一种涂胶显影机晶圆定位装置的制作方法

本发明属于半导体集成电路制造，具体为一种涂胶显影机晶圆定位装置。

背景技术：

1、晶圆是制作硅半导体电路所用的硅晶片，原始材料是硅，是通过高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种，然后将其慢慢拉出，最后形成圆柱形的单晶硅，晶硅棒在经过研磨抛光切片后形成晶圆，晶圆在成型之后还需要进行涂胶显影，涂胶可在硅片表面均匀覆盖一层光刻胶，并确保光刻胶附着牢固、均匀且无气泡，而显影是将涂在硅片表面的光刻胶按照预定的芯片电路图案深浅程度进行去除，从而为后续的光刻做准备，而涂胶显影机在工作时需要机械臂将晶圆放置在托盘或用于支撑晶圆的装置上，由于机械手在长期工作后会产生磨损，进而产生偏差，因此，在晶圆放置之后还需要对其进行定位；现有技术中，比较常见便是双夹爪结构或定位槽空腔结构，它们利用晶圆与其抵接，在外力作用下自动归位，虽然能够达到定位效果，但晶圆作为较为脆弱和高精度的半导体材料，是不能接受表面摩擦和周向刚性磨损的，而前述的定位方式都需要让晶圆与接触部件进行相对滑动，或者承受一定的刚性压力，这对晶圆可能产生潜在的刚性磨损，造成材料浪费，提高制造成本，因此，亟需解决。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种涂胶显影机晶圆定位装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种涂胶显影机晶圆定位装置，包括底座和支柱，所述支柱的顶端安装有安装筒，所述安装筒的上方设置有晶圆，所述安装筒的内部开设有一号腔和二号腔，并开设有与所述一号腔连通的气压孔，所述一号腔的内腔安装有伸缩杆，所述伸缩杆的伸缩端安装有活塞，所述活塞的外周面安装有密封圈，所述活塞的顶部固定安装有多组支撑机构，所述安装筒的顶部安装有支撑环，所述安装筒的底部安装有电机和多组中间柱，所述电机的输出轴固定安装有固定块，所述固定块的外表面固定安装有多组主动杆，所述主动杆的顶部固定连接有卡柱，所述中间柱的外表面转动安装有转板，所述转板的顶部开设有适配槽，所述卡柱适配卡合于适配槽中，所述转板的顶部固定安装有定位筒，所述定位筒的内部活动套设有定位柱，所述定位柱的外表面转动安装有转筒和缓冲套；

3、所述支撑机构包括固定筒，所述固定筒的内部活动套接有支撑柱和弹簧一，所述弹簧一的外表面转动安装有转动器，所述转动器的内部转动安装有滚轮，所述晶圆支撑于滚轮的外表面。

4、作为本发明的一种优选方案，所述底座的顶部固定安装有多组与定位筒相对应的一号磁铁，所述定位筒的内部还活动套接有弹簧二，所述定位柱通过弹簧二弹性支撑于定位筒中，所述定位柱的底端固定安装有二号磁铁，所述二号磁铁向下贯穿通过转板。

5、作为本发明的一种优选方案，所述定位柱外表面的顶端分别固定安装有两组限位环，所述转筒转动安装于两组所述限位环中，所述缓冲套由硬质橡胶制成，所述定位柱的顶端在最低点时低于晶圆的底部。

6、作为本发明的一种优选方案，所述二号腔和一号腔呈上下连通设置，所述二号腔的内径值小于一号腔的内径值，所述活塞呈过盈配合设置于一号腔的内壁，所述活塞的顶端抵接于一号腔内壁的顶部。

7、作为本发明的一种优选方案，所述支撑环由橡胶制成，并通过胶粘固定于所述安装筒的顶部，所述晶圆的底部与支撑环的顶部之间留有间隙。

8、作为本发明的一种优选方案，所述一号磁铁和二号磁铁在初始位置上轴线重合，在所述初始位置上：所述电机、中间柱和卡柱的圆心共线。

9、作为本发明的一种优选方案，所述弹簧二被定位柱向下拉伸呈受力状态，当所述二号磁铁与一号磁铁错开后，所述定位柱在弹簧二的拉力作用下向上运动。

10、作为本发明的一种优选方案，所述滚轮的轴线垂直于支撑柱的轴线，并能够绕所述支撑柱的轴线做圆周运动。

11、本发明的有益效果如下：

12、1、本装置经过重新设计，采取了较为柔和的方式实现了对晶圆的定位功能，通过设置有支撑机构对晶圆预先进行支撑，在定位过程中，当缓冲套对晶圆进行向心抵接定位时，通过滚轮对晶圆进行转动支撑，同时，利用转动器转动安装于支撑柱的外表面，使滚轮实现了自转和公转的同步功能，可对晶圆在任意方向上的位移进行转动适配，该设计实现了滚轮对晶圆底部的全转动支撑，完全避免了支撑部件对晶圆在定位过程中因相对于位移产生的滑动摩擦，大大减小了晶圆的磨损伤害。

13、2、本装置利用一号磁铁和二号磁铁使定位筒、转板处于原始位置时，通过磁吸力保持定位柱、限位环、转筒和缓冲套处在低于晶圆底部的最低高度，当机械手带动晶圆放置于安装筒之上时，定位柱的最低高度设计能够避免其对机械手运输晶圆时的路线干扰，当转板带动二号磁铁、定位筒旋转时，一号磁铁与二号磁铁错开，磁吸力消失，定位柱在弹簧二的作用下自动向上复位，并执行的定位操作，本设计相对于现有技术而言，具有成本低，结构简单，防止干扰的优点。

