加工过程中使用的某些化学品也有毒，例如氟化氢以及其他强酸和氧化剂。结果，这些化学品的使用、保存和处理需要复杂设备和广泛预防，从而导致费用高。因此，希望降低在微电子设备制造中使用的这些化学品量。为了防止毒性散发的释放，也需要将那些化学品和它们的蒸汽保存在机器内，并且也需要提供用于适当处理那些蒸汽的设备，而不将它们释放到周围空气中。

根据上述将能理解，为了确保最大产量，非常希望创建高可靠性的加工腔。一种增加可靠性的方式是创建机械结构更简单的加工腔。

同样希望设计加工腔，它们有助于将加工过程中使用的化学品保存在加工腔内，以便降低那些化学品的购买和处理成本，从而以便允许对那些将不再使用的任何量的化学品进行适当处理。

最后，非常希望创建加工腔，它们更有效地将干燥空气引向用来制造微电子设备的晶片，并且非常希望保持用来插入和移走晶片的末端执行器清洁。具有这些效果的设计应进一步减小灰尘、污垢、金属和制造化学品的微粒将保留在那些晶片表面上、并且损害最后得到的微电子设备的可能性。

发明内容

本发明是一种用于加工半导体晶片的系统。所述系统可以包括多个加工腔。至少这些加工腔之一是新型加工腔。本发明也是一种用所述新型加工腔对半导体晶片进行处理的方法。

可倾斜边缘和加工腔一起使用简化了加工腔的结构，因此，应该导致更可靠、更低的加工腔维护。可倾斜边缘的使用也允许在单个加工腔内完成多种加工步骤。具体地，可倾斜边缘的使用允许插入晶片，其中第一侧面，即想要加工的侧面，面向上方。可倾斜边缘也允许在单个加工腔内执行三个加工操作。例如，在加工腔的上隔室内可以执行高达两个或多个加工步骤，而在加工腔的下隔室内可以执行一个或多个加工步骤。可倾斜边缘的使用，尤其是与它的内置槽一起使用，也有助于在晶片加工期间保持半导体晶片以及插入和拿走那些晶片的自动末端执行器清洁。这些将依次减少最后得到的微电子设备受到损害的可能性。

枢转臂或摆动臂与可倾斜边缘一起使用具有额外的有益效果。典型地，枢转臂以摆动方式从第二位置移动到第一位置，跨越旋转晶片的表面，以便从枢转臂排出的流体实际上冲击和接触晶片的整个表面。

用于加工半导体晶片的新型加工腔包括位于所述加工腔内的至少一个转子。所述转子适合于接收和/或加工这些晶片。

如上所述，所述加工腔顶部包括可倾斜边缘。这种可倾斜边缘可以从非倾斜位置倾斜到倾斜位置。当所述可倾斜边缘处于它的非倾斜位置时，所述边缘防止机械手进入转子，而所述加工腔封闭以便进行加工。相反，当所述可倾斜边缘处于它的倾斜位置时，它允许机械手进入所述加工腔。

同样如上所述，所述加工腔也可以包括枢转臂。所述枢转臂有助于将加工流体实质上输送给所述晶片的整个表面。所述枢转臂从第一位置可移动到第二位置。在第一位置时，所述臂布置在所述晶片之上以便将那些加工流体输送给所述晶片。在第二位置时，所述臂布置在所述晶片的侧面上，例如位于边缘之上。

所述加工腔也可以包括向上布置的护罩、以及容纳在所述可倾斜边缘内以便收集和输送晶片干燥空气的排气口。所述护罩围绕所述加工腔位于所述可倾斜边缘之下的部分。

所述排气口包括上端，尤其是当所述晶片位于上隔室内时，所述上端优选地布置在位于所述晶片水平面之下的点上。所述护罩和排气口一起更有效地分配和排出流经所述晶片的干燥空气、以及用来清洁所述晶片的流体。这样，所述护罩和排气口有助于减小灰尘、污垢、金属和制造化学品的微粒在对晶片进行加工期间将保留在它们表面上的可能性，并且减少最后得到的微电子设备将受到损害的可能性。

