TW202347597A - 基板處理裝置及使用其的基板處理方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭露一種基板處理裝置及使用其的基板處理方法，其在由多個真空吸附銷吸附基板底面的狀態下，能夠藉由多個真空吸附銷的吸附力和/或升降來控制控制基板的翹曲。根據本發明實施例的基板處理裝置，包括：支撐部，配置為支撐基板；感測部，配置為根據所述基板的製程配方預測或測量所述基板的彎曲變形狀態；以及銷翹曲控制裝置，包括以能夠升降的方式設於所述支撐部的多個真空吸附銷。所述翹曲控制裝置配置為根據測量的所述基板的彎曲變形狀態藉由所述多個真空吸附銷中的至少一個來對所述基板底面進行真空吸附以控制所述基板的彎曲變形。

Description

基板處理裝置及使用其的基板處理方法
本發明關於一種基板處理裝置和基板處理方法，更詳細地，關於一種具有可控制翹曲的真空吸附銷的基板處理裝置及使用該裝置的基板處理方法。
半導體積體電路一般是非常小且很薄的矽晶片，但卻由多種電子配件組成，並且為了生產一個半導體晶片，要經過微影製程、蝕刻製程、蒸鍍製程、回流（reflow）製程、封裝製程等多種製造製程。隨著在諸如晶圓（wafer）的半導體基板上蒸鍍多種物質，由於熱膨脹係數不同等因素，半導體基板可能會發生彎曲變形（翹曲（warpage））現象。這種彎曲變形現象可能會根據晶圓的材料（例如，矽、玻璃等）而表現出不同的現象。
如上所述，如果在晶圓發生彎曲變形的狀態下進行電漿處理，由於會在晶圓下表面發生局部電漿（local plasma），因此可能導致晶圓和配件發生損壞。為了防止這些問題的出現，可以在晶圓的周邊部放置稱為窗夾（window clamp）的夾環並藉由夾環向晶圓的周邊部施加夾緊載荷來防止晶圓的彎曲變形。
然而，傳統的夾環的局限性在於：當基板的邊緣部分翹起並發生凹陷的翹曲（Warpage）形狀時，能夠抑制基板的翹曲，但是當基板的中心部分翹起並發生凸出的翹曲形狀時，無法控制基板的翹曲。並且，由於需要藉由夾環對基板的邊緣部分進行加壓，因此存在如下缺點，即，導致能夠用於半導體製造的基板的有效面積的減小，且減小與與夾環接觸部分等同的面積。
[發明要解決的問題]
本發明是為了解決如上所述的傳統的基板翹曲控制技術問題而提出的，並且用於提供一種基板處理裝置及使用其的基板處理方法，其在由多個真空吸附銷吸附基板底面的狀態下，能夠藉由多個真空吸附銷的吸附力和/或升降控制控制基板的翹曲。
此外，本發明用於提供一種基板處理裝置及使用其的基板處理方法，其不僅可以有效地抑制基板以凹陷形狀彎曲的凹形翹曲現象，還可以有效地抑制基板以凸出形狀彎曲的凸形翹曲現象，並根據基板的翹曲形狀和翹曲曲率有效地控制翹曲。
此外，本發明用於提供一種基板處理裝置及使用其的基板處理方法，在基板沒有緊貼於支撐卡盤或因位置誤差使得基板跨在引導環上而導致真空吸附銷和基板的距離增加時，其可藉由感測真空壓力的升高來發出警報，從而可以在進行異常製程之前停止製程，以防止基板的損壞。
此外，本發明用於提供一種基板處理裝置及使用其的基板處理方法，其藉由將細棒狀的真空吸附銷真空吸附到基板的底部，而無需在基板的周邊部設置夾環，以在最小化對基板的熱影響的同時控制翹曲，從而可以增加基板的有效面積，並對基板的整個面積執行均勻處理。 [用於解決問題的手段]
根據本發明實施例的基板處理裝置包括：支撐部，配置為支撐基板；感測部，配置為根據所述基板的製程配方預測或測量所述基板的彎曲變形狀態；以及翹曲控制裝置，包括以能夠升降的方式設於所述支撐部的多個真空吸附銷。所述翹曲控制裝置配置為：根據測量的所述基板的彎曲變形狀態藉由所述多個真空吸附銷中的至少一個來對所述基板底面進行真空吸附以控制所述基板的彎曲變形。
所述多個真空吸附銷可以包括：中心真空吸附銷，設於所述支撐部的中心區域，以對所述基板的中心部進行真空吸附；以及多個邊緣真空吸附銷，配置為以隔開的方式設置在所述中心區域的外部區域並對所述基板的邊緣區域進行吸附。
所述彎曲變形狀態可以包括所述基板的邊緣區域翹起的凹形翹曲狀態和所述基板的中心區域翹起的凸形翹曲狀態中的至少一個。
所述翹曲控制裝置可以配置為：當所述感測部感測到所述凹形翹曲狀態時，僅藉由操作所述多個真空吸附銷中的所述多個邊緣真空吸附銷來控制所述基板的翹曲；以及當所述感測部感測到所述凸形翹曲狀態時，僅藉由操作所述多個真空吸附銷中的所述中心真空吸附銷來控制所述基板的翹曲。
所述翹曲控制裝置可以配置為：根據所述基板的翹曲狀態確定與每一個所述中心真空吸附銷和每一個所述多個邊緣真空吸附銷的上升距離對應的升降高度，並且根據已確定的所述升降高度對所述中心真空吸附銷和所述多個邊緣真空吸附銷進行升降驅動；在所述多個真空吸附銷與所述基板底面接觸的狀態下，使所述中心真空吸附銷和所述多個邊緣真空吸附銷下降與所述升降高度一樣高的高度；以及在中斷所述中心真空吸附銷和所述多個邊緣真空吸附銷中的至少一個驅動的狀態下，藉由至少一個真空吸附銷使得所述基板保持無翹曲的平板形狀。
