一种半导体硅晶圆匀胶系统的制作方法

本发明属于半导体制造技术领域，具体的说是一种半导体硅晶圆匀胶系统。

背景技术

晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅芯片，晶圆是生产集成电路所用的载体，一般意义晶圆多指单晶硅圆片，晶圆是最常用的半导体材料。光刻工艺总共包括晶片匀胶、前烘、曝光、显影、坚膜、腐蚀、去胶等步骤，其中，匀胶是为了使分布于晶片上的光刻胶分布均匀并能达到一定厚度，以便曝光时晶片表面的光刻胶都能得到适当的感光；其中在匀胶时通常都是采用电机带动吸附在真空吸盘上的晶片旋转，从而在离心力的作用下使胶均匀分布在晶圆片上，胶膜涂敷厚度可根据电机旋转轴的速度来进行控制。但是由于工作台在安装时可能不是处于水平状态，如此真空吸盘便不是水平状态，所以在电机旋转时，吸盘产生的离心力便不在水平面方向上，从而会使涂覆胶分布的不均匀，导致晶片上的胶层的厚度不一，从而大大影响后续的光刻工艺，因此迫切需要一种其他方式实现的匀胶方案。

现有技术中也出现了一些半导体硅晶圆制造的技术方案，如申请号为201721240564.8的一项中国专利公开了一种光刻机用晶圆片匀胶装置，包括工作台、固定连接在工作台上的电机，以及水平设于电机主轴上的真空吸盘，还包括一个l形的支撑板；所述工作台的正面设有一根水平尺；所述工作台的左侧面通过铰接轴转动连接在支撑板的竖直板部内侧面上；所述支撑板的竖直板部的内侧面上还设有两根水平设置的导轨和一根位于两根导轨之间，且水平设置的螺纹杆，其中所述螺纹杆的一端通过轴承转动连接在支撑板的竖直板部内侧面上；该技术方案实现了通过调节螺纹杆使整个工作台处于水平状态，从而保证涂覆胶的厚度均匀，但是该方案中工作台上方的电机转动会产生振动，进而使上方的吸盘抖动，影响匀胶层的均匀性；晶圆上方设置的风机只能保证晶圆上方的空气是流动的，没有从源头把灰尘阻挡在外面；利用离心的方式匀胶，利用离心力把胶液甩出去，匀胶的表面无法百分百保证是一个光滑平面，也就不能百分百保证晶圆的质量。

技术实现要素：

为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种半导体硅晶圆匀胶系统，通过在工作台上方设置匀胶板，一号电机驱动匀胶板稳定的转动，电缸带动一号电机、匀胶板匀速向下移动，匀胶板均匀地把胶液平铺到晶圆表面，实现了均匀、稳定的匀胶；通过在工作台顶板边沿设置吹气槽，吹气槽吹出的高压气流喷射到气动伸缩板上，实现了在工作台上方形成由气流组成的封闭空间，防止在匀胶的过程中有灰尘进入；通过一号滑块和吹气管的相互配合，实现了把工作台表面的灰尘吹向四周，进而实现吹向吹气槽喷射出的气流的灰尘被向上的气流带出，吹向支撑板立板的灰尘沿着挡尘板吹到空气中。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种半导体硅晶圆匀胶系统，包括支撑板、挡尘模块、电缸、一号电机、旋转杆、匀胶板、工作台、真空发生器，所述支撑板顶板下方固定连接电缸底座；所述电缸缸杆端头固定连接一号电机非输出端；所述一号电机的转轴端头固定连接旋转杆一端；所述旋转杆铰接匀胶板一端，铰接处设有扭簧；所述匀胶板另一端设置圆弧面；所述匀胶板下方设有工作台；所述工作台左侧面固定连接在支撑板立板上；所述工作台为长方体，工作台内部设置空腔，工作台顶板设置一组出气孔；所述工作台底板中部下方设有真空发生器，工作台底板右侧下方设有单向阀；所述工作台与支撑板顶板之间设有挡尘模块；所述挡尘模块用于防止周围的灰尘进人工作台与支撑板顶板之间；晶圆放到工作台上，开启连通真空发生器的开关，晶圆被吸附在工作台上表面；一号电机带动旋转杆转动，旋转杆带动匀胶板转动，匀胶板转动的同时向上摆动，当一号电机的转速稳定时，匀胶板也稳定在一个固定的平面内；电缸带动一号电机、匀胶板向下移动，当匀胶板接触到晶圆上表面的胶液时，匀胶板均匀地把胶液平铺到晶圆表面。

