本實用新型涉及一種基板處理系統,更為具體地,涉及一種基板處理系統,其在進行基板的清洗工藝之前,在卸載區域對殘留在基板的異物進行一次分離從而可使清洗效率提高。
背景技術:
隨著半導體元件由微細的電路線以高密度聚集制造而成,因此,在晶元表面需要能夠進行與之相應的精密研磨。為了對晶元進行更加精密地研磨,可以進行機械研磨及化學研磨并行的化學機械研磨工藝(CMP工藝)。
化學機械研磨(CMP)工藝是一種在半導體元件制造過程中,為了實現根據大面積平坦化和用于形成電路的接觸(contact)/配線膜分離及集成元件化的晶元表面粗糙度提高等而對晶元的表面進行精密研磨加工的工藝,所述大面積平坦化是指去除由通過反復進行掩蔽(masking)、蝕刻(etching)及配線工藝等而生成的晶元表面的凹凸所造成的單元(cell)區域與周圍電路區域間的高度差。
所述CMP工藝通過如下方式完成:以晶元的工藝面與研磨墊相對的狀態對所述晶元加壓并同時進行工藝面的化學研磨與機械研磨,完成研磨工藝的晶元被載體頭夾緊從而進行對附著于工藝面的異物進行清洗的清洗工藝。
換句話說,如圖1所示,一般地,晶元的化學機械研磨工藝通過如下方式完成:若加載單元20將晶元供給至化學機械研磨系統X1,則在將晶元W以緊貼于載體頭S1、S2、S1'、S2',S的狀態沿著規定的路徑Po進行移動66-68的同時,在多個研磨平板P1、P2、P1'、P2'上進行化學機械研磨工藝。進行化學機械研磨工藝的晶元W通過載體頭S被移送至卸載單元的擱置架10,并移送至進行接下來的清洗工藝的清洗單元X2,從而在多個清洗模塊(module)70進行對附著于晶元W的異物進行清洗的工藝。
另外,隨著半導體的微細化及大規模集成化,有關晶元的清洗效率的重要性逐漸加大。尤其,如果在清洗模塊完成晶元的清洗工藝后在晶元的表面還殘留有異物的話,則由于收益率降低、穩定性及可信性降低,因此在清洗模塊需要最大限度地去除異物。
為此,在現有技術中提出如下方案:在將完成研磨工藝的晶元移送至清洗模塊之前,首先對晶元進行一次清洗并去除異物后,通過在清洗模塊再次進行清洗,從而可使清洗 效率提高。
但是,由于在現有技術中需要額外地設置不同于清洗模塊的用于進行預備清洗的預備清洗空間,因此,不僅不利于設備的布局,而且具有如下問題:使晶元的移送及清洗處理工藝變得復雜,清洗時間增加,隨之費用增加,收益率降低。尤其是,因為完成研磨工藝并在卸載位置被卸載的晶元隨后被轉移至另外的預備清洗空間并執行預備清洗后,需要經過重新被移送至清洗模塊的復雜的移送過程,所以,具有基板的整體處理工藝效率低下的問題。
因此,雖然最近進行了各種用于使化學機械研磨工藝的清洗效率及收益率提高并且節省費用的研究,但是仍存在不足,對此還需要研究開發。
技術實現要素:
本實用新型的目的在于提供一種基板處理系統,所述基板處理系統可以提高清洗效率,并且可以提供收益率。
尤其是,本實用新型的目的在于,在完成研磨工藝的基板被卸載的卸載區域,可翻轉旋轉基板并一次去除殘留于基板的異物。
另外,本實用新型的目的在于,即使不對現有設備的布局進行變更或追加或者降低工藝效率,也可使清洗工藝前殘留于基板的異物最小化。
根據用于實現所述本實用新型的目的的本實用新型的優選實施例,基板處理系統包括:研磨部,其針對基板執行化學機械研磨(CMP)工藝;卸載區域,其設置于研磨部,并且對完成研磨工藝的基板進行卸載;翻轉單元,其設置于卸載區域,并且在卸載區域接收基板并使其翻轉旋轉;基板擱置部,其設置于卸載區域,并且使得得到翻轉旋轉的基板擱置于所述基板擱置部;預備清洗單元,其對擱置于基板擱置部的基板進行預備清洗(pre-cleaning);切斷單元,在卸載區域執行預備清洗的期間,其對卸載區域的預備清洗處理空間和之外的空間進行切斷;清洗部,其對通過預備清洗單元得到預備清洗的基板進行主清洗。
以上是為了,在執行針對基板的清洗時,在基板被卸載的卸載區域翻轉旋轉基板并對殘留于基板的異物進行一次預備清洗,然后在清洗部進行基板的本清洗工藝,從而有效去除殘留于基板的異物,并提高基板的清洗效率。
尤其,不對現有設備的布局(layout)進行變更或追加,設置于研磨部,并且在基板被卸載的卸載區域執行基板的接收、翻轉旋轉、預備清洗,從而可獲得的有利效果在 于,不使工藝效率降低,并使清洗工藝前殘留于基板的異物最小化。
換句話說,雖然將完成研磨工藝的基板移送至清洗部并進行本清洗工藝前,可以將基板向另外的清洗區域移送并在進行預備清洗后重新向清洗部移送,但這種情況下,需要經過將在卸載區域被卸載的基板向另外的清洗區域移送后,重新向清洗部移送的復雜的移送過程,所以,具有基板的整體處理工藝效率低下的問題,并且由于為了額外地設置另外的清洗區域,需要對現有設備的布局進行變更或追加,因此具有空間使用性降低,設備變更所需要的費用增加的問題。但是,本實用新型使得完成研磨工藝的基板卸載至卸載區域后向清洗部移送的工藝順序保持不變,并且在基板被卸載的卸載區域對殘留于基板的異物進行一次預備清洗,據此可獲得的有利效果在于,即使不對現有設備的布局進行變更或追加,也可不降低工藝效率,使進行本清洗工藝之前殘留于基板的異物最小化。
而且,可獲得的有利效果在于,由于清洗工藝前通過在卸載區域執行的預備工藝可最大限度地去除殘留于基板的異物,因此,可提高根據本清洗工藝的清洗效果,并提高清洗效率。
另外,因為通過切斷單元可對卸載區域的預備清洗處理空間和外部空間進行切斷,所以可獲得的效果在于,可從源頭上切斷在預備清洗中所使用的化學制劑及清洗液等向進行研磨工藝的基板流入。換句話說,由于切斷單元可從源頭上切斷預備清洗時發生的清洗液及異物向研磨工藝中的其他基板流入,從而可獲得的效果在于,防止由清洗液或異物引起的研磨錯誤或研磨效率降低。
翻轉單元可以設置為在卸載區域能夠使基板翻轉旋轉的各種結構。例如,翻轉單元包括:可動組件,其在卸載區域沿上下方向移動;旋轉組件,其以可翻轉(turning)旋轉的形式連接于可動組件;夾緊組件,其連接于旋轉組件,并且夾緊基板。
優選地,夾緊組件以沿上下方向距旋轉組件的旋轉軸間隔已設定的偏心距離程度的形式配置。
如此,通過使得夾緊組件以距旋轉組件的旋轉軸間隔已設定的偏心距離程度的形式配置,從而可獲得的有利效果在于,可使翻轉單元的移動沖程最小化,并使得翻轉單元的控制更加容易。換句話說,在本實用新型中,通過使得夾緊組件以距旋轉組件的旋轉軸間隔已設定的偏心距離程度的形式配置,從而夾緊基板的夾緊組件在翻轉旋轉前只向下直線移動一次已設定的沖程大小即可,并且夾緊組件在翻轉旋轉后不進行另外的追加直線移動,基板可直接被擱置于基板擱置部。因此,可獲得的有利效果在于,在將完成 研磨工藝的基板以翻轉的狀態擱置于基板擱置部時,可減少夾緊組件的直線移動次數及縮短移動距離,并且使夾緊組件的驅動控制更加簡便。
