TWI550705B

TWI550705B - 硏磨裝置及硏磨方法

Info

Publication number: TWI550705B
Application number: TW103145187A
Authority: TW
Inventors: 宮崎充; 勝岡誠司; 松田尙起; 國澤淳次; 小林賢一; 外崎宏; 篠崎弘行; 鍋谷治; 森澤伸哉; 小川貴弘; 牧野夏木
Original assignee: 荏原製作所股份有限公司
Priority date: 2008-06-04
Filing date: 2009-06-04
Publication date: 2016-09-21
Also published as: CN103839857A; KR101725268B1; TWI550760B; TW201005865A; CN103839857B; KR20160043940A; TW201513201A

Description

研磨裝置及研磨方法

本發明係關於基板處理裝置和基板處理方法，尤其係關於用以研磨基板(如半導體晶圓)以提供該基板之平坦化表面的基板處理裝置和基板處理方法。

本發明亦關於基板保持機構和基板保持方法，尤其係關於適於用在清潔裝置和用在基板(如半導體晶圓)之烘乾裝置的基板保持機構和基板保持方法。

本發明亦關於使用在基板處理裝置的多個單元和數種類型之組件及多個機構。

近年來，高度整合性結構已成為半導體裝置之趨勢，其需要更細微的電路互連(interconnect)和該等互連間更小之距離。於該半導體裝置的製造中，許多種類之材料係以薄膜的形式重複地沉積於矽晶圓上，以形成多層結構。平坦化晶圓之表面對於形成該多層結構而言係相當重要的。用以實施化學機械研磨(chemical mechanical polishing,CMP)之研磨裝置通常係用作為平坦化該晶圓之表面的一種技術。此種類型之裝置通常稱作為化學機械研磨裝置。

這種化學機械研磨(CMP)裝置通常包含支撐研磨墊片 (polishing pad)於其上之研磨平台(polishing table)、用以保持晶圓之頂環(top ring)以及用以供應研磨液體(polishing liquid)至該研磨墊片上之噴嘴(nozzle)。當正在研磨晶圓時，該頂環會將該研磨墊片壓抵該晶圓，同時該研磨液體係供應於該研磨墊片上。於此情況下，該頂環和該研磨平台互相相對移動，從而研磨該晶圓使其具有平坦化之表面。

除了該CMP裝置之外，基板處理裝置係一種具有清潔該經過研磨之晶圓和烘乾該經過清潔之晶圓的功能之裝置。於此基板處理裝置中，基板處理之處理量(throughput)需要改善。由於該基板處理裝置具有多種不同的處理區(包含研磨區和清潔區)，每一個處理區中之處理延遲(processing delay)會導致該基板處理裝置的整體處理量下降。舉例而言，在習知的基板處理裝置中，僅僅設置有單一清潔線，且同時設置有複數個研磨單元。因此，無法同時地清潔並烘乾複數個經過研磨之晶圓。此外，在該清潔線上之複數個程序(例如：主要清潔程序、次要清潔程序以及烘乾程序)中，最慢之程序會成為所有程序中限制速率之步驟，且因而決定了所有程序之處理時間(亦即，處理量)。

該基板處理裝置之整體處理量不僅受到該等處理區(如該研磨區和該清潔區)影響，也受到用以傳送晶圓之傳送機構(transfer mechanism)影響。此外，該頂環和該傳送機構之間的晶圓傳送操作也可影響該整體處理量。以此方式，該基板處理裝置之處理量完全取決於處理操作和傳送操作之變化。

舉例而言，該基板處理裝置具有用於在研磨單元之間傳送晶圓的線性傳輸器(linear transporter)。此線性傳輸器以水平方向線性地移動該晶圓，藉此傳送該晶圓至每一個研磨單元中之晶圓傳送位置。接下來，藉由推動器(pusher)將該晶圓向上推至該頂環(top ring)，該推動器係與該線性傳輸器分開設置。以此方式，由於該晶圓之水平移動和垂直移動係藉由該線性傳輸器和該推動器分別實施，所以傳送該晶圓需要相當長的時間。

該推動器係設置於每一個研磨單元的晶圓傳送位置。另外，每一個推動器均需要移動平台(XY stage)，用於細微調整(fine adjustment)該頂環和該推動器之間的晶圓傳送位置。因此，該晶圓傳送機構具有複雜之整體結構，且需要設置很多伴隨之導線和管線。此外，如果該傳送機構故障，必須進出(access)該晶圓傳送位置以進行修復，而因此使得該傳送機構相當難以復原。

由於該基板處理裝置的故障和維修所產生的長時間停工(long downtime)導致晶圓處理的成本增加。因此，容易維修近來已經成為該基板處理裝置之需求。也必須減少該基板處理裝置之組件以簡化該基板處理裝置之結構，並且達到較低之成本。

舉例而言，該頂環於該研磨墊片之上的研磨位置和該晶圓傳送位置間搖動。因此，用於該頂環之搖動機構需要定期維修。此搖動機構包含用以支撐該頂環的搖動桿(swing shaft)的軸承(bearing)、馬達以及用以驅動該搖動桿的減速齒輪(reduction gear)。支撐該頂環的頂環頭(top ring head)係接置於該相對較長之搖動桿的上側端(upper end)上，而該減速齒輪和該馬達係耦接至該搖動桿的下側端(lower end)。軸承外殼係繞著該等軸承而配置。此軸承外殼延伸穿過上光機盤(polisher pan)，該上光機盤將研磨室(polishing room)和該研磨室下方的下側室(lower room)分隔開來。此外，該軸承外殼係位於該上光機盤下方。包含該頂環和該頂環頭之頂環組成(top ring assembly)係相對較長且較重。因此，該頂環組成可顯現出其維修上的缺點。

在習知基板處理裝置中，用以調整將該頂環壓抵基板之按壓力量的壓力調整器係設置於該頂環頭之外側。此種配置使得該壓力調整器和該頂環間需要較長之距離，且可能在回應於改變壓抵該基板之按壓力量的指令而實際改變該按壓力量時造成延遲。

將純水用以清潔頂環和設置於該等基板處理裝置之每一個研磨單元中的修整器(dresser)。在習知結構中，該純水係透過複數條管線(pipe)自單一主管(single header)供應至該等研磨單元。此結構顯現出的問題係由於其他研磨單元也使用該純水而使得一研磨單元中之純水流率(flow rate)變得不穩定。

於該半導體裝置的製造程序中，係於研磨程序和電鍍程序(plating process)之後實施基板(例如：半導體晶圓)的清潔和烘乾。舉例而言，於清潔該基板時，基板保持機構保持該基板並且轉動該基板。於此情況下，供應清潔液體至該基板上。習知的基板保持機構係已知為具有致動器(actuator)的機構，用以驅動夾頭(chuck)以便保持該基板。

本發明係已經針對上述缺點進行改良。因此，本發明的第一目的係提供基板處理裝置、該基板處理裝置的組件單元以及能夠達到高處理量的基板處理方法。

本發明的第二目的係提供純水供應機構和能夠穩定地供應純水至複數個研磨單元的純水供應方法。

本發明的第三目的係提供能夠迅速地回應對於改變壓抵基板之按壓力量的指令之頂環組成。

本發明的第四目的係改良習知基板保持機構，並且提供能夠以簡單之結構保持基板的基板保持機構和基板保持方法。

本發明用以達到上述第一目的的一個態樣係提供用以處理基板的裝置。該裝置包含：組構成用以研磨基板的研磨區；組構成用以傳送該基板的傳送機構；以及組構成用以清潔並且烘乾該經過研磨之基板的清潔區。該清潔區具有用以清潔複數個基板的複數條清潔線。

根據本發明之內容，即使當連續地將複數個基板運送進入該清潔區時，這些基板也能夠如所需地分類至該複數條清潔線，並且能夠同時進行清潔。此外，由於該等基板能夠根據用於清潔並且烘乾該等基板所需之時間而分類至該複數條清潔線，所以能夠改善總體程序的處理量。而且，藉由令該複數條清潔線的處理時間相等，能夠進一步改善總體程序的處理量。

於本說明書中，“清潔線”一詞意指當藉由複數個清潔模組清潔基板時，在該清潔區中的路線(route)。根據本發明之內容，該清潔區具有以下優點：當該清潔區具有連續地清潔單一基板的功能時，則其亦具有同時清潔複數個基板的功能。

於本發明之較佳態樣中，該清潔區包含組構成用以將該等經過研磨之基板分類至該複數條清潔線的分類機構。利用此組構，能夠根據該複數條清潔線中的程序時間將該等基板(例如：晶圓)進行分類。因此，該複數條清潔線能夠具有相等的程序時間。

於本發明之較佳態樣中，該複數條清潔線包含用以對該基板實施主要清潔作業的複數個主要清潔模組和用以對該基板實施次要清潔作業的複數個次要清潔模組。利用此組構，萬一清潔模組發生故障(failure)，能夠在無須停止該基板之清潔程序下修復或置換該清潔模組。

於本發明之較佳態樣中，該複數個主要清潔模組係沿著垂直方向對齊，而該複數個次要清潔模組係沿著垂直方向對齊。利用此組構，能夠有較小的佔板面積(footprint)(亦即，裝設於清潔室或類似空間中之裝置的裝設面積(install area))。在此情形下，能夠在複數個主要清潔模組之間或複數個次要清潔模組之間傳送基板。

於本發明之較佳態樣中，該清潔區包含能夠進出該複數個主要清潔模組和該複數個次要清潔模組的第一傳送機器人(transfer robot)，以及能夠進出該複數個次要清潔模組的第二傳送機器人。利用此組構，能夠藉由該兩個傳送機器人迅速並安全地傳送該基板。

於本發明之較佳態樣中，該複數條清潔線包含暫時性基座(temporary base)，該基板係暫時地放置於該暫時性基座上。利用此組構，能夠調整運送該基板進出該清潔模組的時間。此外，能夠彈性地改變該基板在該清潔區中的路線。

於本發明之較佳態樣中，該清潔區包含複數個烘乾模組，用以烘乾藉由該複數條清潔線清潔之複數個基板。利用此組構，能夠自該基板處理裝置取得在已烘乾狀態(dried state)下的基板。因此，可提供乾進乾出類型(dry-in-dry-out type)的基板處理裝置。

於本發明之較佳態樣中，該複數個烘乾模組係沿著垂直方向對齊。利用此組構，能夠有較小的佔板面積。

本發明之另一個態樣係提供基板的處理方法。該方法包含：研磨複數個基板；傳送該等經過研磨之基板至複數條清潔線；將該等經過研磨之基板分類至該複數條清潔線；在該複數條清潔線中清潔該等經過研磨之基板；以及烘乾該經過清潔之基板。根據本發明之內容，即使當連續地將複數個基板運送進入該清潔區時，這些基板能夠如所需地分類至該複數條清潔線，並且能夠同時進行清潔。此外，由於該等基板能夠根據用於清潔並且烘乾該等基板所需之時間而分類至該複數條清潔線，所以能夠改善總體程序的處理量。此外，藉由令該複數條清潔線中的處理時間相等，能夠進一步改善總體程序之處理量。

於本發明之較佳態樣中，清潔該等經過研磨之基板包括同時於該複數條清潔線中清潔該等經過研磨之基板。由於同時清潔該等基板，可縮短此等複數個基板之清潔時間。

於本發明之較佳態樣中，清潔該等經過研磨之基板包括在預定時間間隔於該複數條清潔線中清潔該等經過研磨之基板。由於該複數個基板係於預定時間間隔進行清潔，所以即使當需要一個接著一個傳送該等經過清潔之基板時，該傳送機器人依然能夠於特定時間間隔連續地運送出該等經過清潔之基板。因此，該傳送操作不會成為限制速率之步驟，且能夠改善該總體程序之處理量。

本發明之另一個態樣係提供用以處理基板的裝置。該裝置包含：組構成用以利用組構成藉由流體壓力施加按壓力量至該基板之頂環以研磨基板的研磨區；組構成用以傳送該基板的傳送機構；組構成用以清潔並烘乾該經過研磨之基板的清潔區；以及用以調整該流體之壓力的壓力調整器。該頂環係經由頂環頭而可搖動地耦接至支撐桿(supporting shaft)，而該壓力調整器係設置於該頂環頭上。

本發明能夠解決以下習知的缺點。於習知的基板處理裝置中，用於複數個研磨單元之單一壓力調整器係設置於該頂環頭的外側。因此，如果該複數個研磨單元之其中一者故障，則應該停止用以調整所有頂環中之壓力的壓力調整器的操作。根據本發明之內容，即使在有複數個研磨單元設置在該研磨區的情形中，該壓力調整器係設置用於每一個該等研磨單元中之每一個頂環，因此並未故障的研磨單元能夠繼續操作。因此，能夠避免基板處理之整體處理量的下降。由該頂環頭之輕量化的觀點來看，較佳宜縮減該頂環之轉動機構和搖動機構的尺寸。此外，該頂環頭和該頂環之組件(例如：頂環殼體(top ring housing))較佳係由如氯乙烯樹脂(vinyl chloride resin)或氟素樹脂(fluororesin)之輕量化材料所製成。

此外，回應於該頂環之按壓力量的延遲係習知之基板處理裝置的缺點，而本發明能夠改善此缺點。具體而言，在習知之基板處理裝置中，如上所述，壓力調整器係設置於該頂環頭的外側。此種安裝使得該壓力調整器和該頂環間需要較長之距離，且可能在回應於改變壓抵該基板之按壓力量的指令而造成實際改變該按壓力量時的延遲。根據本發明之內容，由於該壓力調整器係設置於該頂環頭上，故相較於習知之結構，該壓力調整器和該頂環間之距離較小。因此能夠改善液體壓力之回應，且該按壓力量能夠根據該基板表面之突起部位(raised portion)和凹陷部位(recess portion)而迅速地改變。因此，能夠適當並精確地控制該頂環壓抵該基板之按壓力量。

於本發明之較佳態樣中，該裝置復包含組構成用以繞著該支撐桿搖動該頂環的搖動機構。該搖動機構係配置在該頂環頭上。

於本發明之較佳態樣中，該頂環頭係可移除地耦接至該支撐桿。

利用此組構，能夠輕易地進行維修。再者，能夠在無須停止總體基板處理操作下實施個別頂環頭之維修。

根據以上所述之組構，該壓力調整器和該搖動機構係設置於該頂環頭自身上，使得進出相當容易。因此，當將要進行該壓力調整器和該搖動機構之維修時，不必要移除鄰近之其他設備單元。此外，可將該頂環、該頂環頭、該壓力調整器以及該搖動機構設置成為一個模組(單元)。因此，可對於每一個模組進行該搖動機構之組件(如軸承、馬達及減速齒輪)的置換。因此，能夠縮減裝置之停工時間(亦即，當裝置於維修期間並未操作時之時間)。於高處理量之基板處理裝置中，裝置停工時間的縮減能夠降低基板處理的成本。以此方式，根據本發明之基板處理裝置能夠容許該設備和其組件在維修的同時，容許該裝置繼續操作。舉例而言，即便維修的頻率隨著該裝置之操作時間的增加而增加，仍然能夠持續地使用該基板處理裝置。此外，拜簡易的置換和復原操作所賜，該基板處理裝置能夠提供相當長的可用時間。

本發明之另一個態樣係提供用以處理基板的裝置。該裝置包含：具有分別組構成用以研磨基板的複數個研磨單元的研磨區；組構成用以於該複數個研磨單元間傳送該基板的傳送機構；以及組構成用以清潔並烘乾該經過研磨之基板的清潔區。該傳送機構包含配置在位於不同高度之兩個行進軸(travel axis)上的複數個傳送台(transfer stage)、組構成用以以水平方向沿著該兩個行進軸移動該複數個傳送台的複數個水平驅動機構，以及組構成用以以垂直方向獨立地移動該複數個傳送台的複數個提升機構。

利用此組構，能夠同時以水平方向和垂直方向傳送該基板。因此，能夠縮短用以傳送該基板的時間。此外，能夠省略習知技術中所需之推動器。因此，能夠簡化結構並且能夠實現該傳送機構的簡易維修。於是，能夠縮短該基板處理裝置的停工時間。因此，能夠改善該基板處理裝置的維修，且能夠改善該基板處理裝置的處理量。

於本發明之較佳態樣中，該裝置復包含：以高度不同於該兩個行進軸之高度而配置於行進軸上的通行台(pass stage)；以及組構成用以以水平方向沿著該行進軸移動該通行台的水平驅動機構(horizontal drive mechanism)。利用此組構，能夠在不同高度以水平方向同時地移動複數個基板。因此，能夠改善該基板處理裝置之處理量。

本發明之另一個態樣係提供用以處理基板的裝置。該裝置包含：具有組構成用以保持基板之可垂直地移動之頂環的研磨區，且該頂環包含頂環本體和可相對於該頂環本體垂直地移動之扣環；具有組構成用以將該基板傳送至和接收自該頂環之可垂直地移動之傳送台的傳送機構；以及配置於該頂環和該傳送台之間的扣環臺。該扣環臺包含組構成用以將該扣環向上推的複數個上推機構。

本發明之另一個態樣係提供放置有頂環於其上的扣環臺。該頂環具有頂環本體和可相對於該頂環本體垂直地移動的扣環。該扣環臺包含組構成用以將該扣環向上推的複數個上推機構。

由於該頂環之扣環係由該扣環臺向上推，所以當於該頂環和該傳送台之間傳送該基板時，該頂環和該傳送台能夠大致上同時移動而互相接近和移動而互相分開，而無須互相等待，其中該扣環臺係獨立於該頂環和該傳送台而設置。因此，能夠縮短於該頂環和該傳送台之間傳送該基板的時間。再者，從該頂環釋放該基板不會受到該扣環阻礙，因此能夠安全地自該頂環釋放該基板。在設置有複數個研磨單元的情況下，能夠安全地自該等頂環釋放該等基板，並且能夠安全地控制將該等基板傳送至該等傳送台的時間。因此，能夠讓該等頂環和該等傳送台之間傳送該等基板的時間相等。所以，能夠改善該基板處理操作的整體處理量。

