CN109420593B - 一种光敏胶微凝装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光敏胶微凝装置及方法，包括光敏胶容器、控制模块、设于所述光敏胶容器上且与所述控制模块连接的监测模块、抽排模块和加压模块。通过控制模块控制监测模块中的加热模块和抽排模块进行加热和抽排，使光敏胶中的溶剂挥发和排出，并通过监测模块中的粘度监测模块进行实时监测以达到指定粘度，实现了利用特定初始粘度的光敏胶获得相对较大的厚度范围，通过本装置处理后的光敏胶只需要进行一次旋涂，使用少量的光敏胶即可实现目标膜厚，提高了旋涂的产率，减少了光敏胶的用量；同时，有效防止多次旋涂的某一层旋涂异常导致的失效，避免了多次旋涂之间点胶时产生气泡，提高了点胶的成型效率和质量，降低了生产成本。

Description

一种光敏胶微凝装置及方法
技术领域
本发明涉及光刻技术领域，具体涉及一种光敏胶微凝装置及方法。
背景技术
光刻是将一种介质中的图案转印到另一种介质中的图案转印技术。通常借助光敏材料(即光敏胶)有选择性地实现图形的转印，通过包含图案的中介掩模有选择性地将其曝光。光敏胶的特性(包括正性和负性)，使得光敏胶的曝光部分(或者未曝光部分)成分发生改变，变成可溶于显影液的材料，然后通过显影液溶解可溶部分，进而形成图案化的光敏胶。
在光刻领域的晶圆旋涂工艺中，对于一款固定的光敏胶，若要在基片1上获得更厚的光敏胶厚度往往通过多次旋涂来实现，如图1a所示，包括第一层21、第二层22、第三层23至第N层24。由于第一层21旋涂表面有一定粗糙度或缺陷，导致第二层22旋涂后与第一层21有一定的交错，如图1b所示，如果第一层21表面粗糙度或缺陷过大，将会降低最终的光敏胶性能，影响最终的工艺稳定性。
此外，多次旋涂增加了旋涂次数，此过程经历旋涂、烘烤、再旋涂、再烘烤……，过程反复，严重影响产率，并且增加了光敏胶用量，提高了生产成本。
在半导体行业的点胶领域中，粘度较低的光敏胶在强力挤压的高剪切过程中造成树脂分子降解、产生气泡，并且后续需要进行较长时间的烘烤或其他工艺，成型时间较长，产率较低。
发明内容
本发明提供了一种光敏胶微凝装置及方法，以解决现有技术中存在的点胶时产生气泡导致光敏胶性能低、工艺稳定性差以及成型时间长、产率低的问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种光敏胶微凝装置，包括光敏胶容器、控制模块、设于所述光敏胶容器上且与所述控制模块连接的监测模块、抽排模块和加压模块。
进一步的，所述监测模块包括分别与所述控制模块连接的温度监测模块、粘度监测模块、质保监测模块和液位监测模块。
进一步的，所述温度监测模块包括加热模块和冷却模块。
进一步的，所述加热模块位于所述光敏胶容器底部，包括升温单元和第一温度传感器。
进一步的，所述冷却模块围设于所述光敏胶容器外周，包括降温单元和第二温度传感器。
进一步的，所述加热模块和冷却模块均围设于所述光敏胶容器外周，所述加热模块包括升温单元和第一温度传感器，所述冷却模块包括降温单元和第二温度传感器。
进一步的，所述抽排模块位于所述光敏胶容器顶部，包括抽排电机和抽排管路。
进一步的，所述加压模块设于所述光敏胶容器顶部。
进一步的，所述粘度监测模块设于所述光敏胶容器的侧面，包括粘度监测传感器和反馈单元。
进一步的，所述质保监测模块设于所述光敏胶容器的侧面。
进一步的，所述液位监测模块包括液位监测传感器和提示器。
进一步的，所述液位监测模块设有两个，分别与光敏胶容器的上下两端对应。
本发明还提供一种光敏胶微凝方法，包括以下步骤：
S1：在光敏胶容器中通入光敏胶，控制模块控制加热模块、抽排模块和粘度监测模块开始工作，粘度监测模块实时监测并反馈光敏胶的粘度；
S2：当光敏胶的粘度达到设定值后，控制模块控制加热模块停止工作，抽排模块继续工作，同时启动冷却模块和加压模块启动，对光敏胶进行冷却；
S3：当光敏胶的温度降至设定值后，控制模块控制抽排模块停止工作，加压模块继续工作，并将光敏胶容器中的光敏胶导出。
进一步的，所述步骤S1中，光敏胶原液罐中的光敏胶通过光敏胶管路通入光敏胶容器中。
进一步的，所述步骤S1中，所述加热模块中的升温单元对光敏胶进行加热，使光敏胶的温度维持40℃～80℃。
进一步的，所述光敏胶的温度维持50℃～60℃。