所述真空吸附銷可以包括：真空墊，與所述基板底面接觸並在中心部具有真空孔；以及真空管線，配置為與所述真空孔連通並且在所述基板底面與所述真空墊之間的空間形成真空。所述感測部可以包括感測器部，所述感測器部配置為測量所述真空管線的壓力以判斷所述基板底面與所述真空墊的緊貼與否。根據本發明實施例的基板處理裝置還可以包括：警報部，根據所述基板與所述真空墊的緊貼與否來判斷所述基板的翹曲與否以發出翹曲警報。
所述翹曲控制裝置可以配置為：確定所述多個真空吸附銷中對應於當發生所述基板的翹曲時因翹曲而翹起的基板區域的一個以上的第一真空吸附銷；在所述多個真空吸附銷中除所述第一真空吸附銷之外的一個以上的第二真空吸附銷處於靜止的狀態下使所述第一真空吸附銷上升；在所述第一真空吸附銷上升至與所述基板底面接觸之後，藉由所述第一真空吸附銷對所述基板底面進行真空吸附；以及在所述基板處於被真空吸附的狀態下，使所述第一真空吸附銷下降到所述第二真空吸附銷的高度。
所述製程配方可以包括對所述基板的製程類型、基板類型、所述基板的物理性質或目標彎曲變形狀態中的至少一個。
根據本發明實施例的基板處理方法可以包括：根據基板的製程配方，藉由感測部預測或測量所述基板的彎曲變形狀態的步驟；以及根據所述基板的彎曲變形狀態，由翹曲控制裝置藉由多個真空吸附銷中的至少一個來對所述基板底面進行真空吸附以控制所述基板的彎曲變形的步驟，其中，所述翹曲控制裝置包括以能夠升降的方式設於用於支撐基板的支撐部的所述多個真空吸附銷。
控制所述基板的彎曲變形的步驟可以包括：根據所述基板的翹曲狀態確定與每一個所述中心真空吸附銷和每一個所述多個邊緣真空吸附銷的上升距離對應的升降高度的步驟；根據已確定的所述升降高度對所述中心真空吸附銷和所述多個邊緣真空吸附銷進行升降驅動的步驟；在所述多個真空吸附銷與所述基板底面接觸的狀態下，使所述中心真空吸附銷和所述多個邊緣真空吸附銷下降與所述升降高度一樣高的高度的步驟；以及在中斷所述中心真空吸附銷和所述多個邊緣真空吸附銷中的至少一個驅動的狀態下，藉由至少一個真空吸附銷使得所述基板保持平板形狀且無翹曲的步驟。
控制所述基板的彎曲變形的步驟可以包括：確定所述多個真空吸附銷中對應於當發生所述基板的翹曲時因翹曲而翹起的基板區域的一個以上的第一真空吸附銷的步驟；在所述多個真空吸附銷中除所述第一真空吸附銷之外的一個以上的第二真空吸附銷處於靜止的狀態下使所述第一真空吸附銷上升的步驟；在所述第一真空吸附銷上升至與所述基板底面接觸之後，藉由所述第一真空吸附銷對所述基板底面進行真空吸附的步驟；以及在所述基板處於被真空吸附的狀態下，使所述第一真空吸附銷下降到所述第二真空吸附銷的高度的步驟。 [發明效果]
根據本發明實施例提供一種基板處理裝置及使用其的基板處理方法，其在由多個真空吸附銷吸附基板底面的狀態下，能夠藉由多個真空吸附銷的吸附力和/或升降控制控制基板的翹曲。
此外，根據本發明實施例，不僅可以有效地抑制基板以凹陷形狀彎曲的凹形翹曲現象，還可以有效地抑制基板以凸出形狀彎曲的凸形翹曲現象，並根據基板的翹曲形狀和翹曲曲率有效地控制翹曲。
此外，根據本發明實施例，當基板沒有緊貼於支撐卡盤，或因位置誤差使得基板跨在引導環上而導致真空吸附銷和基板的距離增加時，可以藉由感測真空壓力的升高來發出警報，從而可以在進行異常製程之前停止製程來防止對基板的損壞。
此外，根據本發明實施例，可將細棒狀的真空吸附銷真空吸附到基板的底部而無需在基板的周邊部設置夾環，以最小化對基板的熱影響並控制翹曲，從而可以增加基板的有效面積，並且對基板的整個面積執行均勻處理。
以下，將參照圖式更詳細地說明本發明的實施例。本發明的實施例可以以各種形式修改，並且本發明的範圍不應被解釋為限於以下實施例。本實施例是為了使得本領域的技術人員更完整地解釋本發明而提供。因此，圖式中元件的形狀可以被略微誇大地示出以強調更清楚的說明。
根據本發明實施例的具有可控制翹曲的真空吸附銷的基板處理裝置及使用其的基板處理方法，可以藉由感測部基於基板的製程配方預測或測量基板的彎曲變形狀態，並藉由可升降地設於用於支撐基板的支撐部的多個真空吸附銷將基板底面真空吸附，以控制基板的彎曲變形。
圖1a是示意性示出根據本發明實施例的基板處理裝置的剖視圖。參照圖1a，根據本發明實施例的基板處理裝置100是用於執行基板10處理製程的裝置。基板處理裝置100可以是執行對於基板10的製程的多種類型的裝置。
基板處理裝置100可以是執行例如：電漿（plasma）製程、封裝（package）製程、回流（reflow）製程、蝕刻製程、蒸鍍製程、微影製程或熱處理製程等的裝置。在根據本發明實施例的基板處理裝置100中處理的基板10可以為半導體晶圓（Wafer）、遮罩（Mask）、玻璃基板或液晶顯示（LCD）面板等，但不限於此。
根據本發明實施例的基板處理裝置100可以包括在腔室100a內提供的支撐卡盤110、處理部120和翹曲控制裝置200。腔室100a在其內部具有用於處理基板10的處理空間。根據由基板處理裝置100執行的基板處理製程的種類，在腔室100a的內部可以提供處理基板10所需的多種配件。