所述可倾斜边缘也包括至少一个位于所述边缘内的槽。当所述晶片在加工期间旋转以便从它们的表面消除冲洗水时，冲洗水向外朝所述边缘移动，进入所述边缘藏纳的一个或多个槽。那些槽收集和输送远离晶片表面的流体，并且最后排出所述加工腔。所述槽也有助于保持末端执行器清洁，这样，减少末端执行器上的污染物将损害处理过的晶片的可能性。

所述加工腔可以包括所谓的升降机或上升/旋转致动器，它能将晶片从加工腔的上隔室移动到下隔室。当上升/旋转致动器将晶片从加工腔的上隔室移动到下隔室时，它也翻转晶片。具体地，上升/旋转致动器将晶片从上隔室内的位置移动到下隔室内的位置，在上隔室内的位置上，晶片的第一侧面面向上；在下隔室内的位置上，晶片的第一侧面面向下。在这个下隔室内，这个面向下的晶片可以经历加工步骤，例如，浸入液体化学品内或者用化学流体喷射进行加工。在晶片返回到加工腔的上隔室，并且返回到第一侧面面向上的位置之后，典型地，可以对加工或处理过的晶片进行冲洗、干燥，然后从加工腔中拿出。

本发明的另一方面是一种用于对位于加工腔内的半导体晶片进行处理的方法。所述方法包括几个步骤。将位于所述加工腔顶部的可倾斜边缘从非倾斜位置倾斜到倾斜位置，以便打开所述加工腔。然后，将晶片插入在位于所述加工腔内的转子上。用机械手和自动末端执行器将晶片插入在转子上。这样插入之后，晶片的第一侧面面向上。然后，可倾斜边缘可以返回到它的非倾斜位置。

接着，将所述晶片从所述加工腔的上隔室降低到所述加工腔的下隔室。优选地，当所述晶片和转子移动到下隔室时，它们同时颠倒。因此，当所述晶片和转子位于下隔室内时，所述晶片的第一侧面现在面向下。

当所述晶片颠倒并布置在下隔室内时，它经历至少一个加工步骤。然后，所述晶片返回到上隔室，而所述晶片的第一侧面返回到它的初始位置，即，它的第一侧面面向上。然后对所述晶片进行冲洗和干燥。将可倾斜边缘返回到它的倾斜位置，以便打开所述加工腔。最后，所述机械手从所述加工腔中拿走所述晶片。

上述加工腔的可倾斜边缘在机械上结构简单。因为这个简单结构，包括这个可倾斜边缘的加工腔应该具有高度可靠性，并且增加微电子设备的生产效率。

护罩的使用有助于引导气流向下，流经所述加工腔的上部。向下气流应该增加化学蒸汽在所述腔内的保持性，进一步降低购买和处理那些化学品的成本。对于将干燥空气引向用来制造微电子设备的晶片而言，所述护罩也可以具有积极的效果。

