一种高效定位半导体晶圆加工用显影装置

技术领域

本申请涉及半导体领域，具体涉及一种高效定位半导体晶圆加工用显影装置。

背景技术

集成电路英语：integrated circuit，缩写作IC；或称微电路(microcircuit)、微芯片(microchip)、晶片/芯片(chip)在电子学中是一种将电路(主要包括半导体设备，也包括被动组件等)小型化的方式，并时常制造在半导体晶圆表面上。芯片制造代表了人类制造业的最高水平，芯片通常是集成制造在一个个的晶圆上，再即将晶圆上的芯片切割呈一个个电子设备使用的芯片。晶圆在制造时需要经过均胶、光刻、显影、掺杂等多个步骤，每一个步骤都至关重要，并且这些步骤需要重复几十次，从而形成芯片的层状结构，并且任何一个步骤的失误都可能导致芯片制造的失败。在显影的步骤中，需要使用到显影液和清洗液，并且在使用时芯片是有真空载台驱动转动的，从而可能会存在显影液或清洗液由于离心力产生的飞溅，一旦飞溅到设备内部，难以清理，时间一长或导致设备内的清洁度不够，影响芯片的制造与生产。

发明内容

发明目的：本申请旨在克服现有技术的缺陷，提供一种高效定位半导体晶圆加工用显影装置。

技术方案：一种高效定位半导体晶圆加工用显影装置，包括外壳，所述外壳包括部件安装箱、前挡板、底板以及两个相对的侧板，所述底板处安装有旋转驱动单元，所述旋转驱动单元驱动转轴转动，所述转轴处安装有真空载台，所述侧板处固定有滑轨，所述前挡板安装有第一轴承，所述部件安装箱内安装有第一电机，所述第一轴承和第一电机之间连接有第一丝杆，所述滑轨处安装有滑块，滑块具有被第一丝杆穿过的第一螺纹孔，两个侧板的滑轨处的滑块之间连接有活动导杆，所述活动导杆处安装有滑座，所述活动导杆的一端安装有第二轴承，另一端安装有第二电机，第二轴承和第二电机之间连接有第二丝杆，所述滑座处具有被第二丝杆穿过的第二螺纹孔；所述滑座处安装有第一喷嘴安装块和旋转气缸，所述旋转气缸处安装有第二喷嘴安装块，所述第一喷嘴安装块处安装有显影液喷嘴，所述第二喷嘴安装块处安装有清洗液喷嘴和气体喷嘴，所述显影液喷嘴连接有显影液供液单元，所述清洗液喷嘴连接有清洗液供液单元，所述气体喷嘴连接有供气单元。

进一步地，所述部件安装箱处具有控制面板，所述控制面板包括显示单元。从而方便对显影装置的参数信息进行显示。

进一步地，所述底板处具有下液孔；所述底板处固定有圆环形的内挡液板和圆环形的外挡液板，所述内挡液板包围所述转轴，所述外挡液板包围所述内挡液板，所述下液孔位于外挡液板和内挡液板之间。

从而限定了下液的空间在内挡液板和外挡液板之间，并且方便对残留液体进行下液。

进一步地，所述底板处固定有多个导柱，所述内挡液板和外挡液板之间具有活动挡液板，所述活动挡液板包括圆环形的升降挡液板以及能够转动的转动挡液板，所述升降挡液板和转动挡液板之间通过轴承连接，所述轴承的外圈与升降挡液板固定连接，所述轴承的内圈与转动挡液板固定连接，所述升降挡液板的外圆周处固定有多个升降块，多个升降块与多个导柱数量相等且一一对应，所述升降块具有与所述导柱配合的滑槽；多个导柱的其中两个为第一导柱，其余的为第二导柱，所述第一导柱的顶端具有限位板，所述第一导柱处还具有安装通孔，所述安装通孔处安装有定滑轮，所述第一导柱处的升降块处还具有固定环，所述侧板处安装有电动卷绕装置，两个电动卷绕装置和两个第一导柱一一对应，相对应的电动卷绕装置和第一导柱之间，电动卷绕装置处的拉绳经过所述定滑轮并与所述固定环固定连接；所述转动挡液板的内圆周处固定有多个支撑板，所述转轴处通过多个连接支架连接有圆环形的驱动板；当两个电动卷绕装置的拉绳绷紧时，所述转动挡液板位于第一高度，所述转动挡液板的顶端抵接所述限位板，且所有的支撑板与驱动板均不接触；当两个电动卷绕装置的拉绳松弛时，所述转动挡液板位于第二高度，所有的支撑板与所述驱动板抵接，由驱动板支撑；所述第一高度高于第二高度。

