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CN109686678B - 流体供应装置 - Google Patents

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CN109686678B CN201810897240.4A CN201810897240A CN109686678B CN 109686678 B CN109686678 B CN 109686678B CN 201810897240 A CN201810897240 A CN 201810897240A CN 109686678 B CN109686678 B CN 109686678B
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Abstract

一种流体供应装置用以处理一基板，基板包括一非平面区域。流体供应装置包括一流体供应单元和一气体供应单元。流体供应单元用以朝基板输出流体。气体供应单元位于流体供应单元的外侧，气体供应单元包括一气体输出部，气体输出部用以朝基板输出一第一气体。当流体供应单元朝基板输出流体时，会在非平面区域上形成一湿式工艺；当气体输出部朝基板输出第一气体，且第一气体沿着相对基板的一水平方向流动时，第一气体会在非平面区域上形成一移除工艺，以移除流体。

Description

流体供应装置
技术领域
本发明关于一种流体供应装置，特别是一种有效处理基板表面的流体供应装置。
背景技术
在基板工艺中，常会对基板表面进行清洗，以去除基板表面的杂质。在清洗基板表面时，通常是利用压缩空气高速流动的原理，让现有的喷嘴朝晶圆表面提供流动的液体，或者是通过蒸气产生器来将液体形成高压蒸气，再将高压蒸气提供至基板表面。如此一来即可让流动液体或高压蒸汽清洁基板表面。
然而，喷嘴以高速液体冲洗将液体或气体供应至基板表面，当欲处理的基板具有较深沟槽时，杂质仍可能残存于该沟槽。另外，高压蒸气藉由高温高压蒸气机来产生，且供应过程需要精准的控制压力以避免压力过高而产生爆炸的危险，因此，生产高压蒸气过程的危险性相对提高，且须额外购置高温高压蒸气机，相对的提高工艺成本。
因此，有必要提供一种流体喷嘴，其可以有效处理基板表面以及基板的沟槽。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种可以有效处理基板表面的流体供应装置。
为达成上述的目的，本发明的流体供应装置用以处理一基板，基板包括一非平面区域。流体供应装置包括一流体供应单元和一气体供应单元。流体供应单元，用以朝基板输出一流体。气体供应单元位于流体供应单元的外侧，气体供应单元包括一气体输出部，气体输出部用以朝基板输出一第一气体。当流体供应单元朝基板输出流体时，会在非平面区域上形成一湿式工艺；当气体输出部朝基板输出第一气体，且第一气体沿着相对基板的一水平方向流动时，第一气体会在非平面区域上形成一移除工艺，以移除流体。
根据本发明之一实施例，其中气体供应单元更包括一外环体，外环体位于本体的外侧，且外环体和本体之间具有一第一间距，第一间距界定第一气体从气体供应单元流出的一气体流量。
根据本发明之一实施例，其中气体供应单元供应的第一气体是一环型气流。
根据本发明之一实施例，其中当流体供应装置于基板上方执行一连续工艺时，非平面区域将依序接受环形气流形成的喷除工艺、流体形成的湿式工艺，和环形气流形成的移除工艺。
根据本发明之一实施例，其中当流体供应装置于基板上方执行一连续工艺时，环型气流先将未被流体接触过的非平面区域的一空气移除，并使非平面区域形成一负压状态；接着，流体供应单元将流体提供至基板，流体藉由负压状态而移动至非平面区域，以对非平面区域进行湿式工艺；接着，环型气流将非平面区域的流体移除。
