CN217655849U - 在具有单基板清洁腔室的模块化抛光系统中的基板搬运 - Google Patents

在具有单基板清洁腔室的模块化抛光系统中的基板搬运 Download PDF

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Abstract

本公开内容的实施例总体涉及化学机械抛光(CMP)系统，并且更具体地，涉及用于制造半导体器件的模块化抛光系统。在一个实施例中，一种抛光系统包括：第一部分，所述第一部分具有设置在其中的多个抛光站；和第二部分，所述第二部分耦接到所述第一部分，所述第二部分包括基板清洁系统。所述基板清洁系统包括湿进/干出基板清洁模块，所述湿进/干出基板清洁模块包括限定腔室容积的腔室壳体。所述抛光系统进一步包括基板搬运器，所述基板搬运器位于所述第二部分中，其中所述基板搬运器被定位成通过形成在所述腔室壳体的一个或多个侧壁中的一个或多个开口传送基板进出湿入/干出基板清洁模块。

Description

在具有单基板清洁腔室的模块化抛光系统中的基板搬运
技术领域
本文描述的实施例总体涉及用于制造电子器件的装备，并且更具体地，涉及用于在半导体器件制造工艺中在化学机械抛光(CMP)基板之后清洁和干燥基板表面的系统。
背景技术
化学机械抛光(CMP)通常用于制造高密度集成电路，以平面化或抛光沉积在基板上的材料层。在典型CMP工艺中，基板保持在载体头中，该载体头在抛光流体的存在下将基板的背面压向旋转抛光垫。通过由抛光流体提供的化学和机械活动与基板和抛光垫的相对运动的组合，在与抛光垫接触的基板的材料层表面上去除材料。典型地，在一个或多个CMP工艺完成之后，经抛光的基板将被进一步处理至一个或多个CMP后基板处理操作，诸如清洁、检查和测量操作中的一种或组合。一旦CMP后操作完成，就可将基板从CMP处理区域送出至下一器件制造工艺，诸如光刻、蚀刻或沉积工艺。
为了节省宝贵的制造场地空间并且降低劳动力成本，CMP系统通常将包括：第一部分，例如后部分，其包括多个抛光站；和第二部分，例如前部分，其已经与第一部分集成以形成单个抛光系统。第一部分可包括CMP后基板清洁系统、基板表面检查站和/或 CMP前或CMP后计量站中的一种或组合。CMP后清洁系统用于在抛光工艺之后清洁和干燥基板表面。典型地，使用一个或多个基板搬运器(例如，机器人)在CMP后系统的模块之间移动基板。
不幸地，不期望的污染物(诸如残留的水、抛光流体、抛光副产物和清洁流体)通常余留在基板搬运器的基板搬运表面上和/或经常被重新引入到该基板搬运表面。交叉污染和/或污染物重新引入到基板搬运表面造成在将基板从抛光系统移除之前污染物被重新引入到清洁且干燥的基板的表面。基板的活性表面的这种污染可能不利地影响器件性能和/或导致器件失效，这造成了形成在基板上的可用器件的产率被抑制。
因此，本领域中需要解决上述问题的清洁系统和方法。
实用新型内容
本公开内容的实施例总体涉及化学机械抛光(CMP)系统和用于在抛光基板之后清洁和干燥基板表面的集成式清洁系统，以及与其相关的方法。在一个实施例中，一种抛光系统包括：第一部分，所述第一部分具有设置在其中的多个抛光站；和第二部分，所述第二部分耦接到所述第一部分，所述第二部分包括基板清洁系统。所述基板清洁系统包括湿进/干出基板清洁模块，所述湿进/干出基板清洁模块包括限定腔室容积的腔室壳体。所述抛光系统进一步包括基板搬运器，所述基板搬运器位于所述第二部分中，其中所述基板搬运器被定位成通过形成在所述腔室壳体的一个或多个侧壁中的一个或多个开口传送基板进出湿入/干出基板清洁模块。
附图说明
为了可详细地理解本公开内容的上述特征，可参考实施例来得到以上简要地概述的本公开内容的更具体的描述，实施例中的一些示出在附图中。然而，需注意，附图仅仅示出了示例性实施例，并且因此不应当被视为对其范围的限制，并且可允许其他等效实施例。
图1是根据一个实施例的可用作本文描述的模块化抛光系统的多个抛光模块中的一者或多者的抛光站的抛光站的示意性侧视图。
图2A是根据一个实施例的模块化抛光系统的示意性俯视剖视图。
图2B是图2A的模块化抛光系统的示意性透视图。
图2C是根据另一个实施例的模块化抛光系统的示意性顶视图。
图2D是根据一个实施例的可与图2A至图2C的模块化抛光系统一起使用的水平预清洁(HPC)模块的示意性侧视图。
图3A至图3B是可与图2A至图2B的模块化系统抛光系统一起使用的单基板清洁(SSC)模块的实施例的示意性透视图。
图4A是图2A至图2B示出的基板搬运器中的一者的示意性顶视图。
图4B是根据另一个实施例的可与图2A至图2B的模块化系统抛光系统一起使用的基板搬运器的顶视图。
图5A至图5B是图3A示出的湿清洁腔室的替代实施例的示意性透视图。
