CN101733696A - 基板抛光方法及处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基板抛光方法及处理方法。在一种基板抛光方法中包括：通过移动机构将基板移动到用于抛光基板外围部分的斜边抛光装置和用于抛光基板凹口的凹口抛光装置中的一个上；利用斜边抛光装置和凹口抛光装置中的一个，第一次抛光基板的外围部分或基板的凹口；在第一次抛光之后仅将纯水供应到基板上，以形成覆盖基板表面的水膜；在水膜形成于基板表面上的情况下，通过移动机构将基板移动到斜边抛光装置和凹口抛光装置中的另一个上；和利用斜边抛光装置和凹口抛光装置中的另一个，第二次抛光基板的外围部分或基板凹口。

Description

基板抛光方法及处理方法
技术领域
本发明涉及一种基板处理设备，尤其涉及一种具有抛光单元的基板处理设备，该抛光单元用于抛光基板如半导体晶片的外围部分。本发明还涉及一种基板处理方法，尤其涉及一种抛光基板如半导体晶片的外围部分的基板抛光方法。
背景技术
近些年，根据半导体器件更精细的结构和更高的集成度，处理颗粒变得越来越重要。在处理颗粒中的一个主要问题是，在半导体器件制造工艺中，由基板如半导体晶片外围部分(斜边部分和边缘部分)处产生的表面粗糙度导致的灰尘。
图1A和1B是示出晶片W外围部分实施例的放大截面图。图1A示出了具有通过多条直线形成的截面的直型晶片W的外围部分。图1B示出了具有由曲线形成的截面的圆形晶片W的外围部分。在图1A中，晶片W的斜边部分B包括上部斜边部分P和下部斜边部分Q，其分别关于晶片W的外周部分的上下表面倾斜，并包括晶片W的外周部分的侧表面R。在图1B中，晶片W的斜边部分B包括在晶片W外周部分截面中的具有曲率的部分。在图1A和1B中，晶片W的边缘部分包括位于斜边部分B的内部边界和晶片W的上表面D之间的区域E，该晶片W上表面上形成半导体器件。在以下描述中，晶片的外围部分包括前述的斜边部分B和边缘部分E。
而且，在以下描述中，凹口意思是在硅晶片等的外周部分中形成的V形切口(V形凹口)或者线形切口(定向平面)，用于表示晶片的取向。凹口提供于晶片的外围部分处。具体地讲，凹口以凹进的形式形成于晶片的外围部分处。
之前已经公知用于抛光晶片外围部分的抛光装置(外围部分抛光装置)。这种抛光装置已经用于在半导体器件形成工艺之前定形晶片的外周部分。目前，这种抛光装置已经用于在半导体器件形成工艺中去除作为污染源附着到晶片外围部分上的膜，或者用于去除在晶片外围部分处产生的表面粗糙度，例如用于分离在于晶片中形成深沟槽之后形成的针状突起。当事先去除附着到晶片外围部分处的物体时，可以防止由保持和传送晶片的传送机构导致的晶片污染物。而且，当事先从晶片外围部分去除表面粗糙度时，可以防止通过分离在晶片外围部分上形成的物体产生的灰尘。
而且，实际上已经使用一种基板处理设备，其具有处理单元，包处理单元包括用于抛光晶片外围部分的抛光装置(抛光单元)、用于清洗晶片的清洗单元和用于干燥晶片的干燥单元。该基板处理设备可用于在晶片上进行一系列处理，包括抛光晶片外围部分。根据这种基板处理设备，可以进行一系列的处理，包括抛光晶片外围部分和清洗以及干燥抛光的晶片，所有处理都一次性地在单个的基板处理设备中。由此，这种基板处理设备效率优良。
同时，提供在基板处理设备中的抛光单元包括用于抛光晶片斜边部分的斜边抛光装置或用于抛光晶片凹口的凹口抛光装置。斜边抛光装置或者凹口抛光装置设置于抛光单元中，以包围被抛光的晶片。为了改善这种基板处理设备中的抛光处理的效率，必须适当地设置抛光单元。例如，将具有上述结构的多个抛光单元供应到基板处理设备中。
而且，在具有多个抛光单元的常规基板处理设备的情况下，考虑到传送机构传送晶片至各自的抛光单元或从各自的抛光单元传送所需的空间以及抛光单元所需的空间，确定抛光单元的配置。由此，没有考虑到当操作者更换抛光带或抛光垫时，操作者对抛光单元中的斜边抛光装置或凹口抛光装置的可接近性。因此，操作者工作效率必然低。为了解决这种缺点，希望设置基板处理设备以使操作者能高效地进行消耗性部件的更换以及相应部件的维护，这种消耗性部件例如是抛光单元中的抛光带和抛光垫；
而且，如果抛光液如浆料或研磨颗粒在有抛光单元抛光时分散开，则抛光液或研磨颗粒会污染抛光单元或抛光晶片的相应部分，从而进一步导致抛光晶片将传送至其的其它区域的污染。这种情况下，必须频繁地清洗基板处理设备中的单元如抛光单元和传送单元。由此，维护操作对操作者成为重负。此外，操作者必须有到抛光单元或其它单元的入口以进行清洗。因此，降低了操作效率。为了降低维护操作的负载，希望在抛光的同时防止抛光单元各部分和晶片的污染。
发明内容
考虑到上述缺点制作了本发明。因此，本发明的第一个目的是提供一种基板处理设备，其对于抛光基板具有改进的效率，允许在短的时间段内有效地进行维护操作，并能够降低维护操作的负担。
本发明的第二个目的是提供一种基板抛光方法，其能够改善抛光基板的工艺效率，允许在短的时间段内有效地进行维护操作，并能够降低维护操作的负担。
本发明的第三个目的是提供一种基板处理方法，其改进了抛光基板的工艺效率，允许在短的时间段内有效地进行维护操作，并能够降低维护操作的负担。
根据本发明的第一个方面，提供了一种基板处理设备，其具有至少两个抛光单元，用于抛光基板如半导体晶片的外围部分，适合于去除在基板外围部分处产生的表面粗糙度或者作为污染源附着到基板外围部分上的膜。两个抛光单元中的每一个都包括斜边抛光装置和/或凹口抛光装置，用于抛光基板的外围部分。基板处理设备具有在两个抛光单元之间形成的维护空间。在两个抛光单元每一个中的斜边抛光装置和/或凹口抛光装置面对维护空间，以便可自维护空间到达。
两个抛光单元中的每一个可以都容纳在罩体中，该罩体具有设置于面对维护空间的位置处的入口。在两个抛光单元每一个中的斜边抛光装置和/或凹口抛光装置可通过打开入口被从所述维护空间触及。
通过上述配置，操作者可从相同的空间触及到两个抛光单元中的斜边抛光装置和/或凹口抛光装置，而不需移动每个抛光单元中的斜边抛光装置和/或凹口抛光装置。因此，可以在短时间段内有效地进行抛光单元中斜边抛光装置和/或凹口抛光装置的维护操作。结果，改善了用于基板处理设备维护的便利程度。
由此，设计基板处理设备中各单元的配置和单元中各部件的配置，以改进抛光基板的处理效率。操作者能从共用空间触及到单元，以在短时间段内有效地进行维护操作。而且，可以防止在抛光期间各单元和基板被污染，以便降低维护操作的负担。
斜边抛光装置可以包括抛光带、用于将抛光带压抵于基板外围部分的斜边抛光头、和用于将抛光带供应到斜边抛光头并从斜边抛光头收回抛光带的抛光带供应/回收机构。在抛光带供应/回收机构中的抛光带适合于从维护空间更换。凹口抛光装置包括抛光带、用于将抛光带压抵于基板凹口的凹口抛光头和用于将抛光带供应到凹口抛光头并从凹口抛光头收回抛光带的抛光带供应/回收机构。在抛光带供应/回收机构中的抛光带适合于从维护空间更换。
通过上述配置，由于抛光带能够从维护空间更换，因此能在短时间段内从抛光单元外部有效地进行维护操作。因此，改善了基板处理设备维护的便利程度。
罩体可以在其四侧上具有侧壁。斜边抛光装置和凹口抛光装置中的一个可设置在罩体的第一个侧壁附近。罩体的第一个侧壁面对维护空间。另一种斜边抛光装置和凹口抛光装置设置在罩体的第二侧壁附近，该第二侧壁与罩体的第一侧壁相邻。罩体的第二侧壁面对基板处理设备的外壳。
通过上述配置，能消除抛光单元中的无用空间。而且，可从维护空间或基板处理设备的外壳触及斜边抛光装置或凹口抛光装置，该外壳与维护空间相邻。因此，可以在短时间段内有效地进行维护操作。
该罩体可以具有在其第二侧壁上提供的入口。基板处理设备的外壳具有设置于与罩体的第二侧壁相对的位置处的门。基板处理设备构成为使得当外壳的门和罩体的入口打开时能从基板处理设备外部触及到斜边抛光装置或者凹口抛光装置。
通过上述配置，可以进行维护操作，如直接从基板处理设备外部更换在抛光单元中的斜边抛光装置或凹口抛光装置的抛光带。因此，能在短时间段内有效地进行维护操作。结果，能改善基板处理设备维护的便利程度。
基板处理设备还可以包括传送装置，其用于将基板传送到抛光单元或从抛光单元传送。将基板引入到抛光单元的开口形成于罩体的第三侧壁中。该开口面对传送装置。设有用于打开或关闭开口的闸门。通过上述配置，能有效地传送基板以提高基板处理设备的产量。
抛光单元中的斜边抛光装置或凹口抛光装置可以被设置成关于介于其间的维护空间对称。将抛光单元中斜边抛光装置或凹口抛光装置的操作构成为关于介于其间的维护空间对称。
当将抛光单元中的斜边抛光装置或凹口抛光装置设置成关于介于其间的维护空间对称时，便于抛光单元中斜边抛光装置或凹口抛光装置的维护操作。因此，可以在短时间段内有效地进行维护操作。当抛光单元中的斜边抛光装置或凹口抛光装置的操作构成为关于介于其间的维护空间对称时，则向抛光单元传送和由抛光单元传送基板并定位基板的传送装置的操作可设计成关于介于其间的维护空间对称。由此，向抛光单元传送和由抛光单元传送基板的传送装置的操作和抛光单元中的操作能顺利地进行。而且，能够消除对于抛光单元中斜边抛光装置或凹口抛光装置的操作无用的空间，以便于有效地操作抛光单元。
抛光单元可以包括用于保持将通过斜边抛光装置和/或凹口抛光装置抛光的基板的基板保持台。抛光单元还包括用于在水平平面内旋转基板保持台的旋转机构和/或用于在水平平面中线性移动基板保持台的水平运动机构。
通过上述配置，由基板保持台保持的基板能够通过基板保持台旋转机构或基板保持台水平移动机构旋转或线性移动，同时通过斜边抛光装置和/或凹口抛光装置抛光基板。因此，在基板外围部分上进行所需的抛光。而且，基板能通过基板保持台从斜边抛光装置向凹口抛光装置移动。因此，可以利于通过斜边抛光装置和凹口抛光装置进行抛光。
斜边抛光装置和/或凹口抛光装置可构成为使得抛光带表面与基板的外围部分或凹口部分滑动接触以抛光基板。抛光带可具有抛光层，该抛光层中，将研磨颗粒进入其中的化学惰性树脂材料涂覆在带基体的表面上。
通过上述配置，可以防止与抛光液的化学反应。因此，可以防止研磨颗粒附着到基板上以污染基板，并防止研磨颗粒分散并附着到抛光单元的部件上以污染部件。由此，可以降低维护操作如清洗抛光单元和基板处理设备的负担。而且，可以防止基板质量降低。
抛光单元可以包括基板保持装置，用于水平地保持将通过斜边抛光装置和/或凹口抛光装置抛光的基板。抛光单元可进一步包括第一供应喷嘴，用于将纯水、超纯水和去离子水中的至少一种供应到由基板保持装置保持的基板的抛光区域上，并包括第二供应喷嘴，用于将纯水、超纯水和去离子水中的至少一种供应到基板上表面的中心部分上。
通过上述配置，从第二供应喷嘴提供的纯水在水平地保持的基板上表面上扩散，以形成基板上表面上的纯水膜。由此，防止基板被抛光单元中的气氛或抛光废物污染。而且，还可以防止将污染基板传送至其的单元中的二次污染。因此，可以降低维护操作如清洗基板处理设备的负担。而且，虽然从第一供应喷嘴将纯水供应到基板抛光区域附近，但是自第二供应喷嘴提供的纯水可以在基板上表面上方扩散以达到抛光区域附近。因此，防止抛光废物从抛光区域散开，并能在抛光期间除去摩擦热。由于从第一和第二供应喷嘴将纯水供应到基板，因此可以保持基板和抛光单元中各部件的清洁。而且，由于自第一和第二供应喷嘴提供纯水，因此能去除抛光层和基板之间的摩擦热。因此，可以防止树脂材料软化而导致研磨颗粒从抛光带分离。
根据本发明的第二方面，提供了一种基板抛光方法，其能够改善抛光基板的处理效率，允许短时间段内有效地进行维护操作，并能降低维护操作的负担。根据该方法，将研磨颗粒散布到化学惰性的树脂材料中。将化学惰性的树脂材料涂覆在带基体的表面上，以形成具有抛光层的抛光带。使得抛光带的抛光层的表面与基板的外围部分滑动接触，以抛光基板。
根据上述方法，可以防止由于在抛光期间与抛光液起反应而导致研磨颗粒从抛光带分离。因此，可以防止研磨颗粒附着到基板上以污染基板，并防止研磨颗粒分散并附着到抛光单元的各部件上以污染部件。由此，可以降低维护操作如清洗抛光单元和基板处理设备的负担。而且，可以防止基板质量降低。
基板可以具有在其表面上形成的半导体器件和在其表面中形成的多个凹槽。这种情况下，可以防止由于在抛光期间与抛光液起化学反应而导致研磨颗粒与抛光带分离，因此研磨颗粒不会进入到基板的凹槽中。因此，可以防止基板质量减低。
抛光期间可以仅将纯水供应到基板上。这种情况下，可以保持基板和设备中单元的清洁，并防止将污染基板传送至其的单元中的二次污染。而且，由于带基体的树脂材料不会通过化学反应而改性，因此能防止研磨颗粒分离。因此，可以防止研磨颗粒附着到极板上以污染基板，并防止研磨颗粒分散并附着到设备的单元上以污染部件。由此，可以降低维护操作如清洗基板处理设备的负担。而且，由于在抛光期间提供纯水，因此能除去抛光层和基板之间的摩擦热。因此，可以防止树脂材料软化而导致研磨颗粒从抛光带分离。
根据本发明的第三方面，提供了一种基板抛光方法，其能改善抛光基板的工艺效率，允许在短时间段内有效地进行维护操作，并能降低维护操作的负担。根据该方法，通过移动机构，将基板移动到用于抛光基板边缘部分的斜边抛光装置和用于抛光基板凹口的凹口抛光装置中的一个上。基板的外围部分或基板的凹口首先通过斜边抛光装置或凹口抛光装置中的一个抛光。在抛光之后仅将纯水供应到基板上，以形成覆盖基板表面的水膜。在于基板表面上形成水膜的状态下，通过移动机构将基板移动到斜边抛光装置和凹口抛光装置中的另一个上。其次，通过斜边抛光装置或凹口抛光装置中的另一个抛光基板的外外围部分或基板的凹口。
