基板处理系统的制作方法

文档序号:11180449阅读:728来源:国知局
基板处理系统的制造方法与工艺

本实用新型涉及一种基板处理系统,更为具体地,涉及一种基板处理系统,其在进行基板的清洗工艺之前,在卸载区域对残留在基板的异物进行一次分离从而可使清洗效率提高。



背景技术:

随着半导体元件由微细的电路线以高密度聚集制造而成,因此,在晶元表面需要能够进行与之相应的精密研磨。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夹紧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搁置架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。

另外,随着半导体的微细化及大规模集成化,有关晶元的清洗效率的重要性逐渐加大。尤其,如果在清洗模块完成晶元的清洗工艺后在晶元的表面还残留有异物的话,则由于收益率降低、稳定性及可信性降低,因此在清洗模块需要最大限度地去除异物。

为此,在现有技术中提出如下方案:在将完成研磨工艺的晶元移送至清洗模块之前,首先对晶元进行一次清洗并去除异物后,通过在清洗模块再次进行清洗,从而可使清洗 效率提高。

但是,由于在现有技术中需要额外地设置不同于清洗模块的用于进行预备清洗的预备清洗空间,因此,不仅不利于设备的布局,而且具有如下问题:使晶元的移送及清洗处理工艺变得复杂,清洗时间增加,随之费用增加,收益率降低。尤其是,因为完成研磨工艺并在卸载位置被卸载的晶元随后被转移至另外的预备清洗空间并执行预备清洗后,需要经过重新被移送至清洗模块的复杂的移送过程,所以,具有基板的整体处理工艺效率低下的问题。

因此,虽然最近进行了各种用于使化学机械研磨工艺的清洗效率及收益率提高并且节省费用的研究,但是仍存在不足,对此还需要研究开发。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种基板处理系统,所述基板处理系统可以提高清洗效率,并且可以提供收益率。

尤其是,本实用新型的目的在于,在完成研磨工艺的基板被卸载的卸载区域,可翻转旋转基板并一次去除残留于基板的异物。

另外,本实用新型的目的在于,即使不对现有设备的布局进行变更或追加或者降低工艺效率,也可使清洗工艺前残留于基板的异物最小化。

根据用于实现所述本实用新型的目的的本实用新型的优选实施例,基板处理系统包括:研磨部,其针对基板执行化学机械研磨(CMP)工艺;卸载区域,其设置于研磨部,并且对完成研磨工艺的基板进行卸载;翻转单元,其设置于卸载区域,并且在卸载区域接收基板并使其翻转旋转;基板搁置部,其设置于卸载区域,并且使得得到翻转旋转的基板搁置于所述基板搁置部;预备清洗单元,其对搁置于基板搁置部的基板进行预备清洗(pre-cleaning);切断单元,在卸载区域执行预备清洗的期间,其对卸载区域的预备清洗处理空间和之外的空间进行切断;清洗部,其对通过预备清洗单元得到预备清洗的基板进行主清洗。

以上是为了,在执行针对基板的清洗时,在基板被卸载的卸载区域翻转旋转基板并对残留于基板的异物进行一次预备清洗,然后在清洗部进行基板的本清洗工艺,从而有效去除残留于基板的异物,并提高基板的清洗效率。

尤其,不对现有设备的布局(layout)进行变更或追加,设置于研磨部,并且在基板被卸载的卸载区域执行基板的接收、翻转旋转、预备清洗,从而可获得的有利效果在 于,不使工艺效率降低,并使清洗工艺前残留于基板的异物最小化。

换句话说,虽然将完成研磨工艺的基板移送至清洗部并进行本清洗工艺前,可以将基板向另外的清洗区域移送并在进行预备清洗后重新向清洗部移送,但这种情况下,需要经过将在卸载区域被卸载的基板向另外的清洗区域移送后,重新向清洗部移送的复杂的移送过程,所以,具有基板的整体处理工艺效率低下的问题,并且由于为了额外地设置另外的清洗区域,需要对现有设备的布局进行变更或追加,因此具有空间使用性降低,设备变更所需要的费用增加的问题。但是,本实用新型使得完成研磨工艺的基板卸载至卸载区域后向清洗部移送的工艺顺序保持不变,并且在基板被卸载的卸载区域对残留于基板的异物进行一次预备清洗,据此可获得的有利效果在于,即使不对现有设备的布局进行变更或追加,也可不降低工艺效率,使进行本清洗工艺之前残留于基板的异物最小化。

而且,可获得的有利效果在于,由于清洗工艺前通过在卸载区域执行的预备工艺可最大限度地去除残留于基板的异物,因此,可提高根据本清洗工艺的清洗效果,并提高清洗效率。

另外,因为通过切断单元可对卸载区域的预备清洗处理空间和外部空间进行切断,所以可获得的效果在于,可从源头上切断在预备清洗中所使用的化学制剂及清洗液等向进行研磨工艺的基板流入。换句话说,由于切断单元可从源头上切断预备清洗时发生的清洗液及异物向研磨工艺中的其他基板流入,从而可获得的效果在于,防止由清洗液或异物引起的研磨错误或研磨效率降低。

翻转单元可以设置为在卸载区域能够使基板翻转旋转的各种结构。例如,翻转单元包括:可动组件,其在卸载区域沿上下方向移动;旋转组件,其以可翻转(turning)旋转的形式连接于可动组件;夹紧组件,其连接于旋转组件,并且夹紧基板。

优选地,夹紧组件以沿上下方向距旋转组件的旋转轴间隔已设定的偏心距离程度的形式配置。

如此,通过使得夹紧组件以距旋转组件的旋转轴间隔已设定的偏心距离程度的形式配置,从而可获得的有利效果在于,可使翻转单元的移动冲程最小化,并使得翻转单元的控制更加容易。换句话说,在本实用新型中,通过使得夹紧组件以距旋转组件的旋转轴间隔已设定的偏心距离程度的形式配置,从而夹紧基板的夹紧组件在翻转旋转前只向下直线移动一次已设定的冲程大小即可,并且夹紧组件在翻转旋转后不进行另外的追加直线移动,基板可直接被搁置于基板搁置部。因此,可获得的有利效果在于,在将完成 研磨工艺的基板以翻转的状态搁置于基板搁置部时,可减少夹紧组件的直线移动次数及缩短移动距离,并且使夹紧组件的驱动控制更加简便。

更为具体地,夹紧组件包括:侧面夹紧部,在其内侧形成有基板容纳部,并且对基板的侧面进行支撑;研磨面支撑部件,其设置于基板容纳部的内侧,并且对基板的研磨面(polishing surface)进行支撑。

侧面夹紧部可设置为能够对基板的侧面进行支撑的各种结构。例如,侧面夹紧部可以包括:第一夹紧部件;第二夹紧部件,其与第一夹紧部件相对,并且设置为可沿靠近及远离第一夹紧部件的方向进行直线移动,在基板的研磨面被研磨面支撑部件支撑的状态下,第一夹紧部件及第二夹紧部件可相互靠近并对基板的侧面进行支撑。

