TWI388381B - 光罩回收設備 - Google Patents

Description

光罩回收設備

本發明是有關於一種光罩回收設備，且特別是有關於一種具有機動搬運性、可回收清洗廢液與同時處理大量光罩的回收設備。

按，光罩是利用純度相當高的二氧化矽晶體為基底材料所製成，其係半導體製程中使用之相當重要的一個材料。如液晶顯示器面板、電漿顯示器面板、發光二極體、快閃記憶體、邏輯積體電路...等產品的製造過程中，通常都需要五道以上的光罩。隨著現在面板與晶圓的尺寸越做越大，需要比以往使用更多的光罩來進行該製程。

然而，隨著高科技產業蓬勃發展，其產品的生命週期(或汰換週期)則愈來愈短，剛開發沒多久的光罩可能在短時間就過時了，成為廢光罩。如果該等廢光罩與刮傷毀壞的光罩無法做有效的廢棄物處置，對於環境的傷害是可觀的。反之，如果能有效的回收利用，除了能確保環境因之不受破壞外，更可利用轉賣回收處理後的光罩，賺取利潤，進而節省半導體產品的投資成本。

傳統上，光罩製程為在一塊光罩表面上加以適當的配置鉻圖案(Chrome Patterns)。同理，要回收該光罩，也只需將其上鉻圖案除去即可。中華民國專利申請第200811617號揭露一種光罩回收之金屬鉻膜處理方法，請見第1圖。其處理程序係將回收後含有金屬鉻膜之光罩經過蝕刻去除光罩上的金屬鉻膜，並將光罩進行洗淨烘乾，再行檢測其光罩表面狀態，研磨並去除光罩表面可能殘留之化學成份及異物，之後將經過研磨後的光罩洗淨烘乾，最後製程檢驗合格標準。經過這些製程步驟後，可使回收後之光罩再生成為具利用價值之產品。然而，該發明需加熱一蝕刻液，增加時間及成本的開銷；需烘乾與研磨等步驟，則減少了經濟價值。此外，該方法並未舉出一較佳回收設備，亦未討論蝕刻廢料處理方式，實為其憾。

一種光罩清潔設備，揭露於中華民國專利第M330555號中，經過些許改良後可變成一回收設備，請見第2圖。該設備為一開放式結構，利用一組傳動裝置，將光罩移至既定位置，藉由一噴灑設備，將一清洗液(丙酮、乙醇)噴灑至光罩上。利用不斷轉動的刷具，清洗光罩表面。清洗後的光罩，進一步經乾燥過程，即可得到清潔可用之光罩。若吾人將該清潔液改為蝕刻液(成分為硝酸)，其裝置即可轉變為一回收設備。

然，該蝕刻液具有強烈侵蝕作用，此設備運轉時會造成大量蝕刻液飛濺。對於長時間處在該機器旁的操作人員之身體健康，有不良影響。此外該機器無移動裝置，不便於搬運，易使機器定位時之衝撞，造成部份零件損傷。

是故，一種具有機動搬運性、可回收清洗廢液與同時處理大量光罩的回收設備，是光罩回收業者努力追求研發之目標。

鑑於現有關於光罩回收設備的發明，其運作耗時且費工；設備的設計屬開放式，易對操作人員產生不良影響；加上沒有方便的搬運機構等缺點，本發明之目的即在提供一種具有機動搬運性、簡省回收流程與提供包容箱體之光罩回收設備，以同時解決上述問題。該設備並具有可回收清洗廢液與同時處理大量光罩之優點。

本發明具體提出了一種光罩回收設備，包括：一酸液槽，裝盛一酸液，以浸泡光罩，其中該酸液可將光罩表面圖案(Patterns)溶蝕；複數個沖洗槽，沖洗浸泡過酸液槽後之光罩；一輸送單元，用以移置該光罩；一酸液供給回收單元，用以提供該酸液至酸液槽並回收該酸液；一清水供給回收單元，用以提供清水至該沖洗槽並回收使用後之廢水；及一淋洗裝置，設於該輸送單元上，以淋洗該光罩。

根據本發明的構想，進一步包含：一包容箱體，包容該酸液槽、沖洗槽、輸送單元、酸液供給回收單元及清水供給回收單元，進而形成一半開放限定空間，以拘限設備運轉中產生之有害廢氣及防止酸液濺傷操作人員；及一抽風設備，用以將該包容箱體內產生之有害廢氣排除。

