專利名稱：用于在半導(dǎo)體處理反應(yīng)器中各次清洗之間增大晶片處理量的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體晶片處理裝置。
與制造廠中半導(dǎo)體晶片處理裝置有關(guān)的主要操作成本之一是用于清洗設(shè)備的停車時間。停車時間有時是用在各次反應(yīng)器清洗之間實(shí)際處理的晶片的數(shù)量來度量。原則上，清洗是必需的，以使沉積在例如頂部電極、氣體擴(kuò)散頭以及相關(guān)的絕緣層和各壁板和其他各表面上的各種物質(zhì)，可以在開始另外的處理操作之前予以清除。適當(dāng)?shù)那逑词潜匦璧模允菇?jīng)過處理的晶片將不會受到由這些沉積物造成的顆粒和其他不希望有的物質(zhì)的污染，否則它們會損害正被制造的晶片或電路。一般地，當(dāng)設(shè)備被確定必須清洗時，設(shè)備或反應(yīng)器停車時間是在6至12小時的量級上。
在送入新的300毫米或12英寸晶片和能夠裝卸這種晶片的半導(dǎo)體設(shè)備的情況下，可以理解，在例如蝕刻處理期間，與由200毫米或8英寸晶片處理設(shè)備所除去的數(shù)量相比，從晶片上的薄膜蝕刻掉幾倍數(shù)量的物質(zhì)。在這樣的情況下，更多的物質(zhì)以更高的速率沉積在頂部電極、噴淋器或擴(kuò)散頭以及相關(guān)的絕緣層和各壁板和其他各表面上。因此，各次清洗之間的平均晶片數(shù)可能顯著減小，抵消了由于采用300毫米晶片處理設(shè)備而帶來的潛在的較大產(chǎn)率。
于是，需要提供在各次清洗之間能夠增大或提高平均晶片數(shù)得的半導(dǎo)體處理設(shè)備。
本發(fā)明致力于克服先前技術(shù)的各項(xiàng)缺點(diǎn)。
本發(fā)明在設(shè)備反應(yīng)器設(shè)計方面提供了一種新的范例，可以增大晶片的處理量并因而增大在各次清洗之間被處理的平均晶片數(shù)。
于是，本發(fā)明提供一種方法和設(shè)備，用于通過更換比如一主電極擴(kuò)散頭、壁板、絕緣層或者設(shè)備或反應(yīng)器的其他聚集表面而基本不損失對于設(shè)備或反應(yīng)器的壓力或真空來增大晶片處理量。在這種配置下，目的是把停車時間減少到大約小于兩小時的上限，這是制造廠高效運(yùn)作的一種合理時段。
因此，本發(fā)明包含一半導(dǎo)體晶片處理設(shè)備，其包括一反應(yīng)室和至少一第一電極擴(kuò)散頭、壁板、絕緣層和/或其他聚集表面(全部，或其中任一個此后可稱作聚集表面)之一，后者可移走地并且可操作地設(shè)置在所述反應(yīng)室內(nèi)部。此處理設(shè)備包含一裝置，其在反應(yīng)室之內(nèi)托持晶片，以及一設(shè)置在反應(yīng)器外面的電極室。處理設(shè)備還包含一第二電極、擴(kuò)散頭、壁板、絕緣層和/或其他聚集表面(再次，全部、或其中任一個今后稱作聚集表面)，可移走地設(shè)置在電極室內(nèi)部，以及一連通機(jī)構(gòu)，使所述反應(yīng)室連通于所述電極室。處理設(shè)備還包含一傳輸機(jī)構(gòu)，可通過所述連通裝置從所述反應(yīng)室把第一電極或其他第一聚集表面移入所述電極室。傳輸機(jī)構(gòu)也可以通過連通裝置從電極室把所述第二電極或其他第二聚集表面移動到所述反應(yīng)室內(nèi)部的一可操作位置。從而，傳輸機(jī)構(gòu)可以把第二電極或其他聚集表面換成第一電極或其他聚集表面。
本發(fā)明還包含一可卸除的聚集表面，可造成并保護(hù)永久的和/或可卸除的電極。
本發(fā)明還包含一半導(dǎo)體晶體處理設(shè)備，其包括一反應(yīng)室，由一主箱體和一第一電極箱體構(gòu)成。第一電極或其他聚集表面設(shè)置在第一電極箱體之內(nèi)。處理設(shè)備包含一裝置，用于托持晶片，此裝置位于所述主箱體之中。處理設(shè)備包含一位于所述反應(yīng)室外面的第二電極箱體，并且一第二電極或其他聚集表面，設(shè)置在第二電極箱體之中。設(shè)備具有與第二電極箱體結(jié)合的第一電極箱體，以便借助于移動第一和第二電極箱體，所述第二電極可以替換在所述反應(yīng)室之中的第一電極或其他聚集表面。
本發(fā)明還包含一種在各半導(dǎo)體處理反應(yīng)器或設(shè)備之中在各次清洗之間用于增大晶片處理量的方法，其借助于在保持反應(yīng)器在大約適當(dāng)?shù)膲毫蛘婵盏耐瑫r使第一電極或其他聚集表面被送出反應(yīng)器并且第二電極或其他聚集表面被送入反應(yīng)器，以便增大各次清洗之間的平均晶片數(shù)。
