能夠執(zhí)行多種處理工序的晶片處理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種晶片處理系統(tǒng)，更詳細(xì)地，涉及一種既可以具有一個配置結(jié)構(gòu)，又可以根據(jù)需要來執(zhí)行多種處理工序，并將在生產(chǎn)線中所占的空間最小化來將空間效率性極大化的晶片處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著由微細(xì)的電線以高密度集成的方式制造，半導(dǎo)體元件在晶片的表面執(zhí)行與此相對應(yīng)的精密的研磨。為了更加精密的執(zhí)行晶片的研磨，執(zhí)行機械研磨和化學(xué)研磨并行的化學(xué)機械研磨工序(CMP工序)。
[0003]最近，針對一個晶片，執(zhí)行多種研磨工序來控制精致的研磨層的厚度。為了執(zhí)行多種研磨工序，正在提出由晶片經(jīng)由多個處理平板并移動的形態(tài)的晶片處理系統(tǒng)。
[0004]根據(jù)韓國公開專利公報第2011-13384號，公開了晶片載體以搭載有晶片的狀態(tài)沿著圓形的導(dǎo)軌移動，并在沿著導(dǎo)軌配置的多個處理平板中執(zhí)行多種研磨工序的結(jié)構(gòu)。但是，由于晶片載體沿著一個導(dǎo)軌依次移動，并執(zhí)行多種研磨工序，因此，具有可在一個配置結(jié)構(gòu)中執(zhí)行的多種研磨工序僅僅局限于一種或局限于遺漏一部分處理平板形式的多種研磨工序的問題。
[0005]并且，根據(jù)韓國公開專利公報第2011-65464號，晶片搭載于能夠旋轉(zhuǎn)的圓盤傳送帶的頭部，并由圓盤傳送帶一邊旋轉(zhuǎn)，一邊依次在指定的處理平板中執(zhí)行多種研磨工序。但是，這種結(jié)構(gòu)也只借助圓盤傳送帶的旋轉(zhuǎn)來指定晶片的移動路徑，因此，存在可以在一個配置結(jié)構(gòu)中執(zhí)行的多種研磨工序僅限于一種或只能僅限于遺漏一部分處理平板的形式的多種研磨工序的界限。
[0006]另一方面，如上所述的化學(xué)機械研磨工序用于對晶片的研磨層的表面實施平坦化，因此，使用于研磨工序的研磨墊片使用聚氨酯等較為堅硬的材質(zhì)。將這種平坦化處理工序稱之為主研磨工序。
[0007]但是，在堅硬的材質(zhì)的研磨墊片中執(zhí)行的主研磨工序有可能在晶片的研磨表面引起缺陷，因此，最近在執(zhí)行主研磨工序之后，在利用更低的硬度的研磨墊片上，執(zhí)行相比于主研磨工序中所執(zhí)行的，在更短的時間內(nèi)，以更為薄的厚度進(jìn)行研磨的拋光(buffing)研磨工序，從而試圖將晶片的研磨面的缺陷最小化。
[0008]但是，在以沒有損傷的狀態(tài)對晶片的研磨面進(jìn)行收尾研磨的拋光研磨工序也可以根據(jù)晶片的狀態(tài)借助多種工序來執(zhí)行。即，拋光工序可以根據(jù)晶片的種類或所執(zhí)行的化學(xué)機械研磨工序的變數(shù)而有所不同，通常，雖然拋光工序在一個步驟中得到收尾，但也有可能發(fā)生通過兩個步驟的拋光工序來對晶片的研磨面進(jìn)行收尾的情況。
[0009]但是，在韓國公開專利公報第2011-13384號和韓國公開專利公報第2011-65464號所公開的利用現(xiàn)有的化學(xué)機械研磨系統(tǒng)來執(zhí)行拋光工序的情況下，不僅使裝備變得過度復(fù)雜，而且使之后的向清洗單元移送的過程變得復(fù)雜，并且也不會相互獨立地執(zhí)行研磨工序，因此，在控制研磨工序的變數(shù)方面存在界限?！緦嵱眯滦蛢?nèi)容】
[0010]解決的技術(shù)問題
[0011]本實用新型是在上述的技術(shù)背景下提出的，本實用新型的目的在于，可以在特化于以晶片的研磨面沒有缺陷的狀態(tài)執(zhí)行收尾研磨的拋光研磨工序并進(jìn)行適用，并可以根據(jù)蒸鍍于晶片的研磨層的種類或厚度來執(zhí)行多種形態(tài)的研磨工序。
[0012]由此，本實用新型的目的在于，既能將在半導(dǎo)體生產(chǎn)線中所占的空間最小化，又能根據(jù)晶片的狀態(tài)或種類來執(zhí)行多種研磨工序。
