一种实验室用模块化喷淋式湿电子化学品评价设备的制作方法

本实用新型是一种实验室用模块化喷淋式湿电子化学品评价设备。

背景技术：

湿电子化学品是一种与光刻工艺配套的工艺化学品，主要用于进行大规模/超大规模/极大规模集成电路生产，具体来说包括太阳能面板、显示面板（包括液晶显示和有机发光二极管显示）以及芯片（包括逻辑芯片和储存芯片），该类化学品杂质含量极低，通常小于100ppb，包括纯物质、水或有机物溶液、配方型产品几类。

集成电路的制造工艺十分精密，单一制程的良率较低，成本极高。因此，每一制程所采用的材料在开发、替换、变更时都意味着短期内的产能损失，变更之后也可能导致不可预期的情况。与此同时，湿电子化学品开发端通常不具备与实际应用端类似的考评条件，独立实验室进行考评的结果也正是因此对应用端不具有参考价值，这就导致湿电子化学品开发与应用的周期极长，同时开发的数据对应用端参考性差。

另一方面，湿电子化学品应用端通常采用实际生产设备进行其应用性能考评，然而，该类设备通常具有尺寸大、运行成本高、设备参数可调空间小等特点，不适于应用在产品开发过程中的产品评价。因此，开发一种能够应用于湿电子化学品开发过程，并进行多种条件考评的评价设备，对加快湿电子化学品的成功开发至关重要。

专利cn101055417a介绍了一种便于在湿式显影和蚀刻过程中控制图形区域内线宽误差的喷淋装置；所述喷淋装置采用由至少一个具有圆周分布的喷头组组合而成的喷头进行喷淋，所述喷头组内各喷头等距排列，且由同一流量控制器控制，每一喷头流量相同；所述沿不同圆周分布的喷头组可分别由不同的流量控制器控制，利用具有不同圆周分布的喷头组构成的组合喷头可分别为不同区域设定喷淋参数，协调待处理元件各部件与喷淋特定溶液之间的反应程度，控制线宽误差的均匀性。该喷淋装置主要适用于芯片集成电路中小尺寸圆形基板的显影制程中，不适用于方形基板上湿电子化学品考评的过程。

专利cn202102214u公开了一种tft阵列基板、液晶面板及显示设备，在tft阵列基板中各膜层的周围增加调整显影液流动方式的图案；如此，使得显影工艺中去除显影液时，显影液流经该图案而改变流动方式，能够改善非均匀流向导致的显影液浓度不均的问题，保证在去除显影液时，显影液在整个tft阵列基板的流动方向分布更加均匀。该显影机台仅适用于采用流动的方式进行考评的湿电子化学品，不适用于需要采用一定压力进行喷淋的湿电子化学品，且体积较为庞大，更适合于用在产线端的大尺寸生产过程中。

专利cn206696590u介绍了一种恒温显影机，包括控温装置、显影装置、调压装置、显影液储液罐和清洗液储液罐；所述显影液储液罐的底部设置有加热盘，显影液储液罐内部设置有制冷管，加热盘与温控装置电连接，制冷管与一制冷压缩机连接，制冷压缩机与温控装置电连接，显影液储液罐内设置有温度传感器；两个微型气泵分别通过两根调压管道分别与显影液储液罐和清洗液储液罐联通；显影液储液罐和清洗液储液罐分别通过两根连接管道和两个喷嘴连通。该种显影机仅仅由单个喷头进行显影操作，显影均匀性难以得到良好的保证。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种实验室用模块化喷淋式湿电子化学品评价设备，实验规模较小，装置配制安装成本低，物料可在湿电子化学品开发公司现地进行考评，反馈速度快，极大程度提高了湿电子化学品的开发速度。

为了实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：一种实验室用模块化喷淋式湿电子化学品评价设备，所述评价设备包括处理装置、多腔体装置、运送装置；

所述处理装置包括设于多腔体装置顶部的若干喷淋装置和若干吹扫装置；

所述多腔体装置包括顺次连接的第一模块、第三模块、若干第二模块、第三模块和第一模块，所述的喷淋装置或吹扫装置配合设置在第二模块顶部，前端和后端的所述的第三模块顶部分别配合设置喷淋装置和吹扫装置，两个所述第三模块对称设置；

所述的运送装置与第二模块和第三模块配合设置；

所述处理装置、多腔体装置、运送装置配合设有控制器。

优选地，所述的喷淋装置的顶部和侧面下方分别设有上密封板和侧密封板，所述喷淋装置内中部通过可控密封开关分为上仓体和下仓体，若干喷淋头通过安装孔设置于所述下仓体的底部；