更為具體地,夾緊組件包括:側面夾緊部,在其內側形成有基板容納部,并且對基板的側面進行支撐;研磨面支撐部件,其設置于基板容納部的內側,并且對基板的研磨面(polishing surface)進行支撐。
側面夾緊部可設置為能夠對基板的側面進行支撐的各種結構。例如,側面夾緊部可以包括:第一夾緊部件;第二夾緊部件,其與第一夾緊部件相對,并且設置為可沿靠近及遠離第一夾緊部件的方向進行直線移動,在基板的研磨面被研磨面支撐部件支撐的狀態下,第一夾緊部件及第二夾緊部件可相互靠近并對基板的側面進行支撐。
研磨面支撐部件根據要求的條件及設計樣式可設置為具備多種個數及間隔距離,且本實用新型并不受研磨面支撐部件的個數及間隔距離的限制或限定。優選地,研磨面支撐部件可以設置為能夠使與基板的研磨面的接觸最小化的結構。例如,在研磨面支撐部件可以向下傾斜的形式形成傾斜向導部,并且基板的研磨面邊緣(edge)接觸于傾斜向導部,從而可使針對研磨面支撐部件的基板的接觸最小化。
另外,在傾斜向導部的前端可形成導槽部(guide chamfer portion),并且基板的研磨面邊緣可沿導槽部穩定地得到接觸。
在基板容納部的內側可以設置對基板的非研磨面(non-polishing surface)進行支撐的非研磨面支撐部件。作為參考,本實用新型中所謂的基板的非研磨面指的是,基板的研磨面的反面。
并且,預備清洗單元可包括清洗液噴射部、蒸汽噴射部、異種流體噴射部、清洗刷和兆聲波發生器中至少任意一個,所述清洗液噴射部向基板的表面噴射清洗液,所述蒸汽噴射部向基板的表面噴射蒸汽,所述異種流體噴射部向基板的表面噴射異種流體,所述清洗刷旋轉接觸于基板的表面,所述兆聲波發生器向基板的表面供給振動能,并且根據基板的特性或沉積特性而選擇預備清洗種類,從而可獲得的有利效果在于,以最合適的條件執行預備清洗。
并且,在卸載區域清洗液噴射部、異種蒸汽噴射部以及異種流體噴射部中至少一個可以以能夠振動的形式設置。所述結構中,清洗液、蒸汽、異種流體能夠以振動的形式向基板的表面噴射,從而可以使清洗液、蒸汽、異種流體的清洗效率最大化,并且可以使清洗液、蒸汽、異種流體的使用量更加降低。另外,通過所述方式可獲得的效果在于,通過清洗液、蒸汽、異種流體的清洗力(包括撞擊力)使異物從基板表面的表面分離, 同時掃除分離的異物并使其向基板的外面排出。
切斷單元可以設置為能夠提供與外部斷開的獨立的密閉空間的各種結構。例如,切斷單元包括:外殼,其以包圍基板的周邊的形式設置,并且提供獨立的預備清洗處理空間;開閉部件,其使得外殼的出入口開閉。
開閉部件可以設置為通過一般的驅動部(例如,發動機及動力傳遞部件的組合)以一個地點為中心進行旋轉并使得外殼的出入口開閉。根據情況,開閉部件也可設置為進行直線移動且使得出入口開閉,不同的是,也可在外殼的側壁部形成出入口。
并且,可以包括:排氣口,其形成于外殼的壁面;排氣室,其連接于外殼的外側,并且形成和排氣口連通的排氣空間;排氣管,其連通于排氣室,并且排氣室形成為具有比排氣管寬闊的截面面積。
如此,本實用新型可使外殼的內部氣體(例如,煙氣(fume))經過排氣口和排氣室通過排氣管向外部排出,并且使排氣口及排氣室具有比排氣管寬闊的截面面積,從而可獲得的效果在于,使通過排氣管的排氣壓經過排氣室均勻地作用于排氣口的整個區域,據此,外殼的內部氣體向外部排出時,防止在外殼的內部產生不正常的渦流。更為優選地,通過使排氣口和排氣室沿著外殼的側面周圍整體形成(例如,環形態),從而可獲得的有利效果在于,在外殼的內部形成均勻的排氣壓。
另外,包括旋轉臂,所述旋轉臂設置為可向第一位置和第二位置旋轉,所述第一位置為在卸載區域配置于基板的上部的位置,所述第二位置為在卸載區域配置于基板的外側的位置,清洗單元安裝于旋轉臂。
如此,由于清洗單元以可分離的形式安裝于一個旋轉臂,從而可獲得的有利效果在于,無需分別設置用于安裝噴射部的多個旋轉臂或支撐裝置,可以共用一個旋轉臂,所述噴射部對不同種類的清洗流體進行噴射,因此可以簡化結構并增加空間使用性。而且,在基板通過翻轉單元得到翻轉或向外部移送完成預備清洗的基板期間,通過將旋轉臂配置于第二位置,從而可獲得的效果在于,預防與翻轉單元或移送單元等周邊裝置的碰撞。
為了有效地進行用于去除殘留于基板的表面的有機物及其他不同的異物的清洗,清洗部可以包括接觸式清洗單元和非接觸式清洗單元中的至少任意一個,所述接觸式清洗單元以物理的形式接觸于基板的表面,并進行清洗;所述非接觸式清洗單元以物理的形式非接觸于基板的表面,并進行清洗。接觸式清洗單元可以物理的形式直接接觸于基板表面并可去除尺寸比較大或緊緊地附著于基板表面的異物,并且非接觸式清洗單元可向基板噴射流體,從而以非接觸的方式去除殘留于基板的微細異物。
更為具體地,在接觸式清洗單元可設置清洗刷、化學制劑供給部,非接觸式清洗單元可利用清洗流體噴射部(清洗液噴射部、蒸汽噴射部、異種流體噴射部)、亞異丙基酒精噴射部、兆聲波發生器中至少一個對基板進行清洗。
作為參考,本實用新型中所謂的基板的“預備清洗”指的是,針對完成研磨的基板第一次執行的清洗工藝,并且可以理解為,進行清洗前,用于對殘留于基板的表面的異物進行一次清洗的清洗工藝。
另外,本實用新型中所謂通過清洗部的清洗可以理解為,進行預備清洗后,用于對殘留于基板的表面的異物進行清洗的最后清洗工藝。
如上所述,根據本實用新型,可以提高清洗效率,并且可以簡化清洗工藝。
尤其,根據本實用新型在基板被卸載的卸載區域翻轉旋轉基板并對殘留于基板的異物進行一次預備清洗,然后在清洗部進行基板的本清洗工藝,從而可獲得的有利效果在于,有效地去除殘留于基板的異物,并提高基板的清洗效率。
而且,根據本實用新型不對設備的布局(layout)進行變更或追加,在設置于研磨部且基板被卸載的卸載區域執行基板的接收、翻轉旋轉、預備清洗,從而可獲得的有利效果在于,不使工藝效率降低,并使清洗工藝前殘留于基板的異物最小化。
換句話說,雖然將完成研磨工藝的基板移送至清洗部并進行本清洗工藝前,可以將基板向另外的清洗區域移送并在進行預備清洗后重新向清洗部移送,但這種情況下,需要經過將在卸載區域被卸載的基板向另外的清洗區域移送后重新向清洗部移送的復雜的移送過程,所以,具有基板的整體處理工藝效率低下的問題,并且由于為了額外地設置另外的清洗區域需要對現有設備的布局進行變更或追加,因此具有空間使用性降低,設備變更所需要的費用增加的問題。但是,本實用新型可獲得的有利效果在于,使得在卸載區域對完成研磨工藝的基板進行卸載后向清洗部移送的工藝順序保持不變,并且在基板被卸載的卸載區域使得基板翻轉旋轉并對殘留于基板的異物進行一次預備清洗,據此,即使不對現有設備的布局進行變更或追加,也可不降低工藝效率,使進行本清洗工藝之前殘留于基板的異物最小化。
