CN101085446B - 预涂辊子清洗单元及清洗方法和基板涂敷装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于清洗基板涂敷装置的预涂辊子的清洗单元，尤其涉及包含外壳和向所述外壳内部发射超声波的超声波生成单元的清洗单元及包含该清洗单元的基板涂敷装置。本发明具有提高预涂辊子的涂敷液清洗能力并简化清洗装置结构的效果。

Description

预涂辊子清洗单元及清洗方法和基板涂敷装置

技术领域

本发明涉及预涂辊子(Priming Roller)清洗单元及清洗方法和包含所述清洗单元的基板涂敷装置，尤其涉及利用超声波增大预涂辊子清洗能力的预涂辊子清洗单元及清洗方法和包含所述清洗单元的基板涂敷装置。

背景技术

通常，在光刻工艺中用来均匀涂敷光刻胶(Photoresist)的方法有滚涂(Roll Coating)方法、旋涂(Spin Coating)方法、狭缝涂敷(Slit Coating)方法。滚涂是在将光刻胶承载于圆柱形辊子外部之后使所述辊子在基板上按一定方向滚动而涂敷光刻胶的方法；旋涂是在圆盘形支撑体上放置基板并在所述基板中央滴落光刻胶之后使基板旋转，从而根据离心力在基板上涂敷光刻胶的方法；狭缝涂敷是按照一定方向扫过基板的同时通过狭缝形状的喷嘴将光刻胶喷到基板而进行涂敷的方法。

但是，基板越大越重，越难以使基板高速旋转，而且高速旋转时基板受到的损伤或能耗也越大。因此，液晶显示面板所使用的玻璃基板等平板显示装置用基板主要使用狭缝涂敷方法。

用来进行所述狭缝涂敷的狭缝涂敷装置包含：用于放置基板的基板固定盘(Chuck)；设在所述基板固定盘一侧的预喷出部；位于所述基板固定盘及预喷出部上部的狭缝喷嘴(slit-nozzle)，该狭缝喷嘴一边水平移动一边向基板喷出光刻胶。即，狭缝喷嘴先在预喷出部上部进行预喷出之后，水平移动到放置基板的基板固定盘向基板喷出光刻胶。为了使光刻胶均匀分布在基板上，狭缝喷嘴在喷出光刻胶时匀速移动。

图1为具有一般清洗单元的预喷出部的截面图。

如图1所示，预喷出部包含外壳10、位于所述外壳10内部的预涂辊子12和用于浸渍所述预涂辊子12一部分的清洗槽15。

所述外壳10上部形成开口，圆筒形预涂辊子12位于所述外壳10内部，预涂辊子12上部的一部分通过所述外壳10的开口露出。并且，在所述外壳10下部设置清洗槽15，以用于浸渍所述预涂辊子12下部的一部分。

沿所述外壳10的内壁依次设置溶剂滴落单元14、第一刮刀(blade)16、第一溶剂喷射器18、第二溶剂喷射器20、第二刮刀22以及利用清洗用干燥空气的干燥器24(以下称CDA干燥器)。

即，当狭缝喷嘴30在进行旋转的预涂辊子12上部涂敷光刻胶时，溶剂滴落单元14将溶剂滴到预涂辊子12上稀释粘在预涂辊子12上的光刻胶。经稀释的光刻胶由第一刮刀16以接触方式清除，接着由第一溶剂喷射器18向预涂辊子12喷射溶剂而清洗光刻胶。然后，预涂辊子12浸到清洗槽15内，由此清洗附着在预涂辊子12上的光刻胶。

经过清洗的预涂辊子12表面通过第二溶剂喷射器20及第二刮刀22清除残留的光刻胶。最后，通过CDA干燥器24对预涂辊子12进行干燥而完成清洗。

然而，随着基板的大型化，预涂辊子12的轴向长度日益增加，因此需要调整预喷出部结构以适应预涂辊子12的长度。尤其，随着预喷出部变大，为了正常供应和排出溶剂，溶剂滴落单元14、第一及第二刮刀(16、22)、第一及第二溶剂喷射器(18、20)和CDA干燥器24等具有由多个配管构成的复杂结构。

并且，预涂辊子12也变大，由于对预涂辊子12的清洗能力被滴落及喷射到辊子12上的溶剂的流量及压力等因素所左右，因此若想相对提高清洗能力，就需要更多流量的溶剂。

发明内容

本发明是为了解决如上所述的问题而提出的，其目的在于提供一种预涂辊子清洗单元及清洗方法和包含所述清洗单元的基板涂敷装置，通过使用超声波来清洗预涂辊子，从而简化装置结构并提高清洗能力。

