CN111570173A - 喷洒系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种喷洒系统，包括主体部、喷头部和驱动控制部。所述喷头部包括压电部，所述压电部电连接所述驱动控制部以驱动所述压电部对所述液态物质进行雾化处理而形成雾化液滴，结合所述压电部中部的远离所述主体部凸起并开设通孔的凸起部，使所述雾化液滴能够更加集中分布，有利于有效作用于起伏不平的表面，从而实现涂覆的均匀性。

Description

喷洒系统

技术领域

本发明涉及半导体芯片制造技术领域，尤其涉及喷洒系统。

背景技术

在晶圆表面涂覆光刻胶是芯片制造领域的重要工艺过程，涂覆的效果决定了芯片制造的良率。传统的涂胶工艺是通过离心力将光刻胶均匀涂覆到晶圆表面，但在晶圆表面具有深沟槽或深孔的结构的前提下，传统的涂胶工艺使得深沟槽或深孔的外侧所涂覆的光刻胶要多于内侧的光刻胶，从而导致光刻胶涂覆的不均匀并容易影响芯片制造的良率。

公开号为CN105045049B的中国专利公开了一种具有排气通道的显影凸起部，通过在凸起部主体上背对凸起部运动方向的一个侧面安装挡板以对液体进行再分配，并在挡板下端设置能够扫描晶圆上显影液的斜角结构来提高显影液平铺的均匀性。然而，即使设置了挡板和斜角结构，由于从凸起部中流出的仍然是大颗粒的液态物质，依然容易在离心力的作用下导致涂覆的不均匀。

因此，有必要设计一种新型的喷洒系统以避免现有技术中存在的上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于待处理表面喷涂的喷洒系统，以有利于涂覆的均匀性。

为实现上述目的，本发明的所述喷洒系统包括主体部，所述主体部内部设置有储液腔体，以存储液态物质，所述主体部底部设置有喷头部，所述喷头部内部与所述储液腔相通，以将所述液态物质喷涂于所述待处理表面，所述喷头部包括压电部，所述压电部设置于所述主体部底部，所述喷洒系统还包括驱动控制部，所述驱动控制部电连接所述压电部，以驱动所述压电部对所述液态物质进行雾化处理；所述压电部的中部远离所述主体部凸起，以形成凸起部，所述凸起部开设若干通孔，以供所述雾化处理形成的雾化液滴通过。

本发明的所述喷洒系统的有益效果在于：所述压电部电连接所述驱动控制部以驱动所述压电部对所述液态物质进行雾化处理而形成雾化液滴，结合所述压电部中部的远离所述主体部凸起并开设所述通孔的所述凸起部，使所述雾化液滴能够更加集中分布，有利于有效作用于起伏不平的表面，从而实现涂覆的均匀性。

优选的，所述主体部设置有导气通道；所述导气通道的一端位于所述主体部的底部，并临近所述喷头部设置，以形成至少一个环境控制气孔；所述导气通道的另一端位于所述主体部的侧壁，以形成接入口。其有益效果在于：以便于通过所述导气通道对从所述喷头部喷洒出来的雾化液滴进行进一步控制，以有利于避免雾化液滴出现灰化现象以及灰化后的颗粒落到待处理表面。

进一步优选的，至少两个所述环境控制气孔围绕所述凸起部设置。

进一步优选的，至少两个所述环境控制气孔围绕所述凸起部呈环形阵列分布。

进一步优选的，所述环境控制气孔为环状气孔，所述环状气孔环绕所述凸起部设置，不同的所述环状气孔同心设置。

进一步优选的，还包括蒸汽发生部和抽气部中的任意一种，所述蒸汽发生部和所述抽气部中的任意一种与所述接入口相连接。

优选的，所述通孔的直径为1-250微米。其有益效果在于：便于通过所述通孔的直径控制所述雾化液滴的颗粒大小。

进一步优选的，所述若干通孔的排布方式为环形排布、圆形排布、线性排布和蜂窝状排布中的任意一种。

进一步优选的，所述若干通孔包括第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔具有相同的结构，所述第一通孔和所述第二通孔具有不同的最大外径。

进一步优选的，所述若干通孔包括第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔的结构不同。

优选的，所述储液腔体包括底部腔体，所述压电部设置于所述底部腔体的底部，所述底部腔体顶部的径向尺寸大于所述底部腔体底部的径向尺寸，所述底部腔体的侧壁朝向所述喷头部的轴线收敛。其有益效果在于：有利于所述液态物质的流动，避免产生堆积和浪费。

