CN204107794U - 具有实时控制机制的喷涂装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种具有实时控制机制的喷涂装置，其包括：一储料容器、一自动定量连续加料装置、一均匀喷涂组件、一调压器以及至少一传感器。所述自动定量连续加料装置用以将一喷涂材料添加至储料容器中。所述均匀喷涂组件用以将储料容器中的喷涂材料喷出。调压器将一气体源所供应的一气体经由加压管路以及控制器输送至储料容器中，以对储料容器中的喷涂材料加压。本实用新型所提供的喷涂装置将传感器所量测的喷涂材料输送物理量的信息传送给控制器，再透过控制器根据传感器所回馈的信息实时地调整对储料容器中的喷涂材料所施加的压力。

Description

具有实时控制机制的喷涂装置

技术领域

本实用新型关于一种喷涂装置，特别关于一种在半导体制程中用于进行喷涂制程，并且能够根据经过阀体的喷涂材料量实时地调整其所施配的喷涂材料量的具有实时控制机制的喷涂装置。

背景技术

喷涂装置为在半导体制程中经常使用的装置，其主要功能用于将一喷涂材料喷洒至半导体中的晶圆上，以进行半导体制程中的喷涂制程。现有的喷涂装置主要包括用于容置喷涂材料的储料容器、将喷涂材料添加置储料容器中的加料装置，以及用于将喷涂材料喷出至晶圆上的均匀喷涂组件。

在进行喷涂制程时，由于每个批次(run-to-run)结束后喷涂装置的参数皆会改变，因此，一般来说业界中会针对每个批次的执行状况，例如在每个批次中喷涂装置所喷洒的喷涂材料量进行量测，以在喷涂装置执行下个批次的喷涂制程前进行相对应参数的调整，以维持喷涂制程的质量。现有的喷涂装置仅能在各个批次结束后才能将所量测的信息回馈给计算机主机，而计算机主机也必须等待各个批次结束收到量测信息后才能进行相对应的计算，并将相对应的控制命令传送给其它组件，因此，上述的作业方式拉长了现有的喷涂装置在各个喷涂制程中的运作时间；有些现有的喷涂装置甚至只有监控的功能，无法进行自动回馈控制。另外，在现有的喷涂装置中，必须以人工的方式先将喷涂材料以正确的比例混合完成后再补充至加料装置中，使得喷涂材料的补充过程较耗时耗力，导致产量降低。

实用新型内容

基于上述理由，本实用新型的目的在于提供一种具有实时控制机制的喷涂装置，其可以对流经均匀喷涂组件的喷涂材料量进行监控并且及时将监控信息回馈给控制器，以调整喷涂装置所施配的喷涂材料量。

本实用新型的另一目的在于提供一种喷涂装置，其具有一自动定量连续加料装置，能够大幅节省替换喷涂材料的时间，藉此提高产量。

本实用新型的再一目的在于提供一种喷涂装置，其中的均匀喷涂组件具有可替换针头的设计，藉此增加喷涂的变化度以及维修时的方便性。

为达成前述目的，本实用新型提供一种具有实时控制机制的喷涂装置，其包括：一储料容器、一自动定量连续加料装置、一均匀喷涂组件、一调压器以及至少一传感器。所述储料容器具有一输出端以及一输入端。所述自动定量连续加料装置经由一加料管路连接于储料容器的输入端，用以将一喷涂材料添加至储料容器中。所述均匀喷涂组件经由一进料管路与储料容器的输出端连接，藉此将储料容器中的喷涂材料喷出。所述调压器经由一加压管路与储料容器的输入端连接。加压管路中设置有一控制器，调压器将一气体源所供应的一气体经由加压管路以及控制器输送至储料容器中，以对储料容器中的喷涂材料加压。所述至少一传感器用以量测该喷涂装置中输送的该喷涂材料的一物理量。其中，至少一传感器将所量测的物理量的信息传送给控制器，控制器根据至少一传感器所回馈的信息实时地调整对储料容器中的喷涂材料所施加的压力。

根据本实用新型的一实施例，喷涂装置进一步包括一循环机制。循环机制包括：一回流管路，其两端分别连接于均匀喷涂组件以及储料容器；以及一供料装置，与回流管路连接，用以将残余在均匀喷涂组件中的喷涂材料从均匀喷涂组件经由回流管路送回至储料容器中。

