基板移送装置的制作方法

文档序号:11180479
基板移送装置的制造方法

本实用新型涉及一种基板移送装置(APPARATUS OF TRANSFERRING SUBSTRATE),更为具体地,涉及一种基板移送装置,其以将结束研磨工艺的基板以正确的姿势放置于正确的位置的状态移送基板,并防止晶元在移送过程中干燥。



背景技术:

化学机械研磨(CMP)装置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基板表面粗糙度提高等而对基板的表面进行精密研磨加工所使用的装置,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基板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。

如图1所示,如果化学机械研磨装置X1通过供给臂H将圆形基板W供给至载体头 CH,则随着搭载于载体头CH的基板在研磨平板P上得到加压,进行根据摩擦的机械研磨工艺,与此同时,通过供给于研磨平板P的研磨液进行化学研磨工艺。

由于化学机械研磨工艺以在基板W的研磨面附着很多异物的状态结束,因此通过多个步骤来进行将基板W的研磨面清洗干净的清洗工艺。为此,结束CMP工艺的基板W,为了去除粘附于表面的异物,如图2a所示,成为通过供给臂H被安置于基板移送装置1 的移动主体20的状态,移动主体20沿着规定的路径Rx移动99d的同时,进行在基板清洗装置1的各清洗模块C1、C2、C3的清洗工艺。

在此,各个清洗模块C1、C2、C3的清洗装置设置为收容于各个壳内,如果基板W 流入清洗模块的清洗空间,则从移动主体20接收基板W并通过设置于清洗空间的清洗装置进行清洗工艺。

但是,如果基板W不能准确地被安装于移动主体20的规定位置,则随着设置于清洗空间的清洗装置从移动主体20接收基板W时发生错误,如图2b所示,基板W发生坠落。由此,以串联形式连续进行的多个基板处理工艺中断的同时,造成无法避免基板受损的问题。

不仅如此,如果完成化学机械研磨工艺的基板W被干燥,则发生因安装于基板W的元件的种类而受损的情况。由此,如图2b所示,因为某个基板W的坠落66,以串联形式连续进行工艺的多个基板W无法被移送至接下来的工艺,而固定在那个位置,如果作业人员去除坠落的基板W时所用的时间延迟几分以上,则造成多个基板W受损而需要承受严重的金钱损失的问题。

因此,针对结束化学机械研磨工艺而进行多个步骤的清洗工艺的基板W,迫切需要一种将基板W从移送装置1毫无误差地转移至各清洗模块C1、C2、C3内的清洗装置从而可以进行清洗工艺,并且在清洗工艺中即使某一个基板W坠落66也可以防止其他基板W被干燥而受损的方案。



技术实现要素:

本实用新型在上述的技术背景下提出,其目的在于,使得结束化学机械研磨工艺的基板经过多个步骤的清洗工艺的同时,毫无误差地将基板传送至各个清洗装置。

换句话说,本实用新型的目的在于,即使结束化学机械研磨工艺的基板以错开的形态位于基板移送装置,也能够在基板被移送的过程中对规定的位置和规定的形态进行矫正,从而即使不另外经过将基板向正确的位置调整的工艺,也能准确地将基板传送至清洗装置,从而提高工艺效率。

此外,本实用新型的目的在于,即使在化学机械研磨工艺后进行的基板的清洗工艺中发生错误,也能够使得基板不干燥,从而防止基板受损。

为了达成上述目的,本实用新型提供一种基板移送装置,所述基板移送装置作为以使得结束化学机械研磨工艺的基板放置的状态进行移送的装置,其特征在于,包括:移动主体;基板放置架,其从移动主体向下方延长并以互相面对的形式折曲且设置有两个以上的放置面,使得所述基板放置于所述放置面;流体供给部,其向所述基板供给液体或气体。

其目的在于,在结束化学机械研磨工艺的基板的表面附着有研磨粒子等,如果基板的表面干燥并固着有研磨粒子等,则通过清洗工艺也不能去除研磨粒子等,因而基板永久性受损,因此,通过流体供给部持续地供给液体或气体来维持基板的湿润状态,从而即使在清洗工艺发生错误,也能防止基板受损。

此时,优选地,在所述基板放置架,倾斜面形成于放置面的外侧。一般来说,由于基板以较薄的厚度形成,即使以倾斜的形态错误地将基板放置于移送装置,基板的边缘和倾斜面之间的摩擦力也相对较小,因而可以以更加可靠且没有冲撞的形式使得基板乘着倾斜面下滑,并以正常的水平的形态移动。