於本發明之較佳態樣中，該複數個上推機構之每一者均包含上推接腳和彈簧，且該上推接腳係配置成與該扣環接觸，而該彈簧係組構成將該上推接腳向上推。

於本發明之較佳態樣中，該扣環臺具有組構成用以測量當該複數個上推機構正向上推動該扣環時該扣環之磨損量的磨損測量設備。

於本發明之較佳態樣中，該磨損測量設備包含配置成與該扣環之下側表面接觸的接觸構件、組構成用以將該接觸構件向上推的彈簧、可垂直移動地支撐該接觸構件的線性導引件以及組構成用以測量該接觸構件之位移的位移測量設備。利用此組構，能夠測量該扣環之磨損而不會降低該基板處理裝置的整體處裡量。

本發明之另一個態樣係提供基板的處理方法。該方法包含：移動頂環至傳送位置；以傳送台傳送基板至該傳送位置；降低該頂環以使該頂環之扣環與上推機構接觸，以使得該上推機構將該扣環向上推；於降低該頂環之期間，提升該傳送台；將該基板自該傳送台傳送至該頂環；將該基板自該傳送位置移動至研磨位置；以及研磨該基板。

根據本發明之內容，當於該頂環和該傳送台之間傳送該基板時，該頂環和該傳送台能夠大致上同時移動而互相接近和移動而互相分開，而無須互相等待。因此，能夠縮短於該頂環和該傳送台之間傳送該基板的時間。此外，從該頂環釋放該基板不會受到該扣環阻礙，因此能夠安全地自該頂環釋放該基板。在設置有複數個研磨單元的情況下，能夠安全地自該等頂環釋放該等基板，並且能夠安全地控制將該等基板傳送至該等傳送台的時間。因此，能夠讓該等頂環和該等傳送台之間傳送該等基板的時間相等。所以，能夠改善該基板處理操作的整體處理量。

本發明之另一個態樣係提供以高壓流體清潔研磨墊片的研磨表面之噴霧器。該噴霧器包含：具有用以排出流體之排出孔的臂部；設置於該臂部之兩側的強化構件；與該排出孔進行流體連結(fluid communication)的流體通道(fluid passage)；以及可轉動地支撐該臂部的搖動桿。該臂部能夠於清潔該研磨表面之清潔位置和實施維修作業之閒置位置間搖動。

根據本發明之內容，能夠簡單地藉由移動該臂部至該閒置位置而實施該維修(例如：該研磨墊片之置換)。因此，當實施該維修作業時，不必移除和接附該噴霧器。所以，能夠改善該裝置的處理量。

本發明用以達到上述第二目的之一個態樣係提供用以供應純水至複數個研磨單元之機構。該機構包含：分別地設置於該複數個研磨單元中的複數個分配控制器；以及組構成用以提供純水供應源和該複數個分配控制器間之流體連結的純水供應管線。

本發明之另一個態樣係提供供應純水至複數個研磨單元之方法。該方法包含：供應純水至分別地設置在複數個研磨單元中之複數個分配控制器；以及將該純水自該複數個分配控制器供應至該複數個研磨單元中之使用點(points of use)。

根據本發明之內容，由於該純水之流率係由該等研磨單元之每一者所控制，所以在一個研磨單元中純水之使用難以影響在其他研磨單元中純水之使用。因此，能夠穩定供應純水。以此方式，本發明能夠解決由於其他研磨單元中純水之使用使得一個研磨單元中純水之流率變得不穩定的習知問題。

本發明用以達到上述第三目的之一個態樣係提供頂環組成，該頂環組成包含：組構成用以藉由流體壓力施加按壓力量於基板的頂環；組構成用以支撐該頂環的頂環頭；以及組構成用以調整該流體之壓力的壓力調整器。該壓力調整器係接置於該頂環頭上。

根據本發明之內容，由於該壓力調整器係設置於該頂環頭上，所以相較於習知結構，該壓力調整器和該頂環之間的距離係相當短的。因此，能夠改善該流體壓力之回應，且該按壓力量能夠根據該基板表面之突起部位和凹陷部位而迅速地改變。因此，能夠適當並精確地控制該頂環壓抵該基板之按壓力量。

本發明用以達到上述第四目的之一個態樣係提供基板保持機構，其包括：基座；由該基座所支撐且組構成可相對於該基座以垂直方向移動的基板支撐構件；分別地設置於該等基板支撐構件之上側端上的基板夾緊部位(substrate-clamp portion)；組構成以垂直方向移動該基板支撐構件的驅動機構；以及組構成使得該等基板支撐構件之至少一者上的該等基板夾緊部位之至少一者配合該等基板支撐構件之向下移動以按壓基板，且組構成使得該等基板夾緊部位之至少一者配合該等基板支撐構件之向上移動以自該基板脫離的的按壓機構。

於本發明之較佳態樣中，該按壓機構包括轉動機構，且該轉動機構係組構成用以配合該等基板支撐構件之向上移動和向下移動而繞該等基板支撐構件之至少一者的軸以轉動該等基板支撐構件之該至少一者。

於本發明之較佳態樣中，該至少一個基板夾緊部位係相對於該至少一個基板支撐構件之軸而偏離軸心地配置的圓柱形夾子(cylindrical clamp)。

於本發明之較佳態樣中，該按壓機構包含：接附至該基座之其中一者和該至少一個基板支撐構件的第一磁鐵；以及接附至該基座之另一者和該至少一個基板支撐構件的第二磁鐵。該第一磁鐵係配置成當向下移動該等基板支撐構件時接近該第二磁鐵，以及該第一磁鐵和該第二磁鐵係配置成使得磁力作用於互相接近之該第一磁鐵和第二磁鐵之間，造成該至少一個基板支撐構件以一方向移動，使得該至少一個基板夾緊部位按壓該基板之周圍。

於本發明之較佳態樣中，第三磁鐵係進一步接附至該至少一個基板支撐構件或者是接附有該第二磁鐵之基座；以及該第一磁鐵係配置成當垂直地移動該等基板支撐構件時接近該第二磁鐵和第三磁鐵之其中一者。

於本發明之較佳態樣中，當該第一磁鐵和該第二磁鐵互相接近時，作用於該第一磁鐵和該第二磁鐵之間的磁力繞該至少一個基板支撐構件之軸以一方向轉動該至少一個基板支撐構件，使得該至少一個基板夾緊部位按壓該基板之周圍；以及當該第一磁鐵和該第三磁鐵互相接近時，作用於該第一磁鐵和該第三磁鐵之間的磁力繞該至少一個基板支撐構件之軸以一方向轉動該至少一個基板支撐構件，使得該至少一個基板夾緊部位自該基板之周圍脫離。

於本發明之較佳態樣中，該第二磁鐵和該第三磁鐵係配置成以垂直方向互相遠離。

於本發明之較佳態樣中，該至少一個基板支撐構件具有沿著其軸延伸之溝槽，於該基座上設置有突起，且該突起大致上接合該溝槽。

於本發明之較佳態樣中，該按壓機構包含：形成於該至少一個基板支撐構件上的螺旋狀溝槽；以及設置於該基座上的接腳。該接腳大致上接合該螺旋狀溝槽。

於本發明之較佳態樣中，該基板支撐構件包括至少四個基板支撐構件，且該至少四個基板支撐構件之其中兩個互相面對的基板支撐構件係以垂直方向移動而不轉動。

於本發明之較佳態樣中，該基板保持機構復包含組構成用以轉動該基座和該基板支撐構件的機構。

本發明之另一個態樣係提供基板保持機構，該基板保持機構包含：基座；由該基座所支撐的基板支撐構件；設置於該基板支撐構件之上側端上的基板夾緊部位和定位部位(positioning portions)；以及組構成繞該等基板支撐構件之至少一者的軸以轉動該等基板支撐構件之該至少一者的轉動機構。該基板夾緊部位係相對於該等基板支撐構件之軸偏離軸心地配置，且該等定位部位之每一者均具有側邊表面，且該側邊表面沿著位在相對於每一個基板支撐構件之軸同軸心處之圓形而彎曲。

本發明之另一個態樣係提供基板保持方法，該基板保持方法包含：於複數個基板支撐構件上方放置基板；藉由降低該複數個基板支撐構件，使得該複數個基板支撐構件之上側端上之基板夾緊部位按壓該基板，以實施保持該基板之保持程序；以及藉由提升該複數個基板支撐構件，使得該等基板夾緊部位自該基板脫離，以實施釋放該基板之釋放程序。

於本發明之較佳態樣中，該保持程序係藉由轉動該複數個基板支撐構件之至少一者而實施，以便使得該複數個基板支撐構件之該至少一者上之至少一個該等基板夾緊部位按壓該基板。

於本發明之較佳態樣中，該複數個基板支撐構件之其中兩個互相面對之基板支撐構件係以垂直方向移動而不轉動。

本發明之另一個態樣係提供保持基板的同時清潔該基板之方法。此方法包含：藉由利用覆蓋有旋轉罩蓋(spin cover)之複數個基板支撐構件之上側端上的基板夾緊部位按壓該基板，以實施保持該基板之保持程序；藉由轉動該基板的同時，供應清潔液體在該基板夾緊部位所保持之基板上，以實施清潔該基板之清潔程序；以及藉由提升該複數個基板支撐構件，使得該基板夾緊部位自該基板脫離，以實施釋放該基板之釋放程序。該保持程序和該釋放程序係藉由該複數個基板保持構件之垂直移動而實施。

本發明之另一個態樣係提供保持基板的同時烘乾該基板之方法。此方法包含：藉由利用覆蓋有旋轉罩蓋之複數個基板支撐構件之上側端上的基板夾緊部位按壓該基板，以實施保持該基板之保持程序；藉由轉動該基板的同時，在該基板夾緊部位所保持之基板上方供應含有異丙醇(isopropyl alcohol)之蒸汽，以實施烘乾該基板之烘乾程序；以及藉由提升該複數個基板支撐構件，使得該基板夾緊部位自該基板脫離，以實施釋放該基板之釋放程序。該保持程序和該釋放程序係藉由該複數個基板保持構件之垂直移動而實施。

根據本發明如上所述之內容，能夠改善該基板處理操作中的處理量。此外，能夠實現對於該基板處理裝置的簡易維修，且能夠提供構成此種裝置的單元。

再者，根據本發明之內容，由於保持該基板之力量係由該基板支撐構件的垂直移動所產生，所以不須提供電力致動器。因此，可實現具有簡單結構之基板保持機構。根據本發明之基板保持機構可應用於藉由在轉動基板的同時供應清潔液體在該基板上以清潔基板之清潔裝置，以及應用於藉由轉動基板以烘乾該基板之烘乾裝置。由於本發明之基板保持機構具有簡單的結構且係經輕量化之故，所以能夠減少轉動組成(rotating assembly)上的轉動負載(rotational load)，且因此能夠實現具有較長使用壽命的基板保持機構。此外，本發明之基板保持機構具有僅有少量清潔液體散佈之優點。

