CN1791490A - 衬底抛光设备 - Google Patents

Abstract

一种衬底抛光设备，其将诸如半导体晶片的衬底表面抛光至平坦镜面光洁度。根据本发明的衬底抛光设备包括：可旋转工作台(12)，其具有用于抛光半导体衬底(18)的抛光垫；光发射和接收装置(80，82)，其用于发射测量光，以使之穿过设置在抛光垫(16)上的通孔到达半导体衬底(18)，并且接收来自半导体衬底(18)的反射光，以便测量该半导体衬底(18)上的薄膜；以及供给通道(44)，其用于向测量光的通道供应流体。该供给通道(44)具有设置在通孔(84)中的出口部分。

Description

衬底抛光设备

技术领域

本发明涉及一种衬底抛光设备，特别是，涉及一种能够提高衬底测量装置的测量精度的衬底抛光设备，该衬底测量装置被结合在衬底抛光设备中。

背景技术

在半导体制造工艺中，使用衬底/基片抛光装置将诸如半导体晶片的衬底表面抛光至平坦镜面。该衬底抛光设备具有可旋转工作台(抛光台)，并且衬底被压靠在可旋转工作台的抛光表面上。随后，当抛光剂或抛光磨料被供应到抛光表面上时，该可旋转工作台转动，以抛光该衬底。已经提出了一种利用光的衬底测量装置，其在抛光该衬底期间作为测量衬底上的薄膜的装置。例如，薄膜厚度可以被测量，以确定基于该被测薄膜厚度的抛光终点。

已经提出了一种射流型装置作为这类衬底测量装置。例如，公开号为2001-235311的日本专利公开了一种衬底测量装置，其具有设置于可旋转工作台中的给水通道。该供水通道的出口被设置在抛光表面上，并且将纯水通过供水通道喷射到衬底上。两个光纤被连续地排列。测量光通过一个光纤被发射到衬底上，并且来自衬底的反射光通过另一个光纤被接收。然后，该薄膜厚度根据该反射光被计算出来。

在上述衬底抛光设备中，衬底在位于衬底和抛光面之间的抛光剂的参与下被抛光。当抛光剂流入通过供水通道供应的纯水中时，该纯水的透明度降低。结果是，导致已经被接收的反射光量减少。因此，对于射流型测量装置来说，防止纯水与抛光剂发生混合或者即使当抛光剂流入纯水中时纯水的透明度也保持在测量不受影响的程度已经成为一项任务。

上述衬底抛光设备具有一些消耗件/易耗件。一个消耗件为用于发射测量光的光源部件。例如，该光源部件包括灯。虽然灯的使用寿命取决于灯的类型及其使用条件，但是举例来说，灯的使用寿命大约为四个月左右。该衬底抛光设备可以具有设置在供水通道中的控制阀，以用于控制喷水定时。在这种情况下，该控制阀可能成为一个消耗件。

这些消耗件通常被嵌入于抛光台中。例如，该消耗件被置于沿抛光台的外缘设置的裙部中。

这些消耗元件需要进行定期或不定期的更换。在更换操作中，操作者将手从该裙部的下面伸到抛光台的裙部中，并随后更换消耗件。然而，对于操作者来说，接触到该消耗件是很困难的，从而使得该更换操作不易完成。

上述射流型衬底测量装置将水供应到形成于抛光垫中的通孔中，以使得在抛光台和衬底之间流动并流入到通孔中的浆料可以被稀释，并且附着在衬底上的浆料可以被清洗掉。因此，降低了浆料对测量的影响，从而保持了必要的测量性能。

然而，必须供应大量的水，以保持必要的测量性能。当大量水被供给时，水流到抛光台的抛光面上使得该浆料被稀释。浆料的稀释可能影响抛光性能。迄今为止，如上所述，如果为了测量性能而增大水量的话，抛光性能便会下降，并在测量性能和抛光性能之间存在着权衡关系。

发明内容

本发明在考虑到上述缺陷后被提出。本发明的一个目的是提供一种衬底抛光设备，其能够降低抛光剂对薄膜测量的影响，并且使消耗件容易更换，并且可在保持衬底测量装置的测量性能的同时降低测量流体对抛光性能的影响。

为了达到上述目的，根据本发明的第一个方面，提供了一种衬底抛光设备，包括：可旋转工作台，其具有用于抛光半导体衬底的抛光垫；光发射和接收装置，其用于发射测量光，以使之穿过形成于抛光垫上的通孔到达该半导体衬底，并且接收来自半导体衬底上的反射光，以便测量该半导体衬底上的薄膜；以及供给通道，其用于向测量光的通道供应流体；其中，该供给通道具有位于该通孔内的出口部分。

根据本发明，由于供给通道的出口部分位于通孔中，因而通道的出口部分靠近半导体衬底。因此，从供给通道流出的流体在出口部分流速加快，并且流体从半导体衬底和出口部分之间的间隙向该供给通道外猛烈喷出，从而沿该半导体衬底形成流体流。该流体流能够有效地去除测量光作用区域上的抛光剂，该区域位于出口部分的前面。

在本发明的优选方式中，该出口部分可拆卸地安装在可旋转工作台上。

根据本发明的第二个方面，提供了一种衬底抛光设备，包括：可旋转工作台，其具有用于抛光半导体衬底的抛光垫；光发射和接收装置，其用于发射测量光，以使之穿过形成于抛光垫上的通孔到达该半导体衬底，并且接收来自半导体衬底上的反射光，以便测量该半导体衬底上的薄膜；以及供给通道，其用于向测量光的通道供应流体；其中，该供给通道具有可拆卸地安装在旋转工作台上的出口部分。

在该结构中，该出口部分能够在抛光垫被安装到可旋转工作台上之后再进行装配。因此，该抛光垫可以被很容易地安装就位。该出口部分可以在抛光垫被拆除之前被拆下。这样，抛光垫可以被容易地拆除而不会使出口部分受损。该出口部分靠近衬底从可旋转工作台中伸出。因此，从供给通道流出的流体在出口部分流速加快，并且流体从半导体衬底和出口部分之间的间隙向该供给通道外猛烈喷出，从而沿该半导体衬底形成流体的流动。该流体的流动能够有效地去除位于出口部分的前面的测量光作用区域上的抛光剂。

在本发明的优选方式中，该光发射和接收装置被安装在出口部分上。

在该结构中，该光发射和接收装置可以被设置在通孔中并因此被布置在靠近半导体衬底的位置上。因此，该反射光可以被高效地接收。由于光发射和接收装置以及出口部分可以一起被安装和拆卸，所以该光发射和接收装置不会妨碍抛光垫的更换。

根据本发明的第三个方面，提供了一种衬底抛光设备，包括：可旋转工作台，其具有用于抛光半导体衬底的抛光垫；光发射和接收装置，其用于发射测量光，以使之穿过形成于抛光垫上的通孔到达该半导体衬底，并且接收来自半导体衬底上的反射光，以便测量该半导体衬底上的薄膜；供给通道，其用于向测量光的通道供应流体；以及出口部分移动装置，其用于沿通孔延伸方向移动供给通道的出口部分。

在该结构中，该出口部分可以在抛光垫被安装到可旋转工作台上之后再被移动到该通孔中。更进一步地，该出口部分可以在抛光垫被拆除之前被移动和装入可旋转工作台中。因此，抛光垫可以被容易地拆除而不会使出口部分受损。该出口部分从可旋转工作台中伸出到靠近衬底的位置。因此，从供给通道流出的流体在出口部分流速加快，并且流体从半导体衬底和出口部分之间的间隙向该供给通道外猛烈喷出，从而沿该半导体衬底形成流体流。该流体流能够有效地去除位于出口部分的前面的测量光作用区域上的抛光剂。

在本发明的优选方式中，该出口部分移动装置将光发射和接收装置与出口部分一起移动。

在该结构中，该光发射和接收装置可以被设置在通孔中并因此被布置在靠近半导体衬底的位置上。所以，该反射光可以被高效地接收。由于光发射和接收装置以及出口部分可以被一起安装和拆卸，因此该光发射和接收装置在更换抛光垫时被移动和装入到可旋转工作台中。所以，该光发射和接收装置不会妨碍抛光垫的更换。

在本发明的优选方式中，该出口移动装置包括将出口部分移向抛光垫的抛光面的促动装置，以及用于限制由该促动装置引起的移动的限位装置，从而使得该出口部分不会从抛光面伸出。

根据本发明，该出口部分被促动装置促动而移向抛光面，从而使得该出口部分被设置在通孔中。该出口部分可以克服该促动装置的促动力被移向可旋转工作台。当更换抛光垫时，如果抛光垫被放置于出口部分上，该出口部分被抛光垫压迫并容纳在可旋转工作台中。当抛光垫的通孔和出口部分彼此对齐时，该出口部分被促动，以伸入到该通孔中。因此，该出口部分不会妨碍抛光垫的安装，并使该抛光垫可以被容易地定位。

在本发明的优选方式中，该出口部分移动装置根据抛光垫的抛光面的打磨过程(dressing process)调整出口部分的位置。

根据本发明，该出口部分的位置根据已经被打磨过程刮擦过的抛光垫的厚度调整。因此，衬底和出口部分能够处于适当的位置关系。

在本发明的优选方式中，衬底抛光设备包括：可旋转工作台，其具有用于抛光半导体衬底的抛光垫；光发射和接收装置，其用于发射测量光，以使之穿过形成于抛光垫上的通孔到达该半导体衬底，并且接收来自半导体衬底上的反射光，以便测量该半导体衬底上的薄膜；供给通道，其用于向测量光的通道供应流体；以及光发射和接收装置的移动装置，其用于沿通孔延伸方向移动该光发射和接收装置。

在该结构中，该光发射和接收装置可以被设置在通孔中，并且可以被安置在靠近半导体衬底的位置上。因此，该发射光可以被高效地接收。由于该光发射和接收装置是可移动的，因此当更换抛光垫时，该光发射和接收装置可以被容纳在可旋转工作台内，并且不会妨碍抛光垫的更换。

在本发明的优选方式中，该光发射和接收装置的移动装置根据抛光垫的抛光面的打磨过程调整光发射和接收装置的位置。

根据本发明，该光发射和接收装置的位置根据已经被刮擦过的抛光垫的厚度调整。因此，衬底与光发射和接收装置可以保持适当的位置关系，从而使得反射光可以被高效地接收。

在本发明的优选方式中，衬底抛光设备包括：可旋转工作台，其具有用于抛光半导体衬底的抛光垫；光发射和接收装置，其用于发射测量光，以使之穿过形成于抛光垫上的通孔到达该半导体衬底，并且接收来自半导体衬底上的反射光，以便测量该半导体衬底上的薄膜；以及供给通道，其用于向测量光的通道供应流体，其中，该供给通道具有由软质材料制成的出口部分，该软质材料的柔软度基本上等于或高于抛光垫的柔软度。该供给通道的出口部分可以由与抛光垫相同的材料制成。

在该结构中，当半导体衬底被抛光时，该半导体衬底防止了与出口部分接触时受到损害。因此，该出口部分可以被安置在靠近半导体衬底的位置上，并且出口可以被布置在与抛光面基本相同的平面中。根据本发明，该出口部分与抛光垫可以一起被打磨，因此该出口部分可以与抛光垫一起在垂直位置上被调整，从而可使该出口被容易地定位在与抛光面基本相同的平面中。

在本发明的优选方式中，衬底抛光设备包括：可旋转工作台，其具有用于抛光半导体衬底的抛光垫；光发射和接收装置，其用于发射测量光，以使之穿过形成于抛光垫上的通孔到达该半导体衬底，并且接收来自半导体衬底上的反射光，以便测量该半导体衬底上的薄膜；供给通道，其用于向测量光的通道供应流体，其中，该供给通道具有出口部分，其由具有大于抛光垫的弹性模量的材料制成。

在该结构中，该出口部分的垂直位置可以通过设定大于下述抛光压力的打磨压力调整。具体地说，首先，该衬底抛光设备将出口部分与抛光垫一起打磨。由于出口部分的弹性模量大于抛光垫的弹性模量，当打磨过程完成时，在打磨过程过程中施加的压力被释放，该抛光垫延伸，以使得抛光垫的延伸量大于该出口部分的延伸量。因此，当打磨过程完成时，该出口部分缩回到抛光垫的通孔中。在该衬底抛光设备中，抛光压力被设定为小于打磨压力。因此，当衬底被抛光时，该出口部分不会从抛光面中伸出，并由此被保持在抛光垫的通孔中而不会干涉该抛光过程。

在本发明的优选方式中，衬底抛光设备包括：可旋转工作台，其具有用于抛光半导体衬底的抛光垫；光发射和接收装置，其用于发射测量光，以使之穿过形成于抛光垫上的通孔到达该半导体衬底，并且接收来自半导体衬底上的反射光，以便测量该半导体衬底上的薄膜；供给通道，其用于向测量光的通道供应流体，其中，该供给通道具有镜面内表面。

根据本发明，由于供给通道具有镜面内表面，供给通道内的光吸收被抑制，从而减少了测量光及反射光的衰减。因此，接收到的反射光量得到增加，从而导致了信噪比(S/N ratio)的增加。

根据本发明的第四个方面，提供了一种衬底抛光设备，包括：可旋转工作台，其具有用于抛光半导体衬底的抛光垫；光发射和接收装置，其用于发射测量光，以使之穿过形成于抛光垫上的通孔到达该半导体衬底，并且接收来自半导体衬底上的反射光，以便测量该半导体衬底上的薄膜；以及供给通道，其用于向测量光的通道供应流体；其中，该供给通道具有非反射内表面。

根据本发明，该非反射内表面有效地抑制了供给通道内的反射光，这样便减少了由于在供给通道内表面上的反射而造成的波长偏移。因此，在这种情况下，可以根据该波长偏移测量衬底上的薄膜，该非反射内表面能够增加信噪比。

根据本发明的第五个方面，提供了一种衬底抛光设备，包括：可旋转工作台，其具有用于抛光半导体衬底的抛光垫；光发射和接收装置，其用于发射测量光，以使之穿过形成于抛光垫上的通孔到达该半导体衬底，并且接收来自半导体衬底上的反射光，以便测量该半导体衬底上的薄膜；供给通道，其用于向测量光的通道供应流体；以及保护罩，其可拆卸地安装在可旋转工作台上，当更换抛光垫时，其可被拆下；其中，该保护罩被容纳在形成于抛光垫上的通孔中，并且覆盖构成形成于可旋转工作台中的供给通道的开口。

根据本发明，由于该保护罩被容纳在抛光垫的通孔中，抛光垫可以与连接在其上的保护罩一起更换。由于该保护罩覆盖构成供给通道的开口，所以即使该供给通道的出口部分与光发射和接收装置从抛光面伸出一定的量，该抛光垫也可以在供给通道被保护罩保护的情况下进行更换。

根据本发明的第六个方面，提供了一种衬底抛光设备，包括：可旋转工作台，其具有用于抛光半导体衬底的抛光垫；光发射和接收装置，其用于发射测量光，以使之穿过形成于抛光垫上的通孔到达该半导体衬底，并且接收来自半导体衬底上的反射光，以便测量该半导体衬底上的薄膜；供给通道，其用于向测量光的通道供应流体；以及用于供应流体的辅助供给通道，其沿可旋转工作台的转动方向设置在供给通道的前面。

根据本发明，如上所述，测量通道中流体的透明度得到提高。具体地说，随着可旋转工作台的旋转，可旋转工作台和抛光剂彼此相对地运动。从可旋转工作台的角度来看，抛光剂沿可旋转工作台的旋转方向向后移动。根据本发明，由于该辅助供给通道沿可旋转工作台的旋转方向设置在供给通道的前面，所以抛光剂在测量区域前方的位置上被稀释。具体地说，该抛光剂主要在辅助供给通道中被稀释，其次在后面的测量区域被稀释。这样，便提高了该测量区域的透明度，由此测量精度也得到提高。

在本发明的优选方式中，该辅助供给通道具有设置在通孔内的出口。

在该结构中，由于该辅助供给通道的出口位于靠近半导体衬底的位置上，所以抛光剂被辅助供给通道提供的流体有效地冲刷掉。因此，该测量区域的透明度得到进一步提高。在使用辅助供给通道的情况下，需要供应的测量流体的总量(主供给量和辅助供给量的总和)小于不使用辅助供给通道情况下的水量。这样，可以减少测量流体的消耗量。

在本发明的优选方式中，该辅助供给通道具有环绕该供给通道的形状。

在该结构中，从辅助供给通道供应的流体可以有效提高测量区域的透明度。

在本发明的优选方式中，该辅助供给通道的出口比供给通道的出口更窄。

在该结构中，前面的辅助供给通道中的流体的流速大于供给通道中的流体的流速，因此，辅助供给通道在流体稀释中起到更大的作用，从而进一步提高了测量区域的透明度。

在本发明的优选方式中，流体被供应到形成于抛光垫上的第二通孔中。

在本发明的优选方式中，衬底抛光设备包括：可旋转工作台，其具有用于抛光半导体衬底的抛光垫；光发射和接收装置，其用于发射测量光，以使之穿过形成于抛光垫上的通孔到达该半导体衬底，并且接收来自半导体衬底上的反射光，以便测量该半导体衬底上的薄膜；供给通道，其用于向测量光的通道供应流体，其中，该供给通道具有一出口，其面积小于该供给通道的其他部分的面积。

在该结构中，从该供给通道出口流出的流体的流速加快，因此，抛光剂对测量的影响可以被降低。

根据本发明的第七个方面，提供了一种衬底抛光设备，包括：可旋转工作台，其具有用于抛光半导体衬底的抛光垫；光发射和接收装置，其用于发射测量光，以使之穿过形成于抛光垫上的通孔到达该半导体衬底，并且接收来自半导体衬底上的反射光，以便测量该半导体衬底上的薄膜；供给通道，其用于向测量光的通道供应流体；以及抛光垫块(polishing pad piece)，其安装在形成于抛光垫中的开口中，所述通孔形成于该抛光垫块上；其中，该抛光垫块具有与抛光垫的表面连续相连的垫块表面，并且该垫块表面是平坦的。

根据本发明，如下所述，可以减少流入通孔中的抛光剂量：通常，为了将抛光剂和研磨颗粒从抛光面上流畅地冲刷掉，抛光垫具有一凹槽，以作为抛光剂和研磨颗粒的通道。该凹槽可以成为一通道，抛光剂通过该通道流入为测量薄膜而设置的通孔中。该抛光垫的抛光面可以具有多个凹穴。这些凹穴还用于增加流入通孔中的抛光剂的量。根据本发明，由于设置有多个通孔的抛光垫块具有平坦表面，从而可以减少流入该通孔中的抛光剂量。该抛光垫块与抛光垫分别地设置。因此，可以很容易地获得具有平坦部分的抛光垫的结构。

在本发明的优选方式中，该抛光垫块由与抛光垫相同的材料制成。

在该结构中，防止了半导体衬底在其被抛光时受到损害。

在本发明的优选方式中，该衬底抛光设备具有固定装置，用于将抛光垫块安装到可旋转工作台上，并且将该抛光垫块安置在测量光透过通孔的位置上。

根据本发明，当更换抛光垫时，该抛光垫块由固定装置定位和固定，以将该通孔设置在适当的位置上。该抛光垫被安装在可旋转工作台上，以便安装在该开口中。因此，当安装抛光垫时，该通孔可以很容易地被设置在适当的位置上。在实际的装置中，用于测量的通孔的尺寸比抛光垫的尺寸小得多。因此，不便于通过移动整个抛光垫对通孔的位置进行微调。根据本发明，设置分离的抛光垫块以消除上述调整操作，从而极大地方便了抛光垫的安装操作。根据本发明，可以先安装抛光垫，然后再安装抛光垫块。该抛光垫块可以被安装到底座元件上，并且该抛光垫块和底座元件可以构成一更换盒。在这种情况下，该更换盒用作固定抛光垫块的固定装置。优选地，该更换盒具有测量流体的供给和排放端口，并且还具有用于发射测量光的发射元件和用于接收反射光的接收元件。该结构使得将测量装置安装到可旋转工作台上的操作变得更为方便。

