CN113964067B

CN113964067B - 一种晶圆刻蚀设备

Info

Publication number: CN113964067B
Application number: CN202111419647.4A
Authority: CN
Inventors: 陈金凌; 王锡胜; 李敏
Original assignee: Jiangsu Weisenmei Microelectronics Co ltd
Current assignee: Jiangsu Weisenmei Microelectronics Co ltd
Priority date: 2021-11-26
Filing date: 2021-11-26
Publication date: 2022-10-25
Anticipated expiration: 2041-11-26
Also published as: CN113964067A

Abstract

本发明属于半导体加工技术领域，具体的说是一种晶圆刻蚀设备，包括刻蚀池、防护罩、第一缸体和伸缩杆，所述刻蚀池上安装有防护罩，在浸入过程中，伸缩杆推动第一活塞下沉，将第一缸体内的空气推进第二缸体内，在活塞杆的配合下，能够将电极球与螺杆底侧的电极板接触，实现对警示灯的通电，在通电后，PLC处理器接收信号，实现推料气缸的提升作业，在丝线的配合下，实现对刻蚀盒的提升，对排气管上的单向阀进行调整，能够在第二活塞上升过程中，实现对第二缸体顶部顶部气体的限流释放，能够对浸泡时间进行调整，能够对刻蚀时间准确把控，保证刻蚀质量，能够实现气体内循环，保证刻蚀废气不外溢，保护生产的气体环境，保证刻蚀安全。

Description

一种晶圆刻蚀设备

技术领域

本发明属于半导体加工技术领域，具体的说是一种晶圆刻蚀设备。

背景技术

半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用，如二极管就是采用半导体制作的器件，半导体是指一种导电性可受控制，范围可从绝缘体至导体之间的材料，无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的，今日大部分的电子产品，如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连，常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，而硅更是各种半导体材料中，在商业应用上最具有影响力的一种；

晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆；在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构，而成为有特定电性功能之IC产品，晶圆的原始材料是硅，而地壳表面有用之不竭的二氧化硅。二氧化硅矿石经由电弧炉提炼，盐酸氯化，并经蒸馏后，制成了高纯度的多晶硅，其纯度高达99.999999999％；

现有技术中也出现了一些关于半导体加工的技术方案，如申请号为CN107507793B的一项中国专利公开了一种刻蚀设备，包括刻蚀腔室，以及收容所述刻蚀腔室的可旋转的承载平台、与承载平台的表面平行的上电极板、下电极板及两个遮挡板；下电极板设于所述承载平台上，上电极板设于所述刻蚀腔室顶部，两个遮挡板设于所述上电极板与下电极板之间且所述遮挡板相对承载平台移动，两个遮挡板以所述承载平台的轴线对称设置，每一遮挡板在承载平台的表面的正投影由承载平台的轴心沿着承载平台的旋转轨迹的半径延伸，遮挡板正投影的长度与所述半径长度相等，所述基板由轴心向外包括中心区和边缘区，通过改变所述遮挡板垂直于所述半径方向的宽度或者和承载平台旋转的旋转角速度以使位于基板的中心区和边缘区被刻蚀深度相同，以上发明方案中，在刻蚀过程中，不能准确把控刻蚀的时间周期，不能保证刻蚀的质量；

针对上述发明中的问题，在晶圆的加工过程中，需要进行刻蚀，湿式刻蚀，通过浸泡实现刻蚀，在刻蚀时，对刻蚀周期只能大致掌控，操作过程不稳定，刻蚀周期不同，影响刻蚀效果，影响良品率，在刻蚀过程中，会产生大量废气，废气外溢，容易对破坏空气环境，同时刻蚀废气容易爆炸，影响生产安全。

