CN205011839U - 摆动装置及蚀刻机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种摆动装置及蚀刻机。该摆动装置包括载物机构、摆动机构和动力机构；摆动机构与载物机构相连；动力机构与摆动机构相连，用于控制摆动机构带动载物机构上下往复运动。该蚀刻机包括机台、设置在机台上的反应槽，还包括支架和摆动装置，支架设置在机台上，摆动装置放置在支架上，且位于反应槽上方。该摆动装置及蚀刻机可实现自动化摆动，提高产品生产效率和质量，降低人工成本，且可有效避免人工摆动过程中存在的安全隐患。
Description
技术领域
本实用新型涉及蚀刻机设备领域，尤其涉及一种摆动装置及蚀刻机。
背景技术
蚀刻是将材料使用化学反应或物理撞击作用而移除的技术，在半导体和线路板制作过程中，蚀刻是不可或缺的技术。蚀刻机是用于对材料进行蚀刻的专用设备。以镍银蚀刻机(Ni&Ag-Etch)为例，其作用是将晶圆(wafer)表面的镍银合金通过化学腐蚀的方法去除。在大批量的生产过程中，将25片晶圆放置在卡塞(cassette)中，晶圆之间间隙很小，并且随着反应的进行反应液(硝酸和冰醋酸)的浓度会发生相应变化，这就导致晶圆上某些部位产生蚀刻不干净或者不均匀的问题，需要重新返工，甚至晶圆报废。目前生产中常用的解决方案是用人工摆动卡塞的方式，以1Hz～2Hz的频率在7分钟的蚀刻周期内连续摆动，才能达到相对理想的蚀刻效果。
人工摆动的方式有很多缺点。首先，一套晶圆加卡塞的重量大约为3Kg，让员工长时间摆动会导致劳动强度的大大增加，进而影响工作效率。其次，蚀刻过程中的反应液具有强腐蚀性，人工摆动的过程中可能会溅起酸液，对员工的人身安全产生危害。与此同时，人工摆动的过程中由于其摆动轨迹的偶然性，可能会导致晶圆与反应槽发生碰撞，进而损坏晶圆导致报废。总而言之，人工摆动的方式不仅影响生产效率和产品质量，而且对员工人身安全也具有危害。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对当前蚀刻机操作过程中采用人工摆动卡塞方式，导致产品效率低、质量无法保证，且存在安全隐患的问题，提供一种可自动化摆动的摆动装置及蚀刻机，提高产品生产质量和效率，降低产品不良率，同时可避免安全隐患。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种摆动装置，所述摆动装置应用于蚀刻机，包括：载物机构、摆动机构和动力机构；所述摆动机构与所述载物机构相连；所述动力机构与所述摆动机构相连，用于控制所述摆动机构带动所述载物机构上下往复运动。
优选地，所述摆动机构包括曲柄滑块机构；所述曲柄滑块机构包括导轨、滑块、第一连杆、第二连杆和第三连杆；
所述导轨沿上下方向设置；
所述滑块与所述第三连杆的一端相连，并与所述导轨相配合；
所述第一连杆的一端与所述动力机构固定相连，另一端与所述第二连杆的一端可转动相连；
所述第三连杆的另一端与所述载物机构固定相连。
优选地，所述摆动装置还包括箱体；所述动力机构和所述曲柄滑块机构设置在所述箱体内；所述导轨固定在所述箱体内侧；所述第三连杆所述载物机构固定相连的一端伸出所述箱体。
优选地，所述箱体外设有耐腐蚀保护层。
优选地，所述载物机构包括载物篮；所述载物篮包括方形篮体、连接件和支撑件；
所述连接件连接所述方形篮体和所述第三连杆；
所述支撑件一端固定在所述方形篮体上，另一端固定在所述连接件上。
所述方形篮体、连接件和支撑件形成三角形稳定结构。
优选地，所述载物篮外设有耐腐蚀保护层。
优选地，所述第一连杆和所述第二连杆通过第一销钉相连并可绕所述第一销钉转动，所述第二连杆和所述第三连杆通过第二销钉相连并可绕所述第二销钉转动。
本实用新型还提供一种蚀刻机，包括机台和设置在机台上的反应槽；还包括支架和前述摆动装置；所述支架设置在所述机台上；所述摆动装置放置在所述支架上，且所述载物机构部分进入所述反应槽内。
优选地，所述支架包括两个支撑臂和至少两个支撑杆；所述两个支撑臂平行相对设置在所述机台上；所述至少两个支撑杆平行间隔设置在所述支撑臂上；所述摆动机构和动力机构放置在所述至少两个支撑杆上。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点：本实用新型所提供的摆动装置，通过动力机构控制摆动机构带动载物机构上下往复运动，以实现自动化摆动，提高产品生产效率和质量，降低人工成本，且可有效避免人工摆动过程中存在的安全隐患。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是实施例1中摆动装置的一状态下的结构示意图。
图2是图1中A部分的爆炸图。
图3是实施例2中摆动装置的另一状态下的结构示意图。
图4是图3中B部分的爆炸图。
图5是实施例2中蚀刻机的结构示意图。
