CN1272960A - 具有线性传送系统的半导体处理装置 - Google Patents

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Abstract

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。

Description

具有线性传送系统的半导体处理装置
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。
发明的背景
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。
发明的概述
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
图1是按照本发明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是按照本发明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展示按照本发明一个实施例的晶片传送系统。
图20-25展示按照本发明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。
发明的详细说明
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。
本发明的处理工具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、关闭表面18和空气供给26最好在处理工具10内提供闭合的工作空间11。空气供给26可包括与过滤空气源(未示出)耦合的用于将清洁空气送入处理工具10内的管道。更具体地说，空气供给26可包括用于将清洁空气引入工作空间11的位于处理模件19中间的多个通风孔。
参照图16，与晶片传送单元导向装置66的框架65相邻地配置排气管道58、59以移出循环的清洁空气和其中的污染物。排气管道58、59可与各处理模件19耦合，由此抽出供给的清洁空气。特别是，通过空气供给26将清洁空气提供给处理工具10的工作空间11。利用与排气管道58、59的输出耦合的排气扇(未示出)，通过形成于罩壳或处理板内的多个通风孔57，与晶片传送单元62、64相邻地将空气抽入处理模件19中。在处理工具10内的各处理模件19可直接与管道58、59耦合。可通过后面关闭表面18或通过处理工具10的表面的底部，从处理工具10的管道58、59抽出空气。提供闭合的工作空间和控制工作空间的环境大大地减少了处理工具10中的污染物。
各处理模件最好可通过形成处理工具10侧面的各模件的外面板进入。处理工具10的侧面可以接近灰色室(gray room)环境。与清洁室相比，灰色室具有对污染物较少的防范措施。利用该结构减少设备成本同时允许进入需要例行维持的处理工具10各晶片模件的处理元件和电子元件。
如图1所示，可在处理工具正面的外表面配置用户界面30。用户界面30最好是允许手指接触显示屏幕来实施处理工具10内的各种控制功能的触摸屏阴极射管控制显示器。附加的用户界面30也可以配置在处理工具10的后面或独立的处理模件内，以便从处理工具10的另一个位置控制处理工具10的操作。并且，可提供便携式用户界面30，以允许操作者在处理工具10周围移动和观看其中的处理元件的操作。可利用用户界面30指导处理模件19和半导体晶片传送单元62、64实施指定的功能和操作。
处理工具10内的各模件20、22和24最好包括允许从灰色室目测处理工具10操作的窗口34。并且，通风孔37最好配置于各处理模件20、22和24的顶部表面内。处理模件的电子元件最好邻近通风孔37设置，以便允许循环空气把由这种电子元件产生的热散掉。
图2中详细示出在处理工具10的实施例的接口部分12和处理部分14内的工作空间11。
接口部分12包括两个用于操纵处理工具10内的晶片盒16的接口模件38、39。接口模件38、39通过通道端口32、33接收晶片盒16和存储晶片盒16供其中的半导体晶片的随后处理。此外，当完成对各晶片盒16内的半导体晶片的处理时，接口模件38、39存储从处理工具10取出的晶片盒。
各接口模件38、39可包括晶片盒十字转门(turnstile)40、41和晶片盒升降机42、43。晶片盒十字转门40、41通常将晶片盒16从稳定的垂直取向调换到便于存取半导体晶片的水平取向。各晶片盒升降机42、43具有固定晶片盒16的各晶片盒支架47、48。利用各晶片盒升降机42、43将晶片盒16静止于传送位置或取出位置上。下面详细描述晶片接口模件38、39的操作。
在本发明的最佳实施例中，第一晶片接口模件38可起接收未处理的半导体晶片将其放置于处理工具10内的输入晶片盒接口作用。第二晶片接口模件39可起固定被处理的半导体晶片以便将其从处理工具10取出的输出晶片盒接口作用。在处理工具10内的晶片传送单元62、64可接近通过任一个晶片接口模件38、39固定的晶片盒16。这种配置有利于整个处理工具10的半导体晶片的传送。
图2中示出在处理模件20、22、24和接口模件38、39之间的半导体晶片传送装置60。晶片传送装置60包括在各晶片接口模件38、39与晶片处理模件19之间传送单个半导体晶片W的晶片传送单元62、64。
晶片传送装置60最好包括例如细长轨道之类的传送单元导向装置66，该导向装置66在处理工具10内限定用于晶片传送单元62、64的多个通路68，70。在传送单元62、64的沿传送导向装置66移动期间在第一通路68上的晶片传送单元62可以通过设置于第二通路70上的晶片传送单元64。处理工具10可包括附加的晶片传送单元，从而便于在晶片处理模件20、22、24和晶片接口模件38、39之间传送半导体晶片W。
更具体地说，第二臂延伸部分88可通过真空支架89支撑半导体晶片W。通过沿传送单元导向装置66移动，适当的晶片传送单元62、64可接近晶片支架401。在沿导向装置66到达适当位置之后，第一延伸部分87和第二延伸部分88可旋转以接近晶片支架401。第二延伸部分88设置在晶片支架401上，随后向下与晶片支架401上的指状物组件409啮合。对真空支架89抽真空，在处理模件内的指状物组件抓住位于其中的半导体晶片W。然后降低第二延伸部分88并使其从由晶片啮合指状物固定的半导体晶片下面移开。
