CN106647186A - 一种涂布机橡皮擦清洗单元和方法以及涂布机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光阻涂布领域，具体提供了一种涂布机橡皮擦清洗单元和方法以及涂布机。所述涂布机橡皮擦清洗单元包括清洗台以及设置在所述清洗台上方且喷嘴朝向所述清洗台方向的喷头，其中，所述喷头的喷嘴形状为正多边形，且所述正多边形的边数为5‑8。本发明通过将涂布机橡皮擦清洗单元的喷嘴形状设置成边数为5‑8的正多边形，以加强对橡皮擦进行清洗的力度，清洗效果极为优异，具体表现在能够缩短清洗时间和/或减少清洗剂的用量，极具工业应用前景。

Description

一种涂布机橡皮擦清洗单元和方法以及涂布机
技术领域
本发明涉及光阻涂布领域，具体涉及一种涂布机橡皮擦清洗单元、包括该涂布机橡皮擦清洗单元的涂布机以及一种清洗涂布机橡皮擦的方法。
背景技术
目前，集成电路制造领域需要广泛使用到光刻涂布机，光刻涂布机使用后在其喷嘴部位会粘附有异物(光阻)。为了避免粘附的异物对集成电路造成污染，需要对涂布机喷嘴部位进行清洗，以清除上一次涂布残留在涂布机喷嘴上的光阻。其中，该清洗过程中需要使用橡皮擦对光阻喷嘴的突出部位进行清洁，并在下一次涂布之前使用化学溶剂完成橡皮擦表面的清洁工作。由于光阻喷嘴上的残留光阻主要由橡皮擦清洁，尤其彩色滤光片光阻固含量非常高，且光阻中颜料分子在化学溶剂中处于“悬浮态”，因而易发生凝聚而难以重新在溶剂中分散，在彩色滤光片制造过程中易形成光阻渣，因此橡皮擦的清洁度对光阻涂布品质的影响至关重要。
对此，科研工作者对清洗橡皮擦的装置和方法作出了一些研究。例如，CN103286090A公开了一种清洗光阻涂布制程中橡皮擦的装置，其通过在清洗台上设置具有锥形内腔的喷头，所述锥形内腔的尖锥部为喷头的出液口，并将喷头的出液口对准清洗台方向，而实现加强对橡皮擦的清洗能力的。研究表明，该清洗光阻涂布制程中橡皮擦的装置能够加强对橡皮擦的清洗能力并节约生产成本。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种新的涂布机橡皮擦清洗单元、包括该涂布机橡皮擦清洗单元的涂布机以及一种清洗涂布机橡皮擦的方法。
具体地，本发明提供了一种涂布机橡皮擦清洗单元，该涂布机橡皮擦清洗单元包括清洗台以及设置在所述清洗台上方且喷嘴朝向所述清洗台方向的喷头，其中，所述喷头的喷嘴形状为正多边形，且所述正多边形的边数为5-8。
本发明的发明人经过深入研究后发现，将涂布机橡皮擦清洗单元的喷嘴形状设置成边数为5-8的正多边形，能够加强对橡皮擦进行清洗的力度，非常有利于对橡皮擦进行清洗，清洗效果极为优异，具体表现在能够缩短清洗时间和/或减少清洗剂的用量，极具工业应用前景。
优选地，所述喷嘴上设置有10-30个出液孔，且每个出液孔的直径各自独立地为0.2-2mm。
优选地，所述喷头内设置有锥形内腔，所述锥形内腔的尖锥部为所述喷嘴。
优选地，所述锥形内腔的锥形夹角为20°-80°。
优选地，所述涂布机橡皮擦清洗单元还包括控制阀，用于控制所述喷头的开与关以及清洗液的流量。
优选地，所述涂布机橡皮擦清洗单元还包括控制电路，用于将橡皮擦进行清洗位置定位并固定在定位部。
本发明还提供了一种涂布机，所述涂布机包括涂布单元以及上述涂布机橡皮擦清洗单元。
此外，本发明还提供了一种清洗涂布机橡皮擦的方法，该方法包括将涂布机的橡皮擦采用上述涂布机橡皮擦清洗单元进行清洗。
优选地，所述清洗所采用的清洗液的流速为50-5000mL/min，温度为20-30℃；在清洗的过程中，将所述涂布机橡皮擦清洗单元的喷嘴与清洗台之间的距离控制在2-20cm。
优选地，该方法还包括在清洗过程中，往所采用的清洗液中压入空气，且压入所述空气所施加的压力为0.05-0.5MPa。此时，能够增强清洗效果，并显著减少清洗剂用量。
优选地，所述清洗所采用的清洗液为丙二醇甲醚醋酸酯。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明提供的喷头的一种优选方式的剖视图。
附图标记说明