进一步地，所述限位板的下表面具有防滑涂层；所述转动挡液板的顶端具有防滑涂层；所述驱动板的上表面和支撑板的下表面均具有防滑涂层。

从而具有更好的防滑效果；当转动挡液板被限位板抵紧时，不会发生意外的转动，并且驱动板和支撑板抵紧时，能够很好地带动转动挡液板转动。

进一步地，当转动挡液板位于第一高度时，所述转动挡液板的顶端高于真空载台的上表面1cm以上；当转动挡液板处于第二高度时，所述转动挡液板的顶端低于真空载台的上表面2cm以上。

从而转动挡液板处于第一高度时，飞溅的液体飞溅至转动挡液板的内侧，便于清理。

进一步地，所述导柱具有4个，其中2个为第一导柱，另外两个为第二导柱； 4个导柱呈环形等间距分布，并且两个第一导柱和两个第二导柱交替分布。

进一步地，所述连接支架具有3-6个，且呈环形等间距分布；所述连接支架包括与转轴固定连接的第一水平杆、与驱动板连接的第二水平杆以及连接第一水平杆和第二水平杆的竖直杆；所述支撑板具有3-6个，位于同一水平高度且呈环形等间距分布。

进一步地，所述转动挡液板的高度等于所述升降挡液板的高度，且转动挡液板的顶端高于所述升降挡液板的顶端；所述升降挡液板的外圆周处固定有多个配重块。

进一步地，所述配重块为铁质配重块，所述底板处具有多个用于吸引所述配重块的磁块；所述配重块和磁块的数量相等且两者一一对应，当转动挡液板处于第二高度时，相对应的配重块和磁块之间抵接吸引。

配重块和磁块的设置，使得支撑板和驱动板之间能够足够地抵紧，从而方便使得驱动板和转动挡液板同步转动。

进一步地，所述显影液供液单元包括显影液储液容器和显影液泵；所述清洗液喷嘴包括清洗液储液容器和清洗液泵。

有益效果：本申请的显影装置能够很好地实现对半导体晶圆的显影，并且集成了显影、清洗和干燥多个步骤的一体化。并且本申请的装置在显影时能够有效显示显影使用到的显影液和清洗液的飞溅范围，从而易于清理，从而保证显影装置内部的洁净度，确保芯片的生产质量。

附图说明

图1为装载好晶圆，尚未进行显影操作示意图；

图2为对半导体晶圆进行显影操作示意图；

图3为清理转动挡液板内侧示意图。

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。

附图标记：1.1、1.2侧板；1.3前挡板；1.4部件安装箱；1.4.1显示单元；1.5 底板；2.1滑轨；2.2第一丝杆；3.1活动导杆；3.1.1滑块；3.2第二丝杆；3.3滑座；3.4旋转气缸；3.4.1清洗液喷嘴；3.4.2气体喷嘴；3.5显影液喷嘴；4.1转轴； 4.2真空载台；4.3连接支架；4.3.1第一水平杆；4.3.2第二水平杆；4.3.3竖杆； 4.4驱动板；5半导体晶圆；6.1升降挡液板；6.1.1升降块；6.1.2配重块；6.1.3 磁块；6.2转动挡液板；6.2.1支撑板；6.3第一导柱；6.3.1限位板；6.3.2定滑轮； 6.3.3电动卷绕装置；6.3.4拉绳；6.3.5固定环；6.4第二导柱；7.1内挡液板；7.2 外挡液板。

