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专利名称：一种晶圆沟槽腐蚀用上下料装置

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202410913160.9

专利申请（专利权）人：四川上特开云优惠体育网页版入口有限公司
权利人地址：四川省遂宁市射洪县河东大道88号

专利发明（设计）人：李健儿,冯艾诚,冯永,颜英慧,胡仲波

专利摘要：本发明公开一种晶圆沟槽腐蚀用上下料装置，涉及晶圆沟槽腐蚀工艺相关配件技术领域，包括上下料单元、干燥单元、暂存单元。上下料单元包括一对齿轮，齿轮同轴固定地穿设有圆杆，圆杆外周侧还套设有分别位于齿轮两端的转板，同一圆杆下的两转板下端之间设有承载晶圆的第一承载部，其上端面开设有多个第一晶圆槽。干燥单元设于上下料单元下方，包括一对热风机，其出风端的上方沿直线阵列有多个与漏液孔匹配的吹气管。暂存单元设于干燥单元一端，包括电动转盘，电动转盘上呈圆周阵列地设有多个自驱小车，第三承载部一端面开设有多个第三晶圆槽。本发明可以自动上下料，且在下料时能自动对晶圆的周侧的残余腐蚀液清理干净，提高生产效率。

主权利要求：
1.一种晶圆沟槽腐蚀用上下料装置，其特征在于，包括：
上下料单元（1），包括第一直线机构（11），其滑动端下竖直设有第二直线机构（12），第二直线机构（12）输出轴下端装配有不完全齿环（15），不完全齿环（15）内周侧啮合有一对齿轮（151），齿轮（151）同轴固定地穿设有圆杆（152），圆杆（152）外周侧还套设有分别位于齿轮（151）两端的转板（17），同一圆杆（152）下的两转板（17）下端之间设有承载晶圆（6）的第一承载部（18），其上端面开设有多个第一晶圆槽（181），第一承载部（18）上端面还开设有与第一晶圆槽（181）部分重合且贯穿至第一承载部（18）下端面的漏液孔（182），第二直线机构（12）的四侧还设有用于驱动齿轮（151）在不完全齿环（15）下移动的齿轮驱动组件，齿轮驱动组件包括设于第二直线机构（12）输出轴下端的上组装板（121），上组装板（121）两端在预定距离外分别竖直设有第三直线机构（124），上组装板（121）两侧在预定距离外分别竖直设有第四直线机构（125），第三直线机构（124）输出轴下端设有横管（13），横管（13）两端分别开口且开口内滑动配合有插板（131），横管（13）两端还分别设有导向块（132），导向块（132）两端分别设有套环（133），套环（133）套设于插板（131）位于横管（13）外的部分，第四直线机构（125）输出轴下端设有升降板（134），升降板（134）两端分别转动配合有转杆（135），转杆（135）下端设有扣锁（136），圆杆（152）两端分别设有滑块（153），滑块（153）侧面贯穿地开设有套设于导向块（132）外的侧槽（154），滑块（153）上端设有用于连接扣锁（136）的吊环（156）；
干燥单元（2），设于上下料单元（1）下方，包括一对输出轴所在直线与水平面之间具有锐角a的第五直线机构（21），其输出轴一端设有倒L型座（22），倒L型座（22）竖边一侧设有热风机（23），其出风端的上方沿直线阵列有多个与漏液孔（182）匹配的吹气管（25），倒L型座（22）横边上端面设有竖块（221），竖块（221）上端设有若干弹簧（26），弹簧（26）上端设有第二承载部（27），其上端面开设有多个第二晶圆槽（271）；
