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顯影機(jī)。

背景技術(shù)：

目前我國的半導(dǎo)體功率器件生產(chǎn)過程的光刻工藝流程中的濕法顯影工藝，正在從手工操作過渡到半自動和全自動生產(chǎn)。但是在全自動工藝流程中，由于工藝的要求，硅片必須依次在三個到十二個顯影缸里進(jìn)行顯影。這就造成了這幾個缸里的顯影液溶解的光刻膠的濃度會有很大的差異，就是說第一個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，如果這五個缸里的顯影液同時更換，后邊的幾個缸就浪費的太可惜了。針對這一個問題，我們設(shè)計了一款能夠自動或半自動地根據(jù)顯影缸里顯影液的濃度依次逐個更換顯影液的設(shè)備，這樣既解決了顯影液過于浪費的問題，又減少了對環(huán)境的污染，對低碳環(huán)保做出了一定的貢獻(xiàn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是能夠在光刻顯影的過程中，設(shè)備可以方便地完成顯影工藝所要求的所有的動作和適時地依次根據(jù)顯影液中溶進(jìn)的光刻膠的濃度逐個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，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，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)果自動啟動滅火裝置，以保證安全。

為實現(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，軸流風(fēng)機(jī)與消防活門旁邊設(shè)有煙霧傳感器和溫度測控儀，設(shè)備外殼內(nèi)設(shè)有懸掛臂旋轉(zhuǎn)盤，懸掛臂旋轉(zhuǎn)盤兩端設(shè)有懸掛臂與硅片掛架；懸掛臂旋轉(zhuǎn)盤與平面軸承和旋轉(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機(jī)架連接，上下移動機(jī)架通過燕尾滾珠滑道安裝于固定機(jī)架上；上下移動機(jī)架下端設(shè)有滾珠螺母，滾珠螺母通過精密絲杠和上下移動步進(jìn)電機(jī)連接；固定機(jī)架設(shè)于固定工作臺上，固定工作臺上設(shè)有光幕傳感器和對應(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連接顯影缸，顯影缸上刻有換液位置；顯影缸承載圓盤與平面軸承和轉(zhuǎn)軸連接，平面軸承和轉(zhuǎn)軸與設(shè)備結(jié)構(gòu)安裝盤連接，設(shè)備結(jié)構(gòu)安裝盤與齒輪副連接，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)動的復(fù)合運(yùn)動的結(jié)構(gòu)。

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

夾持硅片的懸掛臂設(shè)計了可以逆時針旋轉(zhuǎn)步進(jìn)固定角度的運(yùn)動模式，所以可以實現(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)計了顯影缸可以按順時針方向作固定角度旋轉(zhuǎn)步進(jìn)的功能，所以當(dāng)?shù)谝粋€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，可以將顯影缸進(jìn)一步，使第一個顯影缸轉(zhuǎn)到更換顯影液的位置，準(zhǔn)備更換顯影液。而此時原來的第二個缸到了第一個缸的位置，作為第一個顯影缸，同時，最后一個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，實現(xiàn)了低碳環(huán)保的目標(biāo)。

煙霧和溫度的報警和滅火的功能，使設(shè)備的安全性得到了保證。

附圖說明

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，2.平面軸承，3.齒輪副，4.旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)，5.上下移動機(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.上下移動步進(jìn)電機(jī)，12.光幕傳感器，13.固定工作臺，14.對應(yīng)下部顯影缸的開口,15.旋轉(zhuǎn)軸，16.煙霧傳感器，17.溫度測控儀，18.軸流風(fēng)機(jī)與消防活門，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，2.平面軸承，22.轉(zhuǎn)軸，23.設(shè)備結(jié)構(gòu)安裝盤，3.齒輪副，24.步進(jìn)電機(jī),25.換液位置。

具體實施方式

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18，軸流風(fēng)機(jī)與消防活門18旁邊設(shè)有煙霧傳感器16和溫度測控儀17，煙霧傳感器16和溫度測控儀17檢測煙霧濃度和溫度的升高，一旦出現(xiàn)異常，設(shè)備會第一時間內(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1，懸掛臂旋轉(zhuǎn)盤1兩端設(shè)有懸掛臂10與硅片掛架26；懸掛臂旋轉(zhuǎn)盤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與上下移動機(jī)架5連接，上下移動機(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)動作平穩(wěn)；上下移動機(jī)架5下端設(shè)有滾珠螺母8，滾珠螺母8通過精密絲杠9和上下移動步進(jìn)電機(jī)11連接；固定機(jī)架6設(shè)于固定工作臺13上，固定工作臺13上設(shè)有光幕傳感器12和對應(yīng)下部顯影缸20的顯影缸連接口14。如果在下料結(jié)束時段光幕傳感器12檢到懸掛臂10上有掛架時，懸掛臂10將不再進(jìn)行將硅片掛架26送入顯影液的動作并發(fā)出報警，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。如果在上料時段結(jié)束時光幕傳感器12檢到懸掛臂10上沒有掛架時，掛架也不再移動并報警以等待和催促操作工迅速上料，此功能在硅片顯影結(jié)束前有掛架走空時可以暫時關(guān)閉。具體過程是當(dāng)?shù)谝桓罪@影達(dá)到設(shè)定時間時，此懸掛機(jī)構(gòu)就會將硅片裝置提出顯影缸20，然后逆時針步進(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的過程中，旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)4的精密絲杠9轉(zhuǎn)動帶動滾珠螺母8做平動，實現(xiàn)懸掛臂10上下的運(yùn)動。在硅片的顯影過程中，此懸掛臂10還要始終作上下的運(yùn)動，以便硅片在顯影過程中保持與顯影液的相對運(yùn)動，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)動時，還要設(shè)定上慢下快的變速運(yùn)動，使硅片在動作區(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)動用plc編程來控制實現(xiàn)。而且將懸掛臂10設(shè)計成可以逆時針旋轉(zhuǎn)步進(jìn)固定角度的運(yùn)動模式，可以實現(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21，顯影缸承載圓盤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時更換顯影液。顯影缸承載圓盤21與轉(zhuǎn)軸22連接，轉(zhuǎn)軸22與設(shè)備結(jié)構(gòu)安裝盤23連接，為了使旋轉(zhuǎn)步進(jìn)的動作能夠平穩(wěn)進(jìn)行，顯影缸承載盤21與設(shè)備結(jié)構(gòu)安裝盤23之間，設(shè)平面軸承2。設(shè)備結(jié)構(gòu)安裝盤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帶動裝有顯影槽的圓盤按定角度旋轉(zhuǎn)步進(jìn)，以完成在在顯影過程中顯影的硅片定時依次根據(jù)顯影槽中顯影液濃度進(jìn)行換缸的要求。