CN115816288A - 一种化学机械抛光系统和抛光方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种化学机械抛光系统和抛光方法，所述化学机械抛光系统包括：前置单元；抛光单元；清洗单元，设置于前置单元与抛光单元之间；所述抛光单元包括多个抛光模块和晶圆传输机构，所述抛光模块围绕所述晶圆传输机构设置，所述晶圆传输机构能够在相邻抛光模块之间传输晶圆；所述抛光模块包括抛光盘、抛光组件和装卸台，所述装卸台设置于抛光盘的外侧，所述抛光组件设置于抛光盘和装卸台的上侧；所述抛光组件包括支撑架和悬挂于支撑架下方的承载头，所述支撑架旋转，以带动承载头装载的晶圆在装卸台与抛光盘之间移动。

Description

一种化学机械抛光系统和抛光方法

技术领域

本发明属于CMP技术领域，具体而言，涉及一种化学机械抛光系统和抛光方法。

背景技术

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，化学机械抛光属于晶圆制造工序中的五大核心制程之一。

化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing,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。

化学机械抛光系统中，每个抛光模块配置一个承载头。晶圆完成抛光后，需要将抛光后的晶圆放置于装卸台，并通过机械手将其取走；然后，机械手放置待抛光的下一片晶圆，再由承载头装载并移动至抛光垫上方抛光。因此，现有的CMP系统存在一定的等待时间，这不利于生产效率的提升，影响CMP系统的生产能力。

如何缩短或避免抛光过程的等待时间，实现各个功能模块之间生产节拍的相互匹配，成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种化学机械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。

本发明实施例的第一方面提供了一种化学机械抛光系统，包括：

前置单元；

抛光单元；

清洗单元，设置于前置单元与抛光单元之间；

所述抛光单元包括多个抛光模块和晶圆传输机构，所述抛光模块围绕所述晶圆传输机构设置，所述晶圆传输机构能够在相邻抛光模块之间传输晶圆；

所述抛光模块包括抛光盘、抛光组件和装卸台，所述装卸台设置于抛光盘的外侧，所述抛光组件设置于抛光盘和装卸台的上侧；所述抛光组件包括支撑架和悬挂于支撑架下方的承载头，所述支撑架旋转，以带动承载头装载的晶圆在装卸台与抛光盘之间移动。

在一些实施例中，所述抛光组件还包括回转装置，其上的固定端连接于抛光单元的机架，其上的转动端连接于所述支撑架。

在一些实施例中，所述支撑架的长度方向配置有直线模组，所述直线模组与承载头连接，以带动承载头水平移动。

在一些实施例中，所述支撑架包括第一支撑件、第二支撑件和连接件，所述第二支撑件间隔设置于所述第一支撑件的下方，所述连接件设置于第一支撑件与第一支撑件的端部；所述直线模组设置于所述第二支撑件的上方，所述承载头悬挂于所述第二支撑件的下方。

在一些实施例中，所述抛光组件包括一对承载头，所述承载头设置于所述回转装置的两侧。

在一些实施例中，所述承载头通过固定件悬挂于所述支撑架，所述固定件为矩形框体，所述承载头设置于固定件的下方。

在一些实施例中，所述第一支撑件包括第一支撑主体部和衔接部，所述衔接部为U形框体，其位于所述第一支撑主体部的中间位置并沿第一支撑主体部的底面向下延伸而成，所述第二支撑件水平连接于所述衔接部。

在一些实施例中，所述晶圆传输机构包括至少一个晶圆传输机械手，所述晶圆传输机械手水平邻接于抛光模块配置的装卸台。

在一些实施例中，所述晶圆传输机构还包括进出缓存装置，其沿所述抛光单元的长度方向设置并位于相邻抛光模块之间。

在一些实施例中，所述晶圆传输机构还包括中间缓存装置，其位于相邻抛光模块之间；所述中间缓存装置水平邻接于晶圆传输机械手并远离所述清洗单元设置，所述进出缓存装置水平邻接于所述清洗单元设置。

