CN103977932B - 集成结构预润湿涂胶喷嘴 - Google Patents

Abstract

一种集成结构预润湿涂胶喷嘴，包括：预润湿喷嘴、涂胶喷嘴、座体及两个供液装置，座体具有间隔设置的两个横孔和间隔设置的两个纵孔，两个纵孔与两个横孔一一对应且处于相应横孔的中部下方，两个横孔孔壁的中段分别设置环形的储液槽，每个纵孔与其对应的横孔孔壁的储液槽之间设置过渡流道；供液装置均包括柱状的主体、从该主体的一端延伸到其中部的轴向流道、从该轴向流道内端弯折穿透该主体侧壁的径向流道、以及沿主体的轴向贯穿该主体的若干保温液流道；两个供液装置的主体分别过盈装配在所述两个横孔中且其径向流道与主体所在横孔孔壁的储液槽连通；预润湿喷嘴和涂胶喷嘴设置于座体下方，与座体的两个纵孔螺纹连接。其能够输出均匀的液流。

Description

集成结构预润湿涂胶喷嘴

技术领域

本发明属于集成电路制造领域，更具体地说，涉及集成电路制造工艺中的光刻胶喷嘴。

背景技术

在集成电路（IC）制造领域，晶圆的尺寸及特征芯片的尺寸遵循着摩尔定律不断的向前发展。随着集成电路产业的迅猛发展，芯片集成度不断提高，线宽不断减小，涂胶所使用的光致抗蚀剂（光刻胶）从I线向深紫外DUV转移,其价格也不断提高，与此同时光致抗蚀剂的需求呈不断上升之势。而在传统的旋涂法涂胶工艺中，95%以上的光刻胶在使用过程中被浪费掉了。因此，减少光刻胶的使用量可大大降低涂胶工艺的成本。

一种减少光刻胶使用量的有效方法是在涂胶前增加一道预润湿工序。其原理是：由于硅片表面有许多亲水基团，与光刻胶不互溶，而在涂胶工序前，在硅片上涂覆一层与光刻胶亲和性好的预润湿液，可以使得硅片表面形成一层均匀的预润湿液薄膜，从而使得光刻胶与硅片的亲和性变好，因而表面与光刻胶结合的接触角变小，导致最终可减少光刻胶的使用量。

现有普通的光刻胶涂胶设备没有专门的预润湿喷嘴，一些高级的光刻胶涂胶设备中虽然配置有专门的预润湿喷嘴，但是其预润湿喷嘴和涂胶喷嘴在结构上完全独立，导致控制复杂，工序过渡不顺畅，衔接不紧密。此外，在光刻工艺中，涂布在各个硅片上的光刻胶的厚度的一致性将直接影响到产品的质量及合格率，因此能否输出均匀的液流显得非常重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种集成结构预润湿涂胶喷嘴，该喷嘴不但能够使预润湿工序和涂胶工序过渡顺畅、衔接紧密，而且能够输出均匀的液流。

为达上述目的，本发明提供的一种集成结构预润湿涂胶喷嘴包括预润湿喷嘴和涂胶喷嘴，还包括：

一个座体，该座体具有间隔设置的两个横孔和间隔设置的两个纵孔，两个纵孔与两个横孔一一对应且处于相应横孔的中部下方，两个横孔孔壁的中段分别设置环形的储液槽，每个纵孔与其对应的横孔孔壁的储液槽之间设置过渡流道；以及

两个供液装置，每个供液装置均包括柱状的主体、从该主体的一端延伸到其中部的轴向流道、从该轴向流道内端弯折穿透该主体侧壁的径向流道、以及沿主体的轴向贯穿该主体的若干保温液流道，两个供液装置的主体分别过盈装配在所述两个横孔中且其径向流道与主体所在横孔孔壁的储液槽连通；

所述预润湿喷嘴和涂胶喷嘴设置于座体下方，与座体的两个纵孔螺纹连接。

在上述的集成结构预润湿涂胶喷嘴中，优选地，所述供液装置的主体为三级管径结构的柱状主体，所述轴向流道设置于最小级，所述若干保温液流道设置于中间级，所述若干保温液流道在所述轴向流道外侧间隔排列成圆弧形，最大级的端面与所述座体的端面配合用于实现所述径向流道与对应储液槽的定位。

