[发明专利]衬底抛光设备和方法

说明书

本申请是2007年10月8日提交的名称为“衬底抛光设备和方法”的200710162207.9号中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种衬底抛光设备和方法，尤其涉及一种适于抛光大尺寸玻璃衬底上的绝缘材料层或导电材料层的衬底抛光设备和方法。而且，本发明涉及一种衬底接收方法。

背景技术

用于太阳能电池和平板显示器的透明玻璃衬底具有在其上利用银膏印刷形成的电路。然而，使用银膏的工艺已经成为问题，因为这种工艺成本较高且在生产精细的连线中遇到困难。

随着以液晶显示器为代表的图像显示设备变得尺寸更大，其中使用的玻璃衬底也变得尺寸更大。为了生产用于这些更大的图像显示设备的精细连线且降低其成本，已经需要一种连线形成工艺，其中代替使用碳膏和银膏，绝缘层沉积在玻璃衬底上，在绝缘层的表面上形成精细的连线凹槽，在连线凹槽内嵌入镀覆金属层(例如，镀Cu层)，以及除去多于金属层以提供平坦表面。

获得高表面平整度的一种常规技术是抛光晶片(衬底)以用于制造半导体器件的工艺。通常，CMP(化学机械抛光)设备在本领域作为抛光晶片的设备。CMP设备包括垂直转动轴、安装在所述垂直转动轴下端用于保持衬底而使其将被抛光表面面向下的衬底保持器、另一垂直转动轴、以面对所述衬底保持器的关系安装在所述另一垂直转动轴上端的转台、和安装在所述转台上表面上的抛光垫。在CMP设备中，被转动的衬底保持器保持的衬底压靠在转动的转台上的抛光垫上而使衬底抛光。同时，使用诸如浆液等的抛光液产生化学反应，以抛光衬底。对于详细内容，参照日本专利公报No.2003-309089。

如果将由CMP设备抛光的玻璃衬底尺寸变得更大，那么CMP设备需要也尺寸变得更大。为了使CMP设备功能性更强且更紧凑，需要解决下述问题：

(1)大尺寸玻璃衬底需要可靠地保持并吸在衬底保持器的保持表面(平坦表面)上。然而，大尺寸玻璃衬底薄，且很容易变形或弯曲。而且，在抛光之前镀覆有铜等的玻璃衬底易于翘曲，且很容易断裂。这种趋势必须保持最小。

(2)如果颗粒和杂质陷留在衬底保持器的保持表面和玻璃衬底表面之间，则玻璃衬底易于在抛光过程中断裂。所以，需要防止颗粒和杂质陷留在衬底保持器的保持表面和玻璃衬底的表面之间。

(3)当抛光大尺寸玻璃衬底时，转台上表面上的抛光垫和玻璃衬底分别具有较大的接触面积，且产生大量的摩擦热。浆液(抛光液)等的化学反应也产生大量的摩擦热。这些热量必须减少。

(4)抛光大尺寸玻璃衬底需要大量的浆液(抛光液)。为了降低抛光玻璃衬底的工艺成本，需要减少抛光工艺中消耗的浆液(抛光液)量。

(5)大尺寸玻璃衬底是通过衬底保持器经具有大吸引面积的衬底保持器的吸引表面(保持表面)吸引，在表面张力作用下与吸引表面保持紧密接触。所以，在玻璃衬底抛光之后，玻璃衬底很难完整地从吸引表面上在均匀力作用下沿一个方向释放(取下)，当从衬底保持器上取下时可能损坏。需要从衬底保持器的吸引表面上释放(取下)玻璃衬底而没有造成对玻璃衬底的损坏。

(6)CMP设备需要大尺寸的清洗单元，用于清洗已抛光的大尺寸玻璃衬底。通常，CMP设备具有玻璃衬底传递单元，诸如机械手，用于在玻璃衬底抛光之后将玻璃衬底传递到清洗单元。然而，用于传递大尺寸玻璃衬底的玻璃衬底传递单元难以使CMP设备更紧凑和成本低。

(7)装在转台上表面上的抛光垫是可消耗品，需要在它已经达到其使用寿命之后更换。然而，在大尺寸转台上的抛光垫不容易在短时间内更换。所以，需要有利于抛光垫的更换，以缩短机器的停机时间。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种抛光设备和方法、以及一种衬底接收方法，它们将解决上述的问题(1)至(7)，且能将大尺寸玻璃衬底抛光至更高的平整度、以及清洗和干燥已抛光的大尺寸玻璃衬底。

根据本发明的第一方面，提供了一种衬底抛光设备，包括：衬底保持机构，该衬底保持机构包括用于保持待抛光衬底的机头；抛光机构，该抛光机构包括具有抛光工具的抛光台，由所述机头保持的衬底被压靠所述抛光台上的所述抛光工具，以通过所述衬底和所述抛光工具的相对运动抛光所述衬底；衬底传递机构，该衬底传递机构包括用于接收待抛光衬底的待抛光衬底接收器、和用于接收已抛光衬底的已抛光衬底接收器，所述待抛光衬底接收器和已抛光衬底接收器相互同轴地设置。