研磨面支撑部件根据要求的条件及设计样式可设置为具备多种个数及间隔距离,且本实用新型并不受研磨面支撑部件的个数及间隔距离的限制或限定。优选地,研磨面支撑部件可以设置为能够使与基板的研磨面的接触最小化的结构。例如,在研磨面支撑部件可以向下倾斜的形式形成倾斜向导部,并且基板的研磨面边缘(edge)接触于倾斜向导部,从而可使针对研磨面支撑部件的基板的接触最小化。

另外,在倾斜向导部的前端可形成导槽部(guide chamfer portion),并且基板的研磨面边缘可沿导槽部稳定地得到接触。

在基板容纳部的内侧可以设置对基板的非研磨面(non-polishing surface)进行支撑的非研磨面支撑部件。作为参考,本实用新型中所谓的基板的非研磨面指的是,基板的研磨面的反面。

并且,预备清洗单元可包括清洗液喷射部、蒸汽喷射部、异种流体喷射部、清洗刷和兆声波发生器中至少任意一个,所述清洗液喷射部向基板的表面喷射清洗液,所述蒸汽喷射部向基板的表面喷射蒸汽,所述异种流体喷射部向基板的表面喷射异种流体,所述清洗刷旋转接触于基板的表面,所述兆声波发生器向基板的表面供给振动能,并且根据基板的特性或沉积特性而选择预备清洗种类,从而可获得的有利效果在于,以最合适的条件执行预备清洗。

并且,在卸载区域清洗液喷射部、异种蒸汽喷射部以及异种流体喷射部中至少一个可以以能够振动的形式设置。所述结构中,清洗液、蒸汽、异种流体能够以振动的形式向基板的表面喷射,从而可以使清洗液、蒸汽、异种流体的清洗效率最大化,并且可以使清洗液、蒸汽、异种流体的使用量更加降低。另外,通过所述方式可获得的效果在于,通过清洗液、蒸汽、异种流体的清洗力(包括撞击力)使异物从基板表面的表面分离, 同时扫除分离的异物并使其向基板的外面排出。

切断单元可以设置为能够提供与外部断开的独立的密闭空间的各种结构。例如,切断单元包括:外壳,其以包围基板的周边的形式设置,并且提供独立的预备清洗处理空间;开闭部件,其使得外壳的出入口开闭。

开闭部件可以设置为通过一般的驱动部(例如,发动机及动力传递部件的组合)以一个地点为中心进行旋转并使得外壳的出入口开闭。根据情况,开闭部件也可设置为进行直线移动且使得出入口开闭,不同的是,也可在外壳的侧壁部形成出入口。

并且,可以包括:排气口,其形成于外壳的壁面;排气室,其连接于外壳的外侧,并且形成和排气口连通的排气空间;排气管,其连通于排气室,并且排气室形成为具有比排气管宽阔的截面面积。

如此,本实用新型可使外壳的内部气体(例如,烟气(fume))经过排气口和排气室通过排气管向外部排出,并且使排气口及排气室具有比排气管宽阔的截面面积,从而可获得的效果在于,使通过排气管的排气压经过排气室均匀地作用于排气口的整个区域,据此,外壳的内部气体向外部排出时,防止在外壳的内部产生不正常的涡流。更为优选地,通过使排气口和排气室沿着外壳的侧面周围整体形成(例如,环形态),从而可获得的有利效果在于,在外壳的内部形成均匀的排气压。

另外,包括旋转臂,所述旋转臂设置为可向第一位置和第二位置旋转,所述第一位置为在卸载区域配置于基板的上部的位置,所述第二位置为在卸载区域配置于基板的外侧的位置,清洗单元安装于旋转臂。

如此,由于清洗单元以可分离的形式安装于一个旋转臂,从而可获得的有利效果在于,无需分别设置用于安装喷射部的多个旋转臂或支撑装置,可以共用一个旋转臂,所述喷射部对不同种类的清洗流体进行喷射,因此可以简化结构并增加空间使用性。而且,在基板通过翻转单元得到翻转或向外部移送完成预备清洗的基板期间,通过将旋转臂配置于第二位置,从而可获得的效果在于,预防与翻转单元或移送单元等周边装置的碰撞。

为了有效地进行用于去除残留于基板的表面的有机物及其他不同的异物的清洗,清洗部可以包括接触式清洗单元和非接触式清洗单元中的至少任意一个,所述接触式清洗单元以物理的形式接触于基板的表面,并进行清洗;所述非接触式清洗单元以物理的形式非接触于基板的表面,并进行清洗。接触式清洗单元可以物理的形式直接接触于基板表面并可去除尺寸比较大或紧紧地附着于基板表面的异物,并且非接触式清洗单元可向基板喷射流体,从而以非接触的方式去除残留于基板的微细异物。

更为具体地,在接触式清洗单元可设置清洗刷、化学制剂供给部,非接触式清洗单元可利用清洗流体喷射部(清洗液喷射部、蒸汽喷射部、异种流体喷射部)、亚异丙基酒精喷射部、兆声波发生器中至少一个对基板进行清洗。

作为参考,本实用新型中所谓的基板的“预备清洗”指的是,针对完成研磨的基板第一次执行的清洗工艺,并且可以理解为,进行清洗前,用于对残留于基板的表面的异物进行一次清洗的清洗工艺。

另外,本实用新型中所谓通过清洗部的清洗可以理解为,进行预备清洗后,用于对残留于基板的表面的异物进行清洗的最后清洗工艺。

如上所述,根据本实用新型,可以提高清洗效率,并且可以简化清洗工艺。

尤其,根据本实用新型在基板被卸载的卸载区域翻转旋转基板并对残留于基板的异物进行一次预备清洗,然后在清洗部进行基板的本清洗工艺,从而可获得的有利效果在于,有效地去除残留于基板的异物,并提高基板的清洗效率。

而且,根据本实用新型不对设备的布局(layout)进行变更或追加,在设置于研磨部且基板被卸载的卸载区域执行基板的接收、翻转旋转、预备清洗,从而可获得的有利效果在于,不使工艺效率降低,并使清洗工艺前残留于基板的异物最小化。

换句话说,虽然将完成研磨工艺的基板移送至清洗部并进行本清洗工艺前,可以将基板向另外的清洗区域移送并在进行预备清洗后重新向清洗部移送,但这种情况下,需要经过将在卸载区域被卸载的基板向另外的清洗区域移送后重新向清洗部移送的复杂的移送过程,所以,具有基板的整体处理工艺效率低下的问题,并且由于为了额外地设置另外的清洗区域需要对现有设备的布局进行变更或追加,因此具有空间使用性降低,设备变更所需要的费用增加的问题。但是,本实用新型可获得的有利效果在于,使得在卸载区域对完成研磨工艺的基板进行卸载后向清洗部移送的工艺顺序保持不变,并且在基板被卸载的卸载区域使得基板翻转旋转并对残留于基板的异物进行一次预备清洗,据此,即使不对现有设备的布局进行变更或追加,也可不降低工艺效率,使进行本清洗工艺之前残留于基板的异物最小化。