1‧‧‧方形殼體

1a、1b‧‧‧分隔物

2‧‧‧負載-卸載區

3‧‧‧研磨區

3a‧‧‧第一研磨區

3b‧‧‧第二研磨區

3A‧‧‧第一研磨單元

3B‧‧‧第二研磨單元

3C‧‧‧第三研磨單元

3D‧‧‧第四研磨單元

4‧‧‧清潔區

5‧‧‧控制器

6‧‧‧第一線性傳輸器

7‧‧‧第二線性傳輸器

10‧‧‧研磨墊片

11‧‧‧升降機

12‧‧‧搖動傳輸器

20‧‧‧前端負載單元

21‧‧‧移動機構

22‧‧‧傳送機器人

30A、30B、30C、30D‧‧‧研磨平台

31A、31B、31C、31D‧‧‧頂環

32A、32B、32C、32D‧‧‧研磨液體供應噴嘴

33A、33B、33C、33D‧‧‧修整器

34A、34B、34C、34D‧‧‧噴霧器

36‧‧‧頂環桿

37‧‧‧萬用接頭

38‧‧‧頂環本體

40‧‧‧扣環

42‧‧‧圓形彈性墊片

43‧‧‧環孔壓力薄板

44‧‧‧夾頭平板

46‧‧‧彈性囊

51、52、53、54、55、56、91‧‧‧流體通道

60‧‧‧頂環頭

61、62、136、411、412‧‧‧皮帶輪

63、137、414‧‧‧傳動帶

65、142‧‧‧氣壓缸

67‧‧‧支撐桿

69‧‧‧轉動接頭

70、71‧‧‧流體管線

72‧‧‧軸承

74‧‧‧頂環組成

75‧‧‧壓力調整器

76‧‧‧感測器

77‧‧‧可透光構件

78a‧‧‧光源

78b‧‧‧發光光纖

78c‧‧‧光接收光纖

78d‧‧‧分光鏡單元

78e‧‧‧操作控制器

78f‧‧‧電源

80a‧‧‧天線

80b‧‧‧感測器本體

80c‧‧‧微波源

80d‧‧‧分離器

80e‧‧‧偵測器

81‧‧‧波導

85‧‧‧修整器臂部

86‧‧‧修整構件

88、94、102‧‧‧搖動桿

89、415‧‧‧馬達

90、401a‧‧‧臂部

90a‧‧‧排出孔

95‧‧‧控制桿

96‧‧‧強化構件

100‧‧‧管路

101‧‧‧管線臂部

103‧‧‧強化構件

110、112‧‧‧純水供應管線

113‧‧‧分配控制器

113a‧‧‧閥箱

113b‧‧‧壓力計

113c‧‧‧流率調節器

114‧‧‧流率控制器

121、122、123、124、125a、126a、127a‧‧‧傳送台

121a、122a、123a、124a、125、126、127‧‧‧傳送手部

130A、130B、130C、152、165、321‧‧‧提升機構

132A、132B、132C‧‧‧線性導引件

134A、134B、134C‧‧‧水平驅動機構

138‧‧‧伺服馬達

140‧‧‧進出導引件

143‧‧‧扣環臺

144‧‧‧上推機構

145‧‧‧支撐基座

146‧‧‧上推接腳

147、149b、478‧‧‧彈簧

148‧‧‧外殼

149‧‧‧磨損測量設備

149a‧‧‧接觸構件

149c、161‧‧‧線性導引件

149d‧‧‧位移感測器

150‧‧‧放置台

151、211、212‧‧‧支撐桿

153、184、491‧‧‧接腳

155、450a‧‧‧凹槽

160‧‧‧框架

162‧‧‧搖動機構

166‧‧‧搖動臂部

167‧‧‧反轉機構

168‧‧‧轉動桿

170‧‧‧保持機構

171‧‧‧保持臂部

172‧‧‧夾頭

173‧‧‧開啟-關閉機構

180‧‧‧暫時性基座

181‧‧‧基座平板

182‧‧‧垂直桿

183‧‧‧水平桿

183a‧‧‧垂直部位

183b‧‧‧水平部位

190‧‧‧第一清潔室

191‧‧‧第一傳送室

192‧‧‧第二清潔室

193‧‧‧第二傳送室

194‧‧‧烘乾室

201A‧‧‧上側主要清潔模組模組

201B‧‧‧下側主要清潔

202A‧‧‧上側次要清潔模組模組

202B‧‧‧下側次要清潔

203‧‧‧暫時性基座

205A‧‧‧上側烘乾模組

205B‧‧‧下側烘乾模組

207‧‧‧過濾器風扇單元

209‧‧‧第一傳送機器人

210‧‧‧第二傳送機器人

301、302、303、304‧‧‧滾軸

301a、302a、303a、304a‧‧‧保持部位

301b、302b、303b、304b‧‧‧肩部

307、308‧‧‧滾捲海綿

310、311‧‧‧轉動機構

315、316‧‧‧清潔液體供應噴嘴

317、318‧‧‧蝕刻液體供應噴嘴

320‧‧‧導引軌道

401‧‧‧基座

402‧‧‧圓柱形基板支撐構件

405‧‧‧轉動桿

406‧‧‧軸承

407‧‧‧圓柱形構件

409‧‧‧接置基座

410‧‧‧框架

450‧‧‧旋轉罩蓋

451‧‧‧排水孔

460、461‧‧‧噴嘴

463‧‧‧後端噴嘴

464‧‧‧氣體噴嘴

465‧‧‧清潔液體供應源

466‧‧‧烘乾氣體供應源

470‧‧‧升降機構

470a‧‧‧接觸平板

471‧‧‧第一氣體室

472‧‧‧第二氣體室

474‧‧‧第一氣體通道

475‧‧‧第二氣體通道

479‧‧‧支撐接腳

480‧‧‧夾子

481、482、483‧‧‧磁鐵

484‧‧‧溝槽

485‧‧‧突起

488‧‧‧定位部位

488a‧‧‧側邊表面

490‧‧‧螺旋狀溝槽

501‧‧‧氣泡槽

502‧‧‧氣泡機

503‧‧‧N₂氣體氣泡線

504‧‧‧N₂氣體引入線

505‧‧‧N₂氣體供應源

506‧‧‧IPA液體供應線

507‧‧‧IPA蒸汽傳遞線

508‧‧‧IPA供應源

510‧‧‧水外罩

514、515、516、528、532‧‧‧調節閥

520、527‧‧‧質量流量控制器

521、522‧‧‧過濾器

525‧‧‧N₂稀釋線

529、533‧‧‧檢查閥

530‧‧‧IPA釋放線

534‧‧‧釋放閥

α‧‧‧角度

P1、P2、P3、P4、P5、P6‧‧‧壓力室

TP1‧‧‧第一傳送位置

TP2‧‧‧第二傳送位置

TP3‧‧‧第三傳送位置

TP4‧‧‧第四傳送位置

TP5‧‧‧第五傳送位置

TP6‧‧‧第六傳送位置

TP7‧‧‧第七傳送位置

W‧‧‧晶圓

第1圖係根據本發明之實施例顯示基板處理裝置之完整配置之平面圖；第2圖係示意地顯示第一研磨單元之透視圖；第3圖係顯示頂環之剖面之示意圖；第4圖係示意地顯示該頂環之另一範例之剖面圖；第5圖係描繪用以轉動和搖動該頂環之機構之剖面圖；第6圖係示意地顯示研磨平台之內部結構之剖面圖；第7圖係顯示具有光學感測器之研磨平台之示意圖；第8圖係顯示具有微波感測器之研磨平台之示意圖；第9圖係顯示修整器之透視圖；第10圖係顯示當正在修整研磨墊片之研磨表面時，該修整器之移動路徑之平面圖；第11A圖係顯示噴霧器之透視圖；第11B圖係顯示該噴霧器之臂部之下側部位之示意圖；第12A圖係顯示該噴霧器之內部結構之側視圖；第12B圖係顯示該噴霧器之平面圖；第13A圖係顯示研磨液體供應噴嘴之透視圖；第13B圖係顯示由下方觀看該研磨液體供應噴嘴之尖端之放大示意圖；第14圖係顯示設置於研磨區中之純水供應管線之示意圖；第15圖係示意地顯示第一線性傳輸器之透視圖；第16圖係描繪第一傳送手部之傳送台、第二傳送手部之傳送台、第三傳送手部之傳送台以及第四傳送手部之傳送台之垂直位置之示意圖；第17圖係描繪第二線性傳輸器之傳送台之垂直位置之示意圖；第18圖係描繪設置於第二傳送位置、第三傳送位置、第六傳送位置及第七傳送位置之扣環臺和傳送台以及頂環的安裝之透視圖；第19圖係顯示該扣環臺和該傳送台之透視圖；第20A圖係顯示該扣環臺和該頂環之間的位置關係之側視圖；第20B圖係顯示該扣環臺和該傳送台之間的位置關係之平面圖；第21圖係顯示放置有頂環於其上之扣環臺之透視圖；第22A圖係顯示上推機構之剖面圖；第22B圖係顯示當該上推機構正在接觸該扣環臺時之剖面圖；第23圖係顯示具有用以測量該扣環之磨損量之磨損測量設備之扣環臺之透視圖；第24圖係顯示第23圖所示之磨損測量設備之放大剖面圖；第25圖係顯示該扣環臺和該頂環之側視圖；第26圖係顯示升降機之透視圖；第27圖係顯示搖動傳輸器之透視圖；第28A圖係顯示清潔區之平面圖；第28B圖係顯示該清潔區之側視圖；第29圖係顯示清潔線之範例之示意圖；第30圖係顯示該清潔線之範例之示意圖；第31圖係顯示該清潔線之範例之示意圖；第32圖係顯示主要清潔模組之透視圖；第33圖係顯示基板保持機構之垂直剖面圖；第34圖係顯示該基板保持機構之平面圖；第35圖係顯示當提升升降機構時該基板保持機構之垂直剖面圖；第36A圖係顯示第34圖所示之基板支撐構件和臂部之一部份之平面圖；第36B圖係顯示沿著第34圖所示之線A-A之剖面圖；第36C圖係顯示沿著第36B圖所示之線B-B之剖面圖；第37圖係顯示第二磁鐵和第三磁鐵之配置之示意圖；第38A圖係顯示當該升降機構將該基板支撐構件提升時該基板支撐構件和該臂部之一部分的平面圖；第38B圖係當該升降機構將該基板支撐構件提升時沿著第34圖所示之線A-A之剖面圖；第38C圖係沿著第38B圖所示之線C-C之剖面圖；第39A圖係顯示由不同角度觀看該基板支撐構件於夾緊位置之側視圖；第39B圖係沿著第39A圖所示之線D-D之剖面圖；第40A圖顯示由不同角度觀看該基板支撐構件於未夾緊位置之側視圖；第40B圖係沿著第40A圖所示之線E-E之剖面圖；第41A圖係顯示該基板支撐構件和夾子之修改範例之放大平面圖；第41B圖係顯示第41A圖所示之該基板支撐構件和該夾子之側視圖；第42A圖係顯示將晶圓夾緊之狀態之平面圖；第42B圖係顯示未將晶圓夾緊之狀態之平面圖；第43A圖係顯示該基板保持機構之一部份之修改範例之剖面圖；第43B圖係顯示第43A圖所示之基板支撐構件之側視圖；第44圖係顯示旋轉罩蓋接附至該基板保持機構之範例之垂直剖面圖；第45圖係顯示上側烘乾模組之垂直剖面圖；第46圖係顯示該上側烘乾模組之平面圖；以及第47圖係用以供應IPA蒸汽至該烘乾模組之噴嘴之IPA供應單元。

本發明之多個實施例將參考所附圖式描述於下文中。以相同的元件符號標記相同或相對應之元件並且省略重複之敘述。

第1圖係根據本發明之實施例顯示基板處理裝置之完整安裝之平面圖。如第1圖所示，該基板處理裝置具有矩形殼體1。該殼體1之內部空間(interior space)係以分隔物(partition)1a和1b分開成負載-卸載區2、研磨區3以及清潔區4。該負載-卸載區2、研磨區3以及清潔區4係獨立地組合在一起，且每一區均設置有獨立的氣體排放系統(gas evacuation system)。該基板處理裝置復包含用以控制基板處理操作之控制器5。

該負載-卸載區2具有放置有多個晶圓匣(wafer cassette)於其上之兩個或更多個(本實施例中為四個)前端負載單元(front loading unit)20，且該等晶圓匣之每一者均儲存有複數個晶圓(基板)。該前端負載單元20係沿著該基板處理裝置的寬度方向(垂直於該基板處理裝置的長度方向之方向)且鄰接該殼體1而配置。該等前端負載單元20之每一者均能夠容置開口匣(open cassette)、標準製造介面(Standard Manufacturing Interface,SMIF)容器(pod)或者前開口式通用容器(Front Opening Unified Pod,FOUP)於其上。該SMIF和FOUP係密封容器，用以儲藏晶圓匣於其中並以分隔物覆蓋該晶圓匣，以藉此提供與外部空間隔離之內部環境。

該負載-卸載區2具有沿著該前端負載單元20之配置方向延伸的移動機構21。有兩個傳送機器人(transfer robots,負載器(loaders))22係裝設於該移動機構21上，且能夠沿著該前端負載單元20之配置方向移動。該等傳送機器人22係組構成用以於該移動機構21上移動，以便進出接置於該前端負載單元20上之晶圓匣。每一個傳送機器人22均具有垂直地配置的兩個手部(hand)，且該等手部係分開使用。舉例而言，該上側手部可用以將經過處理的晶圓退回至該晶圓匣，而該下側手部可用以傳送未經過處理的晶圓。該傳送機器人22的下側手部係組構成用以環繞其自身的軸而轉動，使得該下側手部能夠翻轉(reverse)該晶圓。

該負載-卸載區2必須為最清潔的一區。因此，該負載 -卸載區2之內部壓力一直維持高於該基板處理裝置、該研磨區3以及該清潔區4之外部空間之壓力。另一方面，由於使用泥漿(slurry)作為研磨液體，故該研磨區3係最髒污的區域。因此，於該研磨區3中形成負壓(negative pressure)，且研磨區3之壓力維持低於該清潔區4之內部壓力。具有清潔空氣過濾器(如HEPA過濾器或者是ULPA過濾器或者是化學過濾器)之過濾器風扇單元(未顯示於附圖中)係設置於該負載-卸載區2中。此過濾器風扇單元一直將粒子、有毒蒸汽(toxic vapor)及有毒氣體自空氣中移除，以形成清潔氣流。

該研磨區3係晶圓進行研磨(平坦化)之區域。此研磨區3包含第一研磨單元3A、第二研磨單元3B、第三研磨單元3C及第四研磨單元3D。如第1圖所示，該第一研磨單元3A、該第二研磨單元3B、該第三研磨單元3C及該第四研磨單元3D係沿著該基板處理裝置的長度方向配置。

如第1圖所示，該第一研磨單元3A包含支撐具有研磨表面之研磨墊片10的研磨平台30A、用以保持晶圓並且將該研磨平台30A上之研磨墊片10壓抵該晶圓以便研磨該晶圓的頂環31A、用以供應研磨液體和修整液體(dressing liquid，例如：純水)於該研磨墊片10上的研磨液體供應噴嘴32A、用以修整該研磨墊片10之研磨表面的修整器(dresser)33A以及用以於該研磨墊片10之研磨表面上排出液體(例如：純水)或霧態(atomized state)之液體(例如：純水)和氣體(例如：氮氣)混合物的噴霧器(atomizer)34A。

同樣地，該第二研磨單元3B包含支撐研磨墊片10的研磨平台30B、頂環31B、研磨液體供應噴嘴32B、修整器33B以及噴霧器34B。該第三研磨單元3C包含支撐研磨墊片10的研磨平台30C、頂環31C、研磨液體供應噴嘴32C、修整器33C以及噴霧器34C。該第四研磨單元3D包含支撐研磨墊片10的研磨平台30D、頂環31D、研磨液體供應噴嘴32D、修整器33D以及噴霧器34D。

該第一研磨單元3A、該第二研磨單元3B、該第三研磨單元3C以及該第四研磨單元3D具有相同的構成。因此，該第一研磨單元3A將描述於下文中。

第2圖係示意地顯示該第一研磨單元3A之透視圖。該頂環31A係由頂環桿36所支撐。該研磨墊片10係接附至該研磨平台30A之上側表面。該研磨墊片10之上側表面設置有研磨晶圓的研磨表面。可使用固定研磨料(abrasive)代替該研磨墊片10。該頂環31A和該研磨平台30A係組構成用以環繞其自身的軸而轉動(如箭頭所示)。該晶圓W係經由真空吸力(vacuum suction)保持於該頂環31A的下側表面上。於該晶圓W之研磨期間，該研磨液體供應噴嘴32A於該研磨墊片10之研磨表面上方供應該研磨液體，且該頂環31A對著該研磨表面按壓該晶圓W，以藉此研磨該晶圓W。

第3圖係顯示該頂環31A之剖面之示意圖。如第3圖所示，該頂環31A係經由萬向接頭(universal joint)37耦接至該頂環桿36之下側端。此通用接頭37係球接頭，且其係組構成用以將該頂環桿36之轉動傳達至該頂環31A，同時容許該頂部環31A和該頂部環桿36互相傾斜。該頂環31A具有大致上為圓盤狀之頂環本體38和設置於該頂環本體38之下側部位上的扣環40。該頂環本體38係由具高強度和剛性之材料(如金屬或陶瓷)所製成。該扣環40係由高剛性樹脂、陶瓷或類似材料所製成。該扣環40可與該頂環本體38一體形成。

該頂環本體38和該扣環40於其中形成一空間，該空間儲藏有配置成接觸該晶圓W的圓形彈性墊片42、以彈性膜(elastic membrane)製成的環形壓力薄板(annular pressure sheet)43以及保持該彈性墊片42且大致上為圓盤狀的夾頭平板(chucking plate)44。該彈性墊片42具有由該夾頭平板44所保持的上側周緣(upper peripheral edge)。該彈性墊片42和該夾頭平板44之間設置有四個壓力室(氣囊)P1、P2、P3及P4。分別將加壓流體(pressurized fluid，例如加壓空氣)供應進入該等壓力室P1、P2、P3及P4，或者分別經由流體通道51、52、53及54將該等壓力室P1、P2、P3及P4形成真空。該中央壓力室P1係圓形的，而其他壓力室P2、P3及P4係環狀的。此些壓力室P1、P2、P3及P4係同軸心地配置。

能夠藉由壓力調整器(將於稍後描述)獨立地改變該等壓力室P1、P2、P3及P4之內部壓力，以藉此獨立地調整施加於四個區塊(zone)之按壓力量，該等區塊包含：中央區塊、內側中間區塊、外側中間區塊以及周邊區塊。此外，藉由整體降低該頂環31A，該扣環40能夠以預定按壓力量按壓該研磨墊片10。壓力室P5係形成於該夾頭平板44和該頂環本體38之間。將加壓流體供應進入該壓力室P5，或者經由流體通道55將壓力室P5形成真空。利用此構成，該夾頭平板44和該彈性墊片42能夠垂直地整體移動。

該扣環40係繞著該晶圓W的周圍配置，以避免該晶圓W於研磨期間脫離該頂環31A。於形成該壓力室P3之彈性墊片42的一部份中形成有開口(未顯示於圖中)。當將該壓力室P3形成真空時，經由真空吸力以該頂環31A支持該晶圓W。另一方面，藉由將氮氣(nitrogen gas)、乾燥的空氣(dry air)、加壓空氣或者類似的氣體供應進入該壓力室P3而自該頂環31A釋放該晶圓W。

第4圖係示意地顯示該頂環31A之另一範例之剖面圖。於此範例中，並未設置該夾頭平板。該彈性墊片42係接附至該頂環本體38的下側表面。此外，該夾頭平板和該頂環本體38之間並未設置該壓力室P5。相反地，該扣環40和該頂環本體38之間設置有彈性囊(elastic bag)46，且該彈性囊46中形成有壓力室P6。該扣環40可相對於該頂環本體38以垂直方向移動。設置有與該壓力室P6進行流體連結之流體通道56，使得該加壓流體(例如：該加壓空氣)係透過該流體通道56供應進入該壓力室P6。該壓力室P6之內部壓力可經由該壓力調整器(於稍後描述)進行調整。因此，該扣環40壓抵該研磨墊片10之按壓力量可獨立於施加於該晶圓W之按壓力量而進行調整。其他結構和操作係與於第3圖所示之頂環的結構和操作相同。本發明之實施例可使用第3圖或第4圖所示之頂環。

第5圖係描繪用以轉動和搖動該頂環31A之機構之剖面圖。頂環頭60係可轉動地支撐該頂環桿(例如：栓槽桿(spline shaft))36。該頂環桿36係經由皮帶輪(pulley)61和62及傳動帶(belt)63耦接至馬達M1之轉動桿。該頂環桿36和該頂環31A係藉由該馬達M1環繞其自身的軸而轉動。此馬達M1係接置於該頂環頭60的上側部份上。該頂環頭60和該頂環桿36係耦接至氣壓缸(pneumatic cylinder)65作為垂直致動器。此氣壓缸65係供應有空氣(加壓氣體)，以藉此以垂直方向一致地移動該頂環桿36和該頂環31A。可使用具有滾珠螺桿(ball screw)和伺服馬達(servomotor)之機構作為該垂直致動器，代替該氣壓缸65。

支撐桿67經由軸承72可轉動地支撐該頂環頭60。此支撐桿67係固定桿且製作成無法轉動。馬達M2接置於該頂環頭60上，且該頂環頭60和該馬達M2之間的相對位置係固定的。該馬達M2具有轉動桿，該轉動桿經由未描繪之轉動傳達機構(例如：齒輪)耦接至該支撐桿67。該馬達M2之轉動造成該頂環頭60以該支撐桿67為軸心轉動(搖動)。該頂環頭60之搖動造成該頂環31A(以其尖端所支撐)於該研磨平台30A之上的研磨位置和該研磨平台30A旁邊的傳送位置之間移動。於此實施例中，該馬達M2構成用以搖動該頂環31A之搖動機構。

該頂環桿36具有穿透孔(through-hole；未顯示於圖中) 於其中，且該穿透孔以該頂環桿36的長度方向延伸。上述該頂環31A之流體通道51、52、53、54、55及56係延伸穿過此穿透孔，並連接至接置於該頂環桿36之上側端上的轉動接頭(rotary joint)69。該流體(如加壓氣體(例如：清潔的空氣)或氮氣)係經由該轉動接頭69供應至該頂環31A，且該氣體係自該頂環31A排放。有複數條流體管線70連接至該轉動接頭69。此等流體管線70係與上述該等流體通道51、52、53、54、55及56(見第3圖和第4圖)進行流體連結，並耦接至壓力調整器75。用以供應加壓空氣至該氣壓缸65的多條流體管線71亦耦接至該壓力調整器75。

該壓力調整器75具有用以調節欲供應至該頂環31A之流體之壓力的電動氣推調節器(electropneumatic regulators)、耦接至該等流體管線70和71的管線、設置於這些管線中的多個氣動閥(air-operated valve)、用以調節作為該等氣動閥之動作源(working source)之空氣之壓力的電動氣推調節器，以及用以將該頂環31A中形成真空的排射器(ejector)。這些元件係整合形成單一區塊(單元)。該壓力調整器75係牢牢固定於該頂環頭60之該上側部位。藉由該壓力調整器75的電動氣推調節器調節欲供應至該等壓力室P1、P2、P3、P4及P5(如第3圖所示)之加壓氣體的壓力和欲供應至該氣壓缸65之加壓氣體的壓力。同樣地，藉由該壓力調整器75的排射器將該頂環31A之氣囊P1、P2、P3及P4以及位於該夾頭平板44和該頂環本體38間之壓力室P5形成真空。

由於該等電動氣推調節器和該等閥(為壓力調節設備)係配置接近該頂環31A，故可因此改善該頂環31A中壓力的可控制性(controllability)。具體而言，由於該等電動氣推調節器和該等壓力室P1、P2、P3、P4及P5之間的距離相當短，所以能夠改善對於來自該控制器5之壓力改變指令(pressure-changing command)的回應。同樣地，由於作為真空源(vacuum source)的該等排射器係接近該頂環31A，故能夠改善對於將該頂環31A形成真空之指令的回應。該壓力調整器75的背面可用以作為接附電力設備(electrical device)的位置。因此，能夠省略習知技術中所需用以接附的框架(frame)。

該頂環頭60、該頂環31A、該壓力調整器75、該頂環桿36、該馬達M1、該馬達M2以及該氣壓缸65係設置為一個模組(於下文中稱作頂環組成74)。詳言之，該頂環桿36、該馬達M1、該馬達M2、該壓力調整器75以及該氣壓缸65係接置於該頂環頭60上。該頂環頭60係可移除地耦接至該支撐桿67。因此，藉由將該頂環頭60與該支撐桿67分開，能夠將該頂環組成74自該基板處理裝置脫離。此構成能夠提供對於該支撐桿67、該頂環頭60及其他組件之簡易維修。舉例而言，如果該軸承72發出不正常的聲音，能夠輕易地置換該軸承72。此外，能夠實施該馬達M2和該轉動傳達機構(例如：減速齒輪)之置換而無須移除鄰接的組件。

第6圖係示意地顯示研磨平台30A之內部結構之剖面圖。如第6圖所示，用以偵測該晶圓W之薄膜之狀態的感測器76係嵌入該研磨平台30A中。於此範例中，係利用渦流感測器(eddy current sensor)作為該感測器76。該感測器76之輸出信號係傳達至該控制器5，該控制器5產生表示該薄膜之厚度的監控信號。雖然該監控信號(和該感測器信號)之數值並不表示薄膜厚度本身，但是該監控信號之數值係根據該薄膜厚度而變化。因此，該監控信號可視為表示該晶圓W之薄膜厚度的信號。

該控制器5基於該監控信號決定該等個別壓力室P1、P2、P3及P4的內部壓力，並且指令該壓力調整器75於該等個別壓力室P1、P2、P3及P4中產生該所決定的壓力。該控制器5可作用為基於該監控信號來操作該等個別壓力室P1、P2、P3及P4的內部壓力之壓力控制器，且亦可作用為偵測研磨端點之端點偵測器。