在适当的处理模件20、22、24内完成半导体晶片的处理之后，晶片传送单元62、64可重新取回晶片和将该晶片交给另一个处理模件20、22、24或将晶片返回到用于存储在处理工具10中或从其中取出的晶片盒16中。
各晶片传送单元62、64可接近与传送装置60相邻的晶片盒16，从晶片盒16重新取回半导体晶片或在其中放置半导体晶片。特别是，图2中示出利用升降机42从晶片盒16提取半导体晶片W的晶片传送单元62。更具体地说，可将第二延伸部分88和与之连接的真空支架89插入设置于取出位置的晶片盒16中。第二延伸部分88和真空支架89伸入由晶片盒16固定的底部半导体晶片W的下表面之下。在支架89位于要被取出的半导体晶片W的中心之下时，通过真空支架89施加真空。通过传送臂升降机90可稍稍提升第二延伸部分88、真空支架89和附着于其上的半导体晶片W。最后，可旋转第一延伸部分87和第二延伸部分88，从晶片盒16取出半导体晶片W。随后，晶片传送单元62、64可将该半导体晶片W交给进行处理的晶片处理模件19。
此后，晶片传送单元62沿通路68移动到与适当的处理模件20、22、24相邻的位置，将半导体晶片放于晶片处理支架401上，进行半导体晶片的处理。接口模件
参照图3-图8，详细展示接口模件38的操作。下面的讨论限于晶片接口模件38，但也可用于晶片接口模件39，因为各接口模件38、39可按大体相同的方式操作。
最好，第一晶片接口模件38和第二晶片接口模件39可分别起处理工具10的各半导体晶片盒16的输入模件和输出模件的作用。另一方面，这两个模件都可起输入和输出的作用。更具体地说，可通过端口32将固定着未处理半导体晶片的晶片盒16装入处理工具10中，和将其暂时存储于第一晶片接口模件38中，直到从晶片盒16取出半导体晶片供处理之时。通过晶片传送单元62、64将被处理过的半导体晶片交给第二晶片接口模件39内的晶片盒16，进行暂时存储和/或将其从处理工具10取出。
可以利用处理工具10内的各晶片传送单元62、64直接接近晶片接口模件38、39，以便在其间传送半导体晶片。提供多个可被各晶片传送单元62、64接近的晶片盒接口模件38、39有利于按照本发明在整个处理工具10内进行半导体晶片W的传送。
各晶片接口模件38、39最好包括晶片盒十字转门40和与其相邻的晶片盒升降机42。通道端口32、33与各晶片盒十字转门40相邻。通过端口32、33可将晶片盒16送入处理工具10内或从其中取出。
在将晶片盒16送入处理工具10中之前，晶片盒16最好以垂直位置放置于晶片盒托盘50上。图9中详细示出晶片盒托盘50。晶片盒16和其中的半导体晶片的垂直位置提供可靠的取向，以在晶片盒16内保持半导体晶片进行传送。
各晶片盒十字转门40、41最好包括两个分别构成为固定晶片盒16的鞍形物45、46。提供两个鞍形物45、46，以在各通道门35、36单个打开期间将两个晶片盒16放入处理工具10内或由此取出，从而减少处理工具10内的工作空间11对清洁室环境的暴露。
各鞍形物45、46包括两个可与晶片盒托盘50啮合的叉。由晶片盒十字转门的轴(shaft)49内的电机对鞍形物45、46提供动力，以沿水平或垂直取向设置晶片盒16。晶片盒16和其中的半导体晶片最好垂直取向地通过通道端口32、33和在传送或取出位置水平取向以便晶片传送单元62、64存取其中的晶片。
也称为晶片盒15的由图3中的晶片盒十字转门40固定的晶片盒16位于固定位置(本文中也称为装载位置)。可存储在固定位置的晶片盒16内的半导体晶片，以便随后进行处理。另一方面，可存储在固定位置的晶片盒16内的半导体晶片，以便随后通过通道端口32、33从处理工具10将其移走。
参见图3，也称为晶片盒17的由晶片盒升降机42支撑的晶片盒16位于取出或交换位置。可通过晶片传送单元62、64从设置于取出位置的晶片盒16取出半导体晶片或将其放入其中。
晶片盒十字转门41和晶片盒升降机42可交换晶片盒15、17，从取出位置将其中具有被处理半导体晶片的晶片盒17传送到固定位置，以便将其从处理工具10移走。此外，这样的交换可从固定位置将其中具有未处理半导体晶片的晶片盒15传送到取出位置，以便晶片传送单元62、64可存取其中的半导体晶片。
参照图4-图8描述晶片盒15、17的交换。特别是，鞍形物46设置于晶片盒升降机42的带电的轴44下。轴44与固定晶片盒16的带电晶片盒支架47耦合。如图4所示那样降低轴44和附着于其上的晶片盒支架47，然后轴44在鞍形物46的叉之间通过。
参照图5，在轴44内的电机围绕通过轴44的轴旋转晶片盒支架47，按与晶片盒十字转门40固定的晶片盒15相对的关系在其上提供晶片盒17。随后将晶片盒十字转门40的两个鞍形物45、46倾斜成水平取向，如图6所示。接着降低晶片盒升降机42的轴44，使晶片盒17与鞍形物46啮合，如图7所示。再降低轴44和晶片盒支架47一定量以消除晶片盒16的旋转。参照图8，晶片盒十字转门40旋转180度以传送晶片盒15、17。
其中带有被处理半导体晶片的晶片盒17现在可通过端口32，以便移出处理工具10。带有未处理半导体晶片的晶片盒15与晶片盒支架47啮合地设置。可颠倒如图3-图8所示的传送处理步骤，将晶片盒15升高到可使晶片传送单元62、64存取半导体晶片的取出位置。
图10展示模块化设备10的一种方法。如图所示，设备10包括输入/输出组件800，左和右处理模件805、810，晶片传送系统60，上排气组件820和端板825。如图所示，左和右处理模件805、810可相互围绕晶片传送系统60固定，形成具有入口830和出口835的处理腔室。这样可按端到端的结构固定多个这些处理模件，从而提供能够对各晶片实施基本上较大量的处理或者从另一方面来说可同时处理大量晶片的延伸的处理腔室。在这种情况下，对一个设备10的晶片传送系统60编程，使其与一个或更多个在传送系统60之前或之后的晶片传送系统60合作。
图11展示在设备10内设置处理头的一种方法。在该实施例中，左手侧处理模件805包括三个在电化学淀积之后用于漂洗和干燥各晶片的处理头，和两个在电化学淀积之前进行浸润晶片的处理头。通常，左手侧处理模件805构成具有处理头的支撑模件，该处理头用于相对于铜的电化学淀积来说的晶片预处理和后处理。右手侧处理模件810通常构成镀敷模件并包括五个用于铜的电化学淀积的反应(reactor)头。在图11的实施例中，设置晶片对准台850，以便在设备中进行处理时确保各晶片的厚度适当取向。根据各晶片上的对准标志等进行晶片定位。