为此，本发明提供一种晶圆刻蚀设备。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，解决在刻蚀时，对刻蚀周期只能大致掌控，操作过程不稳定，刻蚀周期不同，影响刻蚀效果，影响良品率，在刻蚀过程中，会产生大量废气，废气外溢，容易对破坏空气环境，同时刻蚀废气容易爆炸，影响生产安全的问题，本发明提出的一种晶圆刻蚀设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种晶圆刻蚀设备，包括刻蚀池、防护罩、PLC处理器、支撑架、第一导向轮、推料气缸、气动杆、刻蚀盒、摆动合页、第一活塞、第一缸体和伸缩杆，所述刻蚀池上安装有防护罩，所述刻蚀池的内壁一侧通过摆动合页配合安装有刻蚀盒，所述刻蚀盒的上下两侧内壁上安装有多个第一导向轮，所述刻蚀盒上开设气孔，所述刻蚀盒的底侧和刻蚀池的一侧内壁上均设置有连接座，所述伸缩杆的顶端通过销轴配合安装在刻蚀盒底侧的连接座内，所述伸缩杆的底端安装有第一活塞，所述刻蚀池的一侧内壁上的连接座通过销轴配合安装有第一缸体，所述第一活塞设置在第一缸体内，所述刻蚀池的外壁一侧固定有第二缸体，所述第二缸体的内部设置有第二活塞，所述第二活塞的顶侧竖直设置有活塞杆，所述活塞杆的顶端固接有电极球，所述活塞杆的底部套设有第一弹簧，所述第二缸体的顶侧安装有安装架，所述安装架的顶侧横板内开设有螺孔，所述螺孔内配合安装有螺杆，所述螺杆的底端固定有电极板，所述安装架的一侧安装有警示灯。

优选的，所述第二缸体的中部和底部分别连接有排气管和进气管，所述排气管和进气管上均安装有单向阀，所述第二缸体与第一缸体通过导管连通。

优选的，所述刻蚀池上焊装有支撑架，所述支撑架上安装有推料气缸，所述推料气缸的作用端安装有气动杆，所述刻蚀盒的顶侧设置有线环，所述气动杆的底端与线环通过丝线连接。

优选的，所述支撑架上安装有PLC处理器，所述PLC处理器与警示灯通过信号连接，所述电极球、警示灯和电极板通过导线串联连接。

优选的，所述防护罩的顶侧安装有处理箱和第三缸体，所述第三缸体上安装有摆动电机，所述摆动电机的转轴上安装有旋转盘，所述旋转盘的端面偏心位置上通过销轴配合安装有连杆，所述连杆的底端吊装有第三活塞，所述处理箱和第三缸体通过U型管连通。

优选的，所述第三缸体的底部连接有抽气管，所述防护罩上设置有进气孔，所述处理箱与进气孔通过软管连接，所述抽气管和软管上均设置有单向阀。

优选的，所述防护罩上固定有导料盒，所述导料盒的上下两侧内壁上均安装有第二导向轮，所述导料盒的底部端口上下两侧分别安装有安装座，所述安装座内部通过固定轴安装有密封板，所述固定轴的两端安装有簧片。

优选的，所述导料盒的底部端口设置在刻蚀盒的顶部端口上方。

本发明的有益效果如下：

本发明所述的一种晶圆刻蚀设备，刻蚀盒在摆动合页的配合下向下摆动，在摆动过程中，将硅片浸入刻蚀池内的刻蚀液中，在浸入过程中，伸缩杆推动第一活塞下沉，将第一缸体内的空气推进第二缸体内，实现对第二活塞的顶升，在顶升后，在活塞杆的配合下，能够将电极球与螺杆底侧的电极板接触，实现对警示灯的通电，在通电后，PLC处理器接收信号，实现推料气缸的提升作业，在丝线的配合下，实现对刻蚀盒的提升，在提升后，完成硅片的刻蚀，对排气管上的单向阀进行调整，能够在第二活塞上升过程中，实现对第二缸体顶部顶部气体的限流释放，能够对浸泡时间进行调整，能够对刻蚀时间准确把控，保证刻蚀质量；