而且,根据本实用新型可获得的有利效果在于,由于清洗工艺前通过在卸载区域执行的预备工艺可最大限度地去除残留于基板的异物,因此,可提高根据本清洗工艺的清洗效果,并提高清洗效率。

另外,根据本实用新型,因为通过切断单元可对卸载区域的预备清洗处理空间和外部空间进行切断,所以可获得的效果在于,可从源头上切断在预备清洗中所使用的化学 制剂及清洗液等向进行研磨工艺的基板流入。换句话说,由于切断单元可从源头上切断预备清洗时发生的清洗液及异物向研磨工艺中的其他基板流入,从而可获得的效果在于,防止由清洗液或异物引起的研磨错误或研磨效率降低。

另外,根据本实用新型,由于可以根据基板的种类和特性而选择多种预备清洗方式进行使用,因此可获得的有利效果在于,可有效去除固着于基板的表面的异物,并且提高清洗效率。

另外,根据本实用新型可获得的有利效果在于,由于可使残留于基板的异物最小化,因而可使基板的次品率最小化,并提高稳定性及可靠性。

附图说明

图1是示出现有的化学机械研磨设备的结构的图,

图2是示出根据本实用新型的基板处理系统的图,

图3是用于说明图2的切断单元的图,

图4是用于说明图3的切断单元的内部结构的图,

图5是用于说明图4的旋转臂的图,

图6至图8是用于说明图2的翻转单元的结构的图,

图9及图10是用于说明图2的翻转单元的操作结构的图,

图11至图17是用于说明图2的预备清洗单元的图,

图18至图22是用于说明根据图2的基板处理系统的基板处理工艺的图,

图23及图24是示出根据本实用新型的基板处理系统的操作方法的框图。

具体实施方式

以下,参照附图对本实用新型的优选实施例进行详细说明,但是本实用新型并非受实施例的限制或限定。作为参考,本实用新型中相同的标号实质上指代相同的要素,并且在所述规则下可引用其他附图中所记载的内容来说明,并且可省略对于从业者来说显而易见或反复的内容。

图2是示出根据本实用新型的基板处理系统的图,图3是用于说明图2的切断单元的图,图4是用于说明图3的切断单元的内部结构的图,图5是用于说明图4的旋转臂的图。另外,图6至图8是用于说明图2的翻转单元的结构的图,图9及图10是用于说明图2的翻转单元的操作结构的图。另外,图11至图17是用于说明图2的预备清洗 单元的图,图18至图22是用于说明根据图2的基板处理系统的基板处理工艺的图,

参照图2,根据本实用新型的基板处理系统1包括:研磨部100,其针对基板10执行化学机械研磨工艺(CMP);卸载区域P1,其设置于研磨部100,并且对完成研磨工艺的基板10进行卸载;翻转单元210,其设置于卸载区域P1,并且在卸载区域P1接收基板10并使其翻转旋转;基板搁置部220,其设置于卸载区域P1,并且得到翻转旋转的基板10搁置于所述基板搁置部220;预备清洗单元230,其对搁置于基板搁置部220的基板10进行预备清洗(pre-cleaning);切断单元240,在卸载区域P1执行预备清洗的期间,其对卸载区域P1的预备清洗处理空间和之外的空间进行切断;清洗部300,其对通过预备清洗单元230得到预备清洗10的基板进行清洗。

研磨部100可以设置为能够执行化学机械研磨工艺的多种结构,且本实用新型并不受研磨部100的结构及布局(lay out)的限制或限定。

在研磨部100可以设置多个研磨平板110,并且在各研磨平板110的上面可以紧贴研磨垫。供给至加载单元的基板10以紧贴于载体头120的状态旋转接触于供给研磨液的研磨垫的上面,从而能够执行化学机械研磨工艺,所述加载单元设置于研磨部100的区域上,所述载体头120沿着已经设定的路径移动。

载体头120在研磨部100区域上可以沿着已设定的循环路径移动,且供给至加载单元的基板10(以下称作供给至基板的加载位置的基板)可以以紧贴于载体头120的状态通过载体头120得到移送。以下以载体头120设置为从加载单元开始经过研磨平板110沿着大略四边形形态的循环路径移动为例进行说明。

不同的是,在设置于研磨部100的一对相互面对的研磨区域之间设置中心移送线,进入研磨部100的基板10首先沿着中心移送线被移送,在各研磨区域上被研磨后,也可直接在卸载区域P1被卸载。如此,基板10在研磨区域被研磨之前通过中心移送线首先被移送的方式,可获得的有利效果在于,排除用于保持完成研磨的基板10的湿式状态的另外的喷射装置,并防止水印的发生。

卸载区域P1设置于研磨部100的区域上,并且完成研磨工艺的基板10在卸载区域P1被卸载。

参照图2及图10,翻转单元210设置于卸载区域P1,并且在卸载区域P1对基板10进行接收并将基板10翻转180度从而使其翻转旋转,以使基板10的研磨面(polishing surface)朝向上侧。

更为具体地,翻转单元210包括:可动组件212,其在卸载区域P1沿上下方向移动; 旋转组件214,其以可翻转(turning)旋转的形式连接于可动组件212;夹紧组件(216),其连接于旋转组件214,并且夹紧基板10。

可动组件212以在卸载区域P1上能够沿上下方向直线移动的形式设置。

可动组件212可以设置为通过线性发动机等驱动装置沿上下方向直线移动。根据情况,可动组件可以设置为通过发动机及动力传递部件的组合(例如,齿轮或传送带的组合)进行直线移动或利用螺旋部件进行直线移动,且本实用新型并不受可动组件212的直线驱动方式的限制或限定。

旋转组件214以可翻转(turning)旋转的形式连接于可动组件212,且夹紧组件216连接于旋转组件214,从而可以和旋转组件214一起相对于可动组件212翻转旋转。

旋转组件214利用一般的旋转轴及驱动装置以可旋转的形式连接于可动组件212。根据情况,也可以设置为使得旋转组件固定于可动组件,并且可动组件能够翻转。

夹紧组件216可以设置为可选择地对基板10进行夹紧的各种结构,且本实用新型并不受夹紧组件216的结构及特性的限制或限定。例如,夹紧组件216包括:侧面夹紧部217,在其内侧形成有基板10容纳部441,并且对基板10的侧面进行支撑;研磨面支撑部件218,其设置于所述基板10容纳部441的内侧,并且对基板10的研磨面(polishing surface)进行支撑。

侧面夹紧部217可设置为能够对基板10的侧面进行支撑的各种结构。例如,侧面夹紧部217可以包括:第一夹紧部件217a;第二夹紧部件217b,其与所述第一夹紧部件217a相对,并且设置为可沿靠近及远离第一夹紧部件217a的方向进行直线移动,在基板(10)的研磨面被研磨面支撑部件218支撑的状态下,第一夹紧部件217a及第二夹紧部件217b可相互靠近并对基板10的侧面进行支撑。根据情况,侧面夹紧部也可设置为包括3个以上的夹紧部件。

