CN101264588A - 衬底清洁设备 - Google Patents

Abstract

一种衬底清洁设备包括：至少一个辊抛光单元，其可旋转地接触并按压衬底表面且具有清洁衬底表面的抛光辊；以及至少一个修整单元，其提供在辊抛光单元附近并处理抛光辊的表面。可普遍使用具有多种尺寸的衬底，且可高质量地清洁衬底表面。

Description

衬底清洁设备

技术领域

本发明涉及一种衬底清洁设备，且更明确地说涉及一种可用于多种尺寸的所有衬底并高质量地清洁衬底表面的衬底清洁设备。

背景技术

衬底是指例如液晶显示器(liquid crystal display，LCD)、等离子显示面板(plasma display panel，PDP)和有机发光二极管(organic light emittingdiode，OLED)等平板显示器(flat panel display，FPD)、半导体晶片和光掩膜玻璃。如FPD的衬底和如半导体晶片的衬底在材料和用途方面存在差异。然而，衬底的一系列工艺，例如暴露、显影、蚀刻、剥离、冲洗和清洁等工艺，对于那些衬底实质上相同。当依次执行这些工艺时，制成衬底。

因此，以下描述中使用的词汇“衬底”可视为包含所有上述衬底的词汇。为了便于阐释，以下描述中词汇“衬底”是指FPD，明确地说是指LCD衬底。

LCD衬底是通过薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)工艺、单元工艺和模块工艺而释放为产品。TFT工艺与半导体制造工艺非常类似。多个TFT通过重复沉积、光刻和蚀刻而布置在玻璃衬底上。在单元工艺中，定向膜形成在TFT工艺中制造的TFT下部衬底和上部衬底(其为彩色滤光片)上，以使液晶较好地布置。上部和下部衬底通过提供间隔物和执行密封印刷而粘合地组合。在模块工艺中，将极化面板附接到完成的衬底，安装驱动IC，组装印刷电路板(printed circuit board，PCB)，并将背光单元和其它零件组装在完成的衬底的后表面上。

在将极化面板附接到衬底之前，在模块工艺中添加衬底表面的清洁工艺。也就是说，去除(清洁)执行先前工艺时产生的残留在衬底表面上的例如灰尘或碎屑等杂质，使得衬底表面被清洁，并使其处于实质上完全镜面状态。

衬底清洁设备以直接按压和研磨衬底表面而不是简单地注射水的方法清洁衬底表面。所述方法包含使用条带的方法和使用抛光织物的方法，其是众所周知的技术。

使用条带的衬底清洁设备展示出实质上优良的清洁力，因为其通过允许条带直接且用力接触衬底表面来清洁衬底表面。相比之下，在使用抛光织物的衬底清洁设备中，由于抛光织物不是用力接触衬底表面且在衬底表面上粗糙地挥击，所以与使用条带的衬底清洁设备相比，其清洁力略微降低。

尽管使用抛光织物的衬底清洁设备具有稍低的清洁力而使用条带的衬底清洁设备具有优良的清洁力，但使用条带的衬底清洁设备的一个问题是，需要用于驱动条带和其它相关零件的额外设备，使得所述设备的结构复杂。明确地说，由于条带驱动的缘故存在产生微粒的可能性。

最近，为了解决上述问题，已开发一种衬底清洁设备作为组合了使用条带或抛光织物的方法的优点的新方法，在所述设备中，将衬底***在两个旋转抛光辊(polishing roll)之间，以通过抛光辊来清洁衬底表面。然而，尽管通过旋转抛光辊来清洁衬底表面的方法优于使用条带或抛光织物的上述方法，但除非解决以下问题，否则衬底的清洁效率可能降低。

第一，当衬底尺寸变化时，不能较好地执行清洁。也就是说，使用单一衬底清洁设备来清洁相同尺寸的衬底不存在问题。然而，当清洁具有多种尺寸的衬底时，接触衬底的抛光辊表面与抛光辊的其它部分相比可能相当快地被磨损。在此情况下，抛光辊表面无法维持实质上平坦状态。当在清洁不同尺寸的衬底(例如，小型衬底)之后，使用处于此状态的抛光辊来清洁42英寸以上的大型衬底时，不能均匀地清洁衬底表面。

第二，检查抛光辊的抛光量实质上较困难。也就是说，随着抛光辊按压衬底来清洁衬底表面，抛光辊表面被磨损。在此情况下，由于衬底与抛光辊之间的距离不能设定为所需水平，所以不能按需要执行清洁。因此，为了维持衬底与抛光辊之间的距离恒定，需要检查抛光辊表面的磨损程度，且因此需要持续校正所述距离。

此外，将辊轴耦合到抛光辊以使抛光辊旋转。当成对提供辊轴并将其简单地耦合到抛光辊的两端时，抛光辊难以均匀地按压衬底。换句话说，在上述方法中，当辊轴的两端按压衬底时，抛光辊表面不能均匀地接触和按压衬底。虽然抛光辊的两个端部均接触衬底，但抛光辊的中间部分往上提升且不能接触衬底。在此情况下，虽然较好地执行衬底的两个端侧的清洁，但衬底的中间区域未得到较好地清洁，使得不能均匀地清洁衬底。

