【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于化学机械抛光，具体而言，涉及一种抛光模组、抛光单元、抛光系统和抛光方法。
技术介绍
1、集成电路产业是信息技术产业的核心，在助推制造业向数字化、智能化转型升级的过程中发挥着关键作用。芯片是集成电路的载体，芯片制造涉及集成电路设计、晶圆制造、晶圆加工、电性测量、切割封装和测试等工艺流程。其中，化学机械抛光(chemicalmechanical polishing,cmp)属于晶圆制造工序中的五大核心制程之一。
2、cmp是一种全局平坦化的超精密表面加工技术。化学机械抛光通常将晶圆吸合于承载头的底面，晶圆具有沉积层的一面抵接抛光垫上表面，承载头在驱动组件的致动下与抛光垫同向旋转并给予晶圆向下的载荷；抛光液供给于抛光垫的上表面并分布在晶圆与抛光垫之间，使得晶圆在化学和机械的共同作用下完成晶圆的化学机械抛光。
3、第三代半导体材料由于其更宽的禁带宽度、高导热率、高击穿场强、高饱和电子漂移速率、高键合能等优点等特性，可以满足现代电子技术对高温、高功率、高压、高频以及抗辐射等恶劣条件的新要求，使得第三代半导体材料在射频通信、雷达、卫星、电源管理、汽车电子、工业电力电子等行业具有广泛的应用。
4、然而，第三代半导体材料诸如以氮化镓(gan)、碳化硅(sic)、氧化锌(zno)和金刚石等，其硬度极高、抛光难度大，导致cmp工艺的抛光效率低。
5、以碳化硅为例，其莫氏硬度为9.5级，仅次于世界上最硬的金刚石。这就使得cmp抛光的去除速率不高，单片碳化硅晶片抛光消耗的时间是传统硅片抛光的
6、因此，亟需设计一种均衡整机效率和运行可靠的抛光系统，满足第三代半导体的化学机械抛光。
技术实现思路
1、本专利技术实施例提供了一种抛光模组、抛光单元、抛光系统和抛光方法，旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
2、本专利技术实施例的第一方面提供了一种抛光模组，其包括抛光盘，所述抛光盘侧方配置至少两个装卸机构，抛光盘上方配置有抛光机构；所述抛光机构配置至少两个承载头，其能够在抛光盘与装卸机构之间移动，以传输晶圆；还包括供液臂，其数量与承载头数量相匹配；抛光时，所述供液臂绕定点往复摆动，以朝向抛光区域供给抛光液。
3、在一些实施例中，所述抛光机构包括移动件和连接组件，所述连接组件设置于移动件下方，所述连接组件的下端配置有承载头；所述移动件滑动连接于固定架，以带动承载头沿直线移动。
4、在一些实施例中，所述连接组件包括固定轴和驱动轴；所述固定轴的底端配置有承载头，其上部设置有第一齿轮；所述驱动轴的下部配置有第二齿轮，其顶端连接有旋转驱动电机；还包括中间齿轮，其设置于第一齿轮与第二齿轮之间；所述旋转驱动电机通过齿轮传动带动下方的承载头旋转。
5、在一些实施例中，所述固定轴的数量至少两个，其设置于支撑架；并且，所述固定轴以驱动轴为基准均匀分布。
6、在一些实施例中，所述抛光机构还包括摆动电机，其通过套筒连接于所述支撑架，以带动支撑架及承载头以驱动轴为基准转动，以调节承载头的相位。
7、在一些实施例中，所述供液臂配置有多个供液管，所述供液管沿供液臂的长度方向间隔设置。
8、在一些实施例中，抛光模组还包括至少一个修整器，其设置于抛光盘的侧方，用于离线修整抛光盘上方的抛光垫。
9、本专利技术实施例的第二方面提供了一种抛光单元，其包括：
10、上面所述的抛光模组，其数量至少一个；
11、晶圆传输机构，设置于抛光模组的侧方，用于实现晶圆的交互；
12、所述晶圆传输机构包括传输机械手和旋转机械手，所述传输机械手能够将缓存组件的晶圆水平传输，所述旋转机械手能够在装卸机构与缓存组件之间传输晶圆。
13、在一些实施例中，所述传输机械手的数量与抛光模组的数量相匹配，每个抛光模组配置的传输机械手数量为n1，n1≥1。
14、在一些实施例中，所述缓存组件的数量与装卸机构的数量相匹配，每个抛光模组配置的装卸机构数量为n2，缓存组件数量为n3，则n3-n2≥1。
