TWI693627B - 流體收集裝置 - Google Patents

Abstract

一種流體收集裝置包括基板載台、收集單元以及驅動組件。基板載台用於固定及旋轉基板，收集單元則圍繞基板載台以收集來自基板的流體。驅動組件連接且用於升降收集單元，其中驅動組件包括傳動軸、連接傳動軸的動力件以及第一升降支撐件連接傳動軸與收集單元，其中傳動軸具有長軸，而動力件用以驅動傳動軸繞著長軸旋轉，其中傳動軸繞著長軸的旋轉驅動第一升降支撐件升降收集單元。

Description

流體收集裝置

本發明有關於一種可應用於濕製程的設備，且特別是有關於一種能收集使用後的流體的裝置。

現今使用於半導體濕製程的設備，例如蝕刻設備與清洗設備，通常具有廢液收集裝置，以回收使用過後的蝕刻液與清洗液。目前有的濕製程設備還具有可旋轉的載台，而廢液收集裝置包括收集環。基板，例如晶圓（wafer），可固定在上述載台上，並隨著載台的旋轉而旋轉。收集環可以垂直升降，以使收集環能圍繞載台。如此，旋轉中的載台能產生離心力，以使基板與載台上的液體（例如蝕刻液與清洗液）能被甩到收集環中。此外，單一個收集環通常會連接兩個動力源，例如氣壓缸或馬達。也就是說，單一個收集環的升降通常是由兩個動力源來控制。

本發明提供一種流體收集裝置，其具有傳動軸以及用來收集流體的收集單元，而流體收集裝置是利用傳動軸的旋轉來升降收集單元。

本發明所提供的流體收集裝置包括基板載台、收集單元以及驅動組件。基板載台用於固定及旋轉基板，而收集單元則圍繞基板載台以收集來自基板的流體。驅動組件連接並用於升降收集單元，其中驅動組件包括傳動軸、連接傳動軸的動力件以及連接傳動軸與收集單元的第一升降支撐件。傳動軸具有長軸，而動力件用以驅動傳動軸繞著長軸旋轉，其中傳動軸繞著長軸的旋轉驅動第一升降支撐件升降收集單元。

在本發明的一實施例中，上述的驅動組件更包括第二升降支撐件。第一升降支撐件與第二升降支撐件分別設置於傳動軸的兩端部，且皆連接於收集單元。

在本發明的一實施例中，流體收集裝置更包括多個收集單元與多個驅動組件，其中多個驅動組件分別連接多個收集單元，而各驅動組件驅動其所連接的收集單元升降，以使多個收集單元個別地升降。驅動組件的數量等於收集單元的數量。

在本發明的一實施例中，這些驅動組件的多個傳動軸彼此並列。

在本發明的一實施例中，各個收集單元的形狀為環形，且這些收集單元呈同心圓排列。這些驅動組件還包括多個傳動軸、多個第一升降支撐件與多個第二升降支撐件，其中這些傳動軸具有彼此不同的長度，且其中一個第一升降支撐件與其中一個第二升降支撐件分別設置於同一個傳動軸的兩端部。

在本發明的一實施例中，上述的傳動軸水平設置於基板載台的下方。

在本發明的一實施例中，上述第一升降支撐件包括垂直升降桿以及連桿。垂直升降桿的兩端分別連接於收集單元的底部與連桿一端，而連桿的另一端固定設置於傳動軸，以使繞著長軸而旋轉的傳動軸轉動連桿，而轉動的連桿驅動垂直升降桿升降收集單元。

在本發明的一實施例中，上述的動力件與第一升降支撐件彼此分離，並且分別固定設置於傳動軸的不同位置。

在本發明的一實施例中，上述的動力件設置於基板載台的下方以及基板載台的周邊。

在本發明的一實施例中，上述的動力件水平設置於基板載台的下方。

本發明收集單元的升降是由單一的動力件驅動傳動軸以及第一降支撐件達成，因此收集單元可具有同步的升降動力。

利用動力件的驅動，傳動軸能繞著其長軸而旋轉，並且能同時驅動第一升降支撐件來升降收集單元。由此可知，利用以上傳動軸，流體收集裝置可以只要用一個動力件來驅動一個收集單元。相較於現有的廢液收集裝置，本發明的流體收集裝置可用較少數量的動力件來升降所有收集單元，所以本發明能幫助減少裝設動力件的數量，以降低裝設動力件的成本。

