CN109663723A - 一种晶圆用烘干装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及芯片加工领域，具体公开了一种晶圆用烘干装置，包括烘干箱，烘干箱内设有湿度传感器、驱动机构和放置机构，放置机构包括多个放置单元，驱动机构的下方设有可间歇拨动放置单元移动的拨动组件，拨动组件由湿度传感器控制。本技术方案解决了现有的烘干装置在对光刻后的晶圆进行烘干时存在的烘干速度慢和烘干不均匀的问题。

Description

一种晶圆用烘干装置

技术领域

本发明涉及芯片加工领域，具体涉及一种晶圆用烘干装置。

背景技术

在芯片的制造过程中，需要进行图形转移，图形转移通常指的是光刻工艺。光刻工艺是一种图形复印技术，是芯片制造过程中的关键环节。简单来说，光刻受到照相技术的启发，利用光刻胶感光特性，将光刻掩膜板的图形精确地复印到涂在晶圆上的光刻胶上。在将光刻胶旋涂到晶圆后，需要对光刻胶进行烘烤成型，在对光刻胶进行显影之后，还要对图案化的光刻胶进行烘烤，从而对光刻胶的各个图案细节进行加固。

由于光刻胶是在光刻刚结束时为半流体状态，现有的晶圆烘干装置通常是在烘干箱内设置烘干架，将光刻后的晶圆摆放到烘干架上进行静置烘干，速度慢，且由于烘干状态为静置状态，会使晶圆烘干不均匀。

发明内容

本发明意在提供一种晶圆用烘干装置，以解决现有的烘干装置在对光刻后的晶圆进行烘干时存在的烘干速度慢和烘干不均匀的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种晶圆用烘干装置，包括烘干箱，烘干箱内设有湿度传感器、驱动机构和放置机构，放置机构包括多个放置单元，驱动机构的下方设有可间歇拨动放置单元移动的拨动组件，拨动组件由湿度传感器控制。

本技术方案的原理及有益效果在于：本技术方案中烘干箱起到整体容纳的作用，放置机构用于放置待烘干的晶圆，设置多个放置单元可一次性对晶圆进行批量烘干，加快烘干效率。烘干箱内的湿度传感器用于监控烘干箱内的湿度变化，初始状态下，由于刚光刻后的晶圆上的光刻胶处于半流体状态，烘干过程中水分蒸发较快，使烘干箱内的湿度较大，此时放置单元处于平稳状态，避免光刻胶外溢；当晶圆上的光刻胶凝固后，继续烘干过程中烘干箱内的湿度会减小，此时湿度传感器监控到湿度的变化后通过控制器控制拨动组件拨动放置单元移动，使得放置单元及放置单元上的晶圆处于运动状态，一方面能够对烘干箱内的热气进行搅动，使得热气分布均匀，进而使晶圆烘干均匀；另一方面通过放置单元的运动，还对晶圆具有检测光刻效果的作用，光刻效果欠佳的晶圆上光刻胶会出现裂纹，使得在烘干结束后即完成了对晶圆光刻质量的初步筛选，一举两得。

进一步，驱动机构包括转动连接在烘干箱顶部的驱动轴，驱动轴同轴固接有驱动齿轮，驱动轴的两侧分别设有转动连接在烘干箱内的竖轴，竖轴均同轴固接有与驱动齿轮啮合的从动齿轮，所述放置单元位于竖轴上。

驱动轴转动带动与之同轴固接的驱动齿轮转动，驱动齿轮在转动过程中带动与之啮合的从动齿轮转动，进而带动与从动齿轮同轴固接的竖轴及数轴上的放置单元转动，如此使得放置单元上的晶圆可在干燥过程中平稳转动，晶圆在转动过程中能够搅动烘干箱内的热气，从而使晶圆干燥均匀。

