会员体验
专利管家(专利管理)
工作空间(专利管理)
风险监控(情报监控)
数据分析(专利分析)
侵权分析(诉讼无效)
联系我们
交流群
官方交流:
QQ群: 891211   
微信请扫码    >>>
现在联系顾问~
首页 / 专利分类库 / 磨削;抛光 / 一种化学机械研磨设备中的清洗装置和方法

一种化学机械研磨设备中的清洗装置和方法

申请号 CN202311778160.4 申请日 2023-12-21 公开(公告)号 CN117747528A 公开(公告)日 2024-03-22
申请人 上海集成电路装备材料产业创新中心有限公司; 发明人 宋朋;
摘要 本 发明 公开了一种化学机械 研磨 设备中的清洗装置和方法,清洗装置包括:清洗模 块 、 水 平干燥模块和传送及翻转模块;所述传送及翻转模块用于将研磨后垂直放置的待清洗的处理对象抓取和传送后,垂直放入所述清洗模块进行垂直状态的清洗,将清洗后的所述处理对象保持垂直状态取出所述清洗模块,并在经所述传送及翻转模块对清洗后的所述处理对象作水平翻转和传送后,水平放入所述水平干燥模块进行水平状态的干燥。本发明能够减少清洗装置的总占用空间,节约清洗周期时间,提高了清洗环节的效率,具有流程短,清洗周期短的优点。
权利要求

1.一种化学机械研磨设备中的清洗装置,其特征在于,包括:清洗模平干燥模块和传送及翻转模块;
所述传送及翻转模块用于将研磨后垂直放置的待清洗的处理对象抓取和传送后,垂直放入所述清洗模块进行垂直状态的清洗,将清洗后的所述处理对象保持垂直状态取出所述清洗模块,并在对清洗后的所述处理对象作水平翻转和传送后,水平放入所述水平干燥模块进行水平状态的干燥。
2.根据权利要求1所述的化学机械研磨设备中的清洗装置,其特征在于,还包括:研磨后放置区模块,用于垂直放置研磨后待清洗的所述处理对象;所述研磨后放置区模块、所述清洗模块和所述水平干燥模块依次顺序设置,所述传送及翻转模块沿传送走向水平悬设于所述研磨后放置区模块、所述清洗模块和所述水平干燥模块的上方。
3.根据权利要求2所述的化学机械研磨设备中的清洗装置,其特征在于,所述传送及翻转模块设有水平移载机构,所述水平移载机构设有的水平运动部上设有第一垂直移载机构,所述第一垂直移载机构设有的第一垂直运动部上设有水平翻转机构,所述水平翻转机构设有的水平翻转部上设有用于抓取所述处理对象的第一卡爪;所述处理对象在所述清洗模块中进行清洗后,所述传送及翻转模块通过控制所述水平运动部的平移动作,使携带的所述第一卡爪移动至所述清洗模块上方,并通过控制所述第一垂直运动部的升降动作,使所述第一卡爪降落在所述清洗模块中,将所述处理对象垂直抓取后升起,以及通过控制所述水平翻转部的水平翻转动作,使所述第一卡爪与所述处理对象一起由垂直状态翻转为水平状态后,再通过控制所述水平运动部的平移动作,使所述第一卡爪携带水平状态的所述处理对象一起移动至所述水平干燥模块上方,并通过控制所述第一垂直运动部的升降动作,使所述第一卡爪降落将所述处理对象水平放入所述水平干燥模块中进行水平状态的干燥。
4.根据权利要求3所述的化学机械研磨设备中的清洗装置,其特征在于,所述水平翻转部包括水平旋转单元,所述水平翻转机构通过设有的水平旋转单元,控制使所述第一卡爪在垂直和水平两种状态之间翻转以切换。
5.根据权利要求3所述的化学机械研磨设备中的清洗装置,其特征在于,所述水平运动部上还设有第二垂直移载机构,所述第二垂直移载机构设有的第二垂直运动部上设有用于抓取垂直状态的所述处理对象的垂直状态的第二卡爪;所述传送及翻转模块通过控制所述水平运动部的平移动作,使携带的所述第二卡爪移动至所述研磨后放置区模块上方,并通过控制所述第二垂直运动部的升降动作,使所述第二卡爪降落在所述研磨后放置区模块中,将所述处理对象垂直抓取后升起,再通过控制所述水平运动部的平移动作,使所述第二卡爪携带所述处理对象一起移动至所述清洗模块上方,并通过控制所述第二垂直运动部的升降动作,使所述第二卡爪降落将所述处理对象垂直放入所述清洗模块中进行垂直状态的清洗。
