一种基于半导体器件加工的绝缘层刻蚀装置的制作方法

1.本发明涉及半导体加工技术领域，具体为一种基于半导体器件加工的绝缘层刻蚀装置。


背景技术：

2.半导体加工过程中，需要对半导体原料晶圆进行刻蚀处理，现需一种基于半导体器件加工的绝缘层刻蚀装置。
3.基于上述现有技术，传统的半导体器件加工的绝缘层刻蚀装置一般为桶状结构，未设置在喷洒过程中可以对刻蚀酸剂进行均匀扩散的结构，未设置在刻蚀时可以使晶圆接近悬空固定的结构，不能避免刻蚀后酸剂附着在晶圆底部，不便于对酸剂残留进行处理，未设置可以对刻蚀后的晶圆进行自动运输出料的结构。
4.因此，不满足现有加工制造的需求，对此我们提出了一种基于半导体器件加工的绝缘层刻蚀装置。


技术实现要素：

5.(一)技术问题
6.本发明的目的在于提供一种基于半导体器件加工的绝缘层刻蚀装置，以解决上述背景技术中提出的传统的半导体器件加工的绝缘层刻蚀装置一般为桶状结构，未设置在喷洒过程中可以对刻蚀酸剂进行均匀扩散的结构，未设置在刻蚀时可以使晶圆接近悬空固定的结构，不能避免刻蚀后酸剂附着在晶圆底部，不便于对酸剂残留进行处理，未设置可以对刻蚀后的晶圆进行自动运输出料的结构的问题。
7.(二)技术方案
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于半导体器件加工的绝缘层刻蚀装置，包括工作台；
9.所述工作台顶部固定连接有真空腔，真空腔内部设置有温度混合结构，真空腔曲侧面底部设置有底凸仓，真空腔曲侧面顶部设置有顶凸仓；
10.所述温度混合结构包括固定座，其固定连接于底凸仓外曲侧面处，固定座外侧固定连接有伺服电机，伺服电机转轴顶部通过同轴连接设置有顶齿轮，顶齿轮底部通过同轴连接设置有承接片，承接片顶部通过滑动连接设置有齿环，齿环内侧齿部与顶齿轮啮合传动；
11.所述顶凸仓内侧设置有酸剂环喷结构，顶凸仓外侧顶部固定连接有出料结构，出料结构包括往复丝杠；
12.所述真空腔顶部连接设置有密封顶板，真空腔内侧底部设置有晶圆支撑结构；
13.所述工作台后侧设置有总控制箱，总控制箱左侧固定连接有加压泵，总控制箱右侧固定连接有真空泵。
14.优选的，所述温度混合结构还包括磁块a、内凹槽，磁块a固定连接于齿环顶部，内
凹槽数量设置为二组，其固定连接于底凸仓内侧顶部与底部。
15.优选的，所述温度混合结构还包括混合转轮，混合转轮通过滑动连接设置有内凹槽内侧，混合转轮顶部与底部通过铰连接设置有滚轮，混合转轮内曲侧面固定连接有斜翅，混合转轮外曲侧面固定连接有磁块b。
16.优选的，所述酸剂环喷结构包括环形管、超声波雾化喷头和控压阀，环形管固定连接于顶凸仓内侧，环形管后端与加压泵相连接，环形管内曲侧面固定连接有超声波雾化喷头，超声波雾化喷头内部通过法兰连接设置有控压阀。
17.优选的，所述晶圆支撑结构包括电磁铁，电磁铁固定连接于真空腔内侧顶部，真空腔内侧顶面固定连接有环座a。
18.优选的，所述环座a内侧固定连接有外架，外架内侧通过铰连接设置有弯折架，弯折架顶端固定连接有弧形夹，弯折架底部突出部通过铰连接设置有铰接件，铰接件底部固定连接有连接座，连接座底部固定连接有铁片。
19.优选的，所述出料结构还包括有：
20.步进电机，步进电机固定连接于往复丝杠滚珠螺母座前端；
21.电动推杆a，其通过同轴连接设置于步进电机转轴曲侧面；
22.气泵，气泵固定连接于往复丝杠后端立面处；
23.吸头，吸头固定连接于电动推杆a伸缩部前端。
24.优选的，所述密封顶板顶部设置有电动推杆b，电动推杆b伸缩部曲侧面与密封顶板内侧铰连接，电动推杆b顶部通过同轴连接设置有调角电机，调角电机后端固定连接于支撑架前端处，支撑架前端与电动推杆b外曲侧面铰连接，支撑架后端与总控制箱固定连接。
25.优选的，所述电动推杆b伸缩部底端固定连接有环座b，环座b内侧固定连接有支撑条，支撑条顶面固定连接有圆槽，支撑条前端固定连接有下折板。
26.优选的，所述总控制箱内部加压泵通过管道与真空腔内部相连接，加压泵管道内部固定连接有电磁阀。
27.(三)有益效果
28.1、本发明通过设置混合转轮，通过总控制箱控制伺服电机运转，可以使伺服电机带动顶齿轮进行转动，从而使其曲侧面啮合传动的齿环进行转动，通过齿环转动可以使其顶部的两组磁块a围绕底凸仓外侧进行水平转动，通过磁力吸附可以使磁块a带动底凸仓内侧的磁块b进行同步转动，可以使两组磁块b带动其内侧的混合转轮进行同步转动，从而可以在混合转轮在转动过程中，通过其内曲侧面的斜翅对喷洒的高温雾化的刻蚀酸剂进行搅动，可以在真空腔内部加热时使其内部的刻蚀剂分子加速运动，从而加速刻蚀剂雾化程度，可以使其内部高温刻蚀剂雾滴快速均匀分散，可以使下方晶圆表面散落的刻蚀剂更为均匀。
