SU937028A1

SU937028A1 - Method and apparatus for applying photoresist

Info

Publication number: SU937028A1
Application number: SU802995769A
Authority: SU
Inventors: Николай Александрович Алексейчук; Анатолий Павлович Трущелев; Нина Ивановна Беспалова; Анатолий Дмитриевич Третьяков
Original assignee: Предприятие П/Я А-3531
Priority date: 1980-10-10
Filing date: 1980-10-10
Publication date: 1982-06-23

Description

(54) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ФОТОРЕЗИСТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(54) METHOD OF APPLICATION PHOTORESIST AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

1one

Изобретение относитс к технологии нанесени покрыти на изделие, в частности к способам нанесени фоторезиста, и может найти широкое применение в различных област х производства дл нанесени лаков, защитных покрытий и т. д., в том числе дл производства изделий электронной техники .The invention relates to the technology of coating a product, in particular to methods of applying photoresist, and can find wide application in various production areas for applying varnishes, protective coatings, etc., including for the production of electronic products.

Известен способ нанесени покрытий путем одновременного осаждени распыл емых разнородных веществ, согласно которому , с целью увеличени прочности сцеплени между наносимыми сло ми из расплавов полимеров, разнородные вещества распыл ют с частичным перекрытием их зон осаждени 1.The known method of coating by simultaneous deposition of sprayed dissimilar substances, according to which, in order to increase the adhesion strength between the applied layers of polymer melts, dissimilar substances are sprayed with partial overlapping of their deposition zones 1.

Однако при нанесении фоторезиста этим способом, получаетс крупинчата структура покрыти , что приводит к браку (проколы и т. п.).However, when photoresist is applied in this way, a grainy coating structure is obtained, which leads to a marriage (punctures, etc.).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс способ нанесени фоторезиста путем распылени на движущуюс подложку.The closest to the technical essence of the invention is a method of applying a photoresist by spraying onto a moving substrate.

Устройство дл его осуществлени содержит камеру нанесени с размещенным в ней распылителем в виде набора форсунок в корпусе и механизм перемещени подложек .A device for its implementation contains an application chamber with a spray disposed in it in the form of a set of nozzles in the housing and a mechanism for moving the substrates.

Недостатками способа и устройства вл ютс образование на покрываемой поверхности волнообразного валика из наносимого материала, получение разнотолщинного покрыти крупинчатой структуры и, вследствие этого, снижение качества покрыти .The disadvantages of the method and device are the formation of a wavy roller of the applied material on the surface to be coated, the formation of a graded structure of different thicknesses and, consequently, a decrease in the quality of the coating.

Целью изобретени вл етс повыщение качества покрыти .The aim of the invention is to increase the quality of the coating.

Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу нанесени фоторезиста путем распылени на движущуюс подложку фоторезист распыл ют снизу за один проход одновременно двум вращающимис в одном направлении и наход щимис один 15 в другом факелами, причем диаметр внутреннего в 1,1 -1,2 раза больще щирины подложки, а рассто ние от подложки до распылител равно 1/3 «полной высоты факела.This goal is achieved in that according to the method of applying a photoresist by spraying onto a moving substrate, the photoresist is sprayed from the bottom in one pass simultaneously with two torches rotating in one direction and one 15 in the other, and the inner diameter is 1.1-1.2 times larger the width of the substrate, and the distance from the substrate to the spray gun is 1/3 "of the total height of the flame.

