TWI468544B - Substrate transfer and processing system and its equipment - Google Patents

Description

基板轉移暨處理系統及其設備

一種基板轉移暨處理系統及其設備，尤其是一種使處理液體均勻在基板上進行製程步驟的製程系統及其設備。

現今電子工業迅速發展，許多電子產品都需要應用到物理沉積技術或化學沉積技術。另外全世界面臨石油能源耗竭、成本高昂及環保等問題，造成太陽能與氫能源燃料電池的需求與日遽增。太陽能電池製造時，必須在一基材上構成多種沉積層(薄膜)，才能有效的發揮其功能。其中沉積製程為電子產業及民生產業的關鍵技術。

習知的化學浴沉積(Chemical Bath Deposition，CBD)製程及其設備將一基材(例如不鏽鋼板或玻璃等)浸入化學處理液體中持續一定時間，用以在該基材表面形成半導體薄膜。但習知的化學浴沉積設備，將基材完全浸入化學處理液體之中，如此將導致該基材的多個表面上形成半導體薄膜。然而，只需要該基材其中一面上形成半導體薄膜，該基材其它表面上所形成的半導體薄膜導致處理液體成本的增加。

為改善上述情況，如美國專利申請案公開號2009/0311431A1所揭露的習知技術揭露一反應罩體設置在基材上，用以將處理液體侷限於該基材之單面上。而後藉由搖晃或直接加熱等手段來提 高基材上半導體薄膜的形成速率。然而，此種化學浴沉積製程及設備一次只能對單片基板做製程處理。此外，上述製程可能因為搖晃不均或加熱不均，導致基材上半導體薄膜的厚度不均。

為改善上述情況，在本發明之若干實施態樣中，提供一種基板轉移暨處理設備，適用於使一處理液體均勻在一基板上進行製程步驟。基板轉移暨處理設備包含：一槽體；至少一反應槽室，設置於槽體內，用以提供處理液體與基板進行製程步驟，每一反應槽室包含一用以容置處理液體的處理容積；一限位單元，設置於槽體內，用以限制基板立於槽體內；及一流體循環系統，至少具有一驅動裝置，流體循環系統驅動該處理液體於處理容積內循環流動，用以使處理液體均勻在立於槽體內的基板上進行一製程步驟。

在本發明之若干實施態樣中，提供一種基板轉移暨處理系統，適用於對一基板轉移及進行一製程步驟，該基板轉移暨處理系統包含：一第一處理裝置與一第二處理裝置，用以容置該基板並各別提供該基板進行一製程步驟；一第一翻轉裝置，以略呈垂直的方式翻轉該基板至一角度，最後傳送該基板至該第一處理裝置；一移載裝置，在第一處理裝置與第二處理裝置之間轉移該基板；以及一第二翻轉裝置，取出在第二處理裝置內的該基板，接著朝基板板面的法線翻轉該基板至另一角度，最後傳送該基板。

