基板移送系统的制作方法

1.本发明涉及一种基板移送系统。


背景技术：

2.在半导体元件的制造中，需要包括研磨、抛光(buffing)及清洗的化学机械抛光(cmp，chemical mechanical polishing)作业。半导体元件为多层结构的形态，在基板层形成有具备扩散区域的晶体管元件。在基板层，连接金属线图形化，与形成功能性元件的晶体管元件电连接。众所周知，图形化的导电层通过诸如二氧化硅的绝缘材料而与其他的导电层绝缘。形成更多的金属层和与此关联的绝缘层，因此使得绝缘材料扁平的必要性增加。如果未扁平化，则由于扁平形态的很多变动导致追加的金属层的制造实质上更困难。此外，金属线图形由绝缘材料形成，金属cmp作业去除过剩金属物。
3.为了增加cmp工艺的生产效率，减少工艺或移送间等待时间，有必要并列地进行各工艺或移送。例如，减少基板的移送动线，对多个基板同时进行移送及研磨的情况，可增加cmp工艺的生产效率。
4.前述的背景技术是发明人在导出本技术的公开内容的过程中拥有或掌握的，未必是在本技术之前向一般公众公开的公知技术。


技术实现要素：

5.基于上述技术背景，本发明的目的在于提供一种基板移送系统，可对多个基板分别并列地同时进行移送及研磨。
6.一个实施例的目的在于，提供一种基板移送系统，可减少基板移送动线并增加移送效率。
7.根据本发明一个实施例的基板移送系统，包括：第一移送部，其以与地面垂直的第一轴为中心进行旋转，沿圆形的第一轨道移送基板；及第二移送部，其以与地面垂直的第二轴为中心进行旋转，沿圆形的第二轨道移送基板；第一轨道及第二轨道在第一位置重叠，基板可以在第一位置从第一移送部移动至第二移送部，或从第二移送部移动至第一移送部。
8.第一移送部可以在第一轨道上的第二位置接收搬运部传递的基板，或向搬运部传递基板。
9.搬运部可以在第二位置将研磨前状态的基板从卡匣传递至第一移送部，或在第二位置将研磨后状态的基板传递至清洗腔室。
10.第一移送部将一个基板从第一位置移送至第二位置的同时，可以将另一个基板从第二位置移送至第一位置。
11.第二轨道在第三位置与安装有研磨垫的第一台板重叠，可以在第三位置进行对基板的研磨。
12.在第三位置研磨一个基板的期间，可以在第一位置将另一个基板从第一移送部移动至第二移送部，或从第二移送部移动至第一移送部。
13.第二移送部将一个基板从第三位置移送至第一位置的同时，可以将另一个基板从第一位置移送至第三位置。
14.基板移送系统包括第三移送部，其以与地面垂直的第三轴为中心旋转，沿圆形的第三轨道移送基板，第一轨道及第三轨道在第四位置重叠，基板可以在第四位置从第一移送部移动至第三移送部，或从第三移送部移动至第一移送部。
15.第三轨道在第五位置与安装有研磨垫的第二台板重叠，可以在第五位置进行对基板的研磨。
16.在第五位置研磨一个基板的期间，可以在第四位置将另一个基板从第一移送部移动至第三移送部，或从第三移送部移动至第一移送部。
17.第三移送部将一个基板从第五位置移送至第四位置的同时，可以将另一个基板从第四位置移送至第五位置。
18.第一移送部将第一基板从第二位置移送至第一位置的同时，可以将第二基板从第一位置移送至第四位置，同时将第三基板从第四位置移送至第二位置。
19.根据一个实施例的基板移送系统，以能够对多个基板持续和并列地进行研磨工艺的形式移送基板，从而可提高生产效率。
20.根据一个实施例的基板移送系统，以在研磨第一基板的期间可进行第二基板的装载/卸载的形式构成，从而可提高生产效率。
21.根据一个实施例的基板移送系统，沿圆形轨道移送基板，从而可减少基板的移送动线并增加移送效率。
22.根据一个实施例的基板移送系统的效果不限定于以上提及的效果，一般的技术人员可通过下面的记载明确地理解未提及的其他效果。
