涂布设备的缓冲装置和涂布设备

技术领域

本申请涉及半导体设备制备技术领域，具体而言，本申请涉及一种涂布设备的缓冲装置和涂布设备。

背景技术

半导体设备在制作过程的中需要使用光刻工艺，光刻工艺中涉及到涂胶单元，需要使用涂布设备对半导体设备(如晶片等)进行涂布。

涂布制程具体是通过加压装置对液体光刻胶进行加压，将光刻胶输送至缓冲装置，再从缓冲装置的出液管道输出至涂胶机进行涂胶。由于加压装置大多是使用高压气体对液体的光刻胶进行加压，导致光刻胶内容易产生气泡，进而导致涂过程中产生压力报警，降低了半导体设备的良品率。

发明内容

本申请针对现有方式的缺点，提出一种涂布设备的缓冲装置和涂布设备，用以解决现有技术存在的光刻胶内容易产生气泡，进而导致涂胶过程中产生压力报警，降低了半导体设备的良品率的技术问题。

第一个方面，本申请实施例提供了一种涂布设备的缓冲装置，包括：缓冲桶、进液管道和出液管道；缓冲桶具有相对设置的第一端壁和第二端壁；

进液管道的出口，位于缓冲桶内并朝向第一端壁；进液管道的出口与第一端壁之间的距离小于进液管道的出口与第二端壁之间的距离；

出液管道的入口，位于缓冲桶内并靠近第二端壁；进液管道的出口与出液管道的入口之间的距离不小于设计距离。

可选地，缓冲桶还包括：侧壁；侧壁的两端分别与第一端壁和第二端壁连接；第二端壁具有进液孔和出液孔；

进液管道穿设于进液孔，进液管道的出口与侧壁的第一位置接触；

出液管道穿设于出液孔。

可选地，进液管道包括第一子进液管道，第一子进液管道位于缓冲桶内，与侧壁之间具有第一夹角；

第一夹角不小于10度不大于30度。

可选地，第一位置到侧壁靠近第二端壁的一端的距离，与侧壁的两端之间的距离之比，不小于2/3且不大于3/4。

可选地，缓冲桶的第一端壁到第二端壁之间的距离为300毫米至400毫米。

可选地，缓冲桶的体积为0.7升至1.2升。

可选地，缓冲装置还包括：第一液位传感器和第二液位传感器；

第一液位传感器与第二液位传感器，都位于第一位置与第一端壁之间，沿第一方向依次设置于侧壁上；第一方向为从第二端壁朝向第一端壁的方向。

可选地，第一液位传感器到侧壁靠近第二端壁的一端的距离，与侧壁的两端之间的距离之比，不小于2/3且不大于3/4。

可选地，缓冲装置还包括：排气管道；

排气管道的进气口开设于第一端壁上。

第二个方面，本申请实施例还提供一种涂布设备，包括：加压装置、供液装置和如上述第一个方面提供的任一缓冲装置；

加压装置与供液装置通过管道连接，供液装置与缓冲装置的进液管道的入口连接。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果包括：

本申请实施例中的缓冲装置包括缓冲桶、进液管道和出液管道，液体光刻胶从进液管道进入缓冲桶，进液管道的出口朝向缓冲桶的第一端壁，此时光刻胶在进液管道的出口处受到的压力方向朝向第一端壁。进入缓冲桶内的光刻胶从出液管道的入口里流出缓冲桶，出液管道的入口靠近第二端壁。因此，光刻胶从进液管道的出口注入缓冲桶时在压力的作用下会先朝向第一端壁喷出，避免与出液管道的入口接触，进而减少混合在即将从出液管道的入口流出光刻胶内的气泡。

进液管道的出口与出液管道的入口之间的距离不小于设计距离，光刻胶在进入缓冲桶后，具有一定的缓冲时间和空间，液体光刻胶向第二端壁下沉，气体向第一端壁上浮进而远离出液管道的入口，进一步减少随光刻胶进入出液管道的气泡。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例提供的一种缓冲装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的另一种缓冲装置的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的又一种缓冲装置的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种涂布设备的结构示意图。

附图标记：

100-涂布设备；

1-缓冲装置；

11-缓冲桶；111-第一端壁；112-第二端壁；1121-进液孔；1122-出液孔；113-侧壁；1131-第一位置；

12-进液管道；121-进液管道12的出口；122-第一子进液管道；

13-出液管道；131-出液管道13的入口；

14-第一液位传感器；15-第二液位传感器；16-排气管道；161-进气口；

2-加压装置；3-供液装置；4-光刻胶；A-第一方向。

具体实施方式

下面结合本申请中的附图描述本申请的实施例。应理解，下面结合附图所阐述的实施方式，是用于解释本申请实施例的技术方案的示例性描述，对本申请实施例的技术方案不构成限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该理解，当我们称一个元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，该一个元件可以直接连接或耦接到另一元件，也可以指该一个元件和另一元件通过中间元件建立连接关系。这里使用的术语“和/或”指该术语所限定的项目中的至少一个，例如“A和/或B”可以实现为“A”，或者实现为“B”，或者实现为“A和B”。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