如图所示：一种高效定位半导体晶圆加工用显影装置，包括外壳，所述外壳包括部件安装箱1.4、前挡板1.3、底板1.5以及两个相对的侧板1.1、1.2，所述底板1.5处安装有旋转驱动单元，所述旋转驱动单元驱动转轴4.1转动，所述转轴4.1处安装有真空载台4.2，所述侧板1.1处固定有滑轨2.1，所述前挡板1.3 安装有第一轴承，所述部件安装箱1.4内安装有第一电机，所述第一轴承和第一电机之间连接有第一丝杆2.2，所述滑轨2.1处安装有滑块3.1.1，滑块3.1.1具有被第一丝杆2.2穿过的第一螺纹孔，两个侧板1.1的滑轨2.1处的滑块3.1.1之间连接有活动导杆3.1，所述活动导杆3.1处安装有滑座3.3，所述活动导杆3.1的一端安装有第二轴承，另一端安装有第二电机，第二轴承和第二电机之间连接有第二丝杆3.2，所述滑座3.3处具有被第二丝杆3.2穿过的第二螺纹孔；所述滑座 3.3处安装有第一喷嘴安装块和旋转气缸3.4，所述旋转气缸3.4处安装有第二喷嘴安装块，所述第一喷嘴安装块处安装有显影液喷嘴3.5，所述第二喷嘴安装块处安装有清洗液喷嘴3.4.1和气体喷嘴3.4.2，所述显影液喷嘴3.5连接有显影液供液单元，所述清洗液喷嘴3.4.1连接有清洗液供液单元，所述气体喷嘴3.4.2 连接有供气单元。

所述部件安装箱1.4处具有控制面板，所述控制面板包括显示单元1.4.1。所述底板1.5处具有下液孔；所述底板处固定有圆环形的内挡液板7.1和圆环形的外挡液板7.2，所述内挡液板7.1包围所述转轴4.1，所述外挡液板7.2包围所述内挡液板7.1，所述下液孔位于外挡液板7.2和内挡液板7.1之间。

所述底板1.5处固定有多个导柱6.3、6.4，所述内挡液板7.1和外挡液板7.2 之间具有活动挡液板，所述活动挡液板包括圆环形的升降挡液板6.1以及能够转动的转动挡液板6.2，所述升降挡液板6.1和转动挡液板6.2之间通过轴承连接，所述轴承的外圈与升降挡液板6.1固定连接，所述轴承的内圈与转动挡液板6.1 固定连接，所述升降挡液板6.1的外圆周处固定有多个升降块6.1.1，多个升降块 6.1.1与多个导柱6.3、6.4数量相等且一一对应，所述升降块6.1.1具有于所述导 6.3、6.4柱配合的滑槽；多个导柱的其中两个为第一导柱6.3，其余的为第二导柱6.4，所述第一导柱6.3的顶端具有限位板6.3.1，所述第一导柱6.3处还具有安装通孔，所述安装通孔处安装有定滑轮6.3.2，所述第一导柱6.3处的升降块6.1.1处还具有固定环6.3.5，所述侧板1.1、1.2处安装有电动卷绕装置6.3.3，两个电动卷绕装置6.3.3和两个第一导柱6.3一一对应，相对应的电动卷绕装置6.3.3 和第一导柱6.3之间，电动卷绕装置6.3.3处的拉绳6.3.4经过所述定滑轮6.3.2 并与所述固定环6.3.5固定连接；所述转动挡液板6.2的内圆周处固定有多个支撑板6.2.1，所述转轴4.1处通过多个连接支架4.3连接有圆环形的驱动板4.4；当两个电动卷绕装置6.3.3的拉绳6.3.4绷紧时，所述转动挡液板6.2位于第一高度，所述转动挡液板6.2的顶端抵接所述限位板6.3.1，且所有的支撑板6.2.1与驱动板4.4均不接触；当两个电动卷绕装置6.3.3的拉绳松弛时，所述转动挡液板6.2位于第二高度，所有的支撑板6.2.1与所述驱动板4.4抵接，由驱动板4.4 支撑；所述第一高度高于第二高度。