附图说明
23.图1是根据本发明的第一实施例的基板移送系统的概略立体图。
24.图2是根据本发明的第一实施例的基板移送系统的概略平面图。
25.图3是根据本发明的第一实施例的基板移送系统的概略侧面图。
26.图4是根据本发明的第二实施例的基板移送系统的概略平面图。
27.图5是根据本发明的第三实施例的基板移送系统的概略平面图。
28.标号说明
29.1：基板移送系统
30.11：第一移送部
31.12：第二移送部
32.13：第三移送部
33.14：装载部
具体实施方式
34.以下，参照附图对本发明的实施例进行详细的说明。但是，在实施例中可施加多种变形，因此专利申请的权利范围并不受这些实施例的限制或限定。应理解为，对实施例进行的所有变更、均等物乃至代替物都包括在权利范围内。
35.实施例中使用的术语仅仅以说明为目的而使用，不应解释为用于限定的意图。如果文句上没有明确的不同含义，单数的表达也包括复数的表达。本说明书中，“包括”或“具有”等术语是要指定说明书上记载的特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或这些组合的存在，应理解为不预先排除一个或一个以上的其他特征或数字、步骤、动作、构成要素、部件或这些组合的存在或附加可能性。
36.如果没有其他的定义，包括技术或者科学术语在内，在此使用的所有术语具有与实施例所属的技术领域内具有一般知识的技术人员通常理解的含义相同的含义。诸如在一般使用的词典中定义的术语，应解释为具有与相关技术的文句上具有的含义一致的含义，如果本技术中没有明确地定义，不解释为理想或过于形式上的含义。
37.此外，在参照附图进行说明时，与附图标号无关地，相同的构成要素赋予相同的参照标号，并省略对此的重复的说明。在说明实施例时，判断对于相关的公知技术的具体说明可能会不必要地混淆实施例的要旨的情况，省略其详细的说明。
38.此外，在说明实施例的构成要素时，可使用第一、第二、a、b、(a)、(b)等术语。这些术语仅用于将其构成要素与其他的构成要素区别开来，相应构成要素的本质或次序或顺序等不受该术语的限定。记载某个构成要素与其他的构成要素“连接”、“结合”或“接合”的情况，该构成要素可以与其他的构成要素直接连接或接合，但应理解为也可以在各构成要素之间“连接”、“结合”或“接合”又其他的构成要素。
39.在某一个实施例中包括的构成要素和包括共同功能的构成要素，在其他实施例中使用相同的名称并进行说明。如果没有相反的记载，在某一个实施例记载的说明也可适用于其他实施例，在重复的范围内省略具体的说明。
40.图1是根据本发明的第一实施例的基板移送系统的概略立体图。图2是根据本发明的第一实施例的基板移送系统的概略平面图。图3是根据本发明的第一实施例的基板移送系统的概略侧面图。
41.参照图1至图3，根据本发明第一实施例的基板移送系统1可用于研磨基板的表面的化学机械抛光工艺(cmp，chemical mechanical planarization)。通过基板移送系统1进行移送及/或研磨的基板可以是半导体装置制造用硅晶圆(silicon wafer)。但是，基板的种类不限定于此。例如，基板可包括lcd(liquid crystal display，液晶显示器)、pdp(plasma display device，等离子体显示器)、fpd(flat panel display，平板显示器)用玻璃。图中示出了基板为圆形，但这仅仅是为了说明的便利的例示，基板的形状不限定于此。
42.根据第一实施例的基板移送系统1可包括第一移送部11、第二移送部12、第三移送部13及装载部14。
