CN110682204B - 一种卸载装置及化学机械抛光辅助设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及抛光辅助设备技术领域，尤其涉及一种卸载装置及化学机械抛光辅助设备。本发明提供的卸载装置，包括抛盘、喷淋机构、回收机构、传送机构和卸载机构，喷淋机构包括喷淋槽和多组喷头，回收机构包括回收片盒，传送机构包括传送带，卸载机构包括卸载台和高压水喷头。该卸载装置，通过将抛盘放置在喷淋槽内的传送带上，在传送带能够将抛盘传送至卸载口的过程中，喷头向抛盘上喷射保护液，当传送带将抛盘传送至卸载口处时，卸载台向上运动以将抛盘顶升起来并与传送带分离，并使抛盘与回收片盒的开口相对，高压水喷头将抛盘上的产品喷射入回收片盒内，实现了使抛盘上的产品在卸载过程一直处于湿润状态，便于产品后续的清洗操作。
Description
技术领域
本发明涉及抛光辅助设备技术领域，尤其涉及一种卸载装置及化学机械抛光辅助设备。
背景技术
化学机械抛光工艺(Chemical Mechanical Planarization，CMP)是用化学腐蚀和机械力对加工过程中的晶圆片或其它衬底材料进行平滑处理。其包括化学过程和物理过程，其中，化学过程是研磨液中的化学品和晶圆片表面发生化学反应，生成比较容易去除的物质；物理过程是研磨液中的磨粒和晶圆片表面材料发生机械物理摩擦，去除化学反应生成的物质。
经CMP工艺处理后必然会造成晶圆片的表面缺陷，一般包括擦伤、残留物和表面污染，所以，在CMP工艺后必须对晶圆片进行有效的清洗来实现CMP的工艺优点，而清洗工艺能够有效清洗晶圆片表面缺陷的前提是CMP工艺处理后的晶圆片表面必需始终保持湿润不干状态，否则会清洗不干净，导致产品不合格。现有的卸载装置不能够保证卸载晶圆片的同时，保证晶圆片处于湿润状态下。
因此，亟需一种在晶圆片抛光后能够保证晶圆片处于湿润状态下的卸载装置。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种卸载装置，以解决现有技术中存在的问题，能够保证抛光后的产品的处于湿润状态。
本发明的另一个目的在于提供一种化学机械抛光辅助设备，通过应用上述卸载装置，能够保证抛光后的产品的处于湿润状态，便于对产品进行清洗，提高产品质量。
为实现上述目的，提供以下技术方案：
一种卸载装置，包括抛盘，所述抛盘被配置为用于放置产品，所述卸载装置还包括：
喷淋机构，包括喷淋槽和多组喷头，所述喷淋槽上开设有卸载口，多组所述喷头沿水平方向排列悬置在所述喷淋槽的上方且能够向所述喷淋槽内喷射保护液；
回收机构，包括回收片盒，所述回收片盒的开口与所述卸载口相对设置；
传送机构，包括传送带，所述传送带部分设置在所述喷淋槽内，所述抛盘设置在所述传送带上，所述传送带能够将所述抛盘传送至所述卸载口；
卸载机构，包括卸载台和高压水喷头，所述卸载台能够将所述传送带上的所述抛盘推顶升起并与所述传送带分离，所述高压水喷头能够将所述抛盘上的产品冲射入所述回收片盒内。
进一步地，每组所述喷头包括至少两个喷嘴，所述喷嘴的喷射角度为α，所述抛盘的直径为D，所述喷头至所述抛盘的距离L1≥0.5D*cot(0.5α)，相邻两个所述喷嘴之间的距离L2≤0.25D。
进一步地，所述喷淋机构还包括喷淋管路，所述喷淋管路设置在所述喷淋槽的上方，多组所述喷头均与所述喷淋管路相连通。
进一步地，所述卸载装置还包括隔挡机构，所述隔挡机构包括隔板，所述喷淋槽的底部上设置有避让槽，所述隔板穿设在所述避让槽内，所述隔板能够沿竖直方向移动，以阻挡所述抛盘随所述传送带移动或允许所述抛盘随所述传送带移动。
进一步地，所述隔板的数量为多个，相邻两个所述隔板之间的距离L3的范围为D＜L3＜2D。
进一步地，所述隔挡机构还包括隔板驱动器，所述隔板驱动器的输出端与所述隔板相连接，所述隔板驱动器能够驱动所述隔板沿竖直方向移动。
