TW201929140A - 基板支撐裝置 - Google Patents

Abstract

本發明揭示了一種用於清洗基板背面的基板支撐裝置。該基板支撐裝置包括中空軸和旋轉軸。旋轉軸設置在中空軸內，旋轉軸的外壁與中空軸的內壁之間具有一間距，旋轉軸的外壁設有擋牆和凹槽以阻止旋轉軸的外壁與中空軸的內壁之間的間距內的微粒進入中空軸上的氣體槽，從而隨氣體到達基板正面，有效避免微粒污染基板正面，提高了半導體器件的品質。

Description

基板支撐裝置

本發明關於基板加工裝置，更具體地，關於一種基板支撐裝置，該基板支撐裝置利用伯努利原理支撐基板以對基板進行，例如，清洗、刻蝕、顯影、塗膠等工藝加工。

在半導體器件製造過程中，多數工藝，例如清洗、刻蝕、顯影、塗膠等主要是對基板元器件面也被稱為基板正面進行加工。然而，基板背面(非元器件面)的工藝加工，例如，清洗、刻蝕等同樣很重要。粘附在基板背面的污染物可能導致光刻步驟中基板正面的圖案散焦，或者基板上的污染物轉移至基板加工裝置上，當使用該基板加工裝置加工其他基板時，其他基板就會被這些污染物污染。在這些污染物中，基板背面的金屬污染物能夠擴散至基板正面，從而導致半導體器件失效。

為了保證半導體器件的品質，對基板背面進行清洗是至關重要的。清洗基板背面時，需要用到裝置支撐基板。美國專利號5,492,566公開了這樣一種裝置，該裝置包括設置在該裝置表面內的噴口，該噴口向該裝置的表面 噴射壓縮氣體以在該裝置與基板之間形成氣墊。該裝置利用伯努利原理將基板固定在該裝置的表面上方並使基板保持懸浮狀態。至少一個凸起設置在該裝置的表面內，該凸起作為支架支撐基板。使用該裝置加工基板時，基板的底表面朝向該裝置的表面並與凸起接觸。因此，當使用該裝置對基板背面進行加工時，基板元器件面(基板正面)不得不朝向該裝置的表面並與凸起接觸，從而導致基板上的元器件可能遭受損壞。此外，該裝置的結構設計使得基板與該裝置之間的間距不易調節。

美國專利號6,669,808揭示了另一種基板加工裝置，該基板加工裝置包括旋轉基座及吸盤。旋轉基座上設置有數個卡固基板的支架。吸盤設置在旋轉基座的上方，吸盤上設置有噴口，該噴口向下和向外地向旋轉基座上的基板的上表面噴射惰性氣體。吸盤利用伯努利原理吸住基板並使基板向上移動，使基板的上表面靠近吸盤。設置在旋轉基座下方的溶液供應裝置向基板的下表面供應溶液。使用該基板加工裝置加工基板時，同樣存在基板的下表面與旋轉基座之間的間距不易調節的問題。除此以外，溶液供應裝置設置在旋轉基座的下方並向上供應溶液至基板的下表面，採用這種供液方式清洗基板下表面的清洗效果不是很理想。

因此，根據本發明的一目的提出的基板支撐裝 置，包括夾盤、第一流量控制器、第二流量控制器、數個定位銷、數個導柱及驅動器。夾盤開設有若干第一氣孔和若干第二氣孔，若干第一氣孔與第一氣體通道連接，透過該若干第一氣孔向基板噴射氣體並利用伯努利原理吸附保持基板，若干第二氣孔與第二氣體通道連接，透過該若干第二氣孔向基板噴射氣體並吹浮起基板。第一流量控制器和第二流量控制器分別安裝在第一氣體通道和第二氣體通道內，第一流量控制器和第二流量控制器分別控制供應至第一氣孔和第二氣孔的氣體的流量。數個定位銷和數個導柱分別佈置在夾盤的頂表面，每個導柱的底部凸伸形成支撐部。驅動器驅動夾盤旋轉。

基板的下表面與夾盤的頂表面之間形成間隙，從而避免基板的下表面和夾盤的頂表面接觸而污染了基板的下表面，透過控制供應至第一氣孔和第二氣孔的氣體的流量來調節間隙的高度，利用伯努利原理能夠使基板保持穩定的懸浮狀態。

