[实用新型]基板翻转装置及具备其的化学机械研磨系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基板翻转装置及具备其的化学机械研磨系统(SUBSTRATE TURNING APPARATUS AND CHEMICAL MECHANICAL POLISHING SYSTEM HAVING THE SAME)，更为具体地，涉及一种可以缩短载体头(carrier head)的移动距离且可以提高安全性和可靠性的基板翻转装置及具备其的化学机械研磨系统。

背景技术

随着半导体元件由微小的电路线以高密度的方式聚集制造而成，在晶元表面需要可以进行与其相应的精密研磨。为了对晶元进行更加精密地研磨，可以进行机械研磨及化学研磨并行的化学机械研磨工艺(CMP工艺)。

化学机械研磨(CMP)工艺是一种在半导体元件制造过程中，为了实现根据大面积平坦化和用于形成电路的接触(contact)/配线膜分离及集成元件化的晶元表面粗糙度提高等而对晶元的表面进行精密研磨加工的工艺，所述大面积平坦化是指去除由通过反复进行掩蔽(masking)、蚀刻(etching)及配线工艺等而生成的晶元表面的凹凸所造成的单元(cell)区域与周围电路区域间的高度差。

所述CMP工艺通过如下方式完成，以晶元的工艺面与研磨垫相对的状态对所述晶元加压并同时进行工艺面的化学研磨与机械研磨，完成研磨工艺的晶元被载体头抓握从而进行对附着于工艺面的异物进行清洗的清洗工艺。

换句话说，如图1所示，一般地，晶元的化学机械研磨工艺通过如下方式完成，若加载单元20将晶元供给至化学机械研磨系统X1，则在将晶元W以紧贴于载体头S1、S2、 S1'、S2'，S的状态沿着规定的路径Po进行移动66-68的同时，在多个研磨平板P1、 P2、P1'、P2'上进行化学机械研磨工艺。进行了化学机械研磨工艺的晶元W通过载体头 S被移送至卸载单元的支架10，并移送至进行接下来的清洗工艺的清洗单元X2，从而在多个清洗模块(module)70进行对附着于晶元W的异物进行清洗的工艺。

并且，虽然在化学机械研磨工艺中，晶元的工艺面为了和研磨平板P1、P2…的表面接触而朝向下侧，但是在清洗工艺中，由于沿重力方向供给清洗液的同时完成清洗，因而晶元的工艺面朝向上侧。为此，通过晶元翻转装置在卸载单元上进行使晶元翻转180 度的翻转作业。

为此，在图1的卸载单元U上具备晶元翻转装置。位于卸载单元U上的支架10设置为通过利用电力、液压或空压的移动装置可以沿着上下方向移动。同时，抓握晶元W的翻转装置的夹子通过操作装置也可以沿着上下方向移动，且设置为可以通过夹子抓握晶元。

另外，在晶元的化学机械研磨工艺中，晶元的移送路径越长，则因移送中意想不到的冲击等晶元落下或受损的危险越高，所以应该可以将晶元的移送路径设置为最短路径。

但是，因为在现有技术中，进行化学机械研磨工艺的晶元需要以紧贴载体头的状态被移送至设置在卸载单元上的支架，因此，不可避免地具有移送路径变长且安全性和可靠性较低的问题。

特别是，在现有技术中，载体头在加载单元以沿着经过研磨平板而循环的路径移动的形式构成，且随着卸载单元上的支架配置在载体头的循环路径外侧，载体头需要额外移动至卸载单元上的支架，因此，不可避免地具有移动路径变长且安全性和可靠性较低的问题。

因此，最近进行了各种用于使基板的移送路径最小化，使安全性和可靠性提高的研究，但是仍存在不足，对此还需要研究开发。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种基板翻转装置及具备其的化学机械研磨系统，所述装置可以缩短基板的移动路径，并且可以提高安全性和可靠性。

特别是，本实用新型的目的在于，提供一种基板翻转装置及具备其的化学机械研磨系统，所述装置通过可以使基板翻转装置有选择地沿着靠近及离开基板的卸载位置的方向移动，从而可以缩短基板的移送路径。

此外，本实用新型的目的在于，提供一种基板翻转装置及具备其的化学机械研磨系统，所述装置可以防止基板的损伤、提高收益率。

根据用于实现本实用新型的上述目的的本实用新型的优选实施例，用于化学机械研磨工艺的基板翻转装置包括：可动组件，其以可靠近及离开基板被卸载的卸载位置的形式设置；夹紧组件，其连接于可动组件并夹紧基板，并且夹紧组件可有选择地靠近及离开卸载位置。根据所述结构，可以缩短基板的移送路径，并且可以提高安全性及可靠性。

作为参考，在本实用新型中，基板可以理解为可以执行化学机械研磨工艺的处理对象物，且本实用新型并不受基板的种类及特性的限制或限定。例如，可以使用晶元作为基板。