CN219380318U - 一种化学机械抛光系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种化学机械抛光系统，其包括：前端单元、多组抛光单元和多组后处理单元；所述后处理单元与所述前端单元之间的狭缝空间内配置有行走机构和翻转机构，所述翻转机构竖直承载晶圆并携带晶圆沿所述行走机构直线移动，直至移出所述狭缝空间后将晶圆翻转至水平状态。本实用新型可以减少翻转机构在机台长度方向占用的空间，相比现有的机台模块布局方案，本实用新型合理利用了机台内部空间，留给干燥和清洗等主要功能模块的空间更大，模块的设计、配置和布局具有更高的灵活性、选择性和多样性。

Description

一种化学机械抛光系统

技术领域

本实用新型属于晶圆生产技术领域，具体而言，涉及一种化学机械抛光系统。

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，芯片制造涉及芯片设计、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，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。

CMP系统一般包括前端单元(EquipmentFront End Module，EFEM)、抛光单元、清洗单元及干燥模块，以实现晶圆的“干进干出”，获得表面均匀性符合工艺要求的晶圆。

在竖直清洗体系中，晶圆在被EFEM取片前需要从竖直状态翻转成水平状态。晶圆从竖直状态翻转成水平状态后，需要留出足够晶圆水平放置的空间，使得机台长度加大，机台空间利用不够充分，用料及成本增加，不利于厂房内机台的合理布置。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种化学机械抛光系统。

本实用新型实施例提供了一种化学机械抛光系统，其包括：前端单元、多组抛光单元和多组后处理单元；

所述后处理单元与所述前端单元之间的狭缝空间内配置有行走机构和翻转机构，所述翻转机构竖直承载晶圆并携带晶圆沿所述行走机构直线移动，直至移出所述狭缝空间后将晶圆翻转至水平状态。

在一些实施例中，所述化学机械抛光系统包括具有长度和宽度的框架；

所述前端单元位于所述框架的宽度的外侧，所述抛光单元和所述后处理单元位于所述框架的内部。

在一些实施例中，所述后处理单元的数量为两组，对称设置于所述框架的长度方向的两侧。

在一些实施例中，所述后处理单元包括沿所述框架的长度方向并排布置的干燥模块和多个清洗模块，其中，所述干燥模块邻近所述前端单元。

在一些实施例中，所述干燥模块的上方配置有机械手，所述机械手用于在所述干燥模块和所述翻转机构之间传递晶圆。

在一些实施例中，两侧的所述干燥模块之间形成有翻转空间，所述翻转空间的区域面积大于所述狭缝空间，所述翻转机构携带晶圆以竖直状态移动至所述翻转空间后将晶圆翻转至水平状态。

在一些实施例中，所述行走机构包括丝杠模组、气缸和直线电机。

在一些实施例中，所述翻转机构包括：

支架，其可移动地限定于所述行走机构上；

承载部，其用于保持晶圆的水平状态或竖直状态；

驱动部，其固定于所述支架的顶部并与所述承载部传动连接，用于带动所述承载部旋转。

在一些实施例中，两侧的所述抛光单元之间配置有传输单元，所述传输单元用于在所述抛光单元和所述后处理单元之间传输晶圆。

在一些实施例中，两侧的所述后处理单元之间配置有晶圆缓存模块，所述晶圆缓存模块分别与所述前端单元和所述传输单元交互，以辅助传递晶圆。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：

在后处理单元与前端单元之间留出可以使晶圆竖直放置的狭缝空间，晶圆放置于翻转机构，翻转机构底部配置行走机构。晶圆清洗干燥完成后，由机械手夹取，竖直放置于翻转机构，翻转机构在行走机构的驱动下，移动到更为空旷的空间进行晶圆翻转。采用本实用新型提供的晶圆翻转方式可以减少翻转机构在机台长度方向占用的空间，相比现有的机台模块布局方案，本实用新型合理利用了机台内部空间，留给干燥和清洗等主要功能模块的空间更大，模块的设计、配置和布局具有更高的灵活性、选择性和多样性。

附图说明

通过结合以下附图所作的详细描述，本实用新型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，并不限制本实用新型的保护范围，其中：

