CN112540514A - 显影设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种显影设备，属于芯片生产领域，包括溶液槽体、第一导向机构、第二导向机构、晃动驱动机构、晶圆盛放机构和控制单元；溶液槽体沿预设路径设有多个，预设路径垂直于上下方向；第一导向机构设于溶液槽体之外；第二导向机构与第一导向机构沿预设路径滑动配合；晃动驱动机构与第二导向机构沿上下方向滑动配合；晶圆盛放机构5连接于晃动驱动机构，晃动驱动机构用于使晶圆盛放机构以预设频率和预设幅度沿上下方向往复晃动；控制单元分别与第一导向机构、第二导向机构和晃动驱动机构通讯连接。本发明提供的显影设备无需操作人员手工操作，移动路径、浸泡时间、晃动频率均能得到精确控制，差错率降低，也降低了劳动强度。

Description

显影设备

技术领域

本发明属于芯片生产技术领域，更具体地说，是涉及一种显影设备。

背景技术

在芯片的生产过程中，经过匀胶、曝光后的硅片晶圆需浸入显影液中，将应去除的光刻胶膜溶除干净，以获得所需要的保护图形。显影液分为5种，需要硅片晶圆按一定顺序浸泡在盛放有不同显影液的容器中，显影时要求硅片晶圆在显影液中按一定频率上下摇动，以便与显影液充分接触，使得不需要的光刻胶充分溶于显影液中以获得精确的电路图形。显影的好坏直接影响着芯片的质量，目前，显影过程主要依靠手动操作，摇动频率、浸泡时间等参数难以做到保持高度的一致性，导致显影后的产品品质参差不齐，且手动操作也增加了工作人员的劳动强度，不利于提高生产效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种显影设备，旨在解决现有技术中存在的手动显影操作导致产品品质难以保持一致，且工人劳动强度高的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种显影设备，包括：还包括：

溶液槽体，沿预设路径设有多个，所述预设路径垂直于上下方向；

第一导向机构，设于所述溶液槽体之外；

第二导向机构，与所述第一导向机构沿所述预设路径滑动配合；

晃动驱动机构，与所述第二导向机构沿上下方向滑动配合；

晶圆盛放机构，连接于所述晃动驱动机构，所述晃动驱动机构用于使所述晶圆盛放机构以预设频率和预设幅度沿上下方向往复晃动；以及

控制单元，分别与所述第一导向机构、所述第二导向机构和所述晃动驱动机构通讯连接。

作为本申请另一实施例，所述晃动驱动机构包括：

第一基座，用于与所述第二导向机构连接；

第一滑轨，设于所述第一基座，且平行于上下方向设置，所述晶圆盛放机构与所述第一滑轨沿上下方向滑动配合；

第一驱动件，连接于所述第一基座，且与所述控制单元通讯连接；以及

曲柄摇杆结构，分别与所述第一驱动件和所述晶圆盛放机构连接，所述第一驱动件能通过所述曲柄摇杆结构带动所述晶圆盛放机构上下晃动。

作为本申请另一实施例，所述曲柄摇杆结构包括：

第一连杆，一端固接于所述第一驱动件的输出轴，且与所述第一驱动件的输出轴垂直设置；以及

第二连杆，一端与所述第一连杆的另一端转动连接，另一端与所述晶圆盛放机构转动连接。

作为本申请另一实施例，所述第一基座上还设有第一光电传感器，所述第一光电传感器与所述控制单元通讯连接，所述第一连杆的另一端设有第一遮挡板，当所述第一连杆转动至第一预设位置时，所述第一遮挡板能遮挡所述第一光电传感器光通路。

作为本申请另一实施例，所述晶圆盛放机构包括：

晶圆篮，用于盛放晶圆；

连接臂，与所述第一滑轨滑动配合；以及

安装板，所述安装板的板面垂直于上下方向，所述安装板固接于所述连接臂，所述安装板的中部设有留空开口，所述安装板的下部设有与所述晶圆篮可拆卸连接的连接部。

作为本申请另一实施例，所述晶圆篮的相对两侧设有滑动插接凸起，所述连接部包括两个相对设置的L型连接条，每个所述L型连接条分别与所述安装板形成用于与所述滑动插接凸起配合的滑动插槽。