6.根据权利要求2所述的化学机械研磨设备中的清洗装置,其特征在于,所述清洗模块设有依次顺序设置的热震荡清洗槽和刷洗槽,所述热震荡清洗槽为一个或并列的多个,所述刷洗槽为一个或并列的多个,通过所述传送及翻转模块将所述处理对象由所述研磨后放置区模块中取出后,先放入所述热震荡清洗槽中进行一道或多道热震荡清洗作业,再取出并放入所述刷洗槽中进行一道或多道刷洗作业,之后,再取出并放入所述水平干燥模块中进行干燥作业。
7.根据权利要求1所述的化学机械研磨设备中的清洗装置,其特征在于,所述水平干燥模块设有水平甩干机构,所述水平甩干机构设有水平旋转部,所述水平旋转部上水平设有固定部,所述固定部用于对水平放置的所述处理对象进行吸附以进行甩干作业。
8.根据权利要求7所述的化学机械研磨设备中的清洗装置,其特征在于,所述固定部包括沿所述水平旋转部径向分置的至少三个真空吸盘,所述真空吸盘用于对水平放置状态的所述处理对象的下表面进行真空吸附,使所述处理对象在所述水平旋转部上处于对中或偏置的转动状态被甩干;和/或,所述水平甩干机构还设有防护罩,所述防护罩围绕设置在所述水平旋转部的周围。
9.一种化学机械研磨设备中的清洗方法,其特征在于,包括:
对研磨后垂直放置的处理对象进行保持垂直状态的抓取,并在进行转移后,使所述处理对象处于垂直状态进行清洗;
清洗取出后,将垂直状态的所述处理对象作水平翻转,并在进行转移后,使所述处理对象处于水平状态进行干燥。
10.根据权利要求9所述的化学机械研磨设备中的清洗方法,其特征在于,所述将垂直状态的所述处理对象作水平翻转,包括在进行转移前,完成对所述处理对象所作的水平翻转,或在进行转移的过程中,完成对所述处理对象所作的水平翻转;和/或,所述使所述处理对象处于水平状态进行干燥,包括使所述处理对象处于对中的旋转状态被甩干,或处于偏置的偏转状态被甩干。

说明书全文

一种化学机械研磨设备中的清洗装置和方法

技术领域

[0001] 本发明涉及半导体集成电路工艺技术领域,尤其涉及一种化学机械研磨设备中的清洗装置和方法。

背景技术

[0002] 化学机械研磨设备,主要由晶圆传送、研磨和清洗三个功能部分组成。如图1所示,现有的一种化学机械研磨设备中的垂直式清洗装置,用于对研磨后的晶圆以垂直状态进行清洗,其主要包括晶圆研磨后放置区模、热震荡清洗模块、1道刷洗模块、2道刷洗模块、垂直甩干模块和平翻转模块等多个工位,并通过横梁臂式垂直传送(即对晶圆进行垂直状态的传送)模块进行上述各工位之间的晶圆传送。由于垂直式清洗装置工艺流程较长,工序较多,因而是影响化学机械研磨工艺效率的重要环节之一。
[0003] 目前,应用上述形式的化学机械研磨设备,其研磨后清洗的工作流程为:研磨后的晶圆从研磨后放置区向热震荡清洗、2道刷洗、垂直甩干及水平翻转各工位(模块)依次流转,所有流程均通过横梁臂式垂直传送模块来进行传送。其中,晶圆在整个清洗环节全部采用垂直放置形式,所以横梁臂式垂直传送模块中的传送横梁臂在各工位之间传送晶圆时,只需沿竖直方向(Y轴)抓取晶圆,并沿水平方向(X轴)移动晶圆即可。在清洗环节最后的晶圆水平翻转工位,由水平翻转模块将传送横梁臂垂直放入的晶圆翻转至水平状态,并由后道工序的传送机械将水平状态的晶圆从水平翻转模块中取出后,结束整个清洗环节的作业。
[0004] 上述清洗环节中,水平翻转模块并不直接参与对晶圆的清洗,仅用于对晶圆进行翻转,以与垂直式清洗形式进行匹配,但相对于清洗环节中的其他模块,却需要占用较大的空间。并且,在清洗工艺中,需要由传送横梁臂将垂直甩干后的晶圆垂直放入水平翻转模块后,再由水平翻转模块进行水平翻转,需要制定对应的翻转工艺菜单,以保证生产节拍的控制,且需要消耗相应的翻转处理时间,使得清洗环节的效率被严重降低。
