TWI672765B - 單基板處理裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明揭露一種單基板處理裝置，其包括一底座以及一基板載台。基板載台包括一固定軸、一承載部及一緩衝結構。固定軸連接於底座，固定軸的內部具有一氣壓通道。承載部連接於固定軸，並承載基板。承載部具有至少一通孔，通孔與氣壓通道相互連通。緩衝結構設置於承載部，且緩衝結構的一表面對應於通孔，另一表面對應於基板。

Description

單基板處理裝置
本發明係關於一種單基板處理裝置，特別是關於一種單基板處理裝置的基板載台。
在基板處理技術中，藉由載台吸附住基板的中心，以固定並帶動基板旋轉，藉此進行基板之濕式處理製程。然而，基板在經過多道製程加工後，會累積許多應力或有細微裂痕。因此，故當基板傳送至載台時，極有可能因基板與載台接觸力或產生碰撞，或者在啟動吸引力後，造成基板因為應力或裂痕而產生破損。
目前雖有在載台上加裝軟性的凸塊，欲避免基板與硬質的載台直接接觸，然而其效果並不佳。並且，在啟動吸引力時，基板受到吸引仍會擠壓軟性的凸塊，而軟性的凸塊過度壓縮後，所能產生的緩衝效果有限，故無法提供適當的緩衝，因此現有技術確有改進之必要。
有鑒於上述課題，本發明提供一種單基板處理裝置，其包括底座及基板載台，基板載台包括固定軸、承載部及緩衝結構，固定軸連接於底座，並具有氣壓通道，承載部具有與氣壓通道相互連通的通孔，而緩衝結構設置於承載部，且緩衝結構的一表面對應於通孔，另一表面對應於基板，以解決習知載台無法提供適當之緩衝效果的問題。
本發明提供一種單基板處理裝置，用於對一基板進行溼式處理。單基板處理裝置包括一底座、一基板載台以及一收集單元。基板載台包括一固定軸、一承載部及一緩衝結構。固定軸連接於底座，固定軸的內部具有一氣壓通道。承載部連接於固定軸，並承載基板。承載部具有至少一通孔，通孔與氣壓通道相互連通。緩衝結構設置於承載部，且緩衝結構的一表面對應於通孔，另一表面對應於基板。收集單元設置於基板載台之外側，收集基板經濕式處理之一處理液。
本發明另提供一種單基板處理裝置，用於對一基板進行校準。單基板處理裝置包括一底座、一基板載台以及一校準單元。基板載台包括一固定軸、一承載部及一緩衝結構。固定軸連接於底座，固定軸的內部具有一氣壓通道。承載部連接固定軸，並承載基板，承載部具有至少一通孔，通孔與氣壓通道相互連通。緩衝結構設置於承載部，且緩衝結構的一表面對應於通孔，另一表面對應於基板。校準單元，控制基板載台旋轉基板，並對基板進行校準。
根據本發明之一實施例，緩衝結構包括至少一可動式緩衝部，可動式緩衝部覆蓋於通孔，基板載台更包括一控制單元，其控制可動式緩衝部於一第一高度及一第二高度之間移動。
根據本發明之一實施例，當控制單元控制可動式緩衝層部上升至第一高度，可動式緩衝部接觸基板，當控制單元控制可動式緩衝部下降至第二高度，可動式緩衝部與基板形成一負壓區域，可動式緩衝部吸附基板。
根據本發明之一實施例，緩衝結構更包括至少一固定式緩衝部，當控制單元控制可動式緩衝部下降至第二高度，可動式緩衝部與基板形成負壓區域，固定式緩衝部接觸基板。
根據本發明之一實施例，控制單元為一氣壓控制單元，其控制氣壓通道於一負壓狀態及一非負壓狀態之間轉換，以控制可動式緩衝部於第一高度與第二高度之間移動。
根據本發明之一實施例，當氣壓控制單元控制氣壓通道轉換至負壓狀態，可動式緩衝部下降至第二高度，固定軸與可動式緩衝部共同吸附基板。