根據本發明的另一目的提出的基板支撐裝置，包括夾盤、數個定位銷、中空軸、旋轉軸及兩對密封圈。夾盤用於支撐基板並設有若干第一氣孔和若干第二氣孔，若干第一氣孔與一氣體管道連接，透過該若干第一氣孔向基板噴射氣體並利用伯努利原理吸附保持基板，若干第二氣孔與另一氣體管道連接，透過該若干第二氣孔向基板噴射氣體並吹浮起基板。數個定位銷佈置在夾盤的頂表面，該數個定位銷被分成兩組，即第一組定位銷和第二組 定位銷。每個定位銷由一獨立氣缸驅動。驅動第一組定位銷的氣缸與一氣體管道連接。驅動第二組定位銷的氣缸與另一氣體管道連接。中空軸的內壁開設有四個氣體槽，每個氣體槽對應一個氣體管道以向該氣體管道供應氣體。旋轉軸設置在中空軸內，旋轉軸的外壁與中空軸的內壁之間具有間距。一對密封圈設置在給驅動第一組定位銷的氣缸供氣的氣體槽的兩側。另一對密封圈設置在給驅動第二組定位銷的氣缸供氣的氣體槽的兩側。其中，中空軸在兩個相鄰的氣體槽之間設置有排氣口。這兩個相鄰的氣體槽中的一個氣體槽給驅動第一組定位銷或者第二組定位銷的氣缸供氣，這兩個相鄰的氣體槽中的另一個氣體槽給第一氣孔或者第二氣孔供氣。旋轉軸的外壁設置擋牆和凹槽，擋牆與中空軸的排氣口相對應，凹槽與給第一氣孔或者第二氣孔供氣的氣體槽相匹配。

本發明的基板支撐裝置利用設置在旋轉軸外壁上的擋牆和凹槽阻止旋轉軸的外壁與中空軸的內壁之間的間距內的微粒進入形成在中空軸上並向基板正面供氣的氣體槽，從而避免微粒污染基板正面，進而提高了半導體器件的品質。

