CN116364603B - 一种半自动等离子去胶机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种半自动等离子去胶机，用于晶圆的半自动控制去胶或掩膜去除，包括底座箱和功率源工作箱，功率源工作箱立式承托的安装于底座箱的顶端；功率源工作箱与底座箱之间安装有外部入料口用于晶圆进出的等离子真空去胶腔；底座箱前侧还悬挂安装有用于晶圆等离子去胶过程中半自动控制晶圆进出等离子真空去胶腔的半自动送料机构；等离子真空去胶腔的入料口处还设置有安装于底座箱中、对入料口处进行封闭密封的门板升降机构；相比湿法去胶方式，采用干法去胶的立式真空腔，通过半自动控制直接将硅片直接送入等离子去胶腔，具有结构紧凑、占用空间小，便于晶圆的进出料控制，有效提高加工质量和加工效率。
Description
【技术领域】
本发明涉及精密加工技术，尤其涉及一种半自动等离子去胶机。
【背景技术】
半导体晶圆的制造过程中，光刻胶作为掩膜材料在半导体加工工艺中起到了图形复制和传递的作用，而一旦刻蚀工艺或者其他工艺完成，光刻胶的使命也就完成，必须将其完全清除干净，这一工序就是去胶。
常见的去胶分为湿法去胶和干法去胶。(1)、湿法去胶，湿法去胶是将带有光刻胶的晶圆片浸泡在适当的有机溶剂中溶解或者分解光刻胶，将晶圆表面的光刻胶去除。在湿法刻蚀前，光刻胶的表面都经过了表面加固处理，这使得光刻胶在大部分去胶液中都不溶解或者很难完全溶解。这种情况下，在进行湿法去胶前还需要用等离子体去掉最上面的一层胶；造成去胶周期长，容易引进无机杂质，并且操作麻烦。(2)、干法去胶，干法去胶主要是等离子去胶，通常采用等离子体氧化或分解等方式去除光刻胶；干法去胶既不需要化学试剂，也不需要加温，但是，干法去胶工艺中必须关注的是由于离子轰击对晶圆片表面器件的损伤；尽管目前干法去胶技术已经得到了极大的改进，但是随着低介电材料在工业中的广泛应用，技术人员又面临着新的挑战，需要研发新的工艺和设备，使得在工艺生产中不会损伤非常敏感的材料，且现有加工系统结构复杂，加工效率低；迫切对现有半导体中晶圆去胶工艺和设备进行改进。
【发明内容】
本发明实施例提供一种半自动等离子去胶机，针对采用干法去胶的真空腔，采用干法去胶的立式真空腔，通过半自动控制直接将硅片直接送入等离子去胶腔，具有结构紧凑、占用空间小，便于晶圆的进出料控制，有效提高加工质量和加工效率。
本发明至少一个实施例所采用的技术方案是：
一种半自动等离子去胶机，用于晶圆的半自动控制去胶或掩膜去除，包括底座箱和功率源工作箱，所述功率源工作箱立式承托的安装于所述底座箱的顶端；
所述功率源工作箱与所述底座箱之间安装有主体部分设置于所述底座箱中、且外部入料口用于晶圆进出的等离子真空去胶腔，所述功率源工作箱用于提供等离子真空去胶腔中晶圆去胶时所需的功率源；
所述底座箱前侧还悬挂安装有相对所述等离子真空去胶腔的入料口处、用于晶圆等离子去胶过程中半自动控制晶圆进出等离子真空去胶腔的半自动送料机构；
所述等离子真空去胶腔的入料口处还设置有安装于所述底座箱中、对入料口处进行封闭密封的门板升降机构。
优选地，所述半自动送料机构包括底架座；
所述底架座上沿进出料方向上设置有位于所述等离子真空去胶腔入料口下侧的支撑板；
所述支撑板上安装有气缸驱动组件，所述气缸驱动组件驱动连接的滑动连接块沿进出料方向接近或远离所述等离子真空去胶腔的入料口处；
所述滑动连接块上固定安装有沿进出料方向、一端沿水平方向呈悬挂状态连接的悬臂板；
所述悬臂板的自由端固定安装有沿进出料方向呈悬挂状态连接、用于承托晶圆进出等离子真空去胶腔的晶圆托板。
