一种半导体硅晶圆制造加工系统及加工工艺
阅读说明：本技术 一种半导体硅晶圆制造加工系统及加工工艺 (Semiconductor silicon wafer manufacturing and processing system and processing technology ) 是由 张金裕 于 2021-07-24 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种半导体硅晶圆制造加工系统及加工工艺,通过设有的工作台、支撑板、固定装置和匀胶装置协同完成晶圆制造加工时的涂胶工作。本发明提供的一种半导体硅晶圆制造加工系统及加工工艺,可以解决现有晶圆制造加工系统对晶圆表面涂抹光刻胶时,通常现有晶圆制造加工系统直接对光刻胶进行涂胶处理,没有对涂胶后的光刻胶进行涂匀处理,使得晶圆表面的光刻胶涂抹不均匀,导致晶圆表面的光刻胶存在突起、微纹和划痕以及现有晶圆制造加工系统直接对光刻胶进行涂匀时,难以将堆积的光刻胶及时摊开、涂匀,使得光刻胶涂匀过程时间较长,降低晶圆制造效率等问题。(The invention relates to a semiconductor silicon wafer manufacturing and processing system and a processing technology, which can complete the gluing work in the wafer manufacturing and processing by the cooperation of a workbench, a supporting plate, a fixing device and a glue homogenizing device. The invention provides a semiconductor silicon wafer manufacturing and processing system and a processing technology, which can solve the problems that when the existing wafer manufacturing and processing system coats photoresist on the surface of a wafer, the existing wafer manufacturing and processing system generally directly coats the photoresist, and the photoresist after coating is not uniformly coated, so that the photoresist on the surface of the wafer is not uniformly coated, the photoresist on the surface of the wafer has bulges, microgrooves and scratches, and when the existing wafer manufacturing and processing system directly coats the photoresist, the accumulated photoresist is difficult to spread and uniformly coated in time, the photoresist coating process time is longer, the wafer manufacturing efficiency is reduced, and the like.)
技术领域
本发明涉及晶圆制作技术领域，具体的说是一种半导体硅晶圆制造加工系统及加工工艺。
背景技术
晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆；在硅晶片上可加工制作出各种电路结构，而成为有特定电性功能之IC产品。晶圆的原始材料是硅，而地壳表面有用之不竭的二氧化硅，二氧化硅矿石经由电弧炉提炼，盐酸氯化，并经蒸馏后，制成了高纯度的多晶硅，将多晶硅融解拉出单晶硅晶棒，然后切割成一片一片薄薄的晶圆。晶圆制作完成后，对晶圆表面均匀涂抹光刻胶，方便对晶圆进行光刻，从而刻蚀出数以百万计的晶体管。
