TWI834448B - 一種晶圓拋光系統及晶圓傳輸方法 - Google Patents

Abstract

本發明公開了一種晶圓拋光系統，包括拋光單元；拋光單元包括晶圓傳輸通道及拋光模組；拋光模組包括拋光平臺和拋光臂，拋光臂可帶動晶圓相對拋光平臺活動；晶圓傳輸通道上具有至少兩個工作位，晶圓裝卸台可在工作位之間移動；相鄰拋光單元之間設有傳遞結構，其沿著第一軌跡在兩者的工作位之間傳輸晶圓，第一軌跡落在晶圓傳輸通道上；和/或，晶圓裝卸台可於相鄰拋光單元之間移動；和/或，拋光單元和外界中轉檯之間設有傳送結構，其沿著第二軌跡在兩者的工作位之間傳輸晶圓，第二軌跡落在晶圓傳輸通道上。本發明還公開了一種晶圓傳輸方法。本發明軌跡都落在晶圓傳輸通道上，不會佔用別的空間，佈局合理；製程靈活，加工效率高；傳輸的穩定性高。

Description

一種晶圓拋光系統及晶圓傳輸方法

本發明屬於半導體積體電路晶片製造技術領域，尤其是涉及一種晶圓拋光系統及晶圓傳輸方法。

化學機械拋光平坦化設備通常包括半導體設備前端模組(EFEM)、清洗單元、拋光單元和傳輸模組。EFEM主要包括存放晶圓的片盒、傳片機械手和空氣淨化系統等；清洗單元主要包括數量不等的兆聲波清洗部件、滾刷清洗部件、乾燥部件和各部件之間傳輸晶圓的裝置等；拋光單元主要包括拋光台、拋光頭、拋光供液系統和拋光墊修整系統等。傳輸模組包含一系列機械手或移動平臺，將待拋光晶圓從EFEM送往拋光單元，將拋光完成的晶圓從拋光單元運往清洗單元。除了拋光單元及清洗單元的數量、相對佈局和製程等因素會影響整機的工作效率，傳輸系統的傳輸方式及傳輸路線也是決定整機的整體工作效率至關重要的一環。

當前的公開過一種化學機械平坦化設備，拋光模組包含兩列拋光單元陣列，每列拋光單元包含多組拋光單元，兩列拋光 單元陣列對應的裝卸台在位於拋光單元陣列的列方向上縱向排列，頂部傳輸裝置的工作部位於裝卸台的垂直上方，完成晶圓在其他裝卸區與所述裝卸台以及所述裝卸台之間的傳輸。根據需要每組頂部傳輸裝置可以形成級聯，完成晶圓在各個裝卸台之間的傳輸，實現晶圓在整個拋光單元陣列中的流轉。

但是頂部傳輸裝置的傳輸負荷較大，與此同時，由於拋光模組結構的特殊性，其無法再增加別的傳輸裝置，因為晶圓只能通過頂部傳輸裝置傳出拋光單元，所以缺乏製程靈活性。且，由於頂部傳輸裝置的工作部位於裝卸台的垂直上方，取放片時需要下降到裝卸台處，上升下降的過程時，會消耗大量時間，尤其是在錯行雙盤製程和三盤製程時涉及晶圓在不同行拋光單元之間的傳輸，頂部傳輸裝置承載取放片、及傳送任務，大幅度降低了製程過程中晶圓傳輸效率。且，僅依賴頂部傳輸裝置進行取放片及傳輸也加快了傳輸裝置的時間，同時也增加了磨損過程中的雜質風險。此傳輸方式對於頂部的傳輸單元的傳片能力和穩定性要求高，一旦頂部的傳輸單元發生故障，晶圓片不能及時傳送出拋光區域，會導致產品缺陷。

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種提供更多傳輸方式，且不會佔用過多的空間的晶圓拋光系統及該晶圓拋光系統的晶圓傳輸方法。

本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：一種晶圓 拋光系統，包括拋光單元；所述拋光單元包括晶圓傳輸通道，及拋光模組；所述拋光模組包括拋光平臺和拋光臂，所述拋光臂可帶動晶圓相對拋光平臺活動，以實現拋光製程；所述晶圓傳輸通道上具有至少兩個工作位，晶圓裝卸台可在所述工作位之間移動；相鄰拋光單元之間設有傳遞結構，該傳遞結構沿著第一軌跡在兩者的工作位之間傳輸晶圓，該第一軌跡落在晶圓傳輸通道上；和/或，所述晶圓裝卸台可於相鄰拋光單元之間移動；和/或，拋光單元和外界中轉檯之間設有傳送結構，該傳送結構沿著第二軌跡在兩者的工作位之間傳輸晶圓，該第二軌跡落在晶圓傳輸通道上。

進一步的，更包括頂部傳輸機構，其沿著第三軌跡在所有拋光單元之間傳輸晶圓，該第三軌跡落在晶圓傳輸通道上；或者，頂部傳輸機構沿著第四軌跡在任意拋光單元和外界中轉檯之間傳輸晶圓，該第四軌跡落在晶圓傳輸通道上。

