一种具有基板保护功能的基板装载装置和方法与流程

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1.本发明涉及基板制造技术领域，具体涉及一种具有基板保护功能的基板装载装置和方法。

背景技术：

2.化学机械平坦化(chemical mechanical planarization，后简称cmp)作为基板制造的关键步骤，随着摩尔定律的发展，其重要性越发显现。cmp过程中，采用抛光液对基板进行化学腐蚀，并在机械外力的作用下对基板进行研磨，去除多余的材料并保证基板平整。cmp过程中，对加工参数和控制精度要求较高，需要实时进行检测；发生异常后，要及时中断抛光作业，并保护基板，防止抛光液过度腐蚀基板。
3.目前常见的基板保护方式有两种：一是基板保持在抛光垫上方，向抛光垫表面喷水，利用抛光垫表面形成的水膜对基板进行浸泡，起保护作用；二是将基板移动至特定工位，对基板表面进行喷水，冲洗基板表面抛光液的同时，会在基板表面形成水膜，隔绝空气，对基板起保护作用。
4.上述两种方式均存在明显缺陷：缺陷一，两种方式对基板进行保护时，基板均位于抛光头，抛光头表面存在抛光液残留，影响基板质量；缺陷二，采用方式一时，基板与抛光垫贴合较紧密，贴合面处的抛光液难以冲洗，贴合面处的残余抛光液会继续腐蚀基板，造成损坏；缺陷三，采用方式一时，后续人工处理，需要人工取放基板，易对基板表面造成刮伤，且影响设备运行的连贯性；缺陷四，采用方式二时，基板表面的电路细小，当其暴露出来时，大压力冲水会造成电路受损，小压力冲水会造成抛光液清洗不充分；缺陷五，采用方式二时，基板表面水膜不稳定，基板表面会间歇性暴露在空气中，时间较长后仍然会造成基板损坏。