1‧‧‧基板

1A、1B‧‧‧基板兩相對的表面

10‧‧‧第一翻轉裝置

100‧‧‧傳送機構

10000‧‧‧基板轉移暨處理系統

101‧‧‧夾持機構

1011‧‧‧連結板

1013‧‧‧夾板

1015‧‧‧驅動構件

103‧‧‧轉動機構

1031‧‧‧軸承座

1033‧‧‧轉軸

1035‧‧‧時規皮帶組

10351‧‧‧同步桿

10352‧‧‧第一時規皮帶輪

10353‧‧‧第三時規皮帶輪

207‧‧‧Z軸軌座

2071‧‧‧Z軸軌道架

209‧‧‧懸臂

10354‧‧‧第一時規皮帶

10355‧‧‧第二時規皮帶

1037‧‧‧基座

105‧‧‧升降機構

1051‧‧‧導桿

1053‧‧‧升降框架

10531‧‧‧導桿架

1055‧‧‧第一夾取機構

1057‧‧‧連桿

107‧‧‧引導輪

20‧‧‧移載裝置

201‧‧‧X軸軌座

2011‧‧‧X軸軌道架

203‧‧‧Y軸軌座

2031‧‧‧Y軸軌道架

205‧‧‧固定座

4088‧‧‧軸座

409、409A‧‧‧基板吸取裝置

4120‧‧‧熱溶液

2091‧‧‧第二夾取機構

211‧‧‧支撐桿

30‧‧‧第二翻轉裝置

40‧‧‧第一處理裝置

40A‧‧‧基板轉移暨處理設備

401‧‧‧槽體

4011‧‧‧熱溶液入口

4013‧‧‧熱溶液出口

403‧‧‧反應框架

403a‧‧‧基板支持件

405‧‧‧反應槽室

4051‧‧‧引導架

40511‧‧‧導引溝槽

40513‧‧‧限位件

40515‧‧‧導引件組

407‧‧‧基板接收裝置

4071‧‧‧吸附架

408‧‧‧致動機構

4081‧‧‧支桿

4083‧‧‧主桿

709‧‧‧軌道

711‧‧‧平台

4130‧‧‧處理液體

4311‧‧‧處理液體入口

4313‧‧‧處理液體出口

4315‧‧‧處理空間

4700‧‧‧風刀

4711‧‧‧吸附構件

4713‧‧‧彈性元件

4715‧‧‧壓制構件

4800‧‧‧腔室壁

4900‧‧‧處理液體供應源

50‧‧‧第二處理裝置

60‧‧‧基板預洗裝置

70‧‧‧第一輸送裝置

70A‧‧‧第一移動裝置

70B‧‧‧第二移動裝置

701‧‧‧轉向台

7011‧‧‧真空吸盤

703‧‧‧旋轉馬達

705‧‧‧氣壓缸

7051‧‧‧推桿

707‧‧‧基座

80‧‧‧第二輸送裝置

90‧‧‧基板終洗裝置

圖1為本發明之基板轉移暨處理系統之一實施例之系統平面示意圖。

圖2為本發明之一實施例的第一輸送裝置之側面示意圖。

圖3為本發明之一實施例的第一輸送裝置之轉向完成後之示意圖。

圖4為本發明之一實施例的第一翻轉裝置之立體示意圖。

圖5為圖4區域A之局部放大示意圖。

圖6為本發明之一實施例的第一翻轉裝置將基板翻轉後之示意圖。

圖7為本發明之一實施例的第一翻轉裝置將基板送入第一處理裝置之示意圖。

圖8為本發明之一實施例的基板轉移暨處理系統之移載裝置示意圖。

圖9為本發明之另一實施例的基板轉移暨處理系統之示意圖。

圖10為本發明之一實施例的化學浴沉積設備之立體示意圖。

圖11為本發明之一實施例的化學浴沉積設備之剖面示意圖。

圖12為本發明之一實施例的化學浴沉積設備之反應框架示意圖。

圖13為本發明之一實施例的化學浴沉積設備之基板接收裝置側視圖。

圖14為本發明之一實施例的圖13區域A之局部放大圖。

圖15為本發明之一實施例的圖13區域B之局部放大圖。

圖16為本發明之一實施例的化學浴沉積設備之基板吸取裝置示意圖。

圖17為本發明之一實施例的化學浴沉積設備之基板吸取裝置一動作狀態示意圖。

圖18為本發明之一實施例的化學浴沉積設備之引導架一動作狀態圖。

圖19為本發明之一實施例的化學浴沉積設備之基板吸取裝置另一動作狀態示意圖。

圖20為本發明之一實施例的化學浴沉積設備之基板吸取裝置又一動作狀態示意圖。

圖21為本發明之另一實施例的化學浴沉積設備示意圖。

圖22為本發明又另一實施例的化學浴沉積設備示意圖。

圖23為本發明之另一實施例的化學浴沉積設備頂部示意圖。

圖24為本發明之另一實施例的基板轉移暨處理系統之平面示意圖。

以下配合圖式及元件符號對本發明之實施方式做更詳細的說明，俾使熟習該項技藝者在研讀本說明書後能據以實施。

在本說明書中，若未明確排除以概略性用語修飾關於方向之用語，則關於方向之用語均受到「大約」等概略性用語所修飾。例言之，引導架及主桿可以相互平行方式設置，指引導架及主桿大約相互平行，亦即偏差在正負十度內，均為可接受之範圍。圖1顯示本發明之一實施例的基板轉移暨處理系統之平面示意圖。如圖1所示，本發明提供一種基板轉移暨處理系統，尤其有適用於化學水浴沉積製程(chemical bath deposition,CBD)的基板轉移暨處理系統。於圖1所示的本發明之若干實施態樣中，該基板轉移暨處理系統10000可包含一第一翻轉裝置10、一移載裝置20、一第二翻轉裝置30、至少一第一處理裝置40、至少一第二處理裝置50、 一基板預洗裝置60、一第一輸送裝置70、一第二輸送裝置80以及一基板終洗裝置90。於本實施例中，第一處理裝置40的數量為4個，第二處理裝置50的數量也為4個。

如圖1所示，先將基板1輸入基板預洗裝置60以進行清洗並乾燥基板1。接著，基板1輸送至第一輸送裝置70以便將基板1以略呈水平的方式轉向第一角度(如90度)。在基板1轉向第一角度後，第一翻轉裝置10將略呈水平輸送的基板1以略呈垂直的方式翻轉第二角度(如90度)，而使得基板1與水平面略呈垂直。再將基板1放置於第一翻轉裝置10下方的第一處理裝置40中，以便進行製程步驟。其次，在基板1與第一處理裝置40中的處理液體完成製程步驟後，藉由移載裝置20將基板1輸送至第二處理裝置50上，並將基板1放置於第二處理裝置50中，以便進行其他製程步驟。在基板1與第二處理裝置50中的處理液體完成其他製程步驟後，第二翻轉裝置30將基板1朝基板1板面的法線翻轉一第三角度(如正90度或負90度)，而使得基板1呈水平狀態。之後基板1藉由第二輸送裝置80水平旋轉90度第四角度(如90度)。隨之，第二輸送裝置80輸送基板1至基板終洗裝置90。最後，藉由基板終洗裝置90清洗並乾燥基板1。

於本實施例中，基板1可包含習知用於太陽能電池製造的各種基板。較佳而言，基板1可包含非晶矽基板、單晶矽基板、多晶矽基板、微晶矽基板或砷化鎵基板，或其他任何習用於CIGS製程中的玻璃、不鏽鋼或聚合物。此外，本實施例中所述之各種轉向及翻轉角度僅為例示性質，可依據不同配置而有不同變化，僅需使上述各裝置能能順暢銜接輸送。再者，在本發明之若干實施 態樣中，可省略一第一翻轉裝置10、一移載裝置20、一第二翻轉及輸送裝置30、一基板預洗裝置60、一第一輸送裝置70、一第二輸送裝置80以及一基板終洗裝置90，或可將上述裝置進行適當修改或組合，但仍落於本發明之精神及所請求之專利申請範圍中。