15、在一些实施例中，所述旋转机械手临近所述装卸机构和缓存组件设置，其能够绕定点摆动并扫掠装卸机构和缓存组件的所在位置。
16、在一些实施例中，相邻抛光模组之间配置至少一个缓存组件，所述缓存组件水平排列于所述传输机械手的行走路径上。
17、本专利技术实施例的第三方面提供了一种抛光单元，其包括：
18、至少一个抛光模组；
19、晶圆传输机构，设置于抛光模组的侧方，用于实现晶圆的交互；
20、所述晶圆传输机构包括传输机械手和旋转机械手，所述传输机械手能够将缓存组件的晶圆水平传输，所述旋转机械手能够在装卸机构与缓存组件之间传输晶圆；
21、所述抛光模组包括抛光盘，所述抛光盘侧方配置至少两个装卸机构，抛光盘上方配置有抛光机构；所述抛光机构配置至少两个承载头，其能够在抛光盘与装卸机构之间移动，以传输晶圆；还包括供液臂，其数量与承载头数量相匹配；承载头朝向抛光盘移动的同时，抛光机构的连接组件以其中心为基准转动，并且，供液臂朝向抛光盘摆动。
22、本专利技术实施例的第四方面提供了一种抛光方法，使用上面所述的抛光单元，包括：
23、s1，传输机械手将晶圆传输至临近装卸机构的缓存组件，旋转机械手将晶圆传输至装卸机构；
24、s2，抛光机构的承载头自装卸机构装载晶圆；
25、s3，装载有晶圆的承载头朝向抛光盘移动并抵压于上方的抛光垫，同时，供液臂朝向抛光盘内部摆动，以执行化学机械抛光；
26、s4，抛光完成的晶圆移动至装卸机构并卸载，再由旋转机械手传输至缓存组件，传输机械手将缓存组件的晶圆传输至下一工序。
27、步骤s2中，若承载头数量大于装卸机构的数量，其还包括：
28、s21，承载头自装卸机构装载晶圆的过程中，传输机械手将晶圆传输至临近装卸机构的缓存组件；
29、s22，旋转机械手将晶圆传输至装卸机构，抛光机构的支撑架转动，使得未装载的承载头旋转至放置有晶圆的装卸机构，以完成晶圆的装载。
30、在一些实施例中，所述抛光机构移动至装卸机构上方时，旋转机械手能够在装卸机构与缓存组件之间传输晶圆。
31、在一些实施例中，化学机械抛光时，抛光机构的移动件能够带动承载头及装载的晶圆水平移动，同时，承载头绕其中轴线与抛光盘同向旋转。
32、在一些实施例中，化学机械抛光时，供液臂以设置于抛光盘外侧的定点为基准摆动。
33、步骤s4中，抛光机构卸载晶圆时，修整器朝向抛光盘偏摆，以修整其上的抛光垫。
34、在一些实施例中，修整器作业时，至少一个供液臂设置于抛光盘上方，其朝向抛光垫供给清洗液，以冲洗移除的颗粒物。
35、本专利技术实施例的第五方面提供了一种抛光系统，其包括：
36、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种抛光模组，其特征在于，包括抛光盘，所述抛光盘侧方配置至少两个装卸机构，抛光盘上方配置有抛光机构；所述抛光机构配置至少两个承载头，其能够在抛光盘与装卸机构之间移动，以传输晶圆；还包括供液臂，其数量与承载头数量相匹配；抛光时，所述供液臂绕定点往复摆动，以朝向抛光区域供给抛光液。
2.如权利要求1所述的抛光模组，其特征在于，所述抛光机构包括移动件和连接组件，所述连接组件设置于移动件下方，所述连接组件的下端配置有承载头；所述移动件滑动连接于固定架，以带动承载头沿直线移动。
3.如权利要求2所述的抛光模组，其特征在于，所述连接组件包括固定轴和驱动轴；所述固定轴的底端配置有承载头，其上部设置有第一齿轮；所述驱动轴的下部配置有第二齿轮，其顶端连接有旋转驱动电机；还包括中间齿轮，其设置于第一齿轮与第二齿轮之间；所述旋转驱动电机通过齿轮传动带动下方的承载头旋转。
4.如权利要求3所述的抛光模组，其特征在于，所述固定轴的数量至少两个，其设置于支撑架；并且，所述固定轴以驱动轴为基准均匀分布。
5.如权利要求4所述的抛光模组，其特征在于，所述抛光机
6.如权利要求1所述的抛光模组，其特征在于，所述供液臂配置有多个供液管，所述供液管沿供液臂的长度方向间隔设置。
7.如权利要求1所述的抛光模组，其特征在于，还包括至少一个修整器，其设置于抛光盘的侧方，用于离线修整抛光盘上方的抛光垫。