進一步的，所述頂部傳輸機構位於傳遞結構和/或傳送結構的上方。

進一步的，所述傳遞結構包括用於夾持晶圓的夾持單元，及翻轉單元，所述翻轉單元用於帶動夾持單元和晶圓在晶圓傳輸通道內向前或向後翻轉。

進一步的，所述傳遞結構包括用於夾持晶圓的夾持單 元，平移單元，及升降單元，所述平移單元用於帶著夾持單元和晶圓在晶圓傳輸通道內平移，所述升降單元用於帶動整體上升或下降，以使得傳遞結構位於拋光平臺的下方或上方。

進一步的，所述傳遞結構包括基座和與其相連的伸縮臂，所述伸縮臂自拋光平臺上方區域向下延伸，或者，伸縮臂自拋光平臺下方區域向上延伸。

進一步的，所述傳遞結構包括位於相鄰拋光單元之間的輔助工作位，及設於輔助工作位上方或下方的輔助轉移單元，相鄰拋光單元的晶圓裝卸台均可移動至輔助工作位，所述輔助轉移單元用於吸附輔助工作位上的晶圓，或者用於將晶圓置於輔助工作位上的晶圓裝卸台；所述輔助轉移單元位於拋光平臺的下方或上方。

進一步的，可在相鄰拋光單元之間移動的晶圓裝卸台的至少部分移動路徑重疊，該重疊路徑內包含至少一工作位。

進一步的，相鄰拋光單元之間具有間隙。

進一步的，同一個拋光單元的相鄰工作位之間設有傳遞結構。

進一步的，所述傳遞結構和傳送結構相同。

本發明還公開了一種晶圓拋光系統的晶圓傳輸方法，所述晶圓拋光系統包括拋光單元，該拋光單元包括晶圓傳輸通道，所述晶圓傳輸通道上具有至少兩個工作位，晶圓裝卸台可在所述工作位之間移動；晶圓傳輸方法包括以下步驟： 傳遞結構沿著第一軌跡將晶圓從拋光單元的工作位傳輸至另一相鄰拋光單元的工作位，該第一軌跡落在晶圓傳輸通道上。

進一步的，傳送結構沿著第二軌跡將晶圓從拋光單元的工作位傳輸至外界中轉檯，或從外界中轉檯傳輸至拋光單元的工作位，該第二軌跡落在晶圓傳輸通道上。

進一步的，包括以下步驟：利用傳遞結構和晶圓裝卸台，沿第一軌跡、將晶圓在拋光單元的工作位之間傳輸，直至進入目標工作位，所述拋光臂獲取工作位上的晶圓轉動至拋光平臺進行拋光製程；或者，利用頂部傳輸機構沿第三軌跡、將晶圓在拋光單元的工作位之間傳輸，直接進入目標工作位，所述拋光臂獲取工作位上的晶圓轉動至拋光平臺進行拋光製程；或者，利用傳遞結構、晶圓裝卸台和頂部傳輸機構，沿第一軌跡和第三軌跡、將晶圓在拋光單元的工作位之間傳輸，直至進入目標工作位，所述拋光臂獲取工作位上的晶圓轉動至拋光平臺進行拋光製程；所述第一軌跡、第三軌跡均落在晶圓傳輸通道上。

進一步的，包括以下步驟：利用傳送結構，沿著第二軌跡、將晶圓從外界中轉檯傳輸至拋光單元的工作位；或者，利用頂部傳輸機構沿第三軌跡、從外界中轉檯傳輸至拋光單元的工作位； 所述第二軌跡和第三軌道落在晶圓傳輸通道上。

進一步的，所述拋光單元的數量為多個，拋光製程分為多個階段，處於下游階段的拋光單元靠近晶圓傳輸通道的中間設置。

本發明的有益效果是，1)第一軌跡、第二軌跡和第三軌跡都落在晶圓傳輸通道上，不會佔用別的空間，佈局合理；2)傳送結構、傳遞結構、頂部傳輸機構之間可以組合使用，製程靈活性高，不會產生干涉，傳送結構和傳遞結構的設置不會對頂部傳輸機構產生不利影響，頂部傳輸機構可以隨時穿越拋光單元而不會受到干擾，採用這種佈局有助於減少傳輸的行程，化學機械平坦化設備加工效率同比顯著提升；3)不會增加傳輸過程中磨損的雜質風險；4)傳輸的穩定性高，一旦某個傳輸裝置發生故障，其他傳輸裝置會進入工作狀態，保證晶圓可以及時傳出拋光區域，保證晶圓產品質量；5)在相鄰晶圓存放台間構建獨立的晶圓傳輸通道，可單獨使用，也可與頂部傳輸機構配合使用，可以增加拋光區晶圓傳輸的靈活性，減小載片台頂部的傳輸裝置的傳片壓力，提升整機傳輸效率。

