CN1963671B - 光刻胶涂覆设备及光刻胶涂覆方法 - Google Patents

光刻胶涂覆设备及光刻胶涂覆方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种TFT LCD光刻工艺中的光刻胶涂覆设备，包括：平台、光刻胶供给机构、喷嘴和喷嘴移动机构，其中喷嘴由光刻胶喷嘴和压缩空气喷嘴组成。且光刻胶喷嘴为多个，设置在喷嘴的中间位置或设置在喷嘴的两侧，或每个光刻胶喷嘴的周围包围多个压缩空气喷嘴。本发明同时公开了利用本发明的光刻胶涂敷设备涂敷光刻胶的方法。本发明由于在涂敷设备的喷嘴上同时提供了光刻胶喷嘴与压缩空气喷嘴的结构，进一步简化了制作工艺，节约了设备成本，此外，本发明提高了光刻胶涂覆的均匀性，大大降低了光刻胶的使用量，从而进一步提高了TFT LCD的制作效率和速度，降低了制作成本。

Description

光刻胶涂覆设备及光刻胶涂覆方法
技术领域
本发明涉及一种薄膜晶体管液晶显示器(TFT LCD)的制造工艺设备和工艺方法，尤其涉及一种薄膜晶体管液晶显示器光刻工艺中的光刻胶涂覆设备及光刻胶涂覆方法。
背景技术
液晶显示器(LCD)技术在近十年有了飞速地发展，从屏幕的尺寸到显示的质量都取得了很大进步。经过不断的努力，LCD各方面的性能已经达到了传统CRT的水平，大有取代CRT的趋势。
随着LCD生产的不断扩大，各个生产厂商之间的竞争也日趋激烈。各厂家在不断提高产品性能的同时，也再不断努力降低产品的生产成本，从而提高市场的竞争力。在降低产品成品的方法中，减少工艺数量，主要是减少光刻次数，从而提高生产速度、降低成本是目前各厂商普遍努力的主要方向。在近几年中，通过工程师们的努力，TFT LCD制造工艺中的光刻工艺数量不断减少。从最初的7次光刻工艺，到目前普遍使用的5次光刻工艺。光刻制造技术中发展出灰色调掩模版光刻“gray tone mask”技术之后，使进一步减少光刻次数成为可能。目前个别LCD生产厂家已经在使用比较先进的4次光刻工艺。在这一发展过程中TFT LCD的结构被不断简化，生产的速度不断提高，成本也不断降低。在4次光刻工艺的“gray tone mask”技术中，光刻胶涂覆均匀程度对产品的合格率有着很大的影响。同时由于传统的“涂胶-甩胶”工艺中存在甩胶工艺，因此预先在玻璃基板上涂覆的光刻胶量需要远大于最后在玻璃基板上剩余的真正发挥作用的实际使用量，造成了光刻胶的较大浪费。
如图1所示为现有技术中的“涂胶-甩胶”设备和工艺，首先将待涂敷的玻璃基板1放在操作平台上，然后将喷嘴3调整到与玻璃基板1合适的位置，光刻胶供给装置以一定的速度将光刻胶从喷嘴3中喷出，同时喷嘴平动装置带动喷嘴3在玻璃基板上平动，从而在玻璃基板上涂敷一层所需厚度的光刻胶2。完成光刻胶的涂敷后，将玻璃基板放到离心甩胶设备上，通过离心设备旋转产生的离心力将光刻胶甩匀、甩薄。
在4次光刻工艺中，采用了通过光线的干涉和衍射效应控制曝光量，在光刻胶上形成3000～
Figure G2006101452162D00021
的较薄的图形区域或灰色调(gray tone)区域的工艺。要使gray tone区域的厚度均匀，就要求玻璃基板上涂覆的光刻胶具有很好的均匀性，现在使用的“涂胶-甩胶”工艺涂胶的均匀性随设备变动的偏差较大，而且在甩胶工艺中，由于玻璃基板尺寸较大，导致离旋转中心部位的离心力较小，玻璃边缘部分离心力较大，致使玻璃边缘光刻胶较薄，玻璃中心部位光刻胶较厚。
发明内容
本发明针对现有技术的缺陷，提供一种薄膜晶体管液晶显示器光刻工艺中的光刻胶涂覆设备及其涂覆方法，就是在现有刮涂设备的基础上，将光刻胶喷嘴进行改造，采用喷涂的方式实现光刻胶的均匀涂覆，从而提高光刻胶涂覆的效率和均匀性。
为了实现上述目的，本发明提供一种TFT LCD光刻工艺中的光刻胶涂覆设备，包括：平台、光刻胶供给机构、喷嘴和喷嘴移动机构，其中所述喷嘴由光刻胶喷嘴和压缩空气喷嘴组成，所述压缩空气喷嘴用于对所述光刻胶喷嘴喷出的光刻胶进行冲击和雾化.