通过现有技术对半导体硅晶圆进行制造加工时，常存在以下问题：
(1)现有半导体硅晶圆制造加工系统对晶圆表面进行涂抹光刻胶时，通常现有晶圆制造加工系统直接对光刻胶进行涂胶处理，没有对涂胶后的光刻胶进行涂匀处理，使得晶圆表面的光刻胶涂抹不均匀，导致晶圆表面的光刻胶存在突起、微纹和划痕；
(2)通过现有半导体硅晶圆制造加工系统对晶圆表面进行涂抹光刻胶时，胶水放置在晶圆表面后，通常通过现有晶圆制造加工系统直接对光刻胶进行涂匀处理，直接涂匀时，难以将堆积的光刻胶及时摊开、涂匀，使得光刻胶涂匀过程时间较长，降低晶圆制造效率。
为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种半导体硅晶圆制造加工系统及加工工艺。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种半导体硅晶圆制造加工系统，包括工作台、支撑板、固定装置和匀胶装置，所述工作台上端中部安装有支撑板，支撑板上端安装有固定装置，固定装置右上方安装有匀胶装置，匀胶装置安装在工作台上端右侧；其中：
所述匀胶装置包括电动推杆、U形架、升降气缸、连接板、导向柱、导向板、涂抹机构和涂匀机构，工作台上端前后对称安装有电动推杆，电动推杆的伸出端安装有U形架，U形架内侧上端安装有升降气缸，升降气缸的伸出端安装有连接板，连接板上端左侧前后对称安装有导向柱，导向柱上端滑动安装有导向板，导向板安装在升降气缸外壳下端，连接板下端左侧安装有涂抹机构，涂抹机构右方设置有涂匀机构，涂匀机构安装在连接板下端右侧，具体工作时，晶圆硅片夹紧固定后，通过人工或机械的方式将光刻胶涂抹在晶圆硅片上表面，光刻胶涂抹后，通过升降气缸带动连接板与导向柱沿导向板下降，使得涂抹机构与涂匀机构下降贴合在晶圆硅片，且通过电动推杆带动U形架左移，使得U形架通过升降气缸与连接板带动涂抹机构与涂匀机构左移，从而使得涂抹机构与涂匀机构从右往左将光刻胶均匀地涂抹在晶圆硅片表面。
所述涂抹机构包括固定套、滑动杆、缓冲弹簧、锁紧头、锁紧弹簧和涂胶板，连接板下端左侧从前往后均匀安装有固定套，固定套内部滑动安装有滑动杆，滑动杆上端通过缓冲弹簧与固定套相连，缓冲弹簧设置在固定套内，滑动杆下端滑动安装有锁紧头，且锁紧头左右对称布置，位于同一滑动杆下端的锁紧头之间通过锁紧弹簧相连，滑动杆下端滑动安装有涂胶板，锁紧头通过卡接的方式卡入涂胶板内，具体工作时，通过人工向下按压涂胶板，使得锁紧头挤压锁紧弹簧沿滑动杆内移，从而使得滑动杆与涂胶板分离，方便人工更换不同规格以及损坏的涂胶板，涂胶板更换完成后，升降气缸通过连接板带动固定套与滑动杆下降，使得涂胶板下降贴合在晶圆硅片上表面，涂胶板与晶圆硅片接触贴合过程中，通过缓冲弹簧对滑动杆进行缓冲减震，避免涂胶板与晶圆硅片之间直接接触发生碰撞，导致晶圆硅片破碎的情况，涂胶板与晶圆硅片接触贴合后，通过电动推杆带动U形架左移，使得U形架通过升降气缸与连接板带动固定套与滑动杆左移，从而使得涂胶板将晶圆硅片上涂抹的光刻胶均匀摊开。
所述涂匀机构包括U形板、摆动电机、驱动齿轮、摆动杆、摆动盘、旋转电机和匀胶盘，连接板上端右侧安装有U形板，U形板内侧下端安装有摆动电机，摆动电机的输出端安装有驱动齿轮，连接板上端右侧通过销轴安装有摆动杆，摆动杆左侧下端通过铰链安装有摆动盘，摆动盘上侧滑动安装在连接板中部，且摆动盘下端安装有旋转电机，旋转电机的输出端通过联轴器安装有匀胶盘，具体工作时，涂胶板将晶圆硅片上涂抹的光刻胶均匀摊开后，通过摆动电机带动驱动齿轮旋转，使得驱动齿轮带动摆动杆沿连接板摆动，从而使得摆动杆通过摆动盘带动旋转电机沿连接板摆动，旋转电机摆动过程中，通过旋转电机带动匀胶盘旋转，使得匀胶盘将涂胶板均匀摊开后的光刻胶均匀涂抹在晶圆硅片表面。
