CN102236271A - 光刻胶干燥设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光刻胶干燥设备和方法，包括真空室，真空室中设置有用于承载基板的机台，真空室的壁面上开设有抽气孔，其中还包括：强制对流部件，设置在真空室中，用于在真空室中形成空气对流，以促进基板上光刻胶中的溶剂挥发。本发明提供的光刻胶干燥设备，通过设置强制对流部件增加真空室中的对流空气，以加速光刻胶表面的空气流动速度，提高液体溶剂的挥发效率，从而减少干燥后光刻胶中溶剂的残存量。

Description

光刻胶干燥设备和方法

技术领域

本发明涉及液晶显示器制造过程中的光刻胶干燥技术，尤其涉及一种光刻胶干燥设备和方法。

背景技术

液晶显示器是目前常用的平板显示器，近十年有了飞速地发展，从屏幕尺寸到显示质量都取得了很大进步。

液晶显示器的制备工艺中经常包括掩膜构图工艺，需要在基板上布设光刻胶，而后进行曝光、显影和刻蚀操作。在涂覆光刻胶之后，进行曝光显影之前，需要对光刻胶进行干燥处理，将其中的溶剂挥发除去，形成固态的光刻胶以便曝光显影。

现有对光刻胶的干燥操作包括两种形式。一种是对尺寸较小的基板上涂覆的光刻胶进行干燥，首先旋转基板，通过离心力除去70％以上的溶剂，而后进行抽真空操作，又称低压干燥工艺或真空腔体脱水工艺，将涂覆光刻胶的基板置于低压真空环境下，从而除去剩余的溶剂。另一种是对尺寸较大的基板进行光刻胶干燥，大尺寸基板由于体积原因而难以进行旋转，目前仅通过抽真空操作来除去溶剂。

图1为现有技术中大尺寸基板的光刻胶干燥设备的结构示意图，包括由下腔11和上腔12扣合而成的真空室10，其中设置有承载基板3的机台2，在真空室10的上表面开设有多个抽气孔4，如图2所示，抽气孔4连接包括导气通道的支架6，以便从抽气孔4进行抽真空操作。

现有这种对大尺寸基板进行光刻胶干燥操作的方式显然会降低溶剂的除去效率，使得光刻胶中残存很多溶剂，并且由于抽真空时抽气孔的位置不均匀，导致光刻胶中溶剂的残存位置不均匀。邻近抽气孔的位置溶剂会比较少，远离抽气孔的位置溶剂会比较多。显影时光刻胶中溶剂的含量直接决定着光刻胶的坡度角形貌。溶剂的不均匀残存，会使显影后的光刻胶出现反角的缺陷。图3所示为具有反角的光刻胶的结构示意图，基板3上的光刻胶5坡度角为反角，不利于后续的构图工艺。

因此，现有大尺寸基板的光刻胶干燥操作存在溶剂残存量较多且不均匀的问题，光刻胶膜层质量好坏直接影响着最终产品的性能，所以该问题影响了目前越来越多的大尺寸液晶显示器的产品质量。

发明内容

本发明提供一种光刻胶干燥设备和方法，以减少干燥后光刻胶中溶剂的残存量。

本发明提供一种光刻胶干燥设备，包括真空室，所述真空室中设置有用于承载基板的机台，所述真空室的壁面上开设有抽气孔，其中，还包括：

强制对流部件，设置在所述真空室中，用于在所述真空室中形成空气对流，以促进所述基板上光刻胶中的溶剂挥发。

本发明提供一种光刻胶干燥方法，包括：

将涂覆有光刻胶的基板置于真空室内，在所述真空室进行强制通风以形成空气对流，以促进所述基板上光刻胶中的溶剂挥发；

对所述真空室进行抽真空操作。

本发明提供的光刻胶干燥设备和方法，通过设置强制对流部件增加真空室中的对流空气，以加速光刻胶表面的空气流动速度，提高液体溶剂的挥发效率，从而减少干燥后光刻胶中溶剂的残存量。

