流体加速装置.pdf

本发明是关于一种流体加速装置，其包含一底座、一第一环部、及一第二环部；该第一环部固设于该底座，并具有至少一喷水通道与多个喷气通道设置于该第一环部中，该喷水通道具有一出水孔设置于该第一环部上，该多个喷气通道具有对应的多个喷气孔设置于该第一环部上，该出水孔系相对该多个喷气孔设置于该第一环部的外侧；该第二环部可旋转地与该底座连接，并围绕该第一环部。透过该第二环部可相对该底座旋转，使得流体加速装置能提升加工液体的收集率。

权利要求书
1.  一种流体加速装置，其特征在于包括：
一底座；
一第一环部，固设于该底座，并具有至少一出水孔与多个喷气孔设置于该第一环部上，该出水孔相对该多个喷气孔设置于该第一环部的外侧；以及
一第二环部，可旋转地与该底座连接，并围绕该第一环部。

2.  如权利要求1所述的流体加速装置，其特征在于，该第一环部具有二个以上的喷水通道，各该喷水通道具有一出水孔，该出水孔对称地设置于该第一环部上。

3.  如权利要求1所述的流体加速装置，其特征在于，进一步包含一基板转轴，其可旋转地与该底座连接，并可相对该第二环部转动。

4.  如权利要求3所述的流体加速装置，其特征在于，该基板转轴具有一吸力通道设置于其中。

5.  如权利要求3所述的流体加速装置，其特征在于，进一步包含一第一动力装置，借以转动该基板转轴。

6.  如权利要求3所述的流体加速装置，其特征在于，进一步包含一基板，其系固定于该基板转轴之上。

7.  如权利要求6所述的流体加速装置，其特征在于，该基板具有一第一基板长度与一第二基板长度，该第一基板长度与该第二基板长度分别为该基板的外侧边界的任一点至该基板转轴的中心线的垂直距离中的最大值与最小值；该第一环部具有一第一环部长度、一第一出水孔长度、一第二出水孔长度、一喷气孔长度，该第一环部长度为该第一环部的外侧边界的一点至该基板转轴的中心线的最大垂直距离，该第一出水孔长度与该第二出水孔长度分别为该第一出水孔的边界的任一点至该基板转轴的中心线的垂直距离中的最大值与最小值，该喷气孔长度为该喷气孔的边界至该基板转轴的中心线的最大垂直距离；该第二环部具有一第二环部长度，该第二环部长度为该第二环部的外侧边界的一点至该基板转轴的中心线的最小垂直距离；该第一基板长度大于或等于该第二基板长度，该第一环部长度大于或等于该第一出水孔长度，该第一出水孔长度大于该第二出水孔长度，该第二出水孔长度大于该喷气孔长度；其中，当该基板的尺寸小于该第二环部时，该第二环部长度大于该第一基板长度，该第二基板长度大于或等于该第一环部长度；或者，当该基板的尺 寸不小于该第二环部时，该第一基板长度大于或等于该第二环部长度，该第二基板长度大于该第一环部长度，且该第二环部长度大于第一环部长度。

8.  如权利要求1至7中的任一项所述的流体加速装置，其特征在于，进一步包含一第二动力装置，借以转动该第二环部。

9.  如权利要求8所述的流体加速装置，其特征在于，该第二环部借由该第二动力装置的驱动，具有至少为300RPM的转速。

10.  如权利要求1至7中的任一项所述的流体加速装置，其特征在于，该第一环部具有一环座部与一压环部，该环座部系固定于底座并具有一第一渐缩段，该压环部系可拆卸地固设于该环座部，并具有一第二渐缩段，该第二渐缩段且具有多个沟槽；当该压环部固设于该环座部，该第二渐缩段与该第一渐缩段接触，使该第二渐缩段的该多个沟槽与该第一渐缩段形成该多个喷气通道及该多个喷气孔。

