CN104216230B - 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，所述涂布装置包括：基台；精密位移控制平台，位于基台上，精密位移控制平台在基台上沿扫描方向直线来回移动；压印模板，固定于精密位移控制平台的上表面，所述压印模板内具有凹槽；光刻胶喷头，位于压印模板上方，用于向凹槽内喷吐光刻胶；掩模板载物台，用于装载圆筒形掩模板，使圆筒形掩模板绕中心轴旋转，并能使圆筒形掩模板的表面贴合压印模板的上表面；其中，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，精密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。该涂布装置能在圆筒形掩模板表面形成厚度均匀的光刻胶层。

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。

在半导体制作中，曝光过程主要包括三大步骤：更换载物台(stage)上晶圆的步骤；对载物台上的晶圆进行对准的步骤；将掩模板上的图案转移到晶圆上的步骤。上述三个步骤依次反复的在同一个载物台上进行。

光刻作为半导体制作流程中一个关键的步骤，因此现实生产中如何提高曝光装置的产量是一个很重要的课题。

近年来，为了进一步提高曝光装置的产量，出现了各种具有双载物台的曝光装置，即对一个载物台上的晶圆进行曝光时，对另外一个载物台上的晶圆进行对准，从而减少晶圆的等待时间，提高了曝光效率。

另外一种比较先进的曝光系统是圆筒形掩模板系统，包括：基台；晶圆载物台组，用于装载晶圆，位于基台上，所述晶圆载物台组包括若干晶圆载物台，若干晶圆载物台依次在基台上的第一位置和第二位置之间循环移动；对准检测单元，位于基台的第一位置上方，用于检测位于第一位置的晶圆载物台上的基准标记，以及该晶圆载物台上的晶圆上的对准标记，进行晶圆的对准；掩膜板载物台，位于基台的第二位置上方，用于装载圆筒形掩膜板，并使所述圆筒形掩膜板绕掩膜板载物台的中心轴旋转，所述圆筒形掩模板为中空的圆柱，所述圆筒形掩模板包括位于中间的图像区域和位于图像区域的两边的非图像区域；曝光光源，位于圆筒形掩模板的中空区域，用于发射曝光光线照射圆筒形掩模板的图像区域；光学投影单元，位于掩膜板载物台和基台之间，将透过圆筒形掩膜板的图像区域的光投射到晶圆载物台上晶圆的曝光区；其中，当晶圆载物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，圆筒形掩膜板绕掩膜板载物台的中心轴旋转，透过圆筒形掩膜板的图像区域光投射到晶圆载物台上的晶圆上，对晶圆上的沿扫描方向排列的某一列曝光区进行曝光。

圆筒形掩模板的图像区域包括不透光区域和透光区域，不透光区域和透光区域构成掩膜图形，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。

图像区域的不透光区域一般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形成。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，但是如何在圆筒形掩模板上形成厚度均匀的光刻胶层，仍然面临巨大的挑战。

发明内容

本发明解决的问题是如何在圆筒形掩模板上形成厚度均匀的光刻胶层。

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，包括：基台；精密位移控制平台，位于基台上，所述精密位移控制平台在基台上沿扫描方向直线来回移动；压印模板，固定于精密位移控制平台的上表面，所述压印模板内具有凹槽，凹槽贯穿压印模板的部分上表面，所述凹槽用于容纳光刻胶；光刻胶喷头，位于压印模板上方，用于向凹槽内喷吐光刻胶；掩模板载物台，用于装载圆筒形掩模板，使圆筒形掩模板绕中心轴旋转，并能使圆筒形掩模板的表面贴合压印模板的上表面；其中，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，精密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。