本申请的研发思路包括：由于涂布制程在光刻工艺中极为重要，涂布稳定性为光刻工艺的一项重要指标。现有技术中的进液管道朝向第二端壁伸入缓冲桶内，进液管道的出口离出液管道的入口较近，使得从进液管道进入的气泡容易混入即将从出液管道流出的光刻胶中。当光刻胶中混入气泡从缓冲装置的出液管道流至涂胶机开始涂布时，容易导致涂布不均匀的情况，降低了半导体设备的良品率，降低了涂布设备的涂布效率。

可以理解的是，光刻胶是半导体，显示面板，印刷电路板等领域加工制造中的关键材料。光刻胶应用的原理是利用光化学反应，经光刻工艺将所需要的微细图形转移到加工衬底上，来达到在晶圆或其他结构上刻蚀出所需的图形或抗离子注入的目的。

本申请提供的涂布设备的缓冲装置，旨在解决现有技术的如上技术问题。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。需要指出的是，下述实施方式之间可以相互参考、借鉴或结合，对于不同实施方式中相同的术语、相似的特征以及相似的实施步骤等，不再重复描述。

请参考图1，本申请实施例提供了一种涂布设备100的缓冲装置1，包括：缓冲桶11、进液管道12和出液管道13。缓冲桶11具有相对设置的第一端壁111和第二端壁112。

进液管道12的出口121，位于缓冲桶11内并朝向第一端壁111。进液管道12的出口121与第一端壁111之间的距离小于进液管道12的出口121与第二端壁112之间的距离。

出液管道13的入口131，位于缓冲桶11内并靠近第二端壁112。进液管道12的出口121与出液管道13的入口131之间的距离不小于设计距离。

在本实施例中，缓冲装置1包括缓冲桶11、进液管道12和出液管道13，液体光刻胶4从进液管道12进入缓冲桶11，进液管道12的出口121朝向缓冲桶11的第一端壁111，此时光刻胶4在进液管道12的出口121处受到的压力方向朝向第一端壁111。进入缓冲桶11内的光刻胶4从出液管道13的入口131里流出缓冲桶11，出液管道13的入口131靠近第二端壁112。因此，光刻胶4从进液管道12的出口121注入缓冲桶11时在压力的作用下会先朝向第一端壁111喷出，避免与出液管道13的入口131接触，进而减少混合在即将从出液管道13的入口131流出光刻胶4内的气泡。

本实施例中的进液管道12的出口121与出液管道13的入口131之间的距离不小于设计距离，光刻胶4在进入缓冲桶11后，具有一定的缓冲时间和空间，液体光刻胶4向第二端壁112下沉，气体向第一端壁111上浮进而远离出液管道13的入口131，进一步减少随光刻胶4进入出液管道13的气泡。

可选地，第一端壁111为缓冲桶11的顶部，第二端壁112为缓冲桶11的底部。进液管道12的出口121朝向顶部，出液管道13的入口131更靠近底部，拉大了进液管道12的出口121与出液管道13的入口131之间的距离，进液管道12进来的光刻胶4远离出液管道13的入口131，当光刻胶4进入缓冲桶11后静置，再从出液管道13流出，气泡尽可能地上浮至顶部并排出，进而减少从缓冲桶11中流出的光刻胶4中混入的气泡，能够减少涂胶压力报警，减少设备稼动造成的损失，进而减少压力报警对半导体设备的良率的影响，提高半导体设备的生产效率。

可选地，光刻胶4是由树脂，感光剂，溶剂，光引发剂等组成的混合液态感光材料，包括正性光刻胶或负性光刻胶。

在一些可能的实施方式中，请参考图2，缓冲桶11还包括：侧壁113。侧壁113的两端分别与第一端壁111和第二端壁112连接。第二端壁112具有进液孔1121和出液孔1122。

进液管道12穿设于进液孔1121，进液管道12的出口121与侧壁113的第一位置1131接触。

出液管道13穿设于出液孔1122。

在本实施例中，在缓冲桶11的第二端壁112上开设有进液孔1121和出液孔1122，进液孔1121和出液孔1122处于同一平面，进液管道12一部分在缓冲桶11内，出口靠在缓冲桶11的侧壁113上，当光刻胶4从进液管道12的出口121流出时，侧壁113能够对光刻胶4起到一定的引流作用，流量在侧壁113的作用下也能够获得一定的缓和作用，减少气泡的产生。并且，已产生的气泡更易碰到侧壁113，在碰到侧壁113的过程中也更易破裂，进一步减少缓冲桶11中存在的气泡。

