一種晶圓刻蝕設備的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種晶圓刻蝕設備，它包括依次設置的上料組件、刻蝕組件、水洗組件、風干組件和下料組件，上料組件與下料組件的結構相對應，所述上料組件包括可上下升降的滑軌座、可滑動地安裝在所述滑軌座上的固定座、安裝在所述固定座上的晶圓卡夾、設置于所述晶圓卡夾一側(cè)的傳動輥軸、與所述傳動輥軸相連接用于驅(qū)動其轉(zhuǎn)動的傳動機構以及用于將所述晶圓卡夾內(nèi)的晶圓取至所述傳動輥軸上的機械臂機構。采用自動上下料的上料組件和下料組件，通過調(diào)節(jié)工藝參數(shù)可以實現(xiàn)自動化生產(chǎn)；中途不需要搬運晶圓，安全性高；刻蝕組件、水洗組件、風干組件將各工序分開，不會互相影響，工藝效果好、結構簡單、容易維護、制造成本低。
【專利說明】
_種晶圓刻蝕設備
技術領域
[0001 ]本發(fā)明屬于半導體加工領域，涉及一種刻蝕設備，具體地涉及一種晶圓刻蝕設備。
【背景技術】
[0002]晶圓是指硅半導體集成電路制作所用的硅晶片，由于其形狀為圓形，故稱為晶圓。在硅晶片上可加工制作成各種電路元件結構，而成為有特定電性功能之IC產(chǎn)品，廣泛應用在現(xiàn)代多種電子設備中。
[0003]晶圓制造工藝中，在曝光及顯影后，接下來的蝕刻工序采用濕法時，是采用氫氟酸(HF)緩沖溶液除去未受保護的S12層面，再在后道工序中形成線路。此道工序當前市面上普遍是采用單片晶圓刻蝕設備，由機械手上料、晶圓吸附在旋轉(zhuǎn)平臺，依次完成刻蝕，清洗，甩干，再由機械手收料，導致整臺設備構造復雜、成本高、產(chǎn)能低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術的不足而提供一種晶圓刻蝕設備。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案為:一種晶圓刻蝕設備，它包括依次設置的上料組件、刻蝕組件、水洗組件、風干組件和下料組件，上料組件與下料組件的結構相對應，所述上料組件包括可上下升降的滑軌座、可滑動地安裝在所述滑軌座上的固定座、安裝在所述固定座上的晶圓卡夾、設置于所述晶圓卡夾一側(cè)的傳動輥軸、與所述傳動輥軸相連接用于驅(qū)動其轉(zhuǎn)動的傳動機構以及用于將所述晶圓卡夾內(nèi)的晶圓取至所述傳動輥軸上的機械臂機構。
[0006]優(yōu)化地，所述刻蝕組件包括第一槽體、安裝在所述第一槽體內(nèi)且與所述傳動輥軸向?qū)牡谝惠斔洼仭惭b在所述第一槽體內(nèi)的至少一組液刀、至少一組噴管和至少一組第一風刀機構以及分別與所述第一槽體和所述液刀相連通的藥水槽。
[0007]進一步地，所述噴管通過擺動機構可轉(zhuǎn)動地安裝在所述第一槽體內(nèi)。
[0008]進一步地，所述擺動機構包括安裝在所述噴管上的連接件、安裝在所述連接件上的傳動桿、與所述傳動桿端部相樞軸連接的擺動桿、與所述擺動桿端部相樞軸連接的偏心輪以及與所述偏心輪相連接的擺動馬達。
[0009]進一步地，所述水洗組件包括第二槽體、安裝在所述第二槽體內(nèi)且與所述傳動輥軸向?qū)牡诙斔洼?、安裝在所述第二槽體內(nèi)的多組噴水管組和多組第二風刀機構以及分別與多組所述噴水管組相對應連通的下槽體，所述下槽體由多個串聯(lián)設置的級進溢流單元組成。
[0010]進一步地，所述風干組件包括第三槽體安裝在所述第三槽體內(nèi)且與所述傳動輥軸向?qū)牡谌斔洼佉约鞍惭b在所述第三槽體內(nèi)的多組第三風刀機構。
[0011 ]進一步地，它還包括廢液管和進水管，所述廢液管和進水管均與所述藥水槽和所述下槽體相連接。
[0012]進一步地，它還包括分別與所述第一風刀機構、所述第二風刀機構和所述第三風刀機構相連通的進氣管。
