專利名稱：襯底拋光設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種襯底拋光設(shè)備和方法，尤其涉及一種適于拋光大尺寸玻璃襯底上的絕緣材料層或?qū)щ姴牧蠈拥囊r底拋光設(shè)備和方法。而且，本發(fā)明涉及一種襯底接收方法。
背景技術(shù)：
用于太陽(yáng)能電池和平板顯示器的透明玻璃襯底具有在其上利用銀膏印刷形成的電路。然而，使用銀膏的工藝已經(jīng)成為問(wèn)題，因?yàn)檫@種工藝成本較高且在生產(chǎn)精細(xì)的連線中遇到困難。隨著以液晶顯示器為代表的圖像顯示設(shè)備變得尺寸更大，其中使用的玻璃襯底也變得尺寸更大。為了生產(chǎn)用于這些更大的圖像顯示設(shè)備的精細(xì)連線且降低其成本，已經(jīng)需要一種連線形成工藝，其中代替使用碳膏和銀膏，絕緣層沉積在玻璃襯底上，在絕緣層的表面上形成精細(xì)的連線凹槽，在連線凹槽內(nèi)嵌入鍍覆金屬層(例如，鍍Cu層)，以及除去多于金屬層以提供平坦表面。獲得高表面平整度的一種常規(guī)技術(shù)是拋光晶片(襯底)以用于制造半導(dǎo)體器件的工藝。通常，CMP(化學(xué)機(jī)械拋光)設(shè)備在本領(lǐng)域作為拋光晶片的設(shè)備。CMP設(shè)備包括垂直轉(zhuǎn)動(dòng)軸、安裝在所述垂直轉(zhuǎn)動(dòng)軸下端用于保持襯底而使其將被拋光表面面向下的襯底保持器、另一垂直轉(zhuǎn)動(dòng)軸、以面對(duì)所述襯底保持器的關(guān)系安裝在所述另一垂直轉(zhuǎn)動(dòng)軸上端的轉(zhuǎn)臺(tái)、和安裝在所述轉(zhuǎn)臺(tái)上表面上的拋光墊。在CMP設(shè)備中，被轉(zhuǎn)動(dòng)的襯底保持器保持的襯底壓靠在轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)臺(tái)上的拋光墊上而使襯底拋光。同時(shí)，使用諸如漿液等的拋光液產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，以拋光襯底。對(duì)于詳細(xì)內(nèi)容，參照日本專利公報(bào)No. 2003-309089。如果將由CMP設(shè)備拋光的玻璃襯底尺寸變得更大，那么CMP設(shè)備需要也尺寸變得更大。為了使CMP設(shè)備功能性更強(qiáng)且更緊湊，需要解決下述問(wèn)題(1)大尺寸玻璃襯底需要可靠地保持并吸在襯底保持器的保持表面(平坦表面) 上。然而，大尺寸玻璃襯底薄，且很容易變形或彎曲。而且，在拋光之前鍍覆有銅等的玻璃襯底易于翹曲，且很容易斷裂。這種趨勢(shì)必須保持最小。(2)如果顆粒和雜質(zhì)陷留在襯底保持器的保持表面和玻璃襯底表面之間，則玻璃襯底易于在拋光過(guò)程中斷裂。所以，需要防止顆粒和雜質(zhì)陷留在襯底保持器的保持表面和玻璃襯底的表面之間。(3)當(dāng)拋光大尺寸玻璃襯底時(shí)，轉(zhuǎn)臺(tái)上表面上的拋光墊和玻璃襯底分別具有較大的接觸面積，且產(chǎn)生大量的摩擦熱。漿液(拋光液)等的化學(xué)反應(yīng)也產(chǎn)生大量的摩擦熱。這些熱量必須減少。(4)拋光大尺寸玻璃襯底需要大量的漿液(拋光液)。為了降低拋光玻璃襯底的工藝成本，需要減少拋光工藝中消耗的漿液(拋光液)量。
(5)大尺寸玻璃襯底是通過(guò)襯底保持器經(jīng)具有大吸引面積的襯底保持器的吸引表面(保持表面)吸引，在表面張力作用下與吸引表面保持緊密接觸。所以，在玻璃襯底拋光之后，玻璃襯底很難完整地從吸引表面上在均勻力作用下沿一個(gè)方向釋放(取下)，當(dāng)從襯底保持器上取下時(shí)可能損壞。需要從襯底保持器的吸引表面上釋放(取下)玻璃襯底而沒(méi)有造成對(duì)玻璃襯底的損壞。(6)CMP設(shè)備需要大尺寸的清洗單元，用于清洗已拋光的大尺寸玻璃襯底。通常， CMP設(shè)備具有玻璃襯底傳遞單元，諸如機(jī)械手，用于在玻璃襯底拋光之后將玻璃襯底傳遞到清洗單元。然而，用于傳遞大尺寸玻璃襯底的玻璃襯底傳遞單元難以使CMP設(shè)備更緊湊和成本低。(7)裝在轉(zhuǎn)臺(tái)上表面上的拋光墊是可消耗品，需要在它已經(jīng)達(dá)到其使用壽命之后更換。然而，在大尺寸轉(zhuǎn)臺(tái)上的拋光墊不容易在短時(shí)間內(nèi)更換。所以，需要有利于拋光墊的更換，以縮短機(jī)器的停機(jī)時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種拋光設(shè)備和方法、以及一種襯底接收方法，它們將解決上述的問(wèn)題(1)至(7)，且能將大尺寸玻璃襯底拋光至更高的平整度、以及清洗和干燥已拋光的大尺寸玻璃襯底。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種襯底拋光設(shè)備，包括襯底保持機(jī)構(gòu)，該襯底保持機(jī)構(gòu)包括用于保持待拋光襯底的機(jī)頭；拋光機(jī)構(gòu)，該拋光機(jī)構(gòu)包括具有拋光工具的拋光臺(tái)，由所述機(jī)頭保持的襯底被壓靠所述拋光臺(tái)上的所述拋光工具，以通過(guò)所述襯底和所述拋光工具的相對(duì)運(yùn)動(dòng)拋光所述襯底；襯底傳遞機(jī)構(gòu)，該襯底傳遞機(jī)構(gòu)包括用于接收待拋光襯底的待拋光襯底接收器、和用于接收已拋光襯底的已拋光襯底接收器，所述待拋光襯底接收器和已拋光襯底接收器相互同軸地設(shè)置。由于襯底傳遞機(jī)構(gòu)包括用于接收待拋光襯底的待拋光襯底接收器和用于接收已拋光襯底的已拋光襯底接收器，支撐待拋光襯底且被襯底上的金屬所污染的待拋光襯底接收器的部件不接觸已經(jīng)拋光的襯底。所以，避免了已經(jīng)拋光的襯底被這樣的金屬污染。因?yàn)榇龗伖庖r底接收器和已拋光襯底接收器相互同軸地設(shè)置，所以它們可以放置在較小的安裝空間內(nèi)，而使襯底拋光設(shè)備可以減小尺寸。在本發(fā)明的優(yōu)選方面，所述襯底傳遞機(jī)構(gòu)包括用于清洗和干燥已拋光襯底的清洗和干燥單元。所以，已拋光襯底可以在所述襯底傳遞機(jī)構(gòu)上清洗和干燥，然后遞送到后一工藝。即使襯底尺寸大，襯底也可以被清洗和干燥，而不會(huì)移動(dòng)，且因此沒(méi)有因?yàn)閾锨榷鴵p壞。在本發(fā)明的優(yōu)選方面，所述待拋光襯底接收器包括用于支撐襯底的器件區(qū)域的第一襯底支撐件，所述已拋光襯底接收器包括用于支撐襯底的無(wú)器件區(qū)域的第二襯底支撐件；所述第一襯底支撐件和第二襯底支撐件可相互獨(dú)立地致動(dòng)。已拋光襯底的器件區(qū)域沒(méi)有被支撐，所以避免了損壞。在本發(fā)明的優(yōu)選方面，所述已拋光襯底接收器包括沿襯底的外圍邊緣設(shè)置、且通過(guò)提升和下降機(jī)構(gòu)可垂直移動(dòng)地支撐的多個(gè)襯底支撐件，和分別安裝在所述襯底支撐件上的多個(gè)吸引機(jī)構(gòu)。所述已拋光襯底接收器支撐襯底的外圍邊緣，即襯底的無(wú)器件區(qū)域。因此，避免了已拋光襯底的器件區(qū)域損壞。在本發(fā)明的優(yōu)選方面，所述已拋光襯底接收器包括用于使襯底傾斜的傾斜機(jī)構(gòu)。 當(dāng)襯底通過(guò)所述傾斜機(jī)構(gòu)傾斜時(shí)，已經(jīng)吸在襯底吸引表面上的襯底逐漸從其一端移開。這樣可以利用比立刻整體上從所述機(jī)頭取下襯底的情況下更小的力將襯底從所述機(jī)頭取下。 如果襯底尺寸大，可以在大的作用力下吸到所述機(jī)頭上。然而，可以以更小的作用力移開大襯底，因?yàn)槭菑钠湟欢酥饾u移開的。在本發(fā)明的優(yōu)選方面，所述襯底拋光設(shè)備還包括取走輔助件，取走輔助件包括可平行于已拋光襯底接收器的襯底保持表面由移動(dòng)機(jī)構(gòu)移動(dòng)的繩索、桿和板中的至少一個(gè)。在本發(fā)明的優(yōu)選方面，襯底拋光設(shè)備還包括用于將氣體噴入襯底與機(jī)頭之間間隙中的氣體噴嘴。在已經(jīng)吸在襯底吸引表面上的襯底逐漸從其一端剝離之后，所述取走輔助件平行于已拋光襯底接收器的襯底保持表面移動(dòng)，而將襯底平順地從機(jī)頭剝離。此外，在已經(jīng)吸在襯底吸引表面上的襯底逐漸從其一端剝離之后，所述氣體噴嘴將氣體噴入襯底和機(jī)頭之間的間隙中，以便將襯底從所述機(jī)頭平順地移開。在本發(fā)明的優(yōu)選方面，所述已拋光襯底接收器包括用于密封襯底的外圍部分的密封機(jī)構(gòu)。由于襯底的已拋光表面的外圍部分被所述密封機(jī)構(gòu)密封，所以當(dāng)通過(guò)清洗液清洗遠(yuǎn)離襯底的已拋光表面的襯底表面時(shí)，避免了清洗液流到所述已拋光表面上。在本發(fā)明的優(yōu)選方面，所述清洗和干燥單元包括用于施加氣體而干燥襯底的已清洗區(qū)域的干燥機(jī)構(gòu)。在本發(fā)明的優(yōu)選方面，所述清洗和干燥單元包括用于吸收或去除附著在所述襯底的已清洗區(qū)域上的清洗液的清洗液去除機(jī)構(gòu)。用于施加干燥氣體的機(jī)構(gòu)或清洗液去除機(jī)構(gòu)可以快速地干燥襯底的已清洗表面。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種襯底拋光設(shè)備，包括襯底保持機(jī)構(gòu)，該襯底保持機(jī)構(gòu)包括用于保持待拋光襯底的機(jī)頭；拋光機(jī)構(gòu)，該拋光機(jī)構(gòu)包括具有拋光工具的拋光臺(tái)，由所述機(jī)頭保持的襯底被壓靠所述拋光臺(tái)上的所述拋光工具，以通過(guò)所述襯底和所述拋光工具的相對(duì)運(yùn)動(dòng)拋光所述襯底；所述機(jī)頭包括襯底保持器和機(jī)頭本體，所述襯底保持器具有用于吸引襯底的襯底吸引表面；所述襯底保持器具有通過(guò)彈性部件可垂直移動(dòng)地安裝在所述機(jī)頭本體上的外部周圍邊緣；所述機(jī)頭本體包括在所述襯底保持器后面的加壓和減壓腔室，用于通過(guò)改變所述加壓和減壓腔室內(nèi)的壓力使由所述襯底保持器保持的待拋光或已拋光的襯底與所述拋光工具接觸或脫離接觸。在本發(fā)明的優(yōu)選方面，所述彈性部件包括隔膜。通過(guò)控制所述加壓和減壓腔室內(nèi)的壓力，可以使所述襯底與所述拋光工具接觸， 且可以控制使襯底壓靠所述拋光工具的作用力。在襯底拋光之后，所述加壓和減壓腔室被減壓，而使所述襯底保持器縮入所述機(jī)頭本體內(nèi)，使襯底與所述拋光工具隔開。當(dāng)僅僅通過(guò)所述襯底保持器使襯底垂直地移動(dòng)與所述拋光工具接觸和脫離接觸時(shí)，使所述機(jī)頭整體垂直地移動(dòng)以便移動(dòng)和拋光大且重的襯底所需的時(shí)間較短，且可以通過(guò)簡(jiǎn)單的布置控制襯底上的載荷。在本發(fā)明的優(yōu)選方面，所述襯底保持器由彈性材料制成，且所述襯底保持器具有襯底吸引機(jī)構(gòu)。