本申请实施例提供的缓冲装置1，结构简单且成本极低，容易实现，并且去除气泡的效率高，能够对现有技术中的光刻工艺进行改善。

可选地，使用现有技术中的缓冲装置1，涂胶压力报警频次为一个月5次，宕机处理时间为一次一小时，处理异常产品一次约20片。通过使用本申请实施例提供的缓冲装置1，能够保证基本不发生由于气泡产生的涂胶压力报警，单机台宕机率较现有技术水平降低了35％，每个月单机台产品返工减少了100片，降低了由于压力报警导致的损失，提高了单导体设备的制备良品率。

可选地，原有的缓冲桶11的进液孔1121和出液孔1122是分布在两端的，即第一端壁111和第二端壁112上各一个孔。本申请实施例可通过采购在某一端具有两个孔的柱状物体作为缓冲桶11，调整进液管道12与缓冲桶11的穿设位置，即可实现本申请实施例提供的技术方案，成本低，改造简便。

可选地，缓冲桶11为柱状物体，包括但不限于圆柱体。

在一些可能的实施方式中，请参考图2，进液管道12包括第一子进液管道122，第一子进液管道122位于缓冲桶11内，与侧壁113之间具有第一夹角。

第一夹角不小于10度不大于30度。

在本实施例中，进液管道12位于缓冲桶11内的部分为第一子进液管道122，与侧壁113(或侧壁113的切面)之间具有第一夹角，第一夹角处于10-30度的范围，能够保证进液的流速在合适的范围，不影响缓冲桶11内缓存的光刻胶4的存量，也能够使第一子进液管道122与侧壁113之间形成较为稳定的三角结构，减少第一子进液管道122脱离侧壁113的可能性，增强了缓冲装置1的可靠性。

在一些可能的实施方式中，第一位置1131到侧壁113靠近第二端壁112的一端的距离，与侧壁113的两端之间的距离之比，不小于2/3且不大于3/4。

在本实施例中，进液管道12的出口121与侧壁113接触的第一位置1131，位于侧壁113的长的2/3处到3/4处，能够保证进液管道12的出口121与出液管道13的入口131之间保持合适的设计距离，进而减少进液管道12的出口121随光刻胶4进入缓冲桶11内的气泡快速流入出液管道13的入口131的可能性，也能够保证第一位置1131与第一端壁111之间具有合适的距离，保证第一位置1131与第一端壁111之间有合适的空间来存放气泡破裂后爆出来的气体，避免气泡始终混在光刻胶4内。

在一些可能的实施方式中，缓冲桶11的第一端壁111到第二端壁112之间的距离为300毫米至400毫米。

在本实施例中，相比于传统的缓冲桶11的高度为150毫米，增加了缓冲桶11的高度到300毫米，不超过400毫米(保护300毫米和400毫米)，增加了进液管道12的入口相比于第二端壁112的高度，进一步增加了进液管道12的出口121与出液管道13的入口131之间的设计距离的范围，设计距离越长，光刻胶4的缓冲时间越长，缓冲空间越大，气泡更易在未接触到出液管道13的入口131时就已破裂或上浮至光刻胶4的液位与第一端壁111之间的空间内，进而减少了流入出液管道13内的光刻胶4内混入的气泡。

在一些可能的实施方式中，缓冲桶11的体积为0.7升至1.2升。

相比于现有技术缓冲桶11的体积，本实施例中的缓冲桶11的体积增加在0.7升至1.2升之间(包括0.7升和1.2升)，底面积和高度均相应增加，增加了出液孔1122和进液孔1121之间的距离，进一步也增加了进液管道12的出口121和出液管道13的入口131之间的设计距离。

在一些可能的实施方式中，请参考图3，缓冲装置1还包括：第一液位传感器14和第二液位传感器15。

第一液位传感器14与第二液位传感器15，都位于第一位置1131与第一端壁111之间，沿第一方向A依次设置于侧壁113上。第一方向A为从第二端壁112朝向第一端壁111的方向。

在本实施例中，第一液位传感器14对应缓冲桶11内最低液位处，第二液位传感器15对应缓冲桶11内最高液位处。在光刻胶4通过进液管道12持续注入缓冲桶11内的过程中，当第一液位传感器14识别到光刻胶4的液位到达最低液位处时，可开启出液管道13进行涂布操作。当第二液位传感器15识别到光刻胶4的液位到达最高液位处时，停止继续向缓冲桶11内注入光刻胶4，直至光刻胶4的液位下降至最高液位以下再继续向缓冲桶11内注入光刻胶4。

在本实施例中，第一液位传感器14与第二液位传感器15，都位于第一位置1131与第一端壁111之间，保证光刻胶4的最高液位和最低液位都位于第一位置1131与第一端壁111之间，光刻胶4的最低液位也比第一位置1131高，避免因液位过低导致的光刻胶4从进液管道12注入时引起的液体飞溅而产生气泡。