為讓本發明的特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

圖1A顯示本發明一實施例的流體收集裝置的剖面示意圖。請參閱圖1A，流體收集裝置100包括基板載台102，其中基板載台102可供基板5置放，而基板5可為晶圓（wafer），例如是用以製作積體電路或太陽能板的矽晶圓或用以製作發光二極體的藍寶石或砷化鎵晶圓。或者，基板5也可為用以製作液晶顯示器的玻璃基板。基板載台102能固定並旋轉基板5，其中基板載台102可用靜電吸附、真空吸附或機構接觸的方式來固定基板5。

以圖1A為例，基板載台102可包括承載部102a與轉軸102b，其中轉軸102b連接於承載部102a，而基板5可放置於承載部102a上。轉軸102b可連接於旋轉機構（未繪示），其可具有馬達與傳動組件（transmission），其中傳動組件例如可包括齒輪、鏈條、皮帶與滑輪其中至少一種。當馬達運轉時，馬達所產生的機械能可經由傳動組件傳遞至轉軸102b，以使轉軸102b旋轉。如此，旋轉的轉軸102b能帶動承載部102a旋轉，進而旋轉基板5。

流體收集裝置100可應用於蝕刻或清洗機台（未繪示），其中此蝕刻機台與清洗機台可包含流體供應裝置（未繪示），而此流體供應裝置可具有噴嘴（nozzle）。噴嘴可設置於基板載台102的上方，以使從噴嘴而來的流體（例如蝕刻液或清洗液）能流到基板5的上表面，以進行濕蝕刻程序或清洗程序。由於基板載台102能旋轉基板5，而旋轉中的基板5能產生離心力，因此位於基板5與基板載台102的流體會受到上述離心力的驅使而往外甩出。

圖1B顯示圖1A中的流體收集裝置的立體示意圖，其中圖1A是圖1B中沿著線1B-1B剖面所繪製的剖面示意圖。請參閱圖1A與圖1B，流體收集裝置100還包括收集單元104，其中收集單元104的形狀可為環形，且收集單元104圍繞基板載台102。例如，收集單元104的形狀可以相同或相似於輪胎的形狀。當基板5旋轉時，從基板5與基板載台102而來的流體會被甩入至收集單元104。如此，收集單元104可用於收集來自於基板載台102與基板5的流體。

流體收集裝置100還包括驅動組件106，其中驅動組件106連接收集單元104，並能升降收集單元104。具體而言，驅動組件106包括傳動軸101以及連接傳動軸101的動力件103。傳動軸101具有長軸101a，並可水平設置於基板載台102的下方。所以，傳動軸101的長軸101a實質上是沿著水平面而延伸。動力件103能驅動傳動軸101繞著長軸101a而旋轉，讓傳動軸101沿著長軸101a而自轉（spin）。具體而言，動力件103可包括動力源103c與曲柄105，其中動力源103c樞接曲柄105，以使曲柄105能相對於動力源103c旋轉。

在圖1A與圖1B所示的實施例中，動力源103c可為氣壓缸，並包括缸體103b與插設於缸體103b的推桿103a，其中推桿103a的末端樞接於曲柄105，所以曲柄105能相對於推桿103a旋轉。曲柄105的一端樞接於推桿103a，但曲柄105的另一端卻是固定設置於傳動軸101。因此，當曲柄105繞著長軸101a而旋轉時，傳動軸101也會繞著長軸101a而旋轉。

須說明的是，在其他實施例中，動力件103也可採用其他手段來實現。例如，動力源103c可改成液壓缸（例如油壓缸）或馬達。或者，動力件103也可包括馬達與傳動組件，其中傳動組件可以是齒輪、滑輪、鏈條與皮帶的任意組合。例如，傳動軸101的表面可具有供齒輪囓合（engage）的多個齒部（teeth），而動力件103包括馬達與齒輪，其中動力件103的齒輪可囓合於傳動軸101的這些齒部，並連接馬達。如此，當動力件103的馬達運轉時，轉動的齒輪能利用這些齒部來驅動傳動軸101旋轉。因此，動力件103並不限定如同圖1A與圖1B所示的元件。