101‧‧‧夾盤

102‧‧‧中空腔體

103‧‧‧中空軸

104‧‧‧驅動器

105‧‧‧定位銷

105a‧‧‧第一組定位銷

105b‧‧‧第二組定位銷

106‧‧‧導柱

107‧‧‧基板

108‧‧‧噴嘴

109‧‧‧第一氣孔

110‧‧‧第二氣孔

111‧‧‧間隙

112‧‧‧第一內氣管路

113‧‧‧第二內氣管路

114‧‧‧第一過濾器

115‧‧‧第二過濾器

116‧‧‧第一流量控制器

117‧‧‧第二流量控制器

200‧‧‧基板支撐裝置

201‧‧‧夾盤

203‧‧‧旋轉軸

205‧‧‧定位銷

206‧‧‧導柱

205a‧‧‧第一組定位銷

205b‧‧‧第二組定位銷

209‧‧‧第一氣孔

210‧‧‧第二氣孔

219‧‧‧中空軸

221‧‧‧第一氣體槽

223‧‧‧第二氣體槽

225‧‧‧第三氣體槽

227‧‧‧第四氣體槽

231‧‧‧第一進氣口

233‧‧‧第二進氣口

235‧‧‧第三進氣口

237‧‧‧第四進氣口

241‧‧‧第一氣體管道

243‧‧‧第二氣體管道

245‧‧‧第三氣體管道

247‧‧‧第四氣體管道

251‧‧‧第一密封圈

253‧‧‧第二密封圈

255‧‧‧排氣口

300‧‧‧基板支撐裝置

301‧‧‧夾盤

303‧‧‧旋轉軸

305‧‧‧定位銷

306‧‧‧導柱

305a‧‧‧第一組定位銷

305b‧‧‧第二組定位銷

306‧‧‧導柱

309‧‧‧第一氣孔

310‧‧‧第二氣孔

319‧‧‧中空軸

321‧‧‧第一氣體槽

322‧‧‧擋牆

323‧‧‧第二氣體槽

324‧‧‧環形凹槽

325‧‧‧第三氣體槽

327‧‧‧第四氣體槽

331‧‧‧第一進氣口

333‧‧‧第二進氣口

335‧‧‧第三進氣口

337‧‧‧第四進氣口

341‧‧‧第一氣體管道

343‧‧‧第二氣體管道

345‧‧‧第三氣體管道

347‧‧‧第四氣體管道

351‧‧‧第一密封圈

353‧‧‧第二密封圈

355‧‧‧排氣口

401‧‧‧氣缸

422‧‧‧擋牆

501‧‧‧終端執行器

522‧‧‧擋牆

601‧‧‧基部

602‧‧‧抵接部

603‧‧‧推移部

604‧‧‧接觸感測器

605‧‧‧止擋部

1051‧‧‧定位槽

1061‧‧‧支撐部

本領域的技術人員透過閱讀具體實施例的描述，並參考附圖，能夠清楚的理解本發明的內容，其中，附圖包括：

圖1揭示了本發明基板支撐裝置的一實施例的剖面結構示意圖。

圖2揭示了本發明基板支撐裝置的一實施例的頂視圖。

圖3A和圖3B分別揭示了本發明基板支撐裝置的一實施例的剖視圖。

圖4揭示了本發明基板支撐裝置的定位銷的一實施例的結構示意圖。

圖5揭示了終端執行器將基板放置在基板支撐裝置上或從基板支撐裝置上取走基板的示意圖。

圖6A至圖6E揭示了終端執行器將基板放置在基板支撐裝置上的過程示意圖。

圖7A至圖7F揭示了終端執行器從基板支撐裝置上取走基板的過程示意圖。

圖8揭示了根據本發明另一個實施例的基板支撐裝置的正視圖。

圖9揭示了圖8所示的基板支撐裝置的頂視圖。

圖10揭示了圖8中沿E-E的剖視圖。

圖11揭示了圖10中F部位的放大圖。

圖12揭示了圖9中沿G-G的剖視圖。

圖13揭示了圖12中H部位的放大圖。

圖14揭示了根據本發明又一個實施例的基板支撐裝置的正視圖。

圖15揭示了圖14所示的基板支撐裝置的頂視圖。

圖16揭示了圖14中沿A-A的剖視圖。

圖17揭示了圖16中B部位的放大圖。

圖18揭示了圖17中K部位的放大圖。

圖19揭示了圖15中沿C-C的剖視圖。

圖20揭示了圖19中D部位的放大圖。

圖21揭示了圖20中L部位的放大圖。

圖22A揭示了根據本發明的另一個實施例的擋牆。

圖22B揭示了圖22A中M部位的放大圖。

圖23A揭示了根據本發明的又一個實施例的擋牆。

圖23B揭示了圖23A中N部位的放大圖。

圖24揭示了使用圖8所示的基板支撐裝置和使用圖14所示的基板支撐裝置處理基板的微粒增加對比圖。

參考圖1至圖4所示，揭示了根據本發明的一實施例的基板支撐裝置。該基板支撐裝置包括水準佈置的夾盤101，夾盤101優選為圓形，用來支撐圓形基板，例如半導體矽片。中空腔體102配置在夾盤101的下方並與夾盤101的底部固定連接。中空軸103配置在中空腔體102的下方，中空軸103的一端與中空腔體102的底部連接，中空軸103的另一端與驅動器104連接。驅動器104驅動中空軸103旋轉，從而帶動與中空軸103相連接的中空腔體102及與中空腔體102相連接的夾盤101繞一垂直軸旋轉。

數個定位銷105均勻分佈在夾盤101頂表面的外周，其作用在於限制基板107，防止基板107在工藝加工 過程中水準移動。在一個實施例中，夾盤101頂表面的外周對稱地設置有六個定位銷105。每個定位銷105的頂端部開設有定位槽1051，基板107的外邊緣卡設在定位槽1051內，以達到限制基板107，防止基板107水準移動的目的。各定位銷105均與一獨立的氣缸401連接，氣缸401驅使與其相連接的定位銷105向夾盤101的中心靠攏以將基板107限定在由各定位銷105圍成的空間內，或者氣缸401驅使與其相連接的定位銷105向遠離夾盤101的中心方向移動以將基板107從定位銷105圍成的空間內釋放。較佳地，定位銷105分成兩組105a和105b，定位銷105a和定位銷105b交替佈置。清洗基板107時，定位銷105a和定位銷105b交替卡固基板107的外邊緣，旨在保證基板107的外邊緣能夠完全被清洗。舉例而言，清洗基板107時，可以先由第一組定位銷105a卡固基板107的外邊緣，第二組定位銷105b不與基板107接觸，基板107清洗一時間段後，第二組定位銷105b卡固基板107的外邊緣，第一組定位銷105a釋放基板107。顯然，也可以先由第二組定位銷105b卡固基板107，然後，再由第一組定位銷105a卡固基板107。

夾盤101頂表面的外周還設置有數個導柱106，每一導柱106對應與一定位銷105相鄰佈置。導柱106大致呈圓錐狀，導柱106的側表面為傾斜的斜面，因此，導柱106的側表面可以作為引導面引導基板107精確地放置在夾盤101上。導柱106的底部水準向外凸伸形成支撐部1061，當基板107放置在夾盤101上時，支撐部1061支 撐基板107，使得基板107的底表面與夾盤101的頂表面之間形成一間隙111，避免基板107的底表面與夾盤101的頂表面接觸而導致基板107的底表面被污染。

