[发明专利]化学机械抛光设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种化学机械抛光设备。

背景技术

在大规模集成电路的生产过程中，对晶圆的平坦度要求非常高。目前，通过利用化学机械抛光(CMP)工艺来实现晶圆的平坦化，而化学机械抛光机是完成化学机械抛光工艺的主要设备。已有的抛光设备采用转盘式四抛光头三抛光盘结构或单盘单头的线性结构。

在转盘式四抛光头三抛光盘结构中，该转盘支撑着四个抛光头旋转，并在不同的工位之间工作。该转盘重量大，结构复杂，要求精度高，制造困难，成本高，并且四个悬臂上的抛光头相互影响，如果一个抛光头或其携带的晶圆出现问题，其他三个抛光头必须停止工作，因此效率低下。并且转盘上的每个抛光头在晶片装卸工位抓放晶圆时，抛光头与晶片装卸工位需要精确地对位，所以对转盘的控制精度要求也非常高。

在单盘单头线性结构中，各个抛光单元之间互不干扰，其中一个抛光单元停机，其他的抛光单元可以继续完成工作，在完成后停机。但是具有单盘单头线性结构的抛光设备的生产效率低，晶圆间的传输距离大，传输时间长。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种工作效率高的化学机械抛光设备。

为了实现上述目的，根据本发明的实施例提出一种化学机械抛光设备，所述化学机械抛光设备包括：多个化学机械抛光机，所述多个化学机械抛光机分别用于抛光晶圆；机械手，所述机械手用于搬运晶圆；和过渡装置，所述过渡装置用于放置晶圆，其中所述多个化学机械抛光机和所述过渡装置围绕所述机械手布置以便所述机械手将所述过渡装置上的未抛光晶圆搬运到所述化学机械抛光机上且将抛光后的晶圆从所述化学机械抛光机搬运到所述过渡装置上且在所述多个化学机械抛光机之间搬运晶圆。

根据本发明实施例的化学机械抛光设备，通过将所述过渡装置和所述多个化学机械抛光机围绕所述机械手布置，从而可以大大地减小晶圆的传输距离，并大大地减少晶圆的传输时间。而且，所述多个化学机械抛光机可以独立地对晶圆进行抛光，当其中一个化学机械抛光机停机时，其他的所述化学机械抛光机可以继续进行抛光。因此，根据本发明实施例的化学机械抛光设备具有工作效率高的优点。

另外，根据本发明实施例的化学机械抛光设备可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述机械手为单臂机械手、双臂机械手和四臂机械手中的一种，其中所述机械手包括基座和安装在所述基座上的手臂。

根据本发明的一个实施例，每个所述化学机械抛光机包括：工作平台；抛光盘，所述抛光盘安装在所述工作平台的上表面上；修整器和抛光液输送器，所述修整器和所述抛光液输送器分别安装在所述工作平台的上表面上且邻近所述抛光盘；抛光头支架，所述抛光头支架安装在所述工作平台的上表面上；装卸平台，所述装卸平台安装在所述工作平台的上表面上且位于所述工作平台的邻近所述基座的一侧；和抛光头，所述抛光头可旋转且在所述抛光盘和所述装卸平台之间可移动地安装在所述抛光头支架上。

根据本发明的一个实施例，所述多个化学机械抛光机的多个装卸平台的工作面在同一水平面上。这样所述机械手的所述手臂不需要在所述基座的轴向方向(即上下方向)上移动，从而可以进一步地减小晶圆的传输距离和减少晶圆的传输时间。

根据本发明的一个实施例，所述多个化学机械抛光机的多个装卸平台与所述基座之间的距离相同。这样所述机械手的所述手臂不需要在所述基座的径向方向上移动，从而可以进一步地减小晶圆的传输距离和减少晶圆的传输时间。

根据本发明的一个实施例，每个所述化学机械抛光机的装卸平台的工作面为圆形，其中所述多个装卸平台的多个所述工作面的圆心分布在以所述基座的中心线上的点为圆心的圆周上。

根据本发明的一个实施例，所述过渡装置为过渡平台。

根据本发明的一个实施例，所述过渡平台包括第一平台和第二平台，所述第一平台具有用于放置未抛光晶圆的第一放置面且所述第二平台具有用于放置抛光后的晶圆的第二放置面，其中所述第一放置面、所述第二放置面和所述多个装卸平台的多个工作面在同一水平面上，且所述第一平台、所述第二平台和所述多个装卸平台与所述基座之间的距离相同。这样所述机械手的所述手臂不需要在所述基座的轴向方向(即上下方向上)和径向方向上移动，从而可以进一步地减小晶圆的传输距离和减少晶圆的传输时间。