CN101727008A - 涂胶显影单元工作臂的分控、交叉作业结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及涂胶显影单元工作臂的改进技术，具体为一种用以在半导体晶片上进行涂胶、显影的各工作臂的可分控作业及可交叉作业结构，解决涂胶、显影单元中实现工作臂的上下动作结构复杂，工作效率低等问题。涂胶单元或显影单元的基座一侧安装支承板，两个电缸I、电缸II上下平行安装在支承板外侧，涂胶单元或显影单元的两个工作臂分别固定在基座支承板外侧的上下两个电缸I、电缸II上。由于两臂的安装结构不存在运动干涉，利用电缸的作用可以进行独立、交叉的平行作业。这一独特功能的实用性在显影单元上体现的由为明显，可以实现反复的显影、定影工艺过程。采用本发明可以缩短工艺单元的作业时间，为提高整体设备的产能打基础。

Description

涂胶显影单元工作臂的分控、交叉作业结构

技术领域

本发明涉及涂胶显影单元工作臂的改进技术，具体为一种用以在半导体晶片上进行涂胶、显影的各工作臂的可分控作业及可交叉作业结构。

背景技术

目前，众所周知的涂胶、显影单元主要由基座、离心机构、涂胶杯、工作臂、气动滑台、气动马达等构成。涂胶(显影)臂固定在气动滑台上，并利用气动滑台实现工作臂的上下动作。气动滑台固定在气动马达上，利用气动马达的转动完成涂胶、显影工艺过程。在涂胶单元中，当涂胶过程结束而涂胶臂没有退回原位时，不允许去边臂进行作业；同样在显影单元中，显影液的涂覆结束，而显影臂没有退回原位时，不允许定影臂进行作业。

目前，国内相关产品要完成涂胶、显影工艺过程，都需要以上复杂结构来完成，不仅成本较高，占用空间较大。而对于涂胶显影设备来讲，提高工作效率，提高产能才是目前市场需求的核心所在。

发明内容

为了克服上述的不足，本发明的目的在于提供一种涂胶显影单元工作臂的分控、交叉作业结构，解决涂胶、显影单元中实现工作臂的上下动作结构复杂，工作效率低等问题。采用本发明可以缩短工艺单元的作业时间，为提高整体设备的产能打基础。

本发明的技术方案是：

一种涂胶显影单元工作臂的分控、交叉作业结构，涂胶单元或显影单元的基座一侧安装支承板，两个电缸I、电缸II上下平行安装在支承板外侧，涂胶单元或显影单元的两个工作臂分别固定在基座支承板外侧的上下两个电缸I、电缸II上。

所述的涂胶显影单元工作臂的分控、交叉作业结构，各工作臂的一端固定有气动滑台，各工作臂与电缸通过连接板连接，连接板的一端固定在气动滑台上，连接板的另一端固定在电缸的滑块上。

所述的涂胶显影单元工作臂的分控、交叉作业结构，基座的底部配有排液、排气装置以及单元的离心机构。

所述的涂胶显影单元工作臂的分控、交叉作业结构，工作臂的上下驱动机构气动滑台上设有限位传感器。

所述的涂胶显影单元工作臂的分控、交叉作业结构，工作臂的水平移动机构电缸I、电缸II内设置限位传感器。

所述的涂胶显影单元工作臂的分控、交叉作业结构，电缸I、电缸II为电动执行器。

本发明的优点及有益效果是：

1、本发明的工作臂固定在电缸上，同一单元的两个工作臂可以分别或交叉动作，互不干涉，减少了单元工艺过程的使用时间，缩小了单元的占用空间，使得涂胶、显影单元结构更加紧凑，并为设备整体产能的提高奠定了基础。

