專利名稱：簡化的晶片對準(zhǔn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及一種半導(dǎo)體制造，并且更特別是涉及一種簡化晶片對準(zhǔn)的技術(shù)。
背景技術(shù)：
用于半導(dǎo)體制造的晶片通常由例如塊硅的結(jié)晶材料形成。特別是，每種特定類型的單晶硅(公知為剛玉)生長成細(xì)長的長度，并且從中切割成薄片(例如晶片)。晶片的結(jié)晶結(jié)構(gòu)有利于形成半導(dǎo)體元件，這是由于它有助于控制器件的電氣性能并且在整個半導(dǎo)體材料中限制均勻的電性能。另外，由于降低器件性能的雜質(zhì)趨于集中在材料的原子結(jié)構(gòu)的不規(guī)則處，結(jié)晶結(jié)構(gòu)的規(guī)則性可提供預(yù)期性極高的器件性能和產(chǎn)量。
在硅晶片上形成半導(dǎo)體器件時，晶片通常經(jīng)過許多制造階段。因此，晶片可一次或多次通過不同的半導(dǎo)體加工工具。一種這樣的工具是離子植入器。離子植入器用來通過摻雜材料的離子有選擇地撞擊晶片的多個區(qū)域。離子輸入晶片并改變其組成，因此該晶片的區(qū)域具有特定的電性能，例如可用于在晶片上制造某種半導(dǎo)體器件，例如晶體管。
可以理解到晶片相對于加工工具的取向非常重要。對于離子植入器來說，希望的是將晶片與摻雜離子束“對準(zhǔn)”，使得少數(shù)離子碰到晶片的晶格結(jié)構(gòu)，并且離子由此相對深地植入晶片或襯底中。作為選擇，希望的是略微“不對準(zhǔn)”晶片，使得某些離子碰到晶格結(jié)構(gòu)并被擋住、減速或由此反射。在任一情況下，不適當(dāng)?shù)膶?zhǔn)可造成不希望程度的溝道效應(yīng)(例如過小或過大)。另外，偏離正常晶格取向和形成在晶片上的結(jié)構(gòu)尺寸會影響屏蔽效應(yīng)，并且不利地影響注入過程和所得的半導(dǎo)體器件。
因此，晶片通常具有指示其晶格結(jié)構(gòu)的某些標(biāo)記。例如，晶片通常標(biāo)示有例如1，0，0的米勒刻度數(shù)據(jù)，來指示晶片相對于晶片的機(jī)械或切割表面的正常晶格結(jié)構(gòu)。晶片還通常還具有表示晶片晶體的軸線的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)通常是沿著晶片的外周邊的缺口或平邊緣。結(jié)構(gòu)的數(shù)量和相互之間的取向用來表示晶片的晶體類型，并且通過半導(dǎo)體設(shè)備和材料國際規(guī)定(SEMI)來控制。較大的晶片尺寸(例如200和300mm)通常使用標(biāo)準(zhǔn)化的缺口，而不使用平邊緣。
目前有多種銷售的對準(zhǔn)器可以使用，并且通常通過將晶片放置在對準(zhǔn)器上來操作。晶片通過某些使得晶片旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)來捕捉。這種旋轉(zhuǎn)用來將晶片的周邊經(jīng)過某種類型的傳感器，以便定位缺口。捕捉晶片的傳統(tǒng)方法通常使用位于晶片中心處的真空夾頭。但是，由于大多數(shù)系統(tǒng)在真空下操作，會難以同樣通過真空來捕捉晶片。另外，由于在制造過程中一個或多個晶片會多次經(jīng)過相同或不同的工具，背面污染變得棘手。這需要進(jìn)行多次再對準(zhǔn)，由此例如顆粒的污染物會轉(zhuǎn)移到對準(zhǔn)器和晶片的背面。這種污染物會不利地影響隨后加工，并且最終降低器件的性能。
因此，還會使用邊緣夾持對準(zhǔn)器。邊緣夾持對準(zhǔn)器具有背面污染程度低的優(yōu)點，但是具有與正在掃描的晶片邊緣干涉的缺陷。在某些情況下，定位缺口需要在不同位置上進(jìn)行重新夾緊，并且因此降低產(chǎn)量。一旦缺口定位，晶片通常相對于缺口再次轉(zhuǎn)動到預(yù)定取向上。通常此取向是通訊到對準(zhǔn)器的數(shù)值，并且根據(jù)加工條件隨著批次變化。