14、3、本装置利用中间柱转动安装有转板，在主动杆和卡柱的转动配合下带动定位筒绕中间柱的轴线转动，实现了缓冲套对晶圆外周面的渐进抵接功能，有助于对晶圆进行精准定位，中间柱的轴线与电机偏差，在电机带动主动杆和卡柱旋转时，通过卡柱带动转板和定位筒转动，使定位柱带动转筒和缓冲套逐渐靠近晶圆的外周面，并与之抵接，进行同步定位功能，在此期间，通过缓冲套与晶圆转动抵接，并绕定位柱的轴线旋转，有效保护了晶圆的外周面。

技术特征：

1.一种涂胶显影机晶圆定位装置，包括底座(1)和支柱(2)，所述支柱(2)的顶端安装有安装筒(3)，所述安装筒(3)的上方设置有晶圆(4)，其特征在于：所述安装筒(3)的内部开设有一号腔(31)和二号腔(32)，并开设有与所述一号腔(31)连通的气压孔(5)，所述一号腔(31)的内腔安装有伸缩杆(6)，所述伸缩杆(6)的伸缩端安装有活塞(7)，所述活塞(7)的外周面安装有密封圈(8)，所述活塞(7)的顶部固定安装有多组支撑机构(9)，所述安装筒(3)的顶部安装有支撑环(10)，所述安装筒(3)的底部安装有电机(11)和多组中间柱(15)，所述电机(11)的输出轴固定安装有固定块(12)，所述固定块(12)的外表面固定安装有多组主动杆(13)，所述主动杆(13)的顶部固定连接有卡柱(14)，所述中间柱(15)的外表面转动安装有转板(16)，所述转板(16)的顶部开设有适配槽(17)，所述卡柱(14)适配卡合于适配槽(17)中，所述转板(16)的顶部固定安装有定位筒(19)，所述定位筒(19)的内部活动套设有定位柱(20)，所述定位柱(20)的外表面转动安装有转筒(22)和缓冲套(23)；

2.根据权利要求1所述的一种涂胶显影机晶圆定位装置，其特征在于：所述底座(1)的顶部固定安装有多组与定位筒(19)相对应的一号磁铁(18)，所述定位筒(19)的内部还活动套接有弹簧二(24)，所述定位柱(20)通过弹簧二(24)弹性支撑于定位筒(19)中，所述定位柱(20)的底端固定安装有二号磁铁(25)，所述二号磁铁(25)向下贯穿通过转板(16)。

3.根据权利要求2所述的一种涂胶显影机晶圆定位装置，其特征在于：所述定位柱(20)外表面的顶端分别固定安装有两组限位环(21)，所述转筒(22)转动安装于两组所述限位环(21)中，所述缓冲套(23)由硬质橡胶制成，所述定位柱(20)的顶端在最低点时低于晶圆(4)的底部。

4.根据权利要求3所述的一种涂胶显影机晶圆定位装置，其特征在于：所述二号腔(32)和一号腔(31)呈上下连通设置，所述二号腔(32)的内径值小于一号腔(31)的内径值，所述活塞(7)呈过盈配合设置于一号腔(31)的内壁，所述活塞(7)的顶端抵接于一号腔(31)内壁的顶部。

5.根据权利要求4所述的一种涂胶显影机晶圆定位装置，其特征在于：所述支撑环(10)由橡胶制成，并通过胶粘固定于所述安装筒(3)的顶部，所述晶圆(4)的底部与支撑环(10)的顶部之间留有间隙。

6.根据权利要求5所述的一种涂胶显影机晶圆定位装置，其特征在于：所述一号磁铁(18)和二号磁铁(25)在初始位置上轴线重合，在所述初始位置上：所述电机(11)、中间柱(15)和卡柱(14)的圆心共线。

7.根据权利要求6所述的一种涂胶显影机晶圆定位装置，其特征在于：所述弹簧二(24)被定位柱(20)向下拉伸呈受力状态，当所述二号磁铁(25)与一号磁铁(18)错开后，所述定位柱(20)在弹簧二(24)的拉力作用下向上运动。

8.根据权利要求7所述的一种涂胶显影机晶圆定位装置，其特征在于：所述滚轮(95)的轴线垂直于支撑柱(92)的轴线，并能够绕所述支撑柱(92)的轴线做圆周运动。

技术总结本发明属于半导体集成电路制造技术领域，且公开了一种涂胶显影机晶圆定位装置，包括底座和支柱，所述支柱的顶端安装有安装筒，所述安装筒的上方设置有晶圆，所述安装筒的内部开设有一号腔和二号腔，并开设有与所述一号腔连通的气压孔，所述一号腔的内腔安装有伸缩杆。本装置采取了较为柔和的方式实现了对晶圆的定位功能，通过设置有支撑机构对晶圆预先进行支撑，利用转动器转动安装于支撑柱的外表面，使滚轮实现了自转和公转的同步功能，可对晶圆在任意方向上的位移进行转动适配，该设计实现了滚轮对晶圆底部的全转动支撑，完全避免了支撑部件对晶圆在定位过程中因相对于位移产生的滑动摩擦，大大减小了晶圆的磨损伤害。技术研发人员：孙晓琦,徐龙,颜石受保护的技术使用者：冠礼控制科技（上海）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14