驅動組件106還包括第一升降支撐件107。第一升降支撐件107連接傳動軸101與收集單元104，而傳動軸101繞著長軸101a的旋轉可傳遞動力件103的動力，並將此動力傳遞至第一升降支撐件107，以驅動第一升降支撐件107升降收集單元104。也就是說，動力件103所產生的動力能經由傳動軸101的自轉而傳遞至第一升降支撐件107，以使第一升降支撐件107運作並升降收集單元104。第一升降支撐件107可包括垂直升降桿109以及連桿111。垂直升降桿109的兩端分別連接於收集單元104的底部與連桿111一端，其中垂直升降桿109是樞接於連桿111。連桿111的另一端是固定設置於傳動軸101，以使繞著長軸101a而旋轉的傳動軸101可轉動連桿111，而轉動的連桿111可驅動垂直升降桿109來升降收集單元104。

請參閱圖1B，流體收集裝置100還可包括導引件119，其中導引件119具有至少一個導孔（圖1B未繪示），而垂直升降桿109能從此導孔插入並貫穿導引件119。垂直升降桿109與導孔可以是留隙配合（clearance fit），所以垂直升降桿109能相對於導引件119移動。導引件119能導引垂直升降桿109的移動方向，讓垂直升降桿109只能上下移動，以避免因為垂直升降桿109的移動方向偏移而導致收集單元104翻覆。

在本實施例中，動力件103與第一升降支撐件107彼此分離，並且分別固定設置於傳動軸101的不同位置。當有流體（例如蝕刻液、清洗液或氣體）從收集單元104沿著垂直升降桿109流出時，流體會流到下方的連桿111，但很難進一步地流到動力件103。所以，從收集單元104漏出的流體很難流到動力件103，以至於動力件103不易被上述漏出的流體損害。

圖1C至圖1D顯示圖1A中的流體收集裝置在運作時的側視示意圖。請參閱圖1C與圖1D，動力件103可水平設置於基板載台102下方以及基板載台102的周邊。也就是說，動力源103c可以橫放在基板載台102下方，以使推桿103a可實質上地在水平方向上移動。如此，在動力源103c運作期間，例如推桿103a伸縮的過程，動力件103的高度（height）基本上不會發生變化，以使流體收集裝置100可以保持較低的整體高度，幫助改善空間使用率。

請參閱圖1C，以此為例，當動力件103的推桿103a伸長時，收集單元104會位於初始高度（initial level）。請參閱圖1D，當動力件103的推桿103a收縮時，曲柄105會被推桿103a驅動而繞著長軸101a（請參考圖1B）旋轉。由於曲柄105固定設置於傳動軸101，因此旋轉中的曲柄105能轉動傳動軸101，使傳動軸101繞著長軸101a而旋轉。從圖1D來看，傳動軸101是朝逆時針方向旋轉。由於連桿111的一端固定設置於傳動軸101，所以連桿111也會被傳動軸101驅動而繞著長軸101a旋轉。因此，旋轉中的連桿111能驅動垂直升降桿109，以上升垂直升降桿109，進而讓垂直升降桿109將收集單元104伸起。如此，收集單元104可上升到能進行流體收集的高度。

請參閱圖1C，同理，當收縮的推桿103a再次伸長時，受推桿103a驅動的傳動軸101會再次旋轉。從圖1C來看，傳動軸101是順逆時針方向旋轉。旋轉的傳動軸101能再次驅動連桿111旋轉，以使連桿111能下降垂直升降桿109，例如回到初始高度。由此可知，單一個收集單元104的升降可由單一個動力件103驅動傳動軸101而達成。相較於現有的廢液收集裝置，流體收集裝置100可用較少數量的動力件103來升降收集單元104。

須說明的是，前述動力件103的推桿103a伸縮與收集單元104升降之間的互動關係僅為一種實施例，不以此為限，上述互動關係可依據擺放位置設計而改變。例如，在圖1C與圖1D所示的實施例中，動力源103c是設置於於曲柄105的左邊，但在其他實施例中，動力源103c可設置於曲柄105的右邊。如此，當動力件103的推桿103a伸長時，收集單元104會上升。當動力件103的推桿103a收縮時，收集單元104會下降。

請再次參閱圖1B，驅動組件106可更包括第二升降支撐件113。第一升降支撐件107與第二升降支撐件113可分別設置於傳動軸101的兩端部，並且皆連接於收集單元104。第一升降支撐件107與第二升降支撐件113兩者結構可以相同或相似，如圖1B所示。例如，第二升降支撐件113也包括的垂直升降桿109與連桿121。第一升降支撐件107與第二升降支撐件113兩者可位於收集單元104的同一條直徑上或是鄰近於收集單元104的其中一條直徑。其次，第一升降支撐件107與第二升降支撐件113可利用單一動力件103的運轉而同步地升降收集單元104。如此，第一升降支撐件107與第二升降支撐件113能平穩地升降收集單元104，減少收集單元104發生翻覆的意外。

