TW202236548A - 對背側晶圓支撐件使用控制的氣體壓力 - Google Patents

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Abstract

此處所述的實施例提供用於保持具有一或更多元件佈置於基板的一或更多表面上的基板的表面的基板支撐組件，而不會接觸一或更多元件，且避免改變基板的輪廓。基板支撐組件允許控制基板。基板支撐組件包括氣體噴嘴，穿過基板支撐組件的主體佈置。氣體噴嘴提供氣體至基板。氣體可操作以提供壓力至基板，以降低在基板上的接觸且控制基板的輪廓。

Description

對背側晶圓支撐件使用控制的氣體壓力
本揭露案的實施例大致關於基板支撐組件。更具體而言，本揭露案的實施例關於用於保持基板的表面及控制基板的輪廓的基板支撐組件。
在光學元件的製造中，具有次微米關鍵尺寸的結構的一或更多元件佈置於基板的兩側或更多側上，例如基板的前側及背側。為了製造光學元件，例如波導結合器，具有一或更多元件佈置於表面的基板的表面必須保留在基板支撐組件上而不會接觸一或更多元件。接觸一或更多元件會損傷元件。再者，基板可包括脆弱材料，例如玻璃，且可具有小於約1毫米（mm）的厚度。脆弱材料及厚度的結合可導致基板的變形，例如基板的下垂。因此，本領域中需要基板支撐組件，而允許基板的輪廓控制及減少在基板的表面上的接觸。
在一個實施例中，提供一種基板支撐組件。基板支撐組件包括一下部板；及一上部板，耦合至該下部板。該上部板佈置於該下部板的一頂部表面上。該上部板包括一上部表面；及一保持表面，佈置於該上部表面下方。該上部板進一步包括一唇部，形成於該上部表面及該保持表面之間。該上部板進一步包括複數個真空槽，穿過該保持表面佈置。該基板支撐組件進一步包括至少兩個延伸部，佈置於該下部板及該上部板的一周圍處。該等延伸部可操作以移動至一抬升的位置及一降低的位置中。該基板支撐組件進一步包括一氣體噴嘴，穿過該上部板佈置。
在另一實施例中，提供一種基板支撐組件。基板支撐組件包括一下部板；及一上部板，耦合至該下部板。該上部板佈置於該下部板的一頂部表面上。該上部板包括一上部表面；及一保持表面，佈置於該上部表面下方。該上部板進一步包括一唇部，形成於該上部表面及該保持表面之間。該上部板進一步包括複數個真空槽，穿過該保持表面佈置。該基板支撐組件進一步包括至少兩個弧形延伸部，佈置於該下部板及該上部板的一周圍處。該等延伸部可操作以移動至一抬升的位置及一降低的位置中。該基板支撐組件進一步包括一氣體噴嘴，穿過該上部板佈置。該氣體噴嘴包括該氣體噴嘴的一頂部表面，佈置於該基板及該保持表面的下方。
仍在另一實施例中，提供一種方法。方法包括將一基板定位於佈置於一基板支撐組件的一抬升的位置中的至少兩個延伸部上。該等延伸部耦合至該基板支撐組件的一主體。方法進一步包括降低該等延伸部至一降低的位置。該降低的位置包括將該基板座落於該主體的一保持表面上。該保持表面包括穿過其佈置的複數個真空槽。方法進一步包括穿過一氣體噴嘴提供一氣體至該基板的主動區，該氣體噴嘴穿過該基板支撐組件的該主體佈置。該氣體噴嘴以垂直於該基板的一表面的一方向提供該氣體。方法進一步包括提供一真空壓力至該基板的一禁區。該真空壓力穿過該複數個真空槽而提供。
本揭露案的實施例大致關於基板支撐組件。更具體而言，本揭露案的實施例關於用於保持基板的表面及控制基板的輪廓的基板支撐組件。在一個實施例中，提供一種基板支撐組件。基板支撐組件包括下部板；及上部板，耦合至下部板。上部板佈置於下部板的頂部表面上。上部板包括上部表面及保持表面。上部表面及保持表面會合以在其之間形成唇部。上部板進一步包括複數個真空槽，穿過保持表面佈置。基板支撐組件進一步包括至少兩個延伸部，耦合至下部板及上部板。延伸部可操作以移動至抬升的位置及降低的位置中。基板支撐組件進一步包括氣體噴嘴，穿過上部板佈置。在另一實施例中，提供一種方法。方法包括將基板定位於佈置於基板支撐組件的抬升的位置中的至少兩個延伸部上。延伸部耦合至基板支撐組件的主體。方法進一步包括降低延伸部至降低的位置。降低的位置包括將基板座落於主體的保持表面上。保持表面包括穿過其佈置的複數個真空槽。方法進一步包括穿過氣體噴嘴提供氣體至該基板的主動區，氣體噴嘴穿過基板支撐組件的主體佈置。氣體噴嘴以垂直於基板的表面的方向提供氣體。方法進一步包括提供真空壓力至基板的禁區。真空壓力穿過複數個真空槽而提供。
