液体工艺装置的制作方法

本发明是关于一种液体工艺装置，特别是一种可防止液体不当的流进液体工艺装置内部而造成设备毁损的液体工艺装置。

背景技术：

在制作半导体晶圆的过程中，会需要将晶圆放在液体工艺机台上，让晶圆在液体工艺机台上旋转，并且使液体工艺机台对晶圆的表面施加酸液以进行蚀刻；待蚀刻工艺结束后，会再使液体工艺机台对晶圆的表面施加清洗液以进行清洁。一般的液体工艺机台具有一旋转平台、一抽气通道和一抽气机。抽气通道的一端连通抽气机，另一端穿过旋转平台，如此一来，当抽气机抽气时，抽气通道设于旋转平台的一端会产生吸引力；藉此，放置在旋转平台上的晶圆会被该吸引力吸住，而不会在旋转时被甩出旋转平台。

然而，若是晶圆上有裂缝，则液体工艺机台在对旋转的晶圆的表面施加液体时，液体可能会穿过裂缝而被抽气通道的吸引力吸住，此时，被抽气通道吸到的液体，便会经由抽气通道而渗入抽气机或液体工艺机台内部的其他元件内，而造成液体工艺机台的元件毁损。

因此，有必要提供一种新的液体工艺机台，其可防止液体不当的流进液体工艺机台内部而造成设备毁损。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种可防止液体不当的流进液体工艺装置内部而造成设备毁损的液体工艺装置。

为达成上述的目的，本发明的一种液体工艺装置，用以对一晶圆的表面供给一液体以进行液体工艺。液体工艺装置包括一基座、一旋转轴、一固定件、一液体供给件、一防漏件和一气体供应件。旋转轴连接基座且具有一轴内通道。固定件连接旋转轴且用以固定晶圆，固定件具有一穿设的通孔，通孔与轴内通道连通。液体供给件提供液体至晶圆的表面。防漏件与通孔连通。气体供应件连通防漏件且提供一气体源至固定件。当液体从固定件的通孔进入旋转轴时，液体流向防漏件中，以防止液体流向气体供应件。

根据本发明之一实施例，防漏件包括一气液分离单元以及一开关件，气液分离单元与通孔连通，以使由通孔进入旋转轴的液体储存于气液分离单元。开关件包括一排液通道，开关件通过排液通道与气液分离单元连通，以控制由气液分离单元排出的液体流量。

根据本发明之一实施例，气体供应件包括一气体通道以及一控制开关，气体供应件通过气体通道与气液分离单元连通，控制开关设置于气体通道，以控制气体通道内的一气体压力。

根据本发明之一实施例，当液体从固定件的通孔进入旋转轴时，控制开关断开气体供应件与气液分离单元的连通。

根据本发明之一实施例，其中当气体压力为一负压时，晶圆固定于固定件，当气体压力为一非负压时，晶圆自固定件移动。

根据本发明之一实施例，防漏件更包括一侦测件，侦测件设置于气液分离单元的一侧以侦测气液分离单元内的液体的容量。

根据本发明之一实施例，其中侦测件为一液位侦测器或一液重侦测器。

根据本发明之一实施例，气液分离单元设置于轴内通道，防漏件包括一气液通道，且防漏件通过气液通道与通孔连通。

根据本发明之一实施例，其中气液分离单元设置于基座远离旋转轴的一侧，防漏件包括一气液通道，防漏件通过气液通道与轴内通道的一端连通，其中防漏件通过气液通道与通孔连通。

根据本发明之一实施例，其中气液通道远离通孔的一端具有一第一端口，气体通道接近通孔的一端具有一第二端口，第一端口和气液分离单元的底部相距一第一间距，第二端口和气液分离单元的底部相距一第二间距，第一间距小于第二间距。

根据本发明之一实施例，其中该旋转轴为一旋转马达。

根据本发明之一实施例，液体工艺装置更包括一液体收集件，液体收集件设置于基座且收集由旋转轴带动晶圆旋转时所喷出的液体。

根据本发明之一实施例，液体工艺装置更包括一具有一缓冲空间的缓冲容器，缓冲容器设置于防漏件和气体供应件之间且彼此连通，其中液体工艺装置为多个，气体供应件提供气体源至缓冲空间，当其中至少一个液体工艺装置异常时，其余液体工艺装置通过缓冲空间的一缓冲气压维持正常运作。

