CN103084297A - 一种液体涂敷装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在半导体晶片上形成薄膜的装置，具体地说是一种在晶片上形成涂布液膜的液体涂敷装置，包括底板、处理罩、处理腔、第三支架、喷嘴、驱动旋转机构、承片台及旋转电机，处理罩安装在底板上，其侧壁上开有供晶片出入的豁口；处理腔可升降地安装在底板上，豁口通过处理腔的升降开合，在处理腔上设有驱动旋转机构，其驱动端连接有可旋转的第三支架，第三支架上均布有多个可升降的喷嘴，在第三支架下方的处理腔上开有供喷嘴喷射液体的第一通孔；旋转电机安装在底板上，其驱动端位于处理罩内，在旋转电机的驱动端上安装有位于第一通孔下方的承片台。本发明通过驱动旋转机构带动第三支架旋转，可以实现喷嘴的快速更换，提高了生产效率。

Description

一种液体涂敷装置

技术领域

本发明涉及在半导体晶片上形成薄膜的装置，具体地说是一种在晶片上形成涂布液膜的液体涂敷装置。

背景技术

目前，公知的液体涂敷装置主要由喷嘴臂、保护杯、排液室、离心机部分等组成。离心机部分可以升降，晶片在进入腔体时，离心机部分升起，晶片放在承片台后，离心机部分下降；喷嘴在不工作时位于涂敷装置的一端，工作时便移动至晶片顶部，开始进行液体涂敷工作。由于离心机部分可以升降，在高速转动时会产生振动。此外，根据工艺的不同会选择需要涂敷液体的种类，这就需要更换喷嘴；通常喷嘴的更换是通过水平移动的电缸来实现的，将喷嘴移动到不工作位进行更换。现有涂敷装置更换喷嘴的方式会影响到设备的生产效率和涂敷液体的均匀度。

发明内容

为了克服上述介绍的不足之处，本发明的目的在于提供一种液体涂敷装置。该涂敷装置可以将离心机部分旋转时产生的振动降到最低，并可以实现喷嘴的快速更换，可应用于在半导体晶片上或晶片的涂层上形成保护膜。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括底板、处理罩、处理腔、第三支架、喷嘴、驱动旋转机构、承片台及旋转电机，其中处理罩安装在底板上，在处理罩的侧壁上开有供晶片出入的豁口；所述处理腔可升降地安装在底板上，豁口通过处理腔的升降开合，在处理腔上设有驱动旋转机构，该驱动旋转机构的驱动端连接有可旋转的第三支架，所述第三支架上均布有多个可升降的喷嘴，在第三支架下方的处理腔上开有供喷嘴插入、喷射液体的第一通孔；所述旋转电机安装在底板上，旋转电机的驱动端由底板穿过、位于所述处理罩内，在旋转电机的驱动端上安装有固定和旋转晶片的承片台，该承片台位于所述第一通孔的下方。

其中：所述处理腔的上表面沿轴向向上延伸形成环状的凸起，该凸起内部形成凹槽，凸起的内壁上设有延伸部，所述第一通孔开设在该延伸部上、且与处理腔内部连通；所述驱动旋转机构安装在凹槽内；所述处理腔为中空无底的圆盘状结构，其外径小于所述处理罩的内径，处理腔在升降的下限位插入处理罩内，闭合豁口；所述凸起的中心轴线与处理腔的中心轴线偏心设置，第一通孔位于处理腔上表面的中心；所述凹槽的底面为处理腔的上表面，在凹槽的底面上开有第二通孔，该第二通孔连接有排废管；所述处理腔的上边缘以其中心轴线为对称设有两个支撑部，每个支撑部的下方均设有一个安装在底板上的第一驱动升降机构，该第一驱动升降机构的驱动端连接有第一支架，所述支撑部搭接在第一支架上，所述处理腔通过第一驱动升降机构驱动升降；所述第一驱动升降机构位于处理罩的外围；所述喷嘴安装在第二支架的一端，第二支架的另一端连接于安装在第三支架上的第二驱动升降机构，喷嘴通过第二驱动升降机构的驱动升降；所述第三支架的底部为一圆环，圆环中间孔的上方为一中空的柱体，所述驱动旋转机构的驱动端连接于所述柱体内、驱动第三支架旋转；所述圆环上均布有与喷嘴数量相同的第三通孔，每个第三通孔的旋转轨迹均经过所述第一通孔的正上方，在每个第三通孔旁分别设有一个第二驱动升降机构，安装在第二驱动升降机构上的喷嘴插入第三通孔内；所述处理罩为一中空无顶的圆盘状结构，在其侧壁上开有供晶片出入的豁口；所述处理罩的底面及底板上分别开有至少两个排废孔。

