CN104614943A - 圆筒形掩模板的涂布装置和涂布方法 - Google Patents

Abstract

一种圆筒形掩模板的涂布装置和涂布方法，所述圆筒形掩膜板的涂布装置包括基台，位于基台上且沿扫描面方向移动的压印模板，所述压印模板上开设有凹槽，且所述凹槽内设有图案***；在所述压印模板的凹槽上方设有向所述凹槽内喷吐光刻胶的光刻胶喷头，所述光刻胶喷头用于向所述凹槽内喷涂光刻胶；在所述压印模板上方设有圆筒形掩膜板，所述圆筒形掩膜板表面贴合压印模板的上表面转动，从而将凹槽内的光刻胶涂覆于圆筒形掩膜板表面，形成厚度均匀的光刻胶层；同时，在所述圆筒形掩膜板表面的光刻胶层上形成与所述图案***对应的光刻胶图案。

Description

圆筒形掩模板的涂布装置和涂布方法

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种圆筒形掩模板的涂布装置和涂布方法。

背景技术

光刻作为半导体制造过程中的一道非常重要的工序，它是将掩模板上的图形通过曝光转移到晶圆上的工艺过程，被认为是大规模集成电路制造中的核心步骤。半导体制造中一系列复杂而耗时的光刻工艺主要是由相应的曝光机来完成。而光刻技术的发展或者说曝光机技术的进步主要是围绕着线宽、套刻(overlay)精度和产量这三大指标展开的。

参考图1所示，现有的光刻工艺包括：由一光源10产生照射光线；照射光穿过光栅狭缝11（narrow slit）后，由平面光转为线性光线，线性光线穿过开设有图案的掩膜板12，并经过透镜13，将缩放后的掩膜板12上的图像转移至晶圆14上。

结合参考图2所示，在半导体制作过程中，一个晶圆14包括多个芯片衬底141。在光刻工艺中，需要对各个芯片衬底141进行逐一光刻。为此，继续结合参考图1和图2所示，在光刻工艺中，承载掩膜板12和晶圆14的部件需要沿相反的方向作折返的移动，从而对晶圆14上相邻的芯片衬底141进行逐一光刻。

其中，在由一个芯片衬底转向另一芯片衬底的光刻过程中，承载掩膜板12和晶圆14的部件的移动过程中，不断出现降速和加速工序，晶圆光刻工艺实际所占时间大约只是整个光刻工艺整体的20%，其大大降低了光刻工艺的产量。而且持续的降速和加速工序容易造成各芯片衬底光刻图案的位置偏移，以及会在光刻设备的各部件间产生大量热量，这些热量转移至晶圆上，降低晶圆质量。

此外，为了提高在晶圆光刻图像的线宽以及刻套精度，通过透镜13转移至晶圆14上的掩膜板12的图案的成像比例不断增大，因而掩膜板12以及承载掩膜板12的部件尺寸不断增大，设备的尺寸增大，更是增加了控制承载掩膜板12和晶圆14的部件折返移动过程中移动精度的难度。

为此，曾有人尝试减轻承载掩膜板12和晶圆14的部件的质量以提高承载掩膜板12和晶圆14的部件移动的精度，但该种尝试直接降低了光刻设备的运行稳定性。

现有一种圆筒形掩模板***的曝光***，参考图3所示，所述圆筒形掩模板***包括：基台；晶圆承载台，位于基台上，用于装载晶圆23，并在基台上的第一位置和第二位置之间往返移动；掩膜板承载台，位于基台的第一位置或第二位置上方，用于装载圆筒形掩膜板20，并控制所述圆筒形掩膜板20绕圆筒形掩膜板的中心轴旋转，所述圆筒形掩模板20为中空的圆柱，且所述圆筒形掩膜板20的中心轴垂直于所述第一位置和第二位置的连线，所述圆筒形掩模板20包括由不透光部分和透光部分构成的图像区域；曝光光源21，位于圆筒形掩模板内，用于发射曝光光线照射圆筒形掩模板20的图像区域；光学投影单元22，位于掩膜板承载台和基台之间，将透过圆筒形掩膜板20的图像区域的光投射到晶圆承载台上晶圆23的曝光区；其中，当晶圆承载台从第一位置移动到第二位置，然后沿扫描方向的单方向扫描时，圆筒形掩膜板20绕掩膜板承载台的中心轴旋转，透过圆筒形掩膜板20的图像区域光投射到晶圆承载台上的晶圆23上，对晶圆23上的沿扫描方向排列的某一列芯片衬底231（参考图4所示）进行曝光。

相比于图1所示的光刻工艺，圆筒形掩模板***的圆筒形掩膜板20单向旋转，通过圆筒形掩膜板20内的曝光光源21将圆筒形掩膜板20上的图像区域投射至晶圆23上，且避免了图1所示的光刻工艺中，掩膜板12反复移动，从而降低了对于光刻设备的控制难度，同时提高光刻效率，以及光刻晶圆的产量。

在圆筒形掩模板***的使用过程中，当曝光光源照射圆筒形掩模板的图像区域时，透过透光区域的光照射在晶圆上的光刻胶层中，在光刻胶层中形成于掩膜图形对应的光刻胶图形。

现有的图像区域通过在图像区域上形成不透光的材料层，然后对不透光的材料层进行刻蚀，从而形成包括不透光部分和透光部分构成的图像区域。

而对不透光的材料层刻蚀时需要在不透光的材料层上形成光刻胶掩膜，之后对光刻胶掩膜进行曝光工艺，从而形成图案，期间，如何在圆筒形掩模板上形成厚度均匀的光刻胶层，并对光刻胶进行曝光、显影处理，从而获得精确的图案仍然面临巨大的挑战。