在本發(fā)明的優(yōu)選方面，所述彈性材料具有位移防止機(jī)構(gòu)和密封部件。襯底可以吸引到所述襯底保持器的襯底吸引表面上，且當(dāng)襯底變形和所述拋光工具的拋光表面變形時(shí)，所述襯底保持器可以隨著襯底移動(dòng)。當(dāng)拋光時(shí)也避免了襯底位移。在本發(fā)明的優(yōu)選方面，所述位移防止機(jī)構(gòu)包括形成在所述襯底吸引表面上的凹槽，用于在其中接收襯底。因此，通過(guò)簡(jiǎn)單的布置避免了襯底位移。在本發(fā)明的優(yōu)選方面，所述密封部件設(shè)置在所述襯底吸引表面上，且沿襯底的外圍部分定位。所述密封部件密封所述襯底吸引表面和遠(yuǎn)離襯底的已拋光表面的襯底相反側(cè)之間的間隙。襯底吸引壓力(真空級(jí)別)比沒(méi)有設(shè)置密封部件時(shí)高20%或更大。這樣，可以可靠地吸引襯底且沒(méi)有損壞。安裝在所述襯底吸引表面上且沿襯底的外圍部分定位的密封部件有效地防止了顆粒和雜質(zhì)進(jìn)入所述襯底吸引表面與遠(yuǎn)離襯底的已拋光表面的襯底相反側(cè)之間。在拋光時(shí)可靠地避免了襯底的斷裂。在本發(fā)明的優(yōu)選方面，所述襯底是矩形形狀，所述彈性部件具有繞襯底保持器的周圍從襯底的外部周圍邊緣到機(jī)頭本體的恒定寬度。包括隔膜的彈性部件基本上在所述襯底保持器周圍全部均勻地變形，且矩形襯底在基本上恒定的壓力下整體地保持在拋光工具的拋光表面上，從而可以均勻地拋光襯底。在本發(fā)明的優(yōu)選方面，所述拋光臺(tái)包括用于冷卻拋光臺(tái)的多個(gè)翅片。在本發(fā)明的優(yōu)選方面，所述翅片具有防止所述拋光臺(tái)撓曲的功能。雖然所述拋光臺(tái)和所述拋光工具被襯底拋光時(shí)產(chǎn)生的熱量加熱，但熱量通過(guò)所述翅片散發(fā)，避免襯底過(guò)熱。即使所述拋光臺(tái)具有較大直徑，所述翅片也使所述拋光臺(tái)徑向上高剛性，避免所述拋光臺(tái)撓曲。 在本發(fā)明的優(yōu)選方面，襯底拋光設(shè)備還包括形成在所述拋光臺(tái)的外部周圍邊緣上的槽、和嚙合在所述槽內(nèi)的凸輪隨動(dòng)件。嚙合在所述槽內(nèi)的所述凸輪隨動(dòng)件有效地避免了所述拋光臺(tái)撓曲。在本發(fā)明的優(yōu)選方面，襯底拋光設(shè)備還包括位于所述拋光臺(tái)的外部周圍邊緣附近的位移傳感器，用于檢測(cè)所述拋光臺(tái)的位移。所述位移傳感器監(jiān)測(cè)所述拋光臺(tái)的位移，因此可以控制所述拋光臺(tái)的位移。這樣，可以控制在所述襯底的已拋光表面內(nèi)的均勻性。在本發(fā)明的優(yōu)選方面，襯底拋光設(shè)備還包括形成在所述拋光臺(tái)的上表面上的多個(gè)漿液出口、和用于將所述拋光工具壓靠所述漿液出口的外圍邊緣的多個(gè)加壓部件。從所述漿液出口排出的漿液不進(jìn)入所述拋光臺(tái)和所述拋光工具之間，但排放到所述拋光工具的表面上。在本發(fā)明的優(yōu)選方面，襯底拋光設(shè)備還包括形成在所述拋光臺(tái)的上表面上的多個(gè)漿液出口，所述漿液出口位于在所述襯底被拋光時(shí)與所述襯底的待拋光表面保持接觸的所述拋光臺(tái)的區(qū)域內(nèi)。這樣，防止?jié){液從所述漿液出口向上濺射，并減少漿液的消耗。在本發(fā)明的優(yōu)選方面，襯底拋光設(shè)備還包括位于所述拋光臺(tái)的外部周圍部分上的管，用于在送入所述管內(nèi)的壓縮氣體的壓力作用下將所述拋光工具的外部周圍部分推離所述拋光臺(tái)。因?yàn)樗鰭伖夤ぞ叩乃鐾獠恐車糠直煌齐x所述拋光臺(tái)，所以漿液保持在所述拋光工具內(nèi)，且可用于拋光所述襯底。這樣，可減少漿液的消耗。在本發(fā)明的優(yōu)選方面，襯底拋光設(shè)備還包括位于所述拋光臺(tái)上方的氣體濃度傳感器。所述氣體濃度傳感器能監(jiān)測(cè)所述拋光臺(tái)上方的氣體濃度。在本發(fā)明的優(yōu)選方面，襯底拋光設(shè)備還包括用于修整所述拋光工具表面的修整器工具，所述修整器工具包括用于排出水的水出口。所述修整器工具的水出口有效地排出所述拋光工具上的灰塵和碎屑，且還防止修整所述拋光工具時(shí)產(chǎn)生熱量造成的溫度升高。在本發(fā)明的優(yōu)選方面，所述拋光工具包括安裝在所述拋光臺(tái)的上表面上的拋光墊，所述拋光臺(tái)包括用于在所述拋光臺(tái)和所述拋光墊之間排放水和化學(xué)制品中的至少之一的出口。從所述出口排出的水和/或化學(xué)制品使拋光墊容易從所述拋光臺(tái)上去除。在本發(fā)明的優(yōu)選方面，襯底拋光設(shè)備還包括在所述拋光工具的上表面上形成的氣體出口，用于排放氣體。當(dāng)從所述拋光工具的上表面上移開已拋光的襯底時(shí)，所述氣體出口排放氣體，而使襯底容易地從所述拋光工具上移開，且不需要大作用力。在本發(fā)明的優(yōu)選方面，所述拋光工具包括安裝在所述拋光臺(tái)的上表面上的多個(gè)板狀部分，所述板狀部分在真空吸引作用下或通過(guò)機(jī)械固定部件被固定到所述拋光臺(tái)的所述上表面上。所述拋光工具的所述板狀部分可以非常容易地單獨(dú)用新板狀部分更換。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種通過(guò)將襯底壓靠大于所述襯底的拋光工具的拋光表面、并使所述襯底和所述拋光工具相對(duì)彼此運(yùn)動(dòng)而拋光襯底表面的方法，該方法包括從形成在所述拋光工具的所述拋光表面上的多個(gè)漿液出口供應(yīng)漿液；在所述襯底被拋光時(shí)使所述襯底的待拋光表面保持在所述拋光工具的所述拋光表面上，以覆蓋所述漿液出根據(jù)上述方法，所述漿液從所述拋光工具的拋光表面上的漿液出口供應(yīng)，且所述襯底的將被拋光表面在所述襯底被拋光時(shí)總是以覆蓋所述漿液出口的關(guān)系位于所述拋光工具的拋光表面上。因此，避免了漿液從所述漿液出口向上濺射，并避免了過(guò)度消耗。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種在襯底被拋光之后通過(guò)具有多個(gè)襯底支撐件的襯底接收器從機(jī)頭接收已拋光襯底的方法，所述襯底在真空吸引作用下保持在所述機(jī)頭的襯底吸引表面上、壓靠安裝在所述拋光臺(tái)上的拋光工具、且通過(guò)所述襯底和所述拋光工具的相對(duì)運(yùn)動(dòng)被拋光，該方法包括利用保持在相同垂直位置的所述襯底支撐件支撐由所述機(jī)頭保持的已拋光襯底；降低所述襯底支撐件中選擇的襯底支撐件的垂直位置并釋放所述機(jī)頭的真空吸引以使所述襯底從所述襯底吸引表面移開，從而使所述襯底傾斜；通過(guò)所述襯底支撐件接收所述傾斜的襯底；降低所述襯底支撐件中其余襯底支撐件的垂直位置而與所述襯底支撐件中選擇的襯底支撐件的垂直位置對(duì)齊，從而使所述襯底水平；由所述襯底支撐件支撐水平的襯底。根據(jù)上述方法，在由所述機(jī)頭保持的所述襯底被保持在相同垂直位置的所述襯底支撐件支撐之后，所述襯底支撐件中選擇的一些襯底支撐件的垂直位置被降低，以使所述襯底從所述襯底吸引表面釋放，從而使所述襯底傾斜，然后接收所述傾斜的襯底。因此，所述襯底可以比在所述襯底保持水平時(shí)接收所述襯底的情況下更容易地從所述機(jī)頭的所述襯底吸引表面上移開。這樣，避免了所述襯底在移開時(shí)被損壞。如果襯底尺寸大時(shí)，這種方法更有利。在本發(fā)明的優(yōu)選方面，所述襯底被安裝在所述襯底支撐件的相應(yīng)上端上的吸盤接收。所述襯底可以通過(guò)由所述吸盤吸引而可靠地支撐。當(dāng)結(jié)合通過(guò)舉例示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的附圖時(shí)，從下面的描述中，本發(fā)明
8的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的襯底拋光設(shè)備的透視圖；圖2A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的襯底拋光設(shè)備的頂推機(jī)構(gòu)(襯底傳遞機(jī)構(gòu))的平面圖；圖2B是該頂推機(jī)構(gòu)的剖面?zhèn)纫晥D；圖3是示出了頂推機(jī)構(gòu)的待拋光襯底接收器和已拋光襯底接收器的運(yùn)行方式的剖面?zhèn)纫晥D；圖4是示出了頂推機(jī)構(gòu)的待拋光襯底接收器和已拋光襯底接收器的運(yùn)行方式的剖面?zhèn)纫晥D；圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的襯底拋光設(shè)備的襯底保持機(jī)構(gòu)的機(jī)頭的平面圖；圖6A是沿圖5的線VI-VI截取的剖視圖；圖6B是襯底保持機(jī)構(gòu)的機(jī)頭的底視圖；圖7是圖6A中所示的圈出區(qū)域VII的放大剖視圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的襯底拋光設(shè)備的側(cè)視圖；圖9是沿圖7的線IX-IX截取的襯底保持機(jī)構(gòu)的機(jī)頭的剖面平面圖；圖10是圖9所示的圈出區(qū)域X的放大剖視圖；圖11是沿線XI-XI作出的襯底保持機(jī)構(gòu)的機(jī)頭的平面圖；圖12是圖11所示的圈出區(qū)域XII的放大剖視圖；圖13是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的襯底拋光設(shè)備的拋光機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)臺(tái)的平面圖， 