Кроме того, в устройстве дл осуществлени способа, содержащем камеру нанесени с размещенным в ней распылителем, выполненным в виде набора форсунок в корпусе, и механизм перемещени подложек , распылитель снабжен золотником, размещенным на корпусе и состо щим из двух аксиально расположенных частей, одна из которых жестко соединена с корпусом, а друга выполнена с возможностью вращени , на боковой поверхности которой равномерно на двухуровн х расположены форсунки, причем рассто ние от верщины золотника до форсунок одного из уровней равно 1/2 нару йного диаметра форсунки, а рассто ние между форсунками разных уровней составл ет 1/4-1/3 высоты подвижной части золотника . На фиг. 1 показано устройство дл нанесени фоторезиста; на фиг. 2 - распылитель с форсунками; на фиг. 3 - то же, вид сверху. Устройство включает камеру 1 нанесени с установленным в ней распылителем 2, и камеру 3 подсущки с установленными в ней электронагревателем 4. Дл осуществлени пр молинейного перемещени кассеты 5 с закрепленным лотком 6 с обрабатываемыми подложками устройство снабжено механизмом 7 перемещени подложек (транспортером ) . Камеры 1 напылени и 3 подсушки имеют отсосы 8 дл удалени вредных паров. Распылитель 2 с набором форсунок 9 имеет золотник, нижн часть 10 которого закреплена неподвижно на корпусе И. На верхней части 12 золотника равномерно расположены форсунки 9 на двух уровн х, смещенных по высоте верхней части 12 золотника , причем рассто ние между ними составл ет 1/4-1/3 общей высоты верхней части 12, и первый р д форсунок 9 расположен от вершины верхней части 12 на рассто нии, равном 1/2 диаметра корпуса форсунки 9. Верхн часть 12 золотника соединена с нижней неподвижной частью 10 посредством вертикального вала 13 с фланцем, с установленными на нем подшипником 14 с опирающейс на него пружиной 15 сжати с гайкой и контргайкой 16, регулирующей сжатие пружины. Вал 13 через муфту 17 соединен с электродвигателем 18. Дл слива отработанной жидкости устройство снабжено лотком -19, установленным под нижней частью золотника . Части 10 и 12 золотника на сопр гаемых поверхност х,.имеют концентрические канавки 20, а внутри снабжены каналами 21 дл подвода распыл емого фоторезиста и воздуха. Расположение форсунок одного из уровней на рассто нии, равном 1/2 диаметра корпуса форсунки, определ етс диаметром факела распылени фоторезиста, который зависит от ширины обрабатываемой поверхности . Если первый уровень форсунок размещен на рассто нии, большем чем 1/2 диаметра форсунки, соответственно увеличиваетс внутренний диаметр факела, тем самым увеличиваетс площадь распылени , она будет значительно больше обрабатываемой поверхности, и, как следствие, нарушаетс стурктура покрыти и резко возрастает расход фоторезиста. Расположение форсунок на последующих кольцевых уровн х на рассто нии, равном 1/4-1/3 общей высоты верхней части золотника , дает возможность создать оптимальный размер факелов распылени фоторезиста без разрыва между внутренним и наружным факелами. В противном случае при разрыве между факелами распылени наблюдаетс неравномерное нанесение пленки фоторезиста и, как следствие, ухудщаетс качество покрыти . Что касаетс общей высоты верхней части золотника, то она конструктивно определ етс размерами обрабатываемых пластин и диаметром форсунок. Расположение обрабатываемой поверхности от распылител на рассто нии, равном 1/3 полной высоты факела , объ сн етс тем, что в этой зоне факела наибольша дисперсность распылени . и пленка фоторезиста, получаема на этой высоте, гладка и гл нцева , что приводит к улучшению качества покрыти . Устройство работает следующим образом. Подложки укладываютс в лотки и кассеты 5 механизма перемещени 7. Далее включаютс одновременно механизм 7 перемещени и распылитель 2. Кассета 5 перемещаетс в камере 1 нанесени со скоростью 180 мм/с, золотник с форсунками 9 вращаетс со скоростью 550 + 5 об/мин. После нанесени фоторезиста на стекл нные пластины кассета 5 подаетс в камеру 3 подсушки . При выходе кассеты 6 из камеры 1 нанесени автоматически отключаетс подача распыл емого фоторезиста, останавливаетс распылитель 2, а роликовый транспортер 7 движетс со скоростью 15 мм/с. После подсушки устройство автоматически выключаетс , после чего цикл обработки повтор етс . Пример. На стекл нные пластины размером 105x23x0,75 мм с напыленным слоем окиси инди 600-1000 7 нанос т фоторезист ФПРН-7 с помощью распылител с форсунками снизу вверх посредством очищенного и подогретого до 23 ± 1°С воздуха при рассто нии от форсунки до напыл емой поверхности 20 мм в течение 3 с. За счет расположени форсунок на разной высоте и одновременного перемещени пластин и вращени распылител факел, имеющий кольцевую форму, образует равномерное покрытие, многократно перекрыва напыл емую поверхность, причем капл фоторезиста движетс криволинейно, встреча сь с напыл емой поверхностью под определенным углом, что дает возможность получить ровную, тонкую, гл нцевую, без пор плен-ку фоторезиста толщиной 0,8 мкм. В таблице приведены сравнительные данные- нанесени фоторезиста по предлагаемому способу и центрифугированием, примен емым в производстве. I. 105 X 23 X 0,75 170 64 X 24 X 1,6 Центрифугирование 13 0,7 1,6 12 Наличие краевого валика, неравномерность + 0,4 мкм 12 То жеIn addition, in an apparatus for carrying out the method comprising an application chamber with a sprayer arranged therein, made in the form of a set of nozzles