8.一种抛光单元，其特征在于，包括：
9.如权利要求8所述的抛光单元，其特征在于，所述传输机械手的数量与抛光模组的数量相匹配，每个抛光模组配置的传输机械手数量为N1，N1≥1。
10.如权利要求8所述的抛光单元，其特征在于，所述缓存组件的数量与装卸机构的数量相匹配，每个抛光模组配置的装卸机构数量为N2，缓存组件数量为N3，则N3-N2≥1。
11.如权利要求8所述的抛光单元，其特征在于，所述旋转机械手临近所述装卸机构和缓存组件设置，其能够绕定点摆动并扫掠装卸机构和缓存组件的所在位置。
12.如权利要求8所述的抛光单元，其特征在于，相邻抛光模组之间配置至少一个缓存组件，所述缓存组件水平排列于所述传输机械手的行走路径上。
13.一种抛光单元，其特征在于，包括：
14.一种抛光方法，其特征在于，使用权利要求8至13任一项所述的抛光单元，包括：
15.如权利要求14所述的抛光方法，其特征在于，步骤S2中，若承载头数量大于装卸机构的数量，其还包括：
16.如权利要求14所述的抛光方法，其特征在于，所述抛光机构移动至装卸机构上方时，旋转机械手能够在装卸机构与缓存组件之间传输晶圆。
17.如权利要求14所述的抛光方法，其特征在于，化学机械抛光时，抛光机构的移动件能够带动承载头及装载的晶圆水平移动，同时，承载头绕其中轴线与抛光盘同向旋转。
18.如权利要求17所述的抛光方法，其特征在于，化学机械抛光时，供液臂以设置于抛光盘外侧的定点为基准摆动。
19.如权利要求14所述的抛光方法，其特征在于，步骤S4中，抛光机构卸载晶圆时，修整器朝向抛光盘偏摆，以修整其上的抛光垫。
20.如权利要求19所述的抛光方法，其特征在于，修整器作业时，至少一个供液臂设置于抛光盘上方，其朝向抛光垫供给清洗液，以冲洗移除的颗粒物。
21.一种抛光系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种抛光模组，其特征在于，包括抛光盘，所述抛光盘侧方配置至少两个装卸机构，抛光盘上方配置有抛光机构；所述抛光机构配置至少两个承载头，其能够在抛光盘与装卸机构之间移动，以传输晶圆；还包括供液臂，其数量与承载头数量相匹配；抛光时，所述供液臂绕定点往复摆动，以朝向抛光区域供给抛光液。
2.如权利要求1所述的抛光模组，其特征在于，所述抛光机构包括移动件和连接组件，所述连接组件设置于移动件下方，所述连接组件的下端配置有承载头；所述移动件滑动连接于固定架，以带动承载头沿直线移动。
3.如权利要求2所述的抛光模组，其特征在于，所述连接组件包括固定轴和驱动轴；所述固定轴的底端配置有承载头，其上部设置有第一齿轮；所述驱动轴的下部配置有第二齿轮，其顶端连接有旋转驱动电机；还包括中间齿轮，其设置于第一齿轮与第二齿轮之间；所述旋转驱动电机通过齿轮传动带动下方的承载头旋转。
4.如权利要求3所述的抛光模组，其特征在于，所述固定轴的数量至少两个，其设置于支撑架；并且，所述固定轴以驱动轴为基准均匀分布。
5.如权利要求4所述的抛光模组，其特征在于，所述抛光机构还包括摆动电机，其通过套筒连接于所述支撑架，以带动支撑架及承载头以驱动轴为基准转动，以调节承载头的相位。
6.如权利要求1所述的抛光模组，其特征在于，所述供液臂配置有多个供液管，所述供液管沿供液臂的长度方向间隔设置。
7.如权利要求1所述的抛光模组，其特征在于，还包括至少一个修整器，其设置于抛光盘的侧方，用于离线修整抛光盘上方的抛光垫。
8.一种抛光单元，其特征在于，包括：
9.如权利要求8所述的抛光单元，其特征在于，所述传输机械手的数量与抛光模组的数量相匹配，每个抛光模组配置的传输机械手数...
【专利技术属性】
技术研发人员：王春龙，徐海洋，许振杰，赵德文，
申请(专利权)人：华海清科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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