CN106707690A - 光刻胶涂覆方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种光刻胶涂覆装置和光刻胶涂覆方法。所述光刻胶涂覆装置包括：供气单元(10)，用于向光刻胶涂覆单元(20)供应气体；所述光刻胶涂覆单元(20)，包括：由侧壁、底板和盖板(206)包封的设备腔体(202)，旋转平台(204)，用于承载基片(205)并带动基片旋转，与基片共形的导流单元，用于将供气单元供应的气体均匀地吹过涂覆了光刻胶的基片表面；以及抽气单元(203)，对所述设备腔体(202)抽气。本发明实现了大面积基片的快速均匀光刻胶涂覆。

Description

光刻胶涂覆方法和装置
技术领域
本发明涉及光刻胶涂覆技术领域，尤其涉及一种光刻胶涂覆方法和装置。
背景技术
在光刻工艺中，光刻胶涂覆质量的优劣直接影响光刻的质量。常用的光刻胶涂覆方法有：旋涂法、喷涂法、滚涂法、浸入提拉法等。
旋涂法本质上就有径向速率的不均匀性，传统旋涂是利用超高转速提供气流来干燥光刻胶，效率低，对设备要求高。喷涂法虽可涂覆大面积和曲面基片，但难以涂覆5.0μm以下的胶层厚度，此外胶层表面光洁度差。滚涂法通常用于摄影胶片等质地较软、厚度较薄、长度很长的感光胶带的涂胶。浸入提拉法容易因基片的浸入而污染大量的光刻胶溶液，而垂直液面提拉时，光刻胶在平行液面的方向上具有很好的均匀性，但在垂直液面的方向上均匀性难以保持稳定，对于大面积和曲面基片来说，这种情况尤为严重。
因此，以上方法均难以实现大面积平面基片和轴对称非球面曲面基片的快速(最短涂覆时间1min)、均匀(均匀性误差不大于±5％)胶层涂覆。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：实现大面积平面基片和轴对称非球面曲面基片的快速(最短涂覆时间1min)、均匀(均匀性误差不大于±5％)胶层涂覆。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：提供一种光刻胶涂覆装置和光刻胶涂覆方法，可以实现均匀的大面积光刻胶涂覆。
根据本发明的实施例，提出了一种光刻胶涂覆装置，包括：供气单元(10)，用于向光刻胶涂覆单元(20)供应气体；所述光刻胶涂覆单元(20)，包括：由侧壁、底板和盖板(206)包封的设备腔体(202)，旋转平台(204)，用于承载基片(205)并带动基片旋转，与基片(205)共形的导流单元，用于将供气单元供应的气体均匀地吹过涂覆了光刻胶的基片表面；以及抽气单元(203)，对所述设备腔体(202)抽气。
可选地，所述导流单元包括：位于基片(205)上方的所述盖板(206)，并且所述盖板的中心与基片的中心重合,所述盖板的表面形状与基片的表面形状共形；多个进气孔(207)，位于所述盖板中心，并且用于将供气单元供应的气体通过所述进气孔输入设备腔体(202)内；多个抽气孔(209)，设置于所述光刻胶涂覆单元(20)的底板上，所述多个抽气孔以旋转平台(4)的转动轴为中心对称排布；以及其中所述抽气单元(203)与所述抽气孔(209)相连通，并且通过所述抽气孔(209)对所述设备腔体(202)抽气。
可选地，所述供气单元(10)是开放式供气单元或管道式供气单元。
可选地，在所述供气单元是管道式供气单元的情况下，管道的数量与进气孔(207)数量一致，管口口径确保与进气孔(207)无缝衔接。
可选地，所述供气单元(10)的气流量大小可调节。
可选地，所述供气单元供应的气体是高洁净压缩空气或高纯氮气。
可选地，所述抽气单元(203)的气流量大小可调节，并且所述抽气单元的抽气流量不小于供气单元(10)的供气流量。
可选地，所述抽气孔(209)均匀分布于旋转台四周。
可选地，所述盖板(206)由设备腔体(202)侧壁上设置的载盖台(2081,2082)承载，并且所述载盖台上下移动以调节所述盖板(206)与基片(205)的间距。
可选地，所述基片的表面与所述盖板之间的间距在5～50mm之间。
可选地，所述盖板(206)周围设置有密封条，以确保气流只由位于中心的进气孔(207)送入。