29.2、本发明还通过设置晶圆支撑结构，通过总控制箱控制电动推杆b伸缩部带动环座b垂直下降时，当环座b上的晶圆下降至弧形夹水平高度时，通过总控制箱程序同时控制电磁铁运转，通过其磁力对铁片进行吸附，可以使铁片带动其顶端的连接座垂直下降，可以使连接座带动其顶部的四组铰接件垂直下降，可以使铰接件带动其顶部铰连接的弯折架内侧突出部分向下翻转，可以使其顶端四组弧形夹向内侧聚拢，从而对晶圆曲侧面边缘进行夹持，弧形夹曲侧面底部的水平面可对晶圆边缘底部进行托起，可以使晶圆接近悬空，可以
使刻蚀后使酸剂便于脱离晶圆，可避免酸剂附着在晶圆底部，便于对酸剂残留进行处理。
30.3、本发明还通过设置出料结构，当刻蚀完毕后，通过总控制箱控制电动推杆b运转，使其伸缩部收缩可以带动密封顶板向上平移，可以使电动推杆b底端连接到环座b带动晶圆向上抬出，通过总控制箱控制电动推杆b顶部的调角电机运转，可以使其带动电动推杆b进行转动，可以使环座b进行水平转动，通过总控制箱控制步进电机运转可以使电动推杆a伸缩部前端的吸头旋转至晶圆上方，通过控制往复丝杠运转，可以使其带动吸头垂直下降至晶圆顶部，通过总控制箱控制气泵运转吸气，可以使吸头对晶圆进行吸取，通过总控制箱控制出料结构各组件配合，可以对环座b上放置的刻蚀后的晶圆进行自动运输出料。
附图说明
31.图1为本发明实施例整体右侧的立体结构示意图；
32.图2为本发明实施例图2中a的局部放大示意图；
33.图3为本发明实施例整体前侧的立体结构示意图；
34.图4为本发明实施例图3中b的局部放大示意图；
35.图5为本发明实施例图3中c的局部放大示意图；
36.图6为本发明实施例图3中d的局部放大示意图；
37.图7为本发明实施例中真空腔的侧剖面立体结构示意图；
38.图8为本发明实施例图7中e的局部放大示意图；
39.图9为本发明实施例图7中f的局部放大示意图；
40.图10为本发明实施例图7中g的局部放大示意图；
41.图11为本发明实施例中混合转轮的剖面立体结构示意图；
42.在图1至图11中，部件名称或线条与附图编号的对应关系为：
43.1、工作台；
44.2、真空腔；
45.201、底凸仓；2011、固定座；2012、伺服电机；2013、顶齿轮；2014、承接片；2015、齿环；2016、磁块a；2017、内凹槽；202、顶凸仓；2021、环形管；2022、超声波雾化喷头；2023、控压阀；203、混合转轮；2031、斜翅；2032、磁块b；204、滚轮；205、电磁铁；206、环座a；2061、外架；2062、弯折架；2063、弧形夹；2064、铰接件；2065、连接座；2066、铁片；207、电磁阀；
46.3、往复丝杠；
47.301、步进电机；302、电动推杆a；303、气泵；3031、吸头；
48.4、密封顶板；
49.5、电动推杆b；
50.501、调角电机；502、支撑架；503、环座b；5031、支撑条；5032、下折板；5033、圆槽；
51.6、总控制箱；
52.601、真空泵。
具体实施方式
53.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。
54.在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
55.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
56.请参阅图1至图11，本发明提供的一种实施例：一种基于半导体器件加工的绝缘层刻蚀装置，包括工作台1；工作台1顶部固定连接有真空腔2，真空腔2内侧固定连接有电热丝，真空腔2内部设置有温度混合结构，真空腔2曲侧面底部设置有底凸仓201，真空腔2曲侧面顶部设置有顶凸仓202；温度混合结构包括固定座2011，其固定连接于底凸仓201外曲侧面处，固定座2011外侧固定连接有伺服电机2012，伺服电机2012转轴顶部通过同轴连接设置有顶齿轮2013，顶齿轮2013底部通过同轴连接设置有承接片2014，承接片2014顶部通过滑动连接设置有齿环2015，齿环2015内侧齿部与顶齿轮2013啮合传动；顶凸仓202内侧设置有酸剂环喷结构，顶凸仓202外侧顶部固定连接有出料结构，出料结构包括往复丝杠3；真空腔2顶部连接设置有密封顶板4，真空腔2内侧底部设置有晶圆支撑结构；工作台1后侧设置有总控制箱6，总控制箱6左侧固定连接有加压泵，总控制箱6右侧固定连接有真空泵601，总控制箱6内部加压泵通过管道与真空腔2内部相连接，加压泵管道内部固定连接有电磁阀207，电磁阀207电性与总控制箱6相连接。