根據本發明之一實施例，固定軸設置於基板載台之中央區域，且氣壓通道之一開口位於承載部之中央區域，可動式緩衝部設置於開口的外圍，當氣壓控制單元控制氣壓通道轉換至負壓狀態，可動式緩衝部下降至第二高度，氣壓通道之開口與可動式緩衝部共同吸附基板。
根據本發明之一實施例，可動式緩衝部為一環型結構，環繞設置於氣壓通道之開口的外圍。
根據本發明之一實施例，基板載台更包括一外環緩衝結構，設置於基板載台之一外側壁，且外環緩衝結構之一頂緣接觸基板。
根據本發明之一實施例，單基板處理裝置更包括一流體清洗單元，設置於底座，且環繞設置於基板載台的外圍。
根據本發明之一實施例，單基板處理裝置更包括一流體加速單元，可旋轉式設置於底座，且環繞設置於流體清洗單元的外圍。
承上所述，依據本發明之單基板處理裝置，不論是用於對基板進行濕式處理（第一實施例）或是進行校準（第二實施例），其皆包括底座及基板載台。其中，基板載台包括固定軸、承載部及緩衝結構，固定軸連接於底座，並具有氣壓通道，承載部具有與氣壓通道相互連通的通孔。緩衝結構設置於承載部，且緩衝結構的一表面對應於通孔，另一表面對應於基板，故當氣壓通道為負壓狀態時，可同時對緩衝結構產生負壓的吸引力，使緩衝結構往通孔的方向移動或壓縮。設置緩衝結構可避免對基板產生額外的應力，以達到緩衝基板、避免基板破裂的效果，及兼具吸附固定基板。
為能讓 貴審查委員能更瞭解本發明之技術內容，特舉較佳具體實施例說明如下。
圖1A係本發明之第一實施例之單基板處理裝置之示意圖，圖1B為圖1A所示之基板載體之立體示意圖，以下請同時參考圖1A及圖1B所示。首先，第一實施例之單基板處理裝置1可用於對一基板90進行溼式處理，其中，單基板處理裝置1包括一底座10、一基板載台20以及一收集單元30。基板載台20用於承載並固定基板90，而收集單元30設置於基板載台20之外側，並可以升降以收集基板90經濕式處理後所噴散的處理液100（可先參考圖5所示），其中有關收集單元30之形式及驅動方法，本發明並不限制。
在本實施例中，基板載台20包括一固定軸21、一承載部22及一緩衝結構23。其中，基板載台20藉由固定軸21連接於底座10，而承載部22連接於固定軸21，用以承載並固定基板90。本實施例之基板載台20係以負壓吸附的方式固定基板90，對應的，固定軸21的內部具有一氣壓通道211，且氣壓通道211的開口212開設於承載部22。較佳的，固定軸21設置於基板載台20之中央區域，且氣壓通道211的開口212亦位於承載部22的中央區域，例如，位於承載部22的中心。
詳細而言，本實施例之基板載台20更包括一控制單元24（圖1A係以方塊圖簡單表示），較佳為氣壓控制單元，可控制氣壓通道211於一負壓狀態及一非負壓狀態之間轉換，故可藉由調控氣壓通道211內的壓力以緩衝地承載基板90並利用吸附的方式固定基板90。具體而言，基板載台20未承載基板90時，氣壓通道211為非負壓狀態（包括同外界大氣壓力之常壓狀態、或大於大氣壓力之正壓狀態），當基板90置於承載部22後，控制單元24可將氣壓通道211的內部壓力轉換為負壓狀態，以吸附並固定基板90。另外，本實施例之單基板處理裝置1 係用於溼式處理製程，較佳的，固定軸21可旋轉地連接於底座10，使基板載台20可固定並旋轉基板90。