例如，當基板處理裝置100被提供為利用電漿處理基板10的裝置時，在腔室100a的處理空間可以提供用於提供產生電漿的製程氣體的結構、用於將製程氣體轉換為電漿的結構（例如，高頻發生器等）、處理空間內部的製程氣體以及用於排出電漿的配件等。
支撐卡盤110相當於為支撐基板10而提供的支撐部，作為一例，支撐卡盤110可以被提供為用於支撐基板10的底面（下表面）的靜電卡盤，但不限於此。在支撐卡盤110的周圍可以設有用於引導基板10的引導環（guide ring）111。支撐卡盤110可以藉由絕緣體（insulator）112絕緣。
在腔室100a內可以設有用於均勻排放製程氣體的排氣環113。處理部120是用於對基板10執行基板處理製程的結構，例如，可以包括用於產生和控制電漿的高頻發生器、高頻控制器、用於加熱基板10的加熱器等。
圖1b是示出構成根據本發明實施例的基板處理裝置的翹曲控制裝置的結構圖。參照圖1a和圖1b，翹曲控制裝置200可以包括：多個真空吸附銷210，可升降地設於支撐卡盤110以控制基板10的翹曲；驅動控制部220，用於控制多個真空吸附銷210的真空吸附力和升降驅動以控制基板10的翹曲；感測部230，配置為根據設置在基板10的製程配方預測或測量基板10的彎曲變形狀態；以及警報部240，當感測到發生翹曲時發出警報。
感測部230可以根據製程配方感測彎曲變形狀態，其中，所述製程配方包括：對基板的製程類型、基板類型、基板的物理性質和目標彎曲變形狀態，所述彎曲變形狀態包括：基板10的邊緣區域翹起的凹形翹曲狀態和基板10的中心區域翹起的凸形翹曲狀態中的至少一個。
多個真空吸附銷210對於基板10各自的控制力可以控制為具有不同大小。藉由這種配置，基板處理裝置100可以藉由更精細地調整基板10的形狀來以使得基板10改變為多種彎曲變形狀態，從而控制基板10的翹曲。
感測部230可以預測、測量或獲取與基板10的彎曲變形狀態相關的多種變數。例如，感測部230可以安裝在每一個真空吸附銷210的一側（例如，真空吸附銷的上端部）以測量與基板10的距離，從而測量基板10在每個區域的彎曲變形狀態，並測量基板10的曲率（curvature）和相關值。
作為另一例，感測部230也可以藉由圖像感測器來感測基板10的彎曲變形狀態，或根據對基板10的製程類型（製程氣體的種類、製程氣體的供應量、製程氣體的時序供應模式、時序壓力控制模式、時序溫度控制模式、射頻（RF）電漿的時序供應模式等）、基板類型、基板的物理性質、目標彎曲變形狀態等製程配方來預測基板10的彎曲變形狀態。
目標彎曲變形狀態是指當對基板10設定的製程配方是以發生彎曲的狀態為基準而設定時，作為該製程配方的基準的基板10的彎曲變形狀態。在這種情況下，翹曲控制裝置200可以控制基板的翹曲（彎曲變形）使得基板10成為目標彎曲變形狀態。目標彎曲變形狀態可以包括平坦的基板狀態、凹陷形狀彎曲變形狀態、凸形彎曲變形狀態以及彎曲變形率資訊。
驅動控制部220可以包括：真空吸附控制部222，用於根據感測部230感測到的基板10的彎曲變形狀態來控制多個真空吸附銷210中的至少一個真空吸附力；以及升降驅動控制部224，用於根據感測部230感測到的基板10的曲變形狀態來控制多個真空吸附銷210中的至少一個的升降驅動。
翹曲控制裝置200可以藉由多個真空吸附銷210中的至少一個對基板10的底面進行真空吸附以控制基板10的彎曲變形。多個真空吸附銷210可以包括：中心真空吸附銷212，設於支撐卡盤110的中心區域並對基板10的中心部進行真空吸附；以及多個邊緣真空吸附銷214，隔開配置在支撐卡盤110的中心區域的外部區域並對基板10的邊緣區域進行吸附。
多個真空吸附銷210除了可以執行用於控制基板10的翹曲的功能外，還可以執行如下功能：在藉由基板搬送機器人的末端執行器（effector）手（未示出）交接藉由出入口100b搬入腔室100a內的基板10後，使其下降到支撐卡盤110上，並將經製程處理的基板10從支撐卡盤110提起並移交給基板搬送機器人的末端執行器手。
當感測部230感測到凹形翹曲狀態時，翹曲控制裝置200可以僅藉由操作多個真空吸附銷210中的多個邊緣真空吸附銷214來控制基板10的翹曲。與此不同，當感測部230感測到凸形翹曲狀態時，翹曲控制裝置200可以僅藉由操作多個真空吸附銷210中的中心真空吸附銷來控制基板10的翹曲。
為了多個真空吸附銷210的升降動作，在支撐卡盤110中可以沿上下方向貫通形成有多個升降槽。真空吸附銷210可以由驅動控制部220藉由設於支撐卡盤110的升降槽進行升降操作。真空吸附銷210可以在低於上端部的支撐卡盤110的上表面高度與高於支撐卡盤110的上表面的高度之間進行升降。
升降驅動控制部224可以包括用於升降驅動多個真空吸附銷210驅動馬達、由驅動馬達進行升降驅動的驅動氣缸等。升降驅動控制部224可以實現為聯動驅動多個真空吸附銷210或單獨驅動多個真空吸附銷210中的每一個。
圖2是示出根據本發明實施例的基板處理裝置的一部分的俯視圖。圖3是示出構成根據本發明實施例的基板處理裝置的真空吸附銷的剖視圖。參照圖1a至圖3，真空吸附銷210可以包括真空墊210a和真空管線210c。