夾盤101開設有若干貫穿夾盤101的第一氣孔109和第二氣孔110。若干第一氣孔109和若干第二氣孔110分別圍成一個以夾盤101的中心為圓心的圓。第一氣孔109圍成的圓的半徑大於第二氣孔110圍成的圓的半徑，也就是說，第一氣孔109位於第二氣孔110的週邊並包圍第二氣孔110。第一氣孔109呈傾斜狀，第一氣孔109與夾盤101的底面之間形成一定角度。第二氣孔110垂直於夾盤101。第一氣孔109與第一內氣管路112的一端連接，第二氣孔110與第二內氣管路113的一端連接。第一內氣管路112和第二內氣管路113收容在中空腔體102內。第一內氣管路112的另一端和第二內氣管路113的另一端分別穿過中空腔體102並收容在中空軸103內。第一過濾器114和第二過濾器115分別安裝在第一內氣管路112和第二內氣管113路內，用於淨化供應至第一氣孔109和第二氣孔110的氣體，防止氣體中含有污染物造成基板107底表面的污染。第一內氣管路112與第一外氣管路連接，第一外氣管路與氣體源連接。第一內氣管路112與第一外氣管路構成第一氣體通道，該第一氣體通道與第一氣孔109連接，透過第一氣體通道向第一氣孔109供應氣體。第二內氣管路113與第二外氣管路連接，第二外氣管路與氣體源連接。第二內氣管路113與第二外氣管路構成第二氣體通道，該第二氣體 通道與第二氣孔110連接，透過第二氣體通道向第二氣孔110供應氣體。第一流量控制器(MFC)116和第二流量控制器117分別安裝在第一氣體通道和第二氣體通道上，用於控制供應至第一氣孔109和第二氣孔110的氣體的流量。較佳地，第一流量控制器116和第二流量控制器117分別安裝在第一外氣管路和第二外氣管路上。第一內氣管路112和第一外氣管路的連接處以及第二內氣管路113和第二外氣管路的連接處均採取了密封措施以防止氣體洩漏，例如可以採用磁流體對第一內氣管路112和第一外氣管路的連接處以及第二內氣管路113和第二外氣管路的連接處進行密封。

參考圖5和圖6A至圖6E所示，揭示了使用該基板支撐裝置的基板107背面清洗的過程。使用一終端執行器501傳輸基板107。該終端執行器501具有基部601，基部601的底表面的外邊緣向下延伸形成環狀的抵接部602。抵接部602的一部分向下延伸形成止擋部605。抵接部602的底表面安裝有接觸感測器604，接觸感測器604用於檢測基板107是否與抵接部602接觸。如果接觸感測器604檢測到基板107與抵接部602接觸，推移部603從基板107的一側推動基板107移動直至基板107抵達止擋部605，基板107被固定在終端執行器501內。可以利用氣缸驅動推移部603移動。當終端執行器501釋放基板107時，只需向外拉動推移部603。

如圖6A所示，終端執行器501夾持基板107 至夾盤101的上方，基板107的正面朝向夾盤101的頂表面，此時，第一外氣管路和第二外氣管路均關閉，不用向第一氣孔109和第二氣孔110供應氣體。然後，終端執行器501向下移動，使基板107靠近導柱106，此時，第二外氣管路打開，氣體透過第二氣體通道供應至第二氣孔110，氣體從第二氣孔110噴射至基板107的正面。為了避免基板107的正面被污染，噴射至基板107正面的氣體經由第二過濾器115過濾。第二氣孔110噴射的氣體吹浮起基板107至預定的高度，然後，推移部603向外移動，釋放基板107，如圖6B所示。接著，第二外氣管路關閉，第二氣孔110停止向基板107的正面噴射氣體，基板107在其自身重力的作用下沿導柱106的側表面下落至導柱106的支撐部1061並由支撐部1061支撐，如圖6C所示。第二外氣管路再次打開，從第二氣孔110噴射出的氣體吹浮起基板107，第二流量控制器117控制供應至第二氣孔110的氣體的流量，以調節基板107的正面與夾盤101的頂表面之間的間隙111的大小，如圖6D所示。終端執行器501從夾盤101的上方移走，至少一個噴嘴108移至基板107背面的上方。在噴嘴108向基板107背面噴灑清洗液之前，第一外氣管路打開，利用伯努利原理，透過第一氣孔109向基板107的正面吹氣，基板107由於伯努利效應保持穩定的漂浮狀態。第一組定位銷105a卡固基板107，驅動器104驅動夾盤101旋轉，同時帶動基板107旋轉，噴嘴108向基板107背面噴灑清洗液，清洗基板107的背面。在夾盤101旋轉 以及第一氣孔109斜向外地向基板107的正面吹氣的雙重作用下，向基板107背面噴灑的清洗液不會到達基板107的正面。清洗一時間段後，第二組定位銷105b卡固基板107，第一組定位銷105a與基板107分離。採用第一組定位銷105a和第二組定位銷105b交替卡固基板107，能夠保證基板107的外邊緣全部被清洗到。

