TWI692057B - 基板支撐單元 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種支撐基板的基板支撐單元。一實施例的基板支撐單元包括：支撐板，在上面形成有形成真空壓的多個吸附孔，以吸附基板；真空吸附單元，將真空壓施加至所述吸附孔，所述真空吸附單元包括：壓力測定部件，測定所述吸附孔的內部氣壓；吸氣單元，吸入所述吸附孔內的氣體而排出，能夠調節所述吸附孔內的氣體的吸入力；控制部，控制所述吸氣單元，以根據由所述壓力測定部件測定的壓力而調節所述吸入力。

Description

基板支撐單元
本發明關於支撐基板的裝置。
半導體積體電路一般為非常小且薄的矽片，但由各種電子零件構成，一個半導體晶片在出廠之前經過包括成像製程、蝕刻製程、沉積製程等各種製造製程。
執行該半導體製造製程的裝置在腔體內部的下端部具有卡盤(Chuck)，以用於支撐半導體晶片(Wafer)等基板。卡盤利用機械夾緊、電或真空吸附等而將晶片固定在上部表面。
利用機械夾緊的卡盤利用臂或夾鉗而按壓晶片的支撐表面，從而，固定晶片，利用靜電力的卡盤在晶片與卡盤之間產生靜電吸附力而固定晶片，真空吸附方式的卡盤形成向上面施加真空壓的真空孔，利用在真空孔形成的真空壓而吸附晶片。
並且，晶片的翹曲(Warpage)在晶片被放置在真空吸附方式的卡盤時，在形成有晶片及真空孔的卡盤的上面之間產生分隔，因而難以將晶片固定在卡盤上，在移送時，難以通過移送單元而持握晶片，在進行加熱或冷卻製程時，因產生熱氣或冷氣的構成的區域的距離不同，由此，難以進行均勻的加熱或冷卻。
[發明要解決的技術問題]
本發明用於提供一種能夠穩定固定發生翹曲的基板的基板支撐單元。
並且，本發明用於提供一種防止及改善基板的翹曲的基板支撐單元。
本發明要解決的技術課題並非限定於此，未言及或其它課題通過下面的記載而使本發明技術領域人員明確理解。
本發明的技術方案在於： 本發明提供一種支撐基板的基板支撐單元。根據一實施例，基板支撐單元包括：支撐板，在上面形成有形成真空壓的多個吸附孔，以吸附基板；真空吸附單元，向所述吸附孔施加真空壓，所述真空吸附單元包括：壓力測定部件，測定所述吸附孔的內部氣壓；吸氣單元，吸入所述吸附孔內的氣體而排出，並能夠調節吸入所述吸附孔內的氣體的吸入力；控制部，控制所述吸氣單元，以使根據由所述壓力測定部件測定的壓力而調節所述吸入力。
所述控制部控制所述吸氣單元，以使在排出所述吸附孔內的氣體而用於吸附基板的狀態下，增加對所述吸附孔中的內部氣壓超過一定值以上的吸附孔的吸入力。
在所述支撐板的上面形成有由所述上面向內側凹蝕的凹槽，所述吸附孔中的一部分或全部設置在所述凹槽的內部。
對於所述凹槽，在俯視時，為長度方向沿著所述支撐板的圓周方向提供的弧狀。
對於所述凹槽，在俯視時，提供為構成所述支撐板的圓周和同心的圓狀。
所述支撐板包括：上部支撐板，在上面形成所述支撐孔及所述凹槽；下部支撐板，提供至所述上部支撐板下面，支撐所述上部支撐板，所述上部支撐板能夠進行更換。
所述上部支撐板包括能夠相互更換的第一上部支撐板及第二上部支撐板，對於所述第一上部支撐板及所述第二上部支撐板，在俯視時，所述凹槽的形狀各不相同。
所述吸附孔包括：第一吸附孔，形成於所述支撐板的中央區域；第二吸附孔，形成於所述支撐板的邊緣區域，所述控制部控制所述吸氣單元，以增加對所述第一吸附孔及所述第二吸附孔中的內部氣壓超過一定值以上的吸附孔的吸入力。