图12和图13分别展示左手侧处理模件805和右手侧处理模件810。在这些图中，各室的外面部分已被移开，从而露出各系统元件。最好，例如电源、控制器等的电子元件设置于各处理模件805和810的上部，而移动元件等则设置于各处理模件的下部。
图14是从设备10的内部观察的其面板被移开的输入模件800的透视图。图15提供相对于设备10外部的输入模件800的类似视图。在所展示的实施例中，在输入模件800中配置晶片对准台850和晶片对准控制器860。用于控制晶片传送系统60的自动控制器865也设置于其中。当对它们进行处理时，为了保持晶片的轨道，输入模件800配置有一个或多个检测各盒中存在的晶片的晶片映射传感器870。在输入模件800中的其它元件包括系统控制计算机875和四轴控制器880。系统控制计算机875通常协调设备10的所有操作。半导体晶片传送器
处理工具10包括在整个处理工具10内传送半导体晶片的半导体晶片传送器60。最好，半导体晶片传送器60可接近处理工具10内的各晶片盒接口模件38、39和各晶片处理模件19，用于在其间传送半导体晶片。这包括每一侧的处理模件。
图16表示晶片传送器60的一个实施例。晶片传送器60通常包括晶片传送单元导向装置66，导向装置66最好包括安装于框架65上的伸长的脊(spine)或轨道。另一方面，传送单元导向装置66可形成为轨道或任何其它用于在其上引导晶片传送单元62、64的结构。晶片传送器60的长度可改变和构成为允许晶片传送单元62、64进入各接口模件38、39和处理模件20、22、24。
晶片传送单元导向装置66限定与其耦合的晶片传送单元62、64的移动通路68、70。参照图16，传送单元导向装置66的脊包括安装于其相对侧上的导轨63、64。各半导体晶片传送单元62、64最好与各导轨63、64啮合。各导轨可安装一个或多个传送单元62、64。延伸部分69、75可固定于导向装置66的相对侧面上，用于提供传送单元62、64的稳定性并保护导向装置66不被磨损。各晶片传送单元62、64包括构成为骑在导向装置66的各延伸部分69、75上的滚筒77。
应该理解，可根据处理工具10内接口模件38、39和处理模件20、22、24的配置，按另外的方式构成晶片传送器60。管道58、59最好是从各晶片处理模件19与延伸部分和用于去除处理工具10的工作空间11的循环空气的排风扇流体连通。
用适当的驱动器沿各通路68、70对各晶片传送单元62、64供电。更具体地说，驱动操作器71、74安装于传送单元导向装置66的各侧，提供晶片传送单元62、64沿传送单元导向装置66的可控的轴向移动。
驱动操作器71、74可以是对晶片传送单元62、64提供沿导向装置66的精确定位的线性磁力电机。特别是，驱动操作器71、74最好是线性无刷直流电机。这种优选的驱动操作器71、74利用一系列带角度的与安装在晶片传送单元62、64上的各电磁铁79磁反应的磁部分，沿传送单元导向装置66推动该单元。
用于保护其中的通信和电源电缆的电缆防护装置72、73可与各晶片传送单元62、64和框架65连接。电缆防护装置72、73可包括多个互连元件，以允许晶片传送单元62、64沿传送单元导向装置66全程移动。
如图17所示，第一晶片传送单元62与导向装置66的脊的第一侧面耦合。各晶片传送单元62、64包括与线性导轨63、64啮合的线性轴承76。并且，各晶片传送单元62、64最好包括与形成于导向装置66的脊上的延伸部分69啮合和提供稳定性的水平滚筒77。
图17还示出安装于与驱动致动器71磁反应的位置处的第一晶片传送单元62的电磁铁79。驱动致动器71和电磁铁79提供晶片传送单元62、64沿传送单元导向装置66的轴向移动和方向控制。半导体晶片传送单元
参照图18和19描述晶片传送器60的半导体晶片传送单元62、64的优选实施例。
通常，各晶片传送单元62、64包括与传送单元导向装置66的各侧面耦合的可移动的滑架(carriage)或轨道(tram)84、用于支撑半导体晶片W且可移动地与轨道84连接的晶片传送臂组件86、和用于调整传送臂组件86相对于轨道84的升降的晶片传送臂升降机90。
参照图18，盖85包围住轨道84与传送单元导向装置66不相面对的部分。轨道84包括与安装于传送单元导向装置66上的各导轨63、64啮合的线性轴承76。线性轴承76按相对于传送单元导向装置66的固定关系保持轨道84，并允许轨道84沿其轴向移动。滚筒77与各延伸部分69啮合，用于防止轨道84围绕导轨63、64旋转和提供晶片传送单元62的稳定性。还示出在与各传送单元62、64和驱动致动器71、74磁反应的位置与轨道84连接的电磁铁79。
晶片传送臂组件86在轨道84的顶部上延伸。晶片传送臂组件86可包括在其第一端部与轴83耦合的第一臂延伸部分87。第二臂延伸部分88最好与第一臂延伸部分87的第二端部耦合。第一臂延伸部分87可围绕轴83旋转360度，第二臂延伸部分88可围绕轴82旋转360度，轴82通过连接第一和第二臂延伸部分87、88的轴。
第二延伸部分88最好包括在其远端的晶片支架89，用于在其沿晶片传送器60的传送期间支撑半导体晶片W。传送臂组件86最好包括与晶片支架89耦合的腔室，用于使其形成真空并在其中固定半导体晶片W。
提供可调的传送臂组件86的升降，第一臂延伸部分87围绕轴83的轴旋转，第二延伸部分88围绕轴82旋转，由此允许传送臂86接近所有处理模件19的各半导体晶片固定器810和在处理工具10内由接口模件38、39固定的各晶片盒16。这样的接近允许半导体晶片传送单元62、64在其间传送半导体晶片。
如图19所示，盖85已从晶片传送单元移开，以展现与轨道84和传送臂组件86耦合的晶片传送臂升降机90。在晶片支架89和晶片固定器810与晶片盒16中的一个之间传送半导体晶片的步骤期间，传送臂升降机90相对轨道84调整传送臂组件86的垂直位置。
使用例如图19中的CCD阵列91之类的位置指示阵列，可精确控制各晶片传送单元62、64的轨道84沿传送单元导向装置66的通路位置。在处理工具10的一个实施例中，在处理模件19内的各半导体晶片固定器810具有安装在如图2所示的处理模件19的表面上的相应光或其它光束发射器81，用于朝向传送单元导向装置66引导光束。光发射器81可有连续的光束或者可构成为在晶片传送单元62、64接近各晶片固定器810时产生光束。