真空墊210a可以以結合部210d作為媒介設於升降銷210b的端部，使其藉由升降驅動控制部224進行升降並與基板10的底面接觸，並且所述真空墊210a可以在中心部設有真空孔。真空管線210c與設置於真空墊210a的真空孔連通，並且可以沿著升降銷210b在上下方向上設置，所述升降銷210b配置為在基板10的底面與真空墊210a之間的空間形成真空。真空吸附控制部222可以由真空管線210c吸入空氣並對基板10的底面進行真空吸附並支撐。
感測部230可以包括：感測器部232，藉由測量真空管線的壓力來判斷基板10的底面與真空墊210a（即212a、214a）之間的緊貼與否；以及翹曲感測部234，根據基板10與真空墊210a（即212a、214a）之間的緊貼與否來判斷基板10的翹曲與否。警報部240可以藉由警告音或警告顯示等多種方式來發出用於告知基板的翹曲與否的警報。
感測部230可以基於由感測器部232感測到的真空管線的真空壓力來感測基板翹曲的發生。當真空吸附銷210與基板10之間的真空壓力超出設定的真空範圍時，感測部230可以感測基板翹曲的發生。為了感測翹曲而設定的真空範圍可以具有第一真空壓力值作為其下限，且第二真空壓力值作為其上限。
當由感測部230感測的真空吸附銷210的真空壓力低於第一真空壓力值時，可以藉由降低真空吸附強度來防止因過度吸附導致的製程成本的增加。當由感測部230感測的真空吸附銷210的真空壓力大於第二真空壓力時，感測部230可以發出翹曲發生風險的警告。
感測部230可以判斷真空吸附銷210的真空壓力是否在真空範圍內所設定的邊界範圍內。當感測部230判斷為測量的真空壓力在設定的邊界範圍內時，可以增加真空吸附銷210的真空吸附力以抑制基板10發生翹曲。
當用於感測翹曲發生風險的真空範圍的下限設定為第一真空壓力值，且真空範圍的上限設定為第二真空壓力值時，邊界範圍的下限可以設定為第三真空壓力值，且邊界範圍的上限可以設定為第二真空壓力值。此時，第三真空壓力值可以作為第一真空壓力值與第二真空壓力值之間的值，並設定為相比於第一真空壓力值更接近第二真空壓力值的真空壓力值。
根據本實施例，根據由感測部230感測到的真空壓力與第三真空壓力值和/或第二真空壓力值之間的差來設定真空吸附銷210的真空吸附力（目標真空壓力），因此無需施加不必要且過度真的空吸附力就可以防止翹曲的發生。
圖4和圖5是用於說明根據本發明一實施例對感測到凹形翹曲狀態的基板控制翹曲的動作的圖。以下參照圖1a、圖1b、圖4和圖5進行說明，為了對凹形翹曲狀態下的基板10進行翹曲控制，如圖4所示，翹曲控制裝置200可以對中心真空吸附銷212和多個邊緣真空吸附銷214進行上升驅動，以使得多個真空吸附銷210與凹形翹曲狀態的基板10的底面接觸。
即，翹曲控制裝置200可以使中心真空吸附銷212上升至與第一高度H1一樣高的高度，並且使多個邊緣真空吸附銷214上升至與第二高度H2一樣高的高度，第二高度H2比第一高度H1高出對應於翹曲發生量一樣多的高度。翹曲發生量可以根據凹形翹曲狀態確定。第二高度H2與第一高度H1之間的差值可以確定為與如下值相同：根據基板10的翹曲，以基板10的中心區域的高度為基準，能夠與邊緣真空吸附銷214接觸的基板10的底面的外側區域發生彎曲而上升的高度。
在一實施例中，翹曲控制裝置200可以根據基板10的翹曲狀態確定對應於每一個中心真空吸附銷212和每一個多個邊緣真空吸附銷214的上升距離的升降高度，並根據已確定的升降高度對中心真空吸附銷212和多個邊緣真空吸附銷214進行升降驅動。
作為另一實施例，翹曲控制裝置200也可以分別對中心真空吸附銷212和多個邊緣真空吸附銷214進行升降驅動，直到中心真空吸附銷212和多個邊緣真空吸附銷214分別與基板10的中心區域的底面和邊緣區域的底面接觸。為此，在中心真空吸附銷212和多個邊緣真空吸附銷214的上端側可以設有用於感測與基板10底面之間的距離的距離感測器。
當中心真空吸附銷212和多個邊緣真空吸附銷214與基板10的底面接觸時，翹曲控制裝置200可以藉由中心真空吸附銷212和多個邊緣真空吸附銷214在基板10被真空吸附的狀態下，使中心真空吸附銷212和多個邊緣真空吸附銷214分別下降與第一高度H1和第二高度H2一樣高的高度。
之後，如圖5所示，可以在藉由多個真空吸附銷210將基板10保持為沒有翹曲的平板形狀的狀態下，執行對基板10的製程處理。在對基板10的製程處理中，也可以停止中心真空吸附銷212的真空吸附驅動，在這種情況下，可以在藉由多個邊緣真空吸附銷214對基板10的邊緣區域進行真空吸附以控制翹曲的狀態下，執行基板10處理。
或者，在對基板10的製程處理中，還可以與多個邊緣真空吸附銷214一起進行中心真空吸附銷212的真空吸附驅動，此時藉由將多個邊緣真空吸附銷214中的每一個邊緣真空吸附銷214的真空吸附力設定為高於中心真空吸附銷212的真空吸附力，從而在控制基板10的翹曲的狀態下執行基板10的處理。
