基板研磨系统的制作方法

1.下面的实施例涉及一种基板研磨系统。


背景技术：

2.在半导体元件的制造中，需要包括研磨、抛光(buffing)及清洗的化学机械抛光(cmp，chemical mechanical polishing)作业。半导体元件为多层结构的形态，在基板层形成有具备扩散区域的晶体管元件。在基板层，连接金属线图形化，与形成功能性元件的晶体管元件电连接。众所周知，图形化的导电层通过诸如二氧化硅的绝缘材料而与其他的导电层绝缘。形成更多的金属层和与此关联的绝缘层，因此使得绝缘材料扁平的必要性增加。如果未扁平化，则由于扁平形态上的很多变动，导致追加的金属层的制造实质上更困难。此外，金属线图形由绝缘材料形成，金属cmp作业去除过剩金属物。
3.为了增加cmp工艺的生产效率，减少工艺或移送间等待时间，可并列地进行各工艺或移送。例如，减少基板的移送动线，对多个基板同时进行移送及研磨的情况，可增加cmp工艺的生产效率。
4.前述的背景技术是发明人在导出本技术的公开内容的过程中拥有或掌握的，未必是在本技术之前向一般公众公开的公知技术。


技术实现要素：

5.一个实施例的目的在于，提供一种基板研磨系统，可对多个基板分别并列地同时进行移送及研磨。
6.一个实施例的目的在于，提供一种基板研磨系统，可减少基板移送动线并增加移送效率。
7.根据一个实施例的基板研磨系统，可包括：基板移送部，其包括轴承和至少一个移送臂，轴承以与地面垂直的旋转轴为中心进行旋转，移送臂支撑基板的下面，随着轴承的旋转，形成圆形的移送轨道，并移送基板；以及至少一个载体，其接收从基板移送部传递的基板并进行研磨。
8.移送臂可在移送轨道上的第一移送位置接收研磨前状态的基板的传递，在移送轨道上的第二移送位置将研磨前状态的基板传递至载体。
9.移送臂可在第二移送位置接收从载体传递的研磨后状态的基板，在第一移送位置将研磨后状态的基板传递至下一个工艺。
10.还可包括装载部，其配置于第二移送位置，将基板从移送臂装载至载体，或将基板从载体卸载至移送臂。
11.在装载部的装载或卸载过程中，基板移送部可进行升降运转。
12.装载部可与基板移送部形成为一体。
13.移送臂可配备有多个，并以轴承为中心以指定的间隔隔开配置。
14.在多个移送臂中任意一个位于第一移送位置的时候，多个移送臂中至少另一个可
位于第二移送位置。
15.还可包括载体移送部，其在上侧支撑载体，随着以与地面垂直的旋转轴为中心进行旋转，形成圆形的载体轨道，并移送载体。
16.载体可在载体轨道上的第一载体位置接收从移送臂传递的研磨前状态的基板，在载体轨道上的第二载体位置进行研磨前状态的基板的研磨。
17.载体可在第一载体位置将研磨后状态的基板传递至位于第二移送位置的移送臂。
18.第一载体位置可与第二移送位置互相重叠。
19.第二载体位置可与上面安装有研磨垫的台板重叠。
20.载体可配备有多个，并以载体移送部的旋转轴为中心以指定的间隔隔开配置。
21.在多个载体中任意一个位于第一载体位置的时候，多个载体中至少另一个可位于第二载体位置。
22.根据一个实施例的基板研磨系统，能够对多个基板进行连续并列的研磨工艺，从而可提高生产效率。
23.根据一个实施例的基板研磨系统，以在研磨第一基板的期间可进行第二基板的装载/卸载的形式构成，从而可提高生产效率。
24.根据一个实施例的基板研磨系统，沿圆形轨道移送基板，从而可减少移送动线并增加移送效率。
25.根据一个实施例的基板研磨系统的效果不限定于以上提及的效果，一般的技术人员可通过下面的记载明确地理解未提及的其他效果。
附图说明
26.图1是根据一个实施例的基板研磨系统的概略立体图。
27.图2是根据一个实施例的基板研磨系统的概略平面图。
28.图3是根据一个实施例的基板研磨系统的概略侧面图。
29.图4是根据一个实施例的基板研磨系统的概略平面图。
30.图5是根据一个实施例的基板研磨系统的概略平面图。
31.标号说明
32.1：基板研磨系统
33.11：基板移送部
34.12：装载部
35.13：载体
36.14：载体移送部
37.15：台板
具体实施方式
38.以下，参照附图对实施例进行详细的说明。但是，在实施例中可施加多种变形，因此专利申请的权利范围并不受这些实施例的限制或限定。应理解为，对实施例进行的所有变更、均等物乃至代替物都包括在权利范围内。