为了实现上述目的，本发明所提供的清洗单元用于清洗基板涂敷装置的预涂辊子上的光刻胶，包含：外壳，该外壳的长度大于所述预涂辊子的长度，该外壳上部形成开口以露出位于所述外壳内部的所述预涂辊子的上部表面，所述外壳内部装有清洗液以用于浸渍所述预涂辊子下部的一部分；设在所述预涂辊子被清洗液浸渍之前位置的溶剂滴落器；设在所述预涂辊子被清洗液浸渍之后位置的刮刀及CDA干燥器；向所述外壳内部发射超声波的超声波生成单元，所述超声波生成单元包含振子和向所述振子提供信号的超声波振荡器，所述振子面向预涂辊子的一面具有对应所述预涂辊子的曲线。

并且，所述振子设置为多个，分别提供到所述各振子的高频电压控制为具有相同相位。

并且，所述外壳内还可以包含装有清洗液的清洗槽。

本发明所提供的用于对基板进行涂敷的基板涂敷装置包含：放置基板的涂敷部、预喷出部、向所述基板喷射涂敷液的喷嘴部，所述预喷出部具有上述的清洗单元。

本发明所提供的基板涂敷装置的预涂辊子清洗方法，包含步骤：旋转被喷射光刻胶的所述预涂辊子；稀释光刻胶；利用超声波清洗所述光刻胶；清除所述预涂辊子上的残留物；对所述预涂辊子进行干燥，其中，利用超声波生成单元进行所述的利用超声波清洗所述光刻胶的步骤，所述超声波生成单元包含振子和向所述振子提供信号的超声波振荡器，所述振子面向所述预涂辊子的一面具有对应所述预涂辊子的曲线。

图1为具有一般清洗单元的预喷出部的截面图；

图2及图3为具有本发明所提供的超声波清洗单元的基板涂敷装置的侧面图及立体图；

附图说明

图4为具有本发明第一实施例所提供的超声波清洗单元的预喷出部的截面图；

图5为表示图4所示的预喷出部的变形例的截面图；

图6为具有本发明第二实施例所提供的超声波清洗单元的预喷出部的截面图；

图7为表示图6所示的预喷出部的变形例的截面图；

图8为表示本发明所提供的基板涂敷装置工作情况的截面图；

图9为具有本发明所提供的超声波清洗单元的预喷出部清洗方法的流程图；

图10至图12为表示具有本发明所提供的超声波清洗单元的预喷出部工作情况的截面图；

图13为表示本发明所提供的基板涂敷装置工作情况的截面图。

主要符号说明：10、310为外壳，12、320为预涂辊子，15、330为清洗槽，16、22、350为刮刀，18、20为溶剂喷射器，100为喷嘴部，110为狭缝喷嘴，120为喷出口，200为涂敷部，210为工作台(Table)，230为水平板(Plate)，250为移送单元，300为预喷出部，370为振子(Vibrator)，380为高频振荡器，500为基板。

下面参照附图详细说明本发明的实施例。但本发明并不限定于下面公开的实施例，可以体现为各种不同形态，下面的实施例只是为了完整地公开本发明，并向具有本领域一般知识的人员完整地介绍本发明的范畴而提供的。附图中的相同标号表示相同的构成要素。

图2及图3为具有本发明所提供的超声波清洗单元的基板涂敷装置的侧面图及立体图。

具体实施方式

参照附图，本发明的基板涂敷装置包含涂敷部200、喷嘴部100和具有超声波清洗单元的预喷出部300。

涂敷部200包含：在基座(Base)400上部以具有高度调节机构的支撑脚为媒介设在中心部的工作台210，工作台210上形成多个上下贯通的贯通孔；可升降地设在所述基座400与工作台210之间的水平板230，在水平板230上表面设置多个顶针(Lift Pin)220。

所述多个顶针220***到所述工作台210的贯通孔中，并随着所述水平板230的升降突出到所述工作台210上部或退到所述工作台210内部。所述多个顶针220起到从工作台210顶起基板或将基板放到工作台210的作用。

另外，在基座400上表面左右两侧，即所述工作台210的左右外侧具有沿纵向延伸的一对导轨240。所述一对导轨240上分别安装移送单元250使移送单元250沿纵向移动。