為使本發明所屬技術領域中具有通常知識者更能理解及領悟本發明之精神並據以實施，以下詳述上列裝置之若干實施態樣。

關於基板預洗裝置60及基板終洗裝置90之結構，本發明並未加以限定，其可包含習知的清洗槽體，並可使用習知的清洗液體，例如水，或依據製程而使用酸性、鹼性等清潔液體。由於熟悉本發明所屬技術者可輕易完成相關結構，故於此不多加贅述。

圖2顯示本發明之一實施例的第一輸送裝置70之側面示意圖。圖3顯示本發明之一實施例的第一輸送裝置70之轉向完成後之示意圖。如圖2所示，在基板1輸入基板預洗裝置60以進行清洗並乾燥基板1之後，基板1經由傳送機構100輸送至第一輸送裝置70。其中，傳送機構100包含滾輪。如圖2所示，第一輸送裝置70可偏斜地設置於傳送機構100之下方，並可包含轉向台701(Turn table)、旋轉馬達703(Rotation Motor)、氣壓缸705(Air Cylinder)、基座707、軌道709及平台711。其中，轉向台701之頂部設有用以吸附基板1的複數個真空吸盤7011(Vacuum pad)。再者，旋轉馬達703設置於轉向台701之下方，用以使該轉向台701進行轉向。平台711設置於旋轉馬達703及氣壓缸705之間，用以支持旋轉馬達703。氣壓缸705則設置於旋轉馬達703及平台711之下方，並包含推桿7051以舉升平台711、旋轉馬達703及轉向台701。平台711與推桿7051耦接，且平台711可設有一開口 以供推桿7051通過。旋轉馬達703圍設於推桿7051。推桿7051耦接於轉向台701。氣壓缸705固設於基座707中。基座707滑設於兩軌道709之間，用以沿兩軌道709移動。

如圖3所示，當基板1從基板預洗裝置60傳送到第一輸送裝置70之上方時，氣壓缸705可舉升旋轉馬達703及轉向台701，以便轉向台701藉由真空吸盤7011承接基板1。其次，旋轉馬達703將轉向台701轉向，以使基板1水平轉向至上述第一角度。基板1轉向第一角度後，第一輸送裝置70藉由基座707與兩軌道709而朝第一翻轉裝置10移動，使第一翻轉裝置10可銜接第一輸送裝置70傳來之基板1。

第二輸送裝置80的結構轉向及輸送裝置相似於第一輸送裝置70的結構。兩者主要差異僅在轉動基板1的方向不同轉向及輸送裝置，故其結構在此不多加贅述。

圖4顯示本發明之一實施例的第一翻轉裝置10之立體示意圖。圖5顯示圖4區域A之局部放大示意圖。圖6則顯示本發明之一實施例的第一翻轉裝置10將基板翻轉後之示意圖。圖7顯示本發明之一實施例的第一翻轉裝置10將基板送入第一處理裝置40之示意圖。

如圖4所示，第一翻轉裝置10可包含兩夾持機構101、轉動機構103、一升降機構105、及兩基座1037。兩夾持機構101可夾持住基板1之兩側。轉動機構103可耦接於兩夾持機構101，使兩夾持機構101以第二角度進行同步旋轉。升降機構105用以將基板1置入第一處理裝置40，或將基板1自第一處理裝置40取出。兩基座1037用以支持兩夾持機構101、兩轉動機構103、及一升降機 構105。

如圖5所示，一夾持機構101可包含連結板1011及兩夾板1013。連結板1011與轉動機構103的轉軸1033相連結。兩夾板1013以相對方式設置於連結板1011上。夾持機構101於本實施例中可進一步包含連接至少一夾板1013的驅動構件1015，用以驅使至少一夾板1013向另一夾板1013靠攏。驅動構件1015可包含氣壓缸。

以下將詳述關於轉動機構103之同步旋轉機制。如圖4及圖5所示，轉動機構103可包含兩軸承座1031、兩轉軸1033、驅動裝置(圖面未顯示)及時規皮帶組1035。兩軸承座1031可分別設置於相互對應之兩基座1037的適當位置。雖於本實施例中其分別設置於兩基座1037靠近基板1的一側且其距離基座1037之底部的高度約等於基板1在輸送方向上之一半長度，但實際上亦可將兩軸承座1031設置於兩基座1037之任何適當位置，只要兩軸承座1031可使轉軸1033、夾持機構101、及基板1順暢旋轉即可。

兩轉軸1033則分別軸設通過兩軸承座1031。驅動裝置可包含具有一動力軸之馬達(圖面未顯示)，驅動裝置可藉由該動力軸而與兩轉軸1033其中之一相連結(於本實施例中，與圖4左側之轉軸1033連接)，藉以在驅動裝置運作時驅動裝置帶動轉軸1033轉動。

如圖4所示，時規皮帶組1035可包含同步桿10351、第一時規皮帶輪10352、第二時規皮帶輪(圖未顯示)、第三時規皮帶輪10353、第四時規皮帶輪(圖未顯示)、第一時規皮帶10354、及第二時規皮帶10355。同步桿10351兩端分別連接第一時規皮帶輪10352及第二時規皮帶輪(圖未顯示)。於該動力軸或與該動力軸相連結之轉軸處(即圖4之左側)，設有第三時規皮帶輪10353。而 於未與該動力軸相連結之另一轉軸處(即圖4之右側)，亦進一步設有第四時規皮帶輪(圖未顯示)。其中該第一時規皮帶輪10352及該第三時規皮帶輪10353之間套設第一時規皮帶10354。該第二時規皮帶輪及該第四時規皮帶輪之間套設第二時規皮帶10355。

