CN105242494A - 光阻涂布装置以及光刻设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光阻涂布装置，其包括涂布单元、干燥单元以及清洗单元，其中，所述涂布单元包括喷涂机构，所述喷涂机构用于将光阻材料喷涂在玻璃基板上；所述干燥单元包括：干燥腔室，用于将玻璃基板上的光阻材料中的溶剂蒸发汽化；真空泵，与所述干燥腔室连接，用于将汽化后的溶剂排出；冷凝器，与所述真空泵连接，用于将气态的溶剂冷凝液化；回收容器，与所述冷凝器连接，用于储存液化后的溶剂；所述清洗单元连接于所述回收容器和所述涂布单元之间，从所述回收容器获取溶剂，将溶剂用于清洗所述喷涂机构。本发明还公开了包含如上所述光阻涂布装置的光刻设备。

Description

光阻涂布装置以及光刻设备

技术领域

本发明涉及显示器制造技术领域,尤其涉及一种光阻涂布装置，还涉及包含该光阻涂布装置的光刻设备。

背景技术

薄膜晶体管阵列基板(TFT-Array)是薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)中的重要元件之一，制作薄膜晶体管阵列基板通常包括多次光罩工艺(构图工艺)，每一次光罩工艺中又包括在玻璃基板上进行光阻涂布、曝光、显影、刻蚀以及光阻剥离等步骤。

其中，在光阻涂布的步骤中，需要通过喷嘴将光阻材料喷涂在玻璃基板，为了方便被涂布在玻璃基板上，光阻材料内加入了大量的溶剂(solvent)，该溶剂通常是丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)，按体积比计算，光阻材料中包含有80％左右的PGMEA溶剂。在光阻涂布的过程中，为了防止光阻材料干燥导致喷嘴堵塞，需要使用PGMEA溶剂喷射清洗喷嘴以及涂布装置中的一些其他机构。另外，由于PGMEA溶剂并非光阻的有效成分，光阻涂布完成后，需要使用真空干燥装置(VacuumDry，VCD)将光阻内的PGMEA溶剂去除，以不影响后续的曝光显影等动作。

现有的PGMEA溶剂去除方式主要是：通过真空干燥装置在低压条件下干燥，将PGMEA溶剂蒸发汽化，应用真空泵抽出气态的PGMEA溶剂通过排气管道排出进行废气处理。但是气态的PGMEA溶剂在排气管道中温度会降低，压力会升高，PGMEA溶剂蒸气会发生液化，液化的PGMEA溶剂会通过排气管道反灌至真空泵或在排气管道接头处漏出，引起设备异常或排气管道漏液事件发生。另外，将气态的PGMEA溶剂作为废气处理，对环境造成污染。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种光阻涂布装置，该涂布装置可以将气态的PGMEA溶剂冷凝回收，并将回收的PGMEA溶剂应用于清洗喷涂光阻材料的喷嘴，其不仅降低了设备异常或排气管道漏液的隐患，提高了生产的作业效率，还可以将废弃的PGMEA溶剂回收再生利用，降低了生产成本，并且有利于保护环境。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种光阻涂布装置，其包括涂布单元、干燥单元以及清洗单元，其中，所述涂布单元包括喷涂机构，所述喷涂机构用于将光阻材料喷涂在玻璃基板上；所述干燥单元包括：干燥腔室，用于将玻璃基板上的光阻材料中的溶剂蒸发汽化；真空泵，与所述干燥腔室连接，用于将汽化后的溶剂排出；冷凝器，与所述真空泵连接，用于将气态的溶剂冷凝液化；回收容器，与所述冷凝器连接，用于储存液化后的溶剂；所述清洗单元连接于所述回收容器和所述涂布单元之间，从所述回收容器获取溶剂，将溶剂用于清洗所述喷涂机构。

其中，所述溶剂是丙二醇甲醚醋酸酯。

其中，所述涂布单元中设置有工作平台，用于承载所述玻璃基板。

其中，所述喷涂机构包括喷嘴，所述喷嘴位于所述工作平台的上方。

其中，所述干燥腔室中设置有支撑平台，用于承载所述玻璃基板；所述干燥腔室中还设置有排气孔，所述真空泵通过排气管道与所述排气孔连通。

其中，所述冷凝器的一端通过排气管道与所述真空泵连通，另一端通过输液管道与所述回收容器连通；所述冷凝器上还设置有废气排出口。

其中，所述清洗单元中设置有加压机构，用于将获取的溶剂加压后喷射清洗所述喷涂机构。

其中，所述清洗单元中还设置有储液器，用于储存溶剂新液；所述加压机构中设置有转换阀，所述转换阀分别通过输液管道与所述回收容器和所述储液器连通，以选择从所述回收容器或所述储液器获取溶剂。

