CN110449398A - 一种掩膜版精密再生工艺及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种掩膜版精密再生工艺及其系统，解决了现有的掩膜版的一般清洗方法效率低下，对OLED掩膜版的精密再生效果不好，且无相应的成套系统来完成OLED掩膜版的高效精密再生的问题。本发明包括以下步骤：采用药液对掩膜版进行加热浸泡清洗，所述药液为有机酸或有机碱；采用纯水和压缩空气对步骤1处理后的掩膜版进行吹淋；采用纯水对步骤2处理后的掩膜版进行漂洗；采用易溶于水且易挥发醇对步骤3漂洗后的掩膜版进行漂洗；对步骤4处理后的掩膜版进行干燥。本发明具有对掩膜版的再生效果好，自动化程度高，效率高等优点。

Description

一种掩膜版精密再生工艺及其系统

技术领域

本发明涉及掩膜版清洗技术领域，具体涉及一种掩膜版精密再生工艺及其系统。

背景技术

有机电致发光显示器件(OLED)作为显示器的一大分支，因OLED属于自发光，不像LCD需要借助背光，故厚度薄、可视度和亮度均高，其次是电压需求低且省电效率高，加上响应速度快、重量轻等特性，被视为21世纪最具有前途的产品之一。

OLED制程中，在掩膜版(或挡板)与其基板对位的过程中，如果挡板或掩膜版开孔处存在杂质或异物，制作出的OLED会出现像素不良、破坏OLED基板等而导致不良。

目前，小世代线使用的挡板或掩膜版(如G4.5及以下)的清洁方式主要是人工手动清洁、半自动清洁等模式。伴随着高世代线的发展，高世代的挡板或掩膜版清洁，国内暂无该线体。如果靠人工清洁，存在随意性和不确定性，损坏风险较大。

目前，在OLED用的挡板或掩膜版清洗时，常用的方法是先用氢氧化钾(KOH)或四甲基氢氧化铵、NMP(N-甲基吡咯烷酮)溶液浸泡，然后在自动光学检测设备(AOI)中检查，检查结果不合格时，再次投入氢氧化钾(KOH)或四甲基氢氧化铵溶液、NMP(N-甲基吡咯烷酮)反复清洗，直至检查结果合格，但是上述清洗方法所用物质存在以下问题：1、氢氧化钾(KOH)溶液对一般的无机物清洗效果好，但因强碱对不锈钢腐蚀性较大；同时，对有机物去除能力一般，故在实际使用过程，常出现不锈钢OLED挡板或掩膜版腐蚀且有异物残留，影响客户端产品质量；2、四甲基氢氧化铵溶液对有机物的溶解能力非常好，但极易吸潮，在空气中迅速吸收二氧化碳(CO2)而完全分解气化，成本较高；同时，属于强腐蚀物品，对不锈钢腐蚀性较大。综上，四甲基氢氧化铵不适用于大批量使用；3、NMP(N-甲基吡咯烷酮)对有机物溶解能力非常好，但无法去除挡板或掩膜版表面的金属沉积膜或无机金属盐沉积膜。

由此可见，以上清洗方法存在效率低下，清洗效果不好，清洗质量不可控的问题。

OLED制程中使用的挡板或掩膜版上的杂质或异物可以通过精密再生去除，且在去除过程中需确保开孔部位不得有杂质或异物产生；与OLED基板对接的部位，不得有杂质或异物产生。

而现在的OLED掩膜版均是借鉴一般掩膜版的清洗方式，没有很好的精密再生方法来去除杂质或异物，也没有成套系统来实现OLED掩膜版的精密再生。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有的掩膜版的一般清洗方法效率低下，对OLED掩膜版的精密再生效果不好，且无相应的成套系统来完成OLED掩膜版的高效精密再生。