暂存单元（3），设于干燥单元（2）一端，包括电动转盘（31），电动转盘（31）上呈圆周阵列地设有多个自驱小车（32），自驱小车（32）上设有一对第六直线机构（34），其输出轴所在直线与水平面之间具有锐角b，且a＞b，第六直线机构（34）输出轴一端设有第三承载部（35），第三承载部（35）一端面开设有多个第三晶圆槽（36）。
2.根据权利要求1所述的晶圆沟槽腐蚀用上下料装置，其特征在于，上组装板（121）外周侧设有多个第一延伸部（122），第一延伸部（122）开设有第一通孔，上组装板（121）下端装配有下组装板（14），下组装板（14）外周侧设有多个分别匹配第一延伸部（122）的第二延伸部（141），第二延伸部（141）开设有与第一通孔匹配的第二通孔，下组装板（14）下端设有竖板（142），竖板（142）两侧面分别开设有若干螺孔（143），不完全齿环（15）设于竖板（142）下端，竖板（142）两侧分别装配有倒L型板（16），倒L型板（16）的横边设有贴板（161），贴板（161）侧面开设有若干分别与螺孔（143）匹配的第三通孔，倒L型板（16）的竖边下部开设有第四通孔（162），转板（17）下部开设有与第四通孔（162）匹配的第六通孔（172），通过将一与晶圆（6）同轴的销杆穿入第四通孔（162）和两个第六通孔（172）作为旋转轴，使转板（17）绕销杆转动。
3.根据权利要求1所述的晶圆沟槽腐蚀用上下料装置，其特征在于，扣锁（136）包括L型部和用于和L型部形成三角形封闭部的封闭板。
4.根据权利要求1所述的晶圆沟槽腐蚀用上下料装置，其特征在于，滑块（153）一端开设有圆槽（155），圆杆（152）转动配合于圆槽（155）。
5.根据权利要求1所述的晶圆沟槽腐蚀用上下料装置，其特征在于，热风机（23）出风端设有U型管（24），吹气管（25）设于U型管（24）的上横管外周侧上。
6.根据权利要求1所述的晶圆沟槽腐蚀用上下料装置，其特征在于，电动转盘（31）上端面呈圆周阵列地设有多组第一轮槽（311），第一轮槽（311）一端延伸至电动转盘（31）外周侧上方，自驱小车（32）的滚轮移动配合于第一轮槽（311）内，自驱小车（32）上设有U型架（33），两第六直线机构（34）分别设于U型架（33）的两个竖边上。
7.根据权利要求6所述的晶圆沟槽腐蚀用上下料装置，其特征在于，电动转盘（31）外周侧一端设有外板（37），外板（37）一端面成形有与电动转盘（31）外周侧匹配的弧面，外板（37）上设有用于连接第一轮槽（311）的第二轮槽（371）。 说明书 : 一种晶圆沟槽腐蚀用上下料装置技术领域[0001] 本发明涉及晶圆沟槽腐蚀工艺相关配件技术领域，尤其涉及一种晶圆沟槽腐蚀用上下料装置。背景技术[0002] 晶圆沟槽腐蚀工艺在半导体制造过程中扮演着至关重要的角色，在晶圆上制造集成电路时，通过沟槽腐蚀可以来定义和创建各种电路元件，为后续的材料沉积、掺杂和金属化等步骤提供了必要的空间，从而构建出完整的电路结构。[0003] 在进行晶圆沟槽腐蚀时，需要先将多个晶圆放在专门的存放篮中，然后将其放入腐蚀槽，在腐蚀液的作用下，晶圆上形成腐蚀沟槽，然后再将晶圆取出，取出后需要将晶圆上的腐蚀液吹干，具体的放入和取出的步骤，视设备而定有人工或自动的方式。然而，由于存放篮的结构都是在底部设置一些凹槽用于固定晶圆，因此无论怎么取放晶圆，在沟槽腐蚀结束后，如果不取出晶圆，直接对整体吹干会使得有部分腐蚀液难以被吹到而残留在存放篮的凹槽中，进而使得晶圆的下部有部分残留腐蚀液，因此仍然需要手动一个一个将晶圆取下擦干，然后再逐个将晶圆放到另外的存放架上，效率较低。