进一步的，所述步骤S3中，所述光敏胶容器中的光敏胶通过光敏胶管路导出至涂胶机。
进一步的，还包括通过液位监测模块实时监测光敏胶容器内的液位，当液位低于设定最小值或高于设定最大值时进行提示。
本发明还提供一种涂胶系统，包括光敏胶原液罐、涂胶机，其特征在于，还包括如上所述的光敏胶微凝装置。
进一步的，所述光敏胶微凝装置分别通过光敏胶管路与光敏胶原液罐和涂胶机连接，且光敏胶原液罐和涂胶机均位于光敏胶微凝装置顶部。
进一步的，所述光敏胶原液罐位于所述光敏胶微凝装置的顶部，与所述光敏胶微凝装置之间通过光敏胶管路连接，所述涂胶机位于所述光敏胶微凝装置底部。
本发明提供的光敏胶微凝装置及方法，包括光敏胶容器、控制模块、设于所述光敏胶容器上且与所述控制模块连接的加热模块、抽排模块、粘度监测模块、冷却模块、加压模块、质保监测模块。通过控制模块控制加热模块和抽排模块进行加热和抽排，使光敏胶中的溶剂挥发，并通过粘度监测模块进行实时监测以达到指定粘度，实现了利用特定初始粘度的光敏胶获得相对较大的厚度范围，通过本装置处理后的光敏胶只需要进行一次旋涂，使用少量的光敏胶即可实现目标膜厚，提高了旋涂的产率，减少了光敏胶的用量；同时，有效防止多次旋涂的某一层旋涂异常导致的失效，避免了多次旋涂之间点胶时产生气泡，提高了点胶的成型效率和质量，降低了生产成本。
附图说明
图1a是现有技术中基片上旋涂N层光敏胶的示意图；
图1b是图1a中A处的放大图；
图2是本发明实施例1中光敏胶微凝装置的结构示意图；
图3是本发明实施例2中光敏胶微凝装置的结构示意图。
图1a-1b中所示：1’、基底；21’、第一层；22’、第二层；23’、第三层；24’、第n层；
图2-3中所示：1、光敏胶容器；2、控制模块；3、加热模块；4、抽排模块；5、粘度监测模块；6、冷却模块；7、加压模块；8、质保监测模块；9、液位监测模块；10、光敏胶管路；11、光敏胶原液罐；12、涂胶机；13、加热及冷却单元。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细描述。
实施例1
如图2所示，本发明一种光敏胶微凝装置，包括光敏胶容器1、控制模块2、设于所述光敏胶容器1上且与所述控制模块2连接的监测模块、抽排模块4和加压模块7，所述监测模块包括分别与所述控制模块2连接的温度监测模块、粘度监测模块5、质保监测模块8和液位监测模块9。通过控制模块2控制加热模块3和抽排模块4进行加热和抽排，使光敏胶中的溶剂挥发，并通过粘度监测模块5对光敏胶进行实时监测以达到指定粘度，实现了利用特定初始粘度的光敏胶获得相对较大的厚度范围，通过本装置处理后的光敏胶只需要进行一次旋涂，使用少量的光敏胶即可实现目标膜厚，提高了旋涂的产率，减少了光敏胶的用量；同时，有效防止多次旋涂的某一层旋涂异常导致的失效，避免了多次旋涂之间点胶时产生气泡，提高了点胶的成型效率和质量，降低了生产成本。
优选的，所述液位监测模块9包括液位监测传感器和提示器，且设有两个，分别位于光敏胶容器1的上下两端，用于监测光敏胶容器1内的液位，当液位低于设定最小值或高于设定最大值时进行提示。
优选的，所述加热模块3位于所述光敏胶容器1底部，包括升温单元和第一温度传感器，通过升温单元对光敏胶进行加热，使光敏胶中的溶剂通过抽排模块4挥发掉，同时第一温度传感器进行实时测温，使光敏胶的温度保持在40～80℃，优选为50℃～60℃。
优选的，所述冷却模块6围设于所述光敏胶容器1外周，包括降温单元和第二温度传感器，当光敏胶的粘度达到设定值后，停止加热，使冷却模块6中的降温单元对光敏胶进行冷却，同时第二温度传感器实时进行测温，直至光敏胶的温度降到23℃±1℃。
优选的，所述抽排模块4位于所述光敏胶容器1顶部，包括抽排电机和抽排管路，在加热模块3加热的过程中，光敏胶中的溶剂通过抽排管路挥发出去，抽排电机控制溶剂的流速保持在0.4m/s左右。
优选的，所述加压模块7设于所述光敏胶容器1顶部，用于提高光敏胶容器1内的压力，便于光敏胶导出至涂胶机12。
优选的，所述粘度监测模块5设于所述光敏胶容器1的侧面，包括粘度监测传感器和反馈单元，粘度监测传感器实时监测光敏胶的粘度，并通过反馈单元对控制模块2进行反馈，从而控制加热模块3和抽排模块4的工作状态。
优选的，所述质保监测模块8设于所述光敏胶容器1的侧面，用于监测光敏胶的质保期限，以适应光敏胶在加热、抽排后保质期发生改变的情形。