根据上述方法，防止基板被抛光单元中的气氛或抛光废物污染。可以保持基板清洁。而且，可以防止将基板传送至其的斜边抛光装置或凹口抛光装置的二次污染。因此，能进行抛光而不会对斜边抛光装置或凹口抛光装置有干扰。由于还能保持抛光单元中部件的清洁，因此能降低维护操作如清洗的负担。
根据本发明的第四方面，提供了一种基板处理方法，其能提高抛光基板的工艺效率，允许在短时间段内有效进行维护操作，并能降低维护操作的负担。该方法采用具有至少两个抛光单元和用于将基板传送到抛光单元中的传送装置的基板处理设备。每个抛光单元都包括用于抛光基板外围部分的斜边抛光装置和用于抛光基板凹口的凹口抛光装置中的至少一个。斜边抛光装置或凹口抛光装置设置在抛光单元中，以从传送装置看时它们是对称的。在抛光单元中并行抛光不同基板，以去除不同基板外围部分上的污染物和/或表面粗糙度。这种情况下，斜边抛光装置或凹口抛光装置可在抛光单元中操作，以从传送装置看时所述操作是对称的。
根据上述方法，同时抛光多个基板以增加每单位时间处理的基板数。由此，能提高基板处理设备的产量。而且，通过上述配置，即使通过传送装置将不同基板传送到各自的抛光单元中且在各自的抛光单元中对其并行抛光，也能将基板顺利地传送到各自的抛光单元，且能在抛光单元中顺利地进行斜边抛光或凹口抛光。而且，能除去在抛光单元中对于斜边抛光装置或凹口抛光装置无用的空间，以有效地操作抛光单元。
根据本发明的第五方面，提供了一种基板处理方法，其能改善抛光基板的工艺效率，允许在短时间段内有效地进行维护操作，并能降低维护操作的负担。该方法采用了具有至少两个抛光单元和用于将基板传送到抛光单元中的传送装置的基板处理设备。每个抛光单元都包括用于抛光基板外围部分的斜边抛光装置和用于抛光基板凹口的凹口抛光装置中的至少一个。斜边抛光装置或凹口抛光装置设置在抛光单元中以从传送装置看时是对称的。通过传送装置顺序地将基板传送到抛光单元中。在抛光单元中顺序地抛光基板以去除基板外围部分的污染物和/或表面粗糙度。这种情况下，在抛光单元中操作斜边抛光装置或凹口抛光装置，以从传送装置看时所述操作是对称的。
根据上述方法，各自的抛光单元能进行不同的抛光过程，例如粗抛和最终(精整)抛光。由此，抛光单元能用于各种目的。因此，基板最终能被有效地定形成所需形状。而且，通过上述配置，即使顺序地将相同的基板传送到抛光单元中并在抛光单元中被抛光，也能顺利地将基板传送到各自的抛光单元中，且能在抛光单元中顺利地进行斜边抛光或凹口抛光。而且，能除去在抛光单元中对于斜边抛光装置或凹口抛光装置的操作无用的空间，以有效地操作抛光单元。
根据本发明的第六方面，提供了一种基板处理方法，其能提高抛光基板的工艺效率，允许在短时间段内有效地进行维护操作，并能降低维护操作的负担。该方法采用了至少具有两个抛光单元和用于将基板传送到抛光单元中的传送装置的基板处理设备。每个抛光单元都包括用于抛光基板外围部分的斜边抛光装置和用于抛光基板凹口的凹口抛光装置中的至少一个。将斜边抛光装置或凹口抛光装置设置抛光单元中，以从传送装置看时它们是对称的。选择进行以下两中抛光处理中的一种。在第一种抛光过程中，通过传送装置将不同的基板传送到抛光单元中，并与抛光单元并行地抛光，以去除不同基板外围部分的污染物和/或表面粗糙度。在第二种抛光过程中，通过传送装置顺序地将基板传送到抛光单元并在抛光单元中将其顺序地抛光，以去除基板外围部分的污染物和/或表面粗糙度。这种情况下，可在抛光单元中操作斜边抛光装置或凹口抛光装置，以从传送装置看时所述操作是对称的。
根据基板处理的目的，可增加每单位时间处理的基板数，以提高基板处理设备的产量。作为替代方案，可将抛光单元用于各自目的，从而将基板有效地完成为所需形状。当选择性进行这些工艺中的一种时，不必重新设置基板处理设备的单元和操作以对应于所选工艺。由此，上述工艺能通过简单的工序转换，从而提高基板的效率。而且，在每一种工艺中，基本都能顺利地传送到各自的抛光单元中，且在抛光单元中都能顺利地进行斜边抛光或凹口抛光。
结合附图，本发明的上述和其它目的、特征和优点都将变得明显，附图借助于实施例示出了本发明的优选实施方式。
附图说明
图1A是示出直型晶片外围部分的截面图；
图1B是示出圆型晶片外围部分的截面图；
图2是示出根据本发明实施方式的基板处理设备的示意性平面图；
图3A是示出在图2中示出的基板处理设备中装载/卸载端口实施例的前视图；
图3B是图3A的侧视图；
图4是示出图2中基板处理设备中装载/卸载端口另一实施例的示意图；
图5是示出图2中示出的基板处理设备中第一传送机构的示意性侧视图；
图6是示意性示出图2中所示的基板处理设备中第二传送机构的透视图；
图7是示意性示出图2中所示的基板处理设备中测量单元实施例的透视图；
图8A是图7中所示测量单元的示意性平面图；
图8B是图8A的侧视图；
图9A是示意性示出图7中所示测量单元的基板保持和旋转机构的透视图；
图9B是图9A中所示基板保持和旋转机构的示意性平面图；
图10A是示出由上部吸盘保持晶片的基板保持和旋转机构的示意图；
图10B是示出由下部吸盘保持晶片的基板保持和旋转机构的示意图；
图11是示出其中测量单元和晶片台都安装在图2中所示的基板处理设备中的实施例的透视图；
图12是示出根据本发明第一实施方式的抛光单元的示意性平面图；
图13是图12的截面侧视图；
图14是沿着垂直于图13的截面取得的截面侧视图；
图15是示意性示出图12中所示抛光单元中的斜边抛光装置的放大平面图；
图16A至16C是说明在图15中示出的斜边抛光装置中斜边抛光头操作的示意图；
图17是示意性示出图12中所示抛光单元中凹口抛光装置的放大平面图；
图18是示出图17中所述凹口抛光装置中凹口抛光头的示意性侧视图；
图19A至19C是说明图18中所示凹口抛光头操作的示意图；
图20是示出抛光单元中抛光终点检测装置实施例的示意性侧视图；
图21是示出在抛光单元中抛光终点检测装置另一实施例的示意性侧视图；
图22A是示出抛光终点检测装置另一实施例的示意性侧视图；
图22B是示意性示出图22A中所示抛光终点检测装置中光传感器的放大图；
图23是示出根据本发明第二实施方式的抛光单元的示意性平面图；
图24是示意性示出图23中所示抛光单元一部分的截面侧视图；
图25是图23中所示抛光单元中斜边抛光装置的示意性侧视图；
图26是在图25中所示斜边抛光装置中斜边抛光头的局部放大图；
图27A是示出抛光时图26中所示斜边抛光头的示意图；
图27B是从图27A的方向X看时的图；
图28是示出在图23中所示抛光单元中凹口抛光装置的示意性侧视图；
图29是图28中所示凹口抛光装置中驱动机构的示意性侧视图；
图30A是从图29的方向Y看时的图；
图30B是在图28中所示凹口抛光装置中弹性辊的侧视图；
图31A至31C是示出在抛光晶片凹口期间在凹口抛光装置和晶片之间关系的示意图；
图32是在图2中所示基板处理设备中抛光单元另一种设置的示意性平面图；
图33是示意性示出在图2中所示基板处理设备中初级清洗单元的透视图；
图34是示意性示出在图2中所示基板处理设备中具有清洗功能的旋转干燥单元的透视图；
图35是说明几个处理方案中晶片路径的图；
图36是说明在几个处理方案中晶片路径的图。
具体实施方式
以下将参考图2至36描述根据本发明实施方式的基板处理设备。贯穿附图同样或相对应的部分用同样或相对应的附图标记表示，且后面不再对其重复描述。
图2是示出根据本发明实施方式的基板处理设备1的整个设置的示意性平面图。如图2中所示，基板处理设备1包括：其上设有晶片供应/回收装置101的装载/卸载端口100；其上设置了晶片的晶片台300和/或用于测量晶片外围部分形状和表面条件以及晶片外围部分上缺陷存在的测量单元310；用于主要在装载/卸载端口100、晶片台300、测量单元310和二级清洗和干燥单元610之间传送晶片的第一传送机构200A；用于抛光晶片外部分的第一抛光单元400A；用于抛光晶片外围部分的第二抛光单元400B；用于清洗抛光晶片的初级清洗单元600；用于对晶片进行二次清洗工艺并干燥晶片的二级清洗和干燥单元610；和用于主要在第一抛光单元400A、第二抛光单元400B、初级清洗单元600和第二清洗和干燥单元610之间传送晶片的第二传送机构200B。基板处理设备1还包括抛光条件确定单元(未示出)，用于基于测量单元310对晶片的测量结果确定抛光单元400A和400B中的抛光条件，测量结果例如是晶片外围部分的形状和表面条件以及晶片外围部分上缺陷的存在。图2中，附图标记4表示电源和控制器，且附图标记6表示控制面板。在说明书中，术语“单元”用于描述设置在基板处理设备1中的处理装置的组件(模块)。以下将更详细地描述在基板处理设备1中的单元的配置和操作。
基板处理设备1的各单元容纳在设置于清洗室2中的外壳3中。基板处理设备1的内部空间通过外壳3的壁从清洗室2的内部空间分隔出。而且，基板处理设备1具有其中设置了第一传送机构200A的传送区F和其中设置了其它单元的处理区G。通过风扇单元(未示出)将清洁空气引入到基板处理设备1的内部空间中，该风扇单元具有设置于外壳3上部上的空气供应风扇、化学过滤器、HEPA过滤器和ULPA过滤器。风扇单元构成为通过空气通道(未示出)从基板处理设备1的上部抽进空气并以向下的方向提供已经穿过过滤器的清洁空气。通过排放部件(未示出)将在外壳3内部的空气排放到基板处理设备1的外部，该排放部件提供于外壳3的下部上。由此，在外壳3中形成向下流动的清洁空气。因此，将向下流动的清洁空气形成到在基板处理设备1中传送的晶片表面上，以防止晶片污染。
1.装载/卸载端口
下面将描述一种装载/卸载端口100的配置。在图2中示出的基板处理设备1中，装载/卸载端口100提供于与传送区F相邻的侧壁3a的外部。将标准机械式接口(SMIF)箱或前开式传送箱(FOUP)101用作装载/卸载台，于该台上设置了晶片盒102。SMIF箱或FOUP 101具有用于容纳晶片盒102的箱壁并且气密地密封能够保持内部环境不依赖于外部环境的容器。装载/卸载端口100构成为使得SMIF箱或FOUP 101能够附着到基板处理设备1的壁3a上。壁3a具有能够打开或关闭的闸门5。当容纳晶片的晶片盒102设置在SMIF箱或FOUP 101上时，基板处理设备1的闸门5和提供于SMIF箱或FOUP 101侧表面上的闸门102a打开以相互连通。由此，基板处理设备1和晶片盒102相互集成，以允许晶片盒102中的晶片引入到基板处理设备1中而不暴露到外部气氛。
当完成基板处理时，闸门5关闭。SMIF箱或FOUP 101自动地或手动地从基板处理设备1分离，并将其传送到另一处理。因此，污染空气不会引入到SMIF箱或FOUP 101的内部空间中。为此目的，将化学过滤器(未示出)提供到传送区F上方，在将晶片返回到晶片盒102之前使其通过该传送区F。通过化学过滤器形成清洁空气的向下流动。为了保持晶片盒102中晶片清洁，气密密封容器的SMIF箱或FOUP 101可具有化学过滤器或风扇以保持容器清洁。
由于与基板处理设备1并行地提供两个SMIF箱或FOUP 101，因此能从这两个SMIF箱或FOUP 101或向它们并行地传送晶片。由此，可以提高基板处理设备1的操作速度。具体地讲，将安装在SMIF箱或FOUP 101中一个上的晶片盒102中的晶片传送到基板处理设备1中，并之后将安装在SMIF箱或FOUP 101中另一个上的晶片盒102中的晶片传送到基板处理设备1中。此时，可更换安装在变空的SMIF箱或FOUP 101中一个上的晶片盒102，以连续地将晶片引入到基板处理设备1中。
图3A是示出装载/卸载端口100的另一实施例的前视图，图3B是图3A的侧视图。装载/卸载端口100-2可采用板状的装载/卸载台104。每一个装载/卸载台104都具有定位机构，其包括对应于晶片盒103下表面形状的挡块105。因此，每次重复地将晶片盒103定位在装载/卸载台104上时，通常都将晶片盒103定位在相同位置处。装载/卸载台104包括用于检测正设置在装载/卸载台104上的晶片盒103的存在的按钮型传感器(未示出)。而且，提供光传输传感器106作为装载/卸载台104上方的晶片突出检测机构。光学传输传感器106检测自晶片盒103的任何晶片突出，以确定晶片正好容纳在晶片盒103的狭槽中。如果光学传输传感器106检测任何晶片突出，则进行互锁操作以防止第一传送机构200A和晶片搜索机构109至装载/卸载台104的入口。
测试晶片站(dummy wafer station)107设置在各自的装载/卸载台104下方。测试晶片站107接收至少一个晶片，包括用于在处理产品晶片之前稳定第一和第二抛光单元400A和400B中条件的测试晶片或用于确定基板处理设备1的条件的质量控制(QC)晶片。测试晶片站107具有传感器108，用于检测晶片以确定晶片的存在。测试晶片站107可具有传感器，用于检测从测试晶片站107突出的任何晶片。作为替代方案，测试晶片站107可采用前述的光学传输传感器106的晶片突出检测机构。如下所述，将晶片设置到测试晶片站107上。容纳晶片的晶片盒103设置在装载/卸载台104上，并之后搜索晶片以确定将传送到测试晶片站107上的晶片。从控制面板6发出指令(见图2)以通过第一传送机构200A从晶片盒103将晶片传送到测试晶片站107。作为替代方案，当没有晶片盒103定位在装载/卸载台104上时，可升高装载/卸载台104以手动地将晶片设置在测试晶片站107上。