1:拋光單元

1A、1B、2A、2B:拋光模組

2:晶圓傳輸通道

3:晶圓

4:晶圓裝卸台

5:傳遞結構

6、S1:外界中轉檯

7:傳送結構

8:頂部傳輸機構

9:間隙

11:拋光模組

21、53、W1、W2、W3、W4、W5、W6:工作位

51:基座

52:伸縮臂

54:輔助轉移單元

71:夾持單元

72:翻轉單元

111、P1、P2、P3、P4、P5、P6:拋光平臺

112、H1、H2、H3、H4、H5、H6:拋光臂

圖1A為本發明實施例一的晶圓拋光系統的示意圖，此時包括兩個拋光單元。

圖1B為本發明實施例一的晶圓拋光系統的示意圖，此時兩個拋光單元之間具有間隙。

圖1C為本發明實施例一中單個拋光單元只有一個工作位的示意圖。

圖1D為本發明實施例一中拋光單元包括兩個拋光模組和拋光單元包括一個拋光模組的示意圖。

圖1E為本發明實施例一中拋光單元均包括單個拋光模組的示意圖。

圖2為本發明實施例一的晶圓拋光系統的示意圖，此時傳遞結構包括夾持單元、平移單元和升降單元。

圖3為本發明實施例一的晶圓拋光系統的示意圖，此時傳遞結構包括基座和伸縮臂。

圖4為本發明實施例一的晶圓拋光系統的示意圖，此時傳遞結構包括輔助工作位和輔助轉移單元。

圖5為本發明實施例二的晶圓拋光系統的示意圖一。

圖6為本發明實施例二的晶圓拋光系統的示意圖二。

圖7為本發明實施例三中的頂部傳輸機構示意圖。

圖8為本發明實施例三中頂部傳輸機構與拋光單元配合結構俯視圖。

圖9為本發明實施例三中頂部傳輸機構與拋光單元配合結構側視圖。

圖10為本發明實施例四的晶圓拋光系統的示意圖。

圖11為本發明實施例五的晶圓拋光系統的示意圖一。

圖12為本發明實施例五的晶圓拋光系統的示意圖二。

圖13為本發明實施例五的晶圓拋光系統的示意圖三。

圖14為本發明實施例五的晶圓拋光系統的示意圖四。

圖15為本發明實施例六的晶圓拋光系統的位置佈置示意圖。

為了使本技術領域的人員更好的理解本發明方案，下面將結合本發明實施例中的附圖，對發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬於本發明保護的範圍。

實施例一

一種晶圓拋光系統，包括拋光單元1：拋光單元1包括晶圓傳輸通道2，及分別位於晶圓傳輸通道2兩側的拋光模組11，該拋光模組11的數量為至少兩個；拋光模組11包括拋光平臺111和拋光臂112，該拋光臂112可以帶動晶圓3相對拋光平臺111活動，從而實現晶圓3的拋光製程；在晶圓傳輸通道2上具有至少兩個工作位21，晶圓裝卸台4可以在上述的工作位21之間移動；相鄰拋光單元1之間設有傳遞結構5，該傳遞結構5沿著第一軌跡在兩個拋光單元1的工作位21之間傳輸晶圓3，該第一軌跡落在晶圓傳輸通道2上。

晶圓傳輸通道2不一定是確切的區域，傳遞結構5所能到達的空間區域都可以定義為晶圓傳輸通道2。

如圖1A所示，相鄰兩個拋光單元1之間沒有間隙，其緊密相鄰。如圖1B所示，相鄰兩個拋光單元1之間也可以設置有間隙9，該間隙9的作用是可以用作往其他方向輸送或接收晶圓的通道。

傳遞結構5包括用於夾持晶圓3的夾持單元，平移單元，及升降單元，平移單元用於帶著夾持單元和晶圓在晶圓傳輸通道2內平移，升降單元用於帶動夾持單元和晶圓整體上升或下降，從而使得傳遞結構5位於拋光平臺111的下方或者上方，如圖2所示。

當然，傳遞結構5也可以是別的結構，如包括位於晶圓傳輸通道2內的基座51，及與基座51相連的伸縮臂52，伸縮臂52的端部可以夾持晶圓3，伸縮臂52從拋光平臺111的上方區域向下延伸；或者伸縮臂52從拋光平臺111的下方區域向上延伸，如圖3所示。

伸縮臂52可以包括兩節臂體，也可以包括三節臂體，伸縮臂52端部的夾爪可以是單爪結構也可以是雙爪結構，具體不作限制。

上述傳遞結構5也可以設置在同一拋光單元1的兩個工作位之間，且兩個工作位上分別設置有晶圓裝卸台，該晶圓裝卸台可以是相對固定。

當然，並不是說一個拋光單元1必然會有兩個工作位，其也可以只有一個工作位，此時傳遞結構5在相鄰兩個拋光單元的兩個工作位之間，如圖1C所示。

拋光單元1一般至少包括兩個拋光模組11，但也不局限於此，一個拋光單元1也可以包括一個拋光模組11。如圖1D所示，此時上方的拋光單元1包括兩個拋光模組11，兩個拋光模組11位於晶圓傳輸通道2的兩側，下方的拋光單元1包括一個拋光模組11。如圖1E所示，此時上方的拋光單元1包括一個拋光模組11，下方的拋光單元1也包括一個拋光模組11。

另外，傳遞結構5還可以包括位於相鄰拋光單元1之間的輔助工作位53，及位於輔助工作位53上方或下方的輔助轉移單元54，相鄰拋光單元1的晶圓裝卸台4均可以移動至輔助工作位53，輔助轉移單元54用於吸附輔助工作位53上的晶圓，然後將晶圓保持吸附的狀態，直到另一個晶圓裝卸台4移動至輔助工作位53；或者，用於將晶圓放置在輔助工作位53上的晶圓裝卸台4上，也就是另一個晶圓裝卸台4移動至輔助工作位53時，輔助轉移單元54將晶圓放置在該晶圓裝卸台4上。