发明内容

为了解决上述和/或其它问题，本发明提供一种可高质量地清洁衬底表面并可普遍用于具有不同尺寸的所有衬底的衬底清洁设备。

本发明提供一种可通过校正衬底与抛光辊之间的距离来高质量地清洁衬底表面的衬底清洁设备。

本发明提供一种可通过允许抛光辊均匀地接触衬底表面来高质量地清洁衬底表面的衬底清洁设备。

根据本发明的一方面，衬底清洁设备包括：至少一个辊抛光单元，其可旋转地接触并按压衬底表面且具有清洁衬底表面的抛光辊；以及至少一个修整单元(dressing unit)，其提供在辊抛光单元附近并处理抛光辊的表面。

根据本发明的另一方面，衬底清洁设备包括：至少一个辊抛光单元，其可旋转地接触并按压衬底表面且具有清洁衬底表面的抛光辊；以及至少一个上/下调节单元，其基于接触衬底表面的抛光辊的衬底的磨损程度而独立地使辊抛光单元相对于衬底上/下移动。

根据本发明的另一方面，衬底清洁设备包括清洁衬底表面的至少一个辊抛光单元，其中所述辊抛光单元包括：抛光辊，其可旋转地接触并按压衬底表面以清洁衬底表面；以及辊轴，其朝向抛光辊的中间部分，在与抛光辊的两端分离预定距离的位置处耦合到抛光辊，以使抛光辊相对于整个衬底表面施加实质上均匀的压力。

根据本发明，由于可普遍使用具有不同尺寸的所有衬底，所以可高质量地清洁衬底表面。并且，由于可校正衬底与抛光辊之间的距离，所以可高质量地清洁衬底表面。此外，由于抛光辊可均匀地接触并按压衬底表面，所以可高质量地清洁衬底表面。

附图说明

本发明的以上和其它特征及优点将通过参看附图详细描述本发明的优选实施例变得更显而易见，附图中：

图1是根据本发明实施例的衬底清洁设备的透视图，其绘示辊抛光单元和衬底的布置。

图2是图1所示的第一辊抛光单元的横截面图。

图3是根据本发明实施例的衬底清洁设备的前视图。

图4说明根据本发明实施例的衬底清洁设备中辊抛光单元和修整单元的布置。

具体实施方式

参看用于说明本发明的优选实施例的附图，以便获得对本发明、其优点和通过实施本发明实现的目的的充分理解。下文中，将通过参看附图阐释本发明的优选实施例来详细描述本发明。附图中相同参考标号表示相同元件。

图1是根据本发明实施例的衬底清洁设备的透视图，其绘示辊抛光单元和衬底的布置。图2是图1所示的第一辊抛光单元的横截面图。图3是根据本发明实施例的衬底清洁设备的前视图。图4说明根据本发明实施例的衬底清洁设备中辊抛光单元和修整单元的布置。

如图1到图4所示，根据本实施例的衬底清洁设备包含主体1、耦合到主体1的辊抛光单元10、20、30和40、修整单元51-54，以及上/下调节单元60和70。如图3所示，主体1形成衬底清洁设备的外部框架。在本实施例中，由于仅在图3和图4中说明辊抛光单元10、20、30和40、修整单元51-54，以及上/下调节单元60和70，所以部分说明主体1。然而，必须了解，主体1相互作用地耦合到除图3中说明的零件以外的周围装置。

参看图3，主体1包含占据主体1的大部分表面的垂直板1a和1b、水平布置在垂直板1a和1b的上部部分的两侧的水平板2，以及垂直且纵长地布置在垂直和水平板1a、1b和2的两个端部的外部框架3。

垂直板1a和1b用作用于支撑上/下调节单元60和70以及作为稍后将描述的缓冲控制部件8的低摩擦汽缸(low friction cylinder)8的部位。水平板2具有稍后将描述的第一和第二上升轴(elevation shaft)65和75通过的部分。因此，水平板2具有多个通孔，本文中为了便于阐释而省略其参考标号。

辊抛光单元10、20、30和40实质上接触衬底G并清洁衬底G的表面。在本说明书中，术语“清洁”包含洗涤、清理、研磨等所有概念。

在本实施例中，提供总共四个辊抛光单元10、20、30和40。也就是说，辊抛光单元相对于衬底G分别提供在前方上侧和下侧以及后方上侧和下侧。位于衬底G的上部部分中的两个辊抛光单元10和30清洁衬底G的上表面，而位于衬底G的下部部分中的两个辊抛光单元20和40清洁衬底G的下表面。因此，可使较短时间内的清洁效率最大。

然而，由于本发明的恰当范围不限于此，所以可提供总共两个或六个辊抛光单元。另外，可提供一个辊抛光单元。在此情况下，仅可清洁衬底G的表面中的一者。

在以下描述中，为了便于阐释，四个辊抛光单元10、20、30和40分别指第一到第四辊抛光单元10、20、30和40。因此，区别使用参考标号。

在所述四个辊抛光单元10、20、30和40中，第一和第二辊抛光单元10和20成为一对，且第三和第四辊抛光单元30和40成为一对。第一和第二辊抛光单元10和20以及第三和第四辊抛光单元30和40相对于用于使衬底G通过的空间而单独布置。