圖2A顯示本發明另一實施例的流體收集裝置的局部剖面示意圖，而圖2B顯示圖2A中的流體收集裝置的局部立體示意圖。請參閱圖2A及圖2B，與前述實施例相同，本實施例的流體收集裝置200相似於前述實施例的流體收集裝置100。具體而言，流體收集裝置100與200兩者包括相同的元件，例如基板載台102。不過，有別於前述實施例的流體收集裝置100，流體收集裝置200包括多個收集單元104、多個驅動組件106以及多個第一升降支撐件107與多個第二升降支撐件113，其中這些第一升降支撐件107集中在這些傳動軸101的同一端部，而這些第二升降支撐件113集中在這些傳動軸101的另一端部。此外，其中一個第一升降支撐件107與其中一個第二升降支撐件113分別設置於同一根傳動軸101的兩端部，如圖2B所示。

這些收集單元104彼此不同。具體而言，這些收集單元104的尺寸（例如外徑）都不相同，且這些收集單元104可呈同心圓排列。這些驅動組件106分別連接這些收集單元104，而各個驅動組件106驅動其所連接的收集單元104升降，以使這些收集單元104能個別地升降，其中驅動組件106的數量等於收集單元104的數量。以圖2A與圖2B為例，流體收集裝置200所包括的收集單元104的數量為三個，而驅動組件106的數量也為三個。

由於這些收集單元104的尺寸都不相同，因此這些傳動軸101可依其所對應傳動升降的不同收集單元104而具有不同的長度。不過，在其他實施例中，這些傳動軸101也可具有相同的長度，所以這些傳動軸101的長度不限定不同。這些傳動軸101彼此並列，並且可平躺於水平面，即這些傳動軸101的長軸（圖2A與圖2B皆未繪示）實質上是沿著水平面而延伸。此外，這些動力件103也可都設置於基板載台102的下方，而各個驅動組件106的動力件103也與其所對應的第一升降支撐件107及第二升降支撐件113彼此分離，以避免從收集單元104漏出的流體損害到這些動力件103。

流體收集裝置200還可包括多片支撐板115。以圖2B為例，流體收集裝置200所包括的支撐板115的數量為兩片，其中每一片支撐板115可具有多個穿孔115a。各片支撐板115位於其中一個動力件103與其中一個升降支撐件（例如第一升降支撐件107或第二升降支撐件113）之間，且這些支撐板115是面對面地配置。這些彼此並列的傳動軸101可以分別穿過這些穿孔115a，而且這些傳動軸101與這些穿孔115a可以是留隙配合，以使傳動軸101能在穿孔115a中自由地旋轉。

請參閱圖2B，流體收集裝置200還可包括至少一個導引件119，而圖2B所示的流體收集裝置200包括一對導引件119。各個導引件119具有多個導孔119a，而這些第一升降支撐件107與這些第二升降支撐件113所包括的垂直升降桿109可彼此並列，並分別穿過這些導孔119a，其中各根垂直升降桿109能相對於導引件119作上下移動。因此，各個導引件119能導引垂直升降桿109的移動方向，以限制垂直升降桿109基本上只能上下移動，以避免因為垂直升降桿109的移動方向偏移而導致收集單元104翻覆。

綜上所述，本發明利用動力件的驅動來旋轉傳動軸，進而驅動升降支撐件（例如第一升降支撐件）來升降收集單元。因此，利用傳動軸，可以只要用一個動力件來驅動一個收集單元升降。相較於現有的廢液收集裝置，本發明的流體收集裝置可用較少數量的動力件來升降所有收集單元，以幫助減少裝設動力件的數量，進而降低裝設動力件的成本。

另外，在現有的廢液收集裝置中，單一個收集環通常是由兩個動力源來控制，因此這兩個動力源必須要控制成可同步運作，才能使收集環穩定地升降。否則，如果這兩個動力源不同步運作，則收集環會容易發生翻覆的情形。然而，在本實施例中，由於一個動力件驅動一個收集單元升降，所以對於包括多個動力件的流體收集裝置來說，無需控制這些動力件是否能同步運作。因此，相較於現有的廢液收集裝置，因為無需控制多個動力件同步運作，所以本發明的流體收集裝置在操作及運作方面較現有的廢液收集裝置簡單。