因此，本發(fā)明的目的是增大半導(dǎo)體處理反應(yīng)器中各次清洗之間的晶片處理量。
本發(fā)明的另一目的是蝕刻反應(yīng)器可以有效地利用本發(fā)明的各個方面。
作為又一個目的，本發(fā)明提供一種反應(yīng)器，其中第一電極或其他聚集表面，經(jīng)過一段時間后，已經(jīng)涂敷有與處理晶片有關(guān)的各種物質(zhì)，可以通過一種盡量降低停車時間的方式用一潔凈的電極或其他聚集表面予以掉換。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種方法和設(shè)備用于在基本上保持反應(yīng)器中壓力或真空水平的同時用潔凈的電極或其他聚集表面來替換受到污染的電極或其他聚集表面，以便減少停車時間。
因而本發(fā)明的一個目的是提供一種反應(yīng)器，其可以允許各聚集表面被更換而不使反應(yīng)器暴露在大氣條件下而受潮氣、氣體、顆粒和/或其他物質(zhì)污染。
本發(fā)明的其他各項(xiàng)目的、方面和優(yōu)點(diǎn)可以從審視說明書、權(quán)利要求和圖形之中獲知。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的側(cè)視圖。
圖2是本發(fā)明第二實(shí)施例的側(cè)視圖。
圖3是本發(fā)明第三實(shí)施例的側(cè)視圖。
圖4是圖3實(shí)施例的俯視圖。
圖4a是本發(fā)明另一實(shí)施例的俯視圖。
圖5是本發(fā)明又一實(shí)施例的俯視圖。
圖6是通過圖5剖面6-6的視圖。
圖7是本發(fā)明第四實(shí)施例的俯視圖。
圖8是圖7實(shí)施例的側(cè)視圖。
本發(fā)明第一實(shí)施例的側(cè)視圖示于圖1。此示意圖是一蝕刻反應(yīng)器(etchreactor)的示意圖。不過，應(yīng)當(dāng)理解，包括但不限于其他蝕刻反應(yīng)器的其他各種類型的反應(yīng)器都可以采用并處在本發(fā)明的范疇和精神之內(nèi)。
圖1的蝕刻反應(yīng)器由標(biāo)記20標(biāo)識并只為此范例而設(shè)計成一多頻率反應(yīng)器。蝕刻設(shè)備20(etching apparatus)包括一箱體22和一蝕刻室24。一晶片26放置在一底部電極28上。蝕刻室24還包括側(cè)面周邊電極30和一上部電極32。在一優(yōu)選實(shí)施例中，此側(cè)面周邊電極30可以接地或使之由于生成在蝕刻室24之中的等離子體而形成一浮動電位。上部電極32一般是接地的，但也可以使之達(dá)到一浮動電位，或在其他一些結(jié)構(gòu)中與電源連接。在典型的操作中，側(cè)面周邊電極30和上部電極32都是接地的，如圖1所示。不過，這兩種電極同樣可以使之具有一浮動電位，或在其他一些結(jié)構(gòu)中可以與電源連接。
優(yōu)選地，兩個AC電源34通過一適當(dāng)?shù)陌ㄆヅ渚W(wǎng)絡(luò)和組合器的電路系統(tǒng)連接于底部電極28。另外，一控制器40控制第一和第二AC電源34的時序。一般地，第一電源在千赫范圍內(nèi)工作并優(yōu)選地設(shè)置在大約450千赫處，而一般在小于大約4兆赫的范圍內(nèi)。第二電源在兆赫范圍內(nèi)工作并一般工作在大約13.56兆赫處，雖然本發(fā)明可以采用超過大約1兆赫的以及幾倍于13.56兆赫的其他頻率。在此實(shí)施范例中，例如第一電源的功率為200瓦和第二電源的功率為500瓦。此外，應(yīng)當(dāng)理解，在離子密度向兆赫量級增加，離子能量向千赫量級增加。
一氣體擴(kuò)散頭42位于電極32以下。應(yīng)當(dāng)理解，電極和擴(kuò)散頭可以是兩個分離的單元或一個整體。只是作為另一范例，氣體擴(kuò)散頭可以包括一帶有擴(kuò)散口的環(huán)，此環(huán)圍繞上部電極布置。
另外，反應(yīng)器20包括第一和第二外部電極(和/或其它聚集表面(collectionsurface))箱體50和52。箱體50和52分別通過負(fù)荷鎖定器(1oad lock)54、56連接于反應(yīng)室24。在此優(yōu)先實(shí)施例中，第一和第二電極箱體分別包括機(jī)械臂58、60。一頂部電極替換件62連同一擴(kuò)散頭替換件64放置在第一電極箱體50之中。其他聚集表面替換件可以貯放在箱體內(nèi)并用以替換反應(yīng)器的污染了的聚集表面。