57.如图10所示，温度混合结构还包括磁块a2016、内凹槽2017，磁块a2016固定连接于齿环2015顶部，内凹槽2017数量设置为二组，其固定连接于底凸仓201内侧顶部与底部；温度混合结构还包括混合转轮203，混合转轮203通过滑动连接设置有内凹槽2017内侧，混合转轮203顶部与底部通过铰连接设置有滚轮204，混合转轮203内曲侧面固定连接有斜翅2031，混合转轮203外曲侧面固定连接有磁块b2032，通过总控制箱6控制伺服电机2012运转，可以使伺服电机2012带动顶齿轮2013进行转动，从而使其曲侧面啮合传动的齿环2015进行转动，通过齿环2015转动可以使其顶部的两组磁块a2016围绕底凸仓201外侧进行水平转动，通过磁力吸附可以使磁块a2016带动底凸仓201内侧的磁块b2032进行同步转动，可以使两组磁块b2032带动其内侧的混合转轮203进行同步转动，从而可以在混合转轮203在转动过程中，通过其内曲侧面的斜翅2031对真空腔2内部的雾化的刻蚀酸剂进行搅动，可以使真空腔2内部加热时加速刻蚀剂雾化程度，使其内部高温刻蚀剂雾滴快速均匀分散，可以使晶圆表面散落的刻蚀剂更为均匀。
58.如图5所示，酸剂环喷结构包括环形管2021、超声波雾化喷头2022和控压阀2023，环形管2021固定连接于顶凸仓202内侧，环形管2021后端与加压泵相连接，环形管2021后端通过法兰连接设置有单向阀，环形管2021内曲侧面固定连接有超声波雾化喷头2022，超声波雾化喷头2022内部通过法兰连接设置有控压阀2023，通过总控制箱6控制加压泵运转，可以使刻蚀用酸剂进入环形管2021内部，通过多组超声波雾化喷头2022内部的控压阀2023对
液压进行调控，可以使环状分布的各组超声波雾化喷头2022喷洒时压力相同，可以喷洒更为均匀，减小对各组晶圆刻蚀产生的误差。
59.如图8所示，晶圆支撑结构包括电磁铁205，电磁铁205固定连接于真空腔2内侧顶部，真空腔2内侧顶面固定连接有环座a206，环座a206内侧固定连接有外架2061，外架2061内侧通过铰连接设置有弯折架2062，弯折架2062顶端固定连接有弧形夹2063，弯折架2062底部突出部通过铰连接设置有铰接件2064，铰接件2064底部固定连接有连接座2065，连接座2065底部固定连接有铁片2066，通过总控制箱6控制电动推杆b5伸缩部带动环座b503垂直下降时，当环座b503上的晶圆下降至弧形夹2063水平高度时，通过总控制箱6程序同时控制电磁铁205运转，通过其磁力对铁片2066进行吸附，可以使铁片2066带动其顶端的连接座2065垂直下降，可以使连接座2065带动其顶部的四组铰接件2064垂直下降，可以使铰接件2064带动其顶部铰连接的弯折架2062内侧突出部分向下翻转，可以使其顶端四组弧形夹2063向内侧聚拢，从而对晶圆曲侧面边缘进行夹持，弧形夹2063曲侧面底部的水平面可对晶圆边缘底部进行托起，可以使晶圆接近悬空，可以使刻蚀后使酸剂便于脱离晶圆，可避免酸剂附着在晶圆底部，便于对酸剂残留进行处理。
60.如图3所示，出料结构还包括有：步进电机301，步进电机301固定连接于往复丝杠3滚珠螺母座前端，其电性与总控制箱6相连接；电动推杆a302，其通过同轴连接设置于步进电机301转轴曲侧面，其电性与总控制箱6相连接；气泵303，气泵303固定连接于往复丝杠3后端立面处，其电性与总控制箱6相连接；吸头3031，吸头3031固定连接于电动推杆a302伸缩部前端，当刻蚀完毕后，通过总控制箱6控制电动推杆b5运转，使其伸缩部收缩可以带动密封顶板4向上平移，可以使电动推杆b5底端连接到环座b503带动晶圆向上抬出，通过总控制箱6控制电动推杆b5顶部的调角电机501运转，可以使其带动电动推杆b5进行转动，可以使环座b503进行水平转动，通过总控制箱6控制步进电机301运转可以使电动推杆a302伸缩部前端的吸头3031旋转至晶圆上方，通过控制往复丝杠3运转，可以使其带动吸头3031垂直下降至晶圆顶部，通过总控制箱6控制气泵303运转吸气，可以使吸头3031对晶圆进行吸取，通过总控制箱6控制出料结构各组件配合，可以对环座b503上放置的刻蚀后的晶圆进行自动运输出料。