发明内容

本发明解决的问题提供一种圆筒形掩模板的涂布装置和涂布方法，从而圆筒形掩模板***的圆筒形掩膜板上形成厚度均匀，且具有高精度图案的光刻胶层。

为解决上述问题，本发明提供一种圆筒形掩模板的涂布装置，

基台；

位移控制平台，位于基台上，所述位移控制平台在基台上沿扫描方向往返直线移动；

压印模板，位于所述位移控制平台上；所述压印模板的上表面开设有凹槽；在所述凹槽内，设有图案***；

光刻胶喷头，位于压印模板上方，用于向凹槽内喷吐光刻胶；

掩模板承载台，固定于所述基台上，用于装载圆筒形掩模板，并控制所述圆筒形掩模板绕中心轴旋转；所述圆筒形掩模板的表面贴合压印模板的上表面。

可选地，所述圆筒形掩膜板的中心轴的轴向垂直于所述扫描方向。

可选地，所述图案***的上表面与所述压印模板的上表面齐平。

可选地，所述压印模板的上表面、凹槽的侧壁和底部表面，以及图案***的侧壁和上表面为亲水表面，所述圆筒形掩模板表面为斥水表面。

可选地，所述压印模板和图案***的材料为石英。

可选地，所述凹槽的延伸方向与所述扫描方向一致，且所述凹槽上垂直于所述扫描方向上的宽度小于所述圆筒形掩模板沿中心轴向的宽度。

可选地，在所述压印模板上，位于所述凹槽的两侧开设有刻槽，所述刻槽的一端与凹槽相通，另一端贯穿压印模板的端面。

可选地，所述圆筒形掩模板为中空的圆柱；所述中空的圆柱表面包括沿所述圆筒形掩模板的中心轴轴向，位于中间部分的图像区域和位于图像区域的两侧的非图像区域；压印模板的凹槽上垂直于所述扫描方向上的宽度等于图像区域沿所述圆筒形掩模板轴向的宽度，当圆筒形掩模板表面贴合压印模板的上表面时，所述图像区域的位置与压印模板的凹槽的位置相对应。

可选地，所述掩模板承载台包括第一驱动单元，用于驱动所述圆筒形掩模板绕中心轴旋转。

可选地，所述掩模板承载台包括第二驱动单元，用于调节所述圆筒形掩模板的高度，使得所述圆筒形掩模板的图像区域贴合压印模板的上表面或者远离压印模板的上表面。

可选地，所述基台包括减震平台和水平调节平台，所述水平调节平台位于减震平台上，位移控制平台位于水平调节平台上。

可选地，所述水平调节平台和位移控制平台通过直线导轨连接，直线导轨的排布方向与扫描方向平行。

可选地，所述位移控制平台包括第三驱动单元，用于驱动所述位移控制平台在水平调节平台上沿扫描方向直线往返移动。

可选地，所述位移控制平台包括：相互平行的上平板和下平板、以及位于上平板和下平板之间且连接上平板和下平板相邻的两个端部的连接板；所述上平板和下平板与所述水平调节平台平行，压印模板位于位移控制平台的上平板的上表面，水平调节平台位于位移控制平台的下平板下方。

可选地，所述位移控制平台的上平板和下平板之间还设有压力检测单元，用于检测位移控制平台的上平板受到的压力。

可选地，所述压力检测单元与第二驱动单元进行通信，当压力检测单元检测的压力大于或小于设定的阈值压力时，压力检测单元给第二驱动单元发送调节信号，第二驱动单元根据调节信号调节圆筒形掩模板的高度。

可选地，所述压力检测单元包括压力传感器和压力施加器，压力传感器位于上平板的底部表面，压力施加器位于下平板的上表面，压力施加器顶端与压力传感器相接触。

可选地，所述水平调节平台上设有辐射装置，且所述辐射装置位于圆筒形掩模板与压印模板贴合位置的正下方，用于对圆筒形掩模板上涂覆的光刻胶进行辐射。

可选地，所述辐射装置用于发射红外线和紫外线。

可选地，还包括位置检测单元，位置检测单元用于检测位移控制平台的位移。

可选地，所述位置检测单元包括：在所述圆筒形掩模板上设置的旋转基准线，和在压印模板上沿所述扫描方向的两端分别设置的一条位移基准线；所述圆筒形掩模板的表面周长等于所述压印模板上所述两条位移基准线间的长度。

本发明还提供了一种采用上述圆筒形掩模板的涂布装置进行光刻胶涂布的涂布方法，包括：

在掩模板承载台上装载圆筒形掩模板；

在所述压印模板的凹槽内喷吐满光刻胶；

使圆筒形掩模板的表面贴合压印模板的上表面；

位移控制平台沿扫描方向移动，同时圆筒形掩模板绕中心轴旋转，将凹槽内的光刻胶涂覆于圆筒形掩模板表面，同时在所述图案***在光刻胶上形成图案。

可选地，所述位移控制平台沿扫描方向移动速度等于圆筒形掩模板绕中心轴旋转时表面的线速度。

可选地，还包括：在涂布过程中，检测位移控制平台向下的压力，当检测的压力大于或小于设定的阈值压力时，调节圆筒形掩模板的高度或者给出报警。

可选地，还包括：在向所述凹槽内放置光刻胶时，对所述光刻胶进行红外辐射加热。

可选地，还包括：在涂布过程中，对涂覆于圆筒形掩模板表面的光刻胶进行实时紫外线辐射照射，使所述光刻胶发生反应。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明的圆筒形掩模板的涂布装置具有压印模板，压印模板内具有凹槽，当在凹槽内喷吐满光刻胶时，圆筒形掩模板的表面贴合压印模板的上表面；位移控制平台沿扫描方向移动，带动所述压印模板移动，同时圆筒形掩模板绕中心轴并贴合所述压印模板的上表面旋转，使得所述凹槽内的光刻胶涂覆于圆筒形掩模板表面，在圆筒形掩模板上形成厚度均匀的光刻胶层；同时，在所述凹槽内所述光刻胶内的图案***圆筒形掩膜板的表面形成的光刻胶层对应位置形成与图案***相对应的图形。