可选的，所述压印模板的上表面以及凹槽的侧壁和底部表面为亲水表面，所述圆筒形掩模板表面为斥水表面。

可选的，所述压印模板的材料为石英。

可选的，所述凹槽贯穿压印模板的与扫描方向垂直的一个端面，并沿扫描方向向压印模板的另一端面延伸。

可选的，所述凹槽贯穿压印模板的与扫描方向垂直的一个端面，并沿扫描方向向压印模板的另一端面延伸，且贯穿压印模板的另一端面。

可选的，所述凹槽的深度为50～5000纳米。

可选的，所述凹槽两侧的压印模板内具有若干刻槽，刻槽的一端与凹槽相通，刻槽的另一端贯穿压印模板的与扫描方向平行的端面。

可选的，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位于中间的图像区域、位于图像区域的两侧的非图像区域，压印模板的凹槽的宽度等于图像区域的宽度，当圆筒形掩模板表面贴合压印模板的上表面时，图像区域的位置与压印模板的凹槽的位置相对应。

可选的，所述压印模板的凹槽的长度大于等于圆筒形掩模板的表面周长。

可选的，所述掩模板载物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。

可选的，所述掩模板载物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。

可选的，所述基台包括光学减震平台和精密水平调节平台，所述精密水平调节平台位于光学减震平台上，精密位移控制平台位于精密水平调节平台上。

可选的，所述精密水平调节平台和精密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。

可选的，所述精密位移控制平台包括第三驱动单元，用于驱动所述精密位移控制平台在精密水平调节平台上沿扫描方向直线来回移动。

可选的，所述精密位移控制平台的形状为“侧倒U”形，包括：相互平行的第一部分和第二部分、以及位于第一部分和第二部分之间且连接第一部分和第二部分相邻的两个端部的第三部分，压印模板位于精密位移控制平台的第一部分的上表面，精密水平调节平台位于精密位移控制平台的第二部分下方。

可选的，所述精密位移控制平台的第一部分和第二部分之间还具有压力检测单元，用于检测精密位移控制平台的第一部分受到的压力，所述压力检测单元远离“侧倒U”形的开口。

可选的，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。

可选的，所述压力检测单元包括压力传感器和压力施加器，压力传感器位于第一部分的底部表面，压力施加器位于第二部分的上表面，压力施加器顶端与压力传感器相接触。

可选的，精密水平调节平台上具有辐射加热单元，且所述辐射加热单元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加热。

可选的，所述辐射加热单元包括辐射光源和反射器，反射器位于辐射光源下方，将辐射光源发射的光汇聚于圆筒形掩模板上涂覆的光刻胶层中。

可选的，还包括位置检测单元，位置检测单元用于检测精密位移控制平台的位移。

本发明技术方案还提供了一种圆筒形掩模板的涂布装置的涂布方法，包括：在掩模板载物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；精密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。

可选的，所述精密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。

可选的，涂布时，检测精密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。

可选的，对涂覆于圆筒形掩模板表面的光刻胶进行辐射加热。

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，精密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，实现在圆筒形掩模板上形成厚度均匀的光刻胶。

进一步，所述压印模板的上表面以及凹槽的侧壁和底部表面为亲水表面（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。

进一步，精密位移控制平台的形状为“侧倒U”形，即精密位移控制平台的第一部分和第二部分是悬空的，在第一部分和第二部分之间设置压力检测单元，所述压力检测单元可测量第一部分承受的压力，在进行光刻胶的涂布过程中，当圆筒形掩模板的表面与精密位移控制平台的第一部分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第一部分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，所述精密水平调节平台上具有辐射加热单元，且所述辐射加热单元位于圆筒形掩模板与压印模板贴合位置的正下方，辐射加热单元与圆筒形掩模板之间的位置是固定不变的，因此当将压印模板的凹槽中光刻胶涂覆在圆筒形掩模板表面时，辐射加热单元可以对圆筒形掩模板表面刚涂覆的光刻胶进行实时的加热，蒸发光刻胶中的部分溶剂，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。

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。

进一步，所述精密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，防止精密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，以实现光刻胶的均匀涂布。

附图说明

图1～图4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5～图8为本发明实施例涂布过程的结构示意图。

具体实施方式

如背景技术所言，现有技术在圆筒形掩模板上形成厚度均匀的光刻胶层仍面临巨大的挑战。

本发明提供了一种圆筒形掩模板的涂布装置和涂布方法，能在圆筒形掩模板的表面形成厚度均匀的光刻胶层。

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1～图4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5～图8为本发明实施例涂布过程的结构示意图。

