TWI360860B - Spin head, method of operating the spin head and a - Google Patents

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TWI360860B TW096144970A TW96144970A TWI360860B TW I360860 B TWI360860 B TW I360860B TW 096144970 A TW096144970 A TW 096144970A TW 96144970 A TW96144970 A TW 96144970A TW I360860 B TWI360860 B TW I360860B
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Ki-Hoon Choi
Jung-Keun Cho
Kyo-Woog Koo
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Description

1360860 26244pif 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 _ ^發明疋有關於在處理過程中固持和旋轉基板的旋轉 #作鄉獅方法以及㈣旋辆處縣板的裝置。 【先前技術】
本^發明是有關於在處理過程中固持和旋轉基板的旋 頭/喿作旋轉頭的方法以及以該旋轉頭處理基板的裝置。 凝細m以默的速歧半導縣錢轉，同時 蓉凝轉f半導體基板上注人處理液，如清洗液或钱刻液 勺;除殘时基板表面的外物。制陳轉頭清潔器 旋轉頭和注射構件。殼體内料基板進行清潔 地㈣呈上方開ϋ的杯子形狀。旋轉頭可轉動 :«内，用於_和旋轉殼體_基板。在處理 Γ讀構纽射處理液於藉由旋卿旋轉的基板上。 板被；4ΪΓ謂持基板的方法大體上包括：真空吸附基
法以及機械固持基板邊緣的方法。在 莱板巾’疋提供部分祕(ehuek)及鬆開(unchuck) ί板3f緣的裝置以將基板固持在旋轉頭上。這·置可為 I ^ChUCkinSPin)〇 , f 部份持續接觸在—起直至基板處理操作完 成。因此’處理财㈣處轉會 接觸部位。當叙結祕，殘的 污染基板和系統的周邊，從而降低了處理效#。 6 1360860 26244pif 【發明内容】 本發明的實施⑽及在處理雜巾固持和旋 == 一實施例中，旋轉頭可包括:可旋轉的本體; 失持/鬆開裝置，裱形設置在本护 括多個夾持銷，夾持銷用於在處理過程中部“:及以 =置成可將提升構件的上下運動轉變為爽持銷的::運 本發明的實施例涉及處理基板的裝置。在 二’ ίί:包括:殼體，其内界定基板進行處理工作的空 基板；注射構件，配置成可 二頌从體内的 基板上；其+，旋轉頭包括·叮二/文由疑轉頭旋轉的 置，環形設置在所述本體的頂面的中心周圍，：以 個夾持銷，用於在處理過程中部分夾持及鬆;基 二及驅動單元’包括可上下移動的提升構件及 構件的上下運動轉變為夾持銷的旋轉運動 板的接觸部位。中&擇性地改變各夾持銷與基 例步及操作旋轉頭的方 二=;:=，本體上，本體具有頂面: 有弟一及第二夹持銷；在第一處理時間内藉由 7 1360860 26244pif 第:夹持銷夾持基板，並在旋轉本體時對基板進行處理； 在第二處理時間内藉由第二夹持銷夹持基板，並在旋轉本 體時對基板進行處理。 【實施方式】 以下將參照相關圖示，詳細説明本發明之較佳實施 例。然本發明可以其他形式實施，而不應解釋成二制 於本文介紹的實施例。更確切地，提供這些實施例是爲了 使本公開内容詳盡且全面，並騎以將本發明的範圍全面 地轉達給构域熟知此項技藝者。在本文巾，相同的 將以相同的參照符號加以説明。 圖1繪示根據本發明的基板處理袭置卜參考圖！