CN1351758A - 处理晶片的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于在至少一个洁净室(3)中处理晶片的一种装置,此洁净室(3)具有实施各个制造步骤的制造单元(1)的,和/或监控制造步骤的测量单元(2)的一种配置,这些制造单元(1)和测量单元(2)为了晶片的输入和运走是经运输系统连接的。这些晶片是以与制造单元(1)、测量单元(2)和/或运输系统的容量相匹配的、可变的批量汇总在一起的。

Description

处理晶片的装置
本发明涉及按权利要求1前序部分的，用于处理晶片的一种装置。
这样的装置包括许多制造单元，用这些制造单元进行处理晶片的不同制造步骤。在这些制造步骤中尤其涉及刻蚀工艺，湿化学方法，扩散工艺以及例如像CMP法(化学机械抛光)的不同清洗方法。对于相应制造步骤中的每一个步骤安排了一个或多个制造单元。外加安排了在其中可监控晶片处理质量的测量单元。用这样的测量单元来监控在制造单元中所进行的所有的主要制造步骤是合理的。
整个制造工艺在严格的洁净度要求下进行，所以制造单元和测量单元是布置在洁净室或洁净室系统中的。
分别以预定的批量将晶片经过运输系统输送给各个制造和测量单元。为此在例如构成为盒子形式的输送容器中输送晶片，在此情况下输送容器分别装入相同数目的晶片。在制造和测量单元中晶片处理之后也经过运输系统运走，在此情况下晶片此时是储存在相同的输送容器中的。典型地在一个输送容器中分别将25个晶片汇总成一批。
运输系统具有例如构成为辊道输送机形式的一种输送系统。此外运输系统具有一种储存器系统，此储存器系统具有用于储存带晶片的输送容器的多个储存器。
在用于处理晶片的已知装置上，经过运输系统将汇总在一个输送容器中的一批晶片输送通过装置的全部制造和测量单元。此时在各自的输送容器上保持批的连系。这意味着不混淆不同批的晶片。
此时为了处理晶片经过装载和卸载站分别将具有一个批的输送容器输送给制造单元或测量单元。在制造单元或测量单元中处理晶片之后，将同一输送容器中的批重新经过装载和卸载站输出到运输系统上。
此时按照各个制造和测量工艺的顺序将带有晶片的输送容器相继输送给各个制造和测量单元。在此成问题的是，各个制造和测量单元具有不同的处理容量。这尤其是基于，在几个制造和测量单元中可以平行处理许多晶片，而在另外的制造和测量单元中只能处理单个的晶片。例如在炉子工艺的情况下，可以同时将许多晶片输送给一个制造单元的炉子，而在测量单元中，其中例如进行晶片的光学检查，则单个地处理晶片。
为了仍然获得装置的尽可能高的满负荷，将尽可能高数目的带晶片的输送容器输出到运输系统上。在此不利的是，在装置中因而存在着可观的晶片存量。装置中的这种高额的材料存量却是极其成本昂贵的。此外由于不能连续地将这样高数目的输送容器送过装置，必须安排许多储存器用于暂存输送容器。
这样的储存器通常构成为储存库。在储存库上涉及一种储存系统，在此储存系统中在洁净室条件下储存晶片。这样的储存库基于它们巨大的结构花费是极其成本昂贵的。此外储存库要求相当大的洁净室面积，这进一步提高了装置的费用。
尽管由于不同的处理容量这些措施不能防止各个制造和测量单元上的可观的等待时间和因此的停机时间，这导致晶片通过装置的过长的通过时间。晶片处理装置的典型的过程时间位于40至60天的范围之内。
在DE 37 35 449 A1中公开了晶片的一种制造系统，此制造系统由多个可互换的输送模件，工艺模件和检查模件组成。每个工艺模件分别具有至少一个工艺站，一个寄放处和一个操作机。
