本發(fā)明涉及顯影技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種能充分利用顯影液的新型自動(dòng)顯影機(jī)。

背景技術(shù)：

目前我國(guó)的半導(dǎo)體功率器件生產(chǎn)過(guò)程的光刻工藝流程中的濕法顯影工藝，正在從手工操作過(guò)渡到半自動(dòng)和全自動(dòng)生產(chǎn)。但是在全自動(dòng)工藝流程中，由于工藝的要求，硅片必須依次在三個(gè)到十二個(gè)顯影缸里進(jìn)行顯影。這就造成了這幾個(gè)缸里的顯影液溶解的光刻膠的濃度會(huì)有很大的差異，就是說(shuō)第一個(gè)缸里的顯影液由于光刻膠的濃度太高已經(jīng)不能再用了，而后邊的第五個(gè)缸里的顯影液還是很好用的、它溶解進(jìn)的光刻膠還很少，如果這五個(gè)缸里的顯影液同時(shí)更換，后邊的幾個(gè)缸就浪費(fèi)的太可惜了。針對(duì)這一個(gè)問(wèn)題，我們?cè)O(shè)計(jì)了一款能夠自動(dòng)或半自動(dòng)地根據(jù)顯影缸里顯影液的濃度依次逐個(gè)更換顯影液的設(shè)備，這樣既解決了顯影液過(guò)于浪費(fèi)的問(wèn)題，又減少了對(duì)環(huán)境的污染，對(duì)低碳環(huán)保做出了一定的貢獻(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是能夠在光刻顯影的過(guò)程中，設(shè)備可以方便地完成顯影工藝所要求的所有的動(dòng)作和適時(shí)地依次根據(jù)顯影液中溶進(jìn)的光刻膠的濃度逐個(gè)顯影缸更換新的顯影液。并且具備不停電電源，當(dāng)主電源停電時(shí)，利用備用電源可以將已經(jīng)上架的工件順利地顯影完畢。當(dāng)設(shè)備內(nèi)意外出現(xiàn)燃燒時(shí)，有煙霧傳感器和溫度控制器進(jìn)行監(jiān)控，并根據(jù)監(jiān)控結(jié)果自動(dòng)啟動(dòng)滅火裝置，以保證安全。

為實(shí)現(xiàn)以上目的本專利提供的主要技術(shù)方案是：

本發(fā)明分上下兩部分組成，包括上部和下部；上部是硅芯片裝置的懸掛機(jī)構(gòu)，它承擔(dān)顯影硅片更換顯影缸的顯影順序的功能。上部包括設(shè)備外殼，設(shè)備外殼頂部設(shè)有軸流風(fēng)機(jī)與消防活門(mén)，軸流風(fēng)機(jī)與消防活門(mén)旁邊設(shè)有煙霧傳感器和溫度測(cè)控儀，設(shè)備外殼內(nèi)設(shè)有懸掛臂旋轉(zhuǎn)盤(pán)，懸掛臂旋轉(zhuǎn)盤(pán)兩端設(shè)有懸掛臂與硅片掛架；懸掛臂旋轉(zhuǎn)盤(pán)與平面軸承和旋轉(zhuǎn)軸連接，平面軸承下端設(shè)有齒輪副，齒輪副下端設(shè)有旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)；平面軸承與上下移動(dòng)機(jī)架連接，上下移動(dòng)機(jī)架通過(guò)燕尾滾珠滑道安裝于固定機(jī)架上；上下移動(dòng)機(jī)架下端設(shè)有滾珠螺母，滾珠螺母通過(guò)精密絲杠和上下移動(dòng)步進(jìn)電機(jī)連接；固定機(jī)架設(shè)于固定工作臺(tái)上，固定工作臺(tái)上設(shè)有光幕傳感器和對(duì)應(yīng)下部顯影缸的顯影缸連接口。下部承擔(dān)顯影槽的旋轉(zhuǎn)。下部包括顯影缸承載圓盤(pán)連接顯影缸，顯影缸上刻有換液位置；顯影缸承載圓盤(pán)與平面軸承和轉(zhuǎn)軸連接，平面軸承和轉(zhuǎn)軸與設(shè)備結(jié)構(gòu)安裝盤(pán)連接，設(shè)備結(jié)構(gòu)安裝盤(pán)與齒輪副連接，齒輪副與步進(jìn)電機(jī)連接。