43.第一移送部11以与地面垂直的第一轴a1为中心进行旋转，可沿圆形的第一轨道o1移送基板。第一移送部11通过搬运部r可接收从卡匣(或研磨前工艺)传递的研磨前状态的基板。第一移送部11可将接收传递的基板传递至第二移送部12。此外，第一移送部11接收第二移送部12传递的研磨后状态的基板，通过搬运部r可传递至研磨后工艺(例如，清洗腔室)。第一移送部11可沿圆形轨道移送基板。第一移送部11可同时移送多个基板。例如，可同时进行研磨前状态的基板移送和研磨后状态的基板移送。
44.第一移送部11可包括轴承111及移送臂112。
45.轴承111可以以与地面垂直的第一轴a1为中心进行旋转。轴承111可以单向或双向
旋转。移送臂112可与轴承111连接并与轴承111一体旋转。移送臂112可支撑基板的下面。例如，移送臂112的一端与轴承111连接，另一端可支撑基板的下面。但是，图1所示的移送臂112为概略性的，在移送臂112的另一端可配备有能够稳定地支撑基板的结构。
46.移送臂112随着轴承111的旋转而形成第一轨道o1，并可以以轴承111为中心进行旋转。第一轨道o1可形成为圆形。移送臂112以在端部安放有基板的状态以轴承111为中心进行旋转，从而可将基板移送至第一轨道o1上的一个位置。
47.移送臂112可配备有至少一个以上。例如，移送臂112可配备有多个。例如，移送臂112可包括第一移送臂112a、第二移送臂112b及第三移送臂112c。多个移送臂112可以以轴承111为中心，以指定的间隔隔开配置。例如，多个移送臂112可以以轴承111为中心，以相同角度隔开配置。另外，图1及图2所示的移送臂112的个数是例示，移送臂112可配备1个、2个、3个、4个或其以上。对移送臂112移送基板的具体的内容进行后述。
48.第二移送部12以与地面垂直的第二轴a2为中心进行旋转，并可沿圆形的第二轨道o2移送基板。例如，第二移送部12可在上侧支撑载体头121，并可以以第二轴a2为中心，沿第二轨道o2移动载体头121。基板可在被载体头121抓紧的状态下，借助第二移送部12被移送。载体头121可通过膜(未示出)以吸附式抓紧基板。移送臂112及载体头121之间的基板的传递可借助后述的装载部14进行。载体头121使得位于第一台板t1上的研磨垫和基板的研磨面接触摩擦，从而可进行研磨工艺。载体头121及第一台板t1至少通过相对旋转运动可使得基板相对于研磨垫进行研磨。例如，为了基板的研磨，载体头121可进行旋转及/或并进移动(振动，oscillation)。另外，为了基板的装载/卸载或基板的研磨，载体头121可沿垂直方向进行升降驱动。第二移送部12可包括至少一个载体头121。例如，第二移送部12可包括多个载体头121。例如，在第二移送部12可设置第一载体头121a及第二载体头121b。但是，这是例示，与第二移送部12连接的载体头121的个数不限定于此。在第二移送部12连接多个载体头121的情况，多个载体头121可以以第二轴a2为中心，以指定的间隔隔开配置。例如，多个载体头121可以以第二轴a2为中心，以相同角度隔开配置。
49.第三移送部13以与地面垂直的第三轴a3为中心进行旋转，可沿圆形的第三轨道o3移送基板。例如，第三移送部13可在上侧支撑载体头131，可以以第三轴a3为中心，沿第三轨道o3移动载体头131。第三移送部13、载体头131及第二台板t2的具体的内容与上述的第二移送部12、载体头121及第一台板t1的内容实质上相同，因此为了避免过于反复记载而引用上述的内容。
50.装载部14可将研磨前状态的基板从移送臂112装载至载体头121、131。装载部14可将研磨后状态的基板从载体头121、131卸载至移送臂112。装载部14通过垂直方向的升降动作，可装载或卸载基板。在装载部14装载或卸载基板的过程中，第一移送部11(例如，移送臂112)可沿垂直方向进行升降运转。装载部14可配备多个。例如，装载部14可配备与台板t的个数相对应的个数。例如，如图1及图2所示，台板t包括第一台板t1及第二台板t2的情况，装载部14可包括第一装载部14a及第二装载部14b。另外，装载部14也可与第一移送部11形成为一体。即，第一移送部11(例如，移送臂112)通过垂直方向的升降运转，无需另外的装载部也可自己将基板装载于载体头121或从载体头121卸载基板。