第1圖為在抬升的位置中的基板支撐組件100的概要等距視圖。基板支撐組件100可與不同的系統一起使用或修改以與不同的系統一起使用。舉例而言，基板支撐組件100可在化學氣相沉積（CVD）系統、電漿增強的CVD（PECVD）系統、奈米壓印光刻系統、旋塗系統、有角度的蝕刻系統、噴墨系統等等中利用，以及在製造光學元件中利用的其他系統中利用。
基板支撐組件100可操作以保持基板101。基板101包括相對於第一表面105的第二表面103（即，底部表面）。在可與此處所述的其他實施例結合的一個實施例中，第一表面105為基板101的背側。在可與此處所述的其他實施例結合的另一實施例中，第二表面103為基板101的背側（如第1及2圖中所顯示）。基板101可為玻璃、塑膠及聚碳酸酯，或任何其他適合的材料。基板材料可具有可捲曲及彈性特性。在可與此處所述的其他實施例結合的一個實施例中，基板101具有小於約1毫米（mm）的厚度。在某些實施例中，厚度為小於或等於約0.3 mm。
基板101為光學元件基板。基板101包括一或更多光學元件（例如波導組合器）佈置於基板101的第一表面105及/或第二表面103上。光學元件包括具有次微米關鍵尺寸的結構，例如奈米大小的關鍵尺寸。光學元件佈置於基板101的主動區上。碰觸、處置及接觸基板101的主動區可損傷一或更多光學元件。主動區亦相對應至待圖案化光學元件的基板101的區域。基板101進一步包括禁區。禁區不包括一或更多光學元件。在某些實施例中，禁區沿著基板101的周圍及四周佈置。支撐禁區允許不會接觸佈置於基板101的第一表面105及/或第二表面103上的光學元件。主動區在禁區的內部。
因此，基板支撐組件100可藉由接觸及支撐基板101的禁區來保持基板101而不會接觸主動區。此外，基板支撐組件100可操作以控制基板101的輪廓，例如藉由方法300所述的加壓的氣體補償下垂。基板支撐組件100可操作以控制基板101的輪廓。舉例而言，基板支撐組件100可操作以控制基板101的輪廓，使得基板101為實質上平面的，在+/- 0.1 mm之中。
基板支撐組件100包括主體102及至少兩個延伸部108。在可與此處所述的其他實施例結合的一個實施例中，主體102為實質上圓形的形狀。主體102並非以形狀限制，且可支撐不同形狀的基板。延伸部108耦合至主體102且穿過主體102中的孔洞109延伸。延伸部108可操作以從抬升的位置（顯示於第4A及4B圖中）及降低的位置（顯示於第4C圖中）移動。致動器120耦合至延伸部108。致動器120為機械致動器。致動器120可操作以在降低的位置及抬升的位置之間抬升及降低延伸部108。延伸部108為弧形的形狀。各個延伸部108具有在主體102四周的角度範圍。角度範圍為在約10°及約135°之間。更具體而言，角度範圍為在約10°及約135°之間，約10°及約100°之間，約10°及約90°之間，約10°及約80°之間，約10°及約70°之間，約10°及約60°之間，約10°及約50°之間，約10°及約40°之間，約15°及約90°之間，約15°及約45°之間，約20°及約90°之間，或約20°及約45°之間。
在某些實施例中，密封件（未顯示）佈置於延伸部108之各者上，以保持基板101。舉例而言，密封件為O形環。在降低的位置中的延伸部108（如第4C圖中所顯示）降低使得延伸部108與主體102共平面。各個延伸部108亦可包括延伸部表面111。延伸部表面111可相對應至保持表面210（顯示於第2圖中），使得當延伸部108在降低的位置中時，延伸部表面111足夠與保持表面210相同。舉例而言，基板101可操作以座落在延伸部表面111及保持表面210上。在降低的位置中延伸部表面111與保持表面210共平面。延伸部表面111配置成支撐待保持於延伸部108上的基板的禁區。