根据本发明的第八个方面，提供了一种衬底抛光设备，包括：可旋转工作台，其具有用于抛光半导体衬底的抛光垫；光发射和接收装置，其用于发射测量光，以使之穿过形成于抛光垫上的通孔到达该半导体衬底，并且接收来自半导体衬底上的反射光，以便测量该半导体衬底上的薄膜；以及供给通道，其用于向测量光的通道供应流体；其中，该通孔具有防水内表面。

由于该通孔具有防水内表面，通孔中流过的测量流体几乎不能渗入到抛光垫中。该结构有效地抑制了由于容纳在抛光垫中的流体所引起的抛光垫性质的改变，从而减少了该抛光垫的抛光性能的变化。

根据本发明的第九个方面，提供了一种衬底抛光设备，包括：抛光台，衬底被压靠在其上；衬底测量装置，其设置在抛光台中，以用于检测衬底的薄膜厚度或抛光终点；以及消耗件更换门，其被可打开和关闭地设置在抛光台上，以用于允许将消耗件取出或装入抛光台中。

在本发明的优选方式中，衬底测量装置将测量光射向衬底并根据来自衬底的反射光测量衬底上的薄膜。

根据本发明，由于消耗件可以被取出或装入使用该消耗件更换门的抛光台中，所以能够容易地更换消耗件。

在本发明中，该消耗件更换门包括能够打开或关闭形成于抛光台上的更换口的结构。该消耗件更换门可以通过铰链安装到抛光台上。该消耗件更换门可滑动地设置在抛光台上。可替换地，该消耗件更换门可以是活动盖。

在本发明中，衬底和抛光台可以彼此相对地压靠。典型地，衬底被推向抛光台。然而，本发明并不局限于这样的结构。

在本发明的优选方式中，该消耗件包括用于发射测量光的光源部件。该光源部件可以是灯，并且该灯可以是卤素灯或氙闪光灯。可替换地，该光源部件可以是LED或者激光源。

在本发明的优选方式中，该消耗件包括设置在流体通道中的控制阀，其被用于使用测量光的测量过程中。该控制阀可以被设置在流体供给通道或流体排放通道中。

在本发明的优选方式中，该消耗件更换门被设置在抛光台的侧面上。操作者可以通过该抛光台的侧面容易地更换消耗件。

在本发明的优选方式中，该消耗件更换门被设置在抛光台的表面上，衬底被压靠在该表面上，并且该消耗件更换门偏离衬底的轨迹(orbit)。该消耗件更换门如此设置，从而不影响抛光过程。如果衬底被安置在抛光台的上方，则被衬底压靠的抛光台表面是该抛光台的上表面。通常，抛光垫或固定研磨剂被安装在抛光台上，该固定研磨剂包括被诸如树脂的粘合剂固定在一起的二氧化铈(CeO₂)或类似物的磨粒。

该消耗件更换门可以设置在抛光垫的下面。

根据本发明的第十个方面，提供了一种衬底抛光设备，包括：抛光台，衬底被压靠在其上；衬底测量装置，其设置在抛光台中，以用于检测衬底的薄膜厚度或抛光终点；多个具有相同功能的消耗件，该多个消耗件被安装在抛光台上，并且构成衬底测量装置；以及用于切换消耗件的消耗件切换装置，该消耗件的功能是测量衬底上的薄膜。

在本发明的优选方式中，衬底测量装置将测量光射向衬底并根据来自衬底的反射光测量衬底上的薄膜。

根据本发明，由于该消耗件可以被切换，所以可以减少更换消耗件的次数。

根据本发明，还具有一个优点，即当消耗件耗损或损坏时，不需关闭衬底抛光设备便可以立即进行更换操作。该消耗件可以在诸如更换抛光垫的其他维修工作期间被更换。因此，提高了该衬底抛光设备的开工率(operating rate)。

在本发明的优选方式中，该消耗件切换装置根据用于测量衬底上薄膜的每个消耗件的使用情况自动地切换该消耗件。例如，该消耗件切换装置根据消耗件的使用周期自动运行。

根据本发明，由于该消耗件是自动切换的，因此进一步降低了操作者的负担。

在本发明的优选方式中，该消耗件包括用于发射测量光的光源部件或设置在流体通道中的控制阀，该控制阀被用于使用测量光的测量过程中。本方面可以与上述第九个方面结合。在这种情况下，设置有消耗件更换门，并且多个具有相同功能的消耗件被设置并切换。

根据本发明的第十一个方面，提供了一种衬底抛光设备，包括：抛光台，衬底被压靠在其上；衬底测量装置，其设置在抛光台中，以用于检测衬底的薄膜厚度或抛光终点；以及构成衬底测量装置并被设置在抛光台外的消耗件。

在本发明的优选方式中，衬底测量装置将测量光射向衬底并根据来自衬底的反射光测量衬底上的薄膜。

根据本发明，由于该消耗件被设置在抛光台外，所以可以很容易地更换该消耗件。

在本发明的优选方式中，该消耗件包括用于发射测量光的光源部件。

在本发明的优选方式中，该衬底抛光设备具有用于在正在旋转的抛光台与该抛光台外部之间传送光的下列结构：该衬底抛光设备具有设置在抛光台外的固定侧光导向器，以用于将光源部件发出的光传送到抛光台；以及设置在抛光台内的旋转侧光导向器，以用于接收来自固定侧光导向器的测量光。在该结构中，可以利用该测量光测量位于可旋转工作台上的衬底上的薄膜，该测量光由设置在抛光台外部的光源部件发出。

在本发明的优选方式中，该固定侧光导向器和旋转侧光导向器分别具有固定侧光导向器端部和旋转侧光导向器端部，当该抛光台处于沿该抛光台旋转方向延伸的预定光导向区域时，所述端部彼此面对。根据本发明的衬底抛光设备如此布置，以使得当该抛光台处于预定的光导向区域时，固定侧光导向器端部与旋转侧光导向器端部彼此面对。由于旋转侧光导向器和固定侧光导向器的端部不要求始终相通，所以使得传送光的结构变得简单。该预定光导向区域被优选地设定为包括该抛光台的角位置，该衬底在该角位置中位于测量位置。当需要测量时，来自光源部件的光被传送到抛光台。因此，该薄膜可以被可靠地测量。

在本发明的优选方式中，该消耗件包括设置在流体通道中的控制阀，该流体被用于利用测量光的测量过程中。

在本发明的优选方式中，该衬底抛光设备具有用于在正在旋转的抛光台与固定的端部之间输送流体的下列结构：该衬底抛光设备具有设置在抛光台外部的固定侧通道，该控制阀被设置在该固定侧通道中；以及设置在抛光台中的旋转侧通道；其中，该固定侧通道和旋转侧通道分别具有固定侧通道端部和旋转侧通道端部，当抛光台处于沿抛光台旋转方向延伸的预定传导区域时，所述端部彼此面对。该固定侧通道和旋转侧通道可以是供给通道或排放通道。

如上所述，根据本发明的衬底抛光设备如此布置，以使得当抛光台处于沿抛光台旋转方向延伸的预定传导区域时，该固定侧通道端部和旋转侧通道端部彼此相对。由于上述端部不要求始终相通，所以使得用于输送流体的结构变得简单。该预定传导区域被优选地设定为包括该抛光台的角位置，该衬底在该角位置中位于测量位置。当需要测量时，该流体被输送到抛光台上。因此，该薄膜可以被可靠地测量。

在本发明的优选方式中，该衬底抛光设备具有孔形成元件，该孔形成元件具有靠近抛光台设置的孔形成表面，在抛光台和孔形成表面之间存在孔隙(orifice gap)。该孔形成表面被布置在与旋转侧通道端部的位置相对应的位置上，并且被布置在未设置固定侧通道端部的区域中。

根据本发明，当旋转侧通道端部与固定侧通道端部不彼此面对时，这些通道端部通过孔隙保持相通。因此，当上述通道端部未彼此面对时，该流体以低流速被传输。

在本发明的优选方式中，衬底抛光设备包括：抛光台，衬底被压靠在该工作台上；用于发射从抛光台到衬底的测量光的衬底测量装置，从而根据来自衬底的反射光测量衬底上的薄膜；旋转侧通道，其设置在抛光台中，以用作流体通道，该流体被用于利用测量光的测量过程中；以及设置在抛光台外的固定侧通道，其中，该固定侧通道和旋转侧通道分别具有固定侧通道端部和旋转侧通道端部，当抛光台处于沿抛光台旋转方向延伸的预定传导区域时，所述端部彼此面对。上述通道可以是供给通道或者排放通道。

在本发明的优选方式中，当抛光台的角位置处于所述传导区域时，该旋转侧通道端部和固定侧通道端部彼此面对。在该结构中，流体的输送可以被控制，因此可以使用设置在上述通道中的控制阀分配流体。即使在设置有这种控制阀的情况下，该控制阀的操作次数也被极大地减少。因此，该控制阀不需要更换，或者可以增加更换控制阀的间隔。

在本发明的优选方式中，该衬底抛光设备具有孔形成元件，该孔形成元件具有靠近抛光台设置的孔形成表面，在抛光台和孔形成表面之间存在孔隙。该孔形成表面被布置在与旋转侧通道端部的位置相对应的位置上，并且被布置在未设置固定侧通道端部的区域中。

根据本发明，当旋转侧通道端部与固定侧通道端部不彼此面对时，这些通道端部通过孔隙保持相通。因此，当通道端部未彼此面对时，该流体以低流速被传输。因此，根据本发明，可通过简单结构的通道接头转换流量的大小。

在本发明的优选方式中，衬底抛光设备包括：抛光台，衬底被压靠在其上；用于发射从抛光台到衬底的测量光的衬底测量装置，从而根据来自衬底的反射光测量衬底上的薄膜；设置在抛光台外的固定侧光导向器；以及设置在抛光台中的旋转侧光导向器，其中，该固定侧光导向器和旋转侧光导向器分别具有固定侧光导向器端部和旋转侧光导向器端部，当抛光台处于沿抛光台旋转方向延伸的预定的光导区域时，所述端部彼此面对。在该布置中，该固定侧光导向器和旋转侧光导向器不局限于测量光用的光导向器，也可以是反射光用的光导向器。根据本发明，用于在旋转侧和固定侧之间传输光的结构可以被简化。

在本发明的优选方式中，衬底抛光设备包括：抛光台，衬底被压靠在其上；设置在抛光台中用作流体通道的旋转侧通道；以及设置在抛光台外的固定侧通道，其中，该固定侧通道和旋转侧通道分别具有固定侧通道端部和旋转侧通道端部，当抛光台处于沿抛光台旋转方向延伸的预定传导区域时，所述端部彼此面对。根据本发明，可以使用在旋转侧和固定侧之间传输流体的简单结构控制流体的流动。在该布置中，该流体不局限于测量流体。该流体可以从固定侧流到旋转侧，反之亦然。

在本发明的优选方式中，衬底抛光设备包括：抛光台，衬底被压靠在其上；设置在抛光台中以用于传输光的旋转侧光导向器；以及设置在抛光台外的固定侧光导向器，其中，该旋转侧光导向器和固定侧光导向器分别具有旋转侧光导向器端部和固定侧光导向器端部，当抛光台处于沿抛光台旋转方向延伸的预定的传导区域时，所述端部彼此面对。根据本发明，光透射的定时可以由传输光的简单结构控制。在该布置中，被传送的光不局限于测量光。该光可以从固定侧传送到旋转侧，反之亦然。尽管上面已经描述了本发明的许多方面，但是本发明不局限于上述衬底抛光设备。例如，本发明的另一个方面包括结合在上述衬底抛光设备中的衬底测量装置。

根据本发明的第十二个方面，提供了一种衬底抛光设备，包括：抛光台，衬底被压靠在其上；用于发射从抛光台到衬底的测量光的光发射和接收装置，从而根据来自衬底的反射光测量衬底上的薄膜；以及流体供给装置，其将传送测量光和反射光的测量流体供应到测量光的作用区域；其中，该流体供给装置供应抛光浆料中使用的溶剂，以作为测量流体。该溶剂是该浆料中的非抛光剂成分。在本发明中，衬底和抛光台被彼此相对地压靠在一起。

典型地，衬底被推向抛光台。然而，本发明并不局限于这样的结构。

根据本发明，由于该浆料的溶剂被当作测量流体供应，即使该测量流体流到抛光台上并与浆料混合在一起，被稀释浆料对抛光性能的影响也可以得到降低。本发明基于这样的事实，即使该浆料本身具有低透明度，但是该浆料溶剂的透明度是较高的。因此，通过使用浆料溶剂保持测量性能，并且测量流体对抛光性能的影响也如上所述被降低。

在本发明的优选方式中，该溶剂包括硅石浆料(silica slurry)的碱性溶剂。用于抛光二氧化硅薄膜(SiO₂)的硅石浆料包含碱性溶剂(pH10-11)，以便获得可靠的去除率。如果该碱性溶剂被纯水稀释，则去除率便会降低。根据本发明，硅石浆料的碱性溶剂被用作测量流体，从而降低了对去除率的影响。例如，该碱性溶剂为KOH或NH₄OH。

在优选方式中，该溶剂包括二氧化铈浆料的表面活性剂溶液。用于抛光二氧化硅薄膜(SiO₂)或STI晶片的二氧化铈浆料包含用作溶剂的表面活性剂溶液，从而保持低去除率和保证台阶特性(step characteristics)。如果该表面活性剂被纯水稀释，则去除率便会增加，并且台阶特性可能恶化。根据本发明，二氧化铈浆料的表面活性剂溶液被用作测量流体，由此可以降低其对去除率和台阶特性的影响。该表面活性剂优选为阳离子表面活性剂。该阳离子表面活性剂可以是氨基聚羧酸盐或类似物。

在本发明的优选方式中，该流体供给装置的供给通道由诸如树脂或陶瓷的耐化学腐蚀材料制成。该供给通道可以涂有高度耐化学腐蚀材料，并且这样的结构包括在上述结构中。根据本发明，防止了被用作测量流体的溶剂对供给通道的损害。

此外，还防止了衬底被杂质污染，该杂质由于溶剂的作用已经从供给通道中被冲掉。优选地，用于导向测量光和反射光的诸如光纤的元件具有与上述相同的结构。

根据本发明的第十三个方面，提供了一种用于测量衬底上的薄膜的衬底测量装置，该测量装置被结合在衬底抛光设备中，该衬底抛光设备具有抛光台，衬底被压靠在该抛光台上，其特征在于，该抛光台具有用于供应测量流体的流体供给装置，并且该流体供给装置供应用于抛光浆料中的溶剂，以作为测量流体。

根据本发明的第十四个方面，提供了一种衬底抛光设备，包括：抛光台，衬底被压靠在其上；用于发射从抛光台到衬底的测量光的光发射和接收装置，从而根据来自衬底的反射光测量衬底上的薄膜；以及流体供给装置，其将传送测量光和反射光的测量流体供应到测量光的作用区域；其中，该流体供给装置供应高粘性流体，以作为测量流体，并且该高粘性流体比抛光浆料的粘性大。典型地，该高粘性流体是液体。但是，该高粘性流体不局限于液体。该高粘性流体可以是溶胶或类似物。在本发明中，该高粘性流体可以包括凝胶。

根据本发明，由于该高粘性流体被当作测量流体供应，可以减少流入该测量区域的浆料的扩散。因此，降低了该浆料对薄膜测量的影响，从而提高了测量性能。

更进一步地，根据本发明，该高粘性流体被用作测量流体，还可以减少流出的测量流体的量。由于上述扩散减少能力，使得测量性能提高，并且即使高粘性流体的供应量小于供应水量，也可以获得同样的测量性能。这样，可以减少测量流体的流出量。由于测量流体的流出量被减少，该测量流体对抛光性能的影响也被减少。因此，根据本发明，在保持测量性能的同时，可以降低测量流体对抛光性能的影响。

根据本发明的第十五个方面，提供了一种结合在具有抛光台的衬底抛光设备中的衬底测量装置，衬底被压靠在该抛光台上，该衬底测量装置用于发射从抛光台到衬底的测量光并且接收来自衬底的反射光，以便测量该衬底上的薄膜，该衬底测量装置包括：流体供给装置，其将传送测量光和反射光的测量流体供应到测量光的作用区域；其中，该流体供给装置供应高粘性流体，以作为测量流体，并且该高粘性流体比抛光浆料的粘性大。

根据本发明的第十六个方面，提供了一种衬底抛光设备，包括：抛光台，衬底被压靠在其上；用于发射从抛光台到衬底的测量光的光发射和接收装置，从而根据来自衬底的反射光测量衬底上的薄膜；以及流体供给装置，其将传送测量光和反射光的测量流体供应到测量光的作用区域；其中，该流体供给装置供应气体，以作为测量流体。

根据本发明，由于气体被用作测量流体，该浆料被从测量区域去除，由此可以获得优异的测量性能。即使气体流出，该浆料也不会被稀释，从而可以降低该测量流体对抛光性能的影响。因此，根据本发明，在保持测量性能的同时，可以降低测量流体对抛光性能的影响。该气体可以包括空气、氮气或惰性气体。

在本发明的优选方式中，光发射元件和光接收元件由防水材料制成。可替换地，该光发射元件和光接收元件可以分别具有防水加工表面。在该结构中，当浆料粘附在光发射元件和光接收元件上时，该附着的浆料可以被容易地去除。

尽管上面已经描述了本发明的许多方面，但是本发明不局限于上述衬底抛光设备。例如，本发明的另一个方面包括结合在衬底抛光设备中的衬底测量装置。该衬底测量装置被结合在具有抛光台的衬底抛光设备中并用于测量衬底上的薄膜，该衬底被压靠在抛光台上。该抛光台具有用于供应测量流体的流体供给装置，并且该流体供给装置供应用于抛光浆料中的溶剂，以作为测量流体。在该结构中，测量流体对抛光性能的影响可以被降低。

在本发明的优选方式中，提供了一种结合在上述衬底抛光设备中的衬底加工设备。在本发明的优选方式中，还提供了一种使用上述衬底抛光设备的衬底抛光方法以及一种使用上述衬底测量装置的衬底测量方法。

