CN108109946A - 一种刻蚀设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及了一种刻蚀设备，其特征在于，包括：机架，在该机架上设置有承载装置，用来承载晶圆或印制线路板。在该承载装置的下方设置有刻蚀装置和清洗装置，两者均可左右移动，且同步联动。刻蚀装置包括刻蚀刀及刻蚀液泵；清洗装置包括清洗刀及清洗液泵。刻蚀刀和清洗刀完全掠过晶圆或印制线路板的下表面，且在两者顶部上分别设置有第一窄缝、第二窄缝。这样一来，清洗液由下向上喷射，能有效地缩短蚀刻液在晶圆或印制线路板预处理面的滞留时间，尽可能地减少了水池效应，从而保证了线路蚀刻的精度及准确性。再者，借助该刻蚀设备可在同一工位上先后对晶圆或印制线路板进行刻蚀和清洗操作，保证工序的连贯性。

Description

一种刻蚀设备
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，特别是涉及一种刻蚀设备。
背景技术
随着集成电路制造业的快速发展，晶圆或印制线路板的尺寸在不断缩小。在对晶圆或印制电路板线路刻蚀或表面自然氧化层去除的过程中需要对其进行长时间的刻蚀和清洗工艺。在现有技术中，先使用刻蚀液对晶圆或印制电路板进行刻蚀，刻蚀到位后，再将其放入到清洗液水槽中进行清洗。上述工艺流程复杂，生产效率偏低，额外增加了转运工序，且线路刻蚀精度偏低。
发明内容
本发明要解决的问题在于提供一种结构简单，晶圆或印制电路板表面处理效果较好，线路刻蚀精度高，且能在同一工位上同步实现刻蚀和清洗工艺的刻蚀设备。
为了解决上述技术问题，本发明涉及了一种刻蚀设备，其特征在于，包括：
机架；
在该机架上设置有承载装置，其用来承载晶圆或印制线路板；
在该承载装置的下方设置有刻蚀装置和清洗装置；
刻蚀装置和清洗装置均可左右移动，且同步联动；
刻蚀装置包括刻蚀刀；清洗装置包括清洗刀；
刻蚀装置还包括刻蚀液泵，其用来为刻蚀刀提供一定压力的刻蚀液；
清洗装置还包括清洗液泵，其用来为清洗刀提供一定压力的清洗液；
刻蚀刀和清洗刀在左右移动过程中完全掠过晶圆或印制线路板的下表面，且在两者顶部上分别设置有第一窄缝、第二窄缝。
该刻蚀设备设置借助其上设置的同步联动的刻蚀装置和清洗装置在同一工位上先后对晶圆或印制电路板进行刻蚀和清洗操作，保证了工序的连贯性。再者，在处理过程中，晶圆或印制电路板固定不动，改变了传统将其浸入槽内进行刻蚀和清洗的方式，避免了交叉污染，更为重要的是，清洗液由下向上喷射，能有效地缩短蚀刻液在预处理面的滞留时间，尽可能地减少了水池效应，从而保证了线路蚀刻的精度及准确性。
作为本发明的进一步改进，刻蚀液泵与刻蚀液槽相连；在刻蚀液槽内设置有液体加热装置，其用来对刻蚀液进行加热。
通过液体加热装置对刻蚀液进行加热。在一定范围内，随着刻蚀液温度的升高，其内分子的动能也相应增大，能大大提高对晶圆或印制线路板的刻蚀速度。
作为本发明的进一步改进，该液体加热装置包括螺旋状电热丝，其平铺于所述蚀液槽的底部。
采用螺旋状电热丝进行加热，这样一来，加热装置的结构简单，便于实现，且电热丝自身具有成本低、加热速度快的优点。
作为本发明的进一步改进，刻蚀液槽内设置有搅拌装置，其用来对刻蚀液进行搅拌。
通过在刻蚀液槽内增加搅拌装置使得槽内各区域内的刻蚀液温升一致、均匀，且避免局部区域内发生过烧现象，影响其对晶圆或印制线路板的刻蚀效果。
作为本发明的进一步改进，该刻蚀设备还包括控制系统，其用来对刻蚀装置和清洗装置左右移动速度，刻蚀液泵和清洗液泵的启、闭及压力大小进行控制。
控制系统根据单批次晶圆或印制线路板需要刻蚀的深度及实际情况确定刻蚀装置和清洗装置左右移动的速度及刻蚀液和清洗液的喷射压力，从而保证了晶圆或印制线路板的处理质量；其根据工序节拍来决定刻蚀液泵和清洗液泵的启闭时间，大大地减少刻蚀液和清洗液的使用量。
作为本发明的进一步改进，控制系统包括PLC控制器。