在刻蚀过程中，会产生大量废气，在摆动电机的作业下，带动旋转盘旋转，能够实现连杆的拉动，在拉动后，在第三活塞在第三缸体中的活动过程中，将防护罩内的废气通过抽气管抽入第三缸体，通过第三缸体加压排入处理箱中，实现废气的吸收精华，能够实现气体内循环，保证刻蚀废气不外溢，保护生产的气体环境，保证刻蚀安全。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的整体立体图；

图2是本发明的整体剖视图；

图3是本发明中的刻蚀盒立体图；

图4是本发明中图2中的A区域结构图；

图5是本发明中图2中的B区域结构图；

图6是本发明中图2中的C区域结构图；

图7是本发明中图1中的D区域结构图；

图中：1、刻蚀池；2、防护罩；3、PLC处理器；4、支撑架；5、第一导向轮；6、推料气缸；7、气动杆；8、刻蚀盒；9、摆动合页；10、第一活塞；11、第一缸体；12、伸缩杆；13、气孔；101、第二缸体；102、进气管；103、排气管；104、电极球；105、警示灯；106、螺杆；107、第二活塞；108、电极板；109、活塞杆；110、第一弹簧；201、导料盒；202、第二导向轮；203、安装座；204、密封板；301、处理箱；302、U型管；303、摆动电机；304、旋转盘；305、连杆；306、抽气管；307、第三活塞；308、第三缸体。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例

如图1至图7所示，本发明所述的一种晶圆刻蚀设备，包括刻蚀池1、防护罩2、PLC处理器3、支撑架4、第一导向轮5、推料气缸6、气动杆7、刻蚀盒8、摆动合页9、第一活塞10、第一缸体11和伸缩杆12，刻蚀池1上安装有防护罩2，刻蚀池1的内壁一侧通过摆动合页9配合安装有刻蚀盒8，刻蚀盒8的上下两侧内壁上安装有多个第一导向轮5，刻蚀盒8上开设气孔13，刻蚀盒8的底侧和刻蚀池1的一侧内壁上均设置有连接座，伸缩杆12的顶端通过销轴配合安装在刻蚀盒8底侧的连接座内，伸缩杆12的底端安装有第一活塞10，刻蚀池1的一侧内壁上的连接座通过销轴配合安装有第一缸体11，第一活塞10设置在第一缸体11内，刻蚀池1的外壁一侧固定有第二缸体101，第二缸体101的内部设置有第二活塞107，第二活塞107的顶侧竖直设置有活塞杆109，活塞杆109的顶端固接有电极球104，活塞杆109的底部套设有第一弹簧110，第二缸体101的顶侧安装有安装架，安装架的顶侧横板内开设有螺孔，螺孔内配合安装有螺杆106，螺杆106的底端固定有电极板108，安装架的一侧安装有警示灯105，第二缸体101的中部和底部分别连接有排气管103和进气管102，排气管103和进气管102上均安装有单向阀，第二缸体101与第一缸体11通过导管连通，刻蚀池1上焊装有支撑架4，支撑架4上安装有推料气缸6，推料气缸6的作用端安装有气动杆7，刻蚀盒8的顶侧设置有线环，气动杆7的底端与线环通过丝线连接，支撑架4上安装有PLC处理器3，PLC处理器3与警示灯105通过信号连接，电极球104、警示灯105和电极板108通过导线串联连接，工作时，刻蚀盒8在摆动合页9的配合下向下摆动，在摆动过程中，将硅片浸入刻蚀池1内的刻蚀液中，在浸入过程中，伸缩杆12推动第一活塞10下沉，将第一缸体11内的空气推进第二缸体101内，实现对第二活塞107的顶升，在顶升后，在活塞杆109的配合下，能够将电极球104与螺杆106底侧的电极板108接触，实现对警示灯105的通电，在通电后，PLC处理器3接收信号，实现推料气缸6的提升作业，在丝线的配合下，实现对刻蚀盒8的提升，在提升后，完成硅片的刻蚀，对排气管103上的单向阀进行调整，能够在第二活塞107上升过程中，实现对第二缸体101顶部顶部气体的限流释放，能够对浸泡时间进行调整，能够对刻蚀时间准确把控，保证刻蚀质量。

