TW202310117A - 包括碗組裝體的基板處理裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明關於基板處理裝置，包括：基板支撐裝置，包括用於設置基板的旋轉頭部；流體供給單元，向基板供給流體；碗組裝體，包括包圍基板支撐裝置並沿半徑方向外側重疊配置的多個碗；升降單元，使碗組裝體升降，構成碗組裝體的多個碗可分別單獨進行升降移動，多個碗分別包括：下部碗；上部碗，朝向內側逐漸變高；連接碗，連接下部碗的上端與上部碗的下端，在內部面包括圓形縱向剖面形狀的曲面，當碗組裝體位於等待位置時，在連接碗中，開始形成曲面的高度從內側碗朝向外側碗逐漸降低，因此，可根據情況適當調節在碗之間形成的通路的間隔，同時，當向基板供給的藥液或氣體等流體通過離心力進入到通過多個碗形成的通路時，可沿流體的移動路徑形成通路，因而液滴不會反彈，而是自然地向下方移動。

Description

包括碗組裝體的基板處理裝置
本發明關於包括碗組裝體的基板處理裝置，更詳細地，關於包括二個以上的碗可單獨移動的碗組裝體的基板處理裝置。
通常，半導體設備是通過在基板上以薄膜形態蒸鍍多種物質並將其碳化來製造的，為此，需要進行蒸鍍工序、光刻工序、蝕刻工序、清潔工序及乾燥工序等多種不同步驟的工序。
其中，清潔工序和乾燥工序為去除存在於上述基板上的異物或粒子等之後進行乾燥的工序，通過在將基板支撐在旋轉頭部（夾頭底座）上的狀態下使其高速旋轉並向基板的表面或背面供給處理液來進行。
如圖1所示，通常，基板處理裝置300包括流體供給單元380、碗（bowl）組裝體320、升降單元360及具有旋轉頭部342的基板支撐裝置340。
上述流體供給單元380向基板W供給用於處理基板的藥液或氣體。
而且，當進行工序時，基板支撐裝置340執行在支撐基板W的狀態下使基板W旋轉的功能。
並且，上述碗組裝體320為以防止工序中所使用的藥液及當進行工序時所產生的煙霧（fume）向外部飛濺或流出的方式進行收容的結構要素，較佳地，以層疊式構成，根據相對於基板的通路使不同藥液及煙霧區別流入。
上述升降單元360使基板支撐裝置340或碗組裝體320進行上下升降，在碗組裝體320內，改變碗組裝體320與基板支撐裝置340之間的相對高度。
另一方面，現有技術的碗組裝體320由包括內側碗、中間碗及外側碗的多個碗形成，多個碗相互按規定間隔隔開來以形成為一體的方式形成通路，從而，存在無法根據需要調節上述間隔的缺點。
並且，由於無法調節上述碗組裝體320的通路間隔，因此，存在當基板支撐裝置340的轉速改變時，向上述通路流入的藥液或氣體等流體碰撞碗的表面之後反彈，且其一部分逆流而污染基板W的情況。
現有技術文獻 專利文獻 專利文獻1：公開專利公報第10-2017-0003026號（2017年01月09日）。
發明所欲解決之問題 本發明為解決上述現有技術的問題而提出，本發明的目的在於，提供如下的包括碗組裝體的基板處理裝置，即，可調節構成碗組裝體的多個碗的通路間隔並特定形狀，由此，可防止藥液或氣體反彈並向基板側逆流。
解決問題之技術手段 為了實現上述目的，本發明的基板處理裝置的特徵在於，包括：基板支撐裝置，包括用於設置基板的旋轉頭部；流體供給單元，用於向上述基板供給流體；碗組裝體，包括包圍上述基板支撐裝置並沿著半徑方向外側重疊配置的多個碗；以及升降單元，用於使上述碗組裝體升降，構成上述碗組裝體的多個碗能夠分別單獨進行升降移動。
本發明的特徵在於，多個上述碗分別包括：下部碗；上部碗，朝向上述基板支撐裝置的半徑方向內側傾斜；以及連接碗，連接上述下部碗的上端與上部碗的下端，在內部面包括圓形縱向剖面形狀的曲面。
本發明的特徵在於，當上述碗組裝體位於等待位置時，在上述連接碗中，開始形成上述曲面的高度從內側碗朝向外側碗逐漸降低。