[0013]優(yōu)化地，它還包括罩設于所述上料組件、刻蝕組件、水洗組件、風干組件和下料組件外的外罩。
[0014]由于上述技術方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有下列優(yōu)點:本發(fā)明晶圓刻蝕設備，采用自動上下料的上料組件和下料組件，通過調(diào)節(jié)工藝參數(shù)可以實現(xiàn)自動化生產(chǎn)；中途不需要搬運晶圓，安全性高；刻蝕組件、水洗組件、風干組件將各工序分開，不會互相影響，工藝效果好、結構簡單、容易維護、制造成本低。
【附圖說明】
[0015]附圖1為本發(fā)明晶圓刻蝕設備的結構示意圖；
附圖2為本發(fā)明晶圓刻蝕設備上料組件的結構示意圖；
附圖3為本發(fā)明晶圓刻蝕設備擺動機構的結構示意圖；
其中，1、上料組件；10、第四槽體;11、滑軌座；12、固定座；13、晶圓卡夾；14、傳動輥軸；15、傳動機構；151、主動軸；152、傳動帶；153、導向滾輪;16、機械臂機構；17、升降機構；171、立桿;172、支撐板;173、氣缸;2、刻蝕組件;21、第一槽體;22、第一輸送輥;23、藥水槽;24、噴管;25、液刀；26、第一風刀機構；27、擺動機構;271、連接件;272、傳動桿;273、擺動桿;274、偏心輪;275、擺動馬達;3、水洗組件;31、第二輸送輥;32、噴水管組;33、下槽體;331、溢流單元;34、第二風刀機構;4、風干組件;41、第三槽體;42、第三輸送輥;43、第三風刀機構；5、下料組件;6、廢液管;7、進水管;8、進氣管;9、外罩。
【具體實施方式】
[0016]下面將結合附圖對本發(fā)明優(yōu)選實施方案進行詳細說明。
[0017]如圖1所示的晶圓刻蝕設備，主要包括上料組件1、刻蝕組件2、水洗組件3、風干組件4和下料組件5等部件。
[0018]其中，上料組件I如圖2所示，包括滑軌座11、固定座12、晶圓卡夾13、傳動輥軸14、傳動機構15和機械臂機構16等機構?；壸?1通過升降機構17可以實現(xiàn)上下升降，升降機構17采有常規(guī)的技術即可，如它可以包括立桿171、支撐板172、氣缸173和固定板等，采用氣缸173帶動固定在立桿171上端部的固定板相對支撐板172進行上下運動。固定座12可滑動地安裝在滑軌座11上，采用常規(guī)的技術即可，如在固定座12上設置與滑軌座11相配合的結構，并可以在固定板上安裝與固定座12相連接的驅(qū)動結構，從而拉動固定座12在滑軌座11上來回滑動，而驅(qū)動結構可以根據(jù)實際需要設置氣缸等部件。晶圓卡夾13可拆卸地安裝在固定座12上(如通過氣動夾具安裝在固定座12上)，用于放置多片晶圓(相鄰的晶圓間隔設置，以留有機械臂機構16的工作空間)；它有兩個，一備一用，這樣僅需人工將存放晶圓的晶圓卡夾13放置在上料組件I上即可。傳動輥軸14設置于晶圓卡夾13的一側(cè)(即晶圓卡夾13的下游，它與機械臂機構16、傳動機構15安裝在第四槽體10內(nèi))，用于帶動晶圓向下游運動;在本實施例中，傳動輥軸14分成間隔設置的兩組(每組根據(jù)實際需要均包含多個傳動輥軸14);機械臂機構16則安裝在兩組傳動輥軸14之間，它包括取料臂和驅(qū)動機構，驅(qū)動機構能驅(qū)動取料臂使其伸進晶圓卡夾13，帶動其上升后取料、后退再下降即可將晶圓7放置傳動輥軸14上。傳動機構15與傳動棍軸14相連接，用于驅(qū)動傳動棍軸14的轉(zhuǎn)動，它包括與傳動棍軸14相嚙合的主動軸151(主動軸151與傳動輥軸14相垂直，它們可以通過錐形齒輪相嚙合)、電機(圖中未顯示)、連接主動軸151和電機的傳動帶152以及與傳動帶152相配合的導向滾輪153，導向滾輪153還用于保證傳動帶152保持合適的張力，可以通過控制電機的轉(zhuǎn)速而控制晶圓向下游移動的速度。下料組件5與上料組件I的結構基本類似，它的取料臂上升后取料，前進、下降，將晶圓放置在晶圓卡夾中，再后退至原始位置;升降機構帶動晶圓卡夾下降，依次將空出位置供存放晶圓，當晶圓卡夾裝滿時，將空的晶圓卡夾移動至收料位置，供繼續(xù)收料;人工可以取掉滿料的晶圓卡夾，裝上空的即可。
