本實(shí)用新型涉及一種用于把液體施加到表面上的定量給料頭和定量給料裝置。

背景技術(shù)：

在多種應(yīng)用場(chǎng)合，需要把液體施加到表面上。例如，在半導(dǎo)體器件的制造中，需要把一種保護(hù)液體施加到基片的頂部上。以這種方式，可以在用處理介質(zhì)對(duì)基片的底部進(jìn)行處理之前，對(duì)基片的頂部進(jìn)行防護(hù)，使之免受處理介質(zhì)或來(lái)自處理介質(zhì)的有害氣體的影響。

在這樣的應(yīng)用中經(jīng)常希望的是，把液體精確定量地施加到表面上，以將其消耗保持在盡可能低的水平。這可能是因?yàn)槔缫后w是昂貴的、其必須精心制備、和/或它們難以棄置。

在半導(dǎo)體器件的制造中，尤其要避免的是，如果較多的保護(hù)液被施加到基片上，基片上的一部分保護(hù)液體會(huì)流動(dòng)或滴落到處理介質(zhì)中。如果，例如，使用水作為保護(hù)液體，這樣的滴落會(huì)稀釋處理介質(zhì)，從而加大化學(xué)品的消耗。此外，確保恒定的處理?xiàng)l件從而保證處理的可靠性的工藝復(fù)雜性加大了，該恒定的處理?xiàng)l件例如是處理介質(zhì)的恒定組成。如果使用其他的液體作為保護(hù)液體，可能會(huì)導(dǎo)致處理介質(zhì)的污染，而產(chǎn)生類(lèi)似的且經(jīng)常甚至更復(fù)雜的不可控后果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于這樣的背景，本實(shí)用新型的目的是提供一種定量給料頭，其允許精確定量地施加液體。

根據(jù)本實(shí)用新型的定量給料頭包括一個(gè)分配通道，用于從液體容器接收液體。此外，該定量給料頭具有多個(gè)用于將液體施加到表面上的計(jì)量套管。

在一個(gè)排放管下，設(shè)置有一個(gè)計(jì)量套管，其兩端開(kāi)口。優(yōu)選地，計(jì)量套管由不銹鋼制成。

借助計(jì)量套管，可以精確地計(jì)量被施加到表面的液體的量。特別是，它能夠使計(jì)量套管成本有效地以這樣的方式把適量的液體加到表面上，即使得該表面大部分或完全被該液體所覆蓋且液體的滴落或流下在很大程度上甚至完全被避免。

計(jì)量套管的另一優(yōu)點(diǎn)是，在對(duì)它們的計(jì)量端的液體供應(yīng)被中斷之后，可以防止從定量給料頭的滴落。這特別是由于，在沒(méi)有外力作用在計(jì)量套管中的液體上的情況下，毛細(xì)現(xiàn)象的作用保持了計(jì)量套管中的液體。

因此，可以通過(guò)使用計(jì)量套管，減小覆蓋表面特別是完全覆蓋表面所需的液體的用量。此外，能夠減小或完全避免由于液體的滴落造成的處理介質(zhì)的稀釋和/或污染。

此外，借助計(jì)量套管，液體以這樣的方式被施加到表面上，即使得表面的外邊緣不被液體潤(rùn)濕。由此，可使該液體由于其表面張力而被保留在表面上，而不流下來(lái)。此外，它使計(jì)量套管能夠以這樣的方式施加液體，即表面的寬度為例如1到2毫米的邊緣部分不被液體潤(rùn)濕或覆蓋。

定量給料頭包括連通到分配通道的多個(gè)支管，支管用于把液體從分配通道輸送到計(jì)量套管。此外，液體經(jīng)過(guò)支管而被提供到計(jì)量套管是有利的。此外，分配通道可以作為計(jì)量套管的公共液體貯存器。以這種方式，可以實(shí)現(xiàn)均勻的液體供給，從而實(shí)現(xiàn)液體在表面上的均勻施加。