参考图1，所述圆筒形掩模板的涂布装置，包括：

基台200；精密位移控制平台203，位于基台200上，所述精密位移控制平台203在基台200上沿扫描方向直线来回移动；

压印模板204，固定于精密位移控制平台203的上表面，所述压印模板204内具有凹槽205，凹槽205贯穿压印模板204的部分上表面，所述凹槽205用于容纳光刻胶；

光刻胶喷头208，位于压印模板204上方，用于向凹槽205内喷吐光刻胶；

掩模板载物台207，用于装载圆筒形掩模板206，使圆筒形掩模板206绕中心轴（中心轴指圆筒形掩模板206的中轴线）旋转，并能使圆筒形掩模板206的表面贴合压印模板204的上表面；

其中，当在凹槽205内喷吐满光刻胶时，圆筒形掩模板206的表面贴合压印模板205的上表面，精密位移控制平台203沿扫描方向移动，同时圆筒形掩模板206绕中心轴旋转，将凹槽205内的光刻胶涂覆于圆筒形掩模板206表面。

具体的，所述基台200包括光学减震平台201和精密水平调节平台202，所述精密水平调节平台202位于光学减震平台201上，精密位移控制平台203位于精密水平调节平台202上。

所述光学减震平台201能消除外界的震动或扰动，使精密水平调节平台202上精密位移控制平台203的运动和水平度不会受到外界震动或扰动的影响，提高涂布时的精度。

精密水平调节平台202位于光学减震平台201上，精密水平调节平台202的底部具有水平调节单元，可以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使得精密水平调节平台202具有较高的水平度。将精密位移控制平台203置于水平度较高的精密水平调节平台202时，精密位移控制平台203的表面也具有较高的水平度，相应的精密位移控制平台203上压印模板204表面也具有较高的水平度，从而使得压印模板204内的凹槽205中的光刻胶表面平整度较高，当凹槽205中光刻胶涂覆于圆筒形掩模板206表面时，使得圆筒形掩模板206表面形成的光刻胶层具有较佳的厚度均匀性。

所述精密水平调节平台202和精密位移控制平台203通过直线导轨210连接，直线导轨的排布方向与扫描方向平行，所述直线导轨的数量至少为两条，直线导轨210的存在使得精密位移控制平台203只能沿着导轨限定的方向直线来回移动，相应的精密位移控制平台203上的压印模板204也只会沿着一个方向运动，即压印模板204只会有一个方向的位移偏差，提高了压印模板204的位置的精度。

所述直线导轨210包括固定块和位于固定块上的滑块，固定块和滑动块之间具有滚珠，固定块固定于精密水平调节平台201上，精密位移控制平台203固定于滑块上。

所述精密位移控制平台203与第三驱动单元相连（图中未示出），第三驱动单元用于驱动所述精密位移控制平台203在精密水平调节平台202上沿扫描方向（y轴方向）直线来回移动。

在本发明的其他实施例中，所述精密位移控制平台203与精密水平调节平台202还可以通过其它方式连接，以实现精密位移控制平台203沿x轴、y轴和z轴方向的移动，以及在xy平面内的转动。

所述圆筒形掩模板206为中空的圆柱，所述中空的圆柱的表面包括位于中间的图像区域41、位于图像区域41的两侧的非图像区域42，所述图像区域41上需要形成掩膜图形，在图像区域41上形成掩膜图形时，需要在图像区域41表面形成光刻胶掩膜。

所述光刻胶喷头208的数量为多个，多个光刻胶喷头呈线性排列，所述光刻胶喷头208也可以为一个，光刻胶喷头208的开口形状为矩形，矩形的宽度小于等于凹槽205的宽度。

