发明内容
因此,本发明的一方面是提供一种均匀处理基板的基板处理设备。
本发明的另一方面是提供一种均匀处理基板的基板处理方法。
本发明的前述和/或其他方面还通过提供一种基板处理设备而实现,该基板处理设备包括处理溶液分配器、传送单元和控制器,处理溶液分配器在基板上供应处理溶液,传送单元传送基板,而控制器控制传送单元,使得基板在倾斜状态下被传送。该倾斜状态是通过相对于平行于基板传送方向延伸的轴进行转动实现的。基板可以以交替的方式在两个方向中倾斜。
本发明的另一方面是要提供一种基板处理设备,该设备包括传送单元和处理溶液分配器,传送单元以倾斜状态传送基板,而处理溶液分配器处于传送单元上方,它在倾斜基板的较低部分比在倾斜基板的较高部分更强劲地喷洒处理溶液。
根据本发明的实施例,处理溶液分配器包括多个喷嘴,在倾斜基板的较低部分上喷洒处理溶液的喷嘴比在倾斜基板的较高部分上喷洒处理溶液的喷嘴设置得离基板更近。
根据本发明的实施例,处理溶液分配器包括处理溶液管和多个喷嘴,处理溶液管设置在相对于基板传送方向的横向上,喷嘴与处理溶液管连接。
根据本发明的实施例,处理溶液管能够调节其倾斜角。
根据本发明的实施例,处理溶液管与基板平行地设置,在倾斜基板较低部分上喷洒处理溶液的喷嘴比在倾斜基板较高部分上喷洒处理溶液的喷嘴长。
根据本发明的实施例,处理溶液管平行于基板设置,且随着喷嘴距倾斜基板的较低部分越来越近,喷嘴就越来越长。
根据本发明的实施例,处理溶液管距离倾斜基板的较低部分比距离倾斜基板的较高部分更近。
根据本发明的实施例,处理溶液分配器包括喷嘴和处理溶液管,喷嘴具有在倾斜基板的较高部分上喷洒处理溶液的第一喷嘴和在倾斜基板的较低部分上喷洒处理溶液的第二喷嘴,处理溶液管具有与第一喷嘴相连的第一处理溶液管和与第二喷嘴相连的第二处理溶液管。
根据本发明的实施例,处理溶液分配器包括多个处理溶液管和多个喷嘴,处理溶液管平行于基板的传送方向设置,喷嘴与处理溶液管相连。
根据本发明的实施例,倾斜基板较高部分和处理溶液管之间的距离比倾斜基板较低部分和处理溶液管之间的距离长。
根据本发明的实施例,在倾斜基板较低部分上喷洒处理溶液的喷嘴距基板近于在倾斜基板较高部分上喷洒处理溶液的喷嘴。
本发明的另一方面是提供一种基板处理方法,包括:制备基板和处理溶液,以及以倾斜状态传送基板,其中倾斜状态是通过相对于平行于基板传送方向延伸的轴旋转基板实现的。在接收处理溶液的时候以交替方式在两个方向上旋转基板。
根据本发明的实施例,所述传送包括向前和向后传送基板至少一次。
根据本发明的实施例,基板的倾斜角为3°到7°。
根据本发明的实施例,处理溶液为显影溶液、蚀刻溶液和冲洗溶液之一。
本发明的另一方面是提供一种基板处理方法,包括:在第一处理单元中,在传送基板时向基板提供处理溶液,其中相对于平行于基板传送方向延伸的轴旋转使基板倾斜第一倾斜角。该方法还包括:在第二处理单元中,在传送基板时向基板提供处理溶液,其中基板以小于第一倾斜角的第二倾斜角倾斜;以及,在第三处理单元中,在传送基板时向基板提供处理溶液,其中基板以第三倾斜角倾斜,第三倾斜角与第一倾斜角反向。
根据本发明的实施例,在第二处理单元中水平地传送基板。
根据本发明的实施例,第一倾斜角等于第三倾斜角。
本发明的另一方面是提供一种基板处理方法,包括传送基板和提供处理溶液,通过相对于沿平行于基板传送方向延伸的轴旋转使基板向一侧倾斜,而提供处理溶液时使施加到倾斜基板较低部分上的处理溶液的喷洒压力高于施加在倾斜基板较高部分上的压力。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的示范性实施例,附图中示出了它们的例子,在所有附图中相似的附图标记指示相似的元件。以下参考附图描述实施例以便解释本发明。