图1示出了现有的晶圆后处理单元的结构示意图；

图2示出了现有的翻转机构的结构示意图；

图3示出了现有的化学机械抛光系统的结构示意图；

图4示出了本实用新型一个具体实施方式提供的抛光模块的结构示意图；

图5示出了本实用新型一个具体实施方式提供的清洗模块的结构示意图；

图6示出了本实用新型一个具体实施方式提供的晶圆后处理单元的侧视图；

图7示出了本实用新型一个具体实施方式提供的晶圆后处理单元的立体图；

图8示出了本实用新型一个具体实施方式提供的翻转机构的立体结构图；

图9示出了本实用新型一个具体实施方式提供的翻转机构的结构示意图；

图10示出了本实用新型一个具体实施方式提供的晶圆翻转过程的动作流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例及其附图，对本实用新型技术方案进行详细说明。在此记载的实施例为本实用新型的特定的具体实施方式，用于说明本实用新型的构思；这些说明均是解释性和示例性的，不应理解为对本实用新型实施方式及本实用新型保护范围的限制。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，辅助说明本实用新型的构思，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实用新型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。下面通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

需要理解的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型中，晶圆(Wafer,W)也称基板(Substrate)，其含义和实际作用等同。

本实用新型一实施例提供了一种化学机械抛光系统10，其包括：前端单元5、多组抛光单元21和多组后处理单元25。

前端单元5具备两个以上盛放晶圆盒的前装载部，该晶圆盒内贮存有多片晶圆w。前装载部与化学机械抛光系统10的壳体相邻配置，且沿壳体的宽度方向排列。在前装载部可以搭载开口盒、SMIF(Standard Manufacturing Interface)盒或FOUP(Front OpeningUnifiedPod)。其中，SMIF及FOUP是一种内部收纳晶圆盒并由隔板覆盖的密闭容器，从而保持其内部空间与外部空间的相对隔离。

在前端单元5上沿着前装载部的排列方向配置有移动机构，在移动机构上设置有能够沿着晶圆盒的排列方向移动的至少一台机械手。机械手被配置为可在移动机构上移动，能够对搭载于前装载部的晶圆盒内的晶圆w进行存取。机械手从晶圆盒取出处理前的晶圆w，并且将处理后的晶圆w送回晶圆盒。

前端单元5的内部需要保持洁净状态，因此前端单元5的内部需要维持比抛光单元21和后处理单元25等更高的压力。同时，在前端单元5内设置有过滤单元，该过滤单元具有HEPA过滤器、ULPA过滤器或化学过滤器等洁净空气过滤器，通过过滤单元将前端单元5内的含微粒、有毒蒸气或有毒气体的污染空气排出，以保持前端单元5内部的洁净状态。

抛光单元21是进行晶圆w的全局平坦化的区域，抛光单元21内具备至少一组抛光模块210，当具有多个抛光模块210时，各抛光模块210可沿箱体的长度方向排列。

图4所示的实施例提供了一种抛光模块210，抛光模块210的主体结构可以包括抛光盘211、承载头212、抛光液供给装置214和修整器213。

如图4所示，抛光盘211可绕其轴心旋转且其表面安装具有研磨面的抛光垫215，抛光垫215可以是发泡聚氨酯类的硬垫、绒面革类的软垫或海绵等。抛光垫215的种类根据处理对象的材质、要除去的污染物状态适应性选择。

如图4所示，承载头212用于保持晶圆w并将晶圆w按压到抛光盘211上的抛光垫215表面，晶圆w通过真空吸附保持在承载头212的下表面并带动晶圆w绕其轴心旋转，以在抛光液和抛光垫215的作用下对晶圆w进行抛光。

如图4所示，抛光液供给装置214用于向抛光垫215表面供给抛光液和修整液(例如纯水)。具体地，抛光液供给装置214具备用于向晶圆w的抛光面供给纯水的纯水喷嘴，纯水喷嘴经由纯水配管连接于纯水供给源。在纯水配管上设置有能够开闭纯水配管的控制阀，通过控制阀的开闭可以在任意时刻对晶圆w的抛光面供给纯水。另外，抛光液供给装置214还具备用于向晶圆w的抛光面供给抛光液的药液喷嘴，药液喷嘴经由药液配管连接于药液供给源。在药液配管上设置有能够开闭药液配管的控制阀，通过控制阀的开闭可以在任意时刻对晶圆w的抛光面供给药液。在化学机械抛光时，抛光液从抛光液供给装置214供给到抛光垫215的研磨面上，作为研磨对象的晶圆w被承载头212按压在抛光垫215的研磨面并被抛光。