优选地，所述气缸驱动组件采用带导轨的磁偶式无杆气缸驱动方式，该气缸驱动组件包括空心活塞杆、两个对称分布于所述空心活塞杆两侧的导轨杆和磁性滑块，所述空心活塞杆和两个所述导轨杆通过两端设置的气源连接块沿进出料方向上固定安装于所述支撑板上；
所述磁性滑块套装于所述空心活塞杆上、并在两个所述导轨杆的导向下由所述空心活塞杆两端气源驱动下沿进出料方向往复运动；
所述滑动连接块固定安装于所述磁性滑块上。
优选地，所述支撑板上还设置有两个对称安装于所述气缸驱动组件两侧、用于密封防护防止所述空心活塞杆及所述导轨杆表面堆积灰尘或生锈的台阶形边封板，对应的两个所述台阶形边封板的两端分别设有对所述气缸驱动组件两端的气源连接块封盖密封的端封板。
优选地，两个对称设置的所述台阶形边封板之间还设置有沿进出料方向上滑动穿套于所述滑动连接块上、用于对所述空心活塞杆及所述导轨杆顶侧进行封盖的顶封板，所述顶封板呈悬挂状态连接于一侧的所述端封板顶端。
优选地，所述滑动连接块由上下对接的凹槽块和凸头块组成，对接的凹槽块与凸头块之间形成用于所述顶封板穿套滑过的让位孔，所述凹槽块连接固定于磁性滑块上，所述凸头块顶端与悬臂板固定连接。
优选地，所述悬臂板与所述晶圆托板连接处设置有用于晶圆托板端部通过螺钉锁紧固定于悬臂板自由端的槽形锁紧块。
优选地，所述功率源工作箱包括顶框架和多个射频防护板，所述射频防护板分别安装于所述顶框架外围四周及顶端面上，所述等离子真空去胶腔后端两侧分别设置有一对称分布、用于固定安装于所述底座箱内部的倒L形定位支架；
所述顶框架中安装有功率源，所述功率源下端连接的离子导入管位于所述等离子真空去胶腔的正上方、且竖直设置。
优选地，所述等离子真空去胶腔底侧还连接有位于所述底座箱中、用于排出去胶后废气物质、以及与设置的真空泵共用来抽真空的Y型管道。
优选地，所述底座箱包括方形底框架、位于方形底框架外围四周的多个壁板、多个万向脚轮和两个并列平齐的安装于所述方形底框架顶端的左顶板及右顶板，多个所述万向脚轮平分的安装于所述方形底框架的四脚；所述左顶板位于所述方形底框架顶端左侧、且其上开设有多个用于所述等离子真空去胶腔的下部穿套安装的过穿孔，所述右顶板位于所述方形底框架顶端右侧且其上开设有用于线缆及管路通过的方孔；所述方形底框架前后两侧的壁板上还嵌入式的设有多个对称分布于前后两侧、用于推动整个底座箱位移的内嵌拉手。
优选地，所述门板升降机构包括T形门板和直线顶升组件，所述直线顶升组件驱动所述T形门板上下升降运动的封盖所述等离子真空去胶腔的敞口。
本发明的有益效果是：
本发明中，采用立式设计，功率源工作箱立式承托的安装于底座箱的顶端，功率源和真空泵安装于顶侧的功率源工作箱中，等离子真空去胶腔的主体部分安装于底座箱中，且在等离子真空去胶腔的底侧连接的U形三通排废管直接将去胶后的废气物质排出，具有结构紧凑、占用空间小，便于晶圆的进出料控制，有效提高晶圆的加工质量和加工效率，便于晶圆的小批量生产。
同时，针对干法去胶的真空腔，采用气动驱动的控制方式，不仅有效保证上下料过程的洁净，且控制简便，能够直接将晶圆直接送入等离子去胶腔中。而且，气缸驱动组件采用带导轨的磁偶式无杆气缸驱动方式，采用压缩空气沿直线路径移动负载，具有整体安装尺寸小和轴向空间小，在更小的空间内具有相同行程长度的优点。
另外，气缸驱动组件周向外围分别封盖有对空心活塞杆和导轨杆进行防护的台阶形边封板、端封板和顶封板，有效防止空心活塞杆和导轨杆表面堆积灰尘或生锈、以及滑动过程产生的摩擦粉尘泄漏，减少设备的维护，提高晶圆加工的可靠性和安全性。
【附图说明】
图1是本发明实施例中的爆炸结构示意图；
图2是本发明实施例中部分结构爆炸的立体示意图；
图3是本发明实施例中的立体结构示意图；
图4是本发明实施例中去除部分部件后的前视立体结构示意图；