优选的，所述挡尘模块包括吹气槽、气动伸缩板、挡尘板，所述吹气槽设置在工作台顶板边沿，工作台左侧边沿不设置吹气槽；所述支撑板顶板悬空侧壁上固定连接气动伸缩板；所述气动伸缩板为多节顶出板，气动伸缩板倾斜向上顶出；所述支撑板立板靠近工作台的位置设置矩形孔，矩形孔内铰接挡尘板；所述挡尘板用于排除从涂胶表面吹向支撑板立板的灰尘；吹气槽内通入高压的压缩空气，在工作台上方形成由气流组成的封闭空间，防止在匀胶的过程中有灰尘进入；带有灰尘的气流向上喷射到气动伸缩板上，经过倾斜设置的气动伸缩板阻挡后向外喷射出去，长期阻挡气流导致气动伸缩板表面聚集灰尘，在停止匀胶时，气动伸缩板收缩，气动伸缩板各节的内外表面能够相互刮除表面的灰尘，实现了快速清洁气动伸缩板；支撑板立板一侧未设置气动伸缩板和吹气槽，设置挡尘板能够排除从涂胶表面吹向支撑板立板的灰尘。

优选的，所述匀胶板内部设置空腔，匀胶板匀胶一侧表面设置一组通孔，通孔水平设置；所述匀胶板靠近通孔的位置铰接导气板，铰接处设有扭簧；匀胶板内部空腔内通入压缩空气，匀胶板匀胶的同时，通过水平设置的气孔吹动空气，吹走晶圆上方的灰尘，保证了匀胶时的清洁；导气板能够实现改变气流的方向和大小。

优选的，所述工作台顶板中心位置的孔为一号通孔；所述一号通孔用于给工作台上表面吹气；所述一号通孔内固定连接吹气筒；所述吹气筒下端内部设置一号圆柱形空腔，一号圆柱形空腔内滑动安装一号滑块；所述一号滑块下方设有弹簧；所述吹气筒下端设置通孔，吹气筒上端面设置一号盲孔，一号盲孔内滑动安装吹气管；所述吹气管下方设有弹簧；所述吹气管内部设有空腔，吹气管下端开口，吹气管圆柱面上设置一组通孔；所述一号圆柱形空腔上方右侧设置连接气孔与一号盲孔中部连通；所述吹气筒靠近一号圆柱形空腔上方右侧的外壁设有单向阀；所述单向阀一端与一号圆柱形空腔上方的连接气孔连通，单向阀另一端通过气管连接到外部空气中；晶圆放到工作台上，晶圆挤压吹气管上端，吹气管压缩弹簧向下移动；一号滑块上端通过单向阀与外部空气接通，开启连通真空发生器的开关，一号滑块压缩弹簧向下移动；匀胶完成后，关闭真空发生器的开关，取下晶圆，吹气管受弹簧力作用向上移动，移动到最上端时连接气孔打开，一号滑块受弹簧挤压向上移动，一号滑块上方的空气通过上方连接气孔压入一号盲孔，在经过吹气管圆柱面上的吹气口喷射出，喷射出的气流把工作台表面的灰尘吹向四周；吹向吹气槽喷射出的气流的灰尘被向上的气流带出，吹向支撑板立板的灰尘沿着挡尘板吹到空气中。