另一方面，當在對基板10的製程處理中，為了在基板10被多個邊緣真空吸附銷214完全平坦化的狀態下，控制基板10的翹曲而需要過度的真空吸力時，還可以藉由將中心真空吸附銷212突出到高於邊緣真空吸附銷214的高度（例如，從支撐卡盤的上表面數mm）以機械地抬起基板10的中心部，從而有效地控制基板10的翹曲。
圖6是用於說明根據本發明另一實施例對感測到凹形翹曲狀態的基板控制翹曲的動作的圖。以下參照圖1a、圖1b和圖6來說明，如果在基板10的製程處理前或在製程處理中，基板10發生凹形翹曲狀態，則翹曲控制裝置200可以對多個邊緣真空吸附銷214進行上升驅動以與凹形翹曲狀態的基板10的底面接觸。
即，翹曲控制裝置200可以在中斷對中心真空吸附銷212的驅動的狀態下，使得多個邊緣真空吸附銷214上升與翹曲發生量一樣多的高度。翹曲發生量可以根據基板10的凹形翹曲狀態確定，並且確定為與如下值相同：根據基板10的翹曲，以基板10的中心區域的高度為基準，能夠與邊緣真空吸附銷214接觸的基板10的底面外側區域A被彎曲上升的高度。
在一實施例中，翹曲控制裝置200可以根據基板10的翹曲狀態確定多個邊緣真空吸附銷214的上升距離，並根據已確定的上升距離分別對多個邊緣真空吸附銷214進行升降驅動。或者，翹曲控制裝置200也可以對多個邊緣真空吸附銷214進行升降驅動，直到多個邊緣真空吸附銷214分別與基板10的邊緣區域的底面接觸。
當多個邊緣真空吸附銷214與基板10的底面接觸時，多個邊緣真空吸附銷214可以在中心真空吸附銷212的真空吸附動作停止的狀態下，對基板10進行真空吸附的之後，將多個邊緣真空吸附銷214下降到預設的原始位置。 之後，可以在藉由多個邊緣真空吸附銷214將基板10保持為沒有翹曲的平板形狀的狀態下，執行對基板10的製程處理。此時，同樣可以在對基板10的製程處理中停止中心真空吸附銷212的真空吸附驅動，並且在藉由多個邊緣真空吸附銷214對基板10的邊緣區域進行真空吸附以控制翹曲的狀態下，執行基板10處理。
圖7是用於說明根據本發明一實施例對感測到凸形翹曲狀態的基板控制翹曲的動作的圖。以下參照圖1a、圖1b和圖7進行說明，為了對凸形翹曲狀態的基板10控制翹曲，如圖7所示，翹曲控制裝置200可以對中心真空吸附銷212和多個邊緣真空吸附銷214進行上升驅動，以使得多個真空吸附銷210與凸形翹曲狀態的基板10的底面接觸。
即，翹曲控制裝置200可以使中心真空吸附銷212上升與第一升降高度H3一樣高的高度，並且使多個邊緣真空吸附銷214上升與第二升降高度H4一樣高的高度，第二升降高度H4比第一升降高度H3低出對應於翹曲發生量一樣多的高度。翹曲發生量可以根據凸形翹曲狀態確定。第二升降高度H4與第一升降高度H3之間的差值可以確定為與如下值相同：根據基板10的翹曲，以基板10的中心區域的高度為基準，能夠與邊緣真空吸附銷214接觸的基板10的底面外側區域發生彎曲而下降的高度。
在一實施例中，翹曲控制裝置200可以根據基板10的翹曲狀態確定對應於每一個中心真空吸附銷212和每一個多個邊緣真空吸附銷214的上升距離的升降高度（H3、H4），並根據已確定的升降高度（H3、H4）對中心真空吸附銷212和多個邊緣真空吸附銷214進行升降驅動。
作為另一實施例，翹曲控制裝置200也可以分別對中心真空吸附銷212和多個邊緣真空吸附銷214進行升降驅動，直到中心真空吸附銷212和多個邊緣真空吸附銷214分別與基板10的中心區域的底面和邊緣區域的底面接觸。
當中心真空吸附銷212和多個邊緣真空吸附銷214與基板10的底面接觸時，翹曲控制裝置200可以藉由中心真空吸附銷212和多個邊緣真空吸附銷214在基板10被真空吸附的狀態下，使中心真空吸附銷212和多個邊緣真空吸附銷214分別下降與第一升降高度H3和第二升降高度H4一樣高的高度。
之後，可以在藉由多個真空吸附銷210將基板10保持為沒有翹曲的平板形狀的狀態下，執行對基板10的製程處理。在對基板10的製程處理中，也可以停止邊緣真空吸附銷214的真空吸附驅動，在這種情況下，可以在藉由中心真空吸附銷212對基板10的中心區域進行真空吸附以控制翹曲的狀態下，執行基板10處理。
圖8是用於說明根據本發明另一實施例對感測到凸形翹曲狀態的基板控制翹曲的動作的圖。以下參照圖1a、圖1b和圖8來說明，如果在基板10的製程處理前，或在製程處理中，基板10發生凸形翹曲狀態，則翹曲控制裝置200可以對中心真空吸附銷212進行上升驅動以與凸形翹曲狀態的基板10的底面接觸。
即，翹曲控制裝置200可以在中斷對邊緣真空吸附銷214的驅動的狀態下，使得中心真空吸附銷212上升與翹曲發生量一樣多的高度。翹曲發生量可以根據基板10的凸形翹曲狀態來確定，並且根據基板10的翹曲以基板10的邊緣區域B中最週邊邊緣的高度基準，確定為具有與基板10的中心區域彎曲上升的高度相同的值。
圖9是示出根據本發明一實施例控制基板的翹曲的過程的流程圖。以下參照圖1a、圖1b、圖8和圖9來說明，翹曲控制裝置200可以根據基板10的翹曲狀態來確定中心真空吸附銷212的上升距離（升降高度），並根據已確定的上升距離對中心真空吸附銷212進行升降驅動（S12、S14）。或者，翹曲控制裝置200也可以對中心真空吸附銷212進行升降驅動，直到中心真空吸附銷212分別與基板10的邊緣區域的底面接觸。
