教学用芯片制造设备制造技术

本发明专利技术公开了一种教学用芯片制造设备，包括有操作台，所述操作台上设置有用于厘米或毫米级芯片制作的匀胶装置、烘焙装置、显影清洗装置、光刻装置、刻蚀装置、掺杂装置。本发明专利技术结构简单、占用空间小、成本低、安全性高、制备快速，可由学生自己参与芯片制作过程，能够起到较好的教学效果。较好的教学效果。较好的教学效果。

【技术实现步骤摘要】
教学用芯片制造设备


[0001]本专利技术涉及一种教学用芯片制造设备。

技术介绍

[0002]光刻机（lithography）又名：掩模对准曝光机，曝光系统，光刻系统等，是制造芯片的核心装备。现如今芯片制造技术已经非常成熟，国际最前沿的已经到了一纳米的精度，各种新工艺也是层出不穷，但是制造芯片每道环节都十分的耗钱，无论设备还是耗材，动辄几千万甚至数亿的金额，以及对环境的苛刻和大量使用属于危化品的耗材等因素，使得芯片制作的教学大多只能停留在理论教学，而不能让学生自己动手制作，以实操要感受其中的乐趣。目前针对芯片制造领域主要通过书本、视频动画等材料来对学生进行教学活动。这种传统的教学方式对学生而言缺乏互动性，难以满足实际教学需求，教学效果有待提高。由于光刻设备的价格昂贵、芯片制造耗费时间长、占用空间大等因素影响，通过实际的光刻机设备来让学生动手实操又十分的不切实际。
[0003]中国专利技术专利公开了一种基于虚拟现实的半导体光刻技术教育培训和考核方法（CN113487925A），其中公开了一种利用虚拟现实技术实现半导体光刻技术的教育培训和考核，通过设备工艺模块了解基本的光刻设备及工艺流程，通过操作技能培训模块，掌握基本的光刻操作技能，最终通过考核模块给出系统评分、存档及相关操作失误点。该专利记载的方案其本质上还是一种虚拟的教学方式，在虚拟场景中，并不存在符合真实情况的光刻设备，也无法由学生自行完成芯片的制造过程，教学效果仍然有待提高。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种教学用芯片制造设备，结构简单、占用空间小、成本低、安全性高、制备快速，可由学生自己参与芯片制作过程，能够起到较好的教学效果。
[0005]本专利技术提供了一种教学用芯片制造设备，包括具有可开合门的操作间、操作台，所述操作台设置在操作间其内部空间中的一侧，所述操作间其内部空间的另一侧设置有供学生站立或坐着操作的区域，所述操作间的侧部或门上设置有观察窗口，所述操作台上设置有用于厘米或毫米级芯片制作的匀胶装置、烘焙装置、显影清洗装置、光刻装置、刻蚀装置、掺杂装置，所述匀胶装置用于通过高速旋转产生的离心力在硅片表面建立一层薄、均匀且完整的光刻胶膜，所述烘焙装置用于蒸发掉光刻胶中的部分溶剂，以避免光刻胶的溶剂干扰光敏感聚合物中正常的化学变化，并帮助光刻胶和硅片表面之间进行黏结，所述显影清洗装置用于使用显影液溶解光刻胶经过曝光后可溶解区域，从而在光刻胶膜上获得所需要的图形，所述光刻装置用于将设计好的图案通过曝光转移到光刻胶层上，所述刻蚀装置用于使用刻蚀液去除硅片上的氧化膜，所述掺杂装置用于将杂质掺入到硅片中，以改变硅片的电学特性。
[0006]进一步地，所述匀胶装置包括有主体、主体包括有内腔以及与内腔配合封闭的盖
板，内腔中设置有可调节旋转转速和时长的旋转置物盘，该旋转置物盘用于固定硅片并驱动硅片转动，所述旋转置物盘为机械爪式固定盘。
[0007]进一步地，所述烘焙装置包括有加热盘和控制面板，通过控制面板能够对加热盘的加热温度和时长进行调节。
[0008]进一步地，所述显影清洗装置包括有三个喷头以及设置在喷头下方的排水槽，三个喷头采用真空自吸方式喷射纯水、无水乙醇或显影液三种液体。
[0009]进一步地，所述光刻装置为直写式光刻机，其包括有光刻台、对准模块、曝光模块、计算机以及显示屏，所述计算机中预装有对准软件和光刻软件，所述对准模块包括有光学摄像头，通过光学摄像头在显示屏中实时显示加工件的摆放位置，显示屏中还显示有用于校准加工件摆放位置的定位红框，所述计算机可上传载入设计好的图片文件对加工件进行曝光加工。
[0010]进一步地，所述刻蚀装置采用手工刻蚀方式，所述操作台包括有由耐腐蚀的实芯理化板构成的面板，所述刻蚀装置包括有与该面板配合放置的器皿，所述器皿用于容置刻蚀液和硅片。
[0011]进一步地，所述掺杂装置包括有高温扩散掺杂模块或高能束融合掺杂模块，所述高温扩散掺杂模块包括有小腔体扩散掺杂炉，能够提供千度高温，所述高能束融合掺杂模块包括有激光诱导化学掺杂机。
[0012]进一步地，所述操作台上设置有手持喷气枪，手持喷气枪用于清理硅片表面的液体或粉尘。