51.以下，参照图1及图2，对第一移送部11的第一轨道o1进行具体说明。
52.第一移送部11可在第一轨道o1上的第二位置p2接收搬运部r传递的基板。例如，第
一移送部11在第二位置p2通过搬运部r，可接收从卡匣(或研磨前工艺)传递的研磨前状态的基板。传递的基板可安放在位于第二位置p2的移送臂112上。此外，第一移送部11在第二位置p2可向搬运部r传递基板。例如，第一移送部11在第二位置p2通过搬运部r，可将研磨后状态的基板传递至下个工艺(例如：清洗腔室)。即，第二位置p2可发挥用于安放等待移送状态的基板的工作台的作用。搬运部r可以是在第二位置p2将研磨前状态的基板从卡匣传递至第一移送部11，或在第二位置p2将研磨后状态的基板传递至清洗腔室的搬运机器人。
53.第一轨道o1及第二轨道o2可以在第一位置p1重叠。在第一位置p1，基板可以从第一移送部11移动至第二移送部12。例如，第一移送部11可在第一位置p1将研磨前状态的基板传递(装载)至第二移送部12。在第一位置p1，基板可以从第二移送部12移动至第一移送部11。例如，第二移送部12可在第一位置p1将研磨后状态的基板传递(卸载)至第一移送部11。在第一位置p1，第一移送部11及第二移送部12之间的基板传递可借助第一装载部14a进行。为此，第一装载部14a可配置于第一位置p1。第一装载部14a可将研磨前状态的基板从位于第一位置p1的移送臂112装载至位于第一位置p1的载体头121。第一装载部14a可将研磨后状态的基板从位于第一位置p1的载体头121卸载至位于第一位置p1的移送臂112。
54.同样地，第一轨道o1及第三轨道o3可以在第四位置p4重叠。在第四位置p4，基板可以从第一移送部11移动至第三移送部13。例如，第一移送部11可在第四位置p4将研磨前状态的基板传递(装载)至第三移送部13。在第四位置p4，基板可以从第三移送部13移动至第一移送部11。例如，第三移送部13可在第四位置p4将研磨后状态的基板传递(卸载)至第一移送部11。在第四位置p4，第一移送部11及第三移送部13之间的基板传递可借助第二装载部14b进行。为此，第二装载部14b可配置于第四位置p4。第二装载部14b可将研磨前状态的基板从位于第四位置p4的移送臂112装载至位于第四位置p4的载体头131。第二装载部14b可将研磨后状态的基板从位于第四位置p4的载体头131卸载至位于第四位置p4的移送臂112。
55.第一移送部11的移送臂112沿第一轨道o1旋转的同时，可轮流位于第二位置p2、第一位置p1及第四位置p4。例如，在第一移送臂112a位于第二位置p2的时候，第二移送臂112b可位于第一位置p1，第三移送臂112c可位于第四位置p4。随着轴承111的旋转，如果第一移送臂112a从第二位置p2移动至第一位置p1，则第二移送臂112b可从第一位置p1移动至第四位置p4，第三移送臂112c可从第四位置p4移动至第二位置p2。即，第一移送部11将第一基板从第二位置p2移送至第一位置p1的同时，可将第二基板从第一位置p1移送至第四位置p4，同时可将第三基板从第四位置p4移送至第二位置p2。另外，这是例示，第一移送部11也可沿与上述的内容相反的方向旋转，移送臂112也可从第二位置p2经过第一位置p1而直接移送至第四位置p4。
56.以下，参照图1及图2，对第二移送部12的第二轨道o2进行具体说明。