防护罩2的顶侧安装有处理箱301和第三缸体308，第三缸体308上安装有摆动电机303，摆动电机303的转轴上安装有旋转盘304，旋转盘304的端面偏心位置上通过销轴配合安装有连杆305，连杆305的底端吊装有第三活塞307，处理箱301和第三缸体308通过U型管302连通，第三缸体308的底部连接有抽气管306，防护罩2上设置有进气孔，处理箱301与进气孔通过软管连接，抽气管306和软管上均设置有单向阀，在摆动电机303的作业下，带动旋转盘304旋转，能够实现连杆305的拉动，在拉动后，在第三活塞307在第三缸体308中的活动过程中，将防护罩2内的废气通过抽气管306抽入第三缸体308，通过第三缸体308加压排入处理箱301中，实现废气的吸收精华，能够实现气体内循环，保证刻蚀废气不外溢，保护生产的气体环境，保证刻蚀安全。

防护罩2上固定有导料盒201，导料盒201的上下两侧内壁上均安装有第二导向轮202，导料盒201的底部端口上下两侧分别安装有安装座203，安装座203内部通过固定轴安装有密封板204，固定轴的两端安装有簧片，导料盒201的底部端口设置在刻蚀盒8的顶部端口上方，工作时，在刻蚀上下料过程中，在第二导向轮202的配合下，能够实现硅片的输送，在输送过程中，硅片经过密封板204，在固定轴的旋转配合下，实现密封板204的摆动，在摆动后，硅片穿过，在硅片穿过后，在簧片的配合下，两密封板204闭合，能够避免废气外溢，保证加工环境安全、环保。

工作时，在进行刻蚀时，通过推料气缸6带动气动杆7下降，推动刻蚀盒8摆动下降，实现硅片的下沉，刻蚀盒8在摆动合页9的配合下向下摆动，在摆动过程中，将硅片浸入刻蚀池1内的刻蚀液中，在浸入过程中，伸缩杆12推动第一活塞10下沉，将第一缸体11内的空气推进第二缸体101内，实现对第二活塞107的顶升，在顶升后，在活塞杆109的配合下，能够将电极球104与螺杆106底侧的电极板108接触，实现对警示灯105的通电，在通电后，PLC处理器3接收信号，实现推料气缸6的提升作业，在丝线的配合下，实现对刻蚀盒8的提升，在提升后，完成硅片的刻蚀，对排气管103上的单向阀进行调整，能够在第二活塞107上升过程中，实现对第二缸体101顶部顶部气体的限流释放，能够对浸泡时间进行调整，能够对刻蚀时间准确把控，保证刻蚀质量；

在刻蚀过程中，会产生大量废气，在摆动电机303的作业下，带动旋转盘304旋转，能够实现连杆305的拉动，在拉动后，在第三活塞307在第三缸体308中的活动过程中，将防护罩2内的废气通过抽气管306抽入第三缸体308，通过第三缸体308加压排入处理箱301中，实现废气的吸收净化，能够实现气体内循环，保证刻蚀废气不外溢，保护生产的气体环境，保证刻蚀安全；

在刻蚀上下料过程中，在第二导向轮202的配合下，能够实现硅片的输送，在输送过程中，硅片经过密封板204，在固定轴的旋转配合下，实现密封板204的摆动，在摆动后，硅片穿过，在硅片穿过后，在簧片的配合下，两密封板204闭合，能够避免废气外溢，保证加工环境安全、环保。

