CN110021536B - 基板处理装置 - Google Patents

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Abstract

本揭示提供一种基板处理装置，包含：一旋转台，其内部包含一第一气体通道和一第二气体通道；一抽气单元，与所述旋转台连接，用于使所述第一气体通道内保持在一负压状态，进而将所述基板保持在所述旋转台上；以及一气体供应单元，与所述旋转台连接，用于供应一保护气体，其中所述保护气体通过所述第二连接通道吹出在所述基板上并环绕所述旋转台的基板承载部。

Description

基板处理装置
技术领域
本揭示涉及一种基板处理装置，特别是涉及一种具有双气源管路的基板处理装置。
背景技术
在传统的单晶圆旋转清洗蚀刻装置中，为了避免喷洒在基板上的蚀刻液体流至基板背(底)面而造成真空吸盘的污染以及破坏其真空吸取的能力。目前业界是采用在单晶圆旋转清洗蚀刻装置旁另增设一个固定式的喷气装置，其是以朝向基板背面喷气的方式将流至基板背面的液体吹落。然而，此类型的喷气装置无法与旋转的基板同步旋转作动，如此难以达到全面性的保护。
然而，倘若要将上述的喷气装置整合在传统的单晶圆旋转清洗蚀刻装置中以使得喷气装置能与基板同步旋转作动则存在一定的困难。举例来说，在传统的单晶圆旋转清洗蚀刻装置中，为了以真空吸取的方式将基板保持在旋转台上，通常会在旋转台内组装气体管路，以发挥真空吸取功能。此类型的装置由于内部仅需安装一条气体管路，故只需通过将气体管路牵引至转轴中心或者是搭配特殊接头设计，即可避免旋转台旋转时造成气体管路绕曲的问题。然而，当单晶圆旋转清洗蚀刻装置中配置两条以上的气体管路时，装设在旋转台内部的两条气体管路存在随着旋转台的转动而彼此缠绕在一起的风险。
有鉴于此，有必要提出一种具有双气源管路的基板处理装置，以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
为解决上述现有技术的问题，本揭示的目的在于提供一种具有双气源管路的基板处理装置，其可有效地解决现有技术中因两条气体管路会随着旋转台的转动而彼此缠绕在一起的问题。
为达成上述目的，本揭示提供一种基板处理装置，包含：一旋转台，用于保持一基板，并且可绕着一中央轴旋转，所述旋转台内部包含一第一气体通道和一第二气体通道，其中所述第一气体通道的一端位在所述旋转台的基板承载部，且另一端位在旋转台的第一位置，以及所述第二气体通道的一端位在所述旋转台的所述基板承载部，且另一端位在旋转台的第二位置；一抽气单元，与所述旋转台的所述第一位置连接，用于使所述第一气体通道内保持在一负压状态，进而将所述基板保持在所述旋转台上；以及一气体供应单元，与所述旋转台的所述第二位置连接，用于供应一保护气体，其中所述保护气体通过所述第二连接通道吹送至所述基板背面上，所述保护气体用于防止施加在所述基板上的处理流体沿所述基板的背面流至所述基板承载部。
在本揭示其中之一优选实施例当中，所述抽气单元包含：一第一轴封，环绕且包覆住所述旋转台的所述第一位置，包含一第一连接通道；一第一气室，设置在所述第一轴封与所述旋转台之间，并且和所述第一气体通道连通；以及一抽气设备，与所述第一轴封的所述第一连接通道连接，用于将所述第一连接通道、所述第一气室和所述第一气体通道内的气体抽出。
在本揭示其中之一优选实施例当中，所述气体供应单元包含：一第二轴封，环绕且包覆住所述旋转台的所述第二位置，包含一第二连接通道；一第二气室，并且和所述第二气体通道连通，设置在所述第二轴封与所述旋转台之间；以及一气体供应设备，与所述第二连接通道连接，用于在所述第二连接通道、所述第二气室和所述第二气体通道内注入所述保护气体。
在本揭示其中之一优选实施例当中，当所述旋转台旋转时，所述抽气单元与所述气体供应单元保持固定不转动。