即如圖4所示，新增輔助工作位W5，其位於相鄰拋光單元1的工作位W2和工作位W3之間，兩側的晶圓裝卸台4均可運動到輔助工作位W5，即晶圓裝卸台4運動範圍分別包含工作位W1，工作位W2，工作位W5以及工作位W5，工作位W3，工作位W4。輔助轉移單元54位於工作位W5上方，可以取放工作位 W5的晶圓，間接傳遞工作位W2和工作位W3兩個工位間的晶圓。

上述傳遞結構5的不同結構可以同時存在以，即在同一個晶圓傳輸方法中不同結構的傳遞結構5可以組合使用。

當晶圓完成拋光模組2A的拋光製程後，拋光臂H2將晶圓傳送至工作位W2。接下來進行步驟1或步驟2。

步驟1：晶圓接著傳送至工作位W5，輔助轉移單元54將晶圓從工作位W5取走，工作位W3處的可移動晶圓裝卸台4運動到工作位W5，輔助轉移單元54將晶圓放置於工作位W5，進而傳遞到工作位W3。拋光臂H3將晶圓帶入拋光模組1B進行拋光製程。

步驟2：晶圓接著傳送至工作位W5，輔助轉移單元54將晶圓從工作位W5取走，工作位W3處的可移動晶圓裝卸台4運動到工作位W5，輔助轉移單元54將晶圓放置於工作位W5，進而傳遞到工作位W3。可移動晶圓裝卸台4將晶圓從工作位W3傳送至工作位W4，拋光臂H4將晶圓帶入拋光模組2B進行拋光製程。

當然，上述的輔助轉移單元54也可以位於拋光平臺111的下方或者上方，此時晶圓3的傳輸軌跡仍然位於晶圓傳輸通道2上。

實施例二

拋光單元1和外界中轉檯6之間設有傳送結構7，該傳送結構7沿著第二軌跡在拋光單元1和外界中轉檯6之間傳輸晶圓 3，該第二軌跡落在晶圓傳輸通道2上。

傳送結構7包括用於夾持晶圓3的夾持單元71，及翻轉單元72，該翻轉單元72用於帶動夾持單元71和晶圓3在晶圓傳輸通道2內向前或向後翻轉，此處的向前指的是圖5中的下方。

具體的，圖6所示，晶圓3可通過外界中轉檯6搬運至工作位W1或工作位W2，接著利用晶圓裝卸台4從工作位W1移動至工作位W2，或從工作位W2移動至工作位W1。

當然本實施例中的傳送結構7也可以和實施例一中的傳遞結構5結構相同，或者不同的結構之間組合使用，具體不再贅述。

實施例三

上述實施例一和實施例二的結構可以單獨存在，也可以同時存在。還可以與本實施例中的頂部傳輸機構8同時存在，三者配合進行晶圓的傳輸。

如圖7-圖9所示，頂部傳輸機構8沿著第三軌跡在所有的拋光單元1之間傳輸晶圓3，該第三軌跡落在晶圓傳輸通道2上。

當然，頂部傳輸機構8也可以沿著第四軌跡在任意一個拋光單元1和外界中轉檯6之間傳輸晶圓，該第四軌跡落在晶圓傳輸通道2上。

上述的頂部傳輸機構8位於傳遞結構5的上方，或者位於傳送結構7的上方，或者說位於傳遞結構5和傳送結構7兩者 的上方。

實施例四

在上述實施例一-實施例三的基礎上，晶圓裝卸台4可以移動至相鄰拋光單元1。

如圖10所示，可移動晶圓裝卸台4運動範圍包含工作位W2，工作位W3，工作位W4，當晶圓完成拋光模組2A的拋光製程後，拋光臂H2將晶圓傳送至工作位W2。接下來進行步驟1或步驟2。

步驟1：可移動晶圓裝卸台4將晶圓傳送至工作位W3，拋光臂H3將晶圓帶入拋光模組1B進行拋光製程。

步驟2：可移動晶圓裝卸台4將晶圓傳送至工作位W4，拋光臂H4將晶圓帶入拋光模組2B進行拋光製程。

實施例五

晶圓裝卸台4可以移動至相鄰拋光單元1，而且兩個或多個拋光單元1只設置兩個晶圓裝卸台4。

以拋光單元1的數量為兩個為例說明：如圖11所示，其中一個晶圓裝卸台4在工作位W1，另一個晶圓裝卸台4在工作位W2、工作位W3和工作位W4之間移動。

或者，如圖12所示，其中一個晶圓裝卸台4在工作位W1和外界中轉檯S1之間移動，另一個晶圓裝卸台4在工作位W2、工作位W3和工作位W4之間移動。

以拋光單元1的數量為三個為例說明： 如圖13所示，其中一個晶圓裝卸台4在工作位W1、工作位W2和工作位W3之間移動，另一個晶圓裝卸台4在工作位W4、工作位W5和工作位W6之間移動。

可以在相鄰拋光單元1之間移動的晶圓裝卸台4的至少部分移動路徑重疊，該重疊路徑內包含至少一個工作位21。如圖14所示，也就是說一個晶圓裝卸台4在工作位W1、工作位W2和工作位W3之間移動的基礎上，還可以移動至工作位W4，另一個晶圓裝卸台4在工作位W4、工作位W5和工作位W6之間移動的基礎上，還可以移動至工作位W3，此時工作位W3和工作位W4之間的區域即為兩個晶圓裝卸台4重疊的移動路徑。在該重疊的移動路徑內包含有工作位W3、工作位W4。

