TWI900201B - 濕製程設備 - Google Patents

Abstract

一種濕製程設備，包括旋轉台、液體供給裝置及回收單元。回收單元環繞地設置在旋轉台的周圍，並可沿著第一方向相對旋轉台移動，且回收單元包括多個回收環。每一回收環包括至少一液體回收裝置及及至少一氣體回收裝置。液體回收裝置包括排液口及連接於排液口的排液管，且製程液體由排液口流至排液管。氣體回收裝置包括排氣口、連接於排氣口的排氣管及過濾元件，且排氣口位於排液口的上方，過濾元件設置於排氣管中，並用於過濾及排除氣液混合物中的液體由排氣管排出。

Description

濕製程設備

本申請涉及一種濕製程設備，特別是關於一種單晶圓濕製程設備。

在半導體晶圓、封裝、顯示面板、發光二極體等產品的製造過程中，需要經過一晶圓(基板)處理系統，以對基板的表面供給處理液，例如化學品或去離子水等，進行蝕刻、清洗、塗布等處理程序，而在該基板處理系統中，則必須藉由一濕處理設備來針對使用過之製程液進行收集、排液、回收等後續處理。

現有的晶圓(基板)濕處理設備於處理不同製程時，不同製程使用之製程液體無法單獨回收，浪費製程液體，增加回收難度及費用。針對上述問題，有業者採用不同回收環的設計，但這些設計對氣液混合物無法獨立收集，且設備規格相當複雜。由於不同的氣液混合物含有(例如酸、鹼、溶劑等)不同性質的藥液，如果混雜在一起容易產生額外的化學反應，進而造成人員或機台的傷害，並且還會增加處理回收氣體的困難度。再者，倘若混雜在一起的混合物回流到多個液體回收模組內部時，則會造成液體回收模組收集到的化學液體與混合物之間發生交叉汙染之問題。

本申請之一目的在於提供一種應用於晶圓(基板)的處理製程的濕製程設備，其可在同一機台處理多種製程，並可分開獨立回收這些製程中的製程液體及製程氣體，以提升回收效率。

本申請之另一目的在於提供一種濕製程設備，其具有可替換的過濾元件的氣體回收裝置，並可過濾排除氣液混合物中的液體，以避免氣液混合物交叉汙染。

為達上述目的，本申請提供一種濕製程設備，係應用於一晶圓或基板的處理製程中。該濕製程設備包括一旋轉台、一液體供給裝置及一回收單元。該旋轉台用於承載該晶圓或基板。該液體供給裝置設置在該旋轉台的上方，用於供應多種製程液體至該晶圓或基板上。該回收單元環繞地設置在該旋轉台的周圍，並可沿著一第一方向相對該旋轉台移動，且該回收單元包括多個回收環，每一該回收環用於收集其中一種製程液體及其夾帶氣液混合物。每一該回收環包括：至少一液體回收裝置，包括一排液口及一排液管，該排液管連接於該排液口，且該製程液體由該排液口流至該排液管；及至少一氣體回收裝置，包括一排氣口、一排氣管及一過濾元件，該排氣管連接於該排氣口，且該排氣口位於該排液口的上方，該過濾元件設置於該排氣管中，並用於過濾並排除該氣液混合物中的液體由該排氣管排出。

較佳地，該液體回收裝置的排液口及該氣體回收裝置的排氣口在一水平面上的正投影位置交錯設置。

較佳地，該液體回收裝置及該氣體回收裝置的數量分別為複數個，且該複數個液體回收裝置的複數個排液口與該複數個氣體回收裝置的複數個排氣口在該水平面上的正投影位置交錯設置。

