TW201818492A - 基板濕式處理裝置 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種基板濕式處理裝置，用於處理一基板。基板濕式處理裝置包括一旋轉單元、一供液單元、一液體回收單元以及一廢液收集單元。旋轉單元承載基板。供液單元提供一處理液至基板。液體回收單元設置於旋轉單元的外側。廢液收集單元包括一廢液收集槽、一供液部及一排液部。廢液收集槽設置於旋轉單元及液體回收單元之間。供液部及排液部連接於廢液收集槽，且供液部提供一清洗液至廢液收集槽。

Description

基板濕式處理裝置

本發明係關於一種基板處理裝置，特別關於一種基板濕式處理裝置。

在半導體製程中，會對基板（如晶圓）進行多道的濕式處理程序，例如對晶圓的待處理表面（正面）噴灑處理液，其可以為化學溶液（且不限於酸性或鹼性化學溶液）、或去離子水等清洗液，以對晶圓的待處理表面進行蝕刻、或清洗。習知的晶圓濕式處理裝置具有旋轉平台及供液單元，供液單元一般設置於旋轉平台的上方。旋轉平台承載並固持晶圓，旋轉平台可依不同處理程序的參數設定，進行高低速的旋轉，以帶動晶圓旋轉。供液單元則可依處理程序的不同分別使用對應之處理液，將處理液提供至晶圓的待處理表面，以對待處理表面進行蝕刻或清洗。

一般而言，晶圓濕式處理裝置具有液體回收單元（或稱為杯體），其設置於旋轉平台的外側，用以承接液體處理期間內，自晶圓飛散的處理液。然而，旋轉平台在低轉速的情況下，晶圓之待處理表面上的處理液，則可能因低轉速的離心力低，而自晶圓的邊緣流至晶圓濕式處理裝置或旋轉平台的底部，進而產生腐蝕或結晶的現象，並造成晶圓濕式處理裝置運作異常的問題。

有鑑於上述課題，本發明之主要目的係在提供一種基板濕式處理裝置，包括一液體回收單元，並藉由另外設置一濕式的廢液收集單元，以解決處理液自基板的邊緣流出而造成晶圓濕式處理裝置運作異常的問題。

為達成上述之目的，本發明提供一種基板濕式處理裝置，用於處理一基板。基板濕式處理裝置包括一旋轉單元、一供液單元、一液體回收單元以及一廢液收集單元。旋轉單元承載基板。供液單元提供一處理液至基板。液體回收單元設置於旋轉單元的外側。廢液收集單元包括一廢液收集槽、一供液部及一排液部，廢液收集槽設置於旋轉單元及液體回收單元之間，供液部及排液部連接於廢液收集槽，且供液部提供一清洗液至廢液收集槽。其中，當處理液落入廢液收集槽，處理液與清洗液混合形成一混合廢液。

根據本發明之一實施例，排液部包括一排液口及一廢液通道，排液口設置於廢液收集槽，廢液通道連接於排液口。

根據本發明之一實施例，排液部更具有一控制閥，設置於廢液通道，以控制清洗液或混合廢液自廢液收集槽排出的流速。

根據本發明之一實施例，排液口的設置位置高於廢液收集槽之一底面。

根據本發明之一實施例，排液部更具有一延伸段，其設置於廢液收集槽，且排液口位於延伸段之一頂面，使廢液收集槽內的清洗液或混合廢液，累積至延伸段之頂面的高度後，從排液口排出。

根據本發明之一實施例，排液口設置於廢液收集槽之一側壁。

根據本發明之一實施例，其中供液部非持續性地提供清洗液，廢液收集槽內的清洗液或混合廢液保持於一預設水位。

根據本發明之一實施例，供液部持續性地提供清洗液至廢液收集槽。

根據本發明之一實施例，廢液收集組件更包括一偵測件，設置於廢液收集槽，並偵測混合廢液的容量。

根據本發明之一實施例，當旋轉單元的轉速大於一預設值時，液體回收單元自基板接收處理液，當旋轉平台的轉速小於預設值時，廢液收集槽自基板接收處理液。

根據本發明之一實施例，其中液體回收單元更包括一承接件，用以接收處理液，承接件延伸覆蓋設置於廢液收集槽之一外圍槽壁。

承上所述，依據本發明之基板濕式處理裝置，其包括旋轉單元、供液單元、液體回收單元以及廢液收集單元。廢液收集單元設置於旋轉單元及液體回收單元之間，且廢液收集槽位於基板的下方，以接收自基板邊緣流出的處理液，以避免處理液直接滴落至基板濕式處理裝置的底部。又，廢液收集單元的供液部提供清洗液至廢液收集槽，以稀釋所接收之處理液，以避免處理液於廢液收集單元中產生結晶的情形，進而可避免基板濕式處理裝置運作異常，並增加其使用壽命。