优选的，所述工作台顶板上一号通孔外侧的所有孔为二号通孔；所述二号通孔用于吸附晶圆；所述二号通孔下方固定连接缸套；所述缸套为圆柱形，缸套内部设置二号圆柱形空腔，二号圆柱形空腔下方设置通孔，二号圆柱形空腔右侧中部设置一号排气孔；所述二号圆柱形空腔内滑动安装锥形滑块；所述锥形滑块下方设有弹簧；所述锥形滑块上平面设置二号盲孔，二号盲孔下方设置气孔与二号圆柱形空腔连通；所述二号盲孔内设有毛刷杆；所述毛刷杆通过滚珠丝杠与二号盲孔连接，毛刷杆下方设有弹簧；所述毛刷杆上端圆柱面上设有一组毛刷；晶圆放到工作台上，开启连通真空发生器的开关，毛刷杆沿滚珠丝杠旋转同时压缩弹簧向下移动；锥形滑块压缩弹簧向下移动，当锥形滑块上方空腔通过一号排气孔与工作台内部连通时，锥形滑块在弹簧力的作用下向上移动，毛刷杆旋转向上移动，间隙消失，锥形滑块上方的压力损失时，毛刷杆旋转向下移动，锥形滑块再次向下移动，锥形滑块的锥形面与一号排气孔之间的间隙再次打开，锥形滑块和毛刷杆实现上下往复运动；匀胶完成后，关闭真空发生器的开关，取下晶圆，毛刷杆受弹簧力作用旋转向上移动，锥形滑块受弹簧力作用向上移动，实现把二号通孔内的灰尘刷除后带到孔外，再由吹气管吹出的气流送到空气中。

本发明的有益效果如下：

1.本发明通过在工作台上方设置匀胶板，一号电机驱动匀胶板稳定的转动，电缸带动一号电机、匀胶板匀速向下移动，匀胶板均匀地把胶液平铺到晶圆表面，实现了均匀、稳定的匀胶。

2.本发明通过在工作台顶板边沿设置吹气槽，吹气槽吹出的高压气流喷射到气动伸缩板上，实现了在工作台上方形成由气流组成的封闭空间，防止在匀胶的过程中有灰尘进入。

3.本发明通过在匀胶板匀胶一侧设置水平的气孔，吹走晶圆上方的灰尘，实现了匀胶时晶圆表面的清洁。

4.本发明通过在一号通孔内设置吹气筒，在吹气筒内部设置一号滑块、吹气管，一号滑块和吹气管的相互配合，实现了把工作台表面的灰尘吹向四周，进而实现吹向吹气槽喷射出的气流的灰尘被向上的气流带出，吹向支撑板立板的灰尘沿着挡尘板吹到空气中。

5.本发明通过二号通孔内设置毛刷杆，二号通孔下方设置锥形滑块，锥形滑块和毛刷杆相互配合，实现了把二号通孔内的灰尘刷除后带到孔外，由吹气管吹出的气流再送到四周吹气槽吹出的高速气流中带出。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的主视图；

图2是图1中a处的放大视图；

图3是图1中b处的放大视图；

图4是图1中c处的放大视图；

图中：支撑板1、挡尘模块2、吹气槽21、气动伸缩板22、挡尘板23、电缸3、一号电机4、旋转杆5、匀胶板6、导气板61、工作台7、一号通孔71、吹气筒72、一号圆柱形空腔721、一号盲孔722、连接气孔723、一号滑块73、吹气管74、二号通孔75、缸套76、二号圆柱形空腔761、一号排气孔762、锥形滑块77、二号盲孔771、毛刷杆78、毛刷781、真空发生器8。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图4所示，本发明所述的一种半导体硅晶圆匀胶系统，包括支撑板1、挡尘模块2、电缸3、一号电机4、旋转杆5、匀胶板6、工作台7、真空发生器8，所述支撑板1顶板下方固定连接电缸3底座；所述电缸3缸杆端头固定连接一号电机4非输出端；所述一号电机4的转轴端头固定连接旋转杆5一端；所述旋转杆5铰接匀胶板6一端，铰接处设有扭簧；所述匀胶板6另一端设置圆弧面；所述匀胶板6下方设有工作台7；所述工作台7左侧面固定连接在支撑板1立板上；所述工作台7为长方体，工作台7内部设置空腔，工作台7顶板设置一组出气孔，通孔布置在圆形区域内；所述工作台7底板中部下方设有真空发生器8，工作台7底板右侧下方设有单向阀；所述工作台7与支撑板1顶板之间设有挡尘模块2；所述挡尘模块2用于防止周围的灰尘进人工作台7与支撑板1顶板之间；晶圆放到工作台7上，开启连通真空发生器8的开关，晶圆被吸附在工作台7上表面；一号电机4带动旋转杆5转动，旋转杆5带动匀胶板6转动，匀胶板6转动的同时向上摆动，当一号电机4的转速稳定时，匀胶板6也稳定在一个固定的平面内；电缸3带动一号电机4、匀胶板6向下移动，当匀胶板6接触到晶圆上表面的胶液时，匀胶板6均匀地把胶液平铺到晶圆表面。