在一些实施例中，所述直线模组包括丝杠、驱动电机和移动板，所述驱动电机的输出轴通过带传动连接于丝杠的端部，移动板通过滑块连接于所述丝杠。

在一些实施例中，所述直线模组包括磁悬浮直线电机和移动板，所述磁悬浮直线电机的动子与移动板连接，所述承载头连接于所述移动板。

本发明实施例的第二方面提供了一种化学机械抛光方法，其使用上面所述的化学机械抛光系统，所述支撑架旋转的过程中，朝向装卸台摆动的承载头预先沿水平方向移动至装卸台的对应位置。

本发明的有益效果包括：

a.抛光单元的抛光模块围绕晶圆传输机构设置，晶圆传输机构的晶圆传输机械手可以在相邻抛光模块之间传输晶圆，以保证晶圆传输的便捷性；

b.抛光组件配置一对承载头，其通过回转装置将承载头在抛光工位与装卸片工位切换，以缩短过程等待时间，提高CMP系统的产能；

c.抛光组件的支撑架和固定件铸造成型，以提升抛光组件的减振性能，保证抛光组件的稳定运行；

d.抛光组件的直线模组配置磁悬浮直线电机，连接承载头的动子与固定在支撑架的定子为非接触，避免了承载头的往复运动对抛光组件其他部件的影响，以提升抛光组件运行的稳定性；

e.在回转装置带动支撑架旋转的过程中，朝向装卸台摆动的承载头预先移动至装卸工位对应位置，以避免两个承载头同时水平移动而产生共振，保证抛光组件运行的可靠性。

附图说明

通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本发明的保护范围，其中：

图1是本发明一实施例提供的化学机械抛光系统的示意图；

图2是本发明一实施例提供的抛光单元的示意图；

图3是本发明一实施例提供的抛光模块的示意图；

图4是本发明一实施例提供的抛光组件的示意图；

图5是本发明一实施例提供的不含承载头的抛光组件的示意图；

图6是图5中抛光组件的侧视图；

图7是图5中抛光组件的部件拆解图；

图8是本发明一实施例提供的第一支撑件的示意图；

图9是本发明一实施例提供的第二支撑件的示意图；

图10是本发明一实施例提供的承载头与固定件的连接示意图；

图11是本发明一实施例提供的固定件的示意图；

图12是本发明一实施例提供的直线模组的示意图；

图13是本发明提供的配置磁悬浮直线电机的直线模组的示意图；

图14是本发明一实施例提供的配置图13直线模组的抛光组件的示意图；

图15是图14中抛光组件的侧视图。

具体实施方式

下面结合具体实施例及其附图，对本发明所述技术方案进行详细说明。在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思；这些说明均是解释性和示例性的，不应理解为对本发明实施方式及本发明保护范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书及其说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。

本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。应当理解的是，为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制，相同的参考标记用于表示附图中相同的部分。

在本发明中，“化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing,CMP)”也称为“化学机械平坦化(Chemical Mechanical Planarization,CMP)”，晶圆(Wafer,W)也称基板(Substrate)，其含义和实际作用等同。

本发明的实施例涉及应用于半导体器件制造工业中的化学机械抛光(CMP)系统。CMP系统能够在化学和机械的作用下，完成晶圆表面材料的去除，实现晶圆的“干进干出”，保证晶圆的全局平坦化。

图1是本发明一实施例提供的化学机械抛光系统的示意图，其包括：

前置单元1，用于存放待抛光和完成抛光的晶圆；

抛光单元3，用于晶圆表面的材料去除；

清洗单元2，设置于前置单元1和抛光单元3之间，用于晶圆表面的清洗，以移除晶圆表面残留的颗粒物。

其中，抛光单元3是CMP系统的核心组成部分。抛光单元3包括多个抛光模块30和晶圆传输机构4。抛光单元3的抛光模块30围绕晶圆传输机构4设置，以方便晶圆传输机构4在各个抛光模块30之间周转晶圆，满足多种抛光工艺制程。