技术实现要素：

5.本发明提供了一种具有基板保护功能的基板装载装置和方法，适用于cmp设备在抛光过程中发生异常后对基板的保护和处理。本发明可以有效清洗抛光液的残留，减少抛光液对基板的腐蚀，不会造成基板表面电路的损坏和氧化，并且能实现设备的连贯性自动化操作。
6.本发明提供的一种具有基板保护功能的基板装载装置，包括：
7.清洗液容纳装置，适于容纳清洗和保护基板所用的清洗液；
8.基板承载机构，具有适于承载水平姿态基板的载片台；载片台装载基板后，基板表面低于清洗液容纳装置中最大容纳的清洗液的上表面。
9.作为优选方案，所述清洗液容纳装置设置有进液口，所述清洗液容纳装置顶部设置有溢流道；在清洗基板时，清洗液适于从进液口流入，溢流至溢流道后流出。
10.作为优选方案，所述清洗液容纳装置底部设置有出液口。
11.作为优选方案，还包括：
12.举升机构，固定设置在载片台下底面，所述举升机构适于带动载片台进行升降；所
述举升机构处于最低端时，载片台装载基板后，基板上表面低于清洗液容纳装置的上边缘。
13.作为优选方案，还包括：
14.弹性保持架，安装在载片台和举升机构之间，用以间接推动载片台上下运动；
15.定位环，用以固定基板的位置；
16.刚性保持架，用以固定定位环；安装固定板，用以保持整个机构与清洗液容纳装置的相对位置。
17.本发明提供还一种具有基板保护功能的基板装载方法，应用于基板抛光过程中发生异常后，对基板进行保护，包括以下步骤：
18.研磨头将基板从抛光垫移动至清洗液容纳装置上方；
19.举升机构带动载片台升起；研磨头把基板自动卸载至载片台上表面，卸载过程中，定位环起定位作用；
20.举升机构下降，带动载片台及基板下降；
21.清洗液容纳装置进液阀开启；
22.清洗保护液自下而上流动，充满装置后溢出至溢流道内后流出。
23.作为优选方案，人工进行后续处理时，关闭进液阀，开启排液阀，清洗保护液流出，后续按照规定步骤处理基板。
24.本发明技术方案，具有如下优点：
25.1.本发明提供的具有基板保护功能的基板装载装置，包括：清洗液容纳装置和基板承载机构；将基板卸载至载片台，基板浸泡在清洗液容纳装置内，使得基板能够得到充分的清洗，不会有抛光液的残留；同时，清洗液不直接喷射基板表面，不会对基板表面电路造成损坏。
26.2.本发明提供的具有基板保护功能的基板装载装置，在清洗液容纳装置上设置有进液口，在清洗液容纳装置上端设置有溢流道；清洗液从进液口进入，不会直接喷射到基板上。
27.3.本发明提供的具有基板保护功能的基板装载装置，在载片台的下端设置有举升机构；举升机构的设置更加便于载片台的升降移动，从而实现基板的装卸动作。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本发明的具有基板保护功能的基板装载装置结构示意图。
30.图2为本发明的举升机构和缓冲组件的结构示意图。
31.附图标记说明：
32.1、清洗液容纳装置；2、载片台；3、进液口；4、溢流道；5、出液口；6、举升机构；7、安装固定板；8、刚性保持架；9、弹性保持架；10、定位环；11、基板。
具体实施方式
33.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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发明和简化描述，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发明的限制。
35.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
36.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
37.实施例1
38.本实施例提供一种具有基板保护功能的基板装载装置，如图1所示，包括：清洗液容纳装置1和载片台2；清洗液容纳装置1内容纳有用于清洗和保护基板11所用的清洗液；基板承载机构具有适于承载水平姿态基板的载片台；载片台装载基板后，基板表面低于清洗液容纳装置中所容纳的清洗液的上表面。
39.将基板卸载至载片台，基板浸泡在清洗液容纳装置内，使得基板能够得到充分的清洗，不会有抛光液的残留；同时，清洗液不直接喷射基板表面，不会对基板表面电路造成损坏。
40.在清洗液容纳装置1的一侧设置有进液口3，清洗液容纳装置1的顶部设置有溢流道4；在清洗基板11时，清洗液适于从进液口3流入，溢流至溢流道4后流出。在清洗液容纳装置1的底部设置有出液口5，在出液口5上设置有排液阀，当对基板11的清洗结束后，打开排液阀，清洗液通过出液口5流出。
41.进一步的，如图2所示，在载片台2的下底面设置有举升机构6，举升机构6带动载片台2进行升降，单举升机构6处于最低端时，载片台2装载基板后，基板上表面低于清洗液容纳装置1的上边缘。
42.进一步，包括：弹性保持架9、定位环10、刚性保持架8和安装固定板7；在载片台和举升机构之间安装弹性保持架；定位环10用以固定基板的位置，而定位环通过刚性保持架固定；安装固定板7用以保持整个机构与清洗液容纳装置的相对位置。
43.使用方法及原理
44.正常装卸基板11时，利用举升机构6和载片台2实现基板11的正常装卸动作，同时，清洗液容纳装置1的进液口3和出液口5常开，把装卸动作时用到的水排出去。
45.当抛光过程出现异常后，抛光头吸附起基板11，旋转后把基板11卸载到该载片台2上；举升机构带动载片台和基板下降，此时，将清洗液容纳装置1的出液口5关闭，并通过进液口3不断注入清洗液，待注满后从溢流道4溢流出去，因此可以利用清洗液容纳装置1把基
板11浸泡起来。由于载片台2和基板11之间为边缘点接触，基板11的表面能够得到充分清洗，不会有清洗液的残留。同时，清洗液不会直接喷射到基板11表面，也不会对基板11表面的电路造成损害。由于基板11是浸泡起来的，与空气完全隔离开，也不会造成基板11表面的氧化。同时，抛光头不再与基板11接触，抛光头残留的抛光液也就不会再影响基板11的质量。
46.在后续的处理过程中，关闭进液口3，打开出液口5，等清洗液容纳装置1的清洗液排空后，可以利用载片台2和举升机构6进行正常的装卸基板11的动作，人工处理变得简单有效，并且可以保证基板11的安全，机台运行的连贯性也得到了保障。
47.具体的，在装卸基板11时，伸缩杆向上运动，推动载片台2和定位环10向上运动，运动到固定位置后，装置上方存在的抛光头会根据具体情况，调整内部压力，实现基板11的吸附和放开，待抛光头完整动作后，举升机构6向下运动，带动载片台2和定位环10向下运动，实现基板11的装卸动作。
48.实施例2
49.本实施例提供一种具有基板保护功能的基板装载方法，应用于基板抛光过程中发生异常后，对基板进行保护，包括以下步骤：
50.将基板从抛光垫移动至清洗液容纳装置上方；
51.举升机构带动载片台升起；基板自动卸载至载片台上表面，卸载过程中，定位环起定位作用；
52.举升机构下降，带动载片台及基板下降；
53.清洗液容纳装置进液阀开启；
54.清洗保护液自下而上流动，充满装置后溢出至溢流道内后流出。
55.进一步，人工进行后续处理时，关闭进液阀，开启排液阀，清洗保护液流出，后续按照规定步骤处理基板。
56.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