本发明提供了解决上述问题的一种掩膜版精密再生工艺及其系统。

本发明通过下述技术方案实现：

一种掩膜版精密再生工艺，包括以下步骤：

步骤1：采用药液对掩膜版进行加热浸泡清洗，所述药液为有机酸或有机碱；

步骤2：采用纯水和压缩空气对步骤1处理后的掩膜版进行吹淋；

步骤3：采用纯水对步骤2处理后的掩膜版进行漂洗；

步骤4：采用易溶于水且易挥发醇对步骤3漂洗后的掩膜版进行漂洗；

步骤5：对步骤4处理后的掩膜版进行干燥。

本发明根据掩膜版的具体应用场景进行药液的选择，当沉积膜为金属时，将掩膜版采用有机酸进行加热浸泡清洗，沉积膜为无机金属盐时采用有机碱对掩膜版进行浸泡清洗，有机酸可溶解沉积膜中金属部分；有机碱性清洗剂可使无机金属盐类沉积膜膨胀、松软，进而清除，在浸泡过程中进行加热，根据热胀冷缩原理，掩膜版与金属沉积部分或者溶解后的物质，掩膜版与无机金属盐及沉积物的热膨胀系数不同，会使得这类沉积污渍更易脱落。其次，有机酸/碱性清洗剂能够与水混溶，便于后工序使用纯水清洗时将掩膜版上残留的有机酸/碱性清洗剂洗掉；最后，有机酸/碱性清洗剂对挡板或掩膜版的腐蚀速率小，清洗后不会在挡板或掩膜版表面留下异物或脏污。

进一步地，所述有机酸性药液为中等酸性的有机酸。

进一步地，所述有机酸为乙酰丙酮、羧酸中的一种或者几种的混合酸。

进步一地，所述有机碱性药液为中等碱性的有机碱。

进一步地，所述有机碱为氢氧化钾、焦磷酸钠、乙二胺四乙酸中的一种或几种的混合碱。

本发明优选一种掩膜版精密再生工艺，所述步骤1的浸泡清洗为超声加热溢流清洗，当有机酸对掩膜版表面金属沉积物溶解或者无机金属盐沉积物在有机碱的作用下膨胀、松软后或因为热胀冷缩而附着力减弱后，超声振荡利于表层附着物脱落，而溢流清洗利于将脱落的附着物溢流出，防止过多的附着物再次残留在掩膜版的表面。

当药液浸泡清洗后进行第一次吹淋，将经过有机酸或碱清洗后的挡板或掩膜版进行纯水和CDA进行吹淋，一方面，可去除挡板或掩膜版表面较多的药液，延长纯水的使用次数，降低成本；同时，通过一定压力的纯水、CDA对挡板或掩膜版进行处理，降低产品表面及其缝隙部位的异常发生。

采用易溶于水且易挥发醇对掩膜版进行漂洗可以去除掩膜版表面残留的水。

本发明优选一种掩膜版精密再生工艺，所述步骤2和步骤3之间还包括步骤21，所述步骤21为：采用有机碱对步骤2处理后的掩膜版进行浸泡，所述步骤21之后还包括步骤22，所述步骤22为：采用纯水和压缩空气对步骤21处理后的掩膜版进行吹淋。

采用有机碱对掩膜版进行二次处理可以去除掩膜版表面的小颗粒。

本发明优选一种掩膜版精密再生工艺，所述步骤21的浸泡过程包括超声加热溢流清洗。

本发明优选一种掩膜版精密再生工艺，所述步骤3和步骤4之间还包括步骤31，所述步骤31为：采用压缩空气对步骤3处理后的掩膜版进行吹淋。在进入醇中进行漂洗之前先采用CDA进行吹淋，可以减少掩膜版表面残留的水分，尤其是掩膜版夹缝中的水分，当缝隙太小，醇类进入相对困难的地方，通过CDA吹淋可以更好地去除。

进一步地，所述步骤3的纯水漂洗次数为3次，挡板或掩膜版经过第一次纯水漂洗后，已基本去除表面的药液及颗粒，再进行两次漂洗，可以保证掩膜版表面的清洁度。

本发明优选一种掩膜版精密再生工艺，所述步骤4的醇为异丙醇，异丙醇可与水混同，且挥发性好，便于掩膜版最终的干燥。

本发明优选一种掩膜版精密再生工艺，所述步骤1之前还包括：对掩膜版进行异常部位外观检查，所述步骤5之后还包括：对掩膜版进行外观检查和光学检测。

掩膜版精密再生系统，用于实施掩膜版精密再生工艺，所述系统包括检测组件、药液浸泡装置、吹淋装置、纯水漂洗装置、醇漂洗装置和烘干装置。

进一步地，所述系统包括依次设置的第一检测组件、药液浸泡装置、第一吹淋装置、第二药液浸泡槽、第二吹淋装置、纯水漂洗装置、第三吹淋装置、醇漂洗装置、第四吹淋装置、烘干装置以及第二检测组件，所述吹淋装置包括空槽和吹淋组件。