61.如图1所示，密封顶板4顶部设置有电动推杆b5，电动推杆b5伸缩部曲侧面与密封顶板4内侧铰连接，电动推杆b5顶部通过同轴连接设置有调角电机501，调角电机501电性与总控制箱6相连接，调角电机501后端固定连接于支撑架502前端处，支撑架502前端与电动推杆b5外曲侧面铰连接，支撑架502后端与总控制箱6固定连接。
62.如图4所示，电动推杆b5伸缩部底端固定连接有环座b503，其电性与总控制箱6相连接，环座b503内侧固定连接有支撑条5031，支撑条5031顶面固定连接有圆槽5033，支撑条5031前端固定连接有下折板5032，当总控制箱6控制电动推杆b5运转使其伸缩部带动环座b503垂直下降，使弧形夹2063对晶圆进行固定后，在环座b503下降过程中，通过下折板5032对下方的外架2061侧端进行接触限位，可以对环座b503进行承接。
63.工作原理：
64.装置进行使用时，将晶圆放置在环座b503内部的圆槽5033顶部后，通过总控制箱6控制电动推杆b5运转，通过总控制箱6控制电动推杆b5伸缩部带动环座b503垂直下降时，当环座b503上的晶圆下降至弧形夹2063水平高度时，通过总控制箱6程序同时控制电磁铁205
运转，通过其磁力对铁片2066进行吸附，可以使铁片2066带动其顶端的连接座2065垂直下降，可以使连接座2065带动其顶部的四组铰接件2064垂直下降，可以使铰接件2064带动其顶部铰连接的弯折架2062内侧突出部分向下翻转，可以使其顶端四组弧形夹2063向内侧聚拢，从而对晶圆曲侧面边缘进行夹持，弧形夹2063曲侧面底部的水平面可对晶圆边缘底部进行托起，可以使晶圆接近悬空，通过总控制箱6控制伺服电机2012运转，可以使伺服电机2012带动顶齿轮2013进行转动，从而使其曲侧面啮合传动的齿环2015进行转动，通过齿环2015转动可以使其顶部的两组磁块a2016围绕底凸仓201外侧进行水平转动，通过磁力吸附可以使磁块a2016带动底凸仓201内侧的磁块b2032进行同步转动，可以使两组磁块b2032带动其内侧的混合转轮203进行同步转动，从而可以在混合转轮203在转动过程中，通过其内曲侧面的斜翅2031对真空腔2内部的加热后雾化的刻蚀酸剂进行搅动，可以使真空腔2内部加热时加速刻蚀剂雾化程度，使其内部高温刻蚀剂雾滴快速均匀分散，可以使晶圆表面散落的刻蚀剂更为均匀，通过总控制箱6控制加压泵运转，可以使刻蚀用酸剂进入环形管2021内部，通过多组超声波雾化喷头2022内部的控压阀2023对液压进行调控，可以使环状分布的各组超声波雾化喷头2022喷洒时压力相同，可以对真空腔2内晶圆进行均匀喷洒酸剂，当刻蚀完毕后，通过总控制箱6控制电动推杆b5运转，使其伸缩部收缩可以带动密封顶板4向上平移，可以使电动推杆b5底端连接到环座b503带动晶圆向上抬出，通过总控制箱6控制电动推杆b5顶部的调角电机501运转，可以使其带动电动推杆b5进行转动，可以使环座b503进行水平转动，通过总控制箱6控制步进电机301运转可以使电动推杆a302伸缩部前端的吸头3031旋转至晶圆上方，通过控制往复丝杠3运转，可以使其带动吸头3031垂直下降至晶圆顶部，通过总控制箱6控制气泵303运转吸气，可以使吸头3031对晶圆进行吸取，通过总控制箱6控制出料结构各组件配合，可以对环座b503上放置的刻蚀后的晶圆进行自动运输出料。
65.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明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发明。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，本发明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发明内。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。