在一个第一盒子中经过输送模件供应晶片。操作机从第一盒子中取出晶片，并将其输送给工艺站和寄放处。在检查模件中采集不能用的晶片，和必要时在一个第二盒子中收集这些晶片。第二盒子可以用来暂存不能用的晶片。另可选择地从检查模件中排出不能用的晶片。在盒子中收集无缺陷的晶片，并且重新送到输送模件上。
在US 5,803,932公开了用于晶片处理的一种处理系统。这种处理系统包括一个装载/卸载区域，一个处理区域和一个接口区域。此外安排了一个输送装置和至少两个等候区域。
输送装置位于装载/卸载区域和接口区域之间。在输送装置的两侧布置了多个形成处理区域的工艺单元。
在输送装置上要么在装载/卸载区域的方向上，要么在接口区域的方向上输送晶片。
DE 198 16 151 A1涉及半导体晶片盒子输送装置的自动输送器的一种控制方法。输送器在主计算机控制下向储存装置的进入口(Einlasspforte)输送半导体晶片盒子。
JP 08268512 A涉及储存衬底的一种储存单元。储存单元包括一个分选单元，借助此分选单元自行分选衬底，并且将衬底储存入储存单元的盒子中，或从中取出衬底。
在DE 198 26 314 A1中公开了用于自动测试集成电路(IC)的一种测试仪器。在测试盘上安排了多个测试头用于进行测试。安排了一个输送装置用于在测试盘上输送各个IC。输送装置在滑轨上具有移动的臂，此臂带有用于接纳IC的抓取头。
作为本发明基础的任务在于如此构成开始时所述类型的一种装置，使得在制造和测量单元的尽可能大的负荷情况下，达到晶片通过装置的尽可能短的通过时间。
安排了权利要求1的特征用于解决此任务。在从属权利要求中说明了本发明的有利的实施形式和合理的进一步发展。
按本发明，晶片以与制造单元，测量单元和/或运输系统的容量相匹配的、可变的批量来汇总在一起。此时以输送批来汇总用于在运输系统上输送的晶片，而以制造批来汇总用于在制造和测量单元中处理的晶片。
本发明的基本构思因而在于，以固定给定的数量来布置晶片与某个批的连系。
以可变的批量经运输系统进行晶片的输送，此时各个批量是与一个应给输送晶片的制造和测量单元的处理容量和当前负荷率相匹配的。
在各个制造和测量单元中划分由运输系统供应的晶片批，并且按制造或测量单元的需要和容量以新的批量汇总这些晶片，和在一个批中同时处理这些晶片批。如果已经通过运输系统以在各自制造或测量单元中所需的批量供应晶片的话，则可以取消旧的批的分解和新的批的汇总。
在制造或测量单元中处理一个批之后，必要时重新分解这个批，和从中汇总出输送给运输系统的新的晶片批。然后各个批按照整个工艺中的处理顺序被输送给其它的制造或测量单元。
按各个制造和测量单元的容量不同，批量可能包括直至300个晶片。同样地却也可能规定很小的批量，此时尤其是也包括了一个的批量。因而在按本发明的装置上处理单个晶片也是可能的。此时合理地在晶片上安置标记，用这些标记借助合适的识别系统可以识别晶片。
通过批量与各个制造和测量单元的容量的匹配，来进行在各个制造和测量单元中的通过量的有效平衡。因此显著地降低各个制造和测量单元的等候和停机时间，由此达到晶片通过装置的短的通过时间。此外因此实现仅还暂存微小数目的晶片，因为通过按需求向制造和测量单元输送晶片，而在运输系统中不产生或少产生超额容量。因此可以节省费用昂贵的储存器，并且也可以显著地降低装置中的晶片存量。
在一个特别有利的实施形式中通过集中的制造控制装置进行各个批的汇总和分解。
在此情况下运输系统以及各个制造和测量单元具有连接到制造控制装置上的计算机单元。然后通过将控制指令从制造控制装置传送到计算机单元上来进行批的汇总和分解，此时反过来由计算机单元将关于运输系统和制造与测量单元的信息反馈到制造控制装置上。
以下借助附图阐述本发明。