此时,优点在于,平坦的放置面的末端之间的长度规定为与基板的直径或宽度相对应的长度,所述平坦的放置面与所述基板放置架的所述倾斜面形成界限。据此,就乘着倾斜面且只放置于平坦面的基板而言,边缘面全部排列于倾斜面和平坦面的临界位置,因而不仅基板的形态呈水平,而且基板的位置变成沿着所述临界位置而排列边缘面的状态。换句话说,基板的形态和位置可同时调整为预定的形态。

此时,所述基板以工艺面朝向上侧的形式被放置于基板放置架,从而从流体供给部将液体或气体供给至所述基板的所述工艺面,工艺面维持湿润的状态,从而可防止粘附于工艺面的异物固着。

此外,所述基板移送装置可以设置为,通过同时对多个移动主体进行移送来实现一次对多个基板进行运送。据此,可以更加提高在多个步骤的清洗装置中进行阶段性的清洗工艺的效率。

并且,供给于所述基板的流体可以是纯水(DIW)或清洗液。通过供给纯水既可以维持基板的湿润状态,并且通过向基板供给化学制品等的清洗液使得在基板的移送中也能进行从基板表面去除异物的清洗工艺,从而也可以缩短在清洗室进行清洗工艺所需的时间。

另外,所述流体供给部位于所述基板的上侧,并向所述基板供给液体或气体,从而稳定地维持基板的湿润状态。此时,流体供给部以相对基板的表面倾斜的形式喷射液体或气体,从而即使是用较小的流量也能使基板的表面整体维持湿润的状态。

并且,有效地,所述流体供给部配置两个以上,并且在偏离所述基板的中心的位置配置一个以上。据此可以更加确定的是,如果基板从放置面中任意一个翘起来,则只在从基板的中心隔开的流体供给部喷射液体或气体,或者在从基板的中心隔开的流体供给部以更高的压力喷射液体,从而进行引导使得基板以全部接触的状态放置于放置面。

为此,在所述基板放置架可以设置感知传感器,所述感知传感器对所述基板是否准确地安装于放置面进行感知。并且,如果通过所述感知传感器感知到所述基板的某一侧处于与所述放置面非接触的状态,则可设置为从配置于所述基板的非接触位置的流体供给部以高于大气压的压力向所述基板喷射液体或气体。

另外,本实用新型可设置为,在所述基板位于所述基板放置架的状态下,从所述流体供给部以高于大气压的第一压力进行一次喷射,以所述第一压力喷射后从所述流体供给部以低于所述第一压力的第二压力进行二次喷射。由此,在基板被供给于基板放置架的状态下,以高压喷射液体或气体,并且以基板的边缘紧贴于放置面的状态进行调节后,以低压向基板的表面供给液体,从而可通过少量液体流量维持湿润状态。

另外,根据实用新型的其他领域,本实用新型的以使得基板放置的状态进行移送的基板移送装置,可通过如下步骤进行操作:基板供给步骤,将基板供给至在移动主体的下侧互相以面对的形式折曲延长的两个以上的基板放置架的上面;流体供给步骤,如果所述基板被供给至所述基板放置架,则从设置于所述移动主体的流体供给部向所述基板的表面供给液体;基板移动步骤,所述移动主体移动,从而从第一位置向第二位置移动。

在此,所述第二位置可以是进行所述基板的清洗工艺的清洗装置。

并且,所述流体供给步骤以比大气压高的第一压力喷射所述液体或所述气体,并且可与将所述基板放置于所述放置面的基板放置步骤一起进行。据此,使得基板维持湿润状态和使得基板以规定的姿势和位置的形式放置的动作可通过一个操作来进行。

并且,所述基板放置步骤可在所述基板移动步骤中进行。据此,可缩短将基板放置于规定的位置所需的时间,从而提高工艺效率。

为了更高可靠性地控制基板的位置,还包括感知步骤,对所述基板的一侧与所述基板放置架的放置面是否为非接触的状态进行感知,可设置为至所述基板与所述放置面达到接触状态时为止,从所述流体供给部以高于大气压的压力向所述基板喷射液体。

并且,与感知步骤的有无无关,如果所述基板被供给至所述基板放置架,则所述流体供给步骤以高于大气压的第一压力喷射液体后,也可以以低于所述第一压力的第二压力将液体供给至所述基板。

本说明书及权利要求书中记载的“与基板的直径或宽度相对应”的长度及与此类似的术语定义为以如下程度所规定的长度:虽然由于比基板W的直径略大使得基板W的边缘板面与放置面进行面接触,但基板W在其位置上不晃动且形态和位置得到固定,从而在接下来的工艺中不进行另外的排列工艺。

