CN107168019A - 一种显影装置及光刻设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种显影装置及光刻设备，涉及光刻工艺制备领域，能够解决成膜基板上不同区域的显影速度不同的问题。显影装置包括显影腔室，显影腔室内设置有用于承载成膜基板的承载板，以及与承载板相连接的驱动部件。驱动部件用于驱动承载板沿传送路线移。该承载板的承载面具有多个加热区，承载板中在每个加热区内设置有一个加热源。显影装置还包括与每个加热源单独连接的控制器，控制器用于根据调温指令控制每个加热源产生的热量。显影装置用于对成膜基板进行显影。

Description

一种显影装置及光刻设备

技术领域

本发明涉及光刻工艺制备领域，尤其涉及一种显影装置及光刻设备。

背景技术

TFT-LCD(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，薄膜晶体管-液晶显示器)作为一种平板显示装置，因其具有体积小、功耗低、无辐射以及制作成本相对较低等特点，而越来越多地被应用于高性能显示领域当中。

TFT-LCD的阵列基板中具有通过光刻(MASK)工艺形成的薄膜图案，例如TFT的栅极、源极、漏极等。其中，上述光刻工艺包括成膜、曝光、显影等工艺。在显影过程中，图形的分布密度不同，显影速度也不同。例如，阵列基板中，待形成图形的密度较大的像素区，显影液消耗少，显影液浓度大，显影速度快；而图形密度较小的外围电路区，显影液消耗多，显影液浓度小，显影速度较慢。在此情况下，显影速度较快的区域容易造成过显影，使得该区域的光刻胶厚度较小，从而导致像素区和外围电路区之间的交接区域处，光刻胶的厚度存在差异，使得整个成膜基板上光刻胶厚度的临界尺寸值不均一。这样一来，受到不同厚度的光刻胶覆盖的金属薄膜层，在刻蚀工艺后，形成的金属图形的线宽不一致，降低整个阵列基板的关键尺寸(Critical Dimension，CD)的均一性。

发明内容

本发明的实施例提供一种显影装置及光刻设备，能够解决成膜基板上不同区域的显影速度不同的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

本发明实施例的一方面，提供一种显影装置，包括显影腔室，所述显影腔室内设置有用于承载成膜基板的承载板，以及与所述承载板相连接的驱动部件；所述驱动部件用于驱动所述承载板移动；所述承载板的承载面具有多个加热区，所述承载板中在每个加热区内设置有一个加热源；所述显影装置还包括与每个所述加热源单独连接的控制器，所述控制器用于根据调温指令控制每个所述加热源产生的热量。

优选的，所述显影腔室内，且在所述显影腔室的入口处设置有传送机构，所述传动机构用于将所述入口处的成膜基板传送至所述承载板。

优选的，所述传送机构包括多个平行设置的传送杆，每个传送杆上安装有多个间隔设置的滚轮；其中，所述传送杆的延伸方向和所述滚轮径向方向相同。

优选的，还包括设置于所述显影腔室内，且位于所述承载板背离所述承载面一侧的支撑板；所述支撑板的支撑面靠近所述承载板，所述支撑面上设置有与所述支撑面垂直的多个支撑针；所述承载板位于所述传送机构靠近所述显影腔室的底面的一侧；且所述支撑针位于相邻两个传送杆之间。所述承载板上设置多个通孔，每个所述通孔在所述支撑面上的正投影与一个所述支撑针在所述支撑面上的正投影重叠；所述通孔的孔径大于所述支撑针的直径。

优选的，所述显影腔室的底面设置有导向槽；所述驱动部件包括水平驱动子部，所述水平驱动子部包括驱动器以及与所述驱动器相连接的滚轮；所述滚轮设置于所述导向槽内，用于在所述驱动器的驱动下沿所述导向槽滚动。

