CN102722084B - 一种光刻方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光刻方法和设备，方法包括：对基板上将要进行光刻胶涂覆的表面的边缘位置进行疏水处理；对经过疏水处理的基板表面涂覆亲水性光刻胶。通过本发明，能够大大减少边缘除胶过程中溶剂的用量，从而降低生产成本，提高产能。
Description
技术领域
本发明涉及平板显示技术领域，尤其涉及一种光刻方法和设备。
背景技术
随着平板显示技术近些年的飞速发展，平板显示从屏幕的尺寸到显示的质量都取得了很大的进步。随着平板显示产品生产规模的不断扩大，各个生产厂商之间的竞争也日趋激烈，各厂家在不断提高产品性能的同时，也在不断努力降低产品的生产成本，以提高市场的竞争力。
光刻工艺是平板显示器制造过程中非常关键的一道工序，该工序主要是在基板的一表面涂上光刻胶。而为了防止玻璃基板表面上涂的光刻胶滴落在曝光机等精密设备上，需要在玻璃基板表面的涂胶完后进行边缘除胶工序，用溶剂(thinner)清洗掉玻璃基板表面的边缘四周的光刻胶。该溶剂的成分可以是丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)、醋酸正丁酯(NBA)及其混合物等等。
由于目前工艺要求玻璃基板的边缘四周都必须没有光刻胶，因此每张玻璃基板的边缘四周都需要用溶剂清洗若干次才能符合要求，而清洗的过程需要耗费大量的溶剂，导致生产成本较高。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种光刻方法和设备，以减少边缘除胶过程中溶剂的用量，降低生产成本。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种光刻方法，该方法包括：
对基板上将要进行光刻胶涂覆的表面的边缘位置进行疏水处理；
对经过疏水处理的基板表面涂覆亲水性光刻胶。
所述对基板上将要进行光刻胶涂覆的表面的边缘位置进行疏水处理，具体为：
用药液对所述基板进行疏水处理，所述药液包含(CXHY)nSiNHSi(CAHB)m或(CXHY)nSiNSi(CAHB)m(CDHF)s，
其中，下标X、A、D的取值为非负整数，下标Y、B、F的取值为正整数，下标m、n、s的取值为1～3的整数。
所述(CXHY)nSiNHSi(CAHB)m为六甲基二硅胺(HMDS)。
所述(CXHY)nSiNSi(CAHB)m(CDHF)s为九甲基三硅氮烷。
所述对基板上将要进行光刻胶涂覆的表面的边缘位置进行疏水处理，为：
所述基板沿辊轮传输，所述辊轮与所述基板上将要进行光刻胶涂覆的表面的边缘位置接触，所述辊轮的表面涂覆有药液，当所述辊轮通过转动带动所述基板运动时，将自身表面涂覆的药液涂覆在所述基板上将要进行光刻胶涂覆的表面的边缘位置。
所述对基板上将要进行光刻胶涂覆的表面的边缘位置进行疏水处理，为：
采用转印的方式，在将要进行光刻胶涂覆的表面的边缘位置上涂覆药液。
该方法进一步包括：
只对所述基板表面的部分边缘位置进行疏水处理时，在将光刻胶涂覆在所述基板表面之后，对所述基板表面上没有进行疏水处理的边缘位置进行边缘除胶处理。
本发明还提供了一种光刻设备，该设备包括：疏水处理部件和光刻胶涂覆部件，其中，
所述疏水处理部件，用于对基板上将要进行光刻胶涂覆的表面的边缘位置进行疏水处理；
所述光刻胶涂覆部件，用于对经过疏水处理的基板表面涂覆亲水性光刻胶。
所述疏水处理部件进一步用于，用药液对所述基板进行疏水处理，所述药液包含(CXHY)nSiNHSi(CAHB)m或(CXHY)nSiNSi(CAHB)m(CDHF)s，
