用于处理平面盘状物的装置及方法

摘要

本发明涉及一种用湿法处理盘状物的装置及方法，包括用于承载盘状物以及使其旋转的载体，在载体的上方设置有分配器，在载体的外围设有环状液体收集器，载体位于环状液体收集器的环口附近，在环状液体收集器中设有内层、外层和至少一个中间层，内层、外层和至中间层的空间为液体回收腔室，在液体回收腔室的侧壁上设有排气孔，排气孔通过管路与集气腔室相连接，在外层与中间层上分别设有固定段和升降段，中间层的升降段还与升降机构相连接，中间层的升降段的上下升降是用于将工艺后的工艺液体回收到不同的回收腔室。本发明通过对液体回收腔室的气、液的分开收集来减少气、液混合，避免液体被吸入排气孔。

权利要求

1.一种用于处理平面盘状物的装置，包括用于承载盘状物以及使其旋转的载体，在所述载体的上方设置有用于将液体分配在所述盘状物的至少一个表面上的分配器，其特征在于，在所述载体的外围设有环状液体收集器，所述载体位于环状液体收集器的环口附近，在所述环状液体收集器中设有内层、外层和至少一个中间层，所述内层、外层和中间层之间的空间为液体回收腔室，在所述液体回收腔室的侧壁上设有排气孔，所述排气孔通过管路与集气腔室相连接；在所述外层与中间层上分别设有固定段和升降段，所述中间层的升降段还与升降机构相连接，所述中间层的升降段的上下升降是用于将工艺后的工艺液体回收到不同的液体回收腔室；所述外层的固定段与升降段均为环状结构，所述外层的固定段与升降段之间设有连接环，所述连接环的截面呈倒U形，所述倒U形截面的连接环与所述外层的升降段刚性且密封的连接，所述倒U形截面的连接环的U形开口端扣压在所述外层的固定段上，所述外层的固定段与升降段沿圆周加装螺钉固定；所述排气孔的侧边设置有两个侧面挡风板，上边放置有上面挡风板。

2.如权利要求1所述的用于处理平面盘状物的装置，其特征在于，所述液体收集器中的内层、外层和中间层均为同心设置的壳体，且所述壳体与所述载体也设置为同心。

3.如权利要求2所述的用于处理平面盘状物的装置，其特征在于，所述外层的固定段与一个中间层的固定段相连接，所述中间层的固定段还与所述内层一起连接在固定框架上。

4.如权利要求3所述的用于处理平面盘状物的装置，其特征在于，所述中间层的环口直径大于所述盘状物的直径，所述中间层的环口位于所述中间层的升降段的上端。

5.如权利要求4所述的用于处理平面盘状物的装置，其特征在于，在所述中间层的固定段与升降段之间设有连接环，所述连接环的截面呈倒U形，所述倒U形截面的连接环与所述中间层的升降段刚性且密封的连接，所述倒U形截面的连接环的U形开口端扣压在所述中间层的固定段上。

6.如权利要求5所述的用于处理平面盘状物的装置，其特征在于，所述升降机构包括驱动所述中间层的升降段上下升降的驱动源，所述驱动源与一导杆相连接，在所述导杆上安装有外导向套，所述外导向套套装在内导向套的外侧，在所述内导向套中套装有所述导杆，所述内导向套的一端密封固定在所述固定框架上，所述导杆的另一端与中间层的所述倒U形截面的连接环刚性且密封的连接。

7.如权利要求6所述的用用于处理平面盘状物的装置，其特征在于，在每个所述液体回收腔室的底部至少设置有一个排液孔。

8.一种用于处理平面盘状物的方法，其特征在于，包括如下处理盘状物的步骤：

S1：将盘状物固定在承载盘状物以及使其旋转的载体上；

S2：由分配器将用于加工盘状物的工艺液体分配在所述盘状物的至少一个表面上；

S3：由环状液体收集器将S2中加工后的液体回收，在所述环状液体收集器中设有至少一个可上下升降的中间层，通过所述中间层的上下升降，液体回收器可将不同种类的工艺液体回收到不同的液体回收腔室内；