如图3A和3B中所示，晶片搜索机构109设置于各自的装载/卸载台104下方。每个晶片搜索机构109具有一对支撑部件111、用于在竖直方向上移动支撑部件111的驱动源(脉冲电动机)110、和附着到支撑部件111上端的搜索传感器112。当晶片搜索机构109不实施晶片搜索时，晶片搜索机构203降低并保持在备用位置处，这在图3A和3B中示出，以不干扰传送晶片盒103等。如图3B中所示，搜索传感器112以相互水平面对的关系设置，以使在搜索传感器112之间传输的光水平穿过晶片盒103。
如下进行晶片搜索操作。晶片搜索机构109从测试晶片站107下方的位置向上移动到晶片盒103中最上面狭槽上方的位置，然后向下移动到测试晶片站107以下的位置处。在该移动期间，这一对搜索传感器112计数晶片中断光的次数，从而计数在晶片盒103中的晶片数。此时，晶片搜索机构109基于驱动源110中脉冲电动机的脉冲确定晶片位置，从而确定将晶片插入到晶片盒103的哪一个狭槽中。晶片搜索机构109还具有倾斜晶片检测功能，当在搜索传感器112之间的光被中断的时间段所对应的脉冲数比与晶片盒103中狭槽之间的间隔相对应的脉冲数大时，其检测出倾斜插入的晶片。在晶片盒103中狭槽之间的间隔预先设定。
如图3B中所示，将闸门114设置在晶片盒103的开口和基板处理设备1之间。闸门114能被作动缸113竖直移动。由此，闸门114能将装载/卸载端口100-2和基板处理设备1的内部相互分开。除了第一传送机器人200A向或自晶片盒103传送晶片时，闸门114是关闭的。如图3A中所示，将分隔壁117设置在提供于基板处理设备1的侧壁3a上的相邻装载/卸载台104之间。由此，通过分隔壁117，当操作者触及任一晶片盒进行更换时，防止操作者错误地接触处于操作中的相邻晶片盒。如图3B中所示，将门115提供于装载/卸载端口100-2的前面，用于与设备的外部分开。门115具有锁定机构(未示出)和传感器，用于检测门是打开还是关闭的。当设备处于操作中时，门115通过锁定机构锁定以保护晶片盒103并防止对操作者的危险。如果留下任一个门115打开某一时间段，则发生警报。
可使用以下两种方法以将晶片盒103设置在装载/卸载台104中的一个上。
(1)其中具有晶片的晶片盒103直接放置于装载/卸载台104中的一个上。当在面对装载/卸载端口100的清洁室2中的空间相对清洁、例如其清洁度为100等级或更小时，采用该工艺。这种情况下，应当将过滤风扇单元116安装于装载/卸载端口100(100-2)上方，以保持装载/卸载端口100中装载/卸载台104周围的气氛清洁。
(2)当面对装载/卸载端口100的清洁室2中的空间相对脏、例如其清洁度为1000等级或更大时，晶片盒103设置于箱子中，将该箱子控制在约100等级的清洁度下，在清洁室2中传送，并设置在装载/卸载台104中的一个上。
以下将描述晶片自装载/卸载端口100的上述传送操作(2)。
图4是示出装载/卸载端口100的另一实施例的示意性前视图。装载/卸载端口100-3具有分隔壁120，其在水平方向上延伸，用于将内部空间分成上部空间121和下部空间122。其中具有晶片的晶片盒123容纳于气密密封的接收箱124中，并将其设置在装载/卸载台125上，其提供于上部空间121中。接收箱124包括可拆下的基部板124a。在传送期间，基部板124a以气密密封的方式固定到接收箱124的底部上。当接收箱124设置于装载/卸载台125上时，通过锁定机构(未示出)将基部板124a固定到装载/卸载台125的定位板125a上。一旦固定了定位板125a和基部板124a，就将接收箱124的下端牢固地固定到装载/卸载台125。同时，释放基部板124a向接收箱124的固定。由此，基部板124a变成可在竖直方向上与定位板125a一起移动。
定位板125a连接到竖直移动机构126上。由此，在基部板124a和晶片盒123定位在定位板125a上的状态下，定位板125a可竖直移动。当确定定位板125a和基部板124a被锁定时，降低定位板125a以将晶片盒123引入到下部空间122中。上部空间121为被污染至等于基板处理设备1的外部空间的等级的气氛。将下部空间122保持在与基板处理设备1的内部一样清洁的状态下。因此，在晶片盒123中的晶片能够被传送到基板处理设备1中，而不需暴露到上部空间121的脏气氛中。这种情况下，将第一传送机器人200A的一条臂移动到下部空间122中晶片的高度，以将晶片引入到基板处理设备1中。
2.第一传送机器人
接下来，以下将描述第一传送机器人200A。图5是示出第一传送机器人200A的侧视图。如图5中所示，第一传送机器人200A包括基部201，其具有用于在水平平面中旋转基部201的旋转机构，和提供于基部201上表面上的一对搬送机构204a和204b。基部201具有用于调整基部201上表面高度的竖直移动机构。搬送机构204a和204b包括连接到可延伸臂机构202a和202b的端部上的上下侧手部203a和203b，用于保持晶片。上下侧手部203a和203b以预定间隔竖直设置。基部201的旋转和臂机构202a和202b的延伸操作(水平移动)分别将上下侧手部203a和203b移动到所需位置，从而将晶片传送到预定位置。
上侧手部203a和下侧手部203b每一个都具有真空管线(未示出)。由此，上侧手部203a和下侧手部203b两个都可用作真空吸附手部。作为替代方案，下侧手部203b可用作吸附型手部以在真空下吸附晶片，且上侧手部203a可用作凹陷型手部以保持晶片的外围部分。吸附型手部能精确地传送晶片，无论晶片盒102中晶片的定位怎样。凹陷型手部能传送晶片同时保持晶片背面清洁，这是由于用于晶片的凹陷型手部与吸附型手部不同，其不会聚集灰尘。希望使用用于已经对其进行了清洗处理的晶片的凹陷型手部。这种情况下，上侧手部203a应当包括由陶瓷制成的凹陷型薄手部。由陶瓷制成的凹陷型薄手部可用于下述传送过程，其起始于从二级清洗和干燥单元610接收晶片，直到将晶片回收到晶片盒102。下侧手部203b可包括由陶瓷制成的叉状真空吸附手部，其具有真空管线。下侧手部203b用于下述传送过程，其起始于自晶片盒102接收晶片，直到向晶片台300或测量单元310传送晶片。由此，由于上侧手部203a和下侧手部203b用于分离目的，因此，能传送已经对其进行了清洗工艺的清洁晶片而不会导致由于清洗液或外来物质的粘附导致的污染。
3.第二传送机器人
接下来，以下将描述第二传送机器人200B。图6是示出第二传送机器人200B的透视图。图6中，对应于图5中所示第一传送机器人200A的部件的部件由相同的附图标记表示，且将不描述这种部件的细节。
第二传送机器人200B具有上侧手部203a和下侧手部203b，其每一个都包括凹陷型手部，以保持晶片的外围部分。上侧手部203a用于保持不湿的晶片W。具体地讲，上侧手部203a用于从晶片台300或测量单元310向第一抛光单元400A、第二抛光单元400B、和初级清洗单元600传送晶片，并且用于从二级清洗和干燥单元610向晶片台300或测量单元310传送晶片。下侧手部203b用于保持湿的晶片W。具体地讲，下侧手部203b用于在除了上侧手部203a的传送过程之外的传送过程中传送晶片。由此，将湿的晶片W设置在不湿的晶片W下方。因此，防止不湿的晶片W被滴落的清洗液等污染。
4.晶片台和/或测量单元
如图2中所示，晶片台300位于第一传送机器人400A和第二传送机器人400B能够到达的位置。从装载/卸载端口100传送的未处理晶片和从二级清洗和干燥单元610传送的处理的晶片设置于晶片台300上，并将其传送到随后的传送机器人上。晶片台300具有多个安装销301，用于支撑晶片的外围部分。晶片台300具有传感器(未示出)，用于检测晶片的存在。
代替晶片台300，可将测量单元310提供于晶片台300的位置处。测量单元310具有在处理之前和之后测量晶片外围形状的功能。作为测量单元310的实施例，描述具有用于测量晶片直径的直径测量机构的测量单元。
图7是示意性示出测量单元310的实施例的透视图。图8A是测量单元310的示意性平面图，图8B是图8A的方向A上看到的图。图9A是提供于测量单元310中的基板保持和旋转机构361的示意性透视图，图9B是基板保持和旋转机构361的示意性平面图。图7、8A和8B中，为了简明，未示出基板保持和旋转机构361。测量单元310具有用于测量晶片W的外部直径的直径测量机构，以检测晶片W的侧表面(斜边部分的表面)的抛光量。测量单元310包括基板保持和旋转机构361和传感器机构(激光传感器)311。传感器机构具有量对发光装置312和光接收装置313，其在由基板保持和旋转机构361保持的晶片W的外围部分附近竖直间隔。每个发光装置312都发出激光。
图9A和9B中示出的基板保持和旋转机构361用于在于测量单元310中进行测量时保持和旋转晶片W。如图9A和9B中所示，基板保持和旋转机构361具有两级结构。该两级结构包括具有用于夹持晶片W外周部分的多个台阶362a的上卡盘(上部旋转卡盘)362和具有用于夹持晶片W的外周部分的多个台阶363a的下部卡盘(下部旋转卡盘)363。上部卡盘362和下部卡盘363设置成共轴，且关于旋转轴364旋转。每个上部和下部卡盘362和363都具有以预定间隔设置的四个台阶362a和363a。如图9B中所示，上部和下部卡盘362和363的台阶362a和363a以预定角度错置，以使得台阶362a和363a在竖直方向上相互不对准。而且，下部卡盘363可关于上部卡盘362竖直移动。基板保持和旋转机构361也具有用于旋转上部卡盘362和下部卡盘363的旋转驱动机构(未示出)和用于标示上部卡盘362和下部卡盘363以恒定速度进行的旋转和角度的分度机构(未示出)。
以下将参考图10A和10B描述基板保持和旋转机构361的操作。通常，如图10A中所示，测量晶片W，同时上部卡盘362保持晶片W。在将台阶362a设置到将通过上部卡盘362的旋转而测量的晶片W的外围部分中之前，升高下部卡盘363，如图10B中所示，以保持晶片W。因此，晶片W脱离上部卡盘362的台阶362a。这种状态下，当上部卡盘362和下部卡盘363旋转预定角度时，防止了上部卡盘362的台阶362a定位到晶片W的测量部分中。在上部卡盘362的台阶362a穿过晶片W的测量位置之后，降低下部卡盘363。然后，通过上部卡盘362保持晶片W。这种操作防止上部卡盘362的台阶362a定位到晶片W的测量部分中。因此，可以测量晶片W的整个外围部分。
图7中示出的测量单元310具有两个传感器机构311和311。该两个传感器机构311和311跨过由基板保持和旋转机构361保持的晶片W的中心线定位。传感器机构311和311连接到数据处理装置(未示出)，用于数字化由光接收装置313接收的激光量。光接收装置313可设置在晶片W的上方，且发光装置312可设置在晶片W的下方。
如图8B中所示，每个传感器机构311都从发光装置312向晶片W的外围部分向下发出激光314。所发出的激光314是线或面型形式并具有预定宽度。发出的激光314在晶片W的径向方向上与晶片W的外围部分交叉。因此，一部分激光314被晶片W的外围部分阻挡。由此，仅没有被晶片W阻挡并通过晶片W的外部的激光314被光接收装置313接收。通过数据处理装置将所接收的光量转换成数字，以计算出穿过晶片W外周部分外部的激光314的宽度，即图8B中示出的每一个尺寸D1、D2。为了计算出晶片的直径，制备具有已知直径的基准晶片(未示出)，并通过测量单元310对其进行测量，以获得尺寸D1和D2。然后，根据基准晶片的尺寸D1和D2与将要测量的晶片的尺寸D1、D2之间的差别和基准晶片的直径，计算要测量的晶片W的直径Dw。
而且，在基板保持和旋转机构361中的上部卡盘362和下部卡盘363的旋转角度被标示，以测量在晶片W外围部分上多个点处的直径。以这种方式，可以获得不能从一个点的测量获得的信息，如晶片W整个外围部分上方的抛光量的变化。而且，晶片直径能被连续测量，同时晶片通过基板保持和旋转机构361而旋转。根据该方法，晶片的直径能作为连续数据获得。由此，可以计算晶片的周长。
测量单元可具有用于测量晶片外围部分截面形状的截面形状测量机构、用于测量晶片外围部分表面条件的表面条件测量机构或用于检测晶片外围部分上缺陷部分的缺陷检测机构。而且，测量单元可具有多个所述机构。
图11是示出其中在同一空间内安装的晶片台300和测量单元310的实施例的透视图。在图11中，仅基板保持和旋转机构361在测量单元310中示出，且为了说明目的没有示出其它部件。每个晶片台300和测量单元310都单独提供。作为替代方案，晶片台300可提供于测量单元310上方。这种情况下，如图11中所示，测量单元310容纳于罩体366中，且晶片台300提供于罩体366的上表面366a上。晶片台300具有多个安装销301，其上设置了晶片W的外周部分。由此，将晶片台300用作临时台，以临时接收通过第一传送机器人200A的手部传送的晶片W，并将晶片W传送到第二传送机器人200B的手部。作为替代方案，当之前的晶片W占用了测量单元310时，晶片台300能用作备用台，以保持随后的晶片W。罩体366具有侧壁366b，闸门367能够打开或关闭。当闸门367打开时，由第一或第二传送机器人200A或200B保持的晶片能够引入到罩体366中，并设置在用于测量的测量单元310的基板保持和旋转机构361上。