进一步优选的，所述主体部顶部设置有进液口和排气口，所述进液口和所述排气口均与所述储液腔相通。其有益效果在于：便于排出气泡。

进一步优选的，还包括引液部，所述引液部的一端自所述进液口进入所述储液腔，并收容于所述底部腔体内。

优选的，还包括压板，所述压板设置于所述主体部底部，使所述喷头部固定于所述压板和所述主体部底部之间。其有益效果在于：有利于喷涂过程的稳定。

优选的，所述驱动控制部包括第一电极和第二电极，所述第一电极和第二电极分别设置于所述压电部的两个相对的表面。其有益效果在于：以传输电信号，使所述压电部将所述电信号转化为机械振动，以进行所述雾化处理。

进一步优选的，所述驱动控制部还包括设置于所述主体部外的振荡部，所述振荡部电连接所述第一电极和所述第二电极，以向所述压电部输出交变电信号，使所述压电部的工作频率为20千赫兹-5兆赫兹，从而适配向所述储液腔供应液态物质所需的注入压力，所述注入压力为0.02-1兆帕。

附图说明

图1为本发明实施例的喷洒装置的结构示意图；

图2为本发明实施例的喷洒系统的结构示意图；

图3为本发明实施例的压电部的结构示意图；

图4为图3所示的通孔在凸起部表面的一种分布方式示意图；

图5为图3所示的通孔在凸起部表面的另一种分布方式示意图；

图6为本发明实施例的环境控制气孔与凸起部的装配结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

为解决现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种喷洒系统。所述喷洒系统包括喷洒装置和驱动控制部。

图1为本发明一些实施例的喷洒装置的结构示意图。

参照图1，喷洒装置1包括主体部11，所述主体部11内部设置有储液腔体12，以存储液态物质。所述主体部11底部设置有喷头部13，所述喷头部13内部与所述储液腔体12相通，以将所述液态物质喷涂于所述待处理表面。所述喷头部13的主要组成材料为压电材料，后续将所述喷头部13通过输入部(图中未标示)电连接于驱动控制部(图中未标示)后，所述驱动控制部(图中未标示)向所述喷头部13输出电信号，所述喷头部13能够将所述电信号转换为机械振动，从而进一步对所述液态物质进行所述雾化处理，以形成所述雾化液滴。相比于未经所述驱动部的作用而直接从所述喷头部13喷出的液滴，所述雾化液滴的颗粒更小，更容易保证喷涂的均匀性，尤其适用于表面平整度较差，尤其是高低不平的起伏状待处理表面。

本发明一些实施例中，所述液态物质为光刻胶。所述待处理表面为晶圆的任意一个表面。

具体的，参照图1，所述储液腔体12包括顺次相接的顶部腔体121和底部腔体122，所述顶部腔体121的顶部开口，所述喷头部13设置于所述底部腔体122的底部。

具体的，所述顶部腔体121具有均一的径向尺寸，所述底部腔体122顶部的径向尺寸大于所述底部腔体122底部的径向尺寸，所述底部腔体122的侧壁朝向所述喷头部13的轴线19收敛，有利于所述液态物质的流动，避免产生堆积和浪费。这里的“径向尺寸”指沿垂直于所述轴线19方向的尺寸。

进一步，参照图1，所述主体部11顶部设置有进液口15和排气口16，所述进液口15和所述排气口16均与所述储液腔体12相通，以有利于排出液态物质中的气泡。

具体的，所述主体部11具有顺次相接的上盖111和主体112，所述进液口15和所述排气口16均开设于所述上盖111的顶部，所述储液腔体12设置于所述主体112内，所述储液腔体12的顶部开口。

本发明一些实施例中，所述喷洒装置1还包括引液部。

具体的，参照图1，引液部17的一端自所述进液口15进入所述储液腔体12，并收容于所述底部腔体122内。

本发明一些实施例中，所述喷洒装置1还包括压板。

参照图1，压板14设置于所述主体部11底部，使所述喷头部13固定于所述压板14和所述主体部11底部之间，以有利于雾化液滴稳定喷洒。

图2为本发明一些实施例的喷洒系统的结构示意图。

参照图1和图2，喷洒系统2包括驱动控制部22和所述喷洒装置1，所述驱动控制部22电连接于所述喷头部13，以向所述喷头部13输出交变电信号。

本发明一些实施例中，所述交变电信号使所述喷头部13的工作频率为20千赫兹-5兆赫兹，以适配向所述喷洒装置1供应液态物质所需的注入压力，以有利于喷涂过程的稳定以及均匀涂覆。