39.实施例中使用的术语仅仅以说明为目的而使用，不应解释为用于限定的意图。如
果文句上没有明确的不同含义，单数的表达也包括复数的表达。本说明书中，“包括”或“具有”等术语是要指定说明书上记载的特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或这些组合的存在，应理解为不预先排除一个或一个以上的其他特征或数字、步骤、动作、构成要素、部件或这些组合的存在或附加可能性。
40.如果没有其他的定义，包括技术或者科学术语在内，在此使用的所有术语具有与实施例所属的技术领域内具有一般知识的技术人员通常理解的含义相同的含义。诸如在一般使用的词典中定义的术语，应解释为具有与相关技术的文句上具有的含义一致的含义，如果本技术中没有明确地定义，不解释为理想或过于形式上的含义。
41.此外，在参照附图进行说明时，与附图标号无关地，相同的构成要素赋予相同的参照标号，省略对此的重复的说明。在说明实施例时，判断对于相关的公知技术的具体说明可能会不必要地混淆实施例的要旨的情况，省略其详细的说明。
42.此外，在说明实施例的构成要素时，可使用第一、第二、a、b、(a)、(b)等术语。这些术语仅用于将该构成要素与其他的构成要素区别开来，相应构成要素的本质或次序或顺序等不受该术语的限定。记载某个构成要素与其他的构成要素“连接”、“结合”或“接合”的情况，该构成要素可以与其他的构成要素直接连接或接合，但应理解为也可以在各构成要素之间“连接”、“结合”或“接合”又其他的构成要素。
43.在某一个实施例中包括的构成要素和包括共同功能的构成要素，在其他实施例中使用相同的名称并进行说明。如果没有相反的记载，在某一个实施例记载的说明也可适用于其他实施例，在重复的范围内省略具体的说明。
44.图1是根据一个实施例的基板研磨系统的概略立体图。图2是根据一个实施例的基板研磨系统的概略平面图。图3是根据一个实施例的基板研磨系统的概略侧面图。
45.参照图1至图3，根据一个实施例的基板研磨系统1可用于研磨基板的表面的化学机械抛光(cmp，chemical mechanical planarization)工艺。通过基板研磨系统1研磨的基板可以是半导体装置制造用硅晶圆(silicon wafer)。但是，基板的种类不限定于此。例如，基板可包括lcd(liquid crystal display，液晶显示器)、pdp(plasma display device，等离子体显示器)、fpd(flat panel display，平板显示器)用玻璃。图中示出了基板为圆形，但这仅仅是为了方便说明的例示，基板的形状不限定于此。
46.根据一个实施例的基板研磨系统1可包括基板移送部11、装载部12、载体13、载体移送部14及台板15。
47.基板移送部11可通过搬运部接收从卡匣(或研磨前工艺)传递的研磨前状态的基板。基板移送部11可将接收传递的基板传递至载体13。此外，基板移送部11可接收从载体13传递的研磨后状态的基板，并可将其传递至研磨后工艺(例如，清洗工艺)。基板移送部11可沿圆形轨道移送基板。基板移送部11可同时移送多个基板。例如，研磨前状态的基板移送和研磨后状态的基板移送可同时进行。
48.基板移送部11可包括轴承111及移送臂112。
49.轴承111可以以与地面垂直的旋转轴为中心进行旋转。轴承111可单向或双向旋转。移送臂112与轴承111连接并可与轴承111一体旋转。移送臂112可支撑基板的下面。例如，移送臂112的一端与轴承111连接，另一端可支撑基板的下面。但是，图1所示的移送臂112为概略性的，在移送臂112的另一端可配备能稳定地支撑基板的结构。
50.移送臂112随着轴承111的旋转而形成移送轨道to，并可以以轴承为中心旋转。移送轨道to可形成为圆形。移送臂112以在端部安放有基板的状态以轴承111为中心旋转，从而可将基板移送至移送轨道to上的一个位置。
51.移送臂112可配备有至少一个以上。例如，移送臂112可配备有多个。例如，移送臂112可包括第一移送臂112a、第二移送臂112b、第三移送臂112c。多个移送臂112可以以轴承111为中心，以指定的间隔隔开配置。例如，多个移送臂112可以以轴承111为中心，以等角度隔开配置。另外，图1及图2示出的移送臂112的个数为例示的，移送臂112可配备有1个、2个、3个、4个或4个以上。对移送臂112移送基板的具体的内容进行后述。