传送臂组件86包括设置成可接收由光发射器81产生的激光束的CCD阵列91。在轴83上的位置指示阵列91检测光束的存在以确定轨道84沿传送单元导向装置66的位置。晶片传送单元位置指示器的位置精度最好在小于0.003英寸(约小于0.1毫米)的范围内。
图20-25示出晶片传送单元562b的第二实施例，并类似地配有与传送单元导向装置66的各侧面耦合的可移动的滑架或轨道584、用于支撑半导体晶片W的可移动地与轨道584连接的晶片传送臂组件586、和用于相对轨道584调整传送臂组件586升降的晶片传送臂升降机590。盖585包围轨道584的一部分。轨道584包括与安装于传送单元导向装置66上的各导轨63、64啮合的线性轴承576。线性轴承576保持轨道584相对于传送单元导向装置66的固定关系，并允许轨道584沿其轴向移动。电磁铁579与导向装置66磁性反应，以驱动致动器71、74。
晶片传送臂组件586在轨道584顶部上延伸。晶片传送臂组件586包括在其第一端部与轴583耦合的第一臂延伸部分587。具有用于支撑半导体晶片W的第二臂延伸部分588最好与第一臂延伸部分587的第二端部耦合。第一臂延伸部分587可围绕轴583旋转360度，第二臂延伸部分588可围绕轴582旋转360度，轴582通过连接第一和第二臂延伸部分587、588的轴。
正如第一实施例那样，提供可调的传送臂组件586的升降，第一臂延伸部分587围绕轴583的轴旋转，第二延伸部分588围绕轴582旋转，由此允许半导体晶片传送单元562a、562b在其间传送半导体晶片。
如图21所示，盖585已从晶片传送单元562b移开，以展现与轨道584和传送臂组件586耦合的晶片传送臂升降机590。在半导体晶片的传送期间，传送臂升降机590相对轨道584调整传送臂组件586的垂直位置。
在晶片传送单元562a、562b的第二实施例中，用光纤通信通路，例如光纤细丝取代金属丝72、73，通过在各晶片传送单元562a、562b上的数字-模拟转换板540到达晶片传送单元。相对于金属丝的硬度来说，使用光纤降低了传送单元562a、562b的惯性质量和提高了可靠性。最好，在传送单元和系统控制器875之间进行这种通信。
使用编码器的组合精确控制各晶片传送单元562a、562b的轨道584沿传送单元导向装置66的通路和操作位置，以提供在三轴空间上轨道584、传送臂组件586和第二延伸部分588的位置上的位置信息。用591表示的绝对编码器的位置位于升降机590中。用592表示的绝对编码器TPOW位于轴583的底部电机593中。用594表示的绝对编码器TPOW位于轴583中。用595表示的腕部绝对编码器的位置在传送臂组件586的远端。在轴583的底部设置肘部绝对编码器TPOWISA597。沿底部电机593设置提升(lift)绝对编码器596。线性编码器598、头轨道编码器599和轨道CDD阵列绝对编码器541位于轨道584底部的底板203上，如图2所示和上述，为检测安装在处理模件19表面上的光束发射器81设置后者。前述允许精确和可靠的位置精度。
图22示出晶片传送单元的安装。正如所示，晶片传送器560包括晶片传送单元导向装置566，导向装置566包括安装于框架565上的伸长的脊或轨道。晶片传送单元导向装置566限定晶片传送单元544a、544b的移动通路568、570。传送单元导向装置566的脊包括安装在其相对侧面上的上导轨563a、564a和下导轨563b、564b。各半导体晶片传送单元544a、544b最好与相应上导轨563a、564a和下导轨563b、564b的每一个啮合。成对上下导轨的每一个可安装一个或多个传送单元544a、544b。
由安装于传送单元导向装置566各侧的驱动操作器571、574沿各通路568、570对各晶片传送单元544a、544b供电，提供晶片传送单元544a、544b沿传送单元导向装置566的可控的轴向移动。驱动操作器571、574可以是对晶片传送单元544a、544b提供沿导向装置566的精确定位的线性磁力电机，也可以是线性无刷直流电机，该电机利用一系列带角度的与安装在各晶片传送单元544a、544b上的各电磁铁579起磁反应的磁部分，以沿传送单元导向装置566推动该单元。
光纤电缆防护装置572、573提供与各晶片传送单元544a、544b的通信并保护其中的光纤电缆。电缆防护装置572、573可包括多个互连元件，以允许晶片传送单元544a、544b沿传送单元导向装置566的全程移动。
如图22所示，晶片传送单元544a、544b与导向装置566的脊的各侧面耦合。各晶片传送单元544a、544b包括分别与上线性导轨563a、564a啮合的上线性轴承576a。并且，各晶片传送单元544a、544b包括与下线性导轨563b、564b啮合的下线性轴承576b，提供稳定性和在轨道上负载的更均匀的分布。
参照图22-24，上和下线性轴承576a、576b还提供一种装置，利用该装置可调整在轨道584顶部上延伸的晶片传送臂组件586的垂直轴。在处理工具10内晶片的传送期间，传送臂组件586在尽可能接近绝对水平面的面中旋转非常重要。为此，如图25所示，提供给安装在传送单元544a的底面203上的传送臂组件的下肘部室210以倾斜调整。
如图21、23和24所示，通过上安装螺钉212和下安装螺钉214将下肘部室210安装于底板211上。如图25更清楚的表示，底板211依次固定于升降电机590上，以提升或降低传送臂组件586。如图26所示，在上安装螺钉212之间横向设置的是压入底板211上的与下肘部室210上的相应的还稍微小点的横向凹槽218啮合的枢轴216。枢轴216最好相对于横向凹槽218设置尺寸，提供在底板211和下肘部室210之间的公差，以便在这两个之间可得到约0.95度的倾斜。在与一个或多个校平螺钉220与上和下安装螺钉212、214的组合中，可调整和固定下肘部室210和附着的传送臂组件586的角度取向，从而在处理工具10内晶片的传送期间，使传送臂组件586在尽可能接近绝对水平面的面中旋转。
