CN108776424B - 一种显影装置、曝光显影设备及显影方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种显影装置、曝光显影设备及显影方法，涉及显影装置技术领域，为解决现有显影装置在对基板上的光刻胶显影处理后，光刻胶孔的坡度角较大的问题而发明。该显影装置，包括基台和显影液喷嘴，所述基台具有基板放置面，所述显影液喷嘴与所述基板放置面相对设置，还包括与所述基板放置面相对设置的微波发射单元，所述微波发射单元的微波发射口朝向所述基板放置面设置，并且沿平行于所述基板放置面的方向，所述微波发射单元与所述显影液喷嘴错开设置。本发明可用于显影处理。

Description

一种显影装置、曝光显影设备及显影方法

技术领域

本发明涉及显影装置技术领域，尤其涉及一种显影装置、曝光显影设备及显影方法。

背景技术

在显示面板行业中，电路设计一般为4～12层图案的叠加，在这些多层的电路设计中，过孔是必不可少的一部分，它起到连接电路、承上启下的作用；例如在薄膜晶体管制造过程中，为了实现不同膜层之间的搭接，经常采用干法刻蚀的方法在绝缘膜层上面形成过孔(Via Hole)，比如S/D(源极/漏极)与Active层通过ESL(Etch Stop Layer；刻蚀阻挡层)孔进行搭接、S/D与Gate(栅极)通过CNT(全称：Contact；中文释义：连接)孔进行搭接、ITO(氧化铟锡)显示电极与S/D通过PVX(钝化层)孔进行搭接。

其中，过孔的坡度角对于膜层之间的搭接效果有很大影响，在一定范围内坡度角越小越有利于搭接。但是由于干法刻蚀是各向异性刻蚀，通常会使得过孔的坡度角很大，不利于后续膜层之间的搭接，甚至会出现断线等不良。例如图1所示，当形成过孔03的坡度角α很大时，膜层01与膜层02之间的搭接非常不利。因此，如何改善膜层过孔03的坡度角具有非常重要的意义。

一般情况下，在对膜层的过孔进行刻蚀之前，需要经过光刻胶的涂布、曝光和显影等过程，其中，曝光显影后形成的光刻胶(PR胶)孔的坡度角对最终干刻形成的膜层过孔坡度角起决定性作用，光刻胶孔的坡度角越小，那么，如图2所示，光刻胶孔06靠近孔边缘处的光刻胶就越薄，在对膜层刻蚀时较薄的光刻胶就越容易被刻穿，使膜层过孔的边缘也被刻蚀掉一部分，这样时膜层过孔从中心到边缘有一个深度渐小的变化，从而可以减小膜层过孔的坡度角。因此，如何形成坡度角较小的光刻胶孔是改善膜层之间搭接的关键。

膜层的显影通常是在显影装置中完成的，显影装置设计得是否合理直接关系着膜层的显影效果，进而影响光刻胶孔坡度角的大小。现有的一种显影装置，通常是包括基台以及设置在基台上方的显影液喷头。在对基板上经过曝光后的光刻胶进行显影处理时，是将基板放置于基台上，然后显影液喷头向基板喷显影液。显影液到达曝光后的光刻胶层后，会除去曝光后的光刻胶，由于显影液在水平方向和竖直方向去除的速度一样，这样使得经过显影处理后的光刻胶孔的坡度角β比较大(例如图2所示)，从而会使得后续刻蚀膜层过孔的坡度角也比较大，进而会影响膜层之间的搭接，对提高产品良率和显示装置的显示质量非常不利。

发明内容

本发明的实施例提供一种显影装置、曝光显影设备及显影方法，用于解决现有显影装置在对基板上的光刻胶显影处理后，光刻胶孔的坡度角较大的问题。

为达到上述目的，第一方面，本发明实施例提供了一种显影装置，包括基台和显影液喷嘴，所述基台具有基板放置面，所述显影液喷嘴与所述基板放置面相对设置，还包括与所述基板放置面相对设置的微波发射单元，所述微波发射单元的微波发射口朝向所述基板放置面设置，并且沿平行于所述基板放置面的方向，所述微波发射单元与所述显影液喷嘴错开设置。