说明书流体加速装置
【技术领域】
本发明是关于一种流体加速装置，特别是指一种可应用于半导体晶圆、太阳能基板、显示器玻璃基板、LED基板等平板状基板的制程，但并不限于此等制程，并于制程中使用不同化学品进行单片旋转蚀刻、清洗时，将使用于基板的多余加工流体运送至收集装置的流体加速装置。
【背景技术】
于基板加工制程产业中，使用于基板的加工流体可能因原料不易取得、制备程序繁杂、或需要特定制备程序等因素，使得加工流体往往所费不赀，因此将用于基板的加工流体收集至特定收集容器内以供加工的循环使用是非常重要的程序，而加工流体的收集率也因此成为制程运转成本高低指标之一。
图5显示一先前技术的基板加工机1001A，其具有一底座/机座1010A，一基板转轴1016A、一基板1018A、一动力装置1050A、及一收集环1500A，基板1018A系固定于基板转轴1016A之上，加工流体2000A施加于基板1018A上，且动力装置1050A驱动基板转轴1016A与基板1018A相对底座1010A旋转，一方面使加工流体2000A均匀分布于基板1018A，另一方面透过基板1018A的转动所产生的离心力而将基板1018A上多余的加工流体2000A甩至收集环1500A，以借由收集环1500A收集多余的加工流体2000A。然而，此基板加工机1001A的收集环1500A与基板1018A间的尺寸并不合适，使得有相当多的加工流体2000A分散至基板加工机1001A的内部，而大幅降低加工流体2000A的收集率，并可能对基板加工机1001A造成不良的影响。以一此类型的基板加工机为例，一适合用于12吋基板加工的12吋基板加工机的收集环于收集加工流体的收集率可达99.99％；然而若将该12吋基板加工机用于加工8吋基板时，收集环于收集加工流体的收集率仅约60％。亦即，先前技术的基板加工机无法适用于多尺寸的基板加工。
图6显示另一先前技术的基板加工机1001B，其具有一底座1010B、一旋转环1014B、一基板1018B、一动力装置1050B、及一收集环1500B，基板1018B系固定于基板转轴1016B之上，旋转环1014B系安装至基板转轴 1016B，加工流体(未显示)施加于基板1018B上，且动力装置1050B驱动基板转轴1016B、基板1018B、及旋转环1014B一同旋转，并透过旋转环1014B系延伸至接近收集环1500B的位置，借以提升该加工流体的收集率。然而，在此先前技术的配置中，基板1018B与旋转环1014B系由同一动力装置1050B所驱动，一方面可能将使动力装置1050B的负载过大或体积过大；另一方面，在一定范围的转速下，由于旋转环1014B的转速与基板1018B相同，使得旋转环1014B的转速受限于基板1018B而无法有效地将加工流体运送至收集环1500B。
图7显示再一先前技术的基板加工机1001C的用于基板背面清洁的清洁环部1012C，其系与基板转轴(未显示)固接或与底座(未显示)固接；亦即，清洁环部1012C系与基板及基板转轴同动；或者基板系可相对清洁环部1012C转动。其中，清洁环部1012C具有多个出水孔1024C与一环型喷气缝1026C，出水孔1024C用于提供清洁液于基板背面，环型喷气缝1026C用于提供气体于基板背面，借以维持基板背面的清洁。然而，出水孔1024C的孔径可能有过小的问题，造成提供于基板背面的清洁液不足，无法有效清洗基板背面。此外，环型喷气缝1026C不易具有均匀的环形间隙，只要相关组件的尺寸或装配过程略有误差，容易使环型喷气缝于其环型的一端具有一较大的间隙段，并于其环型的另一端具有一较小的间隙段，如此便会使气体不易均匀地由环型喷气缝1026C吹出。
【发明内容】
为了解决上述问题，本发明目的的一系提供一种流体加速装置，其具有固定于底座的一第一环部，该第一环部具有多个喷气孔，而透过该等喷气孔可解决先前技术的环型喷气缝吹气不均的缺失；此外，利用可相对底座与基板转动的一第二环部，使本发明的流体加速装置能适用多种尺寸的基板加工，且不需如先前技术须受基板的转速影响。
依据本发明的一实施例，一种流体加速装置，包括：一底座、一第一环部、及一第二环部；该第一环部固设于该底座，并具有至少一出水孔与多个喷气孔设置于该第一环部上，该出水孔系相对该多个喷气孔设置于该第一环部的外侧；该第二环部可旋转地与该底座连接，并围绕该第一环部。