[0019]刻蝕組件2主要包括第一槽體21、第一輸送輥22、藥水槽23、噴管24和液刀25等部件。第一輸送輥22由多個或/和多組，它們安裝在第一槽體21內(nèi)并與傳動輥軸14向?qū)?處于同一水平高度)，第一輸送輥22的轉(zhuǎn)動方式與上料組件I中傳動輥軸14的轉(zhuǎn)動方式一致。噴管24(它上面分別有多個噴嘴)至少有一組，通過擺動機構27可轉(zhuǎn)動地安裝在第一槽體21內(nèi)，以形成均勻分布的液流至晶圓表面，完成刻蝕工藝;在本實施例中，擺動機構27包括連接件271、傳動桿272、擺動桿273、偏心輪274和擺動馬達275，連接件271對應安裝在噴管24上，傳動桿272安裝在連接件271上以帶動其同步轉(zhuǎn)動，擺動桿273與傳動桿272端部相樞軸連接，偏心輪274與擺動桿273端部相樞軸連接，擺動馬達275與偏心輪274相連接，這樣利用擺動馬達275驅(qū)動偏心輪274進行轉(zhuǎn)動，進而帶動擺動桿273來回擺動最終實現(xiàn)噴管24的擺動。液刀25至少有一組，在本實施例中，它為兩組且分別設置在噴管24的上游和下游，以形成均勻水層，促使刻蝕均勻。第一風刀機構26也至少有一組，在本實施例中，它為兩組且設置在一組液刀25的上游和另一液刀25的下游(如圖1所示，本專利中有關上下游的概念均是按照晶圓的輸送方向予以定義的)；第一風刀機構26包括風刀、管路和控制閥門，以形成均勻的氣簾，阻擋晶圓表面的藥液流至相鄰的組件內(nèi)。藥水槽23位于第一槽體21的下方，它分別與第一槽體21、噴管24和液刀25相連通，一方面通過栗浦和管路將藥液導入液刀25和噴管24中，另一方面刻蝕后的藥液從第一槽體21中回流至藥水槽23內(nèi)；藥水槽23安裝有加熱器、冷卻盤、溫度傳感器和進出液管路，加熱器、冷卻盤和溫度傳感器可以在自動控制模塊的帶動下控制藥液的溫度;進出液管路用于輸入藥液、自來水及排放藥液。在本實施例中，可以在第一槽體21上連接抽風管路，將其內(nèi)的水汽抽出，形成負壓，防止氣體外泄。
[0020]水洗組件3包括第二槽體30、第二輸送輥31、噴水管組32、第二風刀機構34，第二輸送輥31和第二風刀機構34的結構與刻蝕組件2中對應的結構和功能類似。噴水管組32有多組，且上下對應設置從而能夠?qū)A的上下表面進行噴水；它也可以根據(jù)噴管24的結構設置成擺動式的。下槽體33分別與多組噴水管組32相對應連通，它包括多個(本實施例中為3個，它與噴水管組32—一對應)串聯(lián)設置的級進溢流單元331，級進溢流單元331的溢流高度依次遞增，使得溢流高度最高的級進溢流單元331與最下游的噴水管組32相連通，保證后道清洗潔凈度，清洗效果好。
[0021]風干組件4包括第三槽體41、第三輸送輥42和第三風刀機構43，第三槽體41、第三輸送輥42和第三風刀機構43的結構與刻蝕組件2中對應的結構和功能類似?？梢愿鶕?jù)實際的需要和本領域公知常識選擇對應的數(shù)量，并設置對應的位置。
[0022]在本實施例中，晶圓刻蝕設備還包括廢液管6、進水管7和進液管(即上述的進出液管路)，它們分別與藥水槽23、下槽體33相連接，從而使得刻蝕組件2和水洗組件3共用同一進出液管路，簡化結構，便于集中自動化控制。第一風刀機構26、第二風刀機構34和第三風刀機構43與同一進氣管8相連通，這樣可以由中央壓縮空氣供氣，形成均勻的氣簾，吹掉晶圓表面的水，有利于簡化結構，便于集中自動化控制?？梢詫⑸鲜鏊薪Y構與控制器相連接，從而實現(xiàn)晶圓刻蝕設備的自動化控制。由于刻蝕組件2中需要腐蝕性的化學品HF，因此需要在上料組件1、刻蝕組件2、水洗組件3、風干組件4和下料組件5外設置外罩9，以確保生產(chǎn)環(huán)境的安全。