而且,根據本實用新型可獲得的有利效果在于,由于清洗工藝前通過在卸載區域執行的預備工藝可最大限度地去除殘留于基板的異物,因此,可提高根據本清洗工藝的清洗效果,并提高清洗效率。
另外,根據本實用新型,因為通過切斷單元可對卸載區域的預備清洗處理空間和外部空間進行切斷,所以可獲得的效果在于,可從源頭上切斷在預備清洗中所使用的化學 制劑及清洗液等向進行研磨工藝的基板流入。換句話說,由于切斷單元可從源頭上切斷預備清洗時發生的清洗液及異物向研磨工藝中的其他基板流入,從而可獲得的效果在于,防止由清洗液或異物引起的研磨錯誤或研磨效率降低。
另外,根據本實用新型,由于可以根據基板的種類和特性而選擇多種預備清洗方式進行使用,因此可獲得的有利效果在于,可有效去除固著于基板的表面的異物,并且提高清洗效率。
另外,根據本實用新型可獲得的有利效果在于,由于可使殘留于基板的異物最小化,因而可使基板的次品率最小化,并提高穩定性及可靠性。
附圖說明
圖1是示出現有的化學機械研磨設備的結構的圖,
圖2是示出根據本實用新型的基板處理系統的圖,
圖3是用于說明圖2的切斷單元的圖,
圖4是用于說明圖3的切斷單元的內部結構的圖,
圖5是用于說明圖4的旋轉臂的圖,
圖6至圖8是用于說明圖2的翻轉單元的結構的圖,
圖9及圖10是用于說明圖2的翻轉單元的操作結構的圖,
圖11至圖17是用于說明圖2的預備清洗單元的圖,
圖18至圖22是用于說明根據圖2的基板處理系統的基板處理工藝的圖,
圖23及圖24是示出根據本實用新型的基板處理系統的操作方法的框圖。
具體實施方式
以下,參照附圖對本實用新型的優選實施例進行詳細說明,但是本實用新型并非受實施例的限制或限定。作為參考,本實用新型中相同的標號實質上指代相同的要素,并且在所述規則下可引用其他附圖中所記載的內容來說明,并且可省略對于從業者來說顯而易見或反復的內容。
圖2是示出根據本實用新型的基板處理系統的圖,圖3是用于說明圖2的切斷單元的圖,圖4是用于說明圖3的切斷單元的內部結構的圖,圖5是用于說明圖4的旋轉臂的圖。另外,圖6至圖8是用于說明圖2的翻轉單元的結構的圖,圖9及圖10是用于說明圖2的翻轉單元的操作結構的圖。另外,圖11至圖17是用于說明圖2的預備清洗 單元的圖,圖18至圖22是用于說明根據圖2的基板處理系統的基板處理工藝的圖,
參照圖2,根據本實用新型的基板處理系統1包括:研磨部100,其針對基板10執行化學機械研磨工藝(CMP);卸載區域P1,其設置于研磨部100,并且對完成研磨工藝的基板10進行卸載;翻轉單元210,其設置于卸載區域P1,并且在卸載區域P1接收基板10并使其翻轉旋轉;基板擱置部220,其設置于卸載區域P1,并且得到翻轉旋轉的基板10擱置于所述基板擱置部220;預備清洗單元230,其對擱置于基板擱置部220的基板10進行預備清洗(pre-cleaning);切斷單元240,在卸載區域P1執行預備清洗的期間,其對卸載區域P1的預備清洗處理空間和之外的空間進行切斷;清洗部300,其對通過預備清洗單元230得到預備清洗10的基板進行清洗。
研磨部100可以設置為能夠執行化學機械研磨工藝的多種結構,且本實用新型并不受研磨部100的結構及布局(lay out)的限制或限定。
在研磨部100可以設置多個研磨平板110,并且在各研磨平板110的上面可以緊貼研磨墊。供給至加載單元的基板10以緊貼于載體頭120的狀態旋轉接觸于供給研磨液的研磨墊的上面,從而能夠執行化學機械研磨工藝,所述加載單元設置于研磨部100的區域上,所述載體頭120沿著已經設定的路徑移動。
載體頭120在研磨部100區域上可以沿著已設定的循環路徑移動,且供給至加載單元的基板10(以下稱作供給至基板的加載位置的基板)可以以緊貼于載體頭120的狀態通過載體頭120得到移送。以下以載體頭120設置為從加載單元開始經過研磨平板110沿著大略四邊形形態的循環路徑移動為例進行說明。
不同的是,在設置于研磨部100的一對相互面對的研磨區域之間設置中心移送線,進入研磨部100的基板10首先沿著中心移送線被移送,在各研磨區域上被研磨后,也可直接在卸載區域P1被卸載。如此,基板10在研磨區域被研磨之前通過中心移送線首先被移送的方式,可獲得的有利效果在于,排除用于保持完成研磨的基板10的濕式狀態的另外的噴射裝置,并防止水印的發生。
卸載區域P1設置于研磨部100的區域上,并且完成研磨工藝的基板10在卸載區域P1被卸載。
參照圖2及圖10,翻轉單元210設置于卸載區域P1,并且在卸載區域P1對基板10進行接收并將基板10翻轉180度從而使其翻轉旋轉,以使基板10的研磨面(polishing surface)朝向上側。
更為具體地,翻轉單元210包括:可動組件212,其在卸載區域P1沿上下方向移動; 旋轉組件214,其以可翻轉(turning)旋轉的形式連接于可動組件212;夾緊組件(216),其連接于旋轉組件214,并且夾緊基板10。
可動組件212以在卸載區域P1上能夠沿上下方向直線移動的形式設置。
可動組件212可以設置為通過線性發動機等驅動裝置沿上下方向直線移動。根據情況,可動組件可以設置為通過發動機及動力傳遞部件的組合(例如,齒輪或傳送帶的組合)進行直線移動或利用螺旋部件進行直線移動,且本實用新型并不受可動組件212的直線驅動方式的限制或限定。
旋轉組件214以可翻轉(turning)旋轉的形式連接于可動組件212,且夾緊組件216連接于旋轉組件214,從而可以和旋轉組件214一起相對于可動組件212翻轉旋轉。
旋轉組件214利用一般的旋轉軸及驅動裝置以可旋轉的形式連接于可動組件212。根據情況,也可以設置為使得旋轉組件固定于可動組件,并且可動組件能夠翻轉。
夾緊組件216可以設置為可選擇地對基板10進行夾緊的各種結構,且本實用新型并不受夾緊組件216的結構及特性的限制或限定。例如,夾緊組件216包括:側面夾緊部217,在其內側形成有基板10容納部441,并且對基板10的側面進行支撐;研磨面支撐部件218,其設置于所述基板10容納部441的內側,并且對基板10的研磨面(polishing surface)進行支撐。