參考圖7A至圖7F所示，揭示了終端執行器501從基板支撐裝置上取走基板107的過程。基板107背面清洗完成後，噴嘴108從基板107背面的上方移走，定位銷105與基板107分離，釋放基板107，如圖7A所示。終端執行器501移至基板107背面的上方，第一外氣管路關閉，第一氣孔109停止向基板107的正面噴射氣體，第二氣孔110仍保持向基板107的正面噴射氣體以吹浮起基板107，如圖7B所示。終端執行器501向下移動靠近基板107的背面，使用第二流量控制器117增大透過第二氣孔110供應至基板107的氣體流量，使基板107上升以抵靠在終端執行器501的抵接部602的底表面，如圖7C所示。終端執行器501向上移動，從第二氣孔110噴射出的氣體使基板107隨著終端執行器501上升並一直抵靠在終端執行器501的抵接部602的底表面，如圖7D所示。接觸感測器604檢測到基板107與抵接部602接觸，推移部603從基板107的一側推動基板107移動直至基板107抵達止擋部605，基板107被固定在終端執行器501內，如圖7E所示。最終，第二外氣管路關閉，第二氣孔110停止向基板107的正面噴射氣 體，終端執行器501將基板107從基板支撐裝置上取走，如圖7F所示。

由上述可知，本發明的基板支撐裝置透過向第一氣孔109供應氣體並利用伯努利原理能夠使基板107保持穩定的懸浮狀態，而且，透過控制供應至第二氣孔110的氣體的流量，能夠根據工藝要求調節基板107的正面與夾盤101的頂表面之間的間隙111的高度。此外，僅在噴嘴108向基板107背面噴灑清洗液之前，第一外氣管路才打開，從而降低了基板107背面清洗成本。本領域的技術人員可以理解的是，本發明所揭示的基板支撐裝置不局限于應用在基板背面清洗工藝，還可以應用於例如刻蝕工藝，本發明僅以基板背面清洗工藝為例對本發明的基板支撐裝置進行詳細說明。

參考圖8至圖13所示，揭示了根據本發明另一個實施例的基板支撐裝置。該基板支撐裝置200包括夾盤201。夾盤201開設有若干第一氣孔209和若干第二氣孔210。數個定位銷205均勻分佈在夾盤201頂表面的外周，防止基板在工藝加工過程中，例如清洗過程中，水準移動。該數個定位銷205被分成兩組。第一組定位銷205a和第二組定位銷205b交替排布。每個定位銷由一獨立氣缸驅動。基板支撐裝置200還包括旋轉軸203和中空軸219。旋轉軸203設置在中空軸219內，當基板支撐裝置200支撐一基板以清洗基板背面時，一驅動裝置驅動旋轉軸203旋轉，從而帶動基板在清洗過程中旋轉。中空軸219的內壁開設有 第一氣體槽221、第二氣體槽223、第三氣體槽225及第四氣體槽227。第一氣體槽221、第二氣體槽223、第三氣體槽225及第四氣體槽227均為環形。中空軸219還設有與第一氣體槽221連通的第一進氣口231、與第二氣體槽223連通的第二進氣口233、與第三氣體槽225連通的第三進氣口235及與第四氣體槽227連通的第四進氣口237。第一氣體管道241連接第一氣體槽221和驅動第一組定位銷205a的氣缸。第二氣體管道243連接第二氣體槽223和驅動第二組定位銷205b的氣缸。第三氣體管道245連接第三氣體槽225和若干第一氣孔209。第四氣體管道247連接第四氣體槽227和若干第二氣孔210。當旋轉軸203被驅動旋轉時，第一氣體管道241、第二氣體管道243、第三氣體管道245及第四氣體管道247分別隨旋轉軸203旋轉。在基板清洗過程中，旋轉軸203旋轉，而中空軸219不旋轉。