本發明的特徵在於，在多個上述碗之間的通路中，在從上述上部碗的內周面開始的半徑方向外側一部分區間形成水準通路。
本發明的特徵在於，在多個上述碗之間的通路中，多個上部碗的傾斜通路間隔朝向連接碗側逐漸增加。
本發明的特徵在於，當從縱向剖面觀察時，多個上述上部碗的傾斜部分的厚度朝向連接碗側逐漸增加。
本發明的特徵在於，當從縱向剖面觀察時，構成上述碗的上部碗的內外側形狀為橢圓形，連接碗的內側形狀為圓弧形。
本發明的特徵在於，當從縱向剖面觀察時，在每個上述上部碗的內側面分別形成波形的突起，以上述突起為中心，在兩側形成凹陷的引導槽。
本發明的特徵在於，上述連接碗包括比上述下部碗的內側面更向外側凹陷的緩衝槽。
本發明的特徵在於，上述下部碗和連接碗以可拆裝的方式設置。
本發明的特徵在於，在上述下部碗與連接碗之間形成由添加碳的樹脂製成的適配器。
本發明的特徵在於，由樹脂製成的上述適配器由氟樹脂包含碳納米管、石墨烯和炭黑中的一種碳基成分的材料構成。
本發明的特徵在於，上述適配器和下部碗的上端通過由樹脂製成的固定銷固定。
本發明的特徵在於，在上述連接碗的下端和下部碗的上端分別形成第一結合槽和第一結合突起，在上述適配器的上端和下端分別形成用於與上述第一結合槽和第一結合突起結合的第二結合突起和第二結合槽。
本發明的特徵在於，配置在最內側的碗包括第一通路和第二通路，上述第一通路使流體從基板流入，上述第二通路與上述第一通路隔著隔板配置，在上述隔板貫通形成配置在上述第一通路的底部上側的排出孔，上述排出孔從其入口朝向出口向上傾斜形成。
對照先前技術之功效 根據具有上述結構的本發明的包括碗組裝體的基板處理裝置，本發明包括：基板支撐裝置，包括用於設置基板的旋轉頭部；流體供給單元，用於向上述基板供給流體；碗組裝體，包括包圍上述基板支撐裝置並沿著半徑方向外側重疊配置的多個碗；以及升降單元，用於使上述碗組裝體升降，構成上述碗組裝體的多個碗可分別單獨進行升降移動，因此，可根據情況適當調節在上述碗之間形成的通路的間隔。
並且，根據本發明，多個上述碗分別包括：下部碗；上部碗，朝向上述基板支撐裝置的半徑方向內側傾斜；以及連接碗，連接上述下部碗的上端與上端碗的下端，在內部面包括圓形縱向剖面形狀的曲面，因此，可以最大程度限制通過基板的離心力進入到碗自身的通路或碗之間的通路的流體反彈並重新向基板側逆流。
並且，根據本發明，當上述碗組裝體位於等待位置時，在上述連接碗中，開始形成上述曲面的高度從內側碗朝向外側碗逐漸降低，因此，當向基板供給的藥液或氣體等的流體通過多個碗進入到通路時，可沿著上述流體的移動路徑形成通路，因而液滴不會反彈，而是自然地向下方移動。
並且，根據本發明，在多個上述碗之間的通路中，可在從上述上部碗的內周面開始的半徑方向外側一部分區間形成水準通路，即，在與基板最近的區間形成水準通路，從基板流入的流體可在不碰撞通路的情況下輕鬆進入。
並且，根據本發明，在多個上述碗之間的通路中，多個上部碗的傾斜通路間隔朝向連接碗側逐漸增加，由此，通過上述水準通路進入的流體在盡可能不碰撞中間的通路的情況下直接沿著上述連接碗的曲面向下移動。
並且，在此情況下，當從縱向剖視圖觀察時，多個上述上部碗的傾斜部分的厚度朝向連接碗側逐漸增加，即使所設定的每個上述上部碗的傾斜度差異不大，中間的通路的間隔也可以朝向下部逐漸增加，由此，上述下部碗的直徑差異也並不大，因此，在俯視圖中所佔據的面積大幅度減少，且結構變得緊湊。
並且，根據本發明，上述連接碗可包括比上述下部碗的內側面更向外側凹陷的緩衝槽，由此可具有如下的效果，即，通過基板的離心力，在碗內壁中，液滴到達下部碗的內側壁的外側並暫時停留後，自然地向下方滑動，進一步防止因反彈所導致的逆流。