該圖示出了包括在轉(zhuǎn)臺(tái)上形成的冷卻劑通道槽的冷卻機(jī)構(gòu)；圖14是拋光機(jī)構(gòu)的另一轉(zhuǎn)臺(tái)的底視圖，該圖示出了另一冷卻機(jī)構(gòu)；圖15是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的襯底拋光設(shè)備中拋光機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)臺(tái)的彎曲防止機(jī)構(gòu)的剖面?zhèn)纫晥D；圖16A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的襯底拋光設(shè)備中拋光機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)臺(tái)的平面圖；圖16B是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的襯底拋光設(shè)備中拋光機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)臺(tái)的側(cè)視圖；圖17是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的襯底拋光設(shè)備中拋光機(jī)構(gòu)的漿液出口的剖視圖；圖18A和18B是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的襯底拋光設(shè)備中另一拋光機(jī)構(gòu)的剖視圖，這些圖示出了拋光機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)臺(tái)的端部區(qū)域和安裝在其上的拋光墊，還示出了轉(zhuǎn)臺(tái)和拋光墊的運(yùn)行方式；圖19是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的襯底拋光設(shè)備的管路系統(tǒng)的圖；圖20是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的襯底拋光設(shè)備中機(jī)頭的襯底保持器的溫度傳感器安裝部分的剖視圖；圖21是示出了在襯底被根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的襯底拋光設(shè)備拋光之后清洗襯底的已拋光表面的方式的圖；圖22是示出了已拋光襯底接收器升高且吸盤與被所述機(jī)頭保持的襯底接觸的方式的剖面?zhèn)纫晥D23是示出了通過(guò)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的拋光設(shè)備中已拋光襯底接收器的傾斜機(jī)構(gòu)將襯底從所述機(jī)頭釋放(取下)的方式的剖面?zhèn)纫晥D；圖M是示出了通過(guò)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的襯底拋光設(shè)備的頂推機(jī)構(gòu)清洗襯底相反側(cè)的方式的剖面?zhèn)纫晥D；圖25是示出了襯底從根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的襯底拋光設(shè)備的機(jī)頭釋放(取下)的方式的剖面?zhèn)纫晥D；圖沈是示出了襯底的已拋光表面和相反側(cè)通過(guò)本根據(jù)發(fā)明實(shí)施例的襯底拋光設(shè)備清洗的剖面?zhèn)纫晥D；圖27是示出了襯底的相反側(cè)通過(guò)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的襯底拋光設(shè)備清洗的方式的剖面?zhèn)纫晥D；圖觀是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的襯底拋光設(shè)備中拋光機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)臺(tái)和修整器單元的剖面?zhèn)纫晥D；圖四是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的襯底拋光設(shè)備中拋光機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)臺(tái)和拋光墊的透視圖；圖30是示出了其中拋光墊被固定到根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的襯底拋光設(shè)備中的轉(zhuǎn)臺(tái)上的示例的剖面?zhèn)纫晥D；圖31是示出了其中拋光墊被固定到根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的襯底拋光設(shè)備中的轉(zhuǎn)臺(tái)上的另一示例的剖面?zhèn)纫晥D；圖32是示出了其中拋光墊被固定到根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的襯底拋光設(shè)備中的轉(zhuǎn)臺(tái)上的又一示例的剖面?zhèn)纫晥D；圖33A和3 是示出了當(dāng)在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的襯底拋光設(shè)備中有密封部件和沒(méi)有密封部件時(shí)獲得的不同真空級(jí)別的圖；以及圖34是示出了當(dāng)在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的襯底拋光設(shè)備中有密封部件和沒(méi)有密封部件時(shí)獲得的襯底外圍部分上不同拋光速率的圖。
具體實(shí)施例方式下面將參照附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的襯底拋光設(shè)備。圖1以透視圖的形式示出了本發(fā)明的襯底拋光設(shè)備。如圖1所示，襯底拋光設(shè)備1包括頂推機(jī)構(gòu)2、拋光機(jī)構(gòu)3、和襯底保持機(jī)構(gòu)4。頂推機(jī)構(gòu)2將襯底傳遞到傳遞機(jī)械手(未示出)和從機(jī)械手傳遞襯底、以及將襯底傳遞到襯底保持機(jī)構(gòu)4和從襯底保持機(jī)構(gòu)4傳遞襯底。頂推機(jī)構(gòu)2構(gòu)成襯底傳遞機(jī)構(gòu)。拋光機(jī)構(gòu)3拋光被襯底保持機(jī)構(gòu)4保持的襯底。襯底保持機(jī)構(gòu)4保持待拋光的襯底， 且與拋光機(jī)構(gòu)3配合而拋光襯底。待拋光襯底包括玻璃襯底，且簡(jiǎn)稱為襯底G。下面將描述用于拋光襯底G的襯底拋光設(shè)備。然而，襯底拋光設(shè)備不限于用于拋光玻璃襯底的這種設(shè)備。如后面詳細(xì)描述，頂推機(jī)構(gòu)2包括用于將待拋光的襯底G放在其上的待拋光襯底接收器、用于將已拋光襯底G放在其上的已拋光襯底接收器、用于清洗已拋光襯底G的清洗單元80，83、和用于干燥已清洗的襯底G的干燥單元(未示出)。拋光機(jī)構(gòu)3包括轉(zhuǎn)臺(tái)60、 裝在轉(zhuǎn)臺(tái)60的上表面上的拋光墊61、和用于修整拋光墊61的上表面以形成適合用于拋光的拋光表面的修整器單元8。襯底保持機(jī)構(gòu)4具有用于吸引和保持襯底G的機(jī)頭40。機(jī)頭40通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸7可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐在門柱6上。諸如傳遞機(jī)械手(未示出)的裝載/卸載裝置將襯底G裝在頂推機(jī)構(gòu)2的待拋光襯底接收器上。襯底G通過(guò)定位機(jī)構(gòu)在待拋光襯底接收器上定位，如下所述，被向上頂推靠在位于頂推機(jī)構(gòu)2正上方的襯底保持機(jī)構(gòu)4的機(jī)頭40的吸引表面(保持表面)上，且在真空吸引作用下被機(jī)頭40的吸引表面吸引和保持。此后，柱6沿箭頭X所示方向移動(dòng)到在拋光機(jī)構(gòu)3的轉(zhuǎn)臺(tái)60正上方的位置。然后，機(jī)頭40下降而使襯底G下降，并將襯底G壓靠拋光墊61的拋光表面。此時(shí)，襯底G通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)頭40轉(zhuǎn)動(dòng)，且通過(guò)襯底G和拋光墊61的相對(duì)運(yùn)動(dòng)被拋光。在襯底G被拋光之后，襯底G被升高的機(jī)頭40提升，并通過(guò)柱6沿箭頭X所示方向的移動(dòng)到達(dá)在頂推機(jī)構(gòu)2上方的位置。襯底G通過(guò)下降的機(jī)頭40降低，且被傳遞到并放在頂推機(jī)構(gòu)2的已拋光襯底接收器上。如后面詳細(xì)描述，當(dāng)襯底G移動(dòng)到頂推機(jī)構(gòu)2時(shí)，襯底G的已拋光表面被清洗。當(dāng)放置在頂推機(jī)構(gòu)2的已拋光襯底接收器上時(shí)，襯底G的已拋光表面也被清洗。然后，襯底G被干燥、并通過(guò)裝載/卸載裝置從已拋光襯底接收器卸下。下面將描述襯底拋光設(shè)備1的部件結(jié)構(gòu)和操作細(xì)節(jié)。圖2A、2B和3示出了頂推機(jī)構(gòu)2。圖2A是頂推機(jī)構(gòu)2的平面圖、圖2B是頂推機(jī)構(gòu) 2的剖面?zhèn)纫晥D、并且圖3是示出了待拋光襯底接收器和已拋光襯底接收器的布局的剖面?zhèn)纫晥D。在頂推機(jī)構(gòu)2中，用于放置待拋光襯底G的待拋光襯底接收器10和用于放置已拋光襯底G的已拋光襯底接收器20互相同軸地設(shè)置。待拋光襯底接收器10包括在其上支撐多個(gè)襯底支撐銷12 (在所示實(shí)施例中25個(gè))的基板11，所述支撐銷可通過(guò)安裝在基板11 上的各個(gè)缸13垂直地移動(dòng)?；?1支撐在提升/下降缸14上，所以待拋光襯底接收器10 可通過(guò)提升/下降缸14整體地垂直移動(dòng)。位于待拋光襯底接收器10下方的已拋光襯底接收器20包括在其上支撐多個(gè)襯底支撐部件22 (在所示實(shí)施例中18個(gè))的基板21，所述支撐部件可通過(guò)安裝在基板21上的各個(gè)缸23垂直地移動(dòng)。襯底支撐部件22具有在其上端的相應(yīng)吸盤沈，用于支撐襯底G的外圍邊緣?