图1展示用于以多个制造和测量单元处理晶片的装置的示意图。
图2展示一个制造单元的装载和卸载站的示意图。
图1展示晶片处理装置的一个实施例。该装置包括用于实施晶片处理所需制造步骤的许多制造单元1。这样的制造步骤包括刻蚀工艺、湿化学方法、扩散工艺以及清洗方法上的处理过程。对于这些制造步骤可以分别安排一个或多个制造单元1。
装置此外包括许多测量单元2，在这些测量单元2中检验各个制造步骤的结果。
在一个洁净室3中布置了制造单元1和测量单元2。装置可以另可选择地分布在洁净室3的系统上。
经过运输系统互相连接制造单元1和测量单元2。运输系统具有一个输送系统4和一个储存系统。例如可以由辊道输送机系统形成输送系统4。优先由储存系统的储存器5构成为储存库。
经过输送系统4运输在输送容器6中的晶片。可以将输送容器6构成为盒子或相似物的形式。
在本情况下在装置中自动进行所有的工作过程。原则上也可能的是，手动执行单个或多个工作过程。
制造单元1，测量单元2以及储存器5对于输入和运走分别具有至少一个装载和卸载站7。
图2展示一种制造单元1的实施例，此制造单元1具有用于供应和运走晶片的装载和卸载站7。装载和卸载站7包括在制造单元1正面上的一个装载和卸载出入口8，经过此装载和卸载出入口8可将晶片送入制造单元1中，并且经过此装载和卸载出入口8从制造单元1中输出晶片。原则上也可以安排多个装载和卸载出入口8。此外装载和卸载站7包括两个输送机9，10，这些输送机9，10将运输系统的输送系统4与制造单元1的装载和卸载出入口8连接。可以由辊道输送机或类似物形成输送机9，10。一个第一输送机9用于将晶片输送到制造单元1中，向运输系统的输送系统4供应这些在输送容器6中的晶片。第二输送机10用于运走晶片，将这些在其它输送容器6中输出到输送系统4上。在每个输送机9，10上安排了用于操作晶片的操作机11，12。合理地在每个操作机11，12上也安排一个未示出的阅读仪。用此阅读仪可以读出安置在晶片上的标记，由此使得单个识别晶片成为可能。尤其是可以由条形码形成标记。在此情况下由条形码阅读仪形成阅读仪。具有阅读仪的操作机11，12是连接到计算机单元13上的。此计算机单元13合理地是一个未示出的操作单元的组成部分，经过此操作单元可以由操作员操作和监控制造单元1。
在每个制造单元1和测量单元2上合理地安排具有计算机单元13的这种装载和卸载站7。此外也在储存系统的储存器5上安排这样的单元。最后可以在运输系统的输送系统4上安排其它的计算机单元13，这些计算机单元13监控晶片出入洁净室3的输入和运走。在按图1的装置上，所有的计算机单元13都连接到未示出的中央制造控制装置上，同样可以由计算机单元形成此制造控制装置。
按本发明以与制造单元1，测量单元2和/或运输系统的容量相匹配的可变的批量汇总晶片。按应用情况不同，这些批量可以典型地包括直至300个晶片，此时却也可以安排一个晶片的批量，使得单个的晶片也可以形成一批。此时取决于各个制造单元1和测量单元2的容量要求，由制造控制装置自行汇总或分解这些批。此时在制造控制装置中区分输送批和制造批。此时在运输系统上将晶片作为输送批来输送。此外在各自的制造单元1或测量单元2中处理以制造批汇总的晶片。输送批和制造批的批量尤其是可以不同的。
一个批的晶片合理地安置在一个输送容器6中。输送容器6的大小必要时可以与不同的批量相匹配。
借助标志可以识别各个批。在最简单的情况下由批的晶片上的标记形成标志。当一个批仅包含一个晶片时，尤其是在单个晶片处理时标志的这种规定是有意义的。另可选择地可以在一个输送容器6中汇总一个批的晶片。此时在输送容器6上设置例如标记形式的相应的标志。