此外，对于晶片传送单元544a、544b沿导向装置566的光滑操作来说，下线性轴承导轨576b的柔顺附着是重要的。在下传动导轨576b提供这种柔顺附着，使用柔顺固定技术可获得最好允许0.100英寸的浮动。围绕安装螺钉222设置浮动销221，具有围绕浮动销设置的最好是VITON的O形圈223。当在底板203的有肩的沉孔224内装入下传动导轨576b的带螺纹的孔227时，如图28所示，螺钉222承载浮动销221的凸缘225，凸缘225本身还承载O形圈223。O形圈223承载沉孔的肩部226。可是，即使螺钉222紧固，也允许下传动导轨576b和底板203之间的相对运动，以利于在整个导向装置566上的光滑运动。控制系统
参照图26，示出半导体晶片处理工具10的控制系统100的一个实施例。正如所示，控制系统100通常包括至少一个用于控制和/或监视处理工具10的整个功能的大主(grand master)控制器101。
控制系统100最好设置于成体系的结构中。如图26所示，大主控制器101包括与多个子系统控制单元电耦合的处理器。控制子系统最好控制和监视相应设备(即，晶片传送器60，处理模件20、22、24，接口模件38、39等)的计算机的操作。控制子系统最好构成为可接收例如来自各大主控制器101、102的软件编码等的指令命令或操作指令。控制子系统110、113-119最好提供处理和状态信息给各大主控制器101、102。
更具体地说，大主控制器101与可控制各半导体晶片接口模件38、39的接口模件控制器110耦合。并且，大主控制器101与用于控制晶片传送器60操作的传送器控制器113和在处理工具10内相应于半导体晶片处理模件20、22的多个处理模件控制器114、115耦合。按照本公开的处理工具10的控制系统100可包括附加的大主控制器102，如图26所示，通过附加的处理模件控制器119监视或操作附加的子系统，例如附加的晶片处理模件。四个控制子系统最好与各大主控制器101、102耦合。大主控制器101、102最好耦合在一起并且可将每一个的处理数据传送给另一个。
各大主控制器101、102接收数据并将其传输到各模件式的控制子系统110-119。在控制系统100的优选实施例中，在大主控制器和与之连接的各模件式子系统中间设置双向存储映射装置。特别是，在各接口模件控制器110、晶片传送器控制器113和处理模件控制器114内在大主控制器101和主控制器130、131、132的中间设置存储映射装置160、161、162。
在控制系统100内各存储映射装置150、160-162最好是由Cypress提供的双端口RAM，用于同步存储数据。特别是，在大主控制器101可将数据写入相应于主控制器130的存储位置并且主控制器130可同时读出数据。另一方面，大主控制器101可从由主控制器130写入的映射存储装置读出数据。利用存储映射装置160-161，提供按处理器速度的数据传送。在用户接口30与大主控制器101、102之间最好设置用于在其间传送数据的存储映射装置150。
用户接口30最好与各大主控制器101、102耦合。用户接口30最好安装于处理工具10的外部或在远处以利用处理工具10的处理和状态信息进行操作。此外，通过用户接口30，操作者可输入对处理工具10的控制序列和处理指令。最好用处理工具10内的通用计算机支持用户接口30。通用计算机最好包括486 100MHz处理器，但也可使用其它处理器。
最好按主/从属结构构成包括接口模件控制器110，晶片传送器控制器113和各处理模件控制器114-119的各模件控制子系统。模件控制子系统110、113-119最好装在各模件内，例如晶片接口模件38、39、晶片传送器60或各处理模件20、22、24。大主控制器101和与其耦接的相应的主控制器130、131、132最好嵌在装在支持用户接口30的通用计算机内的印刷电路板或ISA板上。各大主控制器101、102最好包括由Motorola提供的68EC000处理器，控制系统100内的各主控制器130和从属控制器最好包括由Intel提供的80251处理器。
如图27-图30所示，各主控制器130、131、132通过数据链路126、127、129与各从属控制器耦合。各数据链路126、127、129最好包括光学数据介质，例如由惠普公司提供的Optilink。可是，数据链路126、127、129可包括其它数据传送介质。
参照图27，示出用于接口模件控制器110的主/从属控制子系统。各主控制器和有关的从属控制器结构最好相应于处理工具10内的各个模件(即，接口，传送器，处理)。可是，一个主控制器可控制或监视多个模件。图27所示且相应于接口模件控制器110的主/从属结构可附加地施加给其它模件控制子系统113、114、115。
通过存储器映射装置160，大主控制器101与相应接口模件控制器110中的主控制器130连接。主控制器130与多个从属控制器140、141、142耦合。十六个从属控制器最好与单个主控制器130-132耦合，各从属控制器可构成为控制和监视单个电机或处理元件，或多个电机和处理元件。
处理工具10的控制系统100最好利用闪烁存储器。更具体地说，用于操作控制系统100中的各主控制器130-132和从属控制器140-147的操作指令或程序编码最好存储于相应的大主控制器101、102的存储器中。一旦加电，大主控制器101、102可轮询相应的主控制器130-132，下载适当的操作指令程序，操作各主控制器130-132。同样，各主控制器130-132可轮询各从属控制器140-147进行识别。此后，主控制器130-132可从大主控制器101、102开始下载适当的程序，通过主控制器130-132提供给各从属控制器140-147。
各从属控制器可构成为控制和监视在相应处理模件19、接口模件38、39和晶片传送器60内的单个电机或多个电机。此外，各从属控制器140-147可构成为监视和控制在各模件19内的处理元件184。任何一个从属控制器，例如图36中所示的从属控制器145，可构成为控制和/或监视伺服电机和处理元件184。
各从属控制器包括与多个端口界面耦合的从属处理器。可利用各端口界面控制和/或监视伺服电机和处理元件184。例如，端口可与伺服控制器插件176耦合，该插件176构成为控制晶片传送单元62a、62b。从属处理器171可通过端口和伺服控制器176控制晶片传送单元62a、62b。更具体地说，通过伺服控制器176，从属处理器171可控制晶片传送单元62a、62b内的伺服电机和监视电机的状态。