进一步地，所述图案***的上表面与所述压印模板的上表面齐平，使得在所述圆筒形掩模板贴合所述压印模板的上表面旋转，在所述圆筒形掩模板上形成光刻胶层时，所述圆筒形掩膜板与图案***接触部位不再涂覆光刻胶，从而在形成的光刻胶层内形成中空图案，从而省去光刻胶曝光、显影步骤。

进一步，所述压印模板的上表面、凹槽的侧壁和底部表面以及图案***的上表面即侧壁为亲水表面（或者疏油表面），当在凹槽内中喷吐满光刻胶后，使光刻胶与凹槽的侧壁和底部表面，以及与所述图案***的黏附力非常小，有利于凹槽中的光刻胶涂覆于圆筒形掩模板的表面，并且防止凹槽中的光刻胶残留，相应的，所述圆筒形掩模板表面为斥水表面（或者亲油表面），使得圆筒形掩模板表面具有很强的光刻胶黏附性，当圆筒形掩模板的表面与压印模板贴合时，能很容易的将凹槽中的光刻胶黏附在圆筒形掩模板的表面，有利于提高圆筒形掩模板的表面形成的光刻胶层厚度的均匀性，同时在光刻胶层上形成高精度的图案。

进一步，位移控制平台包括与所述水平调节平台平行的上平板和下平板，以及连接所述上平板和下平板相对应的一端端部的连接板；所述上平板和下平板是悬空设置，在上平板和下平板之间设置压力检测单元，所述压力检测单元可测量上平板承受的压力，在进行光刻胶的涂布过程中，当圆筒形掩模板的表面与位移控制平台的上平板上的压印模板的上表面贴合时，通过压力检测单元可以检测上平板在涂布过程中受到的压力，通过该压力的大小，可以判断圆筒形掩模板与压印模板的接触状况，当检测到压力过大或过小时，可以调节圆筒形掩模板的高度或给出报警信息。

进一步，所述水平调节平台上具有辐射装置，且所述辐射装置位于圆筒形掩模板与压印模板贴合位置的正下方，辐射装置与圆筒形掩模板之间的位置是固定不变的，因此当由光刻胶喷头向压印模板的凹槽中喷涂光刻胶时，以辐射装置放射红外线，加热所述光刻胶，蒸发光刻胶中的水分，增加光刻胶粘稠度；在圆筒形掩模板表面时，辐射装置放射紫外线，促使光刻胶内部发生交联反应，从而使使得圆筒形掩模板表面涂覆的光刻胶固化，防止圆筒形掩模板上涂覆的光刻胶在重力和离心力的作用下部分脱离圆筒形掩模板表面，增加在所述圆筒形掩模板表面的光刻胶层与圆筒形掩模板连接的稳定性，同时使得在涂覆于所述圆筒形掩膜版表面的光刻胶层中形成精确的与所述图案***相对应的光刻胶图案。

本发明的涂布方法，能在圆筒形掩模板表面形成厚度较为均匀的光刻胶层，并在光刻胶层中形成精确地光刻胶图案。

进一步，在向圆筒形掩模板表面涂覆光刻胶层时，所述位移控制平台沿扫描方向移动速度等于圆筒形掩模板绕中心轴旋转时表面的线速度，防止位移控制平台移动速度和圆筒形掩模板的线速度的不同对凹槽中光刻胶的撕扯或挤压，提高在所述圆筒形掩模板表面形成的光刻胶层的质量。

附图说明

图1是现有的光刻工艺的结构示意图；

图2为图1中，在进行光刻工艺的晶圆的示意图；

图3为现有的圆筒形掩模板***工作的示意图；

图4为图3中，在进行光刻工艺的晶圆的结构示意图；

图5至图7为本发明提供的实施例圆筒形掩模板的涂布装置的结构示意图；

图8A至图9D为本发明实施例提供的涂布方法的涂布过程的结构示意图。

具体实施方式

如背景技术所言，现有技术中，如何在圆筒形掩模板上形成厚度均匀的光刻胶层，并对光刻胶进行曝光、显影处理，从而获得精确的图案仍然面临巨大的挑战。

为此，本发明提供了一种圆筒形掩模板的涂布装置和涂布方法。

所述圆筒形掩膜板的涂布装置包括基台，位于基台上且沿扫描面方向移动的压印模板，所述压印模板上开设有凹槽，且所述凹槽内设有图案***；在所述压印模板的凹槽上方设有向所述凹槽内喷吐光刻胶的光刻胶喷头；在所述压印模板上方设有圆筒形掩膜板，所述圆筒形掩膜板表面贴合压印模板的上表面转动，从而将凹槽内的光刻胶涂覆于圆筒形掩膜板表面，形成厚度均匀的光刻胶层；同时，在所述圆筒形掩膜板表面的光刻胶层上形成与所述图案***对应的光刻胶图案。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。在详述本发明实施例时，为便于说明，示意图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明的保护范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

图5～图7为本发明实施例圆筒形掩模板的涂布装置的结构示意图；图8A～图9D为本发明实施例涂布过程的结构示意图。

参考图5，所述圆筒形掩模板的涂布装置，包括：

基台100；

位移控制平台200，所述位移控制平台200位于基台100上，且所述位移控制平台200在基台100上沿扫描方向往返直线移动。

压印模板300，所述压印模板300固定于位移控制平台200上，所述压印模板300的上表面设有凹槽310，所述凹槽205的沿所述扫描方向延伸。所述凹槽310用于容纳光刻胶，且在所述凹槽310内，设有凸起于凹槽表面的图案***320。

