一种半导体涂布设备多级导流喷嘴结构的制作方法

本技术涉及用于涂胶显影机旋转单元的背面冲洗用的喷嘴结构，具体涉及一种半导体涂布设备多级导流喷嘴结构。

背景技术：

1、在半导体制造领域，涂布机的背面冲洗单元通过喷嘴向晶圆边缘喷射清洗液，以去除光刻胶残留和污染物。随着制程节点不断推进，对清洗均匀性和缺陷控制的要求愈发严苛，传统喷嘴的流体稳定性不足已成为制约良率提升的关键瓶颈。

2、1. 现有技术问题分析

3、（1）湍流与气泡问题

4、传统背洗喷嘴多采用单一渐缩或直筒流道设计，在高速流动（3-5 m/s）时，导致湍流引发的流量波动幅度达±12%-15%。在半导体涂布中，传统喷嘴因流道设计缺陷，气泡密度高达110-130个/cm³，尤其在低粘度光刻胶涂布中更为显著。

5、（2）表面滞留效应

6、喷嘴内壁粗糙度（ra＞1.6um）和材料亲水性（接触角＜90°）导致清洗液残留，尤其在低流量（＜50ml/min）工况下，液膜积聚引发流量滞后。

7、（3）被动整流技术缺陷

8、现有改进方案通过在流道内增设固定导流片或金属筛网，虽能部分抑制湍流，但导致压损增加20%以上，且无法适配不同粘度清洗液。此外，常规疏水涂层（如ptfe）在强酸（ph＜2）或强碱（ph＞12）环境中易剥落，寿命不足500小时，需频繁维护。

技术实现思路

1、本实用新型提供了一种半导体涂布设备多级导流喷嘴结构，通过渐缩段平缓加速和渐扩段动能耗散，使流动状态从湍流过渡至层流，流量稳定性显著提升，有效抑制因流速突变引发的压力波动，确保晶圆表面清洗均匀性。

2、本实用新型所采用的技术方案是：一种半导体涂布设备多级导流喷嘴结构，包括用于与与外部清洗液管路连接的入口连接部（101）以及与入口连接部（101）固定连接的三级渐缩-渐扩流道，其中，

3、三级渐缩-渐扩流道包括与依次连接的第一级渐缩段（102）、第二级等径段（104）、第三级渐扩段（106），第三级渐扩段（106）为双曲线轮廓。

4、在上述方案的基础上，作为优选，入口连接部（101）为外螺纹接口，材质为316l不锈钢。

5、在上述方案的基础上，作为优选，三级渐缩-渐扩流道的内壁具有超疏水涂层（105）。

6、在上述方案的基础上，作为优选，三级渐缩-渐扩流道的材质为陶瓷树脂。

7、在上述方案的基础上，作为优选，第一级渐缩段（102）具有螺旋导流槽（103），槽深0.1.-0.3mm，螺距6-10mm，螺旋角40-50°，槽底宽度0.1-0.2mm，横截面为梯形。

8、在上述方案的基础上，作为优选，第一级渐缩段（102）的锥角10-15°。

9、在上述方案的基础上，作为优选，第二级等径段（104）的直径与第一渐缩段的出口直径相同。

10、在上述方案的基础上，作为优选，第三级渐扩段（106）的出口端固定安装蜂窝筛网（107）。

11、在上述方案的基础上，作为优选，蜂窝筛网（107）为氧化铝陶瓷材质，正六边形蜂窝孔，孔径φ0.4-0.6mm，壁厚0.1-0.2mm，筛网厚度1.2-1.8mm，孔隙率65-75%。

12、在上述方案的基础上，作为优选，第三级渐扩段（106）的曲率半径r=15-25mm，出口直径φ5-8mm。

13、本实用新型具有以下技术效果是：

14、通过渐缩段平缓加速和渐扩段动能耗散，使流动状态从湍流过渡至层流。流量稳定性显著提升，有效抑制因流速突变引发的压力波动，确保晶圆表面清洗均匀性。

15、螺旋导流槽强制流体产生旋向运动，利用离心力将气泡驱离流道壁面，减少气泡滞留。蜂窝筛网将大尺度涡流分解为涡旋，抑制气泡聚集和颗粒污染，提升晶圆边缘清洗质量。

16、涂层表面形成微纳分级粗糙结构，大幅降低流体附着力和滞留量，确保低流量工况下流量响应一致性。涂层具备优异的耐化学腐蚀性，长期暴露于强酸、强碱清洗液中仍保持稳定疏水性能，延长喷嘴使用寿命。

17、双曲线渐扩段通过平缓的静压恢复梯度，减少边界层分离风险，降低压损。蜂窝筛网的高孔隙率设计在实现湍流抑制的同时，最大限度减少流动阻力，综合压损显著低于传统导流片或筛网方案。

1.一种半导体涂布设备多级导流喷嘴结构，其特征在于，包括用于与外部清洗液管路连接的入口连接部（101）以及与入口连接部（101）固定连接的三级渐缩-渐扩流道，其中，

2.如权利要求1所述的半导体涂布设备多级导流喷嘴结构，其特征在于，入口连接部（101）为外螺纹接口，材质为316l不锈钢。

3.如权利要求1所述的半导体涂布设备多级导流喷嘴结构，其特征在于，三级渐缩-渐扩流道的内壁具有超疏水涂层（105）。

4.如权利要求1所述的半导体涂布设备多级导流喷嘴结构，其特征在于，三级渐缩-渐扩流道的材质为陶瓷树脂。

5.如权利要求1所述的半导体涂布设备多级导流喷嘴结构，其特征在于，第一级渐缩段（102）具有螺旋导流槽（103），槽深0.1-0.3mm，螺距6-10mm，螺旋角40-50°，槽底宽度0.1-0.2mm，横截面为梯形。

6.如权利要求5所述的半导体涂布设备多级导流喷嘴结构，其特征在于，第一级渐缩段（102）的锥角10-15°。

7.如权利要求1所述的半导体涂布设备多级导流喷嘴结构，其特征在于，第二级等径段（104）与第一渐缩段的出口直径相同。

8.如权利要求1所述的半导体涂布设备多级导流喷嘴结构，其特征在于，第三级渐扩段（106）的出口端固定安装蜂窝筛网（107）。

9.如权利要求8所述的半导体涂布设备多级导流喷嘴结构，其特征在于，蜂窝筛网（107）为氧化铝陶瓷材质，正六边形蜂窝孔，孔径φ0.4-0.6mm，壁厚0.1-0.2mm，筛网厚度1.2-1.8mm，孔隙率65-75%。

10.如权利要求8所述的半导体涂布设备多级导流喷嘴结构，其特征在于，第三级渐扩段（106）的曲率半径r=15-25mm，出口直径φ5-8mm。