本发明还提供了一种光刻设备，其包括：如上所述光阻涂布装置，用于在玻璃基板上形成光阻；曝光装置，用于对所述光阻进行曝光；显影装置，用于对曝光后的光阻显影，形成图案化结构的光阻；机器人手臂，用于将所述玻璃基板在所述光阻涂布装置、曝光装置以及显影装置之间进行传输。

本发明实施例提供的光阻涂布装置以及包含该光阻涂布装置的光刻设备，其中的涂布装置可以将气态的PGMEA溶剂冷凝回收，并将回收的PGMEA溶剂应用于清洗喷涂光阻材料的喷嘴，其不仅降低了设备异常或排气管道漏液的隐患，提高了生产的作业效率，还可以将废弃的PGMEA溶剂回收再生利用，降低了生产成本，并且有利于保护环境。

附图说明

图1为本发明实施例提供的光阻涂布装置的结构框图；

图2为本发明实施例提供的光刻设备的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图中所示和根据附图描述的本发明的实施方式仅仅是示例性的，并且本发明并不限于这些实施方式。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

本实施例首先提供了一种光阻涂布装置，如图1所示，该光阻涂布装置100包括涂布单元1、干燥单元2以及清洗单元3。其中，所述涂布单元1主要用于将光阻材料喷涂在玻璃基板4上。其中，为了方便被涂布在玻璃基板上，光阻材料内加入了大量丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)溶剂，由于PGMEA溶剂并非光阻的有效成分，光阻涂布完成后，干燥单元2将光阻内的PGMEA溶剂去除，以不影响后续的曝光显影等动作。其中，为了防止光阻材料干燥导致喷嘴堵塞，在光阻涂布的过程中，由清洗单元3使用PGMEA溶剂喷射清洗喷嘴以及涂布单元1中的一些其他机构。

其中，如图1所示，所述涂布单元1包括喷涂机构11和工作平台12，所述工作平台12用于承载所述玻璃基板4；所述喷涂机构11至少包括喷嘴11a，所述喷嘴11a位于所述工作平台12的上方，通过所述喷嘴11a将光阻材料喷涂在玻璃基板4上。

其中，如图1所示，所述干燥单元2包括干燥腔室21、真空泵22、冷凝器23以及回收容器24。其中，所述干燥腔室21，用于将玻璃基板4上的光阻材料中的PGMEA溶剂蒸发汽化；所述真空泵22与所述干燥腔室21连接，用于将汽化后的PGMEA溶剂排出；所述冷凝器23与所述真空泵22连接，用于将气态的PGMEA溶剂冷凝液化；所述回收容器24与所述冷凝器23连接，用于储存液化后的PGMEA溶剂。

具体地，所述干燥腔室21中设置有支撑平台211，用于承载所述玻璃基板4；所述干燥腔室21中还设置有排气孔212，所述真空泵22通过排气管道25与所述排气孔212连通。所述冷凝器23的一端通过排气管道25与所述真空泵22连通，另一端通过输液管道26与所述回收容器24连通；所述冷凝器23上还设置有废气排出口231。将涂布有光阻材料的玻璃基板4放置在干燥腔室21中，在低压条件下干燥，将光阻材料中的PGMEA溶剂蒸发汽化，然后应用真空泵22抽出气态的PGMEA溶剂通过排气管道25输入到冷凝器23，冷凝器23将气态的PGMEA溶剂冷凝液化，液化后的PGMEA溶剂通过输液管道26储存在回收容器24。冷凝过程中未液化的一些废弃通过废气排出口231排出进行另外的处理排放。

其中，如图1所示，所述清洗单元3连接于所述回收容器24和所述涂布单元1之间，从所述回收容器24获取PGMEA溶剂，将PGMEA溶剂用于清洗所述喷涂机构11。具体地，所述清洗单元3中设置有加压机构31，用于将获取的PGMEA溶剂加压后喷射清洗所述喷涂机构11。进一步地，所述清洗单元3中还设置有储液器32，用于储存PGMEA溶剂新液；所述加压机构31中设置有转换阀311，所述转换阀311分别通过输液管道26与所述回收容器24和所述储液器32连通，以选择从所述回收容器24或所述储液器32获取PGMEA溶剂。在清洗的过程中，首先选择使用回收容器24中的PGMEA溶剂进行清洗，当回收容器24中的PGMEA溶剂的量不足时，再使用储液器32中的PGMEA溶剂进行清洗。

如上提供的光阻涂布装置，其可以将气态的PGMEA溶剂冷凝回收，并将回收的PGMEA溶剂应用于清洗喷涂光阻材料的喷嘴，其不仅降低了设备异常或排气管道漏液的隐患，提高了生产的作业效率，还可以将废弃的PGMEA溶剂回收再生利用，减少了用于清洗喷涂机构的PGMEA溶剂新液的用量，降低了生产成本，并且有利于保护环境。