优选的，在所述显影装置包括支撑板的情况下，所述驱动部件包括竖直驱动子部，所述竖直驱动子部位于所述支撑板与所述水平驱动部件之间；所述竖直驱动子部包括固定端以及活动端，所述活动端用于相对于所述固定端沿垂直于所述显影腔室的底面的方向运动；其中，所述固定端与所述水平驱动部件相连接，所述活动端与所述支撑板相连接。

优选的，所述导向槽包括依次收尾相接的去程子导槽、下行子导槽、回程子导槽以及上行子导槽；其中，所述去程子导槽的一端设置于所述显影腔室的入口处，另一端设置于所述显影腔室的出口处；所述回程子导槽与所述去程子导槽平行；所述下行子导槽、所述上行子导槽与所述去程子导槽垂直。

优选的，所述显影腔室的入口处且位于所述显影腔室的顶面设置有用于喷出显影液的第一喷嘴和第二喷嘴；所述第一喷嘴与所述承载板的承载面之间具有倾角；所述第二喷嘴与所述承载板的承载面之间垂直。

优选的，所述加热源为电阻丝或者内部设置有所述电阻丝的加热块。

本发明实施例的另一方面，提供一种如上所述的任意一种显影装置。

由上述可知，本申请提供的显影装置中，用于承载成膜基板的承载板具有多个加热区，通过控制器对位于不同加热区中的加热源产生的热量进行单独调节，从而可以分区域对成膜基板进行加热，以增大CD偏大区域的显影温度，提高该区域的显影速度，并减小CD偏小区域的显影温度，降低该区域的显影速度，使得整个成膜基板各个区域的显影速度均一，从而达到CD均一的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种显影装置的结构示意图；

图2为图1中承载板的传送路线示意图；

图3为图1中承载板的具体结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种显影装置的结构示意图；

图5为在显影腔室内设置有传送机构的显影装置的结构示意图；

图6为图5中传送结构的具体结构示意图；

图7为图6中传送杆与滚轮的安装示意图；

图8为图6中承载板承接传送机构传送的成膜基板的过程示意图；

图9为图8中支撑针与传送机构的俯视图；

图10为图1中驱动装置的一种结构以及驱动方式示意图；

图11为图1中驱动装置的另一种结构以及驱动方式示意图。

附图标记：

01-显影装置；02-传送路线；10-显影腔室；100-成膜基板；101-承载板；102-支撑板；103-支撑针；104-通孔；105-第一喷嘴；106-第二喷嘴；120-加热区；121-加热源；13-传送机构；130-传送杆；131-滚轮；132-支撑架；1320-支撑部；1321-转轴部；200-驱动部件；201-水平驱动子部；2010-驱动器；202-竖直驱动子部；2021-固定端；2022-活动端；211-控制器；20-等候腔室；30-水洗腔室；40-烘干腔室；50-导向槽；501-去程子导槽；502-下行子导槽；503-回程子导槽；504-上行子导槽；A1-去程路线；A2-回程路线；B1-下行路线；B2-上行路线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种显影装置01，如图1所示，包括显影腔室10。该显影腔室10内设置有用于承载成膜基板100的承载板101，以及与该承载板101相连接的驱动部件200。其中，该驱动部件200用于驱动承载板101移动。

其中，优选的，在该显影腔室01的入口处且位于显影腔室10的顶面设置有用于喷出显影液的第一喷嘴105和第二喷嘴106。

具体的，第一喷嘴105与承载板101的承载面之间具有倾角。该第二喷嘴106与承载板101的承载面之间垂直。这样一来，通过倾斜设置的第一喷嘴105可以对位于该承载板101上的成膜基板100的上表面进行预喷淋，以对第二喷嘴106喷淋的显影液的覆盖范围进行补偿，使得成膜基板100的上表面能够均匀的被显影液覆盖。

需要说明的是，上述成膜基板100包括衬底基板，或者包括衬底基板以及位于该衬底基板上的由至少一层薄膜层构成的薄膜图案，例如阵列基板。

此外，该驱动部件200可以驱动承载板沿如图2所示的传送路线02进行移动。上述传送路线02是指，承载板101在显影腔室10内，根据显影工艺的要求承载成膜基板100进行移动，以使得至少一块成膜基板100能够完成显影工艺所需的路线。

