TWI478264B - 多功能基板處理設備 - Google Patents

Description

多功能基板處理設備

本發明乃是關於一種用於半導體領域之基板處理的設備，特別是指一種可進行多種製程的多功能基板處理設備。

在半導體製程中，蝕刻製程是用來將未被光阻層或是遮罩層所覆蓋的薄膜，以化學反應或是物理作用的方式加以移除，使得光罩上之圖案得以轉移到薄膜上，即為蝕刻製程之目的。另外，如果要將整個光阻層或是遮罩層移除，也可以使用蝕刻製程將光阻層或是遮罩層進行移除。在目前用於半導體製程上的蝕刻技術中，主要可分為乾式蝕刻(Dry Etching)以及濕式蝕刻(Wet Etching)兩種，其中乾式蝕刻主要是利用電漿離子轟擊的方式來進行薄膜的蝕刻，而濕式蝕刻則主要是利用蝕刻液與薄膜之間的化學反應來進行薄膜的蝕刻，常見的蝕刻液是使用含有氰氟酸等具有高侵蝕性的液體來進行濕式蝕刻。

一般的半導體製程所使用的機台，可分為有批式類型機台或是單片式類型機台。濕式蝕刻常見所使用的設備即為批式類型機台，批式類型機台是將整批晶圓一起進行處理的設備，比如用於濕式蝕刻的批式類型機台即可一次進行多片晶圓的蝕刻製程，故具有生產效率高的優點，然而缺點則為無法進行需要較精密的製 程。單片式類型機台的特點為可針對單一片晶圓進行較精密的製程，然而單片式類型機台只使用少量或單一的噴嘴將液體噴灑於晶圓中央，故需要複雜的高速旋轉夾持機構，將晶圓固定住並進行高速旋轉，以使得液體能夠均勻分布於晶圓表面上，因此這將需要較複雜且昂貴的機台設備。所以，在半導體領域中，能夠發展出兼具批式類型機台及單片式類型機台的優點之機台，將可提升製程效率及降低生產成本。

本發明之目的在於提供一種多功能基板處理設備，其解決習知技術的批式類型機台無法進行較精密製程的缺點，也解決習知技術的單片式類型機台需要複雜的高速旋轉夾持機構的缺點，將可提升製程效率並且降低生產成本。

本發明提出一種多功能基板處理設備，其包括一處理槽體、一操作單元、一噴淋單元及一調整單元。處理槽體的內部具有一容置空間，處理槽體的上部設置一第一閘門及一第二閘門，處理槽體的兩側分別設置一滑軌。操作單元可滑動地設置於處理槽體上，操作單元具有一操作件，操作件的兩側分別設置一滑動件，每一滑動件位於對應的滑軌中，且每一滑動件向內延伸出一夾持件，夾持件位於容置空間內。噴淋單元設置於容置空間內，調整單元設置於處理槽體的一側，調整單元用以控制噴淋單元。

綜上所述，本發明的多功能基板處理設備可以針對不同的製程需求做更精細的調整，並將這些調整轉化為製程參數或製程條件，在精細調整下對應出的製程應用就可被控制及量化。且多功能基板處理設備具有批式類型機台的浸泡功能以及單片式類型機台的噴淋功能，且不需要複雜的高速旋轉夾持機構，將可達到節省成本及簡化製程步驟的效果。

為了能更進一步瞭解本發明為達成既定目的所採取之技術、 方法及功效，請參閱以下有關本發明之詳細說明、圖式，相信本發明之目的、特徵與特點，當可由此得以深入且具體之瞭解，然而所附圖式與附件僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