2、本发明结构使涂胶、显影单元模块的作业更加平稳、快捷、灵活。在同一单元上，可以通过电缸驱动进行两个工作臂工艺过程的自动转换，即两臂的分控与交叉作业。

3、本发明的结构单元，体积小，结构紧凑、简单，不仅节省空间、便于装配，而且降低了成本，使涂胶、显影的工艺过程运行更加稳定；由此，单元的工作效率也得以提高。

4、本发明由电缸控制工作臂运作的新型单元结构，在涂胶(显影)单元中的两个工作臂涂胶臂、去边臂(或者显影臂、定影臂)，分别布置在各自单元基座支承板的上下两个电缸的滑块上。由于两臂的安装结构不存在运动干涉，利用电缸的作用可以进行独立、交叉的平行作业，既可利用两个电缸进行分控作业，也可进行平稳交叉作业。也就是说，在同一单元内实施对两个工作臂的分控及交叉作业控制。这一独特功能的实用性在显影单元上体现的由为明显，可以实现反复的显影、定影工艺过程。

附图说明

图1是本发明涂胶单元的三维结构示意图。

图2是本发明涂胶单元的主视图。

图3是本发明涂胶单元的俯视图。

图1-图3中，1基座；2溶剂清洗池；3去边臂；4晶片；5涂胶杯；6自动转换喷嘴机构；7涂胶臂；8支承板；9电缸I；10电缸II；11连接板I；12连接板II；13气动滑台I；14离心机构；15气动滑台II。

图4是本发明显影单元的三维结构示意图。

图5是本发明显影单元的主视图。

图6是本发明显影单元的俯视图。

图4-图6中，1′基座；2′溶剂清洗池；3′定影臂；4′晶片；5′显影杯；6′显影液清洗池；7′显影臂；8′支承板；9′电缸I；10′电缸II；11′连接板I；12′连接板II；13′气动滑台I；14′离心机构；15′气动滑台II。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细描述。

如图1-图3所示，本发明涂胶单元工作臂的分控、交叉作业结构主要由以下几部分组成：基座1一个、溶剂清洗池2一个、去边臂3一个、涂胶杯5一个、自动转换喷嘴机构6一个、涂胶臂7一个、支承板8一个、电缸I 9和电缸II 10各一个、连接板I 11和连接板II 12各一个、气动滑台I 13和气动滑台II 15各个、离心机构14一个。具体结构如下：

涂胶杯5设置于基座1上，基座1一侧安装支承板8，两个电缸I 9、电缸II10上下平行安装在支承板8外侧，涂胶单元的涂胶臂7、去边臂3分别固定在基座支承板8外侧的上下两个电缸I 9、电缸II 10上，涂胶臂7与去边臂3的分控与交叉作业是通过电缸I 9、电缸II 10的驱动来实现的。各工作臂的下端固定有气动滑台，工作臂的上下靠气动滑台实现，各工作臂与电缸的连接是靠连接板实现的，连接板的上端固定在气动滑台上，下端固定在电缸的滑块上。其中：

涂胶臂7依次通过气动滑台I 13及连接板I 11固定在电缸I 9上，涂胶臂7下端固定有气动滑台I 13，连接板I 11的上端固定在气动滑台I 13上，连接板I11的下端固定在电缸I 9的滑块上，涂胶臂7通过气动滑台I 13的驱动进行升降动作，通过电缸I 9的驱动带动连接板I 11及涂胶臂7进行水平移动。去边臂3依次通过气动滑台II 15及连接板II 12固定在电缸II 10上，去边臂3下端固定有气动滑台II 15，连接板II 12的上端固定在气动滑台II 15上，连接板II 12的下端固定在电缸II 10的滑块上，去边臂3通过气动滑台II 15的驱动进行升降动作，通过电缸II 10的驱动带动连接板II 12及去边臂3进行水平移动。

在基座1上，涂胶杯5两侧分别设置溶剂清洗池2和自动转换喷嘴机构6；工作时，溶剂清洗池2收集多余的清洗液，它与去边臂3的运动方向相对应，自动转换喷嘴机构6有四套喷嘴，排列和整体运动方向与涂胶臂7的运动方向相垂直，这样涂胶臂7可以自动根据需要选择4个喷嘴中的一个。