进一步地，所述抛盘上设置有供所述产品进出的开口，所述卸载机构还包括卸载驱动器，所述卸载驱动器能够驱动所述卸载台沿竖直方向移动以及在水平面内旋转，以使所述抛盘的开口与所述回收片盒的开口相对设置。
进一步地，所述回收片盒内设置有多个卡槽，所述回收片盒能够沿竖直方向移动，以使一个所述卡槽收纳一个产品。
进一步地，所述回收机构还包括设置有保护液的回收台，所述回收片盒设置在所述回收台上，且所述回收片盒内的产品能够浸没在所述保护液内。
一种化学机械抛光辅助设备，包括如上所述的卸载装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的卸载装置，包括抛盘、喷淋机构、回收机构、传送机构和卸载机构，喷淋机构包括喷淋槽和多组喷头，回收机构包括回收片盒，传送机构包括传送带，卸载机构包括卸载台和高压水喷头。该卸载装置，通过将抛盘放置在喷淋槽内的传送带上，在传送带能够将抛盘传送至卸载口的过程中，喷头向抛盘上喷射保护液，当传送带将抛盘传送至卸载口处时，卸载台向上运动以将抛盘顶升起来并与传送带分离，并使抛盘与回收片盒的开口相对，高压水喷头将抛盘上的产品喷射入回收片盒内，实现了使抛盘上的产品在卸载过程一直处于湿润状态。
本发明提供的化学机械抛光辅助设备，通过应用上述卸载装置，能够保证抛光后的产品的处于湿润状态，便于对产品进行清洗，提高产品质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的卸载装置的正视示意图；
图2为本发明实施例提供的卸载装置的俯视示意图；
图3为本发明实施例提供的喷淋槽、隔板一个状态的配合示意图；
图4为本发明实施例提供的喷淋槽、隔板另一个状态的配合示意图。
附图标记：
100-抛盘；
11-喷淋槽；111-卸载口；112-避让槽；12-喷头；13-喷淋管路；14-控制阀；
21-回收片盒；22-回收台；
31-传送带；32-传动轮；
41-卸载台；42-高压水喷头；43-卸载驱动器；
51-隔板；52-隔板驱动器。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“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，或是本产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，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。
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；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。
如图1-图4所示，本实施例提供了一种卸载装置，包括抛盘100、喷淋机构、回收机构、传送机构和卸载机构，其中，抛盘100被配置为用于放置产品；喷淋机构用于向产品喷射保护液，使产品处于湿润状态；回收机构用于将抛光后的产品收纳起来；传送机构用于将抛盘100及其上产品传送至卸载机构处，以使卸载机构将抛盘100上的产品卸载至回收机构内。该卸载装置，通过喷淋机构能够使产品一直处于湿润状态，通过传送机构和卸载机构能够将产品卸载至回收机构内，能够实现在产品卸载的过程中对产品喷射保护液，使产品处于湿润状态。
需要说明的是，产品可以是晶圆片或其他光学元件。在本实施例中，产品指抛光后的晶圆片。
优选地，如图1所示，喷淋机构包括喷淋槽11和多组喷头12，喷淋槽11上开设有卸载口111，多组喷头12沿水平方向排列悬置在喷淋槽11的上方且能够向喷淋槽11内喷射保护液，以保证产品处于湿润状态，以便于产品的清洗。回收机构包括回收片盒21，回收片盒21的开口与卸载口111相对设置，以便于将喷淋槽11内的产品卸载至回收片盒21内。传送机构包括传送带31，传送带31部分设置在喷淋槽11内，抛盘100放置在传送带31上，传送带31能够将抛盘100传送至卸载口111。卸载机构包括卸载台41和高压水喷头42，卸载台41能够将传送带31上的抛盘100推顶升起并与传送带31分离，高压水喷头42能够将卸载台41上的产品冲射入回收片盒21内。