进一步，竖轴上轴向设有滑槽，放置单元包括滑动连接在滑槽内的支座，支座均固接有横向的支撑板，支撑板上设有两个相对设置的卡块，支座的下方均设有固接在竖轴上的固定环。

滑槽的设置，使得支座可沿竖轴轴向滑动，支撑板用于放置待干燥的晶圆，卡块用于固定晶圆位置，固定环用于固定支座的位置，使得相邻支座之间留有间隙，保证热气的流通。

进一步，支撑板上设有贯穿的圆孔。

圆孔的设置，增大了晶圆与烘干箱内热气的接触面积，从而加快晶圆上光刻胶的干燥速度。

进一步，固定环与支座之间设有滑动连接在滑槽内的楔形块。

固定环与支座之间的楔形块用于传递受力，即拨动组件通过拨动楔形块而间接实现支座的移动，避免支座直接受力导致支座受力不均的问题。

进一步，拨动组件包括位于驱动齿轮底部的铁质的凹槽，凹槽的下方设有转动连接在烘干箱底部的转轴，转轴的顶端设有可吸附在凹槽内的第一电磁铁，第一电磁铁由湿度传感控制通电，转轴上沿轴向设有多个加热板，加热板远离转轴的一端固接有可与楔形块相抵的推块，推块上均设有楔面。

当晶圆上的光刻胶凝固后，烘干箱内的湿度逐渐减小，而使湿度传感器通过控制器控制第一电磁铁通电，第一电磁铁通电后会吸附在驱动齿轮底部的凹槽内，从而使驱动齿轮与转轴成为一个整体，此时，驱动齿轮转则会带动转轴转动，进而带动加热板转动，加热板在转动过程中使得热源与各个晶圆均匀接触，保证晶圆烘干均匀。

进一步，加热板铰接在转轴上，加热板上方均设有固接在转轴上的第二电磁铁，第二电磁铁也由湿度传感器控制通电。

湿度传感器在控制第一电磁铁通电的同时还会控制第二电磁铁通电，第二电磁铁通电后将吸附加热板，使得加热板处于水平状态，此时加热板在随转轴转动过程中会使加热板端部的推块间歇性的与楔形块相抵，当推块与楔形块相抵时，推块将向上推动楔形块，使得楔形块推动支座沿竖轴向上滑动；当推块转动到不再推动楔形块时，支座在自身重力作用下沿滑槽下滑，如此实现晶圆的上、下抖动，进而实现加快晶圆的烘干速度。

进一步，转轴的下方固接有连接块，连接块内设有容纳槽，容纳槽内活动连接有卡板，卡板的底端固接有支撑弹簧，支撑弹簧的底端固接在烘干箱的底部。

支撑弹簧和卡板起到支撑转轴的作用，当第一电磁铁吸附在驱动齿轮的凹槽内时，转轴会上抬，此时支撑弹簧处于伸长状态，转轴在转动过程中，支撑弹簧顶端的卡板会在容纳槽内转动，使得在支撑转轴的同时保证转轴转动顺畅。

进一步，容纳槽内设有若干滚珠。

容纳槽内的滚珠可减小容纳槽与卡板之间的摩擦力，使得卡板运动顺畅。

进一步，支撑弹簧外套设有限位筒。

限位筒起到保护支撑弹簧的作用，避免支撑弹簧在伸缩过程中发生绕卷，保证支撑弹簧的有效使用。

附图说明

图1为本发明实施例中晶圆用烘干装置的纵向剖视图；

图2为图1中A1处的放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：烘干箱1、驱动轴2、驱动齿轮3、从动齿轮4、竖轴5、凹槽6、转轴7、第一电磁铁8、连接座9、加热板10、推块11、第二电磁铁12、滑槽13、支座14、支撑板15、卡块16、楔形块17、固定环18、湿度传感器19、轴承座20、支撑弹簧21、限位筒22、连接块23、卡板24、滚珠25。