所述上仓体侧面设有上仓进液口和上仓出液口，所述上仓体侧面设有两端分别与上仓体空间连通的上循环管；

所述下仓体侧面设有下仓进气口，所述下仓体侧面设有两端分别与下仓体空间连接的下循环管；所述可控密封开关连接至控制器。

优选地，所述上仓体内配合设置换热盘，所述换热盘包括配合设置的若干温感探头和换热管，所述若干温感探头和换热管与控制器配合设置。

优选地，所述吹扫装置包括壳体和与壳体配合设置的稳压仓，稳压仓顶部设有若干进气口，配合若干进气口的壳体底部设有若干气嘴，若干进气口和若干气嘴空间连通，所述稳压仓内设有压力监控传感器；所述压力监控传感器和气嘴与控制器配合设置。

优选地，所述第一模块包括壳门和设于壳门内两侧的插槽，封闭盖板滑动配合设于所述插槽内，封闭盖板上设有提手。

优选地，所述的第二模块和第三模块包括外壳，所述外壳内侧中部设有若干横板，若干横板上方的所述外壳的内壁两侧中部分别配合设置滑槽，配合滑槽的所述外壳的两侧壁设有若干高度固定孔；

所述外壳顶部设有安装口，所述喷淋装置或吹扫装置配合安装口设于外壳上；

所述外壳的两侧壁上设有若干通风孔。

优选地，朝向外壳两侧内壁的所述滑槽的端面上设有若干滑槽固定孔，所述高度固定孔与滑槽固定孔通过连接杆对应设置。

优选地，前端的第三模块的前端面及后端的第三模块的后端面的横板下设有挡板，挡板上的所述横板端部设置配合的竖板和调节杆；

所述竖板上均匀设有若干第一通孔，所述调节杆包括横杆和固定扣，所述横杆上顺次设有固定孔、若干第二通孔、调节孔和调节槽；所述固定扣可移动贯穿调节槽设置，所述固定扣与调节杆上的任一第一通孔配合设置。

优选地，所述运送装置包括存放器，所述存放器两侧配合设有第一转动件和第二转动件，所述第一转动件和第二转动件分别背向存放器配合铰接有第一连接扣和第二连接扣，所述第一连接扣和第二连接扣与对应侧的滑槽配合设置；

所述第一转动件与第一连接扣间配合贯穿设有第一转动轴，所述第二转动件与第二连接扣间配合贯穿设有第二转动轴；

所述存放器包括存放框，所述存放框内设有若干平行于横板的档槽。

优选地，所述第一转动轴和第二转动轴的两端分别与前端和后端的第三模块内的固定孔和调节孔配合设置；所述档槽配合若干第二通孔贯穿设有驱动轴；所述驱动轴通过驱动机构连接至控制器。

借由上述方案，本实用新型至少具有以下优点：

1.采用模块化的组装方式，适用于湿电子化学品开发过程中，小批量产品的在线验证，实验结果对产品在客户端的进一步验证与烧杯实验相比有明显参考价值提升；

2.采用气体压出喷嘴的方式，而非单根管路对应喷嘴的形式进行喷淋操作，极大程度的降低了位于不同位置的喷嘴上方的压力不同的情况所导致的湿电子化学品使用效果不均匀，避免了由此导致的评价偏差；