主體102包括下部板104及上部板106。上部板106耦合至下部板104。下部板104包括外部表面113。在某些實施例中，上部板106透過複數個緊固件（未顯示）耦合至下部板104，例如穿過上部板106及下部板104佈置的螺釘或螺栓。延伸部108佈置於上部板106及下部板104的周圍四周。上部板106包括複數個真空槽110。複數個真空槽110穿過上部板106佈置。複數個真空槽110定位於基板101下方。複數個真空槽110與真空源114流體連通。
氣體噴嘴118穿過上部板106佈置。氣體噴嘴118與氣源112流體連通。氣源112可包括清潔乾燥空氣（CDA）、氦氣（He）、氬氣（Ar）、氮氣（N 2）或其結合。基板支撐組件100進一步包括控制器107。控制器107可操作以在處理期間控制基板支撐組件100的態樣。氣體穿過氣體噴嘴118的頂部表面122而提供。
在可與此處所述的其他實施例結合的一個實施例中，主體102以金屬材料形成，例如鋁、不銹鋼，或其合金、其結合或其混合物。在可與此處所述的其他實施例結合的另一實施例中，主體102以陶瓷材料形成，例如氮化矽材料、氮化鋁材料、氧化鋁材料，或其合金、其結合或其混合物。
第2圖為在抬升的位置中的基板支撐組件100的概要剖面視圖。下部板104包括真空通道202。真空通道202穿過下部板104佈置。真空通道202佈置於主體102的周圍四周。真空通道202透過真空線205與真空源114流體連通。下部板104進一步包括複數個開口204。複數個開口204穿過下部板104的下部板頂部表面206佈置。上部板106包括凹槽208。凹槽208穿過上部板106佈置。凹槽208佈置於主體102的周圍四周。真空源114提供真空壓力至複數個真空槽110。真空壓力透過真空通道202、複數個開口204及凹槽208從真空源114提供至複數個真空槽110。
當在降低的位置中時基板101以真空壓力緊固。基板101可座落於上部板106的保持表面210上。真空源114可操作以穿過複數個真空槽110提供真空壓力，以將基板101緊固至保持表面210。複數個真空槽110穿過保持表面210形成。保持表面210從上部板106的上部表面212凹陷。保持表面210佈置於上部表面212下方。上部表面212及保持表面210會合以在其之間形成唇部214。唇部214延伸於保持表面210及上部表面212之間。如此，基板101座落於保持表面210上。保持表面210及唇部214配置成支撐且界定待保持於保持表面210上的基板101的禁區。在抬升的位置中基板101的禁區藉由延伸部表面111支撐。在降低的位置中基板101的禁區藉由延伸部表面111及保持表面210支撐。
基板101藉由來自複數個真空槽110及唇部214的真空壓力橫向地保持。真空壓力穿過複數個真空槽110提供以足夠緊固基板101至保持表面210而不會沿著保持表面210偏移。真空壓力可取決於基板101的大小及厚度而調整。控制器107可操作以提供指示且促進真空源114的致動，以提供真空壓力至保持表面210。
氣體噴嘴118穿過上部板106佈置。氣體噴嘴118透過氣源線216與氣源112流體連通。氣源線216穿過下部板104佈置。在某些實施例中，氣源線216從下部板104的外部表面113佈置至氣體噴嘴118。氣源線216提供氣體至氣體噴嘴118。氣體噴嘴118經定位以在垂直於基板101的第一表面105及第二表面103的方向中釋放氣體。氣源112可與控制器107通訊。控制器107可操作以提供指示且促進氣體傳輸穿過氣體噴嘴118。控制器107可操作以調整透過氣體噴嘴118傳輸的氣體的氣體壓力。當在降低的位置中時（顯示於第4C圖中），氣體可操作以提供氣體壓力至基板101，以控制基板101的輪廓而不會接觸基板101的第二表面103。舉例而言，氣體可提供壓力以控制基板101的輪廓，且降低在基板上的接觸。舉例而言，氣體可利用以維持基板101實質上平面的。真空壓力亦將根據氣體壓力變化，以確保基板101維持接觸保持表面210。舉例而言，增加氣體壓力可相應地需要增加真空壓力。