例如，上述传送路线02如图1所示，可以为将成膜基板100从显影腔室10的入口传送至显影腔室10出口位置。这样一来，承载板101可以将成膜基板100由显影腔室10的入口传送至显影腔室10内部，使得该成膜基板100在显影腔室10内完成显影工艺，然后再将上述成膜基板100传输中显影腔室10出口位置，以使得该成膜基板进行后续工艺处理。

或者，又例如，上述传送路线02可以包括如图2所示的去程路线A1、分别位于显影腔室10出口位置和入口位置的下行路线B1和上行路线B2，以及回程路线A2。其中，回程路线A2与去程路线A1平行，下行路线B1和上行路线B2平行。下行路线B1和行路线B2的上端均与去程路线A1相连接，下端均与回程路线A2相连接。

具体的，当承载板101沿去程路线A1将成膜基板100由显影腔室10的入口输送至显影腔室10的出口，且成膜基板100移除显影腔室10后，承载板101沿下行路线B1移动至回程路线A2，再沿回程路线A2从显影腔室10的触控移动至显影腔室10的入口所在的一侧；然后再沿上行路线B2返回去程路线A1的起始位置，从而承接后续进入显影腔室10进行显影工艺的成膜基板100。由上述可知图3提供的传送路线为回型，在此情况下，可以由多个承载板101依次沿上述回型传送路线顺时针移动，从而可以实现多个成膜基板100的流水线作业。

在此基础上，如图3所示，上述承载板101的承载面具有多个加热区120，且该承载板101中在每个加热区120内设置有一个加热源121。

此外，上述显影装置01还包括与每个加热源121单独连接的控制器211，该控制器211用于根据调温指令控制每个加热源121产生的热量。

优选的，上述加热源121可以为电阻丝或者内部设置有电阻丝的加热块。这样一来，加热源121产生的热量Q＝I²×R×T。其中，“I”为流过加热源121的电流；“R”为加热源121的电阻；“T”为加热源121的工作时间。通常为了方便承载板101的制备，上述多个加热源121的电阻R相同。因此上述控制器211可以根据调温指令对不同加热源121的加热时间和供电电流进行调节，以达到单独控制不同加热源121产生热量的目的。

需要说明的是，控制器211接收到的调温指令可以是工作人员对产品的CD均一性的检测结果进行分析，编辑出上述调温指令，并手动将上述调温指令通过操作界面输入至控制器211。或者还可以通过一处理器将控制器211与用于检测产品的CD均一性的设备相连接。该处理器能够对检测结果进行分析，并编辑出上述调温指令。

此外，CD均一性检测设备可以实时对产品进行检测，并使得控制器211能够实时对承载板101上的加热源121产生的热量进行调节。或者，为了降低制作成本，CD均一性检测设备可以对同一批次的产品只检测一次，而控制器211上述同批次产品进行显影的过程中，接收到的调温指令相同。

对于阵列基板而言，CD可以为该阵列基板上同层同材料的连接线的线宽。例如，当像素区的栅线与外围电路区中与该栅线同层同材料的金属引线的线宽形同或近似相同时，可以认为该阵列基板的CD均一。然而，显影过程中，显影速度快的区域容易发生过显影，导致该区域的光刻胶厚度较小，使得该区域形成图案的线宽较小，CD偏小；显影速度慢的区域的光刻胶厚度较大，使得该区域形成图案的线宽较大，CD偏大。在此情况下，由于本申请提供的显影装置中，用于承载成膜基板100的承载板101具有多个加热区120，通过控制器211对位于不同加热区120中的加热源121产生的热量进行单独调节，从而可以分区域对成膜基板100进行加热，以增大CD偏大区域的显影温度，提高该区域的显影速度，并减小CD偏小区域的显影温度，降低该区域的显影速度，使得整个成膜基板100各个区域的显影速度均一，从而达到CD均一的目的。

