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光阻涂布裝置以及光刻設備.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510733443.6

申請日:

2015.11.02

公開號:

CN105242494A

公開日:

2016.01.13

當前法律狀態:

實審

有效性:

審中

法律詳情: 實質審查的生效IPC(主分類):G03F 7/16申請日:20151102|||公開
IPC分類號: G03F7/16; G03F7/20 主分類號: G03F7/16
申請人: 武漢華星光電技術有限公司
發明人: 歐陽志華
地址: 430070湖北省武漢市東湖開發區高新大道666號生物城C5棟
優先權:
專利代理機構: 深圳市銘粵知識產權代理有限公司44304 代理人: 孫偉峰; 黃進
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510733443.6

授權公告號:

|||

法律狀態公告日:

2016.02.10|||2016.01.13

法律狀態類型:

實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種光阻涂布裝置,其包括涂布單元、干燥單元以及清洗單元,其中,所述涂布單元包括噴涂機構,所述噴涂機構用于將光阻材料噴涂在玻璃基板上;所述干燥單元包括:干燥腔室,用于將玻璃基板上的光阻材料中的溶劑蒸發汽化;真空泵,與所述干燥腔室連接,用于將汽化后的溶劑排出;冷凝器,與所述真空泵連接,用于將氣態的溶劑冷凝液化;回收容器,與所述冷凝器連接,用于儲存液化后的溶劑;所述清洗單元連接于所述回收容器和所述涂布單元之間,從所述回收容器獲取溶劑,將溶劑用于清洗所述噴涂機構。本發明還公開了包含如上所述光阻涂布裝置的光刻設備。

權利要求書

權利要求書
1.  一種光阻涂布裝置,其特征在于,包括涂布單元(1)、干燥單元(2)以及清洗單元(3),其中,
所述涂布單元(1)包括噴涂機構(11),所述噴涂機構(11)用于將光阻材料噴涂在玻璃基板(4)上;
所述干燥單元(2)包括:
干燥腔室(21),用于將玻璃基板(4)上的光阻材料中的溶劑蒸發汽化;
真空泵(22),與所述干燥腔室(21)連接,用于將汽化后的溶劑排出;
冷凝器(23),與所述真空泵(22)連接,用于將氣態的溶劑冷凝液化;
回收容器(24),與所述冷凝器(23)連接,用于儲存液化后的溶劑;
所述清洗單元(3)連接于所述回收容器(24)和所述涂布單元(1)之間,從所述回收容器(24)獲取溶劑,將溶劑用于清洗所述噴涂機構(11)。

2.  根據權利要求1所述的光阻涂布裝置,其特征在于,所述溶劑是丙二醇甲醚醋酸酯。

3.  根據權利要求1所述的光阻涂布裝置,其特征在于,所述涂布單元(1)中設置有工作平臺(12),用于承載所述玻璃基板(4)。

4.  根據權利要求3所述的光阻涂布裝置,其特征在于,所述噴涂機構(11)包括噴嘴(11a),所述噴嘴(11a)位于所述工作平臺(12)的上方。

5.  根據權利要求1所述的光阻涂布裝置,其特征在于,所述干燥腔室(21)中設置有支撐平臺(211),用于承載所述玻璃基板(4);所述干燥腔室(21)中還設置有排氣孔(212),所述真空泵(22)通過排氣管道(25)與所述排氣孔(212)連通。

6.  根據權利要求1所述的光阻涂布裝置,其特征在于,所述冷凝器(23)的一端通過排氣管道(25)與所述真空泵(22)連通,另一端通過輸液管道(26)與所述回收容器(24)連通;所述冷凝器(23)上還設置有廢氣排出口(231)。

7.  根據權利要求1-6任一所述的光阻涂布裝置,其特征在于,所述清洗單元(3)中設置有加壓機構(31),用于將獲取的溶劑加壓后噴射清洗所述噴涂機構(11)。

8.  根據權利要求7所述的光阻涂布裝置,其特征在于,所述清洗單元(3)中還設置有儲液器(32),用于儲存溶劑新液;所述加壓機構(31)中設置有轉換閥(311),所述轉換閥(311)分別通過輸液管道(26)與所述回收容器(24)和所述儲液器(32)連通,以選擇從所述回收容器(24)或所述儲液器(32)獲取溶劑。