所述吸附孔還包括：第三吸附孔，形成於所述支撐板的中央區域及所述支撐板的邊緣區域的之間區域，所述控制部控制所述吸氣單元，以增加對所述第一吸附孔、所述第二吸附孔及所述第三吸附孔中的內部氣壓超過一定值的吸附孔的吸入力。
所述吸氣單元包括：氣泵，產生吸入力；連接線，連接所述氣泵及所述吸附孔之間；閥門，調節所述連接線的開閉率，所述控制部控制所述吸氣單元，以藉由調節所述閥門的開閉率，而調節吸入力。
所述吸附孔包括：第一吸附孔，形成於所述支撐板的中央區域；第二吸附孔，形成於所述支撐板的邊緣區域，所述連接線包括：第一連接線，連接所述第一吸附孔及所述氣泵之間；第二連接線，連接所述第二吸附孔及所述氣泵之間，所述閥門包括：第一閥門，調節所述第一連接線的開閉率；第二閥門，調節所述第二連接線的開閉率，所述控制部控制所述吸氣單元，以通過調節所述第一閥門及所述第二閥門的開閉率，而調節所述吸入力。
所述吸附孔還包括：第三吸附孔，形成於所述中央區域及所述邊緣區域的之間區域，所述連接線還包括：第三連接線，連接所述第三吸附孔及所述氣泵之間，所述閥門還包括：第三閥門，調節所述第三連接線的開閉率，所述控制部控制所述吸氣單元，以通過調節所述第三閥門的開閉率，而調節所述吸入力。
下面，參照圖式對本發明的實施例進行更具體說明。本發明的實施例能夠變形為各種形式，本發明的範圍並非通過下面的實施例進行限定解釋。本實施例用於向所屬技術領域中具有通常知識者更完整地說明本發明而提供。因此，圖式中的要素的形狀進行了誇張，以用於更明確說明。
本發明的實施例的基板支撐單元10在執行處理基板的製程的基板處理裝置內支撐基板。基板支撐單元10提供至各種種類的基板處理裝置。例如，所述基板處理裝置作為執行處理成像製程、蝕刻製程、沉積製程等基板的製程中一個製程的裝置被提供。本發明的基板為半導體晶片(Wafer)、掩膜(Mask)或液晶顯示幕(LCD)板。
圖1為簡要顯示本發明的一實施例的基板支撐單元10的立體圖，圖2為圖1的基板支撐單元10的側截面圖。參照圖1及圖2，根據一實施例，基板支撐單元10包括：支撐板100及真空吸附單元200。
在支撐板100的上面放置基板S。在支撐板100的上面形成有多個吸附孔110。在吸附孔110形成吸附放置在支撐板100的上面的基板S的真空壓。
圖3為圖1的基板支撐單元10俯視平面圖。參照圖1及圖3，根據一實施例，吸附孔110包括：第一吸附孔111、第二吸附孔112及第三吸附孔113。第一吸附孔111形成於支撐板100的中央區域101。第二吸附孔112形成於支撐板100的邊緣區域102。第三吸附孔113形成於所述中央區域101及邊緣區域102的之間區域103。
在支撐板100的上面形成有凹槽120。凹槽120以由支撐板100的上面向支撐板100的內側凹蝕的方式提供。吸附孔110中的一部分或全部設置在凹槽120的內部。因此，根據提供不同的凹槽120的形狀，施加至提供於凹槽的內部的吸附孔110的真空壓調節影響基板S的區域。在本說明書的圖式中，顯示吸附孔110的全部被提供至凹槽120的內部。但，與此不同，根據需求，吸附孔110的一部分形成於支撐板100的上面中的凹槽120的外部。凹槽120按需而被有選擇地提供。因此，與上述不同，凹槽120未被提供。
根據一實施例，對於凹槽120，在俯視時，長度方向形成為沿著支撐板100的圓周方向提供的弧狀。與此不同，凹槽120根據需要而提供為不同的形狀。例如，凹槽120，在俯視時，提供為構成支撐板100的圓周與同心的圓形。如圖1顯示所示，凹槽120根據在支撐板100上提供的區域而提供為相互不同的形狀。例如，凹槽120中的一部分提供為弧狀，另一部分提供為圓形。與此不同，凹槽120全部提供為相互同心且直徑相異的圓形。或者凹槽120的一部分相互組合多個而提供為構成環狀的弧狀，凹槽120的另一部分的曲率半徑各不相同，曲率半徑的中心提供為構成同心的弧狀。