较佳地，本发明的流体加速装置进一步包含一第二动力装置，借以转动该第二环部。根据此配置，本发明的该第二环部具有独立的动力装置，借以能减少基板的动力装置的负载，并透过使该第二环部的转速高于基板的转速，进而 提升加工液体的收集率。
较佳地，本发明的流体加速装置的该第一环部具有一环座部与一压环部，该环座部系固定于底座并具有一第一渐缩段，该压环部系可拆卸地固设于该环座部，并具有一第二渐缩段，该第二渐缩段且具有多个沟槽；当该压环部固设于该环座部，该第二渐缩段与该第一渐缩段接触，使该第二渐缩段的该多个沟槽与该第一渐缩段形成该多个喷气通道及该多个喷气孔。根据此配置，本发明的该多个喷气孔能达成均匀喷气的效果。
以下借由具体实施例配合所附的图式详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。
【附图说明】
图1A、1B分别为一示意图，显示本发明一实施例的流体加速装置的立体图与剖视图。
图2为一示意图，显示本发明的第二动力装置的一实施范例的局部剖视立体图。
图3A、3B分别为一示意图，显示本发明的第一环部的组件的一实施范例的分解立体图。
图3C为一示意图，显示本发明的第一环部的组件的一实施范例的局部组装剖视立体图。
图4A、4B分别为一示意图，显示不同尺寸的基板套用于本发明的流体加速装置的剖视图。
图5为一示意图，显示一先前技术的基板加工机。
图6为一示意图，显示一先前技术的具有与基板一同旋转的旋转环的基板加工机。
图7为一示意图，显示一先前技术的具有出水孔与环状喷气孔的清洁环部的基板加工机。
【符号说明】
1     流体加速装置
10    底座
12     第一环部
14     第二环部
16     基板转轴
18     基板
20     喷水通道
22     喷气通道
24     出水孔
26     喷气孔
40     吸力通道
50     第一动力装置
52     第一马达
54     旋转轴
56     转轴通道
60     第二动力装置
62     第二马达
64     第二传动机构组
66     主动齿轮
68     被动齿轮
70     叶片
80     环座部
82     第一渐缩段
84     第一颈部
90     压环部
92     第二渐缩段
94     第二颈部
96     沟槽
100    气体腔室
L12    第一环部长度
L14    第二环部长度
L18a   第一基板长度
L18b   第二基板长度
L24a     第一出水孔长度
L24b     第二出水孔长度
L26      喷气孔长度
1001A、1001B、1001C   基板加工机
1010A、1010B          底座
1012C    清洁环部
1014A、1014B          旋转环
1016A、1016B          基板转轴
1018A、1018B          基板
1024C     出水孔
1026C     环型喷气缝
1050A、1050B          动力装置
1500A、1500B          收集环
2000A       加工流体
【具体实施方式】
请参照图1A、1B，其分别显示依据本发明一实施例的流体加速装置1的立体图与分解图。流体加速装置1包含一底座10、一第一环部12、及一第二环部14。第一环部12固设于底座10，并具有至少一喷水通道20与多个喷气通道22设置于第一环部12中，喷水通道20具有一出水孔24设置于第一环部12上，多个喷气通道22具有对应的多个喷气孔26设置于第一环部12上，出水孔24系相对多个喷气孔26设置于第一环部12的外侧。其中，借由多个喷气孔26系相对出水孔24设置于第一环部12的内侧，由多个喷气孔26喷出的气体可大致上形成多个气流障壁或形成一共同的气流帐壁，以确保出水孔24流出的液体系向第一环部12的外侧喷布。较佳地，第一环部12具有二个以上的喷水通道20，各喷水通道20具有一出水孔24，出水孔24系对称地设置于第一环部12上；举例而言，在一实施范例中，第一环部12具有二个出水孔24彼此为对称地180度设置。较佳地，出水孔24的孔径系为0.25英吋，用以解决先前技术的出水孔1024C(如图7)的孔径过小的问题。第二环部14系可旋转地与底座10连接，并围绕第一环部12。应注意的是，多个喷气通道22彼此可部分地相互连通，以形成具有一共同喷气通道的部分；多个喷水通道20彼此可部分地或全部地相互连通，以形成具有一共同喷水通道的部分。
