基板压平设备的制作方法

本实用新型涉及一种基板压平设备，特别是涉及一种用于半导体工艺的基板压平设备。

背景技术：

随着科技的进步，电子装置朝向小型化与精密化发展，使得半导体的工艺也趋于繁杂。举例来说，半导体的基板需经过研磨、机械加工、蚀刻、高温加热等多道工艺才得以形成电子装置内的集成电路。此外，当基板在进行清洗或蚀刻等工艺时，一般是采用真空吸附或者是边缘夹持的方式将基板固定在旋转夹头(spin chuck)上，并且将基板进行高速旋转并于上方喷洒清洗或蚀刻的液体。

然而，当基板在通过上述多道研磨、机械加工和高温工艺后，基板会因机械力或热应力的影响而产生形变。尤其是对于薄型的基板(例如硅晶圆或玻璃基板等)而言，在通过各种加工和高温工艺后，更为容易造成基板发生严重的形变而使得基板整体呈现不规则的翘曲。因此，当发生翘曲变形的基板在进行清洗或蚀刻等工艺时，基板并非平整地放置在旋转夹头上，因而导致旋转夹头无法顺利地通过真空吸盘将基板进而真空吸附以固定于其上。亦或是由于基板的翘曲的边缘与旋转夹头的夹爪发生结构上的干涉，导致夹爪无法顺利地将基板夹持且固定在旋转夹头上。

有鉴于此，有必要提出一种设备用于辅助改善基板与旋转夹头之间的接触面，以使得基板可平整地放置在旋转夹头上，进而使旋转夹头可通过其固定机 构将基板顺利地固定于其上。

技术实现要素：

为解决上述现有技术的问题，本实用新型的目的在于提供一种基板压平设备，通过特定机构对放置于旋转夹头上的基板施加一适当的压力，以将翘曲变形的基板紧密地压附在旋转夹头上，进而使旋转夹头可通过其固定机构(例如真空吸盘或夹爪等)将基板顺利地固定于其上。

为达成上述目的，本实用新型提供一种基板压平设备，包含：一基座；一旋转臂，其一端与所述基座可转动地连接；以及一盘型组件，与所述旋转臂的另一端连接，其中所述盘型组件随着所述旋转臂朝一第一旋转方向转动而向下移动，使得所述盘型组件的一盘面叠置于承载在一旋转夹头的一基板上，并且对所述基板施以一垂直向下的压力，藉此以将所述基板平整地压合于所述旋转夹头上。

于本实用新型其中之一优选实施例当中，其中所述盘型组件包含：一连接盘，其一面通过一万向接头与所述旋转臂的所述另一端衔接，并且通过所述万向接头调节所述连接盘与所述旋转臂之间的连结角度，以使得当所述盘型组件叠置在所述基板上时，所述盘型组件保持在相对所述基板的一水平位置；以及一毛刷盘，通过多个固定栓固定在所述连接盘的另一面。

于本实用新型其中之一优选实施例当中，部分的所述多个固定栓上套设有一缓冲弹簧，用于缓冲所述盘型组件施加在所述基板上的所述垂直向下的压力。

于本实用新型其中之一优选实施例当中，所述毛刷盘包含环形阵列设置的至少一排刷毛，所述盘型组件通过所述至少一排刷毛与所述基板接触以对所述 基板施加所述垂直向下的压力。

于本实用新型其中之一优选实施例当中，所述毛刷盘包含环形阵列设置的一内排刷毛和一外排刷毛，且所述外排刷毛位于相对于所述基板外边缘的位置。

于本实用新型其中之一优选实施例当中，所述旋转臂通过一旋转动力装置与所述基座可转动地连接，所述旋转动力装置包含旋转气压缸或旋转马达。

于本实用新型其中之一优选实施例当中，所述旋转夹头为一真空吸附式的旋转夹头。

于本实用新型其中之一优选实施例当中，所述旋转夹头为一边缘夹持式的旋转夹头。

附图说明

图1显示一种显示根据本实用新型的第一优选实施例的基板压平设备的立体示意图；

图2显示图1的基板压平设备压叠在一基板上的作动示意图；

图3显示图1的基板压平设备的盘型组件的零件爆炸图；

图4显示图1的基板压平设备用于压平承载在另一承载机构上的基板的示意图；以及

图5显示将图1的基板压平设备用于制造半导体的方法流程图。

具体实施方式

为了让本实用新型的上述及其他目的、特征、优点能更明显易懂，下文将特举本实用新型优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。