作为本发明的一种优选技术方案，所述固定装置包括安装板、挡板、滑动块、夹紧板、锁紧螺杆和收集框，支撑板上端安装有安装板，安装板上端后侧安装有挡板，安装板左右两侧对称设置有滑动块，滑动块滑动安装在安装板侧边，且滑动块之间通过夹紧板相连，夹紧板左右两侧对称设置有锁紧螺杆，锁紧螺杆前侧通过螺纹连接的方式与夹紧板相连，锁紧螺杆后端通过转动的方式安装在安装板内，安装板下端设置有收集框，收集框滑动安装在支撑板上端，具体工作时，人工将晶圆硅片放置在安装板上后，通过人工旋转锁紧螺杆，使得锁紧螺杆带动滑动块与夹紧板沿安装板后移，从而使得夹紧板靠近挡板，使得夹紧板与挡板将晶圆硅片夹紧固定，且通过人工将收集框放置在安装板下方，使得收集框对多余的光刻胶水进行收集再利用。
作为本发明的一种优选技术方案，所述涂胶板下端左右两侧均设置有倒角，倒角方便涂胶板沿安装板移动，同时避免涂胶板划伤晶圆硅片表面。
作为本发明的一种优选技术方案，所述摆动杆右端设置有轮齿，且摆动杆通过轮齿与驱动齿轮啮合，摆动杆与驱动齿轮之间的啮合，方便摆动电机带动驱动齿轮正反转时，使得驱动齿轮带动摆动杆摆动。
作为本发明的一种优选技术方案，所述连接板中部设置有弧形槽，摆动盘上侧滑动安装在弧形槽内，弧形槽方便摆动杆带动摆动盘沿连接板摆动。
作为本发明的一种优选技术方案，所述涂胶板下端与匀胶盘下端均设置有毛刷，毛刷方便涂胶板与匀胶盘将光刻胶均匀涂抹在晶圆硅片表面。
作为本发明的一种优选技术方案，所述安装板上端左右对称设置有圆槽，圆槽内安装有吸盘，安装板中部设置有V形槽，V形槽侧壁从前往后均匀设置有引料槽，且安装板左右两侧对称设置有倒角，圆槽方便快速对晶圆硅片进行定位放置，吸盘对晶圆硅片产生向下吸附力，防止涂胶板与匀胶盘涂匀光刻胶时晶圆硅片发生滑移的情况，安装板中部设有的V形槽、引料槽及两侧对称设有的倒角方便多余的光刻胶落至收集框进行收集。
此外，本发明还提供了一种半导体硅晶圆制造加工工艺,包括以下步骤：
S1.备料：将硅原料经过提纯、拉晶、切割、抛光、清洗后制作成晶圆硅片；
S2.上料：晶圆硅片制作完成后，通过人工将其放置在安装板上，且通过人工旋转锁紧螺杆，使得锁紧螺杆带动滑动块与夹紧板靠近挡板，从而使得夹紧板与挡板将晶圆硅片夹紧固定；
S3.上胶：晶圆硅片夹紧固定后，通过人工或机械的方式将光刻胶涂抹在晶圆硅片上表面；
S4.匀胶：光刻胶涂抹在晶圆硅片表面后，通过升降气缸带动连接板下降，使得涂抹机构与涂匀机构下降贴合在晶圆硅片表面，同时通过电动推杆带动U形架左移，方便涂抹机构与涂匀机构将光刻胶均匀涂抹在晶圆硅片表面；
S5.下料：光刻胶涂匀后静置等待其干燥，光刻胶干燥后，通过人工反向旋转锁紧螺杆，使得夹紧板与挡板远离并解除对晶圆硅片的夹持，方便人工将涂匀光刻胶后的晶圆硅片取下收集。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1.本发明提供的一种半导体硅晶圆制造加工系统，采用固定装置先将晶圆夹紧固定，再通过匀胶装置对其表面进行均匀涂抹光刻胶的方式加工晶圆，避免光刻胶涂抹不均匀而导致晶圆表面的光刻胶存在突起、微纹和划痕的情况，且通过设有的涂抹机构将光刻胶摊开，方便堆积的光刻胶及时摊开、涂匀，提高晶圆的制造效率；
2.本发明提供的一种半导体硅晶圆制造加工系统，通过设有的锁紧螺杆带动滑动块与夹紧板沿安装板后移，使得夹紧板靠近挡板，便于夹紧板与挡板将晶圆硅片夹紧固定，且通过人工将收集框放置在安装板下方，使得收集框对多余的光刻胶水进行收集再利用，避免浪费多余的光刻胶，降低晶圆的制作成本；
3.本发明提供的一种半导体硅晶圆制造加工系统，通过设有的锁紧弹簧调节锁紧头位置，方便人工更换涂胶板，涂胶板更换后，通过缓冲弹簧对滑动杆进行缓冲减震，避免涂胶板与晶圆之间发生碰撞导致晶圆破碎的情况，同时电动推杆通过U形架带动涂胶板移动将晶圆表面的光刻胶均匀摊开，方便涂匀机构将光刻胶涂抹均匀；
4.本发明提供的一种半导体硅晶圆制造加工系统，通过设有的摆动电机带动驱动齿轮旋转，使得驱动齿轮带动摆动杆沿连接板摆动，便于摆动杆通过摆动盘带动旋转电机沿连接板摆动，旋转电机摆动时，通过旋转电机带动匀胶盘旋转，使得匀胶盘将涂胶板摊开后的光刻胶均匀涂抹在晶圆表面。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明工作时的立体结构示意图；
图2是本发明工作时的俯视图；
图3是本发明图2的A-A向剖视图；
图4是本发明图2的B-B向剖视图；
图5是本发明固定装置的立体结构局部剖视图(除收集框外)；