图1所示的实施例中，抛光单元3包括四个抛光模块30，其分别为：抛光模块30A、抛光模块30B、抛光模块30C和抛光模块30D。各个抛光模块30沿抛光单元3的长度方向水平排列设置。

图1中，晶圆传输机构4包括晶圆传输机械手41，晶圆传输机械手41的数量为一对。其中，晶圆传输机械手41A负责抛光模块30A和抛光模块30B的晶圆传输；晶圆传输机械手41B负责抛光模块30C和抛光模块30D的晶圆传输。晶圆传输机械手41A、抛光模块30A和抛光模块30B组成第一抛光单元，晶圆传输机械手41B、抛光模块30C和抛光模块30D组成第二抛光单元。第一抛光单元和第二抛光单元沿抛光单元3的中心线对称设置并相互独立，避免某一个抛光模块30故障而致使整个抛光单元3无法正常运行，以提升抛光单元3的容错能力。需要说明的是，晶圆传输机构4包括至少一个晶圆传输机械手41，晶圆传输机械手41上可以配置多个晶圆夹持爪，以满足抛光单元3中晶圆的传输作业。

图2是本发明一实施例提供的抛光模块30的示意图，抛光模块30包括：

抛光盘31，其上设置有抛光垫(pad)；

抛光组件32，用于晶圆的抛光和周转；

以及装卸台33，用于晶圆的装载和卸载；装卸台33设置于抛光盘31的外侧；抛光组件32设置于抛光盘31和装卸台33的上侧，以在抛光盘31与装卸台33之间周转晶圆，并将晶圆抵接于抛光盘31上方的抛光垫，以实施化学机械抛光。

图2中，抛光模块30还包括修整器34和供液臂35。其中，修整器34能够绕位于抛光盘31外侧的固定点摆动；修整器34配置的修整盘(disk)自身旋转并施加向下的载荷，以修整抛光垫表面；供液臂35设置于抛光垫上方，以将抛光液按照工艺要求散布于抛光垫表面。

图3是本发明一实施例提供的抛光组件32的示意图，抛光组件32包括支撑架32a、回转装置32b和承载头32c。承载头32c悬挂于支撑架32a的下方，回转装置32b连接于支撑架32a，并能够旋转带动其上的承载头32c在装卸台33与抛光盘31之间移动；承载头32c能够沿支撑架32a的长度方向移动，使得承载头32c绕其轴线旋转的同时沿抛光盘31的径向移动，实现承载头32c的往复运动，以降低抛光盘31上的抛光垫在半径方向的差异，完成晶圆的全局平坦化。

具体地，抛光作业时，承载头32c将晶圆的待抛光面抵接于抛光垫表面，承载头32c做旋转运动并沿抛光盘31的径向往复移动；同时抛光盘31旋转，供液臂35向抛光垫表面洒布抛光液。在抛光液的化学作用下，通过承载头32c与抛光盘31的相对运动，使得晶圆与抛光液中的磨粒相对移动，以去除晶圆表面的材料。

图3中，回转装置32b的固定端连接于抛光单元3的机架，回转装置32b的转动端连接于支撑架32a。回转装置32b的转动端还连接有图4示出的回转驱动电机以及匹配的减速机；在回转驱动电机的带动下，回转装置32b的转动端带动支撑架32a旋转；与支撑架32a连接的承载头32c能够绕回转装置32b的中轴线转动，以实现承载头32c位置的切换。即承载头32c可以由抛光盘31的位置，旋转切换至装卸台33的位置。

图4所示的实施例中，抛光组件32配置两件承载头32c，其大致对称地沿支撑架32a的长度方向设置。当其中一个承载头32c位于抛光盘31的上侧时，另一个承载头32c位于装卸台33的上侧。即当一个承载头32c抛光时，另一个承载头32c可以卸载或装载晶圆，以减少过程等待时间，提高抛光作业效率。具体地，在承载头32c抛光作业的过程中，装卸台33将下一片待抛光的晶圆装载于另一个承载头32c，以在抛光过程中装载下一片待抛光晶圆，有效提升晶圆抛光节拍。