根据本发明之一实施例，其中环型气流将非平面区域的空气移除，并移除非平面区域内的一部分杂质，流体移动至非平面区域以移动非平面区域内的其余杂质；接着，环型气流将非平面区域内的含有其余杂质的流体移除。
根据本发明之一实施例，其中流体供应单元包括一本体、一气体输入端、一液体输入端以及一第一流体输出部，气体输入端连接本体，用以输入一第二气体至本体内，液体输入端连接本体，用以输入一液体至本体内，液体和第二气体混合而成流体，第一流体输出部用以朝基板输出流体，流体为一雾化液体。
根据本发明之一实施例，其中本体包括一混合空间，第二气体和液体于混合空间混合形成雾化液体，雾化液体由第一流体输出部输出至基板。
根据本发明之一实施例，其中当流体供应装置进行湿式工艺时，流体供应单元将流体提供至基板的非平面区域，且气体供应单元暂停供应第一气体。
根据本发明之一实施例，其中当流体供应装置进行一喷除工艺时，气体供应单元将第一气体沿着相对基板的水平方向流动，以将非平面区域内的一空气移除，且流体供应单元暂停供应流体。
根据本发明之一实施例，其中气体输出部和基板之间具有一第二间距，第二间距介于3毫米至6毫米之间。
根据本发明之一实施例，其中非平面区域是一凸缘或一凹槽。
藉由本发明的流体供应装置，可以对基板进行喷除工艺、湿式工艺，和移除工艺等三个阶段的连续工艺，以有效处理基板表面的平面区域及其非平面区域的凹槽或非平面区域的凸缘等，非平面结构。另外，上述三种工艺可同时进行或是依需求分开进行；以同时进行来说，流体供应装置于基板上进行单一行程时，即可同时达到三种处理效果。
附图说明
图1为本发明的第一实施例的流体供应装置的示意图。
图2为本发明的第一实施例的进行喷除工艺时的流体供应装置的示意图。
图3为本发明的第一实施例的进行湿式工艺时的流体供应装置的示意图。
图4为本发明的第一实施例的再次进行喷除工艺时的流体供应装置的示意图。
图5为本发明的第一实施例的接续进行喷除工艺、湿式工艺以及移除工艺时的第一步骤的流体供应装置的示意图。
图6为本发明的第一实施例的接续进行喷除工艺、湿式工艺以及移除工艺时的第二步骤的流体供应装置的示意图。
图7为本发明的第一实施例的接续进行喷除工艺、湿式工艺以及移除工艺时的第三步骤的流体供应装置的示意图。
图8为本发明的第二实施例的流体供应装置的示意图。
其中附图标记为：
流体供应装置1、1a
流体供应单元10
本体11
混合空间111
气体输入端12
液体输入端13、13a
第一流体输出部14、14a
气体供应单元20
气体输出部21
外环体22
基板100、100a
非平面区域110、110a
管路200、200a、200b
第二气体A
第一气体B
第一间距C第二间距D
雾化液体F
雾化液体流动方向J
液体L
水平方向S
杂质T、T1
杂质移动方向U
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7关于本发明第一实施例的流体供应装置。图1为本发明的第一实施例的流体供应装置的示意图；图2为本发明的第一实施例的进行喷除工艺时的流体供应装置的示意图；图3为本发明的第一实施例的进行湿式工艺时的流体供应装置的示意图；图4为本发明的第一实施例的再次进行喷除工艺时的流体供应装置的示意图；图5为本发明的第一实施例的接续进行喷除工艺、湿式工艺以及移除工艺时的第一步骤的流体供应装置的示意图；图6为本发明的第一实施例的接续进行喷除工艺、湿式工艺以及移除工艺时的第二步骤的流体供应装置的示意图；图7为本发明的第一实施例的接续进行喷除工艺、湿式工艺以及移除工艺时的第三步骤的流体供应装置的示意图。
如图1所示，本发明的第一实施例的流体供应装置1是用以处理一基板100。基板100包括一平面区域以及一非平面区域110，非平面区域110为一凹槽或一凸缘所组成，本实施例以凹槽为举例，凹槽内有复数杂质T、T1，例如微粒(Particle)。流体供应装置1包括一流体供应单元10和一气体供应单元20。
