一种晶圆正面涂源装置的制作方法

1.本发明涉及半导体加工相关技术领域，尤其涉及一种晶圆正面涂源装置。


背景技术：

2.晶圆加工时的扩散工艺是指在硅片表面掺入三价或者五价的元素，以达到改变硅片的导电类型和电阻率，而现有的在进行此类扩散源的涂布时，是将扩散源溶液滴至晶圆的表面上，而后带动晶圆进行缓速转动，在转动中操作人员通过刮板将扩散源涂布在晶圆正面上，而这种涂源方式存在着效率较低的特点，因此在涂源完成以及烘干后其正面的平整度较差，因此给晶圆正面的打磨操作造成了较大的影响。当然现有的还采用通过离心的方式进行涂源，这种涂源方式在进行涂源时，将扩散源溶液滴在晶圆表面，而后通过高速转动的方式，使得滴在大致在晶圆中心位置处的源液平铺在晶圆的表面上，然而这种涂源方式在使用时发现将有大量的源液被甩出，从而造成了源液较大的浪费，并且当在涂源操作时，还不能确保扩散涂布的平整度，并且当源液的粘稠度较低时，将不方便采用这种方式进行涂源操作。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种晶圆正面涂源装置，以解决上述现有技术的不足，方便进行晶圆的涂源操作，在涂源时通过缓速涂布的方式进行涂布，从而当源液的粘稠度较低时，也方便进行源液的涂布操作，同时在涂布时能降低源液的浪费量，而在涂源时采用由内而外的刮涂方式，能将源液均匀地涂布在晶圆上，从而确保形成的扩散膜的平整性，具有较强的实用性。
4.为了实现本发明的目的，拟采用以下技术：一种晶圆正面涂源装置，包括支撑架、转动机构、顶升机构、防护罩，矫正机构及刮涂机构；支撑架包括底板，底板向下延伸地设有四根支撑腿；转动机构，其设于支撑架上，包括转动构件和固定构件，转动构件用于驱动固定构件进行转动，固定构件用于晶圆的放置固定；顶升机构，其设于转动机构上，用于调节固定构件的高度；防护罩，其设于支撑架上，当固定构件位于最低点时，其罩设于固定构件的外侧；矫正机构，其数量至少为一对，其设于防护罩上，当晶圆转动时，以使晶圆绕其几何中心进行转动；刮涂机构，其设于防护罩上，用于扩散源的涂盖操作。
5.进一步地，转动构件包括安装于底板一侧的电机固定板，电机固定板上安装有转动电机，转动电机的输出轴连接有驱动轮，驱动轮上套设有传动带，传动带的另一端设有从动环，底板上绕着底板的几何中心呈圆周阵列地安装有安装座，安装座上端安装有下环，下环呈圆周阵列地安装有转动凹件，转动凹件上套设于从动环的内侧，转动凹件的上端安装
有上环，转动凹件的内壁均可转动地设有多个滚珠，滚珠均与从动环的外壁相切，从动环向上延伸地设有一对呈对称设置的连接筒，连接筒内均穿有连接插杆。
6.进一步地，固定构件包括安装于连接插杆上端的吸盘，吸盘呈圆形结构，且由两个结构相同的圆盘状结构拼接而成，吸盘沿其径向开设有多个直孔，吸盘内部几何中心位置处设有中空槽，直孔的内侧端连通于中空槽，每个直孔向上贯穿地开设有吸眼，吸盘的外周成形有外环槽，外环槽的弧壁上成形有弧形环槽，每个直孔均连通于弧形环槽，吸盘的外周套设有一对外弧板，外弧板镶套于外环槽内，外弧板的内周侧均成形有外弧环槽，其中一个外弧板上设有连接管，外弧板的两端均设有凸耳，连接管连通于外弧环槽。
7.进一步地，顶升机构包括安装于底板下壁的安装板，安装板安装有顶升电机，顶升电机的输出轴连接有驱动锥齿，驱动锥齿啮合有从动锥齿，从动锥齿连接有顶升丝杆，顶升丝杆上设有顶升柱，顶升柱的外壁开设有多个导向槽，顶升柱外套设有导向套，导向套的每个侧壁均安装有折形固定脚，折形固定脚的下端均安装于上环，顶升柱的上端设有下盘，下盘的上端设有固定环，固定环内设有转动柱，转动柱上端设有固定下盘，固定下盘安装于吸盘的下壁。
8.进一步地，防护罩包括安装于底板的四根支撑杆，支撑杆的上端安装有下衬环，下衬环的内周侧设有上延凸边，下衬环为圆锥形结构，且其外周侧向下倾斜，下衬环的外周侧设有外挡环板，外挡环板的内壁设有一对凹形护套，每对凸耳均穿于同一个凹形护套内，外挡环板的弧壁上开设有u形孔，连接管穿于u形孔，且连接管的外侧端安装有弧形挡板，弧形挡板的两侧均套设有l形限位板，l形限位板均设于外挡环板上，弧形挡板的长度长于外挡环板的高度。