参考图2，图2为图沿x轴方向的侧视图，所述精密位移控制平台203的形状为“侧倒U”形，包括：相互平行的第一部分23和第二部分22、以及位于第一部分23和第二部分22之间且连接第一部分23和第二部分22相邻的两个端部的第三部分21，压印模板204位于精密位移控制平台203的第一部分23的靠近“侧倒U”形的开口一侧的上表面，精密水平调节平台202位于精密位移控制平台203的第二部分22下方。

本实施例中，所述精密位移控制平台203材料为石英，辐射加热单元211（后续会具体介绍）发生的光可以透过精密位移控制平台203对圆筒形掩模板206上涂覆的光刻胶进行加热，减小热量的损失。需要说明的是，所述精密位移控制平台203还可以为其他合适的材料。

“侧倒U”形的精密位移控制平台203可以通过一整块板刻蚀或机械加工形成，也可以由模具浇注形成，还可以由两块或三块板拼接形成。在本发明的其他实施例中，所述精密位移控制平台可以为一整块板或其他的形状。

本发明的圆筒形掩模板的涂布装置中，圆筒形掩模板206与压印模板204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206与压印模板204贴合时的压力过大时，压印模板204的扫描方向运动和圆筒形掩模板206旋转运动会受到影响，难以保持圆筒形掩模板206与压印模板204接触点处的线速度一致，压印模板204的凹槽中光刻胶不能均匀的涂覆在圆筒形掩模板206表面，并且压力太大的话，会使得圆筒形掩模板206、压印模板204和精密位移控制平台203的第一部分23发生形变，也不利用光刻胶的涂布，另外圆筒形掩模板206与压印模板204贴合压力太小时，会影响圆筒形掩模板206表面形成的光刻胶的表面均匀性。

因此，将精密位移控制平台203的形状设计“侧倒U”形，精密位移控制平台203的第一部分23和第二部分22是悬空的，可以在第一部分23和第二部分22之间设置压力检测单元209，所述压力检测单元209可测量第一部分23承受的压力，因此，进行光刻胶的涂布过程中，当圆筒形掩模板206的表面与精密位移控制平台203的第一部分23上的压印模板204的上表面贴合时，通过压力检测单元209可以检测第一部分23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206与压印模板204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206的高度或给出报警信息。

压力检测单元209位于精密位移控制平台203的第一部分23和第二部分22之间，且远离“侧倒U”形的开口（靠近“侧倒U”的底部或精密位移控制平台203的第三部分21），即使压力检测单元209位于压印模板204的侧下方，能有效精确的测量整个涂布过程中精密位移控制平台203的第一部分23受到的压力。

所述压力检测单元209包括压力传感器和压力施加器（图中未标示），压力传感器位于第一部分23的底部表面，压力施加器位于第二部分22的上表面，压力施加器顶端与压力传感器相接触，当第一部分23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。在圆筒形掩模板206与压印模板204未贴合时，所述压力传感器的输出值为0或者很小的值。在本发明的其他实施例中，所述压力传感器也可以位于第二部分22的上表面，相应的，压力施加器位于第一部分23的底部表面，压力施加器顶端与压力传感器相接触。

本实施例中的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精密位移控制平台203的位移，由于压印模板204与精密位移控制平台203位置是固定的，获得精密位移控制平台203的位移后，即可准确的获得压印模板204的位移。所述位置检测单元包括光干涉计。

参考图3，所述压印模板204固定于的精密位移控制平台203的第一部分23上表面，所述固定可以为真空吸附或电磁吸附。

压印模板204中具有凹槽205，所述凹槽205贯穿压印模板的与扫描方向垂直的一个端面（与x轴平行的一侧面），并沿扫描方向（y轴方向）向压印模板204的另一端面延伸，停留在压印模板204上表面的直线a处，凹槽205贯穿压印模板的一个端面时，在涂布时，凹槽205中多余的光刻胶可以从该端面溢出，以使得凹槽205中的光刻胶的厚度与凹槽205的深度保持一致，凹槽205的一个侧壁位于直线a出，当圆筒形掩模板206的表面与压印模板204贴合时，两者的贴合线与直线a重合，因此直线a可以作为光刻胶涂布时的起点，便于光刻胶涂布时终点的控制。

