CN113203239B - 一种具有多角度调节功能的晶元烘烤用冷却装置 - Google Patents

一种具有多角度调节功能的晶元烘烤用冷却装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有多角度调节功能的晶元烘烤用冷却装置，包括底座，底座的顶部焊接安装有水冷仓，水冷仓的一侧壁位于水冷仓的顶部焊接安装有注水管，水冷仓的另一侧壁位于水冷仓底部焊接安装有泄水管，水冷仓内置放置架，放置架的内侧壁开设有滑槽。该具有多角度调节功能的晶元烘烤用冷却装置，通过设置水冷仓，配合水冷仓内的冷却液能够有效地对其晶元进行快速降温，从而一定程度上缩短了冷却所需时间，同时也大大提高了冷却效率，且装置位于水冷仓的顶部设置有烘干仓，致使装置在对其晶元进行水冷降温后能够直接对其晶元表面的残余水分进行有效的处理，从而避免了因为晶元残余水分而导致的后续工艺的无法进行，大大提高了装置的实用性。

Description

一种具有多角度调节功能的晶元烘烤用冷却装置
技术领域
本发明涉及晶元技术领域，尤其涉及一种具有多角度调节功能的晶元烘烤用冷却装置。
背景技术
在半导体器件的制造工艺中，光刻是其中最重要的步骤之一。一般说来，在光刻的过程中，通常包括如下步骤：首先，要对晶圆进行清洗烘干，对晶圆烘培的温度通常达到100摄氏度，以去除晶圆表面的水分，以提高后续形成的光刻胶(photoresist，简称PR)与晶圆表面的黏附性；之后，在晶圆的表面进行匀胶(也称涂胶)处理，将液态的光刻胶滴在晶圆的中心，然后使卡盘高速旋转，在离心力的作用下光刻胶扩散开，从而均匀地覆盖晶圆表面。
然而，由于温度会影响光刻胶的黏度以及厚度，同时还会影响显影工艺的效果，为此，现在大多数的光刻过程都由以下步骤组成：首先，进行第一次冷却工艺，在进行匀胶处理之前需要将晶圆冷却，是为了使晶圆进行匀胶工艺之前达到一预定温度，确保不会影响匀胶的效果；接着，进行匀胶工艺，匀胶工艺之后进行烘培，使光刻胶中的大部分溶剂蒸发；之后，再进行一次冷却工艺，使匀胶之后的晶圆保持在预定温度(一般是环境温度)，以防止高温会加速化学反应引起过显影(Over Develop)；随后，再进行显影工艺，以将掩模版上的图案转移到光刻胶上。
在上述的光刻过程中，涉及到两次将晶圆冷却的过程，一般的，该冷却过程中通常是分为两个阶段：首先是将晶圆放在空气中自然冷却，然后再在冷却板上进行进一步精确控制的冷却。但是将晶圆放在空气中自然冷却时，由于晶圆的初始温度较高，整个冷却速度比较慢，需要花费较长的时间，冷却效率较低，导致该冷却工艺成为光刻产率的瓶颈。此外，在空气中自然冷却时，所述晶圆表面容易残留水分，从而影响后续的工艺。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有多角度调节功能的晶元烘烤用冷却装置，解决了将晶圆放在空气中自然冷却时，由于晶圆的初始温度较高，整个冷却速度比较慢，需要花费较长的时间，冷却效率较低，导致该冷却工艺成为光刻产率的瓶颈，在空气中自然冷却时，晶圆表面容易残留水分，从而影响后续的工艺的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种具有多角度调节功能的晶元烘烤用冷却装置，包括底座，所述底座的顶部焊接安装有水冷仓，水冷仓的一侧壁位于水冷仓的顶部焊接安装有注水管，水冷仓的另一侧壁位于水冷仓底部焊接安装有泄水管，水冷仓内置放置架，放置架的内侧壁开设有滑槽，滑槽的数量为四组且呈环形阵列排列，滑槽内置滑块，每组滑槽内的滑块数量为三组且滑块与滑槽滑动连接设置，滑块的间隔处焊接安装有复位弹簧，滑块位于滑槽外部一侧壁焊接安装有隔板，隔板的对应侧壁均焊接安装有固定夹，放置架的顶部边缘处焊接安装有