本发明还提供一种光敏胶微凝方法，包括以下步骤：
S1：在光敏胶容器1中通入光敏胶，控制模块2控制加热模块3、抽排模块4和粘度监测模块5开始工作，其中，抽排模块4排出光敏胶中的汽化的溶剂，使光敏胶的粘度增大，粘度监测模块5实时监测并反馈光敏胶的粘度；具体的，光敏胶原液罐11中的光敏胶通过光敏胶管路10通入光敏胶容器1中，并在通入之后关闭对应管路中的阀门，所述加热模块3中的升温单元对光敏胶进行加热，同时第一温度传感器进行实时测温，使光敏胶的温度维持40～80℃，优选为50℃～60℃，所述抽排模块4中抽排管路内溶剂的流速为0.4m/s。S2：当光敏胶的粘度达到设定值后，控制模块2控制加热模块3停止工作，抽排模块4继续工作，同时启动冷却模块6和加压模块7启动，对光敏胶进行冷却；具体的，由于溶剂有毒，需通过抽排模块4将汽化的溶剂排干净。冷却模块6中的降温单元对光敏胶进行冷却，同时第二温度传感器实时进行测温，直至光敏胶的温度降到23℃±1℃。需要说明的是，此处加压模块7启动但不能使光敏胶导出，否则光敏胶的温度还没冷却到预定值，即相当于“预加压”，一来加速抽排的效率，二来使压力接近导出所需压力。
S3：当光敏胶的温度降至设定值后，控制模块2控制抽排模块4停止工作，加压模块7继续工作，并将光敏胶容器1中的光敏胶导出，具体的，控制此时加压模块7的压力达到使光敏胶导出的值，使光敏胶导出，所述光敏胶容器1中的光敏胶通过光敏胶管路10导出至涂胶机12。在整个过程中，还包括通过液位监测模块9实时监测光敏胶容器1内的液体容量，当液体容量低于最小值或高于最大值时进行提示，具体的，该液位监测模块9包括液位监测传感器和提示器，且设有两个，分别位于光敏胶容器1的上下两端，用于监测光敏胶容器1内的液位，当液体容量低于最小值或高于最大值时通过提示器进行提示。
实施例2
如图3所示，所述加热模块和冷却模块均围设于所述光敏胶容器1外周，本实施例中，加热模块和冷却模块集成为一体成为加热及冷却单元13，所述加热模块包括升温单元和第一温度传感器，所述冷却模块包括降温单元和第二温度传感器，当然两个模块也可以共用一个温度传感器，以简化结构。
实施例3
本发明还提供一种涂胶系统，包括光敏胶原液罐、涂胶机，和上述的光敏胶微凝装置。如图2所示，所述光敏胶微凝装置分别通过光敏胶管路10与光敏胶原液罐11和涂胶机12连接，且光敏胶原液罐11和涂胶机12均位于光敏胶微凝装置顶部。具体的，所述光敏胶管路10上设有阀门，在处理之前光敏胶原液罐11中的光敏胶通过光敏胶管路10通入光敏胶容器1中，并在通入之后关闭对应管路中的阀门，在处理完毕之后，打开对应的阀门，使光敏胶容器1中的光敏胶通过光敏胶管路10导出至涂胶机12中进行旋涂。
实施例4
如图3所示，与实施例2不同的是，本实施例中，所述光敏胶原液罐11位于所述光敏胶微凝装置的顶部，与所述光敏胶微凝装置之间通过光敏胶管路10连接，所述涂胶机12位于所述光敏胶微凝装置底部。具体的，所述光敏胶原液罐11位于所述光敏胶容器1顶部，与所述光敏胶容器1之间设有光敏胶管路10，光敏胶管路10上设有阀门，所述涂胶机12位于所述光敏胶容器1底部，与所述光敏胶容器1连通。在处理之前光敏胶原液罐11中的光敏胶通过光敏胶管路10通入光敏胶容器1中，并在通入之后关闭对应管路中的阀门，在对光敏胶处理完毕之后，将光敏胶容器1中的光敏胶直接导出至涂胶机12中进行旋涂。
综上所述，本发明提供的光敏胶微凝装置及方法，包括光敏胶容器1、控制模块2、设于所述光敏胶容器1上且与所述控制模块2连接的监测模块、抽排模块4和加压模块7，其中监测模块包括分别与所述控制模块2连接的温度监测模块、粘度监测模块5、质保监测模块8和液位监测模块9。通过控制模块2控制加热模块3和抽排模块4进行加热和抽排，使光敏胶中的溶剂挥发，并通过粘度监测模块5进行实时监测以达到指定粘度，实现了利用特定初始粘度的光敏胶获得相对较大的厚度范围，通过本装置处理后的光敏胶只需要进行一次旋涂，使用少量的光敏胶即可实现目标膜厚，提高了旋涂的产率，减少了光敏胶的用量；同时，有效防止多次旋涂的某一层旋涂异常导致的失效，避免了多次旋涂之间点胶时产生气泡，提高了点胶的成型效率和质量，降低了生产成本。