由于第一到第四辊抛光单元10、20、30和40中的每一者的结构实质上彼此相同，所以在以下描述中，仅参看图1和图3详细描述第一和第二辊抛光单元10和20。第三和第四辊抛光单元30和40的结构和操作与第一和第二辊抛光单元10和20的结构和操作相同。

第一和第二辊抛光单元10和20分别包含：第一和第二抛光辊11和21，其可旋转地按压以接触衬底G的两个表面来清洁所述表面；第一和第二辊轴12和22，其支撑第一和第二抛光辊11和31；以及第一和第二旋转驱动部分13和23，其分别耦合到第一和第二辊轴12和22中的每一者的端部，以独立地旋转第一和第二辊轴12和22。

第一和第二抛光辊11和21被用力按压以接触衬底G的上表面和下表面。实际上，衬底G的上表面和下表面由第一和第二抛光辊11和21与第三和第四辊抛光单元30和40一起清洁。因此，第一和第二抛光辊11和21由不会在衬底G上留下划痕的材料制成，例如橡胶、硅、氨基甲酸酯泡沫垫(urethane foaming pad)或毡。

然而，用于第一和第二抛光辊11和21的材料略微不足以缓冲施加到衬底G的冲击。也就是说，由于第一和第二抛光辊11和21大约重几十千克，所以除非有用于缓冲第一和第二抛光辊11和21的构件，否则衬底G可能损坏。

因此，在本实施例中，进一步提供缓冲控制部件8，其控制接触并按压衬底G的第一和第二抛光辊11和21的按压和接触程度。尽管存在多种类型的缓冲控制部件8，但在本实施例中，采用多个低摩擦汽缸8，其耦合到主体1并提供成对应于各个第一到第四抛光单元10、20、30和40。

关于第一和第二抛光辊11和21的长度，由于根据本实施例的衬底清洁设备可应用于具有(例如)32英寸到46英寸的尺寸的衬底(未图示)，所以第一和第二抛光辊11和21可具有足以覆盖具有至少46英寸的尺寸的衬底(未图示)的长度。然而，由于本发明的恰当范围不限于此，所以第一和第二抛光辊11和21可具有足以覆盖具有超过46英寸的尺寸的衬底(未图示)的长度。第一和第二抛光辊11和21相对于衬底G通过的空间而单独布置。

第一和第二辊轴12和22沿着第一和第二抛光辊11和21的纵向方向，在相反方向上从第一和第二抛光辊11和21的两端延伸。尽管未详细说明，但第一和第二辊轴12和22不彼此分离，而是穿透第一和第二抛光辊11和21的内部，且耦合到第一和第二抛光辊11和21。

参看图2详细描述以上结构。图2是图1所示的四个辊抛光单元10、20、30和40中的第一辊抛光单元10的横截面图。如图2所示，第一辊轴12穿透第一抛光辊11并耦合到第一抛光辊11。第一辊轴12的两个端部沿着第一抛光辊11的纵向方向在相反方向上暴露。换句话说，第一辊轴12具有线性金属杆形状。

由于第一辊轴12具有线性金属杆形状且第一抛光辊11耦合在第一辊轴12的中间部分外部，所以当第一辊轴12的两端按压抵靠衬底G时，第一抛光辊11的表面可均匀地接触并按压衬底G而不提升。因此，可防止根据常规技术的问题，即当第一抛光辊11的两个端部均接触衬底G且其中间部分从衬底G提升时，两个端部被较好地清洁但中间部分未被较好地清洁，使得不能均匀地清洁衬底G。

在第一辊轴12与第一抛光辊11之间进一步提供以下结构以将第一抛光辊11牢固地耦合到第一辊轴12的外表面。也就是说，在第一辊轴12中第一抛光辊11所处的地方，提供将第一辊轴12耦合到第一抛光辊11的多个固定环16a。在本实施例中，单独布置两个固定环16a。

楔(key)16b耦合到固定环16a的每一者，以防止固定环16a分离。O环16c进一步耦合在固定环16a周围。并且，固定第一抛光辊11和第一辊轴12的固定螺母16d安装在第一抛光辊11的两个端部处。

两个固定环16a安装在第一辊轴12内部并通过楔16b耦合。O环16c耦合在固定环16a周围之后，将第一抛光辊11***在第一辊轴12周围。接着，通过将固定螺母16d安装在第一抛光辊11的两个端部处，使第一辊轴12与第一抛光辊11彼此牢固地耦合。因此，第一抛光辊11可均匀地接触并按压衬底G的表面。尽管仅描述第一辊抛光单元10的内部结构，但与图2的结构相同的结构可应用于第二到第四辊抛光单元20、30和40。

如从图1和图3可见，第一和第二辊轴12和22具有不同长度。也就是说，第一辊轴12长于第二辊轴22。这是为了确保用于安装第一和第二旋转驱动部分13和23的空间。也就是说，如果第一和第二辊轴12和22的长度相同，那么将第一和第二旋转驱动部分13和23耦合到第一和第二辊轴12和22时可能存在空间限制。因此，在本实施例中，第一和第二辊轴12和22的长度设计成彼此不同。然而，如果不存在空间限制，那么第一和第二辊轴12和22可具有相同长度。稍后将描述的第一和第二上升移动轴65和75所耦合到的第一和第二轴耦合部分14和24进一步提供在第一和第二辊轴12和22的端部。

