TW201622823A - 用於塗佈基板的方法及塗佈裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明關於一種用於以塗漆塗佈基板(16)的方法，其包含下列的步驟：- 將塗漆噴塗到基板(16)上，- 接著，以溶劑噴塗被施加到基板(16)上的塗漆。 本發明亦關於用於將基板塗漆的塗佈裝置。

Description

用於塗佈基板的方法及塗佈裝置
本發明關於一種用於以塗漆塗佈基板的方法，以及關於一種用於將基板塗漆的塗佈裝置。
微米及奈米製造過程通常使用被施加在要被加工的基板上的層中的塗漆。藉由這些塗漆的幫助，其能夠產生，例如，在基板上的光罩，且在這些幫助下，可產生所期望的結構或加工可在基板上被實現。為此目的，塗漆為，例如，光敏感的，使得所期望的結構能夠在光學成像的幫助下從光罩被傳遞到光敏感的塗漆。
為了達成較佳的結果，非常重要的是，被施加的塗漆層沒有任何的不平整和粒子。除了旋轉方法外，噴塗法(spraying)亦可使用來將塗漆施加到基板上，在噴塗法中，塗漆藉由噴嘴的方式而被噴塗到基板上。特別是在基板具有表面形狀(topography)(亦即，基板本身已在其表面上具有垂直、三維結構)的案例中，只有藉由將塗漆噴塗於其上才能夠以最經濟的方式達成最均勻可能的塗漆 層。
然而，當塗漆被噴塗於上時，隨著特定數量的塗漆液滴在噴嘴與基板之間的飛濺途中乾燥且接著已經(幾乎)被固化的塗漆粒子撞擊在基板的表面、或存在於此位置的塗漆，塗漆粒子形成在塗漆層上。這些塗漆粒子堆積在被噴塗於上的塗漆層上，且造成在進一步的加工期間(例如，在暴露於光的期間)的問題，且最終造成所產生的結構上的局部缺陷。
本發明的目的在於提供一種方法及裝置，其中，被施加到基板上的塗漆層為平坦的且沒有塗漆粒子。
此目的係藉由用於以塗漆塗佈基板的方法來達成，其中，塗漆被噴塗到基板上，且接著以溶劑噴塗被施加到基板上的塗漆。
接著，藉由以溶劑噴塗被施加的塗漆，已被形成在基板上的不平整被整平，且已成為附著在基板上的塗漆粒子被溶解，使得基板的表面為平坦的且(至少大致上)沒有塗漆粒子。
在此連接中的詞語“塗漆”被理解為溶劑和適用於所欲的應用之塗漆的混合物。
較佳地，溶劑被局部地噴塗到被施加的塗漆上，因此容許控制塗漆的後處理。
在一實施例中，在噴塗塗漆以及以溶劑噴塗被施加的 塗漆之間，被施加的塗漆之溶劑比例被降低到被施加的塗漆定型的程度。詞語“定型”被理解為表示被施加的塗漆的黏性被增加到使得被施加的塗漆不再流動，直到進一步的處理為止。特別是在基板具有表面形狀的情況下，重要的是塗漆定型為使得基板的邊緣及斜坡保持藉由塗漆之可靠覆蓋。
直到以溶劑噴塗的時間點以及在以溶劑噴塗的這段期間，被施加的塗漆的溶劑比例必須被保持在一個範圍內，在此範圍中，一方面被施加的塗漆的黏性為足夠高的，以確保塗漆不再流動。另一方面，溶劑比例必須還沒被降低到使得塗漆粒子或不平整在以溶劑噴塗的期間可能不再被溶解或整平的程度。
較佳地，基板及/或被施加的塗漆在噴塗上塗漆的期間及/或在噴塗上塗漆之後被加熱，使得被施加的塗漆的溶劑比例可以簡單的方式被降低。
在本發明的一實施例中，塗漆根據預定的噴塗圖案被噴塗到基板上，較佳地以平行的路徑被噴塗到基板上，其中，溶劑同樣根據噴塗圖案被噴塗到被施加的塗漆上。這確保被施加的塗漆完全地被溶劑噴塗。
較佳地，塗漆被噴塗到基板上的一個位置的時間點與以溶劑噴塗此位置的時間點之間的持續時間為固定的，因此確保被施加的塗漆在其被以溶劑噴塗時永遠具有相同的溶劑比例。