图5是本发明实施例中等离子真空去胶腔及上部正对组件的爆炸结构示意图；
图6是本发明实施例中等离子真空去胶腔及相关主体部件的立体结构示意图；
图7是本发明实施例中半自动送料机构的爆炸结构示意图；
图8是本发明实施例中半自动送料机构去除部分板体后的前视立体结构示意图；
图9是本发明实施例中半自动送料机构去除部分板体后的后视立体结构示意图。
【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。
本实施例提供一种半自动等离子去胶机，如图1至图4所示，用于晶圆的半自动控制去胶或掩膜去除，包括底座箱1和功率源工作箱2，功率源工作箱2立式承托的安装于底座箱1的顶端；在功率源工作箱2与底座箱1之间安装有主体部分设置于底座箱1中、且外部入料口3用于晶圆进出的等离子真空去胶腔4，该功率源工作箱2用于提供等离子真空去胶腔4中晶圆去胶时所需的功率源7；在底座箱1前侧还悬挂安装有相对等离子真空去胶腔4的入料口3处、用于晶圆等离子去胶过程中半自动控制晶圆进出等离子真空去胶腔4的半自动送料机构5；在等离子真空去胶腔4的入料口3处还设置有安装于底座箱1中、对入料口3处进行封闭密封保持腔体处于真空状态的门板升降机构6，其中，该门板升降机构6包括T形门板60和直线顶升组件61，直线顶升组件61驱动T形门板60上下升降运动的封盖等离子真空去胶腔4的入料口3。
该实施例中，功率源工作箱2立式安装于底座箱1上，两者之间设置便于晶圆进出料加工的等离子真空去胶腔4，使得整机结构紧凑、占用空间小，当将晶圆放置于半自动送料机构5后，可以通过手动控制晶圆进出等离子真空去胶腔4，整个去胶过程，不需要人工干预，控制方便，便于晶圆的小批量生产。
如图1至图6所示，功率源工作箱2包括顶框架20和多个功率源防护板21，多个功率源防护板21分别安装于顶框架20外围四周及顶端面上；在顶框架20中安装有功率源7，在等离子真空去胶腔4的正上方、竖直设置有位于功率源7下端的离子导入管8，该离子导入管8通过KF法兰接头与等离子真空去胶腔4连通。
继续如图1至图6所示，该等离子真空去胶腔4后端两侧分别设置有一对称分布、用于固定安装于底座箱1内部的倒L形定位支架9，在等离子真空去胶腔4底侧还连接有位于底座箱1中、用于排出去胶后废气物质和外设的真空泵共用来抽真空的Y型管道10，工作时，通过外设的真空泵(图中未示)，连通Y型管道10对等离子真空去胶腔4中待去胶晶圆进行抽真空处理。
其中，该底座箱1包括方形底框架1a、位于方形底框架1a外围四周的多个壁板1b、多个万向脚轮1c和两个并列平齐的安装于方形底框架1a顶端的左顶板1d及右顶板1e，多个万向脚轮1c平分的安装于方形底框架1a的四脚；左顶板1d位于方形底框架1a顶端左侧、且其上开设有多个用于等离子真空去胶腔4的下部穿套安装的过穿孔11，右顶板1e位于方形底框架1a顶端右侧且其上开设有用于线缆及管路通过的方孔12；该方形底框架1a前后两侧的壁板1b上还嵌入式的设有多个对称分布于前后两侧、用于推动整个底座箱1位移的内嵌拉手13。
如图1、图2、图7至图9所示，该半自动送料机构5包括底架座50，底架座50由多个方型材对接形成的长方形框架；在底架座50上沿进出料方向上设置有位于等离子真空去胶腔4的入料口3下侧的支撑板51，支撑板51上安装有气缸驱动组件52，该气缸驱动组件52驱动连接的滑动连接块53沿进出料方向接近或远离等离子真空去胶腔4的入料口3处；在滑动连接块53上固定安装有沿进出料方向、一端沿水平方向呈悬挂状态连接的悬臂板54；该悬臂板54的自由端固定安装有沿进出料方向呈悬挂状态连接、用于承托晶圆进出真空腔的晶圆托板55；其中，悬臂板54与晶圆托板55连接处设置有用于晶圆托板55端部通过螺钉锁紧固定于悬臂板54自由端的槽形锁紧块56，该晶圆托板55为扇叉形陶瓷板，扇叉形陶瓷板的前端及中部分别设置有用于晶圆中部悬空放置的圆弧台阶面550，扇叉形陶瓷板的前端还开设有便于晶圆从板体上下料进入真空腔内的下料槽口551。