當中心真空吸附銷212與基板10的底面接觸時，翹曲控制裝置200可以在多個邊緣真空吸附銷214的真空吸附動作處於停止的狀態下，藉由中心真空吸附銷212對基板10進行真空吸附後，將中心真空吸附銷212下降到預設的原始位置(S16)。
之後，可以在藉由中心真空吸附銷212將基板10保持為沒有翹曲的平板形狀的狀態下，執行對基板10的製程處理。此時，同樣可以在基板10的製程處理中停止多個邊緣真空吸附銷214的真空吸附驅動，並且在藉由中心真空吸附銷212對基板10的邊緣區域進行真空吸附以控制翹曲的狀態下，執行基板10處理。
或者，在對基板10的製程處理中，還可以與中心真空吸附銷212一起進行多個邊緣真空吸附銷214的真空吸附驅動，此時藉由將中心真空吸附銷212的真空吸附力設定為高於多個邊緣真空吸附銷214中的每一個邊緣真空吸附銷214的真空吸附力，從而在控制基板10的翹曲的狀態下執行基板10的處理。
另一方面，當在對基板10的製程處理中，為了在基板10被中心真空吸附銷212完全平坦化的狀態下，控制基板10的翹曲而需要過大的真空吸力時，還可以藉由將多個邊緣真空吸附銷214突出到高於中心真空吸附銷212的高度（例如，從支撐卡盤的上表面幾mm）以機械地抬起基板10的邊緣部，從而有效地控制基板10的翹曲。
圖10是示出根據本發明另一實施例控制基板的翹曲的過程的流程圖。參照圖1a、圖1b和圖10中所示，翹曲控制裝置200確定多個真空吸附銷210中對應於當發生基板10的翹曲時因翹曲而翹起的基板區域的一個以上的第一真空吸附銷（在凹形翹曲狀態時為邊緣真空吸附銷，在凸形翹曲狀態時為中心真空吸附銷）（S22），在多個真空吸附銷210中除第一真空吸附銷之外的一個以上的第二真空吸附銷（在凹形翹曲狀態時為中心真空吸附銷，在凸形翹曲狀態時為邊緣真空吸附銷）處於靜止的狀態下，對第一真空吸附銷進行上升驅動（S24）。
在第一真空吸附銷的真空墊（212a或214a）上升至與基板10的底面接觸之後，翹曲控制裝置200可藉由第一真空吸附銷對基板10的底面進行真空吸附，並且在基板10處於被真空吸附的狀態下，將第一真空吸附銷的真空墊高度下降至第二真空吸附銷的真空墊高度，從而控制基板10的翹曲（S26）。
如上所述，根據本發明實施例的基板處理裝置，能夠藉由多個真空吸附銷210控制基板10的翹曲，以使得支撐卡盤110與基板10之間不產生間隙（gap），從而防止局部電漿（local plasma）對基板造成的損壞。
此外，根據本發明實施例，不僅可以抑制基板以凹陷形狀彎曲的凹形翹曲現象，還可以抑制基板以凸出的形狀彎曲的凸形翹曲現象，並且可以根據基板的翹曲形狀和翹曲曲率控制真空吸附銷210的真空吸附力和/或升降高度，從而有效地控制基板的翹曲。
此外，根據本發明實施例，當基板10沒有緊貼於支撐卡盤110，或因位置誤差而使得基板跨在引導環上而導致真空吸附銷210與基板10之間的距離增加時，可以藉由感測真空壓力的升高來發出警報，從而可以在進行異常製程之前停止製程來防止對基板10的損壞。
此外，根據本發明實施例，無需在基板10的周邊部設置夾環，而是將細棒狀的真空吸附銷210真空吸附到基板10的底部以控制翹曲，因此可以增加基板10的有效面積，並且藉由最小化與基板10接觸的翹曲控制裝置200的面積以最小化對基板10的熱影響，從而可以對基板10的整個面積進行均勻的處理。
本發明的一實施例中，感測部230可以測量：例如，到基板10底面的距離，或者測量與基板10的曲率（curvature）相關的值或與基板10的彎曲變形狀態相關的變數。感測部230可以位於真空吸附銷的上端部，但也可以位於基板10的上部或側方區域、腔室的壁面或靜電卡盤的上表面等。
根據一實施例，控制部（未示出）可以以無線和/或有線的方式連接到基板處理裝置，並從基板處理裝置接收資料和/或訊號。控制部可以是指為了控制基板處理裝置而配置的單獨的系統和/或使用者終端的至少一個處理器。又例如，控制部也可以是指為了控制基板處理裝置而安裝在基板處理裝置的內部處理器。
根據一實施例，控制部可以基於從基板處理裝置接收的資料和/或訊號，生成用於控制基板處理裝置的動作的控制訊號並傳輸到基板處理裝置。其中，資料和/或訊號可以指從基板處理裝置接收的資料和/或訊號。在這種情況下，基板處理裝置可以基於從感測部230接收的資料和/或訊號，控制翹曲控制裝置200的驅動。
根據一實施例，控制部可以基於與基板10相關的資料，計算出用於控制基板處理裝置的動作的資料，並基於該資料控制基板處理裝置的動作。其中，與基板10相關的資料可以包括：與製程類型、基板類型、物理性質和/或目標彎曲變形狀態相關的資料。其中，製程類型可以是指：電漿製程、封裝製程、回流製程、蝕刻製程、蒸鍍製程、微影製程、熱處理製程等表示製程種類的分類代碼，基板類型可以是指：半導體晶圓、遮罩、玻璃基板或液晶顯示等表示基板10的種類的分類代碼。此外，基板10的物理性質可以包括：基板10的材料、大小、厚度、剛度/強度等。