1-喷头；2-喷嘴。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提供的涂布机橡皮擦清洗单元包括清洗台以及设置在所述清洗台上方且喷嘴朝向所述清洗台方向的喷头，其中，所述喷头的喷嘴形状为正多边形，且所述正多边形的边数为5-8。
本发明对所述喷嘴上设置的出液孔的个数和尺寸没有特别的限定，但为了对橡皮擦进行更为有效的清洗，优选地，所述喷嘴上设置有10-30个出液孔，更优选设置有12-25个出液孔，最优选设置有15-20个出液孔；优选地，每个出液孔的直径各自独立地为0.2-2mm，更优选各自独立地为0.4-1.6mm，最优选各自独立地为0.6-1.2mm。此外，所述出液孔优选在喷嘴上均匀分布，这样能够使得喷出的清洗液均匀发散，从而增强清洗效果。
本发明对所述喷头内部存储液体的形状没有特别的限定，只要能够使得清洗液顺利从喷嘴处流出即可。根据本发明的一种优选实施方式，如图1所示，所述喷头1内设置有锥形内腔，所述锥形内腔的尖锥部为所述喷嘴2。当所述喷头为这种优选的结构时，能够提高从喷头的喷嘴处喷出的清洗液的压力，这样能够提高在清洗过程中对残留在橡皮擦表面的光阻的冲击力，在节约成本的同时加强清洗效果，从而更有利于提高光阻涂布的生产品质。在这种优选的喷头中，所述锥形内腔的锥形夹角优选为20°-80°，更优选为30°-70°，最优选为40°-60°。此外，如本领域技术人员所熟知，所述喷头的一端与清洗剂源连通以供应清洗剂，另一端通过喷嘴将清洗液喷出以对橡皮擦进行清洗。
根据本发明，优选地，所述涂布机橡皮擦清洗单元还包括控制阀，用于控制所述喷头的开与关以及清洗液的流量。
所述清洗台上通常设置有将橡皮擦进行清洗位置定位并固定的定位部，该定位部优选与控制电路连接。也即，所述涂布机橡皮擦清洗单元还优选包括控制电路，用于将橡皮擦进行清洗位置定位并固定在定位部。所述控制电路具有程序编辑芯片，通过编辑及运行程序可控制定位部移动至指定位置。所述喷头通常固定在支架上，该支架固定在清洗台上，且使喷头的出液口对准清洗台，而喷头的出液口可以正对清洗台设置或者倾斜一定角度设置。优选地，在清洗过程中，所述喷头的出液口与橡皮擦的固定角度适配。当所述涂布机橡皮擦清洗单元进行工作时，所述控制电路执行预设程序将待清洗的橡皮擦移动至清洗台上预先设定的定位部，然后启动喷头即可对橡皮擦进行喷淋清洗。
本发明还提供了一种涂布机，所述涂布机包括涂布单元以及上述涂布机橡皮擦清洗单元。
本发明提供的涂布机由于使用了上述涂布机橡皮擦清洗单元，因此可以加强对橡皮擦的清洗效果，进而提高光阻涂布品质并节约生产成本。
本发明提供的涂布机的主要改进之处在于对涂布机橡皮擦清洗单元进行改进，而所述涂布机的其他部件例如涂布单元的具体结构以及这些单元与涂布机橡皮擦清洗单元之间的连接关系等均可以与现有技术相同，对此本领域技术人员均能知悉，在此不作赘述。
本发明提供的清洗涂布机橡皮擦的方法包括将涂布机的橡皮擦采用上述涂布机橡皮擦清洗单元进行清洗。
在所述清洗的过程中，所述清洗所采用的清洗液的流速优选为50-5000mL/min，更优选为80-3000mL/min，最优选为100-2000mL/min；所述清洗液的温度优选为20-30℃，更优选为20-25℃，最优选为22-24℃。在清洗的过程中，将所述涂布机橡皮擦清洗单元的喷嘴与清洗台之间的距离优选控制在2-20cm，更优选控制在4-16cm，最优选控制在6-12cm。当将所述清洗液的流速和温度以及喷嘴与清洗台之间的距离控制在上述优选范围内时，能够对橡皮擦进行更有效的清洗。
本发明对所述清洗所采用的清洗液的种类没有特别的限定，可以为本领域常用于清洗橡皮擦的清洗液。根据本发明的一种优选的实施方式，所述清洗所采用的清洗液为丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA，CH3COOCH(CH3)CH2OCH3)。其中，所述丙二醇甲醚醋酸酯的纯度不低于95重量％。