图6A至图6B是可与图2A至图2B的模块化抛光系统一起使用的单基板清洁(SSC)模块的实施例的示意性俯视剖视图。
图6C是根据一个实施例的图6A的腔室的外部部分的示意性透视图。
为了促进理解，已经尽可能使用相同的附图标记标示各图共有的相同要素。设想的是，实施例的要素和特征可有益地结合在其他实施例中，而无需进一步陈述。
具体实施方式
本公开内容的实施例总体涉及用于半导体器件制造行业的化学机械抛光(CMP)系统。更具体地，本文的实施例涉及用于CMP系统的改善的清洁模块。
一般来讲，清洁系统的各个清洁模块用于清洁和干燥经抛光的基板的表面。典型的清洁系统包括多个湿清洁站，诸如一个或多个抛光站、一个或多个喷射站和一个或多个刷盒，以及干燥站。使用基板搬运器将经抛光的基板从位于抛光系统的第一部分中的抛光站传送到位于抛光系统的第二部分中的清洁系统。典型地，经抛光的基板在其表面上具有残留的抛光流体、水和其他抛光污染物，并且因此在“湿”状况下从第一部分传送到第二部分。用于传送基板的基板搬运器被配置用于在湿状况下搬运基板并且通常被称为“湿”基板搬运器或机器人。一旦进入前部分，在被传送到干燥站之前使用一个或多个湿基板搬运器在多个清洁模块中的各个清洁模块之间传送基板。使用湿基板搬运器将基板传送到干燥站，并且使用被配置用于处理干基板的不同的基板搬运器(即，“干”基板搬运器)将基板从干燥站取出。
图1是可用作本文描述的模块化抛光系统的抛光模块中的一者或多者的抛光站的示例抛光站100的示意性侧视图。这里，抛光站100具备具有固定到其上的抛光垫102的工作台104以及基板载体106。基板载体106面对工作台104和安装在其上的抛光垫 102。基板载体106用于将设置在其中的基板180的材料表面推靠在抛光垫102的抛光表面上，同时同时地围绕载体轴线110旋转。典型地，工作台104围绕工作台轴线112 旋转，同时旋转基板载体106从工作台104的内半径到外半径来回扫掠，以部分地减少抛光垫102的不均匀磨损。
抛光站100进一步包括流体递送臂114和垫调节器组件116。流体递送臂114定位在抛光垫102上方并且用于将抛光流体(例如，其中悬浮有磨料的抛光浆料)递送到抛光垫102的表面。典型地，抛光流体含有pH调节剂和其他化学活性成分(诸如氧化剂)，以使得能够对基板180的材料表面进行化学机械抛光。垫调节器组件116用于通过在抛光基板180之前、之后或期间将固定的磨料调节盘118推靠在抛光垫102的表面上来调节抛光垫102。将调节盘118推靠在抛光垫102上包括围绕轴线120旋转调节盘118并且从工作台104的内半径到工作台104的外半径扫掠调节盘118。调节盘118用于从抛光垫102的抛光表面磨蚀、移开和去除抛光副产物或其他碎屑。
图2A是具有根据本文描述的实施例形成的集成清洁系统232的模块化抛光系统200的示意性俯视剖视图。图2B是图2A的模块化抛光系统的示意性透视图。这里，模块化抛光系统200具备第一部分205和耦接到第一部分205的第二部分220。第一部分 205包括多个抛光站100a、100b，诸如图1描述的抛光站100，为了减少视觉混乱，其在这里未示出。
第二部分220包括多个系统装载站222、一个或多个基板搬运器224、226、一个或多个计量站228、一个或多个位置特定抛光(LSP)模块229(图2B)和基板清洁系统232。一个或多个基板搬运器224、226单独地或组合地使用以在第一部分205与第二部分220 之间传送基板180，从而在第二部分220内移动基板，包括在其各种模块、站和系统之间移动，以及将基板传送进出系统装载站222。LSP模块229典型地被配置为使用具有小于要抛光的基板的表面积的表面积的抛光构件(未示出)仅抛光基板表面的一部分。 LSP模块229通常在基板已经在抛光模块内被抛光之后使用以从基板的相对小的部分进行修正(例如，去除额外材料)。
基板清洁系统232促进在抛光基板180之后从该基板的表面去除残留抛光流体和抛光副产物。这里，基板清洁系统232包括一个或多个第一清洁模块(诸如一个或多个水平预清洁(HPC)模块230(在图2D中进一步描述))、一个或多个第二清洁模块234(诸如刷箱和/或喷射站)和一个或多个第三清洁模块(诸如一个或多个单基板清洁(SSC)模块236(示出三个))。在一些实施例中，基板清洁系统232进一步包括一个或多个第四清洁模块235，该一个或多个第四清洁模块被配置为使用硫酸(H2SO4)和过氧化氢(H2O2)的溶液从基板的表面清洁抛光流体残留物。