本发明的优点与积极效果为：

1.本发明通过驱动旋转机构带动第三支架旋转，通过第三支架的旋转可以实现喷嘴的快速更换。

2.本发明中各个喷嘴固定在第三支架上，通过第三支架的旋转可以实现喷嘴的快速更换，提高了生产效率。

3.本发明各个喷嘴中可以采用不同的液体进行涂敷，增加了本发明的适用范围。

4.本发明与承片台相连的电机固定在底板上，可以有效的缓解电机在旋转时产生的振动。

5.本发明处理腔上表面的凸起内围成的凹槽可以收集各喷嘴在非工作状态时滴落的废液。

6.本发明的凸起与处理腔偏心设置，各喷嘴的工作状态均位于处理腔中心的第一通孔的上方，使喷嘴在工作状态均位于晶片的正上方，这样喷嘴喷射出来的液体即可直接喷射到晶片的中间部位，保证了涂布液膜的均匀性。

7.本发明通过处理腔的升降控制处理罩侧壁上豁口的开合，保证晶片完全在一个封闭的环境内，可有效地减少颗粒降到晶片上，并能保证涂敷的液体不会溅到处理罩外面。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明拿掉第三支架后的立体结构示意图；

图3为本发明内部结构剖视图；

图4为图1中处理腔的立体结构示意图；

其中：1为底板，2为处理罩，3为豁口，4为处理腔，5为第三支架，6为第一驱动升降机构，7为第二驱动升降机构，8为第一支架，9为第二支架，10为喷嘴，11为支撑部，12为驱动旋转机构，13为凸起，14为延伸部，15为第一通孔，16为凹槽，17为承片台，18为旋转电机，19为排废孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1～4所示，本发明包括底板1、处理罩2、处理腔4、第三支架5、第一驱动升降机构6、第二驱动升降机构7、第一支架8、第二支架9、喷嘴10、支撑部11、驱动旋转机构12、凸起13、延伸部14、承片台17及旋转电机18，其中底板1的上表面固定有处理罩2，该处理罩2为中空无顶(即无上表面)的圆盘状结构，在处理罩2的侧壁上开有供晶片出入的豁口3，该豁口3一直开至处理罩2侧壁的上沿；在处理罩2的底面及其底面下部的底板1上分别开有至少两个排废孔19，用于排液或排气。旋转电机18固接在底板1上，旋转电机18的驱动端由底板1穿过、位于处理罩2内，在旋转电机18的驱动端上安装有固定和旋转晶片的承片台17，该承片台17的中心线轴与处理罩2的中心轴线共线。

在处理罩2内部设有可升降的处理腔4，该处理腔4为中空无底的圆盘状结构，处理腔4的外径小于处理罩2的内径，处理腔4在升降的下限位插入处理罩2内，闭合豁口3；处理腔4与处理罩2的中心轴线共线。处理腔4的升降是由第一驱动升降机构6实现的，在处理罩2的外围设有两个安装在底板1上的第一驱动升降机构6，每个第一驱动升降机构6的驱动端(顶端)均连接有第一支架8；处理腔4的上边缘沿径向向外设有两个支撑部11，这两个支撑部11以处理腔4的中心轴线为对称设置，每个支撑部(11)的下方均对应一个第一驱动升降机构6，每个支撑部11均搭接在一个第一支架8上。