根据本实用新型的一实施例，喷涂装置进一步包括一第一传感器。第一传感器可以设置于进料管路中，用以量测从储料容器输送至均匀喷涂组件的喷涂材料的物理量；或者，第一传感器可以设置于回流管路中，用以量测循环机制所回收的喷涂材料的物理量。

根据本实用新型的一实施例，喷涂装置进一步包括一第一传感器以及一第二传感器。第一传感器设置于进料管路中，用以量测从该储料容器输送至该均匀喷涂组件的该喷涂材料的物理量。第二传感器设置于回流管路中，用以量测该循环机制所回收的喷涂材料的物理量。

根据本实用新型的一实施例，所述自动定量连续加料装置包括：一混料单元以及一溶剂供给单元。所述混料单元透过一螺杆阀连接至储料容器的输入端，藉此将一原料经由螺杆阀输送至储料容器中。所述溶剂供给单元透过一质流量控制器连接至储料容器的输入端，用以将一溶剂经由质流量控制器供给至储料容器中。其中，储料容器中设置有一储料容器搅拌装置，储料容器透过储料容器搅拌装置将原料以及溶剂均匀搅拌混合成为喷涂材料。较佳地，混料单元中设置有一混料单元搅拌装置，以将原料在混料单元中搅拌均匀。

根据本实用新型的一实施例，所述均匀喷涂组件进一步包括：一雾化盖体、一喷头主体、一针头以及一进气管。所述雾化盖体具有彼此连通的一容置空间、一气室、一喷口以及一进气通道。所述喷头主体具有一进料腔室以及与进料腔室联通的一穿孔。喷头主体容置于雾化盖体的容置空间中，且喷头主体透过进料腔室与进料管路连接。所述针头是可拆卸地穿设于穿孔中并且穿过气室以及喷口。所述进气管设置于进气通道中，以经由气室对喷口加压。其中，喷涂材料经由进料管路被输送至喷头主体，在流经针头后由喷口雾化喷出。均匀喷涂组件的针头的一端可以配置为自喷口突出于雾化盖体的一端或者可以配置为与雾化盖体的端面切齐；另外，针头的端可以配置为内缩于雾化盖体的喷口中。

附图说明

图1为显示根据本实用新型第一实施例的具有实时控制机制的喷涂装置的方块图；

图2为显示根据本实用新型第二实施例的喷涂装置的方块图；

图3为显示根据本实用新型第三实施例的喷涂装置的方块图；

图4为显示本实用新型各个实施例中所使用的自动定量连续加料装置的方块示意图；

图5A为显示本实用新型各个实施例中所使用的均匀喷涂组件的一第一示例的剖视图；

图5B为显示本实用新型各个实施例中所使用的均匀喷涂组件的一第二示例的剖视图；以及

图5C为显示本实用新型各个实施例中所使用的均匀喷涂组件的一第三示例的剖视图。

其中，附图标记说明如下：

10   储料容器

11   输入端

12   输出端

20   自动定量连续加料装置

21   加料管路

25   混料单元

251  螺杆阀

26   溶剂供给单元

261  质流量控制器

30、30a、30b、30c  均匀喷涂组件

31   进料管路

33   雾化盖体

331  容置空间

332  气室

333  喷口

334  进气通道

341  进料腔室

342  穿孔

34   喷头主体

35a、35b、35c  针头

36   进气管

41   调压器

42   加压管路

43   控制器

44   气体源

51   第一传感器

52   第二传感器

60   循环机制

61   回流管路

62   供料装置

具体实施方式

以下配合图式及附图标记对本实用新型的实施方式做更详细的说明，使熟悉本领域的技术人员在研读本说明书后能据以实施。

图1为显示根据本实用新型第一实施例的具有实时控制机制的喷涂装置的方块图。如图1所示，本实用新型第一实施例中所提供的喷涂装置，包括了：一储料容器10、一自动定量连续加料装置20、一均匀喷涂组件30、一调压器41、一第一传感器51以及一循环机制60。

所述储料容器10具有一输出端11以及一输入端12。所述自动定量连续加料装置20经由一加料管路21连接至储料容器10的输入端11，用以将一喷涂材料添加至储料容器10中。所述均匀喷涂组件30经由一进料管路31与储料容器10的输出端12连接，藉此将被输送至储料容器10中的喷涂材料喷洒至一目标物上。所述调压器41经由一加压管路42与储料容器10的输入端11连接。加压管路42中设置有一控制器43，调压器41将一气体源44所供应的一气体经由加压管路42以及控制器43输送至储料容器10中，以对储料容器10中的喷涂材料加压。