附图说明

图1为本发明的第一实施例的液体工艺装置的示意图。

图2为本发明的第一实施例的液体和气体在气液分离单元中分离的示意图。

图3为本发明的第二实施例的液体工艺装置的示意图。

图3a为本发明的第二实施例的具有另一态样的气液通道的液体工艺装置的示意图。

图4为本发明的第三实施例的液体和气体在气液分离单元中分离的示意图。

图5为本发明的第四实施例的液体和气体在气液分离单元中分离的示意图。

图6为本发明的第五实施例的液体工艺装置的示意图。

其中附图标记为：

液体工艺装置1、1a、1b

固定件10

通孔11

旋转轴20、20a

轴内通道22、22a

防漏件30、30a、30b、30c

气液分离单元31、31a、31b、31c

开关件33、33a

排液通道331、331a、331b、331c

检测件34、34b、34c

气液通道35、36、36a

第一端口351

隔板37、37a

气体供应件40、40a、40b、40c、40d

气体通道41、41a、41b、41c、41d

第二端口411

控制开关42

液体供给件50

液体收集件60

收集环61、61a

基座70、70a

侧壁71、71a

缓冲容器80

驱动件90

气体流动方向a

第一间距d

第二间距e

液体l

晶圆w

裂缝y

具体实施方式

为能让贵审查委员能更了解本发明的技术内容，特举较佳具体实施例说明如下。

以下请一并参考图1至图2关于本发明的第一实施例的液体工艺装置。图1为本发明的第一实施例的液体工艺装置的示意图；图2为本发明的第一实施例的液体和气体在气液分离单元中分离的示意图。

在本发明的第一实施例之中，如图1和图2所示，本发明的液体工艺装置1是用以对一晶圆w的表面供给一液体l以进行液体工艺。液体l例如为酸液或清洗液，其可施加在晶圆w的表面以进行蚀刻或清洗的液体工艺。液体工艺装置1包括一固定件10、一旋转轴20、一防漏件30、一气体供应件40、一液体供给件50、一液体收集件60和一基座70。

在本发明的第一实施例之中，固定件10是用以固定和承载晶圆w的平台。固定件10具有一穿设的通孔11，通孔11连通旋转轴20的内部。固定件10也可和旋转轴20、防漏件30及气体供应件40配合而在固定件10表面产生吸引力，该吸引力可吸引而固定晶圆w。然而，固定件10固定晶圆w的方式并不以上述为限，固定件10亦可设计为具有吹气效能，以通过习知的吹气悬浮方式来固定晶圆w，或是设计为具有爪夹，以夹取晶圆w周围来固定晶圆w。

在本发明的第一实施例之中，旋转轴20连接固定件10的底部，旋转轴20用以带动固定件10旋转。旋转轴20包括一轴内通道22。轴内通道22用以容纳液体工艺装置1的一部分元件，轴内通道22顶端设有一开孔，开孔对齐通孔11，藉此，轴内通道22连通固定件10的通孔11。于本实施例中，仅以单个通孔11以及对齐设置作为举例，可依实际需求而设置多个通孔11和非对齐的方式设置，例如倾斜角度设置通孔11，并不以本案的举例为限。于本发明中，液体工艺装置1更包括一驱动件90，驱动件90用以驱动旋转轴20，以使旋转轴20整体旋转，以进而带动固定件10旋转，驱动件90位于轴内通道22的底部；但驱动件90所在位置不以上述为限，其亦可设计成位于旋转轴20底部的外侧。于本实施例中，驱动件90可为一旋转马达。于一实施例中，旋转轴20可为一旋转马达，例如旋转轴20本身为旋转马达或是旋转轴20为旋转马达的中心轴。

