CN207966956U - 集成电路芯片湿处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种集成电路芯片湿处理装置，包括：振动装置、承载体、抖动机构及活动连接结构；承载体通过所述活动连接结构挂载在振动装置上；所述活动连接结构包括设置于所述振动装置的下端的第一连接件、设置于所述承载体的上端的第二连接件，所述第二连接件可相对所述第一连接件上下运动；所述抖动机构连接所述承载体，以带动所述承载体通过所述活动连接结构而相对所述振动装置上下抖动，且所述承载体的上下抖动的范围小于等于所述第二连接件可相对所述第一连接件上下运动的范围。可提升基片刻蚀的均匀性。

Description

集成电路芯片湿处理装置

技术领域

本实用新型涉及湿处理技术领域，尤其涉及的是一种集成电路芯片湿处理装置。

背景技术

集成电路产业是20世纪以来日新月异发展的信息网络技术和微电子技术的基础，是影响我们日常生活及各个产业的核心技术，与我们的日常生活息息相关。从当前人们生活离不开的手机电脑网络，到各种交通工具的研发，几乎每个产业的发展都离不开集成电路半导体产业，集成电路已经深入到生活的方方面面，随着社会产业技术的发展而发挥起着越来越重要的作用。

集成电路芯片设计制造业是集成电路产业的核心和主体，它是加速半导体集成电路产业的发展创造的基础。集成电路基片的湿法刻蚀清洗等处理过程贯穿在整个芯片制造的过程中，占据了25％以上的生产环节。基片湿处理工艺过程中用到的很多化学液体对基片的刻蚀清洗都有越来越高的要求，随着集成电路集成度的不断提高，其线宽进入了越来越小的纳米级结构，保证基片表面纳米级结构的刻蚀均匀性成为湿法清洗处理中越来越重要的环节。

基片刻蚀的不均匀性会造成集成电路芯片很多问题，如在传感器芯片机构中无法有效构建成其关键的桥状物理传感结构，从而影响器件的功能与寿命；在集成度越来越高的集成电路中，刻蚀的不均匀性会使得其PN结中平整度不好，影响集成电路整体参数；产生次品及废片率高等问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种集成电路芯片湿处理装置，可提升基片刻蚀的均匀性。

为解决上述问题，本实用新型提出一种集成电路芯片湿处理装置，包括：振动装置、承载体、抖动机构及活动连接结构；

承载体通过所述活动连接结构挂载在振动装置上；所述活动连接结构包括设置于所述振动装置的下端的第一连接件、设置于所述承载体的上端的第二连接件，所述第二连接件可相对所述第一连接件上下运动；

所述抖动机构连接所述承载体，以带动所述承载体通过所述活动连接结构而相对所述振动装置上下抖动，且所述承载体的上下抖动的范围小于等于所述第二连接件可相对所述第一连接件上下运动的范围。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一连接件具有上挡部和下挡部；所述第二连接件设置在所述第一连接件上，且可相对上下运动并由所述上挡部和下挡部限制上下运动的范围；所述承载体穿过所述下挡部而与所述第二连接件连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述抖动机构包括：凸轮机构、支撑台、导向结构及伺服电机；

所述承载体连接在所述支撑台上；所述凸轮机构连接所述支撑台；所述伺服电机控制所述凸轮机构运动，使得所述凸轮机构带动所述支撑台上下抖动。

根据本实用新型的一个实施例，所述导向结构为穿设于所述支撑台中的至少三根导向柱。

根据本实用新型的一个实施例，所述抖动机构在由伺服电机控制凸轮机构而产生的渐强脉冲的控制下发生抖动。

根据本实用新型的一个实施例，还包括升降机构，所述升降机构包括升降部和驱动部；

所述振动装置、抖动机构均连接在所述升降部上，在所述驱动部的驱动下一同发生升降。

根据本实用新型的一个实施例，还包括连接架，所述连接架连接固定到所述升降部上；所述连接架承载所述抖动机构，所述连接架的上端挂接固定所述振动装置。

根据本实用新型的一个实施例，所述承载体的下端设置有若干挂钩，以分别用于挂载可容置若干基片的基片盒。

根据本实用新型的一个实施例，各个所述挂钩相对所述承载体的下端对称设置。

根据本实用新型的一个实施例，还包括多基片盒承载花篮，可挂接至所述挂钩上，且其内可容置所述基片盒。

采用上述技术方案后，本实用新型相比现有技术具有以下有益效果：

振动装置通过活动连接结构与承载体连接，可以完成同一结构上的抖动、及振动的湿处理方式，不会影响承载体的抖动的机构，传输震动能量给基片，防止与祛除由于化学反应或超声兆声空化作用或液体中含气量高而产生在基片表面的微小气泡；抖动机构可带动承载体上下抖动，增加了化学液在基片表面的相对流体速度变化率，祛除基片表面由于化学反应或超声兆声空化作用而产生的微小气泡，加快基片表面均匀化学刻蚀的反应；而振动装置和抖动机构，可使承载体能够同时发生振动和抖动，强化去气泡效果，使得刻蚀更为均匀。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的集成电路芯片湿处理装置的结构示意图；