更有效的气流可以进一步减小灰尘、污垢、金属和制造化学品的微粒将保留在微电子设备表面上的可能性，这样就降低了损害这些设备的可能性。

附图说明

图1是依据本发明实施例的例如半导体晶片之类的单工件加工系统的平面顶视图。

图1A是图1中部分加工系统的透视图。

图1B是等角投影图，表示依据本发明实施例的图1和图1A中的部分加工系统。

图2是新型加工腔的透视图，其中倾斜边缘处于它的倾斜位置，有助于给加工腔加载或从加工腔卸载半导体晶片。

图3是图2中加工腔的局部剖视图。

图4是图3中加工腔的视图，但是其中倾斜边缘处于它的非倾斜位置。

图5是图2中加工腔的透视图，但是其中晶片和转子都处于加工腔的下隔室，它们的方向与图2中所示的方向相反，以便晶片的第一侧面朝下。

图6是图5中所示的加工腔的局部剖视图。

图7是图2和图5中加工腔的透视图，但是其中转子和晶片返回到它们的初始位置，表示回转臂处于它在晶片之上的第一位置上，用于给晶片输送加工流体。

图8是图2中加工腔的局部剖视图，但是所沿的剖面线与图3中的剖面线不同，表示可倾斜边缘处于它的倾斜位置。

图9是图8中加工腔的局部剖视图，但是其中可倾斜边缘处于它的非倾斜位置。

图10是可倾斜边缘下侧的放大透视图。

具体实施方式

本发明是半导体晶片加工系统、作为系统一部分的新型加工腔、以及优选使用新型加工腔的新型半导体晶片加工方法。

图1是本发明的系统10的平面顶视图。图1中所示的系统10包括十个加工腔，在图1中每个加工腔用圆来表示。将能理解，系统10可以包括更多或更少数量的加工腔。加工腔可以配置成加工微电子工件，例如直径为200mm或300mm的半导体晶片。本发明的加工腔设计成应用于现有常规加工系统10，例如，2003年10月22日申请的申请号为US10/691,688和2003年10月21日申请的申请号为US10/690,864的美国待审专利申请中公开的加工系统，这两个美国专利申请的公开内容作为参考包含在本文中。这个系统10可以包括不同的加工站或腔，例如进行非电镀和电镀的加工腔，但不局限于此。更具体地，这些腔用作对微电子工件进行电镀和其他加工的设备。Semitool，Inc.，ofKalispell，Montana公司开发了这样的系统和加工腔。这些系统也可以进行模块化，从而可以容易进行扩展。

图1A表示机壳11，本发明的加工腔封装在其内。这个机壳11的顶面包括HEPA过滤器13。经由这个HEPA过滤器13把空气吸入机壳11内。空气经由这个HEPA过滤器13进入机壳11之后，流过本发明的加工腔12，然后经由连接到机壳11底部的排气管排出。

图1B是表示图1和图1A中部分加工系统的等角投影图。如下所述，本发明包括可倾斜边缘24和护罩40。可倾斜边缘24和护罩40固定到加工系统的平台19上(参见图1B)。具体地，从图3中可以看出，护罩40的底部21固定到平台19上。

在2003年12月11日申请的申请号为US10/733,807、2004年6月3日申请的申请号为US10/859,748、2004年6月3日申请的申请号为US10/859,749、2004年6月3日申请的申请号为US10/860,384、2004年6月3日申请的申请号为US10/860,385、2004年6月3日申请的申请号为US10/860,592、2004年6月3日申请的申请号为US10/860,593、以及2004年6月3日申请的申请号为US10/861,240的美国共同待审专利申请中，更详细地描述了图1和图1B中所示的加工系统，这些说明书作为参考包含在本文中。

在图2中以透视法来表示新型加工腔12。如上所述，本发明的新型加工腔12的护罩和可倾斜边缘(rim)可以直接放置在图1B中预先存在的腔15之上，即放置在平台19上，这种情况从图2中可以看出。这个加工腔12可以只是许多不同的腔之一，执行许多不同的功能，典型地包含在系统10内。

从图2和图3中可以最佳地看出，本发明的加工腔12设计成对例如半导体晶片14之类的单工件执行加工步骤。用机械手16和自动末端执行器18将半导体晶片14输送到加工腔12。机械手16和自动末端执行器18以及它们关于半导体晶片加工的用途都是本领域公知的。

机械手16和自动末端执行器18将未完工的晶片14放在转子20上，并且从转子20中拿走完成的晶片14。在本优选实施例中，加工腔12包括单个转子20。然而，也可以使用两个或多个转子。

转子20是转子组件22的一部分。转子组件22接收和承载晶片14，定位晶片14以进行加工，并且在加工或干燥步骤期间能旋转或转动晶片14。

为了允许加载或卸载晶片14，加工腔包括可倾斜边缘24。这个可倾斜边缘24能在非倾斜位置(图4-7)和倾斜位置(图2和图3)之间移动。当可倾斜边缘24处于它的非倾斜位置时，如图4-7中所示，边缘24关闭开口，该开口另外允许晶片14加载到加工腔12和从加工腔12中卸载晶片14。相反，当可倾斜边缘24处于它的倾斜位置时，如图2和图3中所示，边缘24打开部分加工腔12。当边缘(rim)24处于这种倾斜位置时，可以将晶片14加载到加工腔12和从加工腔12中卸载晶片14。

从图2和图3中可以看出，边缘24的倾斜允许机械手16和机械手执行器18进入转子20。因此，边缘24的倾斜允许将晶片14加载到加工腔12内，位于转子20上，以及随后对其进行卸载。从转子20升起的小钩状爪30用来在加工晶片14期间将晶片14固定到转子20上。

