专利名称：自动检测半导体芯片位置的溅镀系统的制作方法
技术领域：
本发明有关于一种半导体芯片的制造方法，特别是一种应用于物理气相沉积原理的可自动检测半导体芯片位置的溅镀系统。
背景技术：
溅镀是半导体技术中利用物理气相沉积(PVD)原理的一项常用技术。而铜铝合金溅镀(AlCu Sputtering)更是在半导体芯片上制造导线线宽所使用的主要技术。一般在进行溅镀时，半导体芯片必需对准一特定的位置，才有良好的溅镀效果。通常以半导体芯片上的零刻度(Zero Mark)、掩膜罩(Mask Shield)、束紧环(ClampRing)、刻痕(Wafer Notch)与左栓(Lift Pin)等作为人工校准之用。
如图1A所示，为已知技术中关于一般溅镀系统的降温反应室(Cool DownChamber)，或是转送反应室(Bypass Chamber)的剖面示意图，其中反应室中并未装入芯片。而图1B所示为溅镀系统中的降温反应室(或是转送反应室)，其中已经装入半导体芯片101。
由于溅镀系统中，都使用自动化机械手臂(ROBOT)以摆放或是调整半导体芯片的位置。而前述机台的误差与不便，无法有效校准半导体芯片的正确位置，故会造成生产(Yield)良率下降，严重地影响生产成果，亦会增加半导体晶圆厂(Fab)的制造成本。
上述问题对于半导体晶圆制造厂的制造流程亦形成了相当大的困扰，亟待有效方法处理芯片位置的校准，积极快速地改善溅镀制程。
发明内容
鉴于上述所提出的制造缺点，本发明提供一种半导体芯片的制造方法，特别是一种应用于物理气相沉积原理的可自动检测半导体芯片位置的溅镀系统。
本发明的一个目的，在于提高加工制程的精准度，使得半导体芯片加工制程更具弹性及竞争性。
根据以上所述的目的，本发明配合工业化的经济效果，有较快的生产速度，故可省下制程时间以达到节省成本的目的。
因此，综合以上的发明目的，本发明自动检测半导体芯片位置的溅镀系统包括一溅镀装置，而溅镀装置具有一反应室(Chamber)底座位置。此时反应室底座位置的主要用途乃作为放置一半导体芯片。
一芯片上盖，而芯片上盖位于反应室底座位置上方，具一开启功能，以待半导体芯片置入，且芯片上盖可以密闭溅镀装置。
一芯片检测器，而芯片检测器位于芯片上盖的一侧，该侧与半导体芯片的位置相反。可透过芯片上盖以检测半导体芯片的放置位置。而芯片检测器具有感测器与感测镜头以调整焦距，并可产生与输出检测讯号，以进行溅镀系统的运作。此时芯片检测器安装于降温反应室或是转送反应室上，藉以检测半导体芯片进入溅镀反应室之前，尤其之后，在反应室溅镀点的正确位置。
而本发明中，一种于溅镀系统(Sputtering System)中自动检测芯片位置的方法，其中流程图包含了下列各步骤放置一半导体芯片于一溅镀装置的一反应室(降温反应室或是转送反应室)底座加热器(Heater)位置。
关闭芯片上盖。其中芯片上盖位于溅镀装置的反应室底座位置上方，具一开启功能以待半导体芯片置入，且芯片上盖可密闭溅镀装置。
启动一芯片检测器，芯片检测器位于芯片上盖的一侧，该侧与半导体芯片该位置相反，其对应位置为半导体芯片在下而芯片检测器在正上方，藉以检测半导体芯片之一放置位置并产生一检测讯号。
输出检测讯号至溅镀系统以进行溅镀系统的运作。其时可依检测讯号通知溅镀系统，其中上述检测讯号若为一正确讯号，则溅镀系统即可正确操作。若其中上述检测讯号若为一不正确讯号，则溅镀系统即可停止操作。
为让本发明的上述说明与其他目的，特征和优点更能明显易懂，下文特列出较佳实施例并配合附图，作详细说明。
图1A与图1B显示已知技术中的反应室的基本配置图；图2A与图2B显示本发明中的溅反应室的基本配置图；及图3为本发明自动检测半导体芯片位置的溅镀系统的操作流程示意图。
具体实施例方式
以下是本发明的详尽描述，且本发明的描述会配合一示范方法做参考。所使用的较佳方法会于随后讨论，而本发明的一些应用和优点亦会在随后进行描述。