9.进一步地，矫正机构包括安装于外挡环板外壁的外伸连板，外伸连板的外侧端安装有驱动轴承座，驱动轴承座上安装有矫正电机，矫正电机的输出轴连接有矫正丝杆，矫正丝杆上设有矫正内螺纹柱，矫正内螺纹柱的内侧端设有凹形件，凹形件穿于外挡环板，凹形件的内侧端设有矫正轮。
10.进一步地，刮涂机构包括安装于外挡环板的外伸底板，外伸底板上开设有调节孔，外伸底板的上壁安装有一对内顶轴承座，位于外侧端的内顶轴承座安装有内顶电机，内顶电机的输出轴连接有内顶丝杆，内顶丝杆上设有内顶座，内顶座的下端穿于调节孔。
11.进一步地，刮涂机构还包括四根导向柱，导向柱的两端均安装有移动轴承座，位于外侧的移动轴承座安装有内移电机，内移电机的输出轴连接有内移丝杆，内移丝杆上设有内移座，内移座位于导向柱之间，内移座的两侧均安装有刮涂气缸，刮涂气缸的下端安装有刮板，导向柱上套设有限位框，限位框安装于外挡环板的外壁，且导向柱穿于限位框内。
12.上述技术方案的优点在于：本发明通过支撑架、转动机构、顶升机构、防护罩，矫正机构及刮涂机构方便进行晶圆的涂源操作，在涂源时通过缓速涂布的方式进行涂布，从而当源液的粘稠度较低时，也方便进行源液的涂布操作，同时在涂布时能降低源液的浪费量，而在涂源时采用由内而外的刮涂方式，能将源液均匀地涂布在晶圆上，从而确保形成的扩散膜的平整性。其中，转动机构在涂源时方便进行晶圆的固定放置，并且带动被固定的晶圆进行转动，从而方便通过刮涂机构将扩散源均匀地涂布在晶圆的表面上，顶升机构当在进行晶圆放置时能够带动转动机构的上端向上运动，从而方便进行晶圆的放置操作，而当在涂源操作时，能够带动晶圆
向下运动，并运动至防护罩内，从而方便在晶圆的表面上涂布扩散源，同时在涂布时通过防护罩能避免源液飞溅，而对操作环境造成影响，同时也便于进行源液的收集，矫正机构在进行涂源时对晶圆的周侧进行限位，从而确保晶圆能绕着其轴向进行转动，并在转动中实施对源液的涂布操作，通过这种方式显著地提高了源液涂布的精确性，避免在涂布时出现漏涂的现象，刮涂机构在进行涂源时能够进行由内向外的运动，并在运动中将源液均匀地涂布在晶圆的表面上，具有较强的实用性。
附图说明
13.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明做进一步的详细描述。其中：图1示出了其中一种实施例的立体结构图一。
14.图2示出了其中一种实施例的立体结构图二。
15.图3示出了其中一种实施例的立体结构图三。
16.图4示出了其中一种实施例的正视图。
17.图5示出了其中一种实施例的俯视图。
18.图6示出了a-a处截面图。
19.图7示出了b-b处截面图。
20.图8示出了c处放大图。
具体实施方式
21.如图1~图8所示，一种晶圆正面涂源装置，包括支撑架1、转动机构2、顶升机构3、防护罩6，矫正机构4及刮涂机构5。支撑架1包括底板11，底板11向下延伸地设有四根支撑腿10。转动机构2，其设于支撑架1上，包括转动构件和固定构件，转动构件用于驱动固定构件进行转动，固定构件用于晶圆的放置固定。顶升机构3，其设于转动机构2上，用于调节固定构件的高度。防护罩6，其设于支撑架1上，当固定构件位于最低点时，其罩设于固定构件的外侧。矫正机构4，其数量至少为一对，其设于防护罩6上，当晶圆转动时，以使晶圆绕其几何中心进行转动。刮涂机构5，其设于防护罩6上，用于扩散源的涂盖操作。
22.本实施例的实施方式为，通过顶升机构3带动固定构件向上运动，并且通过设置在该装置一侧的机械手将晶圆转移至固定构件上，而后顶升机构3带动晶圆向下运动，直至晶圆运动至防护罩6内为止，而后通过矫正机构4对晶圆进行矫正，从而使得转动构件的转动圆心和晶圆的圆心重合，接着通过自动注液系统将源液滴至晶圆正面的圆心处，而后刮涂机构5向内运动，并且使得刮涂机构5的内侧端位于滴落的源液处，而后转动构件带动晶圆进行缓速的转动，而刮涂机构5的内侧端将进行直线运动，并在直线运动中将源液均匀地涂布在晶圆的正面上，当然为了提高源液涂布的均匀性，可在通过刮涂机构5进行多次的涂布操作，并在涂布中进行涂布源液厚度的调节，通过上述操作方式基本实现了涂源的自动操作，同时也确保涂源的均匀程度，并减少了源液的浪费。