该实施例中，针对干法去胶的等离子真空去胶腔4，采用气动驱动的控制方式，可以有效保证上下料过程的洁净，具有控制简便，能够直接将晶圆直接送入等离子去胶腔中，有效提高加工质量和加工效率。
继续如图1、图2、图7至图9所示，该气缸驱动组件52采用带导轨的磁偶式无杆气缸驱动方式，气缸驱动组件52包括空心活塞杆520、两个对称分布于空心活塞杆520两侧的导轨杆521和磁性滑块522，空心活塞杆520和两个导轨杆521通过两端设置的气源连接块523沿进出料方向上固定安装于支撑板513上；磁性滑块522套装于空心活塞杆520上、并在两个导轨杆521的导向下由空心活塞杆520两端气源驱动下沿进出料方向往复运动；其中，滑动连接块53固定安装于磁性滑块522上。
如图7至图9所示，在支撑板513上还设置有两个对称安装于气缸驱动组件52两侧、用于密封防护防止空心活塞杆520及导轨杆521表面堆积灰尘或生锈的台阶形边封板14，对应的两个台阶形边封板14的两端分别设有对气缸驱动组件52两端的气源连接块523封盖密封的端封板15；且在两个对称设置的台阶形边封板14之间还设置有沿进出料方向上滑动穿套于滑动连接块53上、用于对空心活塞杆520及导轨杆521顶侧进行封盖的顶封板16，该顶封板16呈悬挂状态连接于右侧的端封板15顶端，该滑动连接块53由上下对接的凹槽块530和凸头块531组成，对接的凹槽块530与凸头块531之间形成用于顶封板16穿套滑过的让位孔17，该凹槽块530连接固定于磁性滑块522上，凸头块531顶端与悬臂板546固定连接。
该实施例中，由于气缸驱动组件52采用带导轨的磁偶式无杆气缸驱动方式，采用压缩空气沿直线路径移动负载，具有整体安装尺寸小和在更小的空间内具有相同行程长度的优点；而且，气缸驱动组件52周向外围分别封盖有对空心活塞杆520和导轨杆521进行防护的台阶形边封板、端封板和顶封板，有效防止空心活塞杆520和导轨杆521表面堆积灰尘或生锈，同时防止滑动过程产生的摩擦粉尘泄漏，不仅能够有效减少设备的维护，还能提高晶圆加工环境的洁净度。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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的限制。
以上所述实施例只是为本发明的较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，凡依本发明之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种半自动等离子去胶机，用于晶圆的半自动控制去胶或掩膜去除，其特征在于，包括底座箱和功率源工作箱，所述功率源工作箱立式承托的安装于所述底座箱的顶端；
所述功率源工作箱与所述底座箱之间安装有主体部分设置于所述底座箱中、且外部入料口用于晶圆进出的等离子真空去胶腔，所述功率源工作箱用于提供等离子真空去胶腔中晶圆去胶时所需的功率源；
所述底座箱前侧还悬挂安装有相对所述等离子真空去胶腔的入料口处、用于晶圆等离子去胶过程中半自动控制晶圆进出等离子真空去胶腔的半自动送料机构；
所述等离子真空去胶腔的入料口处还设置有安装于所述底座箱中、对入料口处进行封闭密封的门板升降机构；
所述半自动送料机构包括底架座；