图5是本发明一实施例提供的未悬挂承载头的抛光组件的示意图，图6是图5对应抛光组件的侧视图，图7是图5对应抛光组件的部件拆解图。

图5所示的实施例中，支撑架32a包括第一支撑件32a-1、第二支撑件32a-2和连接件32a-3。第二支撑件32a-2间隔设置于第一支撑件32a-1的下方，以在第一支撑件32a-1与第二支撑件32a-2之间形成放置直线模组32d的间隙，图4示出的承载头32c悬挂于第二支撑件32a-2的下方。

进一步地，连接件32a-3设置于第一支撑件32a-1与第二支撑件32a-2之间，以将第一支撑件32a-1与第二支撑件32a-2固定为一体。图5中，连接件32a-3的数量为两对，其设置于第一支撑件32a-1和第二支撑件32a-2的两端。具体地，连接件32a-3为U形结构，如图7所示。连接件32a-3的开口朝向支撑架32a的内侧设置，并且，第一支撑件32a-1固定于连接件32a-3的一端，第二支撑件32a-2搭接于连接件32a-3的另一端，以在第二支撑件32a-2的上方放置直线模组32d。

图8是本发明一实施例提供的第一支撑件32a-1的示意图，第一支撑件32a-1通过铸造工艺形成主体结构，再对主体结构的装配面进行精加工。铸造成型的第一支撑件32a-1具有良好的减震性能，这有利于提升支撑架32a的力学性能，控制抛光组件32运行的稳定性。此外，第一支撑件32a-1可以为镂空结构，以降低第一支撑件32a-1自身的重量，这有利于控制抛光组件32的整体重量，保证回转装置32b旋转的可靠性，提升抛光组件32旋转移动位置的准确性。图8中，第一支撑件32a-1包括第一支撑主体部32a-1-1和衔接部32a-1-2，第一支撑主体部32a-1-1为板状结构，衔接部32a-1-2为U形框体。衔接部32a-1-2设置于第一支撑主体部32a-1-1的中间位置，并且，衔接部32a-1-2沿第一支撑主体部32a-1-1的底面向下延伸成型。

进一步地，衔接部32a-1-2的开口方向与第一支撑主体部32a-1-1的长度方向一致，这有利于增加第一支撑件32a-1与第二支撑件32a-2之间的间隙，以为直线模组32d的安装预留足够的空间，提升抛光组件32安装的便捷性。同时，衔接部32a-1-2的前侧面及后侧面可以作为支撑架32a间隙的遮挡，以形成相对密闭的放置空间，设置直线模组32d的相应部件。

图5中，衔接部32a-1-2的底面与第二支撑件32a-2的顶面连接，以增加第二支撑件32a-2与第一支撑件32a-1的接触面积，保证支撑架32a固定的可靠性。

图9是本发明一实施例提供的第二支撑件32a-2的示意图，第二支撑件32a-2为铸造的板状结构，直线模组32d设置于第二支撑件32a-2的上表面。可以理解的是，第二支撑件32a-2也可以为镂空的板状结构，以控制支撑架32a自身的重量，提升抛光组件运行的可靠性。

图4所示的实施例中，承载头32c通过固定件32e悬挂于支撑架32a。即固定件32e的上端连接于直线模组32d的移动板32d-4(图12示出)，其下端连接有承载头32c。直线模组32d能够带动承载头32c沿第一支撑件32a-1的长度方向移动，以实现承载头32c的往复运动，保证晶圆的抛光效果。

图10是本发明一实施例提供的固定件32e与承载头32c的连接示意图，承载头32c设置在固定件32e的下方，承载头32c配置的旋转驱动部(未示出)设置于固定件32e的内部。