所述一对移送单元250支撑位于其中间的喷嘴部100使其横跨所述工作台210，所述喷嘴部100将光刻胶等涂敷剂喷到玻璃等基板500上进行涂敷。所述喷嘴部100的狭缝喷嘴110呈沿左右横向延伸的条(Bar)状，而且通常大于基板的左右宽度。在所述狭缝喷嘴110的下部形成喷出光刻胶的微细的喷出口120，该喷出口120沿所述横向延伸。通过所述线形喷出口120向基板500喷出一定量的光刻胶。

并且，所述移送单元250在支撑所述喷嘴部100两侧的状态下以一定速度沿纵向移动，从而在工作台210上移动喷嘴部100。另外，所述移送单元250可以在垂直方向上调节喷嘴部100高度，因此可以考虑所涂敷的光刻胶的量和粘度而对所述狭缝喷嘴110的喷出口120与基板500之间的间距进行微细控制。

另外，向所述喷嘴部100供应光刻胶的装置包含设在所述移送单元250一侧的光刻胶供应部130、连通所述光刻胶供应部130和狭缝喷嘴110的第一光刻胶供应管140、从外部供应源(未图示)向所述光刻胶供应部130供应光刻胶的第二光刻胶供应管150。

由外部供应源通过第二光刻胶供应管150向光刻胶供应部130供应光刻胶。光刻胶供应部130利用设在内部的泵向光刻胶施加预定压力，使得光刻胶经第一光刻胶供应管140供应到狭缝喷嘴110之后通过狭缝喷嘴110的喷出口120以预定压力喷出。

所述涂敷部200一侧设有预喷出部300。即，所述预喷出部300沿喷嘴部100的移动方向设置，并且设在所述喷嘴部100下部。

图4为具有本发明第一实施例所提供的超声波清洗单元的预喷出部的截面图，图5为表示图4所示的预喷出部的变形例的截面图。

参照附图，所述预喷出部300包含外壳310、位于所述外壳310内部的预涂辊子320、用于浸渍所述预涂辊子320下部的一部分的清洗槽330和设在所述清洗槽330内侧的超声波生成单元。所述清洗槽330中还可以设有用于供应清洗液的供应单元(未图示)和用于排出被污染的清洗液的排出单元(未图示)。

所述外壳310上部形成开口，从而露出位于外壳310内部的预涂辊子320的上部表面。所述外壳310壁面上设有溶剂滴落器340和刮刀350及CDA干燥器360。

所述溶剂滴落器340形成在外壳310的上部壁面，以在预涂辊子320进行旋转时滴下溶剂。所述溶剂滴落器340起到稀释喷射到预涂辊子320上的光刻胶的作用。并且，所述刮刀350前端为了与所述预涂辊子320接触而倾斜设置，并用来清除经所述清洗槽330从预涂辊子320清除光刻胶之后剩下的残留光刻胶或溶剂。并且，CDA干燥器360设在外壳310的内侧上部壁面，以用于对清除残留光刻胶或溶剂之后的预涂辊子320进行干燥。

即，在预涂辊子320上部喷射光刻胶之后，由溶剂滴落器340向在附图中依逆时针方向旋转的预涂辊子320滴下溶剂而稀释光刻胶，此后预涂辊子320经清洗槽330，然后通过与预涂辊子320接触的刮刀350前端的摩擦清除残留溶剂。然后，由刮刀350清除残留溶剂的预涂辊子320旋转到形成在外壳310上部的CDA干燥器360的设置位置，并由所述CDA干燥器360对进行旋转的预涂辊子320表面进行干燥。

此时，虽然溶剂滴落器340及CDA干燥器360形成在外壳310的上部壁面，但也可以形成在外壳310侧壁上。并且，虽然预涂辊子320在附图中依逆时针方向旋转，但并不限定于此，也可以依顺时针方向旋转。只是，溶剂滴落器340、刮刀350及CDA干燥器360最好依次布置，使得预涂辊子320依次经过溶剂滴落器340、刮刀350及CDA干燥器360。

所述外壳310内侧底面设有清洗槽330，清洗槽330中盛有清洗液，以用于浸渍预涂辊子320下部的一部分。所述清洗槽330利用清洗液清洗附着在预涂辊子320上的稀释的光刻胶。

所述清洗槽330下部设有超声波生成单元，超声波生成单元包含设在所述清洗槽330内侧的振子370和向所述振子370提供信号的高频振荡器380。

所述振子370通过粘接剂等粘接在清洗槽330的内侧底面，而且其大小足够大，以充分地向清洗槽330内提供超声波。此时，所述振子370可以由陶瓷(ceramics)系板材构成。