夾盤201頂表面的外周還設置有數個導柱206，其目的在於引導基板被恰好放置在夾盤201上。導柱206的底部水準向外凸伸形成支撐部，當基板放置在夾盤201上時，支撐部支撐基板，使得基板的底表面與夾盤201的頂表面之間形成一間隙，避免基板的底表面與夾盤201的頂表面接觸而導致基板的底表面被污染。

當使用該基板支撐裝置200支撐基板時，為了清洗基板背面，需要將基板正面面向夾盤201的頂表面。淨化氣體透過第四進氣口237、第四氣體槽227及第四氣體管道247供應至若干第二氣孔210。從該若干第二氣孔210 噴出的淨化氣體噴射到基板的正面以將基板吹浮起至預定的高度，因此，基板的正面不會接觸到基板支撐裝置200的頂表面，從而避免污染基板的正面。淨化氣體透過第三進氣口235、第三氣體槽225及第三氣體管道245供應至若干第一氣孔209，從該若干第一氣孔209噴出的淨化氣體噴射到基板的正面，由於伯努利效應而吸附基板。因此，基板保持穩定的漂浮狀態以進行背面清洗。淨化氣體透過第一進氣口231、第一氣體槽221及第一氣體管道241供應至驅動第一組定位銷205a的氣缸，因此，氣缸驅動第一組定位銷205a向內運動以固定基板或向外運動以釋放基板。淨化氣體透過第二進氣口233、第二氣體槽223及第二氣體管道243供應至驅動第二組定位銷205b的氣缸，因此，氣缸驅動第二組定位銷205b向內運動以固定基板或向外運動以釋放基板。在基板清洗過程中，第一組定位銷205a和第二組定位銷205b交替固定基板使得基板的外邊緣能夠被完全洗淨。

為了避免旋轉軸203和中空軸219之間的摩擦產生微粒，旋轉軸203和中空軸219不接觸，旋轉軸203和中空軸219之間形成有微小間距。為了確保供應至氣缸的氣體的壓力足夠大，能夠使得氣缸驅動第一組定位銷205a和第二組定位銷205b，第一對密封圈251和第二對密封圈253分別設置在第一氣體槽221的兩側和第二氣體槽223的兩側以防第一氣體槽221和第二氣體槽223內的氣體從旋轉軸203和中空軸219之間的間距洩露。然而，當旋 轉軸203旋轉時，由於旋轉軸203和第一對密封圈251以及第二對密封圈253之間的摩擦產生微粒，這些微粒，尤其是旋轉軸203和最接近第三氣體槽225的密封圈253之間的摩擦產生的微粒可能會透過旋轉軸203和中空軸219之間的間距進入第三氣體槽225，並進一步透過第三氣體管道245到達基板的正面。儘管中空軸219設置有排氣口255將旋轉軸203和中空軸219之間間距內的氣體排出並釋放氣體壓力，部分微粒隨氣體排出，但是，氣體的動能使得旋轉軸203和中空軸219之間間距內的微粒向上運動，因此，在基板背面清洗過程中，仍有一些微粒進入第三氣體槽225，並進一步透過第三氣體管道245到達基板的正面。微粒在旋轉軸203和中空軸219之間間距內的運動路徑如圖11和圖13中的箭頭所示。因此，需要找到解決該問題的辦法以提高半導體器件的品質。

參考圖14至圖21所示，揭示了根據本發明另一個實施例的基板支撐裝置。該基板支撐裝置300包括夾盤301、旋轉軸303和中空軸319。夾盤301用於支撐基板。旋轉軸303設置在中空軸319內，旋轉軸303與夾盤301相連接，當旋轉軸303受驅動裝置驅動在中空軸319內轉動時，旋轉軸303帶動夾盤301轉動。當基板支撐裝置300支撐基板進行基板背面清洗時，旋轉軸303在中空軸319內轉動，但中空軸319不轉動。

參考圖15所示，夾盤301開設有若干第一氣孔309和若干第二氣孔310。夾盤301頂表面的外周設有數 個定位銷305和數個導柱306。該數個定位銷305被分成兩組，第一組定位銷305a和第二組定位銷305b交替分佈以防基板水準移動。每個定位銷305由獨立氣缸驅動向內移動卡固基板或向外移動釋放基板。清洗基板時，這兩組定位銷305a和定位銷305b交替地卡固基板，旨在保證基板的外周邊緣能夠完全被清洗乾淨。每個導柱306被設置在每相鄰的兩個定位銷之間。每個導柱306具有一個用於引導基板準確地放置在夾盤301上的引導面和一個用於支撐基板的支撐部。當基板放置在夾盤301上時，導柱306的支撐部支撐基板，因此，基板的底表面和夾盤301的頂表面之間會形成一個間隙，從而避免基板的底表面接觸夾盤301的頂表面而造成基板的底表面被污染。如果該基板支撐裝置300用於清洗基板背面時，基板的底表面即為基板的正面。