在一些实施例中，诸如图2B所示，多个SSC模块236以竖直堆叠布置设置。SSC 模块236的堆叠布置促成同时处理设置在SSC模块236中的每一者中的多个个体基板。 SSC模块236中的每一者被配置为使用一种或多种“湿”清洁和/或漂洗流体清洁基板并且在此之后干燥基板，由此消除对在常规的多站式清洁系统的各个湿清洁和干燥站之间进行耗时的基板传送搬运操作的需要。与常规的抛光系统相比，在竖直堆叠布置中使用多个SSC模块236有益地增加了模块化抛光系统200的基板处理吞吐量密度。
这里，模块化抛光系统200的操作由系统控制器270引导。系统控制器270包括可编程中央处理单元(CPU)271，该可编程CPU可与存储器272(例如，非易失性存储器)和支持电路273一起操作。支持电路273常规地耦接到CPU 271，并且包括耦接到模块化抛光系统200的各种部件的高速缓存、时钟电路、输入/输出子系统、电源等以及上述项的组合，以促成对模块化抛光系统的控制。CPU 271是在工业环境中使用的任何形式的通用计算机处理器中的一种，诸如可编程逻辑控制器(PLC)，用于控制处理系统的各种部件和子处理器。耦接到CPU 271的存储器272是非暂态的，并且典型地是易获得的存储器中的一者或多者，诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、软盘驱动器、硬盘或任何其他形式的数字存储设备(本地或远程)。
典型地，存储器272是含有指令的非暂态计算机可读存储介质的形式(例如，非易失性存储器)，该指令在由CPU 271执行时促成抛光系统200的操作。在存储器272中的指令是程序产品的形式，诸如实现本公开内容的方法的程序。程序代码可遵照许多不同编程语言中的任一种。在一些示例中，本公开内容可被实现为存储在用于与计算机系统一起使用的计算机可读存储介质上的程序产品。程序产品的程序定义实施例(包括本文描述的方法)的功能。
例示性非暂态计算机可读存储介质包括但不限于：(i)其上可持久地存储信息的不可写存储介质(例如，在计算机内的只读存储器装置，诸如可由CD-ROM驱动器读取的CD-ROM盘、闪存存储器、ROM芯片或任何类型的固态非易失性半导体存储器器件，例如固态驱动器(SSD))；和(ii)在其上存储可变更信息的可写存储介质(例如，在磁盘驱动器或硬盘驱动器内的软盘或任何类型的固态随机存取半导体存储器)。当实施指示本文中描述的方法的功能的计算机可读指令时，此类计算机可读存储介质是本公开内容的实施例。在一些实施例中，本文阐述的方法或其部分由一个或多个专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他类型的硬件实现方式执行。在一些其他实施例中，本文阐述的基板处理和/或搬运方法由软件例程、ASIC、FPGA和/或其他类型的硬件实现方式的组合执行。一个或多个系统控制器270可与本文描述的各种模块化抛光系统中的一者或任何组合和/或其单独的抛光模块一起使用。
在一些实施例中，诸如如图2C所示，SSC模块236中的各个SSC模块设置在第二部分220的相对侧上，使得一个或多个基板搬运器226设置在两者之间。在一些实施例中，模块化抛光系统200进一步包括设置在基板搬运器224与一个或多个基板搬运器 226之间、设置在各个基板搬运器226之间和/或设置在第二部分220的不同模块和系统之间(例如，保持站225b)的一个或多个基板保持站225a至225b。在一些实施例中，模块化抛光系统200包括设置在第一部分205与第二部分220之间的基板保持站225a以促进基板在两者之间的分段运输(staging)和传送。这里，基板保持站225a至225b各自被配置为保持多个基板并且可用于湿或干基板分段运输以增加基板搬运操作和/或基板处理序列的灵活性。
在一些实施例中，模块化抛光系统200进一步包括设置在SSC模块236与基板搬运器224之间的一个或多个第一装载锁定腔室240A和/或设置在各个基板搬运器226A至 226B之间和在“湿”基板处理区域之间的一个或多个第二装载锁定腔室240B。典型地，装载锁定腔室240A中的每一者包括腔室主体或腔室壁，该腔室主体或腔室壁限定装载锁定容积，该装载锁定容积中设置有保持站225b。从基板搬运器224所在的基板搬运区域221、SSC模块236和/或基板搬运器226A所在的区域进入装载锁定容积的通路是通过穿过它们之间的相应腔室壁设置的开口提供的，并且开口中的每一者都可用门241密封。
典型地，通过以确保在任何一个时间上不超过一个的通向装载锁定容积的门241打开的顺序单独地打开和关闭门241中的每一者，将基板传送进出装载锁定腔室240A和240B。因此，装载锁定腔室240A至240B可用于将抛光系统200的各个模块和/或部分的气氛彼此流体隔离以防止和/或显著地减少污染物在它们之间的流动。因此，已经在 SSC模块236中处理的清洁且干燥的基板可从SSC模块236传送到装载锁定腔室240A 且从装载锁定腔室240A传送到基板搬运区域221而不将清洁且干燥的基板暴露于“湿”基板处理区域220B的气氛。