此时，所述振子370上部呈曲线形状，以对应预涂辊子320的表面曲线，因此可以利用均匀的超声波清洗所述预涂辊子320表面。

所述振子370连接于提供超声波信号的高频振荡器380，所述高频振荡器380向振子370接通高频电压而进行激振，由此振子370以超声波范围的频率进行振动。

并且，如图5所示，可以在清洗槽330底面粘接两个所述振子370a、370b，并分别设置向各振子370a、370b提供超声波信号并产生超声波信号的高频振荡器380a、380b。即，各高频振荡器380a、380b分别向各振子370a、370b传送超声波信号，并激发所述振子370a、370b产生超声波。此时，所述高频振荡器380a、380b可以分别进行相位控制而接通到振子370a、370b，也可以另外设置一个相位控制电源390而同时控制两个高频振荡器380a、380b。

此时，需要控制两个振子370a、370b具有相同的相位。即，当两个振子370a、370b上接通不同相位的超声波信号时，由于两个振子370a、370b之间的间隙中会发生干涉，因此难以产生均匀的超声波。所以，最好包含能够控制两个高频振荡器380a、380b具有相同相位的相位控制电源390。

虽然前述实施例中所述振子370附着在清洗槽330的内侧底面，但也可以设在清洗槽330的内侧侧面等其他位置。并且，所述振子370数量不限于1个或者2个，也可以设置多个。

图6为具有本发明第二实施例所提供的超声波清洗单元的预喷出部的截面图，图7为表示图6所示的预喷出部的变形例的截面图。

参照图6及图7，预喷出部300包含外壳310、位于所述外壳310内的预涂辊子320、形成在所述外壳310内侧底面的超声波生成单元。此时，所述外壳310内没有专门的清洗槽，而是由外壳310承担清洗槽作用。

即，在装有清洗液的外壳310内设置溶剂滴落器340、刮刀350及CDA干燥器360，预涂辊子320在外壳310内通过旋转进行清洗。所述预涂辊子320的旋转方向并没有被限定，最好在预涂辊子320的旋转方向上依次设置溶剂滴落器340、刮刀350及CDA干燥器360。

超声波生成单元由振子370和向所述振子370提供信号的高频振荡器380构成，而且既可以如图6所示，由一个振子370和连接于所述振子370的高频振荡器380构成，也可以如图7所示，包含多个振子(370a、370b)、与之对应的高频振荡器(380a、380b)及相位控制电源390。此时，由于超声波生成单元的结构及作用与本发明第一实施例相同，因此省略其说明。

以下，说明狭缝涂敷装置的工作情况及清洗方法。

图8及图13为表示本发明所提供的基板涂敷装置工作情况的截面图，图9为具有本发明所提供的超声波清洗单元的预喷出部清洗方法的流程图，图10至图12为表示具有本发明所提供的超声波清洗单元的预喷出部工作情况的截面图。

首先，参照图2，形成在工作台210上的顶针220为了支撑基板500向工作台210上部移动而突出，而基板500依靠突出到工作台210上部的顶针220被置于所述工作台210。被安置的所述基板500由没有在工作台210上示出的对准器(aligner)进行对准，并通过真空吸附孔被真空吸附到工作台210上，由此装载基板500。

接着，如图8所示，为了进行预喷出狭缝喷嘴110移动到预喷出部300上部。在狭缝涂敷工艺中，当由固体成分和用于溶解该固体成分的挥发性有机溶剂构成的光刻胶在狭缝喷嘴110的喷出口与空气接触时，由于有机溶剂蒸发致使初期喷出的光刻胶不够均匀，因此为了清除这种不均匀的光刻胶进行预喷出。

然后，狭缝喷嘴110向预喷出部300内的预涂辊子320喷射光刻胶而开始进行喷出，同时被喷射光刻胶的预涂辊子320开始在预喷出部300内进行清洗。

参照图9，利用超声波的清洗方法包含旋转预涂辊子的步骤(S10)、向被喷射光刻胶的预涂辊子滴落溶剂的步骤(S20)、在清洗槽内对预涂辊子进行超声波清洗的步骤(S30)、清除残留溶剂的步骤(S40)、对清除溶剂之后的预涂辊子进行干燥的步骤(S50)。