附图说明

图1为根据本发明的一实施例的衬底抛光设备的整体结构的示意图；

图2为图1中所示衬底抛光设备的整体结构的另一例子的示意图；

图3为根据本发明的该实施例具有衬底抛光设备的衬底加工系统的示意图；

图4为根据本发明第一个实施例的衬底抛光设备的结构的示意图；

图5A和5B为出口位置和水流之间的关系的示意图；

图6为根据本发明第一个实施例的衬底抛光设备的一种变型的示意图；

图7A至7H为多种管件结构的示意图；

图8为根据本发明第二个实施例的衬底抛光设备的结构的示意图；

图9A和9B为分别显示了根据本发明第二个实施例的衬底抛光设备的管单元的示意图；

图10A和10B为分别显示了该管单元的一种变型的示意图；

图11为根据本发明第三个实施例的衬底抛光设备的结构的示意图；

图12为根据本发明第四个实施例的衬底抛光设备的结构的示意图；

图13为根据本发明第五个实施例的衬底抛光设备的结构的示意图；

图14为根据本发明第五个实施例的衬底抛光设备的一种变型的示意图；

图15为根据本发明第六个实施例的衬底抛光设备的结构的示意图；

图16为根据本发明第七个实施例的衬底抛光设备在更换抛光垫时的结构示意图；

图17为根据本发明第七个实施例的衬底抛光设备在抛光衬底时的结构示意图；

图18为第七个实施例的一种变型的示意图；

图19为根据本发明第七个实施例的衬底抛光设备的一种变型在抛光衬底时的结构示意图；

图20为根据本发明第七个实施例的衬底抛光设备的一种变型在抛光衬底时的结构示意图；

图21A为详细显示一衬块/补块(patch piece)的安装部分的放大视图；

图21B为显示了安装部分上安装有保护罩的结构示意图；

图22为根据本发明第七个实施例的衬底抛光设备的一种变型在抛光衬底时的结构示意图；

图23为具有另一种结构的保护罩的衬底抛光设备的示意图；

图24为具有另一种结构的衬块的衬底抛光设备的示意图；

图25A和25B为根据本发明第八个实施例的衬底抛光设备的结构示意图；

图26A和26B为显示了根据本发明第八个实施例的衬底抛光设备的第一种变型的示意图；

图27A和27B为显示了根据本发明第八个实施例的衬底抛光设备的第二种变型的示意图；

图28A和28B为显示了根据本发明第八个实施例的衬底抛光设备的第三种变型的示意图；

图29A和29B为显示了根据本发明第八个实施例的衬底抛光设备的第四种变型的示意图；

图30A和30B为显示了根据本发明第八个实施例的衬底抛光设备的第五种变型的示意图；

图31为根据本发明第九个实施例的衬底抛光设备中使用的抛光垫的示意图；

图32为显示了抛光垫的连接方式的示意图，其中该抛光垫结合在根据本发明第九个实施例的衬底抛光设备中；

图33为根据本发明第九个实施例的衬底抛光设备的结构的示意图；

图34为根据本发明第十个实施例的衬底抛光设备中使用的抛光垫的示意图；

图35A为示意图，其显示了随可旋转工作台旋转的通孔的轨迹和衬底的位置；

图35B为示意图，其显示了当可旋转工作台和衬底的转速改变时该通孔的轨迹；

图35C为示意图，其显示了根据本实施例的通孔的轨迹的；

图36为显示了本发明第十个实施例的一种变型的示意图；

图37为根据本发明第十一个实施例的衬底抛光设备中使用的抛光垫的示意图；

图38为抛光垫的示意图，其中该抛光垫被用于根据本发明第十一个实施例的衬底抛光设备的一种变型中；

图39为根据本发明第十二个实施例的衬底抛光设备的一例子的示意图；

图40A和40B为显示了设置在图1中的衬底抛光设备的抛光台上的消耗件更换门的示意图，图40A为平面图，图40B为侧视图；

图41A和41B为显示了消耗件更换门的一种变型的示意图，图41A为平面图，图41B为侧视图；

图42A和42B为显示了消耗件更换门的一种变型的示意图，图42A为平面图，图42B为侧视图；

图43A和43B为显示了消耗件更换门的一种变型的示意图，图43A为平面图，图43B为侧视图；

图44为消耗件更换门的一种变型的示意图；

图45为根据本发明又一实施例的衬底抛光设备的示意图；

图46为根据本发明又一实施例的衬底抛光设备的示意图；

图47为光学旋转接头的一例子的示意图；

图48为光学旋转接头的一例子的示意图；

图49A和49B为光学旋转接头的一例子的示意图；

图50A至50C分别为光学旋转接头的例子的示意图；

图51A和51B为用于测量流体的旋转接头的一例子的示意图；

图52为用于测量流体的旋转接头的示意图；

图53为用于测量流体的旋转接头的一例子的示意图；

图54A和54B为用于测量流体的旋转接头的一例子的示意图；以及

图55为结合在图1中所示衬底抛光设备中的传感器的一例子的示意图。

具体实施方式

首先，下面将参考图1描述衬底抛光设备的整体结构。

图1显示了根据本发明第一个实施例的衬底抛光设备。图2为图1中所示衬底抛光设备的整体结构的又一例子的示意图。该衬底抛光设备10为所谓的化学机械抛光(CMP)设备，并且具有可旋转工作台(抛光台)12和顶圈14。抛光垫16被连接在该可旋转工作台12上。对于抛光垫16来说，除了使用由聚氨酯泡沫体制成的抛光布、无纺纤维型抛光布和绒面革型抛光布之外，还可以使用通过诸如环氧树脂的粘合剂将抛光剂磨粒固定在一起的固定研磨式抛光垫。该顶圈14将衬底18支撑在其底面上并且与该衬底18一起旋转。该顶圈14在远离该可旋转工作台12的中心的位置上将衬底压靠在抛光垫16上。在抛光垫16和衬底18之间供应用于抛光的浆料(抛光剂)。该浆料通过浆料供给通道22由浆料容器20供应。该衬底18在有浆料参与并且该衬底18被压靠在位于可旋转工作台12上的抛光垫16上的状态下旋转。更进一步地，可旋转工作台12被旋转。因此，衬底18被抛光。

该衬底抛光设备10被用于抛光形成于衬底18上的薄膜。当薄膜厚度达到预定值时，抛光完成。在本实施例中，通过终点检测确定抛光的完成。该衬底抛光设备10具有用于终点检测的膜厚测定仪24，该测定仪将在下面描述。

被该膜厚测定仪24测量的薄膜是绝缘薄膜，例如二氧化硅薄膜或金属薄膜。该膜厚测定仪24具有安装在可旋转工作台12上的传感器26，并具有电源单元28、控制器单元30、光源单元32以及光度计单元34，上述单元均被安装在可旋转工作台12的底面上。

该电源单元28通过旋转连接器36接收电能，并且将电能供应给该膜厚测定仪24的各个单元。该控制器单元30控制该膜厚测定仪24的整个系统。该光源单元32向传感器26供应测量光，并且该测量光通过传感器26作用在衬底18上。该传感器26接收来自衬底18的反射光并且将其传送给光度计单元34。在该光度计单元34中，光信号被转换为电信号。该电信号在控制器单元30内进行处理。

该控制器单元30通过旋转连接器36与光学特性计算单元38相连，并且该光学特性计算单元38与光学特性测定单元40相连。在控制器单元30中处理的信号被传输到光学特性计算单元38，该光学特性计算单元38计算光学特性，如薄膜厚度、反射强度和光谱。该光学特性测定单元40确定诸如薄膜厚度的光学特性并且进行终点检测，以确定该薄膜厚度是否达到预定值。该确定的结果被发送给抛光控制单元42，该抛光控制单元42用于控制衬底抛光设备10的整个系统。

该膜厚测定仪24还具有向传感器26供应测量流体的供给通道44，以及从传感器26排放测量流体的排放通道46。该供给通道44通过旋转接头48与未示出的储藏容器相连。该排放通道46与泵50相连，以用于强制地排放传感器26中的测量流体和流入该测量流体中的诸如浆料的抛光浆料。

该膜厚测定仪24的光学特性测定单元40存储最近的光信号数据作为参考数据。当气泡和浆料进入位于传感器26和衬底18之间的间隙而引起光信号相对于参考数据发生很大变化时，该光学特性测定单元40将这样的光信号认定为异常数据。用于确定光信号为异常数据的阈值可以由操作者设定。

在本实施例中，该测量流体为纯水。该供给通道44和排放通道46由适当的管或类似物构成。该供给通道44和排放通道46可以包括设置在可旋转工作台12中的护套。

如图1所示，该供给通道44具有平行部分67，并且该平行部分67包括主通道54和副通道56。该主通道54和副通道56具有供给控制阀58和60。该主通道54被用于以高流速供应纯水并且在传感器26中将纯水喷出。另一方面，该副通道56具有孔(未示出)并且被用于以低流速供应纯水。该供给控制阀58和60被打开和关闭，以切换纯水的低流速供应和纯水的喷出。该供给控制阀58和60根据被供给纯水的流速可以不被关闭。

更进一步地，该排放通道46具有排放控制阀62。该排放控制阀62用以控制强制排放的定时。该排放控制阀62和供给控制阀58，60包含电磁阀并且构成未示出的电磁阀单元。该电磁阀单元如同其他单元一样被安装在可旋转工作台12的底面上。

根据旋转接头的类型，可能需要保证测量流体以指定流速从供给泵2102向旋转接头48供应。如图2所示，在上述流速大于供应给传感器26的测量流体的流速时，需设置旋转接头排放通道2200，以从旋转接头48排放该测量流体。在这种情况下，一流量计(未示出)被设置在供给通道44上，并且一流量计2201被设置在旋转接头排放通道2200上，以使得提供给传感器26的测量流体的流速可以通过调整由上述流量计所测出的测量流体的流速控制。事实上，当不进行衬底抛光设备的维修时，供应给传感器26的测量流体的流速是受控的。在传感器26测量衬底18上的薄膜时与衬底抛光设备处于空转状态时的测量流体的流速存在差异。具体地，当测量薄膜时，该流速被控制在适当的值，从而保证测量性能，即浆料去除性能的稳定性。另一方面，当该衬底抛光设备处于空转状态时，该流速被控制在很小的数值，以便防止光纤变干而阻碍浆料的进入，这一点稍后将进行描述。为了进一步提高上述控制的精度，该流体腔室2100被设计为使得其静压可被测量，并且该供给泵2102、供给控制阀58，60以及排放控制阀62被设计为使得它们的操作可被监控。

为了使该测量流体的流速保持在适当的范围内，容许值被预先设定，以使得被供应给旋转接头48和传感器26的测量流体的流速被限制在各自的容许值以下。该容许值取决于流量计的采样时间、供给控制阀58，60的开启和闭合周期和可旋转工作台12的转速。因此，该衬底抛光设备被设计成能够使操作者可以设定可旋转工作台12的转速并输入上述容许值。更进一步地，为了允许操作者检查控制状态，该衬底抛光设备具有诸如触板的显示器，该显示器可以显示供应给旋转接头48的测量流体的流速、通过该旋转接头排放通道2200排放的测量流体的流速和供应给传感器26的测量流体的流速中的至少一个。

事实上，如果该测量流体的流速偏离了适当的范围，一测定单元(未示出)确定出错并随后执行例如停止抛光过程的必要步骤。然而，当衬底抛光设备的操作状态在传感器26测量薄膜的状态和空转状态之间转换时，该测量流体的流速被迅速改变。在这种情况下，上述测定单元将会确定出错并从而导致该衬底抛光设备处于故障状态。因此，当衬底抛光设备的操作状态被转换时，不执行错误检测。

当抛光垫16被更换为新的抛光垫时，操作者操作触板或其他控制面板，以转换衬底抛光设备的操作状态，从而停止测量流体的供给。更进一步地，任何供给控制阀58，60和排放控制阀62均可以根据预先确定的设置按照要求开启。为了防止在测量流体的供给停止的故障期间仍然供给浆料，在更换抛光垫16期间不供给浆料。此外，当保护罩被连接到传感器26上时，测量流体的供给也会停止，这一点稍后将会进行描述。

在将纯水作为测量流体供应的情况下，该衬底抛光设备可以采用下列结构：纯水供给装置(未示出)被设置在供给泵2102和流体腔室2100之间或者供给泵2102和旋转接头48之间。上述纯水供给装置包括压力控制阀、流量计、流速控制阀。每个压力控制阀、流量计和流速控制阀均具有一些由诸如碳化硅(SiC)的非金属材料制成的部分，以免当纯水接触这样的部分时发生金属污染。该纯水供给装置被构造为可以抑制阀入口压力的脉动。在该实施例中，例如该压力控制阀具有利用空气压力进行压力控制的结构，该流速控制阀为一种针形阀，并且该流量计为一种涡轮流量计。该流量计将测定值转换成电信号，使得该转换后的电信号被发送给控制器(未示出)，以用于监控该纯水、即测量流体的流速。

该衬底抛光设备10还具有设置在可旋转工作台12中以用于冷却的水套64。该水套64通过旋转接头48与未示出的水箱相连。

该旋转接头48的下面设置有滑环或集电环(未示出)。该滑环具有设置在旋转接头侧面的旋转侧金属部件以及设置在滑环侧面的固定侧金属部件。该旋转侧金属部件和固定侧金属部件始终保持彼此接触，从而允许电信号和电能在它们之间传送。在该旋转接头48在其转动中心处具有空心的情况下，该滑环被设置为与该旋转接头48的转动中心对准。在该结构中，可以使光从固定侧向旋转侧传送。该旋转接头48的一些部分由诸如碳化硅的非金属材料制成，以免当测量流体接触这样的部分时发生金属污染。

该旋转接头可以具有与该转动中心居中地对齐的至少三个环形通道。其中一个通道被用作测量流体通道，其它通道被分别用作冷却可旋转工作台12的冷却液的冷却液通道。优选地，从该转动中心开始的第二通道被用作测量流体的供给通道。在这种情况下，如果从旋转接头排放通道2200排放出的测量流体被用作冷却该可旋转工作台12的冷却液，则可以减少从该旋转接头排放通道2200排放的测量流体的量。

图3显示了具有衬底抛光设备10的衬底加工设备66的整体布局。该衬底加工设备66具有衬底盒式保持部分68、衬底移动装置70、清理腔室72以及衬底抛光设备10。该衬底18作为被抛光的工件从衬底盒式保持部分68被传送到衬底抛光设备10上。该抛光后的衬底18在清理腔室72中被清洗并且返回到衬底盒式保持部分68。

每个衬底抛光设备10均具有靠近可旋转工作台12设置的打磨机15。该打磨机15被用于打磨抛光垫16，该抛光垫的抛光性能由于抛光操作和重新设定(更新、修理或打磨)该抛光垫16的抛光性能而已经降低。该打磨机15的结构元件和打磨操作将在下面进行描述。一刷子被连接到该打磨机15的底面上。当抛光面90(参见图4)上供应有打磨液体(纯水或类似物)时，该抛光垫转动。该打磨机15也旋转并且随后其底面压靠抛光面90一段预定的时间。该抛光垫16的抛光性能由此被打磨机15设定。该打磨机15可以具有底面上电镀有金刚石颗粒的结构。

更进一步地，该衬底加工设备66具有设置在一腔室内的工作窗口74，衬底抛光设备10被设置在该腔室内。浆料通过喷嘴76被供给到可旋转工作台12上。喷嘴76作为图1中所示的浆料供给通道22。尽管未示出，但是测量流体从下面被提供给可旋转工作台12。

接下来，将对本实施例的结构特征进行描述。

图4显示了根据本发明第一个实施例的衬底抛光设备10，并且以放大比例显示了该可旋转工作台12的测量区域。图4中所示的结构相当于图1中所示衬底抛光设备10的整体结构中的传感器26。如上所述，该抛光垫16被放置在可旋转工作台12的抛光垫安装面78上，并且该衬底18保持与抛光垫16接触。该供给通道44和排放通道46形成于可旋转工作台12中，并且彼此平行地延伸。

光发射光纤80和光接收光纤82被设置在该供给通道44中并且彼此平行地延伸。该光发射光纤80和光接收光纤82分别连接到光源单元32和光度计单元34(参见图1)上。该光发射光纤80将光源单元32提供的测量光发射到衬底18上。该光接收光纤82接收来自衬底18的反射光并且将已接收的光传送至光度计单元34。在本实施例中，该光发射光纤80和光接收光纤82构成用于发射测量光并接收反射光的光发射和接收装置。

该抛光垫16具有形成于其中的通孔84，并且该供给通道44和排放通道46与该通孔84相通。用于在通孔84中提供供给通道44的管件86被安装在可旋转工作台12上。在本实施例中，该管件86作为供给通道44的出口部分，并且该管件86的端部作为测量流体的出口88。该出口88作为供给端口，用于将由供给通道44供应的测量流体输送到通孔84中。该管件86被布置在通孔84中。具体地，该出口88被布置在上述可旋转工作台12上，并且被布置在抛光垫16的抛光面90附近。

该管件86包括一圆柱形元件，并通过螺旋机构92固定到可旋转工作台12上。具体地，该螺旋机构92包括形成于管件86上的阳螺纹以及形成于可旋转工作台12上的阴螺纹，该阳螺纹和阴螺纹彼此配合。该管件86具有设置在其外圆周表面上的凸缘87。当该管件86通过螺纹机构92被固定到可旋转工作台12上时，该凸缘87与可旋转工作台12的抛光垫安装面78保持紧密接触。位于该管件86上端的出口88由此被设置在通孔84中的适当垂直位置上。

在根据本实施例的衬底抛光设备10中，诸如纯水的测量流体通过供给通道44供应并通过排放通道46排放。因此，该通孔84中充满透明的纯水，由此防止了抛光浆料进入该通孔84，从而允许使用透射光进行测量。

在本实施例中，特别地，由于作为该供给通道44的出口部分的管件86延伸到通孔84中，浆料对测量精度的影响被极大减少。该特征将参考图5A和5B在下面进行描述。

图5A和5B分别显示了出口88的位置与水流之间的关系。在图5A中，出口88与衬底18之间的距离很大。该结构相当于一装置，在该装置中，该供给通道44的出口部分被设置在可旋转工作台12中。另一方面，在图5B中，出口88和衬底18之间的距离小于图5A中所示布置方式中的距离。该结构相当于本实施例中的结构，也就是说，在该结构中，出口88被设置在通孔84中。

根据图5B中所显示的布置方式，出口88和衬底18之间的间隙小于图5A中所显示的布置方式中的间隙。因此，在图5B所显示的布置方式中，纯水以大于图5A中所示布置方式中的流速从出口88中有力地喷出。从出口88被喷出的纯水产生了沿衬底18的纯水流。因此，图5B中所示的布置方式比图5A中所示的布置方式在去除位于出口部分前面的区域上的抛光剂方面更为有效，其中测量光通过来自供给通道44的水流作用在该区域上。

根据本实施例，由于用作供给通道44的管件86被设置在抛光垫16的通孔84中，所以该供给通道44的出口88接近衬底18。因此，来自出口88的流体的流速在出口88处增大，并且该流体从衬底18和出口88之间的间隙向供给通道44外有力地喷出，从而形成了沿衬底18的流体流。该流体流有效地去除了位于该出口部分的前面的区域中的抛光剂，其中测量光作用在该区域上。

此外，根据本实施例，作为出口部分的管件86可拆卸地安装在可旋转工作台12上。因此，由于该管件86可以在抛光垫16被安装到可旋转工作台12上之后被安装，所以该抛光垫16可以被容易地安装到可旋转工作台12上。更进一步地，如果该管件86在拆除抛光垫16之前被卸下，则抛光垫16可以被容易地拆除而不会造成管件86的损坏。

图6为上述实施例的一种变型的示意图。该变型具有与上述衬底抛光设备10相同的基本结构。然而，在该变型中，具有小于供给通道44的横截面面积的开口的板状节流件94被安装在该管件86的出口部分上。在该结构中，该管件86的出口88的面积小于供给通道44的横截面面积。

在图6所示的结构中，由于出口88的面积小于供给通道44的面积，所以从供给通道44的出口88喷出的纯水的流速变大。这样，可以增大去除测量光作用区域的抛光剂的能力，该区域位于出口部分的前面。

在该变型中，设置有节流件94，从而使得出口88的面积小于供给通道44的面积。可替换地，该管件的出口可以为锥形，从而使得该出口的面积逐渐变小。

尽管该圆柱形管件86构成上述实施例中的供给通道44的出口部分，但是可替换地，可以采用不同类型的管件。图7A至7H显示了可以被本发明采用的各种型式的管件。图7A显示了本实施例所采用的圆柱形管件86。图7B显示了外表面和孔均为六边形横截面的管件96。与此相对照，图7C中所示的管件98的外表面具有六边形横截面，图7D中所示的管件100的孔具有六边形横截面。图7E中所示的管件102具有呈星形横截面的外表面和呈圆形横截面的孔。图7F中所示的管件104具有呈圆形横截面的外表面和呈星形横截面的孔。图7G和7H中分别显示的管件106，108均包括圆柱形管件。管件106具有两个设置在出口88附近的凹口110，并且管件108具有四个设置在出口88附近的凹口110。当管件106，108被装配和拆卸时，这些凹口110与一工具配合。当管件106，108被设置得非常靠近衬底18时，供给通道44中的纯水可以通过该凹口110被释放。图7A至7H只是显示了管件的例子，并且可以选择具有其它结构的管件。