作为本发明的进一步改进，该刻蚀设备还包括烘干装置，其也设置在晶圆或印制电路板的下方，可左右移动，且与干燥气体相连；所述烘干装置用来对清洗后的晶圆或印制电路板进行烘干处理。
晶圆或印制电路板完成刻蚀、清洗工序后，直接在原工位完成其干燥工作，减少了晶圆或印制电路板转运工序，提高了生产效率。
作为本发明的进一步改进，烘干装置包括风刀；在该风刀的顶部设置有第三窄缝；第三窄缝倾斜于晶圆或印制电路板的下表面设置。
通过风刀来实现对晶圆或印制电路板的干燥，一方面，提高了晶圆或印制电路板干燥速度，降低了气体使用量；另一方面，其上设置的窄缝倾斜于晶圆或印制电路板的下表面设置，这样一来，可将晶圆或印制电路板下表面上残余的清洗液吹向一侧，从而进一步提高了干燥质量及干燥速度。
作为本发明的进一步改进，该刻蚀设备还包括气体加热装置，用于对干燥气体进行加热。
高温态的干燥气体能在一定程度上加快晶圆或印制电路板的干燥速度。
作为本发明的进一步改进，该刻蚀设备还包括调平装置，其设置于机架的底部。
根据实际情况，通过设置于机架底部的调平装置可实时对刻蚀设备进行调整，从而确保了其整体水平度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明中刻蚀设备的主视图。
图2是本发明中刻蚀设备的俯视图。
图3是本发明中刻蚀设备的左视图。
1-机架；2-承载装置；3-晶圆或印制线路板；4-刻蚀装置；41-刻蚀刀；42-刻蚀液泵；5-清洗装置；51-清洗刀；52-清洗液泵；6-刻蚀液槽；7-液体加热装置；8-搅拌装置；9-控制系统；10-烘干装置；101-风刀；11-气体加热装置；12-调平装置。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明的内容做进一步的详细说明：
下文中所称的“上”、“下”、“左”、“右”与附图本身的上、下、左、右方向一致，但并不对发明的结构起限定作用。为了达到本发明的目的，图1、图2、图3分别示出了本发明中刻蚀设备的主视图、俯视图及左视图。该刻蚀设备由机架1、承载装置2、刻蚀装置4、清洗装置5等几部分构成，其中在靠近机架1的顶部位置设置有用来承载晶圆或印制线路板3的承载装置2，该承载装置2上开设有放置槽，其大小与晶圆或印制线路板3的外形尺寸相适配，其上还设置有夹紧装置，用于对预处理的晶圆或印制线路板3进行夹紧、固定。为了便于对晶圆或印制线路板3下表面进行刻蚀和清洗，该放置槽设计为中部镂空结构。在该承载装置2的下方分别设置有刻蚀装置4和清洗装置5，两者同步联动且可左右移动。刻蚀装置4包括有刻蚀刀41及为该刻蚀刀41提供一定压力刻蚀液的刻蚀液泵42。清洗装置5包括有清洗刀51及为该清洗刀提供一定压力清洗液的清洗液泵52。上述刻蚀刀41和清洗刀51在左右移动过程中完全掠过晶圆或印制线路板3的下表面。在刻蚀刀41和清洗刀51的顶部上分别设置有第一窄缝、第二窄缝，两窄缝均设置为通长条状，宽度控制在0.15mm～0.3mm。在保证喷射压力的前提下，上述第一窄缝和第二窄缝的数量可以设置为多条，相互平行布置。这样一来，在同一工位上可以先后对晶圆或印制线路板3进行刻蚀和清洗操作，保证了工序的连贯性。再者，晶圆或印制线路板3固定不动，改变了传统通过将其浸入槽中进行刻蚀和清洗的工艺方案，避免了交叉污染，更为重要的是，清洗液由下向上喷射，能有效地缩短蚀刻液在预处理面的滞留时间，尽可能地减少了水池效应，从而保证了线路蚀刻的精度及准确性。
作为对上述刻蚀设备的进一步改进，与刻蚀液泵52相连通的刻蚀液槽6内设置有液体加热装置7，其设置于刻蚀液槽6的底部，优选螺旋状电热丝。通过液体加热装置7对刻蚀液进行加热。在一定范围内，随着刻蚀液温度的升高，其内的分子动能也相应增大，可大大提高对晶圆或印制线路板3的刻蚀速度。另外，该刻蚀液槽6内还设置有搅拌装置8，其可用来对刻蚀液实时进行搅拌，使得蚀液槽6内各区域内的刻蚀液温升一致、均匀，且避免局部区域发生过烧现象，影响其对晶圆或印制线路板3的刻蚀效果。