由此，由于晶片台300提供于测量单元310上方，因此测量单元310和晶片台300两者都能设置在共同空间中。因此，可以降低基板处理设备所需的空间。而且，能以最佳路径有效地传送晶片，如将在基板处理设备的处理图中描述的那样。由此，可以提高基板处理设备1的产量。
5.抛光单元的第一实施方式
接下来，以下将描述第一抛光单元400A和第二抛光单元400B的结构。第一和第二抛光单元400A和400B具有相同的结构。如图2中所示，将第一抛光单元400A和第二抛光单元400B的罩体中的相应部件设置成关于由虚线表示的中心线L对称。具体地讲，中心线L是轴对称的轴线。将描述对于第一和第二抛光单元400A和400B相同的机构。
图12是示出根据本发明第一实施方式的抛光单元400-1的示意性平面图。图13是沿着垂直于图13的方向取得的截面侧视图。如图12、13和14中所示，抛光单元400-1具有于其中心部分限定了抛光室401并限定了在抛光室401上方和下方的多个设备室的罩体403、用于垂直于抛光室401保持和旋转晶片W的基板保持和旋转机构(基板保持机构)410、用于抛光晶片W的斜边部分的斜边抛光装置450、和用于抛光晶片W的凹口的凹口抛光装置480。
如图12中所示，抛光单元400-1的罩体403具有包围抛光单元400-1的四侧的侧壁。斜边抛光装置450和凹口抛光装置480分别设置于两个相邻的侧壁404和406的内部。斜边抛光装置450和凹口抛光装置480设置成包围抛光室401中由基板保持和旋转机构410保持的晶片W。斜边抛光装置450具有斜边抛光头460，且凹口抛光装置480具有凹口抛光头490。斜边抛光头460和凹口抛光头490以约90度成角度间隔地设置在晶片W中心附近。
在抛光单元400-1中，在斜边抛光头460附近的侧壁404具有维护入口(门)407，且在凹口抛光头490附近的侧壁406具有维护入口(门)408。维护入口407和408分别面对斜边抛光头460和凹口抛光头490。当维护入口407打开时，操作者可从抛光单元400-1外部触及到斜边抛光头490。当维护入口408打开时，操作者可触及到凹口抛光头490。抛光单元400-1的侧壁409具有用于将晶片W引入到抛光室401中并从抛光室401排出的开口405。抛光单元400-1具有闸门405a，用于覆盖开口405，还具有气缸405b，用于致动闸门405a。在图12中示出的抛光单元400-1中，开口405形成于与凹口抛光头490附近的侧壁406相对的侧壁409中。
如图13和14中所示，基板保持和旋转机构410具有用于在其上表面水平地保持晶片W的基板保持台411，和连接到基板保持台411下表面的旋转轴412。在其中心部分处将旋转轴412分成上旋转轴412a和下旋转轴412b。上旋转轴412a和下旋转轴412b相互平行且与预定距离水平间隔。上旋转轴412a通过轴承414a旋转连接到支撑部件413a的内表面上。带轮415a连接到上旋转轴412a。电动机416固定到支撑部件413a上。带轮417连接到电动机416的旋转轴。带轮415a通过同步带(正时带)418连接到带轮417。由此，当驱动电动机416时，旋转上旋转轴412a以旋转基板保持台411。
下旋转轴412b通过固定到支撑部件413b的内周表面上的轴承414b可旋转地支撑。将带轮415b固定到下旋转轴412b。电动机419固定到支撑部件413b。带轮420连接到电动机419的旋转轴。带轮415b通过同步带421连接到带轮420。由此，当驱动电动机419时，通过带轮420和同步带421旋转下旋转轴412b。上旋转轴412a能通过电动机419关于下旋转轴412b摆动预定角度。以这种方式，电动机419和下旋转轴412b形成了基板保持台摆动机构439，用于在水平平面中摆动其连接到上旋转轴412a的基板保持台411。为了防止处理液附着到基板保持和旋转机构410的机械部件上，提供盖438，以覆盖旋转轴412、支撑部件413等。
支撑部件413a和支撑部件413b通过板状部件422相互连接。支撑部件413b通过水平移动机构(基板保持台水平移动机构)423连接到基板403a，其提供于抛光室401和设备室402之间的界面处。水平移动机构423包括连接到基板403a的上板425、用于在第一方向上关于基板403a滑动上板425的线性导向件424、连接到上板425上的下板427和用于在第二方向上关于上板425滑动下板427的线性导向件，该第二方向垂直于第一方向。水平移动机构423允许支撑部件413(413a和413b)关于基板403a在两个方向(X-Y方向)上线性移动，这两个方向在水平平面中相互垂直。由此，水平移动机构430用作X-Y台。伺服电动机428和429以及球形螺钉430和431分别固定到上板425和下板427。当驱动伺服电动机428和429时，分别沿着线性导向件424和426线性移动上板425和下板427。
抛光垫435连接到基板保持台411的上表面。抛光垫435具有其中形成有沟槽435a的上表面。抛光垫435由弹性材料如氨基甲酸酯制成。由此抛光垫435适合于保持晶片W，而不会损伤晶片后表面，并适合于气密地密封于晶片W的接触部分。沟槽435a通过基板保持台411与上旋转轴412a中形成的连通通道432a连通。上旋转轴412a中的连通通道432a通过旋转关节433连接到管道434，其连接到在下旋转轴412b中的连通通道432b。在下旋转轴412b中的连通通道432b连接到真空管线436和压缩空气提供线437。因此，通过真空管线436提供真空以形成抛光垫435沟槽435a中的真空。由此，将设置在基板保持台411上的晶片W附着到处于真空下的抛光垫435的上表面上。
而且，基板传送机构440设置在基板保持和旋转机构410上方。基板传送机构440具有一对臂441和441，其具有对应于晶片W的斜边部分的保持部分441a和441a。臂441和441能够在由图12中示出的箭头表示的方向上打开和关闭，并且具有关闭位置和释放位置。臂441和441能夹住处于在关闭位置处的保持部分441a和441a之间的晶片W，并能释放在释放位置处的晶片W。当晶片W通过臂441和441夹持时，晶片W被对中。
抛光单元400-1包括供应管道(未示出)，用于将液体或气体(例如纯水或气体)供应到各自的部件如基板保持和旋转机构410，还包括斜边抛光装置450和凹口抛光装置480以及各种管道(未示出)如排放管道，用于从相应的部件排放废弃液体。如图13中所示，连接到相应部件的管道在提供于斜边抛光装置450附近的侧壁404下部处的空隙部分495处集结。抛光单元400-1设置于基部11上，该基部11提供于基板处理设备1的下部处。基部11包括板状的上基部11a和板状的下基部11b。在上基部11a和下基部11b之间形成间隔部12。间隔部12容纳供应管道(未示出)，该管道用于将液体或气体(例如，空气、N2气体、纯水或化学液)供应到各自的单元，如基板处理设备1中的抛光单元400、初级清洗单元600和二级清洗和干燥单元610，以及各种管道(未示出)如排放管道，用于从各自的单元排放废弃液体。如图13中所示，容纳在间隔部12中的管道分支为供应管道497、排放管道498等。供应管道497和排放管道498连接到抛光单元400-1中的空隙部分495，然后经过空隙部分495连接到抛光单元400-1中的管道。
抛光单元400-1还包括用于将电源提供给电动机等的电缆(未示出)，和布线(未示出)如将控制信号提供给各个传感器的控制信号线。这些电缆在空隙部分495处集结，并连接到提供在空隙部分495处的电源提供/信号连接器496。基部11处的间隔部12容纳连接到基板处理设备1中的电源和控制器4的电缆和控制信号线(未示出)。从这些分支出的线连接到电源/信号连接器496。由此，至抛光单元400-1的管道连接通过提供于基板处理设备1中的侧壁404上的空隙部分495进行。
如图13中所示，斜边抛光装置450包括抛光带、用于将抛光带451压抵于晶片W的斜边部分的斜边抛光头460、和用于将抛光带451提供给斜边抛光头460并由斜边抛光头460接收抛光带451的抛光带供应/回收机构452。斜边抛光头460具有一对供给辊461和461，用于在其间将抛光带451保持在面对基板保持台411的位置处。由此，抛光带451在一对供给辊461之间延伸，以使晶片W的斜边部分与抛光带451的抛光表面451a接触。斜边抛光头460具有设置在于供给辊461和461之间延伸的抛光带451的背面侧上的基部462。基部462具有附着到基部462表面上的弹性部件(未示出)，该基部462与抛光带451接触。通过基部462自背面侧压抛光带451的压力和抛光带451自身的张力，将抛光带451的抛光表面451a压抵于晶片W的斜边部分或外围部分(斜边部分和边缘部分)。
图15是示意性示出斜边抛光装置450的放大平面图。如图15中所示，斜边抛光装置450的斜边抛光头460通过曲柄部件471连接到摆动机构470。曲柄部件471连接到斜边抛光头460的侧表面上。摆动机构470包括固定到曲柄部件471的曲柄轴471a上的带轮472、电动机473、固定到电动机473旋转轴473a上的带轮474、和与带轮472和带轮474互连的同步带475。可操作电动机473从而以预定频率在相反方向上旋转带轮474。通过旋转电动机473，通过曲柄部件471可在竖直方向上摆动斜边抛光头460。曲柄轴471a在设置于基板保持台411上的晶片W的切向上延伸。斜边抛光头460能在竖直方向上关于晶片表面在晶片W的外围部分附近摆动(回转或倾斜)。由此，抛光带451能与晶片W的斜边部分以预定角度接触。
摆动机构470沿着晶片W的切向连接到用于往复移动斜边抛光头460的往复移动机构476。气缸适于用作往复移动机构476。往复移动机构476沿着其中曲柄轴471a延伸的方向往复移动摆动机构470和曲柄部件471。由此，连接到曲柄部件471的斜边抛光头460沿着晶片的切向往复移动(振荡)。由于斜边抛光装置450具有摆动机构470和往复移动机构476，因此斜边抛光头460能围绕晶片W的外围部分摆动并能沿着晶片W的切向往复移动。
回到参考图13，将设备室456设置在抛光室401上方，以使其面对侧壁404。抛光带供应/回收机构452提供于设备室456中。抛光带供应/回收机构452包括用于将抛光带451提供给斜边抛光头460的供给卷盘453a、和用于从斜边抛光头460回收抛光带451的收取卷盘453b。通过具有预定宽度在1英寸到3英寸范围内且长度为约几十米的带状部件形成抛光带451。抛光带451缠绕在圆柱形芯杆部件454上。芯杆部件454连接到供给卷盘453a。在抛光表面451a面向外的状态下，抛光带451在斜边抛光头460中的供给卷盘461和461之间延伸。然后，抛光带451连接到收取卷盘453b。收取卷盘453b连接到旋转驱动机构(未示出)如电动机。抛光带451能够缠绕起来或以施加至其的预定张力回收。当将抛光斜边部分时，顺序地从供给卷盘453a提供抛光带451，以连续地将新的抛光带451a提供给斜边抛光头460。
维护入457提供于设备室456上方，以从侧壁404向上延伸。当维护入口457打开时，操作者能从抛光单元400-1外部触及抛光带供应/回收机构452。由此，操作者能用供给卷盘453a和收取卷盘453b更换抛光带451，或者进行抛光带供应/回收机构452的维护操作。
其中散布着研磨颗粒的树脂材料被涂覆在带基体的表面上，并将其固化以形成抛光带451的抛光表面451a。研磨颗粒的实施例包括金刚石或SiC。研磨颗粒的类型和粒度根据被抛光的晶片类型或所需的抛光等级而选择。例如，粒度为4000至11000的金刚石或者粒度为4000至10000的SiC能用作研磨颗粒。而且，可代替抛光带451使用不具有附着到其表面上的颗粒的带状抛光布。
当使用具有小粒度的抛光带451抛光斜边部分的侧表面时，能形成晶片以具有所需直径。在于不同抛光单元400-1中进行粗抛过程和最终(精整)抛光过程的情况下，将低规格(low count)的抛光材料(即，具有大颗粒直径的研磨颗粒的粗抛材料)涂覆在抛光带451上，并将抛光带451安装到抛光单元400中斜边抛光装置450上，用于粗抛。此时，将具有高规格(high count)的抛光材料(即，具有小颗粒直径的研磨颗粒的精细抛光材料)涂覆在抛光带451上，且将抛光带451安装到另一抛光单元400中的斜边抛光装置450上，用于最终抛光。由此，分别将多个抛光单元400用于其目的。
具有低规格的抛光材料的实施例包括具有平均颗粒直径为5μm且粒度为约3000的研磨颗粒的抛光材料。具有高规格的抛光材料的实施例包括具有平均颗粒直径为0.2μm且粒度为约#20000的研磨颗粒的抛光材料。总之，将具有粒度大于约6000的研磨颗粒的抛光材料用于定形，且将具有粒度小于约6000的研磨颗粒的抛光材料用于调整表面状态。
具体地讲，抛光带451的带基体通过具有约几十微米厚度的带状聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂形成。抛光晶片的抛光层形成于带基体的表面上。其中散布着研磨颗粒如金刚石的树脂材料涂覆于带基体上，并将其固化以形成抛光层。抛光层是具有约几微米厚度的均匀层，且于其上具有抛光表面451a。通过分散的研磨颗粒在抛光表面451a中形成细微的不规则结构。