作为参考,第一夹紧部件217a及第二夹紧部件217b间的靠近及远离可以通过第一夹紧部件217a及第二夹紧部件217b中任意一个相对另一个移动来执行,或者可以通过第一夹紧部件217a及第二夹紧部件217b均向着互相靠近的方向移动来执行。

研磨面支撑部件218对基板10的研磨面进行支撑。此处,所谓基板10的研磨面指的是,化学机械研磨工艺时与研磨垫接触且被研磨的基板10的面。

研磨面支撑部件218根据要求的条件及设计样式可设置为具备各种个数及间隔距离,且本实用新型并不受研磨面支撑部件218的个数及间隔距离的限制或限定。以下以沿着圆周方向隔开的四个研磨面支撑部件218以相互对称的形式配置为例进行说明。

优选地,研磨面支撑部件218可以设置为能够使与基板10的研磨面的接触最小化的结构。当然,研磨面支撑部件也可设置为与基板10的研磨面直接接触,但在研磨面支撑部件与基板10的直接研磨面接触的情况下,具有因接触而受损的危险。因此,优选地,研磨面支撑部件218设置为能够使与基板10的研磨面的接触最小化的结构。

能够使基板10的研磨面接触最小化的研磨面支撑部件218的结构根据要求的条件及设计样式可进行各种变更。例如,在研磨面支撑部件218可以向下倾斜的形式形成倾斜向导部218a,并且可以设置为基板10的研磨面边缘(edge)接触于倾斜向导部218a。所述结构,基板10的研磨面不与研磨面支撑部件218直接接触,只有基板10的研磨面边缘与研磨面支撑部件218接触,从而可以预防因接触导致的研磨面受损。

另外,在倾斜向导部218a的前端可形成导槽部(guide chamfer portion)218b,并且基板10的研磨面边缘可沿导槽部218b接触。导槽部218b也可以具备向下倾斜的倾斜角度,并且导槽部218b的倾斜角度根据要求的条件及设计样式可进行各种变更。

就导槽部218b而言,与倾斜向导部218a接触的基板10的研磨面边缘的接触部位可更加得到扩大,因而可以更加稳定地使基板10得到安装及支撑。

另外,在基板10容纳部441的内侧可以设置对基板10的非研磨面(non-polishing surface)进行支撑的非研磨面支撑部件219。

作为参考,本实用新型中所谓的基板10的非研磨面指的是,基板10的研磨面的反面。实质上,在化学机械研磨工艺中,基板10的非研磨面(例如,基板10的上面)可以设置为朝向上侧,并且翻转单元210可以将基板10翻转180度从而使其翻转,以便基板10的非研磨面朝向下侧。

此时,和基板10的研磨面不同,基板10的非研磨面不受接触的影响束缚,且非研磨面支撑部件219根据要求的条件及设计样式可设置为能够对非研磨面进行支撑的各种结构。优选地,非研磨面支撑部件219可以形成为沿着基板10容纳部的半径方向具有比研磨面支撑部件218更短的长度。

参照图9,完成化学机械研磨工艺的基板10可通过载体头120被移送从而转移至翻转单元210的研磨面支撑部件218上。此时,第一夹紧部件217a及第二夹紧部件217b以相互隔开的状态配置。并且,完成化学机械研磨工艺的基板10可不经过另外的搁置架,直接从载体头120转移至研磨面支撑部件218的上部。

参照图10,随着基板10在被转移至研磨面支持部件218的状态下沿着第一夹紧部件217a及第二夹紧部件217b相互靠近的方向移动,基板10的研磨面边缘可以以接触 于导槽部218b的状态沿导槽部218b向上移动,所述导槽部218b形成于研磨面支撑部件218的倾斜向导部218a。因此,在基板10的侧面通过第一夹紧部件217a及第二夹紧部件217b得到支撑的同时,基板10的研磨面(底面)及非研磨面(上面)可通过研磨面支撑部件218及非研磨面支撑部件219得到支撑。

参照图4,基板搁置部220设置于卸载区域P1,并且通过翻转单元210得到翻转旋转的基板10以水平的形式搁置于基板搁置部220。

例如,基板搁置部220设置为可以以旋转轴221为中心进行旋转,并且在基板搁置部220的上面可以形成搁置针(pin)224,基板10的底面搁置于所述搁置针224。在形成基板搁置部220的旋转夹具板(未图示)的上面,可以以间隔规定间距的形式形成多个搁置针224,且基板10的底面可以搁置于搁置针224的上部。搁置针224的个数及配置结构根据要求的条件及设计样式可进行各种变更。

另外,基板搁置部220可以包括边缘搁置部222,基板10的边缘搁置于所述边缘搁置部222。例如,基板搁置部220可以连接于旋转夹具板并对基板10的边缘进行支撑。优选地,为了能够防止基板10在高速旋转中晃动,在基板搁置部220可以形成用于容纳支撑基板10的外部边缘的凹入部(未图示)。并且,在外壳242和基板搁置部220之间可以设置盖子部件226,所述盖子部件226用于遮挡从基板10飞散出的清洗液。根据情况,基板搁置部也可以形成为没有搁置针或边缘搁置部的单纯的板形态。

再次参照图8,翻转单元210的夹紧组件216可以以沿上下方向距旋转组件214的旋转轴214a间隔已设定的偏心距离H1程度的形式配置。

此处,所谓夹紧组件216以距旋转组件214的旋转轴214a间隔已设定的偏心距离H1程度的形式配置定义为,在夹紧组件216基板10被搁置的水平面距旋转组件214的旋转轴214a间隔偏心距离H1的程度。

如此,通过使得夹紧组件216以距旋转组件214的旋转轴214a间隔已设定的偏心距离H1程度的形式配置,从而可获得的有利效果在于,可使翻转单元210的移动冲程(stroke)(参照图9的L1)最小化,并使得翻转单元210的控制更加容易。

换句话说,基板10以被夹紧组件216夹紧的状态翻转旋转后被搁置于基板搁置部220。如同现有技术,如果夹紧组件216以同轴的形式配置于旋转组件214的旋转轴(在夹紧组件中基板被搁置的水平面和旋转组件的旋转轴配置在相同的平面上),则夹紧基板10的夹紧组件216向下直线移动第一冲程大小后,翻转旋转,然后夹紧组件216需要重新向下直线移动第二冲程大小,因此存在的问题在于,不仅使翻转单元210的冲程 变长,而且翻转单元210的驱动控制变得繁琐且复杂。

但是,在本实用新型中可获得的有利效果在于,通过使得夹紧组件216以距旋转组件214的旋转轴214a间隔已设定的偏心距离H1程度的形式配置,从而夹紧基板10的夹紧组件216在翻转旋转前只向下直线移动一次已设定的冲程大小即可,并且夹紧组件216在翻转旋转后不进行另外的额外直线移动,基板10可直接被搁置于基板搁置部220。因此,可获得的有利效果在于,在将完成研磨工艺的基板10以翻转的状态搁置于基板搁置部220时,可减少夹紧组件216的直线移动次数及缩短移动距离(参照图9的L1),并且使夹紧组件216的驱动控制更加简便。