並且，根據本發明，當從縱向剖面觀察時，構成上述碗的上部碗的內外側形狀為橢圓形，連接碗的內側形狀為圓弧形，從而增加內部氣流形成的緩衝作用，由此，進入到碗的通路的液滴可以在沒有反彈的情況下通過通路自然地滑動並向下方移動。
並且，根據本發明，當從縱向剖面觀察時，在上述上部碗的內側面可分別形成1個以上的波形的突起，以上述波形的突起為中心，在兩側形成凹陷的引導槽，由此，當向通路流入的流體發生順時針方向的渦流時，通過上述波形的突起和引導槽發生逆時針方向的氣流，以使上述兩種渦流相互抵消，從而可以防止因渦流引起的液滴出現逆流現象。
並且，根據本發明，本發明具有如下的優點，即，上述下部碗和連接碗以可拆裝的方式設置，下部碗以相同的結構設置，可以更換上部碗和連接碗，從而，根據條件和情況，可以自由地選擇碗結構，從而大幅度提高生產性。
並且，根據本發明，上述下部碗與連接碗之間形成由添加碳的樹脂製成的適配器，通過靜電等，碗將會帶電，由此，可以防止對基板的清潔產生惡劣影響。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
以下，參照附圖，詳細說明本發明的較佳實施例。
如圖2所示，本發明的基板處理裝置1000包括：基板支撐裝置100，包括用於設置基板W的旋轉頭部110；流體供給單元200，用於向上述基板W供給藥液或氣體等流體；碗組裝體300，包括包圍上述基板支撐裝置100並沿著半徑方向外側重疊配置的多個碗310、320、330；以及升降單元400，用於使上述碗組裝體300升降。
尤其，如圖3和圖4所示，構成上述碗組裝體300的多個碗310、320、330可分別單獨進行升降移動，因此，可根據情況適當調節形成在上述碗之間的中間通路352與外側通路353的間隔。
圖中，上述碗組裝體300可由三個碗310、320、330形成，但根據情況和用途，可以構成二個或四個以上。
多個上述碗310、320、330分別包括：下部碗311、321、331；上部碗312、322、332，朝向基板支撐裝置100的半徑方向內側傾斜；以及連接碗313、323、333，連接上述下部碗311、321、331的上端與上部碗312、322、332的下端，在內部面包括圓形縱向剖面形狀的曲面。
由此，可以最大程度抑制通過基板W的離心力，進入到碗310、320、330自身的通路或碗310、320、330之間的通路的流體反彈並重新向基板W側逆流。
上述上部碗312、322、332、下部碗311、321、331及連接碗313、323、333可形成為一體，下部碗311、321、331與連接碗313、323、333可以分離，以可拆裝的方式設置。
另一方面，如圖4所示，較佳地，當上述碗組裝體300位於等待位置時，在上述連接碗313、323、333中，開始形成上述曲面的高度從內側碗313朝向外側碗333逐漸降低。
其中，上述碗組裝體300的等待位置是指基板W被基板支撐裝置100支撐的狀態下，以多個上述碗310、320、330均相鄰地聚集的狀態下位於最上端的位置。
在此情況下，上述碗組裝體300為從內側朝向外側層疊的結構，呈內側碗被外側碗層層包圍的結構。
由此，可沿著基於離心力的上述流體的移動路徑形成內側通路351、中間通路352及外側通路353，液滴的碰撞位置大部分集中在連接碗313、323、333的曲面，因此，當流體進入到通過多個碗310、320、330形成的通路351、352、353時，液滴不會反彈，而是可以自然地向下方移動。
更具體地，當從正面觀察時，從旋轉的基板W飛散的流體沿著半徑方向移動並借助自身重量逐漸向下移動，其路徑大致形成拋物線等曲線形狀。
即，越遠離基板W的中心，流體的位置越沿著上述曲線降低，若沿著上述曲線形成碗組裝體300內的通路的路徑，則可以將因初期碰撞引起的反彈現象最小化。