附图说明

图1为现有技术中大尺寸基板的光刻胶干燥设备的侧视结构示意图；

图2为现有技术中大尺寸基板的光刻胶干燥设备的俯视结构示意图；

图3为具有反角的光刻胶的结构示意图；

图4为本发明实施例一提供的光刻胶干燥设备的侧视结构示意图；

图5为本发明实施例一提供的光刻胶干燥设备的俯视结构示意图；

图6为本发明实施例二提供的光刻胶干燥设备的俯视结构示意图；

图7为本发明实施例三提供的光刻胶干燥方法的流程图。

附图标记：

10-真空室；     11-下腔；   12-上腔；

2-机台；        3-基板；    4-抽气孔；

5-光刻胶；      6-支架；    7-风扇；

8-凹槽；        9-固定环。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种光刻胶干燥设备，又可称为低压干燥设备(LowerPressure Device，简称LPD)或真空腔体脱水设备(Vacuum Chamber Dryer，简称VCD)，其包括真空室，真空室中设置有用于承载基板的机台，真空室的壁面上开设有抽气孔，在真空室中还设置有强制对流部件，用于在真空室中形成空气对流，以促进基板上光刻胶中的溶剂挥发。

本发明的技术方案利用了增加物体表面气体流动速度可提高液体气化速度的原理，通过设置强制对流部件，在光刻胶表面形成高速流动的气流，使大部分溶剂能够迅速挥发，再抽真空将绝大部分溶剂从光刻胶中除去。与现有大尺寸基板只通过抽真空的方式除去溶剂的方法相比，采用本发明制备的光刻胶膜层含有溶剂更少，更加均匀，不会形成反角，工艺控制更加方便，提高了产品质量的稳定性，从而进一步提高了液晶显示器的质量和制作效率，降低了制作成本。

强制对流部件的实现方式有多种，下面通过实施例分别介绍。

实施例一

图4为本发明实施例一提供的光刻胶干燥设备的结构示意图。如图4所示，该设备包括真空室10，真空室10具体可以由上腔12和下腔11扣合而成。真空室10中设置有用于承载基板3的机台2，真空室10的壁面上开设有抽气孔4，在真空室10中设置的强制对流部件为风扇7，用于在真空室10中形成空气对流，以促进基板3上所涂覆的光刻胶中的溶剂挥发。

本实施例中风扇7包括多个扇叶，悬吊在机台2的上方，如图5所示，多个扇叶呈放射状均匀布设。扇叶的转轴正对基板3的中心，从而尽量在真空室10中形成均匀对称的空气对流。

机台2的上表面可以设置一凹槽8，凹槽8的尺寸与基板3尺寸对应，约为0.2～0.5毫米深，用于固定基板3，以免基板3在高速对流和抽真空的作用下移动位置而损坏。在凹槽8下可以设置可升降的机械手，用于托起或放下基板3，主要是在干燥操作前后来移动基板3。

本实施例中，抽气孔4优选是形成在真空室10上腔12的顶壁上，即形成在基板3的上方，抽气孔4外连接一支架6，支架6连接升降装置以控制上腔12的升降，同时支架6内部设置导气管道，连接真空泵。导气管道连接抽气孔4以便进行抽真空操作。抽气孔4的数量为多个，尽量均匀的布设。风扇7悬吊在抽气孔4的下方，使得抽气操作能够直接抽取风扇7形成的均匀对流空气。

本实施例设备的工作过程为：先将涂覆完光刻胶的基板3通过机械手放置在凹槽8内，利用支架6带动上腔12下降，与下腔11对盒密封后开启风扇7旋转，使光刻胶5表面产生高速气体对流，将大部分溶剂挥发出来，此时凹槽8防止基板3在真空室10内位移；接着关闭风扇7，开启真空泵，通过抽气孔4将真空室10内抽真空，将对流产生的挥发溶剂与腔体内减压产生的新增挥发出的溶剂一起抽走；最后从抽气孔4充入空气或者氮气，使真空室10内压强等于1个标准大气压，升起上腔12后再升起机械手，将基板3托出，由其他搬送装置搬送至其他设备进行后续工艺。

采用上述技术方案，一方面加速光刻胶表面的空气对流速度，可提高溶剂的挥发率，另一方面挥发的溶剂均匀的携带在对流空气中由抽气孔排出，避免了由于抽气孔分布位置不均匀引起的溶剂挥发不均匀，对抽气孔的抽气位置均匀性要求也可降低。因此，本实施例的技术方案可以提高溶剂的挥发率，减少光刻胶中的溶剂残存量，也能改善溶剂残余量的均匀性，从而克服光刻胶膜层形貌质量不佳造成的液晶显示器质量下降。