較佳地，該排液管相對於該旋轉台的頂面朝下傾斜，該排氣管相對於該旋轉台的頂面朝上傾斜。

較佳地，該排氣管包括一連接管部及一延伸管部，該過濾元件設置在該連接管部及該延伸管部之間，並緊靠於該排氣管的一內壁面。

較佳地，該氣體回收裝置還包括一套管，該套管可拆離地套接於該連接管部及該延伸管部之間，且該過濾元件設置在該套管內。

較佳地，該套管的相對二端分別包覆該連接管部及該延伸管部的外表面。

較佳地，該排氣管還包括一罩蓋及一替換開口，該罩蓋可活動地且密封地罩蓋該替換開口，且該過濾元件可替換地由該替換開口設置在該排氣管內。

較佳地，該過濾元件與該排氣口之間具有一退縮空間。

較佳地，每一該回收環包括一底板，該底板包括一導流面，且該導流面相對於該底板朝下傾斜並鄰接於該排液口，其中該排液管相對於該底板的位置低於該導流面。

較佳地，該濕製程設備還包括一基座、多個支撐柱及一驅動機構，其中該多個支撐柱設置在該基座上並串接該多個回收環，且該驅動機構用於驅動該多個支撐柱同步沿著該第一方向相對該旋轉台移動。

在本申請實施例中，濕製程設備的氣體回收裝置與液體回收裝置在各個回收環的橫向及縱向上交錯設置，避免氣液混合物交叉汙染，且各層回收環獨立設置，保養維修時可獨立處理或更換維修其中一層，更可增加回收效率。尤其，氣體回收裝置內設置有可替換的過濾元件，可有效過濾並排除氣液混合物中的液體，進而避免氣液混合物中的液體由排氣管排出。

以下各實施例的說明是參考附加的圖式，用以例示本申請可用以實施的特定實施例。本申請所提到的方向用語，例如“上”、“下”、“前”、“後”、“左”、“右”、“內”、“外”、“側面”等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本申請，而非用以限制本申請。

本申請特別以下述例子加以描述，這些例子僅係用以舉例說明而已，因為對於熟習此技藝者而言，在不脫離本揭示內容之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。在通篇說明書與申請專利範圍中，除非內容清楚指定，否則「一」以及「所述」的意義包含這一類敘述包含「一或至少一」所述元件或成分。此外，如本申請所用，除非從特定上下文明顯可見將複數個排除在外，否則單數冠詞亦包含複數個元件或成分的敘述。而且，應用在此描述中與下述之全部申請專利範圍中時，除非內容清楚指定，否則「在其中」的意思可包含「在其中」與「在其上」。

下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本申請中的實施例，本領域技術專員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬本申請保護的範圍。

本申請提供一種單晶圓或基板濕製程設備，可應用於半導體前段製程、半導體先進封裝製程、化合物半導體製程、光電製程等。參照圖1及圖2，圖1為本申請實施例的濕製程設備1的立體結構示意圖，圖2為圖1的濕製程設備1的俯視圖。如圖1及圖2所示，本申請的濕製程設備1包括一旋轉台10、一回收單元20、一基座50及一液體供給裝置60(如圖3所示)。詳細地，旋轉台10及回收單元20設置在基座50上，且液體供給裝置60可活動地設置在旋轉台10的上方。在一些實施例中，旋轉台10的頂部包含真空吸盤，並且藉由真空吸盤的施加的吸力，使得晶圓或基板(未圖示)可被固定在旋轉台10的頂部。旋轉台10配置有驅動機構，用於驅使旋轉台10繞軸樞轉。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。另一方面，液體供給裝置60可透過噴嘴對晶圓施加複數種製程液體。具體來說，液體供給裝置60還包含多條液體傳輸管線。藉此設計，可根據製程需求來控制液體供給裝置60施加對應的製程液體至旋轉台10上的晶圓(基板)，以對晶圓進行蝕刻或清洗等不同製程。