图2为图1的集成电路芯片湿处理装置的B-B方向剖面结构示意图。

图中标记说明：

1-振动装置，2-活动连接结构，21-第一连接件，22-第二连接件，3-承载体，31-抖动连接部，32-挂钩，4-连接架，51-凸轮机构，52-支撑台，53-导向结构，61-升降部，62-导向部，63-驱动部。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

基片湿处理刻蚀清洗工艺主要有以下几种方法：一.将基片盒放入化学液槽体内直接刻蚀清洗；二.采用缓慢均匀的机械臂上下抖动，加快化学液与基片的刻蚀反应；三.采用槽体底部转动棍的旋转带动片盒里的基片在化学液里旋转运动，平衡槽体内上下部位化学液浓度不一致对基片刻蚀均匀性的影响；四.采用液体循环溢流及氮气鼓泡的方法，增加槽体各个部位的化学液浓度均匀性；五.采用增加超声波或兆声波能量传输到基片表面，运用气泡空化及爆破原理剥离基片表面的微小颗粒。

第一种方法可以用在对刻蚀均匀度不高的基片刻蚀清洗湿处理工艺上，如用硫酸加双氧水或臭氧祛除基片表面的重有机污染颗粒；当对基片刻蚀清洗均匀度有比较高工艺要求时，就要用到第二，第三，第四种辅助方法，但是这些方法有其一定的局限性，因为这些方法都不能有效平衡槽体内部化学液各个区域浓度不可避免存在的客观浓度差别现象对基片刻蚀均匀性的影响，也不能有效祛除影响基片表面刻蚀过程中产生的微小气泡(气泡是由于化学反应，超声兆声空化作用，以及化学液体内气体含量过高而产生在基片表面上的)，从而影响对片盒里不同位置的基片的刻蚀均匀性，也就是片盒里不同片槽里基片的刻蚀均匀率不一致(通常4英寸至8英寸片盒是装有25片基片，12英寸片盒装有13片基片)。第五种方法是采用超声波或者兆声波能量传输到基片表面，运用超声波或者兆声波气泡空化及爆破原理剥离基片表面的微小颗粒，但是没有及时爆破的微小气泡影响了基片表面刻蚀的进行，对刻蚀工艺及刻蚀均匀性也产生了一定的影响。

随着集成电路产业的快速发展以及集成度进入越来越小的纳米级结构，目前该行业需要一种能够提高湿处理中高刻蚀工艺均匀性工艺产量，且能保证每批次基片高刻蚀均匀性的刻蚀湿处理方法和装置。本实用新型实施例的装置能够解决这个问题，而且也能有效辅助超声波或者兆声波在湿处理刻蚀工艺中的空化后微小气泡爆破及祛除的作用，适用于太阳能电池基片、平板显示器基片，尤其适用于半导体集成电路基片的湿法清洗过程中所需要的高均匀性刻蚀及高产量的需求。

在一个实施例中，参看图1和图2，均匀刻蚀基片的集成电路芯片湿处理装置可以包括：振动装置1、承载体3、抖动机构及活动连接结构2。

振动装置1例如可以是振动电机，优选来说是低频振动电机，例如振动频率是50～3600Hz的振动电机，可以包括多组振动电机。振动装置1的振动与抖动机构的抖动相比来说，振动的幅度更小、频率更大；而抖动则幅度更大、频率更小，频率可在每分钟30-60次。振动范围是在毫米节的，抖动是在厘米级的，在此实用新型结构中不能同时进行。

承载体3是通过活动连接结构2挂载在振动装置1上，即所述振动装置1与所述承载体3之间通过所述活动连接结构2连接，且承载体3位于所述振动装置1的下方，在工作时，振动装置1相对工艺槽是固定的。承载体3是用来承载基片盒的，例如可以在承载体3的下端设置若干挂钩32，例如是四个对称的挂钩，每个挂钩32上均可以挂载基片盒承载花篮(图中未示出)，基片盒承载花篮内可置入基片盒，基片盒内可设置多个集成电路基片。承载体3可以是机械手，通过电控的方式抓取基片盒承载花篮移动到工艺槽内，且在处理过程中，保持挂载的状态。