優(yōu)選地，為每個(gè)計(jì)量套管設(shè)置有支管，該支管與相應(yīng)的分配通道連通。支管因而可把液體導(dǎo)向計(jì)量套管。

因此，由于毛細(xì)作用力，使得液體滴流能夠有效地得到防止；有利的是，計(jì)量套管具有小于1毫米的內(nèi)徑。計(jì)量套管的內(nèi)徑優(yōu)選為0.4毫米。

為了盡可能均勻地把液體施加到表面上，進(jìn)一步有利的是，大多數(shù)計(jì)量套管彼此等距離地布置。還有利的是，絕大部分計(jì)量套管彼此平行。

此外，這些計(jì)量套管中的至少一個(gè)具有彎曲部分，尤其是為了在表面的邊緣附近的區(qū)域均勻施加液體。

有利的是，計(jì)量套管被布置成一行。例如，那些被設(shè)置在行的一端的計(jì)量套管每一個(gè)都具有一個(gè)彎曲部。計(jì)量套管的該彎曲部可以是彎向其他計(jì)量套管或彎離其他計(jì)量套管。此外，該彎曲部分可以被彎向表面的邊緣?；蛘?，計(jì)量套管的彎曲部分可以從該邊緣彎離。

此外，被設(shè)置在行的一端的計(jì)量套管與相鄰的計(jì)量套管的間距比其余的計(jì)量套管的彼此間距要小。這使得能夠例如在表面邊緣區(qū)域施加比遠(yuǎn)離表面邊緣的區(qū)域更多的液體。

此外，支管可以垂直于分配通道。

此外，有利的是，分支通道的橫截面積不超過(guò)分配通道的橫截面積的10％。這使得從分配通道向各個(gè)分支通道的液體排放緩慢，從而，單位時(shí)間內(nèi)分支通道的液體流量大體相同。

在此，通道的橫截面面積可被理解為與通道的縱向方向相垂直的截面的面積。

在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，定量給料頭包括多個(gè)收集腔。有利的是，至少兩個(gè)且優(yōu)選三個(gè)分支通道連通到每個(gè)收集腔。各收集腔使得單位時(shí)間里引入各分支通道的液體量相同。

收集腔與分支通道也可被設(shè)置為其它角度。

在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述定量給料頭包括多個(gè)輸出通道。優(yōu)選地，每個(gè)收集腔與至少兩個(gè)且優(yōu)選三個(gè)輸出通道相連通。

還有利的是，一個(gè)計(jì)量套管被設(shè)置在每個(gè)輸出通道的截面中。具體地，一個(gè)流體入口端被設(shè)置在每個(gè)計(jì)量套管的輸出通道中所述輸出通道與相關(guān)聯(lián)的收集腔相連接的區(qū)域中。

此外，定量給料頭可具有多個(gè)帶螺紋的套筒。在本實(shí)用新型的一個(gè)有利的實(shí)施例中，帶螺紋的套筒被擰在每個(gè)輸出通道的截面范圍中。另外，在每一個(gè)帶螺紋的套筒的截面范圍中焊接或粘接有一個(gè)計(jì)量套管。該帶螺紋的套筒使得能夠以成本有效的方式更換各個(gè)計(jì)量套管。此外，例如可以采用激光焊接法把計(jì)量套管焊接到帶螺紋的套筒上。

至少一個(gè)計(jì)量套管可以被設(shè)置成與一個(gè)帶螺紋的套筒成一個(gè)角度。其中，可以理解的是，計(jì)量套管被傾斜布置，即不沿軸向平行于所述帶螺紋的套筒的對(duì)稱(chēng)軸。通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)帶螺紋的套筒，可以改變?cè)撚?jì)量套管的朝向。