在本发明的另一实施例中，所述凹槽贯穿压印模板的与扫描方向垂直的一个端面，并沿扫描方向向压印模板的另一端面延伸，且贯穿压印模板的另一端面。

在本发明的又一实施例中，所述凹槽只位于压印模板内，凹槽的侧壁与压印模板的端面不接触。

凹槽205用于存放满光刻胶，凹槽205的深度（沿z轴方向的尺寸）限定了圆筒形掩模板206表面形成的光刻胶层的厚度，凹槽205的宽度（沿z轴方向的尺寸）限定了圆筒形掩模板表面形成的光刻胶层的宽度，所述凹槽205的深度为50～5000纳米。本实施例中，所述凹槽205的宽度等于圆筒形掩模板206的图像区域41（参考图1）的宽度，当圆筒形掩模板206表面贴合压印模板204的上表面时，圆筒形掩模板206图像区域41的位置与压印模板204的凹槽204的位置相对应，即圆筒形掩模板206图像区域41位于压印模板204的凹槽204的正上方。

所述压印模板204的凹槽205的长度大于等于圆筒形掩模板206（参考图1）的表面周长，当在凹槽205内喷吐满光刻胶时，使圆筒形掩模板206的表面贴合压印模板205的上表面，精密位移控制平台203沿扫描方向移动，同时圆筒形掩模板206绕中心轴旋转，当圆筒形掩模板206旋转一周，精密位移控制平台203沿扫描方向移动凹槽205长度的距离时，可以将凹槽205内的光刻胶涂覆于圆筒形掩模板206的图像区域41的整个表面。

所述压印模板204的上表面以及凹槽205的侧壁和底部表面为亲水表面（或者疏油表面），当在凹槽205中喷吐满光刻胶后，光刻胶与凹槽205的侧壁和底部表面的之间的黏附力是非常小的，有利于凹槽205中的光刻胶涂覆于圆筒形掩模板206的表面并且防止凹槽205中的光刻胶残留，相应的，所述圆筒形掩模板206表面为斥水表面（或者亲油表面），使得圆筒形掩模板206表面具有很强的光刻胶黏附性，当圆筒形掩模板206的表面与压印模板204贴合时，能很容易的将凹槽205中的光刻胶黏附在圆筒形掩模板206的表面，有利于提高圆筒形掩模板206的表面形成的光刻胶层厚度的均匀性。压印模板204表面以及凹槽205的侧壁和表面粗糙度Ra小于0.1微米，使得压印模板204对光刻胶的黏附力最小。

在进行涂布之前，采用六甲基二硅胺（HMDS）气体对所述圆筒形掩模板206的表面进行热处理以形成斥水表面（或者亲油表面）。

所述压印模板204为石英，压印模板204表面和凹槽205侧壁和底部的表面加工成光滑表面，以提供亲水性能（或者疏油性能），并且石英材料传热透光，辐射加热单元（后续会具体介绍）发生的光可以透过压印模板204对圆筒形掩模板206上涂覆的光刻胶进行加热，以实时固化圆筒形掩模板206上形成的光刻胶。需要说明的是，所述压印模板204还可以为其他合适的材料，或者所述压印模板204以及凹槽205表面还可以形成一层或多层亲水材料层（或者疏油材料层）。

压印模板204中凹槽205可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粘结形成。

所述凹槽205两侧的压印模板204内还具有若干刻槽（图中未示出），刻槽的一端与凹槽204相通，刻槽的另一端贯穿压印模板204的与扫描方向（y轴方向）平行的端面，所述刻槽有利于涂布过称中，凹槽205中多余的光刻胶溢出，提高形成光刻胶层的厚度均匀性。