在上述的集成结构预润湿涂胶喷嘴中，优选地，所述圆弧的圆心角不大于180度。

在上述的集成结构预润湿涂胶喷嘴中，优选地，所述预润湿喷嘴和涂胶喷嘴的前端有1:2-1:10的锥度，且喷嘴出口处流道的壁厚在0.25-0.4mm之间。

在上述的集成结构预润湿涂胶喷嘴中，优选地，所述预润湿喷嘴和涂胶喷嘴的出口处的流道口径为0.5-1.5mm。

在上述的集成结构预润湿涂胶喷嘴中，优选地，所述预润湿喷嘴和涂胶喷嘴与座体的两个纵孔采用细牙螺纹连接，连接部之间无其它密封装置。

在上述的集成结构预润湿涂胶喷嘴中，优选地，所述横孔的孔径为8-15mm，所述储液槽的深度为1-2mm。

在上述的集成结构预润湿涂胶喷嘴中，优选地，所述若干保温液流道的直径为1-2mm。

在上述的集成结构预润湿涂胶喷嘴中，优选地，供液装置的轴向流道的直径大于预润湿喷嘴或涂胶喷嘴内的流道的直径。

在上述的集成结构预润湿涂胶喷嘴中，优选地，涂胶流道和预润湿流道的形状相同、大小相等，且结构对称。

在上述的集成结构预润湿涂胶喷嘴中，优选地，所述供液装置的轴向流道与径向流道的长度之比为4-10：1。

由于将预润湿喷嘴和涂胶喷嘴集成在同一个座体，能够使预润湿工序和涂胶工序过渡顺畅、衔接紧密。同时，上述储液槽与流道的结构配合，能够使喷嘴输出均匀的液流，从而能够使涂布到各个硅片上的光刻胶的厚度一致。此外，本发明预润湿涂胶喷嘴由多个部件通过过盈配合和螺纹连接方式组合在一起，拆装方便，易于维护。

附图说明

图1为较佳实施例集成结构预润湿涂胶喷嘴的结构示意图；

图2为其剖视图；

图3为其一个供液装置的结构示意图；

图4为图3供液装置的剖视图；

图5为其预润湿喷嘴或涂胶喷嘴的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明。

如图1-5所示，本集成结构预润湿涂胶喷嘴包括：预润湿喷嘴1、涂胶喷嘴2、座体3、第一供液装置4和第二供液装置5。

座体3具有间隔设置的两个横孔3a、3b和间隔设置的两个纵孔3c、3d，纵孔3c与横孔3a对应且处于横孔3a的中部下方，纵孔3d与横孔3b对应且处于横孔3b的中部下方。横孔3a的孔壁的中段设置环形的储液槽3e,纵孔3c与储液槽3e之间设置过渡流道3f。同样地，横孔3b的孔壁的中段也设置有一个环形的储液槽（图中未示出），纵孔3d与横孔3b孔壁的该储液槽之间也设置有过渡流道（图中未示出）。

第一供液装置4和第二供液装置5结构相同，图3和图4单独地展示了其结构。参照图3、4，第一供液装置4和第二供液装置5均包括柱状的主体4a、从该主体4a的一端延伸到其中部的轴向流道4b、从该轴向流道4b内端弯折穿透该主体4a侧壁的径向流道4c、以及沿主体4a的轴向贯穿该主体4a的若干保温液流道4d。

参照图1和图2，第二供液装置5的主体4a过盈装配在横孔3a中且其径向流道与横孔3a孔壁的储液槽3e连通。同样地，第一供液装置4的主体过盈装配在横孔3b中且其径向流道与横孔3b孔壁的储液槽连通。预润湿喷嘴1和涂胶喷嘴2设置于座体3下方，分别与座体3的两个纵孔3c、3d螺纹连接。由于采用过盈配合，不必增加额外的密封措施即可实现密封配合。

涂胶流道和预润湿流道均含有由轴向流道和径向流道构成的L形流道、储液槽、过渡流道、以及喷嘴部内的小径流道。以涂胶流道为例，工作时，光刻胶从轴向流道4b输入，经径向流道4c流入储液槽3e进行溶液累积，在空腔压力和重力作用下经过渡流道3f流入涂胶喷嘴2内的小径流道2a，从而实现输出细而均匀的液流。

在光刻胶涂布工艺中，溶液的粘度对均匀涂布具有非常重要影响。在上述第一供液装置4和第二供液装置5中，在轴向流道4b周围设置有若干保温液流道4d,使用时保温液从保温液流道4d一端流入另一端流出，进行循环，能够保证涂胶流道和预润湿流道具有良好的保温效果。

在较佳实施例中，第一供液装置4和第二供液装置5的主体4a为三级管径结构的柱状主体，所述轴向流道4b设置于最小级，所述若干保温液流道4d设置于中间级，所述若干保温液流道4d在所述轴向流道4b外侧间隔排列成圆弧形，最大级的端面与座体3的端面配合用于实现径向流道4c与对应储液槽3e的定位。优选地，若干保温液流道4d所排列成的圆弧的圆心角不大于180度，以避免与径向流道4c接壤，最佳为180度。