由中央制造控制装置来控制和观察晶片通过按图1装置的过程。为了在制造单元1或测量单元2中处理晶片，经过运输系统给各自的制造单元1或测量单元2输送这些晶片。在处理工艺开始时从储存系统的储存器5中取出某个数目的晶片，并且例如像图2中所示的那样输送给制造单元1。另可选择地可以从洁净室3的外部直接给输送系统4输送晶片，此输送系统4向制造单元1输送晶片。在任何情况下，都以一个输送批进行晶片向制造单元1的输送，按照制造单元1的容量构成这个输送批的批量。
为此由制造单元1输出一个控制指令到运输系统的相应的计算机单元13上。用此控制指令启动给制造单元1的输送批的汇总。此控制指令含有形成目标地点的制造单元1以及要形成输送批的批量。此时合理地事先由制造控制装置在有关的制造单元1处查询对晶片的当前需求，使得批量与制造单元1的当前需求相匹配。
操作机或操作员将输送容器6中的一个输送批的晶片输出到运输系统上。随着输送批的汇总，在制造控制装置中生成输送任务单，借助此输送任务单，在制造控制装置中监控此输送批。输送任务单含有输送批的标志，目标地点和必要时例如像此输送批到有关制造单元1上的供应时间的其它数据。
图2中表示了这种情况，即由输送系统4经过输送机9给制造单元1输送具有各一个输送批的两个输送容器6。输送容器6中之一此时位于操作机11的范围中。
连接到操作机11上的计算机单元13签收输送批到达制造单元1上。此时借助标志在装载和卸载站7的计算机单元13中识别输送批，随后将标志读入制造控制装置中。
接着经过制造控制装置来分解输送批，并且转换成制造批。为此在制造控制装置中清除具有相应标志的相应的输送任务单。通过输送任务单的清除从装置的调度过程中注销了输送批的晶片。同时在制造控制装置中存放一个制造任务单，借助此制造任务单可以在制造单元1中监控制造批的制造过程。
在最简单的情况下输送批的批量相当于制造批的批量。当所供应的晶片数目准确地相当于制造单元1的当前需求时，则是这种情况。在此情况下，晶片保留在制造批的输送容器6中，并且用输送容器6的标志在制造控制装置中登录为制造批。
如果制造单元1的需求不是准确地与输送批的批量相匹配的话，则可以借助操作机11将多个输送批汇总成一个制造批，此时合理地在具有其它标志的一个其它的输送容器6中储存此制造批。同样可以将一个输送批的晶片分配到多个制造批上，将这些制造批相继输送给制造单元1。在此情况下每个制造批含有一个独立的标志和一个独立的制造任务单。
在制造单元1中处理了一个制造批之后，经过装载和卸载出入口8将此制造批输出到第二输送机10上和到达第二操作机12上。在所连接的计算机单元13中，借助标志和制造任务单识别制造批。为此合理地将在制造单元1中处理的所有的制造批存储在所分配的计算机单元13中。
在已识别制造批之后，分解此制造批和转换成至少一个输送批。为此由制造单元1的计算机单元13传输一个控制指令到制造控制装置上。制造控制装置发送用于汇总一个或多个输送批的控制指令作为应答。
取决于布置在后面的制造单元1和测量单元2的容量进行这些输送批的汇总。为此由制造控制装置查询布置在后面的制造单元1和测量单元2。按照有关的制造单元1和测量单元2的容量要求，从制造批中汇总一个或多个输送批。原则上也可以将多个制造批汇总成一个输送批。如果应将一个制造批转换成多个输送批的话，则借助操作机12将此制造批的晶片充填到不同的输送容器6中。在任何情况下又借助标志和输送任务单在制造控制装置中识别和监控每个输送批。随着输送任务单的生成将有关输送批的晶片重新接纳到装置的调度过程中。与输送任务单的生成同时进行相应制造任务单的清除。然后将不同输送批的晶片输送给后面的目标地点，此时在那里类似于图2中所示的实施例进行晶片的处理。