根据本发明的一种优选实施方式，所述清洗涂布机橡皮擦的方法还包括在清洗过程中，往所采用的清洗液中压入空气，且压入所述空气所施加的压力为0.05-0.5MPa，更优选为0.1-0.3MPa，最优选为0.1-0.2MPa。本发明的发明人经过深入研究之后发现，当在清洗过程中，往所述清洗液中压入空气(CDA)时，能够增强清洗效果，并显著减少清洗剂用量。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
以下实施例和对比例中：
清洗液为纯度99.5重量％的丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)，购自默克电子材料公司，牌号为AZ 1500 Thinner；
待清洗的橡皮擦表面沾满了光阻(BM感材，购自TOK公司，牌号为CFPR BK6180SL)，其具体组成如表1所示。
表1
实施例1
本实施例用于说明本发明提供的涂布机橡皮擦清洗单元和方法。
本实施例所采用的涂布机橡皮擦清洗单元包括清洗台、设置在所述清洗台上方且喷嘴朝向所述清洗台方向的喷头以及用于将橡皮擦进行清洗位置定位并固定在定位部的控制电路，所述喷头的喷嘴形状为正六边形，喷嘴设置有10个均匀分布的出液孔，且每个出液孔的直径均为2mm，所述喷头内设置有锥形内腔，所述锥形内腔的尖锥部为所述喷嘴，所述锥形内腔的锥形夹角为80°，所述喷头的开关以及清洗液的流量通过控制阀控制，所述喷头固定在支架上，且该支架固定在清洗台上。
在橡皮擦清洗的过程中，控制电路将表面粘满光阻--BM感材的橡皮擦移送并固定至定位部，然后开启喷头对橡皮擦进行清洗。在清洗过程中，往清洗液中压入空气，且压入空气所施加的压力为0.05MPa。此外，在清洗过程中，将清洗液的流速控制在50mL/min，温度控制在20℃，并将喷嘴与清洗台之间的距离控制在2cm。结果表明，1.6min之后，将橡皮擦表面的光阻全部去除，所用的清洗剂的总量为0.08L。
实施例2
本实施例用于说明本发明提供的涂布机橡皮擦清洗单元和方法。
本实施例所采用的涂布机橡皮擦清洗单元包括清洗台、设置在所述清洗台上方且喷嘴朝向所述清洗台方向的喷头以及用于将橡皮擦进行清洗位置定位并固定在定位部的控制电路，所述喷头的喷嘴形状为正六边形，喷嘴设置有30个均匀分布的出液孔，且每个出液孔的直径均为0.2mm，所述喷头内设置有锥形内腔，所述锥形内腔的尖锥部为所述喷嘴，所述锥形内腔的锥形夹角为20°，所述喷头的开关以及清洗液的流量通过控制阀控制，所述喷头固定在支架上，且该支架固定在清洗台上。
在橡皮擦清洗的过程中，控制电路将表面粘满光阻--BM感材的橡皮擦移送并固定至定位部，然后开启喷头对橡皮擦进行清洗。在清洗过程中，往清洗液中压入空气，且压入空气所施加的压力为0.5MPa。此外，在清洗过程中，将清洗液的流速控制在5000mL/min，温度控制在26℃，并将喷嘴与清洗台之间的距离控制在20cm。结果表明，0.1min之后，将橡皮擦表面的光阻全部去除，所用的清洗剂的总量为0.5L。
实施例3
本实施例用于说明本发明提供的涂布机橡皮擦清洗单元和方法。
本实施例所采用的涂布机橡皮擦清洗单元包括清洗台、设置在所述清洗台上方且喷嘴朝向所述清洗台方向的喷头以及用于将橡皮擦进行清洗位置定位并固定在定位部的控制电路，所述喷头的喷嘴形状为正六边形，喷嘴设置有15个均匀分布的出液孔，且每个出液孔的直径均为1mm，所述喷头内设置有锥形内腔，所述锥形内腔的尖锥部为所述喷嘴，所述锥形内腔的锥形夹角为55°，所述喷头的开关以及清洗液的流量通过控制阀控制，所述喷头固定在支架上，且该支架固定在清洗台上。
在橡皮擦清洗的过程中，控制电路将表面粘满光阻--BM感材的橡皮擦移送并固定至定位部，然后开启喷头对橡皮擦进行清洗。在清洗过程中，往清洗液中压入空气，且压入空气所施加的压力为0.2MPa。此外，在清洗过程中，将清洗液的流速控制在1000mL/min，温度控制在23℃，并将喷嘴与清洗台之间的距离控制在10cm。结果表明，0.3min之后，将橡皮擦表面的光阻全部去除，所用的清洗剂的总量为0.3L。
实施例4
本实施例用于说明本发明提供的涂布机橡皮擦清洗单元和方法。