如同該第一研磨單元3A，該第二研磨單元3B、該第三研磨單元3C以及該第四研磨單元3D的該等研磨平台中設置有多個感測器76。該控制器5自該等研磨單元3A至3D的感測器76之輸出信號產生多個監控信號，並且監控該等研磨單元3A至3D中研磨晶圓之進度。當該等研磨單元3A至3D中正在研磨複數個晶圓時，該控制器5於研磨期間監控表示該等晶圓之薄膜厚度的監控信號，並且控制該頂環31A至31D之按壓力量，使得該等研磨單元3A至3D中之研磨時間大致上相等。藉由基於該等監控信號於研磨期間調整該頂環31A至31D之按壓力量，能夠等化該等研磨單元3A至3D中之研磨時間。

能夠於該第一研磨單元3A，該第二研磨單元3B、該第三研磨單元3C以及該第四研磨單元3D之任何一者中，或者能夠連續地於預先選自此些研磨單元3A至3D中的複數個研磨單元中對該晶圓W進行研磨。舉例而言，能夠以該第一研磨單元3A和該第二研磨單元3B之順序對該晶圓W進行研磨，或者能夠以該第三研磨單元3C和該第四研磨單元3D之順序對該晶圓W進行研磨。再者，能夠以該第一研磨單元3A、該第二研磨單元3B、該第三研磨單元3C及該第四研磨單元3D之順序對該晶圓W進行研磨。於任何案例中，均能夠藉由等化該等研磨單元3A至3D中之所有研磨時間，以改善該處理量。

該渦流感測器宜使用於該晶圓之薄膜係金屬薄膜的案例中。於該晶圓之薄膜係如氧化物薄膜之可透光薄膜(light-transmissible film)的案例中，能夠使用光學感測器作為該感測器76。或者是，可使用微波感測器作為該感測器76。於金屬薄膜和非金屬薄膜的案例中均可使用該微波感測器。該光學感測器和該微波感測器的範例將描述於下文中。

第7圖係顯示具有光學感測器之研磨平台之示意圖。如第7圖所示，用以偵測該晶圓W之薄膜之狀態的光學感測器76係嵌入該研磨平台30A中。此感測器76係組構成用以發射光至該晶圓W，並且基於反射自該晶圓W之反射光的強度(亦即，基於反射強度或者是反射係數)而偵測該晶圓之薄膜之狀態(例如：該薄膜之厚度)。

容許來自該感測器76的光通過之可透光構件(light-transmissive member)77係設置於該研磨墊片10中。該可透光構件77係由具有高透射比(transmittance)之材料所製成，例如無發泡聚氨酯(un-foamed polyurethane)。可於該研磨墊片10中設置穿透孔，代替設置此類具有高透射比之材料。於此案例中，由該穿透孔的下方供應透明液體至該穿透孔，同時以該晶圓W覆蓋該穿透孔，以形成該可透光構件77。該可透光構件77係配置在一位置，使得該可透光構件77通過由該頂環31A所保持之晶圓W的中心。

如第7圖中所示，該感測器76具有光源78a、作為用以將光自該光源78a引導至該晶圓W表面之發光區的發光光纖(light-emitting optical fiber)78b、作為用以接收反射自該晶圓W表面之光之光接收區的光接收光纖(light-receiving fiber)78c、包含用以根據波長和複數個光接收元件(用以將由分光鏡所分解之光儲存作為電性資料)而分解由該光接收光纖78c所接收之該光之分光鏡的分光鏡單元(spectroscope unit)78d、用以控制該光源78a之開啟和關閉之時序或者是開始讀取該分光鏡單元78d中之光接收元件的操作控制器78e、以及供應電力至該操作控制器78e的電源78f。經由該操作控制器78e將電力供應給該光源78a和該分光鏡單元78d。

該發光光纖78b之發光端和該光接收光纖78c係配置成大致上垂直該晶圓W表面。可利用具有128個元件之光電二極體陣列(photodiode array)作為該分光鏡單元78d之光接收元件。該分光鏡單元78d係耦接至該操作控制器78e。將來自該分光鏡單元78d之光接收元件的資訊傳達至該操作控制器78e，並基於該資訊產生所接收之光的頻譜資料。具體而言，該操作控制器78e讀取儲存於該光接收元件中之電性資訊，並且產生所接收之光的頻譜資料。此頻譜資料表示根據波長而分解之反射光之強度，並且隨著薄膜厚度而變化。

該操作控制器78e係耦接至上述該控制器5。因此，由該操作控制器78e所產生的頻譜資料係傳達至該控制器5。該控制器5基於接收自該操作控制器78e之頻譜資料計算與該晶圓W之薄膜厚度有關的特徵值(characteristic value)，並且使用該特徵值作為監控信號。

第8圖係顯示具有微波感測器之研磨平台之示意圖。如第8圖中所示，該感測器76包含用以施加微波至該晶圓W表面的天線80a、用以將該微波供應至該天線80a的感測器本體80b、以及將該天線80a耦接至該感測器本體80b的波導(waveguide)81。該天線80a係配置成以便面對由該頂環31A所保持之晶圓W的中心。

該感測器本體80b具有用以產生該微波並且將該微波供應至該天線80a之微波源80c、用以將由該微波源80c所產生的微波(入射波)和反射自該晶圓W表面的微波(反射波)兩者分開之分離器(separator)80d、以及用以接收藉由該分離器80d而分開的反射波並且偵測該反射波的振幅與相位之偵測器80e。定向耦合器(directional coupler)係適合用作為該分離器80d。

該天線80a係經由該波導81耦接至該分離器80d。該微波源80c係耦接至該分離器80d。該微波源80c所產生之微波係經由該分離器80d和該波導81而供應至該天線80a。微波係自該天線80a施加至該晶圓W。該微波滲透過(穿過)該研磨墊片10而到達該晶圓W。反射自該晶圓W的反射波再次滲透過研磨墊片10，並且由該天線80a所接收。

反射波係自該天線80a送出而透過該波導81到達該分離器80d，且該分離器80d將該入射波和該反射波分開。將藉由該分離器80d而分開的反射波傳達至該偵測器80e。該偵測器80e偵測該反射波之振幅和相位。偵測該反射波之振幅作為電功率(dbm或瓦)或電壓(伏特)的數值。藉由整合在該偵測器80e中之相位測量設備(未圖示)偵測該反射波之相位。將該反射波之振幅和相位傳達至該控制器5，該控制器5基於該反射波之振幅和相位分析該晶圓W之金屬薄膜或非金屬薄膜的厚度。藉由該控制器5監控該經過分析之數值，並作為監控信號。

第9圖係顯示可使用於本發明實施例中的修整器33A之透視圖。如第9圖中所示，該修整器33A具有修整器臂部85、可轉動地接置於該修整器臂部85之尖端上的修整構件86、耦接至該修整器臂部85的另一端之搖動桿88、以及作為用以搖動該搖動桿88上之修整器臂部85之驅動機構(driving mechanism)的馬達89。該修整構件86具有圓形修整表面，且該修整表面固定有硬研磨顆粒(hard abrasive grain)。該等硬研磨顆粒之範例包含鑽石顆粒和陶瓷顆粒。未描繪之馬達係裝設於該修整器臂部85中，且該修整構件86係藉由此馬達而轉動。該搖動桿88係耦接至未描繪之提升機構，並將該修整器臂部85向下移動，藉此造成該修整構件86按壓該研磨墊片10的研磨表面。

第10圖係顯示當正在修整研磨墊片10之研磨表面時，該修整器33A之移動路徑之平面圖。如第10圖中所示，該修整器臂部85較該研磨墊片10之半徑為長，且該搖動桿88係位於該研磨墊片10的徑向向外處。當修整該研磨墊片10之研磨表面時，藉由該馬達轉動該研磨墊片10和該修整構件86。接下來，藉由該提升機構降低該修整器臂部85，以使得該修整構件86與該研磨墊片10之轉動研磨表面滑動接觸。於此狀態中，藉由該馬達89搖動該修整器臂部85。於該研磨墊片10之修整期間，自該研磨液體供應噴嘴32A供應純水於該研磨表面上方，作為修整液體(dressing liquid)。該修整器臂部85之搖動移動容許該修整構件86經由越過該研磨表面之中心由該研磨墊片10之研磨表面的一端移動至另一端，如第10圖所示。該修整器臂部85之此種搖動移動使得該修整構件86能夠修整該研磨墊片10之整體研磨表面(包含該研磨表面之中心)，並且能夠大幅度增加研磨表面上的修整效果。因此，能夠整體地均勻地修整該研磨表面，並且能夠得到平面化的研磨表面。

於該修整操作之後，如第10圖中所示，移動該修整器臂部85至該研磨平台30A旁的閒置位置A1。當欲對該修整器33A實施維修時，移動該修整器臂部85至大致上為閒置位置A1之相反側的維修位置A4。如第10圖中所示，於修整期間，可於該研磨表面邊緣之位置A2和該研磨表面中心之位置A3之間搖動該修整器臂部85。此種搖動運動能夠達到迅速的修整作業，並且能夠安全地結束該修整作業。

於上述範例中，該修整器臂部85和該修整構件86係藉由耦接至該搖動桿88之提升機構而一致地垂直地移動。此提升機構可配置於該修整器臂部85中，並且該修整構件86可藉由此設置於該修整器臂部85中之提升機構垂直地移動。再者，於另一修改範例中，可於該修整器臂部85中設置用以垂直地移動該搖動桿88之第一提升機構，並且可於該修整器臂部85中設置用以垂直地移動該修整構件86之第二提升機構。於此修改範例中，該第一提升機構降低該修整器臂部85至預定高度，接下來該第二提升機構降低該修整構件86。根據此組構，能夠於該修整操作期間精確地調整對該研磨表面之按壓力量和該修整構件86之高度。

第11A圖係顯示噴霧器34A之透視圖。該噴霧器34A包含具有一個或更多個排出孔於其下側部位的臂部90、耦接至該臂部90之流體通道91以及支撐該臂部90之搖動桿94。第11B圖係顯示該臂部90之下側部位之示意圖。於第 11B圖所示之範例中，複數個排出孔90a係以相等間距形成於該臂部90之下側部位上。該流體通道91可包括管路(tube)、或管線，或者兩者的組合。

第12A圖係顯示該噴霧器34A之內部結構之側視圖，而第12B圖係顯示該噴霧器34A之平面圖。該流體通道91具有耦接至流體供應管線(未顯示於圖式中)之開口端，使得流體透過該流體供應管線供應至該流體通道91。欲使用之液體之範例包含液體(例如：純水)、液體與氣體的混合物(例如：純水與氮氣的混合物)。該流體通道91係與該臂部90之排出孔90a進行流體連結，進而將該流體霧化並且自該等排出孔90a排出至該研磨墊片10之研磨表面上方。

該臂部90可環繞該搖動桿94轉動，以便於第11A圖和第12B圖中虛線所示之清潔位置和閒置位置之間搖動。該臂部90之可轉動角度大約係90度。通常，如第1圖所示，該臂部90係位於該清潔位置，且沿著該研磨墊片10之研磨表面的半徑方向配置。當欲實施維修(例如：置換該研磨墊片10)時，手動地移動該臂部90至該閒置位置。因此，不必於維修期間移除該臂部90，而能夠改善維修。轉動機構可耦接至該搖動桿94，以便搖動該臂部90。

如第12B圖所示，具有不同形狀的兩個強化構件(reinforcing member)96和96係設置於該臂部90之兩側上。這些強化構件96和96係用以當該臂部90搖動於該清潔位置和該閒置位置之間時避免該臂部90之軸劇烈地震動。因此，能夠實施有效的霧化作業(atomizing operation)。該噴霧器34A復包含用以固定該臂部90之搖動位置(亦即，該臂部90能夠搖動之角度範圍)的控制桿(lever)95。具體而言，藉由操作該控制桿95，能夠根據情況調整該臂部90的可搖動角度。舉例而言，當轉動該控制桿95時，該臂部90能夠自由地搖動，並且能夠手動地於該清潔位置和該閒置位置之間移動。另一方面，當轉緊該控制桿95時，則將該臂部90之位置固定於該清潔位置或者該閒置位置。

該噴霧器之臂部90可以是摺疊臂(folding arm)。具體而言，該臂部90可包括至少兩個藉由接頭耦接的臂部構件。於此範例中，當該等臂部構件摺疊時，該等臂部構件間的角度係在1度至45度的範圍內，較佳在5度至30度的範圍內。如果該等臂部構件間的角度大於45度，則該臂部90佔據相當大的空間。另一方面，如果該等臂部構件間的角度小於1度，則該臂部90應具有薄形結構(thin structure)，因此造成較低的機構強度。於此範例中，該臂部90可組構成不環繞該搖動桿94轉動。當欲實施維修(例如：置換該研磨墊片10)時，能夠摺疊該臂部90以避免阻礙該維修作業。如另一個修改範例所示，該噴霧器之臂部90可以是可延伸且可伸縮的臂部。又於此案例中，當欲實施維修時，能夠伸縮該臂部以避免阻礙該維修作業。

設置該噴霧器34A之目的係利用高壓流體將殘留在該研磨墊片10之研磨表面上的研磨碎片(debris)和研磨顆粒清洗掉。藉由來自該噴霧器34A之高壓流體清潔該研磨表面和藉由該修整器33A之機械接觸處理該研磨表面能夠達到較佳的修整，亦即，研磨表面再生(regeneration)。典型地，係在藉由該接觸式修整器(例如：鑽石修整器)實施該修整作業之後，藉由該噴霧器實施該研磨表面再生。

第13A圖係顯示研磨液體供應噴嘴32A之透視圖，而第13B圖係顯示該研磨液體供應噴嘴32A之尖端由下方觀看之放大示意圖。如第13A圖和第13B圖中所示，該研磨液體供應噴嘴32A具有多個管路100，且純水和研磨液體(例如：泥漿)係透過該等管路100供應至該研磨墊片10之研磨表面上方。該研磨液體供應噴嘴32A復具有覆蓋該多個管路100之管線臂部101、以及支撐該管線臂部101之搖動桿102。該多個管路100典型上包含用以供應純水之純水供應管路和用以供應不同類型泥漿之複數條泥漿供應管路。舉例而言，該多個管路100可包括兩個至四個(例如：三個)泥漿供應管路和一個或兩個純水供應管路。

該多個管路100延伸穿過該管線臂部101至該管線臂部101之尖端。該管線臂部101大致上覆蓋該多個管路100之整體。強化構件103係牢牢固定於該管線臂部101之尖端。該等管路100之尖端係位於該研磨墊片10之上，使得該研磨液體係自該等管路100供應至該研磨墊片10之研磨表面上方。第13A圖中之箭頭表示該研磨液體供應至該研磨表面上方。該搖動桿102係耦接至用以轉動該搖動桿102的未描繪之轉動機構(例如：馬達)。藉由轉動該搖動桿102，能夠供應該研磨液體至該研磨表面上所期望之位置。當欲實施維修時，該管線臂部101係藉由該轉動機構於該搖動桿102上搖動至該研磨平台30A旁之閒置位置。

如上所述，由於該多個管路100係大致上係整體覆蓋以該管線臂部101，所以相較於該多個管路100未覆蓋以該管線臂部101之案例，該噴嘴32A能夠具有較小之整體表面積。因此，一部份的泥漿(於該研磨操作或者利用該噴霧器的清潔作業之期間所散佈者)係接附至該較小之表面積。因此，可避免由於所接附之泥漿落下而對於該研磨程序造成負面效果。此外，清潔該研磨液體供應噴嘴32A變得更簡易。

第14圖係顯示設置於研磨區3中之純水供應管線之示意圖。於此基板處理裝置中，該第一研磨單元3A和該第二研磨單元3B形成第一研磨區3a作為一個單元，且該第三研磨單元3C和該第四研磨單元3D形成第二研磨區3b作為一個單元。該第一研磨區3a和該第二研磨區3b可互相分離。如上所述，該研磨區3使用數種類型之流體，如純水、空氣及氮氣。舉例而言，如第14圖中所示，該純水(去離子水(DIW,deionized water))係自純水供應源(未顯示於附圖中)供應至該基板處理裝置之純水供應管線110。此純水供應管線110係分別地延伸穿過該研磨區3之研磨單元3A、3B、3C及3D，並且分別地連接至設置於該等研磨單元3A、3B、3C及3D中的多個分配控制器113。

該純水供應管線110係於該第一研磨區3a和該第二研磨區3b之間分流(divided)。該純水供應管線110之多個分流端係藉由接頭(未顯示於附圖中)耦接。對於欲使用於每一個研磨單元中之純水之應用包含清潔該頂環(例如：清潔該頂環之周圍側表面、清潔基板保持表面、清潔該扣環)、清潔用於該晶圓之傳送手部(例如：清潔將於稍後描述的第一線性傳輸器和第二線性傳輸器之傳送手部)、清潔經過研磨之晶圓、修整該研磨墊片、清潔該修整器(例如：清潔該修整構件)、清潔該修整器臂部、清潔該研磨液體供應噴嘴、以及藉由該噴霧器清潔該研磨墊片。

該純水流過該純水供應管線110而流入該等分配控制器113，並且藉由每一個分配控制器113而分配至多個使用點。該等使用點係使用該純水之地點(例如：用以清潔該頂環之噴嘴和用以清潔該修整器之噴嘴)。該純水係自該分配控制器113傳遞至設置於每一個研磨單元中之終端設備(如該等清潔噴嘴(例如：用以清潔該頂環之噴嘴和用以清潔該修整器之噴嘴))。舉例而言，該純水係以該分配控制器113所調節之流率供應至上述研磨液體供應噴嘴之純水供應管路100(如第13A圖所示)，其中該分配控制器113係設置用於每一個研磨單元。以此方式，由於該分配控制器113係設置用於每一個研磨單元，所以相較於純水係透過複數條管線自單一主管供應至該等研磨單元之習知結構，能夠減少須裝設之管線數量。再者，安裝較少數量之管線也能夠減少所需使用以耦接該第一研磨區3a和該第二研磨區3b間之管線的接頭。因此，能夠簡化結構並且降低純水洩漏之風險。如第14圖中所示，由於該等噴霧器使用大量之純水，所以較佳設置供該等噴霧器專用的純水供應管線112。