中空軸319的內壁開設有四個氣體槽，即第一氣體槽321、第二氣體槽323、第三氣體槽325和第四氣體槽327，該四個氣體槽均為環形。中空軸319還設有與第一氣體槽321連通的第一進氣口331、與第二氣體槽323連通的第二進氣口333、與第三氣體槽325連通的第三進氣口335及與第四氣體槽327連通的第四進氣口337。第一氣體管道341連接第一氣體槽321以向驅動第一組定位銷305a的氣缸供氣。第二氣體管道343連接第二氣體槽323以向驅動第二組定位銷305b的氣缸供氣。第三氣體管道345連接第三氣體槽325以向若干第一氣孔309供氣。第四氣體 管道347連接第四氣體槽327以向若干第二氣孔310供氣。當旋轉軸303旋轉時，第一氣體管道341、第二氣體管道343、第三氣體管道345及第四氣體管道347分別隨旋轉軸303旋轉。

當使用該基板支撐裝置300支撐基板時，為了清洗基板背面，需要將基板正面面向夾盤301的頂表面。淨化氣體透過第四進氣口337、第四氣體槽327及第四氣體管道347供應至若干第二氣孔310。從該若干第二氣孔310噴出的淨化氣體噴射到基板的正面以將基板吹浮起至預定的高度，因此，基板的正面不會接觸到夾盤301的頂表面，從而避免污染基板的正面。淨化氣體透過第三進氣口335、第三氣體槽325及第三氣體管道345供應至若干第一氣孔309，從該若干第一氣孔309噴出的淨化氣體噴射到基板的正面，由於伯努利效應而吸附基板。因此，基板保持穩定的漂浮狀態以進行背面清洗。淨化氣體透過第一進氣口331、第一氣體槽321及第一氣體管道341供應至驅動第一組定位銷305a的氣缸，因此，氣缸驅動第一組定位銷305a向內運動以固定基板或向外運動以釋放基板。淨化氣體透過第二進氣口333、第二氣體槽323及第二氣體管道343供應至驅動第二組定位銷305b的氣缸，因此，氣缸驅動第二組定位銷305b向內運動以固定基板或向外運動以釋放基板。在基板背面清洗過程中，第一組定位銷305a和第二組定位銷305b交替固定基板使得基板的外邊緣能夠被完全洗淨。

旋轉軸303的外壁和中空軸319的內壁之間形成有微小間距以避免旋轉軸303和中空軸319之間的摩擦產生微粒。為了確保供應至氣缸的氣體的壓力足夠大，能夠使得氣缸驅動第一組定位銷305a和第二組定位銷305b，第一對密封圈351和第二對密封圈353分別設置在第一氣體槽321的兩側和第二氣體槽323的兩側以防第一氣體槽321和第二氣體槽323內的氣體從旋轉軸303和中空軸319之間的間距洩露。中空軸319設有一個排氣口355，該排氣口355靠近最接近第三氣體槽325的密封圈353。

為了防止旋轉軸303和密封圈351、353之間的摩擦產生的微粒進入第三氣體槽325進而透過第三氣體管道345到達基板的正面，旋轉軸303的外壁設有一個與排氣口355相對的擋牆322，旋轉軸303的外壁還設有一個與第三氣體槽325匹配的環形凹槽324。第三氣體管道345與凹槽324連通以向第一氣孔309供應淨化氣體。在基板背面清洗過程中，旋轉軸303和最接近第三氣體槽325的密封圈353之間摩擦產生的微粒隨著旋轉軸303和中空軸319之間的間距內的氣體向上移動，直至被擋牆322阻擋。在一種具體實施方式中，擋牆322成直角。當微粒被擋牆322阻擋後，微粒朝向排氣口355移動，微粒的移動路徑如圖18和圖21中箭頭所示。與此同時，旋轉軸303和中空軸319之間的間距內的氣體從排氣口355抽走，因此，微粒隨氣體一起被抽走。此外，具有一定壓力的淨化氣體供應至凹槽324，該氣體壓力阻止旋轉軸303和中空軸319之間的間 距內的氣體進入第三氣體槽325，結合從排氣口355抽氣，有效阻止微粒到達第三氣體槽325污染基板正面。由於密封圈351、353良好的密封效果，通常，由旋轉軸303和密封圈351、353摩擦產生的微粒不會到達第三氣體槽325。