S4：通过设置在所述液体回收腔室侧壁上的排气孔以及与所述排气孔通过管路连接的集气腔室将工艺后气体排出，同时由所述回收腔室底部的排液孔将盘状物工艺后的液体回收或排出；

所述环状液体收集器的外层的固定段与升降段均为环状结构，所述外层的固定段与升降段之间设有连接环，所述连接环的截面呈倒U形，所述倒U形截面的连接环与所述外层的升降段刚性且密封的连接，所述倒U形截面的连接环的U形开口端扣压在所述外层的固定段上，所述外层的固定段与升降段沿圆周加装螺钉固定；

所述排气孔的侧边设置有两个侧面挡风板，上边放置有上面挡风板。

9.如权利要求8所述的用于处理平面盘状物的方法，其特征在于，将S3中所述的环状液体收集器设置为包括具有内层、外层和至少一个中间层的结构，将所述外层与中间层分别设置为具有固定段和升降段的结构，将所述外层的固定段与一个中间层的固定段相连接，将所述中间层的固定段再与所述内层一起连接在固定框架上，将所述中间层的升降段再与升降机构相连接。

10.如权利要求9所述的用于处理平面盘状物的方法，其特征在于，由所述升降机构中的驱动源驱动一导杆，将所述导杆与所述中间层的升降段连接，再由所述导杆驱动所述中间层的升降段上下升降。

说明书

用于处理平面盘状物的装置及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及盘状物的加工机械和加工方法，具体涉及一种用于处理平面盘状物的装置及方法。

背景技术

[0002] 本文中所述的晶片代表多种类型的盘状物，例如半导体晶片、光盘或是平板显示器。

[0003] 在美国专利1663023中，公开了一种用于湿处理平板状基材的装置。在该专利中，液体和气体被同一管路吸走，这样就不可避免的在液体中产生气体的沉积，影响液体的化学性能，也不利于要排放气体的清洁处理，污染环境

[0004] 在现有技术中，处理盘状物装置在该领域内普遍应用。例如在专利号为US1663023的美国申请中，公开了一种用于湿处理平板状基材的装置。在该专利中，通过带动载体与液体捕捉环的上下升降，使晶片在不同的工艺阶段中液体捕捉环对准不同的环形腔室，从而实现对不同液体的分开收集。在工艺过程中，由于载体一般都是带动晶片在高速旋转的，而在不同的工艺阶段，载体和液体捕捉环还要实现上下运动。这样就对载体的结构提出了更高的要求，造成该装置的可靠性与稳定性很难满足。

[0005] 在专利号为US6792959的美国申请中，公开了一种用于湿处理平板状基材的装置。在该专利中，晶片载体只做高速旋转。通过环形腔室的上下升降，来实现不同液体的分开收集。环形腔室通过管路来将收集的液体回收或者排掉，环形腔室上下升降，管路也会跟着环形腔室一起上下升降，这样即缩短了管路的寿命，而且由于管路的导引结构比较复杂，也影响了该装置的可靠性与稳定性。

发明内容

[0006] 本发明的目的之一是通过对液体回收腔室的气、液的分开收集来减少气、液混合。通过在不同的液体回收腔室分别设置排气孔，分开收集气体和液体。

[0007] 本发明的目的之二是提供一种结构来避免液体被吸入排气孔。

[0008] 本发明的目的之三是提供一种结构，通过这种结构来实现外层液体回收器的上端可拆卸，这样在避免泄漏的前提下既能使液体回收环的结构简单，容易加工制造，又方便了对装置内部的维修。