圖4為簡要顯示更換圖1的上部支撐板130的狀態的附圖。參照圖1及圖4，根據一實施例，支撐板100包括上部支撐板130及下部支撐板140。
上部支撐板130在上面形成有吸附孔110及凹槽120。基板S放置在上部支撐板130的上面。上部支撐板130以能夠由下部支撐板140更換的方式提供。根據一實施例，上部支撐板130提供有相互不同的凹槽120的形狀，提供為能夠相互置換的多個。與此不同，上部支撐板130在具有相互相同的凹槽120的形狀的上部支撐板130之間更換。例如，上部支撐板130包括：第一上部支撐板131及第二上部支撐板132。第一上部支撐板131及第二上部支撐板132在下部支撐板140上能夠相互更換。第一上部支撐板131及第二上部支撐板132，在俯視時，提供相互不同的凹槽120的形狀。與此不同，第一上部支撐板131及第二上部支撐板132提供有相互相同的凹槽120的形狀。因此，上部支撐板130根據佔有處理物件即基板S中的較大的比重的翹曲形狀而選擇具有合適的凹槽120的形狀的上部支撐板130由此，提供至下部支撐板140上。並且，根據基板處理製程，對於支撐板100的上面發生損傷的情況，僅更換上部支撐板130，由此，容易維修管理。
下部支撐板140被提供至上部支撐板130的下面。下部支撐板140支撐上部支撐板130。在下部支撐板140的內部形成使得下面說明的連接線222與形成於上部支撐板130的吸附孔110連接。
再次參照圖1及圖2，真空吸附單元200對吸附孔110施加真空壓。根據一實施例，真空吸附單元200包括：壓力測定部件210、吸氣單元220及控制部230。
壓力測定部件210測定吸附孔110的內部氣壓。因翹曲而在放置於支撐板100的基板S的一部分區域與支撐板100的上面之間產生間隔，通過所述分隔而外部的氣體流入至吸附孔110內，吸附孔110內的氣壓升高。因此，測定根據壓力測定部件210而測定的吸附孔110內的氣壓，判斷放置在支撐板100上的基板S及支撐板100的上面之間是否產生間隔。根據一實施例，壓力測定部件210提供至按區域與吸附孔110連接的連接線222。吸附孔110及連接線222連通，由此，壓力測定部件210提供至連接線222，而測定吸附孔110的內部壓力。與此不同，根據需要，壓力測定部件210提供至與吸附孔110更鄰近的位置，或按各個吸附孔110分別提供。
吸氣單元220吸入吸附孔內的氣體而排出，以能夠調節吸入吸附孔110內的氣體的吸入力的方式提供。根據一實施例，吸氣單元220包括：氣泵221、連接線222及閥門223。
氣泵221形成排出氣體的吸入孔，以用於在吸附孔110內形成真空壓。
連接線222連接氣泵221及吸附孔110之間。吸附孔110內的氣體通過連接線222而藉助氣泵221排出。根據一實施例，連接線222包括：第一連接線222a、第二連接線222b及第三連接線222c。
第一連接線222a連接第一吸附孔111及氣泵221之間。第二連接線222b連接第二吸附孔112及氣泵221之間。第三連接線222c連接第三吸附孔113及氣泵221之間。
閥門223調節連接線222的開閉率。根據一實施例，閥門223提供為電磁閥(Solenoid Valve)。與此不同，閥門223提供為能夠調節連接線222的開閉率的各種種類的閥門。
根據一實施例，閥門223包括：第一閥門223a、第二閥門223b及第三閥門223c。