根據一實施例，控制部可以基於與基板10和與基板處理製程相關的資料，計算出用於控制基板處理裝置的動作的資料，並且基於此控制翹曲控制裝置200的動作。當為了進一步防止翹曲而額外設置有用於對基板10的周邊部進行加壓的夾環時，與基板10和基板處理製程相關的資料中可以包括附加資料，其中，所述附加資料中可以包括放置在基板10的周邊部並靠自身重量對基板10的周邊部進行加壓的夾環的負載或夾環的數量等附加資料。因此，可以藉由以適合特定製程的形狀來改變基板10的彎曲變形狀態，以增加基板10的製程效率。
根據一實施例，當藉由感測部230測量到的到基板10的中心區域的距離在基準距離（用戶預定的臨界距離）以上時，可以藉由將翹曲控制裝置200的中心真空吸附銷運轉為真空狀態來吸附基板10的下表面。翹曲控制裝置200可以藉由真空吸附銷對基板10的中心區域向下方施加力，從而將基板10的彎曲變形狀態由哭臉狀態（基板的周邊部的彎曲程度比中心部高度低的方式凸出的狀態）改變為平坦狀態（基板的周邊部和中心部高度相同狀態）或笑臉狀態（基板的周邊部的彎曲程度比中心部高度高的方式凹陷的狀態），或以緩解哭臉狀態等方式將彎曲變形狀態變形為被設定為符合基板處理製程的基準彎曲變形狀態。
本發明的一實施例中，在真空吸附銷的上端部可以設有可撓性部件（未示出）。作為一例，真空墊可以提供為可撓性部件。可撓性部件可以由橡膠、特氟龍或彈性塑膠等具有彈性的物質製成。當真空吸附銷沿豎直方向移動並吸附到基板10時，可撓性部件的形狀可以變形為與基板10的彎曲變形狀態對應的形狀。例如，當基板10處於笑臉狀態或哭臉狀態時，可撓性部件可以分別以凹陷或凸出形狀吸附到基板10。又例如，當基板10處於平坦狀態時，可撓性部件可以以平坦形狀吸附到基板10。藉由這種結構，即使在真空吸附銷沿豎直方向移動以改變基板10的彎曲變形狀態時，也可以穩定地保持對基板10的真空吸附銷的吸附力。
本說明書中使用的控制部等中的“~部”是處理至少一個功能或動作的單位，並且可以指，例如：軟體、現場可程式設計閘陣列（FPGA，Field-Programmable Gate Array）或處理器的硬體構成要素。由“~部”提供的功能可以由多個構成要素單獨執行，也可以與其他附加構成要素集成。本說明書中的“~部”不一定限於軟體或硬體，其可以配置為在可定址儲存介質中或配置為再現一個或多個處理器。
以上的詳細說明是對於本發明的示例。此外，上述內容表示並說明了本發明的優選實施例，本發明可以用於多種不同的組合、改變和環境。即，本發明可以在本說明書中公開的發明的概念的範圍內、與上述公開內容均等的範圍和/或在本領域的技術或知識的範圍內進行變更或修改。
上述實施例說明了本發明實現本發明技術思想的最佳狀態，並且，在本發明的具體應用領域和使用中所需要的各種變化也是可能的。因此，以上對本發明的詳細說明並非旨在將本發明限制於所公開的實施例。此外，所附申請專利範圍也應解釋為涵蓋其他實施例。
10:基板 100:基板處理裝置 100a:腔室 100b:出入口 110:支撐卡盤 111:引導環 112:絕緣體 113:排氣環 120:處理部 200:翹曲控制裝置 210:真空吸附銷 210a:真空墊 210b:升降銷 210c:真空管線 210d:結合部 212:中心真空吸附銷 212a:真空墊 214:邊緣真空吸附銷 214a:真空墊 220:驅動控制部 222:真空吸附控制部 224:升降驅動控制部 230:感測部 232:感測器部 234:翹曲感測部 240:警報部 A:底面外側區域 B:邊緣區域 H1:第一高度 H2:第二高度 H3:第一升降高度 H4:第二升降高度 S12、S14、S16、S22、S24、S26:步驟
圖1a是示意性示出根據本發明實施例的基板處理裝置的剖視圖。
圖1b是示出構成根據本發明實施例的基板處理裝置的翹曲控制裝置的結構圖。
圖2是示出根據本發明實施例的基板處理裝置的一部分的俯視圖。
圖3是示出構成根據本發明實施例的基板處理裝置的真空吸附銷的剖視圖。
圖4和圖5是用於說明根據本發明一實施例對感測到凹形翹曲狀態的基板控制翹曲的動作的圖。
圖6是用於說明根據本發明另一實施例對感測到凹形翹曲狀態的基板控制翹曲的動作的圖。
圖7是用於說明根據本發明一實施例對感測到凸形翹曲狀態的基板控制翹曲的動作的圖。
圖8是用於說明根據本發明另一實施例對感測到凸形翹曲狀態的基板控制翹曲的動作的圖。
圖9是示出根據本發明一實施例控制基板的翹曲的過程的流程圖。
圖10是示出根據本發明另一實施例控制基板的翹曲的過程的流程圖。
10:基板
100:基板處理裝置
110:支撐卡盤
210:真空吸附銷
212:中心真空吸附銷
212a:真空墊
214:邊緣真空吸附銷
214a:真空墊
B:邊緣區域

Claims (12)

  1. 一種基板處理裝置，包括： 支撐部，配置為支撐基板； 感測部，配置為根據所述基板的製程配方預測或測量所述基板的彎曲變形狀態；以及 翹曲控制裝置，包括以能夠升降的方式設於所述支撐部的多個真空吸附銷， 所述翹曲控制裝置配置為根據測量的所述基板的彎曲變形狀態藉由所述多個真空吸附銷中的至少一個來對所述基板底面進行真空吸附以控制所述基板的彎曲變形。
