靜壓出流顯影噴嘴的制作方法
【專利摘要】一種靜壓出流顯影噴嘴，它包括：主體、隔板和蓋板，所述主體呈長條狀，主體內沿長邊方向設置儲液槽，所述儲液槽由上槽部和下槽部構成，上槽部的寬度大于下槽部的寬度在二者連結部形成臺階，臺階的長邊沿成型有外高內低的引流面，下槽部的底部設置若干出流小孔，下槽部側壁靠近兩端處分別設置下槽部的排氣孔，所述上槽部構成噴嘴的一級流道，下槽部構成噴嘴的二級流道；所述隔板設置于所述儲液槽內的臺階上，隔板上于所述引流面上方設置過流縫；所述蓋板密封裝配于所述儲液槽的口部。采用上述靜壓出流方式及排氣孔結構，顯著提高了噴涂的穩(wěn)定性和均勻性。
【專利說明】靜壓出流顯影噴嘴

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于集成電路制造領域，更具體地說，涉及集成電路制造工藝中的顯影噴嘴。

【背景技術】
[0002]隨著半導體技術的不斷向前發(fā)展，在IC (集成電路，芯片)制造領域，對IC制造設備的要求也越來越高。顯影工序作為光刻工藝中最為重要的工序之一,顯影質量的好壞對光刻工藝的影響至關重要。快速發(fā)展的半導體技術帶來的不僅僅是晶圓尺寸的擴大，芯片特征尺寸的不斷減小，而且是對光刻工藝，對顯影工藝提出的更高要求。與此同時，對顯影噴涂設備也提出了更高的要求，要求顯影噴涂的均勻性適應快速發(fā)展的半導體技術要求。傳統(tǒng)的顯影噴嘴大多停留在以往的顯影工藝技術節(jié)點要求，無法滿足當前顯影工藝提出的新要求。因此，對于設計符合顯影技術要求的工藝噴嘴需求也就越來越迫切。
[0003]顯影噴嘴出流的穩(wěn)定性和均勻性對IC成品率有著至關重要的影響，慣用的改進方法是對顯影液的流道結構(例如出流孔的深徑比等)進行設計，來提高顯影噴嘴出流的穩(wěn)定性和均勻性。此外，隨著人們對顯影工藝的研究，發(fā)現(xiàn)顯影液輸入噴嘴后會產(chǎn)生氣泡，該氣泡會影響顯影噴嘴出流的穩(wěn)定性和均勻性，因此通過在噴嘴頂部設置排氣孔來排出氣泡，來提高顯影噴嘴出流的穩(wěn)定性和均勻性。但是隨著半導體技術的不斷向前發(fā)展，對IC制造設備的要求越來越高，如何進一步提高顯影噴嘴出流的穩(wěn)定性和均勻性成為一個難題。


【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種靜壓出流顯影噴嘴，以進一步提高顯影噴嘴出流的穩(wěn)定性和均勻性。
[0005]為達上述目的，發(fā)明人通過研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有顯影噴嘴均是借助外部壓力(輸入顯影液時的壓力)將噴嘴內的顯影液從出流孔排出，該方式一方面使噴嘴內部流道氣體聚集而無法使得內部流場具有均勻一致的壓力分布，另一方面易使噴嘴內的顯影液產(chǎn)生氣泡，而小型氣泡附壁會導致外部流場的實際通流面積小于設計通流面積甚至堵塞流道而影響噴嘴噴涂穩(wěn)定性和均勻性。在上述研究的基礎上，發(fā)明人提出了靜壓出流顯影噴嘴的概念，創(chuàng)新性地提出了僅利用儲液槽內顯影液自身的重力將噴嘴內的顯影液從出流孔排出，以提高顯影噴嘴出流的穩(wěn)定性和均勻性。在該靜壓出流顯影噴嘴頂部一端處設置排氣孔后能進一步提高該靜壓出流顯影噴嘴出流的穩(wěn)定性和均勻性。在后序的研究和試驗中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)排氣孔的位置及數(shù)量對該靜壓出流顯影噴嘴出流的穩(wěn)定性和均勻性也有著顯著的影響。因而提出本發(fā)明申請。本發(fā)明申請的具體方案如下:
[0006]一種靜壓出流顯影噴嘴，它包括:
[0007]主體，呈長條狀，主體內沿長邊方向設置儲液槽，所述儲液槽由上槽部和下槽部構成，上槽部的寬度大于下槽部的寬度在二者連結部形成臺階，臺階的長邊沿成型有外高內低的引流面，下槽部的底部設置若干出流小孔，下槽部側壁靠近兩端處分別設置下槽部的排氣孔，所述上槽部構成噴嘴的一級流道，下槽部構成噴嘴的二級流道；
[0008]隔板，設置于所述儲液槽內的臺階上，隔板上于所述引流面上方設置過流縫；以及
