TWI457998B - 基板表面處理裝置及其方法 - Google Patents

Description

基板表面處理裝置及其方法

本發明係有關一種基板表面處理裝置及其方法，特別是針對基板的單一表面進行處理的裝置及其方法。

現代科技產品中半導體設備的應用相當廣泛，尤其是通訊、電腦、網路、光電相關等電子設備中，半導體的矽基板存在是不可或缺的，而隨著市場對這些電子產品的需求日益增加，如何快速、有效率的改良半導體的生產製程並提供足供應付市場需求的半導體元件是各家廠商努力的目標。在一般半導體生產製程中，會依矽基板應用所需的設計條件不同而製程各有差異，其中有濕式化學蝕刻製程，此種濕製程有多種製程上之應用，例如，光阻劑剝除、氮化矽及氧化矽之去除等。一般而言，濕式化學蝕刻之硬體設備包括用以進行主蝕刻反應(main etch process)、中介清洗(intermediary wash)、漂洗(rinse)，及乾燥(drying)等複數個處理製程。

而濕式蝕刻製程中有一種蝕刻方式是將矽基板浸入蝕刻液中，使蝕刻液同時將矽基板的上下兩個表面同時進行蝕刻，另外一種蝕刻方式則是針對矽基板的單一個表面進行蝕刻製程，且不對基板上除了欲蝕刻表面以外的面進行處理，為達成此目的，在製程中蝕刻液只能觸及被指定蝕刻的表面，若非指定面的表面受蝕刻液沾染影響時，會影響到半導體元件的整體功能性，甚至可能會導致的部分範圍無法使用而必須放棄，所以矽基板進行單一個面的蝕刻製程時，如何有效避免蝕刻液沾染波及非指定蝕刻的表面，成為業界一直關注的議題。

習知技術中，對矽基板單一個面進行蝕刻時避免非指定蝕刻面沾染到蝕刻液的方法有多種，有的技術是另附加保護層(如光阻劑或黏膠)於矽基板非指定蝕刻的面上，以避免製程中侵蝕液的沾染，然而此法於蝕刻完成後必須多一道清除保護層的製程，不僅增加製程上的繁瑣，同時若清除不完全時還可能有殘膠而造成矽基板表面的污染，或者是在清除保護層的過程中而使基板產生刮傷，十分不便。

有鑑於此，如何針對上述習知針對基板單一個面的蝕刻方法及裝置所存在之缺點進行研發改良，讓使用者能夠更方便使用且製作成本降到最低，實為相關業界所需努力研發之目標。

本發明提供一種基板表面處理裝置及其方法，藉由供液槽與傳送元件的位置設置使基板之下表面於傳送過程中可依序接觸由供液槽所湧出之處理液。

本發明一實施例之基板表面處理裝置，係包括：複數個傳送元件，用以於一預定方向傳送至少一基板；以及至少一供液槽，其係分別間隔設置於傳送元件之間，而一處理液自供液槽湧溢出，使得基板於傳送過程中，基板之下表面可依序接觸處理液。

本發明另一實施例之基板表面處理方法，係包括下列步驟：使用複數個傳送元件於一預定方向傳送至少一基板；提供至少一供液槽，其係間隔地設置於傳送元件間，其中供液槽之頂部為開放狀態；以及注入一處理液於供液槽內使處理液湧溢出，使得基板於傳送過程中，基板之下表面可依序接觸處理液。

以下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

其詳細說明如下，所述較佳實施例僅做一說明非用以限定本發明。

請先參考圖1，圖1為本發明一實施例基板表面處理裝置之示意圖。如圖所示，於本實施例中，基板表面處理裝置包括：複數個傳送元件10；以及至少一供液槽20。該等傳送元件10之設置係用以於一預定方向(如箭頭A方向所示)傳送至少一基板30。於本實施例中，供液槽20間隔設置於傳送元件10間。一處理液22自該供液槽20湧溢出，因此，使得基板30於傳送過程中，基板30之下表面32可依序接觸該處理液22，進而達到處理基板30之整個下表面32之目的。

又，基板30於被傳送的預定方向A之長度，亦即基板30縱向之長度係大於供液槽20。但是，基板30在橫向的寬度是小於供液槽20。如此，相較基板30縱向長度而言，供液槽20湧溢之處理液22便以線接觸方式去接觸基板30，使得基板30之下表面32可依序接觸處理液22，進而達到處理基板30之整個下表面32之目的。

