CN102651430A - 一种基板的化学处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了基板的化学处理方法，包括用化学药液对基板进行化学处理以及回收化学药液，其中，a)所述用于基板化学处理的化学药液经过泡沫化；和/或，b)用泡沫化的化学药液吹扫回收基板上的化学药液。本发明方法能够有效减少化学药液使用量，同时可实现通过调节泡沫药液中的气液比，对基板表面的化学处理过程进行控制。此外，可以根据处理需要，使用微小泡沫化化学药液对基板上化学药液进行回收，利用泡沫柔软的特性，避免对基板表面造成损伤。

Description

一种基板的化学处理方法

技术领域

本发明涉及基板的化学处理，尤其是大面积基板的化学处理。可应用于LCD制造过程中的清洗、显影、湿法刻蚀及剥离等领域。

背景技术

基板在电子产品中已经广泛使用。基板的种类包括LCD阵列玻璃、LCD彩膜玻璃、LCD面板、印刷电路板、硅片等片状基板。

在LCD制造过程中，涉及LCD基板涉及清洗、显影、湿法刻蚀等化学处理过程。这些化学处理过程通常使用Puddle、Spray、Dip等方式进行处理。Puddle方式(浸置处理)为利用药液的表面张力将药液载放到平板基板上，使用少量药液实现对基板表面的浸泡和化学处理的一种处理方式。Spray处理方式是通过喷雾方式，对基板进行处理。Dip方式则是采取浸(蘸)的方式用化学药液处理基板。

随着液晶显示产业基板大型化的发展趋势，对大面积(整张基板)进行均匀化学处理所需要使用的化学药品以与基板面积呈正比的趋势增长，对于某些药液蒸发/失效速度快的工程，化学药品使用量的增加速度更为惊人。化学药品使用量的增加，不仅提高了药液供给和回收系统的成本，而且不利于环境保护，容易造成安全/环境事故。

以显影为例，LCD发展初期，为了节省药液使用量，显影曾经一度从Dip方式显影切换成Puddle方式显影，实现了节省药液使用量并降低设备成本的目的。图1是Puddle方式处理的示意图，包括向基板载药、Puddle处理以及回收药液移出基板的过程。随着玻璃基板的大型化，即使使用Puddle方式进行显影，在长宽均为2米以上的基板上均匀的载上数毫米(mm)的显影液，所需要的药液量也多达数十公斤。同时，药液的回收极易造成基板的损伤。

发明内容

针对上述不足，本发明提供一种基板的化学处理方法，该方法能够克服现有方法易对基板产生损伤的不足。

为解决上述问题，本发明提供的基板的化学处理方法，包括用化学药液对基板进行化学处理以及回收化学药液，其中，a)所述用于基板化学处理的化学药液经过泡沫化；和/或，b)用泡沫化的化学药液吹扫回收基板上的化学药液。

化学药液的泡沫化可以使用气泡发生器(Bubble Generator)实现，通过气泡发生器可以向化学药液中均匀掺入气泡，气泡的大小可以通过气泡发生器进行调节，例如通过调节通入气体的压力和流速来调整气泡的大小。通过气泡发生器可以使化学药液产生微米级的泡沫。优选地，化学药液经泡沫化形成的气泡直径成为10～1000μm，更优选所述气泡直径为10～100μm，气泡以较小直径占主体为佳。优选地，所述泡沫化形成的气泡密度为20,000～10¹⁵个/m³。

上述方法中，用于使化学药液泡沫化的气体可以是纯净空气、N₂或惰性气体。在必要时，也可以使用与化学药液或基板产生化学作用的其它气体，以实现对化学药液或基板的化学处理。