本发明一些实施例中，所述注入压力为0.02-1兆帕。

本发明一些实施例中，所述喷头部13包括压电部，所述压电部设置于所述主体部11的底部，并电连接所述驱动控制部22。

本发明一些实施例中，所述压电部开设有若干通孔，以供所述液态物质通过。

本发明一些实施例中，所述压电部呈平板结构，表面开设有若干所述通孔，以供所述雾化液滴通过。

图3为本发明一些实施例的压电部的结构示意图。

参照图1至图3，压电部3的中部远离所述主体部11凸起，所述压电部3包括相互连接的凸起部31和环形振动片33，所述凸起部31表面开设有若干通孔32，以供所述液态物质通过。所述环形振动片33电连接所述驱动控制部22，以在所述驱动控制部22的驱动下带动所述凸起部31振动，并对进入所述凸起部31的所述液态物质进行雾化处理并形成雾化液滴，进而从若干所述通孔32喷出。

本发明一些实施例中，所述压电部3和所述驱动控制部22共同组成了压电陶瓷振荡器。

具体的，所述压电部3为压电陶瓷片。

本发明一些具体的实施例中，所述压电部3形成于平板状的压电陶瓷片，对所述平板状的压电陶瓷片的中部进行加工，以形成所述凸起部31。

具体的，所述驱动控制部22包括第一电极和第二电极，所述第一电极和第二电极分别设置于所述压电部3的两个相对的表面。

更具体的，所述第一电极和所述第二电极分别设置于所述环形振动片33的顶部表面和底部表面，以利于所述压电部3接收电信号并转化为机械振动。

具体的，所述驱动控制部22还包括设置于所述主体部11外部的振荡部，所述振荡部与所述第一电极和所述第二电极电连接，以输出所述交变电信号。

更具体的，所述振荡部为高频振荡器。

本发明一些实施例中，所述通孔32的最大径向长度为1-250微米，通过控制所述通孔32的大小，有助于调节所述雾化液滴的颗粒大小。

本发明一些实施例中，若干所述通孔32呈蜂窝状排布，以使所述凸起部31的单位面积内有尽量多的通孔，从而使得流量尽可能大。

本发明一些实施例中，若干所述通孔32的形状相同或不同。

本发明一些实施例中，若干所述通孔32的排布方式为环形排布、圆形排布、线性排布和蜂窝状排布中的任意一种。

具体的，所述环形排布有利于使液滴分散，所述圆形排布有利于使液滴比较集中，所述线性排布有利于使液滴呈线性分布。

本发明一些实施例中，所述若干通孔32包括第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔具有相同的结构，所述第一通孔和所述第二通孔具有不同的最大外径。

本发明一些实施例中，所述若干通孔32包括第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔的结构不同。

图4为图3所示的通孔在凸起部表面的一种分布方式示意图。图5为图3所示的通孔在凸起部表面的另一种分布方式示意图。

本发明一些实施例中，开设于所述凸起部31表面的若干通孔均呈圆形，所述若干通孔的尺寸不完全相同。

具体的，参照图4，所述若干通孔包括具有第一直径的第一通孔41和具有第二直径的第二通孔42，若干所述第一通孔41组成了第一通孔组，若干所述第二通孔42构成了第二通孔组，所述第一直径大于所述第二直径。若干所述第一通孔41呈矩形阵列分布，若干所述第二通孔42呈矩形阵列分布。

本发明一些实施例中，开设于所述凸起部31表面的若干通孔均呈圆形并具有相同的直径。

具体的，参照图3和图5，所述凸起部31表面开设若干第三通孔51，一个所述第三通孔51开设于所述凸起部31的底部中心，其余若干第三通孔以开设于于所述凸起部31底部中心的第三通孔为中心呈环形阵列分布。

本发明一些实施例中，所述主体部11设置有导气通道，以便于对所述喷头部13喷洒出来的雾化液滴进行进一步控制，以有利于避免雾化液滴出现灰化现象以及灰化后的颗粒落到待处理表面。

具体的，参照图1，导气通道18的一端位于所述主体部11的底部，并临近所述喷头部13设置，以形成至少一个环境控制气孔182；所述导气通道18的另一端位于所述主体部11的侧壁，以形成接入口181。

本发明一些实施例中，参照图2，所述喷洒系统2还包括外接装置21，所述外接装置21通过连接管路211与所述接入口181相接。

本发明一些实施例中，所述外接装置21为蒸汽发生装置和抽气装置中的任意一种，以控制所述液态物质从所述喷头部13喷洒出后的空间环境。

当所述外接装置21为蒸汽发生装置，所述蒸汽发生装置提供的溶剂蒸汽从所述环境控制气孔182喷出，能够保持所述喷头部13周围的湿度，即溶剂蒸汽饱和度，以达到降低所述液态物质，特别是光刻胶从所述喷头部13喷出后灰化的状况。