在上述实施例中，管件86具有螺旋机构92，该螺旋机构包括管件86上的阳螺纹和可旋转工作台12上的阴螺纹，从而使得该管件86通过螺旋机构92被固定在可旋转工作台12上。可替换地，该管件86可以通过其它任何机构被固定到可旋转工作台12上。例如，该管件86可以被插入到可旋转工作台12中从而与其相连，或者可以通过永久磁铁或电磁体磁性地连接在可旋转工作台12上。该管件86可以被粘合在可旋转工作台12上。

图8显示了根据本发明第二个实施例的衬底抛光设备10，并且以放大比例显示了该可旋转工作台12的测量区域。如同第一个实施例一样，该抛光垫16被安装在可旋转工作台12上，并且该衬底18与抛光垫16保持接触。

在本实施例中，该可旋转工作台12的抛光垫安装面78具有形成于其中的凹槽112。作为该供给通道44的出口部分的管单元116被安装在构成凹槽112的底部的管单元安装面114上。该可旋转工作台12具有用于供应测量用纯水的供给通道44和用于排放该纯水的排放通道46，并且该供给通道44和排放通道46暴露在该管单元安装面114上。以彼此平行的关系延伸的光发射基底光纤118和光接收基底光纤120被设置在可旋转工作台12中。该光发射基底光纤118和光接收基底光纤120分别具有暴露在该管单元安装面114上的端面。

该管单元116具有管件122、光发射光纤124和光接收光纤126。如同第一个实施例一样，该管件122具有作为测量流体出口128的上端，并且该出口128被布置在通孔84中。具体地，该出口128被设置为高于上述可旋转工作台12并且低于抛光垫16的抛光面90。该管件122具有实心下部，该实心下部作为光纤支座130，以用于支撑光发射光纤124和光接收光纤126。该光纤支座130具有形成于其中的通道132，用以使该管件122的内部和可旋转工作台12中的供给通道44彼此相通。该光发射光纤124和光接收光纤126以彼此平行的关系设置在管件122中并且由光纤支座130支撑。该光发射光纤124和光接收光纤126构成光发射和接收装置。

该光发射光纤124和光接收光纤126分别具有设置在通孔84中的末端部分134，136。该光发射光纤124和光接收光纤126延伸到该管单元116的底面，并且分别具有暴露在该管单元116的底面上的端面。

管单元116的安装结构将在下面进行描述。图9A显示了该管单元116的管件122，图9B显示了将管单元116安装在可旋转工作台12上的单元支座。

如图9A所示，该管件122具有设置在其外圆周表面上的凸缘。围绕该光纤支座130设置有环形紧固元件140。该紧固元件140具有向内凸出部分，该凸出部分的挤压表面与管件122的凸缘配合。该紧固元件140具有形成于其内圆周表面上的阴螺纹。用于确定管件122的安装方向的键138设置在该管件122的光纤支座130的外圆周表面上并沿管件122的延伸方向延伸。

如图9B中所示，单元支座142具有被安装到管单元安装面上的圆盘144，从该圆盘144向上延伸的圆柱形部分146，以及从该圆盘144向下延伸的凸出部分148。该圆盘144、圆柱形部分146和凸出部分148彼此成一体地形成。该圆盘144具有四个形成于其中的螺纹孔150，该单元支座142通过这些螺纹孔被固定到管单元安装面114上。该管件122的光纤支座130被容纳在该圆柱形部分146中。该圆柱形部分146具有形成于其内圆周表面上的键槽152，并且键138被安装到该键槽152中。该圆柱形部分146具有形成于其外圆周表面上的阳螺纹。该凸出部分148被容纳在形成于管单元安装面114中的孔内。

光发射接头光纤125和光接收接头光纤127被设置在该单元支座142中。该光发射接头光纤125用来连接光发射光纤124和光发射基底光纤118，并且该光接收接头光纤127用来连接光接收光纤126和光接收基底光纤120。该单元支座142具有将管件122中的通道132与可旋转工作台12中的供给通道44彼此连通的通道133。

在上述结构中，单元支座142通过螺纹被固定到可旋转工作台12上，并且该管件122通过紧固元件140被固定到单元支座142上。

安装管单元116的操作将在下面进行描述。首先，图9B中所示的单元支座142被置于可旋转工作台12的管单元安装面114上，并且该单元支座142随后通过插入到其螺纹孔150中的螺纹被固定到管单元安装面114上。该单元支座142被置于管单元安装面114上，以使得该单元支座142的凸出部分148被插入到形成于该管单元安装面114内的孔中。此时，暴露在管单元安装面114上的光发射基底光纤118和光发射接头光纤125、光接收基底光纤120和光接收接头光纤127以及供给通道44和通道133彼此分别对准。然后，按照该光纤支座130的键138插入到单元支座142的圆柱形部分146的键槽152中的方向，该管件122被装入到该单元支座142的圆柱形部分146中，由此该管件122被安装到单元支座142上。在这种状态下，该光发射接头光纤125、光接收接头光纤127和单元支座142的通道133与光发射光纤124、光接收光纤126和管件122的通道132分别对准。由于管件122被安装在单元支座142上，该紧固元件140转动以压紧管件122的凸缘，从而使得管件122被固定到单元支座142上。该光发射接头光纤125和光发射光纤124彼此相连，并且光接收接头光纤127和光接收光纤126也彼此相连，从而允许这些光纤对光进行导向。

如上所述，该管单元116可拆卸地安装在可旋转工作台12上。当更换抛光垫16时，该管单元116被拆下，从而使得该抛光垫16可以被容易地更换，而不受管件122、光发射光纤124以及光接收光纤126的阻碍。

该光发射光纤124和光接收光纤126被设置成这样的状态，以使得上述光纤的末端部分134，136被定位成朝向可旋转工作台12的上方。该光发射光纤124的末端部分134和光接收光纤126的末端部分136被定位成接近衬底18，由此来自衬底18的反射光可以被高效地接收。

该管件122延伸到通孔84中，并且该出口128被设置在通孔84中。因此，与第一个实施例一样，可以有效地从测量光作用区域将抛光剂去除。

作为出口部分的管单元116可拆卸地安装在可旋转工作台12上。因此，该出口部分(管单元116)可以在抛光垫16连接到可旋转工作台12上之后再被安装，从而使得抛光垫可以被容易地连接在可旋转工作台12上。更进一步地，该出口部分可以在拆除抛光垫16之前被卸下，从而使得抛光垫16可以被容易地拆除而不会对出口部分造成损害。

图10A和10B显示了上述实施例中的管单元116的又一安装结构。图10A显示了管件122，图10B显示了单元支座142。如同上述的管件122一样，该管件122具有实心下部，以作为用于支撑光发射光纤124和光接收光纤126的光纤支座130。该光纤支座130具有形成于其外圆周表面上的阳螺纹。如图10A中所示，键槽152形成于阳螺纹下面的下端上。该键槽152用来确定管件122的安装方向。

如图10B中所示，该单元支座142具有用于容纳该光纤支座130下端的圆柱形部分154。该圆柱形部分154具有形成于其内圆周表面上的键138。该键138与光纤支座130的键槽152配合。

该圆柱形部分154具有使供给通道44和管件122的内部彼此连通的通道133，并且还具有光发射接头光纤125和光接收接头光纤127。

围绕该圆柱形部分154设置有环形紧固元件140。该紧固元件140具有形成于其内圆周表面上的阴螺纹。该紧固元件140具有向内凸出并且被设置在圆柱形部分154的凸缘和可旋转工作台(未示出)之间的下端。该凸缘从该圆柱形部分154的上部向外突出。

为了将管单元116安装到可旋转工作台12上，首先，将单元支座142的圆柱形部分154安装到管单元安装面114上。同时，该紧固元件140被设置在该圆柱形部分154和未示出的可旋转工作台之间。该单元支座142可以通过粘合、焊接、压配合或者与凸缘形成螺纹配合而被安装到可旋转工作台12上。可替换地，该单元支座142可以通过插入到该圆柱形部分154中的螺栓从可旋转工作台12的下面安装。

然后，该管件122被插入到该单元支座142的圆柱形部分154中，从而使得该圆柱形部分154的键138被安装到光纤支座30的键槽152中。由于管件122插入到圆柱形部分154中，该紧固元件140转动，以将管件122固定到单元支座142上。同样，在这种情况下，该管单元116可以被安装到可旋转工作台12上。

在上述实施例中，该管件122具有光发射光纤124和光接收光纤126，并且该单元支座142具有光发射接头光纤125和光接收接头光纤127。可替换地，可以使用从管件122连续延伸到单元支座142的光发射光纤124和光接收光纤126。该结构可以通过下列结构实现：该管件122具有由弹性材料制成的圆柱形光纤固定元件。光纤穿过该光纤固定元件被插入并随后被该光纤固定元件锁紧。该单元支座142具有光发射光纤124和光接收光纤126，该光纤的末端部分向上突出。向单元支座142的上方伸出的光发射光纤124和光接收光纤126被插入到该光纤固定元件中，以使得该光发射光纤124和光接收光纤126的末端部分被定位在管件122中。然后，该光纤固定元件被张紧，以将光发射光纤124和光接收光纤126固定在适当的位置上。该光发射光纤124和光接收光纤126可以通过光纤固定元件被固定在一起，或者可以通过各自的光纤固定元件被分别固定，该光纤固定元件分别为光发射光纤124和光接收光纤126设置。

在上述实施例中，该管件122通过该紧固元件140被安装。然而，本发明并不被局限为这样的结构。例如，该管单元116可以通过螺栓和螺母被安装在管单元安装面114上。可替换地，该管单元116可以被粘合在管单元安装面114上。

图11显示了根据本发明第三个实施例的衬底抛光设备10，并且以放大比例显示了该可旋转工作台12的测量区域。如同第一个实施例一样，该抛光垫16被放置在可旋转工作台12的抛光垫安装面78上，并且该衬底18保持与抛光垫16接触。该可旋转工作台12将用于向通孔84供给测量用纯水的供给通道44和用于从通孔84排放该纯水的排放通道46结合在其内部。该光发射光纤80和光接收光纤被设置在供给通道44中。该光发射光纤80和光接收光纤82构成光发射和接收装置。

该衬底抛光设备10具有作为供给通道44的出口部分的管件156。该管件156包括沿垂直于抛光面90的方向从可旋转工作台12的内部向其上方的位置延伸的圆柱形元件。该管件156具有位于该通孔84内的出口158。具体地，该出口158位于抛光面90的下面。

设置在可旋转工作台12内的供给通道44包括管。该供给通道44的外径基本等于该管件156的内径。该供给通道44的末端部分被插入到管件156中。该管件156在该供给通道44的延伸方向上可以滑动。该管件156具有比其上部厚的下部，从而构成一支撑部分160。该可旋转工作台12具有用于插入该管件156的支撑部分160的孔162。弹簧164被安装在该支撑部分160的底面上，用于促动该管件156向上移动。形成于可旋转工作台12中的孔162具有上端，该上端作为接收该支撑部分160的台阶166的接触面168。当该台阶166与该接触面168接触时，在弹簧164的弹力推动下的管件156的运动受到限制，并且该管件156因此被定位。

该管件156被弹簧164向上推动，由此该出口158从可旋转工作台12伸出。因此，当该管件156被压向可旋转工作台12时，该管件156以滑动方式移动而被容纳在该可旋转工作台12中。形成于可旋转工作台12中的孔162具有足够的尺寸，以允许将管件156移动到可旋转工作台12中容纳管件156的出口的位置上。

根据本实施例的抛光垫16的安装操作将在下面进行描述。首先，该抛光垫16被放置在可旋转工作台12的抛光垫安装面78上。同时，该抛光垫16被定位，以使得从可旋转工作台12中伸出的管件156被插入到形成于抛光垫16中的通孔84中。在将抛光垫16放置在可旋转工作台12上的最初阶段，该抛光垫被粗定位。当该抛光垫16被放置在管件156上并且该管件156被压向可旋转工作台12时，该管件156克服弹簧164的弹力被移入并容纳在可旋转工作台12中。然后，调整该抛光垫16在可旋转工作台12上的位置。具体地，该抛光垫16被移动到可旋转工作台12上，从而使通孔84位于管件156上方。当通孔84被定位在管件156上方时，该管件156在弹簧164弹力的作用下向上移动，并且从可旋转工作台12中伸出。也就是说，该管件156的出口158伸到通孔84中。

按照这种方式，当管件156被放置在可旋转工作台12上的抛光垫16压紧时，该管件156被容纳在可旋转工作台12中。因此，该管件156不会妨碍抛光垫16的安装。当抛光垫16的通孔84和管件156彼此对准时，管件156伸入到通孔84中。因此，该通孔84和管件156可以容易地相互定位。

在根据第三个实施例的衬底抛光设备10中，由于管件156的出口158被定位在通孔84中，如同第一个实施例一样，该抛光剂可以从测量光的作用区域被有效地去除。

作为出口部分的管件156被作为促动装置的弹簧164推向抛光垫90，从而使得该管件156被设置在通孔84中。该出口部分可以克服弹簧164的弹力被推向可旋转工作台12。当更换抛光垫16时，如果抛光垫16被放置在出口部分上，该出口部分被抛光垫16推动并容纳在可旋转工作台12中。当抛光垫16的通孔84和出口部分彼此对准时，该出口部分被弹簧164推动而伸入到通孔84中。因此，由于该出口部分不会妨碍抛光垫16的安装，所以抛光垫16可以被容易地定位。

图12显示了根据本发明第四个实施例的衬底抛光设备10，并且以放大比例显示了该可旋转工作台12的测量区域。如同第一个实施例一样，该抛光垫16被放置在可旋转工作台12的抛光垫安装面78上，并且该衬底18保持与抛光垫16接触。该可旋转工作台12将彼此平行延伸的供给通道44和排放通道46结合在其内部。该供给通道44将彼此平行延伸的光发射光纤80和光接收光纤82容纳在其内部。该光发射光纤80和光接收光纤82构成光发射和接收装置。

该衬底抛光设备10具有作为供给通道44出口部分的管件170。该管件170包括沿垂直于抛光面90的方向从可旋转工作台12的内侧向其上方的位置延伸的圆柱形元件。该管件170具有位于该通孔84内的出口172。具体地，该出口172位于抛光面90的下面。该管件170的外圆周表面与可旋转工作台12内部的供给通道的内表面保持接触。该管件170可沿着供给通道44垂直移动。

该管件170的下部连接有压电元件174。用于施加电压的电压发生器176被连接到该压电元件174上。该衬底抛光设备10还具有用于测量出口172和衬底18之间的距离的静电测距仪178。该静电测距仪178被连接到控制器单元30上。该控制器单元30根据该静电测距仪178测量的距离向电压发生器176发送指令信号，从而控制该管件170的移动。

由于该管件170被连接在该压电元件174上，当电压施加到压电元件174上时，该管件170沿供给通道44移动，从而改变管件170的位置。因此，该管件170的位置可以在诸如更换和打磨抛光垫16或者抛光衬底18的任何时候被改变。当衬底18被抛光时，该静电测距仪178测量出口172和衬底18之间的距离，并且该管件170的位置根据该被测距离被调整。具体地，当该抛光垫16由于抛光而磨损从而造成衬底18接近出口172时，该管件170被降低，以避免管件170和衬底18之间接触。当衬底18被抛光时，如果该管件170在不与衬底18发生接触的范围内向衬底18移动，从衬底18与出口172之间的间隙喷出的纯水的流速较大。因此，可以有效地将抛光剂从测量光作用区域去除。在打磨抛光垫16时，该管件170下降到不与打磨机发生接触的位置，或者该管件170被容纳在可旋转工作台12中，从而防止该管件170被该打磨过程刮伤。当更换抛光垫16时，该管件170被容纳在可旋转工作台12中。由于该管件170不从抛光垫安装面78上伸出，所以该抛光垫16可以不受管件170的阻碍而很容易地安装。

如上所述，在根据第四个实施例的衬底抛光设备10中，由于该出口部分可以被作为出口部分移动装置的压电元件174移动，所以该出口部分可以在抛光垫16被装配到可旋转工作台12上之后移动到通孔84中。

该出口部分可以在拆除抛光垫16之前被移动和容纳到可旋转工作台12中。因此，该抛光垫16可以在不造成出口部分损坏的情况下被容易地更换。该出口部分从可旋转工作台12中伸出到接近衬底18的位置。因此，来自出口部分的流体流速在出口部分处加快，并且该流体从衬底18和出口部分之间的间隙向供给通道44外有力地喷出，从而形成沿衬底18的流体流。该流体流有效地去除位于该出口部分的前面的区域中的抛光剂，其中测量光作用在该区域上。由于衬底18和出口部分之间的距离由静电测距仪178进行测量，所以可以根据已经被打磨过程刮过的抛光垫16的厚度来调整出口部分的位置，从而衬底18和出口部分之间保持适当的位置关系。

图13显示了根据本发明第五个实施例的衬底抛光设备10，并且以放大比例显示了该可旋转工作台13的测量区域。根据第五个实施例的衬底抛光设备10具有与根据第四个实施例的衬底抛光设备10相同的基本结构。然而，根据第五个实施例的衬底抛光设备10与根据第四个实施例的衬底抛光设备10的不同之处在于，在第四个实施例中，管件170是可移动的，而在第五个实施例中，光发射光纤80和光接收光纤82是可移动的。

形成于可旋转工作台12中的供给通道44将彼此平行延伸的光发射光纤80和光接收光纤容纳在其内部。该光发射光纤80和光接收光纤82构成光发射和接收装置。该光发射光纤80和光接收光纤82被分别连接到光源单元32和光度计单元34上。该光发射光纤80将光源单元32提供的测量光发射到衬底18上。该光接收光纤82接收来自衬底18的反射光并且将已接收的光传送到光度计单元34中。

作为供给通道44的出口部分的管件170包括沿垂直于抛光面90的方向从可旋转工作台12的内部向其上方的位置延伸的圆柱形元件。

该管件170被固定到供给通道44上。该管件170具有位于该通孔84内的出口172。具体地，该出口172位于抛光面90的下面。

该压电元件174被连接到光发射光纤80和光接收光纤82上。用于提供电压的电压发生器176被连接到该压电元件174上。该衬底抛光设备10还具有用于计算由光度计单元34检测到的反射光量的计算单元180。该计算单元180被连接到控制器单元30上。该控制器单元30根据由计算单元180计算出的接收光的数值向电压发生器176发送指令信号，从而控制光发射光纤80和光接收光纤82的移动。

在该衬底抛光设备10中，该压电元件174被连接到光发射光纤80和光接收光纤82上。当电压作用在压电元件174上时，该光发射光纤80和光接收光纤82沿供给通道44移动，由此它们的位置可以被改变。用于控制向压电元件174施加电压的电压发生器176的控制器单元30与计算由光接收光纤82收到的反射光量的计算单元180相连。该控制单元30根据由计算单元180计算出的接收光量控制压电元件174，以使得光发射光纤80和光接收光纤82可以移动，从而增加被接收的反射光量。

接收光量被光度计单元34和计算单元180算出，并且根据该接收光量控制压电元件174。在该结构中，光发射光纤80和光接收光纤82的位置可以在衬底18被抛光时调整。当光发射光纤80的末端部分182和光接收光纤82的末端部分184接近衬底18时，增加被接收的反射光量。然而，如果末端部分182，184过于接近衬底18时，被接收的反射光量将会减少。因此，当抛光垫16由于抛光或打磨而磨损从而引起末端部分182，184和衬底18之间的距离变小时，该光发射光纤80和光接收光纤82的位置可以根据该接收光量被调整，从而增加反射光被接收的比率。

根据第五个实施例，由于该管件170的出口172被布置在通孔84中，如同第一个实施例一样，可以将抛光剂从测量光作用区域有效地去除。

该光发射和接收装置可以被设置在通孔84中，并且可以使其向衬底18接近，以用于高效地接收反射光。由于该光发射和接收装置是可移动的，因此在更换抛光垫16时，该光发射和接收装置可以被容纳在可旋转工作台内，并且不会妨碍抛光垫16的更换。