側面夾緊部217可設置為能夠對基板10的側面進行支撐的各種結構。例如,側面夾緊部217可以包括:第一夾緊部件217a;第二夾緊部件217b,其與所述第一夾緊部件217a相對,并且設置為可沿靠近及遠離第一夾緊部件217a的方向進行直線移動,在基板(10)的研磨面被研磨面支撐部件218支撐的狀態下,第一夾緊部件217a及第二夾緊部件217b可相互靠近并對基板10的側面進行支撐。根據情況,側面夾緊部也可設置為包括3個以上的夾緊部件。
作為參考,第一夾緊部件217a及第二夾緊部件217b間的靠近及遠離可以通過第一夾緊部件217a及第二夾緊部件217b中任意一個相對另一個移動來執行,或者可以通過第一夾緊部件217a及第二夾緊部件217b均向著互相靠近的方向移動來執行。
研磨面支撐部件218對基板10的研磨面進行支撐。此處,所謂基板10的研磨面指的是,化學機械研磨工藝時與研磨墊接觸且被研磨的基板10的面。
研磨面支撐部件218根據要求的條件及設計樣式可設置為具備各種個數及間隔距離,且本實用新型并不受研磨面支撐部件218的個數及間隔距離的限制或限定。以下以沿著圓周方向隔開的四個研磨面支撐部件218以相互對稱的形式配置為例進行說明。
優選地,研磨面支撐部件218可以設置為能夠使與基板10的研磨面的接觸最小化的結構。當然,研磨面支撐部件也可設置為與基板10的研磨面直接接觸,但在研磨面支撐部件與基板10的直接研磨面接觸的情況下,具有因接觸而受損的危險。因此,優選地,研磨面支撐部件218設置為能夠使與基板10的研磨面的接觸最小化的結構。
能夠使基板10的研磨面接觸最小化的研磨面支撐部件218的結構根據要求的條件及設計樣式可進行各種變更。例如,在研磨面支撐部件218可以向下傾斜的形式形成傾斜向導部218a,并且可以設置為基板10的研磨面邊緣(edge)接觸于傾斜向導部218a。所述結構,基板10的研磨面不與研磨面支撐部件218直接接觸,只有基板10的研磨面邊緣與研磨面支撐部件218接觸,從而可以預防因接觸導致的研磨面受損。
另外,在傾斜向導部218a的前端可形成導槽部(guide chamfer portion)218b,并且基板10的研磨面邊緣可沿導槽部218b接觸。導槽部218b也可以具備向下傾斜的傾斜角度,并且導槽部218b的傾斜角度根據要求的條件及設計樣式可進行各種變更。
就導槽部218b而言,與傾斜向導部218a接觸的基板10的研磨面邊緣的接觸部位可更加得到擴大,因而可以更加穩定地使基板10得到安裝及支撐。
另外,在基板10容納部441的內側可以設置對基板10的非研磨面(non-polishing surface)進行支撐的非研磨面支撐部件219。
作為參考,本實用新型中所謂的基板10的非研磨面指的是,基板10的研磨面的反面。實質上,在化學機械研磨工藝中,基板10的非研磨面(例如,基板10的上面)可以設置為朝向上側,并且翻轉單元210可以將基板10翻轉180度從而使其翻轉,以便基板10的非研磨面朝向下側。
此時,和基板10的研磨面不同,基板10的非研磨面不受接觸的影響束縛,且非研磨面支撐部件219根據要求的條件及設計樣式可設置為能夠對非研磨面進行支撐的各種結構。優選地,非研磨面支撐部件219可以形成為沿著基板10容納部的半徑方向具有比研磨面支撐部件218更短的長度。
參照圖9,完成化學機械研磨工藝的基板10可通過載體頭120被移送從而轉移至翻轉單元210的研磨面支撐部件218上。此時,第一夾緊部件217a及第二夾緊部件217b以相互隔開的狀態配置。并且,完成化學機械研磨工藝的基板10可不經過另外的擱置架,直接從載體頭120轉移至研磨面支撐部件218的上部。
參照圖10,隨著基板10在被轉移至研磨面支持部件218的狀態下沿著第一夾緊部件217a及第二夾緊部件217b相互靠近的方向移動,基板10的研磨面邊緣可以以接觸 于導槽部218b的狀態沿導槽部218b向上移動,所述導槽部218b形成于研磨面支撐部件218的傾斜向導部218a。因此,在基板10的側面通過第一夾緊部件217a及第二夾緊部件217b得到支撐的同時,基板10的研磨面(底面)及非研磨面(上面)可通過研磨面支撐部件218及非研磨面支撐部件219得到支撐。
參照圖4,基板擱置部220設置于卸載區域P1,并且通過翻轉單元210得到翻轉旋轉的基板10以水平的形式擱置于基板擱置部220。
例如,基板擱置部220設置為可以以旋轉軸221為中心進行旋轉,并且在基板擱置部220的上面可以形成擱置針(pin)224,基板10的底面擱置于所述擱置針224。在形成基板擱置部220的旋轉夾具板(未圖示)的上面,可以以間隔規定間距的形式形成多個擱置針224,且基板10的底面可以擱置于擱置針224的上部。擱置針224的個數及配置結構根據要求的條件及設計樣式可進行各種變更。
另外,基板擱置部220可以包括邊緣擱置部222,基板10的邊緣擱置于所述邊緣擱置部222。例如,基板擱置部220可以連接于旋轉夾具板并對基板10的邊緣進行支撐。優選地,為了能夠防止基板10在高速旋轉中晃動,在基板擱置部220可以形成用于容納支撐基板10的外部邊緣的凹入部(未圖示)。并且,在外殼242和基板擱置部220之間可以設置蓋子部件226,所述蓋子部件226用于遮擋從基板10飛散出的清洗液。根據情況,基板擱置部也可以形成為沒有擱置針或邊緣擱置部的單純的板形態。
再次參照圖8,翻轉單元210的夾緊組件216可以以沿上下方向距旋轉組件214的旋轉軸214a間隔已設定的偏心距離H1程度的形式配置。
此處,所謂夾緊組件216以距旋轉組件214的旋轉軸214a間隔已設定的偏心距離H1程度的形式配置定義為,在夾緊組件216基板10被擱置的水平面距旋轉組件214的旋轉軸214a間隔偏心距離H1的程度。
如此,通過使得夾緊組件216以距旋轉組件214的旋轉軸214a間隔已設定的偏心距離H1程度的形式配置,從而可獲得的有利效果在于,可使翻轉單元210的移動沖程(stroke)(參照圖9的L1)最小化,并使得翻轉單元210的控制更加容易。
換句話說,基板10以被夾緊組件216夾緊的狀態翻轉旋轉后被擱置于基板擱置部220。如同現有技術,如果夾緊組件216以同軸的形式配置于旋轉組件214的旋轉軸(在夾緊組件中基板被擱置的水平面和旋轉組件的旋轉軸配置在相同的平面上),則夾緊基板10的夾緊組件216向下直線移動第一沖程大小后,翻轉旋轉,然后夾緊組件216需要重新向下直線移動第二沖程大小,因此存在的問題在于,不僅使翻轉單元210的沖程 變長,而且翻轉單元210的驅動控制變得繁瑣且復雜。