较佳地，流体加速装置1进一步包含一基板转轴16，其系可旋转地与底座10连接，并可相对第二环部14转动。较佳地，基板转轴16具有一吸力通道40设置于其中。较佳地，流体加速装置1进一步包含一第一动力装置50，借以转动基板转轴16；较佳地，第一动力装置50系为一第一马达52，且第一马达52具有一马达转轴54，而基板转轴16系与旋转轴54固接；或者，第一动力装置50系包含一第一马达52与一对应的第一传动机构组(未显示)，透过该第一传动机构组连接第一马达52与基板转轴16间，将第一马达52的动力传送至基板转轴16。较佳地，流体加速装置1进一步包含一基板18，其系固定于基板转轴16之上。在一实施范例中，基板转轴16与马达转轴54固接，吸力通道40的一端设有一吸力装置(未显示)，该吸力装置系用以抽除吸力通道40中的气体；藉此，基板18系透过来自吸力通道40的吸力而被吸固于基板转轴16之上。在另一实施范例中，旋转轴54系为中空以界定一转轴通道56，基板转轴16系与旋转轴54固接，且吸力通道40系与转轴通道56连通，并且于旋转轴54的一端设有一吸力装置(未显示)；藉此，基板18系透过来自吸力信道40与转轴信道56的吸力而被吸固于基板转轴16之上。应注意的是，当基板转轴16与旋转轴54固接时，基板转轴16与旋转轴54可视为一体；亦即基板转轴16即为旋转轴54，且吸力通道40即包含转轴通道56。此外，基板18的固定于基板转轴16的方式并不以上述的吸固方式为限；例如基板18可透过其它固定机构(未显示)而固设于基板转轴16。
较佳地，流体加速装置1进一步包含一第二动力装置60，借以转动第二环部14。较佳地，第二环部14的转速大于300RPM。在一实施范例中，第二动力装置60系包含一第二马达62与一对应的第二传动机构组64，第二马达62系与底座10固接，第二传动机构组64系连接第二马达62与第二环部14的间，以将第二马达62的动力传送至第二环部14；较佳地，第二传动机构组64包含一主动齿轮66与一被动齿轮68，主动齿轮66系与第二马达62连接，被动齿轮68系与主动齿轮66啮合，且被动齿轮68系为第二环部14的一部分；较佳地，第二环部14的被动齿轮68系为一种内齿轮的型态；较佳地，至少一惰齿轮(未显示)与底座10可旋转地连接，并连接于主动齿轮66及被动齿轮68之间。
在一实施范例中，基板18与基板转轴16系透过第一动力装置50的驱动而具有一基板转速，第二环部14系透过第二动力装置60的驱动而具有一第二环部转速，而且该第二环部转速系高于该基板转速；藉此，当施加于基板18的多余加工流体未能透过该基板转速而从基板18被加速甩至一收集装置(未显示) 时，该等多余加工流体系落至第二环部14之上，并透过大于该基板转速的该第二环部转速的影响，该等多余加工流体系再由第二环部14被加速甩至该收集装置，借以避免多余的加工流体流入机体内部且无法收集的情况。
请参照图2，其显示该第二动力装置(未显示)的一另实施范例，该第二动力装置系为一气体压缩装置(未显示)，第二环部14具有多个叶片70，借由该气体压缩装置产生的气流吹向第二环部14的多个叶片70，驱动多个叶片70而使第二环部14转动。
请参照图3A、3B、3C，其显示第一环部12的组件的立体图与组合的剖视图，用以说明喷气孔26的构造。第一环部12进一步具有一环座部80与一压环部90；环座部80系固定于底座10并具有一第一渐缩段82与一第一颈部84，第一渐缩段82与第一颈部84连接；压环部90系可拆卸地固设于环座部80，并具有一第二渐缩段92与一第二颈部94，第二渐缩段92与第二颈部94连接，且具有多个沟槽96；当压环部90固设于环座部80，第二渐缩段92与第一渐缩段82接触，使第二渐缩段92的多个沟槽96与第一渐缩段82形成多个喷气通道22及多个喷气孔26，且第一颈部84与第二颈部94间界定一气体腔室100。较佳地，气体腔室100的截面长度系大于喷气孔26的截面长度，使得喷出气体由气体腔室100经由喷气孔26向外喷发时，具有均匀且被强化的气流。应注意的是，气体腔室100亦属于喷气通道22的一部分；亦即，喷气通道22系包含由第二渐缩段92的多个沟槽96、第一渐缩段82、第一颈部84、及第二颈部94所界定的部分。