参考图4，所述精密水平调节平台202上具有辐射加热单元211，且所述辐射加热单元211位于圆筒形掩模板206与压印模板贴合位置的正下方，用于对圆筒形掩模板206上涂覆的光刻胶进行加热。辐射加热单元211位于圆筒形掩模板206的下方，且辐射加热单元211与圆筒形掩模板206之间的位置是固定不变的，因此当将压印模板204的凹槽205（参考图2）中光刻胶涂覆在圆筒形掩模板206表面时，辐射加热单元211可以对圆筒形掩模板206表面刚涂覆的光刻胶进行实时的加热，蒸发光刻胶中的部分溶剂，使得圆筒形掩模板206表面涂覆的光刻胶固化，防止圆筒形掩模板206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206表面。

所述辐射加热单元211包括辐射光源52和反射器51，反射器51位于辐射光源52下方，将辐射光源52发射的光汇聚于圆筒形掩模板206上涂覆的光刻胶层中。所述反射器52为具有凹面的矩形或柱形，凹面为光线的反射面，经反射后的光线汇聚于圆筒形掩模板206上涂覆的光刻胶层中，所述辐射光源52为红外辐射光源，辐射光源52为线状光源，线状光源与圆筒形掩模板的中心轴平行，并且线状光源的长度大于等于圆筒形掩模板206的图像区域41的宽度，线状的辐射光源52能够沿直线均匀的辐射热量，并从反射器52的反射面反射汇聚于圆筒形掩模板206上涂覆的光刻胶层中，汇聚的辐射热量在光刻胶层中呈线性分布，从而实现实时的对圆筒形掩模板206的图像区域41涂覆的光刻胶的进行均匀的加热。

所述掩模板载物台207包括第一悬臂31和第二悬臂32，第二悬臂32的一侧固定有轴柄212；轴柄212上具有第一轴承214和第二轴承213，第一轴承214位于轴柄212上靠近第二悬臂32的一端，第二轴承213位于轴柄212上远离第二悬臂32的另一端，所述第一轴承214和第二轴承213均包括轴承外圈、轴承内圈和位于轴承外圈和轴承内圈之间的滚动体，第一轴承214和第二轴承213的轴承内圈固定于轴柄212上；所述圆筒形掩模板206为中空的圆柱，所述圆筒形掩模板206包括位于中间的图像区域41和位于图像区域41的两边的非图像区域42，圆筒形掩模板206在传送手臂的传送下套在第一轴承214和第二轴承213的轴承外圈上，圆筒形掩模206的非图像区域42的内表面与第一轴承214和第二轴承213的轴承外圈相接触，完成圆筒形掩模板206的装载。圆筒形掩模206装载完成后，当第一轴承214和第二轴承213绕轴柄212旋转时，圆筒形掩模板206也一起绕轴柄212（或者圆筒形掩模板的中心轴）旋转。本实施例中，所述第一悬臂31为可移动悬臂，在装载之前，第一悬臂31从与轴柄212相卡合的一端脱离，在圆筒形掩模206套在第一轴承214和第二轴承213上之后，第一悬臂31向轴柄212方向移动，使第一悬臂31的一端与轴柄212的一端重新卡合。

在本发明的其他实施例中，所述第一轴承和第二轴承还可以为电磁轴承，电磁轴承包括轴承内圈、轴承外圈和位于轴承内圈和轴承外圈之间的线圈，可以通过调整线圈中的电流分布来精密调整轴承外圈的转动。

所述圆筒形掩模板206的非图像区域42的边缘具有贯穿圆筒形掩模板206厚度的凹槽或通孔，通过检测所述凹槽或通孔的位置即可定义圆筒形掩模板旋转时的初始位置。

本实施例中，所述轴柄212为中空轴柄，中空轴柄上具有刻槽，中空轴柄中具有辐射加热单元，中空轴柄的内壁为反射面，辐射加热单元辐射的热量（或发出的光线）透过刻槽对圆筒形掩模206的图像区域涂布的光刻胶进行加热，由于辐射加热单元与圆筒形掩模206的距离较近，在进行加热时热量的损失非常小，提高了加热的效率。