如图1至图3所示，在本发明的第一实施例之中，流体供应单元10用以朝基板100提供一流体，以处理基板100表面，本实施例的流体以一雾化液体F作为举例。流体供应单元10以二流体喷嘴作为举例，流体供应单元10包括一本体11、一气体输入端12、一液体输入端13和一第一流体输出部14。本体11为一钟形结构，本体11的钟形结构内部包括一混合空间111。气体输入端12连接本体11，且气体输入端12可连接一外部的管路200。气体输入端12用以接收管路200供应的第二气体A，以将第二气体A输入至本体11的混合空间111内。液体输入端13连接本体11，且液体输入端13可连接一外部的管路200a；液体输入端13用以接收管路200a供应的液体L，以将液体L输入至本体11的混合空间111内；第二气体A和液体L会于混合空间111混合，而形成雾化液体F。第一流体输出部14设于本体11的底部并朝向基板100，且第一流体输出部14连通混合空间111。第一流体输出部14用以朝基板100输出混合空间111内的雾化液体F，以处理基板100。
在本发明的第一实施例之中，气体供应单元20位于流体供应单元10的外侧，气体供应单元20的顶端可连接一外部的管路200b，外部的管路200b可以朝气体供应单元20内传输第一气体B。气体供应单元20包括一气体输出部21和一外环体22。气体输出部21连接外环体22。气体输出部21为一环形结构，且气体输出部21环绕第一流体输出部14，气体输出部21用以朝基板100输出管路200b所供应的第一气体B。由环形结构的气体输出部21输出的第一气体B是一环型气流，环型气流例如为以流体供应装置1中心为圆心且向外呈放射状流动的气流。气体输出部21和基板100之间具有一第二间距D，第二间距D介于3毫米至6毫米之间，当第一气体B自非平面区域110上方流过时，可于凹槽内形成一负压状态，但第二间距D的大小并不以此为限，其可依设计需求而改变。外环体22为一钟形结构并位于本体11的外侧，外环体22的钟形结构环绕本体11的钟形结构。外环体22和本体11之间具有一第一间距C，第一间距C界定第一气体B从气体供应单元20流出的一气体流量。
需注意的是，本发明的管路200、200a、200b分别连接至外部的计算机(图未示)，且各个管路200、200a、200b可以受计算机控制而依照工艺需求以各自停止供应气体或液体，以使流体供应装置1对基板100提供不同种类的工艺。受计算机控制并非本案的重点，故不多做赘述。
在本发明的第一实施例中，当要处理基板100表面，并去除卡在非平面区域110内的杂质T、T1时，可以使用流体供应装置1于基板100上方执行一连续工艺，使得非平面区域110依序接受环形气流吹拂的喷除工艺、雾化液体F形成的湿式工艺，和环形气流形成的移除工艺等三个阶段的工艺。
首先，如图1和图2所示，当开始运用流体供应装置1于基板100上方执行一连续工艺时，流体供应装置1会先进行喷除工艺。在喷除工艺中，只有管路200b会传输第一气体B，管路200、200a皆不会传输任何气体或液体，因此此刻的流体供应单元10会暂停供应雾化液体F，故雾化液体F此刻不会接触基板100及其非平面区域110。接收到第一气体B后的气体供应单元20会让第一气体B在外环体22的内流向气体输出部21，并使得第一气体B从气体输出部21输出，且沿着相对基板100的水平方向S流动。根据伯努利原理，沿着水平方向S流动的第一气体B在经过非平面区域110的凹槽周围时，会因为压力差而对非平面区域110产生吸引力，而非平面区域110内的空气会受到该吸引力影响而被移除至凹槽外，并使该非平面区域110内部形成负压状态。当第一气体B造成的吸引力将非平面区域110的空气移除时，亦会连带着移除非平面区域110内的一部分杂质T，也就是说，第一气体B造成的吸引力可以初步的吸走一部分杂质T，使得杂质T沿着杂质移动方向U离开非平面区域110。本发明所述的空气移除为通过第一气体B的吸引力将空气自凹槽内拉引至凹槽外。
