【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及晶圆级封装的光刻胶涂胶，具体涉及一种精细雾化的谐振腔体结构及涂胶方法。
技术介绍
1、微机电系统（mems）和三维集成电路（3d-ic）的快速发展为先进半导体工艺，尤其是纳米级集成电路带来了新的挑战。光刻是芯片制造的核心环节。为了满足小尺寸和高集成度器件日益增长的需求，必须在沟槽、v形槽和硅通孔（tsv）等结构表面实现共形涂覆，而雾化液滴的直径和集中度直接影响集成电路的可靠性以及器件的良率。
2、传统的光刻胶涂覆主要采用旋转涂胶工艺。其原理为在高速旋转的晶圆基底上，利用高速旋转的离心力将光刻胶铺展在晶圆表面形成膜层。旋转涂胶的厚度及均匀度取决于光刻胶与基底的粘滞系数、旋转速度、旋转时间和表面形貌特征等因素。然而，1、旋转涂覆技术通常只适用于单层薄膜的涂覆，对于特定厚度要求的喷涂应用难以实现精确控制；2、对于具有复杂微结构的晶圆基底，旋转涂胶工艺的光刻胶径向流动导致胶体在微结构局部区域聚集，难以精确控制光刻胶涂覆的厚度和均匀度；3、对于较大尺寸或非圆形的晶圆，旋转涂覆技术会面临操作困难或涂覆不均匀的问题，在晶圆的边缘区域和中心区域造成膜厚差异；4、在旋转过程中，多余的光刻胶会被甩掉，导致大量的光刻胶被浪费，尤其是在薄膜厚度较小的情况下。
3、常规的超声光刻胶雾化喷涂技术的主要原理是利用高频振动使光刻胶液滴形成微细雾滴。该类雾化技术的驱动频率通常在100-200khz，雾化的尺度18μm，难以精确控制雾化液滴的大小，且雾化液滴的粒径分布不均匀，导致光刻胶膜厚度不一致，从而影响曝光效果和图案转移的
4、随着集成电路制程已进入10nm阶段，其高集成度微结构器件具有非平整表面（沟道、台阶、v槽及深孔）特性。目前的超声雾化喷胶技术对于复杂微结构的均匀涂胶存在了诸多困难，制约了半导体器件制程的进一步发展。由此，亟需一种新的精细雾化谐振腔体结构，以实现对光刻胶的精细、均匀喷涂。本专利技术优化了一种谐振腔设计，该谐振腔结构能够产生尺度更小、更均匀的雾化液滴，提高光刻胶的膜层质量和膜厚一致性。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供一种精细雾化的谐振腔体结构及涂胶方法，该精细雾化的谐振腔体结构及涂胶方法可提高光刻胶喷涂的均匀性和膜层质量，利用精确的声场调控，无需微通道提供流体流动，避免了潜在的喷孔堵塞问题；将声波聚焦在谐振腔中，液滴会在极短的时间内破碎，导致雾化粒径小、集中度高，从而实现光刻胶的膜厚均匀可控；膜层均匀度高、膜层缺陷少，不受晶圆表面形貌限制，能够实现复杂三维微结构的共形涂覆。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种精细雾化的谐振腔体结构，包括谐振腔体，谐振腔体内部设置有球形谐振腔，球形谐振腔的直径为超声激励的半波长整数倍，在谐振腔体的顶端设置有用于超声激励输入的开口，在谐振腔体的底端设置有声学共振谐振腔；供液针从谐振腔体插入声学共振谐振腔内。
4、谐振腔体结构的材质为金属、树脂、塑料、石英、玻璃、亚克力或尼龙中的任意一种。
5、超声激励的激励源为压电超声换能器、磁致伸缩换能器、静电换能器或机械型超声换能器中的任意一种。
6、超声激励的频率范围可以为0-2mhz。
7、谐振腔体的顶端开口为圆形或多边形。
8、一种精细雾化涂胶方法，使用精细雾化涂胶装置，所述精细雾化涂胶装置包括超声驱动装置，超声激励装置、声波聚焦装置、供液装置和运动装置；
9、超声驱动装置用于驱动超声激励装置在纵向上产生高频的超声振动；
10、超声激励装置包括换能器、变幅杆和工具头；
11、声波聚焦装置包括球形谐振腔和声学谐振腔，用于通过球形谐振腔对声波的反射作用，在声学谐振腔中形成稳定的驻波场；
12、供液装置用于将光刻胶液滴送至声学谐振腔中驻波节点的位置；
13、运动装置用于驱动所述精细雾化涂胶装置对完成对整个晶圆的扫描；
14、精细雾化涂胶装置的使用包括以下步骤：
15、步骤一：将超声激励装置固定在声波聚焦装置之上，两者在垂直方向上同轴心，超声激励装置的工具头伸入至声波聚焦装置的球形谐振腔中；
16、步骤二：调节工具头至球形谐振腔底部的距离为超声半波长的整数倍；
17、步骤三：将供液装置的针头固定在声学谐振腔的驻波节点的位置，光刻胶溶液从针头流出形成液滴至驻波节点的位置；
18、步骤四：将超声驱动装置驱动超声激励装置，超声激励装置产生超声波通过工具头传播至球形谐振腔中，在球形谐振腔中形成稳定的驻波；
19、步骤五：用运动装置驱动在x、y轴方向对整个晶圆的扫描。