當驅動裝置運作時，該動力軸會帶動轉軸1033以及第三時規皮帶輪10353一起轉動。當轉軸1033轉動時，夾持機構101也會隨著轉軸1033一起轉動。同時，當第三時規皮帶輪10353被轉動時，第三時規皮帶輪10353會經由第一時規皮帶10354帶動第一時規皮帶輪10352、同步桿10351及第二時規皮帶輪一起轉動。而當第二時規皮帶輪轉動時，第二時規皮帶輪透過第二時規皮帶10355帶動第四時規皮帶輪轉動。由於第四時規皮帶輪設置於未與該動力軸相連結之轉軸上，因此當第四時規皮帶輪轉動時，未與該動力軸相連結之轉軸及與其裝組之夾持機構亦會同步進行轉動。亦即本實施例透過時規皮帶之類似於鏈條可同步傳動之特性，藉此使兩夾持機構101可同步轉動。

此外，在本發明之若干實施例中，上述的時規皮帶可為鏈條等均等物所取代。上述的時規皮帶組1035僅為例示性質的同步機構。例如，微電子裝置偵測兩側時規皮帶組1035的轉速並反饋控制時規皮帶組1035的轉速，藉以達成兩側時規皮帶組1035同步轉動的功效。

如圖4所示，升降機構105可包含兩導桿1051、一升降框架1053以及複數個第一夾取機構1055。兩導桿1051以相互對應方式固設於兩基座1037上。升降框架1053之兩側設有兩導桿架10531。升降框架1053藉該兩導桿架10531而沿著兩導桿1051移動。而該 等第一夾取機構1055可設於升降框架1053任一側且可包含夾鉗。 於本實施例中，升降機構105可進一步包含設置於兩導桿1051之間的連桿1057，用以使兩導桿1051之間的距離保持固定。

至於兩基座1037可為不鏽鋼立座。另外，兩基座1037可包含耐腐蝕聚合物之桿體。兩基座1037可隨不同製程所需而採用不同之結構設計及不同之材料。此外，兩引導輪107分別設置於兩夾持機構101下方，藉以導引基板1進入或脫離第一處理裝置40。

如圖4及圖5所示，當基板1以水平方式被傳送到第一翻轉裝置10中時，基板1兩側會分別置於兩夾持機構101之兩夾板1013之間。之後，驅動構件1015會驅動夾板1013向另一夾板1013靠攏，藉以將基板1之兩側固持。

如圖6所示，將基板1之兩側固持後，轉動機構103會同步驅動兩夾持機構101翻轉第二角度。於本發明之較佳實施例中，轉動機構103使兩夾持機構101同步翻轉成90度或270度，藉此使基板1從原本的水平狀態變成垂直狀態。要注意的是，上述的轉動機構103所翻轉的第二角度視實際需要而定，在此僅是說明用的實例而已，並非用以限制本發明的範圍。

如圖7所示，當基板1變成垂直狀態後，第一夾取機構1055可夾取基板1，並透過升降機構105將基板1經兩引導輪107送入第一處理裝置40之中。基板1與第一處理裝置40中的處理液體完成製程步驟後，即可將基板1自第一處理裝置40取出。當第一夾取機構1055夾取基板1時，兩夾持機構101無須夾持基板1。

第二翻轉裝置30的結構相似於第一翻轉裝置10的結構。兩者主要差異僅在轉動基板1的方向不同，故其結構在此不多加贅 述。

圖8顯示本發明之一實施例的基板轉移暨處理系統之移載裝置20示意圖。移載裝置20可將在第一處理裝置40中之基板1轉移至第二處理裝置50中，或將在第二處理裝置50中之基板1轉移至第一處理裝置40中。

於本實施例中，移載裝置20架設於第一處理裝置40與第二處理裝置50上方，且可包含一X軸軌座201、兩Y軸軌座203、兩固定座205、兩Z軸軌座207、一懸臂209、及支撐桿211。其中X軸軌座201跨設於相互平行的兩Y軸軌座203之間，並可沿Y軸方向於兩Y軸軌座203之兩端間來回移動。X軸軌座201之兩端可進一步具有分別設置於兩Y軸軌座203上的兩Y軸軌道架2031，以使X軸軌座201沿兩Y軸軌座203移動。

兩固定座205以相互對應方式滑設於X軸軌座201上，並可沿X軸軌座201移動。兩固定座205靠近X軸軌座201之一側可進一步具有兩X軸軌道架2011。兩X軸軌道架2011設置於X軸軌座201上，以使兩固定座205沿X軸軌座201移動。兩固定座205亦可與兩X軸軌道架2011一體成型。

兩Z軸軌座207以相互對應方式分別設置於兩固定座205之遠離X軸軌座201之一側。其中，於兩Z軸軌座207之間可設置一連桿，用以維持兩Z軸軌座207之間的距離。懸臂209架設於兩Z軸軌座207之間，並可沿Z軸軌座207移動。懸臂209之一側具有複數個第二夾取機構2091。其中懸臂209靠近兩Z軸軌座207之一側可進一步具有滑設於兩Z軸軌座207上的兩Z軸軌道架2071，以使懸臂209沿Z軸軌座207移動。此外，支撐桿211設置 於兩Y軸軌座203之間以保持兩Y軸軌座203之間的距離。