可选地，第一方向A为与重力方向相反的方向，即竖直向上的方向。

在一些可能的实施方式中，第一液位传感器14到侧壁113靠近第二端壁112的一端的距离，与侧壁113的两端之间的距离之比，不小于2/3且不大于3/4。

在本实施例中，第一液位传感器14设置在侧壁113上，第一液位传感器14到第二端壁112之间的距离，不小于侧壁113竖直方向的长(即侧壁113的两端之间的距离)的2/3，不大于侧壁113竖直方向的长的3/4。

可选地，第二液位传感器15更靠近第一端壁111，可以根据实际需要调整第二液位传感器15与第一端壁111之间的距离。气泡靠近第一端壁111，更易破裂。

在一些可能的实施方式中，请参考图3，缓冲装置1还包括：排气管道16。

排气管道16的进气口161开设于第一端壁111上。

在本实施例中，第二液位传感器15所在的平面，与第一端壁111之间的空间，是预留出的放置气体的空间。通过在第一端壁111上开设进气口161，能够将缓冲桶11内的气体通过排气管道16排出，使缓冲桶11内的压强保持在合适的范围内，不影响光刻胶4在缓冲桶11内的进出。

基于同一发明构思，请参考图4，本申请实施例还提供一种涂布设备100，包括：加压装置2、供液装置3和如上述实施例提供的任一缓冲装置1。

加压装置2与供液装置3通过管道连接，供液装置3与缓冲装置1的进液管道12的入口连接。

在本实施例中，加压装置2通过管道将高压气体输送至供液装置3，供液装置3内的光刻胶4通过管道输送至缓冲桶11。本实施例提供的涂布设备100，包括上述实施例提供的任一缓冲装置1，其实现原理相类似，此处不再赘述。

可选地，加压装置2通过往供液装置3中加入高压氮气(N

可选地，涂布设备100还包括涂胶机，涂胶机与缓冲装置1的出液管道13的出口连接。

应用本申请实施例，至少能够实现如下有益效果：

1、液体光刻胶4从进液管道12进入缓冲桶11，进液管道12的出口121朝向缓冲桶11的第一端壁111，此时光刻胶4在进液管道12的出口121处受到的压力方向朝向第一端壁111。进入缓冲桶11内的光刻胶4从出液管道13的入口131里流出缓冲桶11，出液管道13的入口131靠近第二端壁112。因此，光刻胶4从进液管道12的出口121注入缓冲桶11时在压力的作用下会先朝向第一端壁111喷出，避免与出液管道13的入口131接触，进而减少混合在即将从出液管道13的入口131流出光刻胶4内的气泡。

2、进液管道12的出口121与出液管道13的入口131之间的距离不小于设计距离，光刻胶4在进入缓冲桶11后，具有一定的缓冲时间和空间，液体光刻胶4向第二端壁112下沉，气体向第一端壁111上浮进而远离出液管道13的入口131，进一步减少随光刻胶4进入出液管道13的气泡。

3、在缓冲桶11的第二端壁112上开设有进液孔1121和出液孔1122，进液孔1121和出液孔1122处于同一平面，进液管道12一部分在缓冲桶11内，出口靠在缓冲桶11的侧壁113上，当光刻胶4从进液管道12的出口121流出时，侧壁113能够对光刻胶4起到一定的引流作用，流量在侧壁113的作用下也能够获得一定的缓和作用，减少气泡的产生。并且，已产生的气泡更易碰到侧壁113，在碰到侧壁113的过程中也更易破裂，进一步减少缓冲桶11中存在的气泡。

4、相比于传统的缓冲桶11150毫米的高度，增加了缓冲桶11的高度到300毫米，不超过400毫米，增加了进液管道12的入口相比于第二端壁112的高度，进一步增加了进液管道12的出口121与出液管道13的入口131之间的设计距离的范围，设计距离越长，光刻胶4的缓冲时间越长，缓冲空间越大，气泡更易在未接触到出液管道13的入口131时就已破裂或上浮至光刻胶4的页面与第一端壁111之间的空间内，进而减少了流入出液管道13内的光刻胶4内混入的气泡。

5、第一液位传感器14与第二液位传感器15，都位于第一位置1131与第一端壁111之间，保证光刻胶4的最高液位和最低液位都位于第一位置1131与第一端壁111之间，光刻胶4的最低液位也比第一位置1131高，避免因液位过低导致的光刻胶4从进液管道12注入时引起的液体飞溅而产生气泡。

在本申请的描述中，词语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系，为基于附图所示的示例性的方向或位置关系，是为了便于描述或简化描述本申请的实施例，而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请的方案技术构思的前提下，采用基于本申请技术思想的其他类似实施手段，同样属于本申请实施例的保护范畴。