预备清洗单元230为了对搁置于基板搁置部220的基板10进行预备清洗(pre-cleaning)而设置。

作为参考,本实用新型中基板10的预备清洗可以理解为,在清洗部300进行清洗之前最大限度地去除残留于基板10的表面(尤其是,基板的研磨面)的异物的工艺。尤其,在基板10的预备清洗中可以去除残留于基板10的表面的异物中相对较大的异物(例如,大于100nm的异物),并且可以去除残留于基板10的表面的有机物。

如此,在卸载区域P1对完成研磨工艺的基板10进行卸载的同时,一并进行预备清洗,据此,即使不追加设置用于进行预备清洗的另外的空间也可以,因而,不对现有设备的布局进行变更或追加,可以使其几乎保持不变,并且,可以降低完成研磨的基板10直接进入清洗部所致的清洗部300的污染程度的加大。

而且,切断单元240为了在卸载区域P1执行预备清洗的期间对卸载区域P1的预备清洗处理空间和之外的空间进行切断而设置。

此处,卸载区域P1的预备清洗处理空间可以理解为进行预备清洗的空间,且预备清洗处理空间通过切断单元240可以设置为独立地密闭的腔室结构。

切断单元240可以防止基板10的预备清洗时所使用的清洗液(例如,化学制剂)等向邻近的其他设备(例如,研磨垫)流入。

切断单元240可以设置为能够设置有与外部切断的独立的密闭空间的各种结构。例如,切断单元240包括:外壳242,其以包围基板10的周边的形式设置,并且提供独立的预备清洗处理空间;开闭部件244,其开闭外壳242的出入口。

例如,外壳242可以设置为上端部形成有出入口的大致四边形盒子形态,且开闭部件244可以设置为通过一般的驱动部(例如,发动机及动力传递部件的组合)以一个地点为中心进行旋转并使得外壳242的出入口开闭。根据情况,开闭部件也可设置为进行 直线移动且使得出入口开闭,不同的是,也可在外壳的侧壁部形成出入口。

并且,可以包括:排气口242a,其形成于外壳242的壁面;排气室242b,其连接于外壳242的外侧,并且形成和排气口242a连通的排气空间;排气管242c,其连通于排气室242b,并且排气室242b形成为具有比排气管242c宽阔的截面面积。

如此,本实用新型可获得的效果在于,可使外壳242的内部气体(例如,烟气(fume))经过排气口242a和排气室242b通过排气管242c向外部排出,并且使排气口242a及排气室242b具有比排气管242c宽阔的截面面积,从而使通过排气管242c的排气压经过排气室242b均匀地作用于排气口242a的整个区域,据此,外壳242的内部气体向外部排出时,防止在外壳242的内部产生不正常的涡流。更为优选地,可获得的有利效果在于,通过使排气口242a和排气室242b沿着外壳242的侧面周围整体形成(例如,环形态),从而在外壳242的内部形成均匀的排气压。

另外,预备清洗单元230根据要求的条件及设计样式可以设置为以多种清洗方式对基板10进行预备清洗。

例如,预备清洗单元230可以包括清洗流体喷射部232,所述清洗流体喷射部232在卸载区域P1向基板10的表面喷射清洗流体从而执行预备清洗。

此处,清洗流体可以理解为包括所有如同清洗液、蒸汽、异种流体等通过向基板10的表面喷射而可以执行预备清洗的喷射对象物的概念,且本实用新型不受清洗流体的种类的限制或限定。

例如,参照图11,清洗流体喷射部232设置于卸载区域P1,并且可以包括清洗液喷射部233,所述清洗液喷射部233向基板10的表面喷射清洗液。

清洗液喷射部233根据要求的条件可以设置为向基板10的表面喷射各种清洗液。例如,清洗液喷射部233可以设置为喷射SC1(Standard Clean-1,APM)、氨、硫酸(H2SO4)、臭氧氢氟酸(O3HF)、过氧化氢、纯水(DIW)中至少任意一个。尤其,因为在本实用新型中卸载区域P1的预备清洗处理空间设置为独立的密闭腔室结构,所以作为清洗液可以使用类似SCI的化学制剂(chemical),并且由于可以利用化学制剂执行预备清洗,因此在将要后述的清洗前可预先去除残留在基板10的表面的部分有机物。

参照图12及图13,清洗流体喷射部232设置于卸载区域P1,并可以包括异种流体喷射部235,所述异种流体喷射部235向基板10的表面喷射互不相同的异种(heterogeneity)流体。

异种流体喷射部235可以设置为能够喷射异种流体的各种结构。例如,异种流体喷 射部235可以包括:第一流体供给部235a、235a',其供给第一流体;第二流体供给部235b、235b',其供给与第一流体不同的第二流体,并且第一流体及第二流体可以以混合或分离的状态通过和一般的喷嘴一样的喷射装置喷射至基板10的表面。

例如,参照图12,异种流体喷射部235可以包括独立设置的第一流体喷射喷嘴235a及第二流体喷射喷嘴235b,并且在第一流体喷射喷嘴及第二流体喷射喷嘴,第一流体及第二流体可以以相互分离的状态喷射至基板10的表面。

异种流体喷射部235'的其他例子,参照图13,异种流体喷射部235可以包括:第一流体通道235a',其供给第一流体;第二流体通道235b',其供给第二流体;混合喷射通道235c',其使第一流体及第二流体混合并喷射,并且在混合喷射通道235c',第一流体及第二流体可以以相互混合的状态高速喷射至基板10的表面。

在异种流体喷射部235能够喷射的异种流体的种类及特性根据要求的条件及设计样式可进行各种变更。例如,第一流体可以是气状流体及液态流体中任意一个,第二流体可以是气状流体及液态流体中任意一个。例如,为了提高异物去除效率,异种流体喷射部235可以设置为同时喷射作为液态流体的纯水(DIW)和作为气态流体的氮气(N2)。根据情况,如果可以保障根据异种流体的弹力及异物去除效率,也可以使用两种不同种类的液态流体或两种不同种类的气态流体。

另外,优选地,清洗液喷射部233及异种流体喷射部235所喷射的清洗液及/或异种流体通过高压喷射,以便可以以充分的撞击力撞击残留于基板10的表面的异物。

重新参照图12,在卸载区域P1可以设置兆声波(Megasonic)发生器236,所述兆声波发生器236向基板10的表面供给振动能源。

兆声波发生器236根据要求的条件及设计样式以多种方式向基板10的表面供给振动能(例如,高频振动能或低频振动能)。以下以兆声波发生器236设置为能够以通过异种流体喷射部235向基板10的表面喷射的清洗液或化学制剂为媒介使得基板10的表面振动从而有效地将残留于基板10的表面的异物从基板10分离为例进行说明。根据情况兆声波发生器也可设置为直接向基板供给振动能。