本发明优选掩膜版精密再生系统，所述吹淋装置包括多个喷嘴，所述喷嘴在所述空槽内沿平行于产品方向布置。

进一步地，所述第一检测组件包括表观检测设备，所述第二检测组件包括表观检测设备和自动光学检测设备。

本发明具有如下的有益效果：

1、本发明通过有机酸或有机碱对掩膜版进行加热浸泡清洗，并配合超声器，利用热胀冷缩原理和超声振荡原理，清洗掩膜版的效果好；

2、本发明采用吹淋工艺对掩膜版缝隙中的残留药液进行清洗，并通过CDA吹淋去除掩膜版上包括缝隙中的水分，利于后期干燥；

3、本发明采用异丙醇作为易挥发溶剂去除掩膜版表面残留的水分，利于后期掩膜版的彻底干燥；

4、本发明在清洗之前先进行表观检测，并在清洗完成后进行表观和光学复查，确保了掩膜版的精密再生；

5、本发明采用全套的掩膜版精密再生系统，采用机械手臂操作，自动化程度高，节省人力且精密度高。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明掩膜版精密再生工艺流程框图。

图2为本发明掩膜版精密再生系统结构示意图。

图3为本发明所用有机酸性药液对挡板或掩膜版的腐蚀速率图。

图4为本发明所用有机碱性药液对挡板或掩膜版的腐蚀速率图。

图5为本发明纯水(电阻率为15MΩ.M)对挡板或掩膜版的腐蚀速率图

附图中标记及对应的零部件名称：

1-第一检测组件，2-第一药液浸泡槽，3-循环装置，4-第一空槽，5-第二药液浸泡槽，6-第二空槽，7-第一纯水槽，8-第二纯水槽，9-第三纯水槽，10-第三空槽，11-醇漂洗槽，12-第四空槽，13-干燥装置，14-表观检测设备，15-自动光学检测设备。

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明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

一种掩膜版精密再生工艺，包括以下步骤：

步骤1：采用药液对掩膜版进行加热浸泡清洗，所述药液为有机酸或有机碱；

步骤2：采用纯水和压缩空气对步骤1处理后的掩膜版进行吹淋；

步骤3：采用纯水对步骤2处理后的掩膜版进行漂洗；

步骤4：采用异丙醇对步骤3漂洗后的掩膜版进行漂洗；

步骤5：对步骤4处理后的掩膜版进行干燥。

所述步骤1的浸泡清洗为超声加热溢流清洗。

所述步骤2和步骤3之间还包括步骤21，所述步骤21为：采用有机碱对步骤2处理后的掩膜版进行浸泡，所述步骤21之后还包括步骤22，所述步骤22为：采用纯水和压缩空气对步骤21处理后的掩膜版进行吹淋，所述步骤21的浸泡过程包括超声加热溢流清洗。

所述步骤3和步骤4之间还包括步骤31，所述步骤31为：采用压缩空气对步骤3处理后的掩膜版进行吹淋。在进入醇中进行漂洗之前先采用CDA进行吹淋，可以减少掩膜版表面残留的水分，尤其是掩膜版夹缝中的水分，当缝隙太小，醇类进入相对困难的地方，通过CDA吹淋可以更好地去除。

所述步骤3的纯水漂洗次数为3次，挡板或掩膜版经过第一次纯水漂洗后，已基本去除表面的药液及颗粒，再进行两次漂洗，可以保证掩膜版表面的清洁度。

所述有机酸为乙酰丙酮和羧酸按照质量比为1:1混合的有机酸。

所述有机碱为氢氧化钾、焦磷酸钠、乙二胺四乙酸按照质量比1:1:1混合的有机碱。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，在所述步骤1之前还包括：对掩膜版进行异常部位外观检查，所述步骤5之后还包括：对掩膜版进行外观检查和光学检测。

实施例3

如图2所示，掩膜版精密再生系统，包括依次设置的第一检测组件1、药液浸泡装置、第一吹淋装置、第二药液浸泡装置、第二吹淋装置、纯水漂洗装置、第三吹淋装置、醇漂洗装置、第四吹淋装置、烘干装置以及第二检测组件，所述吹淋装置包括空槽和吹淋组件。