懸掛臂設(shè)置為按一定角度步進(jìn)旋轉(zhuǎn)并作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)。

懸掛臂的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)設(shè)置成上慢下快的變速運(yùn)動(dòng)。

夾持硅片的懸掛臂設(shè)計(jì)了可以逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)步進(jìn)固定角度的運(yùn)動(dòng)模式，所以可以實(shí)現(xiàn)被顯影的硅片從含有光刻膠濃度由高到低依次換缸顯影的過(guò)程，被顯影的硅片最后是從質(zhì)量最高的顯影液的顯影缸中取出，這樣就能夠使硅片的顯影質(zhì)量達(dá)到較高的水平。

本發(fā)明還設(shè)計(jì)了顯影缸可以按順時(shí)針?lè)较蜃鞴潭ń嵌刃D(zhuǎn)步進(jìn)的功能，所以當(dāng)?shù)谝粋€(gè)顯影缸中的顯影液中溶解的光刻膠濃度太高，影響硅片的顯影質(zhì)量時(shí)，可以將顯影缸進(jìn)一步，使第一個(gè)顯影缸轉(zhuǎn)到更換顯影液的位置，準(zhǔn)備更換顯影液。而此時(shí)原來(lái)的第二個(gè)缸到了第一個(gè)缸的位置，作為第一個(gè)顯影缸，同時(shí)，最后一個(gè)顯影缸也更換成了全新的顯影液。這樣既保證了硅片的顯影質(zhì)量，又每次只更換一個(gè)缸的顯影液，極大的節(jié)約了顯影液的用量。并且還減少了環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)了低碳環(huán)保的目標(biāo)。

煙霧和溫度的報(bào)警和滅火的功能，使設(shè)備的安全性得到了保證。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明上部結(jié)構(gòu)示意圖

圖2為本發(fā)明下部結(jié)構(gòu)示意圖

圖1中，1.懸掛臂旋轉(zhuǎn)盤(pán)，2.平面軸承，3.齒輪副，4.旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)，5.上下移動(dòng)機(jī)架，6.固定機(jī)架，7.燕尾滾珠滑道，8.滾珠螺母，9.緊密絲杠，10.懸掛臂，11.上下移動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，12.光幕傳感器，13.固定工作臺(tái)，14.對(duì)應(yīng)下部顯影缸的開(kāi)口,15.旋轉(zhuǎn)軸，16.煙霧傳感器，17.溫度測(cè)控儀，18.軸流風(fēng)機(jī)與消防活門(mén)，19.設(shè)備外殼，26，硅片掛架。