[0005] 由于研磨后清洗是整个化学机械研磨工艺中的重要环节之一,因而清洗环节效率的降低,将影响到化学机械研磨的整体小时产出量。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷,提供一种化学机械研磨设备中的清洗装置和方法。
[0007] 为实现上述目的,本发明的技术方案如下:
[0008] 本发明提供一种化学机械研磨设备中的清洗装置,包括:清洗模块、水平干燥模块和传送及翻转模块;
[0009] 所述传送及翻转模块用于将研磨后垂直放置的待清洗的处理对象抓取和传送后,垂直放入所述清洗模块进行垂直状态的清洗,将清洗后的所述处理对象保持垂直状态取出所述清洗模块,并在对清洗后的所述处理对象作水平翻转和传送后,水平放入所述水平干燥模块进行水平状态的干燥。
[0010] 进一步地,还包括:研磨后放置区模块,用于垂直放置研磨后待清洗的所述处理对象;所述研磨后放置区模块、所述清洗模块和所述水平干燥模块依次顺序设置,所述传送及翻转模块沿传送走向水平悬设于所述研磨后放置区模块、所述清洗模块和所述水平干燥模块的上方。
[0011] 进一步地,所述传送及翻转模块设有水平移载机构,所述水平移载机构设有的水平运动部上设有第一垂直移载机构,所述第一垂直移载机构设有的第一垂直运动部上设有水平翻转机构,所述水平翻转机构设有的水平翻转部上设有用于抓取所述处理对象的第一卡爪;所述处理对象在所述清洗模块中进行清洗后,所述传送及翻转模块通过控制所述水平运动部的平移动作,使携带的所述第一卡爪移动至所述清洗模块上方,并通过控制所述第一垂直运动部的升降动作,使所述第一卡爪降落在所述清洗模块中,将所述处理对象垂直抓取后升起,以及通过控制所述水平翻转部的水平翻转动作,使所述第一卡爪与所述处理对象一起由垂直状态翻转为水平状态后,再通过控制所述水平运动部的平移动作,使所述第一卡爪携带水平状态的所述处理对象一起移动至所述水平干燥模块上方,并通过控制所述第一垂直运动部的升降动作,使所述第一卡爪降落将所述处理对象水平放入所述水平干燥模块中进行水平状态的干燥。
[0012] 进一步地,所述水平翻转部包括水平旋转单元,所述水平翻转机构通过设有的水平旋转单元,控制使所述第一卡爪在垂直和水平两种状态之间翻转以切换。
[0013] 进一步地,所述水平运动部上还设有第二垂直移载机构,所述第二垂直移载机构设有的第二垂直运动部上设有用于抓取垂直状态的所述处理对象的垂直状态的第二卡爪;所述传送及翻转模块通过控制所述水平运动部的平移动作,使携带的所述第二卡爪移动至所述研磨后放置区模块上方,并通过控制所述第二垂直运动部的升降动作,使所述第二卡爪降落在所述研磨后放置区模块中,将所述处理对象垂直抓取后升起,再通过控制所述水平运动部的平移动作,使所述第二卡爪携带所述处理对象一起移动至所述清洗模块上方,并通过控制所述第二垂直运动部的升降动作,使所述第二卡爪降落将所述处理对象垂直放入所述清洗模块中进行垂直状态的清洗。
[0014] 进一步地,所述清洗模块设有依次顺序设置的热震荡清洗槽和刷洗槽,所述热震荡清洗槽为一个或并列的多个,所述刷洗槽为一个或并列的多个,通过所述传送及翻转模块将所述处理对象由所述研磨后放置区模块中取出后,先放入所述热震荡清洗槽中进行一道或多道热震荡清洗作业,再取出并放入所述刷洗槽中进行一道或多道刷洗作业,之后,再取出并放入所述水平干燥模块中进行干燥作业。
[0015] 进一步地,所述水平干燥模块设有水平甩干机构,所述水平甩干机构设有水平旋转部,所述水平旋转部上水平设有固定部,所述固定部用于对水平放置的所述处理对象进行吸附以进行甩干作业。
[0016] 进一步地,所述固定部包括沿所述水平旋转部径向分置的至少三个真空吸盘,所述真空吸盘用于对水平放置状态的所述处理对象的下表面进行真空吸附,使所述处理对象在所述水平旋转部上处于对中或偏置的转动状态被甩干;和/或,所述水平甩干机构还设有防护罩,所述防护罩围绕设置在所述水平旋转部的周围。