发明内容[0004] 针对上述缺陷，本发明提供一种晶圆沟槽腐蚀用上下料装置，可以自动上下料，且在下料时能自动对晶圆的周侧的残余腐蚀液清理干净，提高生产效率。[0005] 为了实现本发明的目的，拟采用以下技术：[0006] 一种晶圆沟槽腐蚀用上下料装置，包括：[0007] 上下料单元，包括第一直线机构，其滑动端下竖直设有第二直线机构，第二直线机构输出轴下端装配有不完全齿环，不完全齿环内周侧啮合有一对齿轮，齿轮同轴固定地穿设有圆杆，圆杆外周侧还套设有分别位于齿轮两端的转板，同一圆杆下的两转板下端之间设有承载晶圆的第一承载部，其上端面开设有多个第一晶圆槽，第一承载部上端面还开设有与第一晶圆槽部分重合且贯穿至第一承载部下端面的漏液孔，第二直线机构的四侧还设有用于驱动齿轮在不完全齿环下移动的齿轮驱动组件；[0008] 干燥单元，设于上下料单元下方，包括一对输出轴所在直线与水平面之间具有锐角a的第五直线机构，其输出轴一端设有倒L型座，倒L型座竖边一侧设有热风机，其出风端的上方沿直线阵列有多个与漏液孔匹配的吹气管；[0009] 暂存单元，设于干燥单元一端，包括电动转盘，电动转盘上呈圆周阵列地设有多个自驱小车，自驱小车上设有一对第六直线机构，其输出轴所在直线与水平面之间具有锐角b，且a＞b，第六直线机构输出轴一端设有第三承载部，第三承载部一端面开设有多个第三晶圆槽。[0010] 进一步，齿轮驱动组件包括设于第二直线机构输出轴下端的上组装板，上组装板两端在预定距离外分别竖直设有第三直线机构，上组装板两侧在预定距离外分别竖直设有第四直线机构，第三直线机构输出轴下端设有横管，横管两端分别开口且开口内滑动配合有插板，横管两端还分别设有导向块，导向块两端分别设有套环，套环套设于插板位于横管外的部分，第四直线机构输出轴下端设有升降板，升降板两端分别转动配合有转杆，转杆下端设有扣锁，圆杆两端分别设有滑块，滑块侧面贯穿地开设有套设于导向块外的侧槽，滑块上端设有用于连接扣锁的吊环。[0011] 进一步，上组装板外周侧设有多个第一延伸部，第一延伸部开设有第一通孔，上组装板下端装配有下组装板，下组装板外周侧设有多个分别匹配第一延伸部的第二延伸部，第二延伸部开设有与第一通孔匹配的第二通孔，下组装板下端设有竖板，竖板两侧面分别开设有若干螺孔，不完全齿环设于竖板下端，竖板两侧分别装配有倒L型板，倒L型板的横边设有贴板，贴板侧面开设有若干分别与螺孔匹配的第三通孔，倒L型板的竖边下部开设有第四通孔，转板下部开设有与第四通孔匹配的第六通孔，通过将一与晶圆同轴的销杆穿入第四通孔和两个第六通孔作为旋转轴，使转板绕销杆转动。[0012] 进一步，扣锁包括L型部和用于和L型部形成三角形封闭部的封闭板。[0013] 进一步，滑块一端开设有圆槽，圆杆转动配合于圆槽。[0014] 进一步，热风机出风端设有U型管，吹气管设于U型管的上横管外周侧上。[0015] 进一步，倒L型座横边上端面设有竖块，竖块上端设有若干弹簧，弹簧上端设有第二承载部，其上端面开设有多个第二晶圆槽。[0016] 进一步，电动转盘上端面呈圆周阵列地设有多组第一轮槽，第一轮槽一端延伸至电动转盘外周侧上方，自驱小车的滚轮移动配合于第一轮槽内，自驱小车上设有U型架，两第六直线机构分别设于U型架的两个竖边上。[0017] 进一步，电动转盘外周侧一端设有外板，外板一端面成形有与电动转盘外周侧匹配的弧面，外板上设有用于连接第一轮槽的第二轮槽。