9.  一種光刻設備,其特征在于,包括:
如權利要求1-8任一所述光阻涂布裝置(100),用于在玻璃基板上形成光阻;
曝光裝置(200),用于對所述光阻進行曝光;
顯影裝置(300),用于對曝光后的光阻顯影,形成圖案化結構的光阻;
機器人手臂(400),用于將所述玻璃基板在所述光阻涂布裝置(100)、曝光裝置(200)以及顯影裝置(300)之間進行傳輸。

說明書

說明書光阻涂布裝置以及光刻設備
技術領域
本發明涉及顯示器制造技術領域,尤其涉及一種光阻涂布裝置,還涉及包含該光阻涂布裝置的光刻設備。
背景技術
薄膜晶體管陣列基板(TFT-Array)是薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-LCD)中的重要元件之一,制作薄膜晶體管陣列基板通常包括多次光罩工藝(構圖工藝),每一次光罩工藝中又包括在玻璃基板上進行光阻涂布、曝光、顯影、刻蝕以及光阻剝離等步驟。
其中,在光阻涂布的步驟中,需要通過噴嘴將光阻材料噴涂在玻璃基板,為了方便被涂布在玻璃基板上,光阻材料內加入了大量的溶劑(solvent),該溶劑通常是丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA),按體積比計算,光阻材料中包含有80%左右的PGMEA溶劑。在光阻涂布的過程中,為了防止光阻材料干燥導致噴嘴堵塞,需要使用PGMEA溶劑噴射清洗噴嘴以及涂布裝置中的一些其他機構。另外,由于PGMEA溶劑并非光阻的有效成分,光阻涂布完成后,需要使用真空干燥裝置(VacuumDry,VCD)將光阻內的PGMEA溶劑去除,以不影響后續的曝光顯影等動作。
現有的PGMEA溶劑去除方式主要是:通過真空干燥裝置在低壓條件下干燥,將PGMEA溶劑蒸發汽化,應用真空泵抽出氣態的PGMEA溶劑通過排氣管道排出進行廢氣處理。但是氣態的PGMEA溶劑在排氣管道中溫度會降低,壓力會升高,PGMEA溶劑蒸氣會發生液化,液化的PGMEA溶劑會通過排氣管道反灌至真空泵或在排氣管道接頭處漏出,引起設備異常或排氣管道漏液事件發生。另外,將氣態的PGMEA溶劑作為廢氣處理,對環境造成污染。
發明內容
有鑒于此,本發明提供了一種光阻涂布裝置,該涂布裝置可以將氣態的PGMEA溶劑冷凝回收,并將回收的PGMEA溶劑應用于清洗噴涂光阻材料的噴嘴,其不僅降低了設備異常或排氣管道漏液的隱患,提高了生產的作業效率,還可以將廢棄的PGMEA溶劑回收再生利用,降低了生產成本,并且有利于保 護環境。
為了實現上述目的,本發明采用了如下的技術方案:
一種光阻涂布裝置,其包括涂布單元、干燥單元以及清洗單元,其中,所述涂布單元包括噴涂機構,所述噴涂機構用于將光阻材料噴涂在玻璃基板上;所述干燥單元包括:干燥腔室,用于將玻璃基板上的光阻材料中的溶劑蒸發汽化;真空泵,與所述干燥腔室連接,用于將汽化后的溶劑排出;冷凝器,與所述真空泵連接,用于將氣態的溶劑冷凝液化;回收容器,與所述冷凝器連接,用于儲存液化后的溶劑;所述清洗單元連接于所述回收容器和所述涂布單元之間,從所述回收容器獲取溶劑,將溶劑用于清洗所述噴涂機構。
其中,所述溶劑是丙二醇甲醚醋酸酯。
其中,所述涂布單元中設置有工作平臺,用于承載所述玻璃基板。
其中,所述噴涂機構包括噴嘴,所述噴嘴位于所述工作平臺的上方。
其中,所述干燥腔室中設置有支撐平臺,用于承載所述玻璃基板;所述干燥腔室中還設置有排氣孔,所述真空泵通過排氣管道與所述排氣孔連通。
其中,所述冷凝器的一端通過排氣管道與所述真空泵連通,另一端通過輸液管道與所述回收容器連通;所述冷凝器上還設置有廢氣排出口。
其中,所述清洗單元中設置有加壓機構,用于將獲取的溶劑加壓后噴射清洗所述噴涂機構。