[0017] 本发明还提供一种化学机械研磨设备中的清洗方法,包括:
[0018] 对研磨后垂直放置的处理对象进行保持垂直状态的抓取,并在进行转移后,使所述处理对象处于垂直状态进行清洗;
[0019] 清洗取出后,将垂直状态的所述处理对象作水平翻转,并在进行转移后,使所述处理对象处于水平状态进行干燥。
[0020] 进一步地,所述将垂直状态的所述处理对象作水平翻转,包括在进行转移前,完成对所述处理对象所作的水平翻转,或在进行转移的过程中,完成对所述处理对象所作的水平翻转;和/或,所述使所述处理对象处于水平状态进行干燥,包括使所述处理对象处于对中的旋转状态被甩干,或处于偏置的偏转状态被甩干。
[0021] 由上述技术方案可以看出,本发明通过对现有垂直式清洗装置进行改进,设置具有水平翻转功能的传送及翻转模块,和具有水平干燥功能的水平干燥模块,可在满足垂直式清洗要求的前提下,利用传送及翻转模块自身作业空间完成对处理对象的水平翻转,因而可将原本垂直式干燥的方式对应转变为水平式干燥的方式,从而通过具有水平翻转功能的传送及翻转模块,和具有水平干燥功能的水平干燥模块一起配合使用,省去了原有的翻转模块,从而利用水平式水平干燥模块占用空间小于原独立设置的翻转模块和垂直式水平干燥模块共同占用空间的优势,较明显减少了本发明装置的总占用空间。并且,通过在正常传送处理对象的时间内完成翻转功能,还节约了原翻转所需的独立处理时间,从而能明显提高清洗环节的效率,由此带来化学机械研磨的整体小时产出量的增加。此外,通过真空吸附方式,对进行水平甩干作业的处理对象进行固定,不仅可显著减少对处理对象造成的刮伤,还可降低处理对象的对中要求,使得处理对象处于一定偏置状态时能获得偏转作用下的更好干燥效果。附图说明
[0022] 图1为现有的一种化学机械研磨设备中的垂直式清洗装置的工位布置以及清洗路径和传送运动方式的原理示意图。
[0023] 图2为本发明一较佳实施例的一种化学机械研磨设备中的清洗装置的工位布置以及清洗路径和传送运动方式的原理示意图。
[0024] 图3为本发明一较佳实施例的一种传送及翻转模块与水平干燥模块的使用状态结构示意图。
[0025] 图4为本发明一较佳实施例的一种水平甩干机构的结构示意图。

具体实施方式

[0026] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。除非另外定义,此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。
[0027] 如图1所示的现有的一种化学机械研磨设备中的垂直式清洗装置,其清洗环节中,水平翻转模块并不直接参与对晶圆的清洗,仅用于对晶圆进行翻转,以与垂直式清洗形式进行匹配,但相对于清洗环节中的其他模块,却需要占用较大空间的问题。并且,在清洗工艺中,需要由传送横梁臂将垂直甩干后的晶圆垂直放入水平翻转模块后,再由水平翻转模块进行水平翻转,需要制定对应的翻转工艺菜单,且需要消耗相应的翻转处理时间,使得清洗环节的效率被严重降低,进而影响到化学机械研磨的整体小时产出量。
[0028] 针对现有技术存在的上述问题,本发明提出一种化学机械研磨设备中的新型清洗装置,通过对现有垂直式清洗装置进行改进,设置具有水平翻转功能的传送及翻转模块,和具有水平干燥功能的水平干燥模块,可在满足垂直式清洗要求的前提下,利用传送及翻转模块自身作业空间完成对处理对象的水平翻转,因而可省去原有的翻转模块,从而明显减少了本发明装置的总占用空间,并且节约了原翻转所需的独立处理时间,从而明显提高了清洗环节的效率,由此能带来化学机械研磨的整体小时产出量的增加。
[0029] 以下结合附图,对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