第一和第二旋转驱动部分13和23旋转第一和第二辊轴12和22，以便因此旋转第一和第二抛光辊11和21。因此，第一和第二旋转驱动部分13和23分别耦合到第一和第二辊轴12和22的每一者的端部。尽管未详细描述第一和第二旋转驱动部分13和23，但第一和第二旋转驱动部分13和23的每一者包含能够在向前和向后两个方向上旋转的马达和使马达的旋转力减速的减速器，其以组合件形式组装。

当第一和第二旋转驱动部分13和23由单独控制信号操作时，第一和第二辊轴12和22旋转，使得第一和第二抛光辊11和21旋转。因此，可清洁在第一与第二抛光辊11与21之间通过的衬底G的上表面和下表面。第一和第二辊抛光单元10和20的上述结构和操作直接适用于第三和第四辊抛光单元30和40。

如上所述，尽管当使用根据本实施例的衬底清洁设备清洁具有相同尺寸的衬底G时没有问题，但当使用根据本发明的衬底清洁设备清洁具有多种尺寸(例如，32英寸和46英寸)的衬底G时，第一和第二抛光辊11和21的表面中接触衬底G的部分与其它部分相比，其较快地磨损。在此情况下，第一和第二抛光辊11和21无法维持实质上平坦状态，且此外无法均匀地清洁衬底G的表面。

因此，为了维持第一和第二抛光辊11和21与衬底G之间的距离恒定，需要检查第一和第二抛光辊11和21的表面磨损的程度，并频繁地校正由于磨损引起的误差。这种检查和校正由第一到第四修整单元51-54处理。第一到第四修整单元51-54可在清洁工作完成之后或与清洁工作同时执行上述工作。

第一到第四修整单元51-54分别提供在第一到第四抛光单元10、20、30和40处，以研磨第一到第四抛光辊11、21、31和41的表面，所述第一到第四抛光辊11、21、31和41基于稍后将描述的上/下调节单元60和70的操作而操作。也就是说，当上/下调节单元60和70独立地使第一到第四辊抛光单元10、20、30和40上下移动时，可研磨对应于第一到第四修整单元51-54的第一到第四抛光辊11、21、31和41的表面。首先，描述第一到第四修整单元51-54。

为了参考起见，本实施例的图仅说明根据本实施例的衬底清洁设备的概念。因此，参看图3和图4，尽管第一到第四修整单元51-54看上去提供成与主体1分离，但实质上第一到第四修整单元51-54借助单独的连接装置而耦合到主体1。

参看图3和图4，第一到第四修整单元51-54分别包含：第一到第四研磨刀片51a-54a，其沿着第一到第四抛光辊11、21、31和41的纵向方向纵长地提供，并具有选择性地接触第一到第四抛光辊11、21、31和41的表面以研磨第一到第四抛光辊11、21、31和41的表面的前导端(leading end)；以及第一到第四刀片驱动部分51b-54b，其驱动第一到第四研磨刀片51a-54a。

作为用于研磨第一到第四抛光辊11、21、31和41的表面的部分的第一到第四研磨刀片51a-54a可由展示出优良研磨效率的材料制成，例如陶瓷或人造金刚石。

第一到第四刀片驱动部分51b-54b允许第一到第四研磨刀片51a-54a与第一到第四抛光辊11、21、31和41接近或分离，使得第一到第四研磨刀片51a-54a的前导端接触第一到第四抛光辊11、21、31和41的表面。第一到第四刀片驱动部分51b-54b相对于垂直方向以一角度耦合到第一到第四研磨刀片51a-54a，使得第一到第四研磨刀片51a-54a在围绕第一到第四操作轴51c-54c旋转的同时可接触第一到第四抛光辊11、21、31和41的表面。

在对衬底G的清洁工作停止的状态下，当对第一到第四抛光辊11、21、31和41的表面执行研磨工作时，第一到第四刀片驱动部分51b-54b分别使第一到第四研磨刀片51a-54a围绕第一到第四操作轴51c-54c旋转。接着，如图4的双点点划线所指示，第一到第四研磨刀片51a-54a的前导端分别接触第一到第四抛光辊11、21、31和41的表面。

在此状态下，当第一到第四抛光辊11、21、31和41旋转时，第一到第四研磨刀片51a-54a将第一到第四抛光辊11、21、31和41的表面处理为实质上平坦的。当对第一到第四抛光辊11、21、31和41的表面的研磨工作完成时，第一到第四刀片驱动部分51b-54b将第一到第四研磨刀片51a-54a返回到由图4的实线指示的原始位置，且再次执行对衬底G的清洁工作。

尽管省略了详细描述，但为了对第一到第四抛光辊11、21、31和41的表面执行研磨工作，需要检查对第一到第四抛光辊11、21、31和41的表面的研磨量(磨损程度)。为此目的，提供检测部分61和71，如稍后所描述。

检测部分61和71根据相对于传感器参考部分62和72的相对位移检测第一和第二抛光单元10和20需要上/下移动的程度。接收检测信号的控制器(未图示)控制上/下驱动部分63和73中提供的第一和第二伺服马达64和74的操作。