根据本实用新型可获得的有利效果在于,为了多个步骤的清洗工艺而对结束化学机械研磨工艺的基板进行移送的期间,通过向基板的表面供给液体来维持湿润状态,从而即使因难以预料的情况导致基板的处理工艺中断,也能防止因基板的干燥所引起的基板受损。

此外,本实用新型可获得的效果在于,通过使得基板总是以规定的形态和位置位于基板移送装置的放置面,从而可预防因没有正确放置基板而使得在下个工艺(例如,清洗工艺)中在接收基板时发生的错误。

并且,本实用新型可获得的有利效果在于,即使基板以倾斜的形式供给于放置面,没有另外的追加工艺时间通过引导基板至规定的位置和形态,在没有追加的工艺时间的情况下也能在移送之后的工艺中正确地传送基板。

此外,本实用新型的效果在于,通过对是否正确地将基板放置于放置面进行感知,可切实防止基板以错误的形态被传送至下一个工艺。

此外,本实用新型可获得的优点在于,通过以高压对液体进行一次喷射而使基板位于正确的位置,并且通过对低压的液体进行二次供给来维持基板的湿润状态,从而使液体的使用量最小化,同时使基板的移送效率最大化。

附图说明

图1是示出和化学机械研磨装置邻近的现有的基板清洗装置的腔室(Chamber)排列结构的平面图,

图2a是图1的基板移送装置的横截面图,

图2b是示出图1的基板移送装置错误的图,

图3是按顺序示出根据本实用新型的一个实施例的基板移送装置的操作方法的顺序图,

图4是示出根据本实用新型的一个实施例的基板移送装置的构成的立体图,

图5是根据图4的截断线V-V的截面图,

图6是示出向基板移送装置的移动主体供给基板的构成的图,

图7是示出将基板以错误的形态被放置的状态放置于基板移送装置的基板放置架的状态的图,

图8是示出对以图7的错误形态被放置的基板的形态及位置进行矫正并维持湿润状态的图。

具体实施方式

以下,参照附图对本实用新型进行详细说明。但是,在对本实用新型进行说明时,为了明确本实用新型的要旨而省略对众所周知的功能或构成的具体说明。

如图所示,根据本实用新型的一个实施例的基板移送装置100是一种在如图1所示的在化学机械研磨装备X1进行化学机械研磨工艺后为了在多个清洗模块C1、C2、C3进行多个步骤的清洗工艺而对基板W进行移送的装置。基板移送装置100从化学机械研磨装备X1的供给臂(hand ler)H得到基板W的传送,然后向各个清洗模块C1、C2、C3 的清洗装置移送,将基板W传送至清洗装置后进行清洗工艺。

为此,如图4所示,基板移送装置100包括:框架110,其设置为使得移送块体115 进行往返移动;移动主体120,其连接于移送块体115并与移送块体115一起移动;基板放置架125,其固定于移动主体120并使得基板W放置;流体供给部130,其向放置于基板放置架125的基板W的表面供给气体或液体130a(以下为了便利以喷射液体的情况进行说明);感知传感器140,其对基板W是否准确地放置于基板放置架125的放置面 125s进行感知。

流体供给部130既可一起供给气体和液体,也可只供给气体和液体中任意一种。但是,更加优选地,为了维持基板的湿润状态而喷射液体。

所述框架110在内部设置有移送轨道Rx,移送块体115设置为通过驱动马达(未示出)可沿着移送轨道Rx往返移动。

所述移动主体120从移送块体115开始得到连接,并随着移送块体115的移动一起移动。在想要得到结束化学机械研磨工艺的基板W的传递时,向接收从图1的供给臂H 传送的基板W的位置(图4的最左边移动主体120向最左边末端部)移动,为了将接收到的基板W供给至第一清洗模块C1,与移送块体115的移动一起移动。

并且,如果基板W从位于最左边的移动主体120向第一清洗模块C1传递,则位于最左边的移动主体120为了再次从图1的供给臂H得到结束化学机械研磨工艺的基板W 的传递,以图4为基准,向最左边末端部移动。并且,在第一清洗模块C1完成清洗的基板W通过图4的中央部的移动主体120向接下来的第二清洗模块C2移动。以所述方式通过多个移动主体120,从供给臂H得到传送的基板W按顺序经过多个清洗模块C1、 C2、C3的同时,进行多个步骤的清洗工艺。

在此,移送块体115形成为一个,多个移动主体120也可设置为与移送块体115的往返移动被联动从而一起移动,并且随着移送块体115形成为多个并独立地进行往返移动,多个移动主体120也可与各个移送块体115的往返移动被联动并独立地移动。