， 基板處理裳置1包括殼體10、驅動構件2〇、注射構 以及旋轉頭刚。殼體H)内界定基板進行處理工 間。基板的處理工作是使料洗液或__處理液來^ 除基板表面的外物。殼體10的頂部是部分開口 w的出入口 °驅動構件2G在處理過程中驅動旋轉頭土 100 進订旋轉。另外，當基板w被安裝/拆卸時， 驅動旋轉頭⑽上下升降。注射構件30在處理過程中牛主射 處理流體至基板W。處理流體包括各種處 處= 氣體°處_是清㈣或綱液，處理氣體是ί = 0零0pyl alcoho1，ΙΡΑ)氣體或氮氣（Ν2)。注射構件30 包括至少-個注射喷嘴和喷嘴運送裳置32， 置用於運送喷嘴。 、 t衣32 旋轉頭1〇0的配置會在下面詳細插述。圖2是圖^ 1360860 26244pif 示灰轉頭的配置示意圖。圖 θ _ :夹持銷的立體圖。圖4是圖二圖示2的 ^疋圖4所示的夹持銷的俯視是大視圖。 '動變向構件的凹面部分的立體圖。^ ^圖2所示的運 仏主參考圖2和圖3,本發明的旋轉頭1GG包括切⑽、 夹持/鬆開裝置120和13〇以及雜叙。〇 - 體110、 柱形，包括支承拓ηΛΙ 早本體110約呈圓 古h 2。支承板112設置在本體110卜以 度旋轉承 =112錢理過州預定的速 夾持/鬆開裝置用於在處理過程中央持或鬆開 m „裝置包括第一央持構件120和第二失持i件 it母—弟一央持構件120及第二夾持構件130都包括多 雜H肖。在—實施财，㈣/鬆财置包括六個夾持 U，三個夹持銷122、124和126組成第 120;另外三個夾持銷132、134和136組成第二夹持= ㈣°具體地說’第—夾持構件12G包括第—夾持銷n 124和126 ;第二夹持構件13〇包括第二夾持銷]32、η# 和136。第一和第二夾持銷122、124、126、]32、I%和 乂、、>〇支承板112中心相同的角度0分佈在本體11〇的 支承板112邊緣上。在本實施例中，角度θ大约為6〇度。 第一夾持銷122、124、】26及第二夾持銷132、134、136 交替地安裴在本體11〇的頂面上且離支承板112中心的距 離相同。 9 Ϊ360860 26244pif 在處理雜巾，每财持銷與基板…賴表面接觸以 - 固持基板W。因為夾持銷122、124、126、132、134和136 是完全一樣的，本實施例中僅以夾持銷122的結構配置來 描述。參考圖4和圖5，失持銷122包括第一部分122&和 第二部分122b，第一部分122a及第二部分i22b皆呈垂直 長圓柱體形。第一部分122a插入支承板112的孔中，並安 裝在支承板112以上以預定的角度旋轉。第二部分 φ 從第一部分122a的頂部表面垂直向上延伸。第二部分122b 比第一部分122a的直徑要小。如圖5所示，第二部分12处 形成於偏離第一部分122a的頂部表面的中心。因此，第一 部分122a的旋轉會使第二部分122b接近或偏離支承板 112的中心。在第一部分和第二部分的交界處設置一個斜 面122a’。斜面122a’從第一部分122a處傾斜連接至第二 部分1221?。處理過程中，基板W的邊緣側表面置於斜面 =2a’之上。夾持銷122的旋轉使基板w滑動著被提升， 提升的基板W被第二部分i22b的側表面122b，固定。 馨如本實施例中所述，夾持銷包括第一部分及第二部 勺，一部分父界處有一個斜面使基板w可以沿斜面滑動。 • 然=，支承和固持基板W的夾持銷可有多種配置。雖然在 * 本實施例中，夹持銷122、124、126、132、134和136是 完全一樣的，但視情形，它們的結構也可不相同。 再蒼考圖2,前面提到的夾持銷122、124、126、132、 134和136被驅動單元驅動。驅動單元包括提升構件14〇 和運動變向構件(movement conversion member)。提升構件 26244pif - 140包括第一驅動構件142和第二驅動構件144。