本發明所提及的基板可為基板形式、載板形式、晶圓形式、晶片形式等，並且可為圓型或方型，並不以此為限。本發明的流體收集裝置可應用於基板濕製程(蝕刻、清洗、乾燥等)，例如單基板濕製程、多基板濕製程、單一方晶片錫球下金屬蝕刻、薄化晶圓支撐/剝離、貼合/剝離製程、碳化矽再生晶圓、再生矽晶圓等，並不以此為限。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明精神和範圍內，當可作些許更動與潤飾，因此本發明保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

5:基板 100、200:流體收集裝置 101:傳動軸 101a:長軸 102:基板載台 102a:承載部 102b:轉軸 103:動力件 103a:推桿 103b:缸體 103c:動力源 104:收集單元 105:曲柄 106:驅動組件 107:第一升降支撐件 109:垂直升降桿 111、121:連桿 113:第二升降支撐件 115:支撐板 115a:穿孔 119:導引件 119a:導孔

圖1A顯示本發明一實施例的流體收集裝置的剖面示意圖。 圖1B顯示圖1A中的流體收集裝置的立體示意圖。 圖1C至圖1D顯示圖1A中的流體收集裝置在運作時的側視示意圖。 圖2A顯示本發明另一實施例的流體收集裝置的局部剖面示意圖。 圖2B顯示圖2A中的流體收集裝置的局部立體示意圖。

100:流體收集裝置

101:傳動軸

101a:長軸

103:動力件

103a:推桿

103b:缸體

103c:動力源

104:收集單元

105:曲柄

106:驅動組件

107:第一升降支撐件

109:垂直升降桿

111、121:連桿

113:第二升降支撐件

119:導引件

Claims (10)

1. 一種流體收集裝置，包括： 一基板載台，用於固定及旋轉一基板； 一收集單元，圍繞該基板載台，並用以收集從該基板而來的流體；以及 一驅動組件，連接該收集單元，並用於升降該收集單元，其中該驅動組件包括： 一傳動軸，具有一長軸； 一動力件，連接該傳動軸，並用以驅動該傳動軸繞著該長軸而旋轉；以及 一第一升降支撐件，連接該傳動軸與該收集單元，其中該傳動軸繞著該長軸的旋轉驅動該第一升降支撐件升降該收集單元。
2. 如請求項1所述的流體收集裝置，其中該驅動組件更包括一第二升降支撐件，該第一升降支撐件與該第二升降支撐件分別設置於該傳動軸的兩端部，且皆連接於該收集單元。
3. 如請求項2所述的流體收集裝置，更包括多個該收集單元與多個該驅動組件，其中該些驅動組件分別連接該些收集單元，而各該驅動組件驅動其所連接的該收集單元升降，以使該些收集單元個別地升降，其中該些驅動組件的數量等於該些收集單元的數量。
4. 如請求項3所述的流體收集裝置，其中該些驅動組件的多個該傳動軸彼此並列。
5. 如請求項3所述的流體收集裝置，其中各該收集單元的形狀為環形，且該些收集單元呈同心圓排列，該些驅動組件還包括多個該傳動軸、多個該第一升降支撐件與多個該第二升降支撐件，其中該些傳動軸具有彼此不同的長度，且其中一該第一升降支撐件與其中一該第二升降支撐件分別設置於同一該傳動軸的兩端部。
6. 如請求項1所述的流體收集裝置，其中該傳動軸水平設置於該基板載台的下方。
7. 如請求項6所述的流體收集裝置，其中該第一升降支撐件包括一垂直升降桿以及一連桿，該垂直升降桿的兩端分別連接於該收集單元的底部與該連桿一端，而該連桿的另一端固定設置於該傳動軸，以使繞著該長軸而旋轉的該傳動軸轉動該連桿，而轉動的該連桿驅動該垂直升降桿升降該收集單元。
8. 如請求項1所述的流體收集裝置，其中該動力件與該第一升降支撐件彼此分離，並且分別固定設置於該傳動軸的不同位置。
9. 如請求項8所述的流體收集裝置，其中該動力件設置於該基板載台的下方以及該基板載台的周邊。
10. 如請求項8所述的流體收集裝置，其中該動力件水平設置於該基板載台的下方。

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