其中,所述清洗單元中還設置有儲液器,用于儲存溶劑新液;所述加壓機構中設置有轉換閥,所述轉換閥分別通過輸液管道與所述回收容器和所述儲液器連通,以選擇從所述回收容器或所述儲液器獲取溶劑。
本發明還提供了一種光刻設備,其包括:如上所述光阻涂布裝置,用于在玻璃基板上形成光阻;曝光裝置,用于對所述光阻進行曝光;顯影裝置,用于對曝光后的光阻顯影,形成圖案化結構的光阻;機器人手臂,用于將所述玻璃基板在所述光阻涂布裝置、曝光裝置以及顯影裝置之間進行傳輸。
本發明實施例提供的光阻涂布裝置以及包含該光阻涂布裝置的光刻設備,其中的涂布裝置可以將氣態的PGMEA溶劑冷凝回收,并將回收的PGMEA溶劑應用于清洗噴涂光阻材料的噴嘴,其不僅降低了設備異常或排氣管道漏液的隱患,提高了生產的作業效率,還可以將廢棄的PGMEA溶劑回收再生利用, 降低了生產成本,并且有利于保護環境。
附圖說明
圖1為本發明實施例提供的光阻涂布裝置的結構框圖;
圖2為本發明實施例提供的光刻設備的結構框圖。
具體實施方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚,下面結合附圖對本發明的具體實施方式進行詳細說明。這些優選實施方式的示例在附圖中進行了例示。附圖中所示和根據附圖描述的本發明的實施方式僅僅是示例性的,并且本發明并不限于這些實施方式。
在此,還需要說明的是,為了避免因不必要的細節而模糊了本發明,在附圖中僅僅示出了與根據本發明的方案密切相關的結構和/或處理步驟,而省略了與本發明關系不大的其他細節。
本實施例首先提供了一種光阻涂布裝置,如圖1所示,該光阻涂布裝置100包括涂布單元1、干燥單元2以及清洗單元3。其中,所述涂布單元1主要用于將光阻材料噴涂在玻璃基板4上。其中,為了方便被涂布在玻璃基板上,光阻材料內加入了大量丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)溶劑,由于PGMEA溶劑并非光阻的有效成分,光阻涂布完成后,干燥單元2將光阻內的PGMEA溶劑去除,以不影響后續的曝光顯影等動作。其中,為了防止光阻材料干燥導致噴嘴堵塞,在光阻涂布的過程中,由清洗單元3使用PGMEA溶劑噴射清洗噴嘴以及涂布單元1中的一些其他機構。
其中,如圖1所示,所述涂布單元1包括噴涂機構11和工作平臺12,所述工作平臺12用于承載所述玻璃基板4;所述噴涂機構11至少包括噴嘴11a,所述噴嘴11a位于所述工作平臺12的上方,通過所述噴嘴11a將光阻材料噴涂在玻璃基板4上。
其中,如圖1所示,所述干燥單元2包括干燥腔室21、真空泵22、冷凝器23以及回收容器24。其中,所述干燥腔室21,用于將玻璃基板4上的光阻材料中的PGMEA溶劑蒸發汽化;所述真空泵22與所述干燥腔室21連接,用于將汽化后的PGMEA溶劑排出;所述冷凝器23與所述真空泵22連接,用于將氣態的PGMEA溶劑冷凝液化;所述回收容器24與所述冷凝器23連接,用于儲存液化后的PGMEA溶劑。
具體地,所述干燥腔室21中設置有支撐平臺211,用于承載所述玻璃基板4;所述干燥腔室21中還設置有排氣孔212,所述真空泵22通過排氣管道25與所述排氣孔212連通。所述冷凝器23的一端通過排氣管道25與所述真空泵22連通,另一端通過輸液管道26與所述回收容器24連通;所述冷凝器23上還設置有廢氣排出口231。將涂布有光阻材料的玻璃基板4放置在干燥腔室21中,在低壓條件下干燥,將光阻材料中的PGMEA溶劑蒸發汽化,然后應用真空泵22抽出氣態的PGMEA溶劑通過排氣管道25輸入到冷凝器23,冷凝器23將氣態的PGMEA溶劑冷凝液化,液化后的PGMEA溶劑通過輸液管道26儲存在回收容器24。冷凝過程中未液化的一些廢棄通過廢氣排出口231排出進行另外的處理排放。