此外，虽然本发明以一个实施例来教导，但这些描述不应限制本发明的范围或应用。而且，虽然这些例子使用了，应该明了的是主要的部分可能以相关的部分取代。因此，本发明的装置不应限制方法的说明。这些装置包括证明本发明和呈现的较佳实施例的实用性和应用性。且即使本发是藉由举例的方式以及举出一个较佳实施例来描述，但是本发明并不限定于所举出的实施例。此外，凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均包含在本发明的申请专利范围内。应以最广的定义来解释本发明的范围，藉以包含所有这些修饰与类似结构。
本发明是一种自动检测半导体芯片位置的溅镀系统(Sputtering System)，如图2A与图2B所示，本发明溅镀系统的主要装置包含了下列各项装置首先如图2A中所示，属于一溅镀装置的反应室(可作为降温反应室，或是转送反应室之用)示意图。而溅镀装置的溅镀反应室为另外的反应室，并非本图所示。而溅镀装置中具有一反应室底座位置12。此时反应室底座位置12的主要用途乃作为如图2B中所示，放置一半导体芯片101，以进行薄膜溅镀的主要工作。
又如图2B中所示，有一芯片上盖13。而芯片上盖13位于反应室底座位置12上方，具一开启功能，以待半导体芯片101置入，且芯片上盖13可以密闭溅镀装置。
再如图2A中所示，亦有一芯片检测器14。而芯片检测器14位于芯片上盖13的一侧，该侧与半导体芯片101的位置相反，其对应位置为半导体芯片在下而芯片检测器在上。可透过芯片上盖13以检测半导体芯片101的放置位置。而芯片检测器14具有感测器与感测镜头以调整焦距，并可产生与输出检测讯号，以进行溅镀系统的运作。此时芯片检测器安装于转送反应室或是降温反应室上，藉以检测半导体芯片进入溅镀反应室之前或之后，在反应室溅镀点的正确位置。
而本发明中，一种于溅镀系统(Sputtering System)中自动检测芯片位置的方法，图3中的流程图包含了下列各步骤首先如图3的标记21，放置一半导体芯片于一溅镀装置的一反应室(Chamber)底座位置。
再如图3的标记22，关闭芯片上盖。其中芯片上盖位于溅镀装置的反应室底座位置上方，具一开启功能以待半导体芯片置入，且芯片上盖可密闭溅镀装置。
亦如图3的标记23，启动一芯片检测器，芯片检测器位于芯片上盖的一侧，该侧与半导体芯片该位置相反，藉以检测半导体芯片的一放置位置并产生一检测讯号。
亦如图3的标记24，输出检测讯号至溅镀系统以进行溅镀系统的运作。其时可依检测讯号通知溅镀系统，其中上述检测讯号若为一正确讯号，则溅镀系统即可正确操作。若其中上述检测讯号若为一不正确讯号，则溅镀系统即可停止操作。
本发明自动检测的原理是应用一般可见光的面光源来侦照半导体芯片，更利用具可调式焦距摄影机透镜聚焦成像的方式，达到校正位置的目的。同时，自动检测式系统可达到校正速度快、低成本、机构简单与精度佳等目的。故根据以上所述的目的，本发明配合工业化的经济效果，有较快的生产速度，故可省下制程时间以达到节省成本的目的，增加产品的可靠度，易于进入半导体市场。
而其中关于本发明所提及的溅镀的沉积原理，其机构包括了几个步骤(1)电浆内所产生的部分离子将脱离电浆并往阴极移动。
(2)经过加速的离子将轰撞(Bombard)在阴极版的表面因此击出电极板原子。
(3)被击出的电击板原子将进入电浆内且最后传递到另一个放置有芯片的电击板表面。
(4)被吸附(Adsorded)在芯片表面的吸附原子(Adatoms)将进行薄膜的沉积。
(5)前述所提的电浆(Plasma)是一种遭受部分离子化的气体(PartiallyIonized Gases)。借着在两个相对应的金属电极板(Electrodes)上施以电压，假如电极板间的气体分子浓度在某一特定的区间，电极板表面因离子轰击(IonBombardment)所产生的二次电子(Secondary Electrons)，在电极板所提供的电场下，将获得足够的能量，而与电极板的气体分子因撞击而进行所谓的「解离(Dissociation)」，「离子化(Ionization)」及激发(Excitation)等反应，而产生离子、原子、原子团(Radicals)及更多的电子以维持电浆内各粒子间的浓度平衡。