如图4及图5所示,所述基板放置架125从移动主体120向下方延长然后向内侧折曲形成,并形成有放置基板W的边缘的放置面125s。并且,从放置面125s的末端部形成有向上倾斜面125a,在基板W以倾斜的形式被放置的情况下,因基板W的边缘和倾斜面125a的较低摩擦力而容易下滑,从而可使得基板W位于规定的形态和位置。

在此,规定的形态和位置指的是基板W的边缘板面不与放置面125s隔开而是紧贴的状态。为此,放置面125s的末端之间的间隔L1规定为比基板W的直径或宽度(Wd) 小。并且,形成基板放置架125的倾斜面125a和放置面125s相交的界线的放置面125s 的末端之间的长度L2与放置的基板W的直径或宽度Wd相对应从而其长短得以规定。并且,基板放置架125的内面的间隔L3规定为使得基板W易于放置的大小。

虽然在图中例示了基板放置架125以间隔180度的间距的形式形成有两个的构成,但如果可设置有基板W进入和进出的通道,则也可形成为3个以上。

此处,如图所示,供给至基板放置架130的基板W既可以形成为圆板形态,也可以形成为四边形形态。

所述流体供给部130接收从流体供给部P供给的纯水或清洗液中的任意一种,并将纯水(DIW)或清洗液中的任意一种供给至位于基板放置架125的基板W的表面从而维持基板W的湿润状态。此时,液体130可以从流体供给部130自上侧向下方得以供给,且可以沿倾斜的方向得以供给,从而引导用较小的流量使得大面积的基板表面为润湿状态。

由流体供给部130喷射的液体的喷射压力以可调节的形式得到规定。优选地,流体供给部130的液体喷射压力设置为以高于大气压的第一压力和低于第一压力的第二压力 (第二压力可以比大气压高)得到调节。

据此,如果基板W被供给于基板放置架125,则以较高的第一压力喷射液体130a,在基板W的边缘的一部分没有紧贴于平坦的放置面125s的状态下,基板W因液体130a 的喷射力130F而向下方滑动的同时,基板W的边缘从倾斜的倾斜面125a向下滑55,随之基板W沿由附图标号55’标示的方向横向移动,随着基板W向规定的位置移动,成为基板W的边缘表面与放置面125s紧贴的状态。

此时,虽然流体供给部130也可只配置于基板W的上侧的任意一个位置,但在基板 W的上侧,与基板W的中心隔开的位置,在包括至少一个的多个位置,可配置两个以上。因此,不仅在基板W的中央部向下方导入液体喷射力130F,也可针对偏离基板W的中心的倾斜位置导入液体喷射力130F,从而可使得基板W的边缘板面以从放置面125s翘起的状态准确地移动至紧贴于放置面125s的准确位置。

由流体供给部130所供给的液体130a可以是纯水(DIW)或清洗液。通过供给纯水可维持基板W的湿润状态,并且通过将化学制品等的清洗液供给至基板W使得在基板W 的移送中也能进行从基板W的表面去除异物的清洗工艺,从而可缩短在清洗室进行清洗工艺所需的时间。

所述感知传感器140设置于基板放置架125的放置面125s,并对基板W的边缘板面是否为紧贴(面接触)于放置面125s的状态进行实时感知。尤其,如图6所示,感知传感器140在基板W被供给于基板放置架120时立即对基板W的正常放置与否进行感知。

感知传感器140既可以是探针(Probe)或开关方式的接触传感器,也可以是利用激光束的非接触传感器。

由此,如果基板W的边缘板面被供给于基板放置架125的放置面125s,则对基板W 的边缘板面是否为全部与基板放置架120的放置面125s面接触的状态进行感知。并且,在基板W的边缘板面相对于任意一个以上的放置面125s不是面接触的状态的情况下,只在邻近基板W翘起的位置的流体供给部130高压喷射液体130a,或以更高的压力向邻近基板W翘起的位置的流体供给部130喷射液体130a,从而引导基板W相对放置面125s 翘起的部分迅速地紧贴于放置面125s。

如此,以高压喷射液体130a持续至通过感知传感器140感知到基板W的边缘板面与所有放置面125s为面接触的状态为止。据此,可获得的效果在于,可始终可靠地进行使得基板W准确地放置于基板放置架125的平坦的放置面125s的操作。

以下,对根据如上所述构成的根据本实用新型的一个实施例的基板移送装置100的操作方法进行详细叙述。

步骤一:首先,如图6所示,为了基板W的移送将基板W供给至基板放置架125(S110)。此时,基板W在图1所示的化学机械研磨区域X1进行化学机械研磨工艺后,将工艺面朝向上方以翻转180度的状态供给至基板放置架125。