第3圖為以基板支撐組件100保持基板101之方法300的流程圖。第4A-4C圖為在方法300期間基板支撐組件100的概要剖面視圖。應理解方法300可在光學元件製造系統中利用。舉例而言，方法300可在化學氣相沉積（CVD）系統、電漿增強的CVD（PECVD）系統、奈米壓印光刻系統、旋塗系統、有角度的蝕刻系統、噴墨系統等等中利用，以及在製造光學元件中利用的其他系統中利用。端效器402可操作以在方法300期間與基板101互動。端效器402可操作以將基板101定位在基板支撐組件100上。端效器402可耦合至機械手臂。
此處所述的方法300提供保持基板101而不會接觸基板101的主動區。此外，基板支撐組件100提供基板的輪廓的控制。舉例而言，基板101可保持實質上平面而在+/- 0.1 mm之中。當藉由基板支撐組件100保持時，處置或碰觸基板101的主動區為非所欲的，因為相對於第一表面105的第二表面103（即，底部表面）將以光學元件圖案化。
在操作301處，端效器402將基板101定位至基板支撐組件100的延伸部108上。延伸部108在抬升的位置中。抬升的位置藉由將延伸部108抬升於基板支撐組件100的上部板106上方而界定。在抬升的位置中，延伸部108的延伸部頂部表面404並非與上部板106的上部表面212共平面。端效器402在基板101的禁區上接觸基板101，使得形成於第二表面103上的光學元件不會歸因於與端效器402的直接接觸而損傷。基板101定位在延伸部108之各者的延伸部表面11上。延伸部108接觸基板101的禁區。
在可與此處所述的其他實施例結合的一個實施例中，基板101的第一表面105的禁區與延伸部108接觸。第一表面105經定位使得不會接觸基板101的主動區（即，包括一或更多光學元件的基板101的部分或在其上用於待圖案化一或更多光學元件的部分）。在可與此處所述的其他實施例結合的另一實施例中，如此處所顯示，基板101的第二表面103的禁區與延伸部108接觸。第二表面103經定位使得不會接觸基板101的主動區（即，包括一或更多光學元件的基板101的部分或在其上用於待圖案化一或更多光學元件的部分）。
在操作302處，如第4B圖中所顯示，從基板支撐組件100退回且清除端效器402。在操作303處，如第4C圖中所顯示，延伸部移動至降低的位置。降低的位置藉由延伸部108的延伸部頂部表面404與上部板106的上部表面212共平面而界定。延伸部108降低使得基板101將座落在上部板106上（例如，在保持表面210上，顯示於第2圖中）。複數個真空槽110（顯示於第1及2圖中）穿過上部板106的保持表面而佈置。
在操作304處，從氣體噴嘴118提供氣體。氣體噴嘴118經定位使得氣體發射至基板101的第二表面103。氣體從與氣體噴嘴118連通的氣源112提供。控制器107可操作以致動氣源112且指示氣源112如所欲地增加及減少氣體的氣體壓力。因此，施加至基板101的壓力可為靜態的（即，固定氣體壓力）或動態的（即，隨著時間變化氣體壓力）。在可與此處所述的其他實施例結合的某些實施例中，在操作304之前可穿過氣體噴嘴118提供氣體。舉例而言，隨著基板101降低至上部板106的同時可提供氣體。在可與此處所述的其他實施例結合的其他實施例中，操作304可在操作305之後實行。當延伸部108在抬升的位置或降低的位置中時可提供氣體。