參閱圖8之實施例所示，第一處理裝置40及第二處理裝置50配置於兩Y軸軌座203之間。其中，第一處理裝置40設置於靠近一Y軸軌座203之一側，第二處理裝置50則設置於靠近另一Y軸軌座203之一側。

以下詳述移載裝置20之動作機制。移載裝置20中的懸臂209先沿著Z軸軌座207下降，並利用第二夾取機構2091夾取位於第一處理裝置40中的基板1。接著懸臂209再沿著Z軸軌座207上升，以使基板1移出第一處理裝置40。然後Z軸軌座207會沿X軸軌座201移動至第二處理裝置50上方，接著懸臂209沿著Z軸軌座207下降，以將基板1再送入第二處理裝置50中。

圖9顯示本發明之一實施例的基板轉移暨處理系統之示意圖。如圖9所示，該系統可包含複數個第一處理裝置40及複數個第二處理裝置50。其中複數個第一處理裝置40設置於靠近兩Y軸軌座203其中之一，複數個第二處理裝置50則設置於靠近另一Y軸軌座203。由於X軸軌座201可沿Y軸方向移動，因此基板1能藉由移載裝置20而在任一第一處理裝置40與任一第二處理裝置50之間移動。

由以上描述可知，本發明基板轉移暨處理系統之優點在於若有複數第一處理裝置40與複數第二處理裝置50，則複數基板1可同時進行製程步驟。移載裝置20能提供基板1在第一處理裝置40與第二處理裝置50之間移動，使得可將多片基板1有效率地移載至適當的處理裝置中，藉以同時對多片基板1在第一處理裝置40及第二處理裝置50中分別進行製程步驟。

第一處理裝置40及第二處理裝置50可包含化學浴製程步驟的製程設備、清洗浴製程步驟的製程設備或其他製程步驟的製程設備。較佳而言，第一處理裝置40可包含化學浴製程步驟的製程設備，用以進行化學沉積製程步驟；第二處理裝置50可包含清洗浴製程步驟的製程設備，以將基板1上的殘留處理液體移除。另一型態為：第一處理裝置40包含清洗浴製程步驟的製程設備，而第二處理裝置50包含化學浴製程步驟的製程設備。

為使本發明所屬技術領域中具有通常知識者能實施本發明之若干實施例中的清洗浴製程步驟或化學浴沉積步驟所使用的製程設備(即上述第一處理裝置40或第二處理裝置50)，以下將詳述基板轉移暨處理設備之若干實施態樣。

參閱圖10、圖11及圖12。圖10及圖11顯示本發明之一實施例的基板轉移暨處理設備之立體示意圖及剖面示意圖。圖12顯示本發明之一實施例反應框架403之示意圖。

本實施例的基板轉移暨處理設備40A適用於使一處理液體均勻在一基板1上進行製程步驟。基板1包含兩相對的表面1A、1B。基板轉移暨處理設備40A包含槽體401、至少一反應槽室405、限位單元及流體循環系統(圖中未示)。其中反應槽室405與限位單元設於槽體401內。

槽體401可選擇性搭配一加熱單元，用以提昇基板1與處理液體在製程步驟中的反應速率。加熱單元可運用傳導、對流、輻射等方式增加基板1或/且處理液體在製程步驟中的溫度，藉以提昇基板1與處理液體在製程步驟中的反應速率。故熟知本發明所屬領域的技術人員可藉由任一已知的加熱元件、材料或裝置而增 加基板1或/且處理液體在製程步驟中的溫度。本實施例中，加熱單元為一熱液循環系統。熱液循環系統包含一熱溶液4120、一加熱器(圖中未示)、一驅動裝置(圖中未示)及一循環通道(圖中未示)。熱溶液4120可為熱水並可接觸基板1的表面1B。熱溶液4120可藉由加熱器而被加熱。熱溶液4120被加熱後，熱溶液4120的熱量能藉由熱溶液4120熱接觸基板1之表面1B，而傳遞至基板1之表面1A。同時，由於基板1之表面1A的溫度上昇，基板1之表面1A與處理空間4315中處理液體的反應速率提昇。驅動裝置驅動熱溶液4120在循環通道與槽體401內循環流動。藉由熱流循環系統，立於槽體401內的基板1或/且處理液體被均勻地加熱，藉以均勻地提昇基板1與處理液體在製程步驟中的反應速率。

特別說明，本實施例的主要目的為處理液體均勻在立於槽體401內的基板1上進行製程步驟。而加熱單元的功能與上述目的無關，故加熱單元為本實施例「選擇性」設置的單元。熟知本領域的技術人員可依需求而選擇是否設置加熱單元。

流體循環系統至少具有一驅動裝置，用以驅動處理液體流動。流體循環系統驅動處理液體在基板1之表面1A上循環流動(配圖)，用以使處理液體均勻地在立於槽體401內的基板1上進行一製程步驟(例如化學浴沉積，用以在基板1之表面1A形成薄膜)。