按照本文用法,基板“向前和向后”移动是指基板可以沿着传送方向在两个方向移动。基板“倾斜”或“向一侧倾斜”是指相对于平行于传送方向延伸的轴旋转基板。一倾斜角与另一角“反向”是指,相对于同一参考线计量的角和角-之间的关系。
第一实施例
将参考图1和2描述根据本发明第一实施例的基板处理设备。
根据本发明第一实施例的基板处理设备1包括多个构造类似的处理单元10a、10b和10c。
处理单元10a、10b、10c的每一个均具有处理室(tub),且它们连接到相邻的处理单元10a、10b、10c。在相邻的处理单元10a、10b和10c之间配备有通道40,通过该通道40在处理单元之间传送基板100。
在每一处理单元10a、10b、10c的较高部分中设置处理溶液分配器20,以向基板100提供处理溶液23。处理溶液分配器20通过喷洒向基板100提供处理溶液23。在基板100的传送路线上设置多个处理溶液分配器20,以便向整个基板100上均匀地供应处理溶液23。虽然图中没有示出,处理溶液分配器20可以连接到处理溶液存储罐。
根据处理设备1的用途,处理溶液23可以是显影溶液、蚀刻溶液或冲洗溶液。
如果处理溶液23为显影溶液,使用不含金属成分的有机碱基溶液,有机碱成分通过冲洗工序被清除。
如果处理溶液23为蚀刻溶液,根据蚀刻目标的成分蚀刻溶液的精确组分会有所变化。例如,用于Al或Mo的蚀刻溶液包括磷酸、硝酸和醋酸。用于Ta的蚀刻溶液包括氢氟酸和硝酸。用于Cr的蚀刻溶液包括硝酸铵铯(ammonium nitrate caesium)和硝酸。用于ITO(氧化铟锡)的蚀刻溶液包括盐酸、硝酸和氯化铁。
如果处理溶液23为冲洗溶液,处理溶液23典型地是DI(去离子)水。为了迅速冲洗,处理单元10a、10b和10c可以不仅包括处理溶液分配器20,还包括公知的“水刀(aqua knife)”,其在垂直于基板100传送方向的方向中形成有喷嘴。
基板100放在传送单元30上,在处理单元10a、10b和10c中向前和向后移动,或者在处理单元10a、10b和10c之间传送。基板100设置在处理溶液分配器20下方,被喷洒处理溶液23,暴露出将被处理溶液23处理的部分。如果处理工序是用于显影的,就暴露被曝光的感光层。如果处理工序是用于蚀刻的,将被蚀刻的部分,诸如金属层、透明电极层和/或绝缘层被暴露,而不被蚀刻的部分用感光层覆盖。如果处理工序是用于冲洗的,就暴露出显影溶液或蚀刻溶液、由显影工序剥离的感光层和由蚀刻工序剥离的金属层。
传送单元30包括传送带型机构。传送单元30在处理单元10a、10b和10c之间传送基板100并在处理单元10a、10b或10c之一中向前和向后移动基板100。传送单元30包括多个彼此平行设置的传送辊31、支撑体32和侧辊33,传送辊能够向前或向后转动,支撑体32与传送辊31组合并直接接触基板100的后表面,而侧辊33被基板100的移动所转动。侧辊33通过支撑基板100的侧表面令基板100保持在传送单元30上。侧辊33沿着基板100的两侧设置。传送单元30由不和处理溶液23反应或不受其损伤的材料制成。支撑体32优选由诸如塑料的、不会影响基板100的材料制成。传送单元30包括指示传送辊31是否转动和向哪个方向转动的控制器(未示出)。
控制器控制传送单元30,使得基板100在交替向一侧方向倾斜的状态下被传送。在图2中,相对于参考坐标系35中的表示0°的水平轴而言,第一倾斜角θ1与第二倾斜角θ2具有相反的方向,且每个倾斜角可以是3°到7°。如果倾斜角小于3°,处理溶液23清除得过慢。另一方面,如果倾斜角大于7°,处理溶液在基板100上保持的时间过短。在某些情况下,倾斜角θ1和θ2可以相等。