如图4所示，修整器213用于对抛光垫215的研磨面进行修整，抛光垫215可以移除残留在抛光垫215表面的杂质颗粒，例如抛光液中的研磨颗粒以及从晶圆w表面脱落的废料等；修整器213还可以调节抛光垫215表面形貌，满足抛光工艺要求，进而稳定晶圆w的抛光去除速率，实现晶圆w的全局平坦化。

在抛光开始前，机械手将晶圆w搬运至晶圆缓存模块1，承载头212从晶圆缓存模块1装载晶圆w后沿抛光盘211的径向移动至抛光盘211的上方。在化学机械抛光过程中，承载头212将晶圆w按压在抛光盘211表面覆盖的抛光垫215上，抛光垫215的尺寸大于待抛光的晶圆w的尺寸，例如为晶圆w尺寸的1.2倍或更大，由此保证均匀地对晶圆w进行抛光。

承载头212做旋转运动的同时沿抛光盘211的径向往复移动使得与抛光垫215接触的晶圆w的表面被逐渐抛除，同时抛光盘211旋转，抛光液供给装置214向抛光垫215表面喷洒抛光液。在抛光液的化学作用下，通过承载头212与抛光盘211的相对运动使晶圆w与抛光垫215摩擦以进行抛光。

由亚微米或纳米磨粒和化学溶液组成的抛光液在晶圆w与抛光垫215之间流动，抛光液在抛光垫215的传输和旋转离心力的作用下均匀分布，以在晶圆w和抛光垫215之间形成一层液体薄膜，液体中的化学成分与晶圆w产生化学反应，将不溶物质转化为易溶物质，然后通过磨粒的微机械摩擦将这些化学反应物从晶圆w表面去除，溶入流动的液体中带走，在化学成膜和机械去膜的交替过程中去除表面材料实现表面平坦化处理，从而达到全局平坦化的目的。

在抛光期间，修整器213用于对抛光垫215表面形貌进行修整和活化。使用修整器213可以移除残留在抛光垫215表面的杂质颗粒，例如抛光液中的研磨颗粒以及从晶圆w表面脱落的废料等，还可以将由于研磨导致的抛光垫215表面形变进行平整化，保证了在抛光期间抛光垫215表面形貌的一致性，进而使抛光去除速率保持稳定。

在抛光完成后，承载头212吸附晶圆w以将其放置在装卸平台216上，机械手从装卸平台216取得晶圆w后将晶圆w运送至后处理单元。

后处理单元25包括在工序上承接抛光的清洗模块251和干燥模块252，晶圆w进行化学机械抛光后需要进行清洗、干燥等后处理，其目的是为了避免微量离子和金属颗粒对半导体器件的污染，保障半导体器件的性能和合格率。

清洗方式可以是双流体喷射清洗、滚刷清洗或兆声波清洗等。双流体喷射清洗是使裹挟于高速气体的微小液滴(雾)从双流体喷嘴中朝向晶圆w喷出并冲撞晶圆w表面，利用微小液滴向晶圆w表面冲撞所产生的冲击波来去除晶圆w表面的微粒等。滚刷清洗按照晶圆w的放置状态可以分为竖直滚刷清洗和水平滚刷清洗。兆声波清洗是对清洗液施加超声波，使由清洗液分子的振动加速度所产生的作用力作用到微粒等附着粒子来去除微粒。

本实施例提供的化学机械抛光系统10内的清洗模块251优选采用竖直清洗装置，在图5所示的实施例中，竖直清洗装置包括：槽体2511，其内部形成有供晶圆w清洗的容置腔；清洗组件2512，包括位于晶圆w两侧的滚刷；支撑组件，其位于清洗组件2512的下方并与晶圆w边缘接触，用于支撑并限定晶圆w在竖直平面内旋转；喷淋组件2513，用于向晶圆w的表面喷淋清洗液。

