CN220856517U - 用于硅的刻蚀设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及半导体制造技术领域，公开了用于硅的刻蚀设备，包括轨道、刻蚀箱和清理箱，轨道上安装有若干个行走车，行走车的侧壁竖直固定安装有电动丝杠模组，电动丝杠模组的滑台竖直固定安装有一级负压管道，一级负压管道水平连通安装有若干个二级负压管道，二级负压管道通过转动接头连通安装有三级负压管道，三级负压管道的顶部连通安装有负压吸盘；一级负压管道的侧壁通过轴承座转动安装有转轴，一级负压管道的侧壁固定安装有减速电机，减速电机与转轴的一端联接，每个三级负压管道和转轴之间安装有传动结构；清理箱设置有清理装置。本实用新型能够提升晶圆运输的灵活性、提升晶圆夹持的数量和便利性、提升刻蚀效率和质量、提升清理效果。

Description

用于硅的刻蚀设备

技术领域

本实用新型涉及半导体制造技术领域，具体为用于硅的刻蚀设备。

背景技术

刻蚀，它是一种半导体制造工艺，微电子IC制造以及微纳制造中的一个相当重要的步骤，即先通过光刻工艺将光刻胶进行光刻曝光处理，然后通过其它方式实现腐蚀，处理掉所需除去的部分。

目前常用的刻蚀方式是，在显影液中盛放显影液，在刻蚀箱内盛放刻蚀液，通过夹具夹持晶圆并将晶圆分别浸没在显影液、刻蚀液中，到达设定的时间后取出，即可完成材料的去除，需要时放入清理箱中，喷淋清水对残留的液体进行清理。

上述过程中存在以下几点缺陷：晶圆的放置、取出过程较为繁琐，对于数量多的晶圆加工工作，效率较低；晶圆同时浸没在显影液、刻蚀液中，无法很好的控制晶圆间的间隙，影响液体与晶圆的接触，从而影响刻蚀质量；且清理过程不够便利。

因次，为了解决上述问题，提出一种用于硅的刻蚀设备。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于硅的刻蚀设备，提升晶圆夹持的便利性，使其在刻蚀和清理的过程中更便利，从而解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

用于硅的刻蚀设备，包括轨道、刻蚀箱和清理箱，所述轨道上安装有若干个行走车，所述行走车的侧壁竖直固定安装有电动丝杠模组，所述电动丝杠模组的滑台竖直固定安装有一级负压管道，所述一级负压管道水平连通安装有若干个二级负压管道，所述二级负压管道通过转动接头连通安装有三级负压管道，所述三级负压管道的顶部连通安装有负压吸盘；所述一级负压管道的侧壁通过轴承座转动安装有转轴，所述一级负压管道的侧壁固定安装有减速电机，所述减速电机与转轴的一端联接，每个所述三级负压管道和转轴之间安装有传动结构；所述清理箱设置有清理装置。

具体的，所述传动结构包括驱动链轮、链条和从动链轮，所述驱动链轮与转轴固定装配，所述从动链轮与三级负压管道固定装配，所述驱动链轮和从动链轮之间啮合有链条。

具体的，所述二级负压管道为U字形管道。

具体的，所述清理装置包括清理组件、电缸和支撑板，所述清理箱的一侧通过光杆滑动安装有支撑板，所述支撑板的中心处固定安装有电缸，所述电缸的推杆与清理箱固定装配，所述支撑板沿着竖直方向设置有若干个清理组件，所述清理箱的侧壁开设有用于穿过清理组件的通孔，每组所述清理组件包括水平设置的一个烘干管和一个清水管，所述清理组件位于清理箱内部的为输出端、位于清理箱外部的为输入端。

进一步的，所述烘干管和清水管的输出端连通安装有喷头，位于所述负压吸盘之间的输出端的上下两侧对称安装有喷头。

具体的，工作时各个所述喷头位于晶圆靠近支撑板一侧的四分之一处。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

通过轨道、行走车和电动丝杠模组等结构的配合，能够提升晶圆运输的灵活性，并且设置的减速电机、转轴、传动结构能够同时转动负压吸盘上的晶圆，提升晶圆夹持的数量和便利性；浸没在显影液、刻蚀液中时也可保持晶圆间具有足够的间隙，同时晶圆可以缓慢旋转，利于与液体充分接触，提升刻蚀效率和质量；清理装置的设置可依次对清理箱中的晶圆进行清水喷淋和热风烘干，将残留的液体清理干净。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意主视图；