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1為本發明之一實施例之基板濕式處理裝置的剖面示意圖，請參考圖1所示。本實施例之基板濕式處理裝置1係用於處理基板S，具體而言，基板濕式處理裝置1係應用在半導體晶圓製程中的濕式處理程序，例如對基板S（如晶圓）的表面進行蝕刻或清洗等程序。在本實施例中，基板濕式處理裝置1包括一旋轉單元10、一供液單元20、一液體回收單元30以及一廢液收集單元40。其中，旋轉單元10用以承載基板S，並帶動基板S旋轉。在本實施例中，旋轉單元10包括轉軸11及固定件12，轉軸11連接於固定件12。藉由固定件12承載並固定基板S，並透過轉軸11帶動固定件12及基板S旋轉。其中，固定件12可透過卡扣機構固持基板S，或是透過真空負壓的方式吸取並固定基板S，本發明並不限制。

在本實施例中，供液單元20設置於旋轉單元10的上方，以提供一處理液至基板S。處理液係指於半導體晶圓製程中的濕式處理程序中所需使用的液體，其可例如但不限於酸性化學液、或鹼性化學液、或去離子水等清洗液。藉由供液單元20提供處理液，並噴灑至旋轉中的基板S，以對基板S進行蝕刻或清洗等程序。

液體回收單元30係設置於旋轉單元10的外側，用以接收自基板S飛散的處理液。本實施例之液體回收單元30包括承接件31、排液通道32、回收槽33，排液通道32分別連通承接件31及回收槽33，而承接件31係位於基板S的外側。藉由承接件31接收自基板S飛散的處理液，並導引至承接件31的內部，接著經由排液通道32流至回收槽33。其中，回收之處理液可進行回收再利用的循環程序，亦可由操作人員選擇是否進行回收程序，本發明並不限制。另外，液體回收單元30具有升降機構（圖未顯示），其連接於承接件31，可將承接件31移動至與基板S相對應的位置，以承接飛濺的處理液。

圖2為圖1所示之旋轉單元、液體回收單元及廢液收集單元的上視圖，請同時參考圖1及圖2所示。本實施例之廢液收集單元40包括一廢液收集槽41、一供液部42及一排液部43。廢液收集槽41設置於旋轉單元10及液體回收單元30之間，且位於基板S的下方，用以接收自基板S的邊緣所流出的處理液，排液部43連接於廢液收集槽41，用以排除廢液收集槽41內的液體。在本實施例中，排液部43包括一排液口431及一廢液通道432，排液口431設置於廢液收集槽41，排液口431可以為圓孔狀、橢圓孔狀、環狀、或其他多邊形狀，本發明並不限定。又，廢液通道432連接於排液口431，使處理液自排液口431往廢液通道432排出。

進而言之，本實施例之液體回收單元30用於回收飛散的大部分處理液，並可進行後續之回收再利用程序，而廢液收集單元40則是用於接收未能飛散至承接件31之處理液，其可直接作為廢液並由排液部43排除。藉由設置此濕式的廢液收集單元40，以避免處理液直接從基板S的邊緣流至基板濕式處理裝置1或旋轉單元10的底部，進而產生腐蝕或結晶的現象，而造成基板濕式處理裝置1運作異常的問題。

另外，可參考圖1所示，液體回收單元30之承接件31可延伸覆蓋設置於廢液收集單元40之廢液收集槽41之外圍槽壁，因此，處理液僅會飛濺或流入至承接件31或廢液收集槽41，可避免處理液流至基板濕式處理裝置1的底部，進而產生腐蝕或結晶的現象，或造成基板濕式處理裝置1運作異常的問題。

另外，轉軸11亦可依據不同的製程條件之參數設定，使旋轉單元10進行高低速的旋轉。當旋轉單元10的轉速大於一預設值時，基板S上的處理液因較大的離心力而飛濺至外側的承接件31，使液體回收單元30自基板S接收處理液。又，當旋轉單元10的轉速小於預設值時，基板S上的處理液則因較小的離心力而飛濺至內側的廢液收集單元40，或是直接由基板S的邊緣滴落至廢液收集槽41內，由廢液收集單元40自基板S接收處理液。於本實施例中，轉速的預設值會依據該處理液本身的性質而有所差異，以水為例，當旋轉單元10的轉速大於300 rpm時，基板S上的水會飛濺至承接件31，當旋轉單元10的轉速小於300 rpm時，基板S上的水會飛濺至廢液收集單元40，以上僅舉水為例，並不以本案之舉例為限。