尽管图中未示出,传送单元30可以包括倾斜控制构件,它控制着基板100的侧向倾斜方向和倾斜角。倾斜控制构件可以包括活塞装置。
处理设备1可以用多种方式改进。例如,可以为处理设备1提供超过三个的处理单元10a、10b和10c。
现在,将参考图3描述利用根据本发明第一实施例的处理设备的基板处理方法。例如,用于在基板100上形成栅极线路的工序如下所述。
栅极金属层沉积在绝缘基板上并用感光溶液喷洒。然后,通过软烤(soft-bake)工艺除去感光溶液中的溶剂,藉此形成感光层。随后,通过有着特定图案的掩模曝光已经除去溶剂的感光层。然后在随后的工序中进行显影。
首先,在步骤100中,将放置在传送单元30上的基板100移动到第一处理单元10a。当基板100被载进第一处理单元10a时,开始向基板100供应从处理溶液分配器21喷洒的处理溶液23,即显影溶液。接收到显影溶液后,基板100就在步骤200中显影感光层。如果使用的是负性感光溶液,那么未曝光区域的感光层就与处理溶液23反应并被溶解。如果使用的是正性感光溶液,那么曝光区域的感光层就与处理溶液23反应并被溶解。在步骤200中,基板100沿着第一传送方向从第一处理单元10a被传送向第二处理单元10b。传送单元30以侧向倾斜状态传送基板100,这种状态形成一倾斜角。由于基板100是倾斜的,处理溶液23留在倾斜基板100较低部分的时间比在基板100较高部分长。
沿第一传送方向传送基板100一定时间后,传送单元30在第二传送方向上传送基板100,第二传送方向是第一传送方向的反方向(步骤300)。在第二传送方向上传送基板100的同时,传送单元30使基板100倾斜以形成第二倾斜角。如果第一倾斜角为,第二倾斜角可以是参考坐标系35中的-(参见图2)。由于第二倾斜角在第一倾斜角的反方向上,基板100倾斜成第一倾斜角时的下端部分就变成了基板100倾斜成第二倾斜角时的上端部分。类似地,基板100倾斜成第一倾斜角时的上端部分就变成了基板100沿反向倾斜,即倾斜成第二倾斜角时的下端部分。因此,在步骤200中被大量处理溶液23覆盖的区域在步骤300中就接触少量的处理溶液23。反之,在步骤200中被被少量处理溶液23覆盖的区域在步骤300中就接触大量的处理溶液23。
在步骤300中完成第二传送方向的传送之后,传送单元30沿第一传送方向将基板100向回传送(步骤400)。此时,基板100的倾斜方向切换回第一倾斜方向。即使切换倾斜方向,基板100也不会从传送单元30掉落,因为在基板100的相对侧设置了侧辊33。
在步骤400中,当基板100沿第一传送方向移动到达通道40后,在步骤500中,传送单元30将基板100运出至相邻的处理单元10b。基板100被运送到第二处理单元10b之后,重复前述过程,并将基板100运出至第三处理单元10c。
期间,另一基板100被传送至第一处理单元10a并重复上述过程。这样,可以用一个处理设备1同时处理多个基板,而诸基板在某一时刻则处在不同的处理阶段。
通过这些工序,当基板100从第三处理单元10c出来时,就完成了感光层的显影。由于在显影过程中基板100是以交替方式侧向倾斜的,因而至少部分地解决了显影溶液不均匀接触基板100的问题。
显影工序之后,基板100进行冲洗工序、蚀刻工序和另一冲洗工序。这些工序类似于上述的显影工序。
由于处理溶液23均匀地接触整个基板100,因此减少了栅极线路缺乏均匀性的问题。
现在将参考图4和5描述另一种利用根据本发明第一实施例的基板处理设备的基板处理方法。
基板100在一个处理单元10a、10b或10c中具有单个倾斜角。例如,显影工序如下所述。