所述掩模板载物台207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。

所述掩模板载物台207还包括第二驱动单元（图中未示出），用于调节所述圆筒形掩模板207的高度，使得所述圆筒形掩模板206的图像区域41贴合压印模板的上表面或者远离压印模板的上表面。

所述掩模板载物台207还包括第四驱动单元（图中未示出），用于调节圆筒形掩模板207在xy平面的位置。

所述压力检测单元209（参考图2）与第二驱动单元进行通信，当压力检测单元209检测的压力大于或小于设定的阈值压力时，压力检测单元209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。

本发明实施例，还提供了一种采用上述圆筒形掩模板的涂布装置进行涂布的方法。

首先，请参考图5，在掩模板载物台上装载圆筒形掩模板206。

所述圆筒形掩模板206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206的图像区域形成掩膜图形。所述待刻蚀层材料为不透光或半透光材料，比如：金属铬等。

在装载所述圆筒形掩模板206之间，需要在六甲基二硅胺（HMDS）气体氛围中对所述圆筒形掩模板206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。

在装载圆筒形掩模板206后，使圆筒形掩模板206的图像区域位于凹槽205的斜上方。在圆筒形掩模板206装载时或装载后，光刻胶喷头208向所述压印模板204的凹槽205内喷吐满光刻胶。

在光刻胶喷头208喷吐光刻胶之前，精密位移控制平台203（参考图2）进行初始化动作，使得精密位移控制平台203上的压印模板204位于初始位置。

参考图6，使圆筒形掩模板206的表面贴合压印模板204的上表面。

所述圆筒形掩模板206的表面与压印模板204的上表面贴合时，圆筒形掩模板206和压印模板204的贴合线与凹槽205一侧壁与压印模板204表面的交界线a（参考图5）重合。

圆筒形掩模板206和压印模板204的贴合线的延长线穿过圆筒形掩模板206非图像区域的刻槽或通孔，即刻槽或通孔延伸方向（与圆筒形掩模板平行的方向）对应的圆筒形掩模板206表面即为光刻胶涂布时的起点位置，在圆筒形掩模板206旋转一周后，作为光刻胶涂布的终点位置，由于起点位置和终点位置涂布时存在光刻胶重叠，刻槽或通孔延伸方向的圆筒形掩模板206的图像区域表面作为掩膜图形的空旷区，后续不形成掩膜图形。

在本发明的其他实施例中，所述圆筒形掩模板206的表面与压印模板204的上表面贴合时，圆筒形掩模板206和压印模板204的贴合线远离所述凹槽205一侧壁与压印模板204表面的交界线重合，且贴合线与交界线相互平行，后续涂布时，在圆筒形掩模板206与凹槽205接触之前，圆筒形掩模板206和压印模板204均能加速运动，在圆筒形掩模板206与凹槽205接触时以及之后，圆筒形掩模板206和压印模板204均能匀速运动，以实现圆筒形掩模板206表面的光刻胶的均匀涂布。

参考图7和图8，圆筒形掩模板206的表面贴合压印模板204的上表面后，精密位移控制平台203（参考图2）沿扫描方向移动，使得压印模板204也沿扫描方向移动，同时圆筒形掩模板206绕中心轴旋转，将凹槽205内的光刻胶涂覆于圆筒形掩模板206表面，在圆筒形掩模板206的图像区域形成一层光刻胶层215。

所述精密位移控制平台203沿扫描方向移动速度等于圆筒形掩模板206绕中心轴旋转时表面的线速度，并且两者均为匀速运动，防止精密位移控制平台203移动速度和圆筒形掩模板206的线速度的不同对凹槽中光刻胶的撕扯或挤压，实现光刻胶的均匀涂布。

在涂布过程中，压力检测单元检测精密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，细微调节圆筒形掩模板的高度或者给出报警。

涂布过程中，辐射加热单元实时对涂覆于圆筒形掩模板表面的光刻胶进行辐射加热。

在圆筒形掩模板206上形成光刻胶层215后，后续还需要对光刻胶层215进行曝光和显影，形成光刻胶图形。

在圆筒形掩模板206上形成光刻胶层215后，可以通过紫外光照射以及显影的方式去除圆筒形掩模板206的非图像区域上残留的光刻胶。

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 (24)