；?1由多個(gè)提升/下降缸M可垂直移動(dòng)地支撐，而所述提升/下降缸M又由相應(yīng)的提升/下降缸25可垂直移動(dòng)地支撐。提升/下降缸M共同構(gòu)成用于使基板21 傾斜且支撐基板21的傾斜機(jī)構(gòu)(后面描述)。在平面圖內(nèi)為矩形的框架27安裝在基板21 的上表面上，密封部件觀安裝在框架27的上端上。已拋光襯底接收器20的吸盤沈用于吸引和支撐已經(jīng)拋光的襯底G外圍區(qū)域(無(wú)器件區(qū)域)。待拋光襯底接收器10的襯底支撐銷12位于一排吸盤沈內(nèi)的區(qū)域，用于支撐待拋光襯底G的內(nèi)部區(qū)域(器件區(qū)域)。為簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，在圖2B中省略了襯底支撐部件22和缸23。待拋光襯底接收器10包括用于定位已經(jīng)裝載并放置在待拋光襯底接收器10上的襯底G的定位機(jī)構(gòu)。定位機(jī)構(gòu)包括位于待拋光襯底接收器10的左和右區(qū)域之一內(nèi)的基準(zhǔn)部件30(圖2A和2B中襯底G的左側(cè))、位于待拋光襯底接收器10的前和后區(qū)域之一內(nèi)的另一基準(zhǔn)部件31 (在圖2A和2B中襯底G的后面)、和分別與基準(zhǔn)部件30，31相對(duì)的可移動(dòng)部件32，33?？梢苿?dòng)部件32，33由相應(yīng)的缸34頂推而使襯底G朝基準(zhǔn)部件30，31移動(dòng)， 從而使襯底G在待拋光襯底接收器10上定位。用于頂推可移動(dòng)部件33的缸34在圖中省略。這樣，待拋光襯底G可總是置于待拋光襯底接收器10內(nèi)的相同位置，以便在真空吸引作用下被襯底保持機(jī)構(gòu)4的機(jī)頭40吸引。因?yàn)橐r底G被精確地定位在待拋光襯底接收器10上，機(jī)頭40的吸引表面(保持表面)可以是相對(duì)于襯底G所需的最小尺寸。已經(jīng)由諸如傳遞機(jī)械手的裝載/卸載裝置裝載在待拋光襯底接收器10上的襯底G 通過(guò)定位機(jī)構(gòu)定位。定位的襯底G使其內(nèi)部區(qū)域由襯底支撐銷12支撐。由于襯底G的內(nèi)部區(qū)域由襯底支撐銷12支撐，可防止當(dāng)襯底G放置在待拋光襯底接收器10上時(shí)由于重力使襯底G撓曲或彎曲。尤其是，如果襯底G尺寸大，則襯底支撐銷12的高度可以通過(guò)相應(yīng)的缸13調(diào)節(jié)，以使襯底G的不希望的撓曲最小化。在通過(guò)其高度已經(jīng)由缸13調(diào)節(jié)的襯底支撐銷12使襯底G的撓曲最小化之后，襯底保持機(jī)構(gòu)4的機(jī)頭40位于襯底G的上方，如圖4所示。缸14被致動(dòng)以提升基板11，以使襯底G與機(jī)頭40的吸引表面均勻接觸。這樣，襯底G可以在真空吸引作用下被機(jī)頭40吸引。襯底支撐銷12可以被襯底支撐板替換。如圖1所示，襯底保持機(jī)構(gòu)4安裝在門柱6上，該門柱設(shè)置在襯底拋光設(shè)備1的框架5上，位于頂推機(jī)構(gòu)2和拋光機(jī)構(gòu)3的上方，且可沿箭頭X所示方向移動(dòng)。圖5至7詳細(xì)示出了襯底保持機(jī)構(gòu)4。圖5是襯底保持機(jī)構(gòu)4的機(jī)頭40的平面圖。圖6A是沿圖5的線 VI-VI截取的剖視圖，圖6B是襯底保持機(jī)構(gòu)4的機(jī)頭40的底視圖。圖7是圖6A中所示的圈出區(qū)域VII的放大剖視圖。襯底保持機(jī)構(gòu)4包括用于在真空吸引作用下吸引襯底G的機(jī)頭40。機(jī)頭40具有機(jī)頭本體41，該機(jī)頭本體設(shè)有安裝在機(jī)頭本體41的下表面上的襯底保持器42。襯底保持器42具有下表面42a，用作在真空吸引作用下吸引襯底G的吸引表面。襯底保持器42具有通過(guò)作為彈性部件的隔膜43裝在機(jī)頭本體41上的外部周圍邊緣部分。具體地，外環(huán)部件44固定在機(jī)頭本體41的外部周圍邊緣部分的下表面上，在兩者之間設(shè)置諸如0形圈的密封部件53。隔膜43具有通過(guò)外環(huán)部件45被夾到外環(huán)部件44 的下表面上的外部周圍邊緣部分。內(nèi)環(huán)部件46被固定在襯底保持器42的外部周圍邊緣部分的上表面上。隔膜43具有通過(guò)內(nèi)環(huán)部件47夾到內(nèi)環(huán)部件46的上表面上的內(nèi)部周圍邊緣部分。所以，襯底保持器42通過(guò)隔膜43可垂直移動(dòng)地與機(jī)頭本體41連接。如圖6B所示，隔膜43在外環(huán)部件45的內(nèi)部周圍邊緣與內(nèi)環(huán)部件的外部周圍邊緣之間的寬度完全圍繞襯底保持器42是相同尺寸。換言之，襯底保持器42通過(guò)隔膜43連接于機(jī)頭本體41，該隔膜在其全部周長(zhǎng)具有均勻的寬度。因此，襯底保持器42在其全部周長(zhǎng)上可均勻地垂直移動(dòng)。外環(huán)部件44具有在其內(nèi)部周圍邊緣上的突出部分44a，突出部分4 包括弧形截面形狀的末端。內(nèi)環(huán)部件47也具有在其外部周圍邊緣上的突出部分47a，該突出部分47a 包括矩形截面形狀的末端。突出部分44a，47a共同構(gòu)成用于限制襯底保持器42向下移動(dòng)到距離dl的阻擋部。如下所述，突出部分44a的末端、內(nèi)環(huán)部件47的基部的外部周圍表面、 外環(huán)部件44的基部的內(nèi)部周圍表面、和突出部分47a的末端共同構(gòu)成用于限制襯底保持器 42和隔膜43扭轉(zhuǎn)移動(dòng)的阻擋部。用于防止襯底保持器42過(guò)度彎曲的阻擋部52 (見(jiàn)圖6A) 位于襯底保持器42的后表面上。襯底保持器42由彈性材料制成，且具有允許襯底保持器42隨著襯底G和轉(zhuǎn)臺(tái)60 上的拋光墊61的變形而彈性移動(dòng)的形狀和厚度。具體地，如果襯底保持器42由合成樹脂制成，襯底保持器42具有5mm或更小的厚度，或如果襯底保持器42由SUS制成，襯底保持器42具有2. 5mm或更小的厚度。襯底保持器42可由合成樹脂(PP (聚丙烯)、PPS (聚苯硫醚)、PEEK (聚醚醚酮)、PVC (聚氯乙烯))、SUS (不銹鋼)、橡膠(EPDM (三元乙丙橡膠)、FKM(氟橡膠)、Si (硅))等制成。制成較薄的襯底保持器42具有彈性，而使襯底保持器42 可以隨著襯底G和拋光墊61的變形而彈性移動(dòng)。用作襯底吸引表面的襯底保持器42的下表面4 具有多個(gè)在其整個(gè)區(qū)域上形成的吸引槽42b，用于在真空吸引作用下將襯底G吸引到襯底吸引表面42a，如圖6B所示。吸引槽42b與真空吸引管路48連通。襯底吸引表面 42a還具有在其中形成的凹槽42c，該凹槽與襯底G的形狀互補(bǔ)，用于在其中接收襯底G，以防止襯底G意外地從襯底吸引表面4 移動(dòng)。密封部件42d由高柔性材料諸如背膜(聚氨酯泡沫)制成，且例如通過(guò)粘結(jié)劑粘合設(shè)置在襯底保持器42的襯底吸引表面4 上。密封部件42d設(shè)置成，沿被吸住的襯底G 的外圍部分定位，且優(yōu)選地應(yīng)當(dāng)位于從被吸住的襯底G的外圍邊緣向內(nèi)15mm至25mm的范圍內(nèi)。密封部件42d放入襯底吸引表面42a內(nèi)形成的沉孔(空腔)內(nèi)，且具有比沉孔深度大0. Imm至0.5mm的厚度，從而提供可以壓縮的突出部分。密封部件42d可替代地由硅橡膠或EPDM (三元乙丙橡膠)制成。圖33A和3 示出了當(dāng)設(shè)有密封部件42d和不設(shè)密封部件42d時(shí)獲得的不同真空級(jí)別。圖33A示出了當(dāng)襯底G被吸住時(shí)，在設(shè)有密封部件42d和不設(shè)密封部件42d時(shí)在襯底 G的中心部分和襯底G的外圍部分獲得的不同真空級(jí)別(吸引壓力)。圖3 示出了相對(duì)于不同的襯底(iA，Gb當(dāng)設(shè)有密封部件42d和不設(shè)密封部件42d時(shí)獲得的不同真空級(jí)別(吸引壓力)。在圖33A和33B中，曲線C表示當(dāng)不設(shè)密封部件42d時(shí)獲得的真空級(jí)別，曲線D 表示當(dāng)設(shè)有密封部件42d時(shí)獲得的真空級(jí)別。如圖33A所示，在襯底G的中心部分和外圍部分獲得的真空級(jí)別相互沒(méi)有很大不同，不管是否設(shè)有密封部件42d?？梢源_認(rèn)的是，配合有密封部件42d的襯底G上的真空級(jí)別比沒(méi)有配合密封部件42d的襯底G時(shí)大20%或更多，且配合有密封部件42d的襯底G被可靠地吸住且保持在位。如圖3 所示，可以確認(rèn)的是，密封部件42d有效的在可不同程度變形(撓曲)的不同襯底(iA，Gb上實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的真空級(jí)別(吸引壓力)。本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)從對(duì)數(shù)百種玻璃襯底上的試驗(yàn)中確認(rèn)，密封部件42d對(duì)于防止顆粒和雜質(zhì)進(jìn)入襯底吸引表面4 與襯底G的相反側(cè)(未拋光表面)之間的間隙是有效的，從而防止襯底G在拋光過(guò)程中碎裂(斷裂)、并防止在襯底G的傳遞過(guò)程中損壞。這樣， 密封部件42d對(duì)于可靠地吸引各種玻璃襯底是有效的，即使玻璃襯底G可不同程度地?fù)锨?。圖34示出了當(dāng)設(shè)有密封部件42d和不設(shè)密封部件42d時(shí)獲得的在襯底G的外圍部分上的不同拋光速率。圖34示出了在襯底G的外邊緣A、B、C、D處測(cè)量的拋光速率。在圖 34中，曲線C表示當(dāng)不設(shè)密封部件42d時(shí)實(shí)現(xiàn)的拋光速率，曲線D表示當(dāng)設(shè)有密封部件42d 時(shí)實(shí)現(xiàn)的拋光速率。當(dāng)不設(shè)密封部件42d時(shí)，拋光速率在2. 7 μ m/min.至4. 0 μ m/min.的范圍內(nèi)，因此可在1.3ym/min.的范圍內(nèi)變化。當(dāng)設(shè)有密封部件42d時(shí)，拋光速率在2. 5 μ m/ min.至3. 4 μ m/min.的范圍內(nèi)，因此可在0. 9 μ m/min.的范圍內(nèi)變化。