該等分配控制器113之每一者均具有閥箱(valve box)113a、配置於閥箱113a上游之壓力計(壓力測量設備)113b、以及設置於該壓力計113b上游之流率調節器113c。該閥箱113a係與該等使用點(如用以清潔該頂環和該純水供應管路100(如第13A圖所示)之噴嘴(未顯示))進行流體連結。具體而言，該閥箱113a具有與該等使用點連結之複數個管線、以及設置於這些管線中之閥。

該壓力計113b係用以測量傳遞至該閥箱113a之純水之壓力，而該流率調節器113c係用以調整該純水之流率，使得該壓力計113b之測量結果維持在預定數值。以此方式，由於該純水之流率係由每一個研磨單元所控制，所以在一個研磨單元中純水之使用難以影響在其他研磨單元中純水之使用。因此，能夠穩定供應純水。此實施例能夠解決由於其他研磨單元中純水之使用使得一個研磨單元中純水之流率變得不穩定的習知問題。於第14圖所示之範例中，該等流率調節器113c係設置用於所有的研磨單元。或者是，可為兩個研磨單元設置一個流率調節器113c。舉例而言，針對該等研磨單元3A和3B，可於兩個閥箱113a上游設置一對壓力計113b和流率調節器113c，同樣地，針對該等研磨單元3C和3D，可於兩個閥箱113a上游設置一對壓力計113b和流率調節器113c。

於第14圖所示之範例中，供該等噴霧器34A、34B、34C及34D專用之純水供應管線112係與該純水供應管線 110分開設置，且該純水供應管線110係為了該等使用點(包含用以清潔該頂環之噴嘴(未圖示)和該純水供應管路100)而設置。該純水供應管線112係分別地耦接至該等噴霧器34A、34B、34C及34D，而多個流率控制器114分別地設置於該等噴霧器34A、34B、34C及34D上游。每一個流率控制器114均係組構成用以調節透過該純水供應管線112所供應之純水的流率，並且以經過調節之流率供應該純水至該噴霧器。

如同上述之分配控制器113，每一個流率控制器114均包含閥、壓力計以及流率調節器，並且以相同於該分配控制器113之方式配置。該控制器5基於該流率控制器114之壓力計之測量結果而控制該流率控制器114之流率調節器的操作，使得該純水以預定之流率供應至每一個噴霧器。

如第14圖中所示，該純水供應管線110和該純水供應管線112係互相獨立地耦接至該純水供應源，藉此建立多個獨立的純水供應路徑。此配置能夠避免該等噴霧器中純水之使用影響到其他使用點中所使用之純水的流率。

雖然第14圖描繪出用以供應純水之純水供應管線110，但是第14圖中所示之管線和分配控制器之配置能夠應用在用於其他流體(如空氣、氮氣及泥漿)之供應管線。舉例而言，可設置用於不同類型泥漿之多個泥漿供應管線，而且能夠為了個別研磨單元而設置連接至該等泥漿供應管線之多個分配控制器。每一個分配控制器均傳遞泥漿(根據該研磨程序而選定)至上述之研磨液體供應噴嘴(如第13A圖所示)。由於該等分配控制器係設置用於每一個研磨單元，所以該等研磨單元之間供應至該研磨液體供應噴嘴之泥漿可為不同之類型。再者，能夠藉由該分配控制器調整供應至該研磨液體供應噴嘴之泥漿的流率。

接下來，將描述用以傳輸該晶圓之傳送機構。如第1圖中所示，第一線性傳輸器6係配置為鄰接該第一研磨單元3A和該第二研磨單元3B。此第一線性傳輸器6係組構成於四個傳送位置(位於沿著該等研磨單元3A和3B之配置方向上)之間傳送晶圓(於下文中，由該負載-卸載區2之方向開始，依序將此等四個傳送位置稱作第一傳送位置TP1、第二傳送位置TP2、第三傳送位置TP3及第四傳送位置TP4)。

再者，第二線性傳輸器7係配置為鄰接該第三研磨單元3C和該第四研磨單元3D。此第二線性傳輸器7係組構成於三個傳送位置(位於沿著該等研磨單元3C和3D之配置方向上)之間傳送晶圓(於下文中，該負載-卸載區2方向開始，依序將此等三個傳送位置稱作第五傳送位置TP5、第六傳送位置TP6及第七傳送位置TP7)。

該晶圓係藉由該第一線性傳輸器6傳送至該第一研磨單元3A和該第二研磨單元3B。如先前所討論者，該第一研磨單元3A之頂環31A係藉由該頂環頭60之搖動運動於該研磨位置和該第二傳送位置TP2之間移動。因此，該晶圓係於該第二傳送位置TP2傳送至和傳送自該頂環31A。同樣地，該第二研磨單元3B之頂環31B係於該研磨位置和該第三傳送位置TP3之間移動，且該晶圓係於該第三傳送位置TP3傳送至和傳送自該頂環31B。該第三研磨單元3C之頂環31C係於該研磨位置和該第六傳送位置TP6之間移動，且該晶圓係於該第六傳送位置TP6傳送至和傳送自該頂環31C。該第四研磨單元3D之頂環31D係於該研磨位置和該第七傳送位置TP7之間移動，且該晶圓係於該第七傳送位置TP7傳送至和傳送自該頂環31D。

升降機(lifter)11設置於該第一傳送位置TP1，用以從該傳送機器人22接收晶圓。經由該升降機11將該晶圓自該傳送機器人22傳送至該第一線性傳輸器6。擋門(shutter)(未顯示於附圖中)係設置於該分隔物1a上且位於該升降機11和該傳送機器人22之間的位置。當欲傳輸該晶圓時，開啟此擋門以容許該傳送機器人22將該晶圓傳遞至該升降機11。搖動傳輸器12係設置於該第一線性傳輸器6、該第二線性傳輸器7及該清潔區4之間。此搖動傳輸器12具有可於該第四傳送位置TP4和該第五傳送位置TP5之間移動的手部。藉由該搖動傳輸器12將該晶圓自該第一線性傳輸器6傳送至該第二線性傳輸器7。藉由該第二線性傳輸器7將該晶圓傳送至該第三研磨單元3C及/或該第四研磨單元3D。此外，於該研磨區3中研磨過之晶圓係藉由該搖動傳輸器12傳送至該清潔區4。

接下來，將描述該第一線性傳輸器6、該第二線性傳輸器7、該升降機11以及該搖動傳輸器12之結構。

第15圖係示意地顯示第一線性傳輸器6之透視圖。該第一線性傳輸器6包含：具有放置晶圓於其上之傳送台(基板傳送台)121a、122a、123a及124a的第一、第二、第三及第四傳送手部121、122、123及124；用以垂直地移動該第二、第三台及第四傳送手部122、123及124的三個提升機構130A、130B及130C；組構成於水平方向上可移動地支撐該第一、第二、第三及第四傳送手部121、122、123及124的三個線性導引件(linear guides)132A、132B及132C；以及，用以水平地移動該第一、第二、第三及第四傳送手部121、122、123及124的三個水平驅動機構134A、134B及134C。該等提升機構130A、130B及130C之具體範例包含氣壓缸和使用滾珠螺桿之馬達驅動機構。該等水平驅動機構134A、134B及134C之每一者均具有一對皮帶輪136、於這些皮帶輪136上之傳動帶137、以及用以轉動該等皮帶輪136之其中一者之伺服馬達138。

有複數個接腳(pins)設置於該等傳送台121a、122a、123a及124a之每一者的上側表面上，且這些接腳上方放置有晶圓。該等傳送台121a、122a、123a及124a具有利用傳達感測器或類似設備來偵測晶圓之多個感測器(未顯示於附圖中)。這些感測器能夠偵測該等傳送台121a、122a、123a及124a上是否存在有晶圓。

該第一傳送手部121係由該第一線性導引件132A所支撐，且藉由該第一水平驅動機構134A於該第一傳送位置TP1和該第四傳送位置TP4之間移動。此第一傳送手部121係傳遞手部，用以接收來自該升降機11之晶圓並且將該晶圓傳遞至該第二線性傳輸器7。因此，該第一傳送手部121係使用於在該第三研磨3C和該第四研磨單元3D中研磨晶圓，而非於該第一研磨3A和該第二研磨單元3B中研磨晶圓之情況。該第一傳送手部121並未設置有提升機構。因此，該第一傳送手部121之傳送台(亦即，基板通行台)121a僅可以水平方向移動。

該第二傳送手部122係由該第一線性導引件132B所支撐，且藉由該第二水平驅動機構134B於該第一傳送位置TP1和該第二傳送位置TP2之間移動。此第二傳送手部122係當作進出手部，用以將晶圓自該升降機11傳送至該第一研磨單元3A。具體而言，該第二傳送手部122係移動至該第一傳送位置TP1，於該位置接收來自該升降機11之晶圓。接下來，該第二傳送手部122再次移動至該第二傳送位置TP2，於該位置將其傳送台122a上之晶圓傳送至該頂環31A。該第一提升機構130A係耦接至該第二傳送手部122，且兩者以水平方向一致地移動。當該傳送台122a上之晶圓傳送至該頂環31A時，藉由該第一提升機構130A提升該第二傳送手部122。在該晶圓傳送至該頂環31A之後，藉由該第一提升機構130A降低該第二傳送手部122。

複數個(圖中有三個)進出導引件(access guide)140(係成型為接合該頂環31A之周圍下側端(亦即，該扣環40之下側端))係設置於該傳送台122a之上側表面上。該等進出導引件140之內側係楔形表面(tapered surface)。當提升該傳送台122a以進出該頂環31A時，藉由該進出導引件140 導引該頂環31A，藉此使得該頂環31A接合該傳送台122a。在此接合之後，該頂環31A和該傳送台122a(亦即晶圓)之間得以對齊中心(centering)。如同該傳送台122a，於該第三和第四傳送手部123和124之傳送台123a和124a上亦設置有進出導引件140。

該第三傳送手部123和該第四傳送手部124係由該第三線性導引件132C所支撐。該第三傳送手部123和該第四傳送手部124係藉由氣壓缸142而互相耦接，使得該第三傳送手部123、該第四傳送手部124及該氣壓缸142藉由該第三水平驅動機構134C以水平方向一致地移動。該氣壓缸142作為間距調整器(interval adjuster)，用以調整該第三傳送手部123之傳送台123a和第四傳送手部124之傳送台124a間的間距。設置該氣壓缸(間距調整器)142的理由係該第一傳送位置TP1和該第二傳送位置TP2之間的間距不同於該第二傳送位置TP2和該第三傳送位置TP3之間的間距。該氣壓缸142能夠於該第三傳送手部123和該第四傳送手部124移動的同時實施該間距調整。

該第三傳送手部123係耦接至該第二提升機構130B，而該第四傳送手部124係耦接至該第三提升機構130C，使得該第三傳送手部123和該第四傳送手部124能夠以垂直方向互相獨立地移動。該第三傳送手部123係於該第一傳送位置TP1、該第二傳送位置TP2及該第三傳送位置TP3之間移動，同時地，該第四傳送手部124係於該第二傳送位置TP2、該第三傳送位置TP3及該第四傳送位置TP4之間移動。

該第三傳送手部123作用為進出手部，用以將晶圓自該升降機11傳送至該第二研磨單元3B。具體而言，該第三傳送手部123係移動至該第一傳送位置TP1，於該位置接收來自該升降機11之晶圓。接下來，該第三傳送手部123係移動至該第三傳送位置TP3，於該位置將其傳送台123a上之晶圓傳送至該頂環31B。該第三傳送手部123復作用為進出手部，用以將該第一研磨單元3A中所研磨之晶圓傳送至該第二研磨單元3B。具體而言，該第三傳送手部123係移動至該第二傳送位置TP2，於該位置接收來自該頂環31A之晶圓。該第三傳送手部123進一步移動至該第三傳送位置TP3，於該位置將其傳送台123a上之晶圓傳送至該頂環31B。當於該傳送台123a和該頂環31A或該頂環31B之間傳送該晶圓時，藉由該第二提升機構130B提升該第三傳送手部123。在該晶圓傳送完成之後，藉由該第二提升機構130B降低該第三傳送手部123。

該第四傳送手部124作用為進出手部，用以將該第一研磨單元3A或第二研磨單元3B中所研磨之晶圓傳送至該搖動傳輸器12。具體而言，該第四傳送手部124係移動至該第二傳送位置TP2或該第三傳送位置TP3，於該位置接收來自該頂環31A或頂環31B之經過研磨之晶圓。接下來，該第四傳送手部124係移動至該第四傳送位置TP4。當接收來自該頂環31A或頂環31B之晶圓時，藉由該第三提升機構130C提升該第四傳送手部124。在接收該晶圓之後，藉由該第三提升機構130C降低該第四傳送手部124。

第16圖係描繪第一傳送手部121之傳送台121a、第二傳送手部122之傳送台122a、第三傳送手部123之傳送台123a以及第四傳送手部124之傳送台124a之垂直位置之示意圖。如第16圖中所示，該四個傳送台121a至124a係沿著三個位於不同高度之行進軸移動。具體而言，該傳送台121a係沿著位於最低位置之第一行進軸移動，該傳送台123a和該傳送台124a係沿著位於最高位置之第三行進軸移動，而該傳送台122a係沿著位於該第一行進軸和該第三行進軸間之第二行進軸移動。因此，該等傳送台121a、122a、123a及124a能夠水平地移動而不會互相干擾。

利用此配置，該第一線性傳輸器6能夠將接收自該升降機11之晶圓傳送至該第一研磨單元3A或者該第二研磨單元3B之其中一者。舉例而言，當傳送晶圓至該第一研磨單元3A並且於該第一研磨單元3A中進行研磨時，可將下一個晶圓直接傳送至該第二研磨單元3B，於該第二研磨單元3B中研磨該下一個晶圓。因此，可提高處理量。此外，可以將於該第一研磨單元3A中所研磨之晶圓傳送至該第二研磨單元3B，並且於該第二研磨單元3B中進一步研磨該晶圓。該第二、第三及第四傳送手部122、123及124能夠以垂直方向移動，同時朝水平方向移動。舉例而言，於接收位於該第一傳送位置TP1之晶圓後，能夠向上移動該第二傳送手部122，同時移動至該第二傳送位置TP2。因此，於該第二傳送手部122到達該第二傳送位置 TP2之後，該第二傳送手部122能夠迅速地將該晶圓傳遞至該頂環31A。該第三傳送手部123和該第四傳送手部124同樣能夠實施此種作業。因此，能夠縮短晶圓傳送之時間，而且能夠改善該基板處理裝置之處理量。此外，由於該第一傳送手部121之傳送台121a係位於較其他傳送手部為低之位置，所以即使當其他傳送手部正在進出該頂環時，該傳送台121a仍然能夠傳送晶圓至該第四傳送位置TP4。以此方式，三個行進軸的配置能夠增加晶圓傳送之彈性。

該第二線性傳輸器7具有與該第一線性傳輸器6基本相同之結構，但是與該第一線性傳輸器6不同處在於該第二線性傳輸器7不具有相對應於該第一傳送手部121之元件。第17圖係描繪該第二線性傳輸器7之傳送台之垂直位置之示意圖。該第二線性傳輸器7與該第一線性傳輸器6相同之結構將不重複描述。該第二線性傳輸器7具有第五傳送手部125、第六傳送手部126及第七傳送手部127。該第五傳送手部125、該第六傳送手部126及該第七傳送手部127分別具有傳送台125a、126a及127a，且欲放置晶圓於該等傳送台125a、126a及127a上。

該第五傳送手部125、該第六傳送手部126係藉由氣壓缸142作為間距調整器而互相耦接，使得該第五傳送手部125、該第六傳送手部126以水平方向一致地移動。該傳送台125a和該傳送台126a係沿著第五行進軸移動，而該傳送台127a係沿著低於該第五行進軸之第四行進軸移動。因此，該等傳送台125a、126a及127a能夠水平地移動，而不會互相干擾。該第四行進軸和該第五行進軸係位於與該第一線性傳輸器6之該第二行進軸和該第三型進軸相同之高度。

該第五傳送手部125係於該第五傳送位置TP5和該第六傳送位置TP6之間移動。此第五傳送手部125作用為進出手部，用以傳送晶圓至該頂環31C並且接收來自該頂環31C之晶圓。該第六傳送手部126係於該第六傳送位置TP6和該第七傳送位置TP7之間移動。此第六傳送手部126作用為進出手部，用以接收來自該頂環31C之晶圓並且傳送該晶圓至該頂環31D。該第七傳送手部127係於該第七傳送位置TP7和該第五傳送位置TP5之間移動。此第七傳送手部127作用為進出手部，用以接收來自該頂環31D之晶圓並且傳送該晶圓至該第五傳送位置TP5。雖然未敘述，但於該等傳送手部125、126及127和該頂環31C及31D之間的晶圓傳送作業係相同於上述該第一線性傳輸器6的作業。

於如第4圖中所示之該頂環係用作為該頂環31A至31D的情況下，為了促進或幫助於該等頂環及該第一和第二線性傳輸器6和7之間的晶圓傳送作業，宜設置扣環臺(將描述於下文中)於該第二傳送位置TP2、該第三傳送位置TP3、該第六傳送位置TP6及該第七傳送位置TP7。

第18圖係描繪設置於該第二傳送位置TP2、該第三傳送位置TP3、該第六傳送位置TP6及該第七傳送位置TP7之多個扣環臺和該等傳送台以及該等頂環的配置之透視圖。第19圖係顯示設置於該第二傳送位置TP2之扣環臺和該傳送台之透視圖。第20A圖係顯示該扣環臺和該頂環之間的位置關係之側視圖，而第20B圖係顯示該扣環臺和該傳送台之間的位置關係之平面圖。設置於該第二傳送位置TP2之扣環臺將描述於下文中。

該扣環臺143包含組構成用以將該頂環31A之扣環40向上推的複數個上推機構144、以及支撐此等上推機構144的支撐基座145。該上推機構144係位於該頂環31A和該第一線性傳輸器6之傳送台(122a或123a或124a)之間的垂直位置。如第20B圖中所示，該上推機構144和該傳送台係配置成避免互相接觸。