其中,如圖1所示,所述清洗單元3連接于所述回收容器24和所述涂布單元1之間,從所述回收容器24獲取PGMEA溶劑,將PGMEA溶劑用于清洗所述噴涂機構11。具體地,所述清洗單元3中設置有加壓機構31,用于將獲取的PGMEA溶劑加壓后噴射清洗所述噴涂機構11。進一步地,所述清洗單元3中還設置有儲液器32,用于儲存PGMEA溶劑新液;所述加壓機構31中設置有轉換閥311,所述轉換閥311分別通過輸液管道26與所述回收容器24和所述儲液器32連通,以選擇從所述回收容器24或所述儲液器32獲取PGMEA溶劑。在清洗的過程中,首先選擇使用回收容器24中的PGMEA溶劑進行清洗,當回收容器24中的PGMEA溶劑的量不足時,再使用儲液器32中的PGMEA溶劑進行清洗。
如上提供的光阻涂布裝置,其可以將氣態的PGMEA溶劑冷凝回收,并將回收的PGMEA溶劑應用于清洗噴涂光阻材料的噴嘴,其不僅降低了設備異常或排氣管道漏液的隱患,提高了生產的作業效率,還可以將廢棄的PGMEA溶劑回收再生利用,減少了用于清洗噴涂機構的PGMEA溶劑新液的用量,降低了生產成本,并且有利于保護環境。
關于節省PGMEA溶劑新液的用量的效益,下面提供一個具體的例子進行說明。
通常地,當在長為1.85m,寬為1.5m的玻璃基板上獲得膜厚為1.5μm的光阻時,清洗噴嘴需要的PGMEA溶劑的量為25mL。
光阻材料(以業界內使用量最大的某光阻為例)的成分主要包括:79.25%的PGMEA溶劑、13%的固體材料、3.75%感光劑、3.6%添加劑以及微量的其他 材料。以上比例為體積比。
PGMEA溶劑回收量的估算過程具體如下:
PGMEA溶劑在光阻材料占比以80%算,干燥單元中PGMEA溶劑的蒸發量以90%算,冷凝器中PGMEA溶劑的再生率以80%算,則當在長為1.85m,寬為1.5m的玻璃基板上獲得膜厚為1.5μm的光阻時:
PGMEA溶劑回收量=1.5μm×1.85m×1.5m÷0.2×0.8×0.9×0.8=11.99mL。回收的PGMEA溶劑用于清洗噴嘴,則新液的用量為25-11.99=13.01mL,差不多減少了一半,因此,如上提供的光阻涂布裝置,在節省成本方面的效益是比較可觀的。
本實施例中還提供了一種光刻裝置,如圖2所示,該光刻設備包括光阻涂布裝置100、曝光裝置200、顯影裝置300以及機器人手臂400。其中,光阻涂布裝置100采用的是本實施例前述提供的光阻涂布裝置,其用于在玻璃基板上形成光阻;曝光裝置200主要用于對所述光阻進行曝光;顯影裝置300主要用于對曝光后的光阻顯影,形成圖案化結構的光阻;機器人手臂400主要用于將所述玻璃基板在所述光阻涂布裝置100、曝光裝置200以及顯影裝置300之間進行傳輸。
需要說明的是,在本文中,諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來,而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且,術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含,從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素,而且還包括沒有明確列出的其他要素,或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下,由語句“包括一個……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
以上所述僅是本申請的具體實施方式,應當指出,對于本技術領域的普通技術人員來說,在不脫離本申請原理的前提下,還可以做出若干改進和潤飾,這些改進和潤飾也應視為本申請的保護范圍。

關 鍵 詞:
光阻涂布 裝置 以及 光刻 設備
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