TWI711491B

TWI711491B - 基板濕處理設備及回收環

Info

Publication number: TWI711491B
Application number: TW109100203A
Authority: TW
Inventors: 吳宗恩; 邱雲正
Original assignee: 弘塑科技股份有限公司
Priority date: 2020-01-03
Filing date: 2020-01-03
Publication date: 2020-12-01
Also published as: TW202126392A

Abstract

本揭示提供一種基板濕處理設備及回收環。基板濕處理設備，包含旋轉台、液體供應裝置、液體回收裝置、和複數個氣體回收裝置。旋轉台配置為放置基板。液體供應裝置配置為對該基板施加製程液體。該液體回收裝置包含回收環，其配置為收集該製程液體及其混合的氣液混合物。該回收環包含複數個區域和複數個抽氣口，且其中之一抽氣口對應設置在其中之一區域。複數個氣體回收裝置分別與該回收環之該複數個抽氣口對應連接，以收集該回收環之對應區域內的該氣液混合物。

Description

基板濕處理設備及回收環

本揭示是關於一種濕處理設備，特別是關於一種基板濕處理設備及回收環。

在半導體基板的製程中，需要對半導體基板的元件設置面進行多道處理步驟，包含蝕刻、清洗等濕式處理程序。隨著半導體基板的製程複雜度增加，現已發展出一種基板濕處理機台，其採用一個旋轉台對應多個液體回收模組的設計。基板濕處理機台可對旋轉台上的基板施加多種不同的化學液體，並且通過對應的回收模組收集該化學液體。藉由施加不同的化學液體可對半導體基板上的多種金屬層或其他材料薄膜層進行清洗蝕刻。

在傳統的基板濕處理機台中，回收環是採用單一個抽氣口的設計。然而，當使用傳統的基板濕處理機台清洗蝕刻大面積的基板時，其製程反應所產生氣體的體積量非常龐大。單一個抽氣口的設計無法負荷如此大量的氣體的排出，故此大量氣體無法經由回收環而被有效地排出製程腔體外。如此將導致殘餘氣體滯留於回收環內部或基板濕處理機台的腔體內部，進而影響基板清洗之功效，甚至導致廢氣回流而污染基板。

有鑑於此，有必要提出一種基板濕處理設備及回收環，以解決習知技術中存在的問題。

為解決上述習知技術之問題，本揭示之目的在於提供一種基板濕處理設備及回收環，其藉由單一個回收環搭配複數個氣體回收裝置的設計，可解決傳統回收環採用單一個抽氣設計而導致無法排出大量的大氣體的問題。

為達成上述目的，本揭示提供一種基板濕處理設備，包含一旋轉台、一液體供應裝置、一液體回收裝置、和複數個氣體回收裝置。旋轉台配置為放置一基板。液體供應裝置設置在該旋轉台上方，且配置為對該基板施加一製程液體。液體回收裝置，環繞地設置在該旋轉台的周圍，並且可沿著一垂直方向相對該旋轉台移動，其中該液體回收裝置包含一回收環，該回收環配置為收集該製程液體及其混合的氣液混合物，以及該回收環包含複數個區域和複數個抽氣口，且其中之一抽氣口對應設置在其中之一區域。複數個氣體回收裝置分別與該回收環之該複數個抽氣口對應連接，以收集該回收環之對應區域內的該氣液混合物。

在一較佳實施例中，每一該氣體回收裝置包含一風箱、一排氣管、和一集氣箱。風箱包含一第一連接口和一第二連接口，其中該第一連接口與該回收環之其中之一該抽氣口連接，使得該回收環內的該氣液混合物經由該第一連接口進入該風箱的內部。排氣管與該風箱之該第二連接口連接。集氣箱與該排氣管連接，配置為收集該氣液混合物以將其排出。