[0013]进一步地，所述操作间设置有用于内外交换新鲜空气的通风装置以及用于调节室内温度的温度调节装置。
[0014]进一步地，所述操作间的顶内壁或内侧壁上设置有监控装置，所述操作间的外侧设置有与监控装置相连接的显示屏幕。
[0015]本专利技术提供了一整套能低成本、高安全、快速地制作出简易的厘米或毫米级芯片的设备，适用于教学用途，通过本专利技术学生可自己参与到芯片制作的各环节中，能够起到较好的教学效果；集成度高，把匀胶、焙膜、光刻、刻蚀、掺杂等芯片制造工艺的各环节整合成在一起，减少对空间的占用，也使得学生的操作更为方便；更适用于教学用途，制造的是厘米或毫米级精度的芯片，对设备要求更低，能够降低设备制造或购置成本，更利于实施，也能够降低对光刻胶、去胶剂、掺杂剂、显影液等化学剂的要求，可选用相对安全的化学剂，减少耗材成本，提高教学活动的安全性。
附图说明
[0016]图1为本专利技术实施例操作间的结构图；图2为本专利技术实施例操作间的内部示意图；图3为本专利技术实施例工作台的结构图；图4为本专利技术实施例匀胶装置的结构图；图5为本专利技术实施例烘焙装置的结构图；图6为本专利技术实施例显影清洗装置的结构图。
具体实施方式
[0017]本专利技术教学用芯片制造设备的实施例如图1
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6所示：包括具有可开合门11的操作间1，门11采用滑动开合方式，能够减少对外部空间的占用，操作间1其内部空间的一侧设置有操作台2，其内部空间的另一侧设置有供学生站立或坐着操作的区域12，所述门11对应区域12设置，方便学生的进出，所述操作间1设置有用于内外交换新鲜空气的通风装置以及用于调节室内温度的温度调节装置，通风装置和温度调节装置的设置能够保证操作间1内空气流通以及温度适宜，保证学生操作时的安全和舒适性，所述操作间1的侧部以及门11上均设置有观察窗口13，方便教师从外部观察学生的操作过程。另外，所述操作间1的顶内壁设置有监控装置，所述操作间1的外侧设置有与监控装置相连接的显示屏幕14，方便教师从其他角度对学生的操作过程进行观察。
[0018]操作间1的设置能够减少操作过程中外界的干扰，同时也能够避免操作过程中化学溶液的挥发、光束、热量等对外界产生影响。在其他实施例中，也可以仅提供操作台2，而不设置操作间1。
[0019]所述操作台2上设置有用于厘米或毫米级芯片制作的匀胶装置31、烘焙装置35、显影清洗装置33、光刻装置36、刻蚀装置、掺杂装置34，所述匀胶装置31用于通过高速旋转产生的离心力在硅片表面建立一层薄、均匀且完整的光刻胶膜，所述烘焙装置35用于蒸发掉光刻胶中的部分溶剂，以避免光刻胶的溶剂干扰光敏感聚合物中正常的化学变化，并帮助光刻胶和硅片表面之间进行黏结，所述显影清洗装置33用于使用显影液溶解光刻胶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种教学用芯片制造设备，其特征在于：包括有具有可开合门的操作间、操作台，所述操作台设置在操作间其内部空间中的一侧，所述操作间其内部空间的另一侧设置有供学生站立或坐着操作的区域，所述操作间的侧部或门上设置有观察窗口，所述操作台上设置有用于厘米或毫米级芯片制作的匀胶装置、烘焙装置、显影清洗装置、光刻装置、刻蚀装置、掺杂装置，所述匀胶装置用于通过高速旋转产生的离心力在硅片表面建立一层薄、均匀且完整的光刻胶膜，所述烘焙装置用于蒸发掉光刻胶中的部分溶剂，以避免光刻胶的溶剂干扰光敏感聚合物中正常的化学变化，并帮助光刻胶和硅片表面之间进行黏结，所述显影清洗装置用于使用显影液溶解光刻胶经过曝光后可溶解区域，从而在光刻胶膜上获得所需要的图形，所述光刻装置用于将设计好的图案通过曝光转移到光刻胶层上，所述刻蚀装置用于使用刻蚀液去除硅片上的氧化膜，所述掺杂装置用于将杂质掺入到硅片中，以改变硅片的电学特性。2.根据权利要求1所述的教学用芯片制造设备，其特征在于：所述匀胶装置包括有主体、主体包括有内腔以及与内腔配合封闭的盖板，内腔中设置有可调节旋转转速和时长的旋转置物盘，该旋转置物盘用于驱动硅片转动，所述旋转置物盘为机械爪式固定盘。3.根据权利要求1所述的教学用芯片制造设备，其特征在于：所述烘焙装置包括有加热盘和控制面板，通过控制面板能够对加热盘的加热温度和时长进行调节。4.根据权利要求1所述的教学用芯片制造设备，其特征在于：所述显影清洗装置包括有三个喷头以及设置在喷头下方的排水槽，...

【专利技术属性】
技术研发人员：科迪，
申请(专利权)人：浙江三和科教仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：