[0018] 本技术方案的有益效果在于：[0019] 1、在对晶圆进行沟槽腐蚀前，就先将晶圆放置在上下料单元的第一承载部上，从这一步开始，后面的上下料步骤就都可以自动完成，而且第一承载部设置了漏液孔，可以在将晶圆从腐蚀槽提升的过程中，就漏出较多的腐蚀液，然后通过干燥单元将晶圆被夹持的部分，以及第一承载部的第一晶圆槽和漏液孔内再次进行干燥，彻底清除残留的腐蚀液，而不需要中途手动将各晶圆取下进行清理，可以提高生产效率。[0020] 2、晶圆经过下料以及彻底清除残留的腐蚀液后，可被批量自动转移到暂存单元上暂存，便于后续使用。附图说明[0021] 图1示出了本申请实施例整体立体图一。[0022] 图2示出了本申请实施例整体立体图二。[0023] 图3示出了本申请实施例上下料单元局部立体图一。[0024] 图4示出了本申请实施例上下料单元局部立体图二。[0025] 图5示出了本申请实施例上下料单元局部爆炸图一。[0026] 图6示出了本申请实施例上下料单元局部爆炸图二。[0027] 图7示出了本申请实施例上下料单元局部爆炸图三。[0028] 图8示出了本申请实施例滑块立体图。[0029] 图9示出了本申请实施例转板、第一承载部立体图一。[0030] 图10示出了本申请实施例转板、第一承载部立体图二。[0031] 图11示出了本申请实施例干燥单元立体图。[0032] 图12示出了本申请实施例暂存单元立体图。[0033] 图13示出了本申请实施例工作方式示意前视图一。[0034] 图14示出了本申请实施例工作方式示意前视图二。[0035] 图15示出了本申请实施例工作方式示意前视图三。[0036] 图中标记：上下料单元1、第一直线机构11、第二直线机构12、上组装板121、第一延伸部122、第一横板123、第三直线机构124、第四直线机构125、横管13、插板131、导向块132、套环133、升降板134、转杆135、扣锁136、下组装板14、第二延伸部141、竖板142、螺孔143、不完全齿环15、齿轮151、圆杆152、滑块153、侧槽154、圆槽155、吊环156、倒L型板16、贴板161、第四通孔162、转板17、第五通孔171、第六通孔172、第一承载部18、第一晶圆槽181、漏液孔182、干燥单元2、第五直线机构21、倒L型座22、竖块221、热风机23、U型管24、吹气管25、弹簧26、第二承载部27、第二晶圆槽271、暂存单元3、电动转盘31、第一轮槽311、自驱小车32、U型架33、第六直线机构34、第三承载部35、第三晶圆槽36、外板37、第二轮槽371、废液槽4、腐蚀槽5、晶圆6。具体实施方式[0037] 下面结合附图和实施例对本申请作进一步说明。[0038] 如图1 图15所示的一种晶圆沟槽腐蚀用上下料装置，包括上下料单元1、干燥单元~2、暂存单元3、废液槽4。[0039] 如图1 图10，图13 图15所示，上下料单元1包括第一直线机构11，具体地，第一直~ ~线机构11固定于晶圆沟槽腐蚀工艺车间的天花板下，第一直线机构11的滑动端下竖直设有第二直线机构12，第二直线机构12输出轴下端设有上组装板121，上组装板121外周侧设有多个第一延伸部122，第一延伸部122开设有第一通孔，上组装板121两端面分别设有第一横板123，第一横板123一端竖直设有第三直线机构124，上组装板121两侧面分别设有第二横板，第二横板一端竖直设有第四直线机构125，第三直线机构124输出轴下端设有横管13，横管13两端分别开口且开口内滑动配合有插板131，横管13两端还分别设有导向块132，导向块132两端分别设有套环133，套环133套设于插板131位于横管13外的部分，第四直线机构125输出轴下端设有升降板134，升降板134两端分别设有一对凸块，凸块之间设有固定杆，固定杆上套设有转杆135，转杆135