此外，每個(gè)帶螺紋的套筒可以具有一個(gè)領(lǐng)部。為了密封輸出通道，可在各帶螺紋的套筒的的領(lǐng)部上設(shè)置一個(gè)墊圈。

在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，定量給料頭包括一個(gè)分配板。 有利的是，分配通道被布置在分配板中。還有利的是，分支通道被布置在所述分配板中。

此外，定量給料頭優(yōu)選地包括一個(gè)蓋板，特別是焊接或粘接到分配板的蓋板。蓋板具有用于引入液體到分支通道中的入口。

有利的是，這兩個(gè)板由塑料制成。這使得板的制造和/或處理有更好的成本效益。

優(yōu)選地，本實(shí)用新型涉及一種的定量給料頭，以及包括該定量給料頭的定量給料裝置。

優(yōu)選地，所述定量給料裝置包括一個(gè)液體容器。液體容器可盛放液體。

還有利的是，定量給料裝置包括一計(jì)量泵，用于從液體容器向定量給料頭輸送液體。在本實(shí)用新型的一個(gè)有利的實(shí)施例中，計(jì)量泵是隔膜泵。計(jì)量泵采用隔膜泵，與采用其他類(lèi)型的泵相比，能使得輸送到定量給料頭的液體得到精確計(jì)量。

在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，水泵通過(guò)具有止回閥的管線與定量給料頭相連通。借助該止回閥可以防止向計(jì)量泵的逆流。這又可以確保定量給料頭的通道在泵不泵送液體時(shí)被液體所充滿。

止回閥還使得液體容器可被設(shè)置在相對(duì)于所述定量給料頭的任意的高度。具體地，液體容器可被設(shè)置在例如定量給料頭的下方。從而能夠避免重力導(dǎo)致的進(jìn)流。

此外，該定量給料裝置可以包括一個(gè)傳感器單元，用于確定位置。使用從傳感器單元檢測(cè)到的位置信息，能夠在表面達(dá)到相對(duì)于定量給料頭的一個(gè)預(yù)定位置時(shí)開(kāi)始向表面施加液體。

在施加液體到表面的一個(gè)優(yōu)選方法中，液體被從流體容器傳送到定量給料頭的分配通道。優(yōu)選地，在所述方法中，液體是由多個(gè)計(jì)量套管施加到表面上。該表面尤其可以是一個(gè)基片的表面。

進(jìn)一步地，液體從定量給料的收集腔的幾個(gè)分支通道送出。此外，該方法中，液體從分支通道流到計(jì)量套管。

有利的是，液體從多個(gè)收集腔中的分支通道通過(guò)。還有利的是，液體被從收集室流到計(jì)量套管。以這種方式，由相同的收集腔供流的那些 計(jì)量套管單位時(shí)間內(nèi)被提供的液體的量是相同的。這進(jìn)而可以有利地使施加到液體的表面上的液體涂層變得均勻。

適當(dāng)?shù)?，液體被計(jì)量泵從流體容器輸送到定量給料頭。

為了確保預(yù)定量的液體被施加到表面，計(jì)量泵的泵速度可以被調(diào)節(jié)到一個(gè)預(yù)定速度。可以在此考慮的泵速度是計(jì)量泵的驅(qū)動(dòng)單元的轉(zhuǎn)速。

優(yōu)選地，液體在計(jì)量泵的泵送操作期間被施加到表面上。而在計(jì)量泵的待機(jī)模式期間，液體優(yōu)選地被保持在計(jì)量套管中，尤其是借助毛細(xì)作用。

此外，在液體施加期間，表面相對(duì)定量給料頭被移動(dòng)。為了確保預(yù)定量的液體被施加到表面上，表面相對(duì)于定量給料頭的速度可被調(diào)節(jié)到一預(yù)定速度值。