具体而言，如图1结合图3所示，将抛盘100设置在喷淋槽11内的传送带31上，在传送带31能够将抛盘100传送至卸载口111的过程中，喷头12向抛盘100上喷射保护液，以使抛盘100上的产品处于湿润状态。当传送带31将抛盘100传送至卸载口111处时，卸载台41向上运动以将抛盘100顶升起来并与传送带31分离，当抛盘100与回收片盒21的开口相对时，高压水喷头42将抛盘100上的产品喷射入回收片盒21内。
优选地，每组喷头12包括至少两个喷嘴，喷嘴的喷射角度为α，抛盘100的直径为D，喷头12至抛盘100的距离L1≥0.5D*cot(0.5α)，相邻两个喷嘴之间的距离L2≤0.25D。按照该公式设计的喷头12，能够保证喷嘴喷出的保护液能够全面覆盖抛盘100内的产品。
进一步地，喷淋机构还包括喷淋管路13，喷淋管路13设置在喷淋槽11的上方，多组喷头12均与喷淋管路13相连通。
可选地，如图1-图2所示，喷淋机构还包括支撑杆，支撑杆将喷淋管路13支撑设置在喷淋槽11的上方。喷淋机构还包括控制阀14，控制阀14设置在喷淋管路13上，用于控制喷头12的开关。
示例性地，喷淋槽11的尺寸也根据抛盘100的直径D进行设计，喷淋槽11的跨度大于直径D，优选地，喷淋槽11的宽度为1.25D～1.5D，以便于喷淋槽11能够有效放置抛盘100，又能够减小喷淋槽11的体积，节约制造成本。
优选地，如图1所示，传送机构还包括传动轮32和马达，马达能够驱动传动轮32转动，传送带31绕设在传动轮32上，以实现传动轮32驱动传送带31运动。
为了保证传送带31能够传送抛盘100，同时避免传送带31与卸载台41发生干涉。优选地，设置两个传送机构，使两个传送带31间隔并列设置，卸载台41设置在两个传送带31之间，以实现对抛盘100传送的同时，卸载台41能够沿竖直方向移动以将抛盘100顶起或放置在传送带31上，且不会与传送带31发生干涉。
示例性地，如图1所示，在一个传送机构中，四个传动轮32呈两排两列设置，位于上方的两个传动轮32部分伸入喷淋槽11内，以使传送带31部分位于喷淋槽11内，位于下方的两个传动轮32靠近地面，马达与位于下方的两个传动轮32相连接，以使卸载装置的重心靠近地面，使卸载装置更加稳定。
可选地，抛盘100上设置有供产品进出的开口，仅当抛盘100的开口与回收片盒21的开口相对时，在高压水喷头42的冲力下，抛盘100内的产品才能够进入回收片盒21内。
优选地，如图1所示，卸载机构还包括卸载驱动器43，卸载驱动器43能够驱动卸载台41沿竖直方向移动以及在水平面内旋转，以使抛盘100的开口与回收片盒21的开口相对，以便于抛盘100内的产品进入回收片盒21内。
示例性地，在本实施例中，卸载驱动器43包括直线气缸和旋转电机，直线气缸用于驱动卸载台41沿竖直方向移动，旋转电机用于驱动卸载台41在水平面内旋转。具体地，直线气缸的输出端设置有安装台，旋转电机设置在安装台上，旋转电机的输出端与卸载台41相连接，从而实现即能够驱动卸载台41升降，又能够驱动卸载台41转动。
进一步地，高压水喷头42的喷射角度可调整，以调整高压水喷头42对抛盘100上的产品的作用力的方向，使产品进入回收片盒21内。
示例性地，卸载台41的尺寸也根据抛盘100的直径D进行设计，同时，需要保证卸载台41能够在喷淋槽11内进行升降。
为了便于控制传送带31的传送频次，优选地，如图3-图4所示，卸载装置还包括隔挡机构，隔挡机构包括隔板51，喷淋槽11的底部上设置有避让槽112，隔板51穿设在避让槽112内，隔板51能够沿竖直方向移动，以阻挡抛盘100随传送带31移动或允许抛盘100随传送带31移动。