图11是图10实施例中固定件32e的示意图，固定件32e为矩形框体，其通过铸造成型。图10所示的实施例中，固定件32e的外侧还配置有防护罩，以避免抛光过程中含有颗粒物的抛光液溅落至固定件32e的内部。

本发明中，抛光组件32的支撑架32a和连接承载头32c的固定件32e都可以铸造成型，这有利于提高抛光组件32的减震性能，保证抛光组件32运行的稳定性。可以理解的是，如第一支撑件32a-1、固定件32e等零部件，也可以采用其他成型工艺，如3D打印、机加工、焊接组装、零部件拼接等形式，以形成满足性能要求的支撑器件。

图4所示的实施例中，支撑架32a水平设置在回转装置32b的下方，支撑架32a配置有直线模组32d。直线模组32d沿支撑架32a的长度方向配置，其带动承载头32c沿水平方向移动，使得承载头32c沿抛光垫的半径方向往复运动。

图12是本发明一实施例提供的直线模组32d的示意图，该实施例中，直线模组32d包括驱动电机32d-1、丝杠32d-2、滑轨32d-3和移动板32d-4。驱动电机32d-1连接于丝杠32d-2的端部，移动板32d-4通过滑块(未示出)连接于丝杠32d-2，移动板32d-4滑动连接于滑轨32d-3，图4示出的承载头32c通过固定件32e连接于移动板32d-4；在驱动电机32d-1的旋转驱动下，移动板32d-4沿丝杠32d-2的长度方向移动，以通过移动板32d-4带动承载头32c水平移动。

图13是图12实施例中直线模组32d的变体对应的示意图，该实施例中，直线模组32d配置有磁悬浮直线电机32d-5。在承载头32c移动时，承载头32c相对于支撑架32a处于悬浮状态。具体地，磁悬浮直线电机32d-5的定子32d-5-1设置于支撑架32a，磁悬浮直线电机32d-5的动子32d-5-2(图15示出)悬浮设置在定子32d-5-1的上方，而承载头32c及其固定件32e与磁悬浮直线电机32d-5的动子32d-5-2连接；磁悬浮直线电机32d-5能够驱动与承载头32c连接的动子32d-5-2移动，以实现承载头32c的往复运动。

图14是配置有图13示出的磁悬浮直线电机32d-5的抛光组件32(承载头32c未示出)的示意图，图15是图14对应的抛光组件32的侧视图。在承载头32c往复运动过程中，由于承载头32c及其固定件32e未与支撑架32a直接接触，因此，承载头32c的转动及水平移动产生的振动不会通过支撑架32a传递至另一个承载头32c。即配置有磁悬浮直线电机32d-5的直线模组32d，能够减少或避免两个承载头32c的相互干扰，这有利于保证抛光组件32的可靠运行。

需要说明的是，磁悬浮直线电机32d-5的动子也不是完全自由悬浮，其受到来自各个方向的磁力，以防止动子在水平移动过程中发生竖向位移。在一些实施例中，磁悬浮直线电机32d-5的动子与定子之间的竖向间距为0.5-2mm。即磁悬浮直线电机32d-5的动子的竖向位置是相对固定的，其不会影响动子下方连接的承载头32c的竖向位置，不会干扰抛光载荷施加的准确性。

图2所示的抛光模块30中，抛光组件32运行的稳定性至关重要。由于在支撑架32a的下方配置两组直线模组32d及承载头32c，如何降低或避免两个承载头32c运行的相互干扰，成为提升化学机械抛光效果的关键。

图5所示的实施例中，由于抛光组件32配置的直线模组32d的各项参数是基本类似的，其对应的振动频率也基本一致；若两个承载头32c同时沿支撑架32a的长度方向移动，则可能产生共振而影响抛光组件32运行的可靠性。

为了解决上述问题，可以通过控制承载头32c往复运动的启动时间，避免抛光组件32在抛光过程中发生共振。具体地，在图2示出的回转装置32b绕其轴线旋转的过程中，需要装卸晶圆的承载头32c对应的直线模组32d启动，并带动承载头32c移动至装卸台33对应的位置，以方便承载头32c卸载及装载晶圆。