當上述碗組裝體300位於等待位置時，在上述連接碗313、323、333中，開始形成上述曲面的高度從內側碗310朝向外側碗330逐漸降低，則可以最大程度沿著上述流體的曲線路徑形成通路，因此，可以防止因流體的反彈引起的逆流現象。
如圖5的（a）部分所示，碗310、320、330的等待位置為所有碗310、320、330位於最下部等待位置的狀態，為了更換基板W，基板支撐裝置100的上端位於比碗310、320、330的上端高的位置。
當使用實際碗組裝體300時，相對於基板W，將各個碗從上述等待位置移動規定高度來確保需要的通路。
在本發明的實施例中，如圖5的（b）部分所示，當使用配置在外側的第一個通路時，僅上升外側碗330即可，如圖5的（c）部分所示，當使用中間的第二個通路時，僅同時上升中間碗320和外側碗330即可，如圖5的（d）部分所示，當使用內側的第四個通路時，全部上升三個碗來確保通路。
另一方面，如圖6所示，較佳地，在多個上述碗310、320、330之間的通路352、353中，在從上述上部碗312、322、332的內周面開始的半徑方向外側一部分區間，即，在最接近基板W的區間形成水準通路352a、353a，從而使從基板W流入的流體在沒有碰撞通路的情況下可以輕鬆進入。
較佳地，在多個上述碗310、320、330之間的通路中，多個上部碗312、322、332的傾斜通路352b、353b間隔可朝向上述連接碗313、323、333側逐漸增加，由此，通過上述水準通路352a、353a進入的流體在盡可能不碰撞傾斜通路352b、353b的情況下直接沿著上述連接碗313、323、333的曲面向下移動。
尤其，在此情況下，當從縱向剖面觀察時，多個上述上部碗312、322、332的傾斜部分的厚度可朝向上述連接碗313、323、333側逐漸增加，即使所設定的每個上述上部碗312、322、332的傾斜度差異不大，傾斜通路352b、353b的間隔也可以朝向下部逐漸增加，由此，具有如下的優點，即，上述下部碗311、321、331的直徑差異也並不大，因此，在俯視圖中所佔據的面積大幅度減少，且結構變得緊湊，下端的結構強度增加。
並且，如圖7和圖8所示，較佳地，上述連接碗313、323、333包括比上述下部碗311、321、331的內側面更向外側凹陷的緩衝槽313a、323a、333a，由此，通過基板W的離心力，液滴到達碗內壁中下部碗311、321、331的內側壁的外側並暫時停留後，自然地向下方滑動，由此，可以更進一步有效地防止因反彈引起逆流。
在此情況下，如圖7所示，當從縱向剖面觀察時，構成上述碗310、320、330的上部碗312、322、332可包括橢圓形的內外側形狀，連接碗313、323、333包括圓弧形的內側形狀，由此可增大內部氣流形成的緩衝作用（暫時停留的作用），進入到碗的通路的液滴可以在沒有反彈的情況下通過通路自然地滑動並向下方移動。
在此情況下，較佳地，當上述碗組裝體300位於等待位置時，在上述連接碗313、323、333中，開始形成上述曲面（圓弧形剖面）的高度從內側碗313朝向外側碗333逐漸降低。
並且，如圖8所示，當從縱向剖面觀察時，在上述上部碗312、322、332的內側面可分別形成一個以上的波形的突起312c、322c、332c，以上述波形的突起312c、322c、332c為中心，在兩側形成凹陷的引導槽312d、322d、332d，由此，當在流入到通路351、352、353的流體發生順時針方向的渦流式，通過上述波形的突起312c、322c、332c與引導槽312d、322d、332d發生逆時針方向的氣流，以使上述兩種渦流相互抵消，從而可以防止因渦流引起的液滴出現逆流現象。