在一較佳實施例中，該液體回收裝置包含複數個沿著該垂直方向堆疊設置之該回收環，以及每一該氣體回收裝置包含複數個該風箱和複數個該排氣管，並且該複數個風箱藉由該複數個排氣管連接至該集氣箱，其中該複數個風箱分別與該複數個回收環之相同區域的抽氣口對應連接。

在一較佳實施例中，該回收環包含複數個擋塊，配置為將該回收環分隔為該複數個區域，並且任兩相鄰之該區域內的該氣液混合物無法通過該擋塊而互相流通。

在一較佳實施例中，該回收環還包含一接收口和一分隔板。接收口與該旋轉台對準。分隔板設置在該回收環的內部以分隔出一內環空間和一外環空間，其中該內環空間承接從該接收口進入的該製程液體及其混合的該氣液混合物，並且該分隔板阻擋該製程液體從該內環空間流至該外環空間，以及該分隔板上形成有複數個通孔，使得該內環空間內的該氣液混合物經由該複數個通孔進入該外環空間，其中該複數個擋塊設置在該外環空間。

在一較佳實施例中，該回收環還包含一液體收集口，與該內環空間連通，配置為讓該製程液體從該液體收集口排出。

在一較佳實施例中，該回收環還包含一環形上蓋、一環形底板、和一外環壁。環形底板與該環形上蓋對應設置。外環壁與該環形上蓋之外周緣和該環形底板之外周緣連接，其中該複數個抽氣口設置在該外環壁上，且與該複數個氣體回收裝置對應連接，其中該分隔板設置在該環形上蓋和該環形底板之間，以及該接收口位在該環形上蓋之內周緣和該環形底板之內周緣之間。

在一較佳實施例中，該液體供應裝置包含複數個噴嘴。

本揭示還提供一種用於基板濕處理設備之回收環，包含一環形上蓋、一環形底板、一接收口、和一外環壁。環形底板與該環形上蓋對應設置。接收口位在該環形上蓋之內周緣和該環形底板之內周緣之間，並且與該旋轉台對準。外環壁，與該環形上蓋之外周緣和該環形底板之外周緣連接，其中該外環壁設置有複數個抽氣口。

在一較佳實施例中，該回收環還包含複數個擋塊，設置在該環形上蓋與該環形底板之間，配置為將該回收環分隔為該複數個區域，且其中之一抽氣口對應設置在其中之一區域。

相較於先前技術，本揭示之基板濕處理設備通過採用單一個回收環連接複數個氣體回收裝置的設計，可加強回收環之抽氣量，進而防止因抽氣量不足而導致反應後的氣液混合物滯留於回收環內的問題。再者，通過將回收環的該等抽氣口採用彼此的相等間距的設計，可使回收環之抽氣量平均分散於四個氣體回收裝置，進而避免因抽氣量不平均，導致反應後的氣液混合物滯留於回收環的某個角落。

爲了讓本揭示之上述及其他目的、特徵、優點能更明顯易懂，下文將特舉本揭示較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

請參照第1圖，其顯示本揭示之較佳實施例之基板濕處理工作站1之示意圖。基板濕處理工作站1適用於處理大尺寸的基板。舉例來說，在扇出型方形面板級封裝(fan-out panel level package)製程中會藉由基板處理裝置對方形基板進行濕式蝕刻或清洗。為了增加產能，近年來基板朝向大尺寸發展，例如目前所使用基板的面積尺寸已達到600mm x 600mm。基板濕處理工作站1包含入料口2、出料口3、第一傳送裝置4、第二傳送裝置5、以及複數個基板濕處理設備6。待處理的基板經由入料口2進入基板濕處理工作站1。第一傳送裝置4將基板傳送至第二傳送裝置5，接著第二傳送裝置5根據製程需求將基板送往其中之一基板濕處理設備6。具體來說，在本揭示中，不同的基板濕處理設備6分別對應使用不同性質之化學藥水(例如酸、鹼、有機溶劑等)，並各自以獨立抽氣系統進行氣體收集與排放，避免不同性質之化學藥水之氣體發生交互反應，影響工業安全。