在本揭示其中之一优选实施例当中，基板处理装置还包含一气体分流环，环绕地设置在所述基板承载部周围，用于将所述气体供应单元供应的所述保护气体分流至多个出气通道，并且所述保护气体通过所述多个出气通道送至所述基板背面上。
在本揭示其中之一优选实施例当中，所述气体分流环的边缘与所述基板的边缘相隔一距离，使得所述保护气体会在所述基板上产生从所述基板的背面的中间周围吹向所述基板背面的边缘的气流。
在本揭示其中之一优选实施例当中，所述保护气体包含氮气。
本揭示提供一种基板处理装置，包含：一旋转台，用于保持一基板；一驱动单元，与所述旋转台连接，用于驱动所述旋转台转动；一第一轴封，环绕且包覆住所述旋转台的一部分，包含一第一连接通道；以及一第一气室，设置在所述第一轴封与所述旋转台之间，其中所述第一轴封的所述第一连接通道连接所述第一气室与外部环境，以及其中所述旋转台内部形成有一第一气体通道，其一端连通至所述第一气室，以及另一端连通至所述旋转台的基板承载部。
在本揭示其中之一优选实施例，当中基板处理装置还包含一抽气设备，与所述第一轴封的所述第一连接通道连接，其中所述抽气设备用于将所述第一连接通道、所述第一气室和所述第一气体通道内的气体抽出，使得所述第一气体通道内保持在一负压状态，进而将所述基板保持在所述旋转台上。
在本揭示其中之一优选实施例，当所述转轴与所述旋转台转动时，所述第一轴封保持固定不转动。
在本揭示其中之一优选实施例，基板处理装置还包含：一第二轴封，环绕且包覆住所述旋转台的一部分，包含一第二连接通道；以及一第二气室，设置在所述第二轴封与所述旋转台之间，其中所述第二轴封的所述第二连接通道连接所述第二气室与外部环境，以及其中所述旋转台内部形成有一第二气体通道，其一端连通至所述第二气室，以及另一端连通至所述旋转台的所述基板承载部。
在本揭示其中之一优选实施例，当所述转轴与所述旋转台转动时，所述第二轴封保持固定不转动。
在本揭示其中之一优选实施例，基板处理装置还包含一气体供应设备，与所述第二轴封的所述第二连接通道连接，用于在所述第二连接通道、所述第二气室和所述第二气体通道内注入一保护气体，使得所述保护气体通过所述第二连接通道送至所述基板背面上。
在本揭示其中之一优选实施例，基板处理装置还包含一气体分流环，环绕地设置在所述基板承载部周围，用于将所述保护气体分流至多个出气通道，并且所述保护气体通过所述多个出气通道送至所述基板背面上。
本揭示还提供一种基板处理装置，包含:一旋转台，具有：一转轴；一基板承载部，位在所述转轴上并可由所述转轴驱动来旋转，所述基板承载部用于保持一基板，并使所述基板可旋转，所述转轴内部包含一第一气体通道和一第二气体通道可和所述转轴一起旋转，所述第一气体通道用以施加一真空至所述基板上，所述第二气体通道用以施加保护气体于所述基板的背面上环绕所述基板承载部的位置，藉此以防止处理所述基板的流体沿所述基板的背面流至所述基板承载部；一抽气单元，与所述第一通道相连通；以及一气体供应单元，与所述第二通道相连通。
在本揭示其中之一优选实施例，所述基板为四方形。
相较于先前技术，本揭示通过在实心的旋转台内设计两条独立的气体通道，并且在旋转台的转轴上对应两条气体通道的开口的位置分别连接两个气体单元，且所述两个气体单元不会随着旋转台旋转而转动，如此可有效地避免现有技术中因两条气体管路会随着旋转台的转动而彼此缠绕在一起的问题。
附图说明
图1显示本揭示的优选实施例的基板处理装置的方块图；
图2显示本揭示的优选实施例的基板处理装置的立体图；
图3显示图2的旋转台的基板处理装置的平面剖面图；
图4显示图2的旋转台的基板处理装置的另一平面剖面图；
图5显示图2的旋转台的基板处理装置的立体剖面图；
图6显示图5的E部分的放大图；
图7显示图5的F部分的放大图；