其中，下标X、A、D的取值为非负整数，下标Y、B、F的取值为正整数，下标m、n、s的取值为1～3的整数。
所述(CXHY)nSiNHSi(CAHB)m为六甲基二硅胺(HMDS)。
所述(CXHY)nSiNSi(CAHB)m(CDHF)s为九甲基三硅氮烷。
所述疏水处理部件包括：药液容器、药液传递部件和辊轮，其中，
所述药液容器，用于盛放药液；
所述药液传递部件的一端与所述药液容器的漏口紧密接触，另一端与所述辊轮的圆柱侧面接触；
所述药液容器通过所述药液传递部件将所述药液涂覆在所述辊轮的表面上；
所述辊轮与基板上将要进行光刻胶涂覆的表面的边缘位置接触，用于在通过转动带动所述基板运动时，将自身表面涂覆的药液涂覆在所述基板上将要进行光刻胶涂覆的表面的边缘位置。
所述辊轮包括设置在基板上方的两排平行的辊轮，所述药液传递部件设置在所述辊轮的上方，所述药液容器设置在所述药液传递部件的上方。
所述药液传递部件为海绵或棉球。
所述疏水处理部件进一步用于，采用转印的方式，在将要进行光刻胶涂覆的表面的边缘位置进行疏水处理。
所述疏水处理部件进一步用于，只对所述基板表面的部分边缘位置进行疏水处理；
相应的，该设备进一步包括：边缘除胶处理部件，用于在所述基板表面涂光刻胶之后，对所述基板表面没有进行疏水处理的边缘位置进行边缘除胶处理。
本发明所提供的一种光刻方法和设备，先对基板上将要进行光刻胶涂覆的表面的边缘位置进行疏水处理；再对经过疏水处理的基板表面涂覆亲水性光刻胶。由于经过疏水处理的边缘位置能够很好的阻隔亲水性光刻胶，因此在基板表面涂覆光刻胶时，光刻胶在经过疏水处理的边缘位置时不会残留，从而省去了对经过疏水处理的边缘位置的边缘除胶工序。由此可见，通过本发明，能够大大减少边缘除胶过程中溶剂的用量，从而降低基板的生产成本，提高产能。
附图说明
图1为本发明实施例的一种光刻方法的流程图；
图2为本发明实施例的一种光刻设备的结构示意图；
图3为本发明实施例中经过一次HMDS涂覆处理后的基板表面的示意图；
图4为本发明实施例中经过光刻胶涂覆后的基板表面的示意图一；
图5为本发明实施例中经过光刻胶涂覆后的基板表面的示意图二；
图6为本发明实施例中采用转印的方式涂覆HMDS的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。
为减少边缘除胶过程中溶剂的用量，降低生产成本，本发明实施例所提供的一种光刻方法，如图1所示，主要包括以下步骤：
步骤101，对基板上将要进行光刻胶涂覆的表面的边缘位置进行疏水处理。
具体的，可以用药液对该基板进行疏水处理，所述药液包含(CXHY)nSiNHSi(CAHB)m或(CXHY)nSiNSi(CAHB)m(CDHF)s，其中，下标X、A、D的取值为非负整数，下标Y、B、F的取值为正整数，下标m、n、s的取值为1～3的整数。
其中，所述(CXHY)nSiNHSi(CAHB)m为六甲基二硅胺(HMDS)，所述(CXHY)nSiNSi(CAHB)m(CDHF)s为九甲基三硅氮烷。
步骤102，对经过疏水处理的基板表面涂覆亲水性光刻胶。
在基板表面的边缘位置上涂覆所述药液后，再在该表面上涂覆光刻胶。本发明的实施例适用于亲水性的光刻胶。在涂覆所述药液之前，基板表面的羟基和残留的水分子是亲水性的，将所述药液涂覆到基板表面的边缘位置后，所述药液与基板表面的羟基反应，在基板的表面(边缘位置)形成硅醚，消除了表面(边缘位置)的氢键作用，从而使该表面的边缘位置由亲水性变为疏水性(即边缘位置由极性表面变成非极性表面)；由于该边缘位置上的疏水基能够很好的与亲水性的光刻胶阻隔，因此能起到分离剂的作用。