图14显示了根据本发明第五个实施例的衬底抛光设备的一种变型。该变型的不同之处在于，采用滚珠丝杠186来代替压电元件174，以用于移动光发射光纤80和光接收光纤82。该滚珠丝杠186被安装在光发射光纤80和光接收光纤82上。该滚珠丝杠186与滚珠丝杠驱动电路188相连。用于计算由光度计单元34检测到的接收光量的计算单元180被连接到控制器单元30上。该控制器单元30根据由计算单元180计算出的接收光的数值向滚珠丝杠驱动电路188发送指令信号，从而控制光发射光纤80和光接收光纤82的移动。

根据该变型，如同上述实施例一样，该控制单元30根据由计算单元180计算出的接收光量控制该滚珠丝杠186，以使得该光发射光纤80和光接收光纤82可以被移动，从而增加被接收的反射光量。上述变型还适用于第四个实施例。在这种情况下，该出口部分移动装置由滚珠丝杠和滚珠丝杠驱动电路构成。

该光发射光纤80和光接收光纤82可以彼此独立地垂直移动。在该结构中，为了优化光接收光纤82接收到的光量，可以分别调整末端部分182，184的垂直位置或者只调整末端部分182，184的垂直位置中的一个。

图15显示了根据本发明第六个实施例的衬底抛光设备10，并且以放大比例显示了该可旋转工作台15的测量区域。根据第六个实施例的衬底抛光设备10具有与根据第四个实施例(图12)的衬底抛光设备10相同的基本结构。然而，在第四个实施例中，管件170是可移动的，而在第五个实施例中，光发射光纤80和光接收光纤82与管件170是可一起移动的。

具体地，在第六实施例中，作为出口部分的光发射光纤80和光接收光纤82和管件170被连接到压电元件174上。这样，该光发射光纤80与光接收光纤82和该管件170可一起垂直移动。

该光发射光纤80和光接收光纤82可沿着供给通道44移动。因此，在抛光时，如果光发射光纤80的末端部分182和光接收光纤82的末端部分184与管件170一起被移动到靠近衬底18，来自衬底18的反射光可以被高效地接收。在更换抛光垫16时，该光发射光纤80和光接收光纤82与管件170一起被容纳在可旋转工作台12中，从而不会妨碍抛光垫16的更换。

根据第六个实施例，如同第四个实施例一样，通过移动管件170从而将该出口172定位在通孔84中以及使出口172接近衬底18，该抛光剂可以从测量光作用区域上被有效地去除。

由于该光发射和接收装置可以被设置在通孔84中以使其位置靠近衬底18，所以可以高效地接收反射光。更进一步地，由于该光发射和接收装置与出口部分可一起移动，所以在更换抛光垫16时，该光发射和接收装置可以被容纳在可旋转工作台12中。因此，该光发射和接收装置不会妨碍抛光垫16的更换。

上面已经参考附图11至14对测量管件170或光纤80，82和衬底18之间距离的过程以及管件170、光纤80，82或带有光纤80，82的管件170的移动机构进行了描述。然而，测量距离的过程和移动机构并不局限于上述实施例，而是根据需要可以对其组合进行改变。更进一步地，也可以采用其它类型的传感器和移动机构。

该光发射光纤80、光接收光纤82和管件170可以彼此独立地垂直移动。在这样的结构中，可以单独调整光发射光纤80、光接收光纤82以及管件170的垂直位置，从而对接收光量和喷向衬底18的测量流体的流速进行优化。希望控制该管件170和光纤80，82，以使得管件170和衬底18之间的距离以及光纤80，82和衬底18之间的距离分别保持恒定。还希望将管件170和光纤80，82整体、同时地移动。在这种情况下，可以减少由于带测量流体的浆料以及光量变化造成的影响，从而可以精确地测量衬底18的性质。

在本实施例中，通过使用压电元件174，该管件170、光发射光纤80以及光接收光纤82是可移动的。可替换地，可以采用滚珠丝杠来代替压电元件174。在图11至14所示的实施例中，为了防止流体从供给通道44和抛光台12之间的间隙泄漏，可以设置诸如盖或外罩的密封机构覆盖该间隙。

图16显示了根据本发明第七个实施例的衬底抛光设备10，并且以放大比例显示了该可旋转工作台16的测量区域。同上述第一个实施例一样，该抛光垫16被放置在可旋转工作台12的抛光垫安装面78上。该可旋转工作台12将彼此平行延伸的供给通道44和排放通道46结合在其内部。该抛光垫16具有形成于其中的通孔84，并且该供给通道44和排放通道46与该通孔84相通。

该光发射光纤80和光接收光纤82以彼此平行的方式被设置在供给通道44中。该光发射光纤80和光接收光纤82构成光发射和接收装置。该光发射光纤80和光接收光纤82从可旋转工作台12中伸出，并且其末端部分182，184被布置在通孔84中。

该衬底抛光设备10具有安装在通孔84中的保护罩190。该保护罩190通过螺栓192可拆卸地安装在可旋转工作台12上。如下所述，在抛光垫16被更换时，该保护罩190被安装。

在本实施例中更换抛光垫16的操作将在下面进行描述。在更换抛光垫16时，该保护罩190被安装在通孔84中，并且随后通过螺栓192被固定到可旋转工作台12上。然后，拆下旧的抛光垫16，将新的抛光垫16装上。该抛光垫16被连接，以使得固定在可旋转工作台12上的保护罩190被安装在抛光垫16的通孔84中。在抛光垫16被连接好后，该螺栓192被拆除，于是该保护罩190从可旋转工作台12上被拆下。

在更换抛光垫16时，供给通道44和排放通道46被保护罩190覆盖。因此，可以保护其末端部分182，184从供给通道44和可旋转工作台12向上突出的光发射光纤80和光接收光纤82。由于以保护罩190被安装到通孔84中的方式连接抛光垫16，所以该抛光垫16可以被容易地定位。因此，该抛光垫16可以被容易地更换。

该光发射光纤80和光接收光纤82的末端部分被布置在可旋转工作台12的上方。因此，光发射光纤80和光接收光纤82的末端部分182，184被布置成接近衬底18，由此来自衬底18的反射光可以被高效地接收。

根据第七个实施例，由于该保护罩190被容纳在抛光垫16的通孔84中，所以在安装保护罩190的同时可以更换抛光垫16。该保护罩190覆盖住作为可旋转工作台12的供给通道44的开口。因此，例如，即使供给通道44的出口部分和光发射和接收装置从抛光垫安装面78伸出，当该供给通道44被保护罩190保护的同时，抛光垫16可以被更换。

图17显示了处于对衬底18进行抛光并对其上的薄膜进行测量的状态的衬底抛光设备10的例子。安装衬块194，以代替保护罩190。该衬块194具有形成于其中的孔196，该孔用于使供给通道44和排放通道46与通孔84相通。该衬块194还具有管状部分198，其用于允许该供给通道44延伸到通孔84中。该管状部分198作为供给通道44的出口部分并具有位于通孔84中的出口200。

通过设置衬块194使该出口200被布置在通孔84中。因此，如同第一个实施例一样，抛光剂可以有效地从测量光作用区域被去除。

图18显示了上述实施例的变型，并且以放大比例显示了该可旋转工作台18的测量区域。在该变型中，该可旋转工作台12具有凹槽191，保护罩190被安装在该凹槽中。该保护罩190以被安装在可旋转工作台12的凹槽191中的方式被安装。在该结构中，该保护罩190可以被容易地安装到可旋转工作台12上或从其上拆除。

图19显示了处于对衬底18进行抛光并对其上的薄膜进行测量的状态的衬底抛光设备10的一种变型。衬块194被安装，以代替可旋转工作台12上的保护罩190。该衬块194以被安装在可旋转工作台12的凹槽191中的方式安装。如同第一个实施例一样，该衬块194具有管状部分198，用于从测量光作用区域有效地去除抛光剂。该衬块194不是必须具有管状部分198。

图20显示了处于对衬底18进行抛光并执行终点检测的状态下的衬底抛光设备10的一种变型。如图20中所示，在该变型中使用的衬块194不具有管状部分，并且该供给通道44的出口200被布置在抛光垫安装面78上。在衬底抛光设备10中可以采用这种衬块194。

图21A是详细显示图20中所示衬块194的安装区域R的放大视图，并且图21B详细显示了一结构，在该结构中，保护罩190被安装在安装区域R上。如图21A中所示，安装块193被安装在可旋转工作台12中。该安装块193具有形成于其中的供给通道44和排放通道46。该衬块194被安装在安装块193上。在衬块194中形成有开口197，纯水通过该开口197从供给通道44被供应到通孔84并且通过开口197从排放通道46排出。为了防止供应给通孔84的纯水泄漏到可旋转工作台12中，在安装块193和衬块194上分别安装有O形环195。

如图21B中所示，该保护罩190具有与图21A中所示的衬块194基本相同的形状。然而，该保护罩190不具有用于允许供给通道44和排放通道46与通孔84相通的开口。

图22显示了处于对衬底18进行抛光并对其上的薄膜进行测量的状态下的衬底抛光设备10的又一种变型。在该变型中，形成于抛光垫16中的通孔84的直径等于衬块194的直径。因此，在抛光垫16和连接在其上的保护罩190被更换之后，该保护罩190可以被替换为衬块194。在该结构中，当抛光垫16被装配时，该抛光垫16可以通过保护罩190被容易地定位。

图23为具有另一种结构的保护罩的衬底抛光设备10的示意图。保护罩190具有凹槽，该衬块194的管状部分198被安装在该凹槽中。该保护罩190通过将管状部分198装配到凹槽中而被安装在可旋转工作台12上。

在该结构中，该抛光垫16以下述方式被连接到可旋转工作台12上：首先，该管状部分198被安装到保护罩190的凹槽中，以使得该保护罩190被安装在可旋转工作台12上。这样便确定了保护罩190在可旋转工作台12上的位置。然后，该抛光垫16被装配，以使得保护罩190被安装在通孔84中。通过这种方式，该抛光垫16被定位并装配到可旋转工作台12上。

在该变型中，该保护罩190具有保护设置在管状部分198和供给通道44中的光发射光纤80和光接收光纤82的功能，并且还具有将抛光垫16相对于可旋转工作台12定位的功能。更进一步地，在抛光垫16的安装操作完成时，具有管状部分198的衬块194也已经被安装完毕。因此，当保护罩190被拆除时，可以立即测量衬底18上的薄膜。

图24显示了具有能够定位抛光垫16的衬块194的衬底抛光设备10。如图24中所示，该衬块194具有用于引导通孔84的导向突出部199。该导向突出部199从可旋转工作台12中伸出，并且该导向突出部199的外圆周表面与通孔84的内圆周表面保持接触。

在该结构中，可以通过安装抛光垫16使该导向突出部199被装配在通孔84中，从而对抛光垫16进行定位。

当衬底18在上述实施例中被抛光时，该衬块194可以不必安装到拆除了保护罩190的部分上。例如，可以采用上述第一个实施例中的圆柱形管件86。在根据其它实施例的衬底抛光设备10中的任何一个中将抛光垫16更换时，均可以使用根据本实施例的保护罩190。

图25A和25B显示了根据本发明第八个实施例的衬底抛光设备10。图25B以放大比例显示了可旋转工作台12的测量区域，图25A显示了从上方观察的图25B中的测量区域。

该排放通道46、供给通道44和辅助供给通道202彼此平行地设置在可旋转工作台12中。该抛光垫16具有形成于其中的通孔84，并且该排放通道46、供给通道44和辅助供给通道202与通孔84相通。该供给通道44将彼此平行延伸的光发射光纤80和光接收光纤82容纳在其内部。该辅助供给通道202沿可旋转工作台12的旋转方向设置在供给通道44的前方。该可旋转工作台12的旋转方向由箭头R指示。通过将供给通道44在图1中所示的平行部件52和传感器26之间的位置上分岔而形成辅助供给通道202。通过供给控制阀58，60控制纯水在相同时间内向供给通道44和辅助供给通道202的供应和停止。

在衬底抛光设备10中，诸如纯水的测量流体通过供给通道44和辅助供给通道202被供应到通孔84中，并且通过排放通道46被排放。该通孔84充满用于测量的纯水，这样便防止了抛光浆料进入到通孔84中。

下面将对辅助供给通道202的功能进行描述。当可旋转工作台12旋转时，抛光垫16上的浆料沿与可旋转工作台12的旋转方向相反的方向相对移动。具体地，该浆料沿图25B中的箭头S指示的方向移动。因此，该浆料趋向于从可旋转工作台12的旋转方向的前方流入通孔84中。由于辅助供给通道202沿可旋转工作台12的旋转方向布置在供给通道44的前面，所以从旋转方向的前面流入通孔84的浆料首先被辅助供给通道202中供应的纯水所稀释。该被首先稀释的浆料向可旋转工作台12的旋转方向的后方流动，并且随后被由供给通道44供应的纯水再次稀释。该供给通道44将光发射光纤80和光接收光纤82容纳在其内部，并且该测量区域位于该供给通道44的上面。当该浆料到达测量区域时，浆料被来自于辅助供给通道202的纯水所稀释，并且被来自于供给通道44的纯水进一步稀释。结果，可以提高测量区域的纯水的透明度，由此能够以更高的精度测量薄膜。

图26A和26B显示了上述实施例的第一种变型。第一种变型具有与上述实施例相同的基本结构，但是不同之处在于，在辅助供给通道202中设置有管件204。该管件204包括沿辅助供给通道202延伸的圆柱形元件，并且该管件从可旋转工作台12的内部向上伸出到该可旋转工作台12上方的位置。该管件204具有位于该通孔84内的出口206。因此，来自辅助供给通道202的纯水流速在出口206处加快，并且该纯水从衬底18和出口206之间的间隙向辅助供给通道202的外面有力地喷出，从而形成了沿衬底18的纯水流。该纯水流可以限制来自可旋转工作台12的旋转方向前方的浆料进入并且还可以有效地稀释该浆料。

图27A和27B显示了上述实施例的第二种变型。在第二种变型中，该辅助供水通道202具有围绕该供给通道44的弧形形状。与第一种变型一样，该管件204沿辅助供给通道202延伸，并且该辅助供给通道202的出口206位于通孔84中。根据该第二种变型，由于该辅助供给通道202具有围绕该供给通道44的形状，从该旋转方向的前方朝向供给通道44流入通孔84的浆料可以被首先地稀释。此外，从可旋转工作台12的旋转方向的前方倾斜地流入通孔84中的浆料也可以被首先稀释，这样便提高了测量区域中的纯水的透明度。

图28A和28B显示了上述实施例的第三种变型。该第三种变型具有和第一种变型相同的基本结构，但是其不同之处在于，该辅助供给通道202具有小于供给通道44的尺寸，该光发射光纤80和光接收光纤82没有被设置在辅助供给通道202中，由此该辅助供给通道202可以具有较小的尺寸。由于该辅助供给通道202具有小尺寸，所以可以增加来自于辅助供给通道202的纯水的流速。从辅助供给通道202流出的纯水产生沿衬底18的纯水流。该纯水流可以限制来自旋转方向前方的浆料进入并且还可以有效地稀释该浆料。

图29A和29B显示了上述实施例的第四种变型。该第四种变型具有与本实施例相同的基本结构，但是其不同之处在于，该抛光垫16具有第二通孔208。该第二通孔208形成于与辅助供给通道202对准的位置上，并且来自辅助供给通道202的纯水流入该第二通孔208。按照这种方式，尽管该辅助供给通道202与不同于通孔84的第二通孔208对准，但是如上述实施例一样，可以有效地限制从旋转方向前方的浆料的进入并且有效地稀释该浆料。

图30A和30B显示了上述实施例的第五种变型。该第五种变型具有与第二种变型相同的基本结构，但是其不同之处在于，除了第二种变型的结构外，该可旋转工作台12还具有两个位于该供给通道44的各侧面上的排放通道210。在该结构中，已经被来自辅助供给通道202的纯水稀释的浆料可以通过排放通道210被排放，由此提高了测量区域中的纯水的透明度。该排放通道210可以具有形成于抛光垫16的表面上的凹槽或孔。

虽然上面对上述实施例的各种变型进行了描述，但是不同于图26至30中所示变型的其它变型也是可以采用的。例如，与第一个实施例一样，管件可以被设置在供给通道44中，以用于使该供给通道44接近衬底18，从而有效地从测量光作用区域去除该抛光剂。该抛光垫16可以具有与第二种变型中所描述的弧形辅助供给通道202对准的弧形通孔84。该辅助供给通道202的数量、形状和大小可以按照要求改变。

图31为立体视图，其显示了在根据第九个实施例的衬底抛光设备10中使用的抛光垫16，并且图32以放大比例显示了可旋转工作台12的测量区域。

如图31中所示，装配到可旋转工作台12上的抛光垫16包括圆形薄板，并且该抛光垫由聚氨基甲酸乙酯或其它类似物制成。作为抛光垫16的一部分的抛光垫块212被安装在抛光垫16中。

该抛光垫块212具有平滑、连续地与抛光垫16的表面相连的表面，并且还具有形成于其中的通孔84。抛光垫块212的表面是平坦的。具体地，该抛光垫块212不具有形成于抛光垫16上的凹槽和凹穴。该抛光垫块212由与抛光垫16相同的材料制成。

如图32中所示，该抛光垫块212具有面向可旋转工作台12的安装突出部214。该可旋转工作台12具有将该抛光垫块212的安装突出部214容纳在其中的孔216。该可旋转工作台的12的安装突出部214和孔216构成固定抛光垫块212的固定装置。在该结构中，该抛光垫块212可以作为盒子被很容易地连接到可旋转工作台12上。

图33显示了该抛光垫16被连接到可旋转工作台12上的状态。在本实施例中连接抛光垫16的操作将参考图31和32在下面进行描述。如图32中所示，为了将抛光垫16连接到可旋转工作台12上，首先，将抛光垫块212安装到可旋转工作台12上。该抛光垫块212的安装突出部214被安装到形成于可旋转工作台12内的孔216中，以使得该抛光垫块212被安装到可旋转工作台12上。然后，如图33中所示，该抛光垫16被连接到可旋转工作台12上，以使得该抛光垫块212被放入到抛光垫16的开口218中。

由于该抛光垫块212具有不包含凹槽和凹穴的平坦表面220，可以限制浆料进入到通孔84中。具体地，如图32中所示，该抛光垫16的抛光面90具有形成于其上的凹槽222，以用于允许浆料和研磨颗粒从抛光面90上被顺利冲掉。该浆料可以通过凹槽222流入通孔84中。具有通孔84的抛光垫块212的表面220是平坦的并且不具有作为浆料通道的凹槽，由此该浆料几乎不能在表面220上流动。由于抛光垫块212由与抛光垫16相同的材料制成，该抛光垫块212不会对衬底18造成损害。更进一步地，由于该抛光垫块212与抛光垫16受到相同程度的磨损，所以在抛光垫16和抛光垫块212之间不存在台阶。

此外，当通过预先将抛光垫块212安装到可旋转工作台12上而装配该抛光垫16时，该抛光垫16可以被容易地定位。

根据第九个实施例，由于该抛光垫块212不具有可作为允许抛光剂流入通孔84中的通道的凹槽和凹穴，因此减少了流入通孔84的浆料量。

在上述实施例中，该抛光垫块212由与抛光垫16相同的材料制成。可替换地，该抛光垫块212可以由比抛光垫16更易磨损的其它材料制成。该抛光垫块212可以不具有抛光功能。