參照圖3及圖4並配合圖1及圖2，圖3及圖4分別為本申請濕製程設備1的剖面示意圖。如圖1至圖3所示，回收單元20環繞地設置在旋轉台10的周圍，並可沿著一第一方向D1相對旋轉台10移動。在此實施例中，第一方向D1為垂直於基座50的方向。如圖1所示，回收單元20包括多個回收環21，每一回收環21用於收集從旋轉台10上的晶圓表面因離心力甩出的製程液體，並且將製程液體排出，同時還將該製程液體夾帶氣液混合物也排出。在一些實施例中，如圖1所示，多個回收環21沿第一方向D1由上而下依序為第一回收環211、第二回收環212、第三回收環213及第四回收環214。在其他實施例中亦可視製程需要採用不同數量的回收環。詳細地，在此實施例中，第一回收環211、第二回收環212、第三回收環213及第四回收環214在使用時分別對應的製程為第一次蝕刻、第一次清洗(在第一次蝕刻後)、第二次蝕刻及第二次清洗(在第二次蝕刻後)的製程，但不侷限於此。在其他實施例中，如果二次蝕刻後要進行去光阻，則可以另外增加去光阻及去光阻後清洗二層回收環。

參照圖3，每一回收環21，也就是第一回收環211、第二回收環212、第三回收環213及第四回收環214分別包括環形底板22及對應環形底板22設置的環形上蓋23。應當注意的是，本申請實施僅例示性地繪示回收環的主要結構，對於熟知此技藝者所已知的回收環之其他基本構造，在此並不詳述。如圖1、圖3及圖4所示，每一回收環21包括一個液體回收裝置30及多個氣體回收裝置40。在此實施例中以四個氣體回收裝置40為例。在一些實施例中，每一回收環21具有的液體回收裝置30的數量及氣體回收裝置40的數量相對應，兩者的數量可視設計所需而不同。較佳地，複數個液體回收裝置30及複數個氣體回收裝置40的設置可以增加排液效率及排氣效率。

參照圖5並配合圖3至圖4，圖5為液體回收裝置30及氣體回收裝置40的平面配置示意圖。在一些實施例中，每一液體回收裝置30包括一排液口31及一排液管32。具體地，排液口31形成在回收環21的上蓋23及底板22之間，且排液管32透過接頭33連接於排液口31，使製程液體由排液口31流至排液管32。在此實施例中，排液管32可使用軟管，且軟管材料的排液管32常態下透過接頭33固定套接於回收環21，待需保養時可拆離清潔或替換。如圖3所示，每一回收環21的排液管32個別獨立設置，可增加製程液體回收率。

參照圖6，圖6為回收環21的剖面示意圖。在一些實施例中，如圖6所示，回收環21的底板22包括一導流面221，且導流面221相對於底板22朝下傾斜並鄰接於排液口31。具體地，如圖3所示，排液管32的一端透過接頭33連接於具向下傾斜外邊緣的回收環21，使排液管32相對於旋轉台10的頂面朝下傾斜，並且排液管32相對於底板22的位置低於導流面221(如圖6所示)，以利於製程液體由底板22經由導流面221流入排液管32。

在另一些實施例中，亦可採用非軟管材料的排液管(例如硬管)。具體地，硬質材料的排液管及回收環可分別設置有相對應的快接裝置。在使用時，如圖9所示，排液管32可透過套接方式(例如卡套結構)直接快速地套接於回收環，而使排液管在常態下不用固定於回收環，利於於每次製程後的維護及清潔。此外，排液管的快接裝置於脫離時，可透過卡榫作動將排液管封住，避免液體洩漏。

如圖3至圖5所示，每一氣體回收裝置40，包括一排氣口41、一排氣管42及一過濾元件43。具體地，排氣口41形成在回收環21的上蓋23處，且排氣管連42的一端接於排氣口41，另一端用於連接於抽氣設備，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(例如酸、鹼、有機溶劑等)之氣體發生交互反應，影響工業安全。在此實施例中，如圖1所示，每一回收環21配置有四個氣體回收裝置40，其等距環繞旋轉台10排列，以針對回收環21四周各區域收集氣體，增加排氣效率。如圖3至圖4及圖6所示，排氣管42相對於旋轉台10的頂面朝上傾斜，以利氣體的排出，且排氣口41位於排液口31的上方。進一步說，排氣口41與排液口31分開設置，用以避免排氣管42在抽氣過程時可能將流經排液口31的製程液體抽走的情況。