目的在于以電極62和擴(kuò)散頭64或其他聚集表面替換電極32和擴(kuò)散頭42的反應(yīng)器20的操作如下在多個晶片在反應(yīng)器20中經(jīng)過處理之后，電極32和擴(kuò)散頭42會已經(jīng)涂敷了各種處理材料，其程度不能保證持續(xù)的令人滿意的晶片處理量或潔凈度。于是，在反應(yīng)器20中晶片處理被停下來。此時，在不通過使反應(yīng)室24向大氣敞開而使所述反應(yīng)室24具有大氣壓力的情況下，可以打開負(fù)荷鎖定器56而機(jī)器臂60可被插進(jìn)反應(yīng)室24以便接合電極32和擴(kuò)散頭42或其他聚集表面并使它們與反應(yīng)室24之中的適當(dāng)?shù)亩ㄎ缓涂ǔ謾C(jī)構(gòu)脫開。機(jī)器臂60然后可以通過負(fù)荷鎖定器56把電極32和擴(kuò)散頭42或其他聚集表面移入電極箱體52。此時，且在負(fù)荷鎖定器56再次關(guān)閉之后，電極32和擴(kuò)散頭42或其他聚集表面可以從電極箱體32中取出得以清洗。一旦取出電極32和擴(kuò)散頭42或其他聚集表面，可以打開負(fù)荷鎖定器54并可以使用機(jī)器臂58把電極62連同擴(kuò)散頭64或其他替換性聚集表面插進(jìn)反應(yīng)室24。機(jī)器臂58把電極62和擴(kuò)散頭64或其他聚集表面適當(dāng)?shù)囟ㄎ辉诜磻?yīng)室24之中，以便定位和卡持機(jī)構(gòu)可以接合電極62和擴(kuò)散頭64或其他聚集表面。一旦這一步完成，負(fù)荷鎖定器54關(guān)閉。從而，可以看出，在不使反應(yīng)室達(dá)到大氣壓力的情況下，且因而通過在整個互換過程期間把反應(yīng)室保持在大致預(yù)期的壓力(大氣壓力或以上)和/或真空之下，以上操作可以有效而迅速地完成。
也可理解，電極可以由一屏板或其他聚集表面43予以防護(hù)，后者可以以上述方式用貯放在箱體50之中的替換屏板予以替換。此屏板將可卸除地緊固于反應(yīng)器和/或可拆卸地定位于電極和/或擴(kuò)散頭與卡住晶片的卡盤之間。
這種聚集表面43以虛線畫在圖1之中。表面43可以由帶有孔口的屏板構(gòu)成，這些口允許等離子體穿進(jìn)反應(yīng)室朝向晶片和卡盤。聚集表面43可以是一導(dǎo)體或一絕緣體。作為導(dǎo)電的聚集表面43，可以包括鋁、陽極化鋁、碳，以及可以列出一些的各種碳基化合物。作為絕緣的聚集表面43，可以包括石英、硅、特氟隆、迭爾林(Delrin)、尼龍、聚酰胺和各種有機(jī)化合物。
在此情況下，是屏板或聚集表面43被替換，而不是電極和/或氣體擴(kuò)散頭。一般，優(yōu)選的是屏板被替換而不是電極和/或氣體擴(kuò)散頭整個組件。如果只是屏板需要替換，則操作又便宜又快。如果輸入過程氣體擴(kuò)散頭是屏板的一部分，則它也要替換。
從而，應(yīng)當(dāng)理解，至少可以實(shí)現(xiàn)以下各種組合并處在本發(fā)明的精神和范疇之內(nèi)1.電極和擴(kuò)散頭是分離的單元，其一或二者可被替換。
2.電極和擴(kuò)散頭是一個單元(亦即，電極具有氣體擴(kuò)散口)，整個單元可予以替換。
3.電極是第一單元以及擴(kuò)散頭和屏板是第二單元，而第二單元可予以替換。
4.電極和擴(kuò)散頭是由可替換的屏板防護(hù)的各自分離的單元。
5.電極和擴(kuò)散頭是由可替換的屏板防護(hù)的一個單元。
6.電極、擴(kuò)散頭和屏板是彼此分離的單元，并且其中任何一個或它們中任一組合可予以替換。
此外，聚集表面理想地是具有可同比于電極、擴(kuò)散頭或其為之屏除沉積物的其他元件的膨脹系數(shù)。
圖2畫出本發(fā)明一反應(yīng)器70的一個實(shí)施例。反應(yīng)器70的與圖1中反應(yīng)器20各元件相類似的各元件被類似標(biāo)記。此外，反應(yīng)器70包括電極箱體72，由一負(fù)荷鎖定器74連接于反應(yīng)室24。電極箱體72內(nèi)部有一第一頂部電極替換件76連同一擴(kuò)散頭替換件78或其它聚集表面。在電極箱體72中還封裝有一機(jī)器臂80。