在本发明的第一实施例之中，防漏件30用以收集从通孔11流入旋转轴20内部的液体l，以防止液体l渗入液体工艺装置1的其他元件内而造成元件毁损。第一实施例的防漏件30连通固定件10的通孔11，并且一部分的防漏件30位于轴内通道22内，另一部分的防漏件30延伸至旋转轴20外而位于基座70下方。防漏件30包括一气液分离单元31、一开关件33、一检测件34和一气液通道35。气液分离单元31例如为一瓶状的结构，气液分离单元31与通孔11连通，气液分离单元31用以使从通孔11流入旋转轴20内部的液体l和气体互相分离，并用以使由通孔进入旋转轴20的液体l储存于气液分离单元31内部。气液分离单元31位于轴内通道22内。开关件33包括一排液通道331，开关件33通过排液通道331与气液分离单元31连通，以控制由气液分离单元31排出的液体流量，开关件33尾端具有阀门。排液通道331由轴内通道22延伸而穿过基座70，开关件33尾端的阀门显露至基座70底部，开关件33用以供使用者开启阀门而将气液分离单元31所积存的液体l排出。检测件34设置于气液分离单元31的一侧，以检测气液分离单元31内的液体l的容量，检测件34例如为液重检测器，其为具有检测液体重量功能的电子信号发射器，其用以检测气液分离单元31内部的液体l容量是否过高；当气液分离单元31内部的液体l容量高达一定程度时，液重检测器的检测件34会对应得检测到气液分离单元31内部的液体l的重量已达到警示程度，此时，检测件34会传送电子信号至外部的计算机(图未示)，以告知使用者必须开启开关件33的阀门以排出气液分离单元31所积存的液体l。然而，检测件34的检测功能并不限定为检测液体重量功能，检测件34也可以设计为液位检测器，其为具有检测液体的水位高度功能的电子信号发射器；藉此，当气液分离单元31内部的液体l的水位高到会碰触到液位检测器的检测件34时，检测件34会对应得检测到液体l的水位，此时，检测件34会传送电子信号至外部的计算机(图未示)，以告知使用者必须开启开关件33的阀门以排出气液分离单元31所积存的液体l。另外，开关件33的阀门也可以设计为电子式的阀门，电子式的阀门可接收检测件34传送的电子信号，以使阀门自动开启而让气液分离单元31所积存的液体l流出，如此一来可以更进一步得节省使用者的操作人力。气液通道35用以使气体和液体l流动，防漏件30的气液分离单元31通过气液通道35与通孔11连通。气液通道35远离通孔11的一端具有一第一端口351。

在本发明的第一实施例之中，如图1和图2所示，气体供应件40包括一气体通道41和一控制开关42，气体供应件40通过气体通道41与气液分离单元31的顶部连通。气体通道41接近通孔11的一端具有一第二端口411。第一端口351和气液分离单元31的底部相距一第一间距d，第二端口411和气液分离单元31的底部相距一第二间距e，第一间距d小于第二间距e；也就是说，第一端口351的高度低于第二端口411，因此当液体l从第一端口351滴落时，液体l较难以被第二端口411吸入。控制开关42例如为三向阀，其设置于气体通道41，控制开关42用以控制气体通道41内的一气体压力。当液体l从固定件10的通孔11进入旋转轴20时，可能会影响气体通道41内的一气体压力，并连带影响气体供应件40供应气体，例如晶圆w破损或是位置没对准而使该气体压力产生变化。因此，若是气体通道41内的气体压力产生变化时，控制开关42会根据气体压力的变化，而断开气体供应件40与气液分离单元31的连通，以避免气体压力持续受到影响。气体供应件40用以经由气体通道41、气液分离单元31、气液通道35和通孔11所形成的连通线路而提供一气体源至固定件10，以负压固定来说，气体供应件40提供的气体源为一负压气体；藉此，气体供应件40可以在固定件10的外表面产生吸引力，以固定位于固定件10上的晶圆w，当该气体压力为一非负压时，例如一大气压或是高于一大气压的气压，可使晶圆自该固定件10移动。以正压固定来说，气体供应件40提供的气体源也可以是一正压气体，其可以在固定件10的外表面用吹气悬浮的方式固定位于固定件10上的晶圆w。

需注意的是，防漏件30的气液分离单元31、开关件33、检测件34和气液通道35以及气体供应件40虽然位于轴内通道22，但气液分离单元31、开关件33、检测件34和气液通道35以及气体供应件40并未紧贴旋转轴20，因此气液分离单元31、开关件33、检测件34和气液通道35以及气体供应件40不会受到旋转轴20带动而跟着旋转。

在本发明的第一实施例之中，液体供给件50位于固定件10上方，液体供给件50用以供给液体l至晶圆w的表面，以对晶圆w的表面进行液体工艺。基座70连接旋转轴20、液体供给件50和液体收集件60。基座70包括一圆环型的侧壁71，侧壁71环绕旋转轴20。基座70用以支撑固定件10、旋转轴20、防漏件30、气体供应件40、液体供给件50和液体收集件60。液体收集件60用以收集由旋转轴20带动晶圆w旋转时所喷出的液体l。液体收集件60包括两个环状的收集环61、61a，该两个收集环61、61a可以分别在侧壁71上升降。当内侧的收集环61a升起时，内侧的收集环61a可以收集旋转的晶圆w所甩出的液体l；当内侧的收集环61a降下时，外侧的收集环61可以收集旋转的晶圆w所甩出的液体l；藉此，使用者可以控制两个收集环61、61a升降而收集不同的液体工艺所使用的液体l，于本实施例中，仅以两个收集环61、61a作为举例，可依实际需求而增减不同数量的收集环，并不以本发明的举例为限。