图8显示本揭示的优选实施例的基板处理装置的零件爆炸图；
图9显示图8的基板处理装置的气体分流环与基板的仰视图；以及
图10显示图9的沿着A-A割面线的剖面图。
具体实施方式
为了让本揭示的上述及其他目的、特征、优点能更明显易懂，下文将特举本揭示优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。
请参照图1，其显示本揭示的优选实施例的基板处理装置1的方块图。基板处理装置1包含旋转台10、驱动单元20、抽气单元30、和气体供应单元40，其中驱动单元20与旋转台10电性连接，用于驱动旋转台10转动，以及抽气单元30和气体供应单元40亦分别与旋转台10连接以提供负压(真空)及微正压保护气体。
请参照图2至图5，图2显示本揭示的优选实施例的基板处理装置1的立体图，图3显示图2的旋转台的基板处理装置1的平面剖面图，图4显示图2的旋转台的基板处理装置1的另一平面剖面图，以及图5显示图2的旋转台的基板处理装置1的立体剖面图。应当注意的是，驱动单元20以及抽气单元30与气体供应单元40的部分元件，例如抽气设备和气体供应设备，未显示于图2至图5中。旋转台10包含基板承载部11、转轴12、第一气体通道13、和第二气体通道14，其中基板承载部11是用于将基板承载且保持于其上。转轴12可通过皮带、齿轮、链条等连接件与驱动单元20连接，以接收来自于驱动单元20的动力，进而带动转轴12绕着中央轴Z转动。连带地，当转轴转动时，会带动基板承载部11及基板一起转动。在本揭示的优选实施例中，基板为四方形基板，如长方形或正方形。驱动单元20可为一电动马达。
如图3和图4所示，第一气体通道13和第二气体通道14形成在转轴12内部，且第一气体通道13和第二气体通道14彼此独立且不连通。第一气体通道13的一端开口位在基板承载部11，以及另一端开口位在转轴12的第一位置P1。所述第一和第二气体通道13、14可和所述转轴12一起旋转。第二气体通道14的一端开口同样位在基板承载部11，以及另一端开口位在转轴12的第二位置P2。应当注意的是，第一气体通道13和第二气体通道14的位在基板承载部11的两开口彼此相隔一横向距离，进而可避免气流干扰问题。优选地，第一气体通道13的开口位在基板承载部11靠近中央轴Z的位置，而第二气体通道14的开口则位在第一气体通道13开口的外侧。
如图3和图6所示，其中图6显示图5的E部分的放大图。图3的抽气单元30包含第一轴封31、第一气室32、抽气设备(未显示)、和第一接头33。抽气设备可为一真空帮浦。第一轴封31环绕且包覆住转轴12的第一位置P1。第一气室32设置在第一轴封31与旋转台10的转轴12之间，且和第一气体通道13相通。第一轴封31包含第一连接通道311，其连通第一气室32与外部环境，其中第一接头33组装在第一连接通道311的位在第一轴封31的外部的开口，并且第一接头33是用于与抽气设备连接。
藉此设计，当抽气设备进行抽气作业时，第一连接通道311、第一气室32和第一气体通道13内的气体被抽出，使得第一连接通道311、第一气室32和第一气体通道13内部呈现负压状态。
如图3和图5所示，图5的基板承载部11包含真空吸盘111和分流盘112，其中真空吸盘111覆盖在分流盘112，且真空吸盘111是用于与基板接触。优选地，真空吸盘111为多孔材质，如此空气可通过真空吸盘111上的孔洞从真空吸盘111其中一面流通置另一面。第一气体通道13的开口位在分流盘112上。藉此设计，当抽气单元30的抽气设备进行抽气作业时，位在真空吸盘111与基板之间的空气会通过真空吸盘111的孔洞流向分流盘112，接着分流盘112的空气会汇聚在第一气体通道31的开口，参考图3最后空气再依序通过第一气体通道13第一气室32和第一连接通道311而被抽出，如此可将基板稳定地保持在旋转台10的真空吸盘111上。