作为对上述刻蚀设备的进一步改进，该刻蚀设备还设置有控制系统9，其内设置的控制器优选PLC控制器。该控制系统9根据单批次晶圆或印制线路板3所需要刻蚀的深度及实际情况确定刻蚀装置4和清洗装置5左右移动的速度及刻蚀液和清洗液的喷射压力，从而保证了晶圆或印制线路板3的处理质量；其还可根据工序节拍来决定刻蚀液泵41和清洗液泵51的启闭时间，大大地减少刻蚀液和清洗液的使用量。
作为本发明的进一步改进，该刻蚀设备还设置有烘干装置10，其也设置在晶圆或印制线路板3的下方，可左右移动，且与干燥气体相连。为了提高对晶圆或印制线路板3的干燥速度，该烘干装置10包括有风刀101，以及气体加热装置11。该气体加热装置11包括有设置于气体管路上的螺旋状电热丝。在风刀101的顶部设置有通长条状的第三窄缝，且该第三窄缝倾斜于晶圆或印制线路板3的下表面设置，倾斜角度15°～30°。这样一来，一方面，提高了晶圆或印制线路板3的干燥速度，降低了气体使用量；另一方面，其上设置的窄缝倾斜于晶圆或印制线路板3的下表面设置，可将晶圆或印制线路板3下表面上残余的清洗液吹向一侧，从而进一步提高了晶圆或印制线路板3的干燥质量及干燥速度；再者，高温态的干燥气体能在一定程度上加快晶圆或印制线路板3的干燥速度。为了避免高温干燥气体对晶圆或印制线路板3表面造成氧化，气体优选氮气。
最后，该刻蚀设备还设置有调平装置12，均布于机架1的底部。该调平装置12包括调整螺栓及调整螺母，通过该调整螺母来实现对机架1的支撑。当该刻蚀设备的整体水平度超差时，可以实时旋动调整螺母，从而将其水平度调整至合格范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种刻蚀设备，其特征在于，包括：
机架；
在所述机架上设置有承载装置，其用来承载晶圆或印制线路板；
在所述承载装置的下方设置有刻蚀装置和清洗装置；
所述刻蚀装置和所述清洗装置均可左右移动，且同步联动；
所述刻蚀装置包括刻蚀刀；所述清洗装置包括清洗刀；
所述刻蚀装置还包括刻蚀液泵，其用来为所述刻蚀刀提供一定压力的刻蚀液；
所述清洗装置还包括清洗液泵，其用来为所述清洗刀提供一定压力的清洗液；
所述刻蚀刀和所述清洗刀在左右移动过程中完全掠过所述晶圆或印制线路板的下表面，且在两者顶部上分别设置有第一窄缝、第二窄缝。
2.根据权利要求1所述的刻蚀设备，其特征在于，所述刻蚀液泵与刻蚀液槽相连；在所述刻蚀液槽内设置有液体加热装置，其用来对所述刻蚀液进行加热。
3.根据权利要求2所述的刻蚀设备，其特征在于，所述液体加热装置包括螺旋状电热丝，其平铺于所述蚀液槽的底部。
4.根据权利要求3所述的刻蚀设备，其特征在于，所述刻蚀液槽内设置有搅拌装置，其用来对所述刻蚀液进行搅拌。
5.根据权利要求1所述的刻蚀设备，其特征在于，还包括控制系统，其用来对所述刻蚀装置和所述清洗装置左右移动速度，所述刻蚀液泵和所述清洗液泵的启、闭及压力大小进行控制。
6.根据权利要求5所述的刻蚀设备，其特征在于，所述控制系统包括PLC控制器。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的刻蚀设备，其特征在于，还包括烘干装置，其也设置在所述晶圆或印制线路板的下方，可左右移动，且与干燥气体相连；所述烘干装置用来对清洗后的所述晶圆或印制线路板进行烘干处理。
8.根据权利要求7所述的刻蚀设备，其特征在于，所述烘干装置包括风刀；在所述风刀的顶部设置有第三窄缝；所述第三窄缝倾斜于所述晶圆或印制线路板的下表面设置。
9.根据权利要求8所述的刻蚀设备，其特征在于，还包括气体加热装置，用于对所述干燥气体进行加热。
10.根据权利要求9所述的刻蚀设备，其特征在于，还包括调平装置，其设置于所述机架的底部。
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