作为本发明的一种实施方案，所述挡尘模块2包括吹气槽21、气动伸缩板22、挡尘板23，所述吹气槽21设置在工作台7顶板边沿，工作台7左侧边沿不设置吹气槽21；所述支撑板1顶板悬空侧壁上固定连接气动伸缩板22；所述气动伸缩板22为多节顶出板，气动伸缩板22倾斜向上顶出；所述支撑板1立板靠近工作台7的位置设置矩形孔，矩形孔内铰接挡尘板23；所述挡尘板23用于排除从涂胶表面吹向支撑板1立板的灰尘；吹气槽21内通入高压的压缩空气，在工作台7上方形成由气流组成的封闭空间，防止在匀胶的过程中有灰尘进入；带有灰尘的气流向上喷射到气动伸缩板22上，经过倾斜设置的气动伸缩板22阻挡后向外喷射出去，长期阻挡气流导致气动伸缩板22表面聚集灰尘，在停止匀胶时，气动伸缩板22收缩，气动伸缩板22各节的内外表面能够相互刮除表面的灰尘，实现了快速清洁气动伸缩板22；支撑板1立板一侧未设置气动伸缩板22和吹气槽21，设置挡尘板23能够排除从涂胶表面吹向支撑板1立板的灰尘。

作为本发明的一种实施方案，所述匀胶板6内部设置空腔，匀胶板6匀胶一侧表面设置一组通孔，通孔水平设置；所述匀胶板6靠近通孔的位置铰接导气板61，铰接处设有扭簧；匀胶板6内部空腔内通入压缩空气，匀胶板6匀胶的同时，通过水平设置的气孔吹动空气，吹走晶圆上方的灰尘，保证了匀胶时的清洁；导气板61能够实现改变气流的方向和大小。

作为本发明的一种实施方案，所述工作台7顶板中心位置的孔为一号通孔71；所述一号通孔71用于给工作台7上表面吹气；所述一号通孔71内固定连接吹气筒72；所述吹气筒72下端内部设置一号圆柱形空腔721，一号圆柱形空腔721内滑动安装一号滑块73；所述一号滑块73下方设有弹簧；所述吹气筒72下端设置通孔，吹气筒72上端面设置一号盲孔722，一号盲孔722内滑动安装吹气管74；所述吹气管74下方设有弹簧；所述吹气管74内部设有空腔，吹气管74下端开口，吹气管74圆柱面上设置一组通孔；所述一号圆柱形空腔721上方右侧设置连接气孔723与一号盲孔722中部连通；所述吹气筒72靠近一号圆柱形空腔721上方右侧的外壁设有单向阀；所述单向阀一端与一号圆柱形空腔721上方的连接气孔723连通，单向阀另一端通过气管连接到外部空气中；晶圆放到工作台7上，晶圆挤压吹气管74上端，吹气管74压缩弹簧向下移动；一号滑块73上端通过单向阀与外部空气接通，开启连通真空发生器8的开关，一号滑块73压缩弹簧向下移动；匀胶完成后，关闭真空发生器8的开关，取下晶圆，吹气管74受弹簧力作用向上移动，移动到最上端时连接气孔723打开，一号滑块73受弹簧挤压向上移动，一号滑块73上方的空气通过上方连接气孔723压入一号盲孔722，在经过吹气管74圆柱面上的吹气口喷射出，喷射出的气流把工作台7表面的灰尘吹向四周；吹向吹气槽21喷射出的气流的灰尘被向上的气流带出，吹向支撑板1立板的灰尘沿着挡尘板23吹到空气中。