处理腔4的上表面沿轴向向上延伸形成一个圆环状的凸起13，该凸起13的中心轴线与处理腔4的中心轴线偏心设置；在凸起13内部的形成一个凹槽16，凸起13的内壁沿径向向内设有延伸部14，该延伸部14上开有与处理腔4内部连通的第一通孔15，第一通孔15位于处理腔4上表面的中心。凹槽16的底面即为处理腔4的上表面，在凹槽16的底面上开有第二通孔，该第二通孔连接有排废管。凹槽16内安装有驱动旋转机构12，该驱动旋转机构12的驱动端连接有可旋转的第三支架5。第三支架5的底部为一圆环，圆环中间孔的上方为一中空的圆柱体，所述圆环及圆柱体形成一个如“礼帽”状的第三支架5的整体；驱动旋转机构12的驱动端位于所述圆柱体内、与其相连，驱动第三支架5旋转，所述圆环与处理腔4的上表面平行；在第三支架5的圆环上均布有多个可升降的喷嘴10，圆环上还均布有与喷嘴10数量相同的第三通孔，一个喷嘴对应一个第三通孔；在每个第三通孔旁分别设有一个安装在圆环上的第二驱动升降机构7，该第二驱动升降机构7的驱动端(顶端)与第二支架9的一端相连，喷嘴10安装在第二支架9的另一端、插入第三通孔内，喷嘴10的升降通过第二驱动升降机构7的驱动实现。圆环上每个第三通孔的旋转轨迹均经过第一通孔15的正上方，即第三通孔在其对应的喷嘴进行喷射液体时是位于第一通孔15的正上方(工作位置)，而此时的其他喷嘴的底端则位于凹槽16的上方，利用凹槽16来收集喷嘴10在非工作状态时滴落的废液，喷嘴10在喷射液体时通过第一通孔15喷射到晶片上。在第三支架5的圆环上还安装有与每个喷嘴相对应的传感器，可以监测到每个喷嘴的位置及工作状态。

第三支架5上的各个喷嘴通过驱动旋转机构12驱动第三支架5转动设定角度，从而带动喷嘴变换位置，实现喷嘴的更换。而由于凸起13的偏心设置，可以保证每个喷嘴在工作位置时均处于第一通孔15的正上方，即处理腔4的中央，这样喷嘴10喷射出来的液体即可直接喷射到晶片的中间部位，保证了涂布液膜的均匀性。

本发明的工件原理为：

第三支架5上的喷嘴在非工作状态时，各喷嘴对应的第二驱动升降机构均处于上限位。晶片通过处理罩2的豁口3进入处理腔4内，此时第一驱动升降机构6处于上限位；晶片放在承片台17上后，处理腔4通过第一驱动升降机构6下降到下限位，将豁口3完全封住。此时，第三支架5通过驱动旋转机构12进行旋转，当其中一个喷嘴10旋转至设定位置(即第一通孔15的正上方，可通过传感器进行监测定位)，该喷嘴对应的第二驱动升降机构7带动该喷嘴下降，使该喷嘴通过处理腔4上的第一通孔15进入处理腔4的内部，距离晶片3～8mm；与此同时旋转电机18带动承片台17及晶片旋转，所述喷嘴喷出定量的液体，液体滴落在晶片中央，液体通过离心力向晶片四周移动，这样即实现液体涂敷功能。当需要更换另外一个喷嘴时，驱动旋转机构12旋转设定角度，使另外一个喷嘴到达处理腔4中央的第一通孔15的上方，另外一个喷嘴对应的第二驱动升降机构下降，使该喷嘴到达晶片上方，实现了喷嘴的更换。在第二个喷嘴喷射的同时，旋转电机18带动承片台17及晶片旋转，第二个喷嘴喷出定量液体，液体滴落在晶片中央，液体通过离心力向晶片四周移动，这样即完成液体涂敷功能。本发明完成对晶片的液体涂敷工作后，所有喷嘴均离开处理腔4中央的第一通孔15的位置，处在处理腔4的凹槽16上方，这样多余的液体从喷嘴低落后便通过处理腔4的凹槽16进行收集回收，并由排废管排出。