进一步地，所述显影装置还包括角度调节机构，所述角度调节机构用于调节所述微波发射口的朝向；和/或，所述显影装置还包括升降调节机构，所述升降调节机构用于调节所述微波发射单元与所述基板放置面之间的距离。

进一步地，所述微波发射单元与所述显影液喷嘴位于同一平面内，

进一步地，所述微波发射单元的数目为多个，多个所述微波发射单元均与所述基板放置面相对设置，并且多个所述微波发射单元沿垂直于所述基板放置面的方向在所述基板放置面上的投影均匀分布于所述基板放置面上；多个所述微波发射单元的微波发射口均朝向所述基板放置面设置，并且沿平行于所述基板放置面的方向，多个所述微波发射单元均与所述显影液喷嘴错开设置。

进一步地，还包括显影液容纳器，所述显影液容纳器具有储液腔，所述显影液喷嘴通过供液管路与所述储液腔相连通，所述供液管路上设有供液泵。

更进一步地，所述显影液容纳器具有与所述储液腔相连通的开口，所述显影液容纳器位于所述基台的下方，并且所述开口与所述基台相对，所述显影液喷嘴喷出的显影液可通过所述开口流至所述储液腔内。

进一步地，所述基台为自动传送台，所述自动传送台包括机架、与所述机架可转动连接的多个传送辊以及用于驱动所述传送辊转动的驱动装置，多个所述传送辊沿一水平方向相隔且平行设置，并且多个所述传送辊的上端用于形成所述基板放置面。

更进一步地，每个所述传送辊均包括转轴以及固定套设于所述转轴上、并且沿所述转轴的延伸方向相隔设置的多个滚轮，每个所述传送辊的转轴均沿所述水平方向相隔且平行设置，所述传送辊的上端为所述传动辊的多个所述滚轮的上端。

第二方面，本发明实施例提供了一种曝光显影设备，包括第一方面中所述的显影装置。

第三方面，本发明实施例提供了一种显影方法，包括以下步骤：对形成有抗蚀剂膜并曝光后的基板表面供给显影液；向所述基板表面发射微波。

本发明实施例提供的显影装置、曝光显影设备及显影方法，由于微波发射单元的微波发射口朝向基板放置面设置，沿平行于基板放置面的方向，微波发射单元与显影液喷嘴错开设置，这样，在基板的曝光后的抗蚀剂膜(比如光刻胶)进行显影时，就可以避免显影液喷嘴对微波发射单元向放置于基板放置面上的基板所发射微波造成的阻挡，保证微波发射单元正常向基板的抗蚀剂膜发射微波；由于显影液中含有大量的水分子，水分子是一种极性分子，所以它可以大量迅速的吸收微波并剧烈震动摩擦使温度升高，由于水的比热容非常大，所以位于上层的显影液接收的微波较多温度较高，下层的显影液由于接收微波很少，并且上层接受的微波能主要被水吸收，传递到下层的热量少所以下层温度较低，这样显影液温度随液深的增大而降低。那么，与上层显影液接触的抗蚀剂膜去除的更加迅速，与下层显影液接触的抗蚀剂膜去除的很慢，在显影以后所形成孔壁较为平缓，也就是抗蚀剂膜孔的坡度角较小，在后续的刻蚀工艺中就可以刻蚀出坡度角较小的膜层过孔，从而有利于膜层之间的搭接，有利于提高产品良率和显示装置的显示质量。

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为不同膜层通过过孔搭接的示意图；

图2为现有一种显影装置在对基板上的曝光后的光刻胶层显影处理后光刻胶的形貌(标号04为光刻胶层，标号05为膜层，标号06为光刻胶过孔)；

图3为本发明实施例中的显影装置的俯视图；

图4为图3中所示显影装置的左视图；

图5为显影液被微波照射后，显影液温度随液深变化曲线图；

图6为本发明实施例中的显影装置在对基板上的曝光后的光刻胶层显影处理后光刻胶的形貌。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

微波是指波长短(1m～1mm之间)、频率高(300MHZ～300GHZ)的一种电磁波，通过简单的微波发生器可以将电能转化成微波能，极性分子很易吸收微波进而剧烈震动，从而使其温度升高。