所述活动连接结构2包括设置于所述振动装置1的下端的第一连接件21、设置于所述承载体3的上端的第二连接件22。所述第二连接件22可相对所述第一连接件21上下运动。第二连接件22可相对所述第一连接件21上下运动则只要在第一连接件21上设置第二连接件22的上下行程空间即可。振动装置1与第一连接件21之间连接固定，承载体3与第二连接件22连接固定，因而第一连接件21与第二连接件22之间可发生的相对运动，便是振动装置1与承载体3之间可发生的相对运动。

所述抖动机构连接所述承载体3，以带动所述承载体3通过所述活动连接结构2而相对所述振动装置1上下抖动，且所述承载体3的上下抖动的范围小于等于所述第二连接件22可相对所述第一连接件21上下运动的范围。上下抖动可以使得基片周围的流体逆向流动，加速基片表面的流体速度。

振动装置1通过活动连接结构2与承载体3连接，可以完成同一结构上的抖动、及振动的湿处理方式，不会影响承载体的抖动的机构，传输震动能量给基片，防止与祛除由于化学反应或超声兆声空化作用或液体中含气量高而产生在基片表面的微小气泡；抖动机构可带动承载体上下抖动，增加了化学液在基片表面的相对流体速度变化率，祛除基片表面由于化学反应或超声兆声空化作用而产生的微小气泡，加快基片表面均匀化学刻蚀的反应；而振动装置1和抖动机构，可使承载体能够同时发生振动和抖动，强化去气泡效果，使得刻蚀更为均匀。

在一个实施例中，所述第一连接件21具有上挡部和下挡部。所述第二连接件22设置于所述第一连接件21的中空空间中，且可相对上下运动并由所述上挡部和下挡部限制上下运动的范围。所述承载体3穿过所述下挡部而与所述第二连接件22连接。下档部上设置可以使得承载体3穿过的开孔，当然不会影响对第二连接件22的限制。第一连接件21和第二连接件22的相对运动当然不限于上下运动，例如还可以转动，均不会影响振动和抖动的效果发挥，第一连接件21和第二连接件22之间可以仅受上挡部和下挡部的限制。当然如果第一连接件21和第二连接件22之间需要严格的上下运动不可偏移，则可以在两者之间设置引导结构，具体不限。

在一个实施例中，所述抖动机构可以包括：凸轮机构51、支撑台52、导向结构53及伺服电机。当然，伺服电机与振动装置1的控制器可以是一体的控制器或分体的控制器。

所述承载体3连接在所述支撑台52上；所述凸轮机构51连接所述支撑台52；所述伺服电机控制所述凸轮机构51运动，使得所述凸轮机构51带动所述支撑台52上下抖动。具体来说，支撑台52具有延伸臂，该延伸臂设置穿孔而与承载体3的抖动连接部31紧固连接。

可以理解，抖动机构具体也不限于此，还可以采用其他的能够实现在一定范围内上下运动的机构，只是本实施例中的抖动机构更精简，成本更低，结构也更稳定。凸轮机构可以左右转动，使得支撑台可以上下抖动，带动承载体3上下抖动，抖动的幅度根据凸轮机构51的大小即运动幅度而定。

优选的，所述导向结构53为穿设于所述支撑台52中的至少三根导向柱。支撑台52的上下抖动通过导向柱来导向，避免发生抖动过程中的偏移，增强抖动机构的稳定性。

优选的，所述抖动机构在由伺服电机控制凸轮机构产生的渐强脉冲的控制下发生抖动。脉冲式上下抖动，且力度渐强，可以使得基片的上下抖动保持具有加速度，使得流体的速度变化更持续，更有效避免基片表面气泡的生成，加快基片化学刻蚀的反应。

在一个实施例中，均匀刻蚀基片的集成电路芯片湿处理装置还可以包括升降机构。升降机构可以是伺服电机驱动的升降丝杠机构，当然不限于此。所述升降机构包括升降部61和驱动部63。

所述振动装置1、抖动机构均连接在所述升降部61上，在所述升降部61的控制下一同发生升降。也即，前述实施例中集成电路芯片湿处理装置所包含的装置结构均设置在升降部61上，可由升降部61来进行升降，实现垂直高度上的变化。通过升降机构，可以在不同的垂直位置上完成承载体3的渐强脉冲式抖动及振动。图1中，升降结构还可包括导向部62，驱动部63驱动升降部61在导向部62上升降，导向部62对升降部61的升降起到导向的作用。