[0030] 参考图2。本发明的一种化学机械研磨设备中的清洗装置,包括沿清洗工艺流程依次顺序布置的清洗模块、水平干燥模块,和沿清洗模块和水平干燥模块布置的传送及翻转模块。
[0031] 其中,清洗模块用于对垂直放入的待清洗处理对象,例如经过化学机械研磨后的待清洗半导体晶片(下面以晶片(晶圆)代表处理对象加以说明),在保持垂直的状态下进行清洗作业。水平干燥模块用于对水平放入的晶片,在保持水平的状态下进行干燥作业。
[0032] 传送及翻转模块用于将前道工位上的研磨后垂直放置的待清洗晶片进行抓取和传送后,垂直放入清洗模块进行垂直状态的清洗,以及将清洗后的晶片保持垂直状态取出清洗模块,并在对清洗后的垂直状态的晶片作水平翻转和传送后,水平放入水平干燥模块进行水平状态的干燥。
[0033] 参考图2。在清洗模块的前道工位上,还包括研磨后放置区模块。研磨后放置区模块用于垂直放置研磨后待清洗的晶片。
[0034] 研磨后放置区模块、清洗模块和水平干燥模块沿清洗工艺流程依次顺序设置,传送及翻转模块沿清洗工艺流程所需的传送走向,水平悬设于研磨后放置区模块、清洗模块和水平干燥模块的上方。即传送及翻转模块的传送作业,全部是在空中实施的。
[0035] 参考图3并结合参考图2。在一些实施例中,传送及翻转模块10设有水平移载机构11、垂直移载机构和水平翻转机构13,以及用于抓取晶片30的卡爪。其中,水平移载机构11上设有水平运动部111,水平运动部111上设有第一垂直移载机构12。第一垂直移载机构12上设有第一垂直运动部121,第一垂直运动部121上设有水平翻转机构13。水平翻转机构13设有水平翻转部,水平翻转部上设有用于抓取晶片30的第一卡爪16。
[0036] 常态下,第一卡爪16在水平翻转机构13的水平翻转部上处于垂直向下的待抓取状态。当需要进行清洗作业时,传送及翻转模块10通过控制水平移载机构11上的水平运动部111的平移动作,使传送及翻转模块10终端上携带的第一卡爪16跟随移动至研磨后放置区模块(工位)上方;传送及翻转模块10并通过控制第一垂直移载机构12上的第一垂直运动部
121的升降动作,使第一卡爪16跟随降落在研磨后放置区模块中,将研磨后放置区模块中垂直放置的研磨后待清洗晶片30垂直抓取后升起。之后,传送及翻转模块10再次通过控制水平运动部111的平移动作,使第一卡爪16保持垂直抓取晶片30的状态,跟随移动至清洗模块(工位)上方;传送及翻转模块10并通过控制第一垂直运动部121的升降动作,使第一卡爪16抓取的晶片30跟随降落在清洗模块中,并在将待清洗晶片30垂直放置在清洗模块中后,控制使第一卡爪16松开晶片30,并与晶片30分离后再次升起复位以待命。此后,既可控制第一卡爪16平移、升降等进行其他工位的作业,也可以在原位待命。放入清洗模块中的晶片30则在垂直状态下接受清洗作业。
[0037] 当晶片30在清洗模块中完成清洗后,传送及翻转模块10通过控制水平运动部111的平移动作,使第一卡爪16位于清洗模块上方;传送及翻转模块10并通过控制第一垂直运动部121的升降动作,使第一卡爪16跟随降落在清洗模块中,将完成清洗后的晶片30保持垂直状态抓取后升起,以及通过控制水平翻转机构13上的水平翻转部的水平翻转动作,使水平翻转部翻转90度,从而使第一卡爪16与晶片30一起跟随由垂直状态翻转为水平状态。然后,传送及翻转模块10再通过控制水平运动部111的平移动作,使第一卡爪16携带水平状态的晶片30一起移动至水平干燥模块20(工位)上方,并通过控制第一垂直运动部121的升降动作,使第一卡爪16和晶片30一起水平降落,将晶片30水平放入水平干燥模块20中进行水平状态下的干燥作业。