在一些實施例中，如圖5所示，回收環21設置有多個液體回收裝置30。詳細地，液體回收裝置30的排液口31及氣體回收裝置40的排氣口41在一水平面上的正投影位置交錯設置。也就是說，回收環21的複數個排液口31與複數個排氣口41在水平面上的正投影位置交錯設置，進一步避免氣體回收裝置40在抽氣過程時可能將流經排液口31的製程液體抽走的情況。

參照圖7配合圖4，圖7為圖4的濕製程設備1的A部分的局部放大示意圖。特別說明的是，在本申請實施例，排氣管42內設置有過濾元件43，用於過濾並排除氣液混合物中的液體，進而避免氣液混合物中的液體由排氣管42排出。詳細地，過濾元件43可被更換地設置在排氣管42的排氣通道上，且過濾元件43的材質可為耐酸鹼的材料，視製程需要可使用包含但不限於聚丙烯(polypropylene, PP), 聚苯乙烯 ( polystyrene, PS), PFA,聚四氟乙烯 (polytetrafluoroethene, PTFE), 聚偏二氟乙烯 (polyvinylidene difluoride, PVDF) 等材料。如圖4及圖7所示，排氣管42包括一連接管部421及一延伸管部422，且過濾元件43設置在連接管部421及延伸管部422之間，並緊靠於排氣管42的一內壁面42a。在此實施例中，氣體回收裝置40還包括一套管45，且過濾元件43設置在套管45內。具體地，套管45可透過緊配合、旋緊或卡接等方式可拆離地套接於連接管部421及延伸管部422之間。較佳地，套管45的相對二端分別包覆連接管部421及延伸管部422的外表面42b，以確保套管45與排氣管42的緊密配合。當過濾元件43需要替換時，僅需將套管45由排氣管42拆離即可輕易又快速地完成過濾元件43的替換作業。

參照圖8A及圖8B，圖8A為本申請另一實施例的濕製程設備的排氣管及罩蓋的局部放大示意圖，圖8B為圖8A的罩蓋開啟的立體示意圖。在此實施例中，排氣管42包括一罩蓋423及一替換開口424。詳細地，替換開口424形成在排氣管42上，且罩蓋423可活動地且密封地罩蓋替換開口424。利用上述結構，過濾元件43可直接由替換開口424設置在排氣管42內。當過濾元件43需要替換時，僅需將罩蓋423打開即可輕易又快速地完成過濾元件43的替換作業。特別說明的是，本申請圖7及圖8A及8B實施例所示的過濾元件43皆與排氣口41之間具有一退縮空間401(如圖6及圖7所示)，其離排氣管42與回收環21的上蓋23的轉角處例如至少0.5公分以上，較佳為1公分或是以上。藉由退縮空間401的設置可避免製程液體直接接觸到過濾元件43。

繼續參照圖3至圖4，本申請的濕製程設備1還包括多個支撐柱51及一驅動機構52。具體地，多個支撐柱51設置在基座50上並串接多個回收環21。單一驅動機構52用於驅動多個支撐柱51同步沿著第一方向D1相對旋轉台10移動，同時帶動回收環21沿著第一方向D1相對旋轉台10升降移動。並且，由於每一個回收環21包括一個液體回收裝置30及四個氣體回收裝置40，故當回收環21升降時，連帶地液體回收裝置30及氣體回收裝置40會一起上升或下降。藉由驅動機構52及支撐柱51構成的升降裝置的控制，可使指定之第一回收環211、第二回收環212、第三回收環213或第四回收環214移動至與旋轉台10對準，其中對準是指其中之一第一回收環211、第二回收環212、第三回收環213或第四回收環214的排液口31與旋轉台10上的晶圓（基板）相鄰，使得當液體供給裝置60施加製程液體至旋轉台10上的晶圓（基板），且旋轉台10旋轉時，晶圓（基板）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211、第二回收環212、第三回收環213或第四回收環214收集，同時還將製程液體夾帶氣液混合物也由排氣口41排出。