其中散布着研磨颗粒的树脂材料包括其中混合了各种树脂成分的复合树脂。树脂材料的特性根据抛光带的制造商而不同。硬化的树脂材料应当是不溶于水的。硬化的树脂材料可具有使得抛光表面和晶片之间的摩擦力不会移动研磨颗粒的强度，该摩擦力在抛光期间产生。而且，硬化的树脂材料不会被在抛光期间产生的摩擦力软化到使得研磨颗粒分离的程度。而且，需要硬化树脂材料是化学惰性的。实际上，硬化树脂材料应当是化学惰性的，即使其被在抛光期间提供的水(抛光水)弄湿也是这样。具体地讲，希望抛光带的树脂材料不具有化学抛光作用。当用其中通过满足上述要求的树脂材料固定研磨颗粒的抛光带抛光晶片W时，可以防止研磨颗粒在抛光期间容易地分离。树脂材料的化学惰性意思是，树脂材料在抛光温度下机械滑动接触时不会与被抛光的晶片、研磨颗粒或水发生化学反应。
图16A至16C是说明斜边抛光头460的操作的示意图。通过摆动机构470，可使得抛光带451的抛光表面451a从以预定角度在竖直方向上关于晶片表面倾斜的位置与晶片W的斜边部分上的抛光区域接触。因此，如图16A中所示，在斜边抛光头460以预定角度关于晶片表面向下倾斜的状态下，抛光斜边部分的上部倾斜表面。如图16B中所示，通过在水平方向上导向斜边抛光头460来抛光斜边部分的侧表面。如图16C中所示，在斜边抛光头460以预定角度关于晶片表面向上倾斜的状态下抛光斜边部分的下部倾斜表面。而且，通过对斜边抛光头460的倾斜角度进行精细调整，能抛光斜边部分的上下部倾斜表面、斜边部分的侧表面、其边界和边缘部分，以具有所需角度和形状。
图17是示意性示出凹口抛光装置480的放大平面图，图18是示出凹口抛光头490的配置的示意性侧视图。如图17和18中所示，凹口抛光装置480包括用于将抛光带481压抵于晶片W的凹口的凹口抛光头490和抛光带供应/回收机构482。凹口抛光头490具有用于在竖直方向上移动凹口抛光头490的竖直移动机构500和用于摆动凹口抛光头490的摆动机构510。
摆动机构510包括电动机511、被传递电动机511的旋转的旋转轴512、和固定到旋转轴512端部的第一支撑板514。第一支撑板514能关于旋转轴512摆动(旋转)。具体地讲，第一支撑板514通过连接板513固定到旋转轴512端部并连接到第二支撑板515和凹口抛光头490。在旋转轴512另一端上提供齿轮517。齿轮517啮合蜗杆518，该蜗杆518具有在垂直于旋转轴512的方向上延伸的轴519。轴519具有连接到电动机511旋转轴上的端部。因此，当驱动电动机511时，通过轴519、蜗杆518和齿轮517将电动机511的旋转转换为旋转轴512的旋转。通过以相反方向旋转电动机511经过预定角度，在相反方向上旋转旋转轴512，以关于旋转轴512摆动第一支撑板514。凹口抛光头490具有设置在旋转轴512轴的延伸部上的抛光区域。由此，凹口抛光头490能在竖直方向上关于抛光区域摆动。
竖直移动机构500包括第二支撑板515和用于在竖直方向上关于第一支撑板514移动第二支撑板515的线性导向件516。凹口抛光头490固定到第二支撑板515。如图18中所示，将铰链520提供于第二支撑板515的侧部上，且连接杆521的端部连接到铰链520。电动机522固定到第一支撑板514上。电动机522具有穿过第一支撑板514延伸的旋转轴522a。连接杆521的另一端在偏离旋转轴522a的中心的位置处可旋转地连接到旋转轴522a的端部。铰链520、连接杆521和旋转轴522a形成了曲柄机构。当驱动电动机522时，曲柄机构在竖直方向上关于第一支撑板514往复移动第二支撑板515。由此，固定到第二支撑板515的凹口抛光头490能在竖直方向上在抛光区域附近往复移动。
回到参考图14，凹口抛光头490具有用于在其间于面对由基板保持和旋转机构410保持的晶片W的位置处保持抛光带481的一对供给辊491和491。抛光带481在一对供给辊491之间延伸，以使晶片W的斜边部分与抛光带481接触。由此，通过抛光带481自身的张力将抛光带481的抛光表面481a压抵于晶片W的凹口。而且，如图14中所示，将抛光带供应/回收机构482提供于设置在抛光室401上方的设备室458中，以使其面对侧壁406。抛光带供应/回收机构482包括用于将抛光带481提供给凹口抛光头490的供给卷盘483a和用于从凹口抛光头490收回抛光带481的收取卷盘483b。
抛光带481由与斜边抛光装置450中使用的抛光带451相同的材料制成。由于抛光带481的材料和细节与抛光带451的那些相同，因此将不再重复描述抛光带481的细节。抛光带481具有对应于晶片W的凹口形状的宽度。抛光带481具有小于抛光带451的宽度。抛光带481缠绕在圆柱状芯杆部件484周围。芯杆部件484连接到供给卷盘483a。在抛光表面481a面向外的状态下，抛光带481在凹口抛光头490中的一对供给辊491和491之间延伸。然后，抛光带481连接到收取卷盘483b。收取卷盘483b连接到旋转驱动机构(未示出)如电动机。抛光带481能够通过施加于其上的预定张力缠绕并回收。
维护口459提供于设备室458上方，以从侧壁406向上延伸。当打开维护入口459时，操作者能从抛光单元400-1外部触及到抛光带供应/回收机构482处。由此，操作者能用供给卷盘483a和收取卷盘483b更换抛光带481或者进行抛光带供应/回收机构482的维护操作。
当凹口抛光头490在竖直方向上通过竖直移动机构500往复移动时，能使抛光带481的抛光表面481a与晶片W的凹口滑动接触，从而抛光晶片W的凹口。此时，通过摆动机构510摆动凹口抛光头490，以使其在竖直方向上以预定角度关于晶片表面倾斜。晶片W的凹口也能在这种状态下抛光。
图19A至19C是说明凹口抛光头490操作的示意图。通过摆动机构510，抛光带481的抛光表面481a从在竖直方向上关于晶片表面以预定角度倾斜的位置与晶片W的凹口上的抛光区域接触。因此，如图19A中所示，在凹口抛光头490关于晶片表面以预定角度向下倾斜的状态下抛光凹口的上倾斜表面。如图19B中所示，通过将凹口抛光头490导向为竖直方向抛光凹口的侧表面。如图19C中所示，在凹口抛光头490关于晶片表面以预定角度向上倾斜的状态下抛光凹口的下倾斜表面。而且，通过对凹口抛光头490的倾斜角度进行精细调整，能顺着其形状、或上下倾斜表面抛光凹口上下倾斜表面、凹口的侧表面及其边界，并且抛光凹口的侧表面以具有所需角度和形状。
抛光单元400包括凹口传感器(未示出)。例如，凹口传感器可包括具有激光传感器的直线束回归反射传感器，该激光传感器包括发光部分、提供在与发光部分相同部分处的光接收部分、和远离发光部分设置的反射部分。如果从发光部分发出的激光穿过晶片凹口，则其达到了反射部分，从反射部分反射，并回到光接收部分。仅当凹口穿过发光部分下方的光时，激光才从反射部分反射并返回到光接收部分。由此，检测凹口。如果在具有晶片W附着至其的基板保持台411旋转的状态下，晶片W的凹口通过凹口传感器检测，则基板保持台411的旋转停止，以对准晶片W的凹口和凹口抛光装置480的凹口抛光带481。
如图13和14中所示，抛光单元400具有设置在位于晶片W上下表面上的抛光位置附近的抛光水供应喷嘴(第一供应喷嘴)523和524，用于提供水(抛光水)如超纯水或纯水。而且，抛光单元400还具有设置在基板保持台411上方的抛光水供应喷嘴(第二供应喷嘴)525，用于将抛光水供应到晶片W的上表面的中心区域。将纯水限定为净化到一定程度以用在半导体制造中的水。根据将抛光的水的特性和抛光条件可使用具有比纯水纯度高的超纯水或去离子水(DIW)。在抛光晶片W的斜边部分和凹口期间，从抛光水供应喷嘴523和524提供抛光水，以防止有抛光引起的颗粒状的抛光废弃物附着到晶片W的上表面和下表面上。而且，可以冷却抛光去并降低抛光期间的摩擦系数。抛光水从抛光水供应喷嘴525向晶片W的中心区域提供。由于由基板保持和旋转机构410保持的晶片W在抛光期间旋转，因此所提供的抛光水从晶片W的中心区域向着晶片W的外周部分流动。因此，抛光废弃物被冲向晶片W的外周部分。而且，由于被抛光的晶片W通过基板保持和旋转机构410水平地保持，因此当抛光水在晶片W的上表面上方扩散时，形成抛光水的水膜以覆盖晶片W的整个上表面。因此，即使抛光单元400间隔中漂浮的细微灰尘落到晶片W的上表面上，细微灰尘也会被连续流向晶片W的外周部分的抛光水的水膜冲向晶片W的外周部分。由此，细微灰尘不附着到晶片W的上表面上。以这种方式，从抛光水供应喷嘴525提供的抛光水也用于防止灰尘附着到晶片W的表面。下部抛光水供应喷嘴524构成为将抛光水提供至晶片W背面上的表面区域，其自基板保持台411放射状向外喷射。当抛光水供应到暴露区域的内部区域时，所提供的抛光水根据晶片W的旋转流向外周部分，从而将抛光废弃物冲向晶片W的外周部分。而且，如以下将描述的希望仅使用超纯水作为供应到晶片W的抛光水，以防止相应部件如抛光单元400和传送机器人200B被污染。
从抛光水供应喷嘴523和524提供的抛光水不仅用于防止由于抛光废弃物导致的晶片W上下表面的污染，而且还能移走有抛光期间的摩擦产生的热，以冷却晶片W。由此，通过调整将提供的抛光水的温度，能从晶片W的抛光区域移走热，以实现稳定的抛光过程。
通过斜边抛光装置450进行的晶片W外围部分的抛光终点可通过抛光时间确定。可选地，晶片W外围部分的温度变化可控制，且抛光过程的终点可基于测量的温度变化来检测。抛光单元400可具有抛光终点检测装置，用于检测抛光过程的终点。以下将描述这种抛光终点检测装置的实施例。
图20是示出抛光终点检测装置的实施例的示意性侧视图。如图20中所示，抛光终点检测装置530-1包括CCD照相机的图像传感器531、设置于图像传感器531和被检测的晶片W之间的发光环(lighting ring)532以及连接到图像传感器531的控制器533。可操作控制器533以捕获自传感器531的图像并确定抛光过程是否达到终点。
在抛光终点检测装置530-1中，在抛光晶片W外围部分期间，用发光环532照射晶片W的外围部分。控制器533从图像传感器531捕获图像并控制晶片W外围部分的颜色变化，以检测抛光终点。当控制器533检测到抛光终点时，控制器533将终点信号发送到抛光控制器(未示出)，该控制器在水平方向上移动基板保持台411以从抛光带481分离晶片W的外围部分，并停止旋转基板保持台411。在抛光过程之前，通过图像传感器531将晶片W的外围部分的最初形状存储在控制器533中。抛光晶片W的外围部分以保持晶片W的外围部分的最初形状。确定最初形状的因素包括倾斜角度、曲率和晶片W的外围部分的尺寸。而且，可通过图像传感器531预先存储已经抛光了的基准晶片的外围部分的图像作为控制器533中的参考图像。在这种情况下，将在抛光期间通过图像传感器531获得的图像与参考图像相对比以检测抛光终点。
图21是示出抛光终点检测装置另一实施例的示意性侧视图。如图21中所示，抛光终点检测装置530-2包括连接到旋转基板保持台411的电动机(伺服电动机)416的电动机放大器534，和连接到电动机放大器534的控制器535。可操作控制器535以根据由电动机放大器534放大的信号确定抛光过程是否达到终点。
在抛光终点检测装置530-2中，在抛光晶片W的外围部分期间，通过电动机放大器534放大自电动机416的信号(例如电动机电流)，该电动机416以预定速度旋转在真空下吸附了晶片的基板保持台411。放大信号发送到控制器535。控制器535根据来自电动机放大器534的信号计算旋转电动机416所需的扭矩。然后，控制器535检测抛光终点，控制器535将终点信号发送到抛光控制器(未示出)，其在水平方向上移动基板保持台411，以将晶片W的外围部分从抛光带481分开，并停止旋转基板保持台411。扭矩计(未示出)可提供于基板保持台411的旋转轴412上。基板保持台411的旋转扭矩可直接检测，且能够分析旋转扭矩的变化以检测抛光终点。这种情况下，在抛光终点处旋转扭矩变化量可预先测量，且将其存储于控制器535中。所测量的值可与所存储的值相比较，以检测抛光终点。而且，抛光终点可通过分析伺服电动机428和429的电流变化来检测，其水平移动基板保持台411。
图22A是示出抛光终点检测装置的另一实施例的示意性侧视图，图22B是示意性示出图22A中示出的抛光终点检测装置530-3的光传感器536的放大图。如图22A和22B中所示，抛光终点检测装置530-3包括具有发光部分536a和光接收部分536b的光传感器536、连接到光传感器536的测量放大器537和连接到测量放大器537的控制器538。可操作测量放大器537以测量并放大通过光传感器536的光接收部分536b接收的光。可操作控制器538以捕获由测量放大器537放大的信号，并确定抛光过程是否达到终点。
在抛光终点检测装置530-3中，在抛光晶片W的外围部分期间，晶片W的外围部分通过光传感器536的发光部分536a照亮。通过光传感器536的光接收部分536b接收由外围部分反射的散射光，且通过测量放大器537将其放大。将放大的信号发送到控制器538。控制器538根据测量放大器537的信号分析散射光，以评估晶片W外围部分抛光状态的粗糙度。由此，检测抛光终点。
前述检测抛光终点的前述抛光终点检测装置也能用于检测通过凹口抛光装置480进行的晶片W的凹口的抛光过程的终点。