作为本申请另一实施例，所述第二导向机构包括：

第二基座，与所述第一导向机构连接；

第二滑轨，设于所述第二基座，且平行于上下方向设置，所述晃动驱动机构与所述第二滑轨沿上下方向滑动配合；

第二驱动件，设于所述第二基座，且与所述控制单元通讯连接；以及

第二传动结构，分别与所述第二驱动件和所述晃动驱动机构连接，所述第二驱动件通过所述第二传动结构带动所述晃动驱动机构上下移动。

作为本申请另一实施例，所述第二滑轨的上方设有第二光电传感器，下方设有第三光电传感器，所述第二光电传感器和所述第三光电传感器分别与所述控制单元通讯连接；所述晃动驱动机构的上部设有第二遮挡板，下部设有第三遮挡板；

当所述晃动驱动机构上移至第二预设位置时，所述第二遮挡板能遮挡所述第二光电传感器的光通路；

当所述晃动驱动机构下移至第三预设位置时，所述第三遮挡板能遮挡所述第三光电传感器的光通路。

作为本申请另一实施例，所述第一导向机构包括：

立板，设有两个，两个所述立板相对且间隔设置；

第三滑轨，设于两个所述立板之间，且平行于所述预设路径设置；

连接板，与所述第三滑轨沿所述预设路径滑动配合，所述第二导向机构连接于所述连接板；

第三驱动件，设于所述立板，且与所述控制单元通讯连接；以及

第三传动结构，分别与所述第三驱动件和所述连接板连接，所述第三驱动件通过所述第三传动结构带动所述连接板沿所述预设路径往复移动。

作为本申请另一实施例，所述连接板为C型板，所述连接板的两个支臂与所述第二导向机构连接，所述连接板的中部连接于所述第三传动结构。

本发明提供的显影设备的有益效果在于：与现有技术相比，本发明显影设备具有多个溶液槽体，能盛放不同种类的显影液，当需要显影的时候，将晶圆放置于晶圆盛放机构内，在第一导向机构的带动下使晶圆盛放机构能对应于指定的溶液槽体，随后在通过第二导向机构使晶圆盛放机构下移至溶液槽体中，浸泡在显影液中后，通过晃动驱动机构使晶圆盛放机构上下摇动，进而达到使光刻胶充分溶解的目的；当在某一个溶液槽体中浸泡完毕后，晃动驱动机构停止工作，第二导向机构带动晶圆盛放机构上移离开该溶液槽体，随后在第一导向机构的驱动下按照预设顺序向下一个溶液槽体移动。本发明的显影设备无需操作人员手工操作，晶圆盛放机构的移动路径、浸泡时间、晃动频率均能通过控制单元得到精确控制，差错率大幅降低，不仅提高了产品品质的一致性，同时也降低了工人的劳动强度，节省人力物力，提高生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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为本发明实施例提供的显影设备的立体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的显影设备的内部结构立体图；

图3为本发明实施例提供的显影设备的内部结构侧视图；

图4为本发明实施例采用的第一导向机构的结构示意图；

图5为本发明实施例采用的第二导向机构、晃动驱动机构和晶圆盛放机构的装配结构立体图；

图6为本发明实施例采用的第二导向机构、晃动驱动机构和连接臂的装配结构主视图。

图中：1、溶液槽体；2、第一导向机构；201、立板；202、第三滑轨；203、连接板；204、第三驱动件；205、第三传动结构；3、第二导向机构；301、第二基座；302、第二滑轨；303、第二驱动件；304、第二传动结构；4、晃动驱动机构；401、第一基座；402、第一滑轨；403、第一驱动件；404、曲柄摇杆结构；4041、第一连杆；4042、第二连杆；4043、第一遮挡板；5、晶圆盛放机构；501、晶圆篮；502、连接臂；503、安装板；504、留空开口；505、插接凸起；506、L型连接条；6、第一光电传感器；8、第二光电传感器；9、第三光电传感器；10、第二遮挡板；11、第三遮挡板；12、底座；13、立柱；14、外壳；15、控制单元；16、滑动门。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1至图6，现对本发明提供的显影设备进行说明。所述显影设备，包括溶液槽体1、第一导向机构2、第二导向机构3、晃动驱动机构4、晶圆盛放机构5和控制单元15；溶液槽体1沿预设路径设有多个，预设路径垂直于上下方向；第一导向机构2设于溶液槽体1之外；第二导向机构3与第一导向机构2沿预设路径滑动配合；晃动驱动机构4与第二导向机构3沿上下方向滑动配合；晶圆盛放机构5连接于晃动驱动机构4，晃动驱动机构4用于使晶圆盛放机构5以预设频率和预设幅度沿上下方向往复晃动；控制单元分别与第一导向机构2、第二导向机构3和晃动驱动机构4通讯连接。