所述药液浸泡装置包括药液浸泡槽、溢流装置、过滤装置、循环装置3、超声波、鼓泡、加热装置。

所述药液浸泡槽包括第一药液浸泡槽2和第二药液浸泡槽5，所述纯水漂洗装置包括第一纯水槽7、第二纯水槽8和第三纯水槽9。

所述空槽包括第一空槽4，第二空槽6，第三空槽10和第四空槽12。

所述系统还包括辅助设备翻转机、机械臂及其运行导轨、置于各槽左右两侧的机械臂及其运行轨道。

所述吹淋装置包括多个喷嘴，所述喷嘴在所述空槽内沿平行于产品方向布置。

所述第一检测组件1包括表观检测设备14，所述第二检测组件包括表观检测设备14和自动光学检测设备15，所述表观检测设备14包括检测平台和相机。

实施例4

采用实施例3的掩膜版精密再生系统对OLED挡板或掩膜版进行精密再生的方法，所述挡板或掩膜版或掩膜版内部厚度约为30～200μm；挡板或掩膜版或掩膜版总厚度不超过4cm包括如下步骤：

1)将OLED挡板或掩膜版置于检测平台上，检测用相机可以在掩膜版周围进行上下左右移动，以便确定异常部位。

2)将经过检查后的OLED用挡板或掩膜版通过机械手臂置于第一药液浸泡槽2中。

上述步骤中药液浸泡槽中的清洗工艺如下：

沉积膜为金属时，将挡板或掩膜版竖直置于盛有机酸性药液的第一药液浸泡槽2中进行超声波清洗，同时槽体开启溢流及循环装置3。溢流出的药液通过槽体过滤装置再通过循环泵回流至槽体内。沉积膜为无机金属盐时，先将槽液中有机碱性药液加热至35至55℃，再将挡板或掩膜版竖直置于有机碱性药液的第一药液浸泡槽2中进行超声波清洗，同时开启槽体溢流及循环装置3。溢流出的药液通过槽体过滤装置再通过循环泵回流至槽体内。

有机酸性清洗剂可溶解沉积膜中金属部分；有机碱性清洗剂可使无机金属盐类沉积膜膨胀、松软，进而清除。同时，有机酸/碱性清洗剂能够与水混溶，便于后工序使用纯水清洗时将挡板或掩膜版上残留的有机酸/碱性清洗剂洗掉；最后，有机酸/碱性清洗剂对挡板或掩膜版的腐蚀速率小，清洗后不会在挡板或掩膜版表面留下异物或脏污。

有机碱或有机酸的腐蚀速率，如图3、图4和图5所示：

有机酸性药液对挡板或掩膜版的腐蚀速率约为：0.023mpy。

有机碱性药液对挡板或掩膜版的腐蚀速率约为：0.029mpy。

纯水(电阻率为15MΩ.M)对挡板或掩膜版的腐蚀速率约为：0.0031mpy。

3)挡板或掩膜版在第一药液浸泡槽2中可以基本完全去除表面沉积膜。再通过机械手臂将挡板或掩膜版转移至第一空槽4中使其竖直放置，再使用CDA、高压水进行吹淋，高压水最优压力：3～10kgf；CDA压力：3～10kgf。

4)将经过吹淋后的挡板或掩膜版通过机械手置于第二槽药液中进行超声波清洗(药液加热至35至55℃)，同时开启溢流及循环装置3。溢流的药液通过槽体过滤装置再通过循环泵回流至槽体内。

5)挡板或掩膜版在第二药液浸泡槽5中主要是去除表面的小颗粒。再通过机械手臂将挡板或掩膜版转移至第二空槽6中放置，再使用CDA、高压水进行喷淋，高压水最优压力：3～10kgf；CDA压力：3～10kgf。

6)将经过喷淋后的挡板或掩膜版置于第一纯水槽7中进行超声波浸泡，同时，槽体开启溢流装置。

7)挡板或掩膜版经过第一纯水槽7超声波浸泡后，已基本去除表面的药液及颗粒。此时，通过机械手臂将挡板或掩膜版置于盛有纯水的第二纯水槽8中进行超声波浸泡(将纯水加热至35至55℃)，同时槽体开启溢流装置。

8)将经过第二纯水槽8超声波清洗的挡板或掩膜版通过机械手臂置于第三纯水槽9中进行纯水浸泡。同时，开启第三纯水槽9的溢流装置。

9)将经过三次纯水清洗的挡板或掩膜版通过机械手臂转移至第三空槽10中，使用CDA进行吹淋，所述第三空槽10内平行于产品方向设置多个CDA喷嘴，当产品放置好后，自上至下吹扫。

10)将经过CDA吹扫后的挡板或掩膜版通过机械手臂置于盛放有IPA的醇漂洗槽11中进行超声波浸泡处理。同时开启槽体溢流及循环装置3。溢流出的药液通过槽体过滤装置再通过循环泵回流至槽体内。