安装件，安装件的数量为四组且呈环形阵列排列，安装件上焊接安装有钢索，水冷仓的顶部焊接安装有烘干仓，烘干仓呈空心圆柱体结构且烘干仓的顶部与底部均呈开放式结构设置，烘干仓与水冷仓连通设置，烘干仓的内侧壁焊接安装有排风板，排风板呈圆环状且排风板为内部中空结构，排风板的内环内侧壁开设有排风孔，底座的顶部位于水冷仓的一侧焊接安装有风机，风机的出风端焊接安装有连接管，连接管为三通管，连接管的一组自由端横向贯穿烘干仓并与排风板焊接连接设置，连接管的另一侧壁自由端位于连接管第一组自由端的对应处横向贯穿烘干仓并与排风板焊接连接设置，烘干仓的顶部焊接安装有顶罩，顶罩与烘干仓连通设置，顶罩的前侧壁与外部连通设置，顶罩的顶部外侧壁正中处焊接安装有双轴电机，顶罩的顶部外侧壁位于双轴电机的两侧焊接安装有固定件，固定件的数量为两组且呈平行对应设置，固定件的对应侧壁转动安装有转轴，双轴电机的输出端通过联轴器横向贯穿固定件并与转轴焊接连接设置，钢索纵向贯穿顶罩并延伸至顶罩的外部，钢索位于顶罩外部一端与转轴焊接连接设置，钢索与顶罩滑动连接设置。
优选的，所述水冷仓呈圆柱体结构且水冷仓的顶部呈开放式设置。
优选的，所述泄水管和注水管上均设置有截止阀。
优选的，所述放置架呈圆柱状结构且放置架的外壁均采用镂空结构，放置架的前后侧壁均呈开放式结构设置。
优选的，所述隔板为镂空结构，隔板的对应侧壁形成一个放置仓。
优选的，所述固定夹呈弧形状且对应的固定夹相匹配贴合设置，固定夹的对应侧壁均设置有氟橡胶垫。
优选的，所述放置架的顶部与放置架滑动连接设置，且放置架的顶部内侧壁焊接安装有固定弹簧，固定弹簧的自由端与相邻的隔板焊接连接设置。
优选的，所述烘干仓与水冷仓的前侧壁均镶嵌安装有观察窗，观察窗为防爆耐高温透明玻璃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、该具有多角度调节功能的晶元烘烤用冷却装置，通过设置水冷仓，配合水冷仓内的冷却液能够有效地对其晶元进行快速降温，从而一定程度上缩短了冷却所需时间，同时也大大提高了冷却效率，且装置位于水冷仓的顶部设置有烘干仓，致使装置在对其晶元进行水冷降温后能够直接对其晶元表面的残余水分进行有效的处理，从而避免了因为晶元残余水分而导致的后续工艺的无法进行，大大提高了装置的实用性。
2、该具有多角度调节功能的晶元烘烤用冷却装置，通过设置放置架和隔板，致使装置能够进行多组晶元的冷却，有效的提高了作业效率，同时放置架与隔板均采用镂空结构，致使放置架与隔板在接触水冷液和接触烘干风时，能够直接与其晶元本体进行接触，从而大大提高了晶元冷却烘干的效率，同时也大大提高了装置的实用性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的正视结构示意图；
图3为本发明的放置架的结构示意图。
图中：1转轴、2固定件、3双轴电机、4顶罩、5烘干仓、6连接管、7风机、8底座、9钢索、10排风孔、11排风板、12水冷仓、13泄水管、14观察窗、15注水管、16安装件、17放置架、18复位弹簧、19滑块、20固定夹、21滑槽、22放置仓、23隔板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：参照图1-3，包括底座8，底座8的顶部焊接安装有水冷仓12，水冷仓12呈圆柱体结构且水冷仓12的顶部呈开放式设置，水冷仓12的一侧壁位于水冷仓12的顶部焊接安装有注水管15，水冷仓12的另一侧壁位于水冷仓12底部焊接安装有泄水管13，泄水管13和注水管15上均设置有截止阀，水冷仓12内置放置架17，放置架17呈圆柱状结构且放置架17的外壁均采用镂空结构，放置架17的前后侧壁均呈开放式结构设置，放置架17的内侧壁开设有滑槽21，滑槽21的数量为四组