换句话说，当衬底G进入第一和第二抛光辊11与21以及第三和第四抛光辊31与41之间或在其间退出时，检测部分61和71检测第一和第二抛光辊11与21以及第三和第四抛光辊31与41之间的相对间隔。将检测的结果值传输到控制器。基于第一和第二抛光辊11与21以及第三和第四抛光辊31与41之间的相对间隔，控制部分确定第一和第二抛光辊11和21以及第三和第四抛光辊31和41的磨损程度，并控制上/下驱动部分63和73中提供的第一和第二伺服马达64和74的操作。对每一衬底G连续执行以上操作。

鉴于以上操作，检测部分61和71实时检查对第一到第四抛光辊11、21、31和41的表面的研磨量，并与上/下调节单元60和70的操作相互作用而将第一到第四抛光辊11、21、31和41的表面实质上研磨成平坦的。下文描述与第一到第四修整单元51-54相互作用地操作的上/下调节单元60和70。

上/下调节单元60和70分别对应于第一到第四辊抛光单元10、20、30和40而提供，且独立地使第一到第四辊抛光单元10、20、30和40相对于衬底G上/下移动。

在以下描述中，为了便于阐释，将仅参看图3描述对应于第一辊抛光单元10的第一上/下调节单元60。第一上/下调节单元60的结构和操作将直接用于将不描述的第二上/下调节单元70以及第三和第四上/下调节单元(未图示)的结构和操作。为了参考起见，第一上/下调节单元60使第一辊抛光单元10相对于衬底G向下移动。第二上/下调节单元70使第二辊抛光单元20相对于衬底G向上移动。

第一上/下调节单元60包含：第一检测部分61，其根据第一抛光辊11的磨损量检测第一辊抛光单元10相对于衬底G的相对间隔，即第一抛光辊11相对于衬底G的相对间隔；第一上/下驱动部分63，其耦合到第一辊抛光单元10；以及控制器(未图示)，其基于第一检测部分61的检测结果来控制第一上/下驱动部分63的操作。

在本实施例中，第一检测部分61作为检测第一辊抛光单元10的上/下位置的位移传感器61。因此，第一辊抛光单元10进一步包含第一传感器参考部分62，其作为第一检测部分61(即位移传感器61)的参考。第一检测部分61提供在垂直板1a处，且第一检测部分61提供在第一上升移动轴65处。

第一上/下驱动部分63包含：第一伺服马达64，其由控制器控制以补偿位移；一对第一上升移动轴65，其布置在与第一伺服马达64的马达轴64a垂直的方向上，其上端耦合到提供在第一辊抛光单元10的第一辊轴12的两端的第一轴耦合部分14，并与第一抛光单元10一起上/下移动；以及第一功率转移部分66，其将第一伺服马达64的旋转运动转换为第一上升移动轴65的垂直线性运动，并将经转换的运动转移到第一上升移动轴65。

为了参考起见，如上所述，第一轴12沿着第一抛光辊11的纵向方向，在相反方向上从第一抛光辊11的两端延伸。由于第一上升移动轴65耦合到提供在第一轴12的两端的第一轴耦合部分14的每一者，所以成对提供第一上升移动轴65以便一起操作。为了便于阐释，给一对第一上升移动轴65指定相同参考标号。

第一功率转移部分66包含：一对第一耦合件67，其分别耦合到第一上升移动轴65的下部部分；第一横杆68，其由第一伺服马达65在沿着第一伺服马达64的马达轴64a的方向上移动，且其两端分别布置在第一耦合件67的端部处；以及一对第一凸轮轴67a，其分别提供在第一耦合件67的端部，并分别耦合到以一角度形成在第一横杆68的两端的第一槽69。倾斜地形成在第一横杆68的两端的第一槽69形成在相同方向上。

当将功率施加到第一伺服马达64且第一伺服马达64的马达轴64a在一个方向上旋转时，耦合到第一伺服马达64的马达轴64a的第一可移动块64b将第一横杆68移动(例如)到图3的右侧。当第一横杆68移动到图3的右侧时，耦合到第一横杆68的两个端部的第一凸轮轴67a分别在成角度方向上沿着第一槽69向下移动一预定距离。因此，第一耦合件67和第一上升移动轴65也向下移动。因此，耦合到第一上升移动轴65的第一辊抛光单元10相对于衬底G向下移动一预定距离。同样，当操作第二上/下调节单元70时，第二辊抛光单元20可相对于衬底G向上移动一预定距离。

在如上配置的衬底清洁设备的操作中，首先，如图2所示，两个固定环16a安装在第一辊轴12内部并使用楔16b耦合到两个固定环16a。O环16c安装在两个固定环16a的每一者处之后，将第一抛光辊11***在第一辊轴12周围。通过将固定螺母16d安装在第一抛光辊11的两个端部处，使第一辊轴12与第一抛光辊11牢固地耦合。以相同方式组装第二到第四辊抛光单元20、30和40。

将具有上述结构的第一到第四辊抛光单元10、20、30和40安装在主体1处之后，关于衬底G执行清洁工作。也就是说，如图1所示，当第一到第四辊抛光单元10、20、30和40的第一到第四旋转驱动部分13、23、33和43操作时，第一到第四抛光辊11、21、31和41旋转。