请参照图1，其显示根据本实用新型的第一优选实施例的基板压平设备100的立体示意图。所述基板压平设备100包含一基座110、一旋转臂120和一盘型组件130。所述基座110的一端可固定在地面上或者是架设在一传送机构上，并且通过所述传送机构将所述基板压平设备100传送至一工作位置。如图1所示，所述旋转臂120大致呈现一“L”型，并且具有一第一端121和一第二端122。所述旋转臂120的所述第一端121通过一旋转动力装置150与所述基座110可转动地连接，以及所述旋转臂120的所述第二端122与所述盘型组件130连接，其中所述旋转动力装置150可为一旋转气压缸(如图1所示)或者是旋转马达。并且，如图1所示，可通过一盖体160将所述旋转动力装置150覆盖于其内，以避免人员误碰触或者是避免落尘污染所述旋转动力装置150。为清楚显示所述旋转动力装置150，在图1中，所述盖体160为透明/半透明的，像是由一透明/半透明塑胶材料所制成。可为习于此技的士所知悉的是，所述盖体160亦可为不透明的，像是由不透明塑胶材料或金属所制成。

请参照图1和图2，其中图2显示图1的基板压平设备100压叠在一基板300上的作动示意图。所述基板300优选为一用于半导体工艺的薄型基板，例如硅晶圆、玻璃基板等。一般而言，所述基板300在通过研磨、机械加工、高温加热等多道工艺后，所述基板300容易产生翘曲变形。因此，当通过一机器手臂将所述基板300放置在旋转夹头(spin chuck)200上后，所述基板300并非平整的贴附在所述旋转夹头200上。有鉴于此，在本实用新型中，当所述基板300放置在旋转夹头200上后，所述基板压平设备100会相应地启动。并且，通过所述旋转动力装置150控制所述旋转臂120在一垂直平面上朝一第一旋转方向R1转动，连带使得所述盘型组件130向下移动，进而将所述盘型组件130的一盘面叠置于所述基板300上，并且对所述基板300施以一垂直向下的压力F。通过上述的操 作使得能有效地压平所述基板300的翘曲变形的部位以达到将所述基板300平整地贴附在所述旋转夹头200上的功效。接着，所述旋转夹头200可通过与所述真空吸取管路210连通的多个真空吸盘(未显示于图中)对所述基板300进行真空吸附，以将所述基板300有效地固定于所述旋转夹头200上。

请参照图3，其显示图1的基板压平设备100的盘型组件130的零件爆炸图。所述盘型组件130包含一连接盘131、一毛刷盘132和一中间盘133。所述连接盘131与所述旋转臂120的所述第二端122连接。更明确地说，所述连接盘131的一面通过一万向接头140与所述旋转臂120的所述第二端122衔接。可以理解的是，通过所述万向接头140的设置可有效地调节所述连接盘131与所述旋转臂120之间的连结角度，以使得当所述盘型组件130叠置在所述基板300上时(如图2所示)，所述盘型组件130整体保持在相对所述基板300的一水平位置，进而使得所述盘型组件130可通过所述毛刷盘132的盘面对所述基板300的整体平均地施以所述垂直向下的压力F，以避免所述基板300发生单边受力不均匀而产生破片的情况。

如图1和图3所示，所述盘型组件130的所述毛刷盘132包含环形阵列设置的一内排刷毛1324和一外排刷毛1322。所述盘型组件130通过所述内排刷毛1324和所述外排刷毛1322与所述基板300接触以对所述基板300施加所述垂直向下的压力F。在本实用新型的优选实施例中，通过选用具有弹性的刷毛与所述基板300接触，可有效的吸收所述基板300的翘曲变形量。即，所述内排刷毛1324和所述外排刷毛1322的刷毛在与所述基板300接触时，会根据所述基板300的相应位置的翘曲变形量而弹性变形，进而有效地缓冲所述盘型组件130对所述基板300施加的所述垂直向下的压力F，进而避免所述基板300因单点受力过高而破裂。可以理解的是，在图1中显示的刷毛的数量只是作为示意，在不同实施 例中可根据对应的基板的尺寸而改变刷毛的数量，例如只设置环形阵列设置的单一排刷毛，或者是设置三排以上的环形阵列设置的刷毛。优选地，设置在最外围的刷毛(如外排刷毛1322)其为在相对于所述基板300外边缘的位置。