上述方法可以包括三种实施方式：

方式1：通过气泡发生器(Bubble Generator)产生微细泡沫状化学药液，使用泡沫化化学药液对基板进行化学处理，使用压力空气进行化学药液回收。

方式2：

直接使用化学药液(未经泡沫化)对基板进行化学处理。通过气泡发生器(Bubble Generator)产生微细泡沫状化学药液，在化学处理室(Chemical Chamber)出口处，将泡沫化化学药液通过化学品去除喷嘴(Chemical Remove Nozzle，亦称化学品回收喷嘴)用一定压力喷吐在载有化学药液的基板表面，使化学药液得到回收。

方式3：

通过气泡发生器(Bubble Generator)产生微细泡沫状化学药液，使用泡沫化化学药液对基板进行化学处理；通过气泡发生器(BubbleGenerator)产生微细泡沫状化学药液，在化学处理室(ChemicalChamber)出口处，将泡沫化化学药液通过化学品去除喷头(ChemicalRemove Nozzle)用一定压力(例如0.1-0.2MPa)喷吐在载有化学药液的基板表面，使化学药液得到回收。

上述方法可以用于对基板进行化学药液处理的各个过程，例如，清洗、显影、湿法刻蚀及剥离等等。本发明所述的化学药液包括但不限于蚀刻液、洗涤液、显影液、剥离液或涂料等等，对表面进行处理的药液。

上述基板可以是玻璃基板、电路板、硅片、塑料基板、塑料薄膜等基板。例如LCD阵列玻璃、LCD彩膜玻璃、LCD面板、印刷电路板、硅片等片状基板。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、本发明采用药液泡沫化的方式，在化学处理室(ChemicalChamber)出口处，用空气吹扫或用泡沫化化学药液通过化学品去除喷嘴(Chemical Remove Nozzle)用一定压力喷吐在载有化学药液的基板表面。可以达到对基板上化学品进行回收的目的。由于泡沫柔软的特性，可有效避免直接使用化学药液或压力空气时对基板表面造成损伤

2、通过使用上述泡沫状化学药液的方式，可以有效减少基板化学处理过程中所需要的化学药液量。并且，可通过调节泡沫状化学药液中空气或惰性气体与化学药液的比例，实现对基板表面化学处理过程的微细控制。

3、在向需要处理的基板表面载放化学药液时，使用上述较稳定的微细泡沫状化学药液覆盖在基板表面。由于泡沫状化学药液中的泡沫达到微米级，避免了基板表面局部不能得到化学药液浸润，而造成的不良。

附图说明

图1是现有技术Puddle处理方式的示意图；

图2是本发明Puddle处理方式1的示意图；

图3是本发明Puddle处理方式2的示意图；

图4是本发明Puddle处理方式3的示意图。

图中，101～103基板，201～203化学药液，301、302气泡发生器，401、402化学处理室，500化学药液池，600化学品去除喷嘴，700泵，箭头A表示基板移动方向。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。

实施例1

如图2所示，Puddle处理系统包括气泡发生器301，化学药液池500，泵700，泵700将化学药液池中的化学药液运送到气体发生器301，气体发生器将化学药液泡沫化，形成微米级气泡，并将泡沫化的化学药液载于化学处理室401中的基板101上，基板经过Puddle处理后，在化学处理室出口，通过化学品去除喷嘴600用一定压力空气吹扫基板103表面的化学药液203，使化学药液回收至化学药液池。图中，基板101～103及化学药液201～203分别为载药、Puddle处理及回收/移出的三个阶段。

实施例2

如图3所示，本例与实施例1类似，但本例中在载药处未设置气泡发生器，而在化学品去除喷嘴处连接气泡发生器。本例直接使用化学药液(未经泡沫化)对基板进行Puddle。通过气泡发生器(BubbleGenerator)302产生微细泡沫状化学药液，在化学室(ChemicalChamber)402出口处，将泡沫化化学药液通过化学品去除喷嘴(Chemical Remove Nozzle)600用一定压力喷吐在载有化学药液203的基板103表面，使化学药液得到回收。