实施例基本如附图1所示：一种晶圆用烘干装置，包括烘干箱1，烘干箱1内设有湿度传感器19、驱动机构和放置机构，湿度传感器19(型号：KYWS-GL高温型温湿度传感器)连接有控制器，放置机构包括多个放置单元。

驱动机构包括转动连接在烘干箱1顶部的驱动轴2，烘干箱1外部设有用于控制驱动轴2转动的驱动电机，驱动轴2同轴固接有驱动齿轮3，驱动轴2的两侧分别设有转动连接在烘干箱1内的竖轴5，竖轴5均同轴固接有与驱动齿轮3啮合的从动齿轮4，竖轴5上轴向设有滑槽13，且竖轴5上沿竖轴5的轴向设有多个所述放置单元。放置单元包括滑动连接在滑槽13内的支座14，支座14均固接有横向的支撑板15，支撑板15上设有贯穿的圆孔，支撑板15上圆孔的两侧设有两个相对设置的卡块16。支座14的下方均设有滑动连接在滑槽13内的楔形块17，楔形块17的下方均设有固接在竖轴5上的固定环18。

驱动机构的下方设有可间歇拨动放置单元移动的拨动组件，拨动组件包括位于驱动齿轮3底部的铁质的凹槽6，凹槽6的下方设有转动连接在烘干箱1底部的转轴7，转轴7的顶端设有可吸附在凹槽6内的第一电磁铁8，第一电磁铁8由湿度传感控制通电。结合图2所示，转轴7的下方固接有连接块23，连接块23内设有容纳槽，容纳槽内设有若干滚珠25，容纳槽内活动连接有卡板24，卡板24的底端固接有支撑弹簧21，支撑弹簧21的底端固接在烘干箱1的底部，支撑弹簧21外套设有限位筒22，限位筒22的底部设有轴承座20。

转轴7上沿轴向固接有多个连接座9，连接座9的两端均铰接有加热板10，加热板10靠近转轴7的一端设有铁质层，加热板10远离转轴7的一端固接有可与楔形块17相抵的推块11，推块11上均设有楔面。加热板10上方均设有固接在转轴7上的第二电磁铁12，第二电磁铁12也由湿度传感器控制通电。

具体实施过程如下：初始状态下，第一电磁铁8与第二电磁铁12未通电，转轴7上的加热板10均倾斜向下设置。

将光刻后待烘干的晶圆依次置于支撑板15上，并用卡块16固定晶圆的外缘，晶圆固定结束后，加热板10对烘干箱1内部进行加热，同时开启驱动电机，驱动轴2在驱动电机的带动下转动，驱动轴2转动带动与之同轴固接的驱动齿轮3转动，驱动齿轮3转动过程中会带动与之啮合的从动齿轮4转动，进而带动与从动齿轮4同轴固接的竖轴5转动。由于支座14是竖向滑动连接在竖轴5上的，因此，竖轴5转动会带动支座14转动，进而带动支座14上固定的晶圆转动。晶圆在转动过程中会不断的搅动烘干箱1内的热气，使得烘干箱1内热气分布均匀，进而使晶圆烘干的均匀。由于晶圆转动属于平稳运动，因此，不会造成晶圆上的光刻胶外溢的现象，此时，由于晶圆上的光刻胶处于半流体状态，随着烘干的进行光刻胶内水分蒸发较快，烘干箱1内的湿度会逐渐增大。

当晶圆上的光刻胶固化后，光刻胶内的水分较少，随着烘干过程的进行，烘干箱1内的湿度会逐渐降低，此时，湿度传感器19会监控到烘干箱1内的湿度变化，而通过控制器控制第一电磁铁8及第二电磁铁12通电，第一电磁铁8通电后，产生磁性吸附力，会吸附在驱动齿轮3的凹槽6内，使得转轴7与驱动齿轮3成为一个整体，此时支撑弹簧21处于伸长状态。第二电磁铁12通电，产生的磁性吸附力会吸附加热板10上的铁质层，从而使加热板10处于水平状态。