由于在进行喷涂的过程中，会容易有喷涂材料残留在均匀喷涂组件30中，因此，本实用新型的喷涂装置中设置有循环机制60，藉此将均匀喷涂组件30中残留的喷涂材料回收再利用。循环机制60包括一回流管路61以及一供料装置62。回流管路61的两端分别连接于均匀喷涂组件30以及储料容器10；供料装置62与回流管路连接，用以将残余在均匀喷涂组件30中的喷涂材料从均匀喷涂组件30经由回流管路61送回至储料容器10中。

在本实用新型所提供的喷涂装置中，主要透过传感器以及调压器41来达到实时监控以及调整喷涂材料施配量的目的。更详而言之，在本实用新型的第一实施例中，第一传感器51设置在进料管路31中，用以量测从储料容器10输送至均匀喷涂组件30的喷涂材料的物理量。第一传感器51实时地将其所测得的物理量的信息传送给控制器43，如图1所示，如此一来，控制器43便可以根据被输送至均匀喷涂组件30的喷涂材料物理量的信息实时地进行运算并且调整施加至储料容器中的气压压力，藉此控制均匀喷涂组件30所施配的喷涂材料量。透过上述的方式，喷涂装置便能实时的更新制程参数，不需等到下一批产品进行喷涂制程时才进行参数的调整，藉此达成实时的监测与控制的功能。此外，本实用新型所提供的喷涂装置同时具有量测以及储存数据的功能，可以大大降低控制回路的计算时间，并可以进行后序量测资料的分析。

图2所显示的为根据本实用新型第二实施例的喷涂装置的方块图。本实用新型第二实施例所提供的喷涂装置的配置大致与第一实施例中的配置相同，第二实施例与第一实施例的喷涂装置的不同处仅在于第一传感器51的设置位置。在第二实施例中，第一传感器51设置于回流管路61中并且位于均匀喷涂组件30及供料装置62之间，用以量测循环机制60所回收的喷涂材料的物理量。第一传感器51实时地将其所测得的物理量的信息传送给控制器43，如图2所示，如此一来，控制器43便可以根据循环机制60所回收的喷涂材料物理量的信息实时地进行运算并且调整施加至储料容器中的气压压力，藉此控制均匀喷涂组件30所施配的喷涂材料量。

图3所显示的为根据本实用新型第三实施例的喷涂装置的方块图。本实用新型第三实施例所提供的喷涂装置的配置大致与第一实施例中的配置相同，第三实施例与第一实施例的喷涂装置的不同处仅在于，除了第一传感器51以外，第三实施例的喷涂装置中另外提供了一第二传感器52。更详而言之，在第三实施例中，第一传感器51设置在进料管路31中，用以量测从储料容器10输送至均匀喷涂组件30的喷涂材料的物理量；而第二传感器52设置于回流管路61中并且位于均匀喷涂组件30及供料装置62之间，用以量测循环机制60所回收的喷涂材料的物理量。第一传感器51以及第二传感器52实时地将其个别量测到的物理量的信息传送至控制器43，如图3所示。如此一来，控制器43便可以根据被输送至均匀喷涂组件30的喷涂材料物理量的信息，以及循环机制60所回收的喷涂材料物理量的信息实时地进行运算，并且调整施加至储料容器中的气压压力，藉此控制均匀喷涂组件30所施配的喷涂材料量。

图4为显示本实用新型各个实施例中所使用的自动定量连续加料装置的方块示意图。以下，将参照图4对本实用新型各个实施例的喷涂装置中所使用的自动定量连续加料装置20进行更详细的说明。