[0009]蓋板，密封裝配于所述儲液槽的口部。
[0010]工作時，顯影液從進液口輸入一級流道，經(jīng)一級流道底部的過流縫均勻流至所述引流面，使得顯影液沿著二級流道側壁流至二級流道內，二級流道內的顯影液保持在同一液位，依靠顯影液在二級流道形成的均衡靜壓使顯影液從二級流道底部的出流小孔無沖擊或低沖擊流出，實現(xiàn)噴涂的均勻性和低沖擊性。
[0011]在上述的靜壓出流顯影噴嘴中，優(yōu)選地，所述出流小孔的孔徑為0.1-0.6_，深徑比為2-6，所有出流小孔的面積和與所述過流縫的面積之比為0.02-0.05，所有排氣孔的面積和與所述過流縫的面積之比為0.05-0.3。
[0012]在上述的靜壓出流顯影噴嘴中，優(yōu)選地，所述排氣孔到二級流道上端的垂直距離為4?8mm η
[0013]在上述的靜壓出流顯影噴嘴中，優(yōu)選地，所述引流面的坡角為30?60度。
[0014]在上述的靜壓出流顯影噴嘴中，優(yōu)選地，所述主體的底面在出流小孔周圍成型有上大下小的突出部。
[0015]在上述的靜壓出流顯影噴嘴中，優(yōu)選地，所述主體的兩個較長外側面分別沿長邊方向設置長條形的凹腔，該凹腔處于所述儲液槽的側面，凹腔口部密封安裝側板構成保溫液容置腔。
[0016]在上述的靜壓出流顯影噴嘴中，優(yōu)選地，主體外側面的凹腔的長度小于儲液槽的長度，所述排氣孔分布在該凹腔的兩端。
[0017]在上述的靜壓出流顯影噴嘴中，優(yōu)選地，所述一級流道和二級流道的高度比為
0.2—0.4。
[0018]由于采用上述流道結構，顯影液以靜壓擠出方法實現(xiàn)噴涂，顯著提高了噴涂的穩(wěn)定性和均勻性。同時，經(jīng)試驗證明，在下槽部(二級流道)側壁靠近兩端處分別設置下槽部的排氣孔后，相較于僅在一端或在噴嘴頂部設置排氣孔，噴涂的穩(wěn)定性和均勻性有顯著提聞。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為一些實施例靜壓出流顯影噴嘴的主體的正視結構示意圖；
[0020]圖2為其主體的俯視結構示意圖；
[0021]圖3為圖1中A-A向的剖視圖；
[0022]圖4為在圖3安裝隔板后的狀態(tài)；
[0023]圖5為一些實施例靜壓出流顯影噴嘴的蓋板的正視結構示意圖；
[0024]圖6為其蓋板的俯視結構示意圖。

【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖和實施例進一步說明本發(fā)明。
[0026]如圖1-6所示，本靜壓出流顯影噴嘴包括:主體1、蓋板2、隔板3。
[0027]主體I呈長條狀，主體I內沿長邊方向設置儲液槽，所述儲液槽由上槽部11和下槽部13構成，上槽部11的寬度大于下槽部13的寬度在二者連結部形成臺階12，臺階12的長邊沿成型有外高內低的引流面121，下槽部13的底部設置若干出流小孔14，下槽部13側壁靠近兩端處分別設置下槽部的排氣孔16，所述上槽部11構成噴嘴的一級流道，下槽部13構成噴嘴的二級流道。
[0028]隔板3設置于所述儲液槽內的臺階12上，隔板3上于所述引流面121上方設置過流縫31。
[0029]蓋板2底部設置突臺21，在主體I的上槽部11 口部周圍設置與該突臺21配合的凹部111，將蓋板2置于主體I上端，突臺21和凹部111嵌合，在突臺21和凹部111之間設置密封環(huán)，用螺栓穿過蓋板2上的安裝孔23后與主體I上的螺紋孔19連接，從而將蓋板2密封裝配于所述儲液槽的口部。
[0030]工作時，顯影液從進液口 24輸入一級流道(即上槽部11)，經(jīng)一級流道底部的過流縫31均勻流至所述引流面121，使得顯影液沿著二級流道(即下槽部13)側壁流至二級流道內，二級流道內的顯影液保持在同一液位，依靠顯影液在二級流道形成的均衡靜壓使顯影液從二級流道底部的出流小孔14無沖擊或低沖擊流出，實現(xiàn)噴涂的均勻性和低沖擊性。
[0031]兩個排氣孔16內端與下槽部13連通，外端與外界大氣相通。這種雙排氣孔的設置不僅可以將內部流道與大氣相連以保證內部壓力均衡，同時也可以排出內部流道氣泡，防止小型氣泡附壁導致外部流場的實際通流面積小于設計通流面積甚至堵塞流道而影響噴嘴噴涂穩(wěn)定性和均勻性。實驗顯示，這種雙排氣孔結構的靜壓顯影噴嘴，相較于僅在一端或在噴嘴頂部設置排氣孔，噴涂的穩(wěn)定性和均勻性有顯著提高。
