CN103915367B - 刻蚀清洗工艺中的硅片搬送方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种刻蚀清洗工艺中的硅片搬送方法及设备。刻蚀清洗工艺中的硅片搬送方法包括：装载盒输送机械手将装载有目标硅片的硅片盒搬送到存储架的输出口处；通过设置在设定搬送路径上的位置校正单元，校正所述目标硅片在搬送机械手的位置，以在所述输出口与装载推进器之间搬送所述目标硅片的过程中，使硅片搬送机械手夹紧所述目标硅片防止跌落。本发明使硅片搬送机械手夹紧所述目标硅片防止跌落，克服了现有技术中硅片容易从硅片搬送机械手上跌落出现的硅片碎片。

Description

刻蚀清洗工艺中的硅片搬送方法及设备
技术领域
本发明属于半导体技术领域，具体地说，涉及一种刻蚀清洗工艺中的硅片搬送方法及设备。
背景技术
蚀刻(etching)是将材料使用化学反应或物理撞击作用而移除的技术通过曝光制版、显影后，将要蚀刻区域的保护膜去除，在蚀刻时接触化学溶液，达到溶解腐蚀的作用，形成凹凸或者镂空成型的效果。蚀刻不仅运用半导体器件和集成电路的基本制造工艺，而且还应用于薄膜电路、印刷电路和其他微细图形的加工。
蚀刻技术可以分为干蚀刻(dry etching)和湿蚀刻(wet etching)两类，区别就在于湿法使用溶剂或溶液来进行刻蚀。
干法刻蚀是用等离子体进行薄膜刻蚀的技术。当气体以等离子体形式存在时，它具备两个特点：一方面等离子体中的这些气体化学活性比常态下时要强很多，根据被刻蚀材料的不同，选择合适的气体，就可以更快地与材料进行反应，实现刻蚀去除的目的；另一方面，还可以利用电场对等离子体进行引导和加速，使其具备一定能量，当其轰击被刻蚀物的表面时，会将被刻蚀物材料的原子击出，从而达到利用物理上的能量转移来实现刻蚀的目的。因此，干法刻蚀是硅片片表面物理和化学两种过程平衡的结果。
湿蚀刻是一种纯化学刻蚀，具有优良的选择性，刻蚀完当前薄膜就会停止，而不会损坏下面一层其他材料的薄膜。由于所有的半导体湿法刻蚀都具有各向同性，所以无论是氧化层还是金属层的刻蚀，横向刻蚀的宽度都接近于垂直刻蚀的深度。湿法刻蚀一般被用于工艺流程前面的硅片片准备、清洗等不涉及图形的环节，而在图形转移中干法刻蚀已占据主导地位。
目前广泛使用的金属铝湿法刻蚀工艺一般是用铝腐蚀液刻蚀金属，然而，因为湿法刻蚀的各向同性，腐蚀液在刻蚀金属铝的同时，也腐蚀铝下层的薄氧化层。当薄氧化层厚度小于铝条之间的间距，则当金属铝被完全刻蚀干净的时候，薄氧化层已经被腐蚀干净，衬底材料硅也被腐蚀，形成硅屑析出。因此，需要对金属铝湿法刻蚀后产生的硅屑进行清洗。通常采用干法或湿法工艺清洗刻蚀后产生的硅屑。
无论是干法还是湿法工艺清洗，都要一个搬送设备将硅片搬送到待处理的位置。比如，现有技术中APPRECIA公司的TIGRIS300湿法蚀刻清洗设备，搬送装置会从放置前端开口晶片盒(Front Opening Unified Pods，简称FOUP)的位置(Front-OpeningInterfaceMechanical Standard，简称FIMS)取出硅片Wafer，夹紧硅片(Lockwafer)后放置到装载推进器(Loading pusher)等待位置，之后再进入刻蚀槽进行处理。
将硅片从装载单元stocker中搬送出来的详细过程如下：
搬入口挡板(Load port shutter)把装载有待处理硅片的装载盒foup从存储架stocker中的一个位置输送到另外一个位置，便于装载盒输送机械手(foup transferrobot)抓取，并由装载盒输送机械手输送到存储架stocker的输出口；
在存储架stocker的输出口处，硅片搬送机械手(wafer transfer robot)首先从装载盒foup中取出硅片wafer放到缓存(buffer)区中；其后，硅片搬送机械手将硅片wafer加载到装载推进器load pusher上，运送到刻蚀槽内进行处理，等处理完毕后，通过卸载推进器unload pusher传送回来，再按照与搬出相反的流程放置回装载盒foup内，完成搬入搬出的整个流程。
但是，在实现本发明的过程中，发明人发现硅片搬送机械手将硅片wafer加载到装载推进器load pusher的过程中，往往出现由于硅片的位置会出现偏差，导致硅片搬送机械手无法夹紧硅片。因此，硅片搬送机械手从一个位置搬送到另一个位置的过程中，一旦有上下旋转的动作，硅片wafer就会跌落，导致出现硅片碎片等技术问题。详细参见图1-图4，图1-图4为现有技术中硅片跌落过程示意图。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种刻蚀清洗工艺中的硅片搬送方法及设备，用以解决硅片的位置会出现偏差，硅片搬送机械手无法夹紧硅片，硅片wafer就会跌落，导致出现硅片碎片的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种刻蚀清洗工艺中的硅片搬送方法，其包括：
