专利名称：半导体制造装置和半导体制造方法
技术领域：
本发明涉及一种用于通过真空卡盘(chuck)保持半导体晶片的方法。
背景技术：
在半导体器件的制造工艺中，真空卡盘被用于保持半导体晶片。 图1示出了利用真空卡盘的半导体制造工艺的一部分。半导体晶
片被安装在晶片盒上(步骤Sl)。传送机构从该晶片盒取出半导体晶片， 并将其传送给CMP (化学机械抛光)装置(步骤S2)。所述半导体晶片 被附加到CMP装置的抛光头。利用CMP工艺抛光该半导体晶片(步骤 S3)。传送机构接收利用CMP工艺处理的半导体晶片，并将其传送到 清洗装置(步骤S4)。清洗装置对半导体晶片进行冲洗(步骤S5)。冲 洗并干燥了的半导体晶片返回到晶片盒(步骤S6)。
图2示出了在步骤S2和S4中用于传送半导体晶片的传送机构的 侧视图的实例。传送机构107包括支撑单元108，真空系统114，供气 系统116以及开关阀118。支撑单元108的上表面是用于水平地支撑半 导体晶片2的平坦吸取表面110。晶片吸取开口 112形成在吸取表面 110上。晶片吸取开口 112通过开关阀118连接到真空系统114以及供 气系统116。
图3示出了从上方看的作为吸取表面的晶片吸取开口 112的结构 的实例。晶片吸取开口 112被形成在适于吸取半导体晶片2的适当位 置。在步骤S2，从晶片盒取出半导体晶片2，且将半导体晶片2放置 于吸取表面110上。真空系统114实现用于晶片吸取开口的真空。通 过真空卡盘保持半导体晶片2。
传送机构107将保持在吸取表面110上的半导体晶片2移动至 CMP装置。CMP装置的抛光头降低或者传送机构被升起，并且晶片下 侧表面6接触抛光头。抛光头以真空吸取半导体晶片2，并且将半导体 晶片2传送到抛光台上。
在旋转的研磨片上供给浆液，且浆液在旋转的研磨片上流动，且 抛光头利用旋转将用于制造半导体晶片2的器件(晶片前表面4)的表面 推向研磨片。在完成了预定量的抛光处理之后，半导体晶片2被以真 空吸取并被固定到抛光头，并从所述研磨片释放。保持半导体晶片2 的抛光头移动到传送机构107上的位置。抛光头降低或者传送机构被 升起，且半导体晶片2的晶片表面4接触传送机构107的吸取表面110。 抛光头释放半导体晶片2。与步骤S2相似，传送机构107通过真空卡 盘保持半导体晶片2。
当传送机器人保持半导体晶片2以及传送机构107从真空抽吸释 放该半导体晶片2时，半导体晶片2被传送到传送机器人。传送机器 人将半导体晶片2返回至晶片盒。当清洗装置被安装在系统中时，在 传送到清洗装置以进行冲洗之后将半导体晶片2返回到晶片盒。
根据制造系统，为了改进所述装置的工艺性能，可以在多个抛光 台上实现抛光处理。当在多个抛光台上执行抛光时，从抛光头将半导 体晶片2返回到传送机构，以及经由另一传送机构通过另一抛光头对 该半导体晶片2进行处理。
在日本特开专利申请JP-A-Heisei，7-302832中，描述了一种真空抽 吸装置的实例。在该专利申请中，公开了一种真空抽吸装置，用于防
止工作液体在真空吸取表面和样品的下侧表面之间流动。
发明内容
本发明人已经认识到上述转送机构具有如下问题。
在该传送机构中，根据条件在吸取表面110上产生了静电。由于 静电而损坏了晶片前表面4，结果，其电路可能有缺陷。需要对该问题 采取措施。
更详细地，在如下所述状态下，存在导致问题的可能性。
当半导体晶片2从其中由转送机构107以真空吸取的状态被移动 到抛光头或者传送机器人时，供气系统116提供空气以释放半导体晶 片2，以及空气从晶片吸取开口 112流动。当抛光半导体晶片2时吸取 的水保留在吸取表面IO上并与流动的空气混合，以及空气中的水被喷 溅到其上形成器件的晶片表面上。
当在连接到晶片吸取开口 112的管道中高速传送时，喷溅到晶片 表面上的空气和水被静电充电。由于上述原因，静电在晶片表面4的 上的如下区域中累积，其中与水混合的空气被喷溅到晶片表面4的该 区域。在用于互连上的氧化膜的平坦化工艺中，该静电可以破坏互连 上的绝缘层。此外，在对嵌入在凹槽和孔中的剩余金属层进行抛光的 工艺中，由于电荷而可能导致存在于凹坑中的金属熔化。由于上述现 象可能导致破坏半导体晶片2中的栅极氧化膜，破坏互连层中的中间 膜以及破坏嵌入的金属，以及产品的产量比可能下降。