圖2中反應(yīng)器70實(shí)施例的操作如下一旦確定電極32和擴(kuò)散頭42或其他聚集表面需要清洗，以及最后一塊晶片的處理業(yè)已終止，在不將反應(yīng)室24暴露于大氣壓力的情況下打開負(fù)荷鎖定器74。機(jī)器臂80通過負(fù)荷鎖定器74插入而與電極32和擴(kuò)散頭42接合。機(jī)器臂80然后取出電極和擴(kuò)散頭或其他聚集表面并把它們放置在箱體72之中位置82處。在此發(fā)生后，機(jī)器臂80然后把替換電極76和替換擴(kuò)散頭78或另一替換聚集表面從箱體72送入到反應(yīng)室24之中的位置上。在此之后，負(fù)荷鎖定器關(guān)閉。
應(yīng)當(dāng)理解，雖然以上所有實(shí)施例都針對頂部電極和擴(kuò)散頭的替換加以說明，但通過替換其他各電極和/或各聚集元件或表面，同樣可以很好地實(shí)現(xiàn)其它的實(shí)施例。再其次，本發(fā)明可以通過替換反應(yīng)器的相關(guān)于和圍繞著電極和擴(kuò)散頭以及其他聚集表面和元件的各電極、擴(kuò)散頭和頂部表面各部分的任一組合來實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的另一實(shí)施例示于圖3和4中，并包括反應(yīng)器90。反應(yīng)器90的與圖1和2中相似的各元件被類似地標(biāo)記。
反應(yīng)器90另外包括一圓盤傳送機(jī)構(gòu)箱體92，內(nèi)裝一圓盤傳送機(jī)構(gòu)94。圓盤傳送機(jī)構(gòu)94包括一托架96，可圍繞樞轉(zhuǎn)點(diǎn)98作樞轉(zhuǎn)并形成反應(yīng)器的頂部表面。裝在托架96上的是電極32和擴(kuò)散頭42和/或各聚集表面。此外，第二、第三和第四電極100、102、和104，以及第二、第三和第四擴(kuò)散頭106、108和110，裝在托架96上。這些電極和擴(kuò)散頭對也形成反應(yīng)器的頂部表面并在此特定實(shí)施例中優(yōu)選地是等距離間隔并裝在托架96的各象限之中。
當(dāng)然，可以在帶有多個位置的托架96上安裝更多的電極和擴(kuò)散頭對，并且其處在本發(fā)明的精神和范疇之內(nèi)。反應(yīng)器90還包括負(fù)荷鎖定門112和114。
在操作中，一旦反應(yīng)器的頂部表面，包括并不必限于電極32和擴(kuò)散頭42，被涂以各種處理材料，且最后一個晶片已經(jīng)從反應(yīng)器中取出，在不使反應(yīng)室24暴露于大氣壓力的情況下，打開兩個負(fù)荷鎖定器門112和114。這樣可使托架96以逆時針方向圍繞樞轉(zhuǎn)點(diǎn)98作樞轉(zhuǎn)，以便把電極100和擴(kuò)散頭106移到反應(yīng)室24之中的位置上并同時取出包括電極32和擴(kuò)散頭42在內(nèi)的已被涂敷的頂部表面。一旦這種情況完成，負(fù)荷鎖定器門112、114重新密封反應(yīng)室24，以便可以開始另外的晶片處理。另外，圓盤傳送機(jī)構(gòu)可以包括一屏板，其轉(zhuǎn)過一固定的電極和擴(kuò)散頭。一旦屏板的一部分上積累有沉積物，圓盤傳送機(jī)構(gòu)就會轉(zhuǎn)動，以使一來自圓盤傳送機(jī)構(gòu)的新的潔凈屏板部分保護(hù)固定不動的電極和擴(kuò)散頭。關(guān)于以上的實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解，各負(fù)荷鎖定器門可以設(shè)計成以使它們可以密封托架機(jī)構(gòu)。
另外如圖4a所畫，托架機(jī)構(gòu)97可以是固定不動的，并可以包括一軌道機(jī)構(gòu)，屏板、電極和/或各擴(kuò)散頭可在上面?zhèn)魉?。只是在此?shí)施例中，屏板被傳送而與反應(yīng)室之中的固定的電極和氣體擴(kuò)散頭形成防護(hù)關(guān)系。這些屏板標(biāo)示為101、103、105和107。軌道機(jī)構(gòu)97可以包括例如小車或帶輪裝置，各屏板可以裝在其上以便使屏板跨在托架機(jī)構(gòu)上。在圖4a中，與圖4中各元件相類似的元件被賦予一“a”字標(biāo)記。托架機(jī)構(gòu)可以終止在負(fù)荷鎖定器門112a、114a附近，而機(jī)器臂118則可以用來從反應(yīng)室24a中取出已被涂敷的屏板，并把它們安放在托架機(jī)構(gòu)的軌道上。然后機(jī)器臂116可以從托架機(jī)構(gòu)上接合一新的屏板或其他聚集表面并把它插進(jìn)反應(yīng)器90a中的反應(yīng)室24a。