上述方案中，所述光刻胶喷嘴为多个，设置在喷嘴的中间位置；所述压缩空气喷嘴为多个，设置在喷嘴的两侧。或所述光刻胶喷嘴和压缩空气喷嘴为多个，每个光刻胶喷嘴的周围包围多个压缩空气喷嘴。
为了实现上述目的，本发明提供一种TFT LCD光刻工艺中的光刻胶涂覆方法，包括：
步骤1，将玻璃基板放置在平台上，调整基板与喷嘴的间距至合适位置处；
步骤2，依次开启压缩空气喷嘴和光刻胶喷嘴开始喷涂，所述压缩空气喷嘴用于对所述光刻胶喷嘴喷出的光刻胶进行冲击和雾化，并同时由喷嘴移动机构带动喷嘴在基板上平动；涂敷完成后依次关闭光刻胶喷嘴和压缩空气喷嘴；所述光刻胶喷嘴为多个，设置在喷嘴的中间位置；所述压缩空气喷嘴为多个，设置在喷嘴的两侧；或者，所述光刻胶喷嘴和压缩空气喷嘴为多个，每个光刻胶喷嘴的周围包围多个压缩空气喷嘴。
上述方案中，所述步骤1中基板与喷嘴的间距可为10～18cm。所述步骤2中喷涂时压缩空气压力可以为1.8～5.0atm。所述步骤2中喷涂时光刻胶供给速率可以为0.05～0.2mL/s。所述步骤2中喷涂时喷嘴平动速率可以为60～120mm/s。所述步骤2中的平动为从基板的一边至基板的另一边；或从基板的一边至基板的另一边，然后往返多次，最后停在出发点；或从基板的一边至基板的另一边，然后往返多次，最后停在基板的另一边。
与现有技术中的光刻胶涂敷设备和涂敷工艺相比，本发明更加充分利用了现用的涂胶设备，简化了光刻胶的涂覆设备，进一步提高了光刻胶涂覆的均匀度，提高了光刻胶的利用率，从而降低了TFT LCD的制作成本。
下面结合附图说明和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
附图说明
图1是现有技术中所使用的“涂胶-甩胶”设备和工艺示意图；
图2是本发明的喷涂设备和工艺示意图；
图3是本发明的喷嘴结构具体实施例一的截面图；
图4是本发明的喷嘴结构具体实施例二的截面图。
图中标记：1、玻璃基板；2、光刻胶；3、喷嘴；4、离心甩胶设备；5、改进后的喷嘴；6、光刻胶喷嘴；7、压缩空气喷嘴。
具体实施方式
图2所示为本发明提供的光刻胶涂覆设备及其涂覆方法示意图.如图2所示，本发明的光刻胶涂敷设备主要包括：平台、喷嘴及光刻胶供给机构、带动喷嘴平动的喷嘴平动机构，这些部分与现有技术的总的光刻胶涂敷设备相同，本发明的改进之处在于光刻胶喷嘴，改进后的喷嘴5为在光刻胶喷嘴6旁边或周围增加压缩空气喷嘴7.光刻胶通过光刻胶供给机构从光刻胶喷嘴6喷出后，由于受到压缩空气喷嘴7喷出的压缩空气的冲击，发生雾化，雾化的光刻胶沉积到玻璃基板1上，可以形成均匀光刻胶2的涂层.根据需要调整光刻胶供给速率或喷嘴的平动速度就可以调整光刻胶的涂覆厚度.根据实际使用需要可以分两次或两次以上进行涂覆以进一步提高光刻胶在玻璃基板表面的均匀性.在光刻胶涂覆完成后，经低压干燥、曝光、显影等工艺，最终完成光刻工艺.本发明充分利用了现用的涂胶设备，简化了光刻胶的涂覆设备，进一步提高了光刻胶涂覆的均匀度，提高了光刻胶的利用率，从而降低了TFT LCD的制作成本。
喷嘴具体实施例1：
图3所示为本发明的光刻胶涂敷设备的喷嘴结构的一个具体实施例的截面图。如图3所示，本发明的喷嘴包括两部分，一部分为光刻胶喷嘴6；另一部分为压缩空气喷嘴7，其中光刻胶喷嘴6为多个，设置在喷嘴的中间部位，压缩空气喷嘴7也为多个，分两排设置在光刻胶喷嘴6的两边。
喷嘴具体实施例2：
图4所示为本发明的光刻胶涂敷设备的喷嘴结构的另一个具体实施例的截面图。如图4所示，本发明的喷嘴包括两部分，一部分为光刻胶喷嘴6；另一部分为压缩空气喷嘴7，其中光刻胶喷嘴6为多个，每个光刻胶喷嘴周围设置多个压缩空气喷嘴7，即多个压缩空气喷嘴7包围一个光刻胶喷嘴6。