傳統(tǒng)的對準(zhǔn)器還可提供對中功能。例如，可啟動對準(zhǔn)環(huán)以便在晶片由機(jī)器人放置在對準(zhǔn)器上之后機(jī)械對中晶片。其它對準(zhǔn)器可在對準(zhǔn)過程中定位晶片的中心，并且提供真正的中心位置。無論如何，在已經(jīng)定位缺口并找到晶片中心之后，相同和不同的機(jī)器人可取出晶片(例如通過在作為晶片中心的新位置處拾取晶片)并且使其輸送到制造工具。
然而，晶片損壞和背面污染的潛在因素、保持和輸送晶片的困難以及與對準(zhǔn)晶片、定位缺口和重新定向晶片相關(guān)的長循環(huán)時間為對準(zhǔn)系統(tǒng)留下改進(jìn)的空間。

發(fā)明內(nèi)容
下面提供本發(fā)明的簡化概括，以便提供本發(fā)明某些方面的基本理解。此概括不是本發(fā)明的廣泛綜述。所打算的是既不確定本發(fā)明的關(guān)鍵或重要元素，也不限定本發(fā)明的范圍。其主要目的只在于以簡化形式作為隨后提供的更加詳細(xì)的描述的前序部分提出本發(fā)明的一種或多種概念。
本發(fā)明針對在半導(dǎo)體制造工具中對準(zhǔn)晶片。更特別是，本發(fā)明的一個或多個方面涉及在晶片上快速和有效地找出例如對準(zhǔn)缺口的對準(zhǔn)標(biāo)記，使得晶片在對準(zhǔn)工具內(nèi)適當(dāng)定向。不同于傳統(tǒng)系統(tǒng)，缺口在不牢固保持和旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動晶片的情況下定位。由此減小暴露于大量背面污染物的情況，以及降低與對準(zhǔn)晶片相關(guān)的復(fù)雜性和/或成本。
按照本發(fā)明的一個或多個方面，披露一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)適用于定位半導(dǎo)體晶片上的對準(zhǔn)標(biāo)記。該系統(tǒng)包括軸和可運動安裝在軸上的套筒。一個或多個支承銷安裝在軸的一端上，并且適用于支承位于其上的晶片。臂構(gòu)件可操作地連接到套筒上，并且在晶片位于一個或多個支承銷上時，臂構(gòu)件的一端朝著晶片向上延伸。臂構(gòu)件的端部可操作地形成可與晶片的周邊相交的輻射射束。因此晶片可通過圍繞晶片的周邊轉(zhuǎn)動臂構(gòu)件來掃描，并且該標(biāo)記可通過改變透過晶片的輻射量的變化來識別。
按照本發(fā)明的一個或多個其它方面，披露一種適用于在半導(dǎo)體晶片上對準(zhǔn)標(biāo)記的機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)包括保持晶片的支承結(jié)構(gòu)，支承結(jié)構(gòu)接觸晶片背面的少量表面面積以便減小顆粒污染。該機(jī)構(gòu)還包括相對于晶片運動的構(gòu)件以便檢測對準(zhǔn)標(biāo)記。
按照本發(fā)明的一個或多個其它方面，披露一種檢測位于晶片周邊上的對準(zhǔn)標(biāo)記的方法。該方法包括將晶片保持在接觸晶片背面的少量表面面積以便減小顆粒污染的支承結(jié)構(gòu)上。該方法還包括圍繞晶片運動一個構(gòu)件以便檢測對準(zhǔn)標(biāo)記。
為了實現(xiàn)所述和相關(guān)目的，下面的描述和附圖詳細(xì)提出本發(fā)明的某些說明性的方面和應(yīng)用。這些是可利用本發(fā)明的一個或多個方面的幾種不同方式。在結(jié)合附圖進(jìn)行考慮時，本發(fā)明的其它方面、優(yōu)點和新穎特征將從本發(fā)明的以下詳細(xì)描述中得以清楚。