因此，可以確認(rèn)的是，密封部件42d對(duì)于減小趨于在襯底G的外圍部分上波動(dòng)、集中和擴(kuò)展的載荷是有效的， 且對(duì)于改善(減小)在襯底G的外圍部分上的拋光速率的波動(dòng)范圍31%是有效的。機(jī)頭本體41具有其中形成的在襯底保持器42后面的多個(gè)腔室41a。腔室41a具有在襯底保持器42后面敞開的相應(yīng)下端、和被板蓋49封閉的相應(yīng)上端。腔室41a與加壓管路50保持流體連通。隔膜43需要具有隨著襯底保持器42的移動(dòng)使其自身彈性變形的功能，以及還需具有當(dāng)在襯底保持器42后面的腔室41a被加壓而使由襯底保持器42保持的襯底G壓靠拋光墊61、和當(dāng)腔室41a被減壓而使由襯底保持器42保持的襯底G縮回機(jī)頭本體41內(nèi)時(shí)隨著襯底保持器42和拋光墊61的變形而使其自身彈性變形的功能。隔膜43 由EPDM (三元乙丙橡膠)、FKM (氟橡膠)、Si (硅)等制成。當(dāng)機(jī)頭本體41內(nèi)的腔室41a的壓力下降時(shí)，襯底G和襯底保持器42被提升且縮回機(jī)頭本體41內(nèi)。當(dāng)襯底G和襯底保持器42通過(guò)腔室41a中減壓而縮回機(jī)頭本體41內(nèi)時(shí)，襯底G易于變形。為了防止襯底G和襯底保持器42變形，將與襯底保持器42的后表面形成接觸的機(jī)頭本體41的下表面(底面)具有與襯底G基本上相同的形狀和面積。純水或氣體可以從襯底保持器42的襯底吸引表面4 上形成的吸引槽42b向襯底G的后面未拋光表面噴射，以有助于從襯底保持器42上取下襯底G。在襯底保持器42通過(guò)腔室41a中減壓而縮回機(jī)頭本體41內(nèi)時(shí)，待拋光襯底接收器10提升，而使襯底G與襯底保持器42的襯底吸引表面4 接觸，如圖4所示。襯底G現(xiàn)在在真空吸引作用下被吸在襯底吸引表面4 上。柱6沿箭頭X所示方向朝拋光機(jī)構(gòu)3移動(dòng)，直到在真空吸引作用下保持襯底G的機(jī)頭40位于轉(zhuǎn)臺(tái)60上方。當(dāng)機(jī)頭40到達(dá)轉(zhuǎn)臺(tái)60上方的位置時(shí)，機(jī)頭40下降到轉(zhuǎn)臺(tái)60的拋光墊61。在機(jī)頭40下降的過(guò)程中，襯底保持器42保持縮在機(jī)頭本體41內(nèi)。在機(jī)頭41下降到一定的垂直位置之后，腔室41a被加壓而使襯底保持器42從機(jī)頭本體41釋放。如圖8所示，被轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)頭40保持的襯底G壓靠也轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)臺(tái)60上的拋光墊61的上表面。襯底G現(xiàn)在由拋光墊61拋光。從襯底G上去除的材料量通過(guò)控制腔室41a內(nèi)的壓力，即保持腔室41a內(nèi)的壓力恒定或改變保持腔室41a內(nèi)的壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于襯底保持器42和隔膜43都是彈性的，它們可以隨著襯底G和襯底保持器42的變形以及拋光墊61的局部磨損而彈性移動(dòng)。例如，襯底保持器42和隔膜43可以彈性移動(dòng)，即使拋光墊61包含直徑300mm和深度0. 3mm 的異常區(qū)域。當(dāng)襯底G被拋光時(shí)，產(chǎn)生摩擦熱和反應(yīng)熱。為了抑制這些熱量，一般在襯底G被拋光時(shí)從加壓管路50向腔室41a供應(yīng)壓縮空氣作為冷卻劑來(lái)冷卻襯底G。作為替代，可以供應(yīng)冷卻水作為冷卻劑來(lái)冷卻襯底G。設(shè)有阻擋部，以防止襯底保持器42和隔膜43由于在襯底G被拋光時(shí)施加的轉(zhuǎn)動(dòng)載荷而加載。由于側(cè)向載荷被施加在阻擋部上，相對(duì)于施加給襯底G的垂直拋光壓力產(chǎn)生了一定的滑動(dòng)阻力。這種滑動(dòng)阻力可能不利地影響襯底G的拋光外形。為了使阻擋部垂直地移動(dòng)，阻擋部例如由諸如滾筒的滾動(dòng)元件支撐、或包括具有良好摩擦系數(shù)的工業(yè)鍍層。根據(jù)該實(shí)施例，為了防止襯底G在拋光過(guò)程中從襯底保持器42上移動(dòng)，襯底G在真空吸引作用下被襯底吸引表面4 吸住時(shí)被拋光。如圖8所示，襯底G在轉(zhuǎn)臺(tái)60上拋光，該轉(zhuǎn)臺(tái)通過(guò)拋光機(jī)構(gòu)3的臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)M2繞軸62沿箭頭A所示方向轉(zhuǎn)動(dòng)。具體地，由通過(guò)機(jī)頭轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)Ml沿箭頭B所示方向轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)頭40吸住和保持的襯底G壓靠在轉(zhuǎn)臺(tái)60的上表面上。襯底G通過(guò)襯底G和拋光墊61 的相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行拋光。當(dāng)襯底G被拋光時(shí)，拋光墊61的表面被與襯底G的摩擦加熱。轉(zhuǎn)臺(tái) 60具有用于降低拋光墊61的被加熱表面溫度的冷卻機(jī)構(gòu)。在圖8中，機(jī)頭40通過(guò)機(jī)頭提升和下降機(jī)構(gòu)M提升和下降。如上所述，設(shè)置阻擋部以防止襯底保持器42和隔膜43由于在襯底G被拋光時(shí)施加在襯底G和襯底保持器42上的轉(zhuǎn)動(dòng)載荷而承受大的載荷。圖9至12示出了這些阻擋部的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。圖9是沿圖7的線IX-IX截取的外環(huán)部件44和內(nèi)環(huán)部件47的截面平面圖。圖10是圖9所示的圈出區(qū)域X的放大剖視圖。圖11是沿圖7的線XI-XI截取的外環(huán)部件 44和內(nèi)環(huán)部件47的截面平面圖。圖12是圖11所示的圈出區(qū)域XII的放大剖視圖。如圖12所示，用于限制襯底保持器42沿X和Y方向移動(dòng)距離d2的阻擋部SPl形成在外環(huán)部件44的突出部分4 末端的內(nèi)部周圍邊緣與內(nèi)環(huán)部件47的基部47b的外部周圍表面之間。如圖10所示，用于限制襯底保持器42沿X方向和Y方向之間的中間傾斜方向移動(dòng)距離d2的阻擋部SP2形成在內(nèi)環(huán)部件47的突出部分47a末端的外部周圍邊緣與外環(huán)部件44的基部44b的內(nèi)部周圍表面之間。所以，施加到襯底保持器42和機(jī)頭40的隔膜 43上以產(chǎn)生沿X方向、Y方向、和兩者之間的中間傾斜方向)超過(guò)距離d2的移動(dòng)的載荷由機(jī)頭本體41承擔(dān)。阻擋部SPl，SP2尺寸相互相同。阻擋部SP1，SP2如下形成如圖12所示，在外環(huán)部件44的突出部分4 的內(nèi)部周圍邊緣上的拐角刮去而形成凹部44c，從而在內(nèi)環(huán)部件47的基部47b的外部周圍表面與外環(huán)部件44的基部44b的內(nèi)部周圍表面之間形成間隙202。所以，阻擋部SP2形成在內(nèi)環(huán)部件47的突出部分47a末端的外部周圍邊緣與外環(huán)部件44的基部44b的內(nèi)部周圍表面之間的上部位置，以限制襯底保持器42沿X方向和Y方向之間的中間傾斜方向移動(dòng)距離d2，阻擋部SPl形成在下部位置，以限制襯底保持器42沿X方向和Y方向移動(dòng)距離d2。以上述方式形成阻擋部SP1，SP2的原因是就加工工藝而言，在從直側(cè)邊到彎曲拐角的整個(gè)范圍內(nèi)很難形成在外環(huán)部件44的突出部分4 末端的內(nèi)部周圍邊緣與內(nèi)環(huán)部件47的基部47b的外部周圍表面之間的尺寸d2的間隙，因此在不同的垂直位置處形成在四個(gè)拐角處的阻擋部和在四個(gè)側(cè)邊處的阻擋部。如圖13所示，轉(zhuǎn)臺(tái)60的冷卻機(jī)構(gòu)包括在轉(zhuǎn)臺(tái)60上水平形成的冷卻劑通道槽77， 用于冷卻水或冷卻介質(zhì)經(jīng)過(guò)而冷卻轉(zhuǎn)臺(tái)60。作為選擇，如圖14所示，轉(zhuǎn)臺(tái)60可具有另一冷卻機(jī)構(gòu)，包括多個(gè)在其相反側(cè)上的徑向翅片，利用冷卻風(fēng)扇64供應(yīng)的氣流冷卻轉(zhuǎn)臺(tái)60。圖 13所示的冷卻機(jī)構(gòu)和圖14所示的冷卻機(jī)構(gòu)可以互相組合。轉(zhuǎn)臺(tái)60的尺寸取決于襯底G的尺寸。例如，如果襯底G具有IOOOmmX IOOOmm的尺寸，則襯底G具有約1500mm的較大旋轉(zhuǎn)直徑。此外，通常實(shí)踐上在襯底G和轉(zhuǎn)臺(tái)60繞互相偏移的相應(yīng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)拋光襯底G。所以，實(shí)際上，轉(zhuǎn)臺(tái)60必須具有由襯底G的轉(zhuǎn)動(dòng)直徑和兩倍上述軸線互相偏移的徑向距離(偏移距離)的和表示的直徑。例如，如果襯底G的轉(zhuǎn)動(dòng)直徑是1500mm，偏移距離是200mm，則轉(zhuǎn)臺(tái)60必須具有1900mm的直徑。如果轉(zhuǎn)臺(tái)60 僅在其中心支撐，由于其機(jī)械強(qiáng)度，這種尺寸的轉(zhuǎn)臺(tái)60由于重力而易于在其外邊緣撓曲。為了防止轉(zhuǎn)臺(tái)60在其外邊緣撓曲，外邊緣可以由支撐裝置支撐。例如，圖15示出了轉(zhuǎn)臺(tái)60的撓曲防止機(jī)構(gòu)。如圖15所示，撓曲防止機(jī)構(gòu)包括在轉(zhuǎn)臺(tái)60的外部周圍表面上形成的凸輪嚙合槽60a和嚙合在所述凸輪嚙合槽60a內(nèi)的至少一個(gè)凸輪隨動(dòng)件65，用于防止轉(zhuǎn)臺(tái)60變形。在轉(zhuǎn)臺(tái)60的外部周圍邊緣上方設(shè)有位移傳感器67，用于當(dāng)機(jī)頭40保持并將襯底G壓靠轉(zhuǎn)臺(tái)60上的拋光墊61上時(shí)測(cè)量轉(zhuǎn)臺(tái)60的位移。