如图5所示，清洗组件2512包括两个滚刷，两个滚刷分别设置于晶圆w的两侧表面，两个滚刷反向旋转对晶圆w的表面进行滚动刷洗，例如，其中一个滚刷顺时针旋转的同时另一个滚刷逆时针旋转。特别优选地，两侧滚刷的旋转方向背离晶圆w表面，使得滚刷转动时对晶圆w产生向上的摩擦力，以在清洗液落下的区域使滚刷与晶圆w之间的相对速度最大，从而提高刷洗效果。

滚刷包括中空轴以及包覆在中空轴外周的海绵，滚刷安装在一对可旋转的固定结构上，滚刷一端的固定结构设置有进液孔，通过进液孔向滚刷的中空轴的内部供液(清洗液或漂洗液)，中空轴上均匀分布若干出液孔，以使轴内液体能穿过出液孔到达海绵并从海绵渗出，从而为滚刷保湿，并使得海绵表面形成液膜，防止海绵直接接触导致海绵上的污染物回粘污染晶圆w。

如图5所示，支撑组件包括第一驱动轮2514、第二驱动轮2516和测速轮2515，其中，测速轮2515位于晶圆w边缘的最底部，第一驱动轮2514和第二驱动轮2516以测速轮2515为中心对称设置于测速轮2515的两侧。

晶圆w清洗时，第一驱动轮2514和第二驱动轮2516在各自的驱动电机的带动下旋转。晶圆w两侧的滚刷与晶圆w的表面接触并绕滚刷的轴线旋转，在摩擦力的作用下，竖直设置于两个滚刷的间隙中的晶圆w绕晶圆w的轴线旋转，滚动的滚刷与旋转的晶圆w接触以移除晶圆w表面的污染物。在晶圆w的旋转过程中带动测速轮2515被动旋转，通过后置的传感器计算测速轮2515的转动圈数，从而推算晶圆w的转速，监测晶圆w的清洗状态。

如图5所示，喷淋组件2513包括位于清洗组件2512的上方且相互平行的两个喷杆，喷杆上均匀分布多个喷嘴，喷嘴喷射的清洗液至少覆盖清洗组件2512与晶圆w的接触区域。

清洗后的晶圆w送入干燥模块252进行干燥，可选地干燥方式有旋转干燥或马兰戈尼干燥等。旋转干燥是指晶圆w由卡爪水平夹持并带动晶圆w高速旋转，以将晶圆w表面残留的清洗液甩干。马兰戈尼干燥是指先用流动的去离子水在晶圆w外表面产生很薄的一层水膜，之后再通入大量的异丙醇气体把晶圆w上的水层去掉，从而使晶圆w干燥。

以上是对化学机械抛光系统10中的主要模块(单元)的功能及结构做出的简要说明，接下来对各功能模块(单元)的数量、布局以及晶圆w在各功能模块(单元)之间的传递过程进行说明：

在图3所示的实施例中，化学机械抛光系统10包括具有长度和宽度的框架，前端单元5位于框架的宽度的外侧，抛光单元21和后处理单元25位于框架的内部。

如图3所示，抛光单元21共包括四个抛光模块210，两两一组对称设置于框架的长度两侧。后处理单元25包括两个干燥模块252以及六个清洗模块251，其中，两个干燥模块252分别对称设置于框架的长度两侧，六个清洗模块251中三个为一组等分为两组，分别对称设置于框架的长度两侧。换言之，本实施例提供的化学机械抛光系统10中，单侧的主要模块由前端单元5开始包括依次布置一个干燥模块252，三个清洗模块251以及两个抛光模块210，两侧的模块布局完全相同。为了便于后续描述，位于同一侧的干燥模块252、清洗模块251和抛光模块210定义为一套晶圆加工模组2。

如图3所示，两侧的抛光模块210之间具有传输通道3，四个抛光模块210关于传输通道3对称布置，如此设置能够提升化学机械抛光系统10左右两侧的结构统一性，从而提高化学机械抛光系统10的结构强度。

如图3所示，传输通道3内布置有传输单元23，传输单元23用于在抛光模块210和清洗模块251之间传输晶圆w。当化学机械抛光系统10工作时，晶圆w可以进入四个抛光模块210中的任意一个进行抛光，完成一次抛光后送至传输单元23，再经由传输单元23送入清洗模块251；也可以依次进入四个抛光模块210中的任意三个，完成三次抛光后送至传输单元23；还可以依次进入全部的四个抛光模块210，完成四次抛光后送至传输单元23。