可倾斜边缘24绕两个枢轴点或铰链进行旋转。在图2中图示了这些铰链26之一。在图2中未图示另一铰链。在边缘24的相对侧面上，它在部分腔处固定到加工腔12上，这在图2中是不清楚的。通过比较图2和图7可以看出，可倾斜边缘24通过驱动气动升降臂机构28而在它的倾斜和非倾斜位置之间移动。具体地，这个气动升降臂机构28是带有铰接U形支架的双作用气缸。从这种气缸销售商处能购买到的磁性传感器用来指示气缸的两个位置，即上升和下降位置。气缸的这两个位置都由机械硬止档来确定。

根据上述将能理解，可倾斜边缘24和它的驱动机构在构造上都简单，这应该导致更可靠、更低的维护操作。

从图2和图7中可以最佳地看出，加工腔12也可以包括枢转臂或摆动臂32。优选地，枢转臂32以摆动方式在两个末端位置之间移动。它的移动是通过50瓦Yaskawa电动机和谐波齿轮减速器的组合来实现。谐波齿轮减速为50∶1。由于带有气动升降臂机构28，这个旋转或摆动臂32的行程末端由硬止档来确定。通过使枢转臂32靠着两个硬止档之一来设立初始(起始)位置。位于Yaskawa电动机上的增量和绝对编码器用来相对于枢转臂32的初始位置确定任何其他位置。

枢转臂32有助于将加工流体输送给晶片14。在本实施例中，枢转臂32从第一位置能移动到第二位置。在图7中图示了枢转臂32的第一位置。在这个第一位置上，枢转臂设置在晶片14之上，以便将那些加工流体输送给晶片14。

从图7中可以看出，枢转臂32包括两根管34和36。根据制造商的加工需要，通过这些管34和36能分配任何气体或液体。

在一个优选实施例中，管32有助于给晶片14输送脱离子水。相反，管34有助于和致力于给晶片14输送单独的氮或氮和异丙醇的组合物。常规阀(未图示)用来控制这些气体或液体到各个管34和36的输送。

在图2中图示了枢转臂32的第二位置。在这个第二位置上，枢转臂32设置在晶片14的侧面上，并且位于可倾斜边缘24之上。在这个第二位置上，枢转臂的末端伏在滴液收集盘38上。滴液收集盘38收集从位于枢转臂32末端上的两个喷嘴端之一中滴下的液体。滴液收集盘38也收集并有助于排除位于常规阀和喷嘴端之间的脱离子水，有时必须要从管32中清除脱离子水。滴液收集盘38连接到用于将这些废液输送给远处以进行处理的设备。这里，滴液收集盘38插入槽44内。

枢转臂32或摆动臂与可倾斜边缘24组合使用具有许多有益效果。典型地，枢转臂以摆动方式从第二位置移动到第一位置，跨越旋转晶片14的表面，以便从枢转臂32排出的流体实际上冲击和接触晶片14的整个表面。因此，枢转臂32允许脱离子水实际上直接冲击旋转晶片14的整个表面。认为这给晶片14提供增强的清洁。当然，枢转臂32也能用来使氮、异丙醇和任何其他液体或气体冲击晶片14的整个表面。

加工腔12也能包括向上布置的护罩40。如上所述，护罩40位于可倾斜边缘24之下，但位于平台19之上，如图1B和图3中所示。认为护罩40有助于更高和更有效的气流流经晶片14的第一侧面42的周边和表面。这个更高和更有效的气流应该阻止微粒保留在晶片14的表面上。另外，护罩40可以有助于将加工晶片14而使用的化学蒸汽保持在加工腔12内。干燥空气经由HEPA过滤器13进入图1、图1A和图1B中所示的单元。然后，它穿过晶片14，进入护罩40的顶部。空气从护罩40的底部排出，然后，继续向下穿过图1和图1B中所示的部分辐射式排气孔17。四个辐射式排气孔17的其余部分由位于护罩40的底部21上的凸缘覆盖。