图34为根据本发明第十个实施例的衬底抛光设备10中使用的抛光垫16的示意图。该抛光垫16具有作为其上不含凹槽和凹穴的平坦表面213的一部分，并且在该平坦表面213上形成有通孔84。该平坦表面213的尺寸和通孔84的尺寸由包括浆料类型、浆料流速、可旋转工作台的转速、工艺压力、测量流体的供给流速、测量流体的排放流速、通孔数目以及通孔布置在内的工艺条件确定。在该实施例中，椭圆形的通孔84形成于平坦表面213中。该通孔84具有2-10毫米的长轴d1和1-5毫米的短轴d2。该通孔84的外圆周边缘和平坦表面213的外圆周边缘之间的距离d3为30毫米或更小。优选地，该通孔84的长轴d1为3-8毫米，该通孔84的短轴d2为2-4毫米，并且通孔84的外圆周边缘和平坦表面213的外圆周边缘之间的距离d3为10毫米或更小。更为优选地，该通孔84的长轴d1为4-6毫米，该通孔84的短轴d2为2.5-3.5毫米，并且通孔84的外圆周边缘和平坦表面213的外圆周边缘之间的距离d3为3毫米或更少。

该通孔84被设置在这样的位置上，以使得当可旋转工作台12转动时，该通孔84不对准衬底18的转动中心。图35A显示了随可旋转工作台12转动的衬底18和通孔84的轨迹。图35B显示了当可旋转工作台12和衬底18的转速发生变化时衬底18上的通孔84的轨迹。图35C显示了本实施例中衬底18上的通孔84的轨迹。图35B和35C显示了假定从衬底18的旋转中心到可旋转工作台12的中心的距离基本等于该衬底18的半径的情况。

首先，下面将参考图35B对根据可旋转工作台12的转速和衬底18的转速、衬底18上的通孔84的轨迹发生变化的方式进行描述。当衬底18不旋转时，该通孔84沿轨迹A1运动。当衬底18以可旋转工作台12的转速的一半的转速旋转时，该通孔84沿轨迹A2运动。当衬底18与可旋转工作台12的转速相同时，该通孔84沿轨迹A3运动。按照这种方式，通孔84在衬底18上所描绘出的轨迹依赖于转速进行变化。在一般抛光条件下，由于衬底18和可旋转工作台12的转速相同，所以该通孔84沿轨迹A3运动。在这种情况下，可以得到该衬底的右半个轮廓，但是不能得到该衬底的左半个轮廓。

如图35B中所示，如果通孔84的轨迹和衬底18的转动中心彼此重叠，随后在衬底18的转动中心附近容易存在抛光不均匀的情况。因此，优选地将通孔84设置在使通孔84的轨迹和衬底的转动中心彼此偏离的位置上。该通孔84偏离衬底18的转动中心的程度取决于工艺条件。通过将可旋转工作台12和衬底18的转速设定为不同的值可以降低抛光不均匀的情况。

在本实施例中，该通孔84被设置在比距离衬底18的转动中心更接近可旋转工作台12的位置上。因此，如图35C中所示，当衬底18不旋转时，该通孔84沿衬底18上的轨迹A4运动，并且当衬底18以与可旋转工作台12相同的转速旋转时，该通孔84沿轨迹A5运动。在一般抛光情况下，由于该通孔84沿轨迹A5运动，可以获得该衬底18的右半个轮廓和该衬底18的左半个轮廓。设置通孔84的位置已经在上面进行了描述。

在本实施例中，围绕该通孔84的区域包括平坦表面213，该平坦表面不具有作为浆料通道的凹槽和凹穴。这样，该平坦表面213可以防止浆料流入通孔84，由此使用测量光可以精确地测量衬底18上的薄膜。该抛光垫16在除了围绕该通孔84的区域外的区域上具有凹槽或凹穴，从而可以高效地供给和排放浆料。

由于衬底18的转动中心偏离跟随可旋转工作台12的旋转的通孔84的圆形轨迹，可以降低被抛光的衬底18上的抛光不均匀的情况。更进一步地，由于通孔84朝向可旋转工作台的中心偏离衬底18的转动中心，可以增加在一般抛光情况下得到的轮廓的区域。

图36为第十个实施例的一种变型的示意图。在该变型中，在一个平坦表面213上形成有多个通孔84。具体地，横穿该衬底18的转动中心，沿衬底18的径向以相等间隔设置了八个通孔84。

在该结构中，通过将测量光穿过每个通孔84照射到衬底18上，可以测量该衬底18的径向轮廓，从而可以测量该衬底18上的薄膜。由于横穿该转动中心设置有通孔84，所以可以降低抛光不均匀的情况。

在抛光垫16中设置有奇数个通孔84的情况下，为了测量衬底18的轮廓，优选地将通孔84以相等间隔设置在包括转动中心在内的位置上。

根据本发明第十一个实施例的衬底抛光设备10具有与根据第一个实施例的衬底抛光设备10(参见图4)相同的结构，但是不同之处在于，该抛光垫16的内圆周表面具有拒水性。

图37以放大比例显示了第十一个实施例中接近通孔84的抛光垫16。该抛光垫16具有包括表层衬垫228和底层衬垫230的双层结构。该表层衬垫228由具有拒水性的闭室(closed-cell)树脂、例如由Rodel公司制造的IC1000(商标名称)制成。该底层衬垫230由具有吸水性的非织布材料、例如由Rodel公司制造的SUBA400(商标名称)制成。底层衬垫230暴露在通孔84中的部分被防水的树脂涂层232覆盖。

在该结构中，供应给通孔84的纯水几乎不渗入抛光垫16中，从而抑止了抛光垫16的性质变化，以减少抛光垫16在抛光特性方面的改变。

图38以放大比例显示了根据第十一个实施例的变型的接近通孔84的抛光垫16。该抛光垫16是单层衬垫，并且由诸如Rodel公司制造的SUBA400(商标名称)或SUBA800(商标名称)的吸水材料制成。该通孔84的内圆周表面被防水的树脂涂层232覆盖。

在该结构中，如同第十一个实施例一样，供应给通孔84的纯水几乎不渗入抛光垫16中，从而减少该抛光垫16在抛光特性方面的改变。

在本实施例中，该通孔84的内圆周表面具有树脂涂层232，该涂层使得通孔84的内表面具有拒水性。然而，在该通孔84的内圆周表面具有拒水性的范围内，产生拒水性的方法不局限于本发明中的树脂涂层。例如，该抛光垫16可以由防水材料制成。可替换地，由防水材料制成的卡圈可以被安装在通孔84中。

在本实施例中，尽管该通孔84的内圆周表面具有拒水性，优选地使抛光垫16的外圆周表面具有拒水性还包括以下原因：

作为抛光剂被供给到抛光垫16的浆料流动到该抛光垫16的外表面上，并且还流动到外圆周表面上并随后从抛光垫16落下。通常，该抛光垫16具有由高防水材料制成的表层，从而防止浆料渗入到抛光垫16中。然而，该抛光垫16在其暴露的外圆周表面上具有吸水材料。例如，该双层抛光垫具有由高防水材料制成的表层衬垫和由吸水材料制成的底层衬垫。在该双层抛光垫中，具有吸水性的底层衬垫暴露在其外圆周表面上。如果浆料渗入到外圆周表面的吸水材料中，该抛光垫16的抛光特性趋于改变。为了防止这种问题的发生，优选地使该外圆周表面具有防水性。这样便防止了该浆料渗入该抛光垫16的外圆周表面中，从而减少了该抛光垫16的性质的改变。

根据本发明第十二个实施例的衬底抛光设备10具有与第一个实施例相同的结构，但是其不同之处在于，该管件86由软质材料制成，该软质材料的柔软度基本等于或大于抛光垫16的柔软度。

由于该管件86由软质材料制成，该软质材料的柔软度基本等于或大于抛光垫16的柔软度，即使当管件86与衬底18接触时，该衬底18也不会受到损坏。因此，该出口部分可以被安置在接近衬底18的位置上，并且出口88可以被定位在与抛光面90基本相同的平面内。该管件86与抛光垫16可以被一起打磨，并且该管件86可以与抛光垫16一起在垂直位置上被调整，从而将出口88容易地定位在与抛光面90基本相同的平面内。

图39显示了第十二个实施例的一种变型。在该变型中，由大体上等于或大于抛光垫16的柔软度的软质材料制成的盖帽224被安装在管件86上。该盖帽224作为出口部分，并且作为该盖帽224的端部的出口226被用作测量流体的供给端口，该测量流体通过供给通道44被供应到通孔84中。即使当由软质材料制成的盖帽224与衬底18接触时，该衬底18也不会受到损坏。该盖帽224使得出口226被定位在接近衬底18的位置上，这样便提高了从测量光作用区域去除抛光剂的能力，该作用区域位于出口部分的前面。

在第十二个实施例中，该管件86可以由与抛光垫16相同的材料制成。在该结构中，即使当管件86与衬底18接触时，该衬底18也不会受到损坏，与第十二个实施例一样，该出口部分可以被定位在更接近衬底18的位置上。

根据本发明第十三个实施例的衬底抛光设备10具有与根据第一实施例的衬底抛光设备10相同的结构，但是其不同之处在于，作为出口部分的管件86由弹性模量大于抛光垫16的弹性模量的材料制成。

在该结构中，该出口部分的垂直位置可以通过设定大于下述抛光压力的打磨压力调整。具体地，该衬底抛光设备10将出口部分与抛光垫16一起打磨。由于出口部分的弹性模量大于抛光垫16的弹性模量，当打磨过程完成并且在打磨过程中施加的压力被释放时，该抛光垫16延伸，以使得抛光垫16的延伸量大于该出口部分的延伸量。因此，当打磨过程完成时，该出口部分缩回到抛光垫16的通孔84中。在该衬底抛光设备10中，抛光压力被设定为小于打磨压力。因此，当衬底18被抛光时，该出口部分不会从抛光面90中伸出。具体地，该出口部分被定位在抛光垫16的通孔84中，并且不会妨碍抛光加工。

根据本发明第十四个实施例的衬底抛光设备10具有与根据第一个实施例的衬底抛光设备10相同的结构，但是不同之处在于，该供给通道44具有镜面内表面。虽然该供给通道44可以在其整个长度上具有镜面内表面，但是优选地，该供给通道44仅在其出口88附近具有镜面内表面。例如，作为出口部分的管件86可以具有镜面内表面。该镜面内表面可以有效地抑止在供给通道44中的光吸收，由此可以减少测量光和反射光的衰减。因此，增加了被接收的反射光量，从而提高了信噪比。

根据本发明第十五个实施例的衬底抛光设备10具有与根据第一个实施例的衬底抛光设备10相同的结构，但是不同之处在于，该供给通道44具有非反射内表面。虽然该供给通道44可以在其整个长度上具有非反射内表面，但是优选地，该供给通道44仅在其出口88附近具有非反射内表面。例如，作为出口部分的管件86可以具有非反射内表面。该非反射内表面可以有效地抑止供给通道44中的光反射，由此可以减少由于供给通道44的内表面上的反射而造成的波长偏移。因此，在根据该波长偏移测量衬底18上的薄膜的情况下，该非反射内表面可以提高信噪比。

尽管上面已经详细地描述了根据本发明的衬底抛光设备的一些实施例，但是本发明并不局限于上述实施例。

根据本发明，由于该供给通道的出口部分被设置在抛光垫的通孔中，所以该供给通道的出口部分接近衬底。因此，来自供给通道的流体流速在出口部分处加快，并且该流体从衬底和出口部分之间的间隙向供给通道外有力地喷出，从而形成了沿衬底18的流体流。该流体流有效地去除了位于该出口部分的前面的区域中的抛光剂，其中测量光作用在该区域。

上面已经对根据实施例的衬底抛光设备10的整个结构与传感器26的结构一起进行了描述。下面将对这些实施例的特征进行描述。

在图1所示的衬底抛光设备10中，该光源单元32的光源部件为一消耗件。在本实施例中，该光源部件包括灯。假设该光源单元32包括卤素灯，则该灯具有大约四个月的使用寿命。然而，灯的使用寿命根据其类型和灯的使用情况有所不同。在本发明的范围之内，该灯不局限于卤素灯。例如，可以使用氙闪光灯。在本发明的范围之内，该光源部件不局限于灯。例如，可以使用LED或激光源。

在本实施例中，该供给控制阀58，60和排放控制阀62包括同样为消耗件的电磁阀。如果该电磁阀由不锈钢制成，则该电磁阀具有大约六个月(工作周期数为15,000,000次)的使用寿命。如果该电磁阀由树脂制成，则该电磁阀具有大约四个月(工作周期为10,000,000次)的使用寿命。然而，电磁阀的使用寿命根据其类型和电磁阀的使用情况有所不同。

迄今为止，这些消耗件被安装在抛光台12的底面上，并且不能被容易地更换。由于这样的缺点，本实施例被设置成可以允许消耗件被容易地更换。下面将对用于更换灯的结构进行描述。然而，同样的结构也适用于电磁阀的更换。

图40A和40B显示了设置在图1中所示衬底抛光设备的抛光台上的消耗件更换门。图40A是平面图，图40B是侧视图。如图40A和40B中所示，沿该抛光台12的外缘布置有电源单元28、控制器单元30、光源单元32、光度计单元34、泵50以及电磁阀单元1074，并且这些装置被设置在裙部1076的内部。该裙部1076具有作为抛光台12的侧面1078的外圆周表面。

作为本实施例的特征，在抛光垫12的侧面1078上设置有消耗件更换门1080。该消耗件更换门1080通过铰链1082连接到侧面1078上。当该消耗件更换门1080关闭后，更换口1084被消耗件更换门1080盖住。该消耗件更换门1080被设置在光源单元32的外面。该更换口1084具有使该光源单元32可以通过该更换口1084被放入和取出的形状。在消耗件更换门1080的中心部分安装有把手1086，并且在消耗件更换门1080的四个角上分别安装有螺栓1080。当不进行维修操作时，该消耗件更换门1080被螺栓1088固定在抛光台12上。尽管未被显示，诸如O形环的密封被设置在消耗件更换门1080上，从而防止了抛光浆料和测量用纯水的进入。为了实现可靠的密封，优选地设置有三个或三个以上的螺栓。因此，在本实施例中，设置有四个螺栓1088。

下面将对更换灯的操作进行描述。在更换灯时，操作者将螺栓1088从该消耗件更换门1080的四个角上拆下。然后，操作者握住把手1086并打开消耗件更换门1080。操作者将手伸入更换口1084中并将光源单元32从抛光垫12中拆下。该光源单元32通过更换口1084被取出。操作者更换该光源单元32的灯。该光源单元32通过更换口1084被插入，并且被安装到抛光台12上的预定位置上。然后，该消耗件更换门1080被关闭，并且螺栓1088被拧紧。这样便完成了灯的更换。

如图3中所示，该衬底加工设备66具有设置在一腔室内的工作窗口74，衬底抛光设备10被设置在该腔室内。该工作窗口74原本被用来更换抛光垫。在本实施例中，该工作窗口74也被用来更换灯。该工作窗口74内的工作区域1100被用来更换灯。操作者打开工作窗口74的门并手动地转动抛光台12，以便将消耗件更换门1080定位在工作区域1100中。然后，操作者根据上述过程对灯进行更换。

优选地，抛光台12的停止位置被自动控制，以用于维修。例如，当操作者使用控制面板输入维修指令时，该抛光台12转动。该抛光台12随后停止，以使得消耗件更换门1080被定位在衬底加工设备66的工作区域1100中。这样，该更换过程变得更加方便。对抛光台的停止控制响应于操作者的输入操作。然而，对抛光台的停止控制可以在使用消耗件开始之后经过某一时段定时自动执行。同样的停止控制还可以与故障发生时输出的警报一起同时执行。

根据本实施例的衬底抛光设备已经在上面进行了详细描述。如上所述，通过设置消耗件更换门可以容易地更换消耗件。

在上述实施例中，已经描述了用于更换灯的结构。然而，同样的结构也可用于替换电磁阀。在这种情况下，该消耗件更换门被设置在电磁阀单元的附近。该电磁阀单元被拆除，以使得该电磁阀单元的电磁阀被更换。该特征还适用于下面将要描述的其它实施例中。

在本本发明的范围内，该消耗品元件不局限于灯和电磁阀。如上所述，该消耗件可以是除了灯之外的光源部件，如LED或激光源。在本发明的范围内，该消耗件可以与设置在该消耗件附近的其它元件一起被更换。例如，可以更换包括消耗件在内的整个单元。这样的操作还包括在消耗件更换操作中。更进一步地，在本发明的范围内，测量薄膜厚度的过程中可以包括确定是否存在薄膜的过程。此外，测量薄膜的过程不局限于薄膜厚度的测量过程。

在本发明的范围内，该测量流体不局限于液体，还可以是气体，例如空气。在本发明的范围内，该衬底测量装置不局限于上述光学类型装置。例如，该衬底测量装置可以是涡流型装置。该涡流型装置可以被用来测定终点。同样，在这种情况下，消耗件的更换可以变得更为方便

图41A和41B显示了上述实施例的变型。图41A是平面图，图41B是侧视图。在该变型中，消耗件更换门1102可沿抛光台12的侧面1078滑动。这样，该消耗件更换门1102以滑动方式打开和关闭。当该消耗件更换门1102被打开时，通过更换口1104将消耗件放入或取出。该消耗件更换门1102具有被螺栓1106固定到抛光台12上的四个角。当进行更换操作时，该螺栓1106被拆下。

图42A和42B显示了上述实施例的又一变型。图42A是平面图，图42B是侧视图。在该变型中，消耗件更换门1108包括可以从抛光台12上拆除的盖子。该盖子还被包括在根据本发明的消耗件更换门中。该消耗件更换门1108通过分别位于四个角上的螺栓1110被固定到抛光台12上。把手1112被安装到消耗件更换门1108上。

优选地，挡圈与螺栓1110相结合，从而防止螺栓1110从该消耗件更换门1108的四个角上被完全拆下。在该结构中，当螺栓1110被松开时，该螺栓1110保持在使螺栓1110从消耗件更换门1108中伸出的位置上。该螺栓1110可以被当作把手使用，以用于拆卸和安装消耗件更换门1108。因此，可以不需要把手1112。

图43A和43B显示了又一变型。图43A是平面图，图43B是侧视图。在该变型中，该光源单元32被安装到抽屉元件1116上。在本实施例中，该抽屉元件1116包括带有安装在其上的光源单元32的板状物。设置导向机构1118，以使得该抽屉元件1116向抛光台12外滑动。消耗件更换门1120被连接在抽屉元件1116上。

在更换消耗件的操作中，操作者拉动消耗件更换门1120的把手1122，从而将光源单元32与抽屉元件1116一起从抛光台12中拉出。然后，操作者更换该光源单元32的灯。该结构可以使该消耗件的更换更为便利。

上述抽屉机构还适用于图40A和40B或图41A和41B中所示的结构。这样，该抽屉元件和该消耗件更换门可以彼此分开。

图44显示了又一变型。在该变型中，该消耗件更换门被安装在压靠衬底的抛光台12的表面上。具体地，如图44中所示，消耗件更换门1124被安装在抛光台12的抛光面90上。更具体地，该消耗件更换门1124被安装在具有抛光面90的抛光垫16的下面的工作台表面(旋转表面)上。为了以容易理解的方式进行说明，该消耗件更换门1124在图44中以实线表示。事实上，该消耗件更换门1124隐藏在图44中的抛光垫16的下面。该消耗件更换门1124被设置在抛光面90的中心区域的下面，并从而偏离该衬底的轨迹。

该消耗件更换门1124被构造成设置有与围绕该消耗件更换门1124的工作台台面相配合的平面。这样，可以防止抛光面90上具有台阶的缺陷发生。

下面将要对本发明的另一个实施例进行描述。该实施例通过切换多个消耗件来方便消耗件的更换操作。

参考图45，与上述实施例一样，根据本实施例的衬底抛光设备10的抛光台12具有电源单元28、控制器单元30、光源单元32、光度计单元34、电磁阀单元1074和泵50。该光源单元32具有灯，并且该电磁阀单元1074具有设置在测量流体的供给通道和排放通道中的电磁阀。

该抛光台12具有备用光源单元1142和备用电磁阀单元1144。该备用光源单元1142具有与光源单元32相同的结构，并且如同光源单元32一样，能够将测量光发射到传感器。备用电磁阀单元1144具有与电磁阀单元1074相同的结构，并且与电磁阀单元1074一样被设置在测量流体的供给通道和排放通道中。