在一个实施例中，集成电路芯片湿处理装置还可以包括连接架4。所述连接架4连接固定到所述升降部61上；所述连接架4承载所述抖动机构，所述连接架4的上端挂接固定所述振动装置1。参看图1，连接架4可以包括一平台和L型支撑杆；L型支撑杆一端连接在平台上，另一端上挂接振动装置1；抖动机构固定在平台上，平台连接固定升降部61。

优选的，所述承载体3的下端设置有若干挂钩32，以分别用于挂载可容置若干基片的基片盒。

优选的，挂钩32是相对承载体3的下端对称设置的，保持基片盒的稳定性。

优选的，集成电路芯片湿处理装置还可以包括多基片盒承载花篮，可挂接至所述挂钩上，且其内可容置所述基片盒。挂钩32上可以挂载多基片盒承载花篮，解决了集成电路各类基片(化学元素表中四，五类元素)多基片多片盒的刻蚀均匀性控制难的问题，极大提高了多基片多片盒刻蚀基片表面的刻蚀均匀性，有效增加了湿处理刻蚀工艺的产量，降低了生产成本。

优选的，至少所述振动装置1对承载体3的振动、所述抖动机构对承载体3的抖动分时进行。可以在工艺时间内间隔地控制承载体运动，在此期间，可以控制在一个位置上进行振动装置1振动、抖动机构上下抖动，这种间隔运动持续到工艺时间完成，进入到下一步工艺。

将上述的均匀刻蚀基片的集成电路芯片湿处理装置与传统上下料机械手装置(作为承载体)集成，极大提高了基片刻蚀的均匀性，加快了均匀刻蚀的速度，改变了半自动及全自动湿处理工艺设备上机械手的传统功能，增强了集成电路等基片工艺可行性与产量。

本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本实用新型的保护范围应当以本实用新型权利要求所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种集成电路芯片湿处理装置，其特征在于，包括：振动装置、承载体、抖动机构及活动连接结构；

承载体通过所述活动连接结构挂载在振动装置上；所述活动连接结构包括设置于所述振动装置的下端的第一连接件、设置于所述承载体的上端的第二连接件，所述第二连接件可相对所述第一连接件上下运动；

所述抖动机构连接所述承载体，以带动所述承载体通过所述活动连接结构而相对所述振动装置上下抖动，且所述承载体的上下抖动的范围小于等于所述第二连接件可相对所述第一连接件上下运动的范围。

2.如权利要求1所述的集成电路芯片湿处理装置，其特征在于，所述第一连接件具有上挡部和下挡部；所述第二连接件设置在所述第一连接件上，且可相对上下运动并由所述上挡部和下挡部限制上下运动的范围；所述承载体穿过所述下挡部而与所述第二连接件连接。

3.如权利要求1所述的集成电路芯片湿处理装置，其特征在于，所述抖动机构包括：凸轮机构、支撑台、导向结构及伺服电机；

所述承载体连接在所述支撑台上；所述凸轮机构连接所述支撑台；所述伺服电机控制所述凸轮机构运动，使得所述凸轮机构带动所述支撑台上下抖动。

4.如权利要求3所述的集成电路芯片湿处理装置，其特征在于，所述导向结构为穿设于所述支撑台中的至少三根导向柱。

5.如权利要求3所述的集成电路芯片湿处理装置，其特征在于，所述抖动机构在由伺服电机控制凸轮机构而产生的渐强脉冲的控制下发生抖动。

6.如权利要求1所述的集成电路芯片湿处理装置，其特征在于，还包括升降机构，所述升降机构包括升降部和驱动部；

所述振动装置、抖动机构均连接在所述升降部上，在所述驱动部的驱动下一同发生升降。

7.如权利要求6所述的集成电路芯片湿处理装置，其特征在于，还包括连接架，所述连接架连接固定到所述升降部上；所述连接架承载所述抖动机构，所述连接架的上端挂接固定所述振动装置。

8.如权利要求1所述的集成电路芯片湿处理装置，其特征在于，所述承载体的下端设置有若干挂钩，以分别用于挂载可容置若干基片的基片盒。

9.如权利要求8所述的集成电路芯片湿处理装置，其特征在于，各个所述挂钩相对所述承载体的下端对称设置。

10.如权利要求8所述的集成电路芯片湿处理装置，其特征在于，还包括多基片盒承载花篮，可挂接至所述挂钩上，且其内可容置所述基片盒。