另外,根据振动的频段而被去除的颗粒(异物)的大小可以不同,兆声波发生器236可以有选择地根据颗粒的大小使频段不同。所述频段变更方式可以解决在形成于基板10的表面的槽(trench)或接触孔(contact hole)的内部存在气泡的情况下因气泡而超声波振动不向基板10的表面传递的问题,并且可以向基板10的表面提供均匀地施加超声波振动的清洗液。

并且,参照图14,清洗流体喷射部232(例如,清洗液喷射部或异种流体喷射部)以相对基板10的表面可振动(oscillation)的形式设置,从而可以设置为将清洗液及/或异种流体向基板10的表面振动喷射(oscillation spray)。

清洗流体喷射部232根据要求的条件及设计样式可以设置为能够以多种方式振动。以下以如下构成为例进行说明:通过使清洗流体喷射部232摆动(swing)旋转从而可以使清洗液及/或异种流体向基板10的表面振动喷射。所述结构通过可以使清洗液及/或异种流体向基板10的表面振动喷射,从而可以使根据清洗液及/或异种流体的清洗效率最大化,并使清洗液及/或异种流体的使用量更加降低。另外,所述方式可获得如下效果:通过根据清洗液及/或异种流体的清洗力(包括撞击力)使异物从基板10表面的表面分离,同时扫除分离的异物并使其向基板10的外面排出。

另外,参照图8,清洗流体喷射部232设置于卸载区域P1,并可以包括蒸汽喷射部234,所述蒸汽喷射部234向基板10的表面喷射由蒸汽发生部234a发出的蒸汽。

尤其,从蒸汽喷射部234喷射的蒸汽在去除残留于基板10的表面的有机物方面效果显著。作为参考,蒸汽喷射部234可以设置为,保障通过蒸汽的有机物去除效率的同时以可以防止基板10受损的温度喷射蒸汽。优选地,蒸汽喷射部234可以以60℃~120℃的温度喷射蒸汽。

与清洗液喷射部233及异种流体喷射部235一样,蒸汽喷射部234也可以设置为,相对基板10的表面可以振动,并且向基板10的表面振动喷射蒸汽。(参照图14)

参照图16及图17,清洗流体喷射部232设置于卸载区域P1,并包括异种流体喷射部237,所述异种流体喷射部237向基板10的表面喷射互不相同的异种流体,并且异种流体喷射部237可以包括:干冰供给部,其供给干冰粒子;流体喷射部,其向基板10的表面喷射流体。

流体喷射部根据要求的条件及设计样式可以设置为喷射多种流体。例如,流体喷射部可以设置为喷射气态流体及液态流体中至少任意一个。以下以异种流体喷射部设置为同时喷射干冰粒子和气态流体G1为例进行说明。根据情况,异种流体喷射部也可以设置为同时喷射干冰粒子和液态流体(例如,DIW)。

流体喷射部可以设置为能够将干冰粒子(D1)和流体混合并喷射的多种结构。例如,流体喷射部可以设置为包括:气态流体供给通道237a,其供给气态流体;干冰供给通道237b,其供给干冰;喷射体排出通道237c,其使得气态流体G1和干冰粒子D1混合及喷射。

以下以如下构成为例进行说明:使得通过干冰供给通道237b供给的干冰以液体状态的二氧化碳形式被供给,并在通过喷射体排出通道237c的同时固化为干冰固体粒子。

为此,气态流体供给通道237a包括:第一截面固定区域S1,其沿着气态流体G1的流动方向截面固定;截面缩小区域S2,其沿着气态流体G1的流动方向截面渐渐缩小;第二截面固定区域S31的一部分,其沿着气态流体G1的流动方向截面固定。

因此,气态流体G1通过第一截面固定区域S1的同时使得流动趋于稳定,并且通过截面缩小区域S2的同时压力渐渐变小从而使得气体的流速变快,而且通过第二截面固定区域S31的一部分的同时使得流动趋于稳定。此时,随着在距离第二截面固定区域S31开始的地点规定的距离程度的第一地点形成分支通道(干冰供给通道)的出口,通过气态流体供给通道237a得到供给的压缩气体在通过截面缩小区域S2的同时流速变快,并且在开始通过第二截面固定区域S31的同时达到流动趋于稳定的状态。

在所述状态中,通过分支通道(干冰供给通道)液体状态的高压的二氧化碳向第二截面固定区域的第一位置X1流入的同时,如果液体状态的二氧化碳到达压力相对较低的第二截面固定区域S31,则在压力骤减的同时固化为干冰固体粒子。

另外,气体供给部可以设置为通过气态流体供给通道237a供给空气、氮气、氩气等惰性气体中任意一个以上。通过气态流体供给通道237a供给惰性气体的情况下,由于抑制在基板10上发生化学反应因而具有可以提高清洗效果的优点。

分支通道形成为具有和沿着气态流体通道237a的气态流动方向相同的方向成分的同时,沿着直线形态的中心线相对供给气态流体的气态流体供给通道237a形成锐角。据此,通过分支通道流入的液体状态的二氧化碳顺畅地向气态流体供给通道237a末端的第一位置X1流入。

例如,从高压容器向分支通道(干冰供给通道)供给液体状态的二氧化碳。并且,向分支通道注入的液体状态的二氧化碳的压力也以较高的形式保持。因此,通过分支通道得到供给的液体状态的二氧化碳从第一位置X1合流至气态流体供给通道237a的瞬间,高压状态的二氧化碳从高压降低为低压,随之,液体状态的二氧化碳固化为固体状态的干冰。

而且,代替通过分支通道供给固体状态的干冰粒子,通过分支通道供给液体状态的二氧化碳,从而在液体状态的二氧化碳到达低压的气态流体供给通道237a的同时,固化为微细的干冰固体粒子,因而与通过气态流体供给通道237a而流动的气体流动一同通过排出通道的同时,均匀地得到混合。

分支通道的截面形成为比气态流体供给通道237a更小的截面,且在第一位置X1得到固化的干冰粒子的大小可以通过对分支通道的截面大小进行调节来调节。例如,干冰粒子的直径可以形成为100μm至2000μm的大小。

喷射体排出通道237c和气态流体供给通道237a连接而配置为一字形态,且在和分支通道连通的第一位置X1,使得通过分支通道供给的液体状态的二氧化碳得到固化的干冰粒子和气态流体结合并形成喷射体。并且,通过由气态流体供给通道237a和分支通道供给的气态流体和二氧化碳的流动压力,使得喷射体向吐出口移动并排出。

此时,排出喷射体的排出区域S3由第二截面固定区域S31和截面扩大区域S32形成,所述第二截面固定区域S31沿流动方向保持固定的截面,所述截面扩大区域S32沿流动方向截面渐渐扩大。因此,在第二截面固定区域S31的第一位置X1,微细的干冰固体粒子向稳定地流动的气体流动内均匀地扩散的同时通过排出区域S3。因此,在从吐出口吐出的喷射体中,气态流体和微细的干冰固定粒子以混合的状态均匀排出。