1‧‧‧多功能基板處理設備

10‧‧‧處理槽體

101‧‧‧容置空間

102‧‧‧第一閘門

1021‧‧‧第一固定件

103‧‧‧第二閘門

1031‧‧‧第二固定件

104‧‧‧滑軌

105‧‧‧維修門

11‧‧‧操作單元

111‧‧‧操作件

112‧‧‧滑動件

113‧‧‧夾持件

12‧‧‧噴淋單元

121‧‧‧上噴頭

122‧‧‧下噴頭

123‧‧‧內部管路

13‧‧‧調整單元

131‧‧‧控制閥

132‧‧‧外部管路

14‧‧‧基板

圖1為本發明之多功能基板處理設備的立體示意圖。

圖2為本發明之多功能基板處理設備的內部結構示意圖。

圖3為本發明之多功能基板處理設備的側面局部示意圖。

圖4為本發明之多功能基板處理設備的另一側面局部示意圖。

本發明的多功能基板處理設備可應用在半導體的晶圓處理上，其同時結合批式類型機台及單片式類型機台的優點，亦即具有批式類型機台的浸泡功能以及單片式類型機台的噴淋功能，且不需要複雜的高速旋轉夾持機構，將可達到節省成本及簡化製程步驟的效果。其中，多功能基板處理設備所對應到的製程為可用於蝕刻(Etching)的製程、顯影(Developing)的製程、乾膜去除(Dry Film Stripper)的製程、表面清洗(Scrubber)的製程或其他客製化的特殊製程，其是透過使用不同的化學藥劑及參數條件，即可進行不同的製程處理。

請參考圖1至圖4所示，本發明係提供一種多功能基板處理設備1，其包括一處理槽體10、一操作單元11、一噴淋單元12及一調整單元13。

首先，在本實施例中的處理槽體10為長方體的形狀，然而形狀並不加以限定。在處理槽體10的內部具有一容置空間101，該容置空間101可用以容置基板14，並可讓基板14於該容置空間101內移動。其中，基板14可為半導體晶圓、太陽能電池晶圓或 發光二極體晶圓，基板14亦可為圓形或方形。除此之外，容置空間101亦可依不同製程需求分為數個腔室(chamber)，基板14可於該些腔室中移動。在處理槽體10的上部設置一第一閘門102及一第二閘門103，亦可將第一閘門102及第二閘門103設置於處理槽體10的側邊，在本實施例中第一閘門102為基板14置入處理槽體10內之入口，第二閘門103為基板14從處理槽體10內取出之出口，然而亦可設計第一閘門102為出口及第二閘門103為入口，並不侷限其使用方式。處理槽體10的側邊則設置一維修門105，維修門105可以打開用於排除處理槽體10內所發生的故障。

其中，第一閘門102及第二閘門103的設置方式可設計為可拆卸式的形式，亦即可將第一閘門102及第二閘門103卡合於處理槽體10的上部，再透過第一固定件1021及第二固定件1031達成固定的效果，第一固定件1021及第二固定件1031的固定方式可為螺鎖、卡固、插接、嵌夾或其他固定的方式，固定方式不加以限定。由於使用第一固定件1021及第二固定件1031來達成固定的功能，將可於製程進行時，第一閘門102及第二閘門103不會輕易開啟，進而避免讓處理槽體10內的液體外洩。

更進一步地說明操作方式，當要將基板14放置入容置空間101內時，可先鬆開第一固定件1021，將第一閘門102從處理槽體10的上部卸下，接著將基板14放置入容置空間101內，再將第一閘門102蓋回處理槽體10的上部並固定第一固定件1021。之後當製程完成要取出基板14時，再鬆開第二固定件1031，將第二閘門103從處理槽體10的上部卸下，接著將基板14從容置空間101內取出，再將第二閘門103蓋回處理槽體10的上部並固定第二固定件1031。

除此之外，第一閘門102及第二閘門103亦可設計為使用樞接的方式設置於處理槽體10的上部，換言之，第一閘門102及第二閘門103可相對於處理槽體10進行樞轉，當要放入基板14或 取出基板14時，只需打開第一閘門102或第二閘門103即可進行。亦或是，第一閘門102及第二閘門103又可設計為可水平滑動的方式，當要放入基板14或取出基板14時，只需水平扳動第一閘門102或第二閘門103即可進行。再者，亦或是可透過自動化的控制方式，讓第一閘門102及第二閘門103可為自動開啟或關閉。