圖2A為圖1所示之基板載體的放大圖，且圖2A所示之氣壓通道211係於非負壓狀態，請搭配參考圖2A所示。本實施例之承載部22具有至少一通孔221，通孔221與氣壓通道211相互連通。又，緩衝結構23設置於承載部22，且緩衝結構23的一表面對應於通孔221，另一表面對應於基板90。較佳的，本實施例之緩衝結構23可為一彈性材質，例如軟性矽膠或橡膠類等可以產生形變之材質。於外觀上設計亦可設計為可壓縮的構型，如圖2A所示之緩衝結構23部分（可動式緩衝部231）為半圓形或拱形，其中可動式緩衝部231於此狀態為緩衝地承載基板90。另外，緩衝結構23亦可為一導電材質，如金屬或石墨等材質，而兼具有消除靜電功能。又，亦可在緩衝結構23的製作中添加碳，調整緩衝結構23電阻值成為靜電消散材料，以防止靜電量聚集，亦即可降低基板90旋轉時與空氣或液體摩擦所產生的靜電。
當氣壓通道211為負壓狀態時，由於通孔221與氣壓通道211相互連通，故可同時對緩衝結構23產生負壓的吸引力，使緩衝結構23往通孔221的方向移動或壓縮，如圖2B所示，圖2B為圖2A所示之氣壓通道於負壓狀態的示意圖。藉此避免對基板90產生額外的應力，以達到緩衝地承載基板90的效果及吸附固定基板90。
詳細而言，緩衝結構23包括一可動式緩衝部231，即為前述之彈性材質，且剖面為可壓縮的結構（例如半圓形、或拱形結構）。可動式緩衝部231覆蓋於通孔221，故當控制單元24控制氣壓通道211於負壓狀態及非負壓狀態之間轉換時，亦可以同時控制可動式緩衝部231於第一高度H1與第二高度H2之間移動。須說明的是，於此係指可動式緩衝部231的中點可於第一高度H1與第二高度H2之間移動，並以通孔221的底緣為基準定義第一高度H1及第二高度H2。
如圖2A所示，藉由可動式緩衝部231的材質特性，當控制單元24控制氣壓通道211轉換為非負壓狀態（例如常壓或正壓）的同時，藉由通孔221提供氣壓至可動式緩衝部231，以控制可動式緩衝部231的中點上升至第一高度H1。此時，可動式緩衝部231接觸基板90，提供承載基板90的部分力量，並可避免基板90與硬質的承載部22接觸。又，由於此時的基板載台20並未吸附基板90，故基板90可以自由輸出入基板載台20。
如圖2B所示，當控制單元24將氣壓通道211轉換至負壓狀態的同時，亦控制可動式緩衝部231產生形變，而使可動式緩衝部231的中點下降至第二高度H2。此時，固定軸21的氣壓通道211可透過開口212以吸附基板90，同時，因基板90緊貼於承載部22，使可動式緩衝部231與基板90之間形成一負壓區域V，亦可協助吸附基板90。換言之，固定軸21與可動式緩衝部231共同吸附基板90，藉此將基板90固定於基板載台20，而可續行濕式處理程序。透過氣壓的控制讓可動式緩衝部231上升或下降，以達到緩衝基板90的效果，並可減少基板90因應力或裂痕而出現破裂。氣壓通道211的開口212開設於承載部22的中心，與可動式緩衝部231共同吸附住基板90，更可防止基板90因旋轉而產生位移。
在本實施例中，可動式緩衝部231為一環型結構，以同心圓的方式環繞設置於氣壓通道211之開口212的外圍，如圖1B所示。在其他實施例中，可動式緩衝部231a亦可以為多個單元所組成的環形結構，如圖3所示，圖3為圖2所示之緩衝結構之另一實施態樣的示意圖。換言之，圖1B所示之可動式緩衝部231為連續的環型結構，而圖3所示之可動式緩衝部231a為不連續、分段的結構，其結構形狀，本發明並不限制。
復參考圖2A及圖2B所示，較佳的，緩衝結構23亦包括至少一固定式緩衝部232，本實施例係以複數個固定式緩衝部232為例說明，並設置於承載部22。固定式緩衝部232的設置，可增加吸附基板90時的緩衝效果。詳細而言，當控制單元24控制可動式緩衝部231之中點下降至第二高度H2時，固定式緩衝部232可接觸基板90，以減少基板90與硬質的承載部22的接觸面積。因此，當基板90於吸附狀態時，亦可藉由固定式緩衝部232達到良好的緩衝效果。