传输单元23可以设置一层或者多层传输机构，每层传输机构可以为长条形，最优的设置四层传输机构，每一层传输机构都可以具有两个工位。

如图3所示，两侧的后处理单元25之间配置有晶圆缓存模块1，晶圆缓存模块1分别与前端单元5和传输单元23交互，以辅助传递晶圆w。晶圆缓存模块1可以设置有多层，多层晶圆缓存模块1可以同时缓存多片晶圆w。晶圆缓存模块1和两套晶圆加工模组2配合，使得两套晶圆加工模组2能够独立工作，互不影响，可以提高生产效率，并且，化学机械抛光工艺更灵活，生产出的晶圆w适应性更强。

如图3所示，后处理单元25还包括多个竖直缓存模块253，竖直缓存模块253位于相邻两个清洗模块251之间，和/或相邻的清洗模块251与干燥模块252之间。当清洗模块251或干燥模块252内有晶圆w正在进行清洗或干燥时，可以先将晶圆w放入竖直缓存模块253内暂存，待清洗模块251或干燥模块252内的晶圆w处理完毕后，再将竖直缓存模块253内暂存的晶圆w送入清洗或干燥。

为了便于晶圆w在系统内的各单元/模块之间传片，系统内必不可少地配置多个机械手，如第一机械手22，第二机械手24、第三机械手255和第四机械手256。

如图3所示，两侧的清洗模块251之间留有布置空间4，布置空间4内设置两组第一机械手22，分别对应两侧的晶圆加工模组2的晶圆w传递过程，可以在晶圆缓存模块1和传输单元23之间，以及传输单元23和清洗模块251或竖直缓存模块253之间运动以进行晶圆w传递。第一机械手22可沿后处理单元25内各模块的排列方向平移，第一机械手22在移动行程的两端分别对接翻转机构254和传输单元23。

两组第一机械手22以及晶圆缓存模块1均设置在布置空间4内，这样设置能够将两个第一机械手22和晶圆缓存模块1更好地装配在化学机械抛光系统10上，可以防止两个第一机械手22和晶圆缓存模块1在工作时与其它零部件产生干涉，从而可以保证化学机械抛光系统10的工作可靠性。

第一机械手22的作业流程为：

(1)抛光前，前端单元5的机械手将前端单元5内储存的晶圆w送入晶圆缓存模块1，第一机械手22从晶圆缓存模块1拿取晶圆w后翻转180°，使晶圆w正面朝下，随后沿化学机械抛光系统10的长度方向移动至传输单元23，将翻转后的晶圆w放置在传输单元23上；

(2)抛光结束后，抛光模块210内的机械手(第二机械手24)将抛光后的晶圆w送入传输单元23，传输单元23沿传输通道3移动至后处理单元25所在区域，第一机械手22抓取传输单元23中的晶圆w送入清洗模块251或竖直缓存模块253(若清洗模块251内有晶圆w正在清洗，则送入竖直缓存模块253；反之则直接送入清洗模块251)。

第二机械手24是抛光单元21内部的机械手，主要用于进行抛光模块210与传输单元23之间的晶圆w传递。传输单元23可以在第一机械手22和第二机械手24之间传输晶圆w，也即，传输单元23可以将第一机械手22处的晶圆w传输至第二机械手24，也可以将第二机械手24的晶圆w传输至第一机械手22。

第二机械手24可以设置有两个机械臂，其中，一个机械臂从抛光模块210取出晶圆w，另一个机械臂随后向抛光单元21放置晶圆w，如此设置可以保证第二机械手24从抛光单元21取出晶圆w和放置晶圆w的工作同时进行，进一步提升生产效率。

两个抛光单元21共用一个第二机械手24，其中，左侧的晶圆加工模组2的两个抛光单元21可以沿着前后方向相对设置，左侧的两个抛光单元21同时设置在传输通道3的左侧，右侧的晶圆加工模组2的两个抛光单元21可以沿着前后方向相对设置，右侧的两个抛光单元21同时设置在传输通道3的右侧，这样设置能够使每个晶圆加工模组2的抛光单元21设置更加合理，可以使每个晶圆加工模组2的两个抛光单元21更好地共用一个第二机械手24。