为了节省替换喷涂材料的时间以及提升喷涂装置的产量，本实用新型所提供的喷涂装置的自动定量连续加料装置20具有如图4所示的配置。更详而言之，如图4所示，本实用新型各个实施例中的自动定量连续加料装置20是由一混料单元25以及一溶剂供给单元26所组成。所述混料单元25透过一螺杆阀251连接至储料容器10的输入端11。所述溶剂供给单元26透过一质流量控制器261连接至储料容器10的输入端11。在需要添加喷涂材料时，使用者可以先将喷涂材料的原料添加至混料单元25中，混料单元25再藉由其中所设置的混料单元搅拌装置(未显示于图中)将原料搅拌均匀。搅拌均匀的原料可以经由螺杆阀以一定的量被挤入储料容器10中；于此同时，溶剂供给单元26可以藉由质流量控制器261将相对应量的溶剂添加至储料容器10中。最后，再藉由储料容器10中设置的储料容器搅拌装置(未显示于图中)将原料以及溶剂在其中搅拌均匀成为喷涂材料。当喷涂材料搅拌均匀后，喷涂装置并可以透过均匀喷涂组件30将喷涂材料喷洒至目标物上。

为了增加喷涂时的变化度以及维修时的方便性，本实用新型的喷涂装置中提供有具有可替换针头的均匀喷涂组件。以下，将参照图5A～图5C说明本实用新型各实施例中所使用的均匀喷涂组件的结构。

图5A为显示本实用新型各实施例中所使用的均匀喷涂组件的第一示例。如图5A所示，根据第一示例的均匀喷涂组件30a主要包括了：一雾化盖体33、一喷头主体34、一针头35a以及一进气管36。所述雾化盖体33具有彼此连通的一容置空间331、一气室332、一喷口333以及一进气通道334。所述喷头主体34容置于雾化盖体33的容置空间331中，且其具有一进料腔室341以及与进料腔室341联通的一穿孔342。喷头主体34在被容置于容置空间331中后，透过进料腔室341与进料管路31连接(未显示于图中)。所述针头35a是以紧配合的方式可拆卸地穿设于穿孔342中，并且同时穿过气室332以及喷口333。针头35a的外径小于喷口333的直径。所述进气管36设置于进气通道334中，以经由气室332对喷口33加压。透过上述的结构，喷涂材料便能从储料容器10经由进料管路31被输送至喷头主体34中，流经针头35a后在喷口333处被进气管36加压而雾化喷出。

由于针头35a以可拆卸的方式安装于均匀喷涂组件中，因此，当均匀喷涂组件故障或是需要清洁时，可以轻易地将针头35a拆下来进行更换或清洁，藉此大幅提升均匀喷涂组件的寿命以及耐用度。

此外，均匀喷涂组件所喷出的喷涂材料的形状、角度等喷涂效果，可以经由调整均匀喷涂组件中的各种参数来调整。举例来说，雾化盖体33的气室332的深度、喷口333的孔径大小、喷口333外径边缘的倒角与否、喷口333倒角的形状、针头35a外径的大小以及针头的长度等参数，都会影响均匀喷涂组件的喷涂效果。在根据第一示例的均匀喷涂组件30a中，将针头35a的长度设定为其在安装于均匀喷涂组件30a中时，针头35a的一端自喷口333突出于雾化盖体33的一端面335。

图5B为显示本实用新型各实施例中所使用的均匀喷涂组件的第二示例。如图5B所示，根据第二示例的均匀喷涂组件30b的结构组成大致与第一示例的均匀喷涂组件30a相同，两者间的不同处仅在于针头的长度。在第二示例的均匀喷涂组件30b中，针头35b的长度设定为其在安装于均匀喷涂组件30b中时，针头35b的一端与雾化盖体33的端面335切齐。

图5C为显示本实用新型各实施例中所使用的均匀喷涂组件的第三示例。如图5C所示，与第二示例类似，根据第三示例的均匀喷涂组件30c的结构组成大致与第一示例的均匀喷涂组件30a相同，两者间的不同处仅在于针头的长度。在第三示例的均匀喷涂组件30c中，针头35c的长度设定为其在安装于均匀喷涂组件30b中时，针头35c的一端内缩于雾化盖体33的喷口333中。

综上所述，本实用新型所提供的喷涂装置可以利用传感器以及调压器来达到监控喷涂材料输送量，并且根据监测结果实时地调整喷涂材料施配量的目的，藉此改善喷涂装置的运作效率并且提升产能。此外，藉由自动定量连续加料装置的配置，喷涂装置可以以自动定量的方式添加喷涂材料，藉此大幅节省替换喷涂材料的时间，提高喷涂装置的产量。再者，本实用新型所提供的喷涂装置中的均匀喷涂组件具有可替换针头的设计，可以增加喷涂效果的变化度以及维修时的方便性。