第21圖係顯示有頂環放置於其上之扣環臺之透視圖。第22A圖係顯示上推機構144之剖面圖，而第22B圖係顯示當該上推機構144正在接觸該扣環臺時之剖面圖。該上推機構144包含配置成接觸該扣環40的上推接腳146、作為組構成將該上推接腳146向上推的偏移機構(biasing mechanism)之彈簧147、以及組構成儲藏該上推接腳146和該彈簧147於其中之外殼148。該上推機構144係置放使得該上推接腳146面對該扣環40之下側表面。當降低該頂環31A時，該扣環40的下側表面係與該上推接腳146接觸。該等彈簧147具有足以將該扣環40向上推動之推力。因此，如第22B圖中所示，藉由該等上推接腳146將該扣環40向上推至該晶圓之上的位置。

接下來，將描述將晶圓自該第一線性傳輸器6傳送至該頂環31A之作業。首先，該頂環31A係自該研磨位置移動至該第二傳送位置TP2。接著，降低該頂環31A，並藉由該扣環臺143之上推機構144(如上所述者)舉起該扣環40。雖然將該頂環31A降低，但是該第一線性傳輸器6之傳送台係提升至剛好位於該頂環31A下方的位置，而不會與該扣環40接觸。於此狀態中，該晶圓W係自該傳送台傳送至該頂環31A。接著，該頂環31A向上移動，且大致上於同時降低該傳送台。該頂環31A進一步移動至該研磨位置，並且接著研磨該晶圓W，同時，該傳送台開始其接下來的傳送作業。當該晶圓自該頂環31A傳送至該第一線性傳輸器6時，實施類似之作業。

以此方式，當傳送該晶圓時，該頂環31A和該傳送台大致上於同時互相接近，且大致上於同時互相脫離。因此，能夠改善處理量。設置於第三傳送位置TP3、第六傳送位置TP6及第七傳送位置TP7之扣環臺143具有與上述扣環臺143相同之結構，且該晶圓傳送操作係以相同的方式實施。

於研磨該晶圓之期間，該扣環40係放置成與該研磨墊片之研磨表面滑動地接觸。因此，該扣環40之下側表面逐漸地磨損。如果磨損繼續下去，則該扣環40無法於研磨期間保持該晶圓，且該晶圓可能自該轉動之頂環31A翻落下來。為了避免這種情形，必須定時地置換該扣環40。典型地，該扣環40之置換時間係決定於所處理之晶圓數量。然而，因為即使該扣環40仍然能夠使用就被置換或者該晶圓由於該扣環40的過度磨損而自該頂環31A翻落下來，所以使得這種決定置換時間的方法是存在問題的。於下列的範例中，為了避免這類問題，於該扣環臺143中設置用以測量該扣環40之磨損量(磨耗損失(abrasion loss))的磨損測量設備。

第23圖係顯示具有用以測量該扣環40之磨損量之磨損測量設備之扣環臺143之透視圖。第24圖係顯示第23圖所示之磨損測量裝置之放大剖面圖。第25圖係顯示該扣環臺143和該頂環31A之側視圖。該磨損測量設備149係接置於支撐該等上推機構144之支撐基座145上。該磨損測量設備149和該等上推機構144之間的相對位置係固定的。如第24圖中所示，該磨損測量設備149包含配置成接觸該扣環40之下側表面的接觸構件149a、組構成用以將該接觸構件149a向上推的彈簧149b、組構成用以垂直地可移動地支撐該接觸構件149a的線性導引件149c、以及組構成用以測量該接觸構件149a之位移的接觸類型位移感測器(位移測量設備)149d。能夠使用球栓槽(ball spline)作為該線性導引件149c。可使用非接觸類型位移感測器(例如：光學位移感測器)代替該接觸類型位移感測器。

該接觸構件149a由側向觀看係L型，且該接觸構件149a的下側端位於大致上與該等上推接腳146相同之高度。當該頂環31A放置於該扣環臺143上方時，該接觸構件149a的下側端接觸該扣環40之下側表面，大致上同時，該等上推接腳146接觸該扣環40之下側表面。該位移感測器149d係配置於該接觸構件149a之上。該接觸構件149a係藉由該彈簧149b向上偏移，而該接觸構件149a之上側端係一直與該位移感測器149d接觸。因此，藉由該位移感測器149d測量該接觸構件149a之垂直位移。該位移感測器149d係耦接至該控制器5，使得該位移感測器149d之測量結果傳送至該控制器5。

當該頂環31A被降低且放置於該扣環臺143上方時，該等上推接腳146和該接觸構件149a接觸該頂環31A之扣環40之下側表面。進一步降低該頂環31A，直到停在預定高度為止，且同時地藉由該等上推接腳146將該扣環40向上推。此時，藉由該扣環40將該接觸構件149a向下推。藉由該位移感測器149d測量該接觸構件149a之位移，並且將該測量結果傳達至該控制器5。當該位移感測器149d正在測量該接觸構件149a之位移時，該晶圓於該頂環31A和該傳送台之間傳送。

該接觸構件149a之位移(亦即，該位移感測器149d之測量結果)根據該扣環40之磨損量而變化。更具體而言，當該扣環40之磨損量增加時，該位移感測器149d之測量結果將隨之減少。預定臨限值(表示該扣環40之置換時間)係設定於該控制器5中。該控制器5藉由偵測該位移感測器149d之測量結果到達該預設之臨限值來決定該扣環40之置換時間。該磨損測量設備149不僅宜設置在設置於該第二傳送位置TP2之扣環臺143中，也宜設置在設置於該第三傳送位置TP3、該第六傳送位置TP6以及該第七傳送位置TP7之該等扣環臺143中。

根據此範例，因為該扣環40之置換時間係基於該扣環40之磨損量而決定，所以能夠減少該扣環40之置換頻率且能夠降低成本。另外，能夠避免該晶圓於研磨期間脫離該頂環。再者，由於該扣環40之磨損量之測量作業係實施於該晶圓在該頂環31A和該傳送台之間傳送的期間，所以該測量作業不會降低該基板處理裝置之處理量。具體而言，藉由該等上推接腳146將該扣環40向上推和藉由該磨損測量設備149測量該扣環40之磨損量必須同時實施。於是，不必提供用以測量該扣環40之磨損量的時間。因此，能夠改善該裝置之整體處理量。

第26圖係顯示該升降機11之透視圖。該升降機11係配置於該傳送機器人22之臂部(如第1圖中所示)能夠對該升降機11進出的位置。該升降機11包含欲放置晶圓於其上的放置台150、支撐該放置台150的支撐桿151、以及組構成以垂直方向移動該放置台150的提升機構152。該提升機構152之具體範例包含氣壓缸和使用滾珠螺桿之馬達驅動機構。該放置台150係位於該第一傳送位置TP1。有四個接腳153係設置於該放置台150之上側表面上，使得該晶圓W放置於這些接腳153上方。該傳送機器人22之下側臂部環繞其自身的軸轉動達180度，以藉此反轉該晶圓，並接著將該經過反轉的晶圓(reversed wafer)放置於該升降機11之放置台150上方。第26圖顯示該經過反轉的晶圓。於此實施例中，該傳送機器人22之臂部作用為反轉設備(reversing device)。因此，不須設置習知裝置中所必須裝設之反轉設備。因此，能夠省略在該升降機接收該晶圓W之後反轉該晶圓W之步驟。因此，能夠增進總體程序的處理量。

位於該第一傳送位置TP1之第一線性傳輸器6之傳送台122a(或者是121a或123a)和該升降機11之放置台150係沿著相同的垂直軸而配置。如第26圖中所示，當由該垂直方向觀看時，該傳送台122a和該放置台150係成不同形狀而避免重疊。更具體而言，該第一線性傳輸器6之傳送台122a具有凹槽(notch)155形狀，以便容許該放置台150通過。此凹槽155稍微大於該放置台150。

該升降機11利用該放置台150接收藉由該傳送機器人22之臂部所反轉之晶圓W，並且接著藉由該提升機構152驅動該放置台150向下移動。當該放置台150通過該第一線性傳輸器6之傳送台122a時，僅放置該晶圓W於該傳送台122a上方。進一步降低該放置台150，直到其到達預定的停止位置為止。以此方式，該晶圓W係自該升降機11傳送至該第一線性傳輸器6。於此實施例中，該傳送機器人22之臂部作用為反轉設備。因此，不須設置習知裝置中所必須裝設之反轉設備。因此，能夠減少用以將該晶圓自該傳送機器人22傳送至該第一線性傳輸器6之作業次數，且能夠降低該晶圓傳送作業中的錯誤和縮短該傳送時間。

該升降機11之支撐桿151係反轉L型，且具有以向該放置台150外而置放之垂直部位。具體而言，當由該垂直方向觀看時，該放置台150和該支撐桿151之垂直部位係配置成避免重疊。再者，該支撐桿151係位於該第一線性傳輸器6之傳送台之行進路徑之外。於是，該第一線性傳輸器6之傳送台能夠移動至該第一傳送位置TP1，而無關於該升降機11之放置台150之垂直位置。因此，能夠改善處理量。

第27圖係顯示搖動傳輸器12之透視圖。該搖動傳輸器12係接置於該基板處理裝置之框架160上。該搖動傳輸器12包含以垂直方向延伸的線性導引件161、接置於該線性導引件161上的搖動機構162、以及作為用以以垂直方向移動該搖動機構162之驅動源(drive source)的提升機構165。具有伺服馬達和滾珠螺桿之電動缸(robo cylinder)(電力致動器)可用作該提升機構165。反轉機構167係經由搖動臂部166耦接至該搖動機構162。再者，用以保持該晶圓W之保持機構170係耦接至該反轉機構167。用於該晶圓W之暫時性基座180係配置於該搖動傳輸器12旁邊。此暫時性基座180係接置於未描繪之框架上。如第1圖中所示，該暫時性基座180係配置成鄰接該第一線性傳輸器6，並且位於該第一線性傳輸器6和該清潔區4之間。

該搖動臂部166係耦接至該搖動機構162之馬達(未顯示於附圖中)，使得當該馬達係設定為運動中時，該搖動臂部166以此馬達之轉動桿為軸心轉動(搖動)。該搖動臂部166之搖動運動使得該反轉機構167和該保持機構170一體地進行搖動運動，藉此於該第四傳送位置TP4、該第五傳送位置TP5、以及該暫時性基座180之間移動該保持機構170。

該保持機構170具有組構成保持該晶圓之一對保持臂部171。用以保持該晶圓周圍之多個夾頭172係設置於每一個保持臂部171的兩端。此等夾頭172係成形以便自該保持臂部171的兩端向下突出。該保持機構170復具有組構成用以將該對保持臂部171移動以接近和遠離該晶圓W之開啟-關閉機構(opening-closing mechanism)173。

當欲保持該晶圓W時，開啟該等保持臂部171並且藉由該提升機構165降低該保持機構170，直到該等保持臂部171之夾頭172被平放於與該晶圓W相同之平面為止。接著，藉由該開啟-關閉機構173移動該等保持臂部171使其更加互相接近，以藉此利用該等該等保持臂部171之夾頭172保持該晶圓周圍。於此狀態中，藉由該提升機構165提升該等保持臂部171。

該反轉機構167包含耦接至該保持機構170的轉動桿168以及用以轉動該轉動桿168之馬達(未顯示於附圖中)。該轉動桿168係藉由該馬達驅動，使得該保持機構170整體轉動達180度，藉此反轉由該保持機構170所保持之晶圓W。以此方式，藉由該反轉機構167將該保持機構170整體地反轉。因此，能夠省略向來於保持機構和反轉機構間所需要之傳送作業。當該晶圓W自該第四傳送位置TP4傳送至該第五傳送位置TP5時，該晶圓W並非藉由該反轉機構167所反轉，並且係以表面(亦即，欲研磨之表面)以下傳送。另一方面，當該晶圓W自該第四傳送位置TP4或者該第五傳送位置TP5傳送至該暫時性基座180時，藉由該反轉機構167反轉該晶圓W，使得經過研磨之表面以向上。

該暫時性基座180具有基座平板181、牢牢固定於該基座平板181之上側表面的複數個(第27圖中為兩個)垂直桿182、以及牢牢固定於該基座平板181之上側表面的單一水平桿183。該水平桿183係反轉的L型。此水平桿183具有連接至該基座平板181之上側表面的垂直部位183a和自該垂直部位183a之上側端以向該保持機構170水平地延伸的水平部位183b。用以支撐該晶圓W的複數個(第27圖中為兩個)接腳184係設置於該水平部位183b的上側表面上。同樣地，用以支撐該晶圓W的多個接腳184係分別地設置於該等垂直桿182之上側端上。這些接腳184的尖端平放於相同的平面。該水平桿183和該垂直桿182係配置成使得相較於該垂直桿182而言，該晶圓之搖動移動中心(亦即，該搖動機構162之馬達之轉動桿)較接近該水平桿183。

藉由該反轉機構167而保持該晶圓W之保持機構170移動進入該水平桿183之水平部位183b和該基座平板181之間的缺口。當所有的接腳184均位於該晶圓W下方時，由該搖動機構162所產生之該保持機構170的搖動移動停止。於此狀態中，開啟該等保持臂部171，藉以將該晶圓 W放置於該暫時性基座180上方。接著藉由該清潔區4(將描述於下文中)之傳送機器人將放置於該暫時性基座180上的晶圓W傳送至該清潔區4。

第28A圖係顯示清潔區4之平面圖，而第28B圖係顯示該清潔區4之側視圖。如第28A和第28B圖中所示，該清潔區4包含第一清潔室190、第一傳送室191、第二清潔室192、第二傳送室193以及烘乾室194。於該第一清潔室190中，配置有上側主要清潔模組201A和下側主要清潔模組201B。這些主要清潔模組201A和201B係沿著垂直方向對齊。具體而言，該上側主要清潔模組201A係配置於該下側主要清潔模組201B之上。同樣地，上側次要清潔模組202A和下側次要清潔模組202B係配置於該第二清潔室192中，並且沿著垂直方向對齊。該上側次要清潔模組202A係配置於該下側次要清潔模組202B之上。該等第一和次要清潔模組201A、201B、202A及202B係利用清潔液體來清潔該晶圓之清潔機器。沿著垂直方向配置這些清潔模組201A、201B、202A及202B顯現出佔地面積縮減之優點。

用於該晶圓之暫時性基座203係設置於該上側次要清潔模組202A和該下側次要清潔模組202B之間。於該烘乾室194中，上側烘乾模組205A和下側烘乾模組205B係沿著垂直方向配置。該上側烘乾模組205A和該下側烘乾模組205B係互相隔離的。多個過濾器風扇單元207係分別地設置於該上側烘乾模組205A和該下側烘乾模組205B之上側部位上，以便供應清潔的空氣至這些烘乾模組205A和 205B。該上側主要清潔模組201A、該下側主要清潔模組201B、該上側次要清潔模組202A、該下側次要清潔模組202B、該暫時性基座203、該上側烘乾模組205A、以及該下側烘乾模組205B係經由螺栓(bolt)或類似組件而接置於未描繪之框架上。

可垂直移動的第一傳送機器人209係設置於該第一傳送室191中，而可垂直移動的第二傳送機器人210係設置於該第二傳送室193中。垂直地延伸之支撐桿211和212可移動地支撐該第一傳送機器人209和該第二傳送機器人210。該第一傳送機器人209和該第二傳送機器人210分別具有驅動機構(例如：馬達)於其中，使得該等傳送機器人209和210能夠沿著該等支撐桿211和212以垂直方向移動。該第一傳送機器人209如同該傳送機器人22般具有兩個垂直安裝的手部：上側手部和下側手部。該第一傳送機器人209係置放成使得其下側手部能夠進出上述該暫時性基座180(如第28A圖之虛線所表示者)。當該第一傳送機器人209之下側手部進出該暫時性基座180時，開啟該分隔物1b之擋門(未顯示於附圖中)。

該第一傳送機器人209係組構成於該暫時性基座180、該上側主要清潔模組201A、該下側主要清潔模組201B、該暫時性基座203、該上側次要清潔模組202A、及該下側次要清潔模組202B之間傳送該晶圓W。當正在傳送欲清潔之晶圓時(亦即，接附有泥漿之晶圓)，該第一傳送機器人209使用其下側手部。另一方面，當正在傳送經過清潔之晶圓時，該第一傳送機器人209使用其上側手部。該第二傳送機器人210係組構成於該上側次要清潔模組202A、該下側次要清潔模組202B、該暫時性基座203、該上側烘乾模組205A、及該下側烘乾模組205B之間傳送該晶圓W。該第二傳送機器人210僅傳送經過清潔之晶圓，而因此僅具有單一手部。如第1圖中所示之傳送機器人22使用其上側手部以自該上側烘乾模組205A或該下側烘乾模組205B移除該晶圓，並且將該晶圓退回至該晶圓匣。當該傳送機器人22之上側手部進出該上側烘乾模組205A或該下側烘乾模組205B時，開啟該分隔物1a之擋門(未顯示於附圖中)。

如上所述，該清潔區4具有該兩個主要清潔模組和該兩個次要清潔模組。利用此組構，該清潔區4能夠設置用以同時清潔複數個晶圓之複數條清潔線。“清潔線”一詞係當藉由該複數個清潔模組清潔基板時，在該清潔區4中的途徑。舉例而言，於第29圖中，能夠經由該第一傳送機器人209、該上側主要清潔模組201A、該第一傳送機器人209、該上側次要清潔模組202A、該第二傳送機器人210以及該上側烘乾模組205A以此順序(如清潔線1所示)傳送晶圓。平行於此晶圓途徑，能夠經由該第一傳送機器人209、該下側主要清潔模組201B、該第一傳送機器人209、該下側次要清潔模組202B、該第二傳送機器人210以及該下側烘乾模組205B以此順序(如清潔線2所示)傳送晶圓。以此方式，能夠藉由該兩條平行清潔線大致上同時清潔並烘乾複數個(典型上為兩個)晶圓。

也可能在該兩條平行清潔線中以預定時間間隔清潔並烘乾複數個晶圓。以預定時間間隔清潔該等晶圓之優點如下。該第一傳送機器人209和該第二傳送機器人210係在複數條清潔線中共同使用。因此，如果多個清潔程序或多個烘乾程序同時結束，則這些傳送機器人無法迅速地傳送該等晶圓。因此，降低了處理量。此類問題能夠藉由當清潔和烘乾複數個晶圓時提供預定之時間間隔來避免。利用此作業，能夠藉由該等傳送機器人209和210迅速地傳送該等經過處理之晶圓。