图6是本发明匀胶装置的立体结构示意图；
图7是本发明图6的C-C向剖视图；
图8是本发明图7的X处局部放大示意图。
图中：1、工作台；2、支撑板；3、固定装置；4、匀胶装置；31、安装板；32、挡板；33、滑动块；34、夹紧板；35、锁紧螺杆；36、收集框；41、电动推杆；42、U形架；43、升降气缸；44、连接板；45、导向柱；46、导向板；47、涂抹机构；48、涂匀机构；471、固定套；472、滑动杆；473、缓冲弹簧；474、锁紧头；475、锁紧弹簧；476、涂胶板；481、U形板；482、摆动电机；483、驱动齿轮；484、摆动杆；485、摆动盘；486、旋转电机；487、匀胶盘。
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，下面结合图1至图8，对本发明进行进一步阐述。
一种半导体硅晶圆制造加工系统，包括工作台1、支撑板2、固定装置3和匀胶装置4，所述工作台1上端中部安装有支撑板2，支撑板2上端安装有固定装置3，固定装置3右上方安装有匀胶装置4，匀胶装置4安装在工作台1上端右侧；其中：
所述固定装置3包括安装板31、挡板32、滑动块33、夹紧板34、锁紧螺杆35和收集框36，支撑板2上端安装有安装板31，安装板31上端后侧安装有挡板32，安装板31左右两侧对称设置有滑动块33，滑动块33滑动安装在安装板31侧边，且滑动块33之间通过夹紧板34相连，夹紧板34左右两侧对称设置有锁紧螺杆35，锁紧螺杆35前侧通过螺纹连接的方式与夹紧板34相连，锁紧螺杆35后端通过转动的方式安装在安装板31内，安装板31下端设置有收集框36，收集框36滑动安装在支撑板2上端，具体工作时，人工将晶圆硅片放置在安装板31上后，通过人工旋转锁紧螺杆35，使得锁紧螺杆35带动滑动块33与夹紧板34沿安装板31后移，从而使得夹紧板34靠近挡板32，使得夹紧板34与挡板32将晶圆硅片夹紧固定，且通过人工将收集框36放置在安装板31下方，使得收集框36对多余的光刻胶水进行收集再利用。
所述安装板31上端左右对称设置有圆槽，圆槽内安装有吸盘，安装板31中部设置有V形槽，V形槽侧壁从前往后均匀设置有引料槽，且安装板31左右两侧对称设置有倒角，圆槽方便快速对晶圆硅片进行定位放置，吸盘对晶圆硅片产生向下吸附力，防止涂胶板476与匀胶盘487涂匀光刻胶时晶圆硅片发生滑移的情况，安装板31中部设有的V形槽、引料槽及两侧对称设有的倒角方便多余的光刻胶落至收集框36进行收集。
所述匀胶装置4包括电动推杆41、U形架42、升降气缸43、连接板44、导向柱45、导向板46、涂抹机构47和涂匀机构48，工作台1上端前后对称安装有电动推杆41，电动推杆41的伸出端安装有U形架42，U形架42内侧上端安装有升降气缸43，升降气缸43的伸出端安装有连接板44，连接板44上端左侧前后对称安装有导向柱45，导向柱45上端滑动安装有导向板46，导向板46安装在升降气缸43外壳下端，连接板44下端左侧安装有涂抹机构47，涂抹机构47右方设置有涂匀机构48，涂匀机构48安装在连接板44下端右侧，具体工作时，晶圆硅片夹紧固定后，通过人工或机械的方式将光刻胶涂抹在晶圆硅片上表面，光刻胶涂抹后，通过升降气缸43带动连接板44与导向柱45沿导向板46下降，使得涂抹机构47与涂匀机构48下降贴合在晶圆硅片，且通过电动推杆41带动U形架42左移，使得U形架42通过升降气缸43与连接板44带动涂抹机构47与涂匀机构48左移，从而使得涂抹机构47与涂匀机构48从右往左将光刻胶均匀地涂抹在晶圆硅片表面。
所述涂抹机构47包括固定套471、滑动杆472、缓冲弹簧473、锁紧头474、锁紧弹簧475和涂胶板476，连接板44下端左侧从前往后均匀安装有固定套471，固定套471内部滑动安装有滑动杆472，滑动杆472上端通过缓冲弹簧473与固定套471相连，缓冲弹簧473设置在固定套471内，滑动杆472下端滑动安装有锁紧头474，且锁紧头474左右对称布置，位于同一滑动杆472下端的锁紧头474之间通过锁紧弹簧475相连，滑动杆472下端滑动安装有涂胶板476，锁紧头474通过卡接的方式卡入涂胶板476内，具体工作时，通过人工向下按压涂胶板476，使得锁紧头