如图3所示，所述盘型组件130通过多个第一固定栓171和多个第二固定栓172将所述连接盘131、所述毛刷盘132和所述中间盘133组装固定。具体而言，所述连接盘131通过所述多个第一固定栓171固定在所述中间盘133的一面，并且每一所述第一固定栓171上套设有一缓冲弹簧173，用于缓冲所述盘型组件130施加在所述基板300上的所述垂直向下的压力F。其次，所述毛刷盘132通过所述多个第二固定栓172固定在所述中间盘133的另一面。

请参照图4，其显示图1的基板压平设备100用于压平承载在另一承载机构上的基板300的示意图。在此实施例中，所述承载机构为边缘夹持式的旋转夹头400，其包含多个夹爪410。当通过一机器手臂将所述基板300放置在所述边缘夹持式的旋转夹头400上时，所述多个夹爪410位在远离所述基板300的位置。接着，当通过所述基板压平设备100压平所述基板300时，所述多个夹爪410则会朝向所述基板300的方向转动，进而将所述基板300夹持固定在所述边缘夹持式的旋转夹头400上。

请参照图5，其显示将图1的基板压平设备100用于制造半导体的方法流程图。首先，步骤S11，通过一机器手臂将基板300放置在旋转夹头200上，所述基板300优选为一用于半导体工艺的薄型基板，例如硅晶圆、玻璃基板等。接着，进行步骤S12，提供所述基板压平设备100，且所述基板压平设备100设置在对应于所述旋转夹头200的一工作位置。并且，如上所述，所述基板压平设备100包含基座110、旋转臂120以及盘型组件130，且所述旋转臂120的一端与所述基座110可转动地连接，以及所述盘型组件130与所述旋转臂120的另一端 连接。接着，进行步骤S13，控制所述基板压平设备100的所述旋转臂120在一垂直平面上朝一第一旋转方向R1(如图2所示)转动，以使得所述盘型组件130连带地向下移动。接着，进行步骤S14，控制将所述盘型组件130的毛刷盘132的盘面叠置于所述基板300上，并且对所述基板300施以垂直向下的压力F，进而有效地将所述基板300的翘曲变形的部分压平。

再者，在本实施例中所述旋转夹头200为一种真空吸附式的旋转夹头200。可以理解的是，一般而言，在真空吸附式的旋转夹头200上通常配置有真空吸盘、真空吸取管路210(如图2所示)以及用于侦测真空值的真空值感测器。因此，在控制所述盘型组件130对所述基板300施以所述垂直向下的压力F之后还可包含步骤S15，通过与所述真空吸取管路210连通的多个真空吸盘对所述基板300进行真空吸附，以将所述基板300有效地固定于所述旋转夹头200上。并且通过真空值感测器量测到的数值判断所述基板300与所述盘型组件130之间的真空吸附值是否到达一预设值，如是，控制所述基板压平设备100的所述旋转臂120朝一第二旋转方向转动(即，相反于所述第一旋转方向R1转动的方向)，以使得所述盘型组件130连带地向上移动进而离开所述基板300的表面。如否，控制所述盘型组件130继续对所述基板300施以所述垂直向下的压力F直到所述基板300与所述盘型组件130之间的真空吸附值到达所述预设值。此外，当本实用新型的所述基板压平设备100应用压平承载在边缘夹持式的旋转夹头400(如图4所示)的基板300时，可通过在所述边缘夹持式的旋转夹头400上设置适当的感测器，用于判断所述基板300是否已被所述基板压平设备100平整地压合于所述边缘夹持式的旋转夹头400上，如是，接着再控制夹爪410朝向所述基板300的方向转动，进而将所述基板300的边缘夹持固定在所述边缘夹持式的旋转夹头400上，并且控制所述基板压平设备100的所述旋转臂120朝一第二旋转方向转 动，以使得所述盘型组件130连带地向上移动进而离开所述基板300的表面。如否，则控制所述盘型组件130继续对所述基板300施以所述垂直向下的压力F直到所述基板300被平整地压合于所述边缘夹持式的旋转夹头400上。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于所属领域技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。