该控制器单元30以下述方式起到根据本发明的消耗件切换装置的作用。首先，下面将对从光源单元32切换到备用光源单元1142的功能进行描述。

该控制器单元30监控该光源单元32的使用情况，并且起到使用情况监视机构或检测器的作用。在本实施例中，将使用期当作使用情况监视。该控制器单元30存储有已经按照该光源单元32的灯的使用寿命设置的灯切换标准周期。例如，该灯的切换标准周期为四个月。该控制器单元30确定该光源单元32的使用期是否已经达到灯切换标准周期。

如果该使用期已经达到灯的切换标准周期，随后该控制器单元30发出指令让光源单元32关闭，并且发出指令让备用光源单元1142接通。在随后的测量过程中，该光源单元32不会被接通，而是该备用光源单元1142被接通。

下面将对从电磁阀单元1074切换到备用电磁阀单元1144的操作进行描述。该控制器单元30还监视作为电磁阀单元1074的使用情况的使用期。该控制器单元30存储有已经按照该电磁阀单元1074的电磁阀使用寿命设置的阀切换标准周期。例如，该阀的切换标准周期为六个月。该控制器单元30确定该电磁阀单元1074的使用期是否已经达到阀切换标准周期。

当该使用期已经达到阀切换标准周期时，该控制器单元30停止发出指令让该电磁阀单元1074打开和关闭它的阀，并且发出指令让备用电磁阀单元1144打开和关闭它的阀。在随后的测量过程中，该电磁阀单元1074不会执行用于测量的功能，换句话说，该备用电磁阀单元1144执行用于测量的功能。

如上所述，在本实施例中，设置有多个具有相同功能的消耗件。执行测量薄膜功能的消耗件被切换到其它元件。因此，可以减少更换消耗件的次数，从而降低了操作者的负担。

在本实施例中，根据执行测量薄膜的功能的消耗件的使用情况自动地切换消耗件。因此，可以减少操作者必要的操作工作，从而进一步降低了操作者的负担。

在本实施例中，当消耗件耗损或损坏时，不必关掉衬底抛光设备便可以立即执行更换操作。该消耗件可以在诸如更换抛光垫的其他维修工作期间被更换。因此，提高了该衬底抛光设备的开工率。

在本实施例中，首先，该消耗件被连续地使用，并且随后使用该备用消耗件。然而，本发明不局限于这种方式。多个消耗件可以被交替地使用。在这种情况下，切换时间可以被设定为小于该消耗件的使用寿命。

在本实施例中，将使用期当作使用情况监视。然而，本发明并不局限于该例子。可以设置用于判断该消耗件的故障或者使用寿命的诊断装置。用于判断的传感器信号在控制器单元或类似物中被处理，并随后获得诊断结果。根据该诊断结果自动地切换该消耗件。通过警报示出的故障等可以促使操作者更换该消耗件。

本实施例可以与图40A和40B中所示的实施例相结合。在这种情况下，该消耗件更换门被设置在抛光台上，并且多个具有相同功能的消耗件被设置在该抛光台中。这些消耗件通过该消耗件更换门被切换或更换。这样，更换消耗件的次数被减少，并且更换消耗件的操作变得更为方便。结果，整个更换操作变得更加方便。

下面将要对本发明的另一实施例进行描述。在该实施例中，如下所述，该消耗件被设置在抛光台外，从而使更换操作变得更加方便。

图46显示了具有设置在抛光台外的消耗件的衬底抛光设备。图46中所示的衬底抛光设备1150与图1中所示的衬底抛光设备10的不同之处在于光源单元没有安装在该抛光台12上。换句话说，光源单元1152被设置在抛光台12外。在本实施例中，抛光台12外的区域为该抛光台12所占空间、即由抛光工作台12和安装部件所占空间之外的区域。更具体地，该抛光台12外的区域为由该抛光台12的顶面和侧面(裙部)所界定的空间外的区域。该光源单元1152被设置在灯可以被容易地更换的适当位置上。

为了将由光源单元1152发出的光导向传感器26，固定侧光导向器被设置在抛光台12外，以及旋转侧光导向器1156被设置在抛光台12中。该旋转侧光导向器被连接到传感器26上。固定侧光导向器1154和旋转侧光导向器1156均包括光纤。

该固定侧光导向器1154和旋转侧光导向器1156通过光学旋转接头1158彼此连接。该光学旋转接头1158、电旋转连接器36和流体旋转接头48被安装到抛光台12的轴上，从而将光从固定侧光导向器1154传送到旋转侧光导向器1156。该光学旋转接头1158、电旋转连接器36和流体旋转接头48可以可替换地设置在除抛光台12的轴外的其它位置上，例如，设置在抛光台12的外圆周表面上或者在抛光台12的下部上。

该衬底抛光设备1150与图1中所示的衬底抛光设备10的不同之处在于该供给控制阀没有被设置在抛光台12中。换句话说，该衬底抛光设备1150将供给控制阀1160、1162设置在抛光台12外。如已经描述的那样，该供给控制阀1160、1162被用来切换测量流体的喷射和测量流体的低流速供给。

更具体地，测量流体的供给通道1164包括旋转侧供给通道1166和固定侧供给通道1168。该旋转侧供给通道1166被设置在抛光台12中，并且该固定侧供给通道1168被设置在抛光台12外。该旋转侧供给通道1166和固定侧供给通道1168通过旋转接头48彼此相连。

该衬底抛光设备1150还具有同样的机构，以用于排放测量流体。具体地，不同于图1中所示的衬底抛光设备10，该衬底抛光设备1150不具有设置在抛光台12内的排放控制阀。换句话说，该排放控制阀1170被设置在抛光台12外。

为了将该排放控制阀1170设置在抛光台12外，排放通道1172从抛光台12向外延伸。该排放通道1172包括设置在抛光台12中的旋转排放通道1174和设置在抛光台12外的固定排放通道117。该旋转排放通道1174和固定排放通道1176通过旋转接头48彼此相连。该排放控制阀1170被设置在固定排放通道176中。用于强制排放测量流体的泵50也被设置在抛光台12外并且与固定排放通道1176相连。

上述供给控制阀1160，1162和排放控制阀1170构成电磁阀单元。该电磁阀单元以与上述相同的方法被设置在抛光台12外。该电磁阀单元被设置在阀可以被容易地更换的位置上。

下面将对更换根据本实施例的消耗件的操作进行描述。该消耗件为灯和电磁阀。在更换时，操作者打开设置在该衬底加工设备的壁上的工作门。该操作者将手穿过该门并且更换消耗件。

根据本实施例，由于该消耗件被设置在抛光台外，所以可以容易地更换该消耗件。

图47显示了光学旋转接头1158被结合在图46所示的衬底抛光设备1150中的例子。

在图47中，固定侧光导向器1154和旋转侧光导向器1156均包括光纤。该旋转侧光导向器1156沿抛光台12的转轴Y延伸。该固定侧光导向器1154垂直于转轴Y延伸，并且该旋转侧光导向器1156的延伸量X与转轴Y相交。在图47中，该固定侧光导向器1154的端部构成固定侧端部1178，并且该旋转侧光导向器1156的端部构成位于抛光台12的下端的旋转侧端部1180。

如图47所示，在转轴Y上设置有镜子1182，该镜子1182被设置成使得旋转侧端部1180和固定侧端部1178通过该镜子1182彼此面对。在该布置中，光从固定侧光导向器1154发出，通过镜子1182反射，进入旋转侧光导向器1156，并且被传送到未示出的传感器。

在图47所示的布置中，在抛光台12旋转期间，从固定侧到旋转侧的光被连续地传送。该镜子1182可以是平面镜或者凹镜。作为图47的变型，该固定侧光导向器1154可以被弯曲，以代替镜子1182。具体地，构成固定侧光导向器1154的光纤可以被向上弯曲，从而使得该固定侧端部1178面向旋转侧端部1180。该变型的结构同样使得光被适当地传送。

图48显示了该光学旋转接头的另一个例子。在图48中，该旋转侧光导向器1156在抛光台12中以直角弯曲。该旋转侧端部1180由此被设置在抛光台12的轴1184的侧面1186上。该固定侧光导向器1154被设置成使得该旋转侧端部1180和固定侧端部1178彼此面对。

图49A和49B是沿图48的A-A线的横剖面图。如图中箭头所示，由于该抛光台21旋转，该旋转侧端部1180和固定侧端部1178在沿抛光台12的旋转方向延伸的预定光导向区域内彼此面对。该光导向区域是从固定侧端部1178和旋转侧端部1180开始彼此面对的位置到这种面对结束的位置之间的区域。

图50A，50B和50C显示了图49A和49B的变型，其中增大了光导向区域。在图50A中，该旋转侧端部1180在圆周方向上被加宽。在图50B和50C中，该固定侧端部1178被加宽。在这些结构中，该固定侧端部1178和旋转侧端部1180可以在增大的范围内彼此面对。

上述光导向区域被优选地设定，以包括衬底处于测量位置的抛光台的角位置。它适于当衬底经过抛光面上的传感器时对衬底进行多次测量。在这种情况下，该光导向区域被设定成在衬底的所有测试点均通过传感器的同时，使得该固定侧端部1178和旋转侧端部1180彼此面对。该光导向区域可以设定成在衬底通过传感器的整个时段内均使该固定侧端部1178与旋转侧端部1180彼此面对。

根据本实施例的优选光学旋转接头已经在上面进行了描述。在上述结构中，由于旋转侧光导向器和固定侧光导向器的端部不要求始终保持连通，所以用于传送光的结构变得简单。例如，可以不像图47中所示结构那样配置镜子，这样该光导向器的端部可以被更加自由地设置。

下面将对图46中所示的用于供给测量流体并被结合到衬底抛光设备1150中的旋转接头48的优选实施例进行描述。

图51A和51B显示了根据本实施例的旋转接头1200。该旋转接头1200被用来供给诸如纯水的测量流体。

该旋转接头1200具有圆柱形外壳1202，并且回转件1204被放置在该外壳1202中。该回转件1204被安装在衬底抛光设备的抛光台(未示出)上，并且围绕抛光台的转轴旋转。由于这种元件被安装在抛光台上并且与抛光台一起转动，所以该回转件1204构成本发明中的抛光台。

该回转件1204具有形成于其中的旋转侧供给通道1206，并且该外壳1202具有形成于其中的固定侧供给通道1208。该旋转侧供给通道1206和固定侧供给通道1208具有圆形截面并且具有彼此相同的横截面积。该旋转侧供给通道1206沿该回转件1204的转轴向位于抛光台的抛光面上的传感器延伸。该旋转侧供给通道1206的下部以直角弯曲。

该旋转侧供给通道1206的端部构成旋转侧端部1210，并且该固定侧供给通道1208的端部构成固定侧端部121，该旋转侧端部1210被设置在该回转件1204的外圆周表面1214上，并且该固定侧端部1212被设置在该外壳1202的外圆周表面1216上。如图中所示，该固定侧端部1212包括沿圆周方向延伸的供给凹槽1218。该供给凹槽1218的位置和形状被设置为使得该固定侧端部1212和旋转侧端部1210在适当的范围内彼此面对。

在没有设置固定侧端部1212的区域内，该外壳1202的内圆周表面1216被设置成靠近该回转件1204的外圆周表面1214。在该回转件1204的外圆周表面1214和外壳1202的内圆周表面1216之间形成有孔隙1220。根据本发明，该外壳1202和其内圆周表面1216分别相当于孔形成元件和孔形成表面。

用于防止测量流体泄漏的密封件1222被设置在外壳1202的内圆周表面和回转件1204的外圆周表面1214之间。该旋转侧供给通道1206和固定侧供给通道1208被设置在两个密封件1222之间。

图52显示了该固定侧端部1212的供给凹槽1218的适当位置和形状。当抛光台12旋转时，该衬底18相对于抛光台12移动。同时，该衬底18沿抛光台12上的圆形轨迹移动。当沿旋转方向的抛光台12的角位置位于重叠区域1224时，该衬底18被定位在设置于抛光面上的传感器26的上方一段时间。在本实施例中，这段时间被设定为预定的导通时段。该供给凹槽1218的形状被制成使得旋转侧端部1210和固定侧端部1212在导通时段内彼此面对。

更具体地，该供给凹槽1218的起点1226和终点1228被设定为相当于衬底18到达传感器26和离开传感器26的旋转侧端部1210的相应位置(点C，D)。

下面将对图51A和51B中所示的旋转接头1200的操作进行描述。当旋转接头1200旋转时，该固定侧供给通道1208的固定侧端部1212和旋转侧供给通道1206的旋转侧端部1210彼此面对，以在上述导通时段内、也就是传感器26被衬底18遮盖的时段内形成较大的开口。因此，大量测量流体被供应给传感器26并且在传感器26中被喷出。

另一方面，在除了该导通时段的时段内，该固定侧端部1212和旋转侧端部1210不会彼此面对。该固定侧端部1212和旋转侧端部1210通过孔隙1220彼此连通。由于该流道狭窄，所以测量流体以低流速被供应给传感器26。因此，当传感器26不被衬底18遮盖时，防止了大量的测量流体被喷射到抛光台12上，这样便防止了抛光台12上的浆料被稀释。

根据本实施例，如上所述，可以使用相对简单的结构传送该测量流体。更进一步地，由于设置了孔隙，所以当流体通道的端部没有彼此面对时，可以传送少量的测量流体。

根据本实施例，如上所述，该测量流体流速的切换控制可以通过流体传送机构的简单结构实现。这样，可以不需要电磁阀控制测量流体的流速。即使仍然安装电磁阀，由于不必在测量期间频繁地操作电磁阀，从而极大地延长了该电磁阀的使用寿命。这样便可以消除更换电磁阀的操作。

上面已经对流体供给侧的结构进行了描述。然而，同样的结构也适用于流体排放侧。当排放该测量流体时，通过旋转接头可以切换成强制排放。在这种情况下，该旋转接头的回转件和外壳之间的间隙可以非常小，以致于基本上消除了该孔隙。以这种方式，本发明对流体供给侧和流体排放侧均适用。

图53显示了本实施例的变型。在图51A和51B所示的实施例中，该供给凹槽1218形成于固定侧供给通道1208的固定侧端部1212中。在图53中，该旋转侧供给通道1206的旋转侧端部1210被加宽。该结构也可以起到与上述供给凹槽同样的作用。

图54A和54B显示了又一实施例。旋转接头1230具有回转件1232和底座1234。该回转件1232和底座1234分别具有旋转侧供给通道1236和固定侧供给通道1238。

该回转件1232和底座1234分别具有垂直于转轴1240和回转件1232的传输表面1242，1244。该旋转侧供给通道1236和固定侧供给通道1238分别具有分别位于传输表面1242，1244上的旋转侧端部1246和固定侧端部1248。孔隙1259形成于传输表面1242，1244之间。尽管为了以容易理解的方式举例说明而夸大显示了孔隙1259，但是该孔隙1259实际上非常小。该固定侧端部1248具有形成于底座1234的传输表面1244上的供给凹槽1250。该供给凹槽1250沿圆心位于转轴1240上的圆弧延伸。尽管未被示出，在该回转件1232和底座1234的外圆周表面上设置有具有防漏密封机构的外壳。

当该回转件1232旋转时，该旋转侧供给通道1236的旋转侧端部1246和固定侧供给通道1238的固定侧端部1248彼此面对，以在旋转侧端部1246经过供给凹槽1250期间加大流速。在另一时段内，该孔隙1259形成于固定侧供给通道1238和旋转侧供给通道1236之间，从而降低了流速。因此，在该结构中，可以获得与上述实施例相同的功能。以这样的方式，在本发明的范畴内，该流体可以不通过圆柱形表面传送。上述供给凹槽可以形成于该回转件中。

尽管上面已经对本发明的优选实施例进行了描述，但是本领域的技术人员可以在本发明的范畴内对这些实施例进行改动。例如，如前所述，该消耗件不局限于光源部件和控制阀。

根据本发明，由于该消耗件可以通过消耗件更换门被放入或取出，所以该消耗件可以被容易地更换。

根据本发明，多个消耗件被设置和切换，以用于减少更换消耗件的次数。

根据本发明，该消耗件被设置在抛光台外，所以可以容易地更换该消耗件。

根据本发明，由于向抛光台输送流体的结构使得该流速可以被调整和控制，所以可以去掉用于调整流速的阀单元。

下面将对本实施例的结构特征进行描述。在实施例中，一流体容器2100(图1)存储有浆料的溶剂，以作为测量流体。该浆料的溶剂优选为主成分溶剂，其与该浆料为相同类型并且具有相同的浓度。该溶剂被供给泵2102输送，并且通过供给通道44被供应给传感器26。

图55为显示了结合在图1所示衬底抛光设备中的传感器的一例子的示意图。

如图55中所示，该溶剂被喷入形成于抛光垫2018内的通孔2068中。该溶剂用来稀释从抛光台2012和衬底2020之间的间隙流入通孔2068的浆料。该溶剂还用来清除附着在衬底2020上的浆料。这样，该浆料对薄膜测量的影响被减少，从而达到所要求的测量性能。

当作为测量流体的大量溶剂被供应到通孔2068时，该溶剂趋向于从通孔2068流出而进入衬底2020和抛光台2012之间的间隙。

然而，即使该溶剂从通孔2068流出，由于在本实施例中，该溶剂被用作测量流体，如下面所述，其对抛光性能的负面影响很小。具体地，当溶剂流出时，该浆料的溶剂增加，并且作为溶质的磨粒的浓度减少。然而，即使溶剂增加，其对抛光性能的负面影响也很小。特别地，该增加的溶剂对抛光性能的负面影响远小于浆料被水稀释的情况。

根据本实施例，由于该浆料的溶剂被当作测量流体供应，即使该测量流体流到抛光台上以及与浆料混合在一起，被稀释浆料对抛光性能的影响也可以得到减小。本实施例基于这样的事实：即使该浆料本身具有低透明度，但是不包含磨粒的浆料溶剂的透明度是相对较高的。通过使用浆料的溶剂来维持测量性能，并且测量流体对抛光性能的影响也被减小。

下面将对浆料和溶剂的适当组合的例子进行描述。在该例子中，由浆料容器提供的硅石浆料被用以抛光二氧化硅薄膜(SiO₂)。这种硅石浆料包含用于保证去除率的碱性溶剂(pH10-11)。因此，该碱性溶剂被用作测量流体。由此，当测量流体流出时，该测量流体对去除率的影响可以被减小。例如，该碱性溶剂为KOH或NH₄OH。

根据另一个例子，提供二氧化铈浆料，以抛光二氧化硅薄膜(SiO₂)或STI晶片。该二氧化铈浆料包含表面活性剂溶液，其作为溶剂，以用于保持低去除率和保证台阶特性。因此，该表面活性剂溶液被用作测量流体。由此，防止了去除率的增加和台阶特性的降低，从而减小了其对抛光性能的影响。

该表面活性剂优选为阳离子表面活性剂。该二氧化铈浆料的二氧化铈颗粒(二氧化铈磨粒)具有容易吸收光的性质。从动电位的角度看，由于该二氧化铈颗粒具有pH大约为7的等电位点，在纯水中该二氧化铈颗粒容易被电吸引到衬底表面(SiO₂)上。然而，如果pH值小于7的阳离子表面活性剂被喷射到衬底表面上，随后该阳离子表面活性剂被吸引到二氧化铈颗粒和衬底表面上，由此它们被彼此电排斥。因此，该二氧化铈颗粒倾向于从该衬底表面上被去除。这样，由于在衬底表面上的二氧化铈颗粒减少，便会有更多的反射光被接收。因此，被发射和接收的光的信噪比得到改善，由此提高了测量性能。