装载盒输送机械手将装载有目标硅片的硅片盒搬送到存储架的输出口处；
通过设置在设定搬送路径上的位置校正单元，校正所述目标硅片在搬送机械手的位置，以在所述输出口与装载推进器之间搬送所述目标硅片的过程中，使硅片搬送机械手夹紧所述目标硅片防止跌落；其中，在硅片搬送机械手将所述输出口的所述目标硅片加载到装载推进器上的过程中，以及在硅片搬送机械手将卸载推进器上的所述目标硅片搬送到所述输出口的过程中，通过位置异常的所述目标硅片与所述位置校正单元的物理接触，以校正所述目标硅片在搬送机械手的位置。
优选地，在本发明的一实施例中，所述位置校正单元设置在位于所述存储架的搬送侧边上。
优选地，在本发明的一实施例中，所述位置校正单元为一棒状块结构。
优选地，在本发明的一实施例中，所述位置校正单元的材料为特氟龙。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种刻蚀清洗工艺中的硅片搬送设备，其包括：装载盒输送机械手、硅片搬送机械手、位置校正单元；所述装载盒输送机械手将装载有目标硅片的硅片盒搬送到存储架的输出口处；所述硅片搬送机械手用于在所述输出口与装载推进器之间搬送所述目标硅片；位置校正单元设置在设定搬送路径上，用于校正所述目标硅片在搬送机械手的位置，以在所述输出口与装载推进器之间搬送所述目标硅片的过程中，使硅片搬送机械手夹紧所述目标硅片防止跌落；其中，在硅片搬送机械手将所述输出口的所述目标硅片加载到装载推进器上的过程中，以及在硅片搬送机械手将卸载推进器上的所述目标硅片搬送到所述输出口的过程中，通过位置异常的所述目标硅片与所述位置校正单元的物理接触，以校正所述目标硅片在搬送机械手的位置。
与现有的方案相比，通过设置在设定搬送路径上的位置校正单元，校正所述目标硅片在搬送机械手的位置，以在所述输出口与装载推进器之间搬送所述目标硅片的过程中，使硅片搬送机械手夹紧所述目标硅片防止跌落，克服了现有技术中硅片容易从硅片搬送机械手上跌落出现的硅片碎片。
附图说明
图1-图4为现有技术中硅片跌落过程示意图；
图5为本发明实施例一刻蚀清洗工艺中的硅片搬送设备的俯视结构示意图；
图6为实施例一中位置校正单元的设置示意图；
图7为实施例一搬送设备从存储架中搬出硅片的流程示意图；
图8为实施例一搬送设备将硅片搬入到存储架中的流程示意图。
具体实施方式
以下将配合图式及实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
本发明下述实施例中，通过设置在设定搬送路径上的位置校正单元，校正所述目标硅片在搬送机械手的位置，以在所述输出口与装载推进器之间搬送所述目标硅片的过程中，使硅片搬送机械手夹紧所述目标硅片防止跌落，克服了现有技术中硅片容易从硅片搬送机械手上跌落出现的硅片碎片。
本发明核心思想之一：
本发明下述实施例中提供的刻蚀清洗工艺中的硅片搬送方法，其核心思想是：首先，装载盒输送机械手将装载有目标硅片的硅片盒搬送到存储架的输出口处；之后，通过设置在设定搬送路径上的位置校正单元，校正所述目标硅片在搬送机械手的位置，以在所述输出口与装载推进器之间搬送所述目标硅片的过程中，使硅片搬送机械手夹紧所述目标硅片防止跌落。
本发明核心思想之一：
本发明下述实施例中的刻蚀清洗工艺中的硅片搬送设备，其核心思想为：包括装载盒输送机械手、硅片搬送机械手、位置校正单元；所述装载盒输送机械手将装载有目标硅片的硅片盒搬送到存储架的输出口处；所述硅片搬送机械手用于在所述输出口与装载推进器之间搬送所述目标硅片；位置校正单元设置在设定搬送路径上，用于校正所述目标硅片在搬送机械手的位置，以在所述输出口与装载推进器之间搬送所述目标硅片的过程中，使硅片搬送机械手夹紧所述目标硅片防止跌落。
图5为本发明实施例一刻蚀清洗工艺中的硅片搬送设备的俯视结构示意图；如图5所示，本实施例中，搬送设备可以包括搬入口挡板201、装载盒输送机械手202、装载盒缓冲区204、FIMS 205、硅片搬送机械手206、卸载推进器207、装载推进器208、位置校正单元209。其中，搬入口挡板201用于把装载有待处理硅片的装载盒，从存储架203中的一个位置输送到另外一个位置，便于装载盒输送机械手202抓取；装载盒输送机械手202用于把待处理硅片的装载盒输送到存储架203的输出口出；硅片搬送机械手206用于从输出口处的装载盒中取出硅片放到硅片缓存区204处，并将硅片加载到装载推进器208上；卸载推进器207用于装载从刻蚀槽210中处理完毕后的硅片；装载推进器208用于将装载在其上的硅片输送到刻蚀槽210中进行处理；位置校正单元209设置在设定搬送路径上，用于校正所述目标硅片在硅片搬送机械手206的位置，以在所述输出口与装载推进器208之间搬送所述目标硅片的过程中，使硅片搬送机械手206夹紧所述目标硅片防止跌落。