图中：100、摆动装置；110、载物机构；111、载物篮；1111、方形篮体；1112、连接件；1113、支撑件；114、卡塞；120、摆动机构；121、曲柄滑块机构；1211、导轨；1212、滑块；1213、第一连杆；1214、第二连杆；1215、第三连杆；1216、第一销钉；1217、第二销钉；1218、螺钉；130、动力机构；131、调速电机；140、箱体；200、机台；300、反应槽；400、支架；410、支撑臂；420、支撑杆。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
实施例1
图1、图3分别示出本实施例中的摆动装置100的原始状态和工作状态的结构示意图，摆动装置100应用于蚀刻机。如图1及图3所示，摆动装置100包括箱体140、载物机构110、与载物机构110相连的摆动机构120和与摆动机构120相连的动力机构130；摆动机构120和动力机构130设置在箱体140内。可以理解地，箱体140采用耐腐蚀材料制成或在箱体140外设有耐腐蚀保护层，该耐腐蚀保护层采用耐腐蚀材料制成，以避免摆动过程中，蚀刻机上的反应液溅射到箱体140上，并与箱体140发生反应，以避免产生其他金属离子进入反应液中影响蚀刻效果。本实施例中，耐腐蚀材料可以是PP工程塑料或316不锈钢材料。
工作时，动力机构130用于控制摆动机构120工作，以带动与摆动机构120相连的载物机构110上下往复运动，以实现自动化摆动。本实施例中，摆动装置100应用在镍银蚀刻机中，可以理解地，摆动装置100还可用于其他蚀刻机中，用于解决当前蚀刻过程中采用人工摆动方式摆动放置晶圆的卡塞，生产效率低、人工成本高且存在安全隐患的问题。
本实施例中，动力机构130为调速电机131；摆动机构120可以采用但并不限于曲柄滑块机构121，采用曲柄滑块机构121可将调速电机131所作的圆周运动转化为直线运动，以带动载物机构110上下往复运动。可以理解地，动力机构130和摆动机构120还可以采用其他可实现相同功能的结构。
如图2、图4所示，曲柄滑块机构121包括导轨1211、滑块1212、第一连杆1213、第二连杆1214和第三连杆1215。具体地，导轨1211通过螺钉1218固定在箱体140内侧，沿上下方向设置。滑块1212与第三连杆1215的一端通过螺钉1218或螺栓固定相连，并与导轨1211相配合，可沿导轨1211上下移动。第一连杆1213的一端与调速电机131的输出轴通过紧固螺钉1218固定相连，另一端与第二连杆1214的一端可转动相连。第二连杆1214的另一端与第三连杆1215的一端可转动相连。第三连杆1215的另一端伸出箱体140并与载物机构110通过螺钉1218或螺栓固定相连。具体地，第一连杆1213和第二连杆1214通过第一销钉1216相连并可绕第一销钉1216转动，第二连杆1214和第三连杆1215通过第二销钉1217相连并可绕第二销钉1217转动。
如图3、图4示出摆动装置100工作时，调速电机131带动第一连杆1213旋转，与第一连杆1213通过第一销钉1216相连的第二连杆1214随之上升或下降，进而带动与第二连杆1214通过第二销钉1217相连的第三连杆1215在导轨1211的导向作用下实现上下往复运动，第三连杆1215与载物机构110通过螺钉1218或螺栓固定相连，从而实现带动载物机构110实现上下摆动，取代传统人工摆动方式，降低人工成本，提高产品生产效率，并可有效避免人工摆动过程中存在的安全隐患。
可以理解地，摆动装置100的摆动频率由调速电机131的转速控制，摆动幅度取决于第一连杆1213的长度，使得其摆动频率和幅度可进行快速、方便调节，以满足不同蚀刻机、不同生产工艺中摆动的需求。
如图1、图3所示，载物机构110包括载物篮111，载物篮111上可放置用于盛放晶圆的卡塞114，在摆动机构120的作用下，使得盛放有晶圆的载物篮111进入反应液进行蚀刻。可以理解地，载物篮111可以是采用耐腐蚀材料制成，也可以在载物篮111外设有耐腐蚀保护层，耐腐蚀保护层采用耐腐蚀材料制成，以避免载物篮111与反应液进行反应产生其他金属离子进入反应液，影响蚀刻效果。具体地，耐腐蚀材料可以是PP工程塑料或316不锈钢材料。
如图1、图3所示，载物篮111包括方形篮体1111、用于连接方形篮体1111和第三连杆1215的连接件1112以及支撑件1113。可以理解地，采用方形篮体1111便于放置卡塞114。具体地，支撑件1113一端固定在方形篮体1111上，另一端固定在连接件1112上。可以理解地，支撑件1113和方形篮体1111与连接件1112之间形成三角形稳定结构，以达到稳定效果。本实施例中，连接件1112与方形篮体1111一侧边一体成型，在具体实施过程中，还可以采用紧固件(如螺栓)或焊接方式将连接件1112与方形篮体1111固定。
实施例2
图5示出本实施例中的蚀刻机。蚀刻机包括机台200、设置在机台200上的用于容纳反应液的反应槽300、设置在机台200上的支架400和放置在支架400上的摆动装置100，摆动机构120的载物机构110部分进入反应槽300。具体地，支架400包括平行相对设置在机台200上的两个支撑臂410、以及设置在支撑臂410上的平行间隔设置的支撑杆420；摆动机构120和动力机构130放置在至少两个支撑杆420上。