[0009] 为实现上述目的，本发明的技术方案是采用一种用于处理平面盘状物的装置，包括用于承载盘状物以及使其旋转的载体，在所述载体的上方设置有用于将液体分配在所述盘状物的至少一个表面上的分配器，在所述载体的外围设有环状液体收集器，所述载体位于环状液体收集器的环口附近，在所述环状液体收集器中设有内层、外层和至少一个中间层，所述内层、外层和中间层之间的空间为液体回收腔室，在所述液体回收腔室的侧壁上设有排气孔，所述排气孔通过管路与集气腔室相连接；在所述外层与中间层上分别设有固定段和升降段，所述中间层的升降段还与升降机构相连接，所述中间层的升降段的上下升降是用于将工艺后的工艺液体回收到不同的液体回收腔室；所述外层的固定段与升降段均为环状结构，所述外层的固定段与升降段之间设有连接环，所述连接环的截面呈倒U形，所述倒U形截面的连接环与所述外层的升降段刚性且密封的连接，所述倒U形截面的连接环的U形开口端扣压在所述外层的固定段上，所述外层的固定段与升降段沿圆周加装螺钉固定；所述排气孔的侧边设置有两个侧面挡风板，上边放置有上面挡风板。

[0010] 优选地，所述液体收集器中的内层、外层和中间层均为同心设置的壳体，且所述壳体与所述载体也设置为同心。

[0011] 优选地，所述外层的固定段与一个中间层的固定段相连接，所述中间层的固定段还与所述内层一起连接在固定框架上

[0012] 优选地，所述中间层的环口直径大于所述盘状物的直径，所述中间层的环口位于所述中间层的升降段的上端。

[0013] 优选地，在所述外层与中间层的固定段与升降段之间设有连接环，所述连接环的截面呈倒U形，所述倒U形截面的连接环与所述中间层的升降段刚性且密封的连接，所述倒U形截面的连接环的U形开口端扣压在所述中间层的固定段上。

[0014] 优选地，所述升降机构包括驱动所述中间层的升降段上下升降的驱动源，所述驱动源与一导杆相连接，在所述导杆上安装有外导向套，所述外导向套套装在内导向套的外侧，在所述内导向套中套装有所述导杆，所述内导向套的一端密封固定在所述固定框架上，所述导杆的一端与倒U形截面的连接环刚性且密封的连接。

[0015] 优选地，在每个所述液体回收腔室的底部至少设置有一个排液孔。

[0016] 一种用于处理平面盘状物的方法，包括如下处理盘状物的步骤：

[0017] S1：将盘状物固定在承载盘状物以及使其旋转的载体上；

[0018] S2：由分配器将用于加工盘状物的液体分配在所述盘状物的至少一个表面上； [0019] S3：由环状液体收集器将S2中加工后的液体回收，在所述环状液体收集器中设有至少一个可上下升降的中间层，通过所述中间层的上下升降，液体回收器可将不同种类的加工液体回收到不同的液体回收腔室内；

[0020] S4：通过设置在所述液体回收腔室侧壁上的排气孔以及与所述排气孔通过管路连接的集气腔室将工艺后的气体排出，同时由所述回收腔室底部的排液孔将盘状物工艺后的液体回收或排出；

[0021] 所述外层的固定段与升降段均为环状结构，所述外层的固定段与升降段之间设有连接环，所述连接环的截面呈倒U形，所述倒U形截面的连接环与所述外层的升降段刚性且密封的连接，所述倒U形截面的连接环的U形开口端扣压在所述外层的固定段上，所述外层的固定段与升降段沿圆周加装螺钉固定；

[0022] 所述排气孔的侧边设置有两个侧面挡风板，上边放置有上面挡风板。 [0023] 优选地，将S3中所述的环状液体收集器设置为包括具有内层、外层和至少一个中间层的结构，将所述外层与中间层分别设置为具有固定段和升降段的结构，将所述外层的固定段与一个中间层的固定段 相连接，将所述中间层的固定段再与所述内层一起连接在固定框架上，将所述中间层的升降段再与升降机构相连接。