實施例六

一種晶圓拋光系統的晶圓傳輸方法，晶圓拋光系統包括拋光單元1，該拋光單元1包括晶圓傳輸通道2，所述晶圓傳輸通道2上具有至少兩個工作位21，晶圓裝卸台4可在所述工作位21之間移動；第一種晶圓傳輸方法包括以下步驟：相鄰拋光單元1之間通過傳遞結構5沿著第一軌跡在相鄰拋光單元1的工作位21之間傳輸晶圓3，該第一軌跡落在晶圓傳輸通道2上。

第二種晶圓傳輸方法包括以下步驟：拋光單元1和外界中轉檯6之間通過傳送結構7沿著第二軌 跡在拋光單元1和外界中轉檯6的工作位之間傳輸晶圓3，該第二軌跡落在晶圓傳輸通道2上。

上述兩種晶圓傳輸方法步驟可以單獨存在，也可以組合存在。

第三種晶圓傳輸方法包括以下步驟：利用傳遞結構5和晶圓裝卸台4，沿第一軌跡、將晶圓3在拋光單元1的工作位21之間傳輸，直至進入目標工作位，所述拋光臂112獲取工作位21上的晶圓3轉動至拋光平臺111進行拋光製程：或者，利用頂部傳輸機構8沿第三軌跡、將晶圓3在拋光單元1的工作位21之間傳輸，直接進入目標工作位，所述拋光臂112獲取工作位21上的晶圓3轉動至拋光平臺111進行拋光製程；或者，利用傳遞結構5、晶圓裝卸台4和頂部傳輸機構8，沿第一軌跡和第三軌跡、將晶圓3在拋光單元1的工作位21之間傳輸，直至進入目標工作位，所述拋光臂112獲取工作位21上的晶圓3轉動至拋光平臺111進行拋光製程；所述的第一軌跡、第三軌跡均落在晶圓傳輸通道2上。

第四種晶圓傳輸方法包括以下步驟：在第三種晶圓傳輸方法的基礎上，還利用傳遞結構5，沿著第二軌跡、將晶圓3從外界中轉檯6傳輸至拋光單元1的工作位21；或者，利用頂部傳輸機構沿第三軌跡、從外界中轉檯6傳輸至拋光單元1的工作位21；所述的第二軌跡和第三軌道落在晶圓傳輸通道2上。

利用第四種晶圓傳輸方法時，當拋光單元1的數量為多個，拋光製程分為多個階段時，則處於下游階段的拋光單元1靠近晶圓傳輸通道2的中間設置。

在本晶圓拋光系統中頂部傳輸機構和傳遞結構、傳送結構既可單獨應用於晶圓的輸入或傳出，亦可根據傳輸調度既參與輸入又參與傳出。

(1)對於頂部傳輸機構和傳遞結構、傳送結構僅應用於晶圓輸入或傳出，可以理解為頂部傳輸機構和傳遞結構、傳送結構的其中之一傳輸結構只承擔晶圓輸入，而另一種則只承擔晶圓輸出。

(2)對於頂部傳輸機構和傳遞結構、傳送結構可應用晶圓的輸入和傳出，可以理解為這兩種傳輸裝置可根據不同製程既可參與晶圓輸入，亦可參與傳出，實現晶圓傳輸靈活調度。

一般晶圓拋光製程按照所搭配使用的拋光模組11個數分為單盤、雙盤、三盤製程。

如圖14所示，外界中轉檯6以S1表示，工作位21以W1、W2、W3、W4、W5、W6表示，拋光平臺111以P1、P2、P3、P4、P5、P6表示，拋光臂112以H1、H2、H3、H4、H5、H6表示。

以單盤製程為例進行說明：

(1)遠台傳輸

單盤製程為平坦化製程僅應用6個(2，3，4，5及更多) 拋光模組11中的其中之一，晶圓經EFEM進入外界中轉檯S1後可由兩側頂部傳輸機構8傳輸到遠台(遠離外界中轉檯6)，如工作位W5、W6(及更遠的Wi、Wi+1,(i≧7))，其中位於最遠工作位W6上的晶圓直接由拋光臂H6裝載至拋光平臺P6，或工作位W5上的晶圓由拋光臂H5裝載至拋光平臺P5。

(2)遠台傳輸

近台(靠近外界中轉檯6)拋光平臺P1、P2的晶圓則可先後由實施例一和實施例二中的傳遞結構5或傳送結構7從外界中轉檯S1傳輸獲取，晶圓傳輸至工作位W1後可被拋光臂H1裝載並轉移至拋光平臺P1，或由工作位W1平移至工作位W2後經拋光臂H2裝載並轉移至拋光平臺P2。

