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喷嘴用来供应光刻胶和各种有机溶剂,每一个喷嘴对应一种材料,如图 所示。在整个光刻工艺中,除了曝光,其余所有的步骤都是在匀胶显影机中完成的。匀胶显影机的主要工艺单元分别有晶圆表面增粘处理,光刻胶旋涂单元,边缘曝光,显影单元等,这些单元的装置都离不开喷嘴。
分类:
晶圆表面增粘处理:
有些晶圆表面是亲水的,这不利于光刻胶的涂覆。在这种情况下,通常首先对晶圆表面做增粘处理,这是在匀胶显影机的增粘单元中进行的。在真空腔中装入晶圆后封闭腔体。晶圆在腔体中加热到一定的温度,同时通过喷嘴将六甲基二硅胺(HMDS)气相引入或直接喷淋在晶圆表面,使其直接由亲水性变成疏水性。
1. 光刻胶旋涂单元:
(1)EBR(edge bead remove)喷嘴是指去边溶剂喷嘴。有机溶剂从去边喷嘴中倾斜向外喷在晶圆的边 缘,同时晶圆以一定的速度旋转,清洗晶圆的边缘。
(2)胶喷嘴:如图2 所示,不仅仅局限于光刻胶,也可以用于旋涂抗反射涂层和防水顶盖图层。
(3)背冲洗喷嘴:如图2所示,也用来喷淋溶剂,在离心力的作用下,喷淋的溶剂清洗晶圆背面的边缘区域。
2. 显影单元:显影单元包含一个转台和几个喷嘴,几个喷嘴分别用于喷洒显影液,去离子水以及表面活化剂。显影液的喷淋分为两种方式:静态喷淋盒动态喷淋,显影液喷嘴可以分三类,如图3 所示:
(1)扫描式细长喷口
(2)多个喷嘴动态喷淋
(3)单个喷嘴动态喷淋
目前最新的的显影喷嘴设计,一般是把几个不同的喷嘴集成在一个机械臂上。
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新型光刻胶及玻璃刻蚀应用研究
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英文(NOZZLE)
喷嘴是很多种喷淋,喷雾,喷油,喷砂设备里很关键的一个部件,甚至是主要部件。
按喷嘴的功能喷嘴大致可分为,喷雾喷嘴,喷油烧嘴,喷砂嘴,及特殊喷嘴。
按材料分类,可分为金属喷嘴,塑料喷嘴,陶瓷喷嘴,合金喷嘴。
按行业分类,可分为石化喷嘴,农业喷嘴,纺织喷嘴,造纸喷嘴,环保喷嘴,喷涂喷嘴,化工喷嘴,钢铁喷嘴,电子版路喷嘴。
按形状分类,可分为空心锥喷嘴,实心锥喷嘴,方形喷嘴,椭圆形喷嘴,扇形喷嘴,柱流喷嘴,二流体喷嘴,多流体喷嘴等等。
特殊行业喷嘴:喷火嘴,催化裂化喷嘴,德士古喷嘴,造粒喷头,喷砂嘴等等。
大液滴广角喷嘴
广角小流量喷嘴
由于喷嘴是按其在多种不同喷雾条件下工作而设计的,因而选用适合需要的喷嘴,以便在使用中达到最佳喷雾性能。喷嘴的特性主要体现在喷嘴的喷雾类型,即液体离开喷嘴口时形成的形状以及它的运行性能。喷嘴的命名一是以喷雾形状区分为扇形、锥形、液柱流(即射流)、空气雾化、扁平喷嘴,其中锥形喷嘴又分为空心锥形与实心锥形二大类;而文丘里喷嘴(即混合搅拌喷嘴)、强冷(热)风口吹风风嘴以及专用喷嘴(如园林喷嘴、缸子洗涤喷嘴、管子清洗喷嘴等系列)的命名则体现了喷嘴的运行性能。
选用喷嘴的因素有流量、压力、喷雾角度、覆盖范围、冲击力、温度、材质、应用等,而这些因素之间往往相互牵连、相互制约。流量与压力,喷雾角度与覆盖范围均成正比关系。任何喷嘴的喷射目的是要维持连续不断使槽液与工件接触,流量这个因素比压力更为重要。液体的温度不影响喷嘴的喷雾性能,但它影响黏度和比重,同时还影响材料的选择。
喷嘴材料的选择
喷嘴的材料还应根据槽液的化学特性来确定:
1、对非腐蚀性槽液可根据加工的难易,采用青铜铸造或塑料压铸;
2、为防止腐蚀,可采用非金属材料;
3、对硫酸、盐酸等强腐蚀槽液,可采用尼龙塑料;
4、用于磷化槽液的喷嘴材料一般采用耐酸的不锈钢;
5、防止锈蚀的喷嘴也可直接选用不锈钢或尼龙材质制作。
喷嘴选型方法
具有一定冲击力的喷嘴应选用小角度喷嘴,以液柱流(即射流)为最佳;
扇形喷嘴适用于清洗、脱脂、冷却等方面,锥形喷嘴适用于漂淋、表层、磷化、加湿、除尘等方面;
在储漆缸、槽体中应安装文丘里搅拌喷嘴。以“H”型即搅拌喷嘴(也称为文丘里喷嘴)为例,槽液经一定压力与引道口被吸入的液体共同以1:4的流量混合后扩散喷射出来,达到溶质无空气混合搅拌的效果,从而防止了沉淀,因为搅动确保了化学溶液均匀的混合;
脱脂和水洗工序的喷嘴,可选用冲击力较强的喷射型喷嘴:以“V”型即扇型喷嘴为例,其喷射角度以60°为最佳,具有较大的冲击力量;
磷化工序的喷嘴则可选用雾化好、水粒细密均匀、冲击力较弱的离心喷嘴:以“Z”型即锥形喷嘴为例,其喷嘴离工件的最佳距离为40cm~50cm,具有分散,使液体雾化的喷淋作用。