与现有技术相比，本发明显影设备具有多个溶液槽体1，能盛放不同种类的显影液，当需要显影的时候，将晶圆放置于晶圆盛放机构5内，在第一导向机构2的带动下使晶圆盛放机构5能对应于指定的溶液槽体1，随后在通过第二导向机3构使晶圆盛放机构5下移至溶液槽体1中，浸泡在显影液中后，通过晃动驱动机构4使晶圆盛放机构5上下摇动，进而达到使光刻胶充分溶解的目的；当在某一个溶液槽体1中浸泡完毕后，晃动驱动机构4停止工作，第二导向机构3带动晶圆盛放机构5上移离开该溶液槽体1，随后在第一导向机构2的驱动下按照预设顺序向下一个溶液槽体1移动。本发明的显影设备无需操作人员手工操作，晶圆盛放机构5的移动路径、浸泡时间、晃动频率均能通过控制单元15得到精确控制，差错率大幅降低，不仅提高了产品品质的一致性，同时也降低了工人的劳动强度，节省人力物力，提高生产效率。

作为本发明提供的显影设备的一种具体实施方式，请参阅图5及图6，晃动驱动机构4包括第一基座401、第一滑轨402、第一驱动件403和曲柄摇杆结构404；第一基座401用于与第二导向机构3连接；第一滑轨402设于第一基座401，且平行于上下方向设置，晶圆盛放机构5与第一滑轨402沿上下方向滑动配合；第一驱动件403连接于第一基座401，且与控制单元15通讯连接；曲柄摇杆结构404分别与第一驱动件403和晶圆盛放机构5连接，第一驱动件403能通过曲柄摇杆结构404带动晶圆盛放机构5上下晃动。

本实施方式中，第一滑轨402对晶圆盛放机构5的移动起到导向限位的作用，第一驱动件403为晶圆盛放机构5的移动提供驱动力，曲柄摇杆结构404简单紧凑，能方便的将第一驱动件403输出的扭矩转化为晶圆盛放机构5的上下移动，控制更加可靠、便捷。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图5及图6，曲柄摇杆结构404包括第一连杆4041和第二连杆4042；第一连杆4041一端固接于第一驱动件403的输出轴，且与第一驱动件403的输出轴垂直设置；第二连杆4042一端与第一连杆4041的另一端转动连接，另一端与晶圆盛放机构5转动连接。第一连杆4041随着第一驱动件403输出轴的转动同步转动，从而带动第二连杆4042在摆动的同时上下移动，结构最为简单，占用空间小，控制更加方便，且故障率低。另外，需要说明的是，第一连杆4041和第二连杆4042的长度对晃动的幅度有影响，长度越长，晃动幅度越大，反之越小。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，参阅图5及图6，第一基座401上还设有第一光电传感器6，第一光电传感器6与控制单元15通讯连接，第一连杆4041的另一端设有第一遮挡板4043，当第一连杆4041转动至第一预设位置时，第一遮挡板4043能遮挡第一光电传感器6光通路。

当第一连杆4041转动一周的时候，晶圆盛放机构5也完成另一个来回的晃动，即第一连杆4041转动的周数为晶圆盛放机构5晃动的次数，第一遮挡板4043能够通过遮挡第一光电传感器6的光通路改变其信号，进而在第一连杆4041转动一周时计数一次，这一计数过程通过控制单元15实现，即第一光电传感器6和控制单元15能对晶圆盛放机构5的晃动次数进行计数，方便对晃动频率进行控制。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图2至图6，晶圆盛放机构5包括晶圆篮501、连接臂502和安装板503；晶圆篮501用于盛放晶圆；连接臂502与第一滑轨402滑动配合；安装板503的板面垂直于上下方向，安装板503固接于连接臂502，安装板503的中部设有留空开口504，安装板503的下部设有与晶圆篮501可拆卸连接的连接部。由于晶圆篮501本身的侧壁具有一些开口能方便显影液流通，再配合留空开口504，显影液能更加充分且快速的浸泡晶圆，保证显影操作的效果并提高工作效率。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图5，晶圆篮501的相对两侧设有滑动插接凸起505，连接部包括两个相对设置的L型连接条506，每个L型连接条506分别与安装板503形成用于与滑动插接凸起505配合的滑动插槽。晶圆篮501与连接部通过滑动插接的方式实现可拆卸连接，可将晶圆篮5拆卸下来取放晶圆，操作便捷，装卸效率高，且固定效果好，晃动时不易脱落。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图5及图6，第二导向机构3包括第二基座301、第二滑轨302、第二驱动件303和第二传动结构304；第二基座301与第一导向机构2连接；第二滑轨302设于第二基座301，且平行于上下方向设置，晃动驱动机构4与第二滑轨302沿上下方向滑动配合；第二驱动件303设于第二基座301，且与控制单元15通讯连接；第二传动结构304分别与第二驱动件303和晃动驱动机构4连接，第二驱动件303通过第二传动结构304带动晃动驱动机构4上下移动。