第一閥門223a提供至第一連接線222a而調節第一連接線222a的開閉率。第二閥門223b提供至第二連接線222b而調節第二連接線222b的開閉率。第三閥門223c提供至第三連接線222c而調節第三連接線222c的開閉率。
控制部230控制吸氣單元220，以使根據由壓力測定部件210測定的壓力而調節吸入力。根據一實施例，控制部230 控制吸氣單元220，以在排出吸附孔110內的氣體而用於吸附基板S的狀態下，增加所述吸附孔中的內部氣壓超過一定值以上的吸附孔110的吸入力。
根據一實施例，控制部230控制吸氣單元220，以增加對第一吸附孔111、第二吸附孔112及第三吸附孔113中的內部氣壓超過一定值以上的吸附孔的吸入力。控制部230控制吸氣單元，以調節閥門223的開閉率，而調節吸入力。例如，控制部230控制吸氣單元220，以調節閥門223的開閉率，從而調節吸入力。即，如上所示，對於提供第一吸附孔111、第二吸附孔112及第三吸附孔113的情況，控制部230控制吸氣單元220，以調節第一閥門223a、第二閥門223b及第三閥門223c的開閉率，從而，調節吸入力。
下面，利用圖5至圖7，以對控制部230控制吸氣單元220而與基板S的翹曲對應的例子進行更具體說明。
圖5至圖7為提供的基板S的翹曲的形狀的圖1的基板支撐單元10的側面圖。
參照圖5，對於在支撐板100上放置邊緣區域向上彎曲的翹曲基板S，或放置在支撐板100上的基板S在製程中，邊緣區域發生向上彎曲的翹曲的情況，在基板S的底面的邊緣區域及支撐板100的邊緣區域之間產生縫隙。此情況，通過所述縫隙，外部氣體流入第二吸附孔112，第二吸附孔112內部的氣壓上升。因此，根據通過壓力測定部件210測定的第二吸附孔112內部的氣壓的測定值，控制部230檢測第二吸附孔112內部的氣壓上升至一定氣壓以上。之後，控制部230提升第二閥門223b的開啟率，以提升排出第二吸附孔112內的氣體的吸入力。因此，根據上升的第二吸附孔112的吸入力，基板S的邊緣區域與支撐板100的邊緣區域緊貼。
參照圖6，對於在支撐板100上放置中央區域向上彎曲的翹曲基板S，或放置在支撐板100上的基板S在製程中，中央區域發生向上彎曲的翹曲的情況，在基板S的底面的中央區域及支撐板100的中央區域之間發生縫隙。此情況，通過所述縫隙，向第一吸附孔111流入外部氣體，第一吸附孔111內部的氣壓上升。因此，根據通過壓力測定部件210測定的第一吸附孔111內部的氣壓的測定值，控制部230檢測第一吸附孔111內部的氣壓上升至一定氣壓以上。之後，控制部230提升第一閥門223a的開啟率，以提升排出第一吸附孔111內的氣體的吸入力。因此，通過上升的第一吸附孔111的吸入力而基板S的中央區域與支撐板100的中央區域緊貼。
參照圖7，對於在支撐板100上放置中央區域及邊緣區域的之間區域向上彎曲的翹曲基板S，或放置在支撐板100上的基板S在製程中，所述之間區域發生向上彎曲的翹曲的情況，基板S的底面的所述之間區域及支撐板100的之間區域之間產生縫隙。此情況，通過所述縫隙而外部氣體流入第三吸附孔113，第三吸附孔113內部的氣壓上升。因此，根據通過壓力測定部件210測定的第三吸附孔113內部的氣壓的測定值，控制部230檢測第三吸附孔113內部的氣壓上升至一定氣壓以上的情況。之後，控制部230控制第三閥門223c的開啟率，以提升排出第三吸附孔113內的氣體的吸入力。因此，通過上升的第三吸附孔113的吸入力，基板S的中央區域及邊緣區域的之間區域與支撐板100的之間區域緊貼。