从图5中可以最佳地看出，至少一个槽44位于可倾斜边缘24内。优选实施例可以包括三个槽，在图5中图示了这三个槽44中的两个槽。由于晶片14在加工期间旋转以便从它的表面或第一侧面42中消除洗涤水和灰尘或污垢，因此离心力使水和残留微粒向外移动并移向边缘24。当水接近边缘24时，它进入边缘24内的槽44中。那些槽44收集流体并将流体输送到远离晶片的第一侧面42，最后输送出加工腔12。这样，槽44和可倾斜边缘24组合起来减小这个流体将到达加工腔12底部的可能性。

经由软排水管接头46将收集在槽44内的许多流体排出加工腔12。从图3中可以最佳地看出这个软排水管接头46。在依靠转子组件22对晶片14进行冲洗和旋转干燥期间，经由这个软管接头46将收集在槽44内的一些流体排出。槽44内的剩余流体在由自动末端执行器18拿出处理过的晶片14期间排出。具体地，如图3中所示，当可倾斜边缘24从它的非倾斜位置移动到倾斜位置时，位于槽44内的任何剩余流体朝边缘24的最低点移动，即朝软排水管接头46移动。然后，将排出软排水管接头46的所有流体排泄到远处进行处理。

如上所述，空气流经加工腔，例如加工腔12，以便干燥晶片14。作为靠近加工腔12底部而产生的真空生成条件的结果，这个干燥空气进入加工腔12。作为这些真空条件的结果，从加工腔12顶部之上的周围吸入空气，流经晶片14，向下流过腔12的底部。

在可倾斜边缘24内设置排气口48。具体地，这些排气口48形成或放置在可倾斜边缘24内。在图3、图8和图9中图示了这些排气口48之一，而在图10中图示了两个排气口48。每个排气口48都包括上端50。

图8表示可倾斜边缘24处于它的倾斜位置。然而，通过观察这个图8可以理解，如图8中所示，当可倾斜边缘24处于它的非倾斜位置，而转子组件20和晶片14位于加工腔12的上隔室内时，这些排气口48的上端50处于晶片14的水平面之下。

加工腔也包括一对排气管52。每个排气管52与单个排气口48相关联。在图8和图9中描绘了排气管52之一和它的关联排气口48。

如图8中所示，当可倾斜边缘24处于它的倾斜位置时，排气口48与排气管52分开。相反，如图9中所示，当可倾斜边缘24处于它的非倾斜位置时，排气口48密封地啮合排气管52。流经晶片14的部分干燥空气可以进入排气口48，然后进入排气管52以便从加工腔12中排出。

在加工循环期间，从枢转臂32中排出以便冲洗晶片14的相对少部分液体可以转向排气口48和排气管52。这种液体输送到空气中以便形成实质上为雾化蒸汽的东西。这种雾化蒸汽经由排气口48和排气管52离开可倾斜边缘24。然后，这种雾化蒸汽从加工腔12中排出。

通过在对晶片14进行加工时从靠近晶片14的区域中排除干燥空气和液体，护罩40、排气口48和排气管52组合在一起以便更有效地引导干燥空气流经晶片14。这样，护罩40、排气口48和排气管52组合起来减小了灰尘、污垢、金属和制造化学品的微粒在对晶片14进行加工期间将保留在它们表面上的可能性。这样依次减少最后得到的微电子设备将受到损害的可能性。

可以看出，所谓的升降机或上升/旋转致动器54可以适合于加工腔12。这种上升/旋转致动器54能将晶片14从如图4中所示的加工腔12上隔室移动到如图6中所示的加工腔下隔室。

当上升/旋转致动器54将晶片14从加工腔12的上隔室移动到下隔室时，它同时翻转晶片14和其上保持晶片14的转子20。具体地，上升/旋转致动器54将晶片14从加工腔12的上隔室内的位置移动到下隔室内的位置，如图4中所示，在上隔室内的位置上，晶片14的第一侧面42面向上；如图6中所示，在下隔室内的位置上，晶片14的第一侧面42面向下。

在这种下隔室内，这个面向下的晶片14可以经历加工步骤，例如，用液体化学品或浸入液体化学品内进行加工，或者用流体喷射处理进行加工。在上升/旋转致动器54将晶片14返回到加工腔12的上隔室，并且返回到第一侧面42又面向上的位置之后，可以对加工或处理过的晶片14进行冲洗、干燥，然后从加工腔12中拿出。