由此可以看出，由于经过疏水处理的边缘位置能够很好的阻隔亲水性光刻胶，因此在基板表面涂覆亲水性光刻胶时，亲水性光刻胶在经过疏水处理的边缘位置时不会残留，这就省去了对经过疏水处理的边缘位置的边缘除胶工序，从而能够大大减少边缘除胶过程中溶剂的用量。
对应上述光刻方法，本发明实施例所提供的光刻设备至少需要包括：疏水处理部件和光刻胶涂覆部件。其中，疏水处理部件，用于对基板上将要进行光刻胶涂覆的表面的边缘位置进行疏水处理。光刻胶涂覆部件，用于对经过疏水处理的基板表面涂覆亲水性光刻胶。
此外，疏水处理部件既可以对将要进行光刻胶涂覆的表面的全部边缘位置进行疏水处理，也可以对只对将要进行光刻胶涂覆的表面的部分边缘位置进行疏水处理；如果只对将要进行光刻胶涂覆的表面的部分边缘位置进行疏水处理，那么该设备还需包括：边缘除胶处理部件，用于在所述基板表面涂光刻胶之后，对所述基板表面没有进行疏水处理的边缘位置进行边缘除胶处理。
下面以HMDS药液为例，结合具体实施例对本发明的光刻方法和设备进一步详细阐述。
如图2所示，为本发明的一实施例所提供的一种光刻设备的结构示意图，该设备主要包括：药液容器11、药液传递部件12和辊轮13。药液传递部件12可以是海绵或棉球等能吸附药液的部件，该药液需要包含(CXHY)nSiNHSi(CAHB)m或(CXHY)nSiNSi(CAHB)m(CDHF)s成分，如HMDS药液。
其中，药液容器11，用于盛放药液，如HMDS药液；
药液传递部件12的一端与药液容器11的漏口紧密接触，另一端与辊轮13的圆柱侧面接触；药液容器11通过药液传递部件12将药液涂覆在辊轮13的表面上；
辊轮13包括设置在基板14上方的两排平行的辊轮，药液传递部件12设置在辊轮13的上方，药液容器11设置在药液传递部件12的上方；
辊轮13与基板14上将要进行光刻胶涂覆的表面的边缘位置接触，用于在通过转动带动基板14运动时，将自身表面涂覆的HMDS药液涂覆在基板14上将要进行光刻胶涂覆的表面的边缘位置。基板14上涂覆过HMDS药液的部分如图2中的标号15所指向的阴影部分所示。
需要说明的是，图2所示只是该光刻设备的截面示意图，实际应用中，由于辊轮13的转动带动基板14运动，因此通常是在对应基板14两侧的边缘位置上分别对应设置有辊轮13；即在图2所示的辊轮13的正后方还平行设置有一横排辊轮13，通过这两排并行的辊轮13的转动来带动基板14的运动。这两排辊轮13的位置恰好对应了基板14表面上相互平行的两条边缘位置。那么，当这两排辊轮13转动时，开始传送基板14，药液传递部件12将HMDS药液涂覆在辊轮13的圆柱侧表面上，进而间接涂覆在基板14表面上相互平行的两条边缘位置上。
经过一次HMDS药液涂覆处理后的基板14表面的示意图，如图3所示，可以看出，基板14表面上相互平行的两条边缘位置上已经涂覆了HMDS(图中阴影部分所示)，这两条平行的边缘位置正是在传送过程中与两排辊轮13所接触的位置。
在对基板14的表面进行了HMDS涂覆处理后，可以对处理后的表面进行光刻工艺处理，将光刻胶涂覆在该表面上，该光刻工艺处理可以由专门的光刻工艺处理部件(图2中未示出)来执行。经过光刻工艺处理后的基板14表面的示意图，如图4所示，图中标号16所指向的阴影部分即表示基板14表面上覆盖有光刻胶的位置。