在此情況下，較佳地，當上述碗組裝體300位於等待位置時，在上述連接碗313、323、333中，開始形成上述曲面的高度從內側碗313朝向外側碗333逐漸降低。
另一方面，較佳地，如圖3和圖4所示，配置在最內側的碗310包括：第一通路351e，使流體從基板W流入；以及第二通路351f，與上述第一通路351e隔著隔板317配置，在上述隔板317貫通形成配置在上述第一通路351e的底部上方的排出孔318，上述排出孔318從其入口318a朝向出口318b傾斜形成。
由此，流體的液體成分可通過上述第一通路351e流入，通過上述排出孔318和第二通路351f排出氣體成分，當通過上述排出孔318的氣體中混合一部分液體時，其液體成分在排出孔318的尖銳的上端形成為液滴形態並向下下降之後向第一通路351e排出。
另一方面，較佳地，上述下部碗311、321、331和連接碗313、323、333以可拆裝的方式設置，由此，下部碗311、321、331以相同的結構設置，可以更換上部碗312、322、332和連接碗313、323、333，從而，根據條件和情況，可以自由地選擇碗結構。
在此情況下，較佳地，在上述下部碗311、321、331與連接碗313、323、333之間形成由添加碳的樹脂製成的適配器370，從而獲得緩衝效果，同時，通過靜電等，碗將會帶電，由此防止對基板W的清潔產生惡劣影響。
上述樹脂劑的適配器370可由氟樹脂包含碳納米管、石墨烯和炭黑中等的碳基成分的材料構成。
上述適配器370和下部碗311、321、331的上端通過由樹脂製成的固定銷（未圖示）固定，上述固定銷的材質可以與上述適配器370的材質相同或者由氟樹脂或具有耐化學性的塑膠構成。
較佳地，在上述連接碗313、323、333的下端和下部碗311、321、331的上端分別形成第一結合槽313e、323e、333e和第一結合突起311e、321e、331e，在上述適配器370的上端和下端分別形成用於與上述第一結合槽313e、323e、333e和第一結合突起311e、321e、331e結合的第二結合突起371和第二結合槽372。
本發明的實施例僅是例示性實施例，只要是本發明所屬技術領域的普通技術人員，則在發明要求保護範圍內進行多種變形的及與其等同的其他實施例是可行的。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100:基板支撐裝置 110:旋轉頭部 200:流體供給單元 300:碗組裝體 310:內側碗 311:下部碗 311e、321e、331e:第一結合突起 312:上部碗 312c:波形突起 312d:引導槽 313:連接碗 313a:緩衝槽 313e、323e、333e:第一結合槽 317:隔板 318:排出孔 318a:排出孔入口 318b:排出孔出口 320:中間碗 321:下部碗 322:上部碗 322c:波形突起 322d:引導槽 323:連接碗 323a:緩衝槽 330:外側碗 331:下部碗 332:上部碗 332c:波形突起 332d:引導槽 333:連接碗 333a:緩衝槽 351:內側通路 351e:第一通路 351f:第二通路 351b:傾斜通路 352:中間通路 352a:水準通路 352b:傾斜通路 353:外側通路 353a:水準通路 353b:傾斜通路 370:適配器 371:第二結合突起 372:第二結合槽 400:升降碗 1000:基板處理裝置 W:基板
圖1為示出現有技術的基板處理裝置的結構圖。 圖2為示出本發明的基板處理裝置的結構圖。 圖3為示出本發明一實施例的碗組裝體的結構的縱向剖視圖。 圖4為圖3的分解圖。 圖5為示出本發明一實施例的碗組裝體的工作例的縱向剖視圖。 圖6為示出圖3中的上部碗的結構的縱向剖視圖。 圖7為示出本發明再一實施例的碗組裝體的上部碗的結構的縱向剖視圖。 圖8為示出本發明另一實施例的碗組裝體的上部碗的結構的縱向剖視圖。