虽然说明书中对本发明的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本发明的保护范围。在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (17)

1.一种光敏胶微凝装置，其特征在于，包括光敏胶容器、控制模块、设于所述光敏胶容器上且与所述控制模块连接的监测模块、抽排模块和加压模块，所述监测模块包括分别与所述控制模块连接的温度监测模块、粘度监测模块、质保监测模块和液位监测模块，通过控制模块控制加热模块和抽排模块进行加热和抽排，使光敏胶中的溶剂挥发，并通过粘度监测模块对光敏胶进行实时监测以达到指定粘度，使光敏胶通过一次旋涂达到目标膜厚；所述抽排模块位于所述光敏胶容器顶部，包括抽排电机和抽排管路，在加热模块加热的过程中，光敏胶中的溶剂通过抽排管路挥发出去；所述加压模块设于所述光敏胶容器顶部，用于提高光敏胶容器内的压力，便于光敏胶导出至涂胶机；所述质保监测模块设于所述光敏胶容器的侧面，用于监测光敏胶的质保期限，以适应光敏胶在加热、抽排后保质期发生改变的情形。
2.根据权利要求1所述的光敏胶微凝装置，其特征在于，所述温度监测模块包括加热模块和冷却模块。
3.根据权利要求2所述的光敏胶微凝装置，其特征在于，所述加热模块位于所述光敏胶容器底部，包括升温单元和第一温度传感器。
4.根据权利要求2所述的光敏胶微凝装置，其特征在于，所述冷却模块围设于所述光敏胶容器外周，包括降温单元和第二温度传感器。
5.根据权利要求2所述的光敏胶微凝装置，其特征在于，所述加热模块和冷却模块均围设于所述光敏胶容器外周，所述加热模块包括升温单元和第一温度传感器，所述冷却模块包括降温单元和第二温度传感器。
6.根据权利要求3或4或5所述的光敏胶微凝装置，其特征在于，所述粘度监测模块设于所述光敏胶容器的侧面，包括粘度监测传感器和反馈单元。
7.根据权利要求3或4或5所述的光敏胶微凝装置，其特征在于，所述液位监测模块包括液位监测传感器和提示器。
8.根据权利要求3或4或5所述的光敏胶微凝装置，其特征在于，所述液位监测模块设有两个，分别与光敏胶容器的上下两端对应。
9.一种光敏胶微凝方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在光敏胶容器中通入光敏胶，控制模块控制加热模块、抽排模块和粘度监测模块开始工作，粘度监测模块实时监测并反馈光敏胶的粘度；
S2：当光敏胶的粘度达到设定值后，控制模块控制加热模块停止工作，抽排模块继续工作，同时启动冷却模块和加压模块启动，对光敏胶进行冷却；
S3：当光敏胶的温度降至设定值后，控制模块控制抽排模块停止工作，加压模块继续工作，并将光敏胶容器中的光敏胶导出。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中，光敏胶原液罐中的光敏胶通过光敏胶管路通入光敏胶容器中。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述加热模块中的升温单元对光敏胶进行加热，使光敏胶的温度维持40℃～80℃。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述光敏胶的温度维持50℃～60℃。
13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述光敏胶容器中的光敏胶通过光敏胶管路导出至涂胶机。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括通过液位监测模块实时监测光敏胶容器内的液位，当液位低于设定最小值或高于设定最大值时进行提示。
15.一种涂胶系统，包括光敏胶原液罐、涂胶机，其特征在于，还包括如权利要求1～5任一项所述的光敏胶微凝装置。
16.根据权利要求15所述的涂胶系统，其特征在于，所述光敏胶微凝装置分别通过光敏胶管路与光敏胶原液罐和涂胶机连接，且光敏胶原液罐和涂胶机均位于光敏胶微凝装置顶部。
17.根据权利要求15所述的涂胶系统，其特征在于，所述光敏胶原液罐位于所述光敏胶微凝装置的顶部，与所述光敏胶微凝装置之间通过光敏胶管路连接，所述涂胶机位于所述光敏胶微凝装置底部。
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