在单元的作业平面上，去边臂3及涂胶臂7分别布置在涂胶杯5的左右两侧，去边臂3的原始位置在基座1的左侧，涂胶臂的原始位置在基座1的右侧。

在基座1的底部配有排液、排气装置及单元的离心机构14，离心机构14与用于放置晶片4的吸盘连接，离心机构14通过真空吸盘可以带动晶片4离心旋转。

在工作臂的上下驱动机构气动滑台I 13和气动滑台II 15上可以设有限位传感器，用于限定去边臂3及涂胶臂7的升降位置。

在工作臂的水平移动机构电缸I 9和电缸II 10内可以设置数个限位传感器，实现对各工作臂的精确而稳定的定位控制。本发明中，电缸可以是指电动执行器。

如图1所示，当进行涂胶工艺时，电缸I 9驱动时，固定在其上面的连接板I 11带动气动滑台I 13及涂胶臂7沿电缸I 9上的滑轨向涂胶杯5的中心平稳移动。当涂胶臂7移动到晶片4的中心位置时，进行涂胶动作，之后靠气动滑台I13使涂胶臂7抬起，准备返回作业原点。此时，电缸II 10便可驱动，固定在其上面的连接板II 12便带动气动滑台II 15及去边臂3也向涂胶杯5的中心位置移动。当去边臂3移动到晶片4的边缘时，即可进行晶片的去边工艺操作。在此期间，涂胶臂7返回作业原点，实现涂胶单元的一次完整工艺操作。

如图4-图6所示，本发明显影单元工作臂的分控、交叉作业结构主要由以下几部分组成：基座1′一个、溶剂清洗池2′一个、定影臂3′一个、显影杯5′一个、显影液清洗池6′一个、显影臂7′一个、支承板8′一个、电缸I 9′和电缸II 10′各一个、连接板I 11′和连接板II 12′各一个、气动滑台13′和气动滑台II 15′各个、离心机构14′一个。具体结构如下：

显影杯5′设置于基座1′上，基座1′一侧安装支承板8′，两个电缸I 9′、电缸II 10′上下平行固定在支承板8′外侧，显影单元的显影臂7′、定影臂3′分别固定在基座支承板8′外侧的上下两个电缸I 9′、电缸II 10′上，显影臂7′与定影臂3′的分控与交叉作业是通过电缸I 9′、电缸II 10′的驱动来实现的。各工作臂的下端固定有气动滑台，工作臂的上下靠气动滑台实现，各工作臂与电缸的连接是靠连接板实现的，连接板的上端固定在气动滑台上，下端固定在电缸的滑块上。其中：

显影臂7′依次通过气动滑台I 13′及连接板I 11′固定在电缸I 9′上，显影臂7′下端固定有气动滑台I 13′，连接板I 11′的上端固定在气动滑台I 13′上，连接板I 11′的下端固定在电缸I 9′的滑块上，显影臂7′通过气动滑台I 13′的驱动进行升降动作，通过电缸I 9′的驱动带动连接板I 11′及显影臂7′进行水平移动。定影臂3′依次通过气动滑台II 15′及连接板II 12′固定在电缸II 10′上，定影臂3′下端固定有气动滑台II 15′，连接板II 12′的上端固定在气动滑台II 15′上，连接板II 12′的下端固定在电缸II 10′的滑块上，定影臂3′通过气动滑台II 15′的驱动进行升降动作，通过电缸II 10′的驱动带动连接板II 12′及定影臂3′进行水平移动。

在基座1′上，显影杯5′两侧分别设置溶剂清洗池2′和显影液清洗池6′，分别收集溶液和显影液，同时清洗各自的喷嘴；工作时，溶剂清洗池2′与定影臂3′的运动方向相对应，显影液清洗池6′与显影臂7′的运动方向相对应。