接下来，以下将描述抛光单元400中晶片外围部分的处理工艺。将在抛光单元400中抛光的半导体晶片具有形成于其上的半导体器件。晶片W具有200mm或300mm的直径。当气缸405b被致动时，升高闸门405a以打开开口405。晶片W通过第二传送机器人200B通过开口405引入到抛光室401中并被传送到基板保持台411上方。这种状态下，当臂441和441相互接近时，臂441和441的保持部分441a和441a以晶片W的外围部分接触。由此，臂441和441的保持部分441a和441a保持其间的晶片W，并关于基板保持台411将晶片W置于中心。然后，保持晶片W的臂441和441降低，以将晶片W设置在基板保持台411的上表面上。通过真空管线436提供真空到连通通道432b，以在真空下将晶片吸附到基板保持台411上表面上。这种状态下，臂441和441水平地打开以释放晶片W。臂441和441升高并保持在备用状态。然后，驱动电动机416以与基板保持台411一起旋转晶片W。
当将进行晶片W的斜边抛光时，操作斜边抛光装置450中的抛光带供应/回收机构452以将抛光带451提供给斜边抛光头460，以将未用的抛光表面451a设置在供给辊461和461之间。基板保持和旋转机构410的水平移动机构423向斜边抛光头460移动晶片W并将晶片W设置在斜边抛光装置450的抛光位置处。旋转晶片W的斜边部分与抛光带451接触并由此被抛光。抛光时，驱动斜边抛光装置450的摆动机构470以在抛光位置附近摆动斜边抛光头460。由此，可以不仅抛光斜边部分，而且抛光晶片W的边缘部分。而且，可驱动斜边抛光装置450的往复移动机构476以在抛光期间沿着晶片W的切向往复移动斜边抛光头460。
代替斜边抛光装置450的驱动摆动机构470或往复移动机构476，可通过在基板保持和旋转机构410上提供的摆动机构在抛光位置附近摆动晶片W，或者沿着晶片W的切向使其往复移动。当抛光晶片W同时通过基板保持和旋转机构410使其旋转时，基板保持和旋转机构410不往复移动。
当进行晶片W的凹口抛光时，可操作水平移动机构423以将晶片W移向凹口抛光装置480的抛光位置。当旋转通过基板保持和旋转机构410保持的晶片W时，通过凹口传感器检测晶片W的凹口。然后，使晶片W的凹口对准面对凹口抛光装置480的抛光带481的位置。基板保持和旋转机构410的水平移动机构423将晶片W的凹口移向凹坑抛光头490以使得晶片W的凹口与抛光带481接触。此时，凹口抛光头490在竖直方向上通过凹口抛光装置480的竖直移动机构500重复移动。由此，抛光带481与晶片W的凹口滑动接触，以抛光晶片W的凹口。凹口抛光头490在510抛光期间通过凹口抛光装置480的摆动机构摆动。这种情况下，凹口抛光头490能关于晶片表面以预定角度倾斜，从而以所需角度抛光凹口的上端或下端或抛光凹口。
当在将抛光的晶片上形成半导体器件时，晶片具有在晶片表面上形成的亚微米的细微不规则结构。如果在抛光这种晶片期间研磨颗粒从抛光带上分离，则所分离的研磨颗粒进入到于晶片表面中形成的凹陷中。这种情况下，即使在抛光过程之后的清洁工艺中清洁晶片，研磨颗粒也不能充分地从晶片的凹陷中去除。根据本实施方式，前述的抛光带451和481用于使抛光带451和481的抛光层(抛光表面451a和481a)在抛光单元400-1中的抛光位置处与晶片W的外围部分(斜边部分或凹口)滑动接触。因此，防止研磨颗粒容易地分离并防止其进入到形成于晶片W中的凹陷。具体地讲，即使抛光带的树脂材料暴露到水，研磨颗粒也不容易被分离。因此，即使抛光晶片W同时将超纯水的抛光水供应到晶片W的表面上，也能防止研磨颗粒容易地分离并防止其进入于晶片W中形成的凹槽。
在抛光单元400-1中，抛光晶片W同时从抛光水供应喷嘴523、524和525将超纯水的抛光水供应到晶片W的表面上。如上所述，超纯水在晶片W的表面上方扩散，其通过基板保持和旋转机构410水平地保持并旋转。由此，超纯水用于覆盖晶片W的整个表面，以保护晶片W的表面并通过抛光带451和481的抛光层与晶片W之间的摩擦产生的摩擦热。这种情况下，分设的管线可用于提供超纯水以在抛光期间保护晶片W的表面并提供超纯水移走热并冷却晶片W。
而且，如果提供除了纯水之外的浆液，以抛光晶片W，则当抛光之后晶片W通过传送机器人200B从抛光单元400-1传送到初级清洗单元600上时，传送机器人200B的手部会被附着到晶片W上的浆液污染。本实施方式中，如果不使用浆液而仅将超纯水用作提供用于抛光单元400-1终点抛光的抛光水，则能防止传送机器人200B的手部和其它单元被抛光的晶片W污染。
而且，当在于抛光单元400-1中抛光期间提供浆液时，浆液污染抛光单元400-1中的斜边抛光头480和凹口抛光头490以及抛光单元400-1中各自的部件。这种情况下，操作者能触及到抛光单元400-1。这种情况下，操作者不只穿过维护入口407和408还在其它方向上触及到抛光单元400-1，通过清洗抛光单元400-1，即同时维护抛光单元400-1。由此，维护操作对于操作者变成重负。然而，当在抛光期间仅提供超纯水时，抛光单元400-1的相应部件不被污染。因此，必须清洗污染部分。操作者仅通过为维护入口407和408进行维护操作。由此，操作者的负担降低。
而且，将晶片W移动到斜边抛光装置450的位置，且通过斜边抛光装置450抛光晶片W的外围部分。然后，通过水平移动机构423从斜边抛光装置450的位置向凹口抛光装置480的位置移动晶片W，同时从抛光水供应喷嘴525连续将超纯水供应到晶片W的表面上。作为替代方案，可从凹口抛光装置480的位置向凹口抛光装置450的位置移动晶片W，同时从抛光水供应喷嘴525连续将超纯水供应到晶片W的表面上。这种情况下，移动晶片W同时用水膜覆盖晶片W的表面。因此，防止晶片W被抛光单元400-1中的气氛或抛光废物污染。由此，可以保持晶片W的清洁度。而且，可以防止晶片W将传送至其的斜边抛光装置450或凹口抛光装置480的二次污染。因此，进行抛光而不干扰斜边抛光装置450或凹口抛光装置480。由于还可以保持抛光单元400-1中各自部件的清洁度，因此能降低维护操作的负担。
在抛光期间，希望通过连接到抛光室401的真空管线(未示出)抽空抛光室401，以便降低抛光室401中的(空气)压力至小于抛光室401外部(空气)压力的程度。这种情况下，可将分散在抛光室401中的抛光粉末或颗粒释放到抛光室401的外部。因此，能将抛光室401保持在清洁状态。而且可以防止抛光粉末流入到需要具有高清洁度的区域中。当抛光终点检测装置检测晶片W的抛光终点时，完成斜边抛光装置450或凹口抛光装置480中的抛光。当完成所有抛光过程时，臂441和441从备用位置降低以保持晶片W。释放基板保持和旋转机构410的真空吸附。然后，保持晶片W的臂411和411升高至预定位置，并打开闸门405a。第二传送机器人200B引入到抛光室401中，以接收右臂411和411保持的晶片W。第二传送机器人200B从抛光室401传送晶片W。
6.抛光单元的第二实施方式
以下将描述抛光单元400的另一实施方式。图23是根据本发明第二实施方式的抛光单元400-2的示意性平面图。图24是示意性示出图23中所示的抛光单元的一部分的截面侧视图。在抛光单元400-2中，与抛光单元400-1的那些相同的部分可通过相同的附图标记表示，且将不对其重复描述。以下的描述主要涉及到抛光单元400-2和抛光单元400-1之间的区别。
抛光单元400-2具有用于保持和旋转基板的基板保持和旋转机构550、用于接收、对准中心并传送晶片的基板传送机构565、用于抛光晶片斜边部分的斜边抛光装置560、用于抛光晶片凹口部分的凹口抛光装置580和用于检测晶片凹口的凹口传感器(未示出)。
如图24中所示，基板保持和旋转机构550包括具有用于在真空下吸附晶片W的吸附凹槽551a的基板保持台551和用于支撑和旋转基板保持台551的旋转轴552。旋转轴552连接到旋转驱动装置553。旋转驱动装置553与基板保持台551一起旋转旋转轴552。基板保持台551中的沟槽551a与基板保持台551中形成的连通通道551b相互连通。连通通道551b与在旋转轴552中形成的连通通道552a相互连通。连通通道552a连接到真空管线554并且压缩空气提供线555。基板保持台551和旋转轴552连接到竖直移动机构(未示出)，用于当自基板传送机构565接收晶片W并将其传送到基板传送机构565时升高基板保持台551。基板保持台551具有附着到晶片W上表面上的抛光垫435。
设置在基板保持和旋转机构550上方的基板传送机构565具有一对臂566和566。臂566和566中的每一个都包括多个卡盘567，其具有对应于晶片W的斜边部分的凹进表面。臂566和566能够打开或关闭，并且能具有关闭位置和释放位置。臂566和566在关闭位置能将晶片W夹在卡盘567和567之间，并且在释放位置能释放晶片W。当通过臂566和566夹持晶片W时，将晶片W对中。
在从基板传送机构565接收晶片W之后，降低基板保持和旋转机构550至预定位置。然后，通过真空管线554提供真空，以在真空下将晶片吸附到基板保持台551的上表面上。驱动旋转驱动装置553，从而以预定旋转速度旋转晶片W。
图25是斜边抛光装置560的示意性侧视图，图26是示出斜边抛光装置560的斜边抛光头570的局部放大图。图27A是示出抛光时斜边抛光头570的示意图，图27B是从图27A的X方向看时的图。如图25和26中所示，斜边抛光装置560具有斜边抛光头570，用于将抛光带561压抵于晶片W的斜边部分。斜边抛光头570包括具有两个突起571a和571b的支撑部分571和在两个突起571a和571b的端部之间延伸的弹性部件572。例如，弹性部件572由弹性橡胶制成。斜边抛光头570通过移动机构(未示出)可在晶片W的径向方向上移动。气缸573连接到支撑部分571的基部571c。当气缸573操作时，如图27A中所示，支撑部件571向晶片W的中心移动，以通过弹性部件572将抛光带561压抵于晶片W的斜边部分。斜边抛光装置560具有用于调整支撑部件571的突起571a和571b之间间距的机构。抛光带560容纳在盒式带容器(未示出)中。如图25中所示，通过收取卷盘RA和供应卷盘RB，抛光带561以一定张力缠绕在盒式带容器中。
图28是示出凹口抛光装置580的示意性侧视图，图29是示出凹口抛光装置580中驱动机构的示意性侧视图。图30A是从图29的方向Y看的图，图30B是用于将抛光带581压抵于晶片W的凹口的弹性辊582的侧视图。如图28和29中所示，凹口抛光装置580具有弹性辊582，用于将抛光带581压抵于晶片W的凹口。弹性辊582由支撑臂583可旋转地支撑。齿轮584固定到支撑臂583的端部。如图30A和30B中所示，弹性辊582为由硅橡胶等制成的盘式。弹性辊582具有楔形外周部分582a。具体地讲，弹性辊582的外周部分582a具有对应于晶片W的凹口N的楔形，且与晶片W的凹口N相匹配。
齿轮584与齿条585相啮合，该齿条585固定到L形支撑部分586。支撑部件586连接到气缸587的缸杆587a。支撑臂583由支撑架588支撑，以便关于旋转轴589以其为旋转中心。气缸587具有固定到支撑架588的上端部。气缸590固定到固定部分如设备的基部。支撑架588固定到气缸590的杆590上。抛光带581容纳于盒式带容器(未示出)中。如图28中所示，通过收取卷盘RA和供应卷盘RB，抛光带581以一定张力缠绕在盒式带容器中。
如图28中所示，斜边抛光装置560具有在收取卷盘RA和供应卷盘RB之间提供的带驱动机构591，用于在抛光之间来回移动抛光带581。带驱动机构591包括可关于轴592旋转的齿轮593，与齿轮593啮合的一对可旋转齿轮594和594，以及用于支撑该对齿轮594和594的支撑杆595。齿轮593连接到伺服电动机(未示出)。齿轮594和594设置于齿轮593的上方和下方。当齿轮593由伺服电动机旋转时，齿轮594和594关于其轴线旋转，且在齿轮593圆周上滚动。结果，支撑杆595关于轴592摆动。支撑杆595具有一对支撑辊596和596。抛光带591在支撑辊596和596的上部和下部附近缠绕。在图28中，上部齿轮594和下部支撑辊596示出为相同部件，且下部齿轮594和下部支撑辊596示出为相同部件。然而，齿轮594设置于支撑辊596和支撑杆595后面，且未在图28中示出。
当齿轮593通过伺服电动机逆时针旋转时，齿轮594和594顺时针旋转，同时关于轴592逆时针摆动。由此，向着收取卷盘RA牵拉抛光带591。当齿轮593通过伺服电动机顺时针旋转时，齿轮594和594逆时针方向旋转同时支撑杆595关于轴592顺时针方向摆动。由此，向着供应卷盘RB牵拉抛光带581。抛光带581的往复运动由空转辊597a和597b吸收，其分别提供于上侧部分和下侧部分处。空转辊597a和597b可在箭头方向上移动。空转辊597a和597b的上部和下部分别通过由拉伸螺旋弹簧形成的上部张紧件598a和下部张紧件598b而被偏压。当抛光带581通过伺服电动机竖直来回移动时，收取卷盘RA和供应卷盘RB由锁定机构锁定。由于抛光带581通过伺服电动机竖直来回移动，因此能调整在被抛光的表面和抛光带581之间的相对速度。由此，能容易地调整抛光速度。