且呈环形阵列排列，滑槽21内置滑块19，每组滑槽21内的滑块19数量为三组且滑块19与滑槽21滑动连接设置，滑块19的间隔处焊接安装有复位弹簧18，滑块19位于滑槽21外部一侧壁焊接安装有隔板23，隔板23为镂空结构，隔板23的对应侧壁形成一个放置仓22，隔板23的对应侧壁均焊接安装有固定夹20，固定夹20呈弧形状且对应的固定夹20相匹配贴合设置，固定夹20的对应侧壁均设置有氟橡胶垫，放置架17的顶部与放置架17滑动连接设置，且放置架17的顶部内侧壁焊接安装有固定弹簧，固定弹簧的自由端与相邻的隔板23焊接连接设置，放置架17的顶部边缘处焊接安装有安装件16，安装件16的数量为四组且呈环形阵列排列，安装件16上焊接安装有钢索9，水冷仓12的顶部焊接安装有烘干仓5，烘干仓5呈空心圆柱体结构且烘干仓5的顶部与底部均呈开放式结构设置，烘干仓5与水冷仓12连通设置，烘干仓5的内侧壁焊接安装有排风板11，排风板11呈圆环状且排风板11为内部中空结构，排风板11的内环内侧壁开设有排风孔10，底座8的顶部位于水冷仓12的一侧焊接安装有风机7，风机7的出风端焊接安装有连接管6，连接管6为三通管，连接管6的一组自由端横向贯穿烘干仓5并与排风板11焊接连接设置，连接管6的另一侧壁自由端位于连接管6第一组自由端的对应处横向贯穿烘干仓5并与排风板11焊接连接设置，烘干仓5与水冷仓12的前侧壁均镶嵌安装有观察窗14，观察窗14为防爆耐高温透明玻璃，烘干仓5的顶部焊接安装有顶罩4，顶罩4与烘干仓5连通设置，顶罩4的前侧壁与外部连通设置，顶罩4的顶部外侧壁正中处焊接安装有双轴电机3，顶罩4的顶部外侧壁位于双轴电机3的两侧焊接安装有固定件2，固定件2的数量为两组且呈平行对应设置，固定件2的对应侧壁转动安装有转轴1，双轴电机3的输出端通过联轴器横向贯穿固定件2并与转轴1焊接连接设置，钢索9纵向贯穿顶罩4并延伸至顶罩4的外部，钢索9位于顶罩4外部一端与转轴1焊接连接设置，钢索9与顶罩4滑动连接设置。
在使用时：驱动双轴电机3致使转轴1转动，钢索9绕设与转轴1上，致使放置架17纵向运动至顶罩4的前侧开口处，将其所需要进行冷却的晶元放置于放置仓22内，同时通过注水管15对其水冷仓12内注入水冷液，注入完成后，通过驱动双轴电机3，将其放置架17放置于水冷仓12内，通过观察窗14观察放置架17完全没入水冷液下进行冷却，冷却完成后，通过驱动双轴电机3将其放置架17移动至烘干仓5内，驱动风机7对其进行烘干处理，烘干完成后，驱动双轴电机3将其放置架17移动至顶罩4开口处即可。
综上所述，该具有多角度调节功能的晶元烘烤用冷却装置，通过设置水冷仓12，配合水冷仓12内的冷却液能够有效地对其晶元进行快速降温，从而一定程度上缩短了冷却所需时间，同时也大大提高了冷却效率，且装置位于水冷仓12的顶部设置有烘干仓5，致使装置在对其晶元进行水冷降温后能够直接对其晶元表面的残余水分进行有效的处理，从而避免了因为晶元残余水分而导致的后续工艺的无法进行，大大提高了装置的实用性，同时通过设置放置架17和隔板23，致使装置能够进行多组晶元的冷却，有效的提高了作业效率，同时放置架17与隔板23均采用镂空结构，致使放置架17与隔板23在接触水冷液和接触烘干风时，能够直接与其晶元本体进行接触，从而大大提高了晶元冷却烘干的效率，同时也大大提高了装置的实用性，解决了将晶圆放在空气中自然冷却时，由于晶圆的初始温度较高，整个冷却速度比较慢，需要花费较长的时间，冷却效率较低，导致该冷却工艺成为光刻产率的瓶颈，在空气中自然冷却时，晶圆表面容易残留水分，从而影响后续的工艺的问题。