因此，显然本发明也是用于可拆卸地固定到系统10的平台19上以便加工半导体晶片的附件。这个附件包括可倾斜边缘24，它从非倾斜位置倾斜到倾斜位置。如上所述，当这种可倾斜边缘24处于它的倾斜位置时，边缘24允许给系统10内加载和从系统10中卸载晶片14。本发明也包括用于将可倾斜边缘24固定到平台19的支架。优选地，这个支架是护罩40。

概述本发明使用上述部件的典型过程，这个过程包括对位于加工腔12内的半导体晶片14进行的处理。这种过程包括几个步骤。首先，位于加工腔12顶部的可倾斜边缘24从如图4-7中所示的非倾斜位置倾斜到如图2和3中所示的倾斜位置。边缘24的倾斜打开加工腔12的前部。

其次，将半导体晶片14插在位于加工腔12内的转子20上。从图2和图3中可以最佳地看出，优选地，依靠机械手16和自动末端执行器18将晶片14插入在这个转子20上。这样插入之后，晶片14的第一侧面42面向上。图2和图3的晶片14在它最初放在转子20上之后，位于加工腔12的上隔室内。可倾斜边缘24现在返回到它的非倾斜位置，关闭加工腔12。此时，晶片可以经历任选加工步骤。接着，晶片14和转子20从加工腔12的这个上隔室下降到加工腔12的下隔室。在图5和图6中，晶片14图示成位于腔12的下隔室内。当上升/旋转致动器54将转子20移入加工腔12的下隔室内时，它同时颠倒晶片14。作为这个颠倒的结果，晶片14的第一侧面42面向下。

当将晶片14颠倒并布置在下隔室内时，它可以经历另一加工步骤，例如化学加工步骤。在对晶片14进行加工之后，上升/旋转致动器54将晶片14返回到上隔室，并且将晶片14的第一侧面42返回到它的初始位置，即它的第一侧面42面向上。然后，晶片14可以经受又一加工步骤，包括化学加工、冲洗和/或干燥，但不局限于此。

最后，可倾斜边缘24返回到它的倾斜位置。从图3中可以最佳地看出，当处于这个倾斜位置时，将已经收集在槽44内的任何流体引到软排水管接头46，此后将其排出加工腔12。由于边缘24处于这个倾斜位置，机械手16从加工腔12中拿走晶片14。

因此，将能理解本发明的装置和方法提供一种可倾斜边缘，它的机械结构简单、可能引起高度的可靠性、并且增加微电子设备的生产效率。

护罩和排气口的使用可以增加化学蒸汽在腔12内的保持性，并且可以更有效地将干燥空气引向用来制造微电子设备的晶片14，减小灰尘、污垢、金属和制造化学品的微粒将保留在微电子设备表面上的可能性。

Claims

1. 一种用于加工半导体晶片的加工腔，所述加工腔包括：

(a)位于所述加工腔内的至少一个转子，所述转子适合于接收和/或加工晶片；

(b)位于所述加工腔顶部的可倾斜边缘，所述边缘可以从非倾斜位置倾斜到倾斜位置，当所述边缘处于其倾斜位置时，允许给所述加工腔内加载晶片和从所述加工腔中卸载晶片。

2. 根据权利要求1所述的加工腔，还包括枢转臂，所述枢转臂从第一位置可移动到第二位置，在第一位置时，所述枢转臂布置在所述晶片之上以便将加工流体输送给所述晶片，在第二位置时，所述枢转臂布置在所述晶片的侧面上。

3. 根据权利要求1所述的加工腔，还包括向上布置的护罩，所述护罩围绕所述加工腔位于所述可倾斜边缘之下的部分。

4. 根据权利要求3所述的加工腔，还包括布置在所述可倾斜边缘内的排气口。

5. 根据权利要求4所述的加工腔，其中所述排气口包括上端，其中当所述晶片位于所述加工腔的上隔室内时，所述排气口的上端位于所述晶片的水平面之下。

6. 根据权利要求1所述的加工腔，还包括至少一个位于所述可倾斜边缘内的槽，所述槽适合于收集和/或输送晶片处理流体。

7. 一种用于加工半导体晶片的加工腔，所述加工腔包括：

(b)封闭所述加工腔的护罩，所述护罩围绕所述加工腔位于所述可倾斜边缘之下的部分。

8. 一种用于加工半导体晶片的加工腔，所述加工腔包括：

(b)位于所述加工腔顶部的可倾斜边缘，所述边缘可以从非倾斜位置倾斜到倾斜位置，当所述边缘处于其倾斜位置时，允许给所述加工腔内加载晶片和从所述加工腔中卸载晶片；以及