有利的是，借助一個(gè)傳感器，確定表面的邊緣與定量給料裝置之間的距離，特別是沿著表面的輸送方向的距離。實(shí)用的是，當(dāng)所檢測(cè)到的距離對(duì)應(yīng)于一個(gè)預(yù)定的距離值時(shí)開(kāi)始施加液體到表面上。優(yōu)選地，該施加的啟動(dòng)，是在基片的沿著輸送方向看的第一邊緣位于計(jì)量套管之后預(yù)定距離之時(shí)。此外，表面上的液體施加的停止，是在該預(yù)定距離對(duì)應(yīng)于一個(gè)不同的預(yù)定距離值之時(shí)。優(yōu)選地，當(dāng)所述基片的沿著輸送方向看的第二邊緣位于計(jì)量套管前方一個(gè)預(yù)定距離時(shí)，施加被終止。第二邊緣可以是與基片的第一邊緣相對(duì)的邊緣。

被施加液體的表面可以是例如一個(gè)硅基片的表面。此外，例如，所述液體可以是水，特別是去離子水。

優(yōu)選地，液體被用作保護(hù)流體。此外，該液體優(yōu)選地施加到基片的頂表面上。這里，有利的是，液體在基片的頂部上形成一保護(hù)膜。該保護(hù)膜可以，例如，用于在基片的底部則受到處理介質(zhì)的處理時(shí)，保護(hù)基片的頂部不受該處理介質(zhì)的影響。在基片的下側(cè)的處理尤其可以在施加了液體到基片的頂部之后進(jìn)行。

根據(jù)本實(shí)用新型的定量給料頭，可以有利地把液體施加到表面上，特別基片的表面上。

此外，根據(jù)本實(shí)用新型的定量給料頭可以有利地執(zhí)行上述方法。

以下，參照附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行說(shuō)明。其中，相同的標(biāo)號(hào)表示相當(dāng)?shù)牟考?。本?shí)用新型并不限于在附圖所示的實(shí)施例。之前的描述和以下對(duì)附圖的描述中，包含本實(shí)用新型的眾多特征。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可 以對(duì)這些特征做進(jìn)一步的重新組合。特別是，這些特征可以單獨(dú)或組合地與根據(jù)本實(shí)用新型的定量給料頭和/或上述方法相結(jié)合。這些重新組合均屬于本申請(qǐng)的權(quán)利范圍。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的帶有定量給料頭的定量給料裝置的示意圖。

圖2是定量給料頭的分配板的平面圖。

圖3顯示了定量給料頭的第一剖視圖。

圖4顯示了定量給料頭的第二剖視圖。

圖5顯示了圖3中的部分C的實(shí)施例的詳細(xì)視圖。

圖6顯示了圖3中的部分C的另一個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)視圖。

圖7顯示了圖3中的部分C的又一個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)視圖。

圖8顯示了圖3中的部分C的又一個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)視圖。

具體實(shí)施方式

圖1顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的帶有一個(gè)定量給料頭4的定量給料裝置2的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。

除了定量給料頭4，定量給料裝置2還包括盛有液體8的、設(shè)置在定量給料頭4下方的液體容器6。液體8被用于施加到基片10的表面9。在本實(shí)施例中，液體8例如是去離子水。

定量給料頭4包括一個(gè)分配板12和設(shè)置在分配板12上的蓋板14；這兩個(gè)板12、14由塑料制成，并利用激光焊接被焊接在一起。此外，該定量給料頭包括配置在分配板12上的十八個(gè)用于施加液體8到基片10上的計(jì)量套管16。在圖1的示意圖中，示例性地示出了這些計(jì)量套管16中的一個(gè)。

此外，該分配板12包括定量給料頭4的用于從液體容器6接收液體8的分配通道和多個(gè)分支通道；這些分支通道連到分配通道，以把液體8從分配通道導(dǎo)向計(jì)量套管16(見(jiàn)圖2和圖4)。