参照图10，被喷射光刻胶的预涂辊子320开始依逆时针方向旋转。即，光刻胶从狭缝喷嘴110喷射到预涂辊子320上部表面，而预涂辊子320为了清洗光刻胶，即为了进行各步骤工序而进行旋转预涂辊子的步骤(S10)。

如果预涂辊子320开始旋转，则如图10所示，由设在外壳310内侧上部的溶剂滴落器340朝被喷射光刻胶的预涂辊子320上滴落溶剂(S20)。此时，所述溶剂对光刻胶进行稀释而增加清洗效果。

然后，附着被稀释的光刻胶的预涂辊子320进一步旋转，如图11所示，被稀释的光刻胶浸入清洗槽330内。此时，超声波生成单元在清洗槽330内产生超声波，即高频振荡器380向振子370提供信号，并根据振子370的振动产生超声波，由此清洗浸在清洗槽330内的光刻胶而进行超声波清洗步骤(S30)。

在清洗槽330中进行清洗的光刻胶通过超声波清洗被清洗掉大部分，只有极少的光刻胶或残留溶剂剩下。因此，如图12所示，设在外壳310内侧壁面的刮刀350以与预涂辊子320接触的状态进行最终清除预涂辊子320上残留物的步骤(S40)。

由刮刀350清除残留物之后，利用设在外壳310内侧上部壁面的CDA干燥器360进行将预涂辊子320弄干的步骤(S50)，由此完成清洗作业。

另外，如上所述完成预喷出的狭缝喷嘴110如图13所示，停止喷出光刻胶并移动到基板500前端，然后一边匀速移动一边在整个基板500上喷射均匀的光刻胶。

然后，当完成基板的涂敷作业时，从涂敷部200卸下完成涂敷的基板500，从而完成基板涂敷工艺。

虽然本发明实施例中所述超声波生成单元的振子设置在清洗槽或外壳的内侧底面，但是所述振子也可以设在清洗槽或外壳的侧面。并且，当使用易燃的有机溶剂作为清洗液时，由于存在因运行过程中产生的火花而被点燃的危险，因此可以将振子设在清洗槽或外壳的外侧底壁或侧壁上，以避免直接接触清洗液。

以上，参照附图及实施例对本发明进行了说明，但本领域技术人员应该能理解在不脱离权利要求所记载的本发明技术思想的范围内可以对本发明进行各种修改及变形。

综上所述，本发明提出了利用超声波对预喷出涂敷液的预涂辊子进行清洗的结构及方法。因此，具有提高预涂辊子的涂敷液清洗能力并简化清洗装置结构的效果。

Claims (5)

1.一种清洗单元，用于清洗基板涂敷装置的预涂辊子上的光刻胶，其特征在于包含：

外壳，该外壳的长度大于所述预涂辊子的长度，该外壳上部形成开口以露出位于所述外壳内部的所述预涂辊子的上部表面，所述外壳内部装有清洗液以用于浸渍所述预涂辊子下部的一部分；

设在所述预涂辊子被所述清洗液浸渍之前位置的溶剂滴落器；

设在所述预涂辊子被所述清洗液浸渍之后位置的刮刀及CDA干燥器；

向所述外壳内部发射超声波的超声波生成单元，

所述超声波生成单元包含振子和向所述振子提供信号的超声波振荡器，所述振子面向所述预涂辊子的一面具有对应所述预涂辊子的曲线。

2.根据权利要求1所述的清洗单元，其特征在于所述振子设置为多个，分别提供到所述各振子的高频电压控制为具有相同相位。

3.根据权利要求1或2所述的清洗单元，其特征在于所述外壳内部设有清洗槽，所述清洗液装在所述清洗槽内。

4.一种基板涂敷装置，用于对基板进行涂敷，其特征在于包含放置基板的涂敷部、预喷出部、向所述基板喷射涂敷液的喷嘴部，且所述预喷出部具有如权利要求1所述的清洗单元。

5.一种清洗方法，用于清洗基板涂敷装置的预涂辊子，其特征在于包含步骤：

旋转被喷射光刻胶的所述预涂辊子；

稀释所述光刻胶；

利用超声波清洗所述光刻胶；

清除所述预涂辊子上的残留物；

对所述预涂辊子进行干燥，

其中，利用超声波生成单元进行所述的利用超声波清洗所述光刻胶的步骤，所述超声波生成单元包含振子和向所述振子提供信号的超声波振荡器，所述振子面向所述预涂辊子的一面具有对应所述预涂辊子的曲线。

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