CN116525488A - 一种晶圆沟道的直写填充装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种晶圆沟道的直写填充装置,属于晶圆沟道填充技术领域,包括有架体,所述架体侧壁垂直设有偏心旋转组件,所述架体下端竖直穿设有弹性流道控制杆,所述弹性流道控制杆和所述偏心旋转组件的轴线垂直,所述架体下方设有供料组件,所述供料组件内设有供料流道,所述供料组件侧壁设有和所述供料流道内部连通的加料组件,所述弹性流道控制杆下端位于所述供料流道内,上端和所述偏心旋转组件的输出端接触;所述偏心旋转组件工作时,按压所述弹性流道控制杆,控制所述供料流道的开闭进行供料。本发明提供的晶圆沟道的直写填充装置,减少了填充材料的使用量,减少了需要打磨的面积,降低了加工难度,提高了生产效率,节约了生产成本。
Description
技术领域
本发明属于晶圆沟道填充技术领域,更具体地,涉及一种晶圆沟道的直写填充装置。
背景技术
在半导体行业中,通常需要对晶圆沟道进行填充,常见的填充材料为为氧化硅,以形成沟道隔离结构、金属制程前介电质层或者是金属层间介电质层。目前行业内普遍采用的PECVD等离子体增强化学气相沉积技术来进行沟道填充,该方式因为是整面进行无差别填充,所以会在整面晶圆上形成一层氧化硅薄膜,然后进行后续打磨,将沟道上方的一层薄膜去除掉,留下沟道中的氧化硅隔离结构。
但是,这种PECVD的方式对填充材料的利用率较低,很浪费材料,同时后续打磨工艺也很耗时且对打磨精度要求很高,增加了加工难度。
发明内容
针对现有技术的缺陷,本发明的目的在于提供一种晶圆沟道的直写填充装置,旨在解决现有技术中进行晶圆沟道填充时填充材料浪费、后续打磨工艺费时且加工难度大的问题。
为实现上述目的,本发明提供了一种晶圆沟道的直写填充装置,包括有架体,所述架体侧壁垂直设有偏心旋转组件,所述架体下端竖直穿设有弹性流道控制杆,所述弹性流道控制杆和所述偏心旋转组件的轴线垂直,所述架体下方设有供料组件,所述供料组件内设有供料流道,所述供料组件侧壁设有和所述供料流道内部连通的加料组件,所述弹性流道控制杆下端位于所述供料流道内,上端和所述偏心旋转组件的输出端接触;所述偏心旋转组件工作时,按压所述弹性流道控制杆,控制所述供料流道的开闭进行供料。
更进一步地,所述弹性流道控制杆包括有可轴向移动的控制杆,所述控制杆上套设有弹簧,所述弹簧上端抵设有限位螺母,所述弹簧下端抵设在所述供料组件上。
更进一步地,所述供料组件包括有用于和所述架体固定的连接法兰,所述连接法兰下方依次设有供料体、密封块和可拆卸针头固定器,所述供料体、所述密封块、所述可拆卸针头固定器的内壁和所述控制杆外壁之间配合形成所述供料流道,所述供料体外还设有锁紧环,所述锁紧环用于将所述密封块、所述可拆卸针头固定器挤压固定,所述可拆卸针头固定器下方设有用于出料的微型针头。
更进一步地,所述连接法兰上设有用于所述控制杆轴向移动导向的无油衬套,所述连接法兰和所述供料体之间挤压设有用于和所述控制杆外壁密封的密封圈,所述密封块下端设有第一锥面,所述可拆卸针头固定器上端设有第二锥面,所述控制杆下端设有菱形端,所述菱形端位于所述第一斜面和所述第二锥面之间。
更进一步地,所述偏心旋转组件包括有电机,所述电机的输出端套设有偏心轴,所述偏心轴上设有环形槽,所述环形槽内设有旋转开关,所述旋转开关外壁和所述弹性流道控制杆上端接触。
更进一步地,所述偏心轴端部还设有信号盘,所述架体侧壁上还设有感应器,所述感应器和所述信号盘配合检测所述旋转开关转动位置。
更进一步地,所述旋转开关为轴承,所述轴承采用弹性挡圈安装限位,所述轴承外壁和所述弹性流道控制杆上端接触。