请参照图4A，其显示依据本发明一实施范例的流体加速装置1的各组件的尺寸关系。基板18具有一第一基板长度L18a与一第二基板长度L18b，第一基板长度L18a与第二基板长度L18b系分别为基板18的外侧边界的任一点至基板转轴16的中心线的垂直距离中的最大值与最小值；第一环部12具有一第一环部长度L12、一第一出水孔长度L24a、一第二出水孔长度L24b、一喷气孔长度L26，第一环部长度L12系为第一环部12的外侧边界的一点至基板转轴16的中心线的最大垂直距离，第一出水孔长度L24a与第二出水孔长度L24b系分别为第一出水孔24的边界的任一点至基板转轴16的中心线的垂直距离中的最大值与最小值，喷气孔长度L26系为喷气孔26的边界至基板转轴16的中心线的最大垂直距离；第二环部14具有一第二环部长度L14，第二环部长度L14系为第二环部14的外侧边界的一点至基板转轴16的中心线的最小垂直距离；其中，第二环部长度L14系大于第一基板长度L18a，第一基板长度L18a系大于或等于第二基板长度L18b，第二基板长度L18b 系大于或等于第一环部长度L12，第一环部长度L12系大于或等于第一出水孔长度L24a，第一出水孔长度L24a系大于第二出水孔长度L24b，第二出水孔长度L24b系大于喷气孔长度L26。请参照图4B，其显示依据本发明另一实施范例的流体加速装置1的各组件的尺寸关系。其中，第一基板长度L18a大于或等于第二基板长度L18b，第一基板长度L18a大于或等于第二环部长度L14，第二基板长度L18b大于第一环部长度L12，第二环部长度L14大于第一环部长度L12，第一环部长度L12系大于或等于第一出水孔长度L24a，第一出水孔长度L24a系大于第二出水孔长度L24b，第二出水孔长度L24b系大于喷气孔长度L26。较佳的，第一基板长度L18a等于第二基板长度L18b。应注意的是，当第一基板长度L18a不等于第二基板长度L18b时，基板18系为一非圆形基板；或者基板18系一圆形基板，但其圆心并非位在基板转轴16的中心在线。
借由以上本发明的流体加速装置1的配置，基板18系相对第一环部12转动，因此基板18的背部可受到第一环部12上的出水孔24喷出的液体或喷气孔26喷出的气体清洁，避免施加于基板18正面的加工流体污染基板18背面，并将加工流体朝外喷布至收集装置(未显示)或第二环部14上；其中，喷气孔26的设置能确保出水孔24流出的液体系向第一环部12的外侧方向喷布。其中，具有各别独立动力装置的基板18与第二环部14，能使第一动力装置50仅需驱动基板18旋转，降低先前技术中的动力装置须转动基板1018B与其旋转环1014B的负荷(如图6)；而具有第二动力装置60的第二环部14，能使第二环部14独立于基板18而转动，并借由第二环部14的旋转，使得由基板18滴至或甩至第二环部14的加工流体、及由第一环部12喷布的液体，能被甩至收集装置。其中，借由图4A、4B的各别实施范例应可理解，当基板18的长度小于第二环部14的长度时，由基板18滴落至第二环部14的加工流体将由第二环部14的旋动而甩至收集装置；当基板18的长度大于或等于第二环部14的长度时，基板18上的加工流体将几乎全数滴落至收集装置中。因此，综合图4A、4B的实施范例，可说明本发明的液体加速装置1可适用于不同尺寸基板18的加工，解决先前技术的液体收集装置的机台无法同时适用不同尺寸基板18的加工。在一实测中，分别将12吋与8吋基板18套用至本发明的具有底座10、第一环部12、第二环部14、基板转轴16、第一动力装置50、及第二动力装置60的液体加速装置1中，其加工流体的收集率皆为99.99％；其中，当基板18为8吋基板时，基板18的长度(L18a、L18b)系小于第二环部长度L14。
以上所述的实施例仅是为说明本发明的技术思想及特点，其目的 在使熟习此项技艺的人士能够了解本发明的内容并据以实施，当不能以的限定本发明的专利范围，即大凡依本发明所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明的专利范围内。