一般而言，處理液大部分為酸性或鹼性的化學溶液，若單純僅由廢液收集槽41及排液部43承接並排除處理液，則容易造成廢液收集槽41、排液口431或廢液通道432內有結晶的情形發生，進而造成處理液的排放效果不佳，甚至造成基板濕式處理裝置1的異常。在本實施例中，供液部42連接於廢液收集槽41，且供液部42提供一清洗液至廢液收集槽41。當處理液自基板S落入廢液收集槽41時，處理液即可與清洗液混合而形成一混合廢液，換言之，廢液收集槽41自基板S接收處理液，廢液收集槽41內的清洗液可稀釋處理液並形成混合廢液，再透過排液部43將混合廢液排出廢液收集單元40。又，清洗液包括水、或其他可稀釋處理液的液體，以避免處理液於廢液收集槽41、排液口431或廢液通道432內產生結晶的情形。換言之，藉由設置此濕式的廢液收集單元40，可避免處理液於廢液收集單元40產生腐蝕或結晶的現象。

較佳的，廢液收集槽41內可持續性地具有清洗液，使清洗液或混合廢液的液面高於廢液收集槽41的底面。具體而言，可於基板濕式處理裝置1運轉時，供液部42持續性地提供清洗液至廢液收集槽41內，藉此增加清洗液與處理液混合的時間、流動，使處理液可被清洗液有效地稀釋後，再自排液口431排出，以避免前述結晶的問題。當然，亦可藉由其他結構達成此效果，例如使排液口431的設置位置高於廢液收集槽41的底面，故清洗液或混合廢液於廢液收集槽41內堆積至排液口431的高度後，始可由排液部43排出。

圖3為圖1所示之廢液收集槽的立體示意圖，請同時參考圖1及圖3所示。在本實施例中，排液部43更具有一延伸段433，其設置於廢液收集槽41的底面，排液口431則位於延伸段433的頂面，廢液通道432的一端與延伸段433連通。藉由延伸段433的設計，使供液部42所提供之清洗液，或其與處理液混合後所形成的混合廢液，累積至延伸段433頂面的高度後，始能從排液口431排出。因此，供液部42可以非持續性的方式提供清洗液，或是以週期性的方式提供清洗液，例如供液部42在提供清洗液10分鐘後，間隔一段時間，例如5至10分鐘，再繼續提供清洗液10分鐘。即便供液部42停止提供清洗液的期間，排液口431的設置位置高於廢液收集槽41之底面的設計，使廢液收集槽41內的清洗液或混合廢液仍可保持在一預設水位，即排液口431的高度。

圖4為圖1所示之排液部之另一實施例的示意圖，請參考圖4所示。本實施例之廢液收集單元40a，其將排液口431a設置於廢液收集槽41a的側壁，使排液口431a的設置位置高於廢液收集槽41a的底面，同樣可達到有效地稀釋處理液的效果。又，供液部42a提供清洗液的入口，可設置於廢液收集槽41a的側壁、或底面，而本實施例係以設置於廢液收集槽41a的側壁為例。在本實施例中，液體回收單元30之承接件31亦可延伸覆蓋設置於廢液收集單元40a之廢液收集槽41a之外圍槽壁，其他細節內容可參考前述實施例，並沿用其標號。

在其他實施例中，即便排液口431位於廢液收集槽41的底面，亦即未高於廢液收集槽41的底面，亦可藉由設置控制閥（圖未顯示），以達到廢液收集槽41內可持續性地具有清洗液的效果。具體而言，排液部43更可具有一控制閥，其可設置於廢液通道432，以控制混合廢液排出的流速小於供液部42提供清洗液的流速，藉此使廢液收集槽41內可持續性地保有清洗液或混合廢液。

較佳的，廢液收集單元40更可包括一偵測件（圖未顯示），其可設置於廢液收集槽41，用以偵測廢液收集槽41內混合廢液的容量，舉例而言，偵測容量可以為偵測對應之液面高度。對應的，基板濕式處理裝置1更可包括控制模組，其與偵測件及供液部42連接，藉由偵測件偵測廢液收集槽41內混合廢液的容量，以控制供液部42提供清洗液的流速。抑或是，控制模組與偵測件及排液部43的控制閥連接，同樣藉由偵測件偵測廢液收集槽41內混合廢液的容量，但透過調整排液部43的控制閥，以控制混合廢液排出的流速。