晶片的凹口如下所述通过凹口抛光装置580抛光。当晶片W的凹口通过凹口传感器检测并与凹口抛光装置580的弹性辊582对准时，开始凹口抛光装置580的操作。在凹口抛光装置580中，当操作气缸587以向上移动缸杆587a时，也向上移动固定到支撑部件586上的齿条585。结果，向下关于旋转轴589以支撑臂583为旋转中心，从而将弹性辊582移向下部位置。当操作气缸587以向下移动缸杆587a时，固定到支撑部件586上的齿条585也向上移动以顺时针旋转齿轮584。结果，向上关于旋转轴589以支撑臂583为旋转中心，从而将弹性辊582移向上部位置。气缸587能将缸杆587a移向三个位置，包括上部位置、下部位置和中间位置。可操作气缸590以向前移动支撑架588，从而向晶片W移动弹性辊582。由此，通过弹性辊582将抛光带581压抵于晶片W的凹口N。
此时，在真空下将晶片W附着到基板保持台551上，且将基板保持台551的旋转停止在固定状态。驱动伺服电动机以摆动带驱动机构591的支撑杆595，从而抛光带581竖直来回移动。因此，使得抛光带581与晶片W的凹口滑动接触，以抛光晶片W的凹口。将抛光带581压抵于凹口的压力通过适当地调整供应到气缸590的压缩空气的压力来调整。而且，将抛光水提供给晶片W的凹口和自抛光水供应喷嘴523和524的抛光带581的接触部分。由此，在湿润状态下抛光晶片W的凹口。在降低带的抛光速度之前缠绕磨损的抛光带，从而使得新的抛光带581与晶片W接触。
图31A至31C是示出在抛光晶片W的凹口期间凹口抛光装置580和晶片W之间关系的示意图。图31A示出了抛光凹口上边缘部分。图31B示出了抛光凹口的侧表面。图31C示出了抛光凹口的下侧部分。当将抛光晶片W的凹口N的上边缘部分时，操作气缸587以将缸杆587a移向凹口抛光装置580中的下部位置。此时，齿轮584顺时针旋转，且支撑臂583向上以旋转轴589为轴旋转，以将弹性辊582移向上部位置。然后，操作气缸590以向前移动支撑架588(见图30)。由此，弹性辊582移向晶片W。如图31A中所示，通过弹性辊582将抛光带581压抵于晶片W的凹口N的上部边缘部分。抛光带581竖直来回移动，以抛光凹口N的上部边缘部分。
当将抛光晶片W的凹口的侧表面时，操作气缸587以将缸杆587a移向中间位置。此时，将支撑臂583基本保持在水平状态。操作气缸590以向前移动支撑架588(见图30)。由此，将弹性辊582移向晶片W。如图31B中所示，通过弹性辊582将抛光带581压抵于晶片W的凹口N的径向外部周围。抛光带581竖直来回移动，以抛光凹口N的径向外部周围。
当将抛光晶片W的凹口N的下部边缘部分时，操作气缸587以将缸杆587a移向上部位置。此时，齿轮584逆时针旋转，且支撑臂583向下以旋转轴589为轴旋转，以降弹性辊582移向下部位置。然后，操作气缸590以将支撑架588向前移动(见图30)。由此，向着晶片W移动弹性辊582。如图31C中所示，通过弹性辊582将抛光带581压抵于晶片W的凹口N的下部边缘部分。抛光带581竖直来回移动，以抛光凹口N的下部边缘部分。
由此，根据凹口抛光装置580，可以抛光晶片凹口N的上部边缘部分、外部周围和下部边缘部分。由此，能进行对应于凹口形状的理想抛光。
7.第一和第二抛光单元的配置
以下将描述第一和第二抛光单元400A和400B在基板处理设备1中的配置。如图2中所示，具有相同部件的第一和第二抛光单元400A和400B设置在基板处理设备1中外壳3角部3e的两侧上，在其间夹着角部3e。第一和第二抛光单元400A和400B中的内部部件的平面设置关于抛光单元400A和400B之间的中心线L对称。具体地讲，第二抛光单元400B具有其中第一抛光单元400A的平面设置关于作为轴的中心线L与其反向的平面设置。具体地讲，第一抛光单元400A和第二抛光单元400B的支架403A和403B的形状关于中心线L对称。而且，包括基板支持和旋转机构410A、480B、斜边抛光装置450A、450B、凹口抛光装置480A、480B和基板传送机构440A、440B的相同部件设置于第一抛光单元400A和第二抛光单元400B中，以便关于中心线L对称。而且，关于斜边抛光装置450A、450B和凹口抛光装置480A、480B，在水平平面中的操作方向也关于中心线L对称。具体地讲，第一抛光单元400A和第二抛光单元400B被编程而在抛光晶片斜边部分期间在相反方向上旋转晶片W。
第一和第二抛光单元400A和400B被设置成包围基板处理设备1的中心区域，其中设置了第二传送机器人200B。用于将晶片传送到第一和第二抛光单元400A和400B中的开口405A和405B分别面对第二传送机器人200B。通过这种设置，第二传送机器人200B可到达第一和第二抛光单元400A和400B。而且，第二传送机器人200B基本设置在中心线L的延长线上。因此，当从第二传送机器人200B看时，第一和第二抛光单元400A和400B的配置是对称的。具体地讲，当从第二传送机器人200B看时，斜边抛光设置450A设置在第一抛光单元400A中的开口405A的左侧上，且斜边抛光装置450B设置在第二抛光单元400B的开口405B的右侧上。
维护空间7形成于基板处理设备1的角部3e的前端，其介于第一和第二抛光单元400A和400B之间。操作者能从基板处理设备1的外部触及到维护空间7中。维护空间7在平面图中基本上是矩形。维护空间7由面对着侧壁404A和侧壁404B的两侧以及面对着侧壁3b和3c的两侧包围，所述斜边抛光装置405A在侧壁404A附近设置在第一抛光单元400A中，所述斜边抛光装置450B在侧壁404B附近设置在第二抛光单元400B中，所述侧壁3b和3c夹着基板处理设备1的角部3e。在面对维护空间7的位置处与侧壁3b上提供入口8。操作者能通过自基板处理设备1的外部的入口8触及到维护空间7中。
具体地讲，维护空间7面对维护入口407A和407B，其分别提供于第一和第二抛光单元400A和400B侧壁404A和404B中。在操作者触及到维护空间7中之后，操作者能打开维护入口407A或407B，以便更换斜边抛光装置450A或450B中的抛光带或抛光垫。由此，由于操作者能从相同的维护空间7触及到第一和第二抛光单元400A和400B中的斜边抛光装置450A和450B中，因此能在斜边抛光装置450A和450B中一次全部更换抛光带等。
而且，维护空间7面对设备室456的维护入口457(见图13)，该设备室容纳了第一抛光单元400A和第二抛光单元400B中每一个的抛光带供应/回收机构452。因此，通过在维护空间7处打开维护入口457，能容易地更换抛光带451和卷盘。而且，维护空间7面对用于连接基板处理设备1、第一抛光单元400A和第二抛光单元400B之间的管道或线路的空隙部分495(见图13)。因此，从维护空间7进行管道或线路的连接。由此，便于连接操作。因此，能在短的时间段内有效地进行第一和第二抛光单元400A和400B的维护。由此，可以提高基板处理设备1的维护性能。
而且，第一抛光单元400A和第二抛光单元400B的空隙部分495全部设置在面对维护空间7的位置处。因此，可以缩短从基板处理设备1的管道分支到抛光单元400A和400B的管道。由此，可以降低液体或气体流过管道的压力损失。结果，分支的管道具有小的直径，并由此实现了管道连接的良好设置。
在第一抛光单元400A中，凹口抛光装置480A设置于侧壁406A附近，其面对基板处理设备1的侧壁3c。维护入口408A提供于侧壁406A中。由此，当操作者打开自基板处理设备1外部的基板处理设备1的维护入口10和第一抛光单元400A的维护入口408A时，操作者能触及到凹口抛光装置480A并能进行凹口抛光装置480A的维护操作。
第二抛光单元400B中，凹口抛光装置480B设置在侧壁406B附近，其面对基板处理设备1的侧壁3b。将维护入口408B提供在侧壁406B中。维护入口9也提供于面对侧壁406B位置处的侧壁3b中。由此，当操作者从基板处理设备1的外部打开基板处理设备1的维护入口9和第二抛光单元400B的维护入口408B时，操作者能触及到凹口抛光装置480B并能进行凹口抛光装置480B的维护操作。
第一和第二抛光单元400A和400B中设备室458(见图14)的维护入口459分别面对侧壁3b和3c。因此，当操作者打开侧壁3b或3c中的维护入口9或10以及维护入口459时，操作者能触及到第一抛光单元400A或第二抛光单元400B中的抛光带供应/回收机构482，以便能容易地更换抛光带481和卷盘。由此，从基板处理设备1的外部能进行维护操作如更换凹口抛光装置480A和480B中的抛光带。因此，不需要操作者进入到基板处理设备1的内部，并且改善了维护的便利度。
图32是示出基板处理设备中抛光单元400A和400B中的另一设置的示意性平面图。图32中示出的基板处理设备1-2具有与图2中示出的基板处理设备1中的抛光单元400A和400B的那些部件相反设置的斜边抛光装置450A、450B、凹口抛光装置480A和480B。具体地讲，如图32中所示，凹口抛光装置480A和480B分别设置在抛光单元400A和400B的侧壁404A和404B附近，其余维护空间7面对。这种情况下，操作者能从维护空间7触及大批第一和第二抛光单元400A和400B中的凹口抛光装置480A和480B。而且，斜边抛光装置450A可设置在面对维护空间7的抛光单元400A的侧壁404A附近，且凹口抛光装置480B设置在面对维护空间7的抛光单元400B的侧壁404B附近。作为替代方案，将凹口抛光装置480A设置在面对维护空间7的抛光单元400A的侧壁404A附近，且将斜边抛光装置450B设置在面对维护空间7的抛光单元400B的侧壁404B附近。由此，设置抛光单元400A和400B中的斜边抛光装置450和凹口抛光装置480以使其面对维护空间7。这种情况下，斜边抛光装置450或凹口抛光装置480中的任一个能设置在抛光单元400A和400B的侧壁406A和406B附近。而且，斜边抛光装置450A和凹口抛光装置480A设置在面对维护空间7的抛光单元400A的侧壁404A附近。斜边抛光450B和凹口抛光装置480B可设置在面对维护空间7的抛光单元400B的侧壁404B附近。由此，斜边抛光装置450B和凹口抛光装置480B设置在抛光单元400的侧壁中的一个附近。通过这种设置，操作者能从在一个侧壁中提供的维护入口触及到斜边抛光装置450和凹口抛光装置480中。因此，可便于维护操作如更换抛光带。
8.初级清洗单元
接下来，以下将描述初级清洗单元600的配置。图33是示出初级清洗单元600的示意性透视图。如图33中所示，初级清洗单元600包括辊/辊(R/R)慢旋转清洗单元。具体地讲，初级清洗单元600具有用于保持晶片W的外围部分的多个转轴601，和设置在由转轴601保持的晶片W的上方和下方的辊状清洗部件(海绵辊)602a和602b。转轴601用作保持部件，每一个都具有旋转机构。如图33中所示，提供多个转轴601(示出的实施例中为六个轴)以包围晶片W。每个转轴601都能通过驱动机构(未示出)关于晶片W向内和向外移动。每个转轴601都具有在其上端部附近的侧表面中形成的保持沟槽601a。晶片W的外周部分与保持沟槽601a啮合，从而晶片W由转轴601保持。转轴601能通过旋转机构(未示出)旋转。当转轴601在相同方向上旋转时，旋转由转轴601保持的晶片W。
分别将清洗部件602a和602b连接到驱动机构603a和603b上，清洗部件602a和602b能关于其轴线旋转且分别通过驱动机构603a和603b在竖直方向上移动。清洗部件602a和602b能向下和向上移动，以便分别与将要被清洗的晶片W的上下表面接触。当将晶片W传送到初级清洗单元600中或自初级清洗单元600传送晶片W时，分别向上和向下收回清洗部件602a和602b。初级清洗单元600包括用于将蚀刻液体(化学液)供应到晶片W的上表面(前表面)上的化学液供应喷嘴604、用于将清洗液体(纯水)供应到晶片W的上表面(前表面)上的清洗液体供应喷嘴605、和用于将清洗液体供应到晶片W的下表面(背表面)上的清洗液体供应喷嘴607。
下面将描述初级清洗单元600的清洗工艺。当将晶片W传送到初级清洗单元600上时，保持晶片W并通过转轴601旋转晶片W。同时，清洗部件602a和602b向下和向上移动，以使其与晶片W的上下表面接触。这种状态下，当旋转清洗部件602a和602b时，使其与晶片W的上下表面滑动接触。清洗液体供应喷嘴605和607将清洗液体供应到晶片W的上下表面上，以擦净并清洗晶片W上下表面的整个区域。
在擦洗之后，清洗部件602a和602b向上和向下收缩。化学液供应喷嘴604和606将蚀刻液体供应到晶片W的上下表面上以蚀刻晶片W的上下表面(化学清洗)。由此，去除剩下的金属离子。此时，旋转晶片W的转轴601的旋转速度根据需要变化。然后，清洗液体供应喷嘴605和607将清洗液体(纯水)供应到晶片W的上下表面上，以进行预定时间段的纯水置换。由此，从晶片W的上下表面去除蚀刻液体。此时，旋转晶片W的转轴601的旋转速度根据需要变化。
9.二级清洗和干燥单元
接下来，将描述二级清洗和干燥单元610的配置。图34是示出作为二级清洗和干燥单元610具有清洗功能的旋转干燥单元的示意图。图34中示出的旋转干燥单元610具有基板保持和旋转机构611、笔型清洗机构614和清洗液体供应喷嘴619。基板保持和旋转机构611包括具有用于夹持晶片W外周部分的多个台612a的保持部分612、连接到保持部分612的下侧部分上的旋转轴613和连接到旋转轴613的旋转驱动机构(未示出)。由此，基板保持和旋转机构611用于以预定旋转速度旋转晶片W。基板保持和旋转机构612a具有用于当将晶片W传送到基板保持和旋转机构611中和从基板保持和旋转机构611传送晶片W时，打开和关闭台612a的开关机构(未示出)。