简而言之，隔板51能够伸入喷淋槽11内，以使抛盘100与隔板51相抵接，实现阻止传送带31传送抛盘100的目的；隔板51也能够退出到喷淋槽11外部，或者退至位于传送带31下方即可，以避免隔板51干扰传送带31传送抛盘100。
为了防止喷淋槽11内的保护液从避让槽112处泄露，优选地，在避让槽112的周侧设置台阶以垫高避让槽112。此外，还需要在喷淋槽11内设置专门的排液口，排液口设置在喷淋槽11内较低的位置，以便于保护液向排液口处聚集。优选地，排液口可通过管道与喷淋管路13相连通，以使从排液口排出的保护液能够经由喷淋管路13从喷头12重新射出，以提高保护液的利用率，节约成本。
进一步地，为了防止隔板51与传送带31发生干涉，在隔板51上开设有开口槽，开口槽的宽度大于传送带31的宽度，以保证隔板51在上下运动时避让传送带31，避免两者发生干涉。
优选地，隔板51的数量为多个，相邻两个隔板51之间的距离L3的范围为D＜L3＜2D，以保证两个隔板51之间只能容置一个抛盘100，避免两个抛盘100在传送带31的作用下相互干涉。需要说明的是，图3-图4仅示出了隔板51的数量为两个的情况，在其他实施例中，隔板51的数量还可以是三个、四个、五个等，隔板51的数量可根据喷淋槽11的长度与抛盘100的直径D的关系进行设计，在此不再一一举例说明。
具体而言，隔板51伸入喷淋槽11内且能够阻挡抛盘100运动时，能够将喷淋槽11分成多个容纳腔，每一个容纳腔内容置一个抛盘100。相应地，每个容纳腔的上方对应设置一组喷头12，容纳腔在水平面上的中心线与一组喷头12的中心线共线，以保证一组喷头12喷出的保护液能够完全覆盖与其相对应的抛盘100上的产品。
进一步地，隔挡机构还包括隔板驱动器52，隔板驱动器52的输出端与隔板51相连接，隔板驱动器52能够驱动隔板51沿竖直方向移动。示例性地，隔板驱动器52为直线气缸或直线电机。
优选地，回收机构还包括设置有保护液的回收台22，回收片盒21设置在回收台22上，且回收片盒21内的产品能够浸没在保护液内，以使产品在取走之前一直能够浸没在保护液内，以使产品处于湿润状态，便于后续对产品进行清洗操作。此外，还能够减少产品与空气的直接接触，最大限度的减少产品表面吸附颗粒污染物。
为了提高回收片盒21的容纳量，同时避免回收片盒21内的产品相互叠放，从而刮伤产品的表面。可选地，回收片盒21内设置有多个卡槽，卡槽用于固定产品，回收片盒21能够沿竖直方向移动，以使一个卡槽收纳一个产品。简而言之，回收片盒21收纳产品的顺序是从下至上依次收纳，当回收片盒21收纳一个产品后，回收片盒21向下移动一个卡槽单位的位移，以使上一个卡槽朝向喷淋槽11的卸载口111，以便于高压水喷头42将产品喷射入与卸载口111相对应的卡槽内，依次类推，实现多个产品的分层收纳。
此外，通过调整回收片盒21的高度，还能够保证使回收片盒21内的产品浸没于回收台22上的保护液内，减少产品与空气的直接接触，最大限度的减少产品表面吸附颗粒污染物。在本实施例中，回收片盒21最下面的一个卡槽处于保护液浸没状态，当有产品被卸载进入到卡槽内后，回收片盒21沿竖直方向向下运动一个卡槽单位的位移，使下一个卡槽处于被保护液浸没的状态，然后当产品被卸载至该卡槽内后，回收片盒21再向下移动，依次类推，保证进入回收片盒21内的所有产品都能够被保护液有效浸没。
示例性地，回收机构还包括回收驱动器，回收驱动器能够驱动回收片盒21沿竖直方向移动。回收驱动器可以是直线气缸或直线电机。
在实际制造时，可以根据需要按照比例灵活设计该卸载装置的大小，该卸载装置具有制作简单、价格低廉、使用方便、喷淋效果显著、且通用性极强的优势。
表1为清洗后的晶圆片表面的金属微粒子和颗粒污染物残存对比表，由表1可以看出，先采用本发明提供的养护卸载装置在晶圆片表面形成持续的不干水性保护膜，再对晶圆片进行清洗的方法，相比于没有采用养护卸载装置就直接进行清洗的方法来说，金属微粒子和颗粒污染物的残存量大大减少了。