23.转动构件包括安装于底板11一侧的电机固定板20，电机固定板20上安装有转动电机21，转动电机21的输出轴连接有驱动轮22，驱动轮22上套设有传动带23，传动带23的另一端设有从动环24，底板11上绕着底板11的几何中心呈圆周阵列地安装有安装座26，安装座
26上端安装有下环25，下环25呈圆周阵列地安装有转动凹件250，转动凹件250上套设于从动环24的内侧，转动凹件250的上端安装有上环251，转动凹件250的内壁均可转动地设有多个滚珠，滚珠均与从动环24的外壁相切，从动环24向上延伸地设有一对呈对称设置的连接筒260，连接筒260内均穿有连接插杆27。本实施例在操作中，转动电机21启动，并在转动电机21的带动下驱动轮22进行转动，驱动轮22的转动将通过传动带23带动从动环24的转动，而从动环24的转动将通过一对呈相互对称的连接筒260带动固定构件进行转动，其中，将带动固定构件转动的主要部件连接筒260设置为筒形结构，方便进行固定构件的顶升操作。并且其中设置的转动凹件250的设置对转动中的从动环24起着限位的作用，同时为了确保转动的稳定性，以及降低转动时的摩擦力，因此在转动凹件250的外壁上设置了多个滚珠，通过这种方式提高了从动环24转动的灵活性和稳定性。而上环251和下环25的设置能够提高转动凹件250位置固定的稳定性，从而进一步地提高了转动的稳定性。
24.固定构件包括安装于连接插杆27上端的吸盘28，吸盘28呈圆形结构，且由两个结构相同的圆盘状结构拼接而成，吸盘28沿其径向开设有多个直孔280，吸盘28内部几何中心位置处设有中空槽，直孔280的内侧端连通于中空槽，每个直孔280向上贯穿地开设有吸眼281，吸盘28的外周成形有外环槽，外环槽的弧壁上成形有弧形环槽282，每个直孔280均连通于弧形环槽282，吸盘28的外周套设有一对外弧板283，外弧板283镶套于外环槽内，外弧板283的内周侧均成形有外弧环槽，其中一个外弧板283上设有连接管284，外弧板283的两端均设有凸耳285，连接管284连通于外弧环槽。本实施例中在进行晶圆的固定时，是通过负压吸取的方式进行晶圆的吸取固定，当在操作时，抽气设备通过连接管284对吸盘28进行抽气操作，并使得各个吸眼281对晶圆盘进行吸取固定，其中，为了确保吸取的稳定性，一般将吸眼281均匀地布设在吸盘28上，而其中的直孔280为设置在其上的多个吸眼281提供抽取气体的通道，而弧形环槽282和外弧环槽形成的空腔能够使得各个直孔280连通在一起，从而方便通过连接管284和各个吸眼281在转动时还保持着连通的状态，其中外环槽的设置能够方便进行外弧板283和吸盘28之间的密封连接。
25.顶升机构3包括安装于底板11下壁的安装板30，安装板30安装有顶升电机31，顶升电机31的输出轴连接有驱动锥齿32，驱动锥齿32啮合有从动锥齿33，从动锥齿33连接有顶升丝杆34，顶升丝杆34上设有顶升柱35，顶升柱35的外壁开设有多个导向槽350，顶升柱35外套设有导向套36，导向套36的每个侧壁均安装有折形固定脚37，折形固定脚37的下端均安装于上环251，顶升柱35的上端设有下盘351，下盘351的上端设有固定环352，固定环352内设有转动柱353，转动柱353上端设有固定下盘354，固定下盘354安装于吸盘28的下壁。本实施例在进行固定构件也就是吸盘28的高度调节时，是通过顶升电机31带动顶升丝杆34进行转动，并且在顶升丝杆34的转动下带动顶升柱35沿着导向套36的方向进行运动，而顶升柱35的升降运动将使得吸盘28进行升降运动，而其中为了确保导向的稳定性，因此在顶升柱35的外壁上开设了导向槽350，并相适应的在导向套36的内壁设置了导向凸起，并将导向凸起穿于导向槽350内。由于本实施例中采用顶升丝杆34传动的方式进行吸盘28高度的调节，因此提高了调节的精度和调节后的稳定性，并且设置在顶升柱35上端的固定环352和转动柱353在吸盘28进行转动时，起着导向以及确保转动的稳定性的作用，当然为了确保转动的稳定性，在实际操作中，是在固定环352内设置了轴承，而转动柱353设置在轴承上，而在进行吸盘28转动时，是通过转动的连接筒260带动连接插杆27绕着吸盘28的轴向进行转动，