[0013]并且，本實用新型的目的在于，向清洗工序移送已執(zhí)行研磨工序的晶片之前，向翻轉(zhuǎn)180度的翻轉(zhuǎn)機移送之前先經(jīng)過預(yù)清洗工序，從而防止翻轉(zhuǎn)機的污染。
[0014]技術(shù)方案
[0015]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供晶片處理系統(tǒng)，包括:晶片載體，以保持晶片的狀態(tài)沿著指定的第一路徑和第二路徑中的至少一個路徑移動；第一處理平板，配置于上述第一路徑上；以及第二處理平板，配置于上述第二路徑上，針對借助上述晶片載體搬運的上述晶片，在上述第一處理平板和上述第二處理平板中的至少一個上執(zhí)行處理工序。
[0016]這是為了，使晶片載體沿著指定的路徑移動，并在第一處理平板和第二處理平板中執(zhí)行已在處理平板上指定的處理工序，由此可以連續(xù)地向處理平板供給晶片載體，從而以高的單位時間效率執(zhí)行處理工序。
[0017]此時，上述晶片載體沿著循環(huán)路徑移動，且上述處理平板配置于上述循環(huán)路徑上。并且，通過設(shè)置沿著上述循環(huán)路徑引導(dǎo)上述晶片載體的導(dǎo)軌，由此，晶片載體可以一邊借助導(dǎo)軌來得到引導(dǎo)，一邊在指定的循環(huán)路徑移動，并執(zhí)行處理工序。
[0018]上述導(dǎo)軌配置成閉環(huán)形態(tài)，從而以使晶片載體可以在處理平板上執(zhí)行晶片的處理工序之后，重新回到原來的位置的方式進(jìn)行配置。由此，可以從已在晶片載體搭載晶片的位置或其附近卸載完成處理工序的晶片，因此，可以在狹小的空間內(nèi)執(zhí)行在晶片載體搭載晶片或從晶片載體卸載晶片的工序。
[0019]最優(yōu)選的是，上述第一路徑和第二路徑以能夠相互來往的方式配置。借于此，晶片載體可以分別沿著各個循環(huán)路徑移動，并相互交叉來進(jìn)行來往，由此，既可以配置成一個配置結(jié)構(gòu)，又可以進(jìn)行對晶片的多種處理過程。
[0020]例如，在上述第一處理平板中已執(zhí)行第一處理工序的第一晶片可向上述第一清洗單元供給并執(zhí)行清洗工序；在上述第二處理平板中已執(zhí)行第二處理工序的第二晶片可向上述第二清洗單元供給并執(zhí)行清洗工序。
[0021]并且，在處理平板中執(zhí)行需要相對短的工序時間的處理工序的情況下，在上述第一處理平板中已執(zhí)行第一處理工序的第一晶片和第二晶片可以交替地向上述第一清洗單元和上述第二清洗單元中的任意一個供給，從而執(zhí)行清洗工序。
[0022]并且，在處理平板中執(zhí)行需要相對長的工序時間的處理工序的情況下，在上述第一處理平板中已執(zhí)行第一處理工序的第一晶片和在上述第二處理平板中已執(zhí)行第二處理工序的第二晶片可以向上述第一清洗單元供給，從而執(zhí)行清洗工序。
[0023]并且，在需要多個步驟的處理工序的情況下，在上述第一處理平板中已執(zhí)行第一處理工序的第一晶片可以在上述第二處理平板中執(zhí)行第二處理工序，并供給至上述第一清洗單元以執(zhí)行清洗工序。
[0024]此時，上述兩個以上的循環(huán)路徑的一部分路徑能夠以相互共用的方式構(gòu)成，從而不僅可以獲得使在兩個循環(huán)路徑中相互來往的工序更加自然的效果，而且還可以獲得減少指定的生產(chǎn)現(xiàn)場所占的空間的效果。
[0025]另一方面，根據(jù)本實用新型的另一實施方式，上述晶片載體能夠以沿著往復(fù)移動路徑進(jìn)行往復(fù)移動的方式構(gòu)成。在這種情況下，可配置兩個以上的往復(fù)移動路徑，并在各個往復(fù)移動路徑中分別配置處理平板，而兩個以上的往復(fù)移動路徑能夠以相互來往的方式構(gòu)成。
[0026]在以如上所述的方式構(gòu)成的本實用新型的晶片處理系統(tǒng)中，在上述第一處理平板和上述第二處理平板中執(zhí)行的研磨工序中的至少一個可以為化學(xué)機械研磨工序，也可以為拋光研磨工序。只是，優(yōu)選地，化學(xué)機械研磨工序經(jīng)由兩個步驟以上的研磨步驟，因此，優(yōu)選地，以如上所述的方式構(gòu)成的本實用新型應(yīng)在第一處理平板和第二處理平板中分別單獨執(zhí)行拋光研磨工序或以連續(xù)性的兩個步驟以上的方式執(zhí)行拋光研磨工序。