上述前、后、左、右、上、下均以说明书附图中的图1为基准，按照人物观察视角为标准，装置面对观察者的一面定义为前，观察者左侧定义为左，依次类推。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种晶圆刻蚀设备，包括刻蚀池（1）、防护罩（2）、PLC处理器（3）、支撑架（4）、第一导向轮（5）、推料气缸（6）、气动杆（7）、刻蚀盒（8）、摆动合页（9）、第一活塞（10）、第一缸体（11）和伸缩杆（12），所述刻蚀池（1）上安装有防护罩（2），其特征在于：所述刻蚀池（1）的内壁一侧通过摆动合页（9）配合安装有刻蚀盒（8），所述刻蚀盒（8）的上下两侧内壁上安装有多个第一导向轮（5），所述刻蚀盒（8）上开设气孔（13），所述刻蚀盒（8）的底侧和刻蚀池（1）的一侧内壁上均设置有连接座，所述伸缩杆（12）的顶端通过销轴配合安装在刻蚀盒（8）底侧的连接座内，所述伸缩杆（12）的底端安装有第一活塞（10），所述刻蚀池（1）的一侧内壁上的连接座通过销轴配合安装有第一缸体（11），所述第一活塞（10）设置在第一缸体（11）内，所述刻蚀池（1）的外壁一侧固定有第二缸体（101），所述第二缸体（101）和所述第一缸体（11）通过导管连通，所述第二缸体（101）的内部设置有第二活塞（107），所述第二活塞（107）的顶侧竖直设置有活塞杆（109），所述活塞杆（109）的顶端固接有电极球（104），所述活塞杆（109）的底部套设有第一弹簧（110），所述第二缸体（101）的顶侧安装有安装架，所述安装架的顶侧横板内开设有螺孔，所述螺孔内配合安装有螺杆（106），所述螺杆（106）的底端固定有电极板（108），所述安装架的一侧安装有警示灯（105）。

2.根据权利要求1所述的一种晶圆刻蚀设备，其特征在于：所述第二缸体（101）的中部和底部分别连接有排气管（103）和进气管（102），所述排气管（103）和进气管（102）上均安装有单向阀。

3.根据权利要求1所述的一种晶圆刻蚀设备，其特征在于：所述刻蚀池（1）上焊装有支撑架（4），所述支撑架（4）上安装有推料气缸（6），所述推料气缸（6）的作用端安装有气动杆（7），所述刻蚀盒（8）的顶侧设置有线环，所述气动杆（7）的底端与线环通过丝线连接。

4.根据权利要求1所述的一种晶圆刻蚀设备，其特征在于：所述支撑架（4）上安装有PLC处理器（3），所述PLC处理器（3）与警示灯（105）通过信号连接，所述电极球（104）、警示灯（105）和电极板（108）通过导线串联连接。

5.根据权利要求1所述的一种晶圆刻蚀设备，其特征在于：所述防护罩（2）的顶侧安装有处理箱（301）和第三缸体（308），所述第三缸体（308）上安装有摆动电机（303），所述摆动电机（303）的转轴上安装有旋转盘（304），所述旋转盘（304）的端面偏心位置上通过销轴配合安装有连杆（305），所述连杆（305）的底端吊装有第三活塞（307），所述处理箱（301）和第三缸体（308）通过U型管（302）连通。

6.根据权利要求5所述的一种晶圆刻蚀设备，其特征在于：所述第三缸体（308）的底部连接有抽气管（306），所述防护罩（2）上设置有进气孔，所述处理箱（301）与进气孔通过软管连接，所述抽气管（306）和软管上均设置有单向阀。

7.根据权利要求1所述的一种晶圆刻蚀设备，其特征在于：所述防护罩（2）上固定有导料盒（201），所述导料盒（201）的上下两侧内壁上均安装有第二导向轮（202），所述导料盒（201）的底部端口上下两侧分别安装有安装座（203），所述安装座（203）内部通过固定轴安装有密封板（204），所述固定轴的两端安装有簧片。

8.根据权利要求7所述的一种晶圆刻蚀设备，其特征在于：所述导料盒（201）的底部端口设置在刻蚀盒（8）的顶部端口上方。