經過研磨之晶圓帶有接附至其上之泥漿，而不宜使該經過研磨之晶圓保持接附有泥漿之狀態達太長時間。因為該泥漿可能侵蝕作為互連金屬(interconnect metal)之銅。根據具有兩個主要清潔模組之清潔區4，即使當正在於該上側主要清潔模組201A或該下側主要清潔模組201B之一者中清潔先前的晶圓時，能夠將接下來的晶圓傳送進入另一個主要清潔模組並且進行清潔。以此方式，該清潔區4不僅能夠達到高處理量，也能夠藉由迅速地清潔該經過研磨之晶圓而避免銅遭受侵蝕。

當僅有主要清潔作業係屬必須的時候，可經由該第一傳送機器人209、該上側主要清潔模組201A、該第一傳送機器人209、該暫時性基座203、該第二傳送機器人210以及該上側烘乾模組205A以此順序(如第30圖所示)傳送晶圓，使得該第二清潔室192中的次要清潔作業能夠被省略。再者，如第31圖中所示，如果該下側主要清潔模組201B中發生故障，例如，則能夠傳送該晶圓至該上側次要清潔模組202A。以此方式，當有需要時，該第一傳送機器人209和該第二傳送機器人210能夠將進來的多個晶圓分類至預定的多條清潔線。該等清潔線的選擇係由該控制器5決定。

該等清潔模組201A、201B、202A及202B之每一者均具有用以偵測自身故障的偵測器(未顯示於附圖中)。當該等清潔模組201A、201B、202A及202B之任何一者發生故障時，該偵測器偵測該故障，並且傳送信號至該控制器5。該控制器5選擇繞過該損壞清潔線之清潔線，並且將目前的清潔線切換至新選擇的清潔線。雖然於此實施例中設置有兩個主要清潔模組和兩個次要清潔模組，但是本發明並不限定於此種配置。舉例而言，可設置三個或更多個主要清潔模組及/或三個或更多個次要清潔模組。

可於該第一清潔室190中設置暫時性基座。舉例而言，如同該暫時性基座203，能夠於該上側主要清潔模組201A和該下側主要清潔模組201B之間裝設暫時性基座。當該等清潔模組之一個或一些發生故障時，能夠傳送兩個晶圓至該暫時性基座180(如第28A圖中所示)和該第一清潔室190中的暫時性基座。

欲使用於該等主要清潔模組201A和201B中之清潔液體濃度可能不同於欲使用於該等次要清潔模組202A和202B中之清潔液體濃度。舉例而言，欲使用於該等主要清潔模組201A和201B中之清潔液體濃度可能高於欲使用於該等次要清潔模組202A和202B中之清潔液體濃度。一般而言，會認為清潔效果大致上與該清潔液體之濃度和清潔時間成比例。因此，於該主要清潔作業中利用高濃度之清潔液體，即使晶圓被嚴重地污染，也能夠等化主要清潔時間和次要清潔時間。

於此實施例中，該等主要清潔模組201A和201B及該等次要清潔模組202A和202B係滾捲海綿類型(roll-sponge-type)之清潔機器。該等主要清潔模組201A和201B及該等次要清潔模組202A和202B具有相同的結構。因此，僅有該主要清潔模組201A將描述於下文中。

第32圖係顯示該主要清潔模組201A之透視圖。如第32圖中所示，該主要清潔模組201A具有：組構成用以保持並轉動該晶圓W的四個滾軸(roller)301、302、303及304；配置成接觸該晶圓W之上側和下側表面的滾捲海綿(清潔工具)307和308；組構成轉動該等滾捲海綿307和308的轉動機構310和311；組構成供應清潔液體(例如：純水)於該晶圓W之上側和下側表面上方的清潔液體供應噴嘴315和316；以及，組構成供應蝕刻液體(例如：化學液體)於該晶圓W之上側和下側表面上方的蝕刻液體供應噴嘴317和318。該等滾軸301、302、303及304藉由未描繪之致動器(例如：氣壓缸)來移動而互相接近和互相遠離。

用以轉動該上側滾捲海綿307之轉動機構310係接置於組構成用以導引該轉動機構310之垂直移動的導引軌道 (guide rail)320上。再者，該轉動機構310係由提升機構321所支撐，使得該轉動機構310和該上側滾捲海綿307能夠藉由該提升機構321以垂直方向移動。雖然未顯示於附圖中，但是用以轉動該下側滾捲海綿308之轉動機構311亦係由導引軌道所支撐，使得該轉動機構311和該下側滾捲海綿308能夠藉由提升機構而以垂直方向移動。使用滾珠螺桿之氣壓缸或馬達驅動機構可用以作為該等提升機構。

當該晶圓W被帶入和帶出該主要清潔模組201A時，該等滾捲海綿307和308被置放成互相遠離。當正在清潔該晶圓W時，移動該等滾捲海綿307和308使其互相接近，以接觸該晶圓W之上側和下側表面。該等滾捲海綿307和308按壓該晶圓W之上側和下側表面之力量係由該提升機構321和未描繪之提升機構所控制。該上側滾捲海綿307和該轉動機構310係自下方由該提升機構321所支撐。因此，能夠由0[N(牛頓)]開始調整該上側滾捲海綿307對該晶圓W之上側表面的按壓力量。

該滾軸301具有兩級結構，包括保持部位301a和肩部(支撐部位)301b。該肩部301b的直徑大於該保持部位301a。該保持部位301a係形成於該肩部301b上。該等滾軸302、303及304具有與該滾軸301相同之結構。藉由該第一傳送機器人209的下側臂部將該晶圓W帶進入該主要清潔模組201A，並且放置於該等肩部301b、302b、303b及304b上方。接著，該等滾軸301、302、303及304係以向該晶圓W移動，以使得該等保持部位301a、302a、303a及304a 接觸該晶圓W，藉以使得該等保持部位301a、302a、303a及304a保持該晶圓W。該四個滾軸301、302、303及304之至少一者係藉由轉動機構(未顯示於附圖中)轉動，藉以轉動該晶圓W且該晶圓W之周圍由該等滾軸301、302、303及304所保持。該等肩部301b、302b、303b及304b包括向下傾斜的楔形表面。利用此構成，當該晶圓W由該等保持部位301a、302a、303a及304a所保持時，該晶圓W維持不與該等肩部301b、302b、303b及304b接觸。

清潔作業實施如下。首先，藉由該等滾軸301、302、303及304保持並轉動該晶圓W。接下來，自該等清潔液體供應噴嘴315和316供應清潔液體於該晶圓W之上側表面和下側表面上方。接著，該等滾捲海綿307和308環繞其自身的軸轉動，並且與該晶圓W之上側表面和下側表面滑動地接觸，藉此擦洗該晶圓W之上側表面和下側表面。在該擦洗程序之後，向上移動該滾捲海綿307並向下移動該滾捲海綿308。接著，自該等化學液體供應噴嘴317和318供應蝕刻液體於該晶圓W之上側表面和下側表面上方，以實施該晶圓W之上側表面和下側表面的蝕刻(化學清潔)。

該上側主要清潔模組201A、該下側主要清潔模組201B、該上側次要清潔模組202A、以及該下側次要清潔模組202B可為相同類型或不同類型。舉例而言，該等主要清潔模組201A和201B可能為上述具有用以擦洗該晶圓上側和下側表面之一對滾捲海綿的清潔機器，而該等次要清潔模組202A和202B可為筆狀海綿類型(pencil-sponge type)或雙液體噴射類型(two-fluid-jet type)的清潔機器。該雙液體噴射類型清潔機器係組構成產生N₂氣體和純水(DIW)的混合物(含有少量的二氧化碳氣體溶解於其中)，並且將該N₂氣體和該純水的混合物排出至該晶圓之表面上方。此種類型的清潔機器能夠藉由微滴(droplet)和衝擊能(impact energy)移除該晶圓上的細微顆粒。尤其是，藉由適當地調整該N₂氣體和該純水之流率，能夠清潔晶圓而不會對該晶圓造成傷害。再者，使用含有二氧化碳氣體於其中之純水能夠避免靜電可能對晶圓所造成之侵蝕。

該等烘乾模組205A和205B之每一者均具有用以保持並轉動晶圓之基板保持機構，且均組構成用以烘乾該晶圓，同時藉由該基板保持機構轉動該晶圓。接下來，將描述該基板保持機構。第33圖係顯示該基板保持機構之垂直剖面圖，而第34圖係顯示該基板保持機構之平面圖。如第33圖和第34圖中所示，該基板保持機構包含具有四個臂部401a的基座401、以及由該等臂部401a之尖端垂直地可移動地支撐著的四個圓柱形基板支撐構件402。該基座401係牢牢地固定於轉動桿405之上側端，且該轉動桿405係由軸承406可轉動地支撐著。這些軸承406牢牢地固定於圓柱形構件407之內部表面，且該圓柱形構件407係平行於該轉動桿405。該圓柱形構件407之下側端係接置於接置基座(mount base)409上，並且固定位置。該接置基座409係牢牢固定於框架410。該轉動桿405係經由皮帶輪411 和412及傳動帶414而耦接至馬達415，使得該基座401藉由該馬達415環繞其自身的軸轉動。

用以提升該基板支撐構件402之升降機構470係繞著該圓柱形構件407而設置。此升降機構470係組構成能夠在垂直方向上相對於該圓柱形構件407滑動。此升降機構470包含配置成用以接觸該基板支撐構件402之下側端的接觸平板470a。第一氣體室471和第二氣體室472係形成於該圓柱形構件407之外周面和該升降機構470之內周面之間。該第一氣體室471和該第二氣體室472係分別與第一氣體通道(gas passage)474和第二氣體通道475進行流體連結。該第一氣體通道474和該第二氣體通道475的端口係耦接至加壓氣體供應源(未顯示於附圖中)。如第35圖中所示，當該第一氣體室471的壓力增加至高於該第二氣體室472的壓力時，提升該升降機構470。另一方面，如第33圖中所示，當該第二氣體室472的壓力增加至高於該第一氣體室471的壓力時，降低該升降機構470。

第36A圖係顯示第34圖所示之基板支撐構件402和臂部401a之一部份之平面圖、第36B圖係顯示沿著第34圖所示之線A-A之剖面圖，以及第36C圖係顯示沿著第36B圖所示之線B-B之剖面圖。該基座401之臂部401a具有組構成可滑動地保持該基板支撐構件402的保持座(holder)401b。此保持座401b可與該臂部401a一體形成。該保持座401b中形成有垂直延伸之穿透孔，且該基板支撐構件402係插入此穿透孔。該穿透孔之直徑稍微大於該基板支撐構件402之直徑。因此，該基板支撐構件402可以垂直方向相對於該基座401移動，且該基板支撐構件402可環繞其自身的軸轉動。

彈簧支撐件402a係接附至該基板支撐構件402之下側部位。彈簧478係繞著該基板支撐構件402配置，且該彈簧478係由該彈簧支撐件402a所支撐。該彈簧478之上側端按壓該保持座401b(其係基座401的一部份)。因此，該彈簧478施加向下力量於該基板支撐構件402上。止動件(stopper)402b係形成於該基板支撐構件402之周圍表面上。此止動件402b之直徑大於該穿透孔之直徑。因此，如第36B圖中所示，該止動件402b限制了該基板支撐構件402之向下移動。

欲放置該晶圓W於其上的支撐接腳479和作為與該晶圓W周圍接觸之基板保持部位的圓柱形夾子480係設置於該基板支撐構件402之上側端上。該支撐接腳479係配置於該基板支撐構件402之軸上。另一方面，該夾子480係配置成遠離該基板支撐構件402之軸。因此，當該基板支撐構件402轉動時，該夾子480繞著該基板支撐構件402之軸旋轉。為了防止靜電荷，晶圓接觸部位(wafer-contacting portion)宜由導電材料(鐵、鋁、SUS較佳)或者是碳樹脂(例如：PEEK或PVC)所製成。

第一磁鐵481接附至該基座401之保持座401b，以便面對該基板支撐構件402之側邊表面。另一方面，第二磁鐵482和第三磁鐵483係設置於該基板支撐構件402中。該第二磁鐵482和該第三磁鐵483係配置成以垂直方向互相遠離。宜使用釹磁鐵(Neodymium)作為該第一、第二及第三磁鐵481、482及483。

第37圖係顯示當由該基板支撐構件402之軸方向觀看時，第二磁鐵482和第三磁鐵483之配置之示意圖。如第37圖中所示，該第二磁鐵482和該第三磁鐵483係配置於相對該基板支撐構件402之周圍方向的不同位置。具體而言，該第二磁鐵482和該基板支撐構件402中心之連線以及該第二磁鐵483該基板支撐構件402中心之連線係以預定之角度α相交。

當該基板支撐構件402係於如第36B圖所示之下降位置時，該第一磁鐵481和該第二磁鐵482互相面對。於此時，有吸引力作用於該第一磁鐵481和該第二磁鐵482之間。此吸引力以一方向產生環繞該基板支撐構件402的軸而轉動該基板支撐構件402之力量，使得該夾子480按壓該晶圓W之周圍。因此，如第36B圖所示之該下降位置係保持(夾緊)該晶圓W之夾緊位置。

當保持該晶圓W時，該第一磁鐵481和該第二磁鐵482不須一直互相面對，只要兩者夠接近以產生足夠的保持力量即可。舉例而言，即使當該第一磁鐵481和該第二磁鐵482互相偏斜時，只要該等磁鐵互相接近，就能夠於兩者間產生磁力。因此，當保持該晶圓W時，該第一磁鐵481和該第二磁鐵482不須一直互相面對，只要該磁力夠大以轉動該基板支撐構件402，用以保持該晶圓W。

第38A圖係顯示當該升降機構470將該基板支撐構件402提升時該基板支撐構件402和該臂部401a之平面圖、第38B圖係當該升降機構470將該基板支撐構件402提升時沿著第34圖所示之線A-A之剖面圖，以及第38C圖係沿著第38B圖所示之線C-C之剖面圖。

當該升降機構470將該基板支撐構件402提升至如第38B圖中所示之提升位置時，該第一磁鐵481和該第三磁鐵483互相面對，而該第二磁鐵482遠離該第一磁鐵481。於此時，有吸引力作用於該第一磁鐵481和該第三磁鐵483之間。此吸引力以一方向產生環繞該基板支撐構件402的軸而轉動該基板支撐構件402之力量，使得該夾子480脫離該晶圓W。因此，第38B圖中所示之提升位置係釋放(未夾緊)該晶圓W之未夾緊位置。又於此案例中，當釋放該晶圓W時，該第一磁鐵481和該第三磁鐵483不須一直互相面對，只要兩者夠接近以在一方向上產生足夠轉動該基板支撐構件402之力量(磁力)，使得該夾子480脫離該晶圓W。

因為該第二磁鐵482和該第三磁鐵483係配置於相對該基板支撐構件402之周圍方向的不同位置，所以當該基板支撐構件402上下移動時，該轉動力量作用於該基板支撐構件402上。此轉動力量提供該夾子480保持該晶圓W之力量和釋放該晶圓W之力量。因此，僅藉由垂直地移動該基板支撐構件402，該夾子480能夠保持和釋放該晶圓W。以此方式，該第一磁鐵481、第二磁鐵482以及該第三磁鐵483作用為保持機構(轉動機構)，用以環繞該基板支撐構件402的軸而轉動該基板支撐構件402，以使得該夾子480保持該晶圓W。此保持機構(轉動機構)係藉由該基板支撐構件402的垂直移動來操作。

該升降機構470之接觸平板470a係位於該基板支撐構件402之下方。當該等接觸平板470a向上移動時，該等接觸平板470a之上側表面接觸該基板支撐構件402之下側端，並且藉由該等接觸平板470a反抗該等彈簧478之按壓力量而提升該基板支撐構件402。每一個接觸平板470a之上側表面均係平坦的表面，且另一方面，每一個基板支撐構件402之下側端均係半球形的。於此實施例中，該升降機構470和該等彈簧478構成驅動機構，用以以垂直方向移動該基板支撐構件402。須留意的是，該驅動機構並不限定於此實施例。舉例而言，可使用伺服馬達作為該驅動機構。

第39A圖係顯示該基板支撐構件402於夾緊位置由不同角度觀看之側視圖、第39B圖係沿著第39A圖所示之線D-D之剖面圖、第40A圖顯示該基板支撐構件402於未夾緊位置由不同角度觀看之側視圖，以及第40B圖係沿著第40A圖所示之線E-E之剖面圖。

溝槽484係形成於每一個基板支撐構件402之側邊表面上。此溝槽484沿著該基板支撐構件402之軸延伸，並且具有弧形水平剖面。以向該溝槽484突出之突起485係形成於該基座401之臂部401a(於此實施例中為該保持座 401b)上。此突起485之尖端平放於該溝槽484中，且該突起485大致上接合該溝槽484。

該溝槽484和該突起485係設置用以限制該基板支撐構件402之轉動角度。更具體而言，如第39B圖和第40B圖中所示，當該基板支撐構件402於該夾緊位置和該未夾緊位置之間轉動時，該突起485並未接觸該溝槽484。因此，該基板支撐構件402能夠藉由作用於上述該等磁鐵間之磁力而自由地轉動。另一方面，當該基板支撐構件402轉動超過該夾緊位置和該未夾緊位置時，該突起485接觸該溝槽484以藉此避免該基板支撐構件402過度地轉動。以此方式，該突起485和該溝槽484作用為止動件。因此，當該基板支撐構件402向上和向下移動時，該第二磁鐵482或該第三磁鐵483之一者必須置放成鄰接該第一磁鐵481。

接下來，將描述上述該保持機構之作業。

當該基板保持機構係於如第38B圖中所示之未夾緊位置時，藉由該傳送機器人將該晶圓W放置於該等支撐接腳479上方。接著，降低該升降機構470。藉由該等彈簧478將該基板支撐構件402降低至如第36B圖中所示之夾緊位置。降低該基板支撐構件402的同時，該第二磁鐵482面對該第一磁鐵481，藉以轉動該基板支撐構件402。該基板支撐構件402之轉動使得該等夾子480之側邊表面接觸該晶圓W之周圍，藉以利用該等夾子480保持該晶圓W。該支撐接腳479之尖端與該晶圓W的接觸面積很小，而且同樣地，該夾子480之側邊表面與該晶圓W的接觸面積也很小。因此，能夠避免由於接觸其他組件而污染該晶圓W。為了防止靜電荷，宜使用導電材料(鐵、鋁、SUS較佳)或者是碳樹脂(例如：PEEK或PVC)作為晶圓接觸部位。