技术特征：

1.一种具有基板保护功能的基板装载装置，其特征在于，包括：清洗液容纳装置(1)，适于容纳清洗和保护基板(11)所用的清洗液；基板承载机构，具有适于承载水平姿态基板的载片台(2)；载片台(2)装载基板后，基板表面低于清洗液容纳装置中最大容纳的清洗液的上表面。2.根据权利要求1所述的一种具有基板保护功能的基板装载装置，其特征在于，所述清洗液容纳装置(1)设置有进液口(3)，所述清洗液容纳装置(1)顶部设置有溢流道(4)；在清洗基板(11)时，清洗液适于从进液口(3)流入，溢流至溢流道(4)后流出。3.根据权利要求2所述的一种具有基板保护功能的基板装载装置，其特征在于，所述清洗液容纳装置(1)底部设置有出液口(5)。4.根据权利要求1所述的一种具有基板保护功能的基板装载装置，其特征在于，还包括：举升机构(6)，固定设置在载片台(2)下底面，所述举升机构(6)适于带动载片台(2)进行升降；所述举升机构(6)处于最低端时，载片台(2)装载基板后，基板上表面低于清洗液容纳装置(1)的上边缘。5.根据权利要求4所述的一种具有基板保护功能的基板装载装置，其特征在于，还包括：弹性保持架，安装在载片台和举升机构之间，用以间接推动载片台上下运动；定位环，用以固定基板的位置；刚性保持架，用以固定定位环；安装固定板，用以保持整个机构与清洗液容纳装置的相对位置。6.一种具有基板保护功能的基板装载方法，应用于基板抛光过程中发生异常后，对基板进行保护，其特征在于，包括以下步骤：将基板从抛光垫移动至清洗液容纳装置上方；举升机构带动载片台升起；基板自动卸载至载片台上表面，卸载过程中，定位环起定位作用；举升机构下降，带动载片台及基板下降；清洗液容纳装置进液阀开启；清洗保护液自下而上流动，充满装置后溢出至溢流道内后流出。7.根据权利要求6所述的一种具有基板保护功能的基板装载方法，其特征在于，人工进行后续处理时，关闭进液阀，开启排液阀，清洗保护液流出，后续按照规定步骤处理基板。

技术总结

本发明提供了一种具有基板保护功能的基板装载装置和方法，属于基板制造技术领域，具有基板保护功能的基板装载装置包括：清洗液容纳装置，适于容纳清洗和保护基板所用的清洗液；基板承载机构，具有适于承载水平姿态基板的载片台；载片台装载基板后，基板表面低于清洗液容纳装置中最大容纳的清洗液的上表面；本发明的具有基板保护功能的基板装载装置和方法，将基板卸载至载片台，基板浸泡在清洗液容纳装置内，使得基板能够得到充分的清洗，不会有抛光液的残留；同时，清洗液不直接喷射基板表面，不会对基板表面电路造成损坏。不会对基板表面电路造成损坏。不会对基板表面电路造成损坏。