請參照第2圖，其顯示本揭示之較佳實施例之基板濕處理設備6之示意圖。基板濕處理設備6包含液體供應裝置61和旋轉台62。待處理的基板9放置在旋轉台62上。在本實施例中，旋轉台62的頂部包含真空吸盤，並且藉由真空吸盤的施加的吸力，使得基板9可被固定在旋轉台62的頂部。旋轉台62配置有驅動機構，用於驅使旋轉台62繞軸旋轉。在其他實施例中亦可採用其他的方式來將晶圓固定在旋轉台上，例如採用夾持裝置等。再者，液體供應裝置61設置在旋轉台62上上方，用於對基板9施加製程液體。在本揭示中，當使用基板濕處理設備6清洗或蝕刻大面積的基板9時，必須提供足夠大量的製程液體。因此，液體供應裝置61的藥液供應旋轉懸臂(chemical supply swing arm)包含有複數個噴嘴(nozzle)611，使得製程液體能即時且平均分散於大面積的基板9上。另一方面，液體供應裝置61可對基板9施加複數種製程液體。具體來說，液體供應裝置61還包含多條液體傳輸管線。噴嘴611設置爲與旋轉台62的頂部對準，以及多條液體傳輸管線的一端與噴嘴611連接，另一端分別連接至不同的製程液體的供應端。藉此設計，可根據製程需求來控制液體供應裝置61施加對應的製程液體至旋轉台62上的基板9，以對基板9進行蝕刻或清洗等作業。

請參照第3圖，其顯示本揭示之較佳實施例之基板濕處理設備6之局部立體圖。基板濕處理設備6還包含液體回收裝置63和四個氣體回收裝置64。液體回收裝置63環繞地設置在旋轉台62的周圍，用於收集從旋轉台62上基板9表面因離心力甩出的製程液體，並且將該製程液體排出。四個氣體回收裝置64與液體回收裝置63對應連接，用於將收集的氣液混合物排出。本實施例之液體回收裝置63與氣體回收裝置64之具體結構將於後詳述。另一方面，液體回收裝置63與升降裝置連接，以控制液體回收裝置63沿著一垂直方向相對旋轉台62升降移動。並且，由於四個氣體回收裝置64與液體回收裝置63連接，故當液體回收裝置63升降時，連帶地四個氣體回收裝置64會一起上升或下降。

如第3圖所示，本揭示的液體回收裝置63包含三個沿著垂直方向堆疊設置之回收環，即第一回收環631、第二回收環632、和第三回收環633。在其他實施例中亦可採用不同數量的回收環，不侷限於此。第一回收環631、第二回收環632、和第三回收環633配置為收集對應的其中一種製程液體及其混合的氣液混合物。藉由升降裝置的控制，使第一回收環631、第二回收環632、和第三回收環633一起同步移動，如此可使指定之第一回收環631、第二回收環632、或第三回收環633移動至與旋轉台62對準，其中對準是指其中之一第一回收環631、第二回收環632、或第三回收環633的液體接收口與旋轉台62上的基板9相鄰，使得當液體供應裝置61施加製程液體至旋轉台62上的基板9，且旋轉台62旋轉時，旋轉台62上基板9表面因離心力甩出的製程液體可被相鄰的其中之一第一回收環631、第二回收環632、或第三回收環633收集。也就是說，本揭示的基板濕處理設備6是一種具有移動式液體回收裝置63之清洗蝕刻設備，它可使在旋轉台62上的基板9保持水平固定，不作上下移動。當進行基板濕處理製程時，根據執行的步驟控制指定的回收環移動至對準旋轉台62，接著由基板9上方之液體供應裝置61噴灑特定的製程液體至基板9表面，並由旋轉台62帶動基板9旋轉，以收集此特定的製程液體及其混合的氣液混合物。