圖5和圖6顯示了本發(fā)明的另一實(shí)施例。圖5示出一具有兩個蝕刻模塊的簇狀設(shè)備。圖5表示按本發(fā)明的一種系統(tǒng)120的優(yōu)選實(shí)施例。系統(tǒng)120包括一真空負(fù)荷鎖定室122、一調(diào)準(zhǔn)模塊124、兩個蝕刻模塊126和128，以及一洗提模塊(strip module)130，它們都通過一可關(guān)閉的開口連接于一中心真空室132并由一計算機(jī)過程控制系統(tǒng)(未畫出)操縱。負(fù)荷鎖定室122裝有一內(nèi)部盒提升器，用于托持一晶片盒(進(jìn)入盒)。真空室132具有一自動晶片處理系統(tǒng)134，用于把晶片從一室或一模塊傳輸?shù)搅硪粋€。洗提模塊130通過一可關(guān)閉的開口連接于一常壓自動晶片處理系統(tǒng)136，此系統(tǒng)136又連接于清洗模塊138。第二個自動晶片處理系統(tǒng)136在洗提模塊130與清洗模塊138之間傳輸各晶片。常壓自動晶片處理系統(tǒng)服務(wù)于常壓盒模塊，后者在處理完成之后承放晶片。
洗提模塊130上方是一替換電極箱體140，其示于圖6之中。箱體140具有充分的空間以承放第一和第二替換電極和擴(kuò)散頭對142、144，或者優(yōu)選是替換聚集表面或屏板或元件，后者能夠保護(hù)永久設(shè)置的電極和/或擴(kuò)散頭。此外，具有充分的空間以裝放初始的電極和擴(kuò)散頭對146、148或者各聚集表面或屏板，它們最初曾經(jīng)裝在蝕刻模塊126、128之中。這一實(shí)施例還包括允許進(jìn)出電極箱體140的負(fù)荷鎖定器150，以及允許進(jìn)出第一和第二蝕刻模塊126、128的負(fù)荷鎖定器152、154。
在操作中，一旦晶片處理停止，機(jī)器臂134用來從第一蝕刻模塊126中取出電極和擴(kuò)散頭對或者其他聚集表面或元件并把它安放在電極箱體140中對148的位置上。然后，機(jī)器臂134從箱體140中取出電極和擴(kuò)散頭對144并將其安放到蝕刻模塊126里面。類似地，電極從第二蝕刻模塊128中被取出并被放置在圖6中的下面位置146上，而替換電極和擴(kuò)散頭對142由機(jī)器臂134從箱體140中移出并安放在第二蝕刻模塊128之中。應(yīng)當(dāng)理解，雖然在這個和其他實(shí)施例中的構(gòu)想是，電極和擴(kuò)散頭對作為一個單元而予以替換，但在其他各實(shí)施例中，電極或是擴(kuò)散頭可以隨需要單獨(dú)地予以替換。
圖7和圖8顯示了本發(fā)明的又一實(shí)施例，其包括設(shè)備160。設(shè)備160包括一中央真空室162，其中包含自動傳輸機(jī)構(gòu)164。設(shè)備160包括第一和第二反應(yīng)室166、168，它們都封裝在主箱體170、172之中。這個實(shí)施例還包括外部電極箱體174和176。外部電極箱體174和176存放有替換的電極和擴(kuò)散頭對178、180或者其他各聚集表面或元件，用來替換初始電極和擴(kuò)散頭對182、184或其他各初始聚集表面或元件。
外部電極箱體174、176還包括與電極和擴(kuò)散頭對一起移進(jìn)和移出外部箱體174、176的內(nèi)部箱體186、188，這些內(nèi)部箱體186、188，在此特定實(shí)施例中，實(shí)際上是與反應(yīng)室166、168的鉛直壁板匹配的垂直壁板。因而，如圖7所示，為了把初始電極和擴(kuò)散頭對182更換為替換對178，替換物對178和垂直側(cè)壁186二者都從外部箱體174移進(jìn)反應(yīng)室166，而類似的壁板以及電極和擴(kuò)散頭對182移出反應(yīng)室166。一旦如此，用適當(dāng)?shù)拿芊饧斫雍蟽?nèi)部箱體186以密封反應(yīng)室，以便可以開始晶片處理。而在這個實(shí)施例中，構(gòu)想出反應(yīng)室的整個頂部表面被潔凈的頂部表面替換。
在圖8中可以看出，初始電極和擴(kuò)散頭對184已經(jīng)由替換對178予以替換。另外，顯然，裝設(shè)在反應(yīng)室172之內(nèi)的初始電極和擴(kuò)散頭對184可以用替換電極和擴(kuò)散頭對182予以替換。另外如圖8中可以看出的，電極和擴(kuò)散頭對180的高度高于電極和擴(kuò)散頭對184的，以致二者可以同時互換而不彼此干涉。
按照本發(fā)明，以上所有操作可以在不使反應(yīng)室通向大氣的情況下進(jìn)行并因而將停車時間減至最少。
以上各實(shí)施例顯示了本發(fā)明的一些優(yōu)點(diǎn)。它包括降低為了電極、擴(kuò)散頭以及相關(guān)各壁板和絕緣層之中的一件或多件，或者在任一組合中的其他的聚集表面或元件，在它們一旦涂敷有處理材料時更換所需的停車時間的能力。這種更換在減少缺陷的同時提供了晶片的適當(dāng)處理量。