驱动齿轮3转动会带动转轴7转动，此时，转轴7底端的连接块23与卡板24相对转动，卡板24会在连接块23的容纳槽内转动，滚珠25的设置可减小卡板24与容纳槽之间的摩擦力，从而使转轴7转动顺畅。转轴7在转动过程中会带动与之铰接的加热板10转动，加热板10在转动过程中使得热源与各个晶圆均匀接触，保证晶圆烘干均匀。由于加热板10被第二电磁铁12吸附而处于水平状态，加热板10转动过程中，加热板10端部的推块11会间歇性的与支座14下方的楔形块17相抵，当推块11与楔形块17相抵时，推块11将向上推动楔形块17，使得楔形块17沿竖轴5的滑槽13向上滑动，进而带动支座14及晶圆向上滑动；推块11转动到不再与楔形块17相抵时，楔形块17与支座14及晶圆在自身的重力作用下沿滑槽13向下滑动，如此反复实现了晶圆的往复抖动，一方面能够对烘干箱1内的热气进行搅动，使得热气分布均匀，进而使晶圆烘干均匀；另一方面通过还对晶圆具有检测光刻效果的作用，光刻效果欠佳的晶圆上光刻胶会出现裂纹，使得在烘干结束后即完成了对晶圆光刻质量的初步筛选，一举两得。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种晶圆用烘干装置，其特征在于：包括烘干箱，烘干箱内设有湿度传感器、驱动机构和放置机构，放置机构包括多个放置单元，驱动机构的下方设有可间歇拨动放置单元移动的拨动组件，拨动组件由湿度传感器控制。

2.根据权利要求1所述的一种晶圆用烘干装置，其特征在于：所述驱动机构包括转动连接在烘干箱顶部的驱动轴，驱动轴同轴固接有驱动齿轮，驱动轴的两侧分别设有转动连接在烘干箱内的竖轴，竖轴均同轴固接有与驱动齿轮啮合的从动齿轮，所述放置单元位于竖轴上。

3.根据权利要求2所述的一种晶圆用烘干装置，其特征在于：所述竖轴上轴向设有滑槽，放置单元包括滑动连接在滑槽内的支座，支座均固接有横向的支撑板，支撑板上设有两个相对设置的卡块，支座的下方均设有固接在竖轴上的固定环。

4.根据权利要求3所述的一种晶圆用烘干装置，其特征在于：所述支撑板上设有贯穿的圆孔。

5.根据权利要求3所述的一种晶圆用烘干装置，其特征在于：所述固定环与支座之间设有滑动连接在滑槽内的楔形块。

6.根据权利要求5所述的一种晶圆用烘干装置，其特征在于：所述拨动组件包括位于驱动齿轮底部的铁质的凹槽，凹槽的下方设有转动连接在烘干箱底部的转轴，转轴的顶端设有可吸附在凹槽内的第一电磁铁，第一电磁铁由湿度传感控制通电，转轴上沿轴向设有多个加热板，加热板远离转轴的一端固接有可与楔形块相抵的推块，推块上均设有楔面。

7.根据权利要求6所述的一种晶圆用烘干装置，其特征在于：所述加热板铰接在转轴上，加热板上方均设有固接在转轴上的第二电磁铁，第二电磁铁也由湿度传感器控制通电。

8.根据权利要求5所述的一种晶圆用烘干装置，其特征在于：所述转轴的下方固接有连接块，连接块内设有容纳槽，容纳槽内活动连接有卡板，卡板的底端固接有支撑弹簧，支撑弹簧的底端固接在烘干箱的底部。

9.根据权利要求8所述的一种晶圆用烘干装置，其特征在于：所述容纳槽内设有若干滚珠。

10.根据权利要求8或9所述的一种晶圆用烘干装置，其特征在于：所示支撑弹簧外套设有限位筒。