需注意的是，本发明的旋转轴20、防漏件30、气体供应件40、液体供给件50和液体收集件60皆和外部计算机电性连接，因此，用户可以运用外部计算机以控制旋转轴20、防漏件30、气体供应件40、液体供给件50和液体收集件60运作。然而，使用外部计算机而控制元件运作本领域的通常知识，且其并非本案的重点，故不多做赘述。

当用户需要运用本发明的液体工艺装置1以对晶圆w进行液体工艺时，用户可以运用外部计算机控制气体供应件40提供的负压气体的气体源，此时，通孔11会产生吸收气体的吸引力，使得外部气体从通孔11进入旋转轴20内的气液通道35，再经由气液通道35进入气液分离单元31，再经由气体通道41进入气体供应件40(如图2的气体流动方向a所示)。接着，使用者可以将晶圆w放置在固定件10上，此时通孔11处产生的吸引力会吸住晶圆w。如此一来，可以使晶圆w稳固得位于固定件10，因此，用户可以在使用外部计算机控制旋转轴20旋转以带动固定件10旋转，并控制液体供给件50对晶圆w喷洒液体l以进行液体工艺。

如图2所示，若是晶圆w上有裂缝y时，液体供给件50对晶圆w喷洒的液体l可能会经由裂缝y而被通孔11处产生的吸引力吸引，而流进旋转轴20内的气液通道35。当液体l从气液通道35进入气液分离单元31时，液体l会受重力影响而流向气液分离单元31的底部，并流入开关件33。因此，流进旋转轴20内的气液通道35的液体l和气体会彼此分开，且液体l会积存在气液分离单元31和开关件33的排液通道331内，液体l不会再经由气体通道41进入气体供应件40及液体工艺装置1的其他元件内而使得元件毁损。若是气液分离单元31和开关件33所积存的液体l过多而达到一定重量或水位，则检测件34也可以检测液体l已达到一定重量或水位，并传送电子信号给外部计算机，以告知用户必须开启开关件33的阀门而取出气液分离单元31的底部所积存的液体l。另外，当液体l从裂缝y进入固定件10的通孔11，再进入旋转轴20时，即表示裂缝y已经连通气体通道41并和大气连通，而可能会影响气体通道41内的气体压力，并连带影响气体供应件40供应气体，且气体通道41内的气体压力改变也会连带影响固定件10固定晶圆w的稳定性。因此，若是气体通道41内的气体压力产生变化时，控制开关42会根据气体压力的变化，而断开气体供应件40与气液分离单元31的连通，以避免气体压力持续受到影响。

以下请一并参考图3和图3a关于本发明的第二实施例的液体工艺装置。图3为本发明的第二实施例的液体工艺装置的示意图。图3a为本发明的第二实施例的具有另一态样的气液通道的液体工艺装置的示意图。

在本发明的第二实施例之中，如图3所示，第二实施例与第一实施例的差别在于，气液分离单元31a并非设置于轴内通道22a，而是设置于基座70a远离旋转轴20a的一侧。于此实施例，为设置于基座70a的下方。于另一实施例，为设置于旋转轴20a之外。上述气液分离单元31a设置位置可依实际需求而改变，并不以此为限。旋转轴20a里不需容纳气液分离单元31a，故旋转轴20a的高度可设计为较短的高度，且基座70a的侧壁71a也可以一并设计为较短的高度，故基座70a的上部结构的设计要求较为弹性。第二实施例的液体工艺装置1a的防漏件30a具有一气液通道36，防漏件30a的气液分离单元31a通过气液通道36与轴内通道22a的一端连通。开关件33a的排液通道331a可以配合气液分离单元31a位置的变更，而对应得设计为较短的长度。气体供应件40a的位置、气体通道41a和控制开关42的位置可以配合气液分离单元31a位置的变更，而对应得改变位置而位于基座70a的下方。若是有液体l经由通孔11流入轴内通道22a，液体l会受重力带动而流向气液通道36，并落入气液分离单元31a的底部。当气体受到气体供应件40a吸引而经由通孔11流入轴内通道22a，气体会持续受吸引而流入气液通道36和气液分离单元31a，再经由气体通道41a而被吸入气体供应件40a。因此第二实施例的液体工艺装置1a也可以使流进旋转轴20a内的液体l和气体会彼此分离，让液体l积存在气液分离单元31a和开关件33a的排液通道331a内。