尤其,具有如下效果:由于在截面缩小区域S2流速变快的气态流体在通过截面扩大区域的同时气体膨胀且温度降低,因而可以使吐出的喷射体的温度降低。因此可获得如下效果:通过对基板10的表面进行撞击的喷射体,使得基板10得到冷却,因而在清洗基板10的期间,可以防止因热迁移效果(Thermo-phoresis)而从基板10落下的微细粒子(异物粒子)悬浮于周围而又重新附着于基板10。

如此,对干冰和流体进行喷射的异种流体喷射部235可以在较短的时间内干净地去除固着于进行化学机械研磨工艺的基板10的表面的多种研磨液,而且,不仅可以缩短后面将要叙述的刷子清洗工艺时间,还可以减少用于对粘附于基板10的表面的异物进行去除的化学制剂的量。

另外,虽然在本实用新型的实施例中以如下构成为例进行了说明:使得液体状态的二氧化碳固化从而供给干冰固体粒子,但是根据情况也可设置为已经固化的干冰固体粒子通过干冰供给通道得到供给。另外,喷射干冰和流体的异种流体喷射部也可形成为具有长长的狭缝形态的吐出口。

另外,同时喷射干冰和流体的异种流体喷射部237也可以设置为,相对基板10的表面可以振动,并且向基板10的表面振动喷射干冰和流体。(参照图14)

而且,虽然在本实用新型中以如下构成为例进行了说明:喷射干冰和流体的异种流体喷射部包括气态流体供给通道、分支通道及排出通道,但根据情况可以设置为,通过和异种流体喷射部相同或相似的结构高速喷射清洗液或化学制剂,所述异种流体喷射部 包括气态流体供给通道、分支通道及排出通道。

另外,在喷射气态流体和液态流体(或两种气态流体或两种液态流体)的异种流体喷射部的情况下,也可使用与喷射干冰和流体的异种流体喷射部相同或相似的喷射结构。假如,喷射气态流体和液态流体的异种流体喷射部可包括气体供给通道(参照图16的237a)和液体供给通道(参照图16的237b),所述气体供给通道设置有截面缩小区域,所述截面缩小区域沿气体的流动方向其截面渐渐缩小并使气体的流速增加,并且从截面缩小区域到吐出口形成第三区域,所述液体供给通道在接近吐出口的第一位置使得液体合流至气体供给通道。

而且,虽然在本实用新型的实施例中以向基板10的表面喷射清洗液等,并以非接触方式进行基板10的预备清洗为例进行了说明,但是根据情况,预备清洗单元可以包括清洗刷,所述清洗刷旋转接触于基板的表面。

另外,参照图5,根据本实用新型的基板处理系统1可以包括旋转臂231,所述旋转臂231设置为可向第一位置RP1和第二位置RP1旋转,所述第一位置RP1为在卸载区域P1配置于基板10的上部的位置,所述第二位置RP1为在卸载区域P1配置于基板10的外侧的位置,清洗单元230可以安装于旋转臂231。

优选地,清洗单元230有选择地以可分离的形式安装于旋转臂231。如此,可获得的有利效果在于,通过将清洗单元230以可分离的形式安装于一个旋转臂231,没有必要分别设置用于安装喷射部的多个旋转臂或支撑装置,可以共用一个旋转臂,因此可以简化结构并增加空间使用性,所述喷射部对不同种类的清洗流体进行喷射。而且,可获得的效果在于,在基板10通过翻转单元210得到翻转或向外部移送完成预备清洗的基板10期间,通过将旋转臂231配置于第二位置RP1来预防与翻转单元210或移送单元等周边装置的碰撞。

再次参照图2,清洗部300设置于邻近研磨部100的侧部,且为了在卸载区域P1对残留于得到预备清洗的基板10的表面的异物进行清洗而设置。

作为参考,本实用新型中在清洗部300进行基板10的清洗可以理解为,进行预备清洗后最大限度地对残留于基板10的表面(尤其是,基板10的研磨面,基板10的非研磨面也可以清洗)的异物进行清洗的工艺。尤其,可以去除基板10的清洗中残留于基板10的表面的异物中相对较小的异物(例如,40~100nm大小的异物)和以较强的附着力附着的异物。

而且,设置为在清洗部300得到清洗的基板10以无清洗状态执行已设定的后续工 艺。此处,所谓以无清洗状态对基板10执行后续工艺可以理解为,使得在清洗部300的清洗工艺作为完成针对基板10的所有清洗工艺的最后清洗工艺,并且,针对完成清洗工艺的基板10,在没有追加的清洗工艺的情况下,可以进行后续工艺(例如,沉积工艺)。

清洗部300可以设置为能够执行多个步骤的清洗及干燥工艺的结构,且本实用新型并不受构成清洗部300的清洗站(station)的结构及布局的限制或限定。

优选地,为了能够有效地进行用于去除残留于基板10的表面的有机物及其他不同的异物的清洗,清洗部300可以包括:接触式清洗单元400,其以物理的形式接触于基板10的表面并进行清洗;非接触式清洗单元500,其以物理的形式非接触于基板10的表面并进行清洗。根据情况,清洗部也可以设置为只包括接触式清洗单元及非接触式清洗单元中的任意一个。而且,虽然构成清洗部的多个清洗单元可以配置为单层结构,但根据情况也可以将构成清洗部的多个清洗单元配置为沿着上下方向层积而形成的多层结构。

在接触式清洗单元402、404可以设置清洗刷、化学制剂供给部等。

在非接触式清洗单元502、504,基板10以单个地搁置于搁置架的状态,可以通过清洗流体喷射部(清洗液喷射部、蒸汽喷射部、异种流体喷射部)、亚异丙基酒精喷射部、兆声波发生器中至少任意一个得到清洗。

以下参照图18至图22对根据本实用新型的基板处理系统的基板10处理工艺进行说明。

参照图18,完成研磨工艺的基板10通过载体头120经过形成于外壳242的上面的出入部后被翻转单元210接收。此时,翻转单元210在接收基板10之前预先以向外壳242的上部区域移动的状态配置,然后从载体头120接收基板10。

接下来,参照图19,接收基板10的翻转单元210向下直线移动已设定的冲程L1大小。

之后,如图20所示,翻转单元210的夹紧组件216以旋转组件214的旋转轴为中心翻转旋转180度。随着夹紧组件216翻转旋转,基板10可以配置于基板搁置部220的正上端,并且基板10从夹紧组件216转移至基板搁置部220。

参照图21,基板10被搁置于基板搁置部220后,在旋转臂231向配置于基板10的上部的第一位置RP1旋转的状态下,基板10通过预备清洗单元230得到预备清洗。此时,在预备清洗基板10的期间,盖子部件226上下移动从而阻挡从基板10飞散的清 洗液。