此外，該定量給料裝置2包括一計(jì)量泵18，其被設(shè)計(jì)為隔膜泵。另外，定量給料裝置2包括第一管線20，其連接計(jì)量泵18和液體容器6；定量給料裝置2還包括一個(gè)第二管線22，其使計(jì)量泵18與定量給料頭4連接。第二管線22具有一個(gè)止回閥24，其防止液體8的向計(jì)量泵18的逆流。

另外，定量給料裝置2包括用于確定位置的傳感器單元26。

在本實(shí)例中是硅基片的基片10沿著輸送方向30在輸送輥28上被輸送。在這種情況下，基片10相對(duì)定量給料頭4移動(dòng)，尤其是在定量給料頭4的下方移動(dòng)。

傳感器單元26確定基片10的前緣34沿著輸送方向30到定量給料頭4的距離32。當(dāng)基片10與頭4達(dá)到一個(gè)預(yù)定距離時(shí)，開(kāi)始把液體8施加在基片10上。特別是，當(dāng)基片10的前緣34位于計(jì)量套管16后邊1毫米時(shí)，開(kāi)始把液體8施加在基片10上。

為了引入液體8，液體8從流體容器6被引入定量給料頭4的分配通道。從分配通道，流體8被引入定量給料頭4的分支通道(見(jiàn)圖2和4)。借助計(jì)量套管16，液體8被施加到基片10的表面9上，在本例中就是被加到頂部36上。用作保護(hù)液體的液體8在基片10的頂部36形成了保護(hù)膜38。

此外，液體8只在計(jì)量泵18的泵送操作期間被施加到基片10上。在計(jì)量泵18的待機(jī)模式期間，液體8由于毛細(xì)作用被保持在計(jì)量套管16中。

為了在基片10的頂部表面36上施加預(yù)定量的液體，一方面計(jì)量泵18的泵速度被設(shè)定在預(yù)定的轉(zhuǎn)速，另一方面，基片10的輸送速度被設(shè)定在一個(gè)預(yù)定的速度。

施加了液體8后，基片10由輸送輥28輸送向含有處理介質(zhì)42的處理槽40。借助處理介質(zhì)42，基片10的底側(cè)44被處理，例如被蝕刻。在此，液體8的保護(hù)膜38使基片10的頂部36不暴露于處理介質(zhì)42。

圖2示出了定量給料頭4的分配板12的平面圖。在該圖中，可見(jiàn)定量給料頭4的設(shè)置成一行46的十八個(gè)計(jì)量套管16。該計(jì)量套管具有0.4毫米的內(nèi)徑。

此外，還可見(jiàn)分配通道48和連到分配通道48的分支通道50。對(duì)于十八個(gè)計(jì)量套管16中的每一個(gè)，都設(shè)置有與該計(jì)量套管連接的一個(gè)分支通道50。

計(jì)量套管16彼此大體上等距地排列。然而，位于行46的端部的計(jì)量套管16與該行46中的相鄰的計(jì)量套管16的間距小于其余的計(jì)量套管16彼此的間距。

此外，該分配板12包括六個(gè)收集腔52。十八個(gè)計(jì)量套管16中的每三個(gè)屬于六個(gè)收集腔52中的一個(gè)。另外，三個(gè)輸出通道54與六個(gè)收集腔52中的一個(gè)相連通。分配板12上因而具有總共十八個(gè)輸出通道54。在每個(gè)輸出通道54的截面范圍中設(shè)置有十八個(gè)計(jì)量套管16中的一個(gè)(參照?qǐng)D3)。

在圖2中還可看到，分支通道50垂直于分配通道48。收集室52垂直于分支通道50。

分配通道48、分支通道50、收集室52和輸出通道54每一個(gè)都具有矩形橫截面。此外，分支通道50的橫截面面積大體相當(dāng)于分配通道48的橫截面面積的約5％。