  2. 如請求項1所述之基板處理裝置，其中，所述多個真空吸附銷包括： 中心真空吸附銷，設於所述支撐部的中心區域，以對所述基板的中心部進行真空吸附；以及 多個邊緣真空吸附銷，配置為以隔開的方式設置在所述中心區域的外部區域並對所述基板的邊緣區域進行吸附。
  3. 如請求項2所述之基板處理裝置，其中，所述彎曲變形狀態包括：所述基板的邊緣區域翹起的凹形翹曲狀態和所述基板的中心區域翹起的凸形翹曲狀態中的至少一個。
  4. 如請求項3所述之基板處理裝置，其中，所述翹曲控制裝置配置為： 當所述感測部感測到所述凹形翹曲狀態時，僅藉由操作所述多個真空吸附銷中的所述多個邊緣真空吸附銷來控制所述基板的翹曲；以及 當所述感測部感測到所述凸形翹曲狀態時，僅藉由操作所述多個真空吸附銷中的所述中心真空吸附銷來控制所述基板的翹曲。
  5. 如請求項2所述之基板處理裝置，其中，所述翹曲控制裝置配置為： 根據所述基板的翹曲狀態確定與每一個所述中心真空吸附銷和每一個所述多個邊緣真空吸附銷的上升距離對應的升降高度，並且根據已確定的所述升降高度對所述中心真空吸附銷和所述多個邊緣真空吸附銷進行升降驅動； 在所述多個真空吸附銷與所述基板底面接觸的狀態下，使所述中心真空吸附銷和所述多個邊緣真空吸附銷下降與所述升降高度一樣高的高度；以及 在中斷所述中心真空吸附銷和所述多個邊緣真空吸附銷中的至少一個驅動的狀態下，藉由至少一個真空吸附銷使得所述基板保持無翹曲的平板形狀。
  6. 如請求項1所述之基板處理裝置，其中，所述多個真空吸附銷，包括： 真空墊，與所述基板底面接觸並在中心部具有真空孔；以及 真空管線，配置為與所述真空孔連通並且在所述基板底面與所述真空墊之間的空間形成真空， 所述感測部包括：感測器部，所述感測器部配置為測量所述真空管線的壓力以判斷所述基板底面與所述真空墊的緊貼與否， 所述基板處理裝置還包括：警報部，根據所述基板與所述真空墊的緊貼與否來判斷所述基板的翹曲與否，以發出翹曲警報。
  7. 如請求項6所述之基板處理裝置，其中，所述真空墊包括：可撓性部件，設置為當吸附到所述基板的下表面時，變形為與所述基板的彎曲變形狀態相對應的形狀。
  8. 如請求項1所述之基板處理裝置，其中，所述翹曲控制裝置配置為： 確定所述多個真空吸附銷中對應於當發生所述基板的翹曲時因翹曲而翹起的基板區域的一個以上的第一真空吸附銷； 在所述多個真空吸附銷中除所述第一真空吸附銷之外的一個以上的第二真空吸附銷處於靜止的狀態下使所述第一真空吸附銷上升； 在所述第一真空吸附銷上升至與所述基板底面接觸之後，藉由所述第一真空吸附銷對所述基板底面進行真空吸附；以及 在所述基板處於被真空吸附的狀態下，使所述第一真空吸附銷下降到所述第二真空吸附銷的高度。
  9. 如請求項1所述之基板處理裝置，其中，所述製程配方包括對所述基板的製程類型、基板類型、所述基板的物理性質或目標彎曲變形狀態中的至少一個。
  10. 一種基板處理方法，包括以下步驟： 根據基板的製程配方，藉由感測部預測或測量所述基板的彎曲變形狀態的步驟；以及 根據所述基板的彎曲變形狀態，由翹曲控制裝置藉由多個真空吸附銷中的至少一個來對所述基板底面進行真空吸附以控制所述基板的彎曲變形的步驟，其中，所述翹曲控制裝置包括以能夠升降的方式設於用於支撐所述基板的支撐部的所述多個真空吸附銷。
  11. 如請求項10所述之基板處理方法，其中，所述多個真空吸附銷，包括： 中心真空吸附銷，設於所述支撐部的中心區域，以對所述基板的中心部進行真空吸附，以及 多個邊緣真空吸附銷，配置為以隔開的方式設置在所述中心區域的外部區域並對所述基板的邊緣區域進行吸附， 控制所述基板的彎曲變形的步驟，包括以下步驟： 根據所述基板的翹曲狀態確定與每一個所述中心真空吸附銷和每一個所述多個邊緣真空吸附銷的上升距離對應的升降高度的步驟； 根據已確定的所述升降高度對所述中心真空吸附銷和所述多個邊緣真空吸附銷進行升降驅動的步驟； 在所述多個真空吸附銷與所述基板底面接觸的狀態下，使所述中心真空吸附銷和所述多個邊緣真空吸附銷下降與所述升降高度一樣高的高度的步驟；以及 在中斷所述中心真空吸附銷和所述多個邊緣真空吸附銷中的至少一個驅動的狀態下，藉由至少一個真空吸附銷使得所述基板保持無翹曲的平板形狀的步驟。
  12. 如請求項10所述之基板處理方法，其中，控制所述基板的彎曲變形的步驟，包括以下步驟： 確定所述多個真空吸附銷中對應於當發生所述基板的翹曲時因翹曲而翹起的基板區域的一個以上的第一真空吸附銷的步驟； 在所述多個真空吸附銷中除所述第一真空吸附銷之外的一個以上的第二真空吸附銷處於靜止的狀態下使所述第一真空吸附銷上升的步驟； 在所述第一真空吸附銷上升至與所述基板底面接觸之後，藉由所述第一真空吸附銷對所述基板底面進行真空吸附的步驟；以及 在所述基板處於被真空吸附的狀態下，使所述第一真空吸附銷下降到所述第二真空吸附銷的高度的步驟。
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