图2为本实用新型负压吸盘处的结构示意剖视图；

图3为本实用新型传动结构处的结构示意图；

图4为图3中A-A向的结构示意剖视图；

图5为本实用新型清理装置处的结构示意剖视图；

图6为本实用新型清理装置处的结构示意俯视图。

图中：1轨道、2行走车、3清理装置、31清水管、32烘干管、33电缸、34支撑板、4传动结构、41驱动链轮、42链条、43从动链轮、5负压吸盘、6三级负压管道、7转动接头、8二级负压管道、9刻蚀箱、10转轴、11一级负压管道、12电动丝杠模组、13减速电机、14清理箱、15显影箱、16滑台、17轴承座、18光杆。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1至图6，本实用新型提供一种用于硅的刻蚀设备，包括轨道1、显影箱15、刻蚀箱9和清理箱14，轨道1上安装有若干个行走车2；轨道1呈O字形吊设在厂房顶部，行走车2能够沿着轨道1循环行走在各个工位处，轨道1和行走车2的设置和行走方式为现有技术，在此不过多赘述。

行走车2的侧壁竖直固定安装有电动丝杠模组12，电动丝杠模组12的滑台16竖直固定安装有一级负压管道11，一级负压管道11水平连通安装有若干个二级负压管道8，二级负压管道8通过转动接头7连通安装有三级负压管道6，三级负压管道6的顶部连通安装有负压吸盘5；一级负压管道11与外部真空泵连通，工作时可经连通的一级负压管道11、二级负压管道8和三级负压管道6在负压吸盘5上形成负压环境，对晶圆进行吸附，同时转动接头7可允许三级负压管道6和负压吸盘5进行旋转。

如图2所示，一级负压管道11的侧壁通过轴承座17转动安装有转轴10，一级负压管道11的侧壁固定安装有减速电机13，减速电机13与转轴10的一端联接，每个三级负压管道6和转轴10之间安装有传动结构4；减速电机13接电后可转动转轴10，经传动结构4传动后可转动每个三级负压管道6，从而同时转动负压吸盘5上的晶圆。

晶圆是由内部硅片和表面光刻胶组成，光刻胶已经被光刻过，显影箱15用于存放溶解光刻胶的显影液，刻蚀箱9用于存放刻蚀硅片的刻蚀液，清理箱14用于分别清理晶圆上残留的显影液、刻蚀液，清理箱14设置有清理装置3，可保证清理效果。

具体的，如图3所示，传动结构4包括驱动链轮41、链条42和从动链轮43，驱动链轮41与转轴10固定装配，从动链轮43与三级负压管道6固定装配，驱动链轮41和从动链轮43之间啮合有链条42；驱动链轮41的直径小于从动链轮43的直径，起增矩降速的作用，转动的转轴10可转动每个驱动链轮41，经链条42传动后转动从动链轮43，使用链条42的传动方式可保证动力传递的精度。

进一步的，如图4所示，二级负压管道8为U字形管道；保证连通一级负压管道11和转动接头7的同时可留出转轴10处的安装空间，结构设计更合理。

具体的，如图5所示，清理装置3包括清理组件、电缸33和支撑板34，清理箱14的一侧通过光杆18滑动安装有支撑板34，支撑板34的中心处固定安装有电缸33，电缸33的推杆与清理箱14固定装配；电缸33经控制可伸缩动作，使支撑板34沿着光杆18滑动，从而使支撑板34远离或靠近清理箱14移动，避免干涉晶圆进入清理箱14的过程。

支撑板34沿着竖直方向设置有若干个清理组件，清理箱14的侧壁开设有用于穿过清理组件的通孔，每组清理组件包括水平设置的一个烘干管32和一个清水管31；清理组件位于清理箱14内部的为输出端、位于清理箱14外部的为输入端，平移动作的支撑板34可带动清理组件的输出端靠近或远离负压吸盘5上吸附的晶圆，清水管31的输入端与外部清水的泵送箱连通，可将清水输送至晶圆上，对残留的显影液、刻蚀液进行清理，烘干管32的输入端与外部热风机连通，可将热风输送至晶圆上，对清水进行烘干处理。

进一步的，烘干管32和清水管31的输出端连通安装有喷头，位于负压吸盘5之间的输出端的上下两侧对称安装有喷头；喷头的设置可使输送的介质能够全面地喷淋在晶圆正反面上，避免有处理盲区的存在。