[0024] 附图说明

[0025] 优选地，由所述升降机构中的驱动源驱动一导杆，将所述导杆与所述中间层的升降段连接，再由所述导杆驱动所述中间层的升降段上下升降。

[0026] 本发明的优点和有益效果在于：利用本发明湿法处理盘状物的装置及方法，由于环状液体收集器的中间层可上下升降，从而改变了环形腔室与晶片的相对轴向位置，使不同类型液体流入不同的环形腔室中，以及将排气孔设置在液体回收腔室的侧壁上，从而实现对液体、气体的分开回收，避免液体被吸入排气孔。同时通过将倒U形截面的连接环的U形开口端扣压在外层与中间层的固定段上的结构来避免液体沿液体回收环中间层的边缘泄漏问题。通过将环状液体收集器的外层和中间层分为固定段和升降段这种结构来实现外层的液体回收环的可拆卸，这样在避免泄漏的前提下既能使液体回收环的结构简单，容易加工制造，又方便了对装置内部的维修。

[0027] 图1是本发明的液体回收器中间层升降段下降后的结构示意图；

[0028] 图2是本发明的液体回收器中间层升降段上升后的结构示意图；

[0029] 图3是本发明中液体回收室侧壁上排风孔处的结构示意图。

[0030] 图中：1、处理盘状物的装置；2、载体；3、分配器；4、环状液体收集器；5、固定框架；6、内层；7、中间层；7-1、中间层的固定段；7-2、中间层的升降段；8、外层；8-1、外层的固定段；8-2、外层的升降段；9、连接环；10、第一液体回收室；11、第二液体回收室；12、第一排气孔；13、第二排气孔；14、第一排液孔；15、第二排液孔；16、驱动源；17、导杆；18、外导向套；
19、内导向套；20、管路；21、集气腔室；22、侧挡风板；23、上挡风板；A、层流进风；W、晶片；
W1、晶片第一层面；W2、晶片第二层面；L1、载体上下运动；L2、中间层的升降段上下运动；RC、载体的旋转运动。

[0031] 具体实施方式

[0032] 下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。 [0033] 如附图1至图3所示，本发明具体实施的技术方案是：

[0034] 实施例1

[0035] 一种用湿法处理盘状物的装置1，包括用于承载盘状物以及使其旋转的载体2，在所述载体2的上方设置有用于将液体分配在所述盘状物的至少一个表面上的分配器3，在所述载体2的外围设有环状液体收集器4，所述载体2位于环状液体收集器4的环状口的附近，在所述环状液体收集器4中设有内层6、外层8和至少一个中间层7，所述内层6、外层8和至少一个中间层7之间的空间为至少两个液体回收腔室，在所述液体回收腔室的侧壁上设有排气孔，所述排气孔通过管路20与集气腔室21相连接，在所述外层8与中间层7上分别设有固定段8-1、7-1和升降段8-2、7-2，所述中间层的升降段7-2还与升降机构相连接，所述中间层的升降段7-2的上下升降是用于将工艺后的工艺液体回收到不同的液体回收腔室内。

[0036] 实施例2

[0037] 在实施例1的基础上，将所述环形液体收集器4中的内层6、外层8和至少一个中间层7做成同心园的壳体，将所述壳体的上段部分向内收敛成锥形，并且使所述壳体与所述载体2也是同心的。

[0038] 实施例3

[0039] 在实施例2的基础上，所述外层的固定段与一个中间层的固定段相连接，所述中间层的固定段还与所述内层一起连接在固定框架上。

[0040] 实施例4

[0041] 在实施例3的基础上，使所述中间层7的环状口直径大于所述晶片的直径，将所述中间层7的环口设置在所述中间层的升降段7-2的上端。

[0042] 实施例5

[0043] 在实施例4的基础上，在所述外层8和中间层的固定段8-1、7-1与升降段8-8、7-2之间设有连接环9，所述连接环9的截面呈倒U形，所述倒U形截面的连接环9与所述外层和中间层的升降段8-2、7-2刚性且密封的连接，所述倒U形截面的连接环9的U形开口端扣压在所述外层与中间层的固定段8-1、7-1上。