操作單元11為可滑動地設置於該處理槽體10上，其是透過於處理槽體10的兩側分別設置一滑軌104，且該操作單元11具有一操作件111，該操作件111的兩側分別各自設置一滑動件112，兩個滑動件112皆位於所對應的滑軌104中。透過滑動件112於滑軌104中的滑動，進而可讓操作單元11在處理槽體10上進行水平的移動，其中滑動件112可利用滾輪、滾珠或平滑物件以達成在滑軌104中滑動，然而亦可透過其他方式進行滑動。

並且兩個滑動件112分別向內延伸出一夾持件113，因此兩個夾持件113是位於該容置空間101內。且在兩個夾持件113之間可夾持一個以上的基板14，在本實施例中為夾持一個基板14，夾持基板14的方式可為真空吸附或直接嵌夾的方式。當基板14被夾持於兩個夾持件113之間以後，接著可透過操控操作單元11的移動，就可以讓基板14於容置空間101內水平移動。其中，夾持件113亦可進行垂直上下的移動，或是翻轉特定的角度，讓夾持於兩個夾持件113之間的基板14可上下左右移動或改變不同的傾斜角度。

值得一提的是，操作單元11也可使用機械手臂或自動化設備達成帶動的效果，亦即可將操作單元11連接於機械手臂上，或是將操作單元11裝設於自動化設備上，透過機械手臂或自動化設備來控制操作單元11的移動。由於機械手臂或自動化設備可透過參數的設定來控制，將可以達到更精準的操控。然而，操作單元11使用手動或自動的方式，皆為本發明的實施態樣。

噴淋單元12是設置於該容置空間101內，噴淋單元12具有 多個上噴頭121、多個下噴頭122以及佈設於處理槽體10內的內部管路123，多個上噴頭121及多個下噴頭122是連接於內部管路123上，並透過內部管路123提供液體來源。調整單元13則設置於該處理槽體10的一側，調整單元13並具有一控制閥131及用於連接外部裝置的外部管路132，該調整單元13用以控制該噴淋單元12，其是透過調整內部管路123的液體流量來達成。外部管路132可連接液體來源的裝置，控制閥131則可用以控制內部管路123。

更進一步地說，上噴頭121係架設於容置空間101的上方，下噴頭122係架設於容置空間101的下方。在本實施例中是設置多排橫列的上噴頭121及多排橫列的下噴頭122，然而亦可視不同的製程需求，設置不同數量的上噴頭121及不同數量的下噴頭122，並不限定上噴頭121及下噴頭122的設置方式。另外，上噴頭121及下噴頭122亦可設計為能夠在容置空間內移動，達到上噴頭121及下噴頭122可相對於操作單元11進行移動。

在上噴頭121及下噴頭122的功能上，上噴頭121及下噴頭122為可調整角度的設計，因此能透過調整上噴頭121及下噴頭122的角度，以使得上噴頭121及下噴頭122所噴出的方式，可為正向噴出的方式，亦或是傾斜特定角度噴出的方式。而且上噴頭121及下噴頭122的高度可進行調整，以產生不同的製程功效。或者是在製程過程中只使用上噴頭121而不使用下噴頭122，又或是只使用下噴頭122而不使用上噴頭121，端看製程的需求而決定。除此之外，上噴頭121及下噴頭122可噴出液體或氣體，液體可為水或化學藥劑，氣體可為特定氣體，並不限定上噴頭121及下噴頭122所噴出的物質。

因此在本實施例中，可進行調整上噴頭121及下噴頭122的角度，以及所噴出液體的流量與壓力，來控制噴出液體所要對基板14做的製程處理。舉例來說，如果是要進行半導體的蝕刻製程， 可選定上噴頭121具有特定的噴出角度及噴出流量與壓力，以使得蝕刻液能均勻的對基板14進行蝕刻，進而能夠提高蝕刻效率，並且可以減少基板14的邊緣蝕刻不完全的問題。如果是要進行表面清洗的製程，則可提高噴出液體的流量與壓力，進而增加噴出液體施加於基板14上的壓力，達到表面清洗的效果。所以上噴頭121及下噴頭122調整不同的角度及噴出液體的流量與壓力，將可進行不同目的之製程處理。