在此基础上，上述显影装置01还包括，如图4所示的，与显影腔室10的入口相连接的等候腔室20，以及依次与显影腔室10的触控相连接的水洗腔室30以及烘干腔室40。具体的，等候腔室20用于放置待显影的成膜基板100。水洗腔室30用于对经过显影的成膜基板100进行冲洗，以将该成膜基板100上的显影液冲洗掉。此外，烘干腔室40用于对经过水洗的成膜基板100进行烘干，以为该成膜基板100进入后续制作工艺做准备。

在此基础上，为了使得等候腔室20内的成膜基板100能够更好的传输至显影腔室10，优选的，如图5所示，在显影腔室10内，且在该显影腔室10的入口处设置有传送机构13，该传动机构13用于将由等候腔室20传送至上述显影腔室10入口处的成膜基板100，再传送至承载板101上。这样一来，可以实现成膜基板100在等候腔室20与显影腔室10之间无缝传递。

其中，上述传送结构13可以为机械手，或者为了进一步提高现成膜基板100在等候腔室20与显影腔室10之间传递的连贯性，优选的上述传送机构13如图6所示(该传送结构13的俯视图)，包括多个平行设置的传送杆130，每个传送杆130上安装有多个间隔设置的滚轮131。

其中，传送杆130的延伸方向和滚轮131径向方向相同。具体的，上述滚轮131在传送杆130的安装方式，如图7所示，滚轮131通过支撑架132安装于传送杆130上。该支撑架132至少包括相互垂直的支撑部1320和转轴部1321。具体的，如图8所示，支撑架132的一端固定连接于传送杆130上，另一端于支撑部1320的一端相连接。转轴部1321的另一端穿过滚轮131的中心位置，以使得滚轮131能够绕该转轴部1321进行转动。此外，该转轴部1321上还可以设置限位部件，以使得滚轮131在转动的过程中不会脱离转轴部1321。

在此基础上，可以将承载板101设置于传送结构13的一侧，以承接传送结构13中传送的成膜基板100。但是采用上述承接方式，如图5所示，成膜基板100在与承载板101接触的过程中会产生较大的摩擦力，因此会对成膜基板100的损坏。此外，为了克服上述摩擦力，使得成膜基板100能够完全平移至承载板101上，该传送结构13中的至少一个滚轮131需要设置为主动轮，以增加传送结构13的传输能力，然而这样一来会增加功耗。

为了解决上述问题，优选的，如图8所示，该显影装置01还包括设置于显影腔室10内，且位于承载板101背离承载面一侧的支撑板102。

其中，支撑板102的支撑面F靠近承载板101。此外，该支撑面F上设置有与支撑面F垂直的多个支撑针103。

在此情况下，为了使得传送机构13上的成膜基板100能够承接于承载板101上。该承载板101位于传送机构13靠近显影腔室01的底面的一侧。

基于此，该承载板101上设置多个通孔104，每个通孔104在支撑面F上的正投影与一个支撑针103在支撑面F上的正投影重叠。且该通孔104的孔径大于支撑针103的直径，从而使得上述支撑针103能够穿过与该支撑针103位置相对应的通孔104。此外，如图9所示，支撑针103位于相邻两个传送杆130之间。

由上述结构可知，传送机构13上的成膜基板100承接于承载板101上的过程具体为：

首先，在驱动部件200的驱动作用下，将承载板101移动至传动机构13的下方，位于如图8所示的工位A处，然后驱动部件200驱动支撑板102向靠近成膜基板100的方向运动，从而带动支撑针103向上运动。该支撑针103穿过承载板101上的通孔104，并穿过相连两个传送杆130之间，并于成膜基板100的下表面相接触，使得成膜基板100的下表面与传送机构13上的滚轮131脱离。

接下来，在驱动部件200的驱动作用下，承载板101、支撑板102、支撑针103以及被支撑针103支撑的成膜基板100移动至工位B，从而使得成膜基板100与传送结构13完全脱离。