[0044] 实施例6

[0045] 在实施例1的基础上，所述升降机构包括驱动所述中间层的升降段7-2上下升降的驱动源16，所述驱动源16与一导杆17相连接，在所述导杆17上安装有外导向套18，所述外导向套18套装在内导向套19的外侧，在所述内导向套19中套装有所述导杆16，所述内导向套19一端被固定在所述固定框架5上，所述导杆17的一端与倒U形截面的连接环9刚性且密封的连接。在所述液体回收腔室的侧壁上设置有若干个均匀分布的排气孔，如第一排气孔12，第二排气孔13，在所述排气孔处设置有侧面挡风板22和上挡风板23。在所述液体回收腔室的底部至少设置有一个排液孔，如第一排液孔14，第二排液孔15。 [0046] 本发明还涉及一种用湿法处理盘状物的方法，该方法包括如下处理盘状物的步骤：

[0047] 第一步：将晶片固定在承载晶片以及使其旋转的载体2上；

[0048] 第二步：由分配器3将用于对晶片进行工艺的液体分配在所述晶片的至少一个表面上；

[0049] 第三步：由环状液体收集器4将S2中工艺后的液体回收，在所述环状液体收集器4中设有可上下升降的中间层7，通过所述中间层7的上下升降，液体收集器4可将不同种类的工艺液体回收到不同的液体回收腔室内；

[0050] 第四步：通过设置在所述液体回收腔室侧壁上的排气孔12、13以及与所述排气孔12、13通过管路20连接的集气腔室21将工艺后的气体排出，同时由所述回收腔室底部的排液孔14、15将工艺后的液体回收或排出。

[0051] 在本发明所述的方法中，将S2中所述的环状液体收集器4设置为包括具有内层6、外层8和至少一个中间层7的结构，将所述外层8与中间层7分别设置为具有固定段8-1、7-1和升降段8-2、7-2的结构，将所述外层的固定段8-1与一个中间层的固定段7-1相连接，将所述中间层的固定段7-1再与所述内层6一起连接在固定框架5上，将所述中间层的升降段7-2再与升降机构相连接。

[0052] 在本发明所述的方法中，由所述升降机构中的驱动源16驱动一导杆17，将所述导杆17与所述中间层的升降段7-2连接，再由所述导杆17驱动所述中间层的升降段7-2上下升降。

[0053] 本发明用湿法处理晶片的装置及方法的工作原理是：载体2用于保持及旋转晶片，该载体2还具有相对于液体回收器4的垂直运动，该装置还提供了使用某种部件(机械手末端执行器)将晶片安置在载体2上或从载体2上移开的可能性。

[0054] 在该装置的上端至少安装有一用于加工晶片的液体分配器3，选用不同液体使用不同的分配器，以避免药液交叉污染。该液体分配器将用于加工晶片的液体分配在晶片的至少一表面上；

[0055] 将液体回收器4环绕地安装在沿载体2的圆周方向，该液体回收器4用来收集从晶片上甩出的液体，其包括最外层8的液体回收环、最内6层液体回收环和至少一个中间层7液体回收环，这样在所述液体回收器4内就形成了至少两个液体回收腔室，每个液体回收腔室只能收集一种液体。

[0056] 提升装置，用于沿轴线上下升降中间层7液体回收环，从而改变中间层7液体回收环与载体2的轴向距离，实现不同液体的分开收集。

[0057] 排气孔，每一层液体回收腔室都有一个排气孔，用来分开的收集液体回收腔室内部的气体。每个液体回收腔室都含有至少一个排气孔。

[0058] 排液孔，用于将液体回收腔室内部回收的液体导出，用于将液体回收或者排掉。每个液体回收腔室至少含有一个排液孔。

[0059] 如图1示出了处理盘状物的装置1，其包含可旋转的载体2，用于保持并旋转一晶片W。晶片具有第一侧面W1和第二侧面W2。该载体连接于一装置(未示出)，通过该装置可以实现载体绕其轴线的旋转运动以及可选择性的沿其轴线相对于液体回收器4的上下运动。分配器3用来将液体分配在晶片W的第一侧面W1上。