本发明的实施例适用于亲水性的光刻胶。在涂覆HMDS之前，基板14表面的羟基和残留的水分子是亲水性的，将HMDS涂覆到基板14表面的边缘位置(图3中阴影部分所示)后，HMDS与基板14表面的羟基反应，在基板14的表面形成硅醚(在图3所示阴影部分的位置形成硅醚)，消除了氢键作用，从而使该表面的边缘位置由亲水性变为疏水性(即边缘位置由极性表面变成非极性表面)；由于该边缘位置上的疏水基能够很好的与亲水性的光刻胶阻隔，因此能起到分离剂的作用。
那么，由于经过HMDS处理的边缘位置能够很好的阻隔光刻胶，因此在基板14表面涂覆光刻胶时，光刻胶在经过HMDS处理的边缘位置时不会残留(如图4中的空白位置所示，该空白位置上没有光刻胶残留)，这就省去了对经过HMDS处理的边缘位置的边缘除胶工序，从而能够大大减少边缘除胶过程中溶剂的用量。
另外还需要说明的是，按照图2所示的设备结构，通常一块基板14要经历两次HMDS涂覆处理，才能将表面四周的边缘位置全部涂覆上HMDS。图3所示的基板14是只经过一次HMDS涂覆处理的结果，即图中基板14表面的左右两边的边缘位置上涂覆了HMDS，但上下两边的边缘位置上没有涂覆HMDS。如果需要执行第二次HMDS涂覆处理，则需要将图3所示基板14表面的上下两边的边缘位置分别对应接触辊轮13，重新过一遍辊轮13。
在执行了两次HMDS涂覆处理后，基板14的表面四周都涂覆了HMDS，然后再对该表面执行光刻工艺处理后，其基板14的表面的效果如图5所示，即基板14的表面四周的边缘位置都没有光刻胶的覆盖，覆盖有光刻胶的位置如图5中标号16所指向的阴影部分所示。
在对一块基板14执行上述两次HMDS涂覆处理后，由于基板14的表面四周的边缘位置都没有光刻胶的覆盖，因此也就无需在对该边缘位置进行边缘除胶处理，从而能够省去边缘除胶过程中的溶剂用量，降低生产成本，提高产能。
如果对一块基板14只执行上述一次HMDS涂覆处理，那么经过光刻工艺处理后的表面如图4所示，由于基板14表面的上下两边的边缘位置上覆盖有光刻胶，因此需要对上下两边的边缘位置进行边缘除胶处理，用溶剂清洗掉上下两边的边缘位置上的光刻胶，进行边缘除胶处理后的效果与图5所示的效果相同。即使这样，由于只需对上下两边的边缘位置进行边缘除胶处理，那么相比现有技术中需要对基板14表面四周的边缘位置都进行边缘除胶处理，本发明的这种实施例也能够节省边缘除胶过程中的溶剂用量，降低生产成本。
作为本发明的另一种实施例，也可以采用转印的方式，在将要进行光刻工艺处理的表面的边缘位置进行疏水处理，涂覆HMDS药液。具体如图6所示，采用与基板14形状面积相同的APR(Asahikasei Photosensitive Resin，日本旭化成开发的感光性树脂)板17，该APR板17表面的边缘四周都有凸起，且凸起处涂覆有HMDS药液；将该APR板17裹在辊轮上，APR板17上下两边的边缘位置凸起如图6中的黑色填充部分所示，APR板17左右两边的边缘位置凸起图6中未示出。凸起的宽度与图中15所示的基板14的边缘宽度对应。当辊轮在基板14上滚过时，APR板17凸起处的HMDS会涂覆在基板14的边缘位置上(图中阴影部分所示)；通过转印的方式，辊轮在基板14上滚过一次就能将基板14的边缘四周全部涂覆上HMDS。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种光刻方法，其特征在于，该方法包括：
对基板上将要进行光刻胶涂覆的表面的边缘位置进行疏水处理，具体为：所述基板沿辊轮传输，所述辊轮与所述基板上将要进行光刻胶涂覆的表面的边缘位置接触，所述辊轮的表面涂覆有药液，当所述辊轮通过转动带动所述基板运动时，盛放药液的药液容器通过药液传递部件将所述药液涂覆在所述辊轮的圆柱侧表面上，进而将所述辊轮的圆柱侧表面上涂覆的药液涂覆在所述基板上将要进行光刻胶涂覆的表面的边缘位置；或者，采用转印的方式，在将要进行光刻胶涂覆的表面的边缘位置上涂覆药液；