根據本發明的構想，又進一步包含一移動裝置於包容箱體下方，用以移動該設備。

根據本發明的構想，該移動裝置為三個以上之滾輪。

根據本發明的構想，該酸液包含硝酸、硫酸、磷酸或鹽酸。

根據本發明的構想，該酸液槽與沖洗槽材質為聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene,PTFE)。

根據本發明的構想，該輸送單元進一步包含：一滑軌；一棧板，用以容裝光罩；一傳動裝置，銜接於該滑軌之上，可操控地移動於滑軌所延伸之處；一升降機組，連接於該傳動裝置，可操控地相對於該傳動裝置上下移動；及一夾具，連接於該升降機組，用以夾固該棧板，其中該傳動裝置、升降機組與夾具的連動可將棧板在酸液槽與沖洗槽間來回移動及放置棧板於酸液槽或沖洗槽內。

根據本發明的構想，該升降機組為一氣壓式升降機組、油壓式升降機組或電動式升降機組。

根據本發明的構想，該輸送單元進一步包含複數個容置盒，置於該棧板上並容置複數片光罩，以在該回收設備運作時固定該光罩於該棧板上的相對位置。

根據本發明的構想，該酸液供給回收單元進一步包含：一酸液桶，用以裝盛該酸液；一廢酸液回收桶，以一水管與酸液槽連接，用以裝盛回收之廢酸液；及泵浦系統，用以將該酸液打入該酸液槽。

根據本發明的構想，該清水供給回收單元進一步包含：一清水桶，用以裝盛清洗用清水；一廢水回收桶，以一水管與各清水槽連接，用以裝盛回收之廢水，及一泵浦系統，用以將該清水打入該沖洗槽。

根據本發明的構想，該淋洗裝置藉由該泵浦系統供給清水以淋洗棧板上之光罩。

根據本發明的構想，進一步包含一供氣單元，提供空氣至酸液槽與其中一沖洗槽，以產生氣泡，衝擊該光罩。

根據本發明的構想，該抽風設備為一抽風機與排風管。

本發明藉二個實施例以具體解說。

第一實施例

請見第3圖。藉本發明之一精神，第一實施例為一開放式的光罩回收設備10。該光罩回收設備10具有一酸液槽102，其上有數個供液孔1022。該酸液槽102可容納供液孔1022所供給之酸液，並藉由該酸液以溶蝕光罩表面圖案。此處所使用的酸液，為一鹽酸。在酸液槽102旁為具有數個供水孔1042之一清水沖洗槽104。該清水沖洗槽104可容裝自供水孔1042所供給之清水，以清洗光罩於溶蝕步驟後殘存在表面的酸液。該設備10另具有一淋洗槽106，01接盛光罩清洗最後階段之淋洗水。前述之酸液槽102、清水沖洗槽104與淋洗槽106因考慮酸液有強烈侵蝕能力，故以聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene,PTFE)為材質。

本發明以一支撐系統建立其架構。該支撐統包含四支與地面垂直之不銹鋼支架202、結合該不銹鋼支架202與各槽的一桌面板204及為求架構穩固的一底板206。

一輸送單元設立於該酸液槽102上方。該輸送單元包含：一棧板310，用以承載數片光罩320；一滑軌組302，其任一支滑軌連接於二相鄰之不銹鋼支架202；一電動傳動裝置304，利用二滾輪3042架設於該滑軌組302上，可操控地移動於滑軌所延伸之處；一電動升降機組306，可操控地相對於該電動傳動裝置304上下移動；及一夾具308，連接於該電動升降機組306下端，用以夾固該棧板310。由第3圖可清楚得知該電動傳動裝置304、電動升降機組306與夾具308的連動可將棧板310在酸液槽102、清水沖洗槽104與淋洗槽106間來回移動及放置棧板310於酸液槽102、清水沖洗槽104與淋洗槽106內。

為了能自主供應與回收清洗液體(酸液及清水)，光罩回收設備10具有一酸液供給回收單元與一清水供給回收單元。該酸液供給回收單元包含一酸液桶402，用以裝盛該酸液；一廢酸液回收桶404，以一水管(未繪示)與酸液槽102連接，用以裝盛回收之廢酸液；及一電動泵浦406，以一抽酸液管408將酸液自酸液桶402抽出並以一輸酸液管410將該酸液經由供液孔1022打入酸液槽102中。運作時，能以一塞子(未繪示)於酸液槽102堵塞該水管，避免清洗中酸液流失。該清水供給回收單元則包含：一清水桶422，用以裝盛清洗用清水；一廢水回收桶424，以一水管(未繪示)與清水沖洗槽104及淋洗槽106連接，用以裝盛回收之廢水，及電動泵浦426，以一抽水管428將清水自清水桶422抽出並以一輸水管430將該清水經由供水孔1042打入清水沖洗槽104中。同樣地，運作時，能以塞子(未繪示)堵塞該水管，避免清洗中清水流失。該輸水管430更有一分支，連至夾具308，提供位於該夾具308上的數個淋洗頭432噴灑淋洗用之清水，以於光罩清洗最後階段，在淋洗槽106內進行淋洗。