3.可调控所考评采用喷淋方式进行应用的湿电子化学品的各项参数，包括温度、时间、角度、压力等，充分满足模拟实际产线应用的情况；

4.实验规模较小，装置配制安装成本低，物料可在湿电子化学品开发公司现地进行考评，反馈速度快，极大程度提高了湿电子化学品的开发速度。

附图说明

图1是实验室用模块化喷淋式湿电子化学品评价设备的结构图；

图2是本实用新型中除去换热盘的喷淋装置的结构图；

图3是本实用新型中喷淋装置中换热盘部分的结构示意图；

图4是本实用新型中吹扫装置的结构图；

图5是本实用新型中吹扫装置的仰视图；

图6是本实用新型中第一模块的结构图；

图7是本实用新型中第二模块的结构图；

图8是本实用新型中第三模块的结构图；

图9是本实用新型中运送装置的结构图；

图10是本实用新型的运送装置旋转模式图。

图中：1、处理装置，2、多腔体装置，3、运送装置，11、喷淋装置，12、吹扫装置，21、第一模块，22、第二模块，23、第三模块，24、外壳，25、横板，26、滑槽，27、高度固定孔，28、通风孔，29、滑槽固定孔，31、第一连接扣，32、第一转动件，33、存放器，34、第二转动件，35、第二连接扣，36、第一转动轴，37、第二转动轴，111、上密封板，112、下密封板，113、上仓体，114、下仓体，115、喷淋头，116、换热盘，121、壳体，122、稳压仓，211、壳门，212、插槽，213、盖板，214、提手，231、挡板，232、竖板，233、调节杆，234、第一通孔，235、横杆，236、固定扣,237、固定孔，238、第二通孔，239、调节孔，230、调节槽，241、安装口，331、存放框，332、档槽，1131、上仓进液口，1132、上仓出液口，1133、上循环管，1141、下仓进气口，1142、下循环管，1221、进气口，1222、气嘴，1161、温感探头，1162、换热管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1至图10所示，本实验室用模块化喷淋式湿电子化学品评价设备，包括处理装置1、多腔体装置2、运送装置3和控制器，所述处理装置1、多腔体装置2、运送装置3和控制器配合设置。控制器的设置为本领域技术人员可以理解的内容，其被用于控制评价设备内的动作，本领域技术人员可以依据需求自行设置。

所述处理装置1包括设于多腔体装置2顶部的若干喷淋装置11和若干吹扫装置12；处理装置用于向对应的多腔体装置2内喷淋试剂或进行吹扫作业、并可重复。

所述多腔体装置2包括顺次连接的第一模块21、第三模块23、若干第二模块22、第三模块23和第一模块21，所述的喷淋装置11或吹扫装置12配合设置在第二模块22顶部，前端和后端的所述的第三模块23顶部分别配合设置喷淋装置11和吹扫装置12，两个所述第三模块23对称设置；第二模块22与喷淋装置11或吹扫装置12结合后，可以进行任意排序和组装，不同的模块之间可以通过相互的结合以及顺序的改变来满足不同的工艺制程模拟的要求，具体来说，第二模块22与喷淋装置11，或与吹扫装置12结合后形成的组合模块可以单一、多个、同向或逆向排列，来满足不同的工艺制程，充分满足实验室湿电子化学品的喷淋测试实际使用需求。

所述的运送装置3与第二模块22和第三模块23配合设置。运送装置3可以控制湿电子化学品在设备内的整体运送过程。

本发明采用小型模块化组合模式、高洁净度材料内外包覆、喷淋测试条件可调整，是针对湿电子化学品产品开发过程中需要模拟一定大型产线应用条件而开发的高效评价装置。

本发明中，所有的模块内部与湿电子化学品接触的表面/界面上都涂覆/包裹有高纯聚四氟乙烯或可溶性聚四氟乙烯材料，同时在进行喷淋处理的过程中，腔体内部密封，易挥发组分将通过排空口排出系统，保证湿化学品在测试的过程中，能够不受到环境中可能的污染物，如离子、颗粒、有机物等的干扰，保证实验的可参考性。

所述喷淋装置11包括上仓体113和下仓体114，上仓体113和下仓体114之间相互独立，但其中有可控密封开关相互连接，其中上仓体113为内衬高纯聚四氟乙烯或可溶性聚四氟乙烯材料的恒温槽，其中，可根据应用需求配备换热管1162和对应的4-6组温感探头1161，温度控制精度可以达到±1℃；

上仓体113上方有上仓进液口1131，下方有上仓出液口1132；下仓体114为内衬高纯聚四氟乙烯或可溶性聚四氟乙烯材料，外层为耐压不锈钢，可根据需求确定具体不锈钢型号，可以为430/304/316l，一般情况下，可以选择316l材质的不锈钢材料，耐压范围为1.0-3.0mpa；下仓体114的底部排布一定量的方阵形式的喷淋头安装孔以安装喷淋头115，带压气体通过上部的下仓体进气口1141进入后，将仓内储存的液体均匀地以一定的压力压出，可根据所需压力、喷洒形式、湿电子化学品类型来进行喷淋头115的选配；

整个作业过程中，上仓体113和下仓体114可以分别通过上循环管1133和下循环管1142进行仓体内循环。

所述吹扫装置12具有分布式的进气口1221和气嘴1222，一般优选的吹扫气体为经过净化处理的空气或氮气；吹扫气体进气口1221和气嘴1222之间存在带压力监控传感器的稳压仓122，可通过调整稳压仓122的仓内压力来确定吹扫的压力；气嘴1222则可根据具体需要模拟的制程要求来确定型号和对应的压力大小，吹扫的风刀位置可根据所需调整为进入腔体的位置或离开腔体的位置。

所述第一模块21采用可电控开关的密封方式，接触面内涂覆有遇水膨胀的聚合物材料，以确保运送部件在完全至于多腔体装置2内后，喷淋的药液不会溅出，同时也可以用于末端封闭措施；在实际的操作中，可以通过电控开关的密封方式保证腔内无液体喷出后开门取出存放框331，从而避免了可能的操作人员的安全问题。