在步骤110中,放在传送单元30上的基板100被传送到第一处理单元10a中。当基板100被载进第一处理单元10a时,开始向基板100供应从处理溶液分配器21喷洒的处理溶液23,即显影溶液,并在步骤210中显影感光层。从第一处理单元10a向第二处理单元10b传送基板100,而这一方向被称为第一传送方向。此外,基板100在被向侧向倾斜的同时被传送,倾斜的程度与第一倾斜角相同(θ3)。基板100的较低部分接触处理溶液23的时间比基板100的较高部分长。
传送单元30可以在第一传送方向向前移动基板100,或者在第二传送方向向后移动基板,第二传送方向与第一传送方向相反。
在步骤210之后,在步骤310中将基板100传送到第二处理单元10b。水平地传送基板100并在步骤410中进行显影处理。换言之,在第二处理单元10b中的第二倾斜角θ4变为了0°。因此,处理溶液23均匀地接触基板100。如在第一处理单元10a中那样,传送单元30可以向前或向后移动基板100。
接下来,在步骤510中将基板100移动到第三处理单元10c上。
在被传送到第三处理单元10c的同时,在步骤610中由传送单元30将基板100向侧向倾斜一第三倾斜角θ5。第三倾斜角θ5和第一倾斜角θ3具有同样大小,但是与第一倾斜角θ3方向相反。即,在第一处理单元10a中是下端的基板100的部分在第三处理单元10c中变成了上端。相反,在第一处理单元10a中是上端的基板100的部分在第三处理单元10c中变成了下端。因此,在步骤210中被大量处理溶液23覆盖的区域在步骤610中就接触少量的处理溶液23,而在步骤210中被少量处理溶液23覆盖的区域在步骤610中就接触大量的处理溶液23。如上面那些情况一样,传送单元30可以向前或向后移动基板100。
期间,另一基板100被载入第一处理单元10a,并重复上述过程。
第二实施例
以下将参考图6和7描述根据本发明第二实施例的基板处理设备。
处理溶液分配器20在垂直于基板100的传送方向的方向中延伸,并包括多个彼此平行的处理溶液管21和连接到每一处理溶液管21的多个喷嘴22。通过处理溶液罐(未示出)和处理溶液泵(未示出)将处理溶液23供应给处理溶液管21。供应给处理溶液管21的处理溶液23通过喷嘴22喷洒到基板100上。图6示出了基板为矩形的情况,基板有两个长边和两个短边。如图6所示,如果基板100的长边平行于基板100的传送方向,则处理溶液管21平行于基板100的短边之一设置。处理溶液管21之间的空间间隔可以是常数。喷嘴22之间的空间间隔也可以是常数。
现在将描述施加到基板100上的处理溶液23的喷压。
如图7所示,置于传送单元30上的基板100倾斜一预定角度θ6,从而能够迅速从基板100上除去处理溶液23。在实施例中,基板100的倾斜角θ6可以是3°到7°。
设置于基板100上方的处理溶液管21也倾斜一倾斜角θ7,处理溶液管21的倾斜角θ7大于基板100的倾斜角θ6。处理溶液管21的倾斜角θ7是可调的。由于倾斜角之间的差异,倾斜基板100的较高部分A和喷嘴22之间的距离d1大于倾斜基板100的较低部分B和喷嘴22之间的距离d2。因此,在每一喷嘴22都以同样喷压工作的情况下,施加到倾斜基板100较低部分B的喷压将比施加到倾斜基板100较高部分A的喷压更大。
利用根据本发明第二实施例的基板处理设备1的基板处理方法如下所述。
当基板100被传送单元30传送到处理溶液分配器20下时,通过喷嘴22均匀地在整个基板100上喷洒处理溶液23。喷洒在基板100的倾斜表面的较高部分A上的处理溶液23处理较高部分A,并随后向下流到基板100的倾斜表面的较低部分B。喷洒到倾斜基板100的较高部分A和较低部分B之间区域上的处理溶液23在处理完基板100后向下流到较低部分B。这样一来,处理溶液23就积聚在较低部分B上,而较低部分B则浸渍在处理溶液23中。结果,较高部分A是通过喷洒处理溶液23处理的,而较低部分B则是被浸渍在处理溶液23积聚而成的池(pool)中被处理的。基板100的处理没有均匀性。