20、供液装置设置有流量控制泵，用于控制光刻胶的流速。
21、精细雾化涂胶方法包括以下步骤：
22、准备阶段：将声波聚焦装置固定在运动装置上，调整超声激励装置、球形谐振腔、声学谐振腔和供液针的相对位置，将光刻胶注入声学谐振腔中，预设好喷涂参数；
23、雾化阶段：启动超声激励装置，超声激励装置产生高频振动在球形谐振腔内产生稳定的驻波，声学谐振腔将声波聚焦增强后将位于驻波节点处的光刻胶液滴雾化为微小液滴；
24、喷涂阶段：运动装置通过上位机调节x、y轴的运动速度和步进距离实现对整个晶圆的扫描，确保涂层的均匀性和膜厚一致性；
25、干燥阶段：喷涂完成后，利用紫外线灯快速固化光刻胶，缩短干燥时间，提高生产效率；
26、维护阶段：清洁声波聚焦装置，确保声波聚焦装置无光刻胶残留物。
27、本专利技术的有益效果在于：
28、1、本专利技术公开的一种精细雾化的谐振腔体结构及涂胶方法，该精细雾化的谐振腔体结构及涂胶方法通过谐振腔体的曲面结构形成聚焦型驻波场，实现对声波能量的聚焦增强，相对于传统的接触式超声雾化方法可以实现更小粒径尺度和更集中的粒径分布。
29、2、本专利技术公开的一种精细雾化的谐振腔体结构及涂胶方法，该精细雾化的谐振腔体结构及涂胶方法通过调控喷涂的工艺参数，显著改善光刻胶的膜厚均匀性，有效提升后续曝光工艺的良率。尤其在应对大深宽比结构的mems晶圆时，更小的液滴尺度是tsv孔内共形涂覆的先决条件。
30、3、本专利技术公开的一种精细雾化的谐振腔体结构及涂胶方法，该精细雾化的谐振腔体结构及涂胶方法利用声波的非接触式传播特性，通过优化精细雾化的谐振腔体结构实现对声场的调控，光刻胶液滴通过吸收超声能量实现非接触式雾化，相对于接触式超声雾化，不需要微通道供液至雾化面，有效避免了喷头堵塞的问题。
31、4、本专利技术公开的一种精细雾化的谐振腔体结构及涂胶方法，该精细雾化的谐振腔体结构及涂胶方法结构设计简洁，便于清洁和维护本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种精细雾化的谐振腔体结构，其特征在于，包括谐振腔体，谐振腔体内部设置有球形谐振腔（3），球形谐振腔（3）的直径为超声激励的半波长整数倍，在谐振腔体的顶端设置有用于超声激励输入的开口，在谐振腔体的底端设置有声学共振谐振腔（5）；供液针（4）从谐振腔体插入声学共振谐振腔（5）内。
2.根据权利要求1所述的一种精细雾化的谐振腔体结构，其特征在于，所述谐振腔体结构的材质为金属、树脂、塑料、石英、玻璃、亚克力或尼龙中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种精细雾化的谐振腔体结构，其特征在于，所述超声激励的激励源为压电超声换能器、磁致伸缩换能器、静电换能器或机械型超声换能器中的任意一种。
4.根据权利要求3所述的一种精细雾化的谐振腔体结构，其特征在于，所述超声激励的频率范围可以为0-2MHz。
5.根据权利要求1所述的一种精细雾化的谐振腔体结构，其特征在于，所述谐振腔体的顶端开口为圆形或多边形。
6.一种精细雾化涂胶方法，其特征在于，使用精细雾化涂胶装置，所述精细雾化涂胶装置包括超声驱动装置，超声激励装置、声波聚焦装置、供液
7.根据权利要求6所述的一种精细雾化涂胶方法，其特征在于，所述供液装置设置有流量控制泵，用于控制光刻胶的流速。
8.根据权利要求6所述的一种精细雾化涂胶方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种精细雾化的谐振腔体结构，其特征在于，包括谐振腔体，谐振腔体内部设置有球形谐振腔（3），球形谐振腔（3）的直径为超声激励的半波长整数倍，在谐振腔体的顶端设置有用于超声激励输入的开口，在谐振腔体的底端设置有声学共振谐振腔（5）；供液针（4）从谐振腔体插入声学共振谐振腔（5）内。
2.根据权利要求1所述的一种精细雾化的谐振腔体结构，其特征在于，所述谐振腔体结构的材质为金属、树脂、塑料、石英、玻璃、亚克力或尼龙中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种精细雾化的谐振腔体结构，其特征在于，所述超声激励的激励源为压电超声换能器、磁致伸缩换能器、静电换能器或机械型超声换能器中的任意一...
【专利技术属性】
技术研发人员：张磊，李景俊，
申请(专利权)人：沈阳青来微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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