在此状态下，当待清洁的衬底G在图1的方向A上移动并进入第一到第四辊抛光单元10、20、30和40(换句话说，第一到第四抛光辊11、21、31和41)之间时，衬底G的上表面由第一和第三抛光辊11和31清洁，且衬底G的下表面由第二和第四抛光辊21和41清洁。在本实施例中，由于所有辊轴12、22、32和42均由线性金属材料形成，所以当第一到第四抛光辊11、21、31和41通过按压辊轴12、22、32和42而接触并按压衬底G时，第一到第四抛光辊11、21、31和41与衬底G不受限制，且完全接触衬底G。因此，可高质量地清洁衬底G的表面。

在对衬底G的清洁工作期间，第一到第四抛光辊11、21、31和41的表面可能磨损，且根据检测部分61和71与传感器参考部分62和72之间的相互作用依据相对位移来检查磨损量。当根据检查结果确定需要对第一到第四抛光辊11、21、31和41的表面进行研磨工作时，立即停止对衬底G的清洁工作。

关于对第一到第四抛光辊11、21、31和41的表面的研磨工作，下文描述第一和第二上/下调节单元60和70以及与其对应的第一和第二修整单元51和52的操作。

在第一和第二上/下调节单元60和70操作之前，如上所述，当衬底G进入第一和第二抛光辊11与21以及第三和第四抛光辊31与41之间以及在其间退出时，检测部分61和71检测第一和第二抛光辊11与21之间以及第三和第四抛光辊31与41之间的相对间隔。将检测的结果值传递到控制器，控制器基于第一和第二抛光辊11与21以及第三和第四抛光辊31与41之间的相对间隔来确定第一和第二抛光辊11和21以及第三和第四抛光辊31和41的磨损程度，并控制上/下驱动部分63和73中提供的第一和第二伺服马达64和74的操作。

当第一辊抛光单元10将相对于衬底G向下移动一预定距离时，将功率施加到第一伺服马达64使得第一伺服马达64的马达轴64a在一个方向上旋转。接着，耦合到第一伺服马达64的马达轴64a的第一可移动块64b将第一横杆68移动(例如)到图3的右侧。当第一横杆68移动到图3的右侧时，耦合到第一横杆68的两端的第一凸轮轴67a在倾斜方向上沿着第一槽69向下移动一预定距离。因此，第一耦合件67和第一上升移动轴65也向下移动。因此，耦合到第一上升移动轴65的第一辊抛光单元10可相对于衬底G向下移动一预定距离。

同样，当第二辊抛光单元20将相对于衬底G向上移动一预定距离时，将功率施加到第二伺服马达74使得第二伺服马达74的马达轴74a在一个方向上旋转。接着，耦合到第二伺服马达74的马达轴74a的第二可移动块74b将第二横杆78移动(例如)到图3的左侧。当第二横杆78移动到图3的左侧时，耦合到第二横杆78的两端的第二凸轮轴77a在倾斜方向上沿着第二槽79向上移动一预定距离。因此，第二耦合件77和第二上升移动轴75也向上移动。因此，耦合到第二上升移动轴75的第二辊抛光单元20可相对于衬底G向上移动一预定距离。

第一和第二修整单元51和52基于第一和第二上/下调节单元60和70的操作而操作。也就是说，第一和第二刀片驱动部分51b和52b分别使第一和第二研磨刀片51a和52a围绕第一和第二操作轴51c和52c旋转。接着，如图3的双点点划线所指示，第一和第二研磨刀片51a和52a的前导端接触第一和第二抛光辊11和21的表面。

在第一和第二研磨刀片51a和52a的前导端接触第一和第二抛光辊11和21的表面的状态下，当第一和第二抛光辊11和21旋转时，第一和第二研磨刀片51a和52a将第一和第二抛光辊11和21的表面处理为实质上平坦的。

当对第一和第二抛光辊11和21的研磨工作完成时，第一和第二刀片驱动部分51b和52b将第一和第二研磨刀片51a和52a返回到由图3的实线指示的原始位置。在第三和第四修整单元53和54中共同地执行以上操作。

当通过第一和第二上/下调节单元60和70的操作容易地调节衬底G与第一和第二抛光辊11和21之间的相对间隔，且因此基于以上操作将第一和第二抛光辊11和21的表面处理为实质上平坦时(如上所述)，再次执行对衬底G的清洁工作。

根据本实施例，可普遍使用具有多种尺寸的所有衬底，且可高质量地清洁衬底G的表面。并且，由于可校正衬底G与第一到第四抛光辊11、21、31和41之间的间隔，所以可高质量地清洁衬底G的表面。并且，由于第一到第四抛光辊11、21、31和41可均匀地接触并按压衬底G的表面，所以可高质量地清洁衬底G的表面。

在以上实施例中，尽管将上/下调节单元描述为与修整单元并行操作，但当因为对衬底清洁设备执行了初始设定而需要与修整单元分离而独立地上/下移动辊抛光单元时，可单独操作上/下调节单元。

虽然已参照本发明的优选实施例具体地展示和描述了本发明，但所属领域的技术人员将了解，可在不脱离由所附权利要求书界定的本发明的精神和范围的情况下在其中作出形式和细节上的各种变化。

Claims (30)