更进一步地,所述供料体上开设有和所述供料流道连通的进料孔,所述加料组件包括有加料管,所述加料管前端套设有和所述进料孔对应的进料接头,所述进料接头上还套设有用于和所述进料孔安装定位的特氟龙垫片。
更进一步地,所述控制杆的加工精度误差小于1um,表面粗糙度小于0.8,所述供料流道为微米流道。
更进一步地,所述微型针头的孔径为1um-10um。
总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,具有以下有益效果:
(1)本发明提供的晶圆沟道的直写填充装置,通过偏心旋转组件按压弹性流道控制杆来对控制供料流道的开闭进行供料,无需对晶圆整面进行无差别填充,直接将填充材料填充到晶圆沟道中,大大的减少了填充材料的使用量,同时由于只是对沟道进行了填充,所以在后续打磨工艺中也大大减少了需要打磨的面积,降低了加工难度,提高了生产效率,节约了生产成本。
(2)此外,密封块与可拆卸针头固定器采用锁紧环的挤压固定,对供料流道有较好的密封效果,防止漏料;旋转开关通过偏心轴能在电机的带动下完成高速旋转,可带动控制杆对供料流道实现高频的开启与关闭,从而满足晶圆沟道填充过程中需要进行高频打点的需求。
附图说明
图1是本发明提供的晶圆沟道的直写填充装置的结构示意图;
图2是本发明提供的晶圆沟道的直写填充装置的侧视图;
图3是本发明提供的晶圆沟道的直写填充装置的零件***图;
图4是本发明提供的晶圆沟道的直写填充装置的剖视图;
图5是本发明提供的晶圆沟道的直写填充装置的另一视角的剖视图。
附图中各数字标记对应的结构为:1-架体,11-感应器,12-连接片,2-偏心旋转组件,21-电机,22-偏心轴,23-旋转开关,24-信号盘,25-弹性挡圈,3-弹性流道控制杆,31-控制杆,311-菱形端,32-弹簧,33-限位螺母,4-供料组件,4a-供料流道,41-连接法兰,411-无油衬套,412-密封圈,42-供料体,421-进料孔,43-密封块,431-第一锥面,44-可拆卸针头固定器,441-第二锥面,45-锁紧环,46-微型针头,5-加料组件,51-加料管,52-进料接头,53-特氟龙垫片。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
参阅图1至图5,本发明提供一种晶圆沟道的直写填充装置,用于对晶圆沟道直接进行填充,节约填充材料,同时,减少后续打磨工艺时间,提高了生产效率,降低了生产成本。
具体地,参阅图1,本发明晶圆沟道的直写填充装置包括有架体1,架体1侧壁垂直设有偏心旋转组件2,架体1下端竖直穿设有弹性流道控制杆3,弹性流道控制杆3和偏心旋转组件2的轴线垂直,架体1下方设有供料组件4,供料组件4内设有供料流道4a,供料组件4侧壁设有和供料流道4a内部连通的加料组件5,弹性流道控制杆3下端位于供料流道4a内,上端和偏心旋转组件2的输出端接触;其中,加料组件5用于连接外部提供填充材料的加料容器,加料容器通过控制气压的方式将填充材料压入加料组件5中,由于加料组件5和供料流道4a连通,偏心旋转组件2工作时,按压弹性流道控制杆3,控制供料流道4a的开闭进行供料。
进一步地,参阅图3至图5,偏心旋转组件2包括有电机21,电机21的输出端套设有偏心轴22,如图3所示,偏心轴22设有用于和电机轴固定安装的夹紧部,在锁紧夹紧部时,偏心轴22的轴线和电机输出端的轴线不同轴,即偏心;偏心轴22上设有环形槽,环形槽内设有旋转开关23,旋转开关23外壁和弹性流道控制杆3上端接触,为方便控制偏心轴21的转动角度,在偏心轴21端部还设有信号盘24,架体1侧壁上还设有感应器11,感应器11通过连接板12安装在架体1上,感应器11和信号盘24配合检测旋转开关23转动位置;在一些实施例中,为简化旋转开关23的加工,直接选用标准件,旋转开关23为轴承,轴承采用弹性挡圈25安装限位,轴承外壁和弹性流道控制杆3上端接触。