另外，降低了对抽气均匀性的要求，可以设置抽气孔的数量为至少一个，均匀或非均匀地布设在真空室的壁面上，这样能够降低设备的抽气结构的设计成本。

实施例二

图6为本发明实施例二提供的光刻胶干燥设备的俯视结构示意图。本实施例以实施例一为基础，进一步增加了固定环9，风扇7的多个扇叶的尾端连接在一个固定环9上。

固定环的作用是固定扇叶的端部，随着扇叶一起旋转，在扇叶旋转过程中提高扇叶的刚度，减少扇叶变形，从而提高真空室内空气对流的稳定程度。

本发明实施例提供的光刻胶干燥设备中，强制对流部件并不限于为风扇，也不限于悬吊在基板的上方。风扇可以设置在真空室的任何位置来增强对流。强制对流部件还可以为形成在真空室壁面上的通风孔，通风孔连接鼓风机，通过鼓风机的抽吸以在真空室中形成空气对流。

本发明提供的这种低压干燥设备，适用于基于旋转涂胶工艺、低压干燥和显影技术使用光刻胶过程中的光刻胶干燥操作，尤其适用于大尺寸基板无法进行旋转甩胶的情况。使光刻胶膜层含有溶剂更少，更加均匀，不会形成反角，且工艺控制更加方便，提高了产品质量的稳定性，进一步提高了液晶显示器的质量和制作效率，降低了制作成本。

实施例三

图7为本发明实施例三提供的光刻胶干燥方法的流程图，该方法可以采用本发明所提供的光刻胶干燥设备来实施，包括如下步骤：

步骤701、将涂覆有光刻胶的基板置于真空室内，在真空室进行强制通风以形成空气对流，以促进基板上光刻胶中的溶剂挥发；

步骤702、对真空室进行抽真空操作。

本实施例的方法尤其适用于大尺寸基板的光刻胶干燥，大尺寸基板在无法通过旋转基板来甩胶干燥时，通过强制通风来增强光刻胶表面的气体流动速度，从而提高溶剂的挥发率。对流空气不仅可以提高挥发速度，还可以在抽取真空时，实现将对流运动中的空气流抽出，由于挥发的溶剂携带在对流空气中，使得抽真空操作能均匀的将真空室中的空气流抽出，减少抽真空位置不均匀导致的光刻胶中溶剂挥发不均匀现象，从而能够改善光刻胶的形貌，保证后续形成的液晶显示器的质量。降低对抽真空操作均匀性的要求，也可能降低设备的设计成本。

在本实施例的基础上，强制通风可以采用多种形式来实现，例如前述实施例所述的鼓风机和通风孔。优选的是在真空室进行强制通风以形成空气对流的步骤包括：在真空室中开启风扇进行强制通风，以形成空气对流。

风扇可设置在真空室的任何位置，优选是布设在基板的上方，形成均匀的对流空气。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种光刻胶干燥设备，包括真空室，所述真空室中设置有用于承载基板的机台，所述真空室的壁面上开设有抽气孔，其特征在于，还包括：

强制对流部件，设置在所述真空室中，用于在所述真空室中形成空气对流，以促进所述基板上光刻胶中的溶剂挥发。

2.根据权利要求1所述的光刻胶干燥设备，其特征在于：所述强制对流部件为风扇。

3.根据权利要求2所述的光刻胶干燥设备，其特征在于：所述风扇包括多个扇叶，悬吊在所述机台的上方，所述多个扇叶呈放射状均匀布设。

4.根据权利要求3所述的光刻胶干燥设备，其特征在于：所述风扇悬吊在抽气孔的下方。

5.根据权利要求3所述的光刻胶干燥设备，其特征在于：所述多个扇叶的尾端连接在一个固定环上。

6.根据权利要求1所述的光刻胶干燥设备，其特征在于：所述强制对流部件为形成在所述真空室壁面上的通风孔，所述通风孔连接鼓风机以形成空气对流。

7.根据权利要求1～6任一所述的光刻胶干燥设备，其特征在于：所述抽气孔的数量为至少一个，均匀或非均匀地布设在所述真空室的壁面上。

8.根据权利要求1～6任一所述的光刻胶干燥设备，其特征在于：所述机台的上表面还设置有凹槽，用于固定所述基板。

9.一种光刻胶干燥方法，其特征在于，包括：

将涂覆有光刻胶的基板置于真空室内，在所述真空室进行强制通风以形成空气对流，以促进所述基板上光刻胶中的溶剂挥发；

对所述真空室进行抽真空操作。

10.根据权利要求9所述的光刻胶干燥方法，其特征在于，在所述真空室进行强制通风以形成空气对流包括：

在所述真空室中开启风扇进行强制通风，以形成空气对流。

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