光刻胶喷头400，所述光刻胶喷头400位于压印模板200上方，与所述凹槽310的位置相对应，以用于向凹槽310内喷吐光刻胶。

本实施例中，在所述压印模板300的凹槽上方，垂直于所述扫描方向，均匀地设有多个所述光刻胶喷头400，用以均匀地向所述凹槽310内喷吐光刻胶。

掩模板承载台500，用于装载圆筒形掩模板600，使圆筒形掩模板600绕其中心轴（中心轴指圆筒形掩模板600的中轴线）旋转，并能使圆筒形掩模板600的表面贴合压印模板300的上表面。

本实施例中，所述圆筒形掩模板600的中心轴的轴向垂直于所述扫描方向。

当在凹槽310内喷吐满光刻胶时，圆筒形掩模板600的表面贴合压印模板300的上表面，且绕其中心轴旋转；同时，位移控制平台200沿扫描方向移动，并带动所述压印模板300贴合所述圆筒形掩模板600移动。

其中，所述位移控制平台200沿扫描方向移动速度等于所述圆筒形掩模板600绕其中心轴旋转时表面的线速度，并在所述圆筒形掩膜板600贴合所述压印模板300转动的同时，将凹槽310内的光刻胶涂覆于圆筒形掩模板600表面。

本实施例中，所述基台100包括减震平台110和水平调节平台120，所述水平调节平台120位于减震平台110上，而所述位移控制平台200位于水平调节平台120上。

本实施例中，所述减震平台110为光学减震平台，所述减震平台110能消除外界的震动或扰动，使水平调节平台120上位移控制平台200的移动和水平度不会受到外界震动或扰动的影响，提高所述位移控制平台200移动的精密度，从而提高在所述圆筒形掩模板600涂布光刻胶时的精度。

在所述水平调节平台120和减震平台110之间，位于所述水平调节平台120的底部设有水平调节单元，并且可通过人工机械调节的方式或者自动调节的方式调节水平调节单元以提高所述水平调节平台120的水平度，从而提高位于所述水平调节平台120上方的位移控制平台200的水平度。进而在使用过程中，提高位于所述位移控制平台200上的压印模板300的水平度，并由此在所述圆筒形掩模板600的表面贴合所述压印模板300的上表面转动，所述压印模板300的凹槽310的光刻胶涂覆于圆筒形掩模板600表面后，以及形成于所述圆筒形掩模板600表面的光刻胶层的厚度的均匀性。

参考图5所示，为了便于描述，以所述水平调节平台120的所在的平面为水平面，以所述扫描方向为y向；所述水平面上；垂直于所述扫描方向的方向为x向（即所述圆筒形掩模板600的中心轴的轴向）；垂直于所述水平调节平台120的方向为z向。

位于所述水平调节平台120和位移控制平台200之间设有直线导轨900，所述直线导轨900的延伸方向与所述扫描方向平行。所述位移控制平台200位于所述直线导轨900上方，且沿着所述直线导轨900的延伸方向往返直线移动。相应地，所述位移控制平台200上的压印模板300也只会沿着所述直线导轨900的延伸方向呈往返直线移动，即压印模板300仅沿一条直线移动，因而只会有一个方向的位移偏差，从而提高了压印模板300的位置的精度。

本实施例中，可在所述位移控制平台200下方，设定两条，或是多条所述直线导轨900，从而提高所述位移控制平台200移动稳定性。

所述位移控制平台200与第三驱动单元相连（图中未示出），第三驱动单元用于控制所述位移控制平台200在水平调节平台120上沿扫描方向（y向）作往返直线移动。

参考图6所示，图6为图5中，沿x轴方向的圆筒形掩模板的涂布装置的结构侧视图，所述位移控制平台200包括：相互平行的上平板210和下平板220、以及位于上平板210和下平板220之间且连接上平板210和下平板220相邻的两个端部的连接板230。上述结构使得所述位移控制平台200呈“侧倒U”形，所述上平板210和下平板220平行于所述水平调节平台120。所述压印模板300位于位移控制平台200的上平板210上，靠近“侧倒U”形的开口一侧（即远离所述连接板203的一侧）的上表面，水平调节平台120位于位移控制平台200的下平板220的下方。

本实施例中，所述位移控制平台200材料为石英，辐射装置700（后续会具体介绍）发生的光可以透过位移控制平台200对圆筒形掩模板600上涂覆的光刻胶进行辐射。需要说明的是，所述位移控制平台200还可以为其他合适的材料。

所述位移控制平台200可以通过一整块板刻蚀或机械加工形成，也可以由模具浇注等方法一体成型，还可以由两块或三块板拼接形成。而除本实施例外的其他实施例中，所述位移控制平台200可以为其他结构。

本实施例中，所述上平板210和下平板220的相邻的一端通过所述连接板230固定连接呈封闭状，而另一端呈敞开式结构，因而所述上平板210的一端呈悬空结构。在所述上平板210和下平板220之间还设有压力检测单元240。

所述压力检测单元240位于位移控制平台200的上平板210和下平板220之间，且优选地，设置于远离“侧倒U”形的开口处（靠近所述连接板230处），即，使得压力检测单元240位于压印模板300的侧下方，从而能精确地测量整个涂布过程中位移控制平台200的上平板210所受到的压力。

本实施例中，所述压力检测单元240包括压力传感器和压力施加器（图中未标示），压力传感器位于上平板210的底部表面，压力施加器位于下平板220的上表面，压力施加器顶端与压力传感器相接触，当上平板210受到压力时，压力施加器挤压压力传感器表面，压力传感器将受到的压力转变为电线号。使用过程中，当圆筒形掩模板600与压印模板未贴合时，所述压力传感器的输出值为0或者很小的值。

值得注意的是，在本发明的其他实施例中，所述压力传感器也可以位于下平板220的上表面，相应的，压力施加器位于上平板210的底部表面，压力施加器顶端与压力传感器相接触。