此外，本實施例亦具有一空壓機440，經由一輸氣管442提供空氣至酸液槽102與清水沖洗槽104，自該二槽底部產生氣泡，衝擊該光罩，以加速表面圖案之溶蝕。

本實施例的操作方式為：

一、將欲回收之光罩320置於棧板310上；

二、操縱夾具308，固定該棧板310；

三、移動該棧板310至酸液槽102內，供給酸液與衝擊氣泡；

四、經5分鐘後，待光罩320表面圖案溶蝕完成後，移動棧板310至清水沖洗槽104，供給清水與衝擊氣泡；及

五、沖洗5秒鐘後，將該棧板310移至淋洗槽106內進行淋洗20秒。

六、將棧板310自淋洗槽106移出，以取得光罩320。

第二實施例

本發明之另一精神，在於提供一具包容箱體用以保護工作人員及一組移動裝置以便於移動之光罩回收設備。請見第4圖至第9圖。第4圖為第二實施例之外觀立體圖；第5圖繪示本實施例的剖面方向(AA’、BB’及CC’)；第6圖揭露沿AA’剖面各組件；第7圖揭露沿BB’剖面各組件；第8圖揭露沿CC’剖面各組件；第9圖揭露於淋洗階段的AA’剖面各組件。

本實施例之光罩回收設備50在外觀上具有以不銹鋼為材質的一包容箱體502，其目的在包容其內之各組件，進而形成一半開放限定空間，以拘限設備50運轉中產生之有害廢氣及防止酸液濺傷操作人員。光罩回收設備50另包含：二玻璃5022，以提供操作人員目視該設備50運作情形；二光罩進出口5024；數個物件整補門5026，用以補充設備運作時所需之消耗品及整修損壞組件；一排風管504，內接一抽風機508用以排除設備50運轉中產生之有害廢氣；四個滾輪506，用以移動該設備50；及一操控裝置507，可為手動或利用儀表操控設備50，目的在於可不使操作人員直接親臨光罩之溶蝕清洗現場。

該光罩回收設備50內部具有一酸液槽602。該酸液槽602可容納自其底部進液孔(未繪示)流進之酸液，並藉由該酸液溶蝕光罩表面圖案。此處所使用的酸液，為一硝酸與辛醇混合之酸性腐蝕液。其下方有一氣泡衝擊裝置6022，用以提供氣泡衝擊光罩，加速溶蝕速度。在酸液槽602旁為一清水沖洗槽604。該清水沖洗槽604可容裝自其底部進水孔(未繪示)流進之清水，以清洗光罩於溶蝕步驟後殘存在表面的酸液。其下方有一氣泡衝擊裝置6042，用以提供氣泡衝擊光罩，加速清洗速度。該設備50另具有一淋洗槽606，用以接盛光罩清洗最後階段之淋洗水。前述之酸液槽602、清水沖洗槽604與淋洗槽606因考慮酸液有強烈侵蝕能力，故以聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene,PTFE)為材質。

一輸送單元設立於該酸液槽602上方。該輸送單元包含：一棧板710，用以承載數個容置盒712，該容置盒712內有數組固定片7122，形成數個凹槽，用來固定光罩720，使得光罩在設備50運轉的任何時刻，皆能與棧板710維持90度垂直與一固定相對位置，進而與氣泡衝擊裝置6022與6042產生之氣泡成一水平方向；一滑軌組702；一電動傳動裝置704，利用四滾輪7042架設於該滑軌組702上，可操控地移動於滑軌所延伸之處；一氣壓式升降機組706，具有二輔助導桿7062，可操控地相對於該電動傳動裝置704上下移動；及一夾具708，連接於該氣壓式降機組706下端，用以夾固該棧板710。由第6圖可清楚得知該電動傳動裝置704、氣壓式升降機組706與夾具708的連動可將棧板710在酸液槽602、清水沖洗槽604與淋洗槽606間來回移動及放置棧板710於酸液槽604、清水沖洗槽604與淋洗槽606內。此外，該棧板710與容置盒712下方有數個開孔，以利氣泡衝擊裝置6022與6042產生之氣泡衝擊光罩720。