第一驅動 ·. f件I4〕驅動失持銷、124和126。第-驅動構件m2 包括第一提升主體142a和第一磁體]42b。第一提升主體 ^2a包括夕個提升杆142a,和一個環开》的提升環⑷a”。 提142a”水平地安裝在旋轉頭1〇〇的本體110内部， 由&升杆142a固持及提升^提升環142a，，的頂部表面與後 面會提到的第™齒條傳動構件(rack-gear membeiOl52相對 • 應三第了磁體142b安裝在提升環142a，，上，與後面會提到 ^第二齒條傳動構件154相面對。第—磁體㈣沿著提升 %j42a”設置並呈環形。可選擇地，多個第一磁體14沘可 僅设置在第二齒條傳動構件154的相面對的部分。 第二驅動構件144驅動夾持銷132、134和136。第二 1區Ϊ構件144的配置和第一驅動構件142大致相同。也就 是說’第二驅動構件144包括第二提升主體14乜和第二磁 體144b。第二提升主體144a的提升環144a”的直徑比第一 ^區動構件142的第二提升環142&，，小。這樣，處理過程中， 攀 «二提升體144a的提升環144a，，會在第一驅動構件142的 提升環142a”的内侧被提升或下降。第二磁體14仆設置 • 錢升環144a” —部分上，面對著後面會提到的第二齒條 傳動構件154。 ☆運動變向構件包括第一運動變向構件15〇和第二運動 變向構件160。第一驅動構件142允許第一齒條傳動構件 152被提升或下降。參考圖6’第一齒條傳動構件152包括 齒體l52a、磁體152b和彈簧152c。齒體152a具有一側表 1360860 26244pif 面’、上升/成有螺紋齒形（screw thread)l52a’ 。磁體152b S置在齒體l52a的下方，且與第—驅動構件142的第一磁 • 體142b相對。第一磁體142b和磁體152b相對安裝，以在 其間產生磁排斥力。也就是說，第一磁體142b和磁體I5.2b 相對的表面具有相同的極性。彈簧152c設置在齒體i52a 上以向下抵壓齒體。這樣，當第一磁體142b靠近磁體152b 時，會產生磁排斥力，齒體l52a被提升。之後，當第一磁 體142b迷離磁體152b時，彈簧152c下降至初始位置。 鲁 弟臺向構件154包括轴(shaft)154a、正齒輪(spur gear)154b、第一和第二斜齒輪(bevelgear)154c^ 154d。軸 154a的安裝方向與正齒輪154b的上下方向垂直。正齒輪 154b安裝在軸154a的一端，且第一斜齒輪15如安裝在另 一端上。第二斜齒輪154d安裝在夾持銷丨22、124和126 的底端。正齒輪154b當與第一齒條傳動構件152的螺紋嚙 合時而旋轉，且第一斜齒輪154c當與第二斜齒輪I54d嚙 合時而旋轉。 • 第二運動變向構件16〇與第一運動變向構件150具有 大致相同的配置。也就是說，第二運動變向構件16〇包括 與第一齒條傳動構件152配置—樣的第二齒條傳動構件 • 162、與第一變向構件154配置一樣的第二變向構件164。 • 第二齒條傳動構件162包括齒體162a、磁體162b和彈簧 162c。第二個變向構件164包括軸164a、正齒輪164b、第 一和第二個斜齒輪164c和164d。第二驅動構件144允許 第二齒條傳動構件162被提升或下降。第二齒條傳動構件 12 1360860 26244pif 162安裝在較第—齒條傳動構件152離支承板ii2的中心 更近的位置。因此，第二變向構件164的軸16乜比第一變 向構件154的軸154a要長。 以上所述的基板處理裝置〗的處理步驟將會在下面詳 細地描述。相同元件將採用相同標號且不作進一步詳細描 述。 圖7A、7B和圖8A、8B繪示本發明的旋轉頭的操作 過程。當絲處雜制料，基板w絲雜轉頭1〇〇 的夾持銷上。此時，基板w的邊緣與夾持銷122、124、 126、132、134和136的斜面接觸。 