本实施例提供的圆筒形掩模板的涂布装置中，圆筒形掩模板600与压印模板300的接触状况对于涂布的光刻胶的厚度均匀性和形貌具有较大的影响，当圆筒形掩模板600与压印模板300贴合时的压力过大时，压印模板300的扫描方向运动和圆筒形掩模板600旋转运动会受到影响，难以保持圆筒形掩模板600与压印模板300接触点处的线速度一致，压印模板300的凹槽310中光刻胶无法均匀的涂覆在圆筒形掩模板600表面，此外压力过大，会使得圆筒形掩模板600、压印模板300以及位移控制平台200的上平板210发生形变，也不利用光刻胶的涂布；若圆筒形掩模板600与压印模板300贴合压力过小时，会影响圆筒形掩模板600表面形成的光刻胶层的表面均匀性。

本实施例中，在所述上平板210下方设置所述压力检测单元240，以用于测量上平板210承受的压力，从而在进行光刻胶的涂布过程中，当圆筒形掩模板600的表面与位移控制平台200的上平板210上的压印模板300的上表面贴合时，可通过压力检测单元240检测上平板210在涂布过程中受到的压力，通过该压力的大小，从而判断圆筒形掩模板600与压印模板300的接触状况。当检测到压力过大或过小时，可以调节圆筒形掩模板600的高度或给出报警信息，从而确保圆筒形掩模板600与压印模板300平整的贴合，进而确保后续在所述圆筒形掩模板600表面形成的光刻胶层厚度的均匀性。

参考图7所示，本实施例中，所述压印模板300固定于的位移控制平台200的上平板210上表面，所述固定的方式可以为真空吸附或电磁吸附。

压印模板300的上表面开设有凹槽310，所述凹槽310呈长条形，且沿所述扫描方向（即y向）延伸。在所述凹槽310的上方设置有多个光刻胶喷头（参考图5所示）。

所述凹槽310用于存放满光刻胶，凹槽310的深度（沿z轴方向的尺寸）限定了后续将要形成于所述圆筒形掩模板600表面的光刻胶层的厚度，而凹槽310的宽度（沿x轴方向的尺寸）限定了圆筒形掩模板600表面将要形成的光刻胶层的宽度。

本实施例中，所述凹槽310的深度可选为50～5000纳米。

在所述凹槽310内设有图案***320。所述图案***320凸起于所述凹槽310的底部。

在光刻胶涂布过程中，由所述光刻胶喷头400（图5所示）向所述凹槽310内喷涂光刻胶，所述光刻胶盛满所述凹槽310，之后所述圆筒形掩模板600转动，同时所述位移控制平台200沿所述扫描方向移动，所述圆筒形掩模板600与所述压印模板300上表面平整贴合，从而所述光刻胶涂覆在所述圆筒形掩模板600表面，形成一层光刻胶层；同时，在所述圆筒形掩模板600表面所形成的光刻胶层上，所述圆筒形掩模板600与图案***320对应的位置上形成开口，以形成光刻胶图案。

在本实施例中，所述图案***320的上表面与所述压印模板300的上表面齐平，从而使得圆筒形掩模板600转动时，与所述圆筒形掩模板600表面与所述***图案320的上表面贴合，而所述***图案320对应的部分未涂覆光刻胶，从而提高在所述光刻胶层上形成的光刻胶图案的精确度。

本实施例中，所述压印模板300的凹槽310沿扫描方向（即y向）的长度大于等于所述圆筒形掩模板600的表面周长，当在凹槽310内喷吐满光刻胶后，使圆筒形掩模板600的表面贴合压印模板300的上表面，所述位移控制平台200沿扫描方向移动，同时圆筒形掩模板600绕其中心轴旋转，当圆筒形掩模板600旋转一周后，所将凹槽310内的光刻胶涂覆于圆筒形掩模板600的表面，从而在所述圆筒形掩模板600表面形成光刻胶层。

继续参考图7所示，所述圆筒形掩模板600为中空的圆柱形结构，所述圆筒形掩模板600的表面包括沿其轴向，位于中间区域的图像区域610和位于所述图像区域610两侧的非图像区域620。所述图像区域610用于形成掩膜图形，而在图像区域610上形成掩膜图形时，需要先在图像区域610表面形成光刻胶掩层。

本实施例中，压印模板300的凹槽310沿垂直于扫描方向（即x向）的宽度等于所述圆筒形掩模板600的图像区域610沿所述圆筒形掩模板600轴向（也即x向）的宽度。当圆筒形掩模板600表面贴合所述压印模板300的上表面时，圆筒形掩模板600的图像区域610的位置与压印模板300的凹槽310的位置相对应，即圆筒形掩模板600图像区域610位于压印模板300的凹槽310的正上方，所述凹槽310内的光刻胶覆盖在所述图像区域610上，以形成光刻胶层。

本实施例中，所述圆筒形掩模板的涂布装置还包括位置检测单元。所述位置检测单元用于检测所述位移控制平台300和所述圆筒形掩模板600转动情况。具体地，所述位置检测单元包括：

设置于所述圆筒形掩模板600上的旋转基准线810，以及设置于所述压印模板300上，沿所述扫描方向分别位于所述压印模板300两端的位移基准线820和830。所述圆筒形掩模板600的表面周长等于所述压印模板300上所述两条位移基准线820和830之间的距离。

本实施例中，所述旋转基准线810包括设置于所述圆筒形掩模板600的非图像区域620边缘的凸起，而所述位移基准线820和830包括开设于所述压印模板300表面的凹槽，所述圆筒形掩模板600上的凸起与所述压印模板300的凹槽结构相匹配。使用过程中，通过检测所述凹槽和凸起的位置便可定义所述圆筒形掩模板旋转时的初始位置和终止位置。