1、一种衬底清洁设备，其特征在于其包括：

至少一个辊抛光单元，其可旋转地接触并按压衬底表面且具有清洁所述衬底表面的抛光辊；以及

至少一个修整单元，其提供在所述辊抛光单元附近并处理所述抛光辊的表面。

2、根据权利要求1所述的衬底清洁设备，其特征在于其中所述辊抛光单元包括：

辊轴，其在所述抛光辊的纵向方向上，从所述抛光辊的两端在相反方向上延伸；以及

旋转驱动部分，其耦合到所述辊轴的任一侧并独立地旋转所述辊轴。

3、根据权利要求2所述的衬底清洁设备，其特征在于其中四个辊抛光单元相对于所述衬底成对地分别提供在前方上侧和下侧以及后方上侧和下侧，且每一对所述辊抛光单元相对于所述衬底通过的空间而彼此分离，且提供在位于所述衬底下侧的所述辊抛光单元中的所述辊轴以及提供在位于所述衬底上侧的所述辊抛光单元中的所述辊轴的长度彼此不同。

4、根据权利要求3所述的衬底清洁设备，其特征在于其中对应于所述四个辊抛光单元的每一者而提供所述修整单元。

5、根据权利要求1所述的衬底清洁设备，其特征在于其中所述修整单元包括：

研磨刀片，其沿着所述抛光辊的所述纵向方向而纵长地提供，并具有选择性地接触所述抛光辊的所述表面并研磨所述抛光辊的所述表面的前导端；以及

刀片驱动部分，其允许所述研磨刀片与所述抛光辊接近或分离，使得所述研磨刀片的所述前导端接触所述抛光辊的所述表面。

6、根据权利要求5所述的衬底清洁设备，其特征在于其中所述刀片驱动部分以相对于垂直方向在一方向上倾斜的角度耦合到所述研磨刀片，使得围绕预定操作轴旋转的所述研磨刀片的前导端接触所述抛光辊的所述表面。

7、根据权利要求2所述的衬底清洁设备，其特征在于其进一步包括至少一个上/下调节单元，所述上/下调节单元基于接触所述衬底表面的所述抛光辊的所述表面的磨损程度而独立地使所述辊抛光单元相对于所述衬底上/下移动。

8、根据权利要求7所述的衬底清洁设备，其特征在于其中所述上/下调节单元包括：

检测部分，其基于所述抛光辊的磨损量检测所述辊抛光单元与所述衬底之间的相对间隔；

上/下驱动部分，其耦合到所述辊抛光单元；以及

控制器，其基于所述检测部分的检测结果来控制所述上/下驱动部分的操作。

9、根据权利要求8所述的衬底清洁设备，其特征在于其中当所述衬底进入一对所述抛光辊之间或从其间退出时，所述检测部分检测所述抛光辊对之间的相对间隔，且所述控制器基于所述抛光辊对之间的所述相对间隔来确定所述抛光辊对的磨损程度，并控制所述上/下驱动部分的操作。

10、根据权利要求8所述的衬底清洁设备，其特征在于其中所述上/下驱动部分包括：

伺服马达，其由所述控制器控制；

一对上升移动轴，其布置在与沿着所述伺服马达的马达轴的方向垂直的方向上，具有耦合到提供在所述辊抛光单元处的一对所述辊轴的上端，并与所述辊抛光单元一起上/下移动；以及

功率转移部分，其将所述伺服马达的旋转运动转换为所述上升移动轴的垂直线性运动，并转移到所述一对上升移动轴。

11、根据权利要求9所述的衬底清洁设备，其特征在于其中所述功率转移部分包括：

一对耦合件，其分别耦合到所述上升移动轴的下部部分；

横杆，其由所述伺服马达在沿着所述伺服马达的所述马达轴的方向上移动，并具有分别布置在所述耦合件处的两端；以及

凸轮轴，其提供在所述耦合件的端部，并耦合到在倾斜方向上形成在所述横杆的两端的每一者处的槽。

12、根据权利要求1所述的衬底清洁设备，其特征在于其进一步包括支撑至少一个辊抛光单元的主体，其中所述主体包括缓冲控制部件，所述缓冲控制部件控制接触并按压所述衬底的所述抛光辊的接触和按压程度。

13、根据权利要求12所述的衬底清洁设备，其特征在于其中所述缓冲控制部件耦合到所述主体，且是逐一对应于所述辊抛光单元而提供的低摩擦汽缸。

14、一种衬底清洁设备，其特征在于其包括：

至少一个辊抛光单元，其可旋转地接触并按压衬底表面且具有清洁所述衬底表面的抛光辊；以及

至少一个上/下调节单元，其基于接触所述衬底表面的所述抛光辊的衬底的磨损程度而独立地使所述辊抛光单元相对于所述衬底上/下移动。

15、根据权利要求14所述的衬底清洁设备，其特征在于其中所述上/下调节单元包括：

检测部分，其检测所述辊抛光单元与所述衬底之间的相对间隔；

上/下驱动部分，其耦合到所述辊抛光单元；以及

控制器，其基于所述检测部分的检测结果来控制所述上/下驱动部分的操作。

16、根据权利要求15所述的衬底清洁设备，其特征在于其中当所述衬底进入一对所述抛光辊之间或从其间退出时，所述检测部分检测所述抛光辊对之间的相对间隔，且所述控制器基于所述抛光辊对之间的所述相对间隔来确定所述抛光辊对的磨损程度，并控制所述上/下驱动部分的操作。