474挤压锁紧弹簧475沿滑动杆472内移，从而使得滑动杆472与涂胶板476分离，方便人工更换不同规格的涂胶板476，涂胶板476更换完成后，升降气缸43通过连接板44带动固定套471与滑动杆472下降，使得涂胶板476下降贴合在晶圆硅片上表面，涂胶板476与晶圆硅片接触贴合过程中，通过缓冲弹簧473对滑动杆472进行缓冲减震，避免涂胶板476与晶圆硅片之间直接接触发生碰撞，导致晶圆硅片破碎的情况，涂胶板476与晶圆硅片接触贴合后，通过电动推杆41带动U形架42左移，使得U形架42通过升降气缸43与连接板44带动固定套471与滑动杆472左移，从而使得涂胶板476将晶圆硅片上涂抹的光刻胶均匀摊开。
所述涂胶板476下端左右两侧均设置有倒角，倒角方便涂胶板476沿安装板31移动，同时避免涂胶板476划伤晶圆硅片表面。
所述涂匀机构48包括U形板481、摆动电机482、驱动齿轮483、摆动杆484、摆动盘485、旋转电机486和匀胶盘487，连接板44上端右侧安装有U形板481，U形板481内侧下端安装有摆动电机482，摆动电机482的输出端安装有驱动齿轮483，连接板44上端右侧通过销轴安装有摆动杆484，摆动杆484左侧下端通过铰链安装有摆动盘485，摆动盘485上侧滑动安装在连接板44中部，且摆动盘485下端安装有旋转电机486，旋转电机486的输出端通过联轴器安装有匀胶盘487，具体工作时，涂胶板476将晶圆硅片上涂抹的光刻胶均匀摊开后，通过摆动电机482带动驱动齿轮483旋转，使得驱动齿轮483带动摆动杆484沿连接板44摆动，从而使得摆动杆484通过摆动盘485带动旋转电机486沿连接板44摆动，旋转电机486摆动过程中，通过旋转电机486带动匀胶盘487旋转，使得匀胶盘487将涂胶板476均匀摊开后的光刻胶均匀涂抹在晶圆硅片表面。
所述摆动杆484右端设置有轮齿，且摆动杆484通过轮齿与驱动齿轮483啮合，摆动杆484与驱动齿轮483之间的啮合，方便摆动电机482带动驱动齿轮483正反转时，使得驱动齿轮483带动摆动杆484摆动。
所述连接板44中部设置有弧形槽，摆动盘485上侧滑动安装在弧形槽内，弧形槽方便摆动杆484带动摆动盘485沿连接板44摆动。
所述涂胶板476下端与匀胶盘487下端均设置有毛刷，毛刷方便涂胶板476与匀胶盘487将光刻胶均匀涂抹在晶圆硅片表面。
此外，本发明还提供了一种半导体硅晶圆制造加工工艺,包括以下步骤：
S1.备料：将硅原料经过提纯、拉晶、切割、抛光、清洗后制作成晶圆硅片；
S2.上料：晶圆硅片制作完成后，通过人工将其放置在安装板31上，且通过人工旋转锁紧螺杆35，使得锁紧螺杆35带动滑动块33与夹紧板34靠近挡板32，从而使得夹紧板34与挡板32将晶圆硅片夹紧固定；
S3.上胶：晶圆硅片夹紧固定后，通过人工或机械的方式将光刻胶涂抹在晶圆硅片上表面；
S4.匀胶：光刻胶涂抹在晶圆硅片表面后，升降气缸43通过连接板44带动固定套471与滑动杆472下降，使得涂胶板476下降贴合在晶圆硅片上表面，涂胶板476与晶圆硅片接触贴合后，通过电动推杆41带动U形架42左移，使得U形架42通过升降气缸43与连接板44带动固定套471与滑动杆472左移，从而使得涂胶板476将晶圆硅片上涂抹的光刻胶均匀摊开，涂胶板476将光刻胶均匀摊开后，通过摆动电机482带动驱动齿轮483旋转，使得驱动齿轮483带动摆动杆484沿连接板44摆动，从而使得摆动杆484通过摆动盘485带动旋转电机486沿连接板44摆动，旋转电机486摆动时，通过旋转电机486带动匀胶盘487旋转，使得匀胶盘487将涂胶板476均匀摊开后的光刻胶均匀涂抹在晶圆硅片表面；
S5.下料：光刻胶涂匀后静置等待其干燥，光刻胶干燥后，通过人工反向旋转锁紧螺杆35，使得夹紧板34与挡板32远离并解除对晶圆硅片的夹持，方便人工将涂匀光刻胶后的晶圆硅片取下收集。
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的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。
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