另一方面，当使用传统的单晶圆旋转清洗蚀刻装置处理非圆形基板时，由于非圆形基板具有多边形特征，因此存在喷洒在基板上的蚀刻液体流至基板背面的风险，因此会导致蚀刻液体流至真空吸盘111的开口处，进而污染真空吸盘111并且破坏其真空吸取的能力。因此，在本揭示中，为了避免基板承载部11不受喷洒在基板上的蚀刻液或处理流体污染，通过在旋转台10内部增设第二气体通道14并通过气体供应单元40提供保护气体，以在基板上提供从基板背面中心周围吹向基板背面边缘的气流C(图10)，进而可有效地避免处理流体污染基板承载部11的问题，其相应的具体结构及特征将于下详述。
如图3、图4、和图7所示，其中图7显示图5的F部分的放大图。图4的气体供应单元40包含第二轴封41、第二气室42、气体供应设备(未显示)、和第二接头43。气体供应设备可为一氮气钢瓶提供氮气源。第二轴封41环绕且包覆住转轴12的第二位置P2。第二气室42设置在第二轴封41与旋转台10的转轴12之间，且和第二气体通道14相连通。第二轴封41包含第二连接通道411，其连通第二气室42与外部环境，其中第二接头43组装在第二连接通道411的位在第二轴封41的外部的开口，并且第二接头43是用于与气体供应设备连接。藉此设计，当气体供应设备提供保护气体时，保护气体会注入第二连接通道411、第二气室42和第二气体通道14内，进而吹送至基板上。优选地，气体供应设备可为一氮气钢瓶提供氮气源。
请参照图8、图9和图10所示，图8显示本揭示的优选实施例的基板处理装置1的零件爆炸图，图9显示图8的基板处理装置1的气体分流环50与基板2的仰视图，以及图10显示图9的沿着A-A割面线的剖面图。当保护气体通过第二气体通道14吹送至基板2上时，为了让吹出的保护气体到达基板2的各边缘，必须通过设置适当的气体分流元件来让保护气体朝四面八方均匀的吹出。因此，本揭示的基板处理装置1还包含气体分流环50，其环绕地设置在旋转台10的基板承载部11周围，如图8所示用于将气体供应单元40供应的保护气体分流至多个出气通道T1至T12，并且保护气体通过多个出气通道T1至T12吹送至基板2上。
如图3所示，当气体分流环50组装在旋转台10的基板承载部11周围后，气体分流环50与旋转台10之间形成有环形的分流气室60，并且第二气体通道14会与分流气室60连通，使得保护气体可充满在分流气室60内部。又，如图8所示，气体分流环50包含第一环51和第二环52。第一环51在面对第二环52的表面形成有多个环形排列的凹槽，如此当第一环51和第二环52互相组装叠置后，在第一环51和第二环52之间会形成多个环形排列的出气通道T1至T12。举例来说在本实施例中气体分流环50包含12个出气通道T1至T12，惟不局限于此。再者，如图10所示，气体分流环50在靠近基板2边缘的一侧，其第一环51和第二环52并非是密封式组装，而是在第一环51和第二环52的末端保留可让保护气体通过的狭缝53。藉此设计，充满在分流气室60内部的保护气体，可通过不同的出气通道T1至T12，分散在气体分流环50内部，接着通过对应的狭缝53排出，进而吹在基板2上。
如图9和图10所示，气体分流环50的边缘与基板2的边缘相隔一距离R，如此保护气体会在基板2上产生从基板2的背(底)面的中心周围吹向基板2背面的边缘的气流C。即，通过对应的狭缝53排出的保护气体会先吹拂在基板2的背面环绕中心的周围位置，接着保护气体会沿着基板2的背面朝基板2背面的边缘前进。如此，当喷洒在基板2上的蚀刻液体流至基板2背面时，通过保护气体在基板2上产生的气流C，可有效地阻止蚀刻液体继续朝向旋转台10的基板承载部11流动，进而可有效地避免蚀刻液体污染基板承载部11的问题。
