利用化学机械抛光设备进行化学机械抛光的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用化学机械抛光设备进行化学机械抛光的方法，所述化学机械抛光设备包括多个化学机械抛光机、机械手和过渡装置，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，所述方法包括以下步骤：A)通过所述机械手将所述过渡装置上的晶圆搬运到所述多个化学机械抛光机中的至少一个上以便利用所述多个化学机械抛光机对晶圆进行抛光；B)通过所述机械手将抛光后的晶圆搬运到所述过渡装置上；和C)重复步骤A)和B)直到完成所有晶圆的抛光。根据本发明专利技术实施例的利用化学机械抛光设备进行化学机械抛光的方法具有晶圆传输距离短、晶圆传输时间短和工作效率高的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
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。并且转盘上的每一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。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种工作效率高的。为了实现上述目的，根据本专利技术的实施例提出一种，其特征在于，所述化学机械抛光设备包括多个化学机械抛光机、机械手和过渡装置，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，所述方法包括以下步骤A)通过所述机械手将所述过渡装置上的晶圆搬运到所述多个化学机械抛光机中的至少一个上以便利用所述多个化学机械抛光机对晶圆进行抛光；B)通过所述机械手将抛光后的晶圆搬运到所述过渡装置上；和C)重复步骤A)和B)直到完成所有晶圆的抛光。根据本专利技术实施例的具有晶圆传输距离短、晶圆传输时间短和工作效率高的优点。另外，根据本专利技术实施例的可以具有如下附加的技术特征根据本专利技术的一个实施例，所述步骤A)包括通过所述机械手将多个晶圆从所述过渡装置上分别搬运到所述多个化学机械抛光机上以便利用所述多个化学机械抛光机对所述多个晶圆进行抛光；所述步骤B)包括通过所述机械手将由所述多个化学机械抛光机抛光后的多个晶圆分别搬运到所述过渡装置上。根据本专利技术的一个实施例，所述化学机械抛光机为三个，且所述机械手为多臂机械手，其中所述多臂机械手将三个晶圆同时从所述过渡装置上搬运到所述三个化学机械抛光机上以便通过所述三个化学机械抛光机同时对三个晶圆进行抛光；其中所述多臂机械手将所述三个化学机械抛光机抛光后的三个晶圆同时搬运到所述过渡装置上。根据本专利技术的一个实施例，所述化学机械抛光机为三个，且所述机械手为单臂机械手，其中所述单臂机械手将三个晶圆依次从过渡装置上搬运到所述三个化学机械抛光机上以便通过所述三个化学机械抛光机对三个晶圆进行抛光；其中所述单臂机械手将抛光后的三个晶圆从所述三个化学机械抛光机搬运到所述过渡装置上。根据本专利技术的一个实施例，所述步骤A)包括:A1)通过所述机械手将一个晶圆从所述过渡装置上搬运到所述多个化学机械抛光机中的第一化学机械抛光机上进行第一次抛光·Μ通过所述机械手将经过第一次抛光后的晶圆从所述第一化学机械抛光机搬运到第二化学机械抛光机进行第二次抛光并重复步骤Al)；和Α； )通过所述机械手将经过第二次抛光后的晶圆从所述第二化学机械抛光机顺序搬运到所述多个化学机械抛光机中的其余化学机械抛光机以顺序进行抛光并重复步骤Α2)；所述步骤B)包括Bi)通过所述机械手将经过最后一次抛光后的晶圆搬运到所述过渡装置上。根据本专利技术的一个实施例，所述化学机械抛光机为三个，所述机械手为单臂机械手，且所述过渡装置包括第一平台和第二平台，所述步骤Α)包括Α1)通过所述机械手将一个晶圆从所述第一平台上搬运到所述三个化学机械抛光机中的第一化学机械抛光机上进行粗抛光；Α2)通过所述机械手将经过粗抛光后的晶圆从所述第一化学机械抛光机搬运到第二化学机械抛光机进行细抛光并重复步骤Al)；和Α； )通过所述机械手将经过细抛光后的晶圆从所述第二化学机械抛光机搬运到第三化学机械抛光机以进行精抛光并重复步骤 Α2)；所述步骤B)包括Bi)通过所述机械手将经过精抛光后的晶圆搬运到所述第二平台上。