缸66根據(jù)測(cè)量的位移通過(guò)嚙合在凸輪嚙合槽60a內(nèi)的凸輪隨動(dòng)件65向轉(zhuǎn)臺(tái)60施加壓力，從而控制轉(zhuǎn)臺(tái)60的位移。 這樣，控制了轉(zhuǎn)臺(tái)60的平整構(gòu)造以及拋光墊61的平整構(gòu)造。圖14所示在轉(zhuǎn)臺(tái)60的相反側(cè)上徑向設(shè)置的翅片63增加沿轉(zhuǎn)臺(tái)60的徑向方向上轉(zhuǎn)臺(tái)60的剛性是有效的。如上所述，在襯底G被轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)頭40保持且壓靠轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)臺(tái)60上的拋光墊61的上表面時(shí)，拋光襯底G。如圖16A和16B所示，轉(zhuǎn)臺(tái)60具有形成在襯底G的將被拋光表面接觸的范圍內(nèi)繞轉(zhuǎn)臺(tái)60的中心的同心圓上的多個(gè)漿液出口 68。漿液出口 68經(jīng)諸如旋轉(zhuǎn)接頭的旋轉(zhuǎn)供應(yīng)單元69和連接于轉(zhuǎn)臺(tái)60的下表面的轉(zhuǎn)動(dòng)軸62被供應(yīng)漿液。供應(yīng)的漿液從漿液出口 68排出，且供應(yīng)在襯底G與拋光墊61之間。所以，避免了漿液從漿液出口 68向上噴射。當(dāng)漿液從漿液出口 68排出時(shí)，漿液進(jìn)入拋光墊61和轉(zhuǎn)臺(tái)60之間的間隙，因此易于從轉(zhuǎn)臺(tái)60上取下拋光墊61。為了防止拋光墊61被從轉(zhuǎn)臺(tái)60上取下，如圖17所示，在每個(gè)漿液出口 68和拋光墊61上的對(duì)應(yīng)孔中放置加壓部件78，用于將拋光墊61向下壓在轉(zhuǎn)臺(tái)60上。具體地，加壓部件78為中空管的形式，具有在其上端的徑向向外凸緣78a和在凸緣78a下方的帶外螺紋的外部周圍表面78b。加壓部件78插入拋光墊61上的孔和漿液出口 68中，使得凸緣78a被放置在拋光墊61上、且?guī)饴菁y的外部周圍表面78b與漿液出口 68的帶內(nèi)螺紋的內(nèi)部周圍表面保持螺紋嚙合。因此，拋光墊61通過(guò)加壓部件78的凸緣 78a向下壓在轉(zhuǎn)臺(tái)60上。因?yàn)檗D(zhuǎn)臺(tái)60的位移可以根據(jù)位移傳感器67檢測(cè)的位移通過(guò)嚙合在凸輪嚙合槽 60a內(nèi)的凸輪隨動(dòng)件65進(jìn)行控制，轉(zhuǎn)臺(tái)60的上表面以及因而是拋光墊61的上表面可以在形狀上進(jìn)行控制，以控制襯底G的拋光表面的形狀。具體地，如果轉(zhuǎn)臺(tái)60的上表面以及因而是拋光墊61的上表面制成向上凸，則被拋光墊61的向上凸的上表面拋光的襯底G的表面制成向上凹。相反，如果轉(zhuǎn)臺(tái)60的上表面以及因而是拋光墊61的上表面制成向下凹，則被拋光墊61的向下凹的上表面拋光的襯底G的表面制成向下凸。因此，通過(guò)控制轉(zhuǎn)臺(tái)60 的上表面以及因而是拋光墊61的上表面的形狀，可以控制襯底G的被拋光表面的均勻性。圖18A和18B示出了襯底拋光設(shè)備中的另一拋光機(jī)構(gòu)3。如圖18A所示，拋光臺(tái) 60具有形成在拋光臺(tái)60的外部周圍部分的上表面上的管插入槽71。管70插入管插入槽 71中，拋光墊61放置拋光臺(tái)60上，位于管70上方。管70可以經(jīng)管道72供應(yīng)壓縮氣體，諸如壓縮空氣、氮?dú)?N2)等。如圖18B所示，當(dāng)拋光襯底G時(shí)，管70經(jīng)管道72供應(yīng)壓縮氣體。 管70膨脹而提升拋光墊61的外部周圍部分，從而保持漿液S在拋光墊61的上表面上。這樣防止?jié){液S從拋光墊61流出，因此可以減少漿液S的消耗。在通過(guò)漿液S拋光了襯底G 之后，管70內(nèi)的氣體可以排出，而使拋光墊61達(dá)到轉(zhuǎn)臺(tái)60上的水平位置。圖19示出了本發(fā)明的襯底拋光設(shè)備的管道系統(tǒng)。如圖19所示，包括襯底保持機(jī)構(gòu) 4的拋光機(jī)構(gòu)3被封閉在置于室內(nèi)的殼體101內(nèi)。殼體101在其上壁上具有排氣口 102。排氣口 102在其中裝有與葉片配合的旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器103，用于選擇性地打開和關(guān)閉排氣口 102。 如圖19所示，設(shè)有用于供應(yīng)空氣或氮?dú)獾墓艿?3、用于供應(yīng)水或化學(xué)制品的管道74、用于供應(yīng)漿液的管道75、用于供應(yīng)壓縮氣體的管道72、和用于供應(yīng)各種氣體和液體的其它管道。所有這些管道都經(jīng)旋轉(zhuǎn)供應(yīng)單元69和轉(zhuǎn)動(dòng)軸62連接于轉(zhuǎn)臺(tái)60。雖然在附圖中未示出，但在圖13中所示的用于給轉(zhuǎn)臺(tái)60上的冷卻劑通道槽77供應(yīng)冷卻水或冷卻劑的管道可以經(jīng)旋轉(zhuǎn)供應(yīng)單元69和轉(zhuǎn)動(dòng)軸62延伸?？諝饣虻?dú)饪梢越?jīng)管道73供應(yīng)到拋光墊61的上表面上。水或化學(xué)制品可以在高壓下經(jīng)管道74供應(yīng)到轉(zhuǎn)臺(tái)60和拋光墊61之間的間隙。漿液S可以經(jīng)管道75供應(yīng)到在拋光墊61的上表面上開口的漿液出口 68。諸如壓縮空氣的壓縮氣體可以經(jīng)管道72供應(yīng)到管 70。用于測(cè)量所使用的化學(xué)制品產(chǎn)生的成份濃度的濃度傳感器104，例如，氫濃度傳感器、氧濃度傳感器等位于轉(zhuǎn)臺(tái)60上方。所述成份的濃度超出允許濃度的倍數(shù)由計(jì)數(shù)器106經(jīng)放大器105進(jìn)行監(jiān)測(cè)。如果監(jiān)測(cè)的計(jì)數(shù)超出允許值，則計(jì)數(shù)器106發(fā)出信號(hào)以給電磁操縱閥 107通電，而使旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器103工作。這樣，排氣口 102打開以從殼體101排出空氣。如圖20所示，溫度傳感器112位于機(jī)頭40的襯底保持器42中，用于測(cè)量襯底G 的溫度。根據(jù)已經(jīng)由溫度傳感器112檢測(cè)的襯底G和襯底保持器42的溫度變化，控制供應(yīng)到轉(zhuǎn)臺(tái)60上的冷卻劑通道槽77的冷卻水或冷卻劑的流速。溫度傳感器112由安裝在傳感器座110上的傳感器保持器111保持，該傳感器座固定在襯底保持器42的相反側(cè)。這樣由傳感器保持器111保持的溫度傳感器112具有插入襯底保持器42上形成的傳感器插入孔內(nèi)的尖端。雖然在附圖中未示出，可以設(shè)置光電傳感器或圖像傳感器，以確認(rèn)穿過(guò)襯底G的鍍覆金屬層的去除，從而檢測(cè)終點(diǎn)。在襯底G被漿液拋光之后，拋光墊61的上表面被供應(yīng)水，以用供應(yīng)的水拋光襯底 G。水從拋光墊61的上表面上形成的多個(gè)水出口供應(yīng)到襯底G的整個(gè)被拋光表面上。在襯底G用水拋光之后，機(jī)頭本體41內(nèi)的腔室41a被減壓以使襯底G和襯底保持器42縮回機(jī)頭本體41內(nèi)。為了防止襯底保持器42在縮回時(shí)變形，在將與襯底保持器42后表面接觸的機(jī)頭本體41的表面上設(shè)有形狀和面積與襯底G基本上相同的襯底保持器接收器，以防止襯底保持器42變形。在襯底G用漿液和水拋光之后，襯底保持機(jī)構(gòu)4的機(jī)頭40由機(jī)頭提升和下降機(jī)構(gòu) M提升(參見(jiàn)圖8)。由于襯底G不能從拋光墊61釋放，特別是當(dāng)襯底G尺寸較大時(shí)，經(jīng)管道73供應(yīng)空氣或氮?dú)?見(jiàn)圖19)并經(jīng)拋光墊61上形成的孔排出，從而將襯底G容易地從拋光墊61上剝離。襯底G可以從拋光墊61上容易地取走，如果襯底G從轉(zhuǎn)臺(tái)60上懸垂而減小襯底G和拋光墊61之間的接觸面積、或如果襯底G的轉(zhuǎn)動(dòng)速率與轉(zhuǎn)臺(tái)60的轉(zhuǎn)動(dòng)速率的比值變化。如果待拋光襯底G是細(xì)長(zhǎng)的矩形形狀，則當(dāng)機(jī)頭40從拋光墊61升高時(shí)，機(jī)頭 40的轉(zhuǎn)動(dòng)被停止以使襯底G沿一定的方位。圖1所示的襯底拋光設(shè)備1停止機(jī)頭40的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使襯底G處于與襯底G被頂推機(jī)構(gòu)2傳遞時(shí)相同的方位。這樣，襯底G可以容易地輸送到頂推機(jī)構(gòu)2。在襯底G從拋光墊61取走之后，柱6朝頂推機(jī)構(gòu)2移動(dòng)。如圖1所示，頂推機(jī)構(gòu) 2包括第一清洗單元80，它具有清洗噴嘴81和吸水海綿輥82，用于清洗襯底G的已拋光表面。當(dāng)襯底保持機(jī)構(gòu)4的機(jī)頭40與柱6 —起移動(dòng)直到機(jī)頭40位于已拋光襯底接收器20正上方時(shí)，清洗噴嘴81向襯底G的已拋光表面噴射清洗液，且吸水海綿輥82吸收施加在襯底 G的已拋光表面上的清洗液。圖21是示出了襯底G移動(dòng)時(shí)在真空吸引作用下由機(jī)頭40保持的襯底G的已拋光表面進(jìn)行清洗的視圖。當(dāng)由機(jī)頭40保持的襯底G沿箭頭X所示方向與柱6 —致地移動(dòng)時(shí)，從第一清洗單元80的清洗噴嘴81噴出的清洗液Q清洗了襯底G的已拋光表面，且吸水海綿輥82吸收并除去施加在襯底G的已拋光表面上的清洗液。吸水海綿輥82可以繞吸水海綿輥82的縱向軸線轉(zhuǎn)動(dòng)或不轉(zhuǎn)動(dòng)。在襯底G的已拋光表面被第一清洗單元清洗并從該表面去除了施加的清洗液之后，襯底G定位且停止在頂推機(jī)構(gòu)的已拋光襯底接收器20的正上方。此后，如圖22所示， 已拋光襯底接收器20的提升/下降缸M升高而舉起基板21，直到襯底支撐部件22的上端上的吸盤沈與位于襯底G的已拋光表面周圍的襯底G外圍區(qū)域形成接觸。當(dāng)吸盤沈連接于真空系統(tǒng)(未示出)時(shí)，在真空吸引作用下吸盤沈吸引襯底G的外圍。同時(shí)，襯底G的真空吸引從機(jī)頭40的襯底保持器42釋放。這樣，可以將襯底G從襯底保持器42上取下。