应当注意的是，在本揭示中，当旋转台10旋转时，抽气单元30与气体供应单元40皆是保持固定不转动。并且，通过在实心的旋转台10内部开设通道以作为气体传输使用，而非采用传统的在中空的转轴内部装设实体的气体管路的方式，如此，当本揭示的旋转台10旋转时，不会有气体管路绕曲的问题。
综上所述，本揭示通过在实心的旋转台内设计两条独立的气体通道，并且在旋转台的转轴上对应两条气体通道的开口的位置分别连接两个气体单元，且所述两个气体单元不会随着旋转台旋转而转动，如此可有效地避免现有技术中因两条气体管路会随着旋转台的转动而彼此缠绕在一起的问题。此外，通过在基板上施加从背面中心周围吹向边缘的气流，可防止喷洒在基板上的蚀刻液体流至基板背面，进而防止蚀刻液体污染或破坏真空吸盘的问题。
虽然本揭示已用优选实施例揭露如上，然其并非用以限定本揭示，本揭示所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本揭示的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本揭示的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

Claims (18)

1.一种基板处理装置，其特征在于，包含：
一旋转台，包含：转轴、基板承载部、第一气体通道和第二气体通道，其中所述基板承载部在所述转轴上并由所述转轴驱动来旋转，所述基板承载部用于保持一基板，并且绕着一中央轴旋转，所述第一气体通道和所述第二气体通道形成在所述旋转台的所述转轴内部，其中所述第一气体通道的一端位在所述旋转台的所述基板承载部，且另一端位在旋转台的第一位置，以及所述第二气体通道的一端位在所述旋转台的所述基板承载部，且另一端位在旋转台的第二位置；
一抽气单元，与所述旋转台的所述第一位置连接，用于使所述第一气体通道内保持在一负压状态，进而将所述基板保持在所述旋转台上；以及
一气体供应单元，与所述旋转台的所述第二位置连接，用于供应一保护气体，其中所述保护气体通过所述第二气体通道吹送至所述基板背面上，所述保护气体用于防止施加在所述基板上的处理流体沿所述基板的背面流至所述基板承载部。
2.如权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，所述抽气单元包含：
一第一轴封，环绕且包覆住所述旋转台的所述第一位置，包含一第一连接通道；
一第一气室，设置在所述第一轴封与所述旋转台之间，并且和所述第一气体通道连通；以及
一抽气设备，与所述第一轴封的所述第一连接通道连接，用于将所述第一连接通道、所述第一气室和所述第一气体通道内的气体抽出。
3.如权利要求2所述的基板处理装置，其特征在于，所述气体供应单元包含：
一第二轴封，环绕且包覆住所述旋转台的所述第二位置，包含一第二连接通道；
一第二气室，设置在所述第二轴封与所述旋转台之间，并且和所述第二气体通道连通；以及
一气体供应设备，与所述第二连接通道连接，用于在所述第二连接通道、所述第二气室和所述第二气体通道内注入所述保护气体。
4.如权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，当所述旋转台旋转时，所述抽气单元与所述气体供应单元保持固定不转动。
5.如权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，所述基板处理装置还包含一气体分流环，环绕地设置在所述基板承载部周围，用于将所述气体供应单元供应的所述保护气体分流至多个出气通道，并且所述保护气体通过所述多个出气通道吹送至所述基板背面上。
6.如权利要求5所述的基板处理装置，其特征在于，所述气体分流环的边缘与所述基板的边缘相隔一距离，使得所述保护气体会在所述基板上产生从所述基板的背面的中间周围吹向所述基板背面的边缘的气流。