請參照第4圖，其顯示第3圖之基板濕處理設備6之回收環與液體回收裝置之局部立體圖。第4圖是以位在第一層的第一回收環631作為說明。應當理解的是，其餘第二回收環632和第三回收環633的結構與第一回收環631的結構大致相同。如第3圖和第4圖所示，第一回收環631包含環形上蓋6301、環形底板6302、外環壁6303、分隔板6304、四個擋塊6306、接收口6307、液體收集口6308、和四個抽氣口6309。環形上蓋6301與環形底板6302對應設置。較佳地，位在上方的回收環的環形底板6302作為位在下方的回收環的環形上蓋6301，使得每一回收環內部的空間得以最大化，節省液體回收裝置63的使用材料，以及有效地縮減液體回收裝置63的整體體積。第一回收環631的外環壁6303與環形上蓋6301之外周緣和環形底板6302之外周緣連接。環形上蓋6301、環形底板6302、和外環壁6303彼此連接並且定義出第一回收環631的內部空間。第一回收環631的接收口6307位在環形上蓋6301之內周緣和環形底板6302之內周緣之間。當指定的第一回收環631移動至對準旋轉台62，第一回收環631的接收口6307會與旋轉台62對準，使得第一回收環631可藉由接收口6307接收對應的製程液體及其混合的氣液混合物。

如第4圖所示，第一回收環631的分隔板6304設置在第一回收環631的內部以將第一回收環631的內部空間分隔出一內環空間6310和一外環空間6311。內環空間6310用於承接從接收口6307進入的製程液體及其混合的氣液混合物，並且藉由分隔板6304的阻擋可防止製程液體從內環空間6310流至外環空間6311。分隔板6304上形成有複數個通孔6305，使得內環空間6310內的氣液混合物可經由該等通孔6305進入外環空間6311。

如第4圖所示，第一回收環631之四個擋塊6306配置為將第一回收環631分隔為四個區域，即第一區域6312、第二區域6313、第三區域6314、第四區域6315。具體來說，四個擋塊6306設置在外環空間6311，並且與環形上蓋6301和環形底板6302連接，使得相鄰之兩區域內的氣液混合物無法通過擋塊6306而互相流通。四個抽氣口6309設置在外環壁6303上。應當注意的是，其中之一抽氣口6309對應設置在第一回收環631之其中之一區域6312~6315。在本揭示中，抽氣口6309的數量與擋塊6306的數量相對應，且在其他實施例中亦可採用其他數量的抽氣口6309和擋塊6306，惟不侷限於此。較佳地，四個擋塊6306所分隔出的四個區域6312~6315的大小相似或相等。並且，較佳地，四個抽氣口6309彼此的間隔距離相等，藉此設計，可對基板施加均勻的吸力，進而避免在對基板進行蝕刻作業時，基板上的製程液體被朝向單一方向的大氣流影響而偏向某一邊，造成基板的蝕刻不均勻。

如第4圖所示，第一回收環631之液體收集口6308與內環空間6310連通，配置為讓製程液體從液體收集口6308排出。具體來說，液體收集口6308位於第一回收環631的水平位置之最低點，使得第一回收環631所收集之製程液體因重力而流動到液體收集口6308。並且，第一回收環631的液體收集口6308與對應的回收管連接，進而將收集到的製程液體排放或回收。舉例來說，如第5圖所示，位在第三回收環633與回收管6316連接，並且第三回收環633收集的製程液體經由路徑71排出。可選地，回收管6316可與循環系統連接，以將處理後的製程液體再次回送到基板濕處理設備之液體供應裝置。