另外，也可於噴淋單元12的上噴頭121及下噴頭122使用多種液體，以進行不同的製程。比如要進行蝕刻製程則可使用蝕刻液，要進行顯影製程則可使用顯影液，要進行乾膜去除製程則可使用剝除液，要進行表面清洗製程則可使用清洗液，主要是看所欲進行的製程來決定所使用的液體種類。然而，亦可於不同位置的上噴頭121及下噴頭122噴淋多種不同的液體，以同時完成多道的製程步驟。

整體而言，當基板14放入處理槽體10內之後，此時可使用人工的方式或是透過自動化設備的控制，讓基板14在容置空間101內水平移動，較佳為可以使用自動化設備並透過參數的設定來控制。在通過噴淋單元12時，可視製程的需求噴淋所需的製程液體，且在基板14從第一閘門102移動到第二閘門103的過程，可搭配不同的製程參數，比如噴淋單元12的液體流量與壓力、噴淋的角度、噴淋的時間、噴淋的溫度以及對基板14產生的的壓力等，皆可將其量化控制，以達到更準確的製程處理。

綜上所述，本發明具有下列諸項優點：

1.本發明的多功能基板處理設備可以針對不同的製程需求做更精細的調整，並將這些調整轉化為製程參數或製程條件，在精細調整下對應出的製程應用就可被控制及量化。

2.本發明的多功能基板處理設備具有批式類型機台的浸泡功能以及單片式類型機台的噴淋功能，且不需要複雜的高速旋轉夾持 機構，將可達到節省成本及簡化製程步驟的效果。

惟以上所述僅為本發明之較佳實施例，非意欲侷限本發明的專利保護範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為的等效變化，均同理皆包含於本發明的權利保護範圍內，合予陳明。

1‧‧‧多功能基板處理設備

10‧‧‧處理槽體

102‧‧‧第一閘門

1021‧‧‧第一固定件

103‧‧‧第二閘門

1031‧‧‧第二固定件

104‧‧‧滑軌

105‧‧‧維修門

11‧‧‧操作單元

111‧‧‧操作件

112‧‧‧滑動件

13‧‧‧調整單元

131‧‧‧控制閥

132‧‧‧外部管路

Claims (10)

1. 一種多功能基板處理設備，其包括：一處理槽體，其內部具有一容置空間，該處理槽體設置一第一閘門及一第二閘門，該處理槽體的兩側分別設置一滑軌；一操作單元，其設置於該處理槽體上，該操作單元相對於該處理槽體進行移動，該操作單元具有一操作件，該操作件的兩側分別設置一滑動件，每一滑動件位於對應的滑軌中，且每一滑動件向內延伸出一夾持件，該夾持件位於該容置空間內；一噴淋單元，其設置於該容置空間內，且該噴淋單元可選擇性地相對於該操作單元進行移動；以及一調整單元，其設置於該處理槽體的一側，該調整單元用以控制該噴淋單元。
2. 根據申請專利範圍第1項之多功能基板處理設備，其中該第一閘門是透過至少一第一固定件達成固定。
3. 根據申請專利範圍第1項之多功能基板處理設備，其中該第二閘門是透過至少一第二固定件達成固定。
4. 根據申請專利範圍第1項之多功能基板處理設備，其中該處理槽體的側邊設置一維修門，該維修門能夠打開以用於排除該處理槽體內所發生故障。
5. 根據申請專利範圍第1項之多功能基板處理設備，其中該夾持件用以夾持一基板。
6. 根據申請專利範圍第1項之多功能基板處理設備，其中該噴淋單元具有多個上噴頭、多個下噴頭及佈設於該處理槽體內的內部管路。
7. 根據申請專利範圍第6項之多功能基板處理設備，其中該些上噴頭及該些下噴頭分別連接於該內部管路。
8. 根據申請專利範圍第6項之多功能基板處理設備，其中該些上噴頭及該些下噴頭為具有調整角度功能的噴頭。
9. 根據申請專利範圍第6項之多功能基板處理設備，其中該些上噴頭及該些下噴頭為具有調整噴出液體流量與壓力功能的噴頭。
10. 根據申請專利範圍第1項之多功能基板處理設備，其中該調整單元具有一控制閥及用於連接外部的外部管路。