圖2中，20.顯影缸，21.顯影缸承載圓盤(pán)，2.平面軸承，22.轉(zhuǎn)軸，23.設(shè)備結(jié)構(gòu)安裝盤(pán)，3.齒輪副，24.步進(jìn)電機(jī),25.換液位置。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，上部是硅芯片裝置的懸掛機(jī)構(gòu)，它承擔(dān)顯影硅片更換顯影缸的顯影順序的功能。上部包括設(shè)備外殼19，設(shè)備外殼19頂部設(shè)有軸流風(fēng)機(jī)與消防活門(mén)18，軸流風(fēng)機(jī)與消防活門(mén)18旁邊設(shè)有煙霧傳感器16和溫度測(cè)控儀17，煙霧傳感器16和溫度測(cè)控儀17檢測(cè)煙霧濃度和溫度的升高，一旦出現(xiàn)異常，設(shè)備會(huì)第一時(shí)間內(nèi)將火焰撲滅，以避免意外火警造成大的損失。設(shè)備外殼19內(nèi)設(shè)有懸掛臂旋轉(zhuǎn)盤(pán)1，懸掛臂旋轉(zhuǎn)盤(pán)1兩端設(shè)有懸掛臂10與硅片掛架26；懸掛臂旋轉(zhuǎn)盤(pán)1與平面軸承2和旋轉(zhuǎn)軸15連接，平面軸承2下端設(shè)有齒輪副3，齒輪副3下端設(shè)有旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)4；平面軸承2與上下移動(dòng)機(jī)架5連接，上下移動(dòng)機(jī)架5與機(jī)器的固定機(jī)架6之間設(shè)有精密燕尾滾珠滑道7，保證此懸掛機(jī)構(gòu)動(dòng)作平穩(wěn)；上下移動(dòng)機(jī)架5下端設(shè)有滾珠螺母8，滾珠螺母8通過(guò)精密絲杠9和上下移動(dòng)步進(jìn)電機(jī)11連接；固定機(jī)架6設(shè)于固定工作臺(tái)13上，固定工作臺(tái)13上設(shè)有光幕傳感器12和對(duì)應(yīng)下部顯影缸20的顯影缸連接口14。如果在下料結(jié)束時(shí)段光幕傳感器12檢到懸掛臂10上有掛架時(shí)，懸掛臂10將不再進(jìn)行將硅片掛架26送入顯影液的動(dòng)作并發(fā)出報(bào)警，等待和催促操作工完成下料，以免沾污已經(jīng)完成顯影的硅片。如果在上料時(shí)段結(jié)束時(shí)光幕傳感器12檢到懸掛臂10上沒(méi)有掛架時(shí)，掛架也不再移動(dòng)并報(bào)警以等待和催促操作工迅速上料，此功能在硅片顯影結(jié)束前有掛架走空時(shí)可以暫時(shí)關(guān)閉。具體過(guò)程是當(dāng)?shù)谝桓罪@影達(dá)到設(shè)定時(shí)間時(shí)，此懸掛機(jī)構(gòu)就會(huì)將硅片裝置提出顯影缸20，然后逆時(shí)針步進(jìn)旋轉(zhuǎn)六十度，再將硅片下降放入顯影缸20。在將硅片提出顯影缸20和放入顯影缸20的過(guò)程中，旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)4的精密絲杠9轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)滾珠螺母8做平動(dòng)，實(shí)現(xiàn)懸掛臂10上下的運(yùn)動(dòng)。在硅片的顯影過(guò)程中，此懸掛臂10還要始終作上下的運(yùn)動(dòng)，以便硅片在顯影過(guò)程中保持與顯影液的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而保證硅片顯影的均勻和迅速，懸掛臂10在做上述上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，還要設(shè)定上慢下快的變速運(yùn)動(dòng)，使硅片在動(dòng)作區(qū)間的下端能夠稍微脫離一下硅片的裝置，以保證不在硅片上留下因裝置夾持位置造成顯影的死角，上慢下快的變速運(yùn)動(dòng)用plc編程來(lái)控制實(shí)現(xiàn)。而且將懸掛臂10設(shè)計(jì)成可以逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)步進(jìn)固定角度的運(yùn)動(dòng)模式，可以實(shí)現(xiàn)被顯影的硅片從含有光刻膠濃度由高到低依次換缸顯影的過(guò)程，被顯影的硅片最后是從質(zhì)量最高的顯影液的顯影缸中取出，使硅片的顯影質(zhì)量達(dá)到較高的水平。

如圖2所示，下部承擔(dān)顯影槽的旋轉(zhuǎn)。包括顯影缸承載圓盤(pán)21，顯影缸承載圓盤(pán)21上裝有顯影缸20，顯影缸20上刻有換液位置25，所有顯影缸20到達(dá)換液位置25時(shí)更換顯影液。顯影缸承載圓盤(pán)21與轉(zhuǎn)軸22連接，轉(zhuǎn)軸22與設(shè)備結(jié)構(gòu)安裝盤(pán)23連接，為了使旋轉(zhuǎn)步進(jìn)的動(dòng)作能夠平穩(wěn)進(jìn)行，顯影缸承載盤(pán)21與設(shè)備結(jié)構(gòu)安裝盤(pán)23之間，設(shè)平面軸承2。設(shè)備結(jié)構(gòu)安裝盤(pán)23與齒輪副3連接，齒輪副3與步進(jìn)電機(jī)24連接。步進(jìn)電機(jī)24帶動(dòng)裝有顯影槽的圓盤(pán)按定角度旋轉(zhuǎn)步進(jìn)，以完成在在顯影過(guò)程中顯影的硅片定時(shí)依次根據(jù)顯影槽中顯影液濃度進(jìn)行換缸的要求。