第二滑轨302用于对晃动驱动机构4的移动起到导向限位的作用，第二驱动件303为晃动驱动机构4的移动提供驱动力，第二传动结构304可采用带式传动结构，能方便的将第二驱动件303输出的扭矩转化为第二驱动件303的上下移动，控制更加可靠、便捷。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图5及图6，第二滑轨302的上方设有第二光电传感器8，下方设有第三光电传感器9，第二光电传感器8和第三光电传感器9分别与控制单元15通讯连接；晃动驱动机构4的上部设有第二遮挡板10，下部设有第三遮挡板11。当晃动驱动机构4上移至第二预设位置时，第二遮挡板10能遮挡第二光电传感器8的光通路；当晃动驱动机构4下移至第三预设位置时，第三遮挡板11能遮挡第三光电传感器9的光通路。

本实施方式中，当第二驱动件303带动晃动驱动机构4上移至第二预设位置时，第二光电传感器8的光通路受到遮挡而向控制单元15发出信号，控制单元5控制第二驱动件303停止驱动，此状态下第一导向机构2能带动晃动驱动机构4和晶圆盛放机构5沿预设路径移动，从而对准不同的溶液槽体；当第二驱动件303带动晃动驱动机构4下移至第三预设位置时，第三光电传感器9的光通路受到遮挡而向控制单元15发出信号，控制单元15控制第二驱动件303停止驱动，此时晶圆盛放机构5能完全浸入到显影液中。通过控制单元15和两个光电传感器的配合，能有效的限制晃动驱动机构4的最大移动范围，避免移动超限部件受损。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图4，第一导向机构2包括立板201、第三滑轨202、连接板203、第三驱动件204和第三传动结构205；立板201设有两个，两个立板201相对且间隔设置；第三滑轨202设于两个立板201之间，且平行于预设路径设置；连接板203与第三滑轨202沿预设路径滑动配合，第二导向机构3连接于连接板203；第三驱动件204设于立板201，且与控制单元15通讯连接；第三传动结构205分别与第三驱动件204和连接板203连接，第三驱动件204通过第三传动结构205带动连接板203沿预设路径往复移动。

第三滑轨202能对连接板203起到导向限位的作用，从而使第二导向机构3能沿预设路径稳定滑动；同时，第三传动结构205可采用带式传动机构，使得第一导向机构2整体结构简单紧凑，方便控制。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图4，连接板203为C型板，连接板203的两个支臂与第二导向机构3连接，连接板203的中部连接于第三传动结构205。连接板203中部的凹陷为与第三传动结构205的连接提供了一定的操作空间，其能实现与第三传动结构205和第二导向机构3的可靠连接，同时结构简单紧凑，占用空间小。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1，显影设备还包括底座12、立柱13、外壳14和控制单元15，溶液槽体1和立柱13均设于底座12上，第一导向机构2设于立柱13上，外壳14罩设于溶液槽体1、第一导向机构2、第二导向机构3、晃动驱动机构4和晶圆盛放机构5之外，外壳14上设有滑动门16，控制单元15设于滑动门16上。

外壳14能对内部的各个构件起到遮蔽、保护的作用，通过开闭滑动门16，能取放晶圆篮501，并添加或更换显影液，结构设计合理；同时，控制单元15所设置的位置能方便操作人员观看并输入命令，控制单元15的操控更加便捷。

本发明的具体使用方式为：

在不同的溶液槽体1中加入不同的显影液，在控制单元15中输入晶圆篮501的浸液顺序、浸泡时间以及晶圆篮501的晃动频率，随后将晶圆篮5插入滑动插槽中。

当设备启动后，第一导向机构2会带动第二导向机构3移动向预设的初始工位，第二导向机构3带动晃动驱动机构4和晶圆盛放机构5下移，直至晶圆篮501浸泡至显影液中(即到达第三预设位置)。当达到预设的浸泡时间时，第二导向机构3带动晃动驱动机构4和晶圆盛放机构5上移至第二预设位置，第一导向机构2带动第二导向机构3移动向下一个浸泡工位。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.显影设备，其特征在于，包括：