當該馬達415係設定為運動中時，該晶圓W轉動和該基板支撐構件402一起轉動。當停止轉動時，實施該四個基板支撐構件402和該升降機構470之四個接觸平板470a間的定位(或對齊)。具體而言，該基座401之轉動係停止於某位置，使得該基板支撐構件402位於該等接觸平板470a之上。當藉由該升降機構470提升該基板支撐構件402時，該基板支撐構件402環繞其自身的軸而轉動，造成該等夾子480脫離該晶圓W。因此，該晶圓W被釋放且剛好放置於該等支撐接腳479上。於此狀態中，藉由該傳送機器人將該晶圓W自該基板保持機構移除。

第41A圖係顯示該基板支撐構件402和該夾子(基板保持部位)480之修改範例之放大平面圖，以及第41B圖係顯示第41A圖所示之該基板支撐構件402和該夾子480之側視圖。第41A圖和第41B圖僅顯示該基板支撐構件402之一部份。

圓柱形夾子480和定位部位488係設置於基板支撐構件402之上側端上。該夾子480係欲接觸該晶圓W之周圍的基板保持部位。該定位部位488自該夾子480延伸至該基板支撐構件402之軸。該定位部位488之一端係一體地連接至該夾子480之側邊表面，而另一端則位於該基板支撐構件402之軸上。該定位部位488之此中央側端具有沿著與該基板支撐構件402同軸心之圓形彎曲的側邊表面488a。具體而言，該定位部位488之中央側端的水平剖面係由與該基板支撐構件402同軸心之該圓形之一部份所形成。該基板支撐構件402之上側端包括向下傾斜之楔形表面。

第42A圖係顯示將晶圓夾緊之狀態之平面圖，以及第42B圖係顯示未將晶圓夾緊之狀態之平面圖。該晶圓W係放置於該等基板支撐構件402之上側端(亦即，該等楔形表面)上方，並且接著轉動該基板支撐構件402使得該等夾子480接觸該晶圓W之周圍，藉以利用該等夾子480保持該晶圓W，如第42A圖中所示。當該基板支撐構件402以反方向轉動時，該等夾子480如第42B圖中所示般脫離該晶圓W，藉以釋放該晶圓W。於該等基板支撐構件402的轉動期間，該晶圓W之周圍係放置成與該等定位部位488之側邊表面488a滑動接觸。該定位部位488之側邊表面488a能夠避免該晶圓W於該基板支撐構件402的轉動期間發生位移。因此，能夠穩定地實施接下來的晶圓傳送作業。

第43A圖係顯示該基板保持機構之一部份之修改範例之剖面圖，以及第43B圖係顯示基板支撐構件之側視圖。除了下列將描述於下文中的構成以外，此修改範例中的多個構成和作業係相同於上述該基板保持機構的構成和作業，將不重複描述。

螺旋狀溝槽490係形成於該基板支撐構件402之側邊表面上。此螺旋狀溝槽490具有相對該基板支撐構件402 之軸稍微傾斜之部位。該螺旋狀溝槽490具有平行於該基板支撐構件402之軸而延伸的上側部位和下側部位。與該螺旋狀溝槽490大致上接合之接腳491係設置於該保持座401b上。利用此構成，當該基板支撐構件402上下移動時，由於該螺旋狀溝槽490接合該接腳491，所以該基板支撐構件402環繞其自身的軸而轉動達預定角度。該基板支撐構件402之轉動使得該等夾子480接觸或脫離該晶圓W之周圍。因此，於此範例中，該螺旋狀溝槽490和該接腳491作用為保持機構(轉動機構)，用以環繞該基板支撐構件402的軸轉動該基板支撐構件402，以使得該夾子480保持該晶圓W。藉由該基板支撐構件402之垂直移動來操作此保持機構(轉動機構)。

第44圖係顯示旋轉罩蓋450接附至該基板保持機構之範例之垂直剖面圖。第44圖的左半邊顯示夾緊該晶圓之狀態，而右半邊顯示未夾緊該晶圓之狀態。於第44圖中，示意地描繪該轉動桿405、該圓柱形構件407、該升降機構470以及其他元件，但是該等元件之詳細結構係如第33圖中所示。於第44圖中，描繪了該旋轉罩蓋450之垂直剖面。

如第44圖中所示，該旋轉罩蓋450係牢牢地固定於該基座401之上側表面，並且配置成以便圍繞該晶圓W。該旋轉罩蓋450具有徑向向內傾斜之垂直剖面。該旋轉罩蓋450之上側端平放接近該晶圓W，且該旋轉罩蓋450之上側端的內徑(inside diameter)稍微大於該晶圓之直徑。該旋轉罩蓋450之上側端具有多個凹槽450a，每一個凹槽450a 均沿著該基板支撐構件402之周圍表面成型。該等凹槽450a係位於該基板支撐構件402之相對應位置。有多個傾斜延伸之排水孔(drain hole)451形成於該旋轉罩蓋450之底部。

接附有該旋轉罩蓋450之基板保持機構適合用於使用液體之基板清潔裝置和基板烘乾裝置。舉例而言，上述該基板保持機構能夠使用於藉由供應清潔液體於晶圓之上側表面上方來清潔該晶圓之基板清潔裝置。供應至該晶圓之上側表面的清潔液體(例如：純水)係藉由離心力而自該晶圓周圍翻落下來，並且由該旋轉罩蓋450之內周面所接獲，其中該旋轉罩蓋450以相同於該晶圓之速度轉動。因為該旋轉罩蓋450之內周面係傾斜的，所以該離心力迫使該清潔液體向下流，並且接著透過該旋轉罩蓋450之排水孔451向下排出。以此方式，由於該旋轉罩蓋450和該晶圓一致地轉動，所以該液體難以彈回至該晶圓上方。因此，能夠避免於該晶圓上產生水痕(watermark)。於使用第44圖所示之基板保持機構的晶圓清潔作業中，該基板支撐構件402上的夾子480按壓該晶圓W以保持該晶圓W、供應該清潔液體至該晶圓W上方以清潔該晶圓W，同時轉動該晶圓W、以及提升該基板支撐構件402以使得該夾子480脫離該晶圓W。這些一連串之作業能夠藉由垂直移動該基板支撐構件402而實施，而不須於晶圓清潔期間對該晶圓W施加有害的物理影響。

除了該基板清潔裝置以外，上述該基板保持機構能夠使用於多種類型之處理裝置中。舉例而言，第44圖中所示之基板保持機構能夠使用於旋轉移動式烘乾裝置(Rotagoni type drying apparatus)中。該旋轉移動式烘乾方法係藉由自兩個平行的噴嘴供應IPA蒸汽(異丙醇和N₂氣體之混合物)和純水至該轉動晶圓之表面，同時沿著該晶圓之半徑方向移動該兩個噴嘴，以烘乾該晶圓表面。近來引起注意之旋轉移動式烘乾方法，能夠避免於該晶圓之表面上產生水痕。在利用第44圖所示之基板保持機構的晶圓烘乾操作中，該基板支撐構件402上之夾子480按壓該晶圓W以保持該晶圓W、供應IPA蒸汽於該晶圓W上方以烘乾該晶圓W，同時轉動該晶圓W、以及提升該基板支撐構件402使得該夾子480脫離該晶圓W。這些一連串之作業能夠藉由垂直移動該基板支撐構件402而實施，而不須於晶圓烘乾期間對該晶圓W施加負面的物理影響。此外，能夠於烘乾期間降低由於離心力所散佈之微滴的影響。

上述該基板保持機構係組構成使得所有該等四個基板支撐構件402轉動以產生基板保持力量。或者是，該等四個基板支撐構件402之其中兩個僅可以垂直方向移動，而無法環繞其自身的軸而轉動。於此案例中，該等兩個無法轉動之基板支撐構件能夠使用於擺放該晶圓。基板支撐構件之數目可能為三個或五個或更多個。在設置三個基板支撐構件的案例中，上述該轉動機構(磁鐵或螺旋狀溝槽)僅可設置於該等三個基板支撐構件之其中一者上。

再者，雖然在上述實施例中，該第一磁鐵481係接附至該基座401而該第二磁鐵482和該第三磁鐵483係接附至該基板支撐構件402，但是本發明並不限定於此種安裝方式。舉例而言，該第一磁鐵481可接附至該基板支撐構件402，而該第二磁鐵482和該第三磁鐵483可接附至該基座401。

接下來，將詳細描述該上側烘乾模組205A和該下側烘乾模組205B，其中每一個烘乾模組均包含上述該基板保持機構。該上側烘乾模組205A和該下側烘乾模組205B係實施旋轉移動式烘乾作業的烘乾機器。由於該上側烘乾模組205A和該下側烘乾模組205B具有相同的結構，所以將於下文中描述該上側烘乾模組205A。第45圖係顯示上側烘乾模組205A之垂直剖面圖，而第46圖係顯示該上側烘乾模組205A之平面圖。

用以將作為清潔液體之純水供應至該晶圓W之表面(前端表面)上方的前端噴嘴454係配置於該晶圓W之上。該前端噴嘴454係定向以向該基板W之中心。該前端噴嘴454係耦接至未顯示於附圖中之純水供應源(亦即，清潔液體供應源)，並且供應該純水至該晶圓W之前端表面的中心。除了純水以外，也可使用化學液體作為清潔液體。兩個用以實施旋轉移動烘乾之平行噴嘴460和461係配置於該晶圓W之上。該噴嘴460係用以供應IPA蒸汽(異丙醇和N₂氣體之混合物)至該晶圓W之前端表面上方。為了避免烘乾該晶圓W之前端表面，該噴嘴461係用以供應純水至該晶圓W之前端表面上方。該等噴嘴460和461可以該晶圓W之徑向方向移動。

該轉動桿405中儲藏有後端噴嘴463和氣體噴嘴464，且該後端噴嘴463耦接至清潔液體供應源465，而該氣體噴嘴464耦接至烘乾氣體供應源466。該清潔液體供應源465中儲存有作為清潔液體之純水，並且透過該後端噴嘴463將該純水供應至該晶圓W之背面(rear surface)。該烘乾氣體供應源466中儲存有作為烘乾氣體之N₂氣體或乾燥氣體，並且透過該氣體噴嘴464將該烘乾氣體供應至該晶圓W之背面。

第47圖係用以供應IPA蒸汽(異丙醇和N₂氣體之混合物)至該噴嘴460之IPA供應單元。此IPA供應單元裝設在該基板處理裝置中。如第47圖中所示，該IPA供應單元包含由金屬(如不鏽鋼)製成的氣泡槽(bubbling tank)501。於該氣泡槽501內部，用以產生N₂氣體氣泡之氣泡機(bubbler)502裝設於該氣泡槽501之底部。此氣泡機502係耦接至N₂氣體氣泡線503，且該N₂氣體氣泡線503係耦接至N₂氣體引入線504。此N₂氣體引入線504係耦接至N₂氣體供應源505。調節閥514和515係設置於該N₂氣體引入線504和該N₂氣體氣泡線503上。

質量流量控制器(mass flow controller)520和過濾器521係設置於該N₂氣體氣泡線503上。該N₂氣體經由該N₂氣體引入線504、該N₂氣體氣泡線503以及過濾器521自該N₂氣體供應源505供應至該氣泡機502。藉由該質量流量控制器520維持該N₂氣體之固定流率。至該氣泡機502之較佳N₂氣體流率係在大約0至10SLM的範圍內。“SLM”一詞係“每分鐘標準公升(Standard Liter per Minute)”的縮寫，並且代表在溫度0度和一大氣壓(1atm)下的氣體流率。

IPA液體供應線506和IPA蒸汽傳遞線507進一步耦接至該氣泡槽501。該IPA蒸汽傳遞線507透過過濾器522耦接至該上側烘乾模組205A和該下側烘乾模組205B之噴嘴460(如第45圖所示)。該IPA液體供應線506係耦接至IPA供應源508，且該IPA供應源508透過該IPA液體供應線506供應IPA液體(異丙醇)至該氣泡槽501。液體水位感測器(liquid-level sensor)設置於該氣泡槽501中，用以偵測該氣泡槽501中之IPA液體之液體水位。調節閥516係設置於該IPA液體供應線506上。操作此調節閥516以便調節欲供應至該氣泡槽501之IPA液體之流率，使得該液體水位感測器之輸出信號(亦即，該氣泡槽501中之IPA液體之水位)維持在預定範圍內。舉例而言，200mL至700mL範圍內的IPA液體係儲存於該氣泡槽501中。

一般而言，當正在持續產生氣泡時，該氣泡槽501中IPA液體之溫度由於IPA之蒸發熱而下降。該IPA液體之溫度下降造成該IPA蒸汽濃度降低，可能使得該晶圓之穩定烘乾發生故障。因此，為了維持該IPA液體為固定溫度，繞著該氣泡槽501設置水外罩(water jacket)510。熱水供應至該水外罩510，並且流經該水外罩510，藉以維持該氣泡槽501中所殘留之IPA液體之溫度為固定溫度。該熱水透過該水外罩510之下側部位上的進水口(inlet)流入該水外罩510，並且透過該水外罩510之上側部位上的出水口(outlet)流出該水外罩510。流經該水外罩510之熱水的較佳流率係在50mL/min至200mL/min的範圍內，而該熱水的較佳溫度係在22至25度的範圍內。於此實施例中，DIW(極純水)係用作該熱水。然而，也可使用其他媒介物。

於該IPA液體中製造N₂氣體氣泡會產生IPA蒸汽，且該IPA蒸汽儲存在該氣泡槽501之上側空間中。此IPA蒸汽透過該IPA蒸汽傳遞線507和該過濾器522傳遞至該上側烘乾模組205A和該下側烘乾模組205B之噴嘴460(如第45圖所示)。藉由讓該IPA蒸汽通過該過濾器522，可維持欲供應至該晶圓之IPA蒸汽為清潔的。該IPA蒸汽之較佳溫度在18至25度的範圍內。此溫度範圍係有鑑於避免該晶圓上之熱應力(thermal stress)而決定。

該氣泡槽501中所產生的IPA蒸汽之較佳濃度係在大約0至4vol%的範圍內。當該熱水本身的溫度增加時，該氣泡槽501中之IPA液體的溫度也會增加。於是，蒸發之IPA的濃度會增加。因此，能夠藉由該熱水的溫度調整該IPA蒸汽之濃度。利用該熱水加熱該IPA液體的優點係該基板處理裝置中不需使用如加熱器之電熱源，而因此能夠確保該基板處理裝置的安全性。

N₂稀釋線(dilution line)525係設置作為旁路線(bypass line)，且該旁路線將該N₂氣體引入線504耦接至該IPA蒸汽傳遞線507。質量流量控制器527、調節閥(regulating valve)528及檢查閥(check valve)529係設置於該N₂稀釋線 525上。藉由透過該N₂稀釋線525直接傳遞該N₂氣體至該IPA蒸汽傳遞線507，能夠利用該N₂氣體稀釋該IPA蒸汽。藉由該質量流量控制器527控制欲傳遞至該IPA蒸汽傳遞線507之N₂氣體之流率。

IPA釋放線(relief line)530係連接至該氣泡槽501之上側部位。調節閥532、檢查閥533及釋放閥(release valve)534係設置於該IPA釋放線530上。該調節閥532和該釋放閥534係平行地配置。當該氣泡槽501中之壓力超過某特定數值時，開啟該釋放閥534，以將該氣泡槽501中之IPA蒸汽釋放至該氣泡槽501之外部。再者，當該氣泡槽501補充IPA時，開啟該調節閥532以令該氣泡槽501之內部處於大氣壓力下。該等調節閥515和528可為關閉閥(shut-off valve)。於此案例中，係藉由該質量流量控制器520和527調節該N₂氣體之流率，而另一方面，係藉由該等關閉閥515和528關閉該N₂氣體流。

接下來，將描述具有上述該等結構之烘乾模組205A的作業。

首先，該晶圓W和該旋轉罩蓋450係藉由該馬達415一致地轉動。於此狀態中，該前端噴嘴454和該後端噴嘴463供應該純水至該晶圓W之前端表面(上側表面)和背面(下側表面)上方，以便利用該純水沖洗該晶圓W整體。供應至該晶圓W之純水經由離心力而散佈於該前端表面和該背面上，藉此沖洗該晶圓W之所有表面。自該正在轉動之晶圓W翻落下來的純水係由該旋轉罩蓋450所接獲，並且流入該排水孔451。當正在沖洗該晶圓W時，該兩個噴嘴460和461係位於遠離該晶圓W之給定的閒置位置。

接著，停止自該前端噴嘴454供應該純水，並且移動該前端噴嘴454至遠離該晶圓W之給定的閒置位置。移動該兩個噴嘴460和461至其位於該晶圓之上的作業位置。當正以30至150min^-1之低速轉動該晶圓W時，該噴嘴460供應該IPA蒸汽而該噴嘴461供應該純水至該晶圓W之前端表面上方。於此作業期間，該後端噴嘴463供應該純水至該晶圓W之背面。該兩個噴嘴460和461係同時地以該晶圓W之徑向方向移動，藉以烘乾該晶圓W之前端表面(上側表面)。

其後，移動該兩個噴嘴460和461至其閒置位置，並且停止自該後端噴嘴463供應該純水。接著，以1000至1500min^-1之高速轉動該晶圓W，藉此將該純水自該晶圓W之背面去除。在此作業期間，該氣體噴嘴464供應該烘乾氣體至該晶圓W之背面。以此方式，烘乾該晶圓W之背面。藉由第1圖中所示之傳送機器人22將經過烘乾之晶圓自該烘乾模組205A移除，並且將經過烘乾之晶圓退回至該晶圓匣。以此方式，實施一連串包含晶圓之研磨、清潔和烘乾程序。根據上述該等結構，該烘乾模組205A能夠迅速地且有效地烘乾該晶圓W之上側和下側表面兩者，並且能夠精確地控制該烘乾作業之終止時點。因此，該烘乾程序不會成為總體清潔程序中限制速率之步驟。此外，因為能夠等化該清潔區4中所形成之多條清潔線的處理時間，所以能夠改善該等程序之整體處理量。

先前所描述之實施例係提供熟習本領域者能夠製造和使用本發明。此外，熟習本領域者可明白到本發明可進行許多不同的修改，而且可將本文中所描述之一般原理和具體範例應用至其他實施例中。因此，本發明並非意圖限定本文中所描述之實施例，而係欲符合本發明之申請專利範圍和等效範圍所定義之最大範疇。