為了能自主供應與回收清洗液體(酸液及清水)，光罩回收設備50具有一酸液供給回收單元與一清水供給回收單元。該酸液供給回收單元包含一酸液桶802，用以裝盛該酸液；一廢酸液回收桶804，以一廢液管6024與酸液槽602連接，用以裝盛回收之廢酸液；及一電動泵浦806，以一抽酸液管808將酸液自酸液桶802抽出並以一輸酸液管(未繪示)將該酸液打入酸液槽602中。運作時，能以一塞子6026於酸液槽602堵塞該廢液管6024，避免清洗中酸液流失。此處值得注意者為該酸液桶802與廢酸液回收桶804皆裝載於一滑板814上，藉由一滑輪組812，可進出物件整補門5026，進而補充酸液與回收廢酸液。

該清水供給回收單元則包含：一清水桶822，用以裝盛清洗用清水；一廢水回收桶824，以一水管6044和清水沖洗槽604連接，用以裝盛回收之廢水。淋洗槽606則因距離較遠，其內廢水除利用一水管6064連接槽體外，更利用一導水管6067連結至廢水回收桶824，及一電動泵浦826，以一抽水管828將清水自清水桶822抽出並以一輸水管(未繪示)將該清水打入清清水沖洗槽604中。同樣地，運作時，能以塞子(未繪示)堵塞該二水管6044與6064，避免清洗中清水流失。該輸水管更有一分支，連至夾具708，提供位於該夾具708上的一組淋洗頭7082噴灑淋洗用之清水，以於光罩清洗最後階段，在淋洗槽606內進行淋洗。該淋洗頭7082能於淋洗時，橫向(同剖面CC’方向)來回移動，以均勻地淋洗光罩。同樣地，清水桶822與廢水回收桶824裝載於一滑板834上，藉由一滑輪組832，可進出物件整補門5026，進而補充清水與回收廢水。

此外，本實施例亦具有一空壓機902，經由一輸氣管9022提供空氣至酸液槽602與經由另一輸氣管(未繪示)提供空氣至清水沖洗槽604，自該二槽底部產生氣泡，衝擊該光罩，以加速表面圖案之溶蝕。空壓機902更提供了抽風機508與氣壓式升降機組706所需動力來源。此外，一組電源904可提供設備50運作所需之電力。

最後，由第9圖可看出，當利用本實施例回收之光罩，運行至淋洗槽606時，淋洗頭7082會將清水淋洗該光罩720，不同於在酸液槽602與清水沖洗槽604內之完全浸洗於酸液或清水之情況。

關於上述二實施例，酸性腐蝕液之混合不限於硝酸，硫酸或磷酸也為本發明所使用。再者，升降機形式不限定，常用的油壓式升降機也可為替代。本實施例的操作方式同第一實施例，故不贅述。

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，任何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。