本实施例中，参见图5，位置校正单元209具体设置在位于所述存储架203的搬送侧边上，以使位置校正单元209位于设定搬送路径上。优选地，从工艺成本等角度考虑，所述位置校正单元209为一棒状块结构，参见图6，图6为实施例一中位置校正单元的设置示意图。为了避免对晶圆造成摩擦损伤，所述位置校正单元209的材料选用特氟龙。
需要说明的是，本实施例中，只是示意性的说明了有关位置校正单元的具体设置，但是，位置校正单元的设置也不局限于上述这一种方式，也可以对现有的硅片搬送机械手进行改进，比如在硅片搬送机械手前端的抓手上设置该位置校正单元，当由于硅片位置出现偏差，与该位置校正单元物理接触时，被该位置校正单元挡回到抓手中，详细不再赘述。
下面结合从存储架中搬出硅片，以及将硅片搬入到存储架中，对实施例一中的搬送设备工作过程做一简要说明。
应用场景一：从存储架中搬出硅片
图7为实施例一搬送设备从存储架中搬出硅片的流程示意图；如图7所示，其可以包括：
S301、搬入口挡板把装载有待处理硅片的装载盒从存储架的存储位置输送到搬送位置；
S302、装载盒输送机械手把处于搬送位置的待处理硅片的装载盒输送到存储架的输出口；
S303、硅片搬送机械手从输出口处的装载盒中取出硅片并放到硅片缓存区处，并将硅片加载到装载推进器，以通过装载推进器将硅片输送到刻蚀槽内。
在上述硅片搬送机械手将所述输出口的所述目标硅片加载到装载推进器上的过程中，通过位置异常的所述目标硅片与所述位置校正单元的物理接触，以校正所述目标硅片在搬送机械手的位置。
应用场景二：将硅片搬入到存储架中
图8为实施例一搬送设备将硅片搬入到存储架中的流程示意图；如图8所示，其可以包括：
S401、将硅片从刻蚀槽中取出加载到卸载推进器上；
S402、硅片搬送机械手卸载推进器上卸下硅片，并放置到硅片缓存区处的装载盒中；
S403、装载盒输送机械手把处于输出口的待处理硅片的装载盒输送到存储架的搬送位置处；
S404、搬入口挡板把装载有硅片的装载盒从存储架的搬送位置输送到存储位置处。
在硅片搬送机械手将装载推进器上的所述目标硅片搬送到所述输出口的过程中，通过位置异常的所述目标硅片与所述位置校正单元的物理接触，以校正所述目标硅片在搬送机械手的位置。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种刻蚀清洗工艺中的硅片搬送方法，其特征在于，包括：
装载盒输送机械手将装载有目标硅片的硅片盒搬送到存储架的输出口处；
通过设置在设定搬送路径上的位置校正单元，校正所述目标硅片在搬送机械手的位置，以在所述输出口与装载推进器之间搬送所述目标硅片的过程中，使硅片搬送机械手夹紧所述目标硅片防止跌落；其中，在硅片搬送机械手将所述输出口的所述目标硅片加载到装载推进器上的过程中，以及在硅片搬送机械手将卸载推进器上的所述目标硅片搬送到所述输出口的过程中，通过位置异常的所述目标硅片与所述位置校正单元的物理接触，以校正所述目标硅片在搬送机械手的位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述位置校正单元设置在位于所述存储架的搬送侧边上。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述位置校正单元为一棒状块结构。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述位置校正单元的材料为特氟龙。
5.一种刻蚀清洗工艺中的硅片搬送设备，其特征在于，包括：装载盒输送机械手、硅片搬送机械手、位置校正单元；所述装载盒输送机械手将装载有目标硅片的硅片盒搬送到存储架的输出口处；所述硅片搬送机械手用于在所述输出口与装载推进器之间搬送所述目标硅片；位置校正单元设置在设定搬送路径上，用于校正所述目标硅片在搬送机械手的位置，以在所述输出口与装载推进器之间搬送所述目标硅片的过程中，使硅片搬送机械手夹紧所述目标硅片防止跌落；其中，在硅片搬送机械手将所述输出口的所述目标硅片加载到装载推进器上的过程中，以及在硅片搬送机械手将卸载推进器上的所述目标硅片搬送到所述输出口的过程中，通过位置异常的所述目标硅片与所述位置校正单元的物理接触，以校正所述目标硅片在搬送机械手的位置。
6.根据权利要求5所述的搬送设备，其特征在于，所述位置校正单元设置在位于所述存储架的搬送侧边上。
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