在一些实施例中，使用与装载锁定容积流体耦接的气体源242将清洁干燥空气(CDA) 或惰性气体(例如，N2)提供到该装载锁定容积。在一些实施例中，基板搬运区域221的气氛维持在比第一部分205高的压力下，并且装载锁定腔室240A至240B和SSC模块 236维持在两者之间的压力下。在各种腔室和模块的门在基板搬运区域221与第一部分 205之间打开和关闭时，通过设置在基板搬运区域与第一部分之间的腔室维持从基板搬运区域到第一部分的从高到低压力梯度确保系统中的气流从基板搬运区域221移动到第一部分205。因此，压力梯度防止不期望的污染物从第一部分205、处理区域220B和 SSC模块236流入到装载锁定腔室240A至240B中和/或流入到基板搬运区域221中。在一个示例中，在顺序定位的处理腔室或处理区域之间(诸如在SSC模块236与装载锁定腔室240A至240B之间，或者在基板搬运区域221与装载锁定腔室240A至240B之间)的压降在约0.1与约5英寸w.g.之间。
在一些实施例中，装载锁定腔室可在基板传送工艺期间保持关闭，直到门241的一侧或多侧上的相对湿度下降到低于预定参考相对湿度(RH)值。RH可通过发起使适量的惰性气体从惰性气体供应源流入到门241一侧上的期望区域来降低。例如，可期望在打开分隔装载锁定腔室240和SSC模块236、600b的门241之前发起使适量的惰性气体流入到装载锁定腔室240(图2C或图6B)中。替代地，例如，可能期望发起使适量的惰性气体流入SSC模块236、600b中来降低其中的RH，并且然后确保在打开将装载锁定腔室240和SSC模块236、600b分开的门241之前在腔室之间形成期望的压力梯度。
图2C中的装载锁定腔室240A、240B、基板搬运器226a、226b和单基板清洁SSC 模块236的布置允许定义的基板搬运路径(如顺序编号的箭头1-17所示)，这有利地减少在湿基板和干基板与基板搬运表面之间的暴露，从而减少本来可能与之相关联的交叉污染事件。
单独的HPC模块230在图2D中示出，并且包括限定腔室容积282的腔室主体281 以及共同地设置在腔室容积282中的清洁站283、垫载体臂284和垫调节器站285。清洁站283包括用于在水平方向上支撑基板180并且围绕轴A旋转基板180的真空吸盘 291和用于将清洁流体分配到基板180的表面的流体分配臂288。垫载体臂284可围绕轴线B枢转以使固定到垫载体287的清洁垫286扫过基板180的表面并对其施加下压力。这里，垫载体臂284被配置为在基板180与垫调节站285之间移动垫载体287以及因此移动清洁垫286。垫调节器站285包括垫调节器289，例如刷或磨盘，其用于清洁和复原清洁垫286的表面。真空吸盘291和固定在其上的基板180的水平取向使得清洁垫286能够将更大的力施加在基板180上，并且由此实现难以从该基板的表面去除抛光流体副产物(例如，抛光流体残留物)的更大的清洁效率。这里，使用穿过腔体281的基座290设置的排放口293收集清洁流体，使得HPC模块230可定位在第二部分220的上部分中以有利地允许其他模块或系统定位在其下方.
图3A至图3B是根据一些实施例的可用作图2A至图2B所示的SSC模块236的一部分或作为其替代的相应单基板清洁(SSC)模块300a、300b的示意性等距视图。
这里，SSC模块300a、300b中的单独的模块中的每一者包括腔室壳体303，该腔室壳体限定腔室容积340和设置在腔室容积340中的清洁站(未示出)，诸如图6A至图6B 所示的清洁站中的一者。一般来讲，通常，SSC模块300a、300b被配置用于湿处理基板以从其去除残留的抛光污染物(例如，通过使用一种或多种清洁流体)和用于随后干燥基板两者。因此，SSC模块300a、300b中的每一者都提供单独的单基板湿入干出清洁系统。
在本文中，SSC模块300a、300b中的每一者具备一个或多个狭槽形开口，例如第一开口301和可选的第二开口302，该一个或多个狭槽形开口穿过腔室壳体303的一个或多个侧壁310设置。第一开口301和第二开口302提供通向腔室容积340的基板搬运器通路，并且由此促成基板传送进出清洁站。例如，在图3A中，SSC模块300a包括穿过侧壁310中的一者设置的第一开口301和设置在与第一开口301相同的侧壁310中的可选的第二开口302。如图3A所示，第二开口302位于侧壁310在第一开口301下方(在 Y方向上)的一部分中。在一些实施例中，“湿”要处理基板通过第二开口302传送到腔室容积340中，并且“干”经处理基板通过第一开口301被传送出腔室容积340。替代地，第一开口301和第二开口302可分别穿过不同侧壁设置，诸如如图3B所示，其中第一开口301穿过多个侧壁310中的第一侧壁320设置，并且第二开口302设置在多个侧壁310中的第二侧壁330上。在第一开口301和第二开口302穿过不同侧壁设置的实施例中，第一开口301和第二开口302可在Y方向上位于不同或基本上相同的位置。