如上所述，已拋光襯底接收器20與待拋光襯底接收器10同軸。待拋光襯底接收器10的襯底支撐銷12支撐襯底G的內(nèi)部區(qū)域，從而抑制襯底G的撓曲。這樣，襯底G可以由機(jī)頭在真空吸引作用下可靠地保持。然而，在襯底G拋光之后，襯底G需要在沒(méi)有對(duì)襯底 G的器件區(qū)域造成損壞的情況下保持定位。因此，襯底G需要在僅僅襯底G的外圍區(qū)域(無(wú)器件區(qū)域)接觸的狀態(tài)下保持定位。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，使用不同的接收器，即，互相同軸的待拋光襯底接收器10和已拋光襯底接收器20，來(lái)分別在拋光之前和之后支撐襯底G。 待拋光襯底接收器10和已拋光襯底接收器20分別支撐襯底G的內(nèi)部區(qū)域和外部區(qū)域。由于待拋光襯底接收器10的襯底支撐銷12支撐襯底G的內(nèi)部區(qū)域，已拋光襯底 G的器件區(qū)域不被襯底支撐銷12上的銅所污染。已拋光襯底接收器20具有襯底支撐部件 22，該支撐部件具有吸盤沈且位于基板21上，用于支撐襯底G的外圍區(qū)域。由于襯底支撐部件22上的吸盤沈沿襯底G的外圍區(qū)域設(shè)置，它們有效地防止襯底G撓曲。已拋光襯底接收器20的基板21可以通過(guò)已拋光襯底接收器20的傾斜機(jī)構(gòu)從圖 22所示的位置傾斜，如圖23所示。具體地，在一側(cè)的一些提升/下降缸M下降而使已拋光襯底接收器20的基板21傾斜。此時(shí)襯底G從機(jī)頭40的襯底保持器42的一側(cè)剝離。當(dāng)取下襯底G時(shí)，在另一側(cè)的提升/下降缸M下降。如圖M所示，襯底G的外圍區(qū)域的已拋光表面通過(guò)與密封部件觀的上端的緊密接觸而密封。然后清洗襯底G的相反側(cè)(未拋光表面)°襯底G的相反側(cè)由位于頂推機(jī)構(gòu)2中的第二清洗單元83(見(jiàn)圖1)清洗。圖對(duì)示出了襯底G的相反側(cè)通過(guò)第二清洗單元83清洗的方式。如第一清洗單元80 —樣，第二清洗單元83具有清洗噴嘴84和吸水海綿輥85。位于襯底G后面的第二清洗單元83 (見(jiàn)圖1) 通過(guò)提升/下降機(jī)構(gòu)(未示出)升高到一定高度，然后通過(guò)移動(dòng)機(jī)構(gòu)(未示出)移動(dòng)到襯底G的前端，此后降低一定距離。然后，在第二清洗單元83沿襯底G的相反側(cè)從襯底G的前端向后端移動(dòng)時(shí)，第二清洗單元83清洗襯底G的相反側(cè)。具體地，清洗噴嘴84向襯底G 的相反側(cè)噴射清洗液，然后吸水海綿輥85吸收施加在襯底G的相反側(cè)上的清洗液。此時(shí)， 由于襯底G的下表面被密封部件觀密封，可防止清洗液流到襯底G的已拋光表面上。為了從機(jī)頭40的襯底保持器42上剝離襯底G，通過(guò)傾斜機(jī)構(gòu)使基板21傾斜，如圖 25所示。具體地，在一側(cè)的一些提升/下降缸M下降而使基板21傾斜。當(dāng)襯底G的一個(gè)端部從機(jī)頭40上移開從而在襯底G的該端部和機(jī)頭40之間形成間隙204時(shí)，空氣或諸如氮?dú)獾鹊臍怏w從氣體噴嘴86導(dǎo)入間隙204中。從氣體噴嘴86導(dǎo)入間隙204的空氣或氣體使襯底G從襯底保持器42平順地取走，而沒(méi)有損壞襯底G。作為選擇，可以在間隙204內(nèi)插入繩索、桿或板形式的取走輔助件87，且從間隙204的較寬端向其較小端，即，從襯底G的前端向后端移動(dòng)。使用氣體噴嘴86或取走輔助件87可以比襯底G簡(jiǎn)單地從其一端從機(jī)頭40取走時(shí)明顯降低對(duì)襯底G損壞的可能性。氣體噴嘴86可以固定在位，或可以從間隙204的較寬端朝向其較小端移動(dòng)。下面將描述在襯底G放在已拋光襯底接收器20上之后，清洗和干燥保持在已拋光襯底保持器20上的襯底G的另一工藝。如圖沈所示，上部清洗和干燥單元89包括清洗噴嘴81、干燥氣體噴嘴88、和吸水海綿輥82，它們位于放置在已拋光襯底接收器20上的襯底 G的上方，下部清洗和干燥單元89包括清洗噴嘴81、干燥氣體噴嘴88、和吸水海綿輥82，它們位于放置在已拋光襯底接收器20上的襯底G下方。在上部和下部清洗和干燥單元89沿襯底從其一端向另一端移動(dòng)時(shí)，上部和下部清洗和干燥單元89清洗和干燥襯底G。具體地， 清洗噴嘴81噴射清洗液以清洗襯底G的上表面和下表面，吸水海綿輥82吸收施加在襯底G 的上表面和下表面上的清洗液。此后，在上部和下部清洗和干燥單元89沿襯底G移動(dòng)時(shí)， 干燥氣體噴嘴88向襯底G的上表面和下表面噴射干燥空氣或諸如干燥氮?dú)獾鹊母稍餁怏w， 從而干燥襯底G。當(dāng)下部清洗和干燥單元89移動(dòng)時(shí)，吸盤沈和襯底支撐部件22是下部清洗和干燥單元89的移動(dòng)的障礙。因此，當(dāng)下部清洗和干燥單元89接近吸盤沈和襯底支撐部件22 時(shí)，缸23被致動(dòng)而使吸盤沈和襯底支撐部件22下降，以便使下部清洗和干燥單元89通過(guò)。 在下部清洗和干燥單元89已經(jīng)經(jīng)過(guò)之后，缸23再次被致動(dòng)而使吸盤沈依次與襯底G的下表面接觸以支撐襯底G。如果清洗噴嘴81、干燥氣體噴嘴88和吸水海綿輥82比襯底G的寬度更長(zhǎng)，則襯底G可以在清洗噴嘴81和吸水海綿輥82在一個(gè)行程內(nèi)移動(dòng)時(shí)被清洗、且可以在干燥氣體噴嘴88在一個(gè)行程內(nèi)移動(dòng)時(shí)被干燥。如圖27所示，襯底G通過(guò)傾斜機(jī)構(gòu)傾斜而使襯底G的一個(gè)端部下降，并將襯底G 的一端從機(jī)頭40剝離。當(dāng)襯底G傾斜時(shí)，清洗液從位于襯底G的另一端上方的清洗噴嘴81 噴向襯底G的上表面，另一端高于下降的端部。這樣供應(yīng)的清洗液由于重力從襯底G的上表面流下。所以，可以清洗襯底G的整個(gè)上表面，而不必移動(dòng)清洗噴嘴81。由于清洗液沿傾斜的表面流動(dòng)，所以清洗液不留在襯底G上。因此，避免了襯底G由于清洗液的重量而撓曲，因而避免了損壞。清洗的襯底G通過(guò)干燥機(jī)構(gòu)干燥。如圖沈所示，如果干燥機(jī)構(gòu)包括用于噴射干燥空氣或諸如干燥氮?dú)獾鹊母稍餁怏w的干燥氣體噴嘴88，則在干燥氣體噴嘴88從襯底G的一端移動(dòng)到另一端時(shí)干燥氣體噴嘴88干燥襯底G。此時(shí)，干燥氣體噴嘴88可以與清洗噴嘴81—致地移動(dòng)。吸盤沈和襯底支撐部件22也是干燥氣體噴嘴88移動(dòng)的障礙。所以， 當(dāng)干燥氣體噴嘴88接近吸盤沈和襯底支撐部件22時(shí)，缸23被致動(dòng)而降低吸盤沈和襯底支撐部件22，以便使干燥氣體噴嘴88經(jīng)過(guò)。在干燥氣體噴嘴88已經(jīng)經(jīng)過(guò)之后，缸23再次被致動(dòng)而使吸盤26依次接觸襯底G的下表面且支撐襯底G?？梢蕴峁┚哂泻＞d的清洗液吸收機(jī)構(gòu)，用于在襯底G的已清洗表面上滑動(dòng)以吸收上面的清洗液，或提供具有合成樹脂等制成的刮板的清洗液擦拭機(jī)構(gòu)，用于在襯底G的已清洗表面上移動(dòng)以擦去上面的清洗液。根據(jù)另一種清洗和干燥機(jī)構(gòu)，已拋光襯底接收器20包括用于轉(zhuǎn)動(dòng)襯底G的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。在襯底G由轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，清洗液和干燥空氣噴向襯底G的中心區(qū)域。根據(jù)高周圍速度和噴向襯底G的干燥氣體的結(jié)合，如果襯底G尺寸大，由于襯底G在其外圍邊緣以高周圍速度轉(zhuǎn)動(dòng)，則襯底G可以很快干燥，而沒(méi)有增加襯底G的轉(zhuǎn)動(dòng)速率。如上所述，拋光機(jī)構(gòu)3包括用于修整轉(zhuǎn)臺(tái)60上的拋光墊61的上表面的修整器單元8，從而形成適于拋光襯底G的拋光表面。如圖1所示，修整器單元8安裝在擺臂90上。 如圖28所示，修整器單元8包括修整器工具91、轉(zhuǎn)動(dòng)軸92、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)M3、修整器提升和下降機(jī)構(gòu)94和旋轉(zhuǎn)的水源95。當(dāng)擺臂90轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，修整器單元8從圖1所示的位置移動(dòng)到轉(zhuǎn)臺(tái)60上方的位置。然后修整器提升和下降機(jī)構(gòu)94使修整器工具91下降，直到修整器工具 91壓靠拋光墊61的上表面。修整器工具91和轉(zhuǎn)臺(tái)60轉(zhuǎn)動(dòng)而修整和再生拋光墊61的上表