关于节省PGMEA溶剂新液的用量的效益，下面提供一个具体的例子进行说明。

通常地，当在长为1.85m，宽为1.5m的玻璃基板上获得膜厚为1.5μm的光阻时，清洗喷嘴需要的PGMEA溶剂的量为25mL。

光阻材料(以业界内使用量最大的某光阻为例)的成分主要包括：79.25％的PGMEA溶剂、13％的固体材料、3.75％感光剂、3.6％添加剂以及微量的其他材料。以上比例为体积比。

PGMEA溶剂回收量的估算过程具体如下：

PGMEA溶剂在光阻材料占比以80％算，干燥单元中PGMEA溶剂的蒸发量以90％算，冷凝器中PGMEA溶剂的再生率以80％算，则当在长为1.85m，宽为1.5m的玻璃基板上获得膜厚为1.5μm的光阻时：

PGMEA溶剂回收量＝1.5μm×1.85m×1.5m÷0.2×0.8×0.9×0.8＝11.99mL。回收的PGMEA溶剂用于清洗喷嘴，则新液的用量为25-11.99＝13.01mL，差不多减少了一半，因此，如上提供的光阻涂布装置，在节省成本方面的效益是比较可观的。

本实施例中还提供了一种光刻装置，如图2所示，该光刻设备包括光阻涂布装置100、曝光装置200、显影装置300以及机器人手臂400。其中，光阻涂布装置100采用的是本实施例前述提供的光阻涂布装置，其用于在玻璃基板上形成光阻；曝光装置200主要用于对所述光阻进行曝光；显影装置300主要用于对曝光后的光阻显影，形成图案化结构的光阻；机器人手臂400主要用于将所述玻璃基板在所述光阻涂布装置100、曝光装置200以及显影装置300之间进行传输。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种光阻涂布装置，其特征在于，包括涂布单元(1)、干燥单元(2)以及清洗单元(3)，其中，

所述涂布单元(1)包括喷涂机构(11)，所述喷涂机构(11)用于将光阻材料喷涂在玻璃基板(4)上；

所述干燥单元(2)包括：

干燥腔室(21)，用于将玻璃基板(4)上的光阻材料中的溶剂蒸发汽化；

真空泵(22)，与所述干燥腔室(21)连接，用于将汽化后的溶剂排出；

冷凝器(23)，与所述真空泵(22)连接，用于将气态的溶剂冷凝液化；

回收容器(24)，与所述冷凝器(23)连接，用于储存液化后的溶剂；

所述清洗单元(3)连接于所述回收容器(24)和所述涂布单元(1)之间，从所述回收容器(24)获取溶剂，将溶剂用于清洗所述喷涂机构(11)。

2.根据权利要求1所述的光阻涂布装置，其特征在于，所述溶剂是丙二醇甲醚醋酸酯。

3.根据权利要求1所述的光阻涂布装置，其特征在于，所述涂布单元(1)中设置有工作平台(12)，用于承载所述玻璃基板(4)。

4.根据权利要求3所述的光阻涂布装置，其特征在于，所述喷涂机构(11)包括喷嘴(11a)，所述喷嘴(11a)位于所述工作平台(12)的上方。

5.根据权利要求1所述的光阻涂布装置，其特征在于，所述干燥腔室(21)中设置有支撑平台(211)，用于承载所述玻璃基板(4)；所述干燥腔室(21)中还设置有排气孔(212)，所述真空泵(22)通过排气管道(25)与所述排气孔(212)连通。

6.根据权利要求1所述的光阻涂布装置，其特征在于，所述冷凝器(23)的一端通过排气管道(25)与所述真空泵(22)连通，另一端通过输液管道(26)与所述回收容器(24)连通；所述冷凝器(23)上还设置有废气排出口(231)。

7.根据权利要求1-6任一所述的光阻涂布装置，其特征在于，所述清洗单元(3)中设置有加压机构(31)，用于将获取的溶剂加压后喷射清洗所述喷涂机构(11)。

8.根据权利要求7所述的光阻涂布装置，其特征在于，所述清洗单元(3)中还设置有储液器(32)，用于储存溶剂新液；所述加压机构(31)中设置有转换阀(311)，所述转换阀(311)分别通过输液管道(26)与所述回收容器(24)和所述储液器(32)连通，以选择从所述回收容器(24)或所述储液器(32)获取溶剂。

9.一种光刻设备，其特征在于，包括：

如权利要求1-8任一所述光阻涂布装置(100)，用于在玻璃基板上形成光阻；

曝光装置(200)，用于对所述光阻进行曝光；

显影装置(300)，用于对曝光后的光阻显影，形成图案化结构的光阻；

机器人手臂(400)，用于将所述玻璃基板在所述光阻涂布装置(100)、曝光装置(200)以及显影装置(300)之间进行传输。