但是,在本實用新型中可獲得的有利效果在于,通過使得夾緊組件216以距旋轉組件214的旋轉軸214a間隔已設定的偏心距離H1程度的形式配置,從而夾緊基板10的夾緊組件216在翻轉旋轉前只向下直線移動一次已設定的沖程大小即可,并且夾緊組件216在翻轉旋轉后不進行另外的額外直線移動,基板10可直接被擱置于基板擱置部220。因此,可獲得的有利效果在于,在將完成研磨工藝的基板10以翻轉的狀態擱置于基板擱置部220時,可減少夾緊組件216的直線移動次數及縮短移動距離(參照圖9的L1),并且使夾緊組件216的驅動控制更加簡便。
預備清洗單元230為了對擱置于基板擱置部220的基板10進行預備清洗(pre-cleaning)而設置。
作為參考,本實用新型中基板10的預備清洗可以理解為,在清洗部300進行清洗之前最大限度地去除殘留于基板10的表面(尤其是,基板的研磨面)的異物的工藝。尤其,在基板10的預備清洗中可以去除殘留于基板10的表面的異物中相對較大的異物(例如,大于100nm的異物),并且可以去除殘留于基板10的表面的有機物。
如此,在卸載區域P1對完成研磨工藝的基板10進行卸載的同時,一并進行預備清洗,據此,即使不追加設置用于進行預備清洗的另外的空間也可以,因而,不對現有設備的布局進行變更或追加,可以使其幾乎保持不變,并且,可以降低完成研磨的基板10直接進入清洗部所致的清洗部300的污染程度的加大。
而且,切斷單元240為了在卸載區域P1執行預備清洗的期間對卸載區域P1的預備清洗處理空間和之外的空間進行切斷而設置。
此處,卸載區域P1的預備清洗處理空間可以理解為進行預備清洗的空間,且預備清洗處理空間通過切斷單元240可以設置為獨立地密閉的腔室結構。
切斷單元240可以防止基板10的預備清洗時所使用的清洗液(例如,化學制劑)等向鄰近的其他設備(例如,研磨墊)流入。
切斷單元240可以設置為能夠設置有與外部切斷的獨立的密閉空間的各種結構。例如,切斷單元240包括:外殼242,其以包圍基板10的周邊的形式設置,并且提供獨立的預備清洗處理空間;開閉部件244,其開閉外殼242的出入口。
例如,外殼242可以設置為上端部形成有出入口的大致四邊形盒子形態,且開閉部件244可以設置為通過一般的驅動部(例如,發動機及動力傳遞部件的組合)以一個地點為中心進行旋轉并使得外殼242的出入口開閉。根據情況,開閉部件也可設置為進行 直線移動且使得出入口開閉,不同的是,也可在外殼的側壁部形成出入口。
并且,可以包括:排氣口242a,其形成于外殼242的壁面;排氣室242b,其連接于外殼242的外側,并且形成和排氣口242a連通的排氣空間;排氣管242c,其連通于排氣室242b,并且排氣室242b形成為具有比排氣管242c寬闊的截面面積。
如此,本實用新型可獲得的效果在于,可使外殼242的內部氣體(例如,煙氣(fume))經過排氣口242a和排氣室242b通過排氣管242c向外部排出,并且使排氣口242a及排氣室242b具有比排氣管242c寬闊的截面面積,從而使通過排氣管242c的排氣壓經過排氣室242b均勻地作用于排氣口242a的整個區域,據此,外殼242的內部氣體向外部排出時,防止在外殼242的內部產生不正常的渦流。更為優選地,可獲得的有利效果在于,通過使排氣口242a和排氣室242b沿著外殼242的側面周圍整體形成(例如,環形態),從而在外殼242的內部形成均勻的排氣壓。
另外,預備清洗單元230根據要求的條件及設計樣式可以設置為以多種清洗方式對基板10進行預備清洗。
例如,預備清洗單元230可以包括清洗流體噴射部232,所述清洗流體噴射部232在卸載區域P1向基板10的表面噴射清洗流體從而執行預備清洗。
此處,清洗流體可以理解為包括所有如同清洗液、蒸汽、異種流體等通過向基板10的表面噴射而可以執行預備清洗的噴射對象物的概念,且本實用新型不受清洗流體的種類的限制或限定。
例如,參照圖11,清洗流體噴射部232設置于卸載區域P1,并且可以包括清洗液噴射部233,所述清洗液噴射部233向基板10的表面噴射清洗液。
清洗液噴射部233根據要求的條件可以設置為向基板10的表面噴射各種清洗液。例如,清洗液噴射部233可以設置為噴射SC1(Standard Clean-1,APM)、氨、硫酸(H2SO4)、臭氧氫氟酸(O3HF)、過氧化氫、純水(DIW)中至少任意一個。尤其,因為在本實用新型中卸載區域P1的預備清洗處理空間設置為獨立的密閉腔室結構,所以作為清洗液可以使用類似SCI的化學制劑(chemical),并且由于可以利用化學制劑執行預備清洗,因此在將要后述的清洗前可預先去除殘留在基板10的表面的部分有機物。
參照圖12及圖13,清洗流體噴射部232設置于卸載區域P1,并可以包括異種流體噴射部235,所述異種流體噴射部235向基板10的表面噴射互不相同的異種(heterogeneity)流體。
異種流體噴射部235可以設置為能夠噴射異種流體的各種結構。例如,異種流體噴 射部235可以包括:第一流體供給部235a、235a',其供給第一流體;第二流體供給部235b、235b',其供給與第一流體不同的第二流體,并且第一流體及第二流體可以以混合或分離的狀態通過和一般的噴嘴一樣的噴射裝置噴射至基板10的表面。
例如,參照圖12,異種流體噴射部235可以包括獨立設置的第一流體噴射噴嘴235a及第二流體噴射噴嘴235b,并且在第一流體噴射噴嘴及第二流體噴射噴嘴,第一流體及第二流體可以以相互分離的狀態噴射至基板10的表面。
異種流體噴射部235'的其他例子,參照圖13,異種流體噴射部235可以包括:第一流體通道235a',其供給第一流體;第二流體通道235b',其供給第二流體;混合噴射通道235c',其使第一流體及第二流體混合并噴射,并且在混合噴射通道235c',第一流體及第二流體可以以相互混合的狀態高速噴射至基板10的表面。
在異種流體噴射部235能夠噴射的異種流體的種類及特性根據要求的條件及設計樣式可進行各種變更。例如,第一流體可以是氣狀流體及液態流體中任意一個,第二流體可以是氣狀流體及液態流體中任意一個。例如,為了提高異物去除效率,異種流體噴射部235可以設置為同時噴射作為液態流體的純水(DIW)和作為氣態流體的氮氣(N2)。根據情況,如果可以保障根據異種流體的彈力及異物去除效率,也可以使用兩種不同種類的液態流體或兩種不同種類的氣態流體。
另外,優選地,清洗液噴射部233及異種流體噴射部235所噴射的清洗液及/或異種流體通過高壓噴射,以便可以以充分的撞擊力撞擊殘留于基板10的表面的異物。
重新參照圖12,在卸載區域P1可以設置兆聲波(Megasonic)發生器236,所述兆聲波發生器236向基板10的表面供給振動能源。