[0060] 一环状液体收集器4安装在固定框架5上，并沿圆周方向环绕载体2。其包括最外层8液体回收环、至少一个中间层7液体回收环(图中只示出一个)和最内层6液体回收环。三层液体回收环彼此同心且与载体2同心。三层液体回收环形成三个向内开口的环状结构。其中，中间层液体回收环形成的开口直径大于载体2的外径，这样既保证回收液不会沿间隙流出，又能保证升降中间层液体回收时不与晶片发生干涉。三层液体回收环将液体回收器4分为收第一液体回收室10和第二液体回收室11(液体回收腔室的数量与中间层液体回收环的数量有关)。

[0061] 如图3所示，所示在排气孔的侧边和上边三个边上放置有挡风板：两个侧面挡风板22和上面挡风板23。从而实现本发明的第二个目的。

[0062] 如图1、2所示，中间层液体回收环，包括液体回收环中间层的升降段7-2和液体回收环中间层的固定段7-1。其中中间层的固定段7-1与液体回收环最外层的和液体回收环最内层6连接在一起。最外层8和最外层的固定段8-1均为环状，最外层8与连接环形9为刚性连接。最外层8通过连接环9安装在和最外层的固定段8-1上，连接环9的截面为倒U型。中间层的升降段7-2能够沿轴向相对运动。这种结构即能实现本发明的目的一又能很好的解决了中间层的固定段7-1和中间层的升降段7-2由于存在相对运动而存在的缝隙，不同液 体会沿缝隙泄露而交叉污染的问题，从而实现了本发明的目的二。 [0063] 可升降中间层升降段7-2的提升装置，每个中间层7的液体回收环都有1～4个提升装置，不同中间层7液体回收环的提升装置彼此独立。提升装置由驱动源16(可以是气缸或者电机)、外导向套18、内导向套19和导杆17组成。导杆17由驱动源16驱动，导杆17与外导向套18和连接环形9为刚性连接。内导向套19与固定框架5及液体回收环的内层6为刚性连接。固定驱动源16驱动导杆17和外导向套18相对于内导向套19上下运动，来实现可升降液体回收环的中间层的升降段7-2相对于液体回收环中间层的固定段7-1的上下相对运动，从而实现本发明的目的一。外导向套18与内导向套19即能实现液体回收环可升降中间层的升降段7-2相对于液体回收环相对于液体回收环中间层的固定段7-1的上下相对运动，从而实现本发明的目的一，又能避免回收液体沿着导杆17与固定中间层的固定段7-1之间的缝隙流出液体回收腔室，造成对驱动源等造成腐蚀。 [0064] 在图1中液体回收环的最外层6分为三部分：在液体回收环最外层的固定段8-1、液体回收环最外层的升降段8-2和连接环9。其中，外层的固定段8-1和外层的升降段8-2均为环状结构，连接环9也是一环形，其横截面为倒U型结构。9与8-2的下端为刚性连接，然后安装在8-1上。必要时还可以在8-1和8-2上可选择性的沿圆周加装螺钉以固定(图中叙线所示)。这种可拆卸结构即简化了液体回收环最外层8的结构，便于加工制造，又能很方便的对装置内部的结构(载体2等)进行维修。这是本发明的第三个目的。

[0065] 在图1和图2中，A为层流风，在工艺过程中提供净化空气，避免工艺过程中颗粒对晶片的污染。在图1中，为使用I化学药液进行工艺，在工艺过程中，层流气体通过第一排气孔12孔收集排出。回收药液通过第一排液孔14流出液体第一液体回收室10，进行回收或排掉。这一步工艺完成之后，驱动驱动源16，驱动液体回收环中间 层的升降段7-2上升，这时分配器提供化学药液II，层流气体通过第二排气孔13收集排出。回收药液通过第二排液孔15流出液体第二液体回收室11，进行回收或排掉。

[0066] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。