在本發明之若干實施例中，槽體401更包含熱溶液入口4011及位於熱溶液入口4011下方的熱溶液出口4013。

反應槽室405設置於槽體401內。反應槽室405的一側可為開放側面，用以接觸基板1之表面1A。而反應槽室405開放側的相對一側可為封閉側面。反應槽室405的開放側面藉由一基板吸取 裝置409(容後詳述)的移動而緊密結合基板1。藉由反應槽室405與基板1的緊密結合，而形成一處理空間4315。當處理液體進入處理空間4315後，處理液體在基板1之表面1A中央區域進行製程步驟(例如化學浴沉積，用以在基板1之表面1A中央區域形成薄膜)。

限位單元設置於槽體401內，用以限制基板1立於槽體401內。基板1立於槽體401內則可減少基板1在槽體401上所佔用的水平空間。其中「立於」意指基板1的板面與槽體401底面之間的夾角約為45度至135度。熟知本領域的技術人員應知，限位單元可為夾具、鎖附元件或可限制基板1立於槽體401的任意元件或裝置。於本實施例中，限位單元包含一基板吸取裝置409及一反應框架403。

基板吸取裝置409用以吸附基板1的表面1B，並可在吸附基板1的表面1B後移動基板1。較佳而言，當基板吸取裝置409吸附基板1後，兩引導架4051即會同步向外移動(亦即在平行於基板1之表面1A的方向上遠離基板1)。接著基板吸取裝置409則會朝反應框架403移動，直到基板1緊密結合反應槽室405的開放側，藉以將基板1夾置於基板吸取裝置409及反應框架403之間。其中基板吸取裝置409可透過馬達及導螺桿(圖中未示)而移動基板吸取裝置409。

反應框架403可支持基板1。基板1可夾設於反應框架403與基板吸取裝置409之間。反應槽室405設於反應框架403內部。當基板1夾設於反應框架403與基板吸取裝置409之間的時候，反應框架403大略接觸基板1之表面1A的邊緣區域。基板1夾設於反 應框架403與基板吸取裝置409之間的時候，基板1之表面1A的中央區域未接觸反應框架403且能與處理液理進行製程步驟(例如化學浴沉積，藉以在基板1的表面1A形成薄膜)。

於其它實施例中，反應框架403的頂側部分可自反應框架403之其餘部分分離而形成開口。上述開口用以取代處理液體入口4311而提供處理液體注入反應槽室405內。

其中，反應框架403與基板1之間可設置有一緩衝墊圈(圖中未示)，藉此減少基板1與反應框架403之間的應力。

反應框架403更包含處理液體入口4311及位於處理液體入口4311下方的處理液體出口4313。處理液體入口4311及處理液體出口4313分別提供處理液體進出處理空間4315。另外，流體循環系統可驅動處理液體經由處理液體入口4311及處理液體出口4313而於處理空間4315內循環流動，用以使處理液體均勻在立於槽體401內的基板1上進行製程步驟(例如化學浴沉積步驟，藉以使基板1之表面1A薄膜厚度均勻)。

參閱圖10、圖13至圖15。圖13顯示本發明之一實施例的化學浴沉積設備之基板接收裝置407的側視圖。圖14則為圖13區域A之局部放大圖。而圖15為圖13區域B之局部放大圖。基板接收裝置407設置於槽體401內並靠近反應槽室405之開放側，以承接基板1。基板接收裝置407具有呈相互對應之兩引導架4051。該兩引導架4051可分別藉由一致動機構408(容後詳述)而夾持或釋放基板1。每一引導架4051具有相互對應的一導引溝槽40511及一限位件40513。基板1兩側邊緣可沿兩導引溝槽40511移入或移出兩引導架4051。限位件40513設置在導引溝槽40511的端部， 藉以限制基板1於導引溝槽40511內的位置。

兩致動機構408對稱設置於槽體401內，用以驅動引導架4051夾持或釋放基板1。每一致動機構408連接單一引導架4051，且包含兩支桿4081與一主桿4083。主桿4083可位於槽體401之外，且主桿4083的兩端分別連接兩支桿4081。主桿4083與引導架4051略呈平行。每一支桿4081的兩端分別連接一引導架4051及主桿4083。每一支桿4081經由槽體401上的軸座4088穿設槽體401。且支桿4081與設槽體401之間可設有一彈性套筒(圖中未示)，用以避免在槽體401內的熱溶液4120由支桿4081與設槽體401之間的縫隙洩漏出去。

另外，一驅動裝置(圖中未示)驅動兩致動機構408而使兩引導架4051夾持或釋放基板1。驅動裝置可包含氣壓缸或油壓缸。欲夾持基板1時，驅動裝置驅動兩致動機構408而使引導架4051夾持基板1。之後，欲釋放基板1時，驅動裝置驅動兩致動機構408復位而使引導架4051釋放基板1。在本發明之一或更多實施例中，當驅動裝置運作時，兩主桿4083相互接近。同時兩引導架4051也相互接近。當驅動裝置關閉時，兩主桿4083相互遠離。同時兩引導架4051也相互遠離。在導引溝槽40511之兩側可進一步裝設複數個導引件組40515，用以在基板1與引導架4051之間進行緩衝。