当所述外接装置21为抽气装置，所述抽气装置能够进行负压排气，以将所述液态物质，特别是光刻胶从所述喷头部13喷出后可能产生的灰化颗粒及时吸走，防止灰化颗粒落到晶圆上，以提高晶圆涂覆的良率。

本发明一些实施例中，至少两个所述环境控制气孔182围绕所述凸起部31设置。

图6为本发明一些实施例的环境控制气孔与凸起部的装配结构示意图。

参照图6，所述环境控制气孔182包括若干子环境控制气孔61，若干所述子环境控制气孔61围绕所述凸起部31环形阵列分布，且相对所述凸起部31对称分布。

本发明一些实施例中，所述环境控制气孔182为环状气孔，所述环状气孔环绕所述凸起部31设置，不同的所述环状气孔同心设置。

虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且，在此说明的本发明可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。

Claims (16)

1.一种喷洒系统，应用于待处理表面的喷涂，所述喷洒系统包括主体部，所述主体部内部设置有储液腔体，以存储液态物质，所述主体部底部设置有喷头部，所述喷头部内部与所述储液腔体相通，以将所述液态物质喷涂于所述待处理表面，其特征在于：

所述喷头部包括压电部，所述压电部设置于所述主体部底部；

所述喷洒系统还包括驱动控制部，所述驱动控制部电连接所述压电部，以驱动所述压电部对所述液态物质进行雾化处理；

所述压电部的中部远离所述主体部凸起，以形成凸起部，所述凸起部开设若干通孔，以供所述雾化处理形成的雾化液滴通过。

2.根据权利要求1所述的喷洒系统，其特征在于，所述主体部设置有导气通道；

所述导气通道的一端位于所述主体部的底部，并临近所述喷头部设置，以形成至少一个环境控制气孔；

所述导气通道的另一端位于所述主体部的侧壁，以形成接入口。

3.根据权利要求2所述的喷洒系统，其特征在于，至少两个所述环境控制气孔围绕所述凸起部设置。

4.根据权利要求3所述的喷洒系统，其特征在于，至少两个所述环境控制气孔围绕所述凸起部呈环形阵列分布。

5.根据权利要求3所述的喷洒系统，其特征在于，所述环境控制气孔为环状气孔，所述环状气孔环绕所述凸起部设置，不同的所述环状气孔同心设置。

6.根据权利要求2所述的喷洒系统，其特征在于，还包括蒸汽发生部和抽气部中的任意一种，所述蒸汽发生部和所述抽气部中的任意一种与所述接入口相连接。

7.根据权利要求1所述的喷洒系统，其特征在于，所述通孔的直径为1-250微米。

8.根据权利要求7所述的喷洒系统，其特征在于，所述若干通孔的排布方式为环形排布、圆形排布、线性排布和蜂窝状排布中的任意一种。

9.根据权利要求7所述的喷洒系统，其特征在于，所述若干通孔包括第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔具有相同的结构，所述第一通孔和所述第二通孔具有不同的最大外径。

10.根据权利要求7所述的喷洒系统，其特征在于，所述若干通孔包括第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔的结构不同。

11.根据权利要求1所述的喷洒系统，其特征在于，所述储液腔体包括底部腔体，所述压电部设置于所述底部腔体的底部，所述底部腔体顶部的径向尺寸大于所述底部腔体底部的径向尺寸，所述底部腔体的侧壁朝向所述喷头部的轴线收敛。

12.根据权利要求11所述的喷洒系统，其特征在于，所述主体部顶部设置有进液口和排气口，所述进液口和所述排气口均与所述储液腔相通。

13.根据权利要求12所述的喷洒系统，其特征在于，还包括引液部，所述引液部的一端自所述进液口进入所述储液腔，并收容于所述底部腔体内。

14.根据权利要求1所述的喷洒系统，其特征在于，还包括压板，所述压板设置于所述主体部底部，使所述喷头部固定于所述压板和所述主体部底部之间。

15.根据权利要求1所述的喷洒系统，其特征在于，所述驱动控制部包括第一电极和第二电极，所述第一电极和第二电极分别设置于所述压电部的两个相对的表面。

16.根据权利要求15所述的喷洒系统，其特征在于，所述驱动控制部还包括设置于所述主体部外的振荡部，所述振荡部电连接所述第一电极和所述第二电极，以向所述压电部输出交变电信号，使所述压电部的工作频率为20千赫兹-5兆赫兹，从而适配向所述储液腔供应液态物质所需的注入压力，所述注入压力为0.02-1兆帕。

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