圖1是晶格結(jié)構(gòu)的一部分的實例的透視圖，其中離子射束以大致等于90度的角度指向晶格結(jié)構(gòu)；圖2是圖1所示的晶格結(jié)構(gòu)的一部分的實例的透視圖，其中離子射束以大約90度以外的角度指向晶格結(jié)構(gòu)；圖3是其上具有多個特征的半導(dǎo)體襯底或晶片的一部分的截面?zhèn)纫晥D，該特征分開不同的距離，并且在離子植入期間經(jīng)歷不同程度的屏蔽效應(yīng)；圖4表示按照本發(fā)明的一個或多個方面適用于識別對準(zhǔn)標(biāo)記的示例性系統(tǒng)；圖5表示晶片和在晶片周邊的多個位置上照射在晶片上的光射束的示例性頂視圖；圖6是透過晶片的光量相對于指向晶片的光射束位置的視圖，并且對應(yīng)于圖5所示的示例性配置；圖7是晶片和在晶片周邊的多個位置上照射在晶片上的光射束的另一示例性頂視圖；圖8是透過晶片的光量相對于指向晶片的光射束位置的另一視圖，并且對應(yīng)于圖7所示的示例性配置。
具體實施例方式
參考附圖描述本發(fā)明的一個或多個方面，在所有附圖中類似的參考標(biāo)號通常用來指的是類似的元件，并且不需要按照比例繪制多種結(jié)構(gòu)。在以下描述中，為了說明的目的，提出多種特定的細(xì)節(jié)以便提供本發(fā)明的一個或多個方面的透徹理解。但是對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員明顯的是本發(fā)明的一個或多個方面可在這些特定細(xì)節(jié)的較低程度的情況下實施。在其它情況下，公知的結(jié)構(gòu)和裝置以方框圖的形式表示，以有助于描述本發(fā)明的一個或多個方面。
本發(fā)明針對在半導(dǎo)體工具內(nèi)對準(zhǔn)晶片。更特別是，本發(fā)明的一個或多個方面涉及快速和有效地找出晶片上的例如對準(zhǔn)缺口的對準(zhǔn)標(biāo)記，使得晶片在對準(zhǔn)工具內(nèi)適當(dāng)定向。不同于傳統(tǒng)系統(tǒng)，缺口在沒有牢固保持和轉(zhuǎn)動或旋轉(zhuǎn)晶片的情況下定位。由此減小暴露于大量背面污染物的情況，以及降低與對準(zhǔn)晶片相關(guān)的復(fù)雜性和/或成本。
如上所述，在某些情況下，重要的是在半導(dǎo)體加工工具中適當(dāng)對準(zhǔn)晶片。例如，晶片必須在離子植入器中以特定方式對準(zhǔn)，以便實現(xiàn)所需程度的溝道和/或屏蔽效應(yīng)。參考圖1，例如表示具有大致立方體構(gòu)造的通用晶格結(jié)構(gòu)100的一部分。在所示的實例中，晶格結(jié)構(gòu)100具有27個(例如3×3×3)晶胞102，晶胞本身都是大致的立方體形狀。但是應(yīng)該理解到晶格結(jié)構(gòu)可具有任何多種不同的構(gòu)造，并且可具有任何數(shù)量的具有多種不同形狀(例如菱形、金字塔形、六邊形等)的晶胞。
圖1中摻雜離子射束104的方向大致垂直于晶格結(jié)構(gòu)的平面，使得射束可以透過，而不遇到晶格結(jié)構(gòu)的多個(如果有的話)部分。因此，離子可略微深深植入襯底中。根據(jù)所得的電性能，這可能是所希望的，或者可能是不希望的。可以理解到其它方面也可影響溝道效應(yīng)，例如襯底的非晶體程度、襯底的原子質(zhì)量以及射束內(nèi)離子的質(zhì)量和/或能量。例如射束104內(nèi)離子的質(zhì)量和/或能量越大，離子越容易深深地植入襯底。
通過進(jìn)一步說明，圖2中的射束104的方向大致不垂直于晶格結(jié)構(gòu)100的平面。因此，離子射束104內(nèi)的離子可能遇到晶格結(jié)構(gòu)的部分106，并且失去能量和/或由此減速，或者如箭頭108所示反射或偏離這些部分，并由此停留在植入材料的膚淺部分內(nèi)。因此，希望的是以90度以外的角度將離子射束指向晶格結(jié)構(gòu)100，以便減小溝道效應(yīng)的大小，并且控制摻雜離子植入襯底的深度。