氣體噴嘴118不會接觸基板101的第一表面105或第二表面103任一者。如此，氣體噴嘴118的頂部表面在基板101的第一表面105及第二表面103下方。氣體噴嘴的頂部表面122亦定位成在保持表面下方，以允許在頂部表面122及保持表面210上的基板101之間的空間。氣體從氣體噴嘴118提供以接觸基板101，且控制基板101的輪廓。舉例而言，重力可引發在基板101上的輪廓改變，且可利用氣體壓力以對抗輪廓改變。氣體可操作以施加氣體壓力至第一表面105或第二表面103任一者，而不會接觸基板101的主動區。因此，基板101可為平坦或實質上平坦的。
在操作305處，提供真空壓力至基板101。真空壓力從與複數個真空槽110（顯示於第2圖中）連通的真空源114提供。基板101定位在保持表面210上，且啟動真空壓力以將基板101保持在上部板106上。真空壓力避免基板101的橫向運動。真空壓力避免基板101的旋轉。真空壓力對抗來自氣體噴嘴118的壓力，以將基板101夾持至基板支撐組件100。因此，基板維持定向及位置用於處理。維持定向及位置在處理操作期間強化精確性及品質。
從氣源112提供至基板101及從真空源114施加的真空壓力的氣體的結合允許基板控制基板101的輪廓，使得基板101為實質上平面的，在+/-0.1 mm之中。控制器107與氣源112及真空源114通訊，可促進調整施加至基板101的氣體壓力及真空壓力。調整可為動態的（即，隨著時間改變氣體壓力）。基板支撐組件100允許保持基板101。基板101準備好用於第一表面105及/或第二表面103的處理。
綜上所述，此處說明用於保持基板的表面及控制基板的輪廓的基板支撐組件。此處所述的基板支撐組件提供基板的保持而不會接觸形成於基板的第一表面或第二表面上的一或更多元件。此外，基板支撐組件補償基板的輪廓的改變。氣體提供至基板的表面以確保基板為實質上平面的。氣體噴嘴不會接觸基板的主動區，同時以來自氣體的壓力維持基板的所欲輪廓。真空壓力在基板的周圍四周提供，以避免橫向運動及旋轉。真空壓力亦確保基板維持夾持至基板支撐組件。
儘管以上導向本揭露案的範例，可衍生本揭露案的其他及進一步範例而不會悖離其基本範疇，且其範疇藉由以下請求項來決定。
11:延伸部表面 100:基板支撐組件 101:基板 102:主體 103:第二表面 104:下部板 105:第一表面 106:上部板 107:控制器 108:延伸部 109:孔洞 110:真空槽 111:延伸部表面 112:氣源 113:外部表面 114:真空源 118:氣體噴嘴 120:致動器 122:頂部表面 202:真空通道 204:開口 205:真空線 206:下部板頂部表面 208:凹槽 210:保持表面 212:上部表面 214:唇部 216:氣源線 300:方法 301:操作 302:操作 303:操作 304:操作 305:操作 402:端效器 404:延伸部頂部表面
以此方式可詳細理解本揭露案以上所載的特徵，以上簡要概述的本揭露案的更特定說明可藉由參考實施例而獲得，某些實施例圖示於隨附圖式中。然而，應理解隨附圖式僅圖示範例實施例，且因此不應考量為其範疇之限制，且可認可其他均等效果的實施例。
第1圖根據實施例，為在抬升的位置中的基板支撐組件的概要等距視圖。
第2圖根據實施例，為在抬升的位置中的基板支撐組件的概要剖面視圖。
第3圖根據實施例，為用於以基板支撐組件保持基板之方法的流程圖。
第4A-4C圖根據實施例，為在方法期間基板支撐組件的概要剖面視圖。
為了促進理解，已儘可能地使用相同的元件符號代表共通圖式中相同的元件。應考量一個實施例的元素及特徵可有益地併入其他實施例中而無須進一步說明。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100:基板支撐組件
101:基板
103:第二表面
104:下部板
105:第一表面
106:上部板
107:控制器
108:延伸部
109:孔洞
110:真空槽
111:延伸部表面
112:氣源
113:外部表面
114:真空源
118:氣體噴嘴
120:致動器
122:頂部表面
202:真空通道
204:開口
205:真空線
210:保持表面
214:唇部

Claims (20)