作为本发明的一种实施方案，所述工作台7顶板上一号通孔(71)外侧的所有孔为二号通孔75；所述二号通孔75用于吸附晶圆；所述二号通孔75下方固定连接缸套76；所述缸套76为圆柱形，缸套76内部设置二号圆柱形空腔761，二号圆柱形空腔761下方设置通孔，二号圆柱形空腔761右侧中部设置一号排气孔762；所述二号圆柱形空腔761内滑动安装锥形滑块77；所述锥形滑块77下方设有弹簧；所述锥形滑块77上平面设置二号盲孔771，二号盲孔771下方设置气孔与二号圆柱形空腔761连通；所述二号盲孔771内设有毛刷杆78；所述毛刷杆78通过滚珠丝杠与二号盲孔771连接，毛刷杆78下方设有弹簧；所述毛刷杆78上端圆柱面上设有一组毛刷781；晶圆放到工作台7上，开启连通真空发生器8的开关，毛刷杆78沿滚珠丝杠旋转同时压缩弹簧向下移动；锥形滑块77压缩弹簧向下移动，当锥形滑块77上方空腔通过一号排气孔762与工作台内部连通时，锥形滑块77在弹簧力的作用下向上移动，毛刷杆78旋转向上移动，间隙消失，锥形滑块77上方的压力损失时，毛刷杆78旋转向下移动，锥形滑块77再次向下移动，锥形滑块77的锥形面与一号排气孔762之间的间隙再次打开，锥形滑块77和毛刷杆78实现上下往复运动；匀胶完成后，关闭真空发生器8的开关，取下晶圆，毛刷杆78受弹簧力作用旋转向上移动，锥形滑块77受弹簧力作用向上移动，实现把二号通孔75内的灰尘刷除后带到孔外，再由吹气管74吹出的气流送到空气中。

工作时，晶圆放到工作台7上，往晶圆上表面喷涂胶液，开启连通真空发生器8的开关，毛刷杆78沿滚珠丝杠旋转同时压缩弹簧向下移动；锥形滑块77压缩弹簧向下移动，当锥形滑块77上方空腔通过一号排气孔762与工作台内部连通时，锥形滑块77在弹簧力的作用下向上移动，毛刷杆78旋转向上移动，间隙消失，锥形滑块77上方的压力损失时，毛刷杆78旋转向下移动，锥形滑块77再次向下移动，锥形滑块77的锥形面与一号排气孔762之间的间隙再次打开，锥形滑块77和毛刷杆78实现上下往复运动；晶圆放到工作台7上时，晶圆挤压吹气管74，吹气管74压缩弹簧向下移动；一号滑块73上端通过单向阀与外部空气接通，开启连通真空发生器8的开关时，一号滑块73压缩弹簧向下移动；一号电机4带动旋转杆5转动，旋转杆5带动匀胶板6转动，匀胶板6转动的同时向上摆动，当一号电机4的转速稳定时，匀胶板6也稳定在一个固定的平面内；电缸3带动一号电机4、匀胶板6向下移动，当匀胶板6接触到晶圆上表面的胶液时，匀胶板6均匀地把胶液平铺到晶圆表面；匀胶板6内部空腔内通入压缩空气，匀胶板6匀胶的同时，通过水平设置的气孔吹动空气，吹走晶圆上方的灰尘，保证了匀胶时的清洁；导气板61能够实现改变气流的方向和大小；匀胶完成后，关闭真空发生器8的开关，取下晶圆，毛刷杆78受弹簧力作用旋转向上移动，锥形滑块77受弹簧力作用向上移动，实现把二号通孔75内的灰尘刷除后带到孔外，再由吹气管74吹出的气流送到空气中；吹气管74受弹簧力作用向上移动，移动到最上端时连接气孔723打开，一号滑块73受弹簧挤压向上移动，一号滑块73上方的空气通过上方连接气孔723压入一号盲孔722，在经过吹气管74圆柱面上的吹气口喷射出，喷射出的气流把工作台7表面的灰尘吹向四周；吹向吹气槽21喷射出的气流的灰尘被向上的气流带出，吹向支撑板1立板的灰尘沿着挡尘板23吹到空气中；带有灰尘的气流向上喷射到气动伸缩板22上，经过倾斜设置的气动伸缩板22阻挡后向外喷射出去，长期阻挡气流导致气动伸缩板22表面聚集灰尘，在停止匀胶时，气动伸缩板22收缩，气动伸缩板22各节的内外表面能够相互刮除表面的灰尘，实现了快速清洁气动伸缩板22。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。