在图3B中，第一侧壁320和第二侧壁330设置在SSC模块300b的相对侧上。在其他实施例中，第一开口301和第二开口302可设置为穿过彼此正交的相应侧壁。有益地，第一开口301和第二开口302放置在不同侧壁320、330和/或相同侧壁310(图3A) 中以及每个开口专用于湿基板或干基板的传送如所期望地最小化在进入SSC模块236 的湿基板和离开SSC模块236的干基板之间交叉污染。第一开口301和第二开口302可相对于底板(即，在Y方向上)定位在基本上相同或不同的竖直高度处。
图4A和图4B是可用作图2A至图2C所示的一个或多个基板搬运器226的基板搬运器226a和226b的示意性顶视图。基板搬运器226a、226b被配置为在X、Y和Z方向上移动基板，并且在一些实施例中，将基板的取向从竖直取向改变为水平取向，反之亦然，以促进基板在模块化抛光系统200的各种模块和系统之间的传送。这里，基板搬运器226a、226b包括一个或多个臂401，每个臂具有与其耦接的终端受动器403(以虚线示出)。在图4A中，基板搬运器226a具有单个终端受动器403，其可用于将湿基板传送到SSC模块300a、300b中和从中取出干基板。
在图4B中，基板搬运器226b具备第一臂401a和第二臂401b以及与其耦接的对应的第一终端受动器403a和第二终端受动器403b(以虚线示出)。这里，第一终端受动器 403a专用于处理湿基板，即，要传送到SSC模块300a、300b的基板，而第二终端受动器403b专用于处理干基板，即，要从SCC模块传送的基板300a、300b。使用专用终端受动器403a、b将基板传送进行SSC模块300a、300b如所期望地减少从传送到SSC模块300a、300b中的湿基板表面接收到的污染物到传送出SSC模块300a、300b的干基板的表面的不期望的传送。在一些实施例中，第一终端受动器403a用于通过第一开口301 将基板传送到SSC模块300a、300b中，并且第二终端受动器403b用于通过第二开口 302将基板传送出SSC模块300a、300b。
图5A至图5B是相应单基板清洁(SSC)模块500a至500b的替代实施例的示意性透视图，每个SSC模块都用作图2A至图2C所示的SSC模块236的一部分或作为其替代。这里，SSC模块500a包括限定腔室容积340的腔室壳体303。腔室壳体303包括多个侧壁310，其中侧壁310中的一者中形成有第一开口301，并且隧道501与第一开口 301对准地设置并且从侧壁310向外延伸以限定基板传送隧道505a。在一些实施例中，隧道501耦接到致动器507，该致动器被配置为例如通过相对于侧壁310向上或向下(在 Y方向上)移动隧道来使隧道移动远离第一开口301。在那些实施例中，当干基板被传送出腔室容积340时，隧道501可移动远离第一开口301，并且当湿基板被传送到腔室容积340中时，隧道501可移动回以与第一开口301对准。因此，在那些实施例中，隧道 501可用于在基板被装载到其中时防止湿基板将污染物传送到SSC模块500a的开口301 和/或侧壁310的表面。
在一些实施例中，诸如如图5B所示，隧道503固定地耦接到SSC模块500b，诸如固定地耦接到SSC模块500b的侧壁310，并且与第一开口301对准地设置以与其一起限定基板传送隧道505b。在那些实施例中，隧道可从侧壁310向外延伸、从侧壁310向内延伸以至少部分地设置在腔室容积340中，或者两者皆可(如图所示)。在其他实施例中，隧道503与第二开口302对准地设置。在一些实施例中，SSC模块500b包括多个隧道503，每个隧道与相应开口301、302对准地设置以与其一起限定对应基板传送隧道 505b。典型地，在这些实施例的每一者中，开口301、302中的一者用于将湿基板传送到腔室容积340中，并且两个开口301、302中的另一者用于将干基板传送出腔室容积340，由此最小化污染物和/或流体向干燥基板的表面的重新引入。
在一些实施例中，第一开口301和/或第二开口302包括门(未示出)和门致动器(未示出)，该门和门致动器可用于在关闭位置时密封第一开口301和/或第二开口302以允许基板在打开位置时传送进出第一开口301和/或第二开口302。当门在关闭位置时，SSC 模块500b的内部，例如腔室容积340，理想地与第二部分220的环境隔离以限制来自第二部分的污染物流入其中。