當基板w安裝在夾持銷122、124、126、132、134 和136上時’第一夹持銷122、124和126以預定的角度旋 ，以夹緊基板W。也狀說，如圖π所示，驅動 單元使提升構件140的第一驅動構件142被提升。也就是 說，驅動單元提升第一驅動構件142的第一提升杆i42a,， 使安裝在第一提升環142a，，上的第一磁體142b靠近第一齒 =傳動構件152的磁體152b。當第一磁體142b與磁體15处 靠近時，第一磁體142b與磁體152b之間產生磁排斥力以 將齒體152a提升到預定的高度。當齒體15；2a被提升時， 第一變向構件154的正齒輪154b隨著與齒體152a上的螺 紋齒形152a，嚙合而旋轉。由於正齒輪154b的旋轉，安 裝在軸154a另一端的第一斜齒輪i54c也旋轉使得第二斜 齒輪154d以預定的角度旋轉。當第一夾持銷122、124和 旋轉時，第一夾持銷122、124和126的各第二部分 13 1360860 26244pif 122b 杯η Λ i 6b也各自以預定的角度旋轉，拆向支承 合減：+ :且與基板w的側邊接觸。這樣，基板W就 曰r 一夾持銷122、料126的側面122b，、碰，和 126b夹持固定。 ，基板W被夹持時’驅動構件2G驅動旋轉頭以 $連度浦，注械件3G _處魏_轉的基板w 上；主射的處理液清除基板W表面殘餘的外物。當 = 進行時，第一夹持構件120與第二夹持構件13〇 i人父替地夾持基板W。也就是說，當 雜基板W後，進行基板處理時，第一夹持牛在預 疋延遲時間魏開基板w’接著第二夾持構件⑽炎持基 板W。參見圖8八和8B，驅動單元降低提升構件⑽的第 -驅動構件142’以鬆開被夾持的基板w。同時 讀升第二驅動構件144的第二提升杆144&，，使安裝在 第二提升環144a”上的第二磁體⑽靠近第二齒條傳動構 :162的磁體l62b。當第二磁體144b靠近第二齒條傳動 構件162的磁體162b時’其間的磁排斥力提升第二齒條傳 動構件i62的齒體162a到預定的高度。當齒體必被提 升時，第二變向構# 164的正齒輪祕隨著與齒體· =螺紋齒形162a’4合而旋轉。由於正齒輪16扑的旋轉， 女裝在軸164a另-端的第一斜齒輪咖也旋轉使得第二 斜齒輪16如以預定的角度旋轉。當第二夹持銷132、134 和136旋轉時，第二夾持銷132、134和136的各第二部分 132b、134b和136b也各自以預定的角度旋轉，折向支承 14 1360860 26244pif 的t心且與基板w的側邊接觸。這樣，基板就會被 1 Λ 持銷 132、134 和 136 的側面 132b，，134b，和 136b， 夹，。基板W的央持和鬆開操作由第-夹持構件120和第 j持構件130分做㈣行。當基板處理過程進行時， 夹持辣U由㈣/獅裝置重複進行。 的清潔工作完成後’注射構件％喷射乾燥 =板W的吹乾處理進行時，基板的夹持二 t由第-夾持構件120和第二央持構件130交替進行。 田土板W的吹乾工作完成後，驅動構件2 _，停止旋轉頭⑽的轉動之後，將安裝在㈣ =基板W通過殼體10頂部的開口運送至殼體1〇之外。 备基板取出來後，夾持/鬆開裝置鬆開基 .置（圖未繪示）把基板㈣送到下—個工站進行後 根據前輯述的旋胸_，旋轉頭⑽的夾持 基板的方法及包括旋轉頭⑽的基板處理裝置i二二 持構件120和第二夾持構件13〇交替地爽持 聽 W，以改變各祕銷與基板W的接觸雜。_， 以防止處理液殘留在基板w被夾持的部位。 ， 根據前面所述的驅動單元，運動變向構件將提 M0的上下線性運動轉變為失持銷的旋轉運動。焉件 安裝在提升構件14G上的磁體142b和觸與安= 傳動構件152和162上的磁體⑽和⑽垂直面對= 裝’以產生磁排斥力。以上所述的驅動單元的配置會導致 1360860 26244pif 磁體】42b和144b與磁體152b和162b之間產生的磁排斥 力比常規配置中的要大’其中常規配置中，磁體】42b和 144b與磁體152b和162b水平移動，當磁體142b和144b 水平移動時磁體152 b和162b之間產生磁排斥力。因此， 驅動夾持銷的旋轉頭使磁體之間能產生更強的磁排斥力。 如上所述，處理過程中，基板夾持/鬆開裝置交替夾持