实施例3

如图4所示，本例将实施例1和实施例2相结合，在载药处和化学品去除喷嘴处均设有气泡发生器。通过气泡发生器(BubbleGenerator)301产生微细泡沫状化学药液，使用泡沫化化学药液对基板进行Puddle；通过气泡发生器(Bubble Generator)302产生微细泡沫状化学药液，在化学室(Chemical Chamber)402出口处，将泡沫化化学药液通过化学品去除喷嘴(Chemical Remove Nozzle)600用一定压力喷吐在载有化学药液203的基板103表面，使化学药液得到回收。

实施例4

按照实施例1的方法，采用以下材料和条件，进行基板的Puddle显影处理，具体如下：

材料和方法

基板：LCD阵列玻璃基板，基板尺寸2.2m×2.5m

化学药液：显影液2.38％TMAH(四甲基氢氧化氨)

气泡平均直径：50+10μm，密度约8×10¹²个/m³

Puddle时间：1min

化学品去除喷嘴气压：0.15MPa

吹扫气体：N₂

其它操作按常规方法进行。

相同条件下按常规方法显影作为对照(显影液不经泡沫化)

结果：

采用本发明方法显影液用量仅6.5kg，而对照使用量达到21.3kg，并且本发明方法取得了与对照相同的显影效果；显影后对基板进行检测，本发明方法未出现明显损伤，而对照组则在多处出现由于冲刷不均匀而造成的损伤。

采用实施例2的方式，以上述基本相同的条件下进行基板显影，其中载液为未经泡沫化的显影液，化学品去除喷嘴处喷吐的化学药品经泡沫化为约200±15μm的气泡用于药液的回收(气泡通过气泡发生器连续形成)，显影后对基板进行检测，本发明方法未出现明显损伤。

采用实施例3的方式，以上述基本相同条件下进行基板显影，其中载液气泡平均直径约10μm，化学品去除喷嘴处喷吐的化学药品与载液相同，其气泡大小为100±15μm，气泡通过气泡发生器连续形成，结果本发明方法显影液用量仅为对照用量的三分之一，且取得了与对照相同的显影效果；显影后，对基板进行检测，本发明方法未出现明显损伤，而对照组则在多处出现由于冲刷不均匀而造成的损伤。

由上述可见，本发明方法通过载液时使用泡沫化的化学药液能够节省药液，使用少量药液即可处理较大面积；同时，药液泡沫化后密度变低，接触基板时的压力分布较直接使用药液的场合均匀，不易形成由于化学药液分布或冲刷力不均匀所造成的处理不良。

以上实施例对本发明进行了一般性的说明，本领域技术人员应当理解，在不违背本发明的精神及原则下，可以对本发明作出不同的修改和润饰，例如，将所用的基板推广到其它不同材质或用途的基板，诸如LCD彩膜玻璃、LCD面板、印刷电路板、硅片等片状基板；将气泡直径从50μm调整到30μm、10μm、8μm甚至更小，但仍然能够起到一定节约药液，并且具备柔软性的特点，或者将气泡直径调整到300μm、500μm、1000μm甚至更大，但仍然起到浸润基板，实现节约药液并且具备柔软性的特点，这些修改或润饰均应涵盖于本发明权利要求书所界定的专利保护范畴之内。

Claims (8)

1.基板的化学处理方法，包括用化学药液对基板进行化学处理以及回收化学药液，其特征在于，a)所述用于基板化学处理的化学药液经过泡沫化；和/或，b)用泡沫化的化学药液吹扫回收基板上的化学药液。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述化学药液经泡沫化形成的气泡直径为10～1000μm。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征所述气泡直径为10～100μm。

4.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，所述泡沫化形成的气泡密度为20,000～10¹⁵个/m³。

5.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，所述化学药液为蚀刻液、洗涤液、显影液、剥离液或涂料。

6.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，所述基板为玻璃基板、电路板、硅片、塑料基板或塑料薄膜。

7.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，用于使化学药液泡沫化的气体为空气或惰性气体。

8.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，所述用于基板化学处理的化学药液经过泡沫化时，采用压力空气回收基板上的化学药液。

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