下端设有扣锁136，扣锁136包括L型部和用于和L型部形成三角形封闭部的封闭板，上组装板121下端装配有下组装板14，下组装板14外周侧设有多个分别匹配第一延伸部122的第二延伸部141，第二延伸部141开设有与第一通孔匹配的第二通孔，下组装板14下端设有竖板142，竖板142两侧面分别开设有若干螺孔143，竖板142下端设有不完全齿环15，具体地，不完全齿环15的覆盖弧度相对于一个圆形来说为200°~260°，不完全齿环15的齿部位于内周侧，不完全齿环15内周侧啮合有一对齿轮151，齿轮151同轴固定地穿设有圆杆152，圆杆152两端分别设有滑块153，滑块153侧面贯穿地开设有套设于导向块132外的侧槽154，滑块153一端开设有圆槽155，圆杆152转动配合于圆槽155，滑块153上端设有用于连接扣锁136的吊环156，竖板142两侧分别装配有倒L型板16，倒L型板16的横边设有贴板161，贴板161侧面开设有若干分别与螺孔143匹配的第三通孔，倒L型板16的竖边下部开设有第四通孔162，圆杆152外周侧还套设有分别位于齿轮151两端的转板17，具体地，转板17上部开设有第五通孔171，圆杆152转动配合于第五通孔171，转板17下部开设有与第四通孔162匹配的第六通孔172，通过将一与晶圆同轴的销杆穿入第四通孔162输出轴和两个第六通孔172作为旋转轴，使转板17绕销杆转动，同一圆杆152下的两转板17下端之间设有用于承载从腐蚀槽5中取出的晶圆6的第一承载部18，第一承载部18上端面开设有多个内底面与晶圆6外周侧的部分形状匹配的第一晶圆槽181，第一承载部18上端面还开设有与第一晶圆槽181部分重合且贯穿至第一承载部18下端面的漏液孔182。[0040] 如图1、图2、图11、图13所示，干燥单元2设于上下料单元1下方，包括一对输出轴所在直线与水平面之间具有锐角a的第五直线机构21，具体地，第五直线机构21设于底架上，第五直线机构21输出轴一端设有倒L型座22，倒L型座22竖边一侧设有热风机23，其出风端设有U型管24，U型管24的上横管外周侧上沿直线阵列有多个与漏液孔182匹配的吹气管25，倒L型座22横边上端面设有竖块221，竖块221上端设有若干弹簧26，弹簧26上端设有第二承载部27，第二承载部27上端面开设有多个第二晶圆槽271。[0041] 如图1、图2、图12、图14、图15所示，暂存单元3设于干燥单元2一端，包括电动转盘31，电动转盘31上端面呈圆周阵列地设有多组第一轮槽311，第一轮槽311一端延伸至电动转盘31外周侧上方，第一轮槽311上设有自驱小车32，自驱小车32的滚轮移动配合于第一轮槽311内，自驱小车32上设有U型架33，U型架33的两个竖边上分别设有第六直线机构34，第六直线机构34的输出轴所在直线也与水平面之间具有锐角b，且a＞b，第六直线机构34输出轴一端设有第三承载部35，第三承载部35一端面开设有多个第三晶圆槽36，电动转盘31外周侧一端设有外板37，外板37一端面成形有与电动转盘31外周侧匹配的弧面，外板37上设有用于连接第一轮槽311的第二轮槽371。[0042] 如图1、图2所示，废液槽4设于两个第五直线机构21之间的下方，用于收集被吹下的腐蚀液。[0043] 在本实施例中，第一直线机构11采用无杆直线气缸，第二直线机构12、第三直线机构124、第四直线机构125、第五直线机构21、第六直线机构34均采用单轴直线气缸。