本發(fā)明的其他一些特點(diǎn)、方面和目的可從審視各圖和各項(xiàng)權(quán)利要求而得到。
應(yīng)當(dāng)理解，可以開發(fā)出本發(fā)明的其他一些實(shí)施例并且其落于本發(fā)明的精神和范疇以及各項(xiàng)權(quán)利要求之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體晶片處理設(shè)備，包括一反應(yīng)室；一第一聚集元件，可移走地并且可操作地配置在所述反應(yīng)室之內(nèi)；一聚集元件室，位于所述反應(yīng)室外部；一第二聚集元件，可移走地配置在所述聚集元件室內(nèi)部；一將所述反應(yīng)室與所述聚集元件室連通的連通機(jī)構(gòu)；以及一傳送機(jī)構(gòu)，其可以通過所述連通機(jī)構(gòu)把所述第一聚集元件從所述反應(yīng)室移動到所述聚集元件室并還可以通過所述連通機(jī)構(gòu)從聚集元件室把所述第二聚集元件移動以將所述第二聚集元件操作定位在所述反應(yīng)室內(nèi)部，以便更換第一聚集元件為第二電極。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述連通機(jī)構(gòu)包括一負(fù)荷鎖定器，其可以在保持反應(yīng)室處在所需壓力或真空下的同時允許第一聚集元件和第二聚集元件互換。
3.一種半導(dǎo)體晶片處理設(shè)備，包括一反應(yīng)室，包括一主箱體和一第一聚集元件箱體；一第一聚集元件，配置于所述第一聚集元件箱體之內(nèi)；一第二聚集元件箱體，位于所述反應(yīng)室外面；一第二聚集元件，配置于所述第二聚集元件箱體之內(nèi)；所述第一聚集元件箱體關(guān)聯(lián)于所述第二聚集元件箱體，使得通過所述第一和第二聚集元件箱體的移動，所述第二聚集元件可以替換在所述反應(yīng)室之中的所述第一聚集元件。
4.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，包括一負(fù)荷鎖定器，其可以在保持反應(yīng)室處于所需壓力或真空下的同時允許第一聚集元件和第二聚集元件互換。
5.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述第二聚集元件箱體包括一支承第二聚集元件的內(nèi)部箱體，以及一容納內(nèi)部箱體和第二聚集元件的外部箱體；以及其中所述第二聚集元件和所述內(nèi)部箱體被移動而與反應(yīng)室接合，以便以第二聚集元件替換第一聚集元件。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中所述反應(yīng)室具有一反應(yīng)室壁板；以及第二聚集元件箱體的所述內(nèi)部箱體可以在第二聚集元件可操作地配置于所述反應(yīng)室之中的情況下可以構(gòu)成所述反應(yīng)室壁板的一部分。
7.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，包括所述第一聚集元件包括一第一電極而所述第二聚集元件包括一第二電極；一個與所述第一電極相關(guān)聯(lián)的第一處理氣體擴(kuò)散頭；一個與所述第二電極相關(guān)聯(lián)的第二處理氣體擴(kuò)散頭；以及其中在用第二電極替換第一電極時所述第二處理氣體擴(kuò)散頭替換所述第一處理氣體擴(kuò)散頭。
8.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，包括所述第一聚集元件包括一第一電極而所述第二聚集元件包括一第二電極；一個與所述第一電極相關(guān)聯(lián)的第一處理氣體擴(kuò)散頭；一個與所述第二電極相關(guān)聯(lián)的第二處理氣體擴(kuò)散頭；以及其中在用第二電極替換第一電極所述第二處理氣體擴(kuò)散頭替換所述第一處理氣體擴(kuò)散頭。
9.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，包括所述第一聚集元件包括一第一電極而所述第二聚集元件包括一第二電極；所述反應(yīng)室具有一反應(yīng)室壁板，而且其中所述反應(yīng)室壁板的一第一部分連帶于所述第一電極并可與之一起移動；以及所述第二電極具有與之連帶的所述反應(yīng)室壁板的一第二部分，其基本上等同于所述反應(yīng)室壁板的所述第一部分，使得所述第一電極更換為所述第二電極時，所述反應(yīng)室壁板的所述第一部分被更換為所述反應(yīng)室壁板的所述第二部分。