1.一种圆筒形掩模板的涂布装置，其特征在于，包括：

基台；

精密位移控制平台，位于基台上，所述精密位移控制平台在基台上沿扫描方向直线来回移动；

压印模板，固定于精密位移控制平台的上表面，所述压印模板内具有凹槽，凹槽贯穿压印模板的部分上表面，所述凹槽用于容纳光刻胶，所述压印模板的凹槽的长度大于等于圆筒形掩模板的表面周长；

光刻胶喷头，位于压印模板上方，用于向凹槽内喷吐光刻胶；

掩模板载物台，用于装载圆筒形掩模板，使圆筒形掩模板绕中心轴旋转，并能使圆筒形掩模板的表面贴合压印模板的上表面；

其中，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，精密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。

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，所述压印模板的上表面以及凹槽的侧壁和底部表面为亲水表面，所述圆筒形掩模板表面为斥水表面。

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，所述压印模板的材料为石英。

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，所述凹槽贯穿压印模板的与扫描方向垂直的一个端面，并沿扫描方向向压印模板的另一端面延伸。

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，所述凹槽贯穿压印模板的与扫描方向垂直的一个端面，并沿扫描方向向压印模板的另一端面延伸，且贯穿压印模板的另一端面。

6.如权利要求4或5所述的圆筒形掩模板的涂布装置，其特征在于，所述凹槽的深度为50～5000纳米。

7.如权利要求4或5所述的圆筒形掩模板的涂布装置，其特征在于，所述凹槽两侧的压印模板内具有若干刻槽，刻槽的一端与凹槽相通，刻槽的另一端贯穿压印模板的与扫描方向平行的端面。

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位于中间的图像区域、位于图像区域的两侧的非图像区域，压印模板的凹槽的宽度等于图像区域的宽度，当圆筒形掩模板表面贴合压印模板的上表面时，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，所述掩模板载物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，所述掩模板载物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，所述基台包括光学减震平台和精密水平调节平台，所述精密水平调节平台位于光学减震平台上，精密位移控制平台位于精密水平调节平台上。

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，所述精密水平调节平台和精密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，所述精密位移控制平台包括第三驱动单元，用于驱动所述精密位移控制平台在精密水平调节平台上沿扫描方向直线来回移动。

14.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，所述精密位移控制平台的形状为“侧倒U”形，包括：相互平行的第一部分和第二部分、以及位于第一部分和第二部分之间且连接第一部分和第二部分相邻的两个端部的第三部分，压印模板位于精密位移控制平台的第一部分的上表面，精密水平调节平台位于精密位移控制平台的第二部分下方。

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，所述精密位移控制平台的第一部分和第二部分之间还具有压力检测单元，用于检测精密位移控制平台的第一部分受到的压力，所述压力检测单元远离“侧倒U”形的开口。

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，所述压力检测单元包括压力传感器和压力施加器，压力传感器位于第一部分的底部表面，压力施加器位于第二部分的上表面，压力施加器顶端与压力传感器相接触。

18.如权利要求11所述的圆筒形掩模板的涂布装置，其特征在于，精密水平调节平台上具有辐射加热单元，且所述辐射加热单元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加热。

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，所述辐射加热单元包括辐射光源和反射器，反射器位于辐射光源下方，将辐射光源发射的光汇聚于圆筒形掩模板上涂覆的光刻胶层中。

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精密位移控制平台的位移。

21.一种采用权利要求1～20任一项所述的圆筒形掩模板的涂布装置的涂布方法，其特征在于，包括：

在掩模板载物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；

精密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。

22.如权利要求21所述的涂布方法，其特征在于，所述精密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。

23.如权利要求21所述的涂布方法，其特征在于，还包括：涂布过程，检测精密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。

24.如权利要求21所述的涂布方法，其特征在于，还包括：还包括：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辐射加热。