52.装载部12可将研磨前状态的基板从移送臂112装载至载体13。装载部12可将研磨后状态的基板从载体13卸载至移送臂112。装载部12通过垂直方向的升降动作，可装载或卸载基板。在装载部12装载或卸载基板的过程中，基板移送部11(例如，移送臂112)可沿垂直方向进行升降运转。装载部12可配备有多个。例如，装载部12可配备有与后述的台板15的个数对应的个数。例如，如图1及图2所示，台板15包括第一台板15a及第二台板15b的情况，装载部12可包括第一装载部12a及第二装载部12b。另外，装载部12也可以与轴承111形成为一体。即，基板移送部11(例如，移送臂112)通过垂直方向的升降运转，无需另外的装载部也可自己将基板装载于载体13或从载体13卸载基板。
53.载体13可抓紧基板，并通过旋转进行基板的研磨。载体13可在上侧抓紧基板。例如，载体13可通过膜(未示出)以吸附式抓紧基板。在台板15的上面安装有研磨垫(未示出)，台板15可使得研磨垫旋转。载体13使得位于台板15上的研磨垫和基板的研磨面接触摩擦，从而可进行研磨工艺。载体13及台板15至少通过相对旋转运动可使得基板相对于研磨垫进行研磨。例如，为了研磨基板，载体13可进行旋转及/或并进移动(振动，oscillation)。另外，为了装载/卸载基板或研磨基板，载体13可沿垂直方向进行升降驱动。
54.相对于一个台板15，载体13可配备有至少一个以上。此外，台板15可配备有至少一个以上。例如，如图1及图2所示，载体13可包括第一载体13a、第二载体13b、第三载体13c、第四载体13d，台板15可包括第一台板15a及第二台板15b。例如，如图1及图2所示，第一载体13a及第二载体13b可相对于第一台板15a以套装形式进行操作，第三载体13c及第四载体13d可相对于第二台板15b以另一套装形式进行操作。但是，图1及图2为例示的，台板15及载体13的个数可多种多样地配备，相对于一个台板15可以以套装形式进行操作的载体13的个数也多种多样地配备。
55.载体移送部14可在上侧支撑载体13，并使得载体13移动。例如，载体移送部14以与地面垂直的旋转轴为中心旋转，同时可形成载体轨道co并移动载体13。载体轨道co可形成为圆形。载体移送部14可配备有多个。例如，载体移送部14可配备有与台板15的个数对应的个数。例如，载体移送部14可包括第一载体移送部14a及第二载体移送部14b。在一个载体移送部14可连接有多个载体13。例如，在第一载体移送部14a可连接有第一载体13a及第二载体13b，第一载体13a及第二载体13b可沿第一载体轨道co1移动。在第二载体移送部14b可连接有第三载体13c及第四载体13d，第三载体13c及第四载体13d可沿第二载体轨道co2移动。但是，这是例示，与一个载体移送部14连接的载体13的个数不限定于此。在一个载体移送部14连接有多个载体13的情况，多个载体13可以以载体移送部14的旋转轴为中心以指定的间隔隔开配置。例如，多个载体13可以以载体移送部14的旋转轴为中心，以等角度隔开配置。
56.以下，参照图1及图2，对基板移送部11的移送轨道to进行具体地说明。
57.移送臂112沿移送轨道to旋转的同时，可至少位于第一移送位置tp1、第二移送位置tp2及第三移送位置tp3。
58.移送臂112可在移送轨道to上的第一移送位置tp1接收研磨前状态的基板的传递。例如，移送臂112可通过搬运部(未示出)接收从卡匣(或研磨前工艺)传递的研磨前状态的基板。传递的基板可安装在位于第一移送位置tp1的移送臂112上。此外，移送臂112在第一移送位置tp1可将研磨后状态的基板传递至下一个工艺。例如，移送臂112可在第一移送位置tp1通过搬运部将研磨后状态的基板传递至下一个工艺(例如：清洗工艺)。即，第一移送位置tp1可作为供等待移送状态的基板安放的工作台。
59.移送臂112可在移送轨道to上的第二移送位置tp2将研磨前状态的基板传递至载体13。此外，载体13(例如，第一载体13a或第二载体13b)可在第一载体轨道co1上的第一载体位置cp1接收从移送臂112传递的研磨前状态的基板。即，第二移送位置tp2及第一载体位置cp1可以是互相重叠的位置。移送臂112及载体13之间的基板传递可借助第一装载部12a进行。第一装载部12a可配置于第二移送位置tp2。第一装载部12a可将研磨前状态的基板从位于第二移送位置tp2的移送臂112装载至位于第一载体位置cp1的载体13。第一装载部12a可将研磨后状态的基板从位于第一载体位置cp1的载体13卸载至位于第二移送位置tp2的移送臂112。