(c)围绕所述加工腔位于所述可倾斜边缘之下的部分的护罩。

9. 一种用于对位于加工腔内的半导体晶片进行处理的方法，所述方法包括：

(a)将位于所述加工腔顶部的可倾斜边缘从非倾斜位置倾斜到倾斜位置，以便打开所述加工腔；

(b)将晶片插入在位于所述加工腔内的转子上；

(c)使位于所述加工腔内的晶片经历至少一个加工步骤；以及

(d)从所述加工腔中拿走所述晶片。

10. 一种用于对位于加工腔内的半导体晶片进行处理的方法，所述方法包括：

(b)将晶片插入在位于所述加工腔内的转子上；

(c)将所述晶片从所述加工腔的上隔室降低到所述加工腔的下隔室；

(d)使位于所述下隔室内的晶片经历至少一个加工步骤；

(e)将所述晶片返回到所述上隔室；

(f)干燥所述晶片；以及

(g)从所述加工腔中拿走所述晶片。

11. 一种用于对半导体晶片的至少第一侧面进行加工的加工腔，所述加工腔包括：

(a)位于所述加工腔内的至少一个转子，所述转子适合于接收和/或加工晶片，并且最初保持所述晶片的第一侧面朝上；

(b)位于所述加工腔顶部的可倾斜边缘，所述边缘可以从非倾斜位置倾斜到倾斜位置，当所述边缘处于其倾斜位置时，允许给所述加工腔内加载晶片和从所述加工腔中卸载晶片；

(c)用于颠倒和移动所述晶片的设备，由此所述设备将所述晶片的第一侧面颠倒成面向下的位置，将所述晶片从所述加工腔的上隔室移动到所述加工腔的下隔室；

(d)当所述晶片的第一侧面面向下时，并且当它布置在所述加工腔的下隔室内时，对所述晶片进行加工；

(e)用于颠倒和移动所述晶片的设备接着将所述晶片返回到所述加工腔的上隔室，并且返回到所述第一侧面面向上的位置；以及

(f)从所述加工腔中拿走处理过的晶片。

12. 根据权利要求11所述的加工腔，还包括围绕所述加工腔位于所述可倾斜边缘之下的部分的护罩。

13. 一种用于对位于加工腔内的半导体晶片进行处理的方法，所述方法包括：

(b)将晶片插入在位于所述加工腔内的转子上，以便所述晶片的第一侧面面向上；

(c)将所述晶片从所述加工腔的上隔室降低到所述加工腔的下隔室，并且颠倒所述晶片以便所述晶片的第一侧面面向下；

(d)使位于所述下隔室内的晶片经历至少一个加工步骤；

(e)将所述晶片返回到所述加工腔的上隔室，并且返回到所述晶片的第一侧面面向下的位置；

(f)干燥所述晶片；以及

(g)从所述加工腔中拿走所述晶片。

14. 一种用于加工半导体晶片的系统，包括多个加工腔，其中至少一个加工腔包括：

15. 一种用于加工半导体晶片的加工腔，所述加工腔包括：

(c)枢转臂，所述枢转臂从第一位置可移动到第二位置，在第一位置时，所述枢转臂布置在所述晶片之上以便将加工流体输送给所述晶片，在第二位置时，所述枢转臂布置在所述晶片的侧面上。

16. 一种用于可拆卸地固定到系统平台上以便加工半导体晶片的附件，所述附件包括：

(a)可倾斜边缘，所述可倾斜边缘可以从非倾斜位置倾斜到倾斜位置，当所述边缘处于其倾斜位置时，允许给系统内加载和从系统中卸载晶片；以及

(b)用于将所述可倾斜边缘固定到所述平台的支架。

17. 根据权利要求16所述的附件，其中所述支架是护罩。