當(dāng)拋光墊61的上表面被修整時(shí)，擺臂90重復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)而使修整器工具91徑向經(jīng)過(guò)拋光墊61的上表面。在修整過(guò)程中，經(jīng)旋轉(zhuǎn)的水源95和位于轉(zhuǎn)動(dòng)軸92內(nèi)的管道96供應(yīng)的純水(DIW)從修整器工具91的下表面上形成的中心出口排出。從中心出口排出的純水有效地排除了由于修整器工具91在拋光墊61上產(chǎn)生的灰塵和碎屑，且減少了拋光墊61通過(guò)修整器工具91進(jìn)行修整時(shí)產(chǎn)生的熱量。在轉(zhuǎn)臺(tái)60上的拋光墊61使用預(yù)定的時(shí)間之后將不再適于拋光襯底，即使拋光墊 61通過(guò)修整器工具91修整。所以，已經(jīng)用過(guò)的拋光墊61需要用新的一個(gè)更換。為了更換拋光墊61，水或化學(xué)制品經(jīng)圖19中所示的管道74供應(yīng)到轉(zhuǎn)臺(tái)60和拋光墊61之間的間隙， 從而有利于在水或化學(xué)制品的作用(壓力)下從轉(zhuǎn)臺(tái)60上取下拋光墊61。圖四示出了轉(zhuǎn)臺(tái)60和安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)60上的拋光墊61。如圖四所示，拋光墊61包括多個(gè)拋光墊部分，它們包括位于轉(zhuǎn)臺(tái)60中心的中心圓形拋光墊部分120、和位于轉(zhuǎn)臺(tái)60 上在中心圓形拋光墊部分120周圍的多個(gè)(在圖四中12個(gè))扇形拋光墊部分121。中心圓形拋光墊部分120包括圓形墊基部120a和粘合在圓形墊基部120a的上表面上的圓形墊 120b。每個(gè)扇形拋光墊部分121包括扇形墊基部121a和粘合在扇形墊基部121a的上表面上的扇形墊121b。通過(guò)安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)60上且插入墊基部120a，121a中形成的相應(yīng)孔(未示出)中的定位銷122，中心圓形拋光墊部分120和扇形拋光墊部分121被定位且固定在轉(zhuǎn)臺(tái) 60的上表面上。由于拋光墊61包括拋光墊部分120和多個(gè)拋光墊部分121，每個(gè)拋光墊部分120 和拋光墊部分121可以在短時(shí)間內(nèi)單獨(dú)地用新的拋光墊部分更換。如果轉(zhuǎn)臺(tái)60直徑更大， 則更容易更換拋光墊部分120，121。拋光墊部分120，121具有當(dāng)襯底G通過(guò)拋光墊61進(jìn)行拋光時(shí)不損害襯底G的表面均勻性的尺寸精度。有各種方法將拋光墊部分121固定在轉(zhuǎn)臺(tái)60上。圖30示出了轉(zhuǎn)臺(tái)60具有多個(gè)位于其上表面上且連接于真空管路124的吸盤123的示例。每個(gè)拋光墊部分121的基部 121a在真空吸引作用下被吸盤123吸引，從而將拋光墊部分121固定在轉(zhuǎn)臺(tái)60上。真空管路1 連接于液體一氣體分離器、用于測(cè)量真空管路124內(nèi)的真空級(jí)別的真空傳感器126、 和閥127。根據(jù)通過(guò)真空傳感器1 對(duì)真空管路124內(nèi)真空級(jí)別的監(jiān)測(cè)，可以在所希望的真空吸引力下將拋光墊部分121固定在轉(zhuǎn)臺(tái)60的上表面上，并減少真空消耗。雖然在附圖中未示出，但拋光墊部分120也以同樣的方式固定在轉(zhuǎn)臺(tái)60的上表面上。根據(jù)將拋光墊部分121固定在轉(zhuǎn)臺(tái)60上的另一種固定方法，如圖31所示，每個(gè)拋光墊部分121的基部121a通過(guò)螺釘128固定在轉(zhuǎn)臺(tái)60上。根據(jù)圖32所示的另一示例，每個(gè)拋光墊部分121的基部121a通過(guò)螺栓129固定在轉(zhuǎn)臺(tái)60上，螺栓裝在拋光墊部分121 的基部121a上、且通過(guò)旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器130緊固。拋光墊部分120可以以相同的方式固定在轉(zhuǎn)臺(tái)60的上表面上。一個(gè)或多個(gè)本發(fā)明的襯底拋光設(shè)備可以沿與諸如傳遞機(jī)械手等的襯底傳遞裝置相應(yīng)的襯底傳遞區(qū)域放置，從而形成襯底拋光設(shè)施。作為選擇，一或多個(gè)本發(fā)明的襯底拋光設(shè)備可以沿與襯底傳遞裝置相應(yīng)的襯底傳遞區(qū)域放置，其它的襯底拋光設(shè)備可以也沿襯底傳遞區(qū)域放置，從而形成襯底拋光設(shè)施。具體地，本發(fā)明的襯底拋光設(shè)備可以用于多種組合的任一種，從而滿足用戶的需求。
在所示實(shí)施例中，襯底拋光設(shè)備采用轉(zhuǎn)臺(tái)60作為繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的拋光臺(tái)。然而， 襯底拋光設(shè)備可以采用做諸如滾動(dòng)移動(dòng)或往復(fù)移動(dòng)的平移移動(dòng)的拋光臺(tái)。在所示實(shí)施例中，拋光墊61作為拋光工具安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)60的上表面上。然而，拋光工具可包括研磨輪，研磨輪包括通過(guò)粘結(jié)劑粘在一起的研磨顆粒。換言之，拋光工具可以是可修整和再生的任何拋光工具，從而通過(guò)拋光工具調(diào)節(jié)器提供適于拋光的拋光表面。雖然已經(jīng)示出和詳細(xì)描述了本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施例，但應(yīng)當(dāng)理解在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下可以作出各種變化和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種襯底拋光設(shè)備，包括襯底保持機(jī)構(gòu)，所述襯底保持機(jī)構(gòu)包括用于保持待拋光襯底的機(jī)頭；拋光機(jī)構(gòu)，所述拋光機(jī)構(gòu)包括具有拋光工具的拋光臺(tái)，由所述機(jī)頭保持的襯底被壓靠所述拋光臺(tái)上的所述拋光工具，以通過(guò)所述襯底和所述拋光工具的相對(duì)運(yùn)動(dòng)拋光所述襯底；所述機(jī)頭包括襯底保持器和機(jī)頭本體，所述襯底保持器具有用于吸引襯底的襯底吸引表面；所述襯底保持器具有通過(guò)彈性部件可垂直移動(dòng)地安裝在所述機(jī)頭本體上的外部周圍邊緣；所述機(jī)頭本體包括在所述襯底保持器后面的加壓和減壓腔室，用于通過(guò)改變所述加壓和減壓腔室內(nèi)的壓力使由所述襯底保持器保持的待拋光或已拋光的襯底與所述拋光工具接觸或脫離接觸。
2.權(quán)利要求1所述的襯底拋光設(shè)備，其特征在于，所述彈性部件包括隔膜。
3.權(quán)利要求1所述的襯底拋光設(shè)備，其特征在于，所述襯底保持器由彈性材料制成，且所述襯底保持器具有襯底吸引機(jī)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求3所述的襯底拋光設(shè)備，其特征在于，所述彈性材料具有位移防止機(jī)構(gòu)和密封部件。
5.如權(quán)利要求4所述的襯底拋光設(shè)備，其特征在于，所述位移防止機(jī)構(gòu)包括形成在所述襯底吸引表面上的凹槽，用于在其中接收襯底。
6.如權(quán)利要求4所述的襯底拋光設(shè)備，其特征在于，所述密封部件設(shè)置在所述襯底吸引表面上，且沿所述襯底的外圍部分定位。
7.權(quán)利要求1所述的襯底拋光設(shè)備，其特征在于，所述襯底是矩形形狀，所述彈性部件具有繞所述襯底保持器的周圍從所述襯底的外部周圍邊緣到所述機(jī)頭本體的恒定寬度。
8.權(quán)利要求1所述的襯底拋光設(shè)備，其特征在于，所述拋光臺(tái)包括用于冷卻拋光臺(tái)的多個(gè)翅片。
9.如權(quán)利要求8所述的襯底拋光設(shè)備，其特征在于，所述翅片具有防止所述拋光臺(tái)撓曲的功能。
10.權(quán)利要求1所述的襯底拋光設(shè)備，其特征在于，還包括形成在所述拋光臺(tái)的外部周圍邊緣上的槽、和嚙合在所述槽內(nèi)的凸輪隨動(dòng)件。
11.權(quán)利要求1所述的襯底拋光設(shè)備，其特征在于，還包括位于所述拋光臺(tái)的外部周圍邊緣附近的位移傳感器，用于檢測(cè)所述拋光臺(tái)的位移。
12.權(quán)利要求1所述的襯底拋光設(shè)備，其特征在于，還包括形成在所述拋光臺(tái)的上表面上的多個(gè)漿液出口、和用于將所述拋光工具壓靠所述漿液出口的外圍邊緣的多個(gè)加壓部件。
13.權(quán)利要求1所述的襯底拋光設(shè)備，其特征在于，還包括形成在所述拋光臺(tái)的上表面上的多個(gè)漿液出口，所述漿液出口位于在所述襯底被拋光時(shí)與所述襯底的待拋光表面保持接觸的所述拋光臺(tái)的區(qū)域內(nèi)。
14.權(quán)利要求1所述的襯底拋光設(shè)備，其特征在于，還包括位于所述拋光臺(tái)的外部周圍部分上的管，用于在送入所述管內(nèi)的壓縮氣體的壓力作用下將所述拋光工具的外部周圍部分推離所述拋光臺(tái)。
15.權(quán)利要求1所述的襯底拋光設(shè)備，其特征在于，還包括位于所述拋光臺(tái)上方的氣體濃度傳感器。
16.權(quán)利要求1所述的襯底拋光設(shè)備，其特征在于，還包括用于修整所述拋光工具表面的修整器工具，所述修整器工具包括用于排出水的水出口。
17.權(quán)利要求1所述的襯底拋光設(shè)備，其特征在于，所述拋光工具包括安裝在所述拋光臺(tái)的上表面上的拋光墊，所述拋光臺(tái)包括用于在所述拋光臺(tái)和所述拋光墊之間排放水和化學(xué)制品中的至少之一的出口。
18.權(quán)利要求1所述的襯底拋光設(shè)備，其特征在于，還包括在所述拋光工具的上表面上形成的氣體出口，用于排放氣體。
19.權(quán)利要求1所述的襯底拋光設(shè)備，其特征在于，所述拋光工具包括安裝在所述拋光臺(tái)的上表面上的多個(gè)板狀部分，所述板狀部分在真空吸引作用下或通過(guò)機(jī)械固定部件被固定到所述拋光臺(tái)的所述上表面上。
全文摘要
一種襯底拋光設(shè)備包括襯底保持機(jī)構(gòu)和拋光機(jī)構(gòu)，所述襯底保持機(jī)構(gòu)包括用于保持待拋光襯底的機(jī)頭，所述拋光機(jī)構(gòu)包括上面安裝有拋光墊的拋光臺(tái)。由所述機(jī)頭保持的襯底被壓靠所述拋光臺(tái)上的所述拋光工具，以通過(guò)所述襯底和所述拋光工具的相對(duì)運(yùn)動(dòng)拋光所述襯底。所述襯底拋光設(shè)備還包括襯底傳遞機(jī)構(gòu)，所述襯底傳遞機(jī)構(gòu)用于將待拋光的襯底送到所述機(jī)頭并接收已拋光的襯底。所述襯底傳遞機(jī)構(gòu)包括用于接收待拋光襯底的待拋光襯底接收器和用于接收已拋光襯底的已拋光襯底接收器。
文檔編號(hào)B24B37/04GK102229104SQ201110119250
公開日2011年11月2日 申請(qǐng)日期2007年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月6日
發(fā)明者關(guān)本雅彥, 國(guó)澤淳次, 宮崎充, 小林賢一, 橫山俊夫, 渡邊輝行, 粂川正行, 勝岡誠(chéng)司 申請(qǐng)人:株式會(huì)社荏原制作所