60.相同地，移送臂112可在移送轨道to上的第三移送位置tp3将研磨前状态的基板传递至载体13。此外，载体13(例如，第三载体13c或第四载体13d)可在第二载体轨道co2上的第三载体位置cp3接收从移送臂112传递的研磨前状态的基板。即，第三移送位置tp3及第三载体位置cp3可以是互相重叠的位置。移送臂112及载体13之间的基板传递可借助第二装载部12b进行。第二装载部12b可配置于第三移送位置tp3。第二装载部12b可将研磨前状态的基板从位于第三移送位置tp3的移送臂112装载至位于第三载体位置cp3的载体13。第二装载部12b可将研磨后状态的基板从位于第三载体位置cp3的载体13卸载至位于第三移送位置tp3的移送臂112。
61.多个移送臂112中任意一个位于第一移送位置tp1的时候，多个移送臂112中至少另一个可位于第二移送位置tp2。例如，第一移送臂112a位于第一移送位置tp1的时候，第二移送臂112b可位于第二移送位置tp2。参照图1及图2，第一移送臂112a位于第一移送位置tp1的时候，第二移送臂112b可位于第二移送位置tp2，第三移送臂112c可位于第三移送位置tp3。随着轴承111的旋转，各移送臂112a、112b、112c可按顺序位于各移送位置tp1、tp2、tp3。
62.另外，移送臂112的位置及移动顺序不限定于上述的内容。例如，移送臂112可从第一移送位置tp1移送至第二移送位置tp2，也可从第一移送位置tp1经过第二移送位置tp2而直接移送至第三移送位置tp3，也可在第一移送位置tp1沿反方向旋转并移送至第三移送位置tp3。此外，移送臂112也可位于第一移送位置tp1及第二移送位置tp2之间的位置等多种位置。
63.以下，参照图1及图2，对载体13的载体轨道co进行具体地说明。说明时，以第一载体13a、第二载体13b、第一载体移送部14a及第一台板15a为基准进行说明。第三载体13c、第四载体13d、第二载体移送部14b及第二台板15b的内容可与第一载体13a、第二载体13b、第
一载体移送部14a及第一台板15a的内容实质上相同，因此关于对此的具体说明，为了避免过于反复记载而引用上述的内容。
64.第一载体13a及第二载体13b借助第一载体移送部14a的旋转，沿第一载体轨道co1旋转的同时，可按顺序位于第一载体位置cp1及第二载体位置cp2。例如，多个载体13中任意一个位于第一载体位置cp1的时候，多个载体13中至少另一个可位于第二载体位置cp2。例如，第一载体13a位于第一载体位置cp1的时候，第二载体13b可位于第二载体位置cp2。
65.第一载体13a或第二载体13b可在第一载体轨道co1上的第一载体位置cp1接收从基板移送部11传递(装载)的研磨前状态的基板。如果完成基板的装载，则第一载体13a或第二载体13b可借助第一载体移送部14a的旋转移动至第一载体轨道co1上的第二载体位置cp2。第一载体13a或第二载体13b可在第一载体轨道co1上的第二载体位置cp2进行研磨前状态的基板的研磨。即，第二载体位置cp2可与第一台板15a重叠。如果完成基板的研磨，则第一载体13a或第二载体13b借助第一载体移送部14a的旋转，可再次移动至第一载体位置cp1。第一载体13a或第二载体13b可将研磨后状态的基板从第一载体位置cp1传递(卸载)至基板移送部11。
66.例如，可在第一台板15a进行第一次研磨，可在第二台板15b进行第二次研磨。此时，在第一台板15a完成第一次研磨的基板如果从第一载体位置cp1卸载至位于第二移送位置tp2的移送臂112，则轴承旋转并可使得该移送臂112移动至第三移送位置tp3。完成第一次研磨的基板可从第三移送位置tp3装载至位于第三载体位置cp3的载体13，该载体13可借助第二载体移送部14b的旋转移动至第四载体位置tp4并进行第二次研磨。