[0027]此時，優(yōu)選地，拋光研磨工序使用硬度低于在化學(xué)機械研磨工序中所使用的聚氨酯材質(zhì)的研磨墊片。
[0028]另一方面，借助上述晶片載體搬運的上述晶片可以為已執(zhí)行化學(xué)機械研磨工序的晶片，而在上述處理平板中可以執(zhí)行上述晶片的拋光研磨工序。
[0029]另一方面，N極和S極的永久磁鐵以交替方式排列于上述晶片載體，而通過控制沿著移動路徑來配置的線圈的電流，上述晶片載體能夠以不具有驅(qū)動馬達(dá)的狀態(tài)移動。像這樣，隨著不在晶片載體設(shè)置驅(qū)動馬達(dá)，能夠維持更輕的狀態(tài)來移動。
[0030]并且，如果上述晶片載體到達(dá)執(zhí)行研磨工序的位置，則對接單元與上述晶片載體相對接，從而可以向上述晶片載體傳遞用于使上述晶片旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的驅(qū)動力和對上述晶片進(jìn)行加壓所需的氣動中的任意一個以上。
[0031]另一方面，用于向晶片載體傳遞動力的對接單元以導(dǎo)軌為基準(zhǔn)，位于相反的外側(cè)，從而體現(xiàn)更加緊湊的配置結(jié)構(gòu)。由此，上述晶片載體在第一處理平板所處的第一循環(huán)路徑上的對接單元所對接方向和上述晶片載體在第二處理平板所處的第二循環(huán)路徑上的對接單元所對接的方向相反。因此，優(yōu)選地，為了以無需劃分的方式使用用于在第一處理平板和第二處理平板中執(zhí)行處理工序的晶片載體，在晶片載體中的分別相反的反面中形成有兩個與對接單元相結(jié)合的對接面。
[0032]并且，在上述指定的路徑中配置有裝載單元和卸載單元，上述裝載單元用于供給將要執(zhí)行研磨工序的晶片，上述卸載單元用于排出已執(zhí)行所有研磨工序的晶片。
[0033]尤其，由于具有在向卸載單元供給已執(zhí)行多種處理工序的晶片之前對上述晶片進(jìn)行預(yù)清洗的預(yù)清洗裝置，因此，在一邊經(jīng)由研磨等處理工序，一邊為了借助粘有研磨粒子或漿料的晶片來向清洗工序中投入晶片而向翻轉(zhuǎn)機翻轉(zhuǎn)180度的工序中，可以防止翻轉(zhuǎn)機的污染。由此，可以減少翻轉(zhuǎn)機的維護(hù)所需的時間，從而連續(xù)地進(jìn)行晶片的研磨工序。
[0034]此時，上述預(yù)清洗裝置可以由兆聲波清洗機和噴嘴噴射式清洗機中的任意一個形成。在兆聲波清洗機的情況下，向所噴射的清洗液傳遞高頻的兆聲波能量來使清洗液振動，來制成強有力的流體形態(tài)的聲流(acoustic stream)，從而由聲流形態(tài)的清洗液與基板相沖突來去除基板上的污染粒子，因此具有可以確切地去除小的污染粒子的優(yōu)點。
[0035]由此，在上述卸載單元中執(zhí)行借助翻轉(zhuǎn)機來使上述晶片翻轉(zhuǎn)180度的工序的過程中，可以防止翻轉(zhuǎn)機一邊經(jīng)由研磨工序，一邊被受污染晶片的污染。
[0036]并且，本實用新型的晶片處理系統(tǒng)還包括清洗單元，上述清洗單元依次通過第一清洗模塊、第二清洗模塊、第三清洗模塊及第四清洗模塊，上述第一清洗模塊接收上述已執(zhí)行處理工序的晶片，并借助旋轉(zhuǎn)的清洗刷子來進(jìn)行接觸清洗，上述第二清洗模塊以旋風(fēng)形式噴射清洗液來對上述晶片進(jìn)行清洗，上述第三清洗模塊一同噴射純水和二氧化碳，上述第四清洗模塊利用IPA液層來對晶片進(jìn)行漂洗干燥。
[0037]這樣，在結(jié)束如拋光工序的處理工序，使晶片的研磨面沒有受損而得到研磨的狀態(tài)下，借助清洗刷子來進(jìn)行接觸清洗，從而對粘在晶片的研磨面的異物進(jìn)行第一次去除，并向研磨面噴射旋風(fēng)形式的清洗液來去除晶片的小的異物之后，一同噴射純水與無反應(yīng)性的二氧化碳來以非離子化狀態(tài)去除晶片表面的附著物，從而可以完整地清洗晶片的研磨面。接著，在將晶片浸漬于清洗液來進(jìn)行漂洗之后，一邊通過異丙