根据本发明的方面， 一种半导体制造装置包括支撑单元，其被 配置以支撑从化学机械抛光装置接收的半导体晶片；以及真空系统， 其产生真空以将半导体晶片保持在支撑单元上，其中仅在距半导体晶 片中心的预定半径之外的周围区域中施加真空。
根据本发明的另一方面， 一种半导体制造方法包括通过放置在 支撑部件上从而支撑从化学机械抛光装置接收的半导体晶片；以及将 半导体晶片保持在支撑部件上，其中仅在距半导体晶片中心的预定半 径之外的周围区域中施加真空。
利用具有上述特性的装置或者方法，当通过向真空空间提供气体 而释放晶片时，由于静电仅出现在其中不存在任何电路的周围区域， 因此即使发生静电，在晶片上制造的电子电路也不会受到损伤。
根据本发明，通过以真空卡盘支撑半导体，可以防止产品受到静 电的影响。
参考附图，根据以下某些优选实施例的说明，本发明的上述及其 他目的、特征以及优点将变得更加明显，其中
图1示出了半导体制造工艺的流程图2示出了用于传送半导体晶片的传送机构的侧视图3示出了传送机构的晶片吸取开口的结构图4示出了第一实施例中的传送机构的侧视图5示出了第一实施例中的传送机构的晶片吸取开口的结构图6示出了第二实施例中的传送机构的侧视图；以及
图7示出了第二实施例中的传送机构的晶片吸取开口的结构图。
具体实施例方式
现在将参考说明性的实施例在此描述本发明。本领域技术人员将 认识到使用本发明的教导可以完成多种可选实施例，而且本发明不局 限于为了说明的目的而示出的实施例。
现在参考图4，示出了本发明的第一实施例中的传送机构7的侧
视图。传送机构7包括支撑单元(其也被称作支撑部件)8，真空系统14， 供气系统16，以及开关阀18。支撑单元8的形状是相对于与垂直方向 平行的中心轴旋转对称的。支撑单元8的上表面是用于水平地支撑半 导体晶片2的平坦吸取表面10。
晶片吸取开口 12形成在支撑单元8中以及在吸取表面IO上形成 开口。晶片吸取开口 12经由开关阀18选择性地连接到真空系统14以 及供气系统16。当将半导体晶片2压向吸取表面10时，晶片吸取开口 12被晶片2密封而没有连接到支撑单元8的外界空气。
参考图4和5，半导体晶片2包括非安装区域20和非安装区域20 之外的安装区域21。具有距半导体晶片2的旋转中心的预定半径的圆 周内区域是所述安装区域21。所述安装区域21外部的半导体晶片2的 周围区域，即，具有距晶片2的外轮廓的预定宽度的环形区域是所述 非安装区域20。例如晶体管和互连的电子电路仅形成在安装区域21内。 没有电路形成在非安装区域20中。
艮卩，半导体晶片2的安装区域21表示使得形成产品的晶片前表面 4的区域(其上形成比如晶体管、电容等的单元器件)，或包括使得形 成产品的部分的区域。非安装区域20表示未使得形成产品的晶片前表 面4的周围区域。另一方面，在传送机构7的吸取表面10上，对应于 半导体晶片2的晶片前表面4的安装区域21的区域被称为安装区域21, 且对应于晶片前表面4的非安装区域20的区域被称为非安装区域20。 同时，在图4中，为了示出截面图的方便，在对应于晶片前表面4的 晶片下表面6的各个位置表示非安装区域20和安装区域21。
在半导体晶片2的半径方向上的非安装区域20的宽度通常大约为 2mm至3mm。因此，其中施加真空卡盘的周围区域具有比半导体晶片 2的半径小3mm的半径。
所有晶片吸取开口 12都形成在非安装区域20中。S卩，晶片吸取 开口 12成行地形成在环形区域中，该环形区域具有距半导体晶片2的 外轮廓3mm或者2mm以内的宽度。当半导体晶片2的晶片表面4与 吸取表面10在其表面上彼此接触时，晶片吸取开口 12由晶片2的环 形区域密封，且不连接到外界空气和安装区域21。
如上所述，通过利用传送机构7而不是图1的转送机构107，执 行了背景技术中描述的如图l所示的工艺。在步骤S4中，抛光头在半 导体晶片2上朝着传送机构7移动。从传送机构释放该半导体晶片2 以将其放置在吸取表面10上。支撑单元从下面垂直地支撑半导体晶片 2。