57.第二移送部12的载体头121可在第一位置p1接收第一移送部11传递(装载)的研磨前状态的基板。如果完成基板的装载，则载体头121可借助第二移送部12的旋转移动至第三位置p3。第三位置p3可以是第二轨道o2和安装有研磨垫的第一台板t1重叠的位置。在第三位置p3可进行对基板的研磨。即，载体头121可在第三位置p3进行研磨前状态的基板的研磨。如果完成基板的研磨，则载体头121借助第二移送部12的旋转，可再次移动至第一位置p1。载体头121可在第一位置p1将研磨后状态的基板传递(卸载)至第一移送部11。
58.在第三位置p3研磨一个基板的期间，可在第一位置p1将另一个基板从第一移送部11移动(装载)至第二移送部12，或从第二移送部12移动(卸载)至第一移送部11。即，在第二载体头121b进行对一个基板的研磨的期间，在第一载体头121a可装载或卸载另一基板。
59.第二移送部12的载体头121沿着第二轨道o2旋转的同时，可轮流位于第一位置p1及第三位置p3。例如，第一载体头121a位于第一位置p1的时候，第二载体头121b可位于第三位置p3。随着第二移送部12的旋转，如果第一载体头121a从第一位置p1移动至第三位置p3，则第二载体头121b可从第三位置p3移动至第一位置p1。即，第二移送部12将一个基板从第三位置p3移送至第一位置p1的同时，可将另一个基板从第一位置p1移送至第三位置p3。
60.以下，参照图1及图2，对第三移送部13的第三轨道o3进行具体说明。
61.第三移送部13的载体头131可在第四位置p4接收第一移送部11传递(装载)的研磨前状态的基板。如果完成基板的装载，则第三移送部13的载体头131可借助第三移送部13的旋转移动至第五位置p5。第五位置p5可以是第二轨道o2和安装有研磨垫的第二台板t2重叠的位置。在第五位置p5可进行对基板的研磨。即，载体头131可在第五位置p5进行研磨前状态的基板的研磨。如果完成基板的研磨，则载体头131借助第三移送部13的旋转，可再次移动至第四位置p4。载体头131可在第四位置p4将研磨后状态的基板传递(卸载)至第一移送部11。
62.在第五位置p5研磨一个基板的期间，可在第四位置p4将另一个基板从第一移送部11移动(装载)至第三移送部13，或从第三移送部13移动(卸载)至第一移送部11。即，在第二载体头131b进行对一个基板的研磨的期间，在第一载体头131a可装载或卸载另一基板。
63.第三移送部13的载体头131沿着第三轨道o3旋转的同时，可轮流位于第四位置p4及第五位置p5。例如，第一载体头131a位于第四位置p4的时候，第二载体头131b可位于第五位置p5。随着第三移送部13的旋转，如果第一载体头131a从第四位置p4移动至第五位置p5，则第二载体头131b可从第五位置p5移动至第四位置p4。即，第三移送部13将一个基板从第四位置p4移送至第五位置p5的同时，可将另一个基板从第五位置p5移送至第四位置p4。
64.在一个实施例中，可在第一台板t1进行第一次研磨，可在第二台板t2进行第二次研磨。此时，在第一台板t1完成第一次研磨的基板如果在第一位置p1从第二移送部12卸载至第一移送部11，则第一移送部11可旋转并使得该基板移动至第四位置p4。完成第一次研磨的基板可在第四位置p4装载至第三移送部13，第三移送部13可通过旋转使得该基板移动至第五位置p5并进行第二次研磨。
65.在一个实施例中，移送至第二位置p2的基板被移送至第一位置p1后，被位于第一位置p1的载体头121抓紧，在第三位置p3可借助第一台板t1进行研磨。在第一台板t1完成研磨的基板复归到第一位置p1，安放在位于第一位置p1的移送臂112，向第四位置p4移动并被位于第四位置p4的载体头131抓紧，在第五位置可借助第二台板t2进行研磨。在第二台板t2完成研磨的基板复归到第四位置p4，安放在位于第四位置p4的移送臂112，向第二位置p2移动并可移送至下一个工艺。