是從圖2還可看到，分支通道50先把液體引入到收集室52中，然后液體再被輸送到計(jì)量套管16。

圖3示出了定量給料頭4的第一剖視圖。該圖的平面對(duì)應(yīng)于圖2的截面A-A。

在所示的剖面中，可見(jiàn)分配板12、蓋板14、十八個(gè)計(jì)量套管16、六個(gè)收集腔52和十八個(gè)輸出通道54。

此外，在圖3中可見(jiàn)十八個(gè)帶螺紋的套筒56，其主要由不銹鋼制成。在每個(gè)輸出通道54的橫截面范圍中都擰入了一個(gè)帶螺紋的套筒56，其中，在每個(gè)所述帶螺紋的套筒56中焊接有計(jì)量套管16中的一個(gè)。

圖4示出了定量給料頭4的第二剖視圖。該圖的平面對(duì)應(yīng)于圖2的剖面B-B。

除了結(jié)合圖2和3已經(jīng)描述的部件，圖4顯示了設(shè)置在蓋板14上的、用于把液體引入分配通道48的入口58。圖1中的第二管線22與入口58相連接，但是本圖中沒(méi)有顯示第二管線22。

此外，可以看出，帶螺紋的套筒56各具有一個(gè)領(lǐng)部60，其上設(shè)置有一個(gè)墊圈62。墊圈62貼在分配板12上，以密封輸出通道54。

此外，從圖中可見(jiàn)的是，設(shè)置有一個(gè)液體入口端64，其被布置在每個(gè)計(jì)量套管16的輸出通道54中所述輸出通道54與相關(guān)聯(lián)的收集腔52相連通的區(qū)域中。

圖5至8顯示了圖3中的定量給料頭4的部分C的可能配置的詳細(xì)視圖。對(duì)于這些可能配置的每一個(gè)，圖3中的部分D的結(jié)構(gòu)與部分C是鏡像對(duì)稱(chēng)的。

在根據(jù)圖5的實(shí)施例中，所示的計(jì)量套管16和所有其他計(jì)量套管16彼此平行。此外，計(jì)量套管16垂直于基片10(參照?qǐng)D1)。

在圖6的實(shí)施例中，設(shè)置在行46的一端的計(jì)量套管16向著其余的計(jì)量套管16彎曲。彎曲部66這樣地彎曲，即彎曲部66彎離對(duì)準(zhǔn)輸送方向30的基片10的一個(gè)邊緣。

在圖7的實(shí)施例中，設(shè)置在行46的一端的計(jì)量套管16彎離其余的計(jì)量套管16；其彎曲部68這樣地彎曲，即彎曲部68彎向?qū)?zhǔn)輸送方向30的基片10的一個(gè)邊緣。

圖8示出了一種配置，其中被設(shè)置在行46的一端的計(jì)量套管16傾斜地設(shè)置在其所在的帶螺紋的套筒56中。為了更清楚地說(shuō)明，用虛線示出了該計(jì)量套管16在帶螺紋的套筒56內(nèi)的延伸。通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)帶螺紋的套筒56，可以改變所述計(jì)量套管16的朝向。

以上參照附圖和實(shí)施例詳細(xì)描述了本實(shí)用新型。然而，本實(shí)用新型不限于所描述的實(shí)施例。在不脫離本實(shí)用新型的基本思想的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以從這些實(shí)施例導(dǎo)出其他的實(shí)施例。

附圖標(biāo)記列表

2 定量給料裝置

4 定量給料頭

6 液體容器

8 液體

9 表面

10 基片

12 分配板

14 蓋板

16 計(jì)量套管

18 計(jì)量泵

20 第一管線

22 第二管線

24 止回閥

26 傳感器單元

28 輸送輥

30 輸送方向

32 距離

34 前緣

36 頂部表面

38 保護(hù)膜

40 處理槽

42 處理介質(zhì)

44 底側(cè)

46 行

48 分配通道

50 分支通道

52 收集腔

54 輸出通道

56 帶螺紋的套筒

58 入口

60 領(lǐng)部

62 墊圈

64 流體入口端

66 彎曲部分

68 彎曲部分