第一方面，本发明实施例提供了一种显影装置，如图3和图4所示，包括基台1和显影液喷嘴2，基台1具有基板放置面11，显影液喷嘴2与基板放置面11相对设置，该显影装置还包括与基板放置面11相对设置的微波发射单元3，微波发射单元3的微波发射口31朝向基板放置面11设置，并且沿平行于基板放置面11的方向，微波发射单元3与显影液喷嘴2错开设置。

本发明实施例提供的显影装置，如图3和图4所示，由于微波发射单元3的微波发射口31朝向基板放置面11设置，沿平行于基板放置面11的方向，微波发射单元3与显影液喷嘴2错开设置，这样，在基板100的曝光后的抗蚀剂膜(比如光刻胶)进行显影时，就可以避免显影液喷嘴2对微波发射单元3向放置于基板放置面11上的基板100所发射微波造成的阻挡，保证微波发射单元3正常向基板100的抗蚀剂膜发射微波；由于显影液中含有大量的水分子，水分子是一种极性分子，所以它可以大量迅速的吸收微波并剧烈震动摩擦使温度升高，由于水的比热容非常大，所以位于上层的显影液接收的微波较多温度较高，下层的显影液由于接收微波很少，并且上层接受的微波能主要被水吸收，传递到下层的热量少所以下层温度较低，这样显影液温度随液深的增大而降低，如图5所示。那么，与上层显影液接触的抗蚀剂膜去除的更加迅速，与下层显影液接触的抗蚀剂膜去除的很慢，在显影以后所形成孔壁较为平缓，也就是抗蚀剂膜孔的坡度角β较小(如图6所示，图6中最下层为基板100，中间为膜层，最上层为光刻胶层)，在后续的刻蚀工艺中就可以刻蚀出坡度角较小的膜层过孔，从而有利于膜层之间的搭接，有利于提高产品良率和显示装置的显示质量。

为了提高微波发射单元3所发射微波的覆盖范围，如图4所示，该显影装置还包括角度调节机构4，角度调节机构4用于调节微波发射口31的朝向与基板放置面11的夹角。这样，在对基板100表面的抗蚀剂膜进行显影处理的过程中，角度调节机构4就可以调节微波发射口31的朝向，从而改变微波发射单元3所发射微波的传播方向，从而能够大大提高微波发射单元3对抗蚀剂膜的照射范围，不但可以使抗蚀剂膜上的不同部位均可以接受微波的照射，而且还可以减少微波发射单元3的数目。

其中，微波发射单元3可以设置于显影液喷嘴固定架7上，如图3和图4所示，微波发射单元3设置在显影液喷嘴固定架7，角度调节机构4可以与显影液喷嘴固定架7相连接，角度调节机构4可驱动显影液喷嘴固定架7旋转，以改变微波发射口31以及显影液喷嘴2的朝向。角度调节机构4可以为步进电机，也可以为其它旋转驱动部件，在此不做具体限定。

为了调节微波发射单元3与基板放置面11之间的距离，如图4所示，该显影装置还包括升降调节机构5，升降调节机构5用于调节微波发射单元3与基板放置面11之间的距离。通过设置升降调节机构5就可以灵活地调节微波发射单元3与基板放置面11之间的距离，以适应不同厚度基板100的实际需要。

其中，升降调节机构5的具体结构可以为如下：升降调节机构5包括可旋转设置于机架12上的丝杠，丝杠沿竖直方向延伸，丝杠上套设有螺母，螺母与显影液喷嘴固定架7相连接，丝杠还连接有升降驱动装置，升降驱动装置(比如步进电机)驱动丝杠旋转，从而使螺母带动显影液喷嘴固定架7向远离或者靠近基板放置面11的方向移动，以实现对微波发射单元3与基板放置面11之间的距离的调节。

本发明实施例提供的显影装置中，可以只设置角度调节机构4，也可以只设置升降调节机构5，也可以两者均设置，在此不做具体限定。

本发明实施例提供的显影装置中，微波发射单元3与显影液喷嘴2的位置关系并不唯一，比如，如图4所示，微波发射单元3可以与显影液喷嘴2位于同一平面内。另外，微波发射单元3也可以与显影液喷嘴2位于不同的平面内，比如将微波发射单元3与显影液喷嘴2安装在不同的固定架上。相比微波发射单元3与显影液喷嘴2位于不同的平面内，当微波发射单元3与显影液喷嘴2位于同一平面内时，这样就可以将微波发射单元3与显影液喷嘴2安装在同一个固定架上，从而便于两者的安装；另外，在微波发射单元3的微波发射口31与显影液喷嘴2均可以调节朝向时，将微波发射单元3与显影液喷嘴2设置于同一平面内，不但可以减小彼此之间产生的运动干涉，而且还可避免微波发射单元3对显影液喷嘴2所喷出显影液的遮挡或者显影液喷嘴2对微波发射单元3所发射微波的遮挡。