in the housing, and a mechanism for moving the substrates, the sprayer is provided with a spool located on the housing and consisting of two axially arranged parts, one of which rigidly connected to the housing, and the other is rotatable, on the side surface of which the nozzles are evenly distributed on two levels, the distance from the spool tip to the nozzles of one of the levels 1/2 of the outer diameter of the nozzle, and the distance between the nozzles of different levels is 1 / 4-1 / 3 of the height of the movable part of the spool. FIG. 1 shows a device for applying photoresist; in fig. 2 - spray with nozzles; in fig. 3 - the same, top view. The device includes a deposition chamber 1 with a spray gun 2 installed in it, and a camera 3 of the subdrays with electric heater 4 installed in it. In order to carry out a straight-forward movement of the cassette 5 with a fixed tray 6 with the substrates being processed, the device is equipped with a substrate movement mechanism 7 (conveyor). Spray chambers 1 and 3 dryers have suction 8 to remove harmful vapors. The atomizer 2 with a set of nozzles 9 has a spool, the lower part 10 of which is fixed on the housing I. The upper part 12 of the spool evenly distributes the nozzles 9 on two levels displaced along the height of the upper part 12 of the spool, the distance between them being 1 / 4-1 / 3 of the total height of the upper part 12, and the first row of nozzles 9 are located from the top of the upper part 12 at a distance equal to 1/2 of the diameter of the nozzle body 9. The upper part 12 of the spool is connected to the lower fixed part 10 by means of a vertical shaft 13 with flange, with ustan detecting thereon the bearing 14 with a spring bearing against it with the compression nut 15 and locknut 16, the control spring compressed. The shaft 13 through the coupling 17 is connected to an electric motor 18. To drain the waste liquid, the device is equipped with a tray -19 installed under the lower part of the spool. Parts 10 and 12 of the spool on the mating surfaces have concentric grooves 20, and inside they are provided with channels 21 for supplying the sprayed photoresist and air. The location of the nozzles of one of the levels at a distance equal to 1/2 of the diameter of the nozzle body is determined by the diameter of the photoresist spray, which depends on the width of the surface to be treated. If the first level of the nozzles is placed at a distance greater than 1/2 of the nozzle diameter, the internal diameter of the plume increases accordingly, the spray area increases, it will be much larger than the surface to be treated, and, as a result, the coating structure is disturbed and the photoresist consumption increases dramatically. The location of the nozzles at subsequent ring levels at a distance of 1 / 4-1 / 3 of the total height of the upper part of the spool makes it possible to create the optimal size of photoresist spray plugs without a gap between the inner and outer torches. Otherwise, in case of a gap between the spray plumes, an uneven application of a photoresist film is observed and, as a result, the quality of the coating deteriorates. As for the total height of the upper part of the spool, it is structurally determined by the dimensions of the plates being machined and the diameter of the nozzles. The location of the treated surface from the sprayer is at a distance equal to 1/3 of the total height of the torch, due to the fact that in this zone of the torch there is the greatest dispersion of spray. and the photoresist film, obtained at this height, is smooth and glossy, which leads to an improvement in the quality of the coating. The device works as follows. The substrates are placed in trays and cassettes 5 of the transfer mechanism 7. Next, the transfer mechanism 7 and the sprayer 2 are simultaneously turned on. The cartridge 5 moves in the application chamber 1 at a speed of 180 mm / s, the spool with nozzles 9 rotates at a speed of 550 + 5 rpm. After the photoresist has been applied to the glass plates, the cassette 5 is fed to the drying chamber 3. When the cassette 6 leaves the application chamber 1, the supply of the sprayed photoresist is automatically turned off, the sprayer 2 stops, and the roller conveyor 7 moves at a speed of 15 mm / s. After drying, the device turns off automatically, after which the processing cycle is repeated. Example. The FPRN-7 photoresist is applied to glass plates 105x23x0.75 mm with a sprayed layer of indium 600-1000 7 oxide using a spray gun with nozzles from the bottom up using cleaned and heated to 23 ± 1 ° C air from the nozzle to the sprayed surface 20 mm for 3 s. Due to the location of the nozzles at different heights and simultaneous movement of the plates and rotation of the sprayer, the torch having an annular shape forms a uniform coating, repeatedly covering the sprayed surface, and a drop of photoresist moves curvilinearly, meeting the sprayed surface at a certain angle, which allows flat, thin, glossy, pore-free photoresist film with a thickness of 0.8 microns. The table shows the comparative data, the application of photoresist according to the proposed method and the centrifugation used in production. I. 105 X 23 X 0.75 170 64 X 24 X 1.6 Centrifugation 13 0.7 1.6 12 Presence of edge roll, non-uniformity + 0.4 micron 12 Same