與上所述不同，支撐板100的上面區分為與圖1至圖3不同的各種組合的區域，各個區域所處的吸附孔110的內部氣壓被分別測定，根據測定處於各個區域的吸附孔110的吸入力的內部氣壓而分別調節。在下面的示例中，即使支撐板100的上面的區域與圖1至圖3不同，但測定壓力，並調節吸入力的結構與圖2的真空吸附單元200大致類似。並且，測定壓力，並調節吸入力而將向基板的上方彎曲的區域密著在支撐板100的方法與圖5至圖7的情況大致類似。
圖8及圖9為另一實施例的基板支撐單元10a、10b的平面圖。
參照圖8，支撐板100a的上面包括沿著放射方向提供的虛擬線L劃分的多個區域。此情況，位於各個區域的吸附孔110a以分別測定內部氣壓，並根據測定的內部氣壓而調節吸入力的方式提供。
參照圖9，支撐板100b的上面包括中央區域及邊緣區域的兩個區域。此情況，位於各個區域的吸附孔110b測定各個內部氣壓，根據所測定的內部氣壓而調節吸入力。對於圖9的基板支撐單元10b的情況，與圖1的基板支撐單元10相比，適於處理直徑小的晶片。
如上所述，本發明的實施例的基板支撐單元10、10a、10b以分別測定各個區域的吸附孔的內部氣壓，並根據所測定的氣壓而調節各個吸入力的方式提供，穩定地固定發生翹曲的基板。並且，具有展開發生翹曲的基板的效果，從而，防止及改善基板的翹曲。
綜上具體說明用於例示本發明。並且上述內容用於顯示本發明的較佳的實施形式而說明，本發明能夠使用於各種不同的組合、變更及環境中。即在本說明書中公開的發明的概念的範圍、上述公開內容同等的範圍及/或所屬技術領域中具有通常知識者的技術或知識的範圍內能夠進行變更或修改。上述實施例用於說明用於實現本發明的技術思想的最佳的狀態，也能夠進行本發明的具體適用領域及用途要求的各種變更。因此，綜上說明的具體說明並非通過公開的實施例限定本發明。並且，申請專利範圍以包含於其它實施例進行解釋。
本發明的有益效果在於： 本發明的實施例的基板支撐單元能夠穩定地固定產生翹曲的基板。
並且，本發明的實施例的基板支撐單元能夠防止及改善基板的翹曲。
10、10a、10b‧‧‧基板支撐單元100、100a、100b‧‧‧支撐板101‧‧‧中央區域102‧‧‧邊緣區域103‧‧‧之間區域110、110a、110b‧‧‧吸附孔111‧‧‧第一吸附孔112‧‧‧第二吸附孔113‧‧‧第三吸附孔120‧‧‧凹槽130‧‧‧上部支撐板131‧‧‧第一上部支撐板132‧‧‧第二上部支撐板140‧‧‧下部支撐板200‧‧‧真空吸附單元210‧‧‧壓力測定部件220‧‧‧吸氣單元221‧‧‧氣泵222‧‧‧連接線222a‧‧‧第一連接線222b‧‧‧第二連接線222c‧‧‧第三連接線223‧‧‧閥門223a‧‧‧第一閥門223b‧‧‧第二閥門223c‧‧‧第三閥門230‧‧‧控制部L‧‧‧虛擬線S‧‧‧基板
圖1為簡要顯示本發明的一實施例的基板支撐單元的立體圖。
圖2為圖1的基板支撐單元的側截面圖。
圖3為圖1的基板支撐單元俯視平面圖。
圖4為簡要顯示更換圖1的上部支撐板的狀態的附圖。
圖5至圖7為所提供的基板的翹曲現象的圖1的基板支撐單元的側面圖。
圖8及圖9為另一實施例的基板支撐單元的平面圖。
10‧‧‧基板支撐單元
100‧‧‧支撐板
110‧‧‧吸附孔
111‧‧‧第一吸附孔
112‧‧‧第二吸附孔
113‧‧‧第三吸附孔
120‧‧‧凹槽
130‧‧‧上部支撐板
140‧‧‧下部支撐板
200‧‧‧真空吸附單元
210‧‧‧壓力測定部件
220‧‧‧吸氣單元
221‧‧‧氣泵
222‧‧‧連接線
222a‧‧‧第一連接線