[0038] 从图2与图1的对比中可以看出,通过设置上述具有水平翻转功能的传送及翻转模块10,和具有水平干燥功能的水平干燥模块20,可在满足垂直式清洗要求的前提下,利用传送及翻转模块10自身作业空间完成对晶片30的水平翻转,因而可将原本垂直式干燥的方式对应转变为水平式干燥的方式,从而通过具有水平翻转功能的传送及翻转模块10,和具有水平干燥功能的水平干燥模块20一起配合使用,能够省去原有仅具有单一翻转功能且占用空间很大的翻转模块,从而利用水平式水平干燥模块20占用空间小于原独立设置的翻转模块和垂直式水平干燥模块20共同占用空间的优势,较明显减少了本发明装置的总占用空间。
[0039] 并且,由于本发明中的翻转功能是利用正常的传送晶片30过程中的固有时间完成的,因而还节约了现有技术中单独设置翻转所需的独立处理时间,从而明显提高了清洗环节的效率,由此也带来化学机械研磨的整体小时产出量的增加。使得本发明同时具有了流程缩短(省去了原独立设置的翻转模块)、清洗周期缩短(节约了原独立翻转所需的时间)的优点。
[0040] 参考图3。在一些实施例中,水平翻转部包括水平旋转单元131;水平旋转单元131能够受控作水平方向上的转动。水平翻转机构13通过设有的水平旋转单元131,控制使水平旋转单元131上装有的第一卡爪16在垂直和水平两种状态之间翻转,以实现第一卡爪16在垂直方向或水平方向之间的切换,从而使第一卡爪16抓取的晶片30能够同步作垂直方向或水平方向之间的方位转换,实现对晶片30的水平翻转功能。
[0041] 在一些实施例中,水平旋转单元131包括旋转电机。第一卡爪16固定安装在旋转电机沿水平方向设置的转轴上。
[0042] 参考图3。在一些实施例中,水平运动部111上还增设有第二垂直移载机构14。第二垂直移载机构14设有第二垂直运动部141;第二垂直运动部141上设有用于抓取垂直状态的晶片30的垂直状态的第二卡爪15。即第二卡爪15始终保持垂直向下的抓取方向,并仅用于对垂直状态的晶片30进行垂直抓取和保持垂直状态下的传送。
[0043] 当还设有第二卡爪15时,传送及翻转模块10通过控制水平运动部111的平移动作,使携带的第二卡爪15移动至研磨后放置区模块上方,并通过控制第二垂直运动部141的升降动作,使第二卡爪15降落在研磨后放置区模块中,将晶片30垂直抓取后升起,再通过控制水平运动部111的平移动作,使第二卡爪15携带晶片30一起移动至清洗模块上方,并通过控制第二垂直运动部141的升降动作,使第二卡爪15降落将晶片30垂直放入清洗模块中进行垂直状态的清洗。
[0044] 可以看出,设置第二卡爪15的作用,是在研磨后放置区、清洗和干燥各工位间形成与第一卡爪16相衔接的配合使用,即通过配置第二卡爪15在研磨后放置区和清洗两个工位作业,以填补第一卡爪16的作业空档,从而可以提高清洗、干燥作业时的整体传送效率。
[0045] 可以理解,根据需要,第二卡爪15可以像第一卡爪16一样地被设置为可实现水平地翻转。此时,需要将第二卡爪15的翻转方向设置为与第一卡爪16的翻转方向相反,以避免两个卡爪之间的动作干扰。
[0046] 在一些实施例中,上述水平移载机构11采用电缸实现。垂直移载机构采用气缸或电缸实现。第一卡爪16、第二卡爪15采用电控卡爪或气爪实现。
[0047] 在一些实施例中,传送及翻转模块10采用常规化学机械研磨设备中的垂直式清洗装置配有的传送横梁臂,并通过在传送横梁臂设有的升降机构与卡爪之间增设如同本发明的上述水平翻转机构13加以实现。
[0048] 在其他一些实施例中,上述水平移载机构11和垂直移载机构也可采用现有技术中的其他适用驱动及传动技术实现,本发明不作限制。
[0049] 参考图2‑图3。在一些实施例中,清洗模块设有依次顺序设置的热震荡清洗槽和刷洗槽。其中,热震荡清洗槽为一个或并列的多个,刷洗槽为一个或并列的多个。通过传送及翻转模块10将晶片30由研磨后放置区模块中取出后,先放入热震荡清洗槽中进行一道或多道热震荡清洗作业,再取出并放入刷洗槽中进行一道或多道刷洗作业。之后,再取出晶片30并放入水平干燥模块20中进行干燥作业。