綜上所述，本申請揭示的濕製程設備的氣體回收裝置與液體回收裝置在各個回收環的橫向及縱向上交錯設置，避免氣液混合物交叉汙染，且各層回收環獨立設置，保養維修時可獨立處理或更換維修其中一層，更可增價回收效率。尤其，氣體回收裝置內設置有可替換的過濾元件，可有效過濾並排除氣液混合物中的液體，進而避免氣液混合物中的液體由排氣管排出。

雖然本申請已以優選實施例闡述如上，但上述優選實施例並非用以限制本申請，本領域的普通技術人士在不脫離本申請的精神和範圍內，均可作各種更動與潤飾，因此本申請的保護範圍以請求項界定的範圍為準。

以上對本申請實施例所提供用於晶圓及基板的處理製程中的濕製程設備詳細介紹，本文中應用了具體個例對本申請的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本申請的方法及其核心思想。同時，對於本領域的技術人員，依據本申請的思想，在具體實施方式及應用範圍上均會有改變的地方，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本申請的限制。

1:濕製程設備 10:旋轉台 20:回收單元 21:回收環 211:第一回收環 212:第二回收環 213:第三回收環 214:第四回收環 22:底板 221:導流面 23:上蓋 30:液體回收裝置 31:排液口 32:排液管 33:接頭 40:氣體回收裝置 401:退縮空間 41:排氣口 42:排氣管 42a:內壁面 42b:外表面 421:連接管部 422:延伸管部 423:罩蓋 424:替換開口 43:過濾元件 45:套管 50:基座 51:支撐柱 52:驅動機構 60:液體供給裝置 D1:第一方向

圖1為本申請濕製程設備的立體結構示意圖。 圖2為圖1的濕製程設備的俯視圖。 圖3為本申請濕製程設備的剖面示意圖。 圖4為本申請濕製程設備的另一剖面示意圖。 圖5為本申請濕製程設備的液體回收裝置及氣體回收裝置的平面配置示意圖。 圖6為本申請濕製程設備的回收環的剖面示意圖。 圖7為圖4的濕製程設備的A部分的局部放大示意圖。 圖8A為本申請濕製程設備的排氣管及罩蓋的局部放大示意圖。 圖8B為圖8A的罩蓋開啟的立體示意圖。 圖9為本申請濕製程設備在俯視角度下的作動示意圖。

1:濕製程設備

10:旋轉台

20:回收單元

21:回收環

211:回收環

212:回收環

213:回收環

214:回收環

30:液體回收裝置

32:排液管

40:氣體回收裝置

42:排氣管

45:套管

50:基座

Claims (9)