第二机械手24的作业流程为：传输单元23由第一机械手22中接过晶圆w后在传输通道3内移动至抛光单元21所在区域，第二机械手24从传输单元23上取出晶圆w，将晶圆w传输到抛光模块210的装卸平台216上。晶圆w在抛光模块210内完成抛光后，第二机械手24从装卸平台216上取出抛光后的晶圆w，将晶圆w放回到传输单元23上，再由传输单元23送入下一工序。

第三机械手255和第四机械手256是后处理单元25内的机械手，第三机械手255在清洗模块251和竖直缓存模块253的上方移动，第四机械手256在清洗模块251、干燥模块252和翻转机构254的上方移动。

在本实施例中，如图6所示，前端单元5和干燥模块252之间具有狭缝空间7，两侧的干燥模块252之间具有翻转空间6(如图3所示)，翻转空间6的区域面积大于狭缝空间7。翻转机构254位于狭缝空间7内，翻转机构254底部配置有行走机构2544，翻转机构254在行走机构2544的驱动下携带晶圆w以竖直状态移动直至脱离狭缝空间7，移动至翻转空间6后将晶圆w翻转至水平状态(如图7所示)。

翻转机构254和行走机构2544的具体结构如图8所示，翻转机构254包括支架2541、承载部2543和驱动部2542，支架2541可移动地限定于行走机构2544上，承载部2543用于保持晶圆w的水平状态或竖直状态，驱动部2542固定于支架2541的顶部并与承载部2543传动连接，用于带动承载部2543旋转。行走机构2544包括丝杠模组、气缸和直线电机。

需要说明的是，图3提供的是现有的化学机械抛光系统10的结构示意图，其不存在本实施例限定的行走机构2544。由图3可以看出，现有的化学机械抛光系统10中，第四机械手256将晶圆w以竖直状态由干燥模块252中取出后放入翻转机构254，图2所示为现有的翻转机构254，其不包含本实施例限定的行走机构2544。翻转机构254在原位(前端单元5和干燥模块252之间)对晶圆w进行翻转，使得晶圆w由竖直状态翻转至水平状态。因此，为了向晶圆w翻转提供充足的空间，前端单元5和干燥模块252之间需要留有较大的翻转区域(如图1所示)，增大了化学机械抛光系统10的长度。

本实施例在图3公开的化学机械抛光系统10的基础上，如图8所示，在翻转机构254底部设置行走机构2544，晶圆w以竖直状态放置于翻转机构254上，并不在原位进行翻转，而是沿行走机构2544移动至更为宽敞的翻转空间6后再翻转晶圆w(如图9所示)。当然，翻转空间6在现有的化学机械抛光系统10中本身就是存在的区域，本实施例利用了这部分未被利用的空间用于晶圆w翻转，同时，由于晶圆w无需在前端单元5和干燥模块252之间的空间内进行翻转，使得前端单元5和干燥模块252之间的空间得以进一步缩小，从而减小了整机的占地面积，为其他主要功能模块的布局及数量提供了更多可能性。

第三机械手255和第四机械手256的作业流程为：第一机械手22将晶圆w传输至竖直缓存模块253后，第三机械手255将晶圆w从竖直缓存模块253取出依次放入每个清洗模块251内，清洗模块251进行晶圆w清洗，清洗完成后，第四机械手256将晶圆w从清洗模块251中取出并放置到干燥模块252中进行干燥，第四机械手256将干燥后的晶圆w(竖直状态)取出放置到翻转机构254内，翻转机构254竖直承载晶圆w并携带晶圆w沿行走机构2544直线移动，直至从狭缝空间7移动直翻转空间6后将晶圆w翻转至水平状态，使得晶圆w正面向上，然后前端单元5的机械手从翻转机构254中取出晶圆w将晶圆w放回到晶圆盒。

下面根据本实施例提供的化学机械抛光系统10详细描述化学机械抛光的工作流程(以位于传输通道3左侧的晶圆加工模组2为例)：

S1、前端单元5的机械手将晶圆w从晶圆盒取出放置在晶圆缓存模块1(晶圆w正面朝上)，第一机械手22将晶圆w从晶圆缓存模块1取出后翻转180°，使晶圆w正面朝下，放置到传输单元23的其中一层传输机构上；