参照图22,如果完成针对基板10的预备清洗,则旋转臂231向配置于基板10的外侧的第二位置旋转的同时,盖子部件226向下移动。之后,基板10通过移送单元被移送至清洗部。此时,移送单元可以通过形成于外壳242的辅助出入部出入,且辅助出入部设置为有选择地通过另外的开闭部件244开闭。

另外,图23及图24是示出根据本实用新型的基板处理系统的操作方法的框图。并且,针对与上述构成相同及相当于相同的部分赋予相同或相当于相同的参考标号,并省略有关其的详细说明。

参照图23,根据本实用新型的基板处理系统的操作包括如下步骤:研磨步骤S10,在研磨部100执行针对基板10的化学机械研磨(CMP)工艺;翻转旋转步骤S20,在设置于研磨部100的卸载区域P1接收完成研磨工艺的基板10并使其翻转旋转;基板10搁置步骤S30,将翻转旋转的基板10搁置于基板搁置部220,所述基板搁置部220设置于卸载区域P1;预备清洗步骤S40,利用设置于卸载区P1的预备清洗单元230对搁置于基板搁置部220的基板10进行预备清洗(pre-cleaning);清洗步骤S50,在清洗部对在预备清洗步骤得到预备清洗的基板10进行清洗。

步骤一:

首先,执行针对基板10的化学机械研磨(CMP)工艺。S10

在研磨步骤S10中,基板10以紧贴于载体头(图2的120)的状态旋转接触于供给研磨液的研磨垫的上面,从而执行化学机械研磨工艺。

步骤二:

接下来,在设置于研磨部100的卸载区域P1接收完成研磨工艺的基板10并使其翻转旋转。S20

在翻转旋转步骤S20中,完成研磨工艺的基板10通过设置于卸载区域P1的翻转单元210翻转旋转180度。

具体地,翻转旋转步骤包括:接收步骤,在设置于卸载区域P1的翻转单元210对完成研磨工艺的基板10进行接收;移动步骤,使得接收基板10的翻转单元210以向基板搁置部220邻近的形式移动;旋转步骤,使接收基板10的翻转单元210旋转180度。

换句话说,如图18所示,完成研磨工艺的基板10通过载体头120经过形成于外壳242的上面的出入部后被翻转单元210接收。此时,翻转单元210在接收基板10之前预先以向外壳242的上部区域移动的状态配置,然后从载体头120接收基板10。

如图19所示,接收基板10的翻转单元210向下直线移动已设定的冲程L1大小后,如图20所示,随着翻转单元210的夹紧组件216以旋转组件214的旋转轴为中心翻转旋转180度,基板10可以配置于基板搁置部220的正上端。

步骤三:

接下来,将翻转旋转的基板10搁置于基板搁置部220,所述基板搁置部220设置于卸载区域P1。S30

在基板10搁置步骤S30中,通过翻转单元210得到翻转旋转的基板10以水平的形式搁置于基板搁置部220的上部。

优选地,在基板10搁置步骤S30中,基板10的边缘被边缘搁置部(参照图4的222)支撑,从而可以防止在高速旋转中基板10发生晃动。

步骤四:

接下来,利用设置于卸载区域P1的预备清洗单元230对搁置于基板搁置部220的基板10进行预备清洗(pre-cleaning)。S40

作为参考,所谓的基板10的预备清洗可以理解为,在清洗部300进行针对基板10的清洗之前,最大限度地对残留于基板10的表面(尤其是,基板的研磨面)的异物进行清洗的工艺。

优选地,预备清洗步骤S40在设置于研磨部(参照图2的100)的预备清洗区域P1进行。换句话说,完成研磨工艺的基板10在设置于研磨部100的预备清洗区域P1被卸载,并且在预备清洗步骤S40中针对被卸载的基板10进行预备清洗。

此时,完成研磨工艺的基板10翻转180度并在搁置于基板搁置部220的状态下进行预备清洗。

如此,可获得的有利效果在于,使得在预备清洗区域P1对完成研磨工艺的基板10进行卸载后向清洗部移送的工艺顺序保持不变,并且在基板10被卸载的预备清洗区域P1对残留于基板10的异物进行一次预备清洗,据此,即使不对现有设备的布局进行变更或追加,也可不降低工艺效率,使进行本清洗工艺(通过清洗部的清洗步骤)之前残留于基板10的异物最小化。

作为参考,在预备清洗步骤S40中,向基板10的表面喷射化学制剂、纯水(DIW)、蒸汽、异种流体等清洗流体,或者使清洗刷旋转接触于基板10的表面,或者向基板10的表面供给振动能,从而可以执行预备清洗。(参照图10至图17)

而且,在预备清洗步骤中可获得的效果在于,基板10在切断单元240的内部进行 预备清洗,从而防止预备清洗时所使用的清洗液(例如,化学制剂)等向邻近的其他设备(例如,研磨垫)流入,所述切断单元240对卸载区域P1的预备清洗处理空间和之外的空间进行切断。

步骤五:

接下来,在清洗部对在预备清洗步骤得到预备清洗的基板10进行清洗。S50

在清洗步骤S50中,利用清洗部300对在预备清洗步骤S30得到预备清洗的基板10再次进行清洗。

作为参考,在清洗步骤S40中基板10的清洗可以理解为,进行预备清洗后,用于对残留于基板10的表面(尤其是,基板的研磨面、基板的非研磨面也可以清洗)的异物进行清洗的工艺。

而且,在清洗步骤S50中得到清洗的基板10设置为以无清洗状态执行已设定的后续工艺。此处,所谓以无清洗状态对基板10执行后续工艺可以理解为,使得在清洗步骤S50的清洗工艺作为完成针对基板10的所有清洗工艺的最后清洗工艺,而针对完成清洗工艺的基板10,在没有追加的清洗工艺的情况下,可以进行后续工艺(例如,沉积工艺)。

而且,在清洗步骤S50中,向基板10的表面喷射化学制剂、纯水(DIW)、蒸汽、异种流体等之类的清洗流体(非接触式清洗),或者使清洗刷旋转接触于基板10的表面(接触式清洗),或者向基板10的表面供给振动能,或者向基板10的表面喷射亚异丙基酒精(IPA),从而可以执行清洗。

如上所述,虽然参照本实用新型的优选实施例进行了说明,但可以理解的是,如果是相应技术领域的熟练的从业人员,在不脱离下面的权利要求所记载的本实用新型的思想及领域的范围内,可以对本实用新型进行各种修改及变更。

标号说明

10:基板 100:研磨部

110:研磨平板 120:载体头

210:翻转单元 212:可动组件

214:旋转组件 216:夹紧组件

217:侧面夹紧部 217a:第一夹紧部件

217b:第二夹紧部件 218:研磨面支撑部件

218a:倾斜向导部 218b:导槽部

219:非研磨面支撑部件 220:基板搁置部

230:预备清洗单元 232:清洗流体喷射部

233:清洗液喷射部 234:蒸汽喷射部

235:异种流体喷射部 236:兆声波发生器

240:切断单元 242:外壳

242a:排气口 242b:排气室

242c:排气管 244:开闭部件

300:清洗部 。

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