7.如权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，所述保护气体包含氮气。
8.一种基板处理装置，其特征在于，包含：
一旋转台，包含：转轴、基板承载部、第一气体通道和第二气体通道，其中所述基板承载部在所述转轴上并由所述转轴驱动来旋转，所述基板承载部用于保持一基板，所述第一气体通道和所述第二气体通道形成在所述旋转台的所述转轴内部，以及所述第一气体通道和所述第二气体通道的各自一端的开口皆是位在所述基板承载部上；
一驱动单元，与所述旋转台连接，用于驱动所述旋转台转动；
一第一轴封，环绕且包覆住所述旋转台的一部分，包含一第一连接通道；以及
一第一气室，设置在所述第一轴封与所述旋转台之间，其中所述第一轴封的所述第一连接通道连接所述第一气室与外部环境，以及所述第一气体通道的另一端连通至所述第一气室。
9.如权利要求8所述的基板处理装置，其特征在于，所述基板处理装置还包含一抽气设备，与所述第一轴封的所述第一连接通道连接，其中所述抽气设备用于将所述第一连接通道、所述第一气室和所述第一气体通道内的气体抽出，使得所述第一气体通道内保持在一负压状态，进而将所述基板保持在所述旋转台上。
10.如权利要求8所述的基板处理装置，其特征在于，当所述转轴与所述旋转台转动时，所述第一轴封保持固定不转动。
11.如权利要求8所述的基板处理装置，其特征在于，所述基板处理装置还包含：
一第二轴封，环绕且包覆住所述旋转台的一部分，包含一第二连接通道；以及
一第二气室，设置在所述第二轴封与所述旋转台之间，其中所述第二轴封的所述第二连接通道连接所述第二气室与外部环境，以及其中所述旋转台内部形成有一第二气体通道，其一端连通至所述第二气室，以及另一端连通至所述旋转台的所述基板承载部。
12.如权利要求11所述的基板处理装置，其特征在于，当所述转轴与所述旋转台转动时，所述第二轴封保持固定不转动。
13.如权利要求11所述的基板处理装置，其特征在于，所述基板处理装置还包含一气体供应设备，与所述第二轴封的所述第二连接通道连接，用于在所述第二连接通道、所述第二气室和所述第二气体通道内注入一保护气体，使得所述保护气体通过所述第二连接通道送至所述基板背面上。
14.如权利要求13所述的基板处理装置，其特征在于，所述基板处理装置还包含一气体分流环，环绕地设置在所述基板承载部周围，用于将所述保护气体分流至多个出气通道，并且所述保护气体通过所述多个出气通道送至所述基板背面上。
15.如权利要求14所述的基板处理装置，其特征在于，所述气体分流环的边缘与所述基板的边缘相隔一距离，使得所述保护气体会在所述基板上产生从所述基板的背面的中间周围吹向所述基板背面的边缘的气流。
16.如权利要求13所述的基板处理装置，其特征在于，所述保护气体包含氮气。
17.一种基板处理装置，其特征在于，包含:
一旋转台，具有：一转轴、一基板承载部、第一气体通道和第二气体通道，其中所述基板承载部在所述转轴上并由所述转轴驱动来旋转，所述基板承载部用于保持一基板，并使所述基板旋转，所述第一气体通道和所述第二气体通道形成在所述转轴内部并且和所述转轴一起旋转，所述第一气体通道和所述第二气体通道的各自一端的开口皆是位在所述基板承载部上，所述第一气体通道用以施加一真空至所述基板上，所述第二气体通道用以施加保护气体于所述基板的背面上环绕所述基板承载部的位置，藉此以防止处理所述基板的流体沿所述基板的背面流至所述基板承载部；
一抽气单元，与所述第一气体通道相连通；以及
一气体供应单元，与所述第二气体通道相连通。
18.如权利要求17所述的基板处理装置，其特征在于，所述基板为四方形。
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