根据本发明的浆料和溶剂不局限于上述类型。例如，在浆料被用来抛光金属薄膜的情况下，可以使用与该浆料中的溶剂为同样类型并具有相同浓度的溶剂。该溶剂主要含有氧化剂、螯合剂和防腐剂。

在本实施例中，在本发明的范畴内，由供应容器供应的溶剂不要求与包含在由浆料容器供应的浆料中的溶剂完全相同。具体地，用作测量流体的该浆料的溶剂不要求与抛光衬底的浆料完全相同。在不对抛光性能产生影响的范围内，该溶剂的浓度可以稍有不同，并且还可以采用不同类型的适当溶剂。

在本实施例中，优选地使用下列结构：构成供给通道2042的元件由高耐化学腐蚀材料制成。构成排放通道2044的元件也由同样的材料制成。例如，这些元件可以由树脂或陶瓷制成。该供给通道可以涂有极耐化学腐蚀材料，并且该结构包括在上述结构中。在该结构中，通过被用作测量流体的溶剂防止了该供给通道元件受损。更进一步地，还防止了衬底被杂质污染，该杂质由于溶剂的作用已经从供给通道中被冲洗掉。优选地，用于导向测量光和反射光的光纤具有同样的结构。

下面将对本发明的另一个实施例进行描述。根据本实施例的衬底抛光设备具有与图1至54中所示的实施例相同的结构。然而，本实施例在测量流体方面区别于那些实施例。

在本实施例中，该液体容器2100装有比抛光浆料的粘性大的高粘性流体。该高粘性流体被供给泵2102输送并通过供给通道2042被供应给传感器26。

该高粘性流体被喷射到抛光垫2018的通孔2068(图55)中，以使得该通孔2068充满该高粘性流体。该高粘性流体用来稀释从抛光台12和衬底2020之间的间隙流入通孔2068的浆料。该高粘性流体还用来清除附着在衬底2020上的浆料。这样，该浆料对薄膜测量的影响被减小，从而达到所要求的测量性能。

通过使用比浆料更粘稠的高粘性流体，减少了流入通孔的浆料的扩散。因此，该浆料对薄膜测量的影响被减少，从而提高了测量性能。

在本实施例中，由于该高粘性流体被用作测量流体，从而减少了流入抛光台2012和衬底2020之间的间隙中的测量流体的量。更进一步地，由于获得了上述扩散减少能力，即使高粘性流体的供应量小于通常所用的供应水量，也可以获得同样的测量性能。这样，可以减少测量流体的流出量。由于减少了测量流体的流出量，该测量流体对抛光性能的影响也被减少。因此，同样在本实施例中，测量性能被保持，并且测量流体对抛光性能的影响被减小。

适用于本实施例的该高粘性流体例如可以是乙二醇。该浆料的粘度通常为大约2厘泊，而乙二醇在20摄氏度下的粘度为23.5厘泊。也就是说，乙二醇的粘度高于浆料的粘度。特别地，乙二醇具有类似于玻璃的折射率，并且适合于本发明中的光学测量。该高粘性流体可替换地为甘油。甘油在20摄氏度下的粘度为1499厘泊。进一步可替换地，该高粘性流体可以是诸如丙二醇的增稠剂。

该高粘性流体可以是被纯水稀释的溶剂的溶液。该高粘性流体不局限于液体，还可以是溶胶或类似物。在本发明中，该高粘性流体可以包括凝胶。

根据本实施例，如上所述，由于高粘性流体的供应，该流体的流出量很小。因此，可以无需排放流体的结构。根据该高粘性流体的类型，可以不使用排放泵进行强制排放，并且该排放通道也可以被去掉。

下面将对本发明的另一个实施例进行描述。根据本实施例的衬底抛光设备在测量流体方面不同于上述实施例。

在本实施例中，作为流体供给装置的供给通道2042强制地供给气体以作为测量流体。例如，该测量气体包括空气、氮气或惰性气体。该气体可以从设置在该衬底加工设备中的管子通过旋转接头48被供给到供给通道2042。在这种情况下，图1中所示的流体容器2100和供给泵2102可以被去掉，并采用该衬底加工设备的储罐和泵。然而，图1中所示的流体容器2100和供给泵2102可以被设置在衬底抛光设备的附近。在这种情况下，设置了气体用的容器和泵。也可以不需要用于排放的泵50。该供给和排放部分不局限于上述结构，而是可根据气体类型被适当地设置。在本实施例中，所供给的气体为湿度、压力和杂质均可控制的气体。

如上所述，在所提出的传统射流型测量装置中，作为测量流体被强制供应的液体通常包括纯水(DIW)。该液体将浆料去除，以减小该浆料对测量的影响。然而，由于浆料和液体在在一定程度上相互混合，该浆料对测量的影响仍然存在，这样便导致了测量精度的下降。

在本实施例中，不同于上述现有技术，其建议采用气体作为测量流体。该供给气体将浆料从测量区域上吹掉并基本去除了该浆料，从而允许进行高精度的测量。

根据本实施例，即使当气体流出时，该气体也不会稀释浆料，从而减小了对抛光性能的影响。从这一点看，在本实施例中，该测量性能被保持，并且测量流体对抛光性能的影响也被减小。

在本实施例中，该测量流体不是液体。因此，该测量精度可能受到附着在光发射元件和光接收元件上的浆料的不利影响。然而，本实施例通过使用下列结构可以防止浆料附着。

在本实施例中，优选地，防水光纤被分别用作光发射光纤2070和光接收光纤2072(图55)。该光发射光纤2070和光接收光纤2072由防水材料制成。至少该光纤的末端部分、特别是位于供给通道2042中的部分是防水的。

该光发射光纤2070是用于发射测量光的光纤，并且该光接收光纤2072是用于接收反射光的光纤。由于这些光纤具有防水性，所以任何附着在其上的浆料均可以被容易地去除。

该供给通道2042、排放通道2044、或者它们的内表面可以由防水材料制成或者涂有防水材料涂层，从而防止该浆料附着在其上，并且还防止了供给通道2042和排放通道2044被浆料堵塞。从供给通道2042或类似物到光发射光纤2070和光接收光纤2072的浆料的次要附着也可以被阻止。

在根据本实施例的衬底抛光设备中，该流体的供给可以按照如下所述方式被控制。在抛光加工开始之前，该流体的供给被控制。

在前一个衬底被抛光或抛光垫被打磨之后和下一个衬底被抛光之前，作为清洗液的纯水被间歇地或连续地从供给通道2042供应到排放通道2044。如上述实施例中所述，气体作为测量气体在抛光加工期间被供应。该清洗液的供给可以在前一个衬底被抛光前后或者打磨过程完成前后的适当时间开始。该清洗液的供应可以在抛光加工开始之后几秒才停止。具体地，该清洗液应当利用抛光加工进行之前的一段时间由流体供给装置供应。

由于流体以上述方式被供应，在抛光加工期间，围绕传感器26(图1)的区域可以在测量进行之前保持高度清洁。在抛光加工期间，当气体被当作测量流体供应时，可以保持优异的测量性能，并且该测量流体对抛光性能的影响很小。因为在打磨过程中产生的杂质可以被有效地去除，所以上述控制在打磨过程之后的抛光加工中特别有效。

在上述流体控制中，该清洗液和测量流体的组合可以改变。该清洗液可以是纯水或上述实施例中提到的任何流体，即浆料溶剂、高粘性流体或气体。该测量流体也可以是浆料溶剂、高粘性流体或气体。该清洗液和测量流体可以彼此相同或不同。为了供给所用流体，诸如适合于该流体的管的装置被设置在抛光台中。如上所述，即使该清洗液和测量流体的组合发生改变，也可以获得同样的优点。

在上述各种实施例中，该抛光垫2018可以由发泡氨基甲酸乙酯制成，或者可以是非织造型或绒面革型抛光布。还可以采用由诸如环氧树脂的粘结剂固定在一起的磨粒组成的固定磨料。

在所有上述实施例中，该测量流体优选为具有高度清洁度和纯度的流体，以使得该衬底2020的被测量表面(被照射表面)、光发射光纤2070，光接收光纤2072，供给通道2042和排放通道2044可以被有效地清洗。该测量流体可以被设置在该流体通道中的过滤器过滤。

尽管上面已经对本发明的优选实施例进行了描述，但是本领域的技术人员可以在本发明的范畴内对这些实施例进行改动。

根据本发明例，由于该浆料的溶剂被当作测量流体供应，即使该测量流体流到抛光台上并与浆料混合在一起，被稀释浆料对抛光性能的影响也可以减小。因此，在保持测量性能的同时，可以减小测量流体对抛光性能的影响。

更进一步地，根据本发明，由于高粘性流体作为测量流体被供应，流入到测量区域中的浆料的扩散可以被减少。因此，该浆料对薄膜测量的影响被减少，从而提高了测量性能。由于减少了测量流体的流出量，该测量流体对抛光性能的影响也在保持测量性能的同时被减小。

此外，根据本发明，由于气体被用作测量流体，该浆料从测量区域被去除，由此可获得优异的测量性能。即使气体流出，该浆料也不会被稀释。因此测量流体对抛光性能的影响可以被减小。因此，在保持测量性能的同时，可以减小测量流体对抛光性能的影响。

工业实用性

本发明适于在衬底抛光设备中使用，其可以提高结合在该衬底抛光设备中的衬底测量装置的测量精度。

Claims (33)

1.一种衬底抛光设备，包括：

可旋转工作台，其具有用于抛光半导体衬底的抛光垫；

光发射和接收装置，其用于发射测量光，以使之穿过形成于所述抛光垫上的通孔到达所述半导体衬底，并且接收来自所述半导体衬底的反射光，以便测量所述半导体衬底上的薄膜；以及

供给通道，其用于向所述测量光的通道供应流体；

其中，所述供给通道具有位于所述通孔中的出口部分。

2.如权利要求1所述的衬底抛光设备，其特征在于，所述出口部分被可拆卸地安装在所述可旋转工作台上。

3.一种衬底抛光设备，包括：

可旋转工作台，其具有用于抛光半导体衬底的抛光垫；

光发射和接收装置，其用于发射测量光，以使之穿过形成于所述抛光垫上的通孔到达所述半导体衬底，并且接收来自所述半导体衬底的反射光，以便测量所述半导体衬底上的薄膜；以及

供给通道，其用于向所述测量光的通道供应流体；

其中，所述供给通道具有可拆卸地安装在所述可旋转工作台上的出口部分。

4.一种衬底抛光设备，包括：

可旋转工作台，其具有用于抛光半导体衬底的抛光垫；

光发射和接收装置，其用于发射测量光，以使之穿过形成于所述抛光垫上的通孔到达所述半导体衬底，并且接收来自所述半导体衬底的反射光，以便测量所述半导体衬底上的薄膜；

供给通道，其用于向所述测量光的通道供应流体；以及

出口部分移动装置，其用于沿所述通孔的延伸方向移动所述供给通道的出口部分。

5.一种衬底抛光设备，包括：

可旋转工作台，其具有用于抛光半导体衬底的抛光垫；

光发射和接收装置，其用于发射测量光，以使之穿过形成于所述抛光垫上的通孔到达所述半导体衬底，并且接收来自所述半导体衬底的反射光，以便测量所述半导体衬底上的薄膜；以及

供给通道，其用于向所述测量光的通道供应流体；

其中，所述供给通道具有非反射内表面。

6.一种衬底抛光设备，包括：

可旋转工作台，其具有用于抛光半导体衬底的抛光垫；

光发射和接收装置，其用于发射测量光，以使之穿过形成于所述抛光垫上的通孔到达所述半导体衬底，并且接收来自所述半导体衬底的反射光，以便测量所述半导体衬底上的薄膜；

供给通道，其用于向所述测量光的通道供应流体；以及

保护罩，当抛光垫被更换时，该保护罩被可拆卸地安装在所述可旋转工作台上；

其中，所述保护罩被容纳在形成于所述抛光垫上的通孔中，并且覆盖构成形成于所述可旋转工作台中的所述供给通道的开口。

7.一种衬底抛光设备，包括：

可旋转工作台，其具有用于抛光半导体衬底的抛光垫；

光发射和接收装置，其用于发射测量光，以使之穿过形成于所述抛光垫上的通孔到达所述半导体衬底，并且接收来自所述半导体衬底的反射光，以便测量所述半导体衬底上的薄膜；

供给通道，其用于向所述测量光的通道供应流体；以及

用于供应流体的辅助供给通道，其沿所述可旋转工作台的转动方向设置在所述供给通道的前面。

8.一种衬底抛光设备，包括：

可旋转工作台，其具有用于抛光半导体衬底的抛光垫；

光发射和接收装置，其用于发射测量光，以使之穿过形成于所述抛光垫上的通孔到达所述半导体衬底，并且接收来自所述半导体衬底的反射光，以便测量所述半导体衬底上的薄膜；

供给通道，其用于向所述测量光的通道供应流体；以及

抛光垫块，其被安装在形成于所述抛光垫中的开口中，所述通孔形成于所述抛光垫块中；

其中，所述抛光垫块具有与所述抛光垫的表面连续相连的垫块表面，并且所述垫块表面是平坦的。

9.一种衬底抛光设备，包括：

可旋转工作台，其具有用于抛光半导体衬底的抛光垫；

光发射和接收装置，其用于发射测量光，以使之穿过形成于所述抛光垫上的通孔到达所述半导体衬底，并且接收来自所述半导体衬底的反射光，以便测量所述半导体衬底上的薄膜；以及

供给通道，其用于向所述测量光的通道供应流体；

其中，所述通孔具有防水内表面。

10.一种衬底抛光设备，包括：

抛光台，衬底被压靠在其上；

衬底测量装置，其设置在所述抛光台中，以用于检测所述衬底的薄膜厚度或抛光终点；以及

消耗件更换门，其被可打开和关闭地设置在所述抛光台上，以允许将消耗件取出或装入所述抛光台中。

11.如权利要求10所述的衬底抛光设备，其特征在于，所述衬底测量装置将测量光照射到所述衬底上，并根据来自所述衬底的反射光测量所述衬底上的薄膜。

12.如权利要求10所述的衬底抛光设备，其特征在于，所述消耗件包括用于发射所述测量光的光源部件。

13.如权利要求11所述的衬底抛光设备，其特征在于，所述消耗件包括设置在流体通道中的控制阀，该流体被用于利用所述测量光的测量过程中。

14.如权利要求11所述的衬底抛光设备，其特征在于，所述消耗件更换门设置在所述抛光台的侧面上。

15.如权利要求11所述的衬底抛光设备，其特征在于，所述消耗件更换门设置在压靠所述衬底的所述抛光台的表面上并偏离所述衬底的轨迹。

16.一种衬底抛光设备，包括：

抛光台，衬底被压靠在其上；

衬底测量装置，其设置在所述抛光台中，以用于检测所述衬底的薄膜厚度或抛光终点；

多个具有相同功能的消耗件，所述多个消耗件被安装在所述抛光台上并构成所述衬底测量装置；以及

用于切换消耗件的消耗件切换装置，所述多个消耗件的功能为测量所述衬底上的薄膜。

17.如权利要求16所述的衬底抛光设备，其特征在于，所述衬底测量装置将测量光照射到所述衬底上，并根据来自所述衬底的反射光测量所述衬底上的薄膜。

18.如权利要求17所述的衬底抛光设备，其特征在于，所述消耗件切换装置根据用于测量所述衬底上的薄膜的每个所述消耗件的使用情况对消耗件进行自动切换。

19.一种衬底抛光设备，包括：

抛光台，衬底被压靠在其上；

衬底测量装置，其设置在所述抛光台中，以用于检测所述衬底的薄膜厚度或抛光终点；以及

构成所述衬底测量装置并设置在所述抛光台外的消耗件。

20.如权利要求19所述的衬底抛光设备，其特征在于，所述衬底测量装置将测量光照射到所述衬底上，并根据来自所述衬底的反射光测量所述衬底上的薄膜。

21.如权利要求20所述的衬底抛光设备，其特征在于，所述消耗件包括用于发射所述测量光的光源部件。

22.如权利要求21所述的衬底抛光设备，其特征在于，还包括：

设置在所述抛光台外的固定侧光导向器，以用于将所述光源部件发出的所述测量光传送到所述抛光台；以及

设置在所述抛光台内的旋转侧光导向器，以用于接收来自所述固定侧光导向器的所述测量光。

23.如权利要求22所述的衬底抛光设备，其特征在于，所述固定侧光导向器和所述旋转侧光导向器分别具有固定侧光导向器端部和旋转侧光导向器端部，当所述抛光台处于沿所述抛光台的旋转方向延伸的预定光导区域时，所述端部彼此面对。

24.如权利要求20所述的衬底抛光设备，其特征在于，所述消耗件包括设置在流体通道中的控制阀，该流体被用于利用所述测量光的测量过程中。

25.如权利要求24所述的衬底抛光设备，其特征在于，还包括：

设置在所述抛光台外的固定侧通道，所述控制阀被设置在所述固定侧通道中；以及

设置在所述抛光台中的旋转侧通道；

其中，所述固定侧通道和旋转侧通道分别具有固定侧通道端部和旋转侧通道端部，当所述抛光台处于沿所述抛光台旋转方向延伸的预定传导区域中时，所述端部彼此面对。

26.如权利要求25所述的衬底抛光设备，其特征在于，还包括：

具有孔形成表面的孔形成元件，其设置在靠近所述抛光台的位置上，并在两者之间形成孔隙，所述孔形成表面设置在与所述旋转侧通道端部的位置相对应的位置上，并且位于未设置所述固定侧通道端部的区域中。

27.一种衬底抛光设备，包括：

抛光台，衬底被压靠在其上；

光发射和接收装置，其用于从所述抛光台向所述衬底发射测量光，并且接收来自所述衬底的反射光，以便测量所述衬底上的薄膜；以及

流体供给装置，其将传送所述测量光和所述反射光的测量流体供应到所述测量光的作用区域；

其中，所述流体供给装置供应在抛光浆料中使用的溶剂，以作为所述测量流体。

28.如权利要求27所述的衬底抛光设备，其特征在于，所述溶剂包括硅石浆料的碱性溶剂。

29.如权利要求27所述的衬底抛光设备，其特征在于，所述溶剂包括二氧化铈浆料的表面活性剂溶液。

30.一种用于测量衬底上的薄膜的衬底测量装置，其结合在衬底抛光设备中，该衬底抛光设备具有抛光台，衬底被压靠在该抛光台上，所述衬底测量装置的特征在于：

所述抛光台具有用于供应测量流体的流体供给装置，并且所述流体供给装置供应在抛光浆料中使用的溶剂，以作为所述测量流体。

31.一种衬底抛光设备，包括：

抛光台，衬底被压靠在其上；

光发射和接收装置，其用于从所述抛光台向所述衬底发射测量光，并且接收来自所述衬底的反射光，以便测量所述衬底上的薄膜；以及

流体供给装置，其将传送所述测量光和所述反射光的测量流体供应到所述测量光的作用区域；

其中，所述流体供给装置供应高粘性流体，以作为所述测量流体，并且所述高粘性流体比抛光浆料的粘性大。

32.一种结合在衬底抛光设备中的衬底测量装置，该衬底抛光设备具有抛光台，衬底被压靠在该抛光台上，该衬底测量装置用于从所述抛光台向所述衬底发射测量光并接收来自所述衬底的反射光，以便测量所述衬底上的薄膜，所述衬底测量装置包括：

流体供给装置，其将传送所述测量光和所述反射光的测量流体供应到所述测量光的作用区域；

其中，所述流体供给装置供应高粘性流体，以作为所述测量流体，并且所述高粘性流体比抛光浆料的粘性大。

33.一种衬底抛光设备，包括：

抛光台，衬底被压靠在其上；

光发射和接收装置，其用于从所述抛光台向所述衬底发射测量光，并且接收来自所述衬底的反射光，以便测量所述衬底上的薄膜；以及

流体供给装置，其将传送所述测量光和所述反射光的测量流体供应到所述测量光的作用区域；

其中，所述流体供给装置供应气体，以作为所述测量流体。

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