(3)中部拋光單元傳輸

中部拋光單元如P3、P4(Pn,n<i)的兩片晶圓可直接由頂部傳輸機構8直接輸入，亦可由不同的傳輸結構搭配傳輸。

其中拋光平臺P3上的晶圓可由外界中轉檯S1經實施例一和實施例二中的傳遞結構5或傳送結構7傳輸至工作位W1後，由工作位W1平移至工作位W2後，經實施例一中的傳遞結構5進而輸入到工作位W3；在傳遞結構5或傳送結構7傳輸擁塞時亦可直接由頂部傳輸機構8將位於外界中轉檯S1的晶圓直接傳輸至工作位W2位置，並由傳遞結構5進而輸送至工作位W3，最終由拋光臂H3裝載轉移至拋光平臺P3。拋光平臺P4上的晶圓則由頂部傳輸機構8 傳輸至工作位W4，並由拋光臂H4裝載轉移至拋光平臺P4。或拋光平臺P4上的晶圓亦可在上述傳輸到工作位W3後平移至工作位W4，並由拋光臂H4裝載轉移至拋光平臺P4。

晶圓傳出同樣遵循遠端由頂部傳輸機構8優先原則，遠台如拋光平臺P5、P6(及更遠Pi、Pi+1(i≧7))上的晶圓分別由拋光臂H5、H6(及Hi、Hi+1,(i≧7))卸載至工作位W5、W6(及更遠的Wi、Wi+1,(i≧7))，並由頂部傳輸機構8轉移至外界中轉檯S1，經EFEM退回晶圓盒。

近台P1的晶圓經拋光臂H1卸載至工作位W1後由傳遞結構5或傳送結構7轉移至S1，P2上的晶圓卸載至工作位W2後平移至工作位W1後經傳遞結構5或傳送結構7轉移至S1，P1、P2傳出至外界中轉檯S1上的晶圓先後經EFEM退回晶圓盒。

中部拋光平臺P3、P4(及Pn,n<i)，其中位於拋光平臺P3上晶圓由拋光臂H3轉移至工作位W3後，經傳遞結構5轉移至工作位W2後平移至工作位W1後經傳遞結構5或傳送結構7返回至S1；P4上的晶圓由拋光臂H4卸載至工作位W4後由頂部傳輸機構轉移至S1，或P4上的晶圓由拋光臂H4卸載至工作位W4後平移至工作位W3後，經傳遞結構5轉移至工作位W2後平移至工作位W1後經傳遞結構5或傳送結構7返回至S1。P3、P4(及Pn,n<i)傳出至S1上的晶圓先後經EFEM退回晶圓盒。

實施例七

以雙盤製程為例進行說明： 雙盤存在多種搭配形式，主要分為兩類，一類為平行盤組，三組雙盤製程，另一類則為錯行搭配雙盤製程，對於原有結構中行間傳輸只能通過頂部傳輸機構8實現晶圓的轉移。當其中之一行的拋光模組，如拋光平臺P5發生故障，或錯行拋光單元搭配，如P5-P4雙盤製程時，儘管可以調度拋光平臺P5上完成第一拋光的晶圓在工作位W5上卸載後再由頂部傳輸機構8夾持到高位後傳輸至拋光平臺P4盤對應的裝載位W4的垂直高位後再下降到W4位置，進而被拋光臂H4裝載至拋光平臺P4位置完成第二次拋光。

而應用本發明的傳輸方法後，可以將卸載工作位W5的晶圓快速由傳遞結構5轉移至工作位W4，並被拋光臂H4裝載完成第二次拋光。顯而易見，應用本發明的傳輸方法大大減少了晶圓在兩次拋光之間的傳輸時間，也減少了多步傳輸接觸過程中晶圓引入缺陷的風險。錯行傳輸也降低了局部故障時傳輸擁堵的死片風險。

本實施案例以其中效率最高(盤間傳輸最少)的平行兩盤製程傳輸製程即P1-P2一組、P3-P4一組、P5-P6一組(Pi-Pi+1(i≧7)一組)為例，概述傳輸調度。如圖15所示，

(1)遠台傳輸

遠台組P5-P6(Pi-Pi+1(i≧7))由頂部傳輸機構8將經EFEM至外界中轉檯S1的晶圓傳輸至工作位W5後由拋光臂H5裝載至拋光平臺P5完成第一階段(晶圓完成第一次拋光)平坦化 製程後，再由拋光臂H5將晶圓卸載至工作位W5後平移至工作位W6後，經拋光臂H6裝載至拋光平臺P6後完成第二階段(晶圓完成第二次拋光)平坦化製程後晶圓由拋光臂H6轉移至工作位W6後經頂部傳輸裝置轉移至S1。

(2)近台傳輸

近台組P1-P2由傳遞結構5或傳送結構7將晶圓由S1轉移至工作位W1後，由拋光臂H1裝載至拋光平臺P1後完成第一階段平坦化後，由拋光臂H1轉移並卸載至工作位W1後平移至工作位W2，並完成第二階段平坦化製程後由拋光臂H2轉移並卸載至工作位W2後平移至工作位W1，並經傳遞結構5或傳送結構7轉移至外界中轉檯S1，在傳輸過程中可根據頂部傳輸裝置和本案例中傳輸結構的擁塞程度合理調度由工作位W2傳出至外界中轉檯S1的傳輸方式。

(3)中部拋光單元傳輸

中部台組P3-P4(及Pn-Pn+1,n為奇數，n<i))，晶圓進入中間傳輸台工作位W3(及Wn,n為奇數，1<n<i)存在多種形式，其中之一由頂部傳輸機構8直接由S1輸入至工作位W3，其中之二可由傳遞結構5或傳送結構7經工作位W1後平移至工作位W2後由傳遞結構5轉移至工作位W3，其中之三可由頂部傳輸機構8直接由外界中轉檯S1輸入至工作位W2後由傳遞結構5轉移至工作位W3，其中之四可由頂部傳輸機構8直接由外界中轉檯S1輸入至工作位W5後由傳遞結構5轉移至工作位W4後平移至工作位 W3。