[0044] 工作方式：[0045] 首先将各晶圆6放置于两个第一承载部18之间，然后通过第一直线机构11移动这些晶圆6，再通过第二直线机构12降下这些晶圆6到腐蚀槽5内，然后经过预定时间的腐蚀后，再通过第二直线机构12取出晶圆6，然后首先进行一次吹干，具体吹干时可采用如鼓风机等进行吹干的方式，且在取出和第一次吹干时，已经有部分残留腐蚀液会通过漏液孔182落回腐蚀槽5内。[0046] 然后将这些晶圆6移动到干燥单元2上方，进行第二次吹干，以将被晶圆6被第一晶圆槽181覆盖部分的剩余残留腐蚀液从晶圆6上清除，具体地：晶圆6在干燥单元2上，且各漏液孔182的轴线分别与一吹气管25同轴之后，首先通过第一直线机构11移动各第一承载部18，此时的状态如图13所示，这时，先启动热风机23，然后通过第五直线机构21推动各吹气管25抵到漏液孔182的下端，使热风通过漏液孔182然后进入第一晶圆槽181，对第一晶圆槽181所覆盖位置的晶圆6部分，以及第一晶圆槽181和漏液孔182内部进行烘干，优选地，第二承载部27还可将晶圆6提升一小段距离，使得晶圆6和第一晶圆槽181略微分离，使得晶圆6要进一步干燥的部分不与第一承载部18接触，提升干燥效果。[0047] 然后再继续将这些晶圆6移动到暂存单元3上方，优选地，可将一个自驱小车32移动到更靠近干燥单元2的外板37上，以便操作，具体地：先通过第一直线机构11移动各第一承载部18，且在开始时的状态如图14所示，两个转板17之间的夹角小于两个第六直线机构34输出轴所在直线之间的夹角，由于两条直线相交会有四个夹角，以上夹角均为位于下方的夹角，并且，为了达到如图14所示的状态，首先需要收起第三承载部35一小段距离，以使晶圆6能够通过。[0048] 这时，需要逐渐增大两个转板17之间的夹角，以使晶圆6从第一承载部18而落到第三承载部35上，图15中示出了增大夹角的中间过程的一个状态，第三承载部35进一步通过第六直线机构34收起，然后此时两个转板17之间的夹角等于两个第六直线机构34输出轴所在直线之间的夹角，在图15的状态过后，还要继续增大两个转板17之间的夹角，同时通过第六直线机构34推动第三承载部35，使晶圆6最终在第三承载部35上存放。[0049] 对于以上所说的转板17之间的夹角变化，上下料单元1通过以下的方式实现：通过第四直线机构125，可以带动转杆135，进一步使滑块153在导向块132上横向滑动，并且由于需要驱动齿轮151沿弧线运动，需要通过第三直线机构124推拉横管13，进一步带动导向块132上下移动，也就是说，在第四直线机构125、第三直线机构124的作用下，齿轮151可沿不完全齿环15运动，然后圆杆152可带动转板17转动，以改变夹角。[0050] 外板37上的第三承载部35上放置了晶圆6后，可移回电动转盘31上，然后通过电动转盘31将下一个第三承载部35为空的自驱小车32转到靠近外板37的一端，装载了第三承载部35用于暂存晶圆6，可便于进行后续工序的人员取用晶圆6。[0051] 进一步优选地，上下料单元1各直线机构下的零件基本都可以拆卸进行清洗，由于有可能残留腐蚀液，且腐蚀液挥发时，有时会残留在零件上，可通过第一直线机构11将滑动端移动到干燥单元2所在端的腐蚀槽5另一端，进行拆卸，具体地，可收起插板131，并解除扣锁136，拆除各螺丝、销杆，最终可将导向块132、升降板134及其所带零件、下组装板14及其所带零件、滑块153、倒L型板16、转板17及第一承载部18全部拆下，便于工作人员清洗。[0052] 以上仅为本申请列举的部分实施例，并不用于限制本申请。

专利地区：四川

专利申请日期：2024-07-09

专利公开日期：2024-09-27

专利公告号：2024-09-27