222b‧‧‧第二連接線
222c‧‧‧第三連接線
223‧‧‧閥門
223a‧‧‧第一閥門
223b‧‧‧第二閥門
223c‧‧‧第三閥門
230‧‧‧控制部

Claims (10)

  1. 一種基板支撐單元，係用於支撐基板，所述基板支撐單元包括：支撐板，在上面形成有形成真空壓的多個吸附孔，以吸附基板；及真空吸附單元，將真空壓施加至所述吸附孔；所述真空吸附單元包括：壓力測定部件，測定所述吸附孔的內部氣壓；吸氣單元，吸入所述吸附孔內的氣體而排出，能夠調節所述吸附孔內的氣體的吸入力；及控制部，控制所述吸氣單元，以根據由所述壓力測定部件測定的壓力而調節所述吸入力；其中，在所述支撐板的上面形成有由所述上面向內側凹蝕的凹槽；所述吸附孔中的一部分或全部設置在所述凹槽的內部；其中，所述支撐板包括：上部支撐板，在上面形成有支撐孔及所述凹槽；下部支撐板，提供至所述上部支撐板的下面，支撐所述上部支撐板；所述上部支撐板能夠進行更換。
  2. 如請求項1所述之基板支撐單元，其中，所述控制部控制所述吸氣單元，以在排出用於吸附基板的所述吸附孔內的氣體的狀態下，增加對所述吸附孔中的內部氣壓超過一定值的吸附孔的吸入力。
  3. 如請求項1所述之基板支撐單元，其中，對於所述凹槽，在俯視時，長度方向為沿著所述支撐板的圓周方向提供的弧狀。
  4. 如請求項1所述之基板支撐單元，其中，對於所述凹槽，在俯視時，提供為構成所述支撐板的圓周與同心的圓形。
  5. 如請求項1所述之基板支撐單元，其中，所述上部支撐板包括能夠相互更換的第一上部支撐板及第二上部支撐板；對於所述第一上部支撐板及所述第二上部支撐板，在俯視時，所述凹槽的形狀各不相同。
  6. 如請求項1所述之基板支撐單元，其中，所述吸附孔包括：第一吸附孔，形成於所述支撐板的中央區域；第二吸附孔，形成於所述支撐板的邊緣區域；所述控制部控制所述吸氣單元，以增加對所述第一吸附孔及所述第二吸附孔中的內部氣壓超過一定值的吸附孔的吸入力。
  7. 如請求項6所述之基板支撐單元，其中，所述吸附孔還包括：第三吸附孔，形成於所述支撐板的中央區域及所述支撐板的邊緣區域的之間區域；所述控制部控制所述吸氣單元，以增加對所述第一吸附孔、所述第二吸附孔及所述第三吸附孔中的內部氣壓超過一定值的吸附孔的吸入力。
  8. 如請求項1所述之基板支撐單元，其中，所述吸氣單元包括：氣泵，發生吸入力；連接線，連接所述氣泵及所述吸附孔之間；閥門，調節所述連接線的開閉率；所述控制部控制所述吸氣單元，以調節所述閥門的開閉率，而調節所述吸入力。
  9. 如請求項8所述之基板支撐單元，其中，所述吸附孔包括： 第一吸附孔，形成於所述支撐板的中央區域；第二吸附孔，形成於所述支撐板的邊緣區域；所述連接線包括：第一連接線，連接所述第一吸附孔及所述氣泵之間；第二連接線，連接所述第二吸附孔及所述氣泵之間，所述閥門包括：第一閥門，調節所述第一連接線的開閉率；第二閥門，調節所述第二連接線的開閉率；所述控制部控制所述吸氣單元，以調節所述第一閥門及所述第二閥門的開閉率，從而調節所述吸入力。
  10. 如請求項9所述之基板支撐單元，其中，所述吸附孔還包括：第三吸附孔，形成於所述中央區域及所述邊緣區域的之間區域；所述連接線還包括：第三連接線，連接所述第三吸附孔及所述氣泵之間；所述閥門還包括：第三閥門，調節所述第三連接線的開閉率；所述控制部控制所述吸氣單元，以調節所述第三閥門的開閉率，而調節所述吸入力。
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