17、根据权利要求15所述的衬底清洁设备，其特征在于其中所述上/下驱动部分包括：

伺服马达，其由所述控制器控制；

一对上升移动轴，其布置在与沿着所述伺服马达的马达轴的方向垂直的方向上，具有耦合到提供在所述辊抛光单元处的一对所述辊轴的上端，并与所述辊抛光单元一起上/下移动；以及

功率转移部分，其将所述伺服马达的旋转运动转换为所述上升移动轴的垂直线性运动，并转移到所述一对上升移动轴。

18、根据权利要求17所述的衬底清洁设备，其特征在于其中所述功率转移部分包括：

一对耦合件，其分别耦合到所述上升移动轴的下部部分；

横杆，其由所述伺服马达在沿着所述伺服马达的所述马达轴的方向上移动，并具有分别布置在所述耦合件处的两端；以及

凸轮轴，其提供在所述耦合件的端部，并耦合到在倾斜方向上形成在所述横杆的两端的每一者处的槽。

19、一种衬底清洁设备，其特征在于其包括清洁衬底表面的至少一个辊抛光单元，其中所述辊抛光单元包括：

抛光辊，其可旋转地接触并按压所述衬底表面以清洁所述衬底表面；以及

辊轴，其朝向所述抛光辊的中间部分，在与所述抛光辊的两端分离预定距离的位置处耦合到所述抛光辊，以使所述抛光辊相对于所述衬底的整个表面施加实质上均匀的压力。

20、根据权利要求19所述的衬底清洁设备，其特征在于其中所述辊轴穿透所述抛光辊的内部并耦合到所述抛光辊的所述中间部分以及两个端部之间的中间部分，且两个端部沿着所述抛光辊的纵向方向，在相反方向上从所述抛光辊的两端暴露。

21、根据权利要求20所述的衬底清洁设备，其特征在于其中在所述辊轴中提供至少一个将所述辊轴耦合到所述抛光辊的固定环，且防止所述固定环脱离的楔耦合到所述固定环。

22、根据权利要求21所述的衬底清洁设备，其特征在于其中O环耦合在所述固定环周围，且固定所述抛光辊和所述辊轴的固定螺母安装在所述抛光辊的两个端部处。

23、根据权利要求19所述的衬底清洁设备，其特征在于其中所述抛光辊由能够缓冲的材料制成，且所述辊轴由具有杆形状的金属材料制成。

24、根据权利要求19所述的衬底清洁设备，其特征在于其进一步包括至少一个修整单元，所述修整单元提供在所述辊抛光单元附近并处理所述抛光辊的表面。

25、根据权利要求24所述的衬底清洁设备，其特征在于其中所述修整单元包括：

研磨刀片，其沿着所述抛光辊的所述纵向方向而纵长地提供，并具有选择性地接触所述抛光辊的所述表面并研磨所述抛光辊的所述表面的前导端；以及

刀片驱动部分，其允许所述研磨刀片与所述抛光辊接近或分离，使得所述研磨刀片的所述前导端接触所述抛光辊的所述表面。

26、根据权利要求19所述的衬底清洁设备，其特征在于其进一步包括至少一个上/下调节单元，所述上/下调节单元基于接触所述衬底表面的所述抛光辊的所述表面的磨损程度而独立地使所述辊抛光单元相对于所述衬底上/下移动。

27、根据权利要求26所述的衬底清洁设备，其特征在于其中所述上/下调节单元包括：

检测部分，其基于所述抛光辊的磨损量检测所述辊抛光单元与所述衬底之间的相对间隔；

上/下驱动部分，其耦合到所述辊抛光单元；以及

控制器，其基于所述检测部分的检测结果来控制所述上/下驱动部分的操作。

28、根据权利要求27所述的衬底清洁设备，其特征在于其中当所述衬底进入一对所述抛光辊之间或从其间退出时，所述检测部分检测所述抛光辊对之间的相对间隔，且所述控制器基于所述抛光辊对之间的所述相对间隔来确定所述抛光辊对的磨损程度，并控制所述上/下驱动部分的操作。

29、根据权利要求27所述的衬底清洁设备，其特征在于其中所述上/下驱动部分包括：

伺服马达，其由所述控制器控制；

一对上升移动轴，其布置在与沿着所述伺服马达的马达轴的方向垂直的方向上，具有耦合到提供在所述辊抛光单元处的一对所述辊轴的上端，并与所述辊抛光单元一起上/下移动；以及

功率转移部分，其将所述伺服马达的旋转运动转换为所述上升移动轴的垂直线性运动，并转移到所述一对上升移动轴。

30、根据权利要求29所述的衬底清洁设备，其特征在于其中所述功率转移部分包括：

一对耦合件，其分别耦合到所述上升移动轴的下部部分；

横杆，其由所述伺服马达在沿着所述伺服马达的所述马达轴的方向上移动，并具有分别布置在所述耦合件处的两端；以及

凸轮轴，其提供在所述耦合件的端部，并耦合到在倾斜方向上形成在所述横杆的两端的每一者处的槽。

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