为了保证在显影的过程中，基板100上的抗蚀剂膜的各个部位均能够接受微波的照射，如图3和图4所示，微波发射单元3的数目为多个，多个微波发射单元3均与基板放置面11相对设置，并且多个微波发射单元3沿垂直于基板放置面11的方向在基板放置面11上的投影均匀分布于基板放置面11上；多个微波发射单元3的微波发射口31均朝向基板放置面11设置，并且沿平行于基板放置面11的方向，多个微波发射单元3均与显影液喷嘴2错开设置。通过这样设置，在显影的过程中，多个微波发射单元3均可向基板100上的抗蚀剂膜同时发射微波，保证位于抗蚀剂膜各处的显影液均可以接受到微波的照射，从而使位于抗蚀剂膜各处的显影液的温度分布均匀，进而保证显影液对抗蚀剂膜的各个部位去除效果的一致性，使基板100表面各处均可以得到坡度较小、并且一致的抗蚀剂膜孔，从而为下一道的刻蚀工艺奠定良好的基础。

其中，如图3和图4所示，多个微波发射单元3可以均匀地设置于显影液喷嘴固定架7上。

如图4所示，该显影装置还包括显影液容纳器6，显影液容纳器6具有储液腔61，显影液喷嘴2通过供液管路与储液腔61相连通，供液管路上设有供液泵(图中未示出)。这样，在对显影处理的过程中，储液腔61中的显影液就可以通过供液泵将其方便地输送至显影液喷嘴2处，以使显影液喷嘴2向基板100上的抗蚀剂膜喷洒显影液。

为了实现对显影液的循环利用，如图4所示，显影液容纳器6具有与储液腔61相连通的开口611，显影液容纳器6位于基台1的下方，并且开口611与基台1相对，显影液喷嘴2喷出的显影液可通过开口611流至储液腔61内。这样，在显影处理的过程中，未完全与基板100上的抗蚀剂膜反应的显影液从基板100上流下，就可以通过开口611重新进入到显影液容纳器6的储液腔61中，从而避免了显影液的浪费，实现了显影液的循环利用，有利于节约显影液的成本。

其中，基台1的基板放置面11可以倾斜设置，基板放置面11与水平面之间的倾斜角度可以在5度之内，这样可以在显影处理的过程中，方便显影液从基板100上流至显影液容纳器6的储液腔61中。

为了方便将基板100传送至显影装置中进行显影处理，如图3和图4所示，基台1为自动传送台，自动传送台包括机架12、与机架12可转动连接的多个传送辊13以及用于驱动传送辊13转动的驱动装置，多个传送辊13沿一水平方向相隔且平行设置，并且多个传送辊13的上端用于形成基板放置面11。这样，当基板100完成曝光处理后，就可以通过自动传送台传动至显影装置的显影液喷嘴2下，大大缩短了曝光与显影工序之间的时间间隔。

其中，驱动装置可以是电机，电机通过驱动传送辊13转动，能够将放置在传送辊13上的基板100传送至显影装置的显影液喷嘴2下。

为了防止基板100在传送过程中与传送辊13之间发生打滑，如图4所示，每个传送辊13均包括转轴131以及固定套设于转轴131上、并且沿转轴131的延伸方向相隔设置的多个滚轮132，每个传送辊13的转轴131均沿水平方向相隔且平行设置，传送辊13的上端为传送辊13的多个滚轮132的上端。通过在传送辊13的转轴131上套设多个滚轮132，这样在基板100传送过程中，基板100是与滚轮132相接触，由于滚轮132通常是由可以增大摩擦的材料(比如橡胶、酚醛树脂等)制成，这样可以增大基板100与传送辊13之间的摩擦力，从而可以避免出现打滑，进而可以提高传送效率。