參閱圖10、圖11及圖16。圖16顯示本發明之一實施例基板吸取裝置409示意圖。基板吸取裝置409能吸附基板1的另一表面1B並移動基板1至反應槽室405的開放側面，用以使反應槽室405的開放側面與基板1緊密結合。基板吸取裝置409可包含一吸附 架4071、複數吸附構件4711、複數彈性元件4713及複數壓制構件4715。每一吸附構件4711設置於吸附架4071上，且與吸附架4071略呈垂直。吸附構件4711用以吸附基板1的另一表面1B。此外，每一吸附構件4711套設單一彈性元件4713。彈性元件4713可包含真空吸附墊。當基板吸取裝置409移動基板1至反應槽室405的開放側面或緩衝墊圈時，彈性元件4713藉由本身的彈性，可緩衝基板1所承受的瞬間應力。因而避免基板1壓損的狀況發生。每一壓制構件4715並列設置於吸附架4071上，且與吸附構件4711略呈平行。其中每一壓制構件4715可選擇性設置一墊片。當驅動裝置驅動兩致動機構408而使兩引導架4051夾持基本1時，壓制構件4715直接抵壓基板1反應框架403上，藉以使基板1與反應框架403緊密結合。

以下參閱圖17至圖20之動作示意圖，詳述在本發明之若干實施例中，如何將基板置入處理設備以便進行製程步驟的動作流程。

首先，驅動裝置驅動兩致動機構408而使兩引導架4051相互接近。接著，基板1沿兩引導架4051的兩導引溝槽40511而逐漸進入基板接收裝置407中。而後基板1的底緣會抵頂於位於導引溝槽40511下側的限位件40513而到達定位。

參閱圖17所示。基板1到達定位後，吸附架4071會朝基板1的方向移動，直到吸附構件4711接觸並吸附基板1。參閱圖17、圖18所示。待基板1被吸附構件4711吸附固定後，致動機構40驅動兩引導架4051相互遠離而使基板1由基板接收裝置407中釋放。接著，如圖19所示，基板吸取裝置409藉由吸附構件4711 用以吸附基板1的另一表面1B。而後，如圖20所示，基板吸取裝置409會帶動基板1往反應框架403前進，直到基板1與反應框架403(或緩衝墊圈)緊密結合。同時，藉由基板1與反應框架403的緊密結合而形成近乎密閉的反應槽室405。最後，將熱溶液4120(如圖11所示)及處理液體4130分別注入施加於槽體401(如圖10所示)及反應槽室405中，即可對基板1進行化學浴處理。

參閱圖21，本發明之另一實施例的化學浴沉積設備之示意圖。反應槽室405具有相對的兩開放側。在反應槽室405的兩側外各可設置一基板接收裝置407以及一基板吸取裝置409。依據前文所述可知，反應槽室405的兩開放側各可與一基板1緊密結合，用以形成處理空間4315。處理液體可注入並留存於反應槽室405中。熱溶液4120(如圖11所示)則可施加於槽體401中。如此即可達成可進行化學浴處理的製程環境。

在本實施例中，單一反應槽室405中的處理液體一次與兩片基板1進行製程步驟(例如化學浴沉積，藉以在基板1的表面1A形成薄膜)。值得注意的是，雖然單一反應槽室405中的處理液體可進行製程步驟的基板1數目增加，但所注入反應槽室405的處理液體及熱溶液的液體容量卻不變。另外，處理液體的循環流動能使處理液體均勻地在立於槽體401內的基板1上進行製程步驟(例如化學浴沉積步驟，藉以使基板1之表面1A薄膜厚度均勻)。

在本發明之一或更多實施例中，如圖22所示，基板轉移暨處理設備結構大致與上述之實施例相同。於此僅描述相異之處，以利熟悉本技術者能加以實施。於本實施例中，限位單元包含一基板吸取裝置409A。基板吸取裝置409A呈板狀，且基板吸取裝置 409A的其一表面上具有複數氣孔(圖中未示)，用以吸附基板1的表面1B。此外，於本實施例中，槽體401中所注入的是處理液體4130，而非前述實施例的熱溶液或熱水。槽體401中藉由至少一腔室壁4800而分隔成複數反應槽室405。每一反應槽室405以基板吸取裝置409A等構件區隔出處理空間4315。在本實施例中並未設置反應框架403，且基板吸取裝置409A以立板方式設置於槽體401內。

在本實施例中，基板支持件403a可為一加熱板。基板支持件403a貼靠基板1之另一表面1B，藉以將熱能自基板1之另一表面1B傳遞至基板1之表面1A。因此，提高基板1之表面1A與處理液體4130的反應速率。在本實施例中，反應槽室405容置基板夾持件403a。藉由一流體循環系統(圖中未示)，處理液體4130於處理空間4315內循環流動，用以使處理液體4130均勻在立於槽體401內的基板1上進行製程步驟(例如化學浴沉積步驟，藉以使基板1之表面1A薄膜厚度均勻)。

綜上所述，本發明之基板轉移暨處理設備優點如下：第一，均勻製程：本發明之基板轉移暨處理設備藉由流體循環系統而使處理液體均勻在立於槽體內的基板上進行製程步驟。第二，節省空間：本發明之基板轉移暨處理設備藉由限位單元限制基板在製程步驟中所佔用的水平空間。第三，加速製程：本發明之基板轉移暨處理設備藉由加熱單元而提昇基板與處理液體在製程步驟中的反應速率。第四，同時進行製程步驟：本發明之基板轉移暨處理設備藉由反應框架的複數開放側而能同時對複數基板進行製程步驟。

此外，在本實施例中，基板轉移暨處理設備40A(如圖10所示)包含一處理液體供應源4900。該處理液體供應源4900包含一噴嘴且設置於開放式的反應槽室405上方，用以將處理液體4130注入反應槽室405。