在喷除工艺后，会进行湿式工艺，如图1和图3所示，在湿式工艺中，管路200b不会传输第一气体B，而管路200、200a会分别传输第二气体A和液体L，第二气体A和液体L会于混合空间111混合，而形成雾化液体F，且雾化液体F会从第一流体输出部14朝基板100输出。当第一流体输出部14朝基板100输出雾化液体F时，雾化液体F会沿着雾化液体流动方向J在基板100上移动。当雾化液体F移动至靠近非平面区域110时，藉由非平面区域110的凹槽内的负压状态，雾化液体F也会移动至非平面区域110内，以移动非平面区域110内的其余杂质T1，使得非平面区域110内的其余杂质T1松动而容易被带离非平面区域110。如此一来，即完成湿式工艺。
在湿式工艺后，会进行移除工艺，如图1和图4所示，在移除工艺，只有管路200b会传输第一气体B，管路200、200a皆不会传输任何气体或液体。接收到第一气体B后的气体供应单元20会让第一气体B在外环体22的内流向气体输出部21，并使得第一气体B从气体输出部21输出，且沿着相对基板100的水平方向S流动。根据伯努利原理，沿着水平方向S流动的第一气体B的环型气流，会对非平面区域110产生吸引力，而非平面区域110内的含有其余杂质T1的雾化液体F便会受到吸引力影响而被移除至凹槽外。如此一来，经过连续工艺后，基板100可以得到有效的处理。
于上述喷除工艺、湿式工艺以及移除工艺为分开说明，流体供应装置1实际运作时，可同时接续进行上述三种工艺，例如环形气流和雾化液体F同时供应至基板100表面，以基板100的其中一个凹槽举例，如图5所示，当流体供应装置1进行单一行程移动时，会先通过环形气流将凹槽形成负压状态且将一部份的杂质T移除；接着如图6所示，流体供应装置1继续移动且将雾化液体F供应至凹槽以进行处理；最后如图7所示，流体供应装置1继续移动以将凹槽内含有其余部分杂质T1的雾化液体F移除，在流体供应装置1的单一行程中即可同时达到三种处理的效果。
值得一提的是，若是基板具有较深或较窄口的沟槽时，空气会占据凹槽的大部分空间，使雾化液体不易进入凹槽内；即便有雾化液体进入凹槽，也因凹槽的较深或较窄的结构而无法有效的将雾化液体自凹槽排出。然而，本发明的流体供应装置1通过上述的喷除工艺、湿式工艺以及移除工艺即可有效处理基板100，有效的将雾化液体自凹槽排出。
以下请一并参考图8关于本发明第二实施例的流体供应装置。图8为本发明的第二实施例的流体供应装置的示意图。
如图8所示，第二实施例与第一实施例的差别在于，在第二实施例的流体供应装置1a中，基板100a的其中一个非平面区域110a是凸缘，且有部分的杂质T1容易卡在非平面区域110a的凸缘的底部。第二实施例的液体输入端13a是直接连接至第一流体输出部14a，因此气体输入端12提供的第二气体A会直接流至第一流体输出部14a，液体输入端13a提供的液体L也会直接流至第一流体输出部14a。第二气体A和液体L会于第一流体输出部14a混合而形成雾化液体F，以输出至基板100。输出的雾化液体F仍可清洗基板100表面，并处理非平面区域110的凹槽，以及处理非平面区域110a的凸缘，以移动非平面区域110a的凸缘底部的杂质T1，使得杂质T1脱离非平面区域110a。
藉由本发明的流体供应装置1、1a，可以对基板100进行喷除工艺、湿式工艺，和移除工艺等三个阶段的处理工艺，以有效处理基板100表面及其非平面区域110的凹槽或非平面区域110a的凸缘。另外，上述三种工艺可同时进行或是依需求分开进行，以同时进行来说，流体供应装置1、1a于基板100上进行单一行程时，即可同时达到三种处理效果，而无须使用高压蒸气来进行基板的处理。