兆聲波發生器236根據要求的條件及設計樣式以多種方式向基板10的表面供給振動能(例如,高頻振動能或低頻振動能)。以下以兆聲波發生器236設置為能夠以通過異種流體噴射部235向基板10的表面噴射的清洗液或化學制劑為媒介使得基板10的表面振動從而有效地將殘留于基板10的表面的異物從基板10分離為例進行說明。根據情況兆聲波發生器也可設置為直接向基板供給振動能。
另外,根據振動的頻段而被去除的顆粒(異物)的大小可以不同,兆聲波發生器236可以有選擇地根據顆粒的大小使頻段不同。所述頻段變更方式可以解決在形成于基板10的表面的槽(trench)或接觸孔(contact hole)的內部存在氣泡的情況下因氣泡而超聲波振動不向基板10的表面傳遞的問題,并且可以向基板10的表面提供均勻地施加超聲波振動的清洗液。
并且,參照圖14,清洗流體噴射部232(例如,清洗液噴射部或異種流體噴射部)以相對基板10的表面可振動(oscillation)的形式設置,從而可以設置為將清洗液及/或異種流體向基板10的表面振動噴射(oscillation spray)。
清洗流體噴射部232根據要求的條件及設計樣式可以設置為能夠以多種方式振動。以下以如下構成為例進行說明:通過使清洗流體噴射部232擺動(swing)旋轉從而可以使清洗液及/或異種流體向基板10的表面振動噴射。所述結構通過可以使清洗液及/或異種流體向基板10的表面振動噴射,從而可以使根據清洗液及/或異種流體的清洗效率最大化,并使清洗液及/或異種流體的使用量更加降低。另外,所述方式可獲得如下效果:通過根據清洗液及/或異種流體的清洗力(包括撞擊力)使異物從基板10表面的表面分離,同時掃除分離的異物并使其向基板10的外面排出。
另外,參照圖8,清洗流體噴射部232設置于卸載區域P1,并可以包括蒸汽噴射部234,所述蒸汽噴射部234向基板10的表面噴射由蒸汽發生部234a發出的蒸汽。
尤其,從蒸汽噴射部234噴射的蒸汽在去除殘留于基板10的表面的有機物方面效果顯著。作為參考,蒸汽噴射部234可以設置為,保障通過蒸汽的有機物去除效率的同時以可以防止基板10受損的溫度噴射蒸汽。優選地,蒸汽噴射部234可以以60℃~120℃的溫度噴射蒸汽。
與清洗液噴射部233及異種流體噴射部235一樣,蒸汽噴射部234也可以設置為,相對基板10的表面可以振動,并且向基板10的表面振動噴射蒸汽。(參照圖14)
參照圖16及圖17,清洗流體噴射部232設置于卸載區域P1,并包括異種流體噴射部237,所述異種流體噴射部237向基板10的表面噴射互不相同的異種流體,并且異種流體噴射部237可以包括:干冰供給部,其供給干冰粒子;流體噴射部,其向基板10的表面噴射流體。
流體噴射部根據要求的條件及設計樣式可以設置為噴射多種流體。例如,流體噴射部可以設置為噴射氣態流體及液態流體中至少任意一個。以下以異種流體噴射部設置為同時噴射干冰粒子和氣態流體G1為例進行說明。根據情況,異種流體噴射部也可以設置為同時噴射干冰粒子和液態流體(例如,DIW)。
流體噴射部可以設置為能夠將干冰粒子(D1)和流體混合并噴射的多種結構。例如,流體噴射部可以設置為包括:氣態流體供給通道237a,其供給氣態流體;干冰供給通道237b,其供給干冰;噴射體排出通道237c,其使得氣態流體G1和干冰粒子D1混合及噴射。
以下以如下構成為例進行說明:使得通過干冰供給通道237b供給的干冰以液體狀態的二氧化碳形式被供給,并在通過噴射體排出通道237c的同時固化為干冰固體粒子。
為此,氣態流體供給通道237a包括:第一截面固定區域S1,其沿著氣態流體G1的流動方向截面固定;截面縮小區域S2,其沿著氣態流體G1的流動方向截面漸漸縮小;第二截面固定區域S31的一部分,其沿著氣態流體G1的流動方向截面固定。
因此,氣態流體G1通過第一截面固定區域S1的同時使得流動趨于穩定,并且通過截面縮小區域S2的同時壓力漸漸變小從而使得氣體的流速變快,而且通過第二截面固定區域S31的一部分的同時使得流動趨于穩定。此時,隨著在距離第二截面固定區域S31開始的地點規定的距離程度的第一地點形成分支通道(干冰供給通道)的出口,通過氣態流體供給通道237a得到供給的壓縮氣體在通過截面縮小區域S2的同時流速變快,并且在開始通過第二截面固定區域S31的同時達到流動趨于穩定的狀態。
在所述狀態中,通過分支通道(干冰供給通道)液體狀態的高壓的二氧化碳向第二截面固定區域的第一位置X1流入的同時,如果液體狀態的二氧化碳到達壓力相對較低的第二截面固定區域S31,則在壓力驟減的同時固化為干冰固體粒子。
另外,氣體供給部可以設置為通過氣態流體供給通道237a供給空氣、氮氣、氬氣等惰性氣體中任意一個以上。通過氣態流體供給通道237a供給惰性氣體的情況下,由于抑制在基板10上發生化學反應因而具有可以提高清洗效果的優點。
分支通道形成為具有和沿著氣態流體通道237a的氣態流動方向相同的方向成分的同時,沿著直線形態的中心線相對供給氣態流體的氣態流體供給通道237a形成銳角。據此,通過分支通道流入的液體狀態的二氧化碳順暢地向氣態流體供給通道237a末端的第一位置X1流入。
例如,從高壓容器向分支通道(干冰供給通道)供給液體狀態的二氧化碳。并且,向分支通道注入的液體狀態的二氧化碳的壓力也以較高的形式保持。因此,通過分支通道得到供給的液體狀態的二氧化碳從第一位置X1合流至氣態流體供給通道237a的瞬間,高壓狀態的二氧化碳從高壓降低為低壓,隨之,液體狀態的二氧化碳固化為固體狀態的干冰。
而且,代替通過分支通道供給固體狀態的干冰粒子,通過分支通道供給液體狀態的二氧化碳,從而在液體狀態的二氧化碳到達低壓的氣態流體供給通道237a的同時,固化為微細的干冰固體粒子,因而與通過氣態流體供給通道237a而流動的氣體流動一同通過排出通道的同時,均勻地得到混合。
分支通道的截面形成為比氣態流體供給通道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過對分支通道的截面大小進行調節來調節。例如,干冰粒子的直徑可以形成為100μm至2000μm的大小。
噴射體排出通道237c和氣態流體供給通道237a連接而配置為一字形態,且在和分支通道連通的第一位置X1,使得通過分支通道供給的液體狀態的二氧化碳得到固化的干冰粒子和氣態流體結合并形成噴射體。并且,通過由氣態流體供給通道237a和分支通道供給的氣態流體和二氧化碳的流動壓力,使得噴射體向吐出口移動并排出。