溶液槽体，沿预设路径设有多个，所述预设路径垂直于上下方向；

第一导向机构，设于所述溶液槽体之外；

第二导向机构，与所述第一导向机构沿所述预设路径滑动配合；

晃动驱动机构，与所述第二导向机构沿上下方向滑动配合；

晶圆盛放机构，连接于所述晃动驱动机构，所述晃动驱动机构用于使所述晶圆盛放机构以预设频率和预设幅度沿上下方向往复晃动；以及

控制单元，分别与所述第一导向机构、所述第二导向机构和所述晃动驱动机构通讯连接。

2.如权利要求1所述的显影设备，其特征在于，所述晃动驱动机构包括：

第一基座，用于与所述第二导向机构连接；

第一滑轨，设于所述第一基座，且平行于上下方向设置，所述晶圆盛放机构与所述第一滑轨沿上下方向滑动配合；

第一驱动件，连接于所述第一基座，且与所述控制单元通讯连接；以及

曲柄摇杆结构，分别与所述第一驱动件和所述晶圆盛放机构连接，所述第一驱动件能通过所述曲柄摇杆结构带动所述晶圆盛放机构上下晃动。

3.如权利要求2所述的显影设备，其特征在于，所述曲柄摇杆结构包括：

第一连杆，一端固接于所述第一驱动件的输出轴，且与所述第一驱动件的输出轴垂直设置；以及

第二连杆，一端与所述第一连杆的另一端转动连接，另一端与所述晶圆盛放机构转动连接。

4.如权利要求3所述的显影设备，其特征在于，所述第一基座上还设有第一光电传感器，所述第一光电传感器与所述控制单元通讯连接，所述第一连杆的另一端设有第一遮挡板，当所述第一连杆转动至第一预设位置时，所述第一遮挡板能遮挡所述第一光电传感器光通路。

5.如权利要求2所述的显影设备，其特征在于，所述晶圆盛放机构包括：

晶圆篮，用于盛放晶圆；

连接臂，与所述第一滑轨滑动配合；以及

安装板，所述安装板的板面垂直于上下方向，所述安装板固接于所述连接臂，所述安装板的中部设有留空开口，所述安装板的下部设有与所述晶圆篮可拆卸连接的连接部。

6.如权利要求5所述的显影设备，其特征在于，所述晶圆篮的相对两侧设有滑动插接凸起，所述连接部包括两个相对设置的L型连接条，每个所述L型连接条分别与所述安装板形成用于与所述滑动插接凸起配合的滑动插槽。

7.如权利要求1所述的显影设备，其特征在于，所述第二导向机构包括：

第二基座，与所述第一导向机构连接；

第二滑轨，设于所述第二基座，且平行于上下方向设置，所述晃动驱动机构与所述第二滑轨沿上下方向滑动配合；

第二驱动件，设于所述第二基座，且与所述控制单元通讯连接；以及

第二传动结构，分别与所述第二驱动件和所述晃动驱动机构连接，所述第二驱动件通过所述第二传动结构带动所述晃动驱动机构上下移动。

8.如权利要求7所述的显影设备，其特征在于，所述第二滑轨的上方设有第二光电传感器，下方设有第三光电传感器，所述第二光电传感器和所述第三光电传感器分别与所述控制单元通讯连接；所述晃动驱动机构的上部设有第二遮挡板，下部设有第三遮挡板；

当所述晃动驱动机构上移至第二预设位置时，所述第二遮挡板能遮挡所述第二光电传感器的光通路；

当所述晃动驱动机构下移至第三预设位置时，所述第三遮挡板能遮挡所述第三光电传感器的光通路。

9.如权利要求1所述的显影设备，其特征在于，所述第一导向机构包括：

立板，设有两个，两个所述立板相对且间隔设置；

第三滑轨，设于两个所述立板之间，且平行于所述预设路径设置；

连接板，与所述第三滑轨沿所述预设路径滑动配合，所述第二导向机构连接于所述连接板；

第三驱动件，设于所述立板，且与所述控制单元通讯连接；以及

第三传动结构，分别与所述第三驱动件和所述连接板连接，所述第三驱动件通过所述第三传动结构带动所述连接板沿所述预设路径往复移动。

10.如权利要求9所述的显影设备，其特征在于，所述连接板为C型板，所述连接板的两个支臂与所述第二导向机构连接，所述连接板的中部连接于所述第三传动结构。

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