各个喷嘴内可装有不同的液体进行涂敷，增加了本发明的适用范围。

本发明的第一驱动升降机构6、第二驱动升降机构7可为气缸，驱动旋转机构12可为电机。

Claims (10)

1.一种液体涂敷装置，其特征在于：包括底板(1)、处理罩(2)、处理腔(4)、第三支架(5)、喷嘴(10)、驱动旋转机构(12)、承片台(17)及旋转电机(18)，其中处理罩(2)安装在底板(1)上，在处理罩(2)的侧壁上开有供晶片出入的豁口(3)；所述处理腔(4)可升降地安装在底板(1)上，豁口(3)通过处理腔(4)的升降开合，在处理腔(4)上设有驱动旋转机构(12)，该驱动旋转机构(12)的驱动端连接有可旋转的第三支架(5)，所述第三支架(5)上均布有多个可升降的喷嘴(10)，在第三支架(5)下方的处理腔(4)上开有供喷嘴(10)插入、喷射液体的第一通孔(15)；所述旋转电机(18)安装在底板(1)上，旋转电机(18)的驱动端由底板(1)穿过、位于所述处理罩(2)内，在旋转电机(18)的驱动端上安装有固定和旋转晶片的承片台(17)，该承片台(17)位于所述第一通孔(15)的下方。

2.按权利要求1所述的液体涂敷装置，其特征在于：所述处理腔(4)的上表面沿轴向向上延伸形成环状的凸起(13)，该凸起(13)内部形成凹槽(16)，凸起(13)的内壁上设有延伸部(14)，所述第一通孔(15)开设在该延伸部(14)上、且与处理腔(4)内部连通；所述驱动旋转机构(12)安装在凹槽(16)内。

3.按权利要求2所述的液体涂敷装置，其特征在于：所述处理腔(4)为中空无底的圆盘状结构，其外径小于所述处理罩(2)的内径，处理腔(4)在升降的下限位插入处理罩(2)内，闭合豁口(3)；所述凸起(13)的中心轴线与处理腔(4)的中心轴线偏心设置，第一通孔(15)位于处理腔(4)上表面的中心。

4.按权利要求2所述的液体涂敷装置，其特征在于：所述凹槽(16)的底面为处理腔(4)的上表面，在凹槽(16)的底面上开有第二通孔，该第二通孔连接有排废管。

5.按权利要求1、2或3所述的液体涂敷装置，其特征在于：所述处理腔(4)的上边缘以其中心轴线为对称设有两个支撑部(11)，每个支撑部(11)的下方均设有一个安装在底板(1)上的第一驱动升降机构(6)，该第一驱动升降机构(6)的驱动端连接有第一支架(8)，所述支撑部(11)搭接在第一支架(8)上，所述处理腔(4)通过第一驱动升降机构(6)驱动升降。

6.按权利要求5所述的液体涂敷装置，其特征在于：所述第一驱动升降机构(6)位于处理罩(2)的外围。

7.按权利要求1所述的液体涂敷装置，其特征在于：所述喷嘴(10)安装在第二支架(9)的一端，第二支架(9)的另一端连接于安装在第三支架(5)上的第二驱动升降机构(7)，喷嘴(10)通过第二驱动升降机构(7)的驱动升降。

8.按权利要求1或7所述的液体涂敷装置，其特征在于：所述第三支架(5)的底部为一圆环，圆环中间孔的上方为一中空的柱体，所述驱动旋转机构(12)的驱动端连接于所述柱体内、驱动第三支架(5)旋转；所述圆环上均布有与喷嘴(10)数量相同的第三通孔，每个第三通孔的旋转轨迹均经过所述第一通孔(15)的正上方，在每个第三通孔旁分别设有一个第二驱动升降机构(7)，安装在第二驱动升降机构(7)上的喷嘴(10)插入第三通孔内。

9.按权利要求1所述的液体涂敷装置，其特征在于：所述处理罩(2)为一中空无顶的圆盘状结构，在其侧壁上开有供晶片出入的豁口(3)。

10.按权利要求9所述的液体涂敷装置，其特征在于：所述处理罩(2)的底面及底板(1)上分别开有至少两个排废孔(19)。

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