换言之，在支撑架32a绕回转装置32b旋转的过程中，需要装卸片的承载头32c预先水平移动至装卸位置。这样，在一个承载头32c往复运动进行抛光的过程中，另一个承载头32c无需沿支撑架32a的长度方向移动，以避免两个承载头32c同时沿水平方向移动而产生共振。

此外，本发明还提供了一种化学机械抛光方法，其使用上面所述的化学机械抛光系统，在支撑架32a旋转的过程中，朝向装卸台33摆动的承载头32c预先沿水平方向移动至装卸台33的对应位置，以避免两个承载头32c同时沿水平方向移动而产生共振，保证抛光模块运行的稳定性。

图1所示的实施例中，晶圆传输机械手41的数量为一对，其水平邻接于抛光模块30配置的装卸台33。本发明中，装卸台33为loadcup。并且，装卸台33位于晶圆传输机械手41上配置卡爪的抓取范围内，以方便晶圆传输机械手41准确抓取晶圆。

进一步地，圆传输机构4还包括进出缓存装置42和中间缓存装置43，进出缓存装置42和中间缓存装置43沿抛光单元3的长度方向设置；并且，进出缓存装置42和中间缓存装置43分别位于晶圆传输机械手41的两侧。具体地，进出缓存装置42水平邻接于清洗单元2设置，以在抛光单元3与清洗单元2之间缓存待处理的晶圆。

图1所示的实施例中，进出缓存装置42设置于抛光模块30A和抛光模块30C之间，进出缓存装置42的设置位置相对固定。进出缓存装置42中的晶圆支撑模组能够沿进出缓存装置42的长度方向移动，以便于抛光传输机械手41抓取待处理的晶圆。

作为图3实施例的变体，进出缓存装置42也可以移动地安装于抛光模块30A和抛光模块30C之间，而进出缓存装置42内部配置的晶圆支撑模组沿竖直方向层叠设置，并且晶圆支撑模组的水平位置相对固定。即进出缓存装置42可以沿抛光单元3的长度方向整体移动，以方便抛光传输机械手41抓取晶圆。需要说的额是，图1示出的中间缓存装置43可以相对固定设置在抛光模块30B和抛光模块30D之间，中间缓存装置43的底部或顶部配置可移动的滑轨，以便于沿清洗单元3的长度方向移动，以便于晶圆传输机械手41抓取中间缓存装置43中的晶圆。

下面结合图1简述晶圆在抛光单元3的传输过程：

晶圆传输机械手41A可以将进出缓存装置42的晶圆转移至抛光模块30A的装卸台33；或者，晶圆传输机械手41A将完成抛光的晶圆自装卸台33搬运至进出缓存装置42；或者，晶圆传输机械手41A将抛光模块30A之装卸台33的晶圆转移至抛光模块30B的装卸台33；或者，晶圆传输机械手41A将抛光模块30A之装卸台33的晶圆搬运至中间缓存装置43，晶圆传输机械手41B再将中间缓存装置43的晶圆传输至抛光模块30C或抛光模块30D。

本发明中，操作人员可根据工艺需要，单独使用抛光模块30A实施化学机械抛光；也可以使用抛光模块30A和抛光模块30B实施抛光。即操作人员可以使用抛光模块30A、抛光模块30B、抛光模块30C和/或抛光模块30D实施化学抛光，以适用于不同种类的抛光工艺。

本发明中，配置的进出缓存装置42能够调节抛光工序与清洗工序作业时间不匹配的问题，增强CMP系统的柔性。配置的中间缓存装置43能够连通位于CMP系统中轴线两侧的抛光模块，如抛光模块30A与抛光模块30C，满足多工序抛光的制程需求。本发明中，CMP系统中轴线是指CMP系统宽度方向的中点连线。