根据本专利技术的一个实施例，所述化学机械抛光机为三个，所述机械手为四臂机械手，且所述过渡装置包括第一平台和第二平台，所述步骤Α)包括Al)通过所述四臂机械手的第一手臂将一个晶圆从所述第一平台上搬运到所述三个化学机械抛光机中的第一化学机械抛光机上进行粗抛光；Α》通过所述四臂机械手的第二手臂将经过粗抛光后的晶圆从所述第一化学机械抛光机搬运到第二化学机械抛光机进行细抛光并重复步骤Al)；和Α； )通过所述四臂机械手的第三手臂将经过细抛光后的晶圆从所述第二化学机械抛光机搬运到第三化学机械抛光机以进行精抛光并重复步骤Α2)；所述步骤B)包括Β1)通过所述四臂机械手的第四手臂将经过精抛光后的晶圆搬运到所述第二平台上。根据本专利技术的一个实施例，所述四臂机械手具有基座和可旋转地安装在所述基座上且成十字形布置的四个手臂，其中所述第一平台的第一放置面的圆心、所述第二平台的第二放置面的圆心和所述三个化学机械抛光机的三个装卸平台的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，其中两个所述化学机械抛光机的装卸平台沿所述圆周的径向相对，另一个所述装卸平台与所述第一平台沿所述圆周的径向相对，所述第二平台设在所述第一平台和与所述第一平台相邻的所述装卸平台之间，所述第一平台的第一放置面的圆心与所述圆周的圆心的连线与所述第二平台的第二放置面的圆心与所述圆周的圆心的连线之间的夹角为θ，所述步骤A)包括Al)通过所述四臂机械手的第一手臂从所述第一平台上抓取一个未抛光晶圆，然后所述四臂机械手旋转九十度以使所述第一手臂将未抛光晶圆搬运到所述三个化学机械抛光机中的第一化学机械抛光机上进行粗抛光，随后所述四臂机械手反向旋转九十度；A2)通过所述四臂机械手的第二手臂从所述第一化学机械抛光机上抓取经过粗抛光后的晶圆并重复步骤Al)以使所述第二手臂将经过粗抛光后的晶圆从所述第一化学机械抛光机搬运到第二化学机械抛光机进行细抛光且使所述第一手臂将未抛光晶圆搬运到所述第一化学机械抛光机上进行粗抛光；A3)通过所述四臂机械手的第三手臂从所述第二化学机械抛光机上抓取经过细抛光后的晶圆并重复步骤A2)以同时使所述第三手臂将经过细抛光后的晶圆从所述第二化学机械抛光机搬运到第三化学机械抛光机进行精抛光、使所述第二手臂将经过粗抛光后的晶圆从所述第一化学机械抛光机搬运到所述第二化学机械抛光机进行细抛光、以及使所述第一手臂将未抛光晶圆搬运到所述第一化学机械抛光机上进行粗抛光；和A4)通过所述四臂机械手的第四手臂从所述第三化学机械抛光机上抓取经过精抛光后的晶圆、通过所述第三手臂从所述第二化学机械抛光机上抓取经过细抛光后的晶圆、 通过所述第二手臂从所述第一化学机械抛光机上抓取经过粗抛光后的晶圆、以及通过所述第一手臂从所述第一平台上抓取一个未抛光晶圆，然后所述四臂机械手旋转九十度以使所述第三手臂将经过细抛光后的晶圆从所述第二化学机械抛光机搬运到第三化学机械抛光机进行精抛光、使所述第二手臂将经过粗抛光后的晶圆从所述第一化学机械抛光机搬运到所述第二化学机械抛光机进行细抛光、以及使所述第一手臂将未抛光晶圆搬运到所述第一化学机械抛光本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种利用化学机械抛光设备进行化学机械抛光的方法，其特征在于，所述化学机械抛光设备包括多个化学机械抛光机、机械手和过渡装置，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，所述方法包括以下步骤：Ａ）通过所述机械手将所述过渡装置上的晶圆搬运到所述多个化学机械抛光机中的至少一个上以便利用所述多个化学机械抛光机对晶圆进行抛光；Ｂ）通过所述机械手将抛光后的晶圆搬运到所述过渡装置上；和Ｃ）重复步骤Ａ）和Ｂ）直到完成所有晶圆的抛光。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：路新春，沈攀，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11