300:碗組裝體
310:內側碗
311:下部碗
312:上部碗
313:連接碗
317:隔板
318:排出孔
318a:排出孔入口
318b:排出孔出口
320:中間碗
321、331:下部碗
322、332:上部碗
323:連接碗
330:外側碗
333:連接碗
351:內側通路
351e:第一通路
351f:第二通路
352:中間通路
352a:水準通路
352b:傾斜通路
353:外側通路
353a:水準通路
353b:傾斜通路
370:適配器
371:第二結合突起
372:第二結合槽
W:基板

Claims (15)

  1. 一種基板處理裝置，其中，包括： 基板支撐裝置，包括用於設置基板的旋轉頭部； 流體供給單元，用於向上述基板供給流體； 碗組裝體，包括包圍上述基板支撐裝置並沿著半徑方向外側重疊配置的多個碗；以及 升降單元，用於使上述碗組裝體升降，構成上述碗組裝體的多個碗能夠分別單獨進行升降移動。
  2. 如請求項1所述之基板處理裝置，其中，多個上述碗分別包括： 下部碗； 上部碗，朝向上述基板支撐裝置的半徑方向內側傾斜；以及 連接碗，連接上述下部碗的上端與上述上部碗的下端，在內部面包括圓形縱向剖面形狀的曲面。
  3. 如請求項2所述之基板處理裝置，其中，當上述碗組裝體位於等待位置時，在上述連接碗中，開始形成上述曲面的高度從內側碗朝向外側碗逐漸降低。
  4. 如請求項3所述之基板處理裝置，其中，在多個上述碗之間的通路中，在從上述上部碗的內周面開始的半徑方向外側一部分區間形成水準通路。
  5. 如請求項3所述之基板處理裝置，其中，在多個上述碗之間的通路中，多個上述上部碗的傾斜通路間隔朝向上述連接碗側逐漸增加。
  6. 如請求項5所述之基板處理裝置，其中，當從縱向剖面觀察時，多個上述上部碗的傾斜部分的厚度朝向上述連接碗側逐漸增加。
  7. 如請求項2所述之基板處理裝置，其中，當從縱向剖面觀察時，構成上述碗的上述上部碗的內外側形狀為橢圓形，上述連接碗的內側形狀為圓弧形。
  8. 如請求項2所述之基板處理裝置，其中，當從縱向剖面觀察時，在每個上述上部碗的內側面分別形成波形的突起，以上述突起為中心，在兩側形成凹陷的引導槽。
  9. 如請求項7或8所述之基板處理裝置，其中，上述連接碗包括比上述下部碗的內側面更向外側凹陷的緩衝槽。
  10. 如請求項2至8中任一項所述之基板處理裝置，其中，上述下部碗和上述連接碗以能夠拆裝的方式設置。
  11. 如請求項10所述之基板處理裝置，其中，在上述下部碗與上述連接碗之間形成由添加碳的樹脂製成的適配器。
  12. 如請求項11所述之基板處理裝置，其中，由樹脂製成的上述適配器由氟樹脂包含碳納米管、石墨烯和炭黑中的一種碳基成分的材料構成。
  13. 如請求項11所述之基板處理裝置，其中，上述適配器和上述下部碗的上述上端通過由樹脂製成的固定銷固定。
  14. 如請求項11所述之基板處理裝置，其中，在上述連接碗的上述下端和上述下部碗的上述上端分別形成第一結合槽和第一結合突起，在上述適配器的上述上端和上述下端分別形成用於與上述第一結合槽和第一結合突起結合的第二結合突起和第二結合槽。
  15. 如請求項1所述之基板處理裝置，其中，配置在最內側的碗包括第一通路和第二通路，上述第一通路使流體從基板流入，上述第二通路與上述第一通路隔著隔板配置，在上述隔板貫通形成配置在上述第一通路的底部上側的排出孔，上述排出孔從其入口朝向出口向上傾斜形成。
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