有關(guān)晶片在植入工具中對準(zhǔn)的另一因素是屏蔽效應(yīng)。例如，電子工業(yè)中的趨勢是縮小電子器件的尺寸，以便制造更小、功能更強(qiáng)大的器件(例如蜂窩式電話、數(shù)字照相機(jī)等)，這些器件可以較少的功率進(jìn)行更多的復(fù)雜操作。為此，例如晶體管的半導(dǎo)體部件及其結(jié)構(gòu)連續(xù)減小尺寸，并且更加緊密成形。但是這種高度“包裹”造成屏蔽效應(yīng)，由此將要摻雜的晶片部分接收很少離子，甚至接收不到離子。另外，這種屏蔽效應(yīng)可在植入角度增加時加劇，例如減小了溝道效應(yīng)。
參考圖3，例如，半導(dǎo)體襯底或晶片300的一部分的截面圖具有形成其上的多個特征302、304、306、308以及限定在各個特征之間的各自間距310、312、314。特征302、304、306、308都具有大致相同的高度。但是某些阻性特征302、304、306、308比其它特征更加靠近，因此其中的相應(yīng)間距310、312、314具有不同的寬度。由間距310、312、314暴露的襯底300的區(qū)域320、322、324經(jīng)由離子摻雜工具摻雜。
因此，一個或多個離子射束220指向襯底300以便進(jìn)行摻雜。射束330以一個角度指向(例如減小溝道效應(yīng))，并且襯底區(qū)域320、322、324內(nèi)的區(qū)域350、352、354接收少于所需量的摻雜離子?？梢钥闯霎?dāng)特征302、304、306、208更加靠近，并且各自間距310、312、314由此制成更窄時，不充分摻雜區(qū)域350、352、354占據(jù)襯底區(qū)域320、322、324內(nèi)的越來越大的部分。因此，在繼續(xù)縮小尺寸時，晶片在植入工具內(nèi)的適當(dāng)對準(zhǔn)變得越來越重要(例如，實現(xiàn)所需程度的溝道效應(yīng)，同時充分減小屏蔽效應(yīng))。
例如離子植入器的某種半導(dǎo)體制造工具具有在晶片位于加工位置的同時重新定向晶片的能力。離子植入器可例如在不同的植入步驟之間轉(zhuǎn)動晶片。例如，可進(jìn)行“方形”植入，由此晶片反復(fù)轉(zhuǎn)動并且通過離子植入。例如，可以更加完全摻雜特征302、304、306、308之間的不能充分和/或均勻摻雜的區(qū)域320、322、324。通過轉(zhuǎn)動晶片或者通過組合控制兩條傾斜軸，以便設(shè)定傾斜和扭轉(zhuǎn)取向，在加工工具中添加馬達(dá)軸還可改變扭轉(zhuǎn)角度。
按照本發(fā)明的一個或多個方面，采用在晶片不需要轉(zhuǎn)動便可找到對準(zhǔn)缺口的對準(zhǔn)機(jī)構(gòu)。晶片通過圍繞固定晶片運動的儀器掃描。由于晶片不必須運動，不需要牢固地保持就位(例如通過真空)。相反，晶片可例如靜置在幾個銷上。這大大減小了顆粒轉(zhuǎn)移和背面污染的機(jī)會。不需要轉(zhuǎn)動晶片尤其還減小了設(shè)備成本。另外，通過減小與高速轉(zhuǎn)動晶片相關(guān)的向心問題，掃描固定晶片可大大改善循環(huán)時間。不需要“重新夾持”和/或重新定向晶片還有助于減小成本，并且改善循環(huán)時間和產(chǎn)量。
示例性結(jié)構(gòu)表示在圖4中。對準(zhǔn)機(jī)構(gòu)400包括軸402和可圍繞軸402運動(例如轉(zhuǎn)動)安裝的套筒404。一個或多個支承銷406同樣安裝在軸402的一端上。支承銷406可操作以便保持靜置其上的晶片408。臂構(gòu)件410可操作地連接到套筒404上，并且朝著晶片408向上延伸。靠近晶片408的臂410的一端414具有一個或多個從中延伸的突出部418。一個或多個突出部418適用于在其中形成與晶片408的周邊相交的光或其它類型輻射的射束420。