10.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述傳送機(jī)構(gòu)包含一機(jī)器臂。
11.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，包括另一負(fù)荷鎖定器，與第一聚集元件箱體相關(guān)聯(lián)，允許第一聚集元件從所述第一聚集元件箱體取出以便清洗而基本上不影響反應(yīng)室的操作。
12.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，包括另一負(fù)荷鎖定器，與所述聚集元件室相關(guān)聯(lián)，允許第一聚集元件從所述聚集元件室取出以便清洗而基本上不影響反應(yīng)室的操作。
13.一種半導(dǎo)體晶片處理設(shè)備，包括一反應(yīng)室；一第一聚集元件，可移走地并且可操作地配置于所述反應(yīng)室內(nèi)部；一第一聚集元件室，位于所述反應(yīng)室的外面；一第二聚集元件，可移走地配置于所述第一聚集元件室內(nèi)部；一第二聚集元件室，位于所述反應(yīng)室的外面；一第一連通機(jī)構(gòu)，使所述反應(yīng)室連通于所述第一聚集元件室；一第二連通機(jī)構(gòu)，使所述反應(yīng)室連通于所述第二聚集元件室；一第一傳送機(jī)構(gòu)，可以通過所述第二連通機(jī)構(gòu)把所述第一聚集元件從所述反應(yīng)室移動到所述第二聚集元件室；以及一第二傳送機(jī)構(gòu)，可以通過所述第一連通機(jī)構(gòu)把所述第二聚集元件從所述第一電極室移動到所述反應(yīng)室之中的操作位置，以便用第二聚集元件更換第一聚集元件。
14.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所述第一連通機(jī)構(gòu)包括一第一負(fù)荷鎖定器，其在保持反應(yīng)室處于所需壓力和所需真空之一下的同時允許第二聚集元件被安放在反應(yīng)室之內(nèi)；以及所述第二連通機(jī)構(gòu)包括一第二負(fù)荷鎖定器，其在保持反應(yīng)室處在所需壓力和所需真空之一下的同時允許第一聚集元件被從反應(yīng)室中取出。
15.一種用于增大半導(dǎo)體處理反應(yīng)器中各次清洗之間的晶片處理量的方法，包括以下各步驟首先把已經(jīng)涂有各種處理物質(zhì)的第一聚集元件從反應(yīng)室移動到一聚集元件箱體而不使所述反應(yīng)室暴露于大氣壓力和環(huán)境污染；其次把第二聚集元件從所述聚集元件箱體和另一聚集元件箱體之一移動到所述反應(yīng)室之中的工作位置上而不使所述反應(yīng)室暴露于大氣壓力和環(huán)境污染。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述首先移動步驟包括通過一負(fù)荷鎖定器把所述第一聚集元件從所述反應(yīng)室移動到所述聚集元件箱體；以及所述其次移動步驟包括通過所述負(fù)荷鎖定器和另一負(fù)荷鎖定器之一移動所述第二聚集元件，以便把所述第二聚集元件從所述聚集元件箱體和所述另一聚集元件箱體之一中移動到所述反應(yīng)室。
17.一種半導(dǎo)體晶片處理設(shè)備，包括一反應(yīng)室；一第一聚集元件，可移走地并且可操作地配置在所述反應(yīng)室內(nèi)部；一聚集元件圓盤傳送室，位于所述反應(yīng)室的外面；一連通機(jī)構(gòu)，使所述反應(yīng)室連通于所述聚集元件圓盤傳送室；所述聚集元件圓盤傳送室容納有一圓盤傳送機(jī)構(gòu)，上面裝有一或多個替換聚集元件；以及所述圓盤傳送機(jī)構(gòu)能夠把所述一或多個替換聚集元件移入所述反應(yīng)室并把所述第一聚集元件移出所述反應(yīng)室而不把所述反應(yīng)室暴露于大氣壓力。
18.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所述圓盤傳送機(jī)構(gòu)包含有軌道，所述各替換聚集元件之一可在其上于所述電極圓盤傳送室內(nèi)部傳送，以及一機(jī)器臂，其可以把所述各替換聚集元件之一從聚集元件圓盤傳送室移動到所述反應(yīng)室。