本發明對於固定式緩衝部232的數量及設置方式並無特別限制，較佳的，可具有二條以上的固定式緩衝部232，並分別設置於可動式緩衝部231的內側及外側。換言之，二條以上（前述之可動式緩衝部231的內側及外側）的固定式緩衝部232可共同形成溝槽狀結構，而溝槽內可設置可動式緩衝部231。另外，如同可動式緩衝部231的排列方式，固定式緩衝部232亦可為連續或不連續的結構（圖1B以不連續的環狀結構，並同樣以開口212為圓心，呈同心圓式排列為例）。
圖4為圖1A所示之基板載台之另一實施態樣的示意圖，請參考圖4所示。當基板90b具有或凹或凸之不規則形的弧度時，基板載台20b更可包括一外環緩衝結構25b，其設置於基板載台20b之一外側壁201b，且外環緩衝結構25b之一頂緣251b接觸基板90b。藉由外環緩衝結構25b的頂緣251b與不平整的基板90b相互接觸，除了協助承載基板90b以外，更可使基板載台20b與基板90b之間形成封閉的空間，讓固定軸21b的氣壓通道211b可透過開口212b吸附住基板90b，並可降低具有不規則弧度之基板90b在製程中產生破裂的情形。在本實施例中，外環緩衝結構25b係設置於承載部22b的外側壁201b，且外環緩衝結構25b之底部的厚度較厚。外環緩衝結構25b亦可為其他構型，本發明並不限制，僅須使外環緩衝結構25b之頂緣251b可接觸基板90b，讓基板載台20b與基板90b之間可形成封閉的空間即可。
圖5為本發明之第一實施例之單基板處理裝置之另一實施態樣的示意圖，請參考圖5所示。須說明的是，本說明書將用於濕式處理的單基板處理裝置1、1c稱為第一實施例，而用於校準的單基板處理裝置1d、1e稱為第二實施例（後續進一步說明）。在本實施例中，單基板處理裝置1c更包括一流體清洗單元40c，設置於底座10c，且環繞及固定設置於基板載台20c的外圍。在濕處理程序中，流體清洗單元40c會提供需要的處理液100以清洗基板90c，清洗後的處理液100排放至基板載台20c外圍之收集單元（為求圖面簡潔而未繪製，可參考圖1A之收集單元30）進行收集。較佳的，單基板處理裝置1c更包括一流體加速單元50c，其旋轉式設置於底座10c，且環繞設置於流體清洗單元40c的外圍。其中，流體加速單元50c可控制轉速，相對於基板載台20c進行轉動，流體加速單元50c在承接由基板載台20c旋轉排出之處理液100後，進一步加速轉動以將處理液100向外排出至收集單元30（同前說明，請參考圖1A所示），以達成處理液100有效排出的功效。
圖6係本發明之第二實施例之單基板處理裝置的示意圖，請參考圖6所示。第二實施例之單基板處理裝置1d用於對一基板90d進行校準。單基板處理裝置1d包括一底座10d、一基板載台20d以及一校準單元60d。基板載台20d同樣以固定軸21d連接於底座10d，而關於基板載台20d的元件結構及其連結關係，及基板載台20d承載並固定基板90d的作動，可參考第一實施例之基板載台20（20a、20b、20c），於此不加贅述。
本實施例之校準單元60d為光學檢測單元，其設置於底座10d，並位於基板載台20d上方，以對基板載台20d所承載並固定的基板90d進行校準。校準單元60d利用光學的方式檢測基板90d之定位，進行校準（例如可檢測全基板或檢測基板之邊緣），且校準單元60d可控制基板載台20d旋轉基板90d，以及位移基板載台20d，以對基板90d進行校準。其中，校準單元60d之光學檢測可設置單一光學元件（請參考圖6所示），亦可設置複數光學元件，例如光傳送元件搭配光接收元件，以達到對位之光學檢測（圖未示），本發明並不限制。