图6A是根据另一个实施例的SSC模块600a的一部分的示意性俯视剖视图，其可用作图2A至图2B所示的SSC模块236的一部分或作为其替代。这里，SSC模块600a 被示出为与模块化抛光系统200b的一部分集成，该模块化抛光系统200b基本上类似于图2A至图2B的模块化抛光系统200。在可与本文公开的其他实施例结合的一个实施例中，诸如再具有图3A至图3B和图5A至图5B所示的特征的任何组合的情况下，SSC 模块600a具备两个分开的区段：湿区域610和干区域610，并且模块化抛光系统200b 使用图4B描述的第二基板搬运器226b将基板传送进出两个区域。如上所述，第二基板搬运器226b具有两个基板搬运器臂401、402，每个基板搬运器臂可专用于湿基板搬运或干基板搬运，以便减少再湿区域610与干区域620之间的交叉污染。
在一些实施例中，终端受动器清洁和/或干燥系统603与第二基板搬运器226b相邻地设置。终端受动器清洁和/或干燥系统603通过在基板传送操作之间清洁和/或干燥基板搬运器臂401来使得相同基板搬运器臂401能够用于传送湿基板180和干基板180两者。典型地，终端受动器清洁和/或干燥系统603包括耦接到流体源的一个或多个喷射喷嘴。在清洁操作期间，清洁和/或干燥系统603将清洁流体流(例如，去离子(DI)水)引导到基板搬运器臂或终端受动器的一个或多个部分以去除任何不期望的污染物。在干燥操作期间，清洁和/或干燥系统603可引导气体(例如，N2、CDA)和/或其他类型的流体(例如，含酒精的蒸汽)穿过基板搬运器臂或终端受动器中的一者或多者以促进这些部件的干燥。
湿区域610上可包括若干部件，以便清洁基板180并且还防止基板180过早干燥，这可能造成余留在基板180上的碎屑或其他不期望的颗粒。例如，湿区域610可包括一组湿升降杆612a，该组湿升降杆是基板支撑件621的一部分并且设置在湿处理模块611 内。湿处理模块611包括湿处理杯616，该湿处理杯被配置为收集在SSC模块600a的湿区域610中执行的湿清洁工艺期间施加到基板的表面的任何流体。湿处理杯616可连接到排放系统(未示出)和排水管(未示出)。
湿区域610包括一个或多个喷射杆614(示出三个)，诸如多于两个喷射杆614，或者三个或更多个喷射杆614。喷射杆614中的每一者包括多个喷嘴，该多个喷嘴在喷射杆定位在基板180上方时将流体(例如，DI水)引导到基板180上。这里，一个或多个喷射杆614中的每一者包括多个喷嘴。在一些实施例中，第一流体源681和第二流体源682 流体耦接到多个喷射杆614中的各个喷射杆。在一个实施例中，第一流体源681向喷射杆614提供DI水。在一个实施例中，第二流体源682向喷射杆614提供一种或多种清洁流体(例如，酸、碱、溶剂、干燥剂(例如，酒精)等)。系统控制器270控制第一流体源 681和/或第二流体源682。在一个实施例中，湿基板放置传感器(未示出)设置在湿区域 610中以检测运输到湿区域610中的基板180是否足够湿。如果在湿区域610内进行湿处理之前或期间确定基板180未足够润湿，则可激活喷射杆以将流体递送到基板的表面。在完成在SSC模块600a的湿区域610中执行的湿清洁工艺后，可在将基板传送到干区域620之前将干燥剂和/或气体施加到基板。
另外，SSC模块600a可包括分开的第三基板搬运器615，该第三基板搬运器被配置为在湿区域610与干区域620之间传送基板180。该第三基板搬运器615允许湿区域610 和干区域620在SSC模块600a内分开。SSC模块600a可包括设置在其中的基板搬运器清洁和/或干燥系统(未示出)。基板搬运器清洁和/或干燥系统可类似于与终端受动器清洁和/或干燥系统603一起使用的上述系统。
残留物和其他不想要的颗粒可能余留在基板180的外边缘上；因此，期望一种用于清洁基板180的外边缘的设备。例如，在SSC模块600a中执行的基板清洁工艺的不同时间期间，轮619可由致动器(未示出)移动并选择性地定位以清洁基板180的边缘。替代地，或者与轮619结合地，喷射喷嘴618可被定位成通过沿着基板180的边缘喷射清洁流体(例如，DI水)来清洁基板180的边缘。基板180在基板支撑件621上旋转，使得喷射喷嘴618或轮619清洁基板180的整个外边缘。马达622为基板支撑件621的旋转供能。
为了防止流体积聚在SSC模块600a的湿区域610的暴露表面上，暴露的内表面630可成角度或倾斜，以便将流体引导向排水管605。排水管定位在SSC模块600a的相对低的部分处。在可与本文公开的其他实施例结合的一个实施例中，SSC模块600a包括密封件(未示出)以防止流体逸出湿区域610并撞击在干区域620和/或腔室的其他部分上。