Claims (19)

1.用于在至少一个洁净室中处理晶片的装置，此洁净室具有实施各个制造步骤的制造单元的、和/或用于监控制造步骤的测量单元的一种配置，这些制造单元和测量单元为了晶片的输入和运走是经运输系统连接的，其特征在于，以与制造单元(1)、测量单元(2)和/或运输系统的容量相匹配的可变的批量汇总晶片，此时以输送批汇总用于在运输系统上输送的晶片，而以制造批汇总用于在制造单元(1)或测量单元(2)中处理的晶片。
2.按权利要求1的装置，其特征在于，输送批和制造批具有不同的批量。
3.按权利要求1或2的装置，其特征在于，一个批量包含至少一个晶片。
4.按权利要求1-3之一的装置，其特征在于，在晶片上配置了用于晶片的单个识别的标记。
5.按权利要求1-4之一的装置，其特征在于，在一个输送容器(6)中每次安置一批。
6.按权利要求1-5之一的装置，其特征在于，借助标志可以识别批。
7.按权利要求1-6之一的装置，其特征在于，经过制造控制装置可以将多个晶片自行组合成一个批。
8.按权利要求7的装置，其特征在于，制造单元(1)、测量单元(2)和运输系统的计算机单元(13)是连接到制造控制装置上的。
9.按权利要求8的装置，其特征在于，运输系统具有一个输送系统(4)和带有至少一个储存器(5)的一个储存系统，其中输送系统(4)和储存系统分别具有至少一个计算机单元(13)。
10.按权利要求8或9之一的装置，其特征在于，用于读出晶片上标记的阅读仪是连接到计算机单元(13)上的。
11.按权利要求8-10之一的装置，其特征在于，为了汇总输送批由制造控制装置读入控制指令到运输系统的计算机单元(13)上，此时控制指令包括批的批量以及形成目标地点的制造单元(1)或测量单元(2)。
12.按权利要求11的装置，其特征在于，控制指令含有将输送批向目标地点输送的输送时间。
13.按权利要求11或12之一的装置，其特征在于，在达到目标地点之后在有关的制造单元(1)或测量单元(2)中分解输送批，并且将该批的晶片转换成一个制造批。
14.按权利要求13的装置，其特征在于，为了分解输送批由形成目标地点的一个制造单元(1)或测量单元(2)的计算机单元(13)向制造控制装置传输一个控制指令，随后在制造控制装置中清除输送批的标志。
15.按权利要求13或14之一的装置，其特征在于，由制造控制装置将在制造单元(1)或测量单元(2)中所生成制造批的标志，读入制造单元(1)或测量单元(2)的计算机单元(13)中。
16.按权利要求13-15之一的装置，其特征在于，一个制造批在制造单元(1)或测量单元(2)中处理之后被分解，并且被转换成至少一个输送批。
17.按权利要求16的装置，其特征在于，为了分解制造批由制造单元(1)或测量单元(2)的计算机单元(13)传输一个控制指令到制造单元(1)上，随后由制造控制装置作为应答，传输用于汇总至少一个输送批的一个控制指令到计算机单元(13)上。
18.按权利要求17的装置，其特征在于，通过由制造单元(1)或测量单元(2)的计算机单元(13)发送的、用于分解制造批的控制指令，来清除在制造控制装置中的制造批的标志。
19.按权利要求17或18之一的装置，其特征在于，由制造控制装置读入制造单元(1)或测量单元(2)的计算机单元(13)中的、用于汇总输送批的控制指令，含有标志、批量以及目标地点，由制造单元(1)或测量单元(2)、或储存系统的储存器(5)形成这种目标地点。
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