在一些实施例中,弹性流道控制杆3包括有可轴向移动的控制杆31,控制杆31上套设有弹簧32,如图3所示,优选地,在本实施例中,弹簧32为矩形弹簧,弹簧32上端抵设有限位螺母33,弹簧33下端抵设在供料组件4上。
在一些实施例中,供料组件4包括有用于和架体1固定的连接法兰41,连接法兰41下方依次设有供料体42、密封块43和可拆卸针头固定器44,其中,密封块43采用一种硬度不高的柔性塑料制作,供料体42、密封块43、可拆卸针头固定器44的内壁和控制杆31外壁之间配合形成供料流道4a,供料流道4a为微米流道,为减少填充材料在供料流道4a内的流动阻力,减少填充材料出现挂壁现象导致堆积,控制杆31的加工精度误差小于1um,表面粗糙度小于0.8。
为方便锁紧固定密封块43、可拆卸针头固定器44,同时保证供料流道4a的密封性,在供料体42外还设有锁紧环45,供料提42和锁紧环45采用螺纹连接,锁紧环45用于将密封块43、可拆卸针头固定器44挤压固定,为方便出料,在可拆卸针头固定器44下方设有用于出料的微型针头46。
进一步地,为方便对控制杆进行轴向运动时进行导向,在连接法兰41上设有无油衬套411,进一步地,为提高供料组件4和控制杆31之间的密封效果,在连接法兰41和供料体42之间挤压设有用于和控制杆31外壁密封的密封圈412。
为方便对供料流道4a进行开闭,参阅图4、图5,密封块43下端设有第一锥面431,可拆卸针头固定器44上端设有第二锥面441,控制杆31下端设有菱形端311,菱形端311位于第一斜面431和第二锥面441之间,当供料流道4a关闭时,菱形端311上端面和第一斜面431贴合进行密封,当供料流道4a开启时,控制杆31在旋转开关23的按压下,菱形端311上端面和第一斜面431脱离接触,填充材料经微型针头46出料,微型针头46的孔径为1um-10um。
进一步地,为方便供料,在供料体42上开设有和供料流道4a连通的进料孔421,加料组件5包括有加料管51,加料管51和外部的加料容器连接,加料管51前端套设有和进料孔421对应的进料接头52,进料接头52上还套设有用于和进料孔421安装定位的特氟龙垫片53。
在使用本发明提供的晶圆沟道的直写填充装置时,通过加料容器将填充材料通过气压的方式压入微米级的供料流道中,在供料流道中充满填充材料后,电机控制旋转开关旋转,在传感器检测到旋转开关处于零位后,电机控制旋转开关旋转180度,进而使控制杆下压,控制杆下端的菱形端与密封块紧密接触的部分分开,形成一个微米级的流道,在气压的推动下,填充材料经过流道流向可拆卸针头固定器,然后流向微型针头,配合精密气压控制和微米级的针头,使针头尖端直写出微米级的直线,当需要停止时,电机控制旋转凸轮开关旋转180度,控制杆在弹簧的作用下上升,使控制杆下端的菱形端与密封块紧密接触后关闭供料流道,从而快速的停止直写过程。
由于旋转开关通过偏心轴能在电机的带动下完成高速旋转,可带动控制杆对供料流道实现高频的开启与关闭,从而满足晶圆沟道填充过程中需要进行高频打点的需求。