另一方面，不同的从属控制器140、141可控制单个处理工具装置内的不同元件，例如接口模件38。更具体地说，图32表示接口模件控制器110和接口模件38的元件。从属控制器140通过增量十字转门编码器190可控制十字转门电机185和监视十字转门40的位置。从属控制器140最好通过伺服控制插卡(示于图35中)与十字转门电机185和十字转门编码器190耦接。通过伺服控制插卡控制鞍形物电机186和监视鞍形物编码器191，伺服控制器141可操作和监视十字转门40的鞍形物45。
从属处理器的端口可与用于控制和监视处理模件19中的处理元件的接口控制器插卡180耦接。例如，流量传感器657可将处理液传送的流量信息提供给模件内的处理槽。接口控制器180构成为将流量传感器657或其它处理元件提供的数据转换为可由相应从属处理器172分析的形式。并且，接口控制器180可根据来自相应从属处理器172的指令控制处理元件，例如流量控制器658。
一个从属控制器140-147可包括与从属处理器170-172的各端口耦接的一个或多个伺服控制器和一个或多个接口控制器，用于允许单个从属控制器对各种元件电机和处理元件的控制和监视能力。
另一方面，伺服控制器和接口控制器可分别包括用于提高处理和操作速度的机载(onboard)处理器。由编码器或处理元件提供给伺服控制器或接口控制器的数据可由机载处理器立即进行处理，根据该数据，该机载处理器还可控制各伺服电机或处理元件。在这种结构中，从属处理器可将来自接口处理器或伺服控制器处理器的数据传送给各主控制器和大主控制器。传送器控制子系统
图29中示出用于控制和监视晶片传送器60和晶片传送单元62a、62b或562a、562b或544a、544b的操作的传送器控制子系统113。通常，传送器控制器113的从属控制器143与用于控制和监视晶片传送单元62a沿导向装置66的移动的驱动致动器71耦接。并且，从属控制器143可操纵晶片传送单元62a或562a或544a的传送臂组件86并由此传送半导体晶片。同样，从属控制器144可构成为操纵晶片传送单元62b或562b或544b和驱动致动器74。
图36中详细示出从属控制器143和光检测器91、驱动致动器71、线性编码器196和晶片传送单元62a的连接。从属控制器143的从属处理器171最好与伺服控制器176耦接。利用通过伺服控制器176操纵驱动致动器71，伺服处理器171可控制晶片传送单元62a的线性位置。光检测器91可提供晶片传送单元62a沿导向装置66的线性位置信息。并且，为了精确监视晶片传送单元62沿导向装置66的位置还可利用线性编码器196。
传送器从属处理器171还可控制和监视相应晶片传送单元62a的传送臂组件86的操作。特别是，传送器处理器171可与轴83内的传送臂电机194耦接，可控制地旋转第一和第二臂延伸部分87、88。增量传送臂旋转编码器197可配置于各晶片传送单元62a的轴83内，用于监视传送臂组件86的旋转并将其旋转数据提供给伺服控制器176和从属处理器171。
从属控制器143最好与升降机90内的传送臂升降电机195耦接，用于控制传送臂组件86的升降位置。增量传送臂升降编码器198可配置于传送臂升降机组件90内，以监视传送臂组件86的升降。
此外，传送器从属控制器143可通过接口控制器与空气供给控制阀致动器(未示出)耦接，用于控制选择地在其上支撑半导体晶片的晶片支架89内的真空。
绝对编码器199可配置于晶片传送器60、接口模件38、39和处理模件19内，检测操作极端条件和保护其中的伺服电机。例如，绝对编码器199可检测传送臂组件86到达最大高度的条件，绝对编码器199可断开升降机90以保护传送臂升降机电机195。
类似的方法可分别用于晶片传送单元562a、562b或544a、544b的第二和第三实施例的光纤信号通信系统。特别是，位于升降机590中的编码器591、位于轴583的基底电机593中的编码器592、位于轴583中的编码器594、位于传送臂组件586远端的腕部绝对编码器595和位于轴583基底的肘部绝对编码器597提供图35的旋转编码器193的旋转输入。同样，沿基底电机593设置的提升绝对编码器596、线性编码器598、头轨道编码器599和轨道CDD阵列绝对编码器541分别提供用于图35的提升编码器192和绝对编码器199的输入。处理模件控制
按照本公开文件，控制系统100最好包括相应于处理工具10内的各晶片处理模件20、22、24的处理模件控制子系统114-116。控制系统100还可包括附加的处理模件控制子系统119，用于控制和/或监视附加的晶片处理模件19。
各处理模件控制器114、115、116可控制和监视相应晶片固定器810和晶片传送单元62a、62b或562a、562b或544a、544b之间的半导体晶片W的传送。并且，处理模件控制器114、115、116最好可控制和/或监视各处理模件20、22、24内的半导体晶片W的处理。
参照图30，单个从属控制器147可操纵处理模件20内的多个晶片固定器401c-401e。也可以，单个从属控制器145、146可操纵和监视各单个晶片固定器401a、401b。可利用附加的从属控制器148操纵和监视单个处理模件19内的所有处理元件184(即，流量传感器、阀致动器、加热器、温度传感器)。并且，如图37所示，单个从属控制器145可操纵和监视晶片固定器410和处理元件184。
此外，单个从属控制器145-148可构成为操纵和监视一个或多个晶片固定器401和处理元件184。图37中的控制系统实施例中示出从属控制器145与晶片固定器401和处理元件的连接。特别是，伺服控制器177和接口控制器180可与连接到从属控制器145的从属处理器172的各端口耦接。从属处理器172可通过伺服控制器177操纵和监视多个晶片固定器元件。特别是，从属处理器172可操纵提升电机427，用于围绕提升驱动轴456升高操作者臂407。增量提升运动编码器455可配置于晶片固定器401内，将提升臂407的旋转信息提供给伺服控制器177内的各自的从属处理器172或处理器。从属处理器172还可控制晶片固定器401内的旋转电机428，用于在处理位置和半导体晶片传送位置之间围绕轴429、430旋转处理头406。增量旋转编码器435可将关于处理头406的旋转信息提供给相应的从属处理器172。
在处理在此固定的半导体晶片W的期间，利用在用于旋转晶片固定器478的伺服控制器177内的处理器或从属处理器172可控制旋转电机480。最好配置增量旋转编码器498以监视晶片固定器478的旋转速率并将该速率信息提供给从属处理器172。