接下来，在驱动部件200的驱动作用下，支撑板102向远离成膜基板100的方向运动，带动支撑针103向下运动，直至支撑针103的上表面低于承载板101的承载面，从而使得成膜基板100的下表面与承载面相接触，使得承载板101对成膜基板100进行承载。此外，该驱动部件200还驱动承载板101以及被支撑针103支撑的成膜基板100移动至工位C，以对该成膜基板100喷洒显影液，进行显影工艺。

由上述可知，承载板100在承接成膜基板100的过程中，成膜基板100无需滑动至承载板100的承载面上，因此能够避免由于滑动造成成膜基板100的损坏。

基于此，上述滚轮131可以均为从动轮。在此情况下，等候腔室20中的成膜基板100被传送显影腔室10入口处，且该成膜基板100与上述滚轮131相接触，成膜基板100将动能传递至滚轮131，使得滚轮131转动，从而能够减小功耗。此外，由于滚轮131与成膜基板100之间为滚动摩擦，因此摩擦力较小，对成膜基板100的磨损也较小。

需要说明的是，“上”和“下”等方位术语是相对于附图中的成膜基板任意置放的方位来定义的，应当理解到，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据成膜基板所放置的方位的变化而相应地发生变化。

由上述可知，驱动部件200即可以驱动支撑板102沿垂直于显影腔室10底面的方向上、下移动，又可以驱动承载板101、支撑板102、支撑针103沿平行于显影腔室10底面的方向水平移动。

因此，为了使得该驱动部件200具有上述功能。优选的驱动部件200如图8所示包括水平驱动子部201。

在此情况下，该显影腔室10的底面设置有如图10所示的导向槽50。上述水平驱动子部201包括驱动器2010以及与该驱动器2010相连接的滚轮131。具体的，滚轮131设置于导向槽50内，且该滚轮131用于在驱动器2010的驱动下沿导向槽50滚动。

可选的，上述驱动器2010可以为马达。此外，为了驱动承载板101水平移动，该承载板101可以通过一根立柱与驱动器2010的外壳固定连接。

此外，上述导向槽50的导向方向沿上述传送路线02设置。在此情况下，当上述传送路线02如图2所示包括去程路线A1、下行路线B1、上行路线B2以及回程路线A2时，该导向槽50如图10所示可以包括依次收尾相接的去程子导槽501、下行子导槽502、回程子导槽503以及上行子导槽504。

其中，去程子导槽501的一端设置于显影腔室10的入口处，另一端设置于显影腔室10的出口处，从而使得去程子导槽501的延伸方向能够与上述去程路线A1相匹配。此外，回程子导槽503与去程子导槽501平行，以使得回程子导槽503与上述回程路线A2相匹配。下行子导槽502、上行子导槽504与去程子导槽501，且下行子导槽502位于显影腔室10的出口所在的一侧，与该下行路线B1相匹配；上行子导槽504位于显影腔室10的入口所在的一侧，与该上行路线B2相匹配。

在此情况下，水平驱动子部201驱动承载板101从而去程子导槽501的一端移动至去程子导槽501的另一端，从而在显影腔室10的入口处承接待显影的成膜基板100，并将显影后的成膜基板100运送至显影腔室10的出口位置，以使得成膜基板100能够移除显影腔室10。接下来，水平驱动子部201驱动承载板101沿下行子导槽502移动至回程子导槽503，再沿回程子导槽503移动至上行子导槽504，继续沿上行子导槽504移动，最终回到显影腔室10的入口，以承接新的待显影的成膜基板100。

此外，为了使得驱动部件200驱动支撑板102沿垂直于显影腔室10底面的方向上、下移动，该驱动部件200如图8所示包括竖直驱动子部202。该竖直驱动子部202位于支撑板102与水平驱动部件201之间。