此時,排出噴射體的排出區域S3由第二截面固定區域S31和截面擴大區域S32形成,所述第二截面固定區域S31沿流動方向保持固定的截面,所述截面擴大區域S32沿流動方向截面漸漸擴大。因此,在第二截面固定區域S31的第一位置X1,微細的干冰固體粒子向穩定地流動的氣體流動內均勻地擴散的同時通過排出區域S3。因此,在從吐出口吐出的噴射體中,氣態流體和微細的干冰固定粒子以混合的狀態均勻排出。
尤其,具有如下效果:由于在截面縮小區域S2流速變快的氣態流體在通過截面擴大區域的同時氣體膨脹且溫度降低,因而可以使吐出的噴射體的溫度降低。因此可獲得如下效果:通過對基板10的表面進行撞擊的噴射體,使得基板10得到冷卻,因而在清洗基板10的期間,可以防止因熱遷移效果(Thermo-phoresis)而從基板10落下的微細粒子(異物粒子)懸浮于周圍而又重新附著于基板10。
如此,對干冰和流體進行噴射的異種流體噴射部235可以在較短的時間內干凈地去除固著于進行化學機械研磨工藝的基板10的表面的多種研磨液,而且,不僅可以縮短后面將要敘述的刷子清洗工藝時間,還可以減少用于對粘附于基板10的表面的異物進行去除的化學制劑的量。
另外,雖然在本實用新型的實施例中以如下構成為例進行了說明:使得液體狀態的二氧化碳固化從而供給干冰固體粒子,但是根據情況也可設置為已經固化的干冰固體粒子通過干冰供給通道得到供給。另外,噴射干冰和流體的異種流體噴射部也可形成為具有長長的狹縫形態的吐出口。
另外,同時噴射干冰和流體的異種流體噴射部237也可以設置為,相對基板10的表面可以振動,并且向基板10的表面振動噴射干冰和流體。(參照圖14)
而且,雖然在本實用新型中以如下構成為例進行了說明:噴射干冰和流體的異種流體噴射部包括氣態流體供給通道、分支通道及排出通道,但根據情況可以設置為,通過和異種流體噴射部相同或相似的結構高速噴射清洗液或化學制劑,所述異種流體噴射部 包括氣態流體供給通道、分支通道及排出通道。
另外,在噴射氣態流體和液態流體(或兩種氣態流體或兩種液態流體)的異種流體噴射部的情況下,也可使用與噴射干冰和流體的異種流體噴射部相同或相似的噴射結構。假如,噴射氣態流體和液態流體的異種流體噴射部可包括氣體供給通道(參照圖16的237a)和液體供給通道(參照圖16的237b),所述氣體供給通道設置有截面縮小區域,所述截面縮小區域沿氣體的流動方向其截面漸漸縮小并使氣體的流速增加,并且從截面縮小區域到吐出口形成第三區域,所述液體供給通道在接近吐出口的第一位置使得液體合流至氣體供給通道。
而且,雖然在本實用新型的實施例中以向基板10的表面噴射清洗液等,并以非接觸方式進行基板10的預備清洗為例進行了說明,但是根據情況,預備清洗單元可以包括清洗刷,所述清洗刷旋轉接觸于基板的表面。
另外,參照圖5,根據本實用新型的基板處理系統1可以包括旋轉臂231,所述旋轉臂231設置為可向第一位置RP1和第二位置RP1旋轉,所述第一位置RP1為在卸載區域P1配置于基板10的上部的位置,所述第二位置RP1為在卸載區域P1配置于基板10的外側的位置,清洗單元230可以安裝于旋轉臂231。
優選地,清洗單元230有選擇地以可分離的形式安裝于旋轉臂231。如此,可獲得的有利效果在于,通過將清洗單元230以可分離的形式安裝于一個旋轉臂231,沒有必要分別設置用于安裝噴射部的多個旋轉臂或支撐裝置,可以共用一個旋轉臂,因此可以簡化結構并增加空間使用性,所述噴射部對不同種類的清洗流體進行噴射。而且,可獲得的效果在于,在基板10通過翻轉單元210得到翻轉或向外部移送完成預備清洗的基板10期間,通過將旋轉臂231配置于第二位置RP1來預防與翻轉單元210或移送單元等周邊裝置的碰撞。
再次參照圖2,清洗部300設置于鄰近研磨部100的側部,且為了在卸載區域P1對殘留于得到預備清洗的基板10的表面的異物進行清洗而設置。
作為參考,本實用新型中在清洗部300進行基板10的清洗可以理解為,進行預備清洗后最大限度地對殘留于基板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)的異物進行清洗的工藝。尤其,可以去除基板10的清洗中殘留于基板10的表面的異物中相對較小的異物(例如,40~100nm大小的異物)和以較強的附著力附著的異物。
而且,設置為在清洗部300得到清洗的基板10以無清洗狀態執行已設定的后續工 藝。此處,所謂以無清洗狀態對基板10執行后續工藝可以理解為,使得在清洗部300的清洗工藝作為完成針對基板10的所有清洗工藝的最后清洗工藝,并且,針對完成清洗工藝的基板10,在沒有追加的清洗工藝的情況下,可以進行后續工藝(例如,沉積工藝)。
清洗部300可以設置為能夠執行多個步驟的清洗及干燥工藝的結構,且本實用新型并不受構成清洗部300的清洗站(station)的結構及布局的限制或限定。
優選地,為了能夠有效地進行用于去除殘留于基板10的表面的有機物及其他不同的異物的清洗,清洗部300可以包括:接觸式清洗單元400,其以物理的形式接觸于基板10的表面并進行清洗;非接觸式清洗單元500,其以物理的形式非接觸于基板10的表面并進行清洗。根據情況,清洗部也可以設置為只包括接觸式清洗單元及非接觸式清洗單元中的任意一個。而且,雖然構成清洗部的多個清洗單元可以配置為單層結構,但根據情況也可以將構成清洗部的多個清洗單元配置為沿著上下方向層積而形成的多層結構。
在接觸式清洗單元402、404可以設置清洗刷、化學制劑供給部等。
在非接觸式清洗單元502、504,基板10以單個地擱置于擱置架的狀態,可以通過清洗流體噴射部(清洗液噴射部、蒸汽噴射部、異種流體噴射部)、亞異丙基酒精噴射部、兆聲波發生器中至少任意一個得到清洗。
以下參照圖18至圖22對根據本實用新型的基板處理系統的基板10處理工藝進行說明。
參照圖18,完成研磨工藝的基板10通過載體頭120經過形成于外殼242的上面的出入部后被翻轉單元210接收。此時,翻轉單元210在接收基板10之前預先以向外殼242的上部區域移動的狀態配置,然后從載體頭120接收基板10。
接下來,參照圖19,接收基板10的翻轉單元210向下直線移動已設定的沖程L1大小。
之后,如圖20所示,翻轉單元210的夾緊組件216以旋轉組件214的旋轉軸為中心翻轉旋轉180度。隨著夾緊組件216翻轉旋轉,基板10可以配置于基板擱置部220的正上端,并且基板10從夾緊組件216轉移至基板擱置部220。
參照圖21,基板10被擱置于基板擱置部220后,在旋轉臂231向配置于基板10的上部的第一位置RP1旋轉的狀態下,基板10通過預備清洗單元230得到預備清洗。此時,在預備清洗基板10的期間,蓋子部件226上下移動從而阻擋從基板10飛散的清 洗液。