镀敷模件控制器114最好操纵晶片固定器478的指尖414，以抓住或释放半导体晶片。特别是，从属处理器172可通过用于将空气提供给气动活塞502的气动阀致动器201操纵阀，以抓住半导体晶片。此后，在镀敷模件控制器114中的从属控制器145可操纵阀致动器201，移开空气供给，由此使指尖414与半导体晶片脱离。在处理半导体晶片期间，通过控制继电器202，从属处理器172还可控制流过指状物组件824的电流的施加。
处理模件控制器114、115、116最好通过仪器或处理元件184控制和监视相应晶片处理模件20、22、24内的半导体晶片的处理。
参照图33，说明镀敷处理模件20的控制操作。一般来说，从属处理器172通过接口控制器180监视和/或控制处理元件184。在镀敷模件控制器114中的从属处理器172操纵泵605，从处理液储蓄容器604中抽出处理液，抽吸给排放过滤器607。处理液通过过滤器进入供给总管652，然后通过镀敷槽供给管道送入在其中处理半导体晶片的多个处理镀敷槽中。各镀敷槽供给管道最好包括与镀敷处理模件控制器114耦合且用于提供处理液的流量信息的镀敷槽的传感器657。根据流量信息，从属处理器172可操纵在各镀敷槽供给管道内的流量控制器658的致动，以控制整个处理液流量。从属处理器172还可监视和控制用于在供给总管652内保持预定压力水平的背压调整器656。背压调整器656可提供压力信息给镀敷处理模件控制器114内的从属处理器172。
类似地，处理模件控制子系统115、116可构成为控制在相应预湿模件22和保护(resist)模件24内的半导体晶片的处理。接口模件控制
各接口模件控制子系统110最好控制和监视晶片接口模件38、39的操作。更具体地说，接口模件控制器110控制和监视各半导体晶片接口模件38、39的晶片盒十字转门40、41和升降机42、43的操作，以交换晶片盒16。
在接口模件控制器110的从属控制器140中的从属处理器170可操纵和监视接口模件38、39的功能。特别是，从属处理器170可操纵门35、36，以便通过端口32、33进入处理工具10。另一方面，主控制器100可操纵门35、36。
参照图31，讨论用于控制晶片接口模件38的接口模件控制部分的实施例。特别是，从属处理器170与伺服控制器175耦接。从属处理器170或处理器机载伺服控制器175可操纵接口模件38的元件。特别是，从属处理器170可控制十字转门电机185，用于操纵十字转门40的旋转功能，在负载位置和传送位置之间移动晶片盒16。增量十字转门编码器190监视十字转门40的位置并提供位置数据给从属处理器170。另一方面，伺服控制器175可包括从十字转门编码器190读出信息和根据该信息控制十字转门电机185的处理器。一旦十字转门40到达预定位置，伺服控制器175便可通知从属处理器170。
各晶片盒十字转门40包括控制与其相连的鞍形物45、46的定位的电机。通过操作适当的鞍形物电机186，从属处理器170可控制鞍形物45、46的位置，使附着于其上的晶片盒16沿垂直和水平取向之一取向。增量鞍形物编码器191最好配置于各晶片盒十字转门40内，以将鞍形物45、46的位置信息提供给各从属处理器170。
从属处理器170或伺服控制器175可构成为控制晶片盒升降机42的操作，以便在交换位置和取出位置之间传送晶片盒16。从属处理器170可与升降机提升电机187和升降机旋转电机188耦接，用于控制升降机42和升降机支架47的升降和旋转。增量提升编码器192和增量旋转编码器193可将升降机42和升降机支架47的升降和旋转信息提供给从属处理器170。
例如当升降机支架47到达最大高度时，可利用绝对编码器199通知极端条件的从属处理器。响应于由绝对编码器199提供的极端条件的存在，可关闭升降机提升电机187。晶片盒托盘
图9中详细示出用于固定晶片盒16的晶片盒托盘50。各晶片盒托盘50可包括底部51和最好与底部51垂直的直立部分54。两个侧边支架52可形成在底部51的相对侧并由此向上延伸。在晶片盒16的移动、旋转和交换期间，侧边支架52辅助保持其上的晶片盒16在固定位置。各侧边支架52包括凹槽53，凹槽53最好延伸其长度构成为与鞍形物45、46的叉物啮合。
在晶片盒接口模件38、39内操作晶片盒16期间，可利用晶片盒托盘50在传送器60内将晶片盒16从负载位置传送到便于晶片传送单元62、64存取半导体晶片W的取出位置。电镀台
图33表示特别适用和构成为用作电镀台的第二半导体处理台900的主要元件。处理台900的两个主要部件是一般用906表示的晶片转子组件和电镀槽组件303。电镀槽组件303
图33表示电镀槽组件303。处理槽组件由具有外槽侧壁317、槽底部319和槽边缘组件917的处理槽或镀敷容器316构成。处理槽最好其水平横截面为圆形，尽管其它形状也可以，处理槽形状一般为圆柱形。
电镀槽组件303包括设置于电镀槽容器317内的杯形组件320。杯形组件320包括固定用于电镀处理的化学物的液杯部分321。杯形组件还具有延伸到杯底323下的相关裙边371和凹口，通过该凹口液体流通和释放任何可能贮存于填充液体下的腔室中的气体。杯形部分最好由聚丙烯或其它适当的材料制备。
通过螺纹连接，在杯形组件320底部壁中的下开口与可相对其调整高度的聚丙烯升液管330相连。升液管330的第一端部固定于支撑阳极334的阳极屏蔽393的后部。液体进入管道325设置于升液管330内。通过接头362，升液管330和液体进入管道与处理槽组件303固定在一起。接头362可调节升液管303和管道325的高度。同样，接头362和升液管330之间的连接有助于阳极位置的垂直调节。进入管道325最好由诸如钛之类的导体材料制备并用于将电流导入阳极324和将液体供给杯形部分。
处理液通过液体进入管道325提供给杯部并由此通过液体进入口324。然后，当由镀敷液泵(未示出)或其它适当的供给装置供应时，镀敷液通过开口324填充腔室904。
杯侧壁322的上边缘形成限制杯中电镀液水平面的坝。选择该水平面以便仅晶片W的底表面与电镀液接触。过量的液体溢出该顶部边缘表面进入排放腔室345。腔室345中的液体水平面最好保持在预定范围内，以使利用适当传感器和致动器监视液体水平面的操作稳定。这可使用几个不同的排放结构来实现。优选的结构是使用适当的传感器检测高水平面条件，然后按照控制阀的控制，通过漏泄管道排泄液体。还可使用竖管结构(未示出)，并将其用作优选镀敷台中的最后的排放保护装置。也可以采用更复杂的水平面控制。