表1清洗后的晶圆片表面的金属微粒子和颗粒污染物残存对比表
本实施例还提供了一种化学机械抛光辅助设备，包括上述的卸载装置，通过应用上述卸载装置，能够保证抛光后的产品的处于湿润状态，便于对产品进行清洗，提高产品质量。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所说的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种卸载装置，包括抛盘(100)，所述抛盘(100)被配置为用于放置产品，其特征在于，所述卸载装置还包括：
喷淋机构，包括喷淋槽(11)和多组喷头(12)，所述喷淋槽(11)上开设有卸载口(111)，多组所述喷头(12)沿水平方向排列悬置在所述喷淋槽(11)的上方且能够向所述喷淋槽(11)内喷射保护液；
回收机构，包括回收片盒(21)，所述回收片盒(21)的开口与所述卸载口(111)相对设置；
传送机构，包括传送带(31)，所述传送带(31)部分设置在所述喷淋槽(11)内，所述抛盘(100)设置在所述传送带(31)上，所述传送带(31)能够将所述抛盘(100)传送至所述卸载口(111)；
卸载机构，包括卸载台(41)和高压水喷头(42)，所述卸载台(41)能够将所述传送带(31)上的所述抛盘(100)推顶升起并与所述传送带(31)分离，所述高压水喷头(42)能够将所述抛盘(100)上的产品冲射入所述回收片盒(21)内。
2.根据权利要求1所述的卸载装置，其特征在于，每组所述喷头(12)包括至少两个喷嘴，所述喷嘴的喷射角度为α，所述抛盘(100)的直径为D，所述喷头(12)至所述抛盘(100)的距离L1≥0.5D*cot(0.5α)，相邻两个所述喷嘴之间的距离L2≤0.25D。
3.根据权利要求2所述的卸载装置，其特征在于，所述喷淋机构还包括喷淋管路(13)，所述喷淋管路(13)设置在所述喷淋槽(11)的上方，多组所述喷头(12)均与所述喷淋管路(13)相连通。
4.根据权利要求2所述的卸载装置，其特征在于，所述卸载装置还包括隔挡机构，所述隔挡机构包括隔板(51)，所述喷淋槽(11)的底部上设置有避让槽(112)，所述隔板(51)穿设在所述避让槽(112)内，所述隔板(51)能够沿竖直方向移动，以阻挡所述抛盘(100)随所述传送带(31)移动或允许所述抛盘(100)随所述传送带(31)移动。
5.根据权利要求4所述的卸载装置，其特征在于，所述隔板(51)的数量为多个，相邻两个所述隔板(51)之间的距离L3的范围为D＜L3＜2D。
6.根据权利要求5所述的卸载装置，其特征在于，所述隔挡机构还包括隔板驱动器(52)，所述隔板驱动器(52)的输出端与所述隔板(51)相连接，所述隔板驱动器(52)能够驱动所述隔板(51)沿竖直方向移动。
7.根据权利要求1-6任一项所述的卸载装置，其特征在于，所述抛盘(100)上设置有供所述产品进出的开口，所述卸载机构还包括卸载驱动器(43)，所述卸载驱动器(43)能够驱动所述卸载台(41)沿竖直方向移动以及在水平面内旋转，以使所述抛盘(100)的开口与所述回收片盒(21)的开口相对设置。
8.根据权利要求1-6任一项所述的卸载装置，其特征在于，所述回收片盒(21)内设置有多个卡槽，所述回收片盒(21)能够沿竖直方向移动，以使一个所述卡槽收纳一个产品。
9.根据权利要求8所述的卸载装置，其特征在于，所述回收机构还包括设置有保护液的回收台(22)，所述回收片盒(21)设置在所述回收台(22)上，且所述回收片盒(21)内的产品能够浸没在所述保护液内。
10.一种化学机械抛光辅助设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的卸载装置。
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