本发明所提及的基板100可为载板形式、晶圆形式、芯片形式等，并且可为圆型、方型，并不以此为限。并且藉由本发明的流体供应装置1、1a可应用于基板湿工艺(清洗、蚀刻等)，例：单基板湿工艺、多基板湿工艺、单一方芯片锡球下金属蚀刻、薄化晶圆支撑/剥离、贴合/剥离工艺、碳化硅再生晶圆、再生硅晶圆等，并不以此为限。
需注意的是，上述仅为实施例，而非限制于实施例。譬如此不脱离本发明基本架构者，皆应为本专利所主张的权利范围，而应以专利申请范围为准。

Claims (12)

1.一种流体供应装置，用以处理一基板，其特征在于，该基板包括一非平面区域，该流体供应装置包括：
一流体供应单元，用以朝该基板输出一流体；以及
一气体供应单元，位于该流体供应单元的外侧，该气体供应单元包括一气体输出部，该气体输出部用以朝该基板输出一第一气体，该气体输出部設置於该基板上方且平行該该基板，使该第一气体流经该基板並沿着该基板的一水平方向流动；
其中当该流体供应单元朝该基板输出该流体时，会在该非平面区域上形成一湿式工艺；当该气体输出部朝该基板输出该第一气体，且该第一气体沿着相对该基板的该水平方向流动且经过该非平面区域的一凹槽周围时，因为该第一气体造成的压力差而对該非平面区域产生一吸引力，使該非平面区域内的空气受到该吸引力影响而被移除至该凹槽外。
2.如权利要求1所述的流体供应装置，其特征在于，该气体供应单元更包括一外环体，该流体供应单元更包括一本体，该外环体位于该本体的外侧，且该外环体和该本体之间具有一第一间距，该第一间距界定该第一气体从该气体供应单元流出的一气体流量。
3.如权利要求2所述的流体供应装置，其特征在于，该气体供应单元供应的该第一气体是一环型气流。
4.如权利要求3所述的流体供应装置，其特征在于，当该流体供应装置于该基板上方执行一连续工艺时，该非平面区域将依序接受该环型 气流形成的一喷除工艺、该流体形成的该湿式工艺，和该环型 气流形成的该移除工艺。
5.如权利要求3所述的流体供应装置，其特征在于，当该流体供应装置于该基板上方执行一连续工艺时，该环型气流先将未被该流体接触过的该非平面区域的一空气移除，并使该非平面区域形成一负压状态；接着，该流体供应单元将该流体提供至该基板，该流体藉由该负压状态而移动至该非平面区域，以对该非平面区域进行该湿式工艺；接着，该环型气流将该非平面区域的该流体移除。
6.如权利要求5所述的流体供应装置，其特征在于，该环型气流将该非平面区域的该空气移除，并移除该非平面区域内的一部分杂质，该流体移动至该非平面区域以移动该非平面区域内的其余杂质；接着，该环型气流将该非平面区域内的含有该其余杂质的该流体移除。
7.如权利要求1所述的流体供应装置，其特征在于，该流体供应单元包括一本体、一气体输入端、一液体输入端以及一第一流体输出部，该气体输入端连接该本体，用以输入一第二气体至该本体内，该液体输入端连接该本体，用以输入一液体至该本体内，该液体和该第二气体混合而成该流体，该第一流体输出部用以朝该基板输出该流体，该流体为一雾化液体。
8.如权利要求7所述的流体供应装置，其特征在于，该本体包括一混合空间，该第二气体和该液体于该混合空间混合形成该雾化液体，该雾化液体由该第一流体输出部输出至该基板。
9.如权利要求1所述的流体供应装置，其特征在于，当该流体供应装置进行该湿式工艺时，该流体供应单元将该流体提供至该基板的该非平面区域，且该气体供应单元暂停供应该第一气体。
10.如权利要求1所述的流体供应装置，其特征在于，当该流体供应装置进行一喷除工艺时，该气体供应单元将该第一气体沿着相对该基板的该水平方向流动，以将该非平面区域内的一空气移除，且该流体供应单元暂停供应该流体。
11.如权利要求1所述的流体供应装置，其特征在于，该气体输出部和该基板之间具有一第二间距，该第二间距介于3毫米至6毫米之间。
12.如权利要求1所述的流体供应装置，其特征在于，该非平面区域是一凸缘或一凹槽。
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