和鬆開·基板的邊緣以防止處理液殘留在基板的表面。因 此，這樣可以抑制由於處理液殘留在基板表面而造成的系 統處理效率降低。 …然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護 乾圍备視後附之中請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】
圖1，本發明基板處理裝置的配置示意圖。 圖2是圖1所示的旋轉頭的配置示意圖。 圖3是圖2所示的旋轉頭的支承板和夾持銷的立
圖4 ^圖3所示的失持銷的放大視圖。 圖5二圖4所示的夾持銷的俯視圖。 面部分的立體 ® 6疋圖2所示的運動變向構件的凹 圖7A至8B是本發明旋轉頭的操作示意圖。 16 1360860 2624Apif . 【主要元件符號說明】 1 :基板處理裝置 10 :殼體 20 :驅動構件 .......... 30 :注射構件 32 :喷頭運送裝置 100 :旋轉頭 110:本體 • 112 :支承板 120 :第一夾持構件 122a :第一部分 122b、124b、126b、132b、134b、136b :第二部分 122a’ ：斜面 122b’、124b’、126b’、132b’、134b’、136b’ ：側面 122、124、126、132、134、136 :夾持銷 130 :第二夾持構件 • 14〇 :提升構件 142 :第一驅動構件 142a :第一提升主體 • 142a’：第一提升杆 * 142a”：第一提升環 142b :第一磁體 144 :第二驅動構件 144a :第二提升主體 17 1360860 26244pif
144a’ ：第二提升杆 144a” ：第二提升環 144b :第二磁體 150 :第一運動變向構件 152 :第一齒條傳動構件 152a、162a :齒體 152a’、162a’ ：螺紋齒形 152b、162b ··磁體 152c、162c :彈簧 154 :第一變向構件 154a、164a :軸 154b、164b :正齒輪 154c、164c :第一斜齒輪 154d、164d :第二斜齒輪 160 :第二運動變向構件 162 :第二齒條傳動構件 164 :第二變向構件 W :基板 18

Claims (1)

1360860 26244pif 十、申請專利範圍： 1· 一種用於在處理過程中固持及旋轉基板的旋轉 頭，所述旋轉頭包括： 可旋轉的本體； 夾持/鬆開裝置，環形設置在所述本體的頂面的中心周 圍，所述夾持/鬆開裝置包括多個夾持銷，用於在處理過程 中部分夾持及鬆開所述基板的邊緣；以及
驅動單元，用於以預定的角度旋轉所述夾持銷以選擇 性地改變各所述夾持銷與所述基板的接觸部位， 其中所述驅動單元包括： 可上下移動的提升構件；以及 運動變向構件配置成可將所述提升構件的上下運 轉變為所述夾持銷的旋轉運動。 降構:二申請專利範圍第1項所述之旋轉頭，其中所述升
知1升環，貫質上呈環形且含有磁體；以及 及提升杆’用於提升所述提升環或降低所述提升環；以 其中所述運動變向構件包括·· 條傳動構件 ’所述磁排 的上下運動 的磁：：傳動構件’安製有磁體，以在如 斥力你/、所述提升環的磁體之間產生磁排A i所述齒條傳動構件上下移動；以及 轉變成可將所麵條傳動相 汀忒夹持銷的旋轉運動。 1360860 26244pif 3.