而关于电浆的原理，在一个电浆的阴极电板遭受离子轰击后，会产生脱离电浆的带正电荷离子，在暗区的电场加速下，将获得极高的能量。当离子与阴电极产生轰击之后，基于能量转换的原理，离子轰击除了会产生二次电子以外，还会把电极板表面的原子给打击出来，故又称为「溅击(SputteringDeposition)」。而被击出的电极板原子进入电浆里面，再利用扩散(Diffusion)的方式传递到芯片的表面而沉积。而此种利用电浆独特的离子轰击，以动量转换的原理在气相中制备沉积元素以便进行薄膜沉积的物理气相沉积技术，故可称之为溅镀。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的申请专利范围；凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在下述权利要求范围内。
权利要求
1.一种自动检测半导体芯片位置的溅镀系统，至少包含一溅镀装置，该溅镀装置具一反应室底座位置以放置一半导体芯片；一芯片上盖，该芯片上盖位于该反应室底座位置上方，具一开启功能以待该半导体芯片置入且密闭该溅镀装置；及一芯片检测器，该芯片检测器位于该芯片上盖的一侧，该侧与该半导体芯片的该位置相反，藉以检测该半导体芯片的一放置位置，该芯片检测器可产生与输出一检测讯号以进行该溅镀系统的运作。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，上述溅镀系统至少包含进行物理溅镀的使用。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，上述芯片检测器至少包含一感测器。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，上述芯片检测器至少包含一感测镜头。
5.一种于溅镀系统中自动检测芯片位置的方法，至少包含放置一半导体芯片于一溅镀装置的一反应室底座位置；关闭一芯片上盖，该芯片上盖位于该溅镀装置的该反应室底座位置上方，具一开启功能以待该半导体芯片置入且密闭该溅镀装置；启动一芯片检测器，该芯片检测器位于该芯片上盖之一侧，该侧与该半导体芯片的该位置相反，藉以检测该半导体芯片的一放置位置并产生一检测讯号；输出该检测讯号至该溅镀系统以进行该溅镀系统的运作。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，上述溅镀系统至少包含进行物理溅镀的使用。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，上述芯片检测器至少包含一感测器。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，上述芯片检测器至少包含一感测镜头。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，上述检测讯号若为一正确讯号，则该溅镀系统即可正确操作。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，上述检测讯号若为一不正确讯号，则该溅镀系统即可停止操作。
全文摘要
本发明关于一种自动检测半导体芯片位置的溅镀系统，包括一溅镀装置，而溅镀装置具有一反应室底座位置。芯片上盖，而芯片上盖位于反应室底座位置上方，具开启功能，且芯片上盖可以密闭溅镀装置。芯片检测器，而芯片检测器位于芯片上盖的一侧，该侧与半导体芯片的位置相反，其对应位置为半导体芯片在下而芯片检测器在上。可透过芯片上盖以检测半导体芯片的放置位置。本发明还提供一种溅镀系统中自动检测芯片位置的方法。
文档编号H01L21/66GK1480999SQ0213684
公开日2004年3月10日 申请日期2002年9月6日 优先权日2002年9月6日
发明者龚英嫣, 谢昌杰, 张嘉训, 杨晃和 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司, 中芯国际集成电路制造(上海)有限公