參考圖22A和圖22B，在本發明的另一實施例中，擋牆422成多邊形，微粒的移動路徑如圖22B中箭頭所示。

參考圖23A和圖23B，在本發明的又一實施例中，擋牆522成弧形，微粒的移動路徑如圖23B中箭頭所示。

圖24揭示了分別使用圖8所示的基板支撐裝置和使用圖14所示的基板支撐裝置處理基板的微粒增加對比圖。圖24中，“老夾盤”是指圖8所示的基板支撐裝置，“新夾盤”是指圖14所示的基板支撐裝置。從圖24可以看出，在清洗基板背面時，採用圖14所示的基板支撐裝置支撐基板，微粒增加的數量明顯減少。

本發明採用擋牆322或422或522和設置在旋轉軸303上的凹槽324，阻止微粒進入到第三氣體槽325，結合從排氣口355抽氣，避免微粒到達第三氣體槽325並污染基板正面，提高了半導體器件的品質。

綜上所述，本發明透過上述實施方式及相關圖式說明，己具體、詳實的揭露了相關技術，使本領域的技術人員可以據以實施。而以上所述實施例只是用來說明本發明，而不是用來限制本發明的，本發明的權利範圍，應 由本發明的權利要求來界定。至於本文中所述元件數目的改變或等效元件的代替等仍都應屬於本發明的權利範圍。

Claims (10)

1. 一種基板支撐裝置，其特徵在於，包括：夾盤，開設有若干第一氣孔和若干第二氣孔，若干第一氣孔與一氣體管道連接以向基板噴射氣體並利用伯努利原理吸附保持基板，若干第二氣孔與另一氣體管道連接以向基板噴射氣體並吹浮起基板；數個定位銷，設置在夾盤的頂表面，該數個定位銷被分成兩組，即第一組定位銷和第二組定位銷，每個定位銷由一獨立的氣缸驅動，驅動第一組定位銷的氣缸與一氣體管道連接，驅動第二組定位銷的氣缸與另一氣體管道連接；中空軸，該中空軸的內壁開設有四個氣體槽，每個氣體槽對應一個氣體管道以向該氣體管道供應氣體；旋轉軸，設置在中空軸內，旋轉軸的外壁與中空軸的內壁之間具有間距；兩對密封圈，其中該兩對密封圈中的一對密封圈設置在給驅動第一組定位銷的氣缸供氣的氣體槽的兩側，該兩對密封圈中的另一對密封圈設置在給驅動第二組定位銷的氣缸供氣的氣體槽的兩側；其中，中空軸在兩個相鄰的氣體槽之間設置有排氣口，該兩個相鄰的氣體槽中的一個氣體槽給驅動第一組定位銷或第二組定位銷的氣缸供氣，該兩個相鄰的氣體槽中的另一個氣體槽給第一氣孔或第二氣孔供氣，旋轉軸的外壁設置有擋牆和凹槽，擋牆與中空軸的排氣口相對應，凹槽與給第一氣孔或第二氣孔供氣的氣體槽相匹配。
2. 根據請求項1所述的基板支撐裝置，其特徵在於，所述擋牆成直角、多邊形或弧形。
3. 根據請求項1所述的基板支撐裝置，其特徵在於，所述旋轉軸與夾盤相連接，清洗基板背面時，旋轉軸在中空軸內轉動，但中空軸不轉動。
4. 根據請求項1所述的基板支撐裝置，其特徵在於，所述四個氣體槽均為環形。
5. 根據請求項1所述的基板支撐裝置，其特徵在於，所述中空軸設有四個進氣口，每個進氣口與一個氣體槽相連通。
6. 根據請求項1所述的基板支撐裝置，其特徵在於，所述旋轉軸在中空軸內轉動時，四個氣體管道分別隨著旋轉軸轉動。
7. 根據請求項1所述的基板支撐裝置，其特徵在於，所述每個第一氣孔是傾斜的，並與夾盤的底面形成一定角度。
8. 根據請求項1所述的基板支撐裝置，其特徵在於，所述每個第二氣孔垂直於夾盤。
9. 根據請求項1所述的基板支撐裝置，其特徵在於，所述兩組定位銷交替分佈，所述兩組定位銷交替卡固基板。
10. 根據請求項1所述的基板支撐裝置，其特徵在於，還包括數個設置在夾盤頂表面上的導柱，每個導柱凸伸形成支撐基板的支撐部，每個導柱的側表面作為引導面，引導基板精確地放置在支撐部上。