顯然第一、二種傳輸路徑較後兩種只用到兩種傳輸裝置的其中之一，更為直接。位於工作位W3的晶圓經拋光臂H3裝載轉移至拋光平臺P3經過第一階段平坦化後轉移並卸載至工作位W3後平移至工作位W4後由拋光臂H4裝載至拋光平臺P4完成第二階段平坦化後轉移至工作位W4完成卸載，卸載後晶圓同樣可以按照上述輸入的路徑返回，此處僅描述前兩種輸入對應的傳出方式，其中之一，晶圓在工作位W4直接由頂部傳輸裝置傳出至外界中轉檯S1；其中之二，晶圓由工作位W4平移至工作位W3後，經傳遞結構5轉移至工作位W2後平移至工作位W1後由傳遞結構5或傳送結構7傳出至外界中轉檯S1，或頂部傳輸機構8與傳遞結構5的組合傳出。

實施例八

以三盤製程為例進行說明：三盤製程存在多種搭配方式，第三階段(晶圓完成第三次拋光)平坦化選擇的拋光單元一定程度上決定傳輸效率，第三階段平坦化可選擇在近台(P1、P2)、亦可選擇在中間台(P3、P4(及Pn,3<n<i)。以6盤，且中間台為第三階段平坦化製程平臺為例，以其中P1-P2-P3為一組近台組，P6-P5-P4為另一組遠台組。

(1)遠台傳輸

對於遠台組，外界中轉檯S1處晶圓經頂部傳輸機構8傳輸至工作位W6後，由拋光臂H6裝載至拋光平臺P6上完成第一 階段平坦化後，由拋光臂H6轉移並卸載至工作位W6後，平移至工作位W5後，由拋光臂H5裝載至拋光平臺P5並完成第二階段平坦化後，由傳遞結構5轉移至工作位W4後，經拋光臂H4裝載並轉移至拋光平臺P4完成第三階段平坦化製程，其後由拋光臂H4轉移並在工作位W4處卸載，卸載完成後可由頂部傳輸機構8直接傳出至外界中轉檯S1，返回EFEM進入晶圓盒；或由晶圓由工作位W4平移至工作位W3後，經傳遞結構5轉移至工作位W2後平移至工作位W1後由傳遞結構5或傳送結構7傳出至外界中轉檯S1，或頂部傳輸裝置與傳遞結構5的組合傳出。

(2)近台傳輸

對於近台組，進入工作位W1存在兩種方式，其中之一由右端頂部傳輸機構8直接由外界中轉檯S1輸入至工作位W1，亦可由傳遞結構5或傳送結構7輸入至工作位W1。位於W1上的晶圓被拋光臂H1裝載並轉移至拋光平臺P1上完成第一階段平坦化後，經拋光臂H1轉移至工作位W1處卸載後平移至W2後被拋光臂H2裝載並轉移至拋光平臺P2上完成第二階段平坦化後經拋光臂H2轉移至工作位W2處卸載，後經傳遞結構5轉移至工作位W3處經拋光臂H3裝載並轉移至拋光平臺P3上完成第三階段平坦化後轉移至工作位W3處卸載，位於工作位W3處的晶圓可存在兩種傳出路徑，其中之一由右側頂部傳輸機構8直接返回至S1，另一種則經傳遞結構5轉移至工作位W2後平移至工作位W1後經傳遞結構5或傳送結構7傳出至外界中轉檯S1，最終返回EFEM 進入晶圓盒，或頂部傳輸裝置與傳遞結構5的組合傳出。

對於大於拋光模組11總數大於6盤，需盡可能將第三階段平坦化製程至於中間盤，以便兼顧頂部傳輸機構8和傳遞結構5的高效調度。

上述具體實施方式用來解釋說明本發明，而不是對本發明進行限制，在本發明的精神和申請專利範圍的保護範圍內，對本發明作出的任何修改和改變，都落入本發明的保護範圍。

1:拋光單元

2:晶圓傳輸通道

4:晶圓裝卸台

11:拋光模組

21:工作位

111:拋光平臺

112:拋光臂

Claims (13)