第二方面，本发明实施例提供了一种曝光显影设备，包括第一方面中所述的显影装置。

由于本发明实施例提供的曝光显影设备中所包括的显影装置与第一方面中所包括的显影装置相同，所以也解决了相同的技术问题，取得了相同的技术效果。

至于曝光显影设备中的其他结构，已为本领域技术人员所公知，在此不做具体限定。

第三方面，本发明实施例提供了一种显影方法，包括以下步骤：

对形成有抗蚀剂膜并曝光后的基板100表面供给显影液；

向基板100表面发射微波。

其中，可以在对形成有抗蚀剂膜并曝光后的基板100表面供给显影液之前向基板100表面发射微波，也可以在对形成有抗蚀剂膜并曝光后的基板100表面供给显影液的同时，向基板100表面发射微波，也可以在对形成有抗蚀剂膜并曝光后的基板100表面供给显影液之后，向基板100表面发射微波，在此不做具体限定。

本发明实施例提供的显影方法所解决的技术问题以及取得的技术效果，与第一方面中所述的显影装置所解决的技术问题以及取得的技术效果相同，在此不再赘述。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上，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权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种显影装置，包括基台和显影液喷嘴，所述基台具有基板放置面，所述显影液喷嘴与所述基板放置面相对设置，其特征在于，还包括与所述基板放置面相对设置的微波发射单元；

所述微波发射单元与所述显影液喷嘴位于同一平面内；

所述微波发射单元的数目为多个，多个所述微波发射单元均与所述基板放置面相对设置，并且多个所述微波发射单元沿垂直于所述基板放置面的方向在所述基板放置面上的投影均匀分布于所述基板放置面上；多个所述微波发射单元的微波发射口均朝向所述基板放置面设置，并且所述显影液喷嘴的数目为多个，沿平行于所述基板放置面的方向，多个所述微波发射单元均与多个所述显影液喷嘴彼此错开设置。

2.根据权利要求1所述的显影装置，其特征在于，所述显影装置还包括角度调节机构，所述角度调节机构用于调节所述微波发射口的朝向；和/或，所述显影装置还包括升降调节机构，所述升降调节机构用于调节所述微波发射单元与所述基板放置面之间的距离。

3.根据权利要求1～2中任一项所述的显影装置，其特征在于，还包括显影液容纳器，所述显影液容纳器具有储液腔，所述显影液喷嘴通过供液管路与所述储液腔相连通，所述供液管路上设有供液泵。

4.根据权利要求3所述的显影装置，其特征在于，所述显影液容纳器具有与所述储液腔相连通的开口，所述显影液容纳器位于所述基台的下方，并且所述开口与所述基台相对，所述显影液喷嘴喷出的显影液可通过所述开口流至所述储液腔内。

5.根据权利要求1～2中任一项所述的显影装置，其特征在于，所述基台为自动传送台，所述自动传送台包括机架、与所述机架可转动连接的多个传送辊以及用于驱动所述传送辊转动的驱动装置，多个所述传送辊沿一水平方向相隔且平行设置，并且多个所述传送辊的上端用于形成所述基板放置面。

6.根据权利要求5所述的显影装置，其特征在于，每个所述传送辊均包括转轴以及固定套设于所述转轴上、并且沿所述转轴的延伸方向相隔设置的多个滚轮，每个所述传送辊的转轴均沿所述水平方向相隔且平行设置，所述传送辊的上端为所述传送辊的多个所述滚轮的上端。

7.一种曝光显影设备，其特征在于，包括权利要求1～6中任一项所述的显影装置。

8.一种显影方法，其特征在于，包括以下步骤：

对形成有抗蚀剂膜并曝光后的基板表面供给显影液；

向所述基板表面发射微波；

所述微波发射单元与所述显影液喷嘴位于同一平面内；

所述微波发射单元的数目为多个，多个所述微波发射单元均与所述基板放置面相对设置，并且多个所述微波发射单元沿垂直于所述基板放置面的方向在所述基板放置面上的投影均匀分布于所述基板放置面上；多个所述微波发射单元的微波发射口均朝向所述基板放置面设置，并且沿平行于所述基板放置面的方向，多个所述微波发射单元均与所述显影液喷嘴错开设置。

Images