為了對準(zhǔn)晶片408，機(jī)構(gòu)400適用于在晶片408內(nèi)定位識別缺口422。但是，除了旋轉(zhuǎn)晶片408之外，套筒404使得臂410以受控方式圍繞軸402轉(zhuǎn)動。這使得臂410以及更特別是光射束420掃描晶片408的周邊。在一個實例中，在光射束420不再由于與射束420相交的晶片408的周邊而完全或部分中斷時識別缺口422。臂410的端部414還可更加靠近或遠(yuǎn)離晶片408運動，例如經(jīng)由一個或多個樞轉(zhuǎn)點426(例如可通過馬達(dá)(未示出)控制)。這使得臂410的端部414將光射束420或長或短地延伸到晶片408上。將理解到對準(zhǔn)缺口422的尺寸在附圖中夸大以便進(jìn)行說明，并且對準(zhǔn)缺口通常只包括大約1毫米的間隙。
一旦在晶片408上識別對準(zhǔn)標(biāo)記422，機(jī)器人臂430可接著拾取晶片408，并且使其運動到例如離子植入器的加工工具432。晶片408可放置在例如靜電夾的某種類型的夾緊機(jī)構(gòu)434上，以便在工具432內(nèi)保持就位。工具432可具有經(jīng)由轉(zhuǎn)動軸438扭轉(zhuǎn)晶片408以及經(jīng)由某種類型的操作平臺傾斜晶片408的能力(例如使得離子射束440指向晶片408以便在晶片408內(nèi)形成更加均勻的植入?yún)^(qū)域并減小屏蔽效應(yīng))。通過實例，授予Ray的US專利NO.4975586更加詳細(xì)地披露一種示例性末端站及其組件，其中末端站具有圍繞多個軸運動的晶片支承件或保持件。此專利整體結(jié)合于此作為參考。
可包含控制器或CPU450，以便控制對準(zhǔn)機(jī)構(gòu)400的操作?？刂破?50可以是機(jī)構(gòu)400的整體部分和/或可操作地連接其上(例如經(jīng)由硬線和/或射頻信號452)。控制器450可例如調(diào)節(jié)臂圍繞晶片408轉(zhuǎn)動的速度和/或臂410的端部414與晶片408的接近程度(例如通過可操作地連接到套筒404上的馬達(dá)(未示出))。
這種控制器450還可從突出部418內(nèi)的傳感器(未示出)進(jìn)行讀取，例如確定光射束420是否受到晶片480的周邊的影響(例如，有多少光被“擋住”和/或晶片408允許多少光通過)。控制器450可類似地連接到光學(xué)顯示器454和機(jī)器人臂430上，以便控制顯示器454上顯示的數(shù)據(jù)，并且控制將晶片408初次放置在銷406上，以及機(jī)器人臂430何時和如何使其晶片408，并且使其運動到工具432。
通過實例，臂410可開始在初始位置(例如0度)掃描晶片，并且圍繞晶片408繼續(xù)轉(zhuǎn)動。一旦找到缺口422，可以確定缺口相對于晶片408的初始位置的位置(例如138度)。因此，知道缺口何處定位，機(jī)器人臂430可接著拾取晶片408，并將晶片轉(zhuǎn)移到工具432，并例如使其適當(dāng)放置在基座上。此數(shù)據(jù)還可通訊到工具432上，使得晶片408可在其中適當(dāng)定向(例如經(jīng)由操作軸438)。作為選擇，由于控制器450知道缺口的位置，控制器可控制機(jī)器人臂430拾取晶片408以便放置在夾具434上的方式，使得軸438很少轉(zhuǎn)動，或不需要轉(zhuǎn)動。
某些掃描數(shù)據(jù)可通過一種或多種方式顯示在顯示器454上。圖5例如表示在機(jī)構(gòu)400內(nèi)掃描的晶片408的頂視圖。射束420表示成圍繞晶片408的周邊在多個掃描位置上，即0度的初始位置、90度、180度和270度位置。在所示的實例中，射束具有大致橢圓形的截面。但是將理解到射束可具有任何適當(dāng)?shù)臉?gòu)造。另外，在所示實例中，不是所有的射束420與晶片408的周邊相交。例如射束可以是1厘米寬，其中射束的大約一半被晶片擋住，并且射束420的一半允許經(jīng)過射束檢測器。但是可在本發(fā)明的范圍內(nèi)采用和考慮其它構(gòu)造和配置。