如申吻專利範圍第2項所述之旋轉頭，其中所述變 向構件包括· 軸，安裝在所述齒條傳動構件上下移動方向的垂直方 向上； 第正1^輪，女裴在所述軸的一端以當與所述齒條傳 動構件嗜合時而旋轉； 第一斜齒輪，安裝在所述軸的另一端；以及 第二斜齒輪’安裝在所述夾持銷的底端以當與所述第 一斜齒輪嚙合時而旋轉。 4‘如U利範圍第3項所述之旋轉頭，JL中所述夾 持銷包括： 第-夾持銷，以相同的角度繞所述基板的中心分佈， 用於支承所述基板的邊緣； ^夹持銷’以相同的角度繞所述基板的中心分佈， 用於支承所4基板的與所述第—夹持_支承的不同的部 位， 其中，所述升降構件包括： 構件，配置成可旋轉所述第-夾持銷； 第- 配1成可_斤述第二央持銷’所述 ζ I在所述第一驅動構件的内側；以及 地理過程中，所述驅動單 設置在所述第一，驅翻摇从早70乂替地耠升或降低 動構件上的提升杆。升杆和設置在所述第二驅 5.—種基板處理裝置，包括： 20 殼體，其内界定基板進行處理工作的空間； 旋轉頭，配置成可在處理過程中固持及旋轉所述殼體 白勺交間内的基板， 注射構件，配置成可注射處理液到由所述旋轉頭旋轉 的基板上， 其中，所述旋轉頭包括： 可旋轉的本體； 夹持/fc開裝置’環形設置在所述本體的了頁面的中心周 圜，所述失持/鬆開裝置包括多個夾持銷，用於在處理過程 中部分夾持及鬆開所述基板的邊緣；以及 驅動單元，包括可上下移動的提升構件及配置成可將 提升構件的上下運動轉變為所述夾持銷的旋轉運動的運動 變向構件，所述驅動單元包括提升構件，所述提升構件在 處理中選擇性地改變各所述夾持銷與所述基板的接觸部 位。 ,6.如申請專利範圍第5項所述之裝置，其中 構件包括：开 提升環’實質上⑽形且含有磁體； 提升杆’用於提升所述提升環或降低所述提升環 及 ’ 乂 其中所述運動變向構件包括： 齒條傳動構件， 的磁體與所述提升環 斥力使所述齒條傳動.哎丨丨丄「秒勒；以及 1360860 26244pif 變向構件，配置成可將所述齒條傳動構件的上下運動 轉變為所述爽持銷的旋轉運動。 7. 如申請專利範圍第6項所述之裝置，所述變向構件 包括： 軸，安裝在所述齒條傳動構件上下移動方向的垂直方 向上； 第一正齒輪，安裝在所述軸的一端以當與所述齒條傳 動構件嚙合時而旋轉； 第一斜齒輪，安裝在所述軸的另一端；以及 第二斜齒輪’安裝在所述夾持銷的底端以當與所述第 一斜齒輪嚙合時而旋轉。 8. 如申請專利範圍第7項所述之裝置，所述夾持銷包 括： 第一夾持銷，以相同的角度繞所述基板的中心分佈， 用於支承所述基板的邊緣； 第二夾持銷，以相同的角度繞所述基板的中心分佈， 用於支承所述基板的與所述第一央持銷所支承的不同的部 位； 其中’所述提升構件包括： 第一驅動構件，配置成可旋轉所述第一夾持銷； 第二驅動構件，配置成可旋轉所述第二夾持銷，所述 第二驅動構件女哀在所述第一驅動構件的内側；以及 其中，處理過程十’所述驅動單元交替提升或降低設 置在所述第'_構件上的提升杆和設置在所述第二驅動 22 1360860 26244pif 構件上的提升杆。 9· 一種操作旋轉頭的方法’包括· 將基板安裝在本體上，所述本體具有頂面，所述頂面 上設置有第一及第二夾持銷； 在第一處理時間内藉由所述第一夹持銷夾持所述基 板，並在旋轉所述本體時對所述基板進行處理；以及 在第二處理時間内藉由所述第二夾持銷夾持所述基 板’並在旋轉所述本體時對所述基板進行處理。. 10. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中每一所 述第夾持銷及第二爽持銷包括多個失持銷’並交替地沿 所述基板的邊緣設置。 11. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中藉由所 述第一夾持銷央持所述基板的步驟及藉由所述第二夾持銷 夾持所述基板的步驟是交替重複地執行。
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