[0050] 例如,本实施例中顺序设置有一个热震荡清洗槽,和第一刷洗槽、第二刷洗槽两个刷洗槽。刷洗槽可采用刷子刷洗方式,对在热震荡清洗槽中完成热震荡清洗后转移至的晶片30进一步依次在第一刷洗槽、第二刷洗槽中作刷子刷洗作业。
[0051] 上述热震荡清洗和刷洗采用清水(去离子水)清洗介质。
[0052] 参考图3‑图4。在一些实施例中,水平干燥模块20设有水平甩干机构21。水平甩干机构21设有水平旋转部211,水平旋转部211上水平设有固定部212,固定部212用于对经第一卡爪16放入的水平放置的晶片30进行吸附固定,以进行水平甩干作业。
[0053] 在一些实施例中,固定部212包括沿水平旋转部211径向分置的至少三个真空吸盘2121,例如,本实施例中采用沿水平旋转部211径向对称设置的三个真空吸盘2121。各真空吸盘2121的工作面位于同一平面上。真空吸盘2121用于对水平放置状态的晶片30的下表面进行真空吸附,水平旋转部211用于对晶片30提供转动时的驱动,使吸附在真空吸盘2121上的晶片30在水平旋转部211的旋转驱动下处于转动状态直至被甩干。
[0054] 常规甩干机构中通常采用卡爪夹持方式对晶片30进行夹持固定,容易对晶片30边缘造成刮伤。本发明将卡爪夹持甩干结构改进为真空吸盘2121吸附固定甩干结构,避免了对晶片30边缘造成刮伤的问题,同时能有效减少对晶片30下表面造成损伤。
[0055] 在一些实施例中,真空吸盘2121对晶片30下表面形成无位置控制的开放式吸附结构。即真空吸盘2121上或水平甩干机构21上不设置对晶片30的放置位置进行限制的限定结构。如此,无需对第一卡爪16放入晶片30时的定位作精确的限制及调整控制,满足使晶片30同时位于各真空吸盘2121上被有效吸附即可,从而降低了作业难度。而且,使得晶片30既可以在水平旋转部211上被放置处于与水平旋转部211的旋转中心对中的状态以旋转方式被甩干,也可以在水平旋转部211上被放置处于与水平旋转部211的旋转中心具有一定偏置的状态以偏心转动方式被甩干。
[0056] 可以看出,通过真空吸附方式,对进行水平甩干作业的晶片30进行固定,不仅可显著减少对晶片30造成的刮伤,还可降低对晶片30的对中要求。甚至,当晶片30处于一定偏置状态时,还能因偏转时受到的更大的离心力作用,而获得更好更快速的干燥效果。
[0057] 参考图3‑图4。在一些实施例中,水平甩干机构21还设有防护罩213。防护罩213围绕设置在水平旋转部211的周围,用于对甩干作业中飞溅出的水进行有效阻隔。
[0058] 在一些实施例中,真空吸盘2121采用柱形平台结构,并通过连接臂2122悬空固定在水平旋转部211上,从而对放入的晶片30起到减震作用,进一步增强了对晶片30下表面的保护作用。
[0059] 在一些实施例中,水平旋转部211包括旋转电机,真空吸盘2121连接于旋转电机的垂直转轴上,并对称分布于垂直转轴径向的外侧上。或者,水平旋转部211通过旋转电机驱动,真空吸盘2121连接于水平旋转部211设于中心的凸台2111上,并对称分布于凸台2111径向的外侧上。
[0060] 在其他一些实施例中,水平干燥模块20还设有吹气机构,用于对甩干过程中的晶片30的表面进行吹气辅助干燥,以实现快速、洁净的干燥。其中,吹气机构用于对晶片30的上表面进行吹气时,通过在晶片30上方的水平甩干机构21中设置顶部气嘴实现。当还需要对晶片30的下表面同时进行吹气时,通过在水平旋转部211的凸台2111表面上设置底部气嘴实现,并使真空吸盘2121的工作面高于凸台2111表面和底部气嘴的顶部。真空吸盘2121和底部气嘴的气路通过水平旋转部211引出水平甩干机构21。