圖6是透過晶片408的光相對于晶片408的掃描位置的示例性視圖600。該視圖可例如與圖5所示的情況相對應(yīng)。晶片408的掃描位置設(shè)置在x軸上，而透過晶片408的光量設(shè)置在y軸上。將理解到透過的光量可通過例如位于在晶片408之上或之下延伸的突出部418上的傳感器檢測。這種傳感器可與位于在晶片408之上或之下延伸的相對突出部上的發(fā)光源相對定位。
可以看出大約50％的光在0度的初始位置處透過晶片，并且直到90度以前，大約50％的光繼續(xù)透過晶片。在此實例中，在大約90度掃描位置處，透過的光的百分比跳躍到幾乎100％。在90度位置之后，透過光量快速返回到大約50％，并且在掃描晶片408的其它部分時保持在此水平上。這與圖5所示的實例一致，其中缺口422位于大約90度位置上，并且在射束掃描此位置時，大致所有的射束420透過缺口區(qū)域。另外，只有大約一半的射束允許透過晶片。
將理解到還可通過設(shè)備400確定晶片中心。通過實例，圖7表示不在機(jī)構(gòu)400內(nèi)對中的晶片408的頂視圖。因此，不同量的射束420在圍繞晶片周邊的不同位置處落在晶片408上。例如，非常少的射束420在0度初始位置處遇到晶片408。由于沒有對準(zhǔn)缺口422，在掃描繼續(xù)到180度位置時，越來越多的射束被晶片擋住。隨后，在掃描返回到0度位置時，越來越少的射束420被晶片擋住。機(jī)構(gòu)400以及更特別是控制器450或處理器可利用這種數(shù)據(jù)來確定晶片408的中心。機(jī)器人臂430可接著根據(jù)需要操作晶片408(例如在銷406上對中晶片408)。另外，或者作為選擇，此信息可傳遞到加工工具432，使得晶片408可在其中適當(dāng)定向(例如轉(zhuǎn)動)。
圖8是例如與圖7所示的情況相對應(yīng)的透過光的示例性視圖800。如圖6那樣，晶片408的掃描位置設(shè)置在x軸上，而透過晶片408的光量設(shè)置在y軸上。在0度的初始位置上，大致所有的光透過晶片408。但是在掃描繼續(xù)時，透過光的百分比開始逐漸減小。在大約90度位置時，透過光的百分比從50％跳躍到幾乎100％，表示射束420遇到缺口422。在接近180度位置時，透過光量接著逐漸回落到大約零。在掃描繼續(xù)到270度位置時，越來越多的光接著允許透過晶片，并且逐漸返回到0或360度的初始位置。
因此，本發(fā)明的一個或多個方面允許半導(dǎo)體制造工具根據(jù)現(xiàn)有的硬件使用得到的信息和/或數(shù)據(jù)而在加工位置上轉(zhuǎn)動或操作晶片，而不需要對準(zhǔn)器轉(zhuǎn)動晶片。通過消除在對準(zhǔn)器處實際上轉(zhuǎn)動晶片的需要，可以實現(xiàn)更加簡單的機(jī)構(gòu)。由于晶片不再運動，對準(zhǔn)機(jī)構(gòu)400內(nèi)的轉(zhuǎn)動速度(例如臂410)可以非?？?，并且通過馬達(dá)驅(qū)動器和數(shù)據(jù)得到時間來控制，而沒有顆粒的問題。
另外，由于不需要在轉(zhuǎn)動晶片時用力將晶片保持就位，將晶片放置在立柱或銷上消除了顆粒污染。讀取值還可用來確定晶片的中心，并且此信息可提供給工具，使得機(jī)器人能夠取出正確對中的晶片。此系統(tǒng)適用于允許在加工位置或?qū)?zhǔn)器和加工站之間的中間位置上單獨設(shè)定晶片取向的工具類型。與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比，本發(fā)明的一個或多個方面因此尤其可以提供一種具有較低成本、較低背面顆粒污染和較快循環(huán)時間的晶片對準(zhǔn)功能。