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种具有多角度调节功能的晶元烘烤用冷却装置，包括底座(8)，其特征在于，所述底座(8)的顶部焊接安装有水冷仓(12)，水冷仓(12)的一侧壁位于水冷仓(12)的顶部焊接安装有注水管(15)，水冷仓(12)的另一侧壁位于水冷仓(12)底部焊接安装有泄水管(13)，水冷仓(12)内置放置架(17)，放置架(17)的内侧壁开设有滑槽(21)，滑槽(21)的数量为四组且呈环形阵列排列，滑槽(21)内置滑块(19)，每组滑槽(21)内的滑块(19)数量为三组且滑块(19)与滑槽(21)滑动连接设置，滑块(19)的间隔处焊接安装有复位弹簧(18)，滑块(19)位于滑槽(21)外部一侧壁焊接安装有隔板(23)，隔板(23)的对应侧壁均焊接安装有固定夹(20)，放置架(17)的顶部边缘处焊接安装有安装件(16)，安装件(16)的数量为四组且呈环形阵列排列，安装件(16)上焊接安装有钢索(9)，水冷仓(12)的顶部焊接安装有烘干仓(5)，烘干仓(5)呈空心圆柱体结构且烘干仓(5)的顶部与底部均呈开放式结构设置，烘干仓(5)与水冷仓(12)连通设置，烘干仓(5)的内侧壁焊接安装有排风板(11)，排风板(11)呈圆环状且排风板(11)为内部中空结构，排风板(11)的内环内侧壁开设有排风孔(10)，底座(8)的顶部位于水冷仓(12)的一侧焊接安装有风机(7)，风机(7)的出风端焊接安装有连接管(6)，连接管(6)为三通管，连接管(6)的一组自由端横向贯穿烘干仓(5)并与排风板(11)焊接连接设置，连接管(6)的另一侧壁自由端位于连接管(6)第一组自由端的对应处横向贯穿烘干仓(5)并与排风板(11)焊接连接设置，烘干仓(5)的顶部焊接安装有顶罩(4)，顶罩(4)与烘干仓(5)连通设置，顶罩(4)的前侧壁与外部连通设置，顶罩(4)的顶部外侧壁正中处焊接安装有双轴电机(3)，顶罩(4)的顶部外侧壁位于双轴电机(3)的两侧焊接安装有固定件(2)，固定件(2)的数量为两组且呈平行对应设置，固定件(2)的对应侧壁转动安装有转轴(1)，双轴电机(3)的输出端通过联轴器横向贯穿固定件(2)并与转轴(1)焊接连接设置，钢索(9)纵向贯穿顶罩(4)并延伸至顶罩(4)的外部，钢索(9)位于顶罩(4)外部一端与转轴(1)焊接连接设置，钢索(9)与顶罩(4)滑动连接设置。
2.根据权利要求1所述的一种具有多角度调节功能的晶元烘烤用冷却装置，其特征在于，所述水冷仓(12)呈圆柱体结构且水冷仓(12)的顶部呈开放式设置。
3.根据权利要求1所述的一种具有多角度调节功能的晶元烘烤用冷却装置，其特征在于，所述泄水管(13)和注水管(15)上均设置有截止阀。
4.根据权利要求1所述的一种具有多角度调节功能的晶元烘烤用冷却装置，其特征在于，所述放置架(17)呈圆柱状结构且放置架(17)的外壁均采用镂空结构，放置架(17)的前后侧壁均呈开放式结构设置。
5.根据权利要求1所述的一种具有多角度调节功能的晶元烘烤用冷却装置，其特征在于，所述隔板(23)为镂空结构，隔板(23)的对应侧壁形成一个放置仓(22)。
6.根据权利要求1所述的一种具有多角度调节功能的晶元烘烤用冷却装置，其特征在于，所述固定夹(20)呈弧形状且对应的固定夹(20)相匹配贴合设置，固定夹(20)的对应侧壁均设置有氟橡胶垫。
7.根据权利要求1所述的一种具有多角度调节功能的晶元烘烤用冷却装置，其特征在于，所述放置架(17)的顶部与放置架(17)滑动连接设置，且放置架(17)的顶部内侧壁焊接安装有固定弹簧，固定弹簧的自由端与相邻的隔板(23)焊接连接设置。
8.根据权利要求1所述的一种具有多角度调节功能的晶元烘烤用冷却装置，其特征在于，所述烘干仓(5)与水冷仓(12)的前侧壁均镶嵌安装有观察窗(14)，观察窗(14)为防爆耐高温透明玻璃。
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