在第二实施例中,可以减小倾斜基板100的较低部分B和喷嘴22之间的距离d2,通过喷洒处理倾斜基板100的较低部分B,从而提高施加到基板100的处理溶液23的喷压。此外,由于处理溶液23强劲的喷压,积聚在较低部分B上的处理溶液23从基板100被迅速清除。利用这种构造,处理溶液23被喷洒在整个基板100上,藉此均匀地处理基板100。
完成上述处理后,基板100被传送到下一工序。如果该处理是显影工序,则下一工序可以是冲洗工序或蚀刻工序。如果该处理是蚀刻工序,下一工序可以是冲洗工序。如果该处理是冲洗工序,下一工序可以是干燥工序。
第三实施例
现在将参考图8描述根据本发明第三实施例的基板处理设备。
在该实施例中,基板100的倾斜角θ6与处理溶液管21的倾斜角θ8相同。下端B附近的喷嘴22做得比上端A附近的喷嘴22长。这样一来,长喷嘴22距倾斜基板100的较低部分B要比喷嘴22长度与较高部分A附近的喷嘴22相同时更近。利用这种构造,基板100的较高部分A和喷嘴22之间的距离d3要比较低部分B和喷嘴22之间的距离d4长。如果每一喷嘴22都以相同的喷压喷洒处理溶液23,那么施加到倾斜基板100的较低部分B的喷压要比较高部分A更强劲,藉此均匀地处理基板100。
第四实施例
现在将参考图9描述根据本发明第四实施例的基板处理设备。
基板100的倾斜角θ6与处理溶液管21的倾斜角θ8相同。处理溶液管21包括第一处理溶液管21a和第二处理溶液管21b,第一处理溶液管21a为倾斜基板100的较高部分A供应处理溶液23,第二处理溶液管21b为倾斜基板100的较低部分B供应处理溶液23。喷嘴22包括与第一处理溶液管21a相连的第一喷嘴22a和与第二处理溶液管21b相连的第二喷嘴22b。尽管未在图中示出,第一处理溶液管21a和第二处理溶液管21b的每一个均连接到相应的处理溶液泵,该泵在不同的压力下供应处理溶液23。在第四实施例中,从与第二处理溶液管21b相连的第二喷嘴22b喷洒的处理溶液23的喷压高于从与第一处理溶液管21a相连的第一喷嘴22a喷洒的处理溶液的喷压。结果,施加到倾斜基板100的较低部分B的处理溶液23的喷压高于较高部分A,藉此均匀地处理基板100。
第五实施例
现在将参考图10和11描述根据本发明第五实施例的基板处理设备。
处理溶液管21平行于基板100的传送方向设置。处理溶液管21可以间隔恒定的距离。类似地,喷嘴22可以间隔恒定的距离。
随着处理溶液管21距倾斜基板100的较低部分B越来越近,处理溶液管21和基板100之间的距离在变小。这样一来,倾斜基板100的较高部分A和喷嘴22之间的距离d5大于较低部分B和喷嘴22之间的距离d6。由于间隔距离的变化,喷洒在基板100的倾斜表面的较低部分B上的处理溶液23比在较高部分A上的要更强劲,藉此均匀地处理基板100。
以上实施例可以用各种方式改进。例如,基板和处理溶液管的倾斜角可以不同,而且喷嘴的长度是可变的。此外,基板在任一方向上的侧向倾斜角可以随着处理溶液的喷压而调节,以获得所需的均匀度。
尽管上述实施例以LCD用的基板为例,基板还可以是像OLED(有机发光二极管)的平板显示器或半导体晶片的基板。
尽管已经展示并描述了本发明的几个实施例,本领域的技术人员应当理解,无需脱离本发明的远离和精神,可以在这些实施例中做出变化,而且本发明的范围在权利要求或其等价要件中限定。