1. 一種晶圓拋光系統，包括拋光單元；所述拋光單元包括晶圓傳輸通道，及拋光模組；所述拋光模組包括拋光平臺和拋光臂，所述拋光臂可帶動晶圓相對所述拋光平臺活動，以實現拋光製程；所述晶圓傳輸通道上具有至少兩個工作位，晶圓裝卸台可在所述工作位之間移動；其特徵在於：相鄰拋光單元之間設有傳遞結構，所述傳遞結構包括設置於且固定於所述晶圓傳輸通道內的基座，以及與所述基座相連的伸縮臂，所述傳遞結構沿著第一軌跡在兩者的工作位之間傳輸晶圓，所述第一軌跡落在晶圓傳輸通道上；和/或，頂部傳輸機構，其沿著第三軌跡在所有所述拋光單元之間傳輸晶圓，所述第三軌跡落在所述晶圓傳輸通道上；和/或頂部傳輸機構沿著第四軌跡在任意所述拋光單元和外界中轉檯之間傳輸所述晶圓，所述第四軌跡落在所述晶圓傳輸通道上；和/或，所述晶圓裝卸台可於所述相鄰拋光單元之間移動；和/或，所述拋光單元和外界中轉檯之間設有傳送結構，所述傳送結構沿著第二軌跡在兩者的工作位之間傳輸晶圓，所述第二軌跡落在所述晶圓傳輸通道上，其中所述頂部傳輸機構位於所述傳遞結構和/或所述傳送結構的上方。
2. 如請求項1所述的晶圓拋光系統，其特徵在於：所述傳遞結構包括用於夾持晶圓的夾持單元，及翻轉單元，所述翻轉單元用於帶動夾持單元和晶圓在所述晶圓傳輸通道內向前或向後翻轉。
3. 如請求項1所述的晶圓拋光系統，其特徵在於：所述傳遞結構包括用於夾持晶圓的夾持單元，平移單元，及升降單元，所述平移單元用於帶著夾持單元和晶圓在所述晶圓傳輸通道內平移，所述升降單元用於帶動整體上升或下降，以使得傳遞結構位於所述拋光平臺的下方或上方。
4. 如請求項1所述的晶圓拋光系統，其中所述伸縮臂自所述拋光平臺上方區域向下延伸，或者，所述伸縮臂自所述拋光平臺下方區域向上延伸。
5. 如請求項1所述的晶圓拋光系統，其特徵在於：所述傳遞結構包括位於所述相鄰拋光單元之間的輔助工作位，及設於所述輔助工作位上方或下方的輔助轉移單元，所述相鄰拋光單元的所述晶圓裝卸台均可移動至所述輔助工作位，所述輔助轉移單元用於吸附所述輔助工作位上的晶所述圓，或者用於將晶圓置於所述輔助工作位上的所述晶圓裝卸台；所述輔助轉移單元位於所述拋光平臺的下方或上方。
6. 如請求項1所述的晶圓拋光系統，其特徵在於：可在所述相鄰拋光單元之間移動的所述晶圓裝卸台的至少部分移動路徑重疊，所述重疊路徑內包含至少一工作位。
7. 如請求項1所述的晶圓拋光系統，其特徵在於：所述相鄰拋光單元之間具有間隙。
8. 如請求項1所述的晶圓拋光系統，其特徵在於：同一個拋光單元的相鄰工作位之間設有所述傳遞結構。
9. 如請求項1所述的晶圓拋光系統，其特徵在於：所述傳遞結構和所述傳送結構相同。
10. 一種晶圓拋光系統的晶圓傳輸方法，所述晶圓拋光系統包括拋光單元，所述拋光單元包括晶圓傳輸通道，所述晶圓傳輸通道上具有至少兩個工作位，晶圓裝卸台可在所述工作位之間移動；其特徵在於，晶圓傳輸方法包括以下步驟：傳遞結構沿著第一軌跡將晶圓從所述拋光單元的工作位傳輸至另一相鄰拋光單元的工作位，所述第一軌跡落在所述晶圓傳輸通道上，所述傳遞結構包括設置於且固定於所述晶圓傳輸通道內的基座，以及與所述基座相連的伸縮臂，利用所述傳遞結構和晶圓裝卸台，沿所述第一軌跡、將所述晶圓在所述拋光單元的工作位之間傳輸，直至進入目標工作位，拋光臂獲取工作位上的所述晶圓轉動至拋光平臺進行拋光製程；或者，利用頂部傳輸機構沿第三軌跡、將所述晶圓在所述拋光單元的工作位之間傳輸，直接進入目標工作位，所述拋光臂獲取工作位上的所述晶圓轉動至拋光平臺進行拋光製程；或者，利用所述傳遞結構、晶圓裝卸台和頂部傳輸機構，沿所述第一軌跡和第三軌跡、將所述晶圓在所述拋光單元的工作位 之間傳輸，直至進入目標工作位，所述拋光臂獲取工作位上的所述晶圓轉動至拋光平臺進行拋光製程；所述第一軌跡、所述第三軌跡均落在所述晶圓傳輸通道上，其中所述頂部傳輸機構位於所述傳遞結構的上方。
11. 如請求項10所述的晶圓拋光系統的晶圓傳輸方法，其特徵在於，包括以下步驟：傳送結構沿著所述第二軌跡將所述晶圓從所述拋光單元的工作位傳輸至外界中轉檯，或從外界中轉檯傳輸至所述拋光單元的工作位，所述第二軌跡落在所述晶圓傳輸通道上。
12. 如請求項10所述的晶圓拋光系統的晶圓傳輸方法，其特徵在於，包括以下步驟：利用傳送結構，沿著所述第二軌跡、將所述晶圓從外界中轉檯傳輸至所述拋光單元的工作位；或者，利用所述頂部傳輸機構沿所述第三軌跡、從外界中轉檯傳輸至所述拋光單元的工作位；所述第二軌跡和所述第三軌跡落在所述晶圓傳輸通道上。
13. 如請求項10所述的晶圓拋光系統的晶圓傳輸方法，其特徵在於：所述拋光單元的數量為多個，拋光製程分為多個階段，處於下游階段的拋光單元靠近所述晶圓傳輸通道的中間設置。

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