如第3圖所示，本揭示的基板濕處理設備設置有每一回收環631~633的抽氣口6309的數量相對應的氣體回收裝置64，即四個氣體回收裝置64。並且，四個氣體回收裝置64分別與每一回收環631~633的四個抽氣口6309對應連接，以收集回收環631~633之對應區域內的氣液混合物。在本實施例中，每一氣體回收裝置64包含三個風箱641~643、三個排氣管644~646、和一個集氣箱647，其中風箱641~643與排氣管644~646的數量對應於回收環631~633的數量。第一回收環631的第一風箱641通過第一排氣管644與集氣箱647連接。第二回收環632的第二風箱642通過第二排氣管645與集氣箱647連接。第三回收環633的第三風箱643通過第三排氣管646與集氣箱647連接。應當注意的是，第一至第三風箱641~643分別與第一至第三回收環631~633之相同區域的抽氣口對應連接。也就是說，單一個氣體回收裝置64是用於收集每一回收環631~633之單一個區域內的氣液混合物。

請參照第5圖，其顯示第3圖之基板濕處理設備6之局部剖面圖。第5圖是以與第三回收環633連接的第三風箱643和第三排氣管646作為說明。應當理解的是，其餘風箱和排氣管的結構與第三風箱643和第三排氣管646的結構大致相同。在本實施例中，第三回收環633包含四個第三風箱643和四個第三排氣管646。第三風箱643包含上表面6431、下表面6432、側表面6433、第一連接口6434、第二連接口6435、和空腔6436。第三風箱643的上表面6431與下表面6432相對設置，並且側表面6433位在上表面6431與下表面6432之間。上表面6431、下表面6432、和側表面6433互相連接而組成空腔6436。第三風箱643的側表面6433形成有第一連接口6434，以及下表面6432形成有第二連接口6435。第三風箱643的第一連接口6434與第三回收環633的抽氣口連接。如第5圖所示，氣體回收裝置64對第三回收環633施加負壓，使得第三回收環633和氣體回收裝置64的內部會產生如同路徑72的氣流。具體來說，第三回收環633內的氣液混合物經由第一連接口6434進入第三風箱643的空腔6436內部。並且，第三排氣管646與第三風箱643的之第二連接口6435連接，進而將氣液混合物傳送到集氣箱647。集氣箱647可將從第一至第三回收環631~633收集到的氣液混合物排出。

綜上所述，本揭示的基板濕處理設備通過採用單一個回收環連接複數個氣體回收裝置的設計，可加強回收環之抽氣量，進而防止因抽氣量不足而導致反應後的氣液混合物滯留於回收環內的問題。再者，通過將回收環的該等抽氣口採用彼此的相等間距的設計，可使回收環之抽氣量平均分散於四個氣體回收裝置，進而避免因抽氣量不平均，導致反應後的氣液混合物滯留於回收環的某個角落。

以上僅是本揭示的較佳實施方式，應當指出，對於所屬領域技術人員，在不脫離本揭示原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視爲本揭示的保護範圍。

1:基板濕處理工作站 2:入料口 3:出料口 4:第一傳送裝置 5:第二傳送裝置 6:基板濕處理設備 61:液體供應裝置 611:噴嘴 62:旋轉台 63:液體回收裝置 631:第一回收環 632:第二回收環 633:第三回收環 6301:環形上蓋 6302:環形底板 6303:外環壁 6304:分隔板 6305:通孔 6306:擋塊 6307:接收口 6308:液體收集口 6309:抽氣口 6310:內環空間 6311:外環空間 6312:第一區域 6313:第二區域 6314:第三區域 6315:第四區域 6316:回收管 64:氣體回收裝置 641:第一風箱 642:第二風箱 643:第三風箱 6431:上表面 6432:下表面 6433:側表面 6434:第一連接口 6435:第二連接口 6436:空腔 644:第一排氣管 645:第二排氣管 646:第三排氣管 647:集氣箱 71、72:路徑 9:基板

第1圖顯示本揭示之較佳實施例之基板濕處理工作站之示意圖；第2圖顯示本揭示之較佳實施例之基板濕處理設備之示意圖；第3圖顯示本揭示之較佳實施例之基板濕處理設備之局部立體圖；第4圖顯示第3圖之基板濕處理設備之回收環與液體回收裝置之局部立體圖；以及第5圖顯示第3圖之基板濕處理設備之局部剖面圖。