为了避免溶液在出口处积聚，预润湿喷嘴1和涂胶喷嘴2均包括圆柱段和圆锥段两部分，圆锥段的锥度优选1:2-1:10，即预润湿喷嘴1和涂胶喷嘴2的前端有1:2-1:10的锥度。并且将喷嘴出口处流道的壁厚设置在0.25-0.4mm之间。

为了能更好地输出均细流，预润湿喷嘴1和涂胶喷嘴2的出口处的流道口径优选0.5-1.5mm。

进一步预润湿喷嘴1和涂胶喷嘴2与座体3的两个纵孔3c、3d采用细牙螺纹连接。这样不但拆卸方便，而且连接部之间无需其它密封装置即可实现密封。

两个横孔3a、3b的孔径优选8-15mm，两个横孔3a、3b孔壁的储液槽的深度优选1-2mm。保温液流道4d的直径优选1-2mm。

为了达到更佳的出流效果，第一供液装置4和第二供液装置5的轴向流道4b的直径大于预润湿喷嘴1或涂胶喷嘴2内的流道的直径。优选地，轴向流道4b的直径为0.5-2mm，预润湿喷嘴1或涂胶喷嘴2内的流道的直径为0.5-1.5mm。

为了达到更佳的保温效果和更佳的出流效果，第一供液装置4和第二供液装置5的轴向流道4b与径向流道4c的长度之比优选4-10：1。

上述实施例中，涂胶流道和预润湿流道的形状相同、大小相等，且结构对称。但本发明并不限于此。

以上结合具体的实施例对本发明做了比较详细的说明，但这些具体的说明不应理解为对本发明保护范围的限制，本领域技术人员根据本发明的说明还可以做出其它的修饰或等同替换等，本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (9)

1.一种集成结构预润湿涂胶喷嘴，包括预润湿喷嘴(1)和涂胶喷嘴(2)，其特征在于，还包括：

一个座体(3)，该座体具有间隔设置的两个横孔(3a、3b)和间隔设置的两个纵孔(3c、3d)，两个纵孔与两个横孔一一对应且处于相应横孔的中部下方，两个横孔孔壁的中段分别设置环形的储液槽(3e)，每个纵孔与其对应的横孔孔壁的储液槽之间设置过渡流道(3f)；以及

两个供液装置(4、5)，每个供液装置均包括柱状的主体(4a)、从该主体的一端延伸到其中部的轴向流道(4b)、从该轴向流道内端弯折穿透该主体侧壁的径向流道(4c)、以及沿主体的轴向贯穿该主体的若干保温液流道(4d)，两个供液装置的主体分别过盈装配在所述两个横孔中且其径向流道与主体所在横孔孔壁的储液槽连通；

所述预润湿喷嘴和涂胶喷嘴设置于座体下方，与座体的两个纵孔螺纹连接。

2.如权利要求1所述的集成结构预润湿涂胶喷嘴，其特征在于：所述供液装置的主体为三级管径结构的柱状主体，所述轴向流道设置于最小级，所述若干保温液流道设置于中间级，所述若干保温液流道在所述轴向流道外侧间隔排列成圆弧形，最大级的端面与所述座体的端面配合用于实现所述径向流道与对应储液槽的定位。

3.如权利要求2所述的集成结构预润湿涂胶喷嘴，其特征在于：所述圆弧的圆心角不大于180度。

4.如权利要求1所述的集成结构预润湿涂胶喷嘴，其特征在于：所述预润湿喷嘴和涂胶喷嘴的前端有1:2-1:10的锥度，且喷嘴出口处流道的壁厚在0.25-0.4mm之间。

5.如权利要求1所述的集成结构预润湿涂胶喷嘴，其特征在于：所述预润湿喷嘴和涂胶喷嘴的出口处的流道口径为0.5-1.5mm。

6.如权利要求1所述的集成结构预润湿涂胶喷嘴，其特征在于：所述预润湿喷嘴和涂胶喷嘴与座体的两个纵孔采用细牙螺纹连接，连接部之间无其它密封装置。

7.如权利要求1所述的集成结构预润湿涂胶喷嘴，其特征在于：所述横孔的孔径为8-15mm，所述储液槽的深度为1-2mm。

8.如权利要求1所述的集成结构预润湿涂胶喷嘴，其特征在于：所述若干保温液流道的直径为1-2mm。

9.如权利要求1所述的集成结构预润湿涂胶喷嘴，其特征在于：供液装置的轴向流道的直径大于预润湿喷嘴或涂胶喷嘴内的流道的直径。