可选地，所述进气孔(207)的几何形状为圆对称形。
可选地，如果设置多个进气孔(207)，则所述多个进气孔(207)按照圆对称分布均匀排列。
可选地，所述旋转平台(204)的转速可调，并且所述转速小于300rpm。
根据本发明实施例的另一个方面，提出了一种光刻胶涂覆方法，使用如上所述的光刻胶涂覆装置，所述光刻胶涂覆方法包括以下步骤：将基片(205)装载在旋转平台(204)上(S301)；将光刻胶涂覆在基片上(S302)；用具有进气孔(207)的盖板(206)封盖设备腔体(202)(S303)；通过旋转平台(240)带动基片(205)旋转(S304)；通过供气单元(10)、导流单元(206、207、209)和抽气单元使气体均匀地吹过涂覆了光刻胶的基片表面(S305)；在预定的涂胶时间段之后，所述旋转平台(204)停止旋转(S306)。
可选地，在0-40rpm的极低转速下将光刻胶涂覆在基片上。
可选地，在不大于供气单元最大气流量的20％的气流量下将光刻胶涂覆在基片上。
可选地，在40-300rpm低转速下，通过旋转平台(240)带动基片(205)旋转(S304)。
可选地，在通过供气单元(10)、导流单元(206、207、209)和抽气单元使气体均匀地吹过涂覆了光刻胶的基片表面时，所述供气单元(10)的气流量不小于供气***最大气流量的80％。
与现有技术相比的有益效果：(1)本发明在低转速(≤300rpm)下即可实现超大口径(≥1m2)的平面基片和轴对称非球面曲面基片的快速(涂覆最短时间1min)、均匀(均匀性误差不大于±5％)胶层涂覆，而且膜层厚度更薄(5.0μm以下)。(2)本发明结构简单，易于操作，效率高，成本低，有盖板使光刻胶挥发的大部分有害气体由抽气***排出后经中和变为无害物质利于环保。
附图说明
图1示出了根据本发明实施例的光刻胶涂覆装置的结构示意图，用于涂覆平面基片；
图2示出了根据本发明实施例的光刻胶涂覆装置的结构示意图，用于涂覆对称曲面基片；
图3示出了根据本发明实施例的光刻胶涂覆方法的流程图。
附图标记
10 供气单元
202 设备腔体
203 抽气单元
204 旋转平台；
205 平面基片；
206 盖板
207 进气孔
208-1、208-2 载盖台
209 抽气孔
→气流
211 轴对称曲面基片；
212 轴对称曲面盖板；
213 进气孔
具体实施方式
现在对本发明的实施例提供详细参考，其范例在附图中说明，图中相同的数字全部代表相同的元件。为解释本发明下述实施例将参考附图被描述。
图1示出了根据本发明实施例的光刻胶涂覆装置的结构示意图，用于涂覆平面基片。如图1所示，所述光刻胶涂覆装置包括：供气单元(10)，用于向光刻胶涂覆单元(20)供应气体；所述光刻胶涂覆单元(20)，包括：由侧壁、底板和盖板(206)包封的设备腔体(202)，旋转平台(204)，用于承载基片(205)并带动基片旋转，与基片(205)共形的导流单元，用于将供气单元供应的气体均匀地吹过涂覆了光刻胶的基片表面；以及抽气单元(203)，对所述设备腔体(202)抽气。
具体地，所述导流单元包括：位于基片(205)上方的所述盖板(206)，并且所述盖板的中心与基片的中心重合,所述盖板的表面形状与基片的表面形状共形；多个进气孔(207)，位于所述盖板中心，并且用于将供气单元供应的气体通过所述进气孔输入设备腔体(202)内；多个抽气孔(209)，设置于所述光刻胶涂覆单元(20)的底板上，所述多个抽气孔以旋转平台(4)的转动轴为中心对称排布；以及其中所述抽气单元(203)与所述抽气孔(209)相连通，并且通过所述抽气孔(209)对所述设备腔体(202)抽气。
具体地如图1所示，所述供气单元是开放式送气***1。基片上方为中心带有圆形进气孔的盖板。装置底部设置有多个以旋转平台转轴呈中心对称排布的抽气孔209。
图2示出了根据本发明实施例的光刻胶涂覆装置的结构示意图，用于涂覆对称曲面基片。如图2所示，旋转平台204上放置有轴对称曲面基片205，基片上方为与基片面形一致的轴对称曲面盖板206，盖板下表面与基片上表面共形。盖板的中心设置有8个呈圆对称分布的圆形进气孔13，每个进气孔的孔径为30mm，设备底部有设置有多个以旋转平台转轴呈中心对称排布的抽气孔209。