进一步可选地，可在所述旋转基准线810和位移基准线820、830上设置感应器，从而进一步加强对于所述圆筒形掩模板600和压印模板300的位置监控。

图8A～图8D为采用圆筒形掩模板的涂布装置，对所述圆筒形掩模板600的表面进行光刻胶涂覆时，所述圆筒形掩模板600和压印模板300移动的结构图。

参考图8A所示，在光刻胶涂布时，先所述圆筒形掩模板600与所述压印模板300上表面贴合，且所述圆筒形掩模板600上的旋转基准线810与所述压印模板300一端的位移基准线830对准；

参考图8B所示，转动所述圆筒形掩模板600，同时控制所述位移控制平台200沿扫描方向移动，且所述圆筒形掩模板600表面的线速度与所述位移控制平台200的移动速度相同，使得所述凹槽310内的光刻胶涂覆于所述圆筒形掩膜板600的图像区域610表面，在所述圆筒形掩膜板600的表面形成光刻胶层；

参考图8C所示，在所述圆筒形掩模板600旋转一定时间后，所述圆筒形掩模板600的旋转基准线810，与所述压印模板300另一端的位移基准线820对准，此时，表示所述圆筒形掩模板600已旋转一周，在所述圆筒形掩模板600形成了一层光刻胶层，涂布工艺结束。

本实施例中，所述压印模板300的上表面、凹槽310的侧壁和底部表面，以及所述图案***320的侧壁和上表面为亲水表面（或者疏油表面）。当在凹槽310中喷吐满光刻胶后，所述光刻胶与凹槽310的侧壁和底部表面，以及所述图案***320的侧壁和上表面的之间的黏附力非常小的，从而有利于凹槽310中的光刻胶涂脱离所述凹槽310，防止凹槽310中的光刻胶残留。

进一步地，所述压印模板300表面、凹槽310的侧壁以及所述图案***320的上表面和侧壁的表面粗糙度Ra小于0.1微米，以减小所述压印模板204以及图案***320对光刻胶的黏附力。

而相应地，所述圆筒形掩模板600的图像区域610的表面为斥水表面（或者亲油表面），使得圆筒形掩模板600的图像区域610表面具有很强的光刻胶黏附性，从而当圆筒形掩模板600的表面与压印模板300贴合时，便于所述凹槽310中的光刻胶牢固地涂覆于圆筒形掩模板600的表面，进而有利于提高圆筒形掩模板600的图像区域610的表面形成的光刻胶层厚度的均匀性。

进一步地，在进行光刻胶涂布之前，可采用六甲基二硅胺（HMDS）气体对所述圆筒形掩模板600的表面进行热处理以形成斥水表面（或者亲油表面）。

本实施例中，所述压印模板300为石英，压印模板300表面、凹槽310侧壁和底部，以及所述图案***320的上表面和侧壁的表面加工成光滑表面，以提供亲水性能（或者疏油性能）。需要说明的是，所述压印模板300还可以为其他合适的材料，进一步地，还可在所述压印模板300的凹槽310的底部和侧壁以及所述图案***320的上表面和侧壁形成一层或多层亲水材料层（或者疏油材料层）。

所述压印模板300中凹槽310，以及图案***320以通过刻蚀整块石英板形成，或者由一块底板和一块具有开口的顶板，以及与独立的所述图案***320粘结形成。

本实施例中，在所述压印模板300上，位于所述凹槽310的两侧可开设多条刻槽（图中未示出），所述刻槽的一端与凹槽310相通，另一端贯穿压印模板300的端面。在向所述凹槽310内注满光刻胶后，当所述圆筒形掩模板600的表面贴合所述压印模板300的表面时，凹槽310内多余的光刻胶可由所述刻槽溢出，从而提高形成与所述圆筒形掩模板600的表面的光刻胶层的厚度均匀性。

继续参考图6，本实施例提供的圆筒形掩模板的涂布装置还包括设置于所述水平调节平台120上的辐射装置700。所述辐射装置700位于圆筒形掩模板600与压印模板300贴合位置的正下方。

本实施例中，所述辐射装置700可发出红外光源和紫外光线。在使用过程中，在向所述压印模板300的凹槽310内喷涂光刻胶后，所述辐射装置700发出红外光源，从而对所述光刻胶进行适当加热，蒸发光刻胶中的部分溶剂，提高光刻胶的粘度，而在所述圆筒形掩模板600表面与所述压印模板300表面贴合时，所述辐射装置700发出紫外光线，使得所述光刻胶内部发生交联反应，使得光刻胶固化，完成光刻胶的曝光、显影工艺，使得所述涂覆于所述圆筒形掩模板600表面的光刻胶层牢固度的同时，提高基于所述图案***320而在形成于圆筒形掩模板600内的光刻胶图案的精确度。

其过程可结合参考图5、图9A至9D所示，其中，图9A～9D为光刻胶由所述压印模板300的凹槽310内的光刻胶800涂覆于所述圆筒形掩模板600表面的过程示意图：

参考图9A所示，向所述压印模板300的凹槽310内喷涂光刻胶800后（此时可采用红外线照射光刻胶800），参考图9B和9C所示，使所述圆筒形掩模板600的表面（以直面的形式表示）与所述压印模板300表面贴合，同时，所述辐射装置700发射紫外光线，使得涂覆于圆筒形掩模板600的表面的光刻胶800内部发生交联反应，从而使光刻胶固化，在所述圆筒形掩模板600的表面形成光刻胶层810，同时在所述光刻胶层810上，与所述图案***320对应部分形成的开口定型，（该过程也相当于光刻胶的曝光、显影工艺）从而使得脱离所述压印模板300后，形成于所述圆筒形掩模板600的表面的光刻胶层内的光刻胶图案定型，从而使得光刻胶图案更为精确，至此光刻胶涂布工艺结束。参考图9D所示，在之后刻蚀工艺中，可以所述光刻胶层810为掩膜刻蚀所述圆筒形掩模板600表层的待刻蚀层（图中未标号）。