[0061] 以下通过具体实施方式并结合附图,对本发明的一种化学机械研磨设备中的清洗方法作进一步的详细说明。
[0062] 参考图2‑图4。本发明的一种化学机械研磨设备中的清洗方法,可使用上述本发明的一种化学机械研磨设备中的清洗装置实现,并包括:
[0063] 对研磨后垂直放置的晶片30进行保持垂直状态的抓取,并在进行转移后,使晶片30处于垂直状态进行清洗;
[0064] 清洗取出后,将垂直状态的晶片30作水平翻转,并在进行转移后,使晶片30处于水平状态进行干燥。
[0065] 在一些实施例中,通过控制传送及翻转模块10上设有的第二卡爪15移动,对研磨后放置区模块(工位)中研磨后垂直放置的晶片30,进行保持垂直状态的抓取,并将第二卡爪15抓取的晶片30传送转移至清洗模块(工位)上方。然后,通过控制第二卡爪15下降,将抓取的晶片30垂直放入清洗模块中后放开,并控制使第二卡爪15上升,使晶片30留在清洗模块中处于垂直状态进行清洗(包括热震荡清洗和刷子刷洗)。
[0066] 清洗后,通过控制第一卡爪16下降和上升,将清洗模块中的晶片30抓取出来,并通过控制第一卡爪16移动,将抓取的晶片30移动传送至水平干燥模块20(工位)进行清洗后的甩干作业。在此过程中,可通过控制传送及翻转模块10上设有的连接第一卡爪16的水平翻转机构13作水平翻转动作,带动使第一卡爪16及其抓取的晶片30由垂直方向翻转至水平方向。其中,上述翻转作业可在第一卡爪16将晶片30由清洗工位向干燥工位传送转移前进行,并完成对晶片30所作的水平翻转。或者,可在第一卡爪16将晶片30由清洗工位向干燥工位传送转移的移动过程中进行,并完成对晶片30所作的水平翻转。因此,可将翻转所用时间,通过将晶片30由清洗工位向干燥工位传送转移的移动时间加以消化,从而节约了原翻转所需的独立处理时间,而且相应省去了原需要对应制定的独立翻转工艺菜单,从而在简化工艺的同时,明显提高了清洗环节的效率,由此带来了化学机械研磨的整体小时产出量的增加。
[0067] 进一步地,使晶片30处于水平状态进行干燥时,包括使晶片30处于与水平旋转部211的旋转中心对中的旋转状态被甩干。或者,使晶片30处于与水平旋转部211的旋转中心偏置的偏转状态被甩干。
[0068] 综上,本发明通过对现有垂直式清洗装置进行改进,设置具有水平翻转功能的传送及翻转模块10,和具有水平干燥功能的水平干燥模块20,可在满足垂直式清洗要求的前提下,利用传送及翻转模块10自身作业空间完成对晶片30的水平翻转,因而可将原本垂直式干燥的方式对应转变为水平式干燥的方式,从而通过具有水平翻转功能的传送及翻转模块10,和具有水平干燥功能的水平干燥模块20一起配合使用,省去了原有的翻转模块,从而利用水平式水平干燥模块20占用空间小于原独立设置的翻转模块和垂直式水平干燥模块共同占用空间的优势,较明显减少了本发明装置的总占用空间。并且,通过在正常传送晶片30的时间内完成翻转功能,还节约了原翻转所需的独立处理时间,从而能明显提高清洗环节的效率,由此带来化学机械研磨的整体小时产出量的增加。此外,通过真空吸附方式,对进行水平甩干作业的晶片30进行固定,不仅可显著减少对晶片30造成的刮伤,还可降低晶片30的对中要求,使得晶片30处于一定偏置状态时能获得偏转作用下的更好干燥效果。
[0069] 虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式,但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是,能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是,应理解,这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且,在此说明的本发明可有其它的实施方式,并且可通过多种方式实施或实现。