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种晶圆沟道的直写填充装置,其特征在于:包括有架体(1),所述架体(1)侧壁垂直设有偏心旋转组件(2),所述架体(1)下端竖直穿设有弹性流道控制杆(3),所述弹性流道控制杆(3)和所述偏心旋转组件(2)的轴线垂直,所述架体(1)下方设有供料组件(4),所述供料组件(4)内设有供料流道(4a),所述供料组件(4)侧壁设有和所述供料流道(4a)内部连通的加料组件(5),所述弹性流道控制杆(3)下端位于所述供料流道(4a)内,上端和所述偏心旋转组件(2)的输出端接触;所述偏心旋转组件(2)工作时,按压所述弹性流道控制杆(3),控制所述供料流道(4a)的开闭进行供料。
2.如权利要求1所述的晶圆沟道的直写填充装置,其特征在于:所述弹性流道控制杆(3)包括有可轴向移动的控制杆(31),所述控制杆(31)上套设有弹簧(32),所述弹簧(32)上端抵设有限位螺母(33),所述弹簧(33)下端抵设在所述供料组件(4)上。
3.如权利要求2所述的晶圆沟道的直写填充装置,其特征在于:所述供料组件(4)包括有用于和所述架体(1)固定的连接法兰(41),所述连接法兰(41)下方依次设有供料体(42)、密封块(43)和可拆卸针头固定器(44),所述供料体(42)、所述密封块(43)、所述可拆卸针头固定器(44)的内壁和所述控制杆(31)外壁之间配合形成所述供料流道(4a),所述供料体(42)外还设有锁紧环(45),所述锁紧环(45)用于将所述密封块(43)、所述可拆卸针头固定器(44)挤压固定,所述可拆卸针头固定器(44)下方设有用于出料的微型针头(46)。
4.如权利要求3所述的晶圆沟道的直写填充装置,其特征在于:所述连接法兰(41)上设有用于所述控制杆(31)轴向移动导向的无油衬套(411),所述连接法兰(41)和所述供料体(42)之间挤压设有用于和所述控制杆(31)外壁密封的密封圈(412),所述密封块(43)下端设有第一锥面(431),所述可拆卸针头固定器(44)上端设有第二锥面(441),所述控制杆(31)下端设有菱形端(311),所述菱形端(311)位于所述第一斜面(431)和所述第二锥面(441)之间。
5.如权利要求1所述的晶圆沟道的直写填充装置,其特征在于:所述偏心旋转组件(2)包括有电机(21),所述电机(21)的输出端套设有偏心轴(22),所述偏心轴(22)上设有环形槽,所述环形槽内设有旋转开关(23),所述旋转开关(23)外壁和所述弹性流道控制杆(3)上端接触。
6.如权利要求5所述的晶圆沟道的直写填充装置,其特征在于:所述偏心轴(21)端部还设有信号盘(24),所述架体(1)侧壁上还设有感应器(11),所述感应器(11)和所述信号盘(24)配合检测所述旋转开关(23)转动位置。
7.如权利要求6所述的晶圆沟道的直写填充装置,其特征在于:所述旋转开关(23)为轴承,所述轴承采用弹性挡圈(25)安装限位,所述轴承外壁和所述弹性流道控制杆(3)上端接触。
8.如权利要求3所述的晶圆沟道的直写填充装置,其特征在于:所述供料体(42)上开设有和所述供料流道(4a)连通的进料孔(421),所述加料组件(5)包括有加料管(51),所述加料管(51)前端套设有和所述进料孔(421)对应的进料接头(52),所述进料接头(52)上还套设有用于和所述进料孔(421)安装定位的特氟龙垫片(53)。
9.如权利要求2所述的晶圆沟道的直写填充装置,其特征在于:所述控制杆(31)的加工精度误差小于1um,表面粗糙度小于0.8,所述供料流道为微米流道。
10.如权利要求3所述的晶圆沟道的直写填充装置,其特征在于:所述微型针头(46)的孔径为1um-10um。
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