从腔室345排放的液体最好返回到适当的储蓄容器。然后可利用附加的镀敷化学物或其它镀敷组分或其它处理液体处理该液体，并再利用。
在按照本发明的优选使用中，阳极334是与在半导体材料上镀敷铜或其它金属有关的自耗阳极。特定的阳极与所用的被镀敷金属和其它特定的镀敷液体非常相关。可商业购置的多种不同自耗阳极可用作阳极334。
图33还表示设置在阳极334上的扩散板375，用于使在晶片W上流动的镀敷液更均匀地分布。在所有或部分扩散板375上设置液体通道，以允许液体从其通过。使用扩散器高度调节机构386可调节扩散板的高度。
使用阳极屏蔽紧固器394，使阳极屏蔽393固定于自耗阳极334的下侧，以防止在溶液进入处理腔室904中时镀敷液的直接冲击。阳极屏蔽393和阳极屏蔽紧固器394最好由绝缘材料例如聚偏氟乙烯或聚丙烯制备。阳极屏蔽的厚度优选为约2-5毫米，其厚度为约3毫米更好。
阳极屏蔽用作电隔离和物理保护阳极的背面侧。还可减少有机镀敷液添加剂的消耗量。尽管目前还不知道其恰当的机理，但都相信阳极屏蔽可防止在该时间过程中在阳极背面侧出现的某些材料的消耗。如果阳极未屏蔽，那么有机化学镀敷添加剂以明显更大的速率消耗。利用在适当位置的屏蔽，这些添加剂不会被快速地消耗掉。晶片转子组件
晶片转子组件906固定晶片W用以在处理腔室904内旋转。晶片转子组件906包括转子组件984，转子组件984具有多个将晶片固定于转子结构上的晶片啮合指状物979。指状物979最好适于在晶片与镀敷电源之间导通电流并按照各种结构构成以传导电流。
在固定的罩壳970中设置用于旋转转子组件984的各元件。固定的罩壳与水平延伸臂909连接，臂909又与垂直延伸臂连接。臂908和臂909一起允许组件906与镀敷槽组件啮合地被提升和旋转，从而将晶片送给晶片传送组件60，传送到随后的处理地点。
在不脱离其基本教导的情况下，已对在前的系统进行了多种改变。尽管按照一个或多个特定的实施例大体详细地描述了本发明，但本领域的技术人员应该认识到，可对其进行各种改变而不会脱离由所附权利要求提出的本发明的范围和实质。

Claims (32)

1.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入位置的晶片传送组件中接受处理过的半导体晶片。
16.根据权利要求8所述的半导体晶片处理装置，其中，中心支架包括：
框架；
第一组磁部件，沿线性路径长度，沿其第一边与框架成固定关系；
第二组磁部件，沿线性路径长度，沿其第二边与框架成固定关系；
安装在框架的相对边上并分别支撑第一晶片传送单元和第二晶片传送单元的第一横向导轨和第二横向导轨。
17.根据权利要求16所述的半导体晶片处理装置，其中，各第一晶片传送单元和第二晶片传送单元包括：
与各自横向导轨可移动地连接的轨道；
按与各个磁部件相配合的关系安装在轨道上的电磁铁，用于沿各个导轨移动晶片传送单元；
响应于控制信号的多个致动器，用于控制晶片传送单元和传送臂组件的位置；
多个传感器，用于监视传送单元和传送臂组件的位置。
18.根据权利要求8所述的半导体晶片处理装置，还包括在所述晶片处理模件的相对中间的空气供给，用于将空气供给所述半导体晶片处理装置。
19.根据权利要求8所述的半导体晶片处理装置，其中，所述晶片传送系统包括在其附近排出空气的至少一个排气管道。
20.根据权利要求8所述的半导体晶片处理装置，其中，所述晶片处理模件是可互换的。
21.半导体晶片处理装置，包括：
处理半导体晶片的多个晶片处理模件，各所述晶片处理模件是可互换的；
在所述晶片处理模件附近的晶片传送器，具有适合控制一般沿线性传送路径移动的至少一个晶片传送单元；
所述至少一个晶片传送单元构成为可支撑半导体晶片，并接近各所述晶片处理模件用于在模件之间传送半导体晶片。
22.根据权利要求21所述的半导体晶片处理装置，其中，利用线性磁电机使所述晶片传送器沿线性传送路径移动所述至少一个晶片传送单元。
23.控制半导体晶片处理装置内的半导体晶片的方法，该半导体晶片处理装置具有多个晶片处理模件和在其附近的晶片传送器，该方法包括以下步骤：
a.接收在其内带有多个半导体晶片的至少一个晶片盒；
b.沿晶片传送器移动第一晶片传送单元，在至少一个晶片盒和一个第一晶片处理模件之间传送第一个单独的晶片；
c.沿晶片传送器移动第二晶片传送单元，在至少一个晶片盒和一个第二晶片处理模件之间传送第二个单独的晶片；
其中，第一晶片传送单元的所述移动和第二晶片传送单元的所述移动同时进行。
24.根据权利要求23所述的方法，还包括从垂直取向至水平取向一步一步移动至少一个晶片盒，以致使其中包含的半导体晶片在一般的水平取向上。
25.根据权利要求23所述的方法，还包括以下步骤：
将带有未处理的半导体晶片的晶片盒存储在第一接口模件内；和
将带有处理过的半导体晶片的晶片盒存储在第二接口模件中。
26.用于在半导体处理装置的处理部分内操纵半导体晶片的传送系统，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连接的轨道，用于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用于沿导轨移动传送单元的磁铁；和
相对于轨道调整晶片传送臂组件角度取向的角度调整机构。
27.根据权利要求26所述的传送系统，还包括：
响应于控制信号的多个致动器，用于控制传送单元和传送臂组件的位置；
多个传感器，用于监视传送单元和传送臂组件的位置。
28.根据权利要求27所述的传送系统，还包括：
远离传送单元配置的控制器，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。
29.根据权利要求28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。
30.根据权利要求29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。
31.根据权利要求26所述的传送系统，还包括：
安装在框架上的另一横向导轨，平行配置于横向导轨正下方；
与另一横向导轨可移动连接的轨道。
32.根据权利要求31所述的传送系统，其中，利用各自的柔顺的安装组件，轨道与横向导轨和另一横向导轨连接。
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