按照实施例2的方法对橡皮擦进行清洗，不同的是，在清洗过程中，不往清洗液中压入空气，结果表明，10min之后，将橡皮擦表面的光阻全部去除，所用的清洗剂的总量为0.5L。
实施例5
本实施例用于说明本发明提供的涂布机橡皮擦清洗单元和方法。
按照实施例2的方法对橡皮擦进行清洗，不同的是，在清洗的过程中，将清洗液的流速控制在5500mL/min，温度控制在15℃，并将喷嘴与清洗台之间的距离控制在25cm。结果表明，0.15min之后，将橡皮擦表面的光阻全部去除，所用的清洗剂的总量为0.825L。
实施例6
本实施例用于说明本发明提供的涂布机橡皮擦清洗单元和方法。
本实施例所采用的涂布机橡皮擦清洗单元的喷头喷嘴为正五边形，其余与实施例1相同。
按照实施例1的方法对橡皮擦进行清洗，结果表明，1.6min之后，将橡皮擦表面的光阻全部去除，所用的清洗剂的总量为0.08L。
实施例7
本实施例用于说明本发明提供的涂布机橡皮擦清洗单元和方法。
本实施例所采用的涂布机橡皮擦清洗单元的喷头喷嘴为正八边形，其余与实施例1相同。
按照实施例1的方法对橡皮擦进行清洗，结果表明，1.6min之后，将橡皮擦表面的光阻全部去除，所用的清洗剂的总量为0.08L。
对比例1
本对比例用于说明参比的涂布机橡皮擦清洗单元和方法。
本对比例所采用的涂布机橡皮擦清洗单元的喷头喷嘴为圆形，其余与实施例4相同。
按照实施例4的方法对橡皮擦进行清洗，结果表明，0.19min之后，将橡皮擦表面的光阻全部去除，所用的清洗剂的总量为0.95L。
对比例2
本对比例用于说明参比的涂布机橡皮擦清洗单元和方法。
本对比例所采用的涂布机橡皮擦清洗单元的喷头喷嘴为正方形，其余与实施例4相同。
按照实施例4的方法对橡皮擦进行清洗，结果表明，0.18min之后，将橡皮擦表面的光阻全部去除，所用的清洗剂的总量为0.90L。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (11)

1.一种涂布机橡皮擦清洗单元，该涂布机橡皮擦清洗单元包括清洗台以及设置在所述清洗台上方且喷嘴朝向所述清洗台方向的喷头，其特征在于，所述喷头的喷嘴形状为正多边形，且所述正多边形的边数为5-8。
2.根据权利要求1所述的涂布机橡皮擦清洗单元，其中，所述喷嘴上设置有10-30个出液孔，且每个出液孔的直径各自独立地为0.2-2mm。
3.根据权利要求1所述的涂布机橡皮擦清洗单元，其中，所述喷头内设置有锥形内腔，所述锥形内腔的尖锥部为所述喷嘴。
4.根据权利要求3所述的涂布机橡皮擦清洗单元，其中，所述锥形内腔的锥形夹角为20°-80°。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的涂布机橡皮擦清洗单元，其中，所述涂布机橡皮擦清洗单元还包括控制阀，用于控制所述喷头的开与关以及清洗液的流量。
6.根据权利要求1-4中任意一项所述的涂布机橡皮擦清洗单元，其中，所述涂布机橡皮擦清洗单元还包括控制电路，用于将橡皮擦进行清洗位置定位并固定在定位部。
7.一种涂布机，所述涂布机包括涂布单元以及涂布机橡皮擦清洗单元，其特征在于，所述涂布机橡皮擦清洗单元为权利要求1-6中任意一项所述的涂布机橡皮擦清洗单元。
8.一种清洗涂布机橡皮擦的方法，该方法包括将涂布机的橡皮擦采用权利要求1-6中任意一项所述的涂布机橡皮擦清洗单元进行清洗。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述清洗所采用的清洗液的流速为50-5000mL/min，温度为20-30℃；在清洗的过程中，将所述涂布机橡皮擦清洗单元的喷嘴与清洗台之间的距离控制在2-20cm。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，该方法还包括在清洗过程中，往所采用的清洗液中压入空气，且压入所述空气所施加的压力为0.05-0.5MPa。
11.根据权利要求8或9所述的方法，其中，所述清洗所采用的清洗液为丙二醇甲醚醋酸酯。
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