在如图1和图2所示的光刻胶涂覆装置中，可选地，所述供气单元(10)是开放式供气单元或管道式供气单元。
可选地，在所述供气单元是管道式供气单元的情况下，管道的数量与进气孔(207)数量一致，管口口径确保与进气孔(207)无缝衔接。可选地，所述供气单元(10)的气流量大小可调节。可选地，所述供气单元供应的气体是高洁净压缩空气或高纯氮气。可选地，所述抽气单元(203)的气流量大小可调节，并且所述抽气单元的抽气流量不小于供气单元(10)的供气流量。可选地，所述抽气孔(209)均匀分布于旋转台四周。可选地，所述盖板(206)由设备腔体(202)侧壁上设置的载盖台(2081,2082)承载，并且所述载盖台上下移动以调节所述盖板(206)与基片(205)的间距。可选地，所述基片的表面与所述盖板之间的间距在5～50mm之间。可选地，所述盖板(206)周围设置有密封条，以确保气流只由位于中心的进气孔(207)送入。可选地，所述进气孔(207)的几何形状为圆对称形。可选地，如果设置多个进气孔(207)，则所述多个进气孔(207)按照圆对称分布均匀排列。可选地，所述旋转平台(204)的转速可调，并且所述转速小于300rpm。
图3示出了根据本发明实施例的光刻胶涂覆方法的流程图，使用如上所述的光刻胶涂覆装置。如图3所示，所述光刻胶涂覆方法包括以下步骤：将基片(205)装载在旋转平台(204)上(S301)；将光刻胶涂覆在基片上(S302)；用具有进气孔(207)的盖板(206)封盖设备腔体(202)(S303)；通过旋转平台(240)带动基片(205)旋转(S304)；通过供气单元(10)、导流单元(206、207、209)和抽气单元使气体均匀地吹过涂覆了光刻胶的基片表面(S305)；在预定的涂胶时间段之后，所述旋转平台(204)停止旋转(S306)。
可选地在步骤S301中，可以在0-40rpm的极低转速下将光刻胶涂覆在基片上。
可选地在步骤S301中，可以在不大于供气单元最大气流量的20％的气流量下将光刻胶涂覆在基片上。
可选地在步骤S304中，可以在40-300rpm低转速下，通过旋转平台(240)带动基片(205)旋转。
可选地在步骤S305中通过供气单元(10)、导流单元(206、207、209)和抽气单元使气体均匀地吹过涂覆了光刻胶的基片表面时，所述供气单元(10)的气流量不小于供气***最大气流量的80％。
下面以Z1500光刻胶溶液微粒详细地描述根据本发明示例的光刻胶涂覆方法的具体流程。所述光刻胶涂覆方法包括以下步骤：在转速为40rpm，气流量为供气单元最大气流量的20％(供气单元频率设为30HZ)条件下，将AZ1500光刻胶溶液涂布满直径为1.2m、厚度为8mm厚的平面玻璃基片上。待到基片表面完全布满光刻胶溶液时，盖上盖板，盖板中心圆形进气孔直径为120mm，盖板距基片30mm，盖板下表面与基片上表面平行。将转速提升至300rpm，气流量提高至供气单元最大气流量的80％，供气单元频率调至120HZ。经过1min之后停止旋转，涂胶完成。使用粗糙度仪光刻胶的膜厚为1.8μm±90nm，均匀性误差为±5％。
作为比较示例，当不加盖板涂胶时，在上述工艺参数相同的情况下，测得从中心区域至边缘膜厚从0.96μm至1.7μm变化，即膜厚为1.35±0.35μm,均匀性误差为：±26％
与现有技术相比的有益效果：(1)本发明在低转速(≤300rpm)下即可实现超大口径(≥1m2)的平面基片和轴对称非球面曲面基片的快速(涂覆最短时间1min)、均匀(均匀性误差不大于±5％)胶层涂覆，而且膜层厚度更薄(5.0μm以下)。(2)本发明结构简单，易于操作，效率高，成本低，有盖板使光刻胶挥发的大部分有害气体由抽气***排出后经中和变为无害物质利于环保。
尽管已经参考本发明的典型实施例，具体示出和描述了本发明，但本领域普通技术人员应当理解，在不脱离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对这些实施例进行形式和细节上的多种改变。

Claims (19)

1.一种光刻胶涂覆装置，包括：