67.例如，移送至第一移送位置tp1的基板被移送至第二移送位置tp2后，被位于第二移送位置tp2的载体13抓紧，在第二载体位置cp2可借助第一台板15a进行研磨。在第一台板15a完成研磨的基板复归到第一载体位置cp1，安放在位于第二移送位置tp2的移送臂112，向第三移送位置tp3移动并被位于第三载体位置cp3的载体13抓紧，在第四载体位置cp4可借助第二台板15b进行研磨。在第二台板15b完成研磨的基板复归到第三载体位置cp3，安放在位于第三移送位置tp3的移送臂112，向第一移送位置tp1移动并可移送至下一个工艺。
68.如上所述，载体移送部14以旋转式移送载体及或基板的情况，可同时对多个基板进行移送(例如，装载/卸载)及研磨。例如，第一基板从第二移送位置tp2装载至位于第一载体位置cp1的载体13的期间，第二基板可被位于第二载体位置cp2的载体13抓紧并进行研磨。此外，如果完成第二基板的研磨，则第二基板移动至第一载体位置cp1，并卸载至位于第二移送位置tp2的移送臂112，第一基板可相反地向第二载体位置cp2移动并进行研磨。根据这样的构成，在对任意基板进行研磨的期间，可同时对另一个基板进行装载(或卸载)，因此可缩短工艺时间并提高生产性。
69.此外，如上所述，基板移送部11以旋转式移送基板的情况，可使得移送动线最小化，使得移送所需的时间最小化。例如，如果将研磨前状态的第一基板从卡匣投入至第一移送位置tp1，则第一基板可被移送至第二移送位置tp2并进行用于第一次研磨的装载。与此同时，完成第一次研磨后安放于第二移送位置tp2的第二基板可移送至第三移送位置tp3并进行用于第二次研磨的装载。此外，与此同时，完成第二次研磨后安放于第三移送位置tp3的第三基板可移送至第一移送位置tp1并向下一个工艺移送。这样的过程可对多个基板同时、按顺序及连续地进行。因此，可同时连续地对多个基板进行移送及研磨，因此可提高生
产效率。
70.图4是根据一个实施例的基板研磨系统的概略平面图。
71.参照图4，根据一个实施例的基板研磨系统2可包括基板移送部21、装载部22、载体23、载体移送部24及台板25。
72.图4示出如下结构：基板移送部21包括2个移送臂212，载体23配备有2个，载体移送部24及台板25各配备有一个。在图4所示的结构中，对第一移送位置tp1、第二移送位置tp2、第一载体位置cp1及第二载体位置cp2的说明与上述的内容实质上相同，因此省略对此的具体内容。
73.在图4所示的结构中，在第二载体位置cp2研磨第一基板的期间，可在第一载体位置cp1装载或卸载第二基板。此外，借助基板移送部21的旋转，位于第一移送位置tp1的研磨前状态的基板移动至第二移送位置tp2的同时，位于第二移送位置tp2的研磨后状态的基板可移动至第一移送位置tp1。
74.图5是根据一个实施例的基板研磨系统的概略平面图。
75.参照图5，根据一个实施例的基板研磨系统3可包括基板移送部31、装载部32、载体33、载体移送部34及台板35。
76.图5示出如下结构：基板移送部31包括4个移送臂312，载体配备有4个，载体移送部34及台板35各配备有两个。在图5所示的结构中，4个移送臂312可分别位于第一移送位置tp1、第二移送位置tp2、第三移送位置tp3及第四移送位置tp4。第四移送位置tp4可以是接收搬运部传递的研磨前状态的基板，或向搬运部传递研磨后状态的基板的位置。对载体33、载体移送部34及台板35的说明与上述的内容实质上相同，因此省略对此的具体说明。
77.图5所示的结构中，在第二载体位置cp2(或第四载体位置cp4)研磨第一基板的期间，也可在第一载体位置cp1(或第三载体位置cp3)装载或卸载第二基板。此外，借助基板移送部31的旋转，可按顺序移送基板。例如，位于第一移送位置tp1的研磨前状态的基板可被移送至第二移送位置tp2或第三移送位置tp3。与此同时，位于第三移送位置tp3或第二移送位置tp2的研磨后状态的基板可被移送至第四移送位置tp4。
78.如上虽然通过限定的附图说明了实施例，但对于在该技术领域内具有一般的知识的人员而言，以所述内容为基础可适用各种技术性修正及变形。例如，通过与说明的方法不同的顺序执行说明的技术，及/或以与说明的方法不同的形态结合或组合说明的系统、结构、装置、电路等构成要素，或通过其他的构成要素或均等物代替或置换也可实现适当的结果。
79.因此，其他的实现、其他的实施例及与权利要求书均等的事项也属于权利要求书的范围。