請參照圖2A、圖2B、圖2C、圖2D與圖2E，由圖2A至圖2E為處理液湧溢出供液槽之示意圖。當注入處理液22而填滿該供液槽20時，因為處理液22表面張力之故，致使處理液22之液面高度係略高於供液槽20之槽壁，因此，處理液22將可直接接觸基板30之下表面32。又，因持續注入處理液，而使得供液槽20內的處理液22將湧溢而出。

又，於另一實施例中，如圖3所示，處理液22自供液槽20湧溢出後，處理液22將沾附於傳送元件10上，而傳送元件10在傳送基板30的過程中，基板30之下表面32將間接地接觸處理液22。於上述實施例中，處理液22不論是直接接觸或是間接接觸基板30的下表面32，本發明之裝置皆可有效對基板30的單一表面(下表面32)進行所需要的處理。

請參照圖1，於一實施例中，基板表面處理裝置之供液槽20，其係設有一第一槽壁201及一第二槽壁202，第一槽壁201與第二槽壁202二者具有一高度差。於本實施例中，如圖1所示，於箭頭A所指方向可作為較低的槽壁設計之依據，亦即第二槽壁202的高度係低於第一槽壁201，進而使供液槽20內處理液22可朝向高度較低的第二槽壁202湧溢而出。而湧溢出之處理液22便可沾附在臨近第二槽壁202之傳送元件10，使得處理液22間接接觸該傳送元件10所傳送的基板30之下表面32。亦即，處理液22可經由傳送元件10之媒介而間接接觸基板30之下表面32，以達到處理基板30的整個下表面32之目的。

由於第二槽壁202較低，因此大部分處理液會往第二槽壁202湧溢而出。然而，若注入之處理液22量大時，處理液22亦會往第一槽壁201湧溢，而沾附在臨近第一槽壁201之傳送元件10，亦可使處理液22經由傳送元件10之媒介而間接接觸基板30之下表面32。

於又一實施例中，如圖3所示，供液槽20之相對兩槽壁(第一槽壁201及第二槽壁202)並無高度差，製程中不斷湧溢出之處理液22係藉由傳送元件10沾附間接地接觸基板30之下表面32。

請參考圖4，本發明一實施例基板表面處理裝置之示意圖。如圖所示，其主要係與圖1所示之實施例相同，惟，於本實施例中，基板表面處理裝置更包括：一供液裝置40；以及一承漏槽50。供液裝置40用以供應供液槽20所需之處理液22，而承漏槽50則用來承接該湧出的處理液22。供液裝置40可包括加壓馬達401、輸送管路402與混合槽403等設備，處理液22可存放於混合槽403中，並透過加壓馬達401及輸送管路402之連通，進而令混合槽403中的處理液22可注入供液槽20。又，承漏槽50內之處理液22亦透過輸送管路501而連通混合槽，如此循環回收處理液亦可有效降低生產成本。再者，混合槽403亦連通廠務端60，而可匯合來自廠務端60之處理液，進而可調整處理液22之濃度。

請參考圖5，本發明一實施例基板表面處理方法之流程示意圖。如圖所示，於本實施例中，基板表面處理方法包括下列步驟。使用複數個傳送元件於一預定方向傳送一基板(步驟S10)。提供至少一供液槽，係間隔地設置於傳送元件間，其中供液槽之頂部為開放狀態(步驟S20)。注入一處理液於供液槽內使處理液湧溢出與基板之下表面接觸使基板之整個下表面於傳送時可依序接觸處理液(步驟S30)。

於本實施例中，處理液與基板之下表面可直接接觸或是間接接觸。於一實施例中，處理液可自供液槽湧溢而直接與基板之下表面直接接觸。於另一實施例中，處理液自供液槽湧溢出後，使得傳送元件沾附處理液，而經由傳送元件所傳送基板之下表面便間接地接觸處理液。

於一實施例中，更包括一步驟S40，係接收湧溢出的處理液後再供給至供液槽以重複步驟S30。

根據上述說明，於本發明中，傳送元件10係用來朝一預定方向A傳送基板30，而供液槽20設置於傳送元件10間。基板30之傳送可依照需求做水平地或非水平地傳送。另外，如圖1、圖2A或圖4所示，由於基板30係於傳送元件10與供液槽20之上方傳送，供液槽20之頂部203與基板30之下表面32係保持有一間隙。

於本發明中供液槽20係分別間隔地設置於傳送元件10間。傳送元件10可為滾輪(roller)、履帶或其他傳送裝置。但傳送元件10之數量與位置設置則可依照不同需求設計，如圖6所示，供液槽20設置於傳送元件10間，但傳送元件10可依設計間隔設置或並排設置。