雖然相對于一個或多個應(yīng)用描述和說明了本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將根據(jù)說明書和附圖的閱讀和理解進(jìn)行等同的變型和改型。本發(fā)明包括所有這種變型和改型，并且只受到以下權(quán)利要求的限制。特別是對于所述部件(組件、裝置、回路等)所進(jìn)行的多種功能來說，除非特別說明，即使結(jié)構(gòu)上不等同于在本發(fā)明的所述示例性應(yīng)用中進(jìn)行這種功能的所述結(jié)構(gòu)，用來描述這種部件的術(shù)語(包括“裝置”的相關(guān)術(shù)語)旨在與進(jìn)行所述部件的特定功能(即功能上等同)的任何部件相對應(yīng)。另外，雖然相對于多個應(yīng)用中的一個應(yīng)用描述了本發(fā)明的特定特征，對于任何給定或特定應(yīng)用有利和有效性來說，這種特征可與其它應(yīng)用的一個或多個其它特征相結(jié)合。另外，詳細(xì)說明和權(quán)利要求中均用到“包含”、“具有”等詞語及其變化形式，這些術(shù)語類似于“包括”具有包含的意思。同樣，這里使用的術(shù)語“示例性”簡單指的是實例，而不是最佳。
權(quán)利要求
1.一種適用于在半導(dǎo)體晶片上定位對準(zhǔn)標(biāo)記的系統(tǒng)，包括軸；可運動地安裝在軸上的套筒；安裝在軸的一端上并適用于支承位于其上的晶片的一個或多個支承銷；以及可操作地連接到套筒上的臂構(gòu)件，在晶片位于一個或多個支承銷上時，臂構(gòu)件的一端朝著晶片向上延伸，臂構(gòu)件的所述端可操作，以便形成可與晶片周邊相交的輻射射束，其中晶片可通過圍繞晶片周邊轉(zhuǎn)動臂構(gòu)件來掃描，并且該標(biāo)記可通過透過晶片的輻射量的變化來識別。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括可操作地連接到臂上以便調(diào)節(jié)臂的運動并從一個或多個傳感器獲得有關(guān)晶片周圍的多個位置處透過晶片的輻射量的掃描數(shù)據(jù)的控制器。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，控制器還可操作地連接到機(jī)器人臂上，機(jī)器人臂適用于將晶片放置在銷上，并且從銷上取出晶片，并且將晶片傳遞到半導(dǎo)體加工工具上。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，控制器還可操作地連接到加工工具上，以便將數(shù)據(jù)傳遞其中，加工工具能夠在其中適當(dāng)定向晶片，以響應(yīng)晶片離開機(jī)器人臂的定向和掃描數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括適用于將掃描數(shù)據(jù)提供給使用者的顯示器。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，晶片的中心還可通過觀察晶片周圍的不同位置處透過晶片的輻射量的逐漸變化來識別。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，輻射射束具有大約1厘米的寬度。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，輻射射束具有大致橢圓形的截面。
9.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，輻射射束由位于定位在晶片之上或之下并從臂構(gòu)件的端部伸出的突出部上的輻射發(fā)射源形成。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，一個或多個傳感器位于從臂構(gòu)件的端部伸出并位于晶片之上或之下而且與包括輻射發(fā)射源的突出部相對的另一突出部內(nèi)。
11.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括位于臂和套筒之間并使得臂的端部靠近或離開晶片運動的一個或多個樞轉(zhuǎn)點。