  1. 一種基板支撐組件，包含： 一下部板； 一上部板，耦合至該下部板，該上部板佈置於該下部板的一頂部表面上，該上部板具有： 一上部表面； 一保持表面，佈置於該上部表面下方； 一唇部，形成於該上部表面及該保持表面之間；及 複數個真空槽，穿過該保持表面佈置； 至少兩個弧形延伸部，佈置於該下部板及該上部板的一周圍處，該等延伸部可操作以移動至一抬升的位置及一降低的位置中；及 一氣體噴嘴，穿過該上部板佈置。
  2. 如請求項1所述之基板支撐組件，進一步包含一真空通道，穿過該下部板佈置，該真空通道沿著該下部板的一周圍佈置。
  3. 如請求項2所述之基板支撐組件，進一步包含複數個開口，該複數個開口穿過該下部板的該頂部表面。
  4. 如請求項3所述之基板支撐組件，進一步包含一凹槽，穿過該上部板佈置，該凹槽沿著該上部板的一周圍佈置。
  5. 如請求項4所述之基板支撐組件，進一步包含一真空源，透過一真空線與該真空通道流體連通。
  6. 如請求項1所述之基板支撐組件，進一步包含一氣源，透過一氣源線與該氣體噴嘴流體連通。
  7. 如請求項6所述之基板支撐組件，進一步包含一控制器，與該氣源通訊，該控制器可操作以指示該氣源調整穿過該氣體噴嘴提供的氣體的一壓力。
  8. 如請求項1所述之基板支撐組件，其中該上部板及該下部板以鋁、不銹鋼，或其合金、其結合或其混合物形成。
  9. 如請求項1所述之基板支撐組件，其中該上部板及該下部板以一氮化矽材料、一氮化鋁材料、一氧化鋁材料，或其合金、其結合或其混合物形成。
  10. 一種基板支撐組件，包含： 一下部板； 一上部板，耦合至該下部板，該上部板佈置於該下部板的一頂部表面上，該上部板具有： 一上部表面； 一保持表面，佈置於該上部表面下方； 一唇部，形成於該上部表面及該保持表面之間；及 複數個真空槽，穿過該保持表面佈置； 至少兩個延伸部，佈置於該下部板及該上部板的一周圍處，該等延伸部可操作以移動至一抬升的位置及一降低的位置中；及 一氣體噴嘴，穿過該上部板佈置，其中該氣體噴嘴的一頂部表面佈置於該基板及該保持表面的下方。
  11. 如請求項10所述之基板支撐組件，進一步包含一氣源，透過一氣源線與該氣體噴嘴流體連通。
  12. 如請求項11所述之基板支撐組件，進一步包含一控制器，與該氣源通訊，該控制器可操作以指示該氣源調整穿過該氣體噴嘴提供的氣體的一壓力。
  13. 如請求項10所述之基板支撐組件，其中該上部板及該下部板以鋁、不銹鋼，或其合金、其結合或其混合物形成。
  14. 如請求項10所述之基板支撐組件，其中該上部板及該下部板以一氮化矽材料、一氮化鋁材料、一氧化鋁材料，或其結合或其混合物形成。
  15. 一種方法，包含以下步驟： 將一基板定位於佈置於一基板支撐組件的一抬升的位置中的至少兩個延伸部上，該等延伸部耦合至該基板支撐組件的一主體； 降低該等延伸部至一降低的位置，該降低的位置包括將該基板座落於該主體的一保持表面上，該保持表面包括穿過其佈置的複數個真空槽； 穿過一氣體噴嘴提供一氣體至該基板的主動區，該氣體噴嘴穿過該基板支撐組件的該主體佈置，該氣體噴嘴以垂直於該基板的一表面的一方向提供該氣體；及 提供一真空壓力至該基板的一禁區，該真空壓力穿過該複數個真空槽而提供。
  16. 如請求項15所述之方法，其中該基板以一端效器定位於該至少兩個延伸部上。
  17. 如請求項15所述之方法，其中該氣體為清潔乾燥空氣（CDA）、氦氣（He）、氬氣（Ar）、氮氣（N 2）或其結合。
  18. 如請求項15所述之方法，其中該等延伸部之各者包括一延伸表面，其中該延伸表面在降低的位置中與該保持表面共平面。
  19. 如請求項15所述之方法，進一步包含以下步驟：當該基板支撐組件在該抬升的位置中時，提供該氣體至該基板。
  20. 如請求項15所述之方法，進一步包含以下步驟：當該基板支撐組件在該降低的位置中時，提供該氣體至該基板。
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