II. Распыление (по предлагаемому способу)Ii. Spraying (by the proposed method)

105 X 23 X 0,75 384105 X 23 X 0.75 384

64 X 24 X 1,6 50464 X 24 X 1.6 504

Как видно из таблицы, предлагаемый способ имеет р д преимуществ по сравнению со способом центрифугировани и позвол ет помимо повышени качества фоторезистивного покрыти повысить производительность и добитьс экономии фоторезиста , что дает значительный экономический эффект.As can be seen from the table, the proposed method has several advantages over the centrifuging method and allows, in addition to improving the quality of the photoresist coating, to increase productivity and save photoresist, which gives a significant economic effect.

Claims

1. A method of applying a photoresist by spraying onto a moving substrate, characterized in that, in order to improve the quality of the coating, the photoresist is sprayed from the bottom in one pass at the same time by two torches rotating in one direction and in one another, and the inner torch diameter is 1, 1–1.2 times the substrate pirine size, and the distance from the substrate to the atomizer is 1/3 of the full height of the flame.

0.14

Glossy surface, non-uniformity +0,2 microns

Also

0.09

2. An apparatus for carrying out the method according to claim 1, comprising an application chamber with an atomizer disposed therein, made as a set of nozzles in the housing, and a mechanism for moving substrates, characterized in that the atomizer is provided with a spool located on the housing and consisting of two axially arranged parts, one of which is rigidly connected to the housing, and the other is rotatable, on the side surface of which the nozzles are evenly distributed on two levels, the distance from the top of the spool to the nozzles Of all the levels, it is 1/2 the outer diameter of the nozzle, and the distance between the nozzles of different levels is 1 / 4-1 / 3 the height of the movable part of the spool.

Sources of information taken into account during the examination 1. USSR Author's Certificate No. 550180, cl. B 05 B 1/02, 1976.

7

5 6

I

t t t t f

f bbushdby1v / & b1PYAUSHG

/