步骤二:如果基板W被供给至基板放置架125,则流体供给部130以高于大气压的高压(例如,2bar至5bar)一次喷射液体130a,以使得基板W的边缘板面位于与放置面125s面接触的准确位置的形式进行移动55’S120。

换句话说,通过流体供给部130得到供给的液体130a因液体的流动压力而使得基板W移动至预定位置,同时使基板W的工艺面维持湿润状态。

步骤三:进行步骤二后或进行步骤二的同时,移动主体120使基板W从第一位置移动至第二位置S130。

此时,虽然步骤二S120在移动主体120静止的状态下可和步骤三分开进行,但也可和步骤三S130同时进行,所述步骤三为移动主体120从接收基板W的第一位置向进行下一工艺的第二位置(例如,清洗模块内部)移动。

如此,由于不需要使得基板W位于移送装置100的规定位置的追加时间,因此,可不会使工艺效率降低,同时可防止在基板W的传送上发生错误。

步骤四:然后,流体供给部130以更低的低压(例如,0.5bar至1.5bar)供给液体130a,从而使基板W的工艺面(上面)维持湿润状态S140。向基板W的工艺面供给低压液体来维持基板W的湿润状态持续至为了下一工艺而传送基板W时为止。

由此,即使在基板W向多个清洗模块C1、C2、C3移动的期间针对任意一个基板W 发生错误,其余的基板W持续地接收从流体供给部130供给的纯水或清洗液,因此可预防基板W因干燥而受损。

以下,对根据如上所述构成的本实用新型的其他实施例的基板移送装置100的操作方法进行详细叙述。

步骤一:首先,如图6所示,为了基板W的移送将基板W供给至基板放置架125 (S110)。此时,基板W在图1所示的化学机械研磨区域X1进行化学机械研磨工艺后,将工艺面朝向上方以翻转180度的状态供给至基板放置架125。

步骤二:如果基板W被供给至基板放置架125,则感知传感器140对基板W的边缘板面是否为紧贴于放置面125s的状态进行感知。

并且,哪怕感知到对基板W进行接触支撑的放置面125s中任意一个没有面接触于基板W且为翘起的状态,则只在与基板W的翘起位置最接近的流体供给部130喷射高压液体130a,或喷射比其他流体供给部130较高的压力的液体130a,如图8所示,翘起位置的基板W下滑55,使得基板W向预定的准确位置移动55’。

换句话说,由流体供给部130所供给的液体130a因液体的流动压力使基板W移动至预定位置,同时使基板W的工艺面维持湿润状态。

步骤三:进行步骤二后或与进行步骤二的同时,移动主体120使基板W从第一位置移动至第二位置S130。

此时,步骤二S120在移动主体120静止的状态下可和步骤三分开进行,但也可和步骤三S130同时进行,所述阶段三为移动主体120从接收基板W第一位置向进行下一工艺的第二位置(例如,清洗模块内部)移动。

如此,由于不需要使得基板W位于移送装置100的规定位置的追加时间,因此,可不会使工艺效率降低,同时可防止在基板W的传送上发生错误。

步骤四:然后,流体供给部130以更低的低压(例如,0.5bar至1.5bar)供给液体130a,从而使基板W的工艺面(上面)维持湿润状态S140。向基板W的工艺面供给低压液体来维持基板W的湿润状态持续至为了下一工艺而传送基板W时为止。

如上所述构成的本实用新型,可获得的有利效果在于,为了多个步骤的清洗工艺而对结束化学机械研磨工艺的基板W进行多步骤移送的期间,通过将液体供给至基板W的表面来维持基板的湿润状态,从而即使基板的处理工艺意外地中断,也能防止基板W被干燥的同时受损。

并且,本实用新型可获得的有利效果在于,利用使得基板W的表面维持湿润状态的液体的压力,使得基板W以规定的形态和位置位于基板移送装置的放置面125s,在这个过程中无需追加工艺时间,从而可使工艺效率不降低,同时可预防在基板W的移送和传送上发生错误。

以上虽然通过优选实施例对本实用新型进行了例示说明,但本实用新型不只限定于如上所述的特定实施例,且只要是在本实用新型所提出的技术思想,具体来说,在权利要求所记载的范围内,可以对本实用新型进行各种修正、变更及完善。

标号说明

W:基板; 100:基板移送装置;

110:框架; 120:移动主体;

125:基板放置架; 125s:放置面;

125a:倾斜面; 130:流体供给部;

140:感知传感器。

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