供气单元(10)，用于向光刻胶涂覆单元(20)供应气体；
所述光刻胶涂覆单元(20)，包括：
由侧壁、底板和盖板(206)包封的设备腔体(202)，
旋转平台(204)，用于承载基片(205)并带动基片旋转，
与基片(205)共形的导流单元，用于将供气单元供应的气体均匀地吹过涂覆了光刻胶的基片表面；以及
抽气单元(203)，对所述设备腔体(202)抽气。
2.根据权利要求1所述的光刻胶涂覆装置，其中所述导流单元包括：
位于基片(205)上方的所述盖板(206)，并且所述盖板的中心与基片的中心重合,所述盖板的表面形状与基片的表面形状共形；
多个进气孔(207)，位于所述盖板中心，并且用于将供气单元供应的气体通过所述进气孔输入设备腔体(202)内；
多个抽气孔(209)，设置于所述光刻胶涂覆单元(20)的底板上，所述多个抽气孔以旋转平台(4)的转动轴为中心对称排布；以及
其中所述抽气单元(203)与所述抽气孔(209)相连通，并且通过所述抽气孔(209)对所述设备腔体(202)抽气。
3.根据权利要求1或2所述的光刻胶涂覆装置，其中所述供气单元(10)是开放式供气单元或管道式供气单元。
4.根据权利要求3所述的光刻胶涂覆装置，其中在所述供气单元是管道式供气单元的情况下，管道的数量与进气孔(207)数量一致，管口口径确保与进气孔(207)无缝衔接。
5.根据权利要求3所述的光刻胶涂覆装置，其中所述供气单元(10)的气流量大小可调节。
6.根据权利要求3所述的光刻胶涂覆装置，其中所述供气单元供应的气体是高洁净压缩空气或高纯氮气。
7.根据权利要求3所述的光刻胶涂覆装置，其中所述抽气单元(203)的气流量大小可调节，并且所述抽气单元的抽气流量不小于供气单元(10)的供气流量。
8.根据权利要求3所述的光刻胶涂覆装置，其中所述抽气孔(209)均匀分布于旋转台四周。
9.根据权利要求3所述的光刻胶涂覆装置，其中所述盖板(206)由设备腔体(202)侧壁上设置的载盖台(2081,2082)承载，并且所述载盖台上下移动以调节所述盖板(206)与基片(205)的间距。
10.根据权利要求9所述的光刻胶涂覆装置，其中所述基片的表面与所述盖板之间的间距在5～50mm之间。
11.根据权利要求9所述的光刻胶涂覆装置，其中所述盖板(206)周围设置有密封条，以确保气流只由位于中心的进气孔(207)送入。
12.根据权利要求3所述的光刻胶涂覆装置，其中所述进气孔(207)的几何形状为圆对称形。
13.根据权利要求3所述的光刻胶涂覆装置，其中如果设置多个进气孔(207)，则所述多个进气孔(207)按照圆对称分布均匀排列。
14.根据权利要求1所述的光刻胶涂覆装置，其中所述旋转平台(204)的转速可调，并且所述转速小于300rpm。
15.一种光刻胶涂覆方法，使用根据权利要求1-14任一项所述的光刻胶涂覆装置，包括以下步骤：
将基片(205)装载在旋转平台(204)上(S301)；
将光刻胶涂覆在基片上(S302)；
用具有进气孔(207)的盖板(206)封盖设备腔体(202)(S303)；
通过旋转平台(240)带动基片(205)旋转(S304)；
通过供气单元(10)、导流单元(206、207、209)和抽气单元使气体均匀地吹过涂覆了光刻胶的基片表面(S305)；
在预定的涂胶时间段之后，所述旋转平台(204)停止旋转(S306)。
16.根据权利要求15所述的光刻胶涂覆方法，其中在0-40rpm的极低转速下将光刻胶涂覆在基片上。
17.根据权利要求15所述的光刻胶涂覆方法，其中在不大于供气单元最大气流量的20％的气流量下将光刻胶涂覆在基片上。
18.根据权利要求15所述的光刻胶涂覆方法，其中在40-300rpm低转速下，通过旋转平台(240)带动基片(205)旋转(S304)。
19.根据权利要求15所述的光刻胶涂覆方法，其中在通过供气单元(10)、导流单元(206、207、209)和抽气单元使气体均匀地吹过涂覆了光刻胶的基片表面时，所述供气单元(10)的气流量不小于供气***最大气流量的80％。
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