由以上实施例可知，本实用新型所提供的实时控制机制的喷涂装置确具产业上的利用价值，以上的叙述仅为本实用新型的较佳实施例说明，熟悉本领域的技术人员可依据上述的说明而作其它种种的改良，这些改变仍属于本实用新型的精神及以下所界定的专利范围中。

Claims (12)

1.一种具有实时控制机制的喷涂装置，包括：

一储料容器，具有一输出端以及一输入端；

一自动定量连续加料装置，经由一加料管路连接于该储料容器的该输入端，用以将一喷涂材料添加至该储料容器中；

一均匀喷涂组件，经由一进料管路与该储料容器的该输出端连接，藉此将该储料容器中的该喷涂材料喷出；

一调压器，经由一加压管路与该储料容器的该输入端连接，该加压管路中设置有一控制器，该调压器将一气体源所供应的一气体经由该加压管路以及该控制器输送至该储料容器中，以对该储料容器中的该喷涂材料加压；以及

至少一传感器，用以量测该喷涂装置中输送的该喷涂材料的一物理量；

其特征在于，该至少一传感器实时地将所量测的该物理量的信息传送给该控制器，该控制器根据该至少一传感器所回馈的信息实时地调整对该储料容器中的该喷涂材料所施加的压力。

2.根据权利要求1所述的喷涂装置，其特征在于，进一步包括一第一传感器，该第一传感器设置于该进料管路中，用以量测从该储料容器输送至该均匀喷涂组件的该喷涂材料的物理量。

3.根据权利要求1所述的喷涂装置，其特征在于，进一步包括一循环机制，该循环机制包括：

一回流管路，其两端分别连接于该均匀喷涂组件以及该储料容器；以及

一供料装置，与该回流管路连接，用以将残余在该均匀喷涂组件中的该喷涂材料从该均匀喷涂组件经由该回流管路送回至该储料容器中。

4.根据权利要求3所述的喷涂装置，其特征在于，进一步包括一第一传感器，该第一传感器设置于该回流管路中，用以量测该循环机制所回收的该喷涂材料的物理量。

5.根据权利要求3所述的喷涂装置，其特征在于，进一步包括：

一第一传感器，设置于该进料管路中，用以量测从该储料容器输送至该均匀喷涂组件的该喷涂材料的物理量；以及

一第二传感器，设置于该回流管路中，用以量测该循环机制所回收的该喷涂材料的物理量。

6.根据权利要求1所述的喷涂装置，其特征在于，该自动定量连续加料装置进一步包括：

一混料单元，透过一螺杆阀连接至该储料容器的该输入端，藉此将一原料经由该螺杆阀输送至该储料容器中；以及

一溶剂供给单元，透过一质流量控制器连接至该储料容器的该输入端，用以将一溶剂经由该质流量控制器供给至该储料容器中；

其中，该储料容器中设置有一储料容器搅拌装置，该储料容器透过该储料容器搅拌装置将该原料以及该溶剂均匀搅拌混合成为该喷涂材料。

7.根据权利要求6所述的喷涂装置，其特征在于，该混料单元中设置有一混料单元搅拌装置，该混料单元搅拌装置将该原料在该混料单元中搅拌均匀。

8.根据权利要求1所述的喷涂装置，其特征在于，该均匀喷涂组件进一步包括：

一雾化盖体，具有彼此连通的一容置空间、一气室、一喷口以及一进气通道；

一喷头主体，具有一进料腔室以及与该进料腔室联通的一穿孔，该喷头主体容置于该雾化盖体的该容置空间中，且该喷头主体透过该进料腔室与该进料管路连接；

一针头，可拆卸地穿设于该穿孔中并且穿过该气室以及该喷口；以及

一进气管，设置于该进气通道中，经由该气室对该喷口加压；

其中，该喷涂材料经由该进料管路被输送至该喷头主体，流经该针头后由该喷口雾化喷出。

9.根据权利要求8所述的喷涂装置，其特征在于，该针头的一外径小于该喷口的一直径。

10.根据权利要求8所述的喷涂装置，其特征在于，该针头的一端自该喷口突出于该雾化盖体的一端面。

11.根据权利要求8所述的喷涂装置，其特征在于，该针头的一端与该雾化盖体的一端面切齐。

12.根据权利要求8所述的喷涂装置，其特征在于，该针头的一端内缩于该雾化盖体的该喷口中。