根據上述說明，本發明之特徵在於供應處理液之供液槽係設置排列於傳送元件間。本發明藉由供液槽內湧溢出的處理液，如水或化學藥液，以線接觸方式直接或間接接觸部分基板之下表面。於基板傳送過程中，基板之整個下表面都會依序接觸處理液。處理液可於湧出處直接與基板下表面接觸或是湧出的處理液藉由傳送元件，如滾輪，作為媒介進而間接沾附接觸於基板下表面。

於本發明中，供液槽係持續湧溢出新鮮的處理液，而湧出的處理液可回收調整濃度後再使用。因此，基板下表面是持續接觸新鮮的處理液，且使用過處理液與反應過程中可能產生之熱能、氣泡或生成物係即刻隨著供液槽所湧溢的處理液而帶離，並進入承漏槽。亦即，供液槽係持續對基板提供新鮮的處理液，以有效控制基板表面處理條件的穩定性與一致性。本發明藉由傳送元件與供液槽之設置，於基板傳送過程中，新鮮的處理液與使用過處理液並不會被混合一起而影響供液槽中處理液之濃度。另外，本發明基板表面處理裝置之設計，設計可依維修需求輕易地進行組件之更換。

綜合上述，本發明提供一種基板表面處理裝置及其方法，藉由供液槽與傳送元件的位置設置使基板之下表面於傳送過程中可依序接觸由供液槽所湧出之處理液。

以上所述之實施例僅係為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。

10．．．傳送元件

20．．．供液槽

201．．．第一槽壁

202．．．第二槽壁

203．．．供液槽之頂部

22．．．處理液

30．．．基板

32．．．下表面

40．．．供液裝置

401．．．加壓馬達

402．．．輸送管路

403．．．混合槽

50．．．承漏槽

501．．．輸送管路

60．．．廠務端

A．．．預定方向

S10．．．步驟

S20．．．步驟

S30．．．步驟

S40．．．步驟

圖1為依據本發明一實施例之示意圖。

圖2A、圖2B、圖2C、圖2D、圖2E為依據本發明一實施例之示意圖。

圖3為依據本發明一實施例之示意圖。

圖4為依據本發明一實施例之流程圖。

圖5為依據本發明一實施例之示意圖。

圖6為依據本發明一實施例之示意圖。

10．．．傳送元件

20．．．供液槽

22．．．處理液

201．．．第一槽壁

202．．．第二槽壁

203．．．供液槽之頂部

30．．．基板

32．．．下表面

A．．．預定方向

Claims (10)

1. 一種基板表面處理裝置，係包含：複數個傳送元件，用以於一預定方向傳送至少一基板；以及至少一供液槽，其係分別間隔設置於該些傳送元件之間，而一處理液自該供液槽湧溢出，使得該基板於傳送過程中，該基板之下表面可依序接觸該處理液。
2. 如請求項1所述之基板表面處理裝置，其中該處理液係直接接觸該基板之下表面。
3. 如請求項1所述之基板表面處理裝置，其中該傳送元件沾附湧溢出的該處理液，使得該處理液間接地接觸經由該傳送元件所傳送之該基板的下表面。
4. 2或3所述之基板表面處理裝置，其中該供液槽設有一第一槽壁及一第二槽壁，且第一槽壁與一第二槽壁具有一高度差，使得持續注入該供液槽內的該處理液朝向較低的該第二槽壁湧溢出。
5. 如請求項1所述之基板表面處理裝置，更包含：一供液裝置，係用以供給該處理液予該供液槽；以及一承漏槽，係用以承接該供液槽湧溢出的該處理液。
6. 如請求項5所述之基板表面處理裝置，其中該供液裝置更包含一混合槽用以回收來自該承漏槽的該處理液，並匯合來自廠務端之處理液，以調整濃度後再供給至該供液裝置。
7. 一種基板表面處理方法，係包含下列步驟：使用複數個傳送元件於一預定方向傳送至少一基板；提供至少一供液槽，其係間隔地設置於該些傳送元件間，其中該供液槽之頂部為開放狀態；以及注入一處理液於該供液槽內使該處理液湧溢出，使得該基板於傳送過程中，該基板之下表面可依序接觸該處理液。
8. 如請求項7所述之基板表面處理方法，其中該處理液於湧出處與該基板之下表面直接接觸。
9. 如請求項7所述之基板表面處理方法，其中湧出的該處理液沾附於該傳送元件上並藉此經由該傳送元件所傳送該基板之下表面可間接地接觸該處理液。
10. 如請求項7所述之基板表面處理方法，更包含接收湧出的該處理液經調整後再供給至該供液槽。