本发明中，前置单元1、清洗单元2和抛光单元3为独立的功能模块。制造者可根据预先加工多套前置单元1、清洗单元2和抛光单元3，再根据需求，自由拼装形成对应的CMP系统，以提升CMP系统制造的便捷性。

图1所示的实施例中，抛光单元3包括四个抛光模块30。可以理解的是，抛光单元3的抛光模块30的数量也可以为其他数量，如六个、八个等，相应的为抛光单元配置抛光传输机械手40，以增强CMP系统的抛光能力。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (13)

1.一种化学机械抛光系统，其特征在于，包括：

前置单元；

抛光单元；

清洗单元，设置于前置单元与抛光单元之间；

所述抛光单元包括多个抛光模块和晶圆传输机构，所述抛光模块围绕所述晶圆传输机构设置，所述晶圆传输机构能够在相邻抛光模块之间传输晶圆；

所述抛光模块包括抛光盘、抛光组件和装卸台，所述装卸台设置于抛光盘的外侧，所述抛光组件设置于抛光盘和装卸台的上侧；所述抛光组件包括支撑架和悬挂于支撑架下方的承载头，所述支撑架旋转，以带动承载头装载的晶圆在装卸台与抛光盘之间移动。

2.如权利要求1所述的化学机械抛光系统，其特征在于，所述抛光组件还包括回转装置，其上的固定端连接于抛光单元的机架，其上的转动端连接于所述支撑架。

3.如权利要求1所述的化学机械抛光系统，其特征在于，所述支撑架的长度方向配置有直线模组，所述直线模组与承载头连接，以带动承载头水平移动。

4.如权利要求3所述的化学机械抛光系统，其特征在于，所述支撑架包括第一支撑件、第二支撑件和连接件，所述第二支撑件间隔设置于所述第一支撑件的下方，所述连接件设置于第一支撑件与第一支撑件的端部；所述直线模组设置于所述第二支撑件的上方，所述承载头悬挂于所述第二支撑件的下方。

5.如权利要求2所述的化学机械抛光系统，其特征在于，所述抛光组件包括一对承载头，所述承载头设置于所述回转装置的两侧。

6.如权利要求1所述的化学机械抛光系统，其特征在于，所述承载头通过固定件悬挂于所述支撑架，所述固定件为矩形框体，所述承载头设置于固定件的下方。

7.如权利要求4所述的化学机械抛光系统，其特征在于，所述第一支撑件包括第一支撑主体部和衔接部，所述衔接部为U形框体，其位于所述第一支撑主体部的中间位置并沿第一支撑主体部的底面向下延伸而成，所述第二支撑件水平连接于所述衔接部。

8.如权利要求1所述的化学机械抛光系统，其特征在于，所述晶圆传输机构包括至少一个晶圆传输机械手，所述晶圆传输机械手水平邻接于抛光模块配置的装卸台。

9.如权利要求8所述的化学机械抛光系统，其特征在于，所述晶圆传输机构还包括进出缓存装置，其沿所述抛光单元的长度方向设置并位于相邻抛光模块之间。

10.如权利要求9所述的化学机械抛光系统，其特征在于，所述晶圆传输机构还包括中间缓存装置，其位于相邻抛光模块之间；所述中间缓存装置水平邻接于晶圆传输机械手并远离所述清洗单元设置，所述进出缓存装置水平邻接于所述清洗单元设置。

11.如权利要求3所述的化学机械抛光系统，其特征在于，所述直线模组包括丝杠、驱动电机和移动板，所述驱动电机的输出轴通过带传动连接于丝杠的端部，移动板通过滑块连接于所述丝杠。

12.如权利要求3所述的化学机械抛光系统，其特征在于，所述直线模组包括磁悬浮直线电机和移动板，所述磁悬浮直线电机的动子与移动板连接，所述承载头连接于所述移动板。

13.一种化学机械抛光方法，其特征在于，使用权利要求1至12任一项所述的化学机械抛光系统，所述支撑架旋转的过程中，朝向装卸台摆动的承载头预先沿水平方向移动至装卸台的对应位置。

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