本实施例中，所述压印模板300的材料为石英，所述辐射装置700发出的红外或紫外光可以透过压印模板300对圆筒形掩模板600上涂覆的光刻胶进行辐射处理，以提高形成于圆筒形掩模板600的图像区域的光刻胶层质量。

继续参考图5所示，所述掩模板承载台500包括第一悬臂510和第二悬臂520，以及位于所述第一悬臂510和第二悬臂520之间圆筒转轴530。所述圆筒转轴530的轴向垂直于所述扫描方向（y向），且其两端分别固定于所述第一悬臂510和第二悬臂520的相对两侧。所述圆筒形掩模板600安装在所述圆筒转轴530上，且绕所述圆筒转轴530旋转。

本实施例提供的圆筒形掩模板的涂布装置的所述掩模板承载台500还包括：第一驱动单元（图中未示出），用于驱动所述圆筒形掩模板绕中心轴旋转。

第二驱动单元（图中未示出），用于调节所述圆筒形掩模板600的高度（即，z向高度），使得所述圆筒形掩模板600的图像区域610可贴合压印模板300的上表面或者远离压印模板300的上表面。

第四驱动单元（图中未示出），用于调节圆筒形掩模板600在水平平面的位置。

所述压力检测单元240（参考图6）与第二驱动单元进行通信，当压力检测单元240检测的压力大于或小于设定的阈值压力时，压力检测单元240给第二驱动单元发送调节信号，第二驱动单元根据调节信号调节圆筒形掩模板206的高度。

本实施例，还提供了一种采用上述圆筒形掩模板的涂布装置进行光刻胶涂布的涂布方法。

结合图5所示，首先，将圆筒形掩模板600安装在所述掩模板承载台500。

其中，所述圆筒形掩模板600的表面形成有待刻蚀层（图中未示出），后续以形成的光刻胶层为掩膜刻蚀待刻蚀层在圆筒形掩模板600的图像区域610上的待刻蚀层，以形成掩膜图形。所述待刻蚀层材料可为不透光或半透光材料，比如：金属铬等。

本实施例中，在装载所述圆筒形掩模板600之前，可先在六甲基二硅胺（HMDS）气体氛围中对所述圆筒形掩模板600进行热处理，使待刻蚀层表面具有疏水性或亲油性，以黏附光刻胶。

之后，调整所述水平调节平台120表面的水平位置；调整所述圆筒形掩模板600的高度，使得所述圆筒形掩模板600远离所述压印模板300的上表面；调整所述位移控制平台200以及圆筒形掩模板600的位置，使得位移控制平台200上的压印模板300的凹槽310与所述圆筒形掩模板600的图像区域610位置相对应。

并由所述光刻胶喷头400向所述压印模板300的凹槽310内喷吐满光刻胶。

之后，可控制所述辐射装置700（参考图6所示），发射红外线，蒸发所述光刻胶内的部分溶剂。

接着参考图8A所示，调整所述圆筒形掩模板600的高度，使圆筒形掩模板600的表面贴合压印模板300的上表面，且所述圆筒形掩模板600的旋转基准线810，对准所述压印模板300一端的位移基准线830。此时，所圆筒形掩模板600位于起点位置。

参考图8B所示，控制所述圆筒形掩模板600绕其轴向旋转，同时控制所述位移控制平台200沿扫描方向移动，且所述圆筒形掩模板600表面的线速度与所述位移控制平台200的移动速度相同。

在所述圆筒形掩膜板600转动过程中，位于所述压印模板300凹槽310内的光刻胶涂覆于所述圆筒形掩膜板600的图像区域610表面，形成光刻胶层；在覆盖于所述圆筒形掩膜板600表面的光刻胶层的表面，与所述图案***320对应的位置处形成开口，从而在所述光刻胶层上形成光刻胶图案。

而且，在所述圆筒形掩膜板600转动同时，所述辐射装置700放出紫外线，使得涂覆于所述圆筒形掩模板600表面的光刻胶内发生交联反应，该过程相当于光刻胶的曝光、显影过程，使得所述光刻胶固化，并牢牢地固定于所述圆筒形掩膜板600的图案区域610表面，同时使得所述光刻胶层上的光刻胶图案更为精确。

参考图8C所示，在所述圆筒形掩模板600旋转一周后，所述圆筒形掩模板600的旋转基准线810，与所述压印模板300另一端的位移基准线820相对应，至此，光刻胶涂布工艺结束。此时在所述圆筒形掩模板600的图像区域610表面覆盖一层形成有光刻胶图案的光刻胶层。

其中，在光刻胶的涂布过程中，压力检测单元240（参考图6所示）检测所述位移控制平台200向下的压力，当检测的压力大于或小于设定的阈值压力时，细微调节圆筒形掩模板的高度或者给出报警。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (26)

1.一种圆筒形掩模板的涂布装置，其特征在于，包括：

基台；

位移控制平台，位于基台上，所述位移控制平台在基台上沿扫描方向往返直线移动；

压印模板，位于所述位移控制平台上；所述压印模板的上表面开设有凹槽；在所述凹槽内，设有图案***；

光刻胶喷头，位于压印模板上方，用于向凹槽内喷吐光刻胶；

掩模板承载台，固定于所述基台上，用于装载圆筒形掩模板，并控制所述圆筒形掩模板绕中心轴旋转；所述圆筒形掩模板的表面贴合压印模板的上表面。

2.如权利要求1所述的圆筒形掩模板的涂布装置，其特征在于，所述圆筒形掩膜板的中心轴的轴向垂直于所述扫描方向。

3.如权利要求1所述的圆筒形掩模板的涂布装置，其特征在于，所述图案***的上表面与所述压印模板的上表面齐平。

4.如权利要求1所述的圆筒形掩模板的涂布装置，其特征在于，所述压印模板的上表面、凹槽的侧壁和底部表面，以及图案***的侧壁和上表面为亲水表面，所述圆筒形掩模板表面为斥水表面。