10．．．設備

102．．．酸液槽

1022．．．供液孔

104．．．清水沖洗槽

1042．．．供水孔

106．．．淋洗槽

202．．．不銹鋼支架

204．．．桌面板

206．．．底板

302．．．滑軌組

304．．．電動傳動裝置

3042．．．滾輪

306．．．電動升降機組

308．．．夾具

310．．．棧板

320．．．光罩

402．．．酸液桶

404．．．廢酸液回收桶

406．．．電動泵浦

408．．．抽酸液管

410．．．輸酸液管

422．．．清水桶

424．．．廢水回收桶

426．．．電動泵浦

428．．．抽水管

430．．．輸水管

432．．．淋洗頭

50．．．設備

502．．．包容箱體

5022．．．玻璃

5024．．．光罩進出口

5026．．．物件整補門

504．．．排風管

506．．．滾輪

507．．．操控裝置

508．．．抽風機

602．．．酸液槽

6022．．．氣泡衝擊裝置

6024．．．廢液管

6026．．．塞子

604．．．清水沖洗槽

6042．．．氣泡衝擊裝置

6044．．．水管

606．．．淋洗槽

6064．．．水管

6067．．．導水管

702．．．滑軌組

704．．．電動傳動裝置

7042．．．滾輪

706．．．氣壓式升降機組

7062．．．輔助導桿

708．．．夾具

7082．．．淋洗頭

710．．．棧板

712．．．容置盒

7122．．．固定片

720．．．光罩

802．．．酸液桶

804．．．廢酸液回收桶

806．．．電動泵浦

808．．．抽酸液管

812．．．滑輪組

814．．．滑板

822．．．清水桶

824．．．廢水回收桶

826．．．電動泵浦

828．．．抽水管

832．．．滑輪組

834．．．滑板

902．．．空壓機

9022．．．輸氣管

904．．．電源

第1圖繪示一種光罩回收的先前技術；

第2圖繪示一種光罩清潔設備的先前技術；

第3圖繪示本發明的第一實施例；

第4圖繪示本發明的第二實施例之外觀；

第5圖繪示本發明的第二實施例之剖面方向；

第6圖繪示本發明於溶蝕階段的第二實施例AA’剖面圖；

第7圖繪示本發明於溶蝕階段的第二實施例BB’剖面圖；

第8圖繪示本發明於溶蝕階段的第二實施例CC’剖面圖；及

第9圖繪示本發明於淋洗階段的第二實施例AA’剖面圖。

502．．．包容箱體

5022．．．玻璃

5024．．．光罩進出口

5026．．．物件整補門

504．．．排風管

506．．．滾輪

507．．．操控裝置

Claims (13)

1. 一種光罩回收設備，包括：一酸液槽，裝盛一酸液，以浸泡光罩，其中該酸液可將光罩表面圖案(Patterns)溶蝕；複數個沖洗槽，沖洗浸泡過酸液槽後之光罩；一輸送單元，用以移置該光罩，包含：一滑軌；一棧板，用以容裝光罩；一傳動裝置，銜接於該滑軌之上，可操控地移動於滑軌所延伸之處；一升降機組，連接於該傳動裝置，可操控地相對於該傳動裝置上下移動；及一夾具，連接於該升降機組，用以夾固該棧板，其中該傳動裝置、升降機組與夾具的連動可將棧板在酸液槽與沖洗槽間來回移動及放置棧板於酸液槽或沖洗槽內；一酸液供給回收單元，用以提供該酸液至酸液槽並回收該酸液；一清水供給回收單元，用以提供清水至該沖洗槽並回收使用後之廢水；及一淋洗裝置，設於該輸送單元上，以淋洗該光罩。
2. 依據申請專利範圍第1項的光罩回收設備，進一步包含：一包容箱體，包容該酸液槽、沖洗槽、輸送單元、 酸液供給回收單元及清水供給回收單元，進而形成一半開放限定空間，以拘限設備運轉中產生之有害廢氣及防止酸液濺傷操作人員；及一抽風設備，用以將該包容箱體內產生之有害廢氣排除。
3. 依據申請專利範圍第2項的光罩回收設備，進一步包含一移動裝置於包容箱體下方，用以移動該設備。
4. 依據申請專利範圍第3項的光罩回收設備，其中該移動裝置為三個以上之滾輪。
5. 依據申請專利範圍第1項、第2項或第3項的光罩回收設備，其中該酸液包含硝酸、硫酸、磷酸或鹽酸。
6. 依據申請專利範圍第1項、第2項或第3項的光罩回收設備，其中該酸液槽與沖洗槽材質為聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene,PTFE)。
7. 依據申請專利範圍第1項的光罩回收設備，其中該升降機組為一氣壓式升降機組、油壓式升降機組或電動式升降機組。
8. 依據申請專利範圍第1項的光罩回收設備，進一步包含複數個容置盒，置於該棧板上並容置複數片光罩，以在該回收設備運作時固定該光罩於該棧板上的相對位置。
9. 依據申請專利範圍第1項、第2項或第3項的光罩回收設備，其中該酸液供給回收單元進一步包含：一酸液桶，用以裝盛該酸液； 一廢酸液回收桶，以一水管與酸液槽連接，用以裝盛回收之廢酸液；及一泵浦系統，用以將該酸液打入該酸液槽。
10. 依據申請專利範圍第1項、第2項或第3項的光罩回收設備，其中該清水供給回收單元進一步包含：一清水桶，用以裝盛清洗用清水；一廢水回收桶，以一水管與各清水槽連接，用以裝盛回收之廢水，及一泵浦系統，用以將該清水打入該沖洗槽。
11. 依據申請專利範圍第10項的光罩回收設備，其中該淋洗裝置藉由該泵浦系統供給清水以淋洗棧板上之光罩。
12. 依據申請專利範圍第1項、第2項或第3項的光罩回收設備，進一步包含一供氣單元，提供空氣至酸液槽與其中一沖洗槽，以產生氣泡，衝擊該光罩。
13. 依據申請專利範圍第2項或第3項的光罩回收設備，其中該抽風設備為一抽風機與排風管。