所述底架座上沿进出料方向上设置有位于所述等离子真空去胶腔入料口下侧的支撑板；
所述支撑板上安装有气缸驱动组件，所述气缸驱动组件驱动连接的滑动连接块沿进出料方向接近或远离所述等离子真空去胶腔的入料口处；
所述滑动连接块上固定安装有沿进出料方向、一端沿水平方向呈悬挂状态连接的悬臂板；
所述悬臂板的自由端固定安装有沿进出料方向呈悬挂状态连接、用于承托晶圆进出等离子真空去胶腔的晶圆托板；
所述气缸驱动组件采用带导轨的磁偶式无杆气缸驱动方式，该气缸驱动组件包括空心活塞杆、两个对称分布于所述空心活塞杆两侧的导轨杆和磁性滑块，所述空心活塞杆和两个所述导轨杆通过两端设置的气源连接块沿进出料方向上固定安装于所述支撑板上；
所述磁性滑块套装于所述空心活塞杆上、并在两个所述导轨杆的导向下由所述空心活塞杆两端气源驱动下沿进出料方向往复运动；
所述滑动连接块固定安装于所述磁性滑块上。
2.根据权利要求1所述的一种半自动等离子去胶机，其特征在于，所述支撑板上还设置有两个对称安装于所述气缸驱动组件两侧、用于密封防护防止所述空心活塞杆及所述导轨杆表面堆积灰尘或生锈的台阶形边封板，对应的两个所述台阶形边封板的两端分别设有对所述气缸驱动组件两端的气源连接块封盖密封的端封板。
3.根据权利要求2所述的一种半自动等离子去胶机，其特征在于，两个对称设置的所述台阶形边封板之间还设置有沿进出料方向上滑动穿套于所述滑动连接块上、用于对所述空心活塞杆及所述导轨杆顶侧进行封盖的顶封板，所述顶封板呈悬挂状态连接于一侧的所述端封板顶端。
4.根据权利要求3所述的一种半自动等离子去胶机，其特征在于，所述滑动连接块由上下对接的凹槽块和凸头块组成，对接的凹槽块与凸头块之间形成用于所述顶封板穿套滑过的让位孔，所述凹槽块连接固定于磁性滑块上，所述凸头块顶端与悬臂板固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种半自动等离子去胶机，其特征在于，所述悬臂板与所述晶圆托板连接处设置有用于晶圆托板端部通过螺钉锁紧固定于悬臂板自由端的槽形锁紧块。
6.根据权利要求1所述的一种半自动等离子去胶机，其特征在于，所述功率源工作箱包括顶框架和多个射频防护板，所述射频防护板分别安装于所述顶框架外围四周及顶端面上，所述等离子真空去胶腔后端两侧分别设置有一对称分布、用于固定安装于所述底座箱内部的倒L形定位支架；
所述顶框架中安装有功率源，所述功率源下端连接的离子导入管位于所述等离子真空去胶腔的正上方、且竖直设置。
7.根据权利要求1所述的一种半自动等离子去胶机，其特征在于，所述等离子真空去胶腔底侧还连接有位于所述底座箱中、用于排出去胶后废气物质、以及与设置的真空泵共用来抽真空的Y型管道。
8.根据权利要求6或7所述的一种半自动等离子去胶机，其特征在于，所述底座箱包括方形底框架、位于方形底框架外围四周的多个壁板、多个万向脚轮和两个并列平齐的安装于所述方形底框架顶端的左顶板及右顶板，多个所述万向脚轮平分的安装于所述方形底框架的四脚；所述左顶板位于所述方形底框架顶端左侧、且其上开设有多个用于所述等离子真空去胶腔的下部穿套安装的过穿孔，所述右顶板位于所述方形底框架顶端右侧且其上开设有用于线缆及管路通过的方孔；所述方形底框架前后两侧的壁板上还嵌入式的设有多个对称分布于前后两侧、用于推动整个底座箱位移的内嵌拉手。
9.根据权利要求1所述的一种半自动等离子去胶机，其特征在于，所述门板升降机构包括T形门板和直线顶升组件，所述直线顶升组件驱动所述T形门板上下升降运动的封盖所述等离子真空去胶腔的敞口。
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