[0023]上述實施例只為說明本發(fā)明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種晶圓刻蝕設備，它包括依次設置的上料組件(1)、刻蝕組件(2)、水洗組件(3)、風干組件(4)和下料組件(5)，所述上料組件(I)與所述下料組件(5)的結構相對應，其特征在于:所述上料組件(I)包括可上下升降的滑軌座(11)、可滑動地安裝在所述滑軌座(11)上的固定座(12)、安裝在所述固定座(12)上的晶圓卡夾(13)、設置于所述晶圓卡夾(13)—側(cè)的傳動輥軸(14)、與所述傳動輥軸(14)相連接用于驅(qū)動其轉(zhuǎn)動的傳動機構(15)以及用于將所述晶圓卡夾(13)內(nèi)的晶圓取至所述傳動輥軸(14)上的機械臂機構(16)。2.根據(jù)權利要求1所述的晶圓刻蝕設備，其特征在于:所述刻蝕組件(2)包括第一槽體(21)、安裝在所述第一槽體(21)內(nèi)且與所述傳動輥軸(14 )向?qū)牡谝惠斔洼?22 )、安裝在所述第一槽體(21)內(nèi)的至少一組液刀(25)、至少一組噴管(24)和至少一組第一風刀機構(26 )以及分別與所述第一槽體(21)和所述液刀(25 )相連通的藥水槽(23 )。3.根據(jù)權利要求2所述的晶圓刻蝕設備，其特征在于:所述噴管(24)通過擺動機構(27)可轉(zhuǎn)動地安裝在所述第一槽體(21)內(nèi)。4.根據(jù)權利要求3所述的晶圓刻蝕設備，其特征在于:所述擺動機構(27)包括安裝在所述噴管(24)上的連接件(271)、安裝在所述連接件(271)上的傳動桿(272)、與所述傳動桿(272)端部相樞軸連接的擺動桿(273)、與所述擺動桿(273)端部相樞軸連接的偏心輪(274)以及與所述偏心輪(274)相連接的擺動馬達(275)。5.根據(jù)權利要求2所述的晶圓刻蝕設備，其特征在于:所述水洗組件(3)包括第二槽體(30)、安裝在所述第二槽體(30)內(nèi)且與所述傳動輥軸(14)向?qū)牡诙斔洼?31)、安裝在所述第二槽體(30)內(nèi)的多組噴水管組(32)和多組第二風刀機構(34)以及分別與多組所述噴水管組(32)相對應連通的下槽體(33)，所述下槽體(33)由多個串聯(lián)設置的級進溢流單元組成(331)。6.根據(jù)權利要求5所述的晶圓刻蝕設備，其特征在于:所述風干組件(4)包括第三槽體(41)、安裝在所述第三槽體(41)內(nèi)且與所述傳動輥軸(14 )向?qū)牡谌斔洼?42 )以及安裝在所述第三槽體(41)內(nèi)的多組第三風刀機構(43)。7.根據(jù)權利要求6所述的晶圓刻蝕設備，其特征在于:它還包括廢液管(6)和進水管(7)，所述廢液管(6)和進水管(7)均與所述藥水槽(23)和所述下槽體(33)相連接。8.根據(jù)權利要求6所述的晶圓刻蝕設備，其特征在于:它還包括分別與所述第一風刀機構(26)、所述第二風刀機構(34)和所述第三風刀機構(43)相連通的進氣管(8)。9.根據(jù)權利要求1所述的晶圓刻蝕設備，其特征在于:它還包括罩設于所述上料組件(I)、刻蝕組件(2 )、水洗組件(3 )、風干組件(4 )和下料組件(5 )外的外罩(9 )。
【文檔編號】H01L21/67GK105826222SQ201610177274
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月25日
【發(fā)明人】蔣新, 施利君, 竇福存
【申請人】蘇州晶洲裝備科技有限公司