上述喷嘴结构还可进行多种形式的变通，如将光刻胶喷嘴设置在一孔洞的中间位置，孔洞的四周密布压缩空气喷嘴或将光刻胶喷嘴设置在一通道中，到光刻胶导入到该通道，通过通道的压缩空气口将其喷出等。
下面详述利用本发明光刻胶涂敷设备进行光刻胶涂敷的方法。
光刻胶涂敷方法具体实施例1：
首先，调整玻璃基板与喷嘴间距为15cm，压缩空气压力为4.0atm，光刻胶供给速率为0.2mL/s，喷嘴移动速率为120mm/s。在喷嘴距玻璃边缘5cm处依次开启压缩空气喷嘴和光刻胶喷嘴开始喷涂，喷嘴沿着玻璃表面匀速直线移动，喷嘴距玻璃另一边缘5cm处依次关闭光刻胶喷嘴和压缩空气喷嘴结束喷涂。此时玻璃基板表面所涂覆的光刻胶平均厚度为2.2μm左右。此后经低压干燥、曝光、显影等工艺，最终完成光刻工艺。
光刻胶涂敷方法具体实施例2：
首先，调整玻璃基板与喷嘴间距为15cm，压缩空气压力为4.0atm，光刻胶供给速率为0.05mL/s，喷嘴移动速率为60mm/s。在喷嘴距玻璃边缘5cm处依次开启压缩空气喷嘴和光刻胶喷嘴开始喷涂，喷嘴沿着玻璃表面匀速直线移动，喷嘴距玻璃另一边缘5cm处停止继续向前移动，喷嘴沿反方向以60mm/s的速率移动并进行喷涂，喷嘴回到起始位置处依次关闭光刻胶喷嘴和压缩空气喷嘴结束喷涂。此时玻璃基板表面所涂覆的光刻胶平均厚度为2.2μm左右。此后经低压干燥、曝光、显影等工艺，最终完成光刻工艺。
以上所提出工艺方法的实施例是以第5代液晶生产线给出的最佳实现方法，并非唯一实现方法。可根据不同生产线的需要，使用不同材料、工艺参数和设备实现之。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当按照需要可使用不同材料和设备实现之，即可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种TFT LCD光刻工艺中的光刻胶涂覆设备，包括：平台、光刻胶供给机构、喷嘴和喷嘴移动机构，其特征在于：所述喷嘴由光刻胶喷嘴和压缩空气喷嘴组成，所述压缩空气喷嘴用于对所述光刻胶喷嘴喷出的光刻胶进行冲击和雾化；所述光刻胶喷嘴为多个，设置在喷嘴的中间位置；所述压缩空气喷嘴为多个，设置在喷嘴的两侧；或者，所述光刻胶喷嘴和压缩空气喷嘴为多个，每个光刻胶喷嘴的周围包围多个压缩空气喷嘴。
2.一种TFT LCD光刻工艺中的光刻胶涂覆方法，其特征在于，包括：
步骤1，将基板放置在平台上，调整基板与喷嘴的间距至合适位置处；
步骤2，依次开启压缩空气喷嘴和光刻胶喷嘴开始喷涂，所述压缩空气喷嘴用于对所述光刻胶喷嘴喷出的光刻胶进行冲击和雾化，并同时由喷嘴移动机构带动喷嘴在基板上平动；涂敷完成后依次关闭光刻胶喷嘴和压缩空气喷嘴；喷涂时所述压缩空气的压力为1.8～5.0atm；喷涂时所述光刻胶的供给速率为0.05～0.2mL/s；
所述光刻胶喷嘴为多个，设置在喷嘴的中间位置；所述压缩空气喷嘴为多个，设置在喷嘴的两侧；或者，所述光刻胶喷嘴和压缩空气喷嘴为多个，每个光刻胶喷嘴的周围包围多个压缩空气喷嘴。
3.根据权利要求2所述的光刻胶涂敷方法，其特征在于：所述步骤1中基板与喷嘴的间距为10～18cm。
4.根据权利要求2所述的光刻胶涂敷方法，其特征在于：所述步骤2中喷涂时喷嘴平动速率为60～120mm/s。
5.根据权利要求2至4任一所述的光刻胶涂敷方法，其特征在于：所述步骤2中的平动为从基板的一边至基板的另一边；或从基板的一边至基板的另一边，然后往返多次，最后停在出发点；或从基板的一边至基板的另一边，然后往返多次，最后停在基板的另一边。
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