并且通过这种设计方式方便进行吸盘28的高度调节。
26.防护罩6包括安装于底板11的四根支撑杆65，支撑杆65的上端安装有下衬环60，下衬环60的内周侧设有上延凸边，下衬环60为圆锥形结构，且其外周侧向下倾斜，下衬环60的外周侧设有外挡环板61，外挡环板61的内壁设有一对凹形护套62，每对凸耳285均穿于同一个凹形护套62内，外挡环板61的弧壁上开设有u形孔，连接管284穿于u形孔，且连接管284的外侧端安装有弧形挡板64，弧形挡板64的两侧均套设有l形限位板63，l形限位板63均设于外挡环板61上，弧形挡板64的长度长于外挡环板61的高度。本实施提供的该防护罩6中的外挡环板61能够避免在涂源的过程中，源液发生飞溅，从而对操作环境造成污染，而设置的呈圆锥形结构的下衬环60方便进行飞溅源液的收集操作，同时为了避免收集的源液从下衬环60的内圈流出，不仅将下衬环60设置为锥形结构，还在内周侧设置了上延凸边，而其中的凹形护套62对凸耳285起着限位的作用，避免当吸盘28在转动时外弧板283发生随动，从而避免对连接管284和外弧板283之间的连接效果造成影响。同时为了方便将连接管284从外挡环板61中伸出，因此设置了u形孔，同时为了避免在进行源液涂布时源液从u形孔中飞出，因此设置了弧形挡板64，同时为了提高密封效果，因此在弧形挡板64的两侧设置了l形限位板63，同时为了避免在吸盘28进行升降运动时，源液出现流出的现象，因此将弧形挡板64的长度设置的要比外挡环板61的高度要大。
27.矫正机构4包括安装于外挡环板61外壁的外伸连板40，外伸连板40的外侧端安装有驱动轴承座41，驱动轴承座41上安装有矫正电机42，矫正电机42的输出轴连接有矫正丝杆43，矫正丝杆43上设有矫正内螺纹柱44，矫正内螺纹柱44的内侧端设有凹形件45，凹形件45穿于外挡环板61，凹形件45的内侧端设有矫正轮46。本实施例在进行源液涂布时，是通过矫正丝杆43带动矫正内螺纹柱44移动的方式对矫正轮46的位置进行调节的，而这种调节方式稳定性较强，同时调节精度较高，通过调节使得矫正轮46的外壁和晶圆的外壁相切，确保晶圆能够绕着其圆心进行稳定的转动，从而避免在源液涂布时避免出现漏涂的现象。
28.刮涂机构5包括安装于外挡环板61的外伸底板50，外伸底板50上开设有调节孔500，外伸底板50的上壁安装有一对内顶轴承座51，位于外侧端的内顶轴承座51安装有内顶电机52，内顶电机52的输出轴连接有内顶丝杆53，内顶丝杆53上设有内顶座54，内顶座54的下端穿于调节孔500。
29.刮涂机构5还包括四根导向柱57，导向柱57的两端均安装有移动轴承座55，位于外侧的移动轴承座55安装有内移电机56，内移电机56的输出轴连接有内移丝杆570，内移丝杆570上设有内移座571，内移座571位于导向柱57之间，内移座571的两侧均安装有刮涂气缸572，刮涂气缸572的下端安装有刮板573，导向柱57上套设有限位框58，限位框58安装于外挡环板61的外壁，且导向柱57穿于限位框58内。
30.本实施例中的前一部分部件主要为了进行整体调节，当在进行晶圆放置操作时，避免对晶圆的放置造成影响，而后一部分部件主要为了在刮涂时能够带动刮板573进行由内而外的运动，并在运动中实现了对源液的涂布操作，同时为了方便进行源液刮涂厚度的控制，因此设置了相应的刮涂气缸572，并通过刮涂气缸572对刮板573的高度控制达到调节源液厚度的控制，其中的刮板573可以设置为l形结构，这种结构在进行刮涂时，能够带动源液由内而外的进行运动，并在运动中实现源液的涂布操作。
31.以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人
员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。