根据本发明之一实施例，如图3a所示，气液通道36a也可设计为具有较长的长度以连接通孔11。若是有液体l经由通孔11流入，将可直接经由气液通道36a流入气液分离单元31a。

以下请一并参考图4关于本发明的第三实施例的液体工艺装置。图4为本发明的第三实施例的液体和气体在气液分离单元中分离的示意图。

在本发明的第三实施例之中，如图4所示，第三实施例与第一实施例的差别在于，防漏件30b具有一l型的隔板37，l型的隔板37位于气液分离单元31b里，且l型的隔板37将气液分离单元31b区隔为上层区域和下层区域。上层区域连通排液通道331b，上层区域用以承接从气液通道35落下的液体l，检测件34b位于上层区域。下层区域连通气体供应件40b的气体通道41b，下层区域用以形成一气体管路，以供气液通道35内的气体流入气体通道41b；如此一来，可以使气液通道35内流动的气体和液体l分离。其中防漏件30b也可设置于基座70远离旋转轴20的一侧，设置于旋转轴20之外，不以此为限(图未示)。

以下请一并参考图5关于本发明的第四实施例的液体工艺装置。图5为本发明的第四实施例的液体和气体在气液分离单元中分离的示意图。

在本发明的第四实施例之中，如图5所示，第四实施例与第一实施例的差别在于，防漏件30c具有一长板状的隔板37a，长板状的隔板37a位于气液分离单元31c里，且长板状的隔板37a将气液分离单元31c区隔为左侧区域和右侧区域。右侧区域连通排液通道331c，右侧区域用以承接从气液通道35落下的液体l，检测件34c位于右侧区域。左侧区域连通气体供应件40c的气体通道41c，左侧区域用以形成一气体管路，以供气液通道35内的气体流入气体通道41c；如此一来，可以使气液通道35内流动的气体和液体l分离。其中防漏件30c也可设置于基座70远离旋转轴20的一侧，设置于旋转轴20之外，不以此为限(图未示)。于本发明中，仅以上述气液分离单元作为举例，只要能通过液体重量高于气体重量且通过结构设计而使气液分离者即可，并不以本案的举例为限。

以下请一并参考图6关于本发明的第五实施例的液体工艺装置。图6为本发明的第五实施例的液体工艺装置的示意图。

在本发明的第五实施例之中，如图6所示，第五实施例与第一实施例的差别在于，液体工艺装置1b为多个，且各个液体工艺装置1b共享同一个气体供应件40d，该气体供应件40d设于基座70下。液体工艺装置1b更包括一具有一缓冲空间的缓冲容器80，其设于基座70下。缓冲容器80和防漏件30以及气体供应件40d彼此连通。气体供应件40d可提供气体源至缓冲容器80的缓冲空间，并藉由缓冲容器80和气体通道41d的连通而提供气体源至固定件10。当其中任一个液体工艺装置1b发生异常，例如晶圆w破损或是位置没对准而使该气体压力产生变化时，缓冲容器80的大体积的缓冲空间，可以缓冲气体供应件40d提供气体源至各个液体工艺装置1b的整体的气压变化，以避免气压急促得改变而影响固定件10固定晶圆w，因此，其余未发生异常的液体工艺装置1b仍可通过缓冲空间的缓冲气压维持正常运作。需注意的是，第五实施例的缓冲容器80虽然设于基座70下，但其位置不限于此，缓冲容器80也可以设置于其他位置，例如位于旋转轴20内。设置缓冲容器80也可与设置控制开关42搭配控制，控制开关42会根据气体压力的变化，而断开气体供应件40与气液分离单元31的连通，以避免气体压力持续受到影响。

藉由本发明的液体工艺装置的结构，可以使流进旋转轴内的液体和气体会彼此分开，液体会妥善得积存在气液分离单元和开关件内，且液体不会再渗入液体工艺装置的其他元件内，也不会流入气体供应件而使得元件毁损。