所述限位板的下表面具有防滑涂层；所述转动挡液板6.2的顶端具有防滑涂层；所述驱动板4.4的上表面和支撑板的下表面均具有防滑涂层。当转动挡液板 6.2位于第一高度时，所述转动挡液板6.2的顶端高于真空载台4.2的上表面1cm 以上；当转动挡液板6.2处于第二高度时，所述转动挡液板6.2的顶端低于真空载台4.2的上表面2cm以上。所述导柱6.3、6.4具有4个，其中2个为第一导柱 6.3，另外两个为第二导柱6.4；4个导柱6.3、6.4呈环形等间距分布，并且两个第一导柱6.3和两个第二导柱交替分布。所述连接支架4.3具有3-6个，且呈环形等间距分布；所述连接支架4.3包括与转轴固4.1定连接的第一水平杆4.3.1、与驱动板4.4连接的第二水平杆4.3.2以及连接第一水平杆4.3.1和第二水平杆 4.3.2的竖直杆4.3.3；所述支撑板6.2.1具有3-6个，位于同一水平高度且呈环形等间距分布。

另外，为了保证驱动板的驱动效果，设置了如下方案：所述转动挡液板6.2 的高度等于所述升降挡液板6.1的高度，且转动挡液板6.2的顶端高于所述升降挡液板6.1的顶端；所述升降挡液板6.1的外圆周处固定有多个配重块6.1.2。所述配重块6.1.2为铁质配重块，所述底板1.5处具有多个用于吸引所述配重块6.1.2 的磁块6.1.3；所述配重块和磁块的数量相等且两者一一对应，当转动挡液板处于第二高度时，相对应的配重块和磁块之间抵接吸引。

如图所示，本申请的显影装置，真空载台能够装载晶圆，并且驱动晶圆以需要的转速进行旋转。并且喷嘴单元在第一电机和第二电机的驱动下能够实现二维的自由移动，并且清洗液喷嘴和气体喷嘴的角度还可以调节。从而如图1所示，在机械手(未画出)装载晶圆或者取走晶圆时，滑座位于初始位置(位于角落内，不妨碍机械手操作)；如图2所示，在显影操作时，真空载台旋转，并且显影液喷嘴可以喷显影液。在显影完毕后，清洗液喷嘴喷清洗液清洗，接着再利用气体喷嘴喷气干燥。并且此时电动卷绕装置将转动挡液板拉升至第一高度，并且被限位板抵紧限位，从而由于晶圆旋转飞溅出的液体会被转动挡液板的内侧表面拦阻，从而不会污染装置的内部空间。在烘干完毕后，可以取走晶圆。

在使用一段时间后，由于转动挡液板内侧也需要清理，因此可以利用电动卷绕装置放拉绳，从而升降挡液板下降，并且支撑板被驱动板抵接，由于磁块和配重块对升降挡液板吸引力以及重力，因此支撑板和驱动板之间是抵紧的，从而真空载台的转动会驱动驱动板转动，从而驱动转动挡液板转动，并且此时清洗液喷嘴倾斜冲洗转动挡液板的内侧，从而对整个内侧进行清洗，清洗结束后烘干，从而整体上实现对转动挡液板的清理。本申请的装置能够始终保证装置内部的洁净度，从而保证芯片的生产质量。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管本发明就优选实施方式进行了示意和描述，但本领域的技术人员应当理解，只要不超出本发明的权利要求所限定的范围，可以对本发明进行各种变化和修改。