[实用新型]基板翻转装置及包括其的化学机械研磨系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基板翻转装置及包括其的化学机械研磨系统(SUBSTRATE TURNING APPARATUS AND CHEMICAL MECHANICAL POLISHING SYSTEM HAVING THE SAME)，更为具体地，涉及一种可准确地感知基板的夹紧(grip)与否的基板翻转装置及包括其的化学机械研磨系统。

背景技术

随着半导体元件由微小的电路线以高密度的方式聚集制造而成，与其相应的精密研磨应在晶元表面可进行。为了对晶元进行更加精密地研磨，可以进行机械研磨及化学研磨并行的化学机械研磨工艺(CMP工艺)。

化学机械研磨(CMP)工艺是一种为了实现全面平坦化和由用于形成电路的接触(contact)/布线膜分离及高度集成的元件化而产生的晶元表面粗糙度提高等而用于对晶元的表面进行精密研磨加工的工艺，所述全面平坦化是清除在半导体元件制造过程中反复进行掩蔽(masking)、蚀刻(etching)及布线工艺等而生成的晶元表面的凹凸所造成的单元(cell)区域与周围电路区域间的高度差。

所述CMP工艺通过如下方式完成，以晶元的工艺面与研磨垫相面对的状态对所述晶元进行加压并同时进行工艺面的化学研磨与机械研磨，完成研磨工艺的晶元通过载体头得到抓握并经过对附着于工艺面的异物进行清洗的清洗工艺。

换句话说，如图1所示，通常，晶元的化学机械研磨工艺通过如下方式完成，若在加载单元20将晶元供给至化学机械研磨系统X1，则在将晶元W以紧贴于载体头S：S1、S2、S1'、S2'的状态沿着规定的路径Po进行移动66-68的同时，在多个研磨平板P1、P2、P1'、P2'上进行化学机械研磨工艺。进行了化学机械研磨工艺的晶元W通过载体头S被移送至卸载单元的放置架10，并移送至进行下一个清洗工艺的清洗单元X2，从而在多个清洗模块(module)70执行对附着于晶元W的异物进行清洗的工艺。

并且，虽然在化学机械研磨工艺中，晶元的工艺面为了与研磨平板P1、P2…的表面相接触而朝向下侧，但是在清洗工艺中，由于沿重力方向供给清洗液的同时进行清洗，因而晶元的工艺面朝向上侧。为此，通过晶元翻转装置在卸载单元进行使得晶元翻转180度的翻转作业。

为此，在图1的卸载单元U设置有晶元翻转装置。位于卸载单元U的放置架10设置为通过利用电力、液压或空气压力的移动装置可以沿着上下方向移动。同时，抓握晶元W的翻转装置的夹子也可以通过操作装置沿着上下方向移动，且设置为可以通过夹子来抓握晶元。

如此，就完成利用研磨垫及研磨液的化学机械研磨工艺的晶元W而言，在被翻转装置的夹子抓握(grip)的状态下，可在随着夹子的旋转而翻转180度后被移送。

但是，在晶元W没有准确地被翻转装置的夹子抓握的状态(例如，倾斜地被抓握的状态)下，如果进行晶元W的移送或翻转，则在晶元W的移送或翻转的途中，因为存在晶元从翻转装置分离从而落下的顾虑，因此在晶元W通过翻转装置来移送或翻转之前，可需要感知晶元W是否准确地夹在翻转装置的夹子。

此外，如果不能准确地感知晶元W被夹紧在翻转装置的状态，则难以对晶元W的移送或翻转工艺进行准确地控制，由此应准确地感知相对于翻转装置的晶元W的夹紧状态。

为此，最近，用于准确地感知相对于翻转装置的晶元的夹紧状态的多种研究正在进行，但是仍存在不足，因此需要对此的开发。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种基板翻转装置及包括其的化学机械研磨系统，所述基板翻转装置可以准确地对基板的夹紧(grip)与否进行感知，并且可以提高稳定性和可靠性。

特别是，本实用新型的目的在于，可利用多个可动夹紧部来准确地感知相对于基板夹紧部的基板的正常的夹紧状态。

此外，本实用新型的目的在于，可以防止基板的损伤，提高收率。

根据用于实现上述的本实用新型的目的的本实用新型的优选实施例，用于化学机械研磨工艺的基板翻转装置包括：基板夹紧部，其支撑基板的侧面并使得基板翻转旋转；多个可动夹紧部，其与基板侧面相接触，并设置为能够与基板夹紧部的内面靠近及隔开；多个感知部，其个别地感知相对于基板夹紧部的可动夹紧部的靠近。

其是为了准确地对基板未准确地夹紧于基板翻转装置的状态(例如，以倾斜的形式被抓握的状态)进行感知，并可安全地执行基板的翻转旋转及移送。