在单元的作业平面上，定影臂3′及显影臂7′分别布置在显影杯5′的左右两侧，定影臂3′的原始位置在基座1′的左侧，显影臂7′的原始位置在基座1′的右侧。

在基座1′的底部配有排液、排气装置及单元的离心机构14′，离心机构14′与用于放置晶片4′的吸盘连接，离心机构14′通过真空吸盘可以带动晶片4′离心旋转。

在工作臂的上下驱动机构气动滑台I 13′和气动滑台II 15′上可以设有限位传感器，用于限定定影臂3′及显影臂7′的升降位置。

在工作臂的水平移动机构电缸I 9′和电缸II 10′内可以设置数个限位传感器，实现对各工作臂的精确而稳定的定位控制。本发明中，电缸可以是指电动执行器。

如图4所示，当进行显影工艺时，电缸I 9′驱动时，固定在其上面的连接板I 11′带动气动滑台I 13′及显影臂7′沿电缸I 9′上的滑轨向显影杯5′的中心平稳移动。当显影臂7′移动到晶片4′的中心位置时，进行涂显影液的动作，之后靠气动滑台I 13′使显影臂7′抬起，准备返回作业原点。此时，电缸II 10′便可驱动，固定在其上面的连接板II 12′便带动气动滑台II 15′及定影臂3′也向显影杯5′的中心位置移动。当定影臂3′移动到距晶片4′的边缘1/3处时，即可进行晶片的定影工艺操作。在此期间，显影臂7′可以返回作业原点，实现显影单元的一次工艺操作。由于显影工艺的特殊性，当定影臂3′完成定影操作，但不返回原位时，显影臂7′便可再次向晶片4′的中心移动，进行下一次显影液的涂覆工作，定影臂3′可利用此时返回原位，并再次返回进行定影工艺操作。如此实现显影和定影的分控、交叉作业。

通过以上对涂胶、显影单元的具体动作的详细介绍说明了本发明设计结构与传统的单元结构的根本差异。在涂胶单元中，通过对两个平行安装的电缸的驱动，可以实现对涂胶臂、去边臂的分别控制及交叉控制，在涂胶过程结束而涂胶臂没有退回原位时，去边臂便可以进行去边动作。在显影单元中，通过对两个平行安装的电缸的驱动，可以实现对显影臂、定影臂的分别控制及交叉控制；当涂显影液过程结束而显影臂没有退回原位时，定影臂就可以进行作业；同样，当定影臂没有退回原位时，显影臂就可以进行下一轮显影工艺过程，从而实现显影、定影的反复交叉作业过程。

由于单元结构及所采用的工艺动作执行机构不同，所以完成涂胶、显影单元的工艺过程所用的时间也随之缩短。而且单元结构简单、利落、紧凑。

由于各半导体生产厂的涂胶、显影单元的结构不同，所以执行方式、动作过程、单元动作所需时间也有所不同。从而对整体设备产能也会产生不同程度的影响。如今市场竞争的核心就是设备的产能，而设备的精巧、小型化也是客户所追求的。因此，为满足缩短单元作业时间，提高产能，缩小单元占用空间，使单元结构简单、实用、机构运行平稳、灵活，本发明结构设计便是该问题的解决方案之一。

Claims (6)

1.一种涂胶显影单元工作臂的分控、交叉作业结构，其特征是：涂胶单元或显影单元的基座一侧安装支承板，两个电缸I、电缸II上下平行安装在支承板外侧，涂胶单元或显影单元的两个工作臂分别固定在基座支承板外侧的上下两个电缸I、电缸II上。

2.按照权利要求1所述的涂胶显影单元工作臂的分控、交叉作业结构，其特征在于：各工作臂的一端固定有气动滑台，各工作臂与电缸通过连接板连接，连接板的一端固定在气动滑台上，连接板的另一端固定在电缸的滑块上。

3.按照权利要求1所述的涂胶显影单元工作臂的分控、交叉作业结构，其特征在于：基座的底部配有排液、排气装置以及单元的离心机构。

4.按照权利要求1所述的涂胶显影单元工作臂的分控、交叉作业结构，其特征在于：工作臂的上下驱动机构气动滑台上设有限位传感器。

5.按照权利要求1所述的涂胶显影单元工作臂的分控、交叉作业结构，其特征在于：工作臂的水平移动机构电缸I、电缸II内设置限位传感器。

6.按照权利要求1所述的涂胶显影单元工作臂的分控、交叉作业结构，其特征在于：电缸I、电缸II为电动执行器。

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