S2、传输单元23携带晶圆w在传输通道3内移动至抛光单元21所在区域，将晶圆w传送到第二机械手24，第二机械手24从传输单元23上取出晶圆w，将晶圆w依次传输到各抛光模块210的装卸平台216上；

S3、晶圆w在抛光模块210内完成至少一次抛光后，第二机械手24重新从装卸平台216上取出晶圆w，将晶圆w放回到传输单元23上；

S4、传输单元23携带晶圆w在传输通道3内移动至后处理单元25所在区域，将晶圆w传送到第一机械手22，第一机械手22从传输单元23上取出晶圆w并将晶圆w翻转90°，使晶圆w的正面朝前，然后第一机械手22将晶圆w放置到竖直缓存模块253处；

S5、第三机械手255将晶圆w从竖直缓存模块253取出依次送入每个清洗模块251内进行晶圆w清洗，清洗完成后，第四机械手256将晶圆w从清洗模块251中取出放置到干燥模块252中进行干燥；

S6、如图10所示，第四机械手256将干燥后的晶圆w(竖直状态)取出放置到翻转机构254内，翻转机构254竖直承载晶圆w并携带晶圆w沿行走机构2544直线移动，直至从狭缝空间7移动直翻转空间6后将晶圆w翻转至水平状态，使得晶圆w正面向上；

S7、前端单元5的机械手从翻转机构254中取出晶圆w，将晶圆w放回到晶圆盒，完成对晶圆w的抛光、清洗和干燥的“干进干出”加工过程。

位于传输通道3右侧的晶圆加工模组2与位于传输通道3左侧的晶圆加工模组2的工作过程相同，在此不再赘述。

申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种化学机械抛光系统，其特征在于，其包括：前端单元、多组抛光单元和多组后处理单元；

所述后处理单元与所述前端单元之间的狭缝空间内配置有行走机构和翻转机构，所述翻转机构竖直承载晶圆并携带晶圆沿所述行走机构直线移动，直至移出所述狭缝空间后将晶圆翻转至水平状态。

2.根据权利要求1所述的化学机械抛光系统，其特征在于，所述化学机械抛光系统包括具有长度和宽度的框架；

所述前端单元位于所述框架的宽度的外侧，所述抛光单元和所述后处理单元位于所述框架的内部。

3.根据权利要求2所述的化学机械抛光系统，其特征在于，所述后处理单元的数量为两组，对称设置于所述框架的长度方向的两侧。

4.根据权利要求2或3所述的化学机械抛光系统，其特征在于，所述后处理单元包括沿所述框架的长度方向并排布置的干燥模块和多个清洗模块，其中，所述干燥模块邻近所述前端单元。

5.根据权利要求4所述的化学机械抛光系统，其特征在于，所述干燥模块的上方配置有机械手，所述机械手用于在所述干燥模块和所述翻转机构之间传递晶圆。

6.根据权利要求4所述的化学机械抛光系统，其特征在于，两侧的所述干燥模块之间形成有翻转空间，所述翻转空间的区域面积大于所述狭缝空间，所述翻转机构携带晶圆以竖直状态移动至所述翻转空间后将晶圆翻转至水平状态。

7.根据权利要求1至3任一项所述的化学机械抛光系统，其特征在于，所述行走机构包括丝杠模组、气缸和直线电机。

8.根据权利要求1至3任一项所述的化学机械抛光系统，其特征在于，所述翻转机构包括：

支架，其可移动地限定于所述行走机构上；

承载部，其用于保持晶圆的水平状态或竖直状态；

驱动部，其固定于所述支架的顶部并与所述承载部传动连接，用于带动所述承载部旋转。

9.根据权利要求1至3任一项所述的化学机械抛光系统，其特征在于，两侧的所述抛光单元之间配置有传输单元，所述传输单元用于在所述抛光单元和所述后处理单元之间传输晶圆。

10.根据权利要求9所述的化学机械抛光系统，其特征在于，两侧的所述后处理单元之间配置有晶圆缓存模块，所述晶圆缓存模块分别与所述前端单元和所述传输单元交互，以辅助传递晶圆。