工作时各个喷头位于晶圆靠近支撑板34一侧的四分之一处，喷淋时可覆盖二分之一以上的晶圆，再配合旋转的晶圆，可保证处理的均匀性、全面性。

工作原理：

对晶圆的刻蚀处理主要包括放置、显影、一次清理、刻蚀、二次清理和取下等工序。

S1放置：电动丝杠模组12带动所有负压吸盘5处于低位处，工作人员将光刻后的晶圆放置在各个负压吸盘5上，再使负压吸盘5内产生负压，对晶圆吸附固定；

S2显影：电动丝杠模组12带动所有负压吸盘5上升，同时行走车2沿着轨道1行走至盛放有显影液的显影箱15上方，此时电动丝杠模组12再带动所有负压吸盘5下降至显影箱15中留置到设定的时间，同时减速电机13转动转轴10，经传动结构4传动后可转动每个三级负压管道6，从而缓慢转动负压吸盘5上的晶圆，使显影液能够流动，利于晶圆的显影；

S3一次清理：经行走车2和电动丝杠模组12配合可将晶圆从显影箱15中取出并放入清理箱14中，此时再使负压吸盘5转动，通过离心的方式利于残留的刻蚀液进行脱落，同时电缸33工作使清理组件位于靠近晶圆的工位，清水管31和烘干管32依次输出清水和热风，利于显影液的充分脱落，完成后清理装置3复位；

S4刻蚀：经行走车2和电动丝杠模组12配合可将晶圆从清理箱14中取出并放入盛放有刻蚀液的刻蚀箱9内，留置到设定的时间，同时也使负压吸盘5上的晶圆缓慢转动，使刻蚀液能够流动，利于晶圆的刻蚀。

S5二次清理：经行走车2和电动丝杠模组12配合再将晶圆从刻蚀箱9中取出并再次放入清理箱14中，经清理装置3再次清理。

S6取下：完成后，通过电动丝杠模组12与行走车2的配合，可将晶圆从清理箱14中取出并位于低位处，解除负压吸附，即可从负压吸盘5上取下处理好的晶圆。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.用于硅的刻蚀设备，包括轨道（1）、显影箱（15）、刻蚀箱（9）和清理箱（14），所述轨道（1）上安装有若干个行走车（2），其特征在于：所述行走车（2）的侧壁竖直固定安装有电动丝杠模组（12），所述电动丝杠模组（12）的滑台（16）竖直固定安装有一级负压管道（11），所述一级负压管道（11）水平连通安装有若干个二级负压管道（8），所述二级负压管道（8）通过转动接头（7）连通安装有三级负压管道（6），所述三级负压管道（6）的顶部连通安装有负压吸盘（5）；

所述一级负压管道（11）的侧壁通过轴承座（17）转动安装有转轴（10），所述一级负压管道（11）的侧壁固定安装有减速电机（13），所述减速电机（13）与转轴（10）的一端联接，每个所述三级负压管道（6）和转轴（10）之间安装有传动结构（4），所述清理箱（14）设置有清理装置（3）；

所述传动结构（4）包括驱动链轮（41）、链条（42）和从动链轮（43），所述驱动链轮（41）与转轴（10）固定装配，所述从动链轮（43）与三级负压管道（6）固定装配，所述驱动链轮（41）和从动链轮（43）之间啮合有链条（42）。

2.根据权利要求1所述的用于硅的刻蚀设备，其特征在于：所述二级负压管道（8）为U字形管道。

3.根据权利要求1所述的用于硅的刻蚀设备，其特征在于：所述清理装置（3）包括清理组件、电缸（33）和支撑板（34），所述清理箱（14）的一侧通过光杆（18）滑动安装有支撑板（34），所述支撑板（34）的中心处固定安装有电缸（33），所述电缸（33）的推杆与清理箱（14）固定装配，所述支撑板（34）沿着竖直方向设置有若干个清理组件，所述清理箱（14）的侧壁开设有用于穿过清理组件的通孔，每组所述清理组件包括水平设置的一个烘干管（32）和一个清水管（31），所述清理组件位于清理箱（14）内部的为输出端、位于清理箱（14）外部的为输入端。

4.根据权利要求3所述的用于硅的刻蚀设备，其特征在于：所述烘干管（32）和清水管（31）的输出端连通安装有喷头，位于所述负压吸盘（5）之间的输出端的上下两侧对称安装有喷头。

5.根据权利要求4所述的用于硅的刻蚀设备，其特征在于：工作时各个所述喷头位于晶圆靠近支撑板（34）一侧的四分之一处。