具体的，竖直驱动子部202，如图11所示，包括固定端2021以及活动端2022。其中，活动端2022用于相对于固定端2021沿垂直于显影腔室10的底面的方向运动。固定端2021与水平驱动部件201相连接，活动端2022与支撑板102的下表面相连接。这样一来，当活动端2022相对于固定端2021垂直于显影腔室10的底面上、下运动时，可以使得支撑板102带动支撑针103上、下运动。

可选的，上述竖直驱动子部202可以为液压缸。其中，上述固定端2021为液压缸的缸体，而活动端2022为液压缸的活塞杆。

本发明实施例提供一种光刻设备包括如上所述的任意一种显影装置。该显影装置具有与前述实施例提供的光刻设备相同的有益效果，此处不再赘述。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种显影装置，包括显影腔室，其特征在于，所述显影腔室内设置有用于承载成膜基板的承载板，以及与所述承载板相连接的驱动部件；所述驱动部件用于驱动所述承载板移动；

所述承载板的承载面具有多个加热区，所述承载板中在每个加热区内设置有一个加热源；

所述显影装置还包括与每个所述加热源单独连接的控制器，所述控制器用于根据调温指令控制每个所述加热源产生的热量。

2.根据权利要求1所述的显影装置，其特征在于，所述显影腔室内，且在所述显影腔室的入口处设置有传送机构，所述传动机构用于将所述入口处的成膜基板传送至所述承载板。

3.根据权利要求2所述的显影装置，其特征在于，所述传送机构包括多个平行设置的传送杆，每个传送杆上安装有多个间隔设置的滚轮；其中，所述传送杆的延伸方向和所述滚轮径向方向相同。

4.根据权利要求3所述的显影装置，其特征在于，还包括设置于所述显影腔室内，且位于所述承载板背离所述承载面一侧的支撑板；

所述支撑板的支撑面靠近所述承载板，所述支撑面上设置有与所述支撑面垂直的多个支撑针；所述承载板位于所述传送机构靠近所述显影腔室的底面的一侧；且所述支撑针位于相邻两个传送杆之间；

所述承载板上设置多个通孔，每个所述通孔在所述支撑面上的正投影与一个所述支撑针在所述支撑面上的正投影重叠；所述通孔的孔径大于所述支撑针的直径。

5.根据权利要求1-4任一项所述的显影装置，其特征在于，所述显影腔室的底面设置有导向槽；

所述驱动部件包括水平驱动子部，所述水平驱动子部包括驱动器以及与所述驱动器相连接的滚轮；所述滚轮设置于所述导向槽内，用于在所述驱动器的驱动下沿所述导向槽滚动。

6.根据权利要求5所述的显影装置，其特征在于，在所述显影装置包括支撑板的情况下，所述驱动部件包括竖直驱动子部，所述竖直驱动子部位于所述支撑板与所述水平驱动部件之间；

所述竖直驱动子部包括固定端以及活动端，所述活动端用于相对于所述固定端沿垂直于所述显影腔室的底面的方向运动；其中，所述固定端与所述水平驱动部件相连接，所述活动端与所述支撑板相连接。

7.根据权利要求5所述的显影装置，其特征在于，所述导向槽包括依次收尾相接的去程子导槽、下行子导槽、回程子导槽以及上行子导槽；

其中，所述去程子导槽的一端设置于所述显影腔室的入口处，另一端设置于所述显影腔室的出口处；所述回程子导槽与所述去程子导槽平行；所述下行子导槽、所述上行子导槽与所述去程子导槽垂直。

8.根据权利要求1所述的显影装置，其特征在于，所述显影腔室的入口处且位于所述显影腔室的顶面设置有用于喷出显影液的第一喷嘴和第二喷嘴；

所述第一喷嘴与所述承载板的承载面之间具有倾角；所述第二喷嘴与所述承载板的承载面之间垂直。

9.根据权利要求1所述的显影装置，其特征在于，所述加热源为电阻丝或者内部设置有所述电阻丝的加热块。

10.一种光刻设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的显影装置。