綜上所述，依據本發明之基板濕式處理裝置，其包括旋轉單元、供液單元、液體回收單元以及廢液收集單元。廢液收集單元設置於旋轉單元及液體回收單元之間，且廢液收集槽位於基板的下方，以接收自基板邊緣流出的處理液，以避免處理液直接滴落至基板濕式處理裝置的底部。又，廢液收集單元的供液部提供清洗液至廢液收集槽，以稀釋所接收之處理液，以避免處理液於廢液收集單元中產生結晶的情形，進而可避免基板濕式處理裝置運作異常，並增加其使用壽命。

本發明無論就目的、手段及功效，在在均顯示其迥異於習知技術之特徵，懇請 貴審查委員明察，早日賜准專利，俾嘉惠社會，實感德便。惟應注意的是，上述諸多實施例係為了便於說明而舉例，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

1‧‧‧基板濕式處理裝置

10‧‧‧旋轉單元

11‧‧‧轉軸

12‧‧‧固定件

20‧‧‧供液單元

30‧‧‧液體回收單元

31‧‧‧承接件

32‧‧‧排液通道

33‧‧‧回收槽

40、40a‧‧‧廢液收集單元

41、41a‧‧‧廢液收集槽

42、42a‧‧‧供液部

43‧‧‧排液部

431、431a‧‧‧排液口

432‧‧‧廢液通道

433‧‧‧延伸段

S‧‧‧基板

圖1為本發明之一實施例之基板濕式處理裝置的剖面示意圖。 圖2為圖1所示之旋轉單元、液體回收單元及廢液收集單元的上視圖。 圖3為圖1所示之廢液收集槽的立體示意圖。 圖4為圖1所示之排液部之另一實施例的示意圖。

Claims (11)

1. 一種基板濕式處理裝置，用於處理一基板，包括： 一旋轉單元，承載該基板； 一供液單元，提供一處理液至該基板； 一液體回收單元，設置於該旋轉單元的外側；以及 一廢液收集單元，包括一廢液收集槽、一供液部及一排液部，該廢液收集槽設置於該旋轉單元及該液體回收單元之間，該供液部及該排液部連接於該廢液收集槽，且該供液部提供一清洗液至該廢液收集槽； 其中，當該處理液落入該廢液收集槽，該處理液與該清洗液混合形成一混合廢液。
2. 如申請專利範圍第1項所述之基板濕式處理裝置，其中該排液部包括一排液口及一廢液通道，該排液口設置於該廢液收集槽，該廢液通道連接於該排液口。
3. 如申請專利範圍第2項所述之基板濕式處理裝置，其中該排液部更具有一控制閥，設置於該廢液通道，以控制該清洗液或該混合廢液自該廢液收集槽排出的流速。
4. 如申請專利範圍第2項所述之基板濕式處理裝置，其中該排液口的設置位置高於該廢液收集槽之一底面。
5. 如申請專利範圍第4項所述之基板濕式處理裝置，其中該排液部更具有一延伸段，其設置於該廢液收集槽，且該排液口位於該延伸段之一頂面，使該廢液收集槽內的該清洗液或該混合廢液，累積至該延伸段之該頂面的高度後，從該排液口排出。
6. 如申請專利範圍第4項所述之基板濕式處理裝置，其中該排液口設置於該廢液收集槽之一側壁。
7. 如申請專利範圍第4項所述之基板濕式處理裝置，其中該供液部非持續性地提供該清洗液，該廢液收集槽內的該清洗液或該混合廢液保持於一預設水位。
8. 如申請專利範圍第1項所述之基板濕式處理裝置，其中該供液部持續性地提供該清洗液至該廢液收集槽。
9. 如申請專利範圍第1項所述之基板濕式處理裝置，其中該廢液收集單元更包括一偵測件，設置於該廢液收集槽，並偵測該混合廢液的容量。
10. 如申請專利範圍第1項所述之基板濕式處理裝置，其中當該旋轉單元的轉速大於一預設值時，該液體回收單元自該基板接收該處理液，當該旋轉單元的轉速小於該預設值時，該廢液收集槽自該基板接收該處理液。
11. 如申請專利範圍第10項所述之基板濕式處理裝置，其中該液體回收單元更包括一承接件，用以接收該處理液，該承接件延伸覆蓋設置於該廢液收集槽一外圍槽壁。