5.如权利要求1所述的圆筒形掩模板的涂布装置，其特征在于，所述压印模板和图案***的材料为石英。

6.如权利要求1所述的圆筒形掩模板的涂布装置，其特征在于，所述凹槽的延伸方向与所述扫描方向一致，且所述凹槽上垂直于所述扫描方向上的宽度小于所述圆筒形掩模板沿中心轴向的宽度。

7.如权利要求1所述的圆筒形掩模板的涂布装置，其特征在于，在所述压印模板上，位于所述凹槽的两侧开设有刻槽，所述刻槽的一端与凹槽相通，另一端贯穿压印模板的端面。

8.如权利要求1所述的圆筒形掩模板的涂布装置，其特征在于，所述圆筒形掩模板为中空的圆柱；所述中空的圆柱表面包括沿所述圆筒形掩模板的中心轴轴向，位于中间部分的图像区域和位于图像区域的两侧的非图像区域；压印模板的凹槽上垂直于所述扫描方向上的宽度等于图像区域沿所述圆筒形掩模板轴向的宽度，当圆筒形掩模板表面贴合压印模板的上表面时，所述图像区域的位置与压印模板的凹槽的位置相对应。

9.如权利要求1所述的圆筒形掩模板的涂布装置，其特征在于，所述掩模板承载台包括第一驱动单元，用于驱动所述圆筒形掩模板绕中心轴旋转。

10.如权利要求8所述的圆筒形掩模板的涂布装置，其特征在于，所述掩模板承载台包括第二驱动单元，用于调节所述圆筒形掩模板的高度，使得所述圆筒形掩模板的图像区域贴合压印模板的上表面或者远离压印模板的上表面。

11.如权利要求1所述的圆筒形掩模板的涂布装置，其特征在于，所述基台包括减震平台和水平调节平台，所述水平调节平台位于减震平台上，位移控制平台位于水平调节平台上。

12.如权利要求11所述的圆筒形掩模板的涂布装置，其特征在于，所述水平调节平台和位移控制平台通过直线导轨连接，直线导轨的排布方向与扫描方向平行。

13.如权利要求12所述的圆筒形掩模板的涂布装置，其特征在于，所述位移控制平台包括第三驱动单元，用于驱动所述位移控制平台在水平调节平台上沿扫描方向直线往返移动。

14.如权利要求1所述的圆筒形掩模板的涂布装置，其特征在于，所述位移控制平台包括：相互平行的上平板和下平板、以及位于上平板和下平板之间且连接上平板和下平板相邻的两个端部的连接板；所述上平板和下平板与所述水平调节平台平行，压印模板位于位移控制平台的上平板的上表面，水平调节平台位于位移控制平台的下平板下方。

15.如权利要求14所述的圆筒形掩模板的涂布装置，其特征在于，所述位移控制平台的上平板和下平板之间还设有压力检测单元，用于检测位移控制平台的上平板受到的压力。

16.如权利要求15所述的圆筒形掩模板的涂布装置，其特征在于，所述压力检测单元与第二驱动单元进行通信，当压力检测单元检测的压力大于或小于设定的阈值压力时，压力检测单元给第二驱动单元发送调节信号，第二驱动单元根据调节信号调节圆筒形掩模板的高度。

17.如权利要求16所述的圆筒形掩模板的涂布装置，其特征在于，所述压力检测单元包括压力传感器和压力施加器，压力传感器位于上平板的底部表面，压力施加器位于下平板的上表面，压力施加器顶端与压力传感器相接触。

18.如权利要求1所述的圆筒形掩模板的涂布装置，其特征在于，所述水平调节平台上设有辐射装置，且所述辐射装置位于圆筒形掩模板与压印模板贴合位置的正下方，用于对圆筒形掩模板上涂覆的光刻胶进行辐射。

19.如权利要求18所述的圆筒形掩模板的涂布装置，其特征在于，所述辐射装置用于发射红外线和紫外线。

20.如权利要求1所述的圆筒形掩模板的涂布装置，其特征在于，还包括位置检测单元，位置检测单元用于检测位移控制平台的位移。

21.如权利要求20所述的圆筒形掩模板的涂布装置，其特征在于，所述位置检测单元包括：在所述圆筒形掩模板上设置的旋转基准线，和在压印模板上沿所述扫描方向的两端分别设置的一条位移基准线；所述圆筒形掩模板的表面周长等于所述压印模板上所述两条位移基准线间的长度。

22.一种涂布方法，其特征在于，包括：

在掩模板承载台上装载圆筒形掩模板；

在所述压印模板的凹槽内喷吐满光刻胶；

使圆筒形掩模板的表面贴合压印模板的上表面；

位移控制平台沿扫描方向移动，同时圆筒形掩模板绕中心轴旋转，将凹槽内的光刻胶涂覆于圆筒形掩模板表面，同时在所述图案***在光刻胶上形成图案。

23.如权利要求22所述的涂布方法，其特征在于，所述位移控制平台沿扫描方向移动速度等于圆筒形掩模板绕中心轴旋转时表面的线速度。

24.如权利要求22所述的涂布方法，其特征在于，还包括：在涂布过程中，检测位移控制平台向下的压力，当检测的压力大于或小于设定的阈值压力时，调节圆筒形掩模板的高度或者给出报警。

25.如权利要求22所述的涂布方法，其特征在于，还包括：在向所述凹槽内放置光刻胶时，对所述光刻胶进行红外辐射加热。

26.如权利要求22所述的涂布方法，其特征在于，还包括：在涂布过程中，对涂覆于圆筒形掩模板表面的光刻胶进行实时紫外线辐射照射，使所述光刻胶发生反应。