SSC模块600a的干区域620包括一组干升降杆613，该组干升降杆被配置为在基板180被干燥时支撑该基板。干区域620进一步包括在干区域620上与基板支撑件621相邻地设置的电离器棒678。电离器棒678能够引导空气流以产生空气幕，该空气幕在基板180从湿区域610传递到干区域620时撞击在该基板上。电源679用于在从电离器棒 678流出的气体流出电离器棒678时对该气体进行电离。所得的电离气体用于去除在处理期间形成在基板180上的任何残留电荷。
在一些实施例中，物理分隔件631设置在湿区域610与干区域620之间。物理分隔件631可包括狭槽形开口，该狭槽形开口的大小被设定为允许由第三基板搬运器615在湿区域610与干区域620之间传送基板。
为了进一步减少不想要的气流，SSC模块600a可包括气流管理系统(未示出)。在可与本文公开的其他实施例结合的一个实施例中，气流管理系统包括定位在SSC模块600a 的处理区域的至少一部分上方的HEPA过滤器以及局部排放系统。在一个实施例中，气流管理系统是用于在至少传送一个或多个基板180进出SSC模块600a期间维持SSC模块600a内的正压力的设备。在一个实施例中，气流管理系统包括耦接到SSC模块600a 的开口的一个或多个装载锁。
在其他实施例中，诸如如图6B所示，SSC模块600b可具有在腔室容积340内的单个处理站，该处理站被配置用于在此之后对基板的顺序湿处理和干燥。在图6B中，SSC 模块600b与基本上类似于图2A至图2B的模块化抛光系统200或图6A的模块化抛光系统200b的模块化抛光系统集成。这里，SSC模块600b可包括图3A至图3B、图5A 至图5B和图6A中描述的特征中的任一者或组合。这里，SSC模块600b被配置用于湿处理(例如，使用一种或多种流体进行清洁)和使用同一基板支撑件621在腔室容积340 的区域中进行干燥两者。这里，使用第一组升降杆(这里是湿升降杆612a)将基板传送到基板支撑件。一旦基板被清洁和干燥，使用第二组升降杆(这里是干升降杆612b)从基板支撑件621提升基板以促进基板搬运器臂接取基板。因此，其上可能有残留流体的湿升降杆612a不与干基板接触，并且可如所期望地避免残留流体从湿升降杆612a重新引入到基板表面。
图6C是根据一个实施例的图6A的SSC模块600a的外部分的示意性透视图。在可与本文公开的其他实施例结合的一个实施例中，隧道501与第一开口301对准以限定与其配准的基板传送隧道505c。隧道505c期望地防止设置在通过第一开口301进入SSC 模块600c的湿基板180的表面上的流体和/或其他污染物滴落在或迁移到从第二开口离开SSC模块600a的干基板180的表面上302。湿基板180在A方向上在入口660处进入隧道505c，并且干基板在被运输到模块化抛光系统200b的其他处理区域(例如，多个系统装载站222中的一者)之前在B方向上离开第二开口302。
这里，隧道505a至505c中的每一者的宽度大于要处理的基板的直径，例如大于320mm、大于约大于约350mm或在约300mm与约400mm之间。隧道505a至505c具有足以容纳基板以及基板搬运器的终端受动器的厚度的高度，诸如约2.5cm或更大、约 5cm或更大、约7.5cm或更大、或约10cm或更大，或者在约2.5cm与约20cm之间，诸如在约2.5cm与约15cm之间或在约2.5cm与约10cm之间。在一些实施例中，诸如在隧道从侧壁310向外延伸或向内延伸到腔室容积340中的情况下，隧道的长度可大于约 100mm，诸如大于约150mm、大于约200mm、大于约250mm或大于约300mm，或者在约100mm与约1000mm之间，诸如在约100mm与约750mm之间或在约100mm与约 500mm之间。在一些实施例中，长高比(长度与高度，其中高度在Y方向上测量)大于 5:1，诸如大于约10:1。以上隧道大小可用于大小被设定为处理300mm基板的SSC模块。适当缩放可用于大小被设定为处理具有不同直径的基板的SSC模块。
有益地，上述湿清洁系统和相关基板搬运和传送方案显著地减少和/或消除在单晶片湿清洁腔室中的湿入/干出法清洁工艺之后流体和/或其他污染物非所需要地重新引入到干基板表面。通过在CMP后清洁工艺之后防止污染物重新引入到表面基板上，可如所期望地避免增加的缺陷率和受抑制的可用器件收率和/或与其相关联的器件性能和可靠性问题。
尽管前述内容针对的是本公开内容的实施例，但是在不脱离本公开内容的基本范围的情况下可设想本公开内容的其他和进一步实施例，并且本公开内容的范围由所附权利要求书的范围确定。

Claims (20)

1.一种抛光系统，其特征在于，所述抛光系统包括：
多个抛光站，所述多个抛光站设置在所述抛光系统的第一部分中；
一个或多个单基板清洁(SSC)模块，位于所述抛光系统的第二部分中，所述一个或多个单基板清洁模块中的每一者包括：