笔型清洗机构614具有通过自其另一端向着被清洗的晶片W的上表面向下竖直延伸的轴615、旋转轴617于其端部处支撑的摆动臂616，和连接到旋转轴617下端部上的清洗部件618。例如，清洗部件618可由多孔PVF海绵形成。作为替代方案，清洗部件618由聚氨酯泡沫制成。轴615能通过驱动机构(未示出)竖直移动和旋转。当轴615旋转时，使摆动臂616摆动。清洗部件618能在其中使得清洗部件618与晶片W的上表面接触的清洗位置和其中清洗部件618与晶片W的上表面相间隔的收缩位置之间移动。而且，清洗部件618在通过旋转旋转轴617的清洗期间旋转。清洗液体供应喷嘴619构成为将清洗液体供应到晶片W的上表面上。旋转干燥单元610包括设置在晶片W下方用于将清洗液体供应到晶片W下表面上的附加清洗液体供应喷嘴(未示出)。
在二级清洗和干燥单元中进行清洗和干燥工艺，如下所述。当将晶片W引入到二级清洗和干燥单元610中时，基板保持和旋转机构611保持晶片W并以约100至500rpm的低速旋转晶片W。然后，当从清洗液体供应喷嘴619将清洗液体供应到晶片W的上表面上时，摆动臂616在晶片W的整个表面上方摆动。由此，旋转清洗部件618与晶片W的上表面接触，并移动其以擦洗并清洗晶片W。在完成擦洗之后，将摆动臂616移向稳定位置。然后，基板保持和旋转机构611的旋转速度增加，从而以约1500至5000rmp的高度旋转晶片W，从而旋转干燥晶片W。此时，旋转干燥期间如所需地自空气供应喷嘴(未示出)提供清洗惰性气体。然而，代替上述擦洗工艺，可以自清洗液体供应喷嘴619提供已经向其提供了超声振动的纯水，用于非接触清洗，以去除附着到晶片W表面上的颗粒。
10.基板处理方案
接下来，将描述基板处理设备1中的晶片的处理方案。图35和36是说明几种处理方案中晶片路线的图。图35和36中，CL1、CL2、CL3和CL4分别表示第一抛光单元400A、第二抛光单元400B、初级清洗单元600和二级清洗和干燥单元610。在第一处理方案(a)中，当在CMP工艺或Cu沉积工艺之后保持晶片的晶片盒102设置于装载/卸载端口100上，第一传送机器人200A将晶片从晶片盒102中取出并将其传送到测量单元310。在测量单元310中，在抛光之前测量必要数据：晶片的直径、晶片外部微分的截面形状和晶片的表面条件。如果不必测量抛光之前的晶片，则代替测量单元310，可将晶片传送到晶片台300上。第二传送机器人200B自测量单元310将测量后的晶片传送到第一抛光单元400A。在第一抛光单元400A中，抛光晶片的外围部分(斜边部分和凹口)。第二传送机器人200B将在第一抛光单元400A中抛光的晶片传送到第二抛光单元400B中，其中将进一步抛光晶片。第二传送机器人200B将在第二抛光单元400B种抛光的晶片传送到初级清洗单元600中，其中对晶片进行初级清洗。第二传送机器人200B将在初级清洗单元600中清洗的晶片传送到二级清洗和干燥单元610中，其中对晶片进行二次清洗和干燥。第一或第二传送机器人200A或200B将干燥的晶片传送到测量单元310，其中测量处理过的晶片。如果不必测量处理过的晶片，则从二级清洗和干燥单元610将干燥过的晶片传送到晶片台300。然后，第一传送机器人200A将晶片从测量单元310或晶片台300传送到晶片盒102。作为替代方案，干燥的晶片通过第一传送机器人200A从二级清洗和干燥单元610直接返回到晶片盒102。
对于其中在第一抛光单元400A和第二抛光单元400B中顺序抛光相同晶片的系列处理实施第一处理方案。根据该系列处理，能将第一抛光单元400A和第二抛光单元400B用于各自的抛光目的。例如，在第一抛光单元400A中能去除附着到晶片的外围部分的物体或晶片的表面粗糙度，然后在第二抛光单元400B中对晶片进行最终(精整)抛光。
在第二处理方案(b)中，当将晶片盒102设置在装载/卸载端口100上时，第一传送机器人200A将晶片从晶片盒102取出，并将其传送到测量单元310中或晶片台300中。如果将晶片传送到测量单元310中，则在抛光之前测量必要数据：晶片的直径、晶片的外围部分的截面形状和晶片的表面条件。然后，第二传送机器人200B从测量单元310或晶片台300将晶片传送到第一抛光单元400A。在第一抛光单元400A中，抛光晶片外围部分(斜边部分和凹口)。第二传送机器人200B将在第一抛光单元400A中抛光的晶片传送到初级清洗单元600，其中对晶片进行初级清洗。第二传送机器人200B将在初级清洗单元600中清洗的晶片传送到二级清洗和干燥单元610中，其中对晶片进行二次清洗和干燥。通过第一或第二传送机器人200A或200B将干燥的晶片传送到测量单元610或晶片台300，然后通过第一传送机器人200A将其返回到晶片盒102。作为替代方案，通过第一传送机器人200A从二级清洗和干燥单元610将干燥的晶片直接返回到晶片盒102。
在第三处理方案(c)中，代替将晶片从测量单元310或晶片台300传送到第二处理方案(b)中的第一抛光单元400A，第二传送机器人200B可将晶片传送到第二抛光单元400B。此时可以进行并行处理。具体地讲，当根据第二处理方案(b)能在第一抛光单元400A中抛光能事先传送的晶片时，根据第三处理方案(c)可向第二抛光单元400B中传送并抛光下一晶片。根据其中在第一抛光单元400A和第二抛光单元400B中并行抛光不同晶片的并行处理，能增加每次处理的晶片数目以提高基板处理设备1的产量。由此，能改善操作速度。当进行并行处理时，具有相同粒度的抛光带用在第一和第二抛光单元400A和400B中。例如，这种抛光带包括具有粒度为6000至#8000的抛光带。
在第四处理方案(d)中，第一传送机器人200A从晶片盒102取出晶片并将其传送到测量单元310或晶片台300。然后，第二传送机器人200B从测量单元310或晶片台300将晶片传送到第一抛光单元400A。在第一抛光单元400A中，抛光晶片的外围部分(斜边部分和凹口)。第二传送机器人200B将在第一抛光单元400A中抛光的晶片传送到二级清洗和干燥单元610中，其中对晶片进行二次清洗和干燥。通过第一或第二传送机器人200A或200B将干燥的晶片传送到测量单元310或晶片台300，且之后通过第一传送机器人200A将其返回到晶片盒102。作为替代方案，干燥的晶片通过第一传送机器人200A从二级清洗和干燥单元610直接返回到晶片盒102。
在第五处理方案(e)中，代替在第四处理方案(d)中从测量单元310或晶片台300将晶片传送到第一抛光单元400A，第二传送机器人可将晶片传送到第二抛光单元400B。此时，可以进行并行处理。具体地讲，当根据第四处理方案(d)能够在第一抛光单元400A中抛光能事先传送的晶片时，根据第五处理方案(e)能向第二抛光单元400B中传送并抛光下一晶片。
在第六处理方案(f)中，第一传送机器人200A从晶片盒102取出晶片，并将其传送到测量单元310或晶片台300。然后，第二传送机器人200B将晶片传送到初级清洗单元600，其中对晶片进行主要清晰。第二传送机器人200B将在初级清洗单元600中清洗的晶片传送到二级清洗和干燥单元610中，其中对晶片进行二次清洗和干燥。通过第一或第二传送机器人200A或200B将干燥的晶片传送到测量单元310或晶片台300，且之后通过第一传送机器人200A将其返回到晶片盒102。作为替代方案，通过第一传送机器人200A从二级清洗和干燥单元610将干燥的晶片直接返回到晶片盒102。
在第七处理方案(g)中，第一传送机器人200A从晶片盒102取出晶片，并将其传送到测量单元310或晶片台300。然后，第二传送机器人200B将晶片从测量单元310或晶片台300传送到二级清洗和干燥单元610，其中对晶片进行二次清洗和干燥。通过第一或第二传送机器人200A或200B将干燥的晶片传送到测量单元310或晶片台300，并之后通过第一传送机器人200A将其返回到晶片盒102。作为替代方案，通过第一传送机器人200A将干燥的晶片从二级清洗和干燥单元610直接返回到晶片盒102。
基板处理设备1能进行并行处理和串行处理。通过根据抛光晶片的目的适当选择第一和第二抛光单元400A和400B中使用的抛光带计数和第一和第二抛光单元400A和400B中的操作条件，能将第一和第二抛光单元400A和400B用于相应的抛光目的。由此，能对晶片进行最佳抛光过程。在上述处理方案中，当测量单元310由事先被传送的晶片占据时，可将下一个晶片临时设置在晶片台300上以使其稳定。这种情况下，能高效地传送和处理晶片。
当两次即在抛光之前和之后测量晶片时，即使测量单元由抛光之前测量的晶片占据，二级清洗和干燥单元610中干燥的晶片能够临时设置在晶片台300上，用于抛光之后的测量，这是由于基板处理设备1具有晶片台300。因此，二级清洗和干燥单元610能连续接收下一个晶片并对下一个晶片进行二次清洗和干燥。由此可以增加基板处理设备1的产量。
在上述处理方案中，定时传送晶片可根据测量单元310、第一抛光单元400A、第二抛光单元400B、初级清洗单元600和二级清洗和干燥单元610中所需的处理时间段进行调整。这种情况下，可在基板处理设备1中顺利地传送和处理晶片，以进一步提高基板处理设备1的产量。
只要能实现本发明的有益效果，说明书中没有直接描述或者图中没有示出的任何形状或材料均包含在本发明的范围内。例如，在上述实施方式中，抛光单元包括斜边抛光装置和凹口抛光装置，用于抛光晶片外围部分。然而，基板处理设备可具有化学机械抛光(CMP)单元，用于将晶片表面压抵于抛光台的抛光表面，其中向抛光台的抛光表面上提供抛光液体。
而且，在上述实施方式中，基板处理设备具有两个抛光单元。然而，基板处理设备可具有三个或更多个抛光单元。
尽管已经示出并详细描述了本发明的某些实施方式，但是应当理解，其中可作出各种变化和改进，而不脱离权利要求的范围。
工业实用性
本发明适合用于基板处理设备，该基板处理设备具有用于抛光基板如半导体晶片的外围部分的抛光单元。

Claims (7)

1.一种基板抛光方法，包括：
通过移动机构将基板移动到用于抛光基板外围部分的斜边抛光装置和用于抛光基板凹口的凹口抛光装置中的一个上；
利用斜边抛光装置和凹口抛光装置中的一个，第一次抛光基板的外围部分或基板的凹口；
在第一次抛光之后仅将纯水供应到基板上，以形成覆盖基板表面的水膜；
在水膜形成于基板表面上的情况下，通过移动机构将基板移动到斜边抛光装置和凹口抛光装置中的另一个上；和
利用斜边抛光装置和凹口抛光装置中的另一个，第二次抛光基板的外围部分或基板凹口。
2.一种基板处理方法，其使用基板处理设备，该基板处理设备具有至少两个抛光单元，其中每一个抛光单元都包括用于抛光基板外围部分的斜边抛光装置和用于抛光基板凹口的凹口抛光装置中的至少一个，以及用于将基板传送到所述至少两个抛光单元中的传送装置，所述基板抛光方法包括：
将斜边抛光装置或凹口抛光装置设置在所述至少两个抛光单元中，以从传送装置看时它们是对称的；
利用传送装置分别将不同的基板传送到所述至少两个抛光单元中；和
在所述至少两个抛光单元中并行抛光不同基板，以去除不同基板外围部分的污染物和/或表面粗糙度。
3.如权利要求2的基板处理方法，进一步包括在所述至少两个抛光单元中操作斜边抛光装置或凹口抛光装置，以从传送装置看时所述操作是对称的。
4.一种基板处理方法，其使用基板处理设备，该基板处理设备具有至少两个抛光单元，其中每一个抛光单元都包括用于抛光基板外围部分的斜边抛光装置和用于抛光基板凹口的凹口抛光装置中的至少一个，以及用于将基板传送到所述至少两个抛光单元中的传送装置，所述基板抛光方法包括：
将所述至少两个抛光单元中的斜边抛光装置或凹口抛光装置布置成从传送装置看时它们是对称的；
通过传送装置顺序地将基板传送到所述至少两个抛光单元中；和
在所述至少两个抛光单元中顺序地抛光基板，以去除基板外围部分的污染物和/或表面粗糙度。
5.如权利要求4的基板处理方法，进一步包括操作至少两个抛光单元中的斜边抛光装置或凹口抛光装置，以从传送装置看时所述操作是对称的。
6.一种基板处理方法，其使用基板处理设备，该基板处理设备具有至少两个抛光单元，其中每一个抛光单元都包括用于抛光基板外围部分的斜边抛光装置和用于抛光基板凹口的凹口抛光装置中的至少一个，以及用于将基板传送到所述至少两个抛光单元中的传送装置，所述基板抛光方法包括：
将所述至少两个抛光单元中的斜边抛光装置或凹口抛光装置布置成从传送装置看时它们是对称的；
选择性地进行下述两个抛光过程中的一个：
(i)通过传送装置将不同基板分别传送到所述至少两个抛光单元中，并在所述至少两个抛光单元中并行抛光不同基板，以去除不同基板外围表面上的污染物和/或表面粗糙度；
(ii)通过传送装置将基板顺序传送到所述至少两个抛光单元中，且在所述至少两个抛光单元中顺序抛光基板，以去除基板外围部分上的污染物和/或表面粗糙度。
7.如权利要求6的基板处理方法，进一步包括在所述至少两个抛光单元中操作斜边抛光装置或凹口抛光装置，以从传送装置看时所述操作是对称的。
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