66.如上所述，第二移送部12以旋转式移送载体及或基板的情况，对多个基板的移送(例如，装载/卸载)及研磨可同时进行。例如，第一基板从第一位置p1装载至第一载体头121a的期间，第二基板可被位于第三位置p3的第二载体头121b抓紧并进行研磨。此外，如果完成第二基板的研磨，则第二基板移动至第一位置p1，并卸载至位于第一位置p1的移送臂
112，第一基板可相反地向第三位置p3移动并进行研磨。根据这样的构成，在进行对任意基板的研磨的期间，可同时进行对另一个基板的装载(或卸载)，因此可缩短工艺时间并提高生产性。
67.此外，如上所述，第一移送部11以旋转式移送基板的情况，移送动线最小化，可使得移送所需的时间最小化。例如，如果将研磨前状态的第一基板从卡匣投入至第二位置p2，则第一基板可被移送至第一位置p1并进行用于第一次研磨的装载。与此同时，完成第一次研磨并安放于第一位置p1的第二基板可移送至第四位置p4并进行用于第二次研磨的装载。此外，与此同时，完成第二次研磨并安放于第四位置p4的第三基板可移送至第二位置p2并向下一个工艺移送。这样的过程可对多个基板同时、按顺序及连续地进行。因此，可同时连续地对多个基板进行移送及研磨，因此可提高生产效率。
68.图4是根据本发明第二实施例的基板移送系统的概略平面图。
69.参照图4，根据第二实施例的基板移送系统2可包括第一移送部21、第二移送部22及装载部24。
70.图4示出第一移送部21包括2个移送臂212、第二移送部22配备2个载体头221、装载部24及台板t各配备有一个的结构。在图4所示的结构中，对第二位置p2、第一位置p1及第三位置p3的说明与上述的内容实质上相同，因此对于重复的内容，省略其具体的说明。
71.在图4所示的结构中，在第三位置p3研磨第一基板的期间，可在第一位置p1装载或卸载第二基板。此外，借助第一移送部21的旋转，位于第二位置p2的研磨前状态的基板移动至第一位置p1的同时，位于第一位置p1的研磨后状态的基板可移动至第二位置p2。即，第一移送部21将一个基板从第一位置p1移送至第二位置p2的同时，可将另一个基板从第二位置p2移送至第一位置p1。
72.图5是根据第三实施例的基板移送系统的概略平面图。
73.参照图5，根据第三实施例的基板移送系统3可包括第一移送部31、第二移送部32、第三移送部33及装载部34。
74.图5示出第一移送部31包括4个移送臂312、第二移送部32配备2个载体头321、第三移送部33配备2个载体头331、装载部34及台板t各配备有两个的结构。在图5所示的结构中，4个移送臂312可分别位于第二位置p2、第一位置p1、第四位置p4及第六位置p6。第六位置p6可以是接收搬运部r传递的研磨前状态的基板，或向搬运部r传递研磨后状态的基板的位置。
75.图5所示的结构中，在第三位置p3(或第五位置p5)研磨第一基板的期间，也可在第一位置p1(或第四位置p4)装载或卸载第二基板。此外，借助第一移送部31的旋转，可按顺序移送基板。例如，位于第二位置p2的研磨前状态的基板可被移送至第一位置p1或第四位置p4。与此同时，位于第一位置p1或第四位置p4的研磨后状态的基板可被移送至第六位置p6。
76.如上虽然通过限定的附图说明了实施例，但对于在该技术领域内具有一般的知识的人员而言，以所述内容为基础可适用各种技术性修正及变形。例如，通过与说明的方法不同的顺序执行说明的技术，及/或以与说明的方法不同的形态结合或组合说明的系统、结构、装置、电路等构成要素，或通过其他的构成要素或均等物代替或置换也可实现适当的结果。
77.因此，其他的实现、其他的实施例及与权利要求书均等的事项也属于权利要求书
的范围。