12.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，銷接觸晶片背面的少量表面面積以便減小顆粒污染。
13.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，對準(zhǔn)標(biāo)記包括晶片周邊內(nèi)的缺口。
14.一種適用于將對準(zhǔn)標(biāo)記定位在半導(dǎo)體晶片上的機(jī)構(gòu)，包括用于支承晶片的支承結(jié)構(gòu)，支承結(jié)構(gòu)接觸晶片背面的少量表面面積，以便減小顆粒污染；以及相對于晶片運動以便檢測對準(zhǔn)標(biāo)記的構(gòu)件。
15.如權(quán)利要求14所述的機(jī)構(gòu)，其特征在于，該構(gòu)件將輻射射束指向晶片的周邊，并且在透過晶片的輻射量出現(xiàn)變化時識別標(biāo)記。
16.如權(quán)利要求15所述的機(jī)構(gòu)，其特征在于，晶片的中心還可通過觀察晶片周圍的不同位置處透過晶片的輻射量的逐漸變化來識別。
17.如權(quán)利要求15所述的機(jī)構(gòu)，其特征在于，輻射射束具有大約1厘米的寬度。
18.如權(quán)利要求15所述的機(jī)構(gòu)，其特征在于，輻射射束具有大致橢圓形的截面。
19.一種檢測位于晶片周邊上的對準(zhǔn)標(biāo)記的方法，包括在接觸晶片背面的少量表面面積以便減小顆粒污染的支承結(jié)構(gòu)上支承晶片；圍繞晶片運動構(gòu)件以便檢測對準(zhǔn)標(biāo)記。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，還包括在晶片的周邊檢測輻射射束，并且在透過晶片的輻射量出現(xiàn)變化時識別標(biāo)記。
21.一種對準(zhǔn)晶片的方法，包括將對準(zhǔn)缺口定位在晶片的周邊上，同時晶片不位于加工站內(nèi)；根據(jù)對準(zhǔn)缺口的位置，利用加工站內(nèi)的轉(zhuǎn)動軸線，根據(jù)需要在加工站內(nèi)定向晶片。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，還包括將有關(guān)對準(zhǔn)缺口的位置的數(shù)據(jù)傳遞到加工站。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，還包括獲得有關(guān)晶片中心的對中數(shù)據(jù)；以及利用對中數(shù)據(jù)，在加工站內(nèi)根據(jù)需要定向晶片。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，還包括將輻射射束指向晶片的周邊；圍繞晶片轉(zhuǎn)動輻射射束；以及在定位對準(zhǔn)缺口中，檢測透過晶片的輻射量的變化。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，還包括在獲得對中數(shù)據(jù)中，觀察晶片周圍的不同位置處透過晶片的輻射量的逐漸變化。
全文摘要
本發(fā)明涉及在半導(dǎo)體制造工具中對準(zhǔn)晶片。更特別是，本發(fā)明的一個或多個方面涉及快速和有效地找出晶片上的例如對準(zhǔn)缺口的對準(zhǔn)標(biāo)記，使得晶片在對準(zhǔn)工具中適當(dāng)定向。不同于傳統(tǒng)系統(tǒng)，缺口在不牢固保持和轉(zhuǎn)動或旋轉(zhuǎn)晶片的情況下定位。由此減小暴露于大量背面污染物的情況，以及降低與對準(zhǔn)晶片相關(guān)的復(fù)雜性和/或成本。
文檔編號H01L21/00GK1947223SQ200580012844
公開日2007年4月11日 申請日期2005年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月23日
發(fā)明者A·雷 申請人:艾克塞利斯技術(shù)公司