63:液體回收裝置

631:第一回收環

632:第二回收環

633:第三回收環

6301:環形上蓋

64:氣體回收裝置

641:第一風箱

642:第二風箱

643:第三風箱

644:第一排氣管

645:第二排氣管

646:第三排氣管

647:集氣箱

Claims

一種基板濕處理設備，包含：一旋轉台，配置為放置一基板；一液體供應裝置，設置在該旋轉台上方，且配置為對該基板施加一製程液體；一液體回收裝置，環繞地設置在該旋轉台的周圍，並且可沿著一垂直方向相對該旋轉台移動，其中該液體回收裝置包含至少一回收環，該至少一回收環配置為收集該製程液體及其混合的氣液混合物，以及該至少一回收環包含複數個區域和複數個抽氣口，且其中之一抽氣口對應設置在其中之一區域，其中該至少一回收環包含複數個擋塊，配置為將該至少一回收環分隔為該複數個區域，並且任兩相鄰之該區域內的該氣液混合物無法通過該擋塊而互相流通；以及複數個氣體回收裝置，分別與該至少一回收環之該複數個抽氣口對應連接，以收集該至少一回收環之對應區域內的該氣液混合物。
如請求項1之基板濕處理設備，其中每一該氣體回收裝置包含：一風箱，包含一第一連接口和一第二連接口，其中該第一連接口與該至少一回收環之其中之一該抽氣口連接，使得該至少一回收環內的該氣液混合物經由該第一連接口進入該風箱的內部；一排氣管，與該風箱之該第二連接口連接；以及一集氣箱，與該排氣管連接，配置為收集該氣液混合物以將其排出。
如請求項2之基板濕處理設備，其中該液體回收裝置包含複數個沿著該垂直方向堆疊設置之該回收環，以及每一該氣體回收裝置包含複數個該風箱和複數個該排氣管，並且該複數個風箱藉由該複數個排氣管連接至該集氣箱，其中該複數個風箱分別與該複數個回收環之相同區域的抽氣口對應連接。
如請求項1之基板濕處理設備，其中該至少一回收環還包含：一接收口，與該旋轉台對準；以及一分隔板，設置在該至少一回收環的內部以分隔出一內環空間和一外環空間，其中該內環空間承接從該接收口進入的該製程液體及其混合的該氣液混合物，並且該分隔板阻擋該製程液體從該內環空間流至該外環空間，以及該分隔板上形成有複數個通孔，使得該內環空間內的該氣液混合物經由該複數個通孔進入該外環空間，其中該複數個擋塊設置在該外環空間。
如請求項4之基板濕處理設備，其中該至少一回收環還包含一液體收集口，與該內環空間連通，配置為讓該製程液體從該液體收集口排出。
如請求項4之基板濕處理設備，其中該至少一回收環還包含：一環形上蓋；一環形底板，與該環形上蓋對應設置；以及一外環壁，與該環形上蓋之外周緣和該環形底板之外周緣連接，其中該複數個抽氣口設置在該外環壁上，且與該複數個氣體回收裝置對應連接，其中該分隔板設置在該環形上蓋和該環形底板之間，以及該接收口位在該環形上蓋之內周緣和該環形底板之內周緣之間。
如請求項1之基板濕處理設備，其中該液體供應裝置包含複數個噴嘴。
一種用於基板濕處理設備之回收環，包含：一環形上蓋；一環形底板，與該環形上蓋對應設置；一接收口，位在該環形上蓋之內周緣和該環形底板之內周緣之間，並且與旋轉台對準；一外環壁，與該環形上蓋之外周緣和該環形底板之外周緣連接，其中該外環壁設置有複數個抽氣口；以及複數個擋塊，設置在該環形上蓋與該環形底板之間，配置為將該回收環分隔為複數個區域，且其中之一該抽氣口對應設置在其中之一區域，以及任兩相鄰之該區域內的氣液混合物無法通過該擋塊而互相流通。