參照圖22,如果完成針對基板10的預備清洗,則旋轉臂231向配置于基板10的外側的第二位置旋轉的同時,蓋子部件226向下移動。之后,基板10通過移送單元被移送至清洗部。此時,移送單元可以通過形成于外殼242的輔助出入部出入,且輔助出入部設置為有選擇地通過另外的開閉部件244開閉。
另外,圖23及圖24是示出根據本實用新型的基板處理系統的操作方法的框圖。并且,針對與上述構成相同及相當于相同的部分賦予相同或相當于相同的參考標號,并省略有關其的詳細說明。
參照圖23,根據本實用新型的基板處理系統的操作包括如下步驟:研磨步驟S10,在研磨部100執行針對基板10的化學機械研磨(CMP)工藝;翻轉旋轉步驟S20,在設置于研磨部100的卸載區域P1接收完成研磨工藝的基板10并使其翻轉旋轉;基板10擱置步驟S30,將翻轉旋轉的基板10擱置于基板擱置部220,所述基板擱置部220設置于卸載區域P1;預備清洗步驟S40,利用設置于卸載區P1的預備清洗單元230對擱置于基板擱置部220的基板10進行預備清洗(pre-cleaning);清洗步驟S50,在清洗部對在預備清洗步驟得到預備清洗的基板10進行清洗。
步驟一:
首先,執行針對基板10的化學機械研磨(CMP)工藝。S10
在研磨步驟S10中,基板10以緊貼于載體頭(圖2的120)的狀態旋轉接觸于供給研磨液的研磨墊的上面,從而執行化學機械研磨工藝。
步驟二:
接下來,在設置于研磨部100的卸載區域P1接收完成研磨工藝的基板10并使其翻轉旋轉。S20
在翻轉旋轉步驟S20中,完成研磨工藝的基板10通過設置于卸載區域P1的翻轉單元210翻轉旋轉180度。
具體地,翻轉旋轉步驟包括:接收步驟,在設置于卸載區域P1的翻轉單元210對完成研磨工藝的基板10進行接收;移動步驟,使得接收基板10的翻轉單元210以向基板擱置部220鄰近的形式移動;旋轉步驟,使接收基板10的翻轉單元210旋轉180度。
換句話說,如圖18所示,完成研磨工藝的基板10通過載體頭120經過形成于外殼242的上面的出入部后被翻轉單元210接收。此時,翻轉單元210在接收基板10之前預先以向外殼242的上部區域移動的狀態配置,然后從載體頭120接收基板10。
如圖19所示,接收基板10的翻轉單元210向下直線移動已設定的沖程L1大小后,如圖20所示,隨著翻轉單元210的夾緊組件216以旋轉組件214的旋轉軸為中心翻轉旋轉180度,基板10可以配置于基板擱置部220的正上端。
步驟三:
接下來,將翻轉旋轉的基板10擱置于基板擱置部220,所述基板擱置部220設置于卸載區域P1。S30
在基板10擱置步驟S30中,通過翻轉單元210得到翻轉旋轉的基板10以水平的形式擱置于基板擱置部220的上部。
優選地,在基板10擱置步驟S30中,基板10的邊緣被邊緣擱置部(參照圖4的222)支撐,從而可以防止在高速旋轉中基板10發生晃動。
步驟四:
接下來,利用設置于卸載區域P1的預備清洗單元230對擱置于基板擱置部220的基板10進行預備清洗(pre-cleaning)。S40
作為參考,所謂的基板10的預備清洗可以理解為,在清洗部300進行針對基板10的清洗之前,最大限度地對殘留于基板10的表面(尤其是,基板的研磨面)的異物進行清洗的工藝。
優選地,預備清洗步驟S40在設置于研磨部(參照圖2的100)的預備清洗區域P1進行。換句話說,完成研磨工藝的基板10在設置于研磨部100的預備清洗區域P1被卸載,并且在預備清洗步驟S40中針對被卸載的基板10進行預備清洗。
此時,完成研磨工藝的基板10翻轉180度并在擱置于基板擱置部220的狀態下進行預備清洗。
如此,可獲得的有利效果在于,使得在預備清洗區域P1對完成研磨工藝的基板10進行卸載后向清洗部移送的工藝順序保持不變,并且在基板10被卸載的預備清洗區域P1對殘留于基板10的異物進行一次預備清洗,據此,即使不對現有設備的布局進行變更或追加,也可不降低工藝效率,使進行本清洗工藝(通過清洗部的清洗步驟)之前殘留于基板10的異物最小化。
作為參考,在預備清洗步驟S40中,向基板10的表面噴射化學制劑、純水(DIW)、蒸汽、異種流體等清洗流體,或者使清洗刷旋轉接觸于基板10的表面,或者向基板10的表面供給振動能,從而可以執行預備清洗。(參照圖10至圖17)
而且,在預備清洗步驟中可獲得的效果在于,基板10在切斷單元240的內部進行 預備清洗,從而防止預備清洗時所使用的清洗液(例如,化學制劑)等向鄰近的其他設備(例如,研磨墊)流入,所述切斷單元240對卸載區域P1的預備清洗處理空間和之外的空間進行切斷。
步驟五:
接下來,在清洗部對在預備清洗步驟得到預備清洗的基板10進行清洗。S50
在清洗步驟S50中,利用清洗部300對在預備清洗步驟S30得到預備清洗的基板10再次進行清洗。
作為參考,在清洗步驟S40中基板10的清洗可以理解為,進行預備清洗后,用于對殘留于基板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)的異物進行清洗的工藝。
而且,在清洗步驟S50中得到清洗的基板10設置為以無清洗狀態執行已設定的后續工藝。此處,所謂以無清洗狀態對基板10執行后續工藝可以理解為,使得在清洗步驟S50的清洗工藝作為完成針對基板10的所有清洗工藝的最后清洗工藝,而針對完成清洗工藝的基板10,在沒有追加的清洗工藝的情況下,可以進行后續工藝(例如,沉積工藝)。
而且,在清洗步驟S50中,向基板10的表面噴射化學制劑、純水(DIW)、蒸汽、異種流體等之類的清洗流體(非接觸式清洗),或者使清洗刷旋轉接觸于基板10的表面(接觸式清洗),或者向基板10的表面供給振動能,或者向基板10的表面噴射亞異丙基酒精(IPA),從而可以執行清洗。
如上所述,雖然參照本實用新型的優選實施例進行了說明,但可以理解的是,如果是相應技術領域的熟練的從業人員,在不脫離下面的權利要求所記載的本實用新型的思想及領域的范圍內,可以對本實用新型進行各種修改及變更。
標號說明
10:基板 100:研磨部
110:研磨平板 120:載體頭
210:翻轉單元 212:可動組件
214:旋轉組件 216:夾緊組件
217:側面夾緊部 217a:第一夾緊部件
217b:第二夾緊部件 218:研磨面支撐部件
218a:傾斜向導部 218b:導槽部
219:非研磨面支撐部件 220:基板擱置部
230:預備清洗單元 232:清洗流體噴射部
233:清洗液噴射部 234:蒸汽噴射部
235:異種流體噴射部 236:兆聲波發生器
240:切斷單元 242:外殼
242a:排氣口 242b:排氣室
242c:排氣管 244:開閉部件
300:清洗部 。