腔室壳体，所述腔室壳体限定腔室容积，所述腔室壳体具有至少两个开口以用于将基板传送进出所述腔室容积；
基板清洁站，所述基板清洁站设置在所述腔室容积中，所述基板清洁站包括基板支撑件和一个或多个喷嘴，其中所述基板支撑件被配置成围绕穿过基板的中心设置的轴线旋转所述基板并且所述一个或多个喷嘴被定位成朝向所述基板的表面引导清洁流体；
第一门或第一阀，所述第一门或第一阀可操作以覆盖或密封所述至少两个开口中的第一开口；和
第二门或第二阀，所述第二门或第二阀可操作以覆盖或密封所述至少两个开口中的第二开口。
2.如权利要求1所述的抛光系统，进一步包括：
基板搬运器，所述基板搬运器位于所述第二部分中，其中所述基板搬运器被定位成通过所述第一开口将基板传送到所述腔室容积中。
3.如权利要求2所述的抛光系统，其中所述基板搬运器包括：
第一终端受动器，所述第一终端受动器耦接到第一臂；和
第二终端受动器，所述第二终端受动器耦接到第二臂，且其中
所述基板搬运器被定位成使用所述第一终端受动器通过所述第一开口将基板传送到所述腔室容积中，并且使用所述第二终端受动器通过所述第二开口将基板从所述腔室容积传送出。
4.如权利要求1所述的抛光系统，进一步包括隧道，所述隧道从所述腔室壳体向外延伸，其中所述隧道与所述第一开口或所述第二开口对准地设置以允许基板从中传送通过。
5.如权利要求4所述的抛光系统，其中所述隧道耦接到致动器，所述致动器可操作以在基板传送进出所述腔室容积期间将所述隧道移动远离所述第一开口或所述第二开口。
6.如权利要求1所述的抛光系统，进一步包括装载锁定腔室，所述装载锁定腔室与所述单基板清洁模块相邻，其中所述装载锁定腔室中的开口与所述第二开口对准。
7.如权利要求1所述的抛光系统，其中所述第一开口穿过所述腔室壳体的第一侧壁设置并且所述第二开口穿过第二侧壁设置，并且所述第二侧壁与所述第一侧壁相邻。
8.如权利要求1所述的抛光系统，其中所述第一开口和所述第二开口穿过所述腔室壳体的侧壁设置并且所述第二开口穿过所述侧壁设置在所述第一开口上方的位置中。
9.一种基板清洁系统，其特征在于，所述基板清洁系统包括：
腔室壳体，所述腔室壳体限定腔室容积，所述腔室壳体具有用于将基板接收到所述腔室容积中的第一开口以及用于将基板从所述腔室容积传送出的第二开口，并且门或阀可操作以覆盖或密封所述第二开口；以及
基板支撑组件，设置在所述腔室容积中，所述基板支撑组件包括：
基板支撑件，配置成围绕穿过基板的中心设置的轴线旋转所述基板；
第一升降杆组件，所述第一升降杆组件包括多个第一杆以用于从基板搬运器接收基板并且将所述基板定位在所述基板支撑件上；和
第二升降杆组件，所述第二升降杆组件包括多个第二杆，所述多个第二杆被定位成从所述基板支撑件提升所述基板以允许所述基板搬运器接取所述基板，其中所述多个第二杆不同于所述多个第一杆。
10.如权利要求9所述的基板清洁系统，进一步包括一个或多个第一喷嘴，所述一个或多个第一喷嘴被定位成将干燥流体引导到所述多个第一升降杆处。
11.如权利要求9所述的基板清洁系统，进一步包括隧道，所述隧道与所述第一开口对准地设置以与其限定基板传送路径。
12.如权利要求9所述的基板清洁系统，进一步包括装载锁定腔室，所述装载锁定腔室与所述基板清洁系统相邻，其中所述装载锁定腔室中的开口与所述第二开口对准。
13.如权利要求9所述的基板清洁系统，其中所述第一开口穿过所述腔室壳体的第一侧壁设置并且所述第二开口穿过所述腔室壳体的第二侧壁设置。
14.如权利要求11所述的基板清洁系统，其中所述隧道延伸至所述腔室容积中。
15.如权利要求9所述的基板清洁系统，进一步包括一个或多个第二喷嘴，所述一个或多个第二喷嘴接近所述基板支撑件设置并且被定位成将流体朝向设置在其上的基板的外周边缘引导。
16.如权利要求13所述的基板清洁系统，进一步包括：
隧道，所述隧道从所述腔室壳体向外延伸，其中所述隧道与所述第一开口对准地设置以允许基板从中传送通过；
基板搬运器，所述基板搬运器被定位成通过所述隧道将基板传送到所述腔室容积中；
装载锁定腔室，所述装载锁定腔室与所述腔室壳体相邻，其中所述装载锁定腔室中的开口与所述第二开口对准。
17.如权利要求13所述的基板清洁系统，其中门或阀可操作以覆盖或密封所述第二开口。
18.如权利要求13所述的基板清洁系统，其中所述第二侧壁与所述第一侧壁相邻。
19.如权利要求13所述的基板清洁系统，其中所述第一开口和所述第二开口穿过所述腔室壳体的侧壁设置并且所述第二开口穿过所述侧壁设置在所述第一开口上方的位置中。
20.如权利要求11所述的基板清洁系统，其中所述隧道延伸至所述腔室容积中。
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