对经过疏水处理的基板表面涂覆亲水性光刻胶。
2.根据权利要求1所述的光刻方法，其特征在于，所述对基板上将要进行光刻胶涂覆的表面的边缘位置进行疏水处理，具体为：
用药液对所述基板进行疏水处理，所述药液包含（CXHY）n SiNHSi（CAHB）m或（CXHY）n SiNSi（CAHB）m（CDHF）s，
其中，下标X、A、D的取值为非负整数，下标Y、B、F的取值为正整数，下标m、n、s的取值为1～3的整数。
3.根据权利要求2所述的光刻方法，其特征在于，所述（CXHY）n SiNHSi（CAHB）m为六甲基二硅胺（HMDS）。
4.根据权利要求2所述的光刻方法，其特征在于，所述（CXHY）n SiNSi（CAHB）m（CDHF）s为九甲基三硅氮烷。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的光刻方法，其特征在于，该方法进一步包括：
只对所述基板表面的部分边缘位置进行疏水处理时，在将光刻胶涂覆在所述基板表面之后，对所述基板表面上没有进行疏水处理的边缘位置进行边缘除胶处理。
6.一种光刻设备，其特征在于，该设备包括：疏水处理部件和光刻胶涂覆部件，其中，
所述疏水处理部件，用于对基板上将要进行光刻胶涂覆的表面的边缘位置进行疏水处理；
所述光刻胶涂覆部件，用于对经过疏水处理的基板表面涂覆亲水性光刻胶；
所述疏水处理部件进一步用于，采用转印的方式，在将要进行光刻胶涂覆的表面的边缘位置进行疏水处理；或者，所述疏水处理部件包括：药液容器、药液传递部件和辊轮，其中，
所述药液容器，用于盛放药液；
所述药液传递部件的一端与所述药液容器的漏口紧密接触，另一端与所述辊轮的圆柱侧面接触；
所述药液容器通过所述药液传递部件将所述药液涂覆在所述辊轮的表面上；
所述辊轮与基板上将要进行光刻胶涂覆的表面的边缘位置接触，用于在通过转动带动所述基板运动时，将自身表面涂覆的药液涂覆在所述基板上将要进行光刻胶涂覆的表面的边缘位置。
7.根据权利要求6所述的光刻设备，其特征在于，所述疏水处理部件进一步用于，用药液对所述基板进行疏水处理，所述药液包含（CXHY）n SiNHSi（CAHB）m或（CXHY）n SiNSi（CAHB）m（CDHF）s，
其中，下标X、A、D的取值为非负整数，下标Y、B、F的取值为正整数，下标m、n、s的取值为1～3的整数。
8.根据权利要求7所述的光刻设备，其特征在于，所述（CXHY）n SiNHSi（CAHB）m为六甲基二硅胺（HMDS）。
9.根据权利要求7所述的光刻设备，其特征在于，所述（CXHY）n SiNSi（CAHB）m（CDHF）s为九甲基三硅氮烷。
10.根据权利要求6、7、8或9所述的光刻设备，其特征在于，所述辊轮包括设置在基板上方的两排平行的辊轮，所述药液传递部件设置在所述辊轮的上方，所述药液容器设置在所述药液传递部件的上方。
11.根据权利要求6、7、8或9所述的光刻设备，其特征在于，所述药液传递部件为海绵或棉球。
12.根据权利要求6、7、8或9所述的光刻设备，其特征在于，所述疏水处理部件进一步用于，只对所述基板表面的部分边缘位置进行疏水处理；
相应的，该设备进一步包括：边缘除胶处理部件，用于在所述基板表面涂光刻胶之后，对所述基板表面没有进行疏水处理的边缘位置进行边缘除胶处理。
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