设置开关阀18使得晶片吸取开口 12和真空系统14彼此连接。真 空系统14实现晶片吸取开口 12的真空。半导体晶片2由真空卡盘保 持，且通过真空接触被固定到支撑单元8。 g卩，基于外界空气和晶片吸 取开口 12之间的大气压力的差值，通过牢固地附加至吸取表面10而 稳定地保持半导体晶片2。
传送机构7将半导体晶片2移动至清洗装置并停止在预定位置。 开关阀18被设置为使得晶片吸取开口 12和供气系统16彼此连接。供 气系统16为晶片吸取开口 12提供气体(通常，空气)且释放真空卡 盘。从吸取表面10处卸下半导体晶片2并将其传送到清洗装置或者晶 片盒。如果在该阶段主动地将二氧化碳加入从供气系统16提供的空气， 则可以实现抑制静电的效果。
即使在该阶段由晶片吸取开口 12附近的静电导致了放电，但是由 于放电区域是非安装区域20，因此减小了导致影响产品(电子电路) 功能的概率。
图6示出了本发明第二实施例中的传送机构的侧视图。图7示出
了传送机构的顶视图。传送机构7a包括支撑单元8a，真空系统14a， 供气系统16a，和开关阀18a。与第一实施例相比，作为支撑单元8a 的上表面的吸取表面10a的形状是不同的。吸取表面10a具有大致与安 置在其上的半导体晶片2的非安装区域20相对应的环形形状。因此， 支撑单元8a仅在非安装区域20的周围接触半导体晶片2。即，支撑单 元8a包括凹孔，该凹孔在从支撑单元8a的旋转对称轴的预定半径内的 区域中，朝着半导体晶片2的位置的方向开口。晶片吸取开口12在环 形吸取表面10a上开口。晶片吸取开口 12对于半导体晶片2的相关位 置与第一实施例相同。
具有上述结构的传送机构的工作与第一实施例相似。当CMP工艺 之后处于湿的状态的半导体晶片2被从真空卡盘释放并被从吸取表面 IO处卸下时，由于第二实施例中的半导体晶片2和吸取表面IO之间的 接触面积较小，因此由于表面张力较小而可以利用较小的力卸下半导 体晶片2。
很明显本发明不限于上述实施例，但是可以在不背离本发明的保 护范围和精神的情况下进行变化和改变。
权利要求
1.一种半导体制造装置，包括支撑单元，其被配置以支撑从化学机械抛光装置接收的半导体晶片；以及真空系统，其产生真空以将半导体晶片保持在支撑单元上，其中仅在距半导体晶片中心的预定半径之外的周围区域中施加真空。
2. 根据权利要求l的半导体制造装置，其中，仅在所述预定半径 内的区域中的半导体晶片上制造电子电路。
3. 根据权利要求1或2的半导体制造装置，其中，该支撑单元从 下面垂直地支撑半导体晶片的表面，在该半导体晶片的表面上要制造电子电路0
4. 根据权利要求l或2的半导体制造装置，其中，所述预定半径 比所述半导体晶片的半径小3mm，。
5. 根据权利要求1或2的半导体制造装置，其中，所述支撑单元 仅在周围区域中接触所述半导体晶片。
6. 根据权利要求1或2的半导体制造装置，进一步包括 供气系统，其被配置向真空系统抽取真空的区域提供气体，以从所述支撑单元释放通过真空接触而保持的半导体晶片。
7. 根据权利要求6的半导体制造装置，其中，该气体包括二氧化碳。
8. —种半导体制造方法，包括通过放置在支撑部件上而支撑从化学机械抛光装置接收的半导体晶片；以及将半导体晶片保持在支撑部件上，其中仅在距半导体晶片中心预 定半径之外的周围区域中施加真空。
全文摘要
一种半导体制造装置，包括支撑单元，其用于支撑从CMP装置接收的半导体晶片；以及真空系统，用于在支撑单元上保持所述晶片。所述真空仅被施加在所述晶片的周围区域中。在所述晶片的周围区域中，不制造例如互连的任何电路以及器件。当通过向真空空间提供气体而释放晶片时，由于静电仅仅出现在其中不存在任何电路的周围区域中，因此即使存在静电，在晶片上制造的电子电路也不会受到损伤。
文档编号H01L21/67GK101202240SQ20071018655
公开日2008年6月18日 申请日期2007年12月12日 优先权日2006年12月13日
发明者森田朋岳 申请人:恩益禧电子股份有限公司