圖23顯示本發明之一實施例的化學浴沉積設備的頂部示意圖。如圖23所示，化學浴沉積設備更可包含一風刀4700，設置於槽體401上方，用以於基板1移離化學浴沉積設備時，可將基板1上之殘留液體吹離。

圖24顯示本發明之另一實施例的基板轉移暨處理系統之平面示意圖。本實施例之系統配置大致與之前的實施例相同，故於此僅指出若干相異之處。如圖24所示，第一翻轉裝置10及第一移動裝置70A、或第二翻轉裝置30及第二移動裝置70B之配置順序與之前的實施例不同。於本實施例中，基板1先受到第一翻轉裝置10翻轉，而後才經由第一移動裝置70A移動至適當的第一處理裝置40中。基板1與處理液體完成製程步驟後，基板1經由移載裝置20移動至適當的第二處理裝置50中。最後基板1藉由第二移動裝置70B及第二翻轉裝置30而自第二處理裝置50移動並翻轉成水平狀態。其中，上述各裝置之實施態樣可與之前的實施例相同，亦可採取機器手臂等方式實施。

在本說明書中，為避免不必要地混淆本發明之內容，省略若干裝置或構件之描述。例言之，基板吸取裝置409可透過馬達及導螺桿的配合而使基板吸取裝置409前進後退。上述馬達及導螺桿的詳細配置乃本發明之技術領域中具有通常知識者參照本說明書即可實施，故於此不多加贅述。

以上所述者僅為用以解釋本發明之較佳實施例，並非企圖據以對本發明做任何形式上之限制，是以，凡有在相同之發明精神下所作有關本發明之任何修飾或變更，皆仍應包括在本發明意圖保護之範疇。

10000‧‧‧基板轉移暨處理系統

10‧‧‧第一翻轉裝置

20‧‧‧移載裝置

30‧‧‧第二翻轉裝置

40‧‧‧第一處理裝置

50‧‧‧第二處理裝置

60‧‧‧基板預洗裝置

70‧‧‧第一輸送裝置

80‧‧‧第二輸送裝置

90‧‧‧基板終洗裝置

1‧‧‧基板

Claims (13)

1. 一種基板轉移暨處理設備，適用於使一處理液體均勻在一基板的單一表面進行一製程步驟，該基板轉移暨處理設備包含：一槽體；至少一反應槽室，設置於該槽體內，用以提供該處理液體與該基板的單一表面進行製程步驟，每一反應槽室包含一用以容置該處理液體的處理容積；一加熱單元，加熱該基板且/或該處理液體；一限位單元，設置於該槽體內，用以限制該基板立於該槽體內；及一流體循環系統，至少具有一驅動裝置，該流體循環系統驅動該處理液體於處理容積內循環流動，用以使該處理液體均勻在立於該槽體內的該基板上進行一製程步驟。
2. 如申請專利範圍第1項所述的基板轉移暨處理設備，其中該加熱單元為一加熱板或一熱液循環系統。
3. 如申請專利範圍第1項所述的基板轉移暨處理設備，其中該製程步驟為化學沉積步驟或清洗浴製程步驟。
4. 如申請專利範圍第1項所述的基板轉移暨處理設備，其中該限位單元包含一反應框架，該反應槽室設於該反應框架內部，該反應框架具有至少一開放側。
5. 如申請專利範圍第1項所述的基板轉移暨處理設備，其中該限位單元包含一基板吸取裝置，用以吸附該基板。
6. 如申請專利範圍第5項所述的基板轉移暨處理設備，其中該基板吸取裝置能朝該反應框架的至少一開放側移動，藉以將該基 板1夾置於該基板吸取裝置及該反應框架之間。
7. 如申請專利範圍第5項所述的基板轉移暨處理設備，其中該基板吸取裝置包含一吸附架、複數吸附構件、複數彈性元件及複數壓制構件。
8. 如申請專利範圍第5項所述的基板轉移暨處理設備，其中該基板吸取裝置呈板狀，且基板吸取裝置的其一表面上具有複數氣孔。
9. 如申請專利範圍第5項所述的基板轉移暨處理設備，其中該基板轉移暨處理設備包含一基板接收裝置，設置於該槽體內並靠近該反應槽室之開放側，用以承接基板。
10. 如申請專利範圍第5項所述的基板轉移暨處理設備，其中該槽體中藉由至少一腔室壁而分隔成複數反應槽室，每一反應槽室藉由該基板吸取裝置區隔出一處理空間。
11. 如申請專利範圍第4項所述的基板轉移暨處理設備，其中該反應框架具有相對的兩開放側，該兩開放側用以各別緊密結合單一基板以形成該處理空間。
12. 一種基板轉移暨處理系統，適用於對一基板轉移及進行一製程步驟，該基板轉移暨處理系統包含：至少一第一處理裝置與至少一第二處理裝置，用以容置該基板並各別提供該基板進行一製程步驟；一第一翻轉裝置，以略呈垂直的方式翻轉該基板至一角度，最後傳送該基板至該第一處理裝置；一移載裝置，在第一處理裝置與第二處理裝置之間轉移該基板；以及 一第二翻轉裝置，取出在第二處理裝置內的該基板，接著朝基板板面的法線翻轉該基板至另一角度，最後傳送該基板。
13. 如申請專利範圍第12項所述的基板轉移暨處理系統，其中該基板於第一處理裝置所進行的製程步驟為化學浴製程步驟與清洗浴製程步驟之其一，該基板於第二處理裝置所進行的製程步驟為化學浴製程步驟與清洗浴製程步驟之另一。