19.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所述圓盤傳送機(jī)構(gòu)包含一構(gòu)架，至少一個所述替換聚集元件可在其上傳送；以及所述構(gòu)架可樞轉(zhuǎn)地裝在所述聚集元件圓盤傳送室內(nèi)部，以便傳送所述替換聚集元件。
20.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述連通機(jī)構(gòu)包含一中心腔室；以及所述傳送機(jī)構(gòu)位于所述中心腔室中，所述第一和第二聚集元件必須穿過所述中心腔室以便用第二聚集元件更換第一聚集元件。
21.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述聚集元件可以包括電極、擴(kuò)散頭、壁板和反應(yīng)器的頂部表面中的至少一個。
22.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述聚集元件可以包括電極、擴(kuò)散頭、壁板和反應(yīng)器的頂部表面中的至少一個。
23.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所述聚集元件可以包括電極、擴(kuò)散頭、壁板和反應(yīng)器的頂部表面中的至少一個。
24.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所述聚集元件可以包括電極、擴(kuò)散頭、壁板和反應(yīng)器的頂部表面中的至少一個。
25.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述聚集元件可以為導(dǎo)電體和絕緣體二者之一。
26.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述聚集元件可以為導(dǎo)電體和絕緣體二者之一。
27.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所述聚集元件可以為導(dǎo)電體和絕緣體二者之一。
28.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所述聚集元件可以為導(dǎo)電體和絕緣體二者之一。
29.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述聚集元件覆蓋設(shè)備的一固定元件并具有類似于所述固定元件的膨脹系數(shù)。
30.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述聚集元件覆蓋設(shè)備的一固定元件并具有類似于所述固定元件的膨脹系數(shù)。
31.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所述聚集元件覆蓋設(shè)備的一固定元件并具有類似于所述固定元件的膨脹系數(shù)。
32.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所述聚集元件覆蓋設(shè)備的一固定元件并具有類似于所述固定元件的膨脹系數(shù)。
33.一種替換單元，用于一種半導(dǎo)體晶片處理設(shè)備，該設(shè)備具有由反應(yīng)器壁板限定的反應(yīng)室，所述替換單元包括可選擇地移動的聚集表面，可以聚集各種處理物質(zhì)；以及反應(yīng)器壁板的可選擇地移動的部分，與所述聚集表面相關(guān)聯(lián)，以便所述聚集表面和所述反應(yīng)器壁板的所述部分可以一起移動。
34.如權(quán)利要求33所述的替換單元，其中所述聚集表面包含電極和擴(kuò)散頭二者中的至少一個。
全文摘要
一種用于增大在半導(dǎo)體處理反應(yīng)器(20)之中各次清洗之間晶片處理量的方法和裝置,包含:一種機(jī)構(gòu)(58),用于以替換部件更換電極(32)、擴(kuò)散頭(42)以及各相關(guān)的腔室壁板(22)和絕緣層和/或其他各聚集表面或元件中的任一個或任何組合而不必使反應(yīng)室(24)向大氣壓力開放并因而同時保持了反應(yīng)室(24)處在大致工作壓力或真空之下。
文檔編號H01L21/302GK1308689SQ99808240
公開日2001年8月15日 申請日期1999年5月25日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月28日
發(fā)明者斯蒂芬·P·德奧尼拉斯, 艾爾弗雷德·科弗 申請人:泰格爾公司