安装过程中，通过焊接方式将支架400安装在蚀刻机的机台200上，再将摆动装置100放置在反应槽300上方的支架400上。可以理解地，摆动装置100的箱体140放置在两个支撑杆420上，第三连杆1215透过两个支撑杆420之间的间隙与载物机构110相连，载物机构110的一部分伸入反应槽300内。工作时，可根据生产工艺的需要，控制摆动装置100中调速电机131的转速，以调节摆动频率；也可通过更换不同长度的第一连杆1213，以调节控制幅度。
可以理解地，该蚀刻机工作前，在载物篮111上放置卡塞114，并在卡塞114上间隔放置若干晶圆，将装载有晶圆的载物篮111浸没在反应槽300的反应液中；然后控制调速电机131转动，以带动与调速电机131相连的曲柄滑块机构121进行上下往复运动，从而实现带动载物篮111上下摆动目的。
该蚀刻机采用自动化摆动方式取代传统人工摆动方式，可有效降低人工成本，并提高产品生产效率和质量，且可有效避免人工摆动过程中存在的安全隐患。
本实用新型是通过几个具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本实用新型范围的情况下，还可以对本实用新型进行各种变换和等同替代。另外，针对特定情形或具体情况，可以对本实用新型做各种修改，而不脱离本实用新型的范围。因此，本实用新型不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本实用新型权利要求范围内的全部实施方式。
Claims (10)
1.一种摆动装置，所述摆动装置应用于蚀刻机，其特征在于，包括：载物机构(110)、摆动机构(120)和动力机构(130)；所述摆动机构(120)与所述载物机构(110)相连；所述动力机构(130)与所述摆动机构(120)相连，用于控制所述摆动机构(120)带动所述载物机构(110)上下往复运动。
2.根据权利要求1所述的摆动装置，其特征在于，所述摆动机构(120)包括曲柄滑块机构(121)；所述曲柄滑块机构(121)包括导轨(1211)、滑块(1212)、第一连杆(1213)、第二连杆(1214)和第三连杆(1215)；
所述导轨(1211)沿上下方向设置；
所述滑块(1212)与所述第三连杆(1215)的一端相连，并与所述导轨(1211)相配合；
所述第一连杆(1213)的一端与所述动力机构(130)固定相连，另一端与所述第二连杆(1214)的一端可转动相连；
所述第二连杆(1214)的另一端与所述第三连杆(1215)的一端可转动相连；
所述第三连杆(1215)的另一端与所述载物机构(110)固定相连。
3.根据权利要求2所述的摆动装置，其特征在于，所述摆动装置还包括箱体(140)；所述动力机构(130)和所述曲柄滑块机构(121)设置在所述箱体(140)内；所述导轨(1211)固定在所述箱体(140)内侧；所述第三连杆(1215)与所述载物机构(110)相连的一端伸出所述箱体(140)。
4.根据权利要求3所述的摆动装置，其特征在于，所述箱体(140)外设有耐腐蚀保护层。
5.根据权利要求2所述的摆动装置，其特征在于，所述载物机构(110)包括载物篮(111)；所述载物篮(111)包括方形篮体(1111)、连接件(1112)和支撑件(1113)；
所述连接件(1112)连接所述方形篮体(1111)和所述第三连杆(1215)；
所述支撑件(1113)一端固定在所述方形篮体(1111)上，另一端固定在所述连接件(1112)上。
6.根据权利要求5所述的摆动装置，其特征在于，所述方形篮体(1111)、连接件(1112)和支撑件(1113)形成三角形稳定结构。
7.根据权利要求5所述的摆动装置，其特征在于，所述载物篮(111)外设有耐腐蚀保护层。
8.根据权利要求2所述的摆动装置，其特征在于，所述第一连杆(1213)和所述第二连杆(1214)通过第一销钉(1216)相连并可绕所述第一销钉(1216)转动，所述第二连杆(1214)和所述第三连杆(1215)通过第二销钉(1217)相连并可绕所述第二销钉(1217)转动。
9.一种蚀刻机，包括机台(200)和设置在机台(200)上的反应槽(300)；其特征在于，还包括支架(400)和权利要求1-8任一项所述的摆动装置(100)；所述支架(400)设置在所述机台(200)上；所述摆动装置(100)放置在所述支架(400)上，且所述载物机构(110)部分进入所述反应槽(300)内。
10.根据权利要求9所述的蚀刻机，其特征在于，所述支架(400)包括两个支撑臂(410)和至少两个支撑杆(420)；所述两个支撑臂(410)平行相对设置在所述机台(200)上；所述至少两个支撑杆(420)平行间隔设置在所述支撑臂(410)上；所述摆动机构(120)和动力机构(130)放置在所述至少两个支撑杆(420)上。
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