圖7係本發明之第二實施例之單基板處理裝置之另一實施態樣的上視圖，請參考圖7所示。本實施例之單基板處理裝置1e係用於對一基板90e進行校準，並可適用於具損傷之基板（例如基板具翹曲或異常凸起）。單基板處理裝置1e包括一底座10e、一基板載台20e以及一校準單元60e，同樣的，基板載台20e連接於底座10e，而關於其連接方式，以及基板載台20e的元件結構及其承載基板90e的作動，可參考第一實施例之基板載台20（20a、20b、20c），於此不加贅述。在本實施例中，校準單元60e為三個圓柱，並設置於底座10e。若基板90e無損傷，校準單元60e（三個圓柱）則可一次正確夾持基板90e，完成基板校準。若校準單元60e之三個圓柱無法一次皆正確夾持基板90e，則校準單元60e可控制基板載台20e旋轉基板90e，並對基板90e進行複數次夾持。具體而言，控制基板載台20e每旋轉基板90e一預設角度時，同時控制夾持單元（本實施例為三個圓柱）對基板90e進行一次夾持（因此，每旋轉一預設角度，則對基板90e進行一次夾持，分為複數次對基板90e進行校準）。在此須注意的是，該預設角度沒有特別限制，可依據需求決定，且校準單元60e控制基板載台20e旋轉的次數也不限，僅需進行到能完成基板90e之基板校準程序即可。
綜上所述，依據本發明之單基板處理裝置，不論是用於對基板進行濕式處理（第一實施例）或是進行校準（第二實施例），其皆包括底座及基板載台。其中，基板載台包括固定軸、承載部及緩衝結構，固定軸連接於底座，並具有氣壓通道，承載部具有與氣壓通道相互連通的通孔。緩衝結構設置於承載部，且緩衝結構的一表面對應於通孔，另一表面對應於基板，故當氣壓通道為負壓狀態時，可同時對緩衝結構產生負壓的吸引力，使緩衝結構往通孔的方向移動或壓縮。藉此可避免對基板產生額外的應力，以達到緩衝基板、避免基板破裂的效果，及兼具吸附固定基板。
需注意的是，惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
1、1c、1d、1e‧‧‧單基板處理裝置
10、10c、10d、10e‧‧‧底座
20、20a、20b、20c、20d、20e‧‧‧基板載台
201b‧‧‧外側壁
21、21b、21c、21d‧‧‧固定軸
211、211b‧‧‧氣壓通道
212、212b‧‧‧開口
22、22b‧‧‧承載部
221‧‧‧通孔
23、23a、23b、23c‧‧‧緩衝結構
231、231a、231b‧‧‧可動式緩衝部
232、232a、232b‧‧‧固定式緩衝部
24‧‧‧控制單元
25b‧‧‧外環緩衝結構
251b‧‧‧頂緣
30‧‧‧收集單元
40c‧‧‧流體清洗單元
50c‧‧‧流體加速單元
60d、60e‧‧‧校準單元
90、90b、90c、90d、90e‧‧‧基板
100‧‧‧處理液
H1‧‧‧第一高度
H2‧‧‧第二高度
V‧‧‧負壓區域
圖1A係本發明之第一實施例之單基板處理裝置之示意圖。 圖1B為圖1A所示之基板載體的立體示意圖。 圖2A為圖1所示之基板載台的放大圖。 圖2B為圖2A所示之氣壓通道於負壓狀態的示意圖。 圖3為圖2所示之緩衝結構之另一實施態樣的示意圖。 圖4為圖1A所示之基板載台之另一實施態樣的示意圖。 圖5為本發明之第一實施例之單基板處理裝置之另一實施態樣的示意圖。 圖6係本發明之第二實施例之單基板處理裝置的示意圖。 圖7係本發明之第二實施例之單基板處理裝置之另一實施態樣的上視圖。

Claims (10)