所述第二模块22由上方的喷淋室和下方的循环室两部分组成，上下两部分之间完全联通，通过若干横板25结构进行支撑，支撑结构为涂覆高纯聚四氟乙烯或可溶性聚四氟乙烯材料的不锈钢；在横板25上的喷淋室内部有一对用于运送装置3的运输部件能平行滑动的滑槽26，在不同个数的第二模块22或第三模块23相互结合时，滑槽26之间可以相互连接，形成连续统一的滑动轨道；在第二模块22的两侧壁有用于滑槽26高度固定的高度固定孔27，用于在喷淋前根据需要调整喷淋高度，在第二模块22的侧壁上还设置用于挥发性化学品排空的通风孔28；滑槽26与外壳24间，对应的端面通过连接杆对应连接、在高度固定孔27和滑槽固定孔29间进行对接定位。

一般情况下，可以在循环室底部设置出液口（图中未示出），可以以循环管的形式接至上方的喷淋装置11中，亦或直接将液体排出。

所述第三模块23大部分结构与第二模块22相同，同样能够作为喷淋或吹扫装置使用，同时，第三模块在朝外的横板25上装有配合运送装置角度调节的位置固定模块，包括一竖板232，用于垂直方向上的调节，及可绕轴进行一定的扇形区域内旋转的调节杆233，通过抬高运送装置3一端的高度，固定另一端的高度，来调整存放框331与喷下液体之间的接触角度，可调整的角度范围为0-45°。

所述运送装置3包括第一连接扣31、第一转动件32、存放器33、第二转动件34和第二连接扣35，所述存放器33左右两侧分别连接第一转动件32和第二转动件34，第一转动件32通过第一转动轴36与第一连接扣31配合设置，第二转动件34通过第二转动轴37与第二连接扣35配合设置；事实上，第一转动件32和第一连接扣31、第二转动件34和第二连接扣35分别成合页结构；

所述存放器33包括存放框331和若干档槽332，档槽332均匀设置在存放框331内部，负责运送装置3在运送过程中的角度调节工作；具体来说，第一转动轴36和第二转动轴37的两端分别与前端和后端的第三模块23内的固定孔237和调节孔239配合、进行两侧的支撑，满足整个存放器33的翻转，同时以档槽332贯穿驱动轴并与第二通孔238分别配合，以控制器控制驱动机构，进而控制驱动轴进行存放器33整体的传送工作。

本发明中，提供两个实施例，其中，以a为第一模块、b为第二模块、c为第三模块。

实施例1：显影液产品验证方案

模块组合方式（根据制程工艺顺序）：a1-c1-b-c2-a2

1）将机台安装在黄光环境内；

2）在c1和b上安装恒压喷淋模块，在c2上安装吹扫模块；

3）计算、设定并调整平台滑槽的位置，并安装固定好基板运送平台；

4）在c1上的恒压喷淋模块中加入10l待考评的显影液产品，在b上的恒压喷淋模块中加入10l去离子水；

5）调整基板运送平台的角度为5°，调整显影时间为60s，设定显影液恒温温度为23℃，显影液喷淋压力为常压，去离子水喷淋压力为常压，风刀吹扫压力为0.5mpa；

6）记录放入的基板的前处理条件；

7）开始进行显影液考评实验；

8）收集实验用基板，切片，在根据扫描电子显微镜的检测结果判断显影液产品的使用效果。

实施例2：显影液-刻蚀液产品联合验证方案

模块组合方式（根据制程工艺顺序）：a1-c1-b1-b2-b3-b4-c2-a2

1）将机台安装在黄光环境内；

2）在c1、b1、b3、b4-上安装恒压喷淋模块，在b2、c2上安装吹扫模块；

3）计算、设定并调整平台滑槽的位置，并安装固定好基板运送平台；

4）在c1上的恒压喷淋模块中加入10l待考评的显影液产品，在b1上的恒压喷淋模块中加入10l去离子水，b3上的恒压喷淋模块中加入10l待考评的刻蚀液产品，在b4上的恒压喷淋模块中加入10l去离子水；

5）调整基板运送平台的角度为5°，调整显影时间为60s，设定显影液恒温温度为23℃，显影液喷淋压力为常压，去离子水喷淋压力为常压，风刀吹扫压力为0.5mpa；

6）调整刻蚀时间为40s，设定刻蚀液恒温温度为45℃，刻蚀液喷淋压力为0.3mpa，去离子水喷淋压力为常压，风刀吹扫压力为0.5mpa；

7）记录放入的基板的前处理条件；

8）开始进行显影液-刻蚀液联合考评实验；

9）收集实验用基板，切片，在根据扫描电子显微镜的检测结果判断显影液及刻蚀液产品的使用效果。

以上已将本实用新型做一详细说明，以上所述，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能限定本实用新型实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖范围内。