[0032]出流小孔14、過流縫31和排氣孔16的大小也會對噴嘴的性能產(chǎn)生影響。在一些較佳實施例中，出流小孔14的孔徑為0.1-0.6_，深徑比為2-6，所有出流小孔14的面積和與所述過流縫31的面積之比為0.02-0.05，所有排氣孔16的面積和與所述過流縫31的面積之比為0.05-0.3。在一些更佳的實施例中，出流小孔14的孔徑為0.5mm，深徑比為4，所有出流小孔14的面積和與所述過流縫31的面積之比為0.04，所有排氣孔16的面積和與所述過流縫31的面積之比為0.125。
[0033]排氣孔16到二級流道上端的垂直距離可介于4?8mm之間。
[0034]引流面121的坡角過大會引起氣泡增加，以及液面波動；坡角過小則可能引起二級流道液位逐漸下降，出流速度逐漸減小，引流面121的坡角的較佳范圍為30?60度，更佳的范圍為35?50度。
[0035]進一步，主體I的底面在出流小孔14周圍成型有上大下小的突出部15。該突出部15能夠避免液體從出流小孔14流出時產(chǎn)生凝聚現(xiàn)象。
[0036]進一步，主體I的兩個較長外側面分別沿長邊方向設置長條形的凹腔17，該凹腔17處于所述儲液槽的側面，凹腔17 口部密封安裝側板構成保溫液容置腔，保溫液容置腔頂部設置第一通孔18，蓋板2上對應地設置第二通孔22，主體I兩側的保溫液容置腔通過第一通孔18、第二通孔22連通。
[0037]在本實施例中，主體I外側面的凹腔17的長度小于儲液槽的長度，將排氣孔16分布在該凹腔17的兩端。
[0038]儲液槽的上槽部11和下槽部13(即一級流道和二級流道)較佳的高度比為0.2-0.4，更佳的高度比為0.3。
[0039]以上通過具體實施例對本發(fā)明做了詳細的說明，這些具體的描述不能認為本發(fā)明僅僅限于這些實施例的內容。本領域技術人員根據(jù)本發(fā)明構思、這些描述并結合本領域公知常識做出的任何改進、等同替代方案，均應包含在本發(fā)明權利要求的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種靜壓出流顯影噴嘴，其特征在于，包括: 主體，呈長條狀，主體內沿長邊方向設置儲液槽，所述儲液槽由上槽部和下槽部構成，上槽部的寬度大于下槽部的寬度在二者連結部形成臺階，臺階的長邊沿成型有外高內低的引流面，下槽部的底部設置若干出流小孔，下槽部側壁靠近兩端處分別設置下槽部的排氣孔，所述上槽部構成噴嘴的一級流道，下槽部構成噴嘴的二級流道； 隔板，設置于所述儲液槽內的臺階上，隔板上于所述引流面上方設置過流縫；以及 蓋板，密封裝配于所述儲液槽的口部。
2.如權利要求1所述的靜壓出流顯影噴嘴，其特征在于:所述出流小孔的孔徑為0.1-0.6mm，深徑比為2_6，所有出流小孔的面積和與所述過流縫的面積之比為0.02-0.05，所有排氣孔的面積和與所述過流縫的面積之比為0.05-0.3。
3.如權利要求1所述的靜壓出流顯影噴嘴，其特征在于:所述排氣孔到二級流道上端的垂直距離為4?8mm。
4.如權利要求1所述的靜壓出流顯影噴嘴，其特征在于:所述引流面的坡角為30?60度。
5.如權利要求1所述的靜壓出流顯影噴嘴，其特征在于:所述主體的底面在出流小孔周圍成型有上大下小的突出部。
6.如權利要求1所述的靜壓出流顯影噴嘴，其特征在于:所述主體的兩個較長外側面分別沿長邊方向設置長條形的凹腔，該凹腔處于所述儲液槽的側面，凹腔口部密封安裝側板構成保溫液容置腔。
7.如權利要求6所述的靜壓出流顯影噴嘴，其特征在于:主體外側面的凹腔的長度小于儲液槽的長度，所述排氣孔分布在該凹腔的兩端。
8.如權利要求1所述的靜壓出流顯影噴嘴，其特征在于:所述一級流道和二級流道的高度比為0.2-0.4。
【文檔編號】B05B1/00GK104166318SQ201410455845
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年9月9日 優(yōu)先權日:2014年9月9日
【發(fā)明者】劉學平, 徐強, 王漢, 向東, 劉睿, 段廣洪 申請人:清華大學深圳研究生院