  1. 一種單基板處理裝置，用於對一基板進行溼式處理，該單基板處理裝置包括：一底座；一基板載台，包括：一固定軸，連接於該底座，該固定軸的內部具有一氣壓通道；一承載部，連接於該固定軸，並承載該基板，該承載部具有至少一通孔，該通孔與該氣壓通道相互連通；一緩衝結構，設置於該承載部，且該緩衝結構的一表面對應於該通孔，另一表面對應於該基板，該緩衝結構包括至少一可動式緩衝部，該可動式緩衝部覆蓋於該通孔；及一控制單元，其控制該可動式緩衝部於一第一高度及一第二高度之間移動；以及一收集單元，設置於該基板載台之外側，收集該基板經濕式處理之一處理液。
  2. 一種單基板處理裝置，用於對一基板進行校準，該單基板處理裝置包括：一底座；一基板載台，包括：一固定軸，連接於該底座，該固定軸的內部具有一氣壓通道；一承載部，連接該固定軸，並承載該基板，該承載部具有至少一通孔，該通孔與該氣壓通道相互連通；一緩衝結構，設置於該承載部，且該緩衝結構的一表面對應於該通孔，另一表面對應於該基板，該緩衝結構包括至少一可動式緩衝部，該可動式緩衝部覆蓋於該通孔；及一控制單元，其控制該可動式緩衝部於一第一高度及一第二高度之間移動；以及一校準單元，控制該基板載台旋轉該基板，並對該基板進行校準。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之單基板處理裝置，其中當該控制單元控制該可動式緩衝層部上升至該第一高度，該可動式緩衝部接觸該基板，當該控制單元控制該可動式緩衝部下降至該第二高度，該可動式緩衝部與該基板形成一負壓區域，該可動式緩衝部吸附該基板。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之單基板處理裝置，其中該緩衝結構更包括至少一固定式緩衝部，當該控制單元控制該可動式緩衝部下降至該第二高度，該可動式緩衝部與該基板形成該負壓區域，該固定式緩衝部接觸該基板。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所述之單基板處理裝置，其中該控制單元為一氣壓控制單元，其控制該氣壓通道於一負壓狀態及一非負壓狀態之間轉換，以控制該可動式緩衝部於該第一高度與該第二高度之間移動。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之單基板處理裝置，其中該固定軸設置於該基板載台之中央區域，且該氣壓通道之一開口位於該承載部之中央區域，該可動式緩衝部設置於該開口的外圍，當該氣壓控制單元控制該氣壓通道轉換至該負壓狀態，該可動式緩衝部下降至該第二高度，該氣壓通道之該開口與該可動式緩衝部共同吸附該基板。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之單基板處理裝置，其中該可動式緩衝部為一環型結構，環繞設置於該氣壓通道之該開口的外圍。
  8. 如申請專利範圍第1或2項所述之單基板處理裝置，其中該基板載台更包括一外環緩衝結構，設置於該基板載台之一外側壁，且該外環緩衝結構之一頂緣接觸該基板。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之單基板處理裝置，更包括：一流體清洗單元，設置於該底座，且環繞設置於該基板載台的外圍。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之單基板處理裝置，其中更包括：一流體加速單元，可旋轉式設置於該底座，且環繞設置於該流體清洗單元的外圍。
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