1. 一種濕製程設備，係應用於一晶圓或基板的處理製程中，該濕製程設備包括：一旋轉台，用於承載該晶圓或基板；一液體供給裝置，設置在該旋轉台的上方，用於供應多種製程液體至該晶圓或基板上；以及一回收單元，環繞地設置在該旋轉台的周圍，並可沿著一第一方向相對該旋轉台移動，且該回收單元包括多個回收環，每一該回收環用於收集其中一種製程液體及其夾帶氣液混合物，其中每一該回收環包括：至少一液體回收裝置，包括一排液口及一排液管，該排液管連接於該排液口，且該製程液體由該排液口流至該排液管；及至少一氣體回收裝置，包括一排氣口、一排氣管及一過濾元件，該排氣管連接於該排氣口，且該排氣口位於該排液口的上方，該過濾元件設置於該排氣管中，並用於過濾並排除該氣液混合物中的液體由該排氣管排出；其中該液體回收裝置的排液口及該氣體回收裝置的排氣口在一水平面上的正投影位置交錯設置，該液體回收裝置及該氣體回收裝置的數量分別為複數個，且該複數個液體回收裝置的複數個排液口與該複數個氣體回收裝置的複數個排氣口在該水平面上的正投影位置交錯設置。
2. 一種濕製程設備，係應用於一晶圓或基板的處理製程中，該濕製程設備包括：一旋轉台，用於承載該晶圓或基板；一液體供給裝置，設置在該旋轉台的上方，用於供應多種製程液體至該晶圓或基板上；以及一回收單元，環繞地設置在該旋轉台的周圍，並可沿著一第一方向相對該旋轉台移動，且該回收單元包括多個回收環，每一該回收環用於收集其中一種製程液體及其夾帶氣液混合物，其中每一該回收環包括：至少一液體回收裝置，包括一排液口及一排液管，該排液管連接於該排液口，且該製程液體由該排液口流至該排液管；及至少一氣體回收裝置，包括一排氣口、一排氣管及一過濾元件，該排氣管連接於該排氣口，且該排氣口位於該排液口的上方，該過濾元件設置於該排氣管中，並用於過濾並排除該氣液混合物中的液體由該排氣管排出，其中該排液管相對於該旋轉台的頂面朝下傾斜，該排氣管相對於該旋轉台的頂面朝上傾斜。
3. 一種濕製程設備，係應用於一晶圓或基板的處理製程中，該濕製程設備包括：一旋轉台，用於承載該晶圓或基板；一液體供給裝置，設置在該旋轉台的上方，用於供應多種製程液體至該晶圓或基板上；以及一回收單元，環繞地設置在該旋轉台的周圍，並可沿著一第一方向相對該旋轉台移動，且該回收單元包括多個回收環，每一該回收環用於收集其中一種製程液體及其夾帶氣液混合物，其中每一該回收環包括：至少一液體回收裝置，包括一排液口及一排液管，該排液管連接於該排液口，且該製程液體由該排液口流至該排液管；及至少一氣體回收裝置，包括一排氣口、一排氣管及一過濾元件，該排氣管連接於該排氣口，且該排氣口位於該排液口的上方，該過濾元件設置於該排氣管中，並用於過濾並排除該氣液混合物中的液體由該排氣管排出，其中該排氣管包括一連接管部及一延伸管部，該過濾元件設置在該連接管部及該延伸管部之間，並緊靠於該排氣管的一內壁面。
4. 如請求項3所述的濕製程設備，其中該氣體回收裝置還包括一套管，該套管可拆離地套接於該連接管部及該延伸管部之間，且該過濾元件設置在該套管內。
5. 如請求項4所述的濕製程設備，其中該套管的相對二端分別包覆該連接管部及該延伸管部的外表面。
6. 一種濕製程設備，係應用於一晶圓或基板的處理製程中，該濕製程設備包括：一旋轉台，用於承載該晶圓或基板；一液體供給裝置，設置在該旋轉台的上方，用於供應多種製程液體至該晶圓或基板上；以及一回收單元，環繞地設置在該旋轉台的周圍，並可沿著一第一方向相對該旋轉台移動，且該回收單元包括多個回收環，每一該回收環用於收集其中一種製程液體及其夾帶氣液混合物，其中每一該回收環包括：至少一液體回收裝置，包括一排液口及一排液管，該排液管連接於該排液口，且該製程液體由該排液口流至該排液管；及至少一氣體回收裝置，包括一排氣口、一排氣管及一過濾元件，該排氣管連接於該排氣口，且該排氣口位於該排液口的上方，該過濾元件設置於該排氣管中，並用於過濾並排除該氣液混合物中的液體由該排氣管排出，其中該排氣管還包括一罩蓋及一替換開口，該罩蓋可活動地且密封地罩蓋該替換開口，且該過濾元件可替換地由該替換開口設置在該排氣管內。
7. 如請求項1所述的濕製程設備，其中該過濾元件與該排氣口之間具有一退縮空間。
8. 如請求項1所述的濕製程設備，其中每一該回收環包括一底板，該底板包括一導流面，且該導流面相對於該底板朝下傾斜並鄰接於該排液口，其中該排液管相對於該底板的位置低於該導流面。
9. 如請求項1所述的濕製程設備，還包括一基座、多個支撐柱及一驅動機構，其中該多個支撐柱設置在該基座上並串接該多個回收環，且該驅動機構用於驅動該多個支撐柱同步沿著該第一方向相對該旋轉台移動。