IPA浸泡的目的是脱水，即去除挡板或掩膜版表面及缝隙中残留的水分，避免在挡板或掩膜版表面留下水渍，影响客户端产品沉积效果。

11)将经过IPA脱水的挡板或掩膜版通过机械手臂转移至第四空槽12中，使用CDA进行吹淋。说明：槽体内平行于产品方向设置多个CDA喷嘴。当产品放置好后，自上至下吹扫。

12)将经过CDA吹扫后的挡板或掩膜版通过机械手臂取出置于放置检测平台，通过挡板或掩膜版传输台移出清洗区域。

13)通过机械手臂将传输台中的挡板或掩膜版置于干燥装置13中，干燥箱体内温度升至45至80℃。

14)通过机械手臂将干燥装置13中的挡板或掩膜版置于检测平台。检测用相机可以在挡板或掩膜版周围进行上下左右移动，以便确定异常部位。

15)检查合格后的挡板或掩膜版通过机械手臂转移至自动光学检测系统中进行检查。

上述步骤中，喷嘴与挡板或掩膜版表面呈90°，喷嘴顺时针、逆时针180°方向旋转；喷嘴旋转速度在0-10000mm/min内可调，最优速度选择4000mm/min。

本发明专利所述的掩膜版的清洗装置为自动化操作，可使用机械手臂将待清洗的挡板或掩膜版依次放入检查放置台、清洗槽、干燥装置13、检查放置台、自动光学检测系统。其中，检查放置台设置翻转功能，可自动实现挡板或掩膜版正反面检查；检查放置台设置检测用相机轨道，相机可在挡板或掩膜版上下左右方向做调整。

本发明专利中所述的工艺参数依据挡板及掩膜版上沉积膜的厚度及属性而定。

本发明中所述“IPA”为异丙醇的简称，所述“CDA”为压缩空气的简称。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种掩膜版精密再生工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：采用有机酸或有机碱对掩膜版进行加热浸泡清洗；

步骤2：采用纯水和压缩空气对步骤1处理后的掩膜版进行吹淋；

步骤3：采用纯水对步骤2处理后的掩膜版进行漂洗；

步骤4：采用易溶于水且易挥发醇对步骤3漂洗后的掩膜版进行漂洗；

步骤5：对步骤4处理后的掩膜版进行干燥。

2.根据权利要求1所述的一种掩膜版精密再生工艺，其特征在于，所述步骤1的浸泡清洗为超声加热溢流清洗。

3.根据权利要求1或2所述的一种掩膜版精密再生工艺，其特征在于，所述步骤2和步骤3之间还包括步骤21，所述步骤21为：采用有机碱对步骤2处理后的掩膜版进行浸泡，所述步骤21之后还包括步骤22，所述步骤22为：采用纯水和压缩空气对步骤21处理后的掩膜版进行吹淋。

4.根据权利要求3所述的一种掩膜版精密再生工艺，其特征在于，所述步骤21的浸泡过程包括超声加热溢流清洗。

5.根据权利要求1、2或4任一项所述的一种掩膜版精密再生工艺，其特征在于，所述步骤3和步骤4之间还包括步骤31，所述步骤31为：采用压缩空气对步骤3处理后的掩膜版进行吹淋。

6.根据权利要求1、2或4任一项所述的一种掩膜版精密再生工艺，其特征在于，所述步骤4的醇为异丙醇。

7.根据权利要求1、2或4任一项所述的一种掩膜版精密再生工艺，其特征在于，所述步骤1之前还包括：对掩膜版进行异常部位表观检测，所述步骤5之后还包括：对掩膜版进行表观检测和光学检测。

8.掩膜版精密再生系统，其特征在于，用于实施如权利要求1-7任一项所述的掩膜版精密再生工艺，所述系统包括检测组件、药液浸泡装置、吹淋装置、纯水漂洗装置、醇漂洗装置和烘干装置。

9.根据权利要求8所述的掩膜版精密再生系统，其特征在于，所述系统包括依次设置的第一检测组件、药液浸泡槽、第一吹淋装置、第二药液浸泡装置、第二吹淋装置、纯水漂洗装置、第三吹淋装置、醇漂洗装置、第四吹淋装置、烘干装置以及第二检测组件，所述吹淋装置包括空槽和吹淋组件。

10.根据权利要求9所述的掩膜版精密再生系统，其特征在于，所述吹淋组件包括多个喷嘴，所述喷嘴在所述空槽内沿平行于产品方向布置。