在本發明的一實施例中，塗漆藉由塗漆噴嘴而被噴塗 到基板上，且溶劑藉由獨立於塗漆噴嘴的溶劑噴嘴被噴塗，因此基板可快速且有效率地被塗漆。
較佳地，塗漆噴嘴與溶劑噴嘴在基板上方平行於基板被移動，特別是在相同的時間被移動，使得對於兩個噴嘴僅需要一個驅動機構。
根據較佳的實施例，規範被作成為使得，當塗漆噴嘴與溶劑噴嘴被移動時，溶劑噴嘴跟隨著塗漆噴嘴的路徑，因此確保被噴塗的塗漆接著被以溶劑噴塗。
在一實施例的變化中，塗漆噴嘴與溶劑噴嘴以在基板上方的平行路徑在平行於基板的至少一平面中被移動，其中，塗漆噴嘴與溶劑噴嘴之間的距離相當於路徑之間的距離的兩倍或多整數倍，一方面使得簡單的噴塗圖案被使用，且另一方面確保溶劑噴嘴採取與塗漆噴嘴相同的路徑。
在本發明的一實施例中，若複數塗漆層被施加到基板上，在最後的塗漆層被噴塗之後，以溶劑噴塗被施加的塗漆，使得最後施加的塗漆層之不平整和塗漆粒子被整平或移除。
當最後的塗漆層被噴塗時，塗漆相較於先前噴塗的塗漆層之塗漆可具有較大的溶劑比例。這確保直到被噴塗的塗漆被以溶劑噴塗為止，被噴塗的塗漆之溶劑比例不會被降低到不再允許塗漆粒子和不平整的移除之這樣的程度。
即使若只有單一的塗漆層被噴塗到基板上，所使用的塗漆之溶劑比例可被選擇為高於在不具有後續以溶劑噴塗 之傳統的噴塗塗佈製程中的情形。
在本發明的一實施例中，反覆地以溶劑噴塗被施加的塗漆，以進一步提升被施加的塗漆的表面之品質。
溶劑可為丙酮(acetone)或丁酮(methyl ethyl ketone)，因此可使用較便宜的已知溶劑。
藉由用於將基板，特別是具有表面形狀的基板，塗漆的塗佈裝置亦可達成本發明之目的，塗佈裝置包括基板固持器、塗漆噴嘴、溶劑噴嘴以及移動設備，在移動設備上，塗漆噴嘴與溶劑噴嘴以特定的距離相對於彼此被配置，其中，塗漆噴嘴與溶劑噴嘴可藉由移動設備一起在基板固持器上方被移動。藉由可與塗漆噴嘴一起被移動之獨立的溶劑噴嘴，能夠在相同的製程步驟中以溶劑噴塗被施加到基板上的塗漆，且因此溶解已堆積在被施加的塗漆上的塗漆粒子，並整平任何在噴塗期間所產生的不平整。
較佳地，塗佈裝置包括加熱設備，特別是基板固持器設有加熱元件，因此使其能夠以簡單的方式來減少被施加的塗漆之溶劑比例。
在一實施例中，規範被作成為使得，移動設備以基板固持器上方的平行路徑在平行於基板固持器的至少一平面中移動塗漆噴嘴與溶劑噴嘴，其中，塗漆噴嘴與溶劑噴嘴之間的距離相當於路徑之間的距離的兩倍或多整數倍。
路徑之間的距離可大約對應到由塗漆噴嘴在要被塗佈的基板上所產生的塗漆噴射之直徑，由於在基板上沒有位置被遺漏或反覆地噴塗，這因此使得對於基板而言能夠以 特別有效率的方式被塗漆。
在塗漆噴嘴與溶劑噴嘴以平行路徑的移動期間，當塗漆噴嘴與溶劑噴嘴兩者或由噴嘴所產生的噴射兩者已經到達基板的邊緣或已經被移動到超過基板的邊緣時，塗漆噴嘴與溶劑噴嘴接著較佳地以路徑之間的距離從另一者相對於路徑的縱向方向橫向地位移。
相鄰的路徑分別以相反的移動方向被經過。
10‧‧‧塗佈裝置
12‧‧‧基板固持器
14‧‧‧移動設備
16‧‧‧基板
18‧‧‧加熱元件
20‧‧‧塗漆噴嘴
22‧‧‧溶劑噴嘴
24‧‧‧致動器
26‧‧‧塗漆層
28‧‧‧不平整
30‧‧‧塗漆粒子
B‧‧‧路徑
a‧‧‧距離
b‧‧‧距離
本發明的進一步特徵及優點將從以下的說明及作成參照之所附圖式變得清楚。在圖式中：- 圖1在側視圖中示意性地顯示根據本發明的塗佈裝置；- 圖2在平面圖中示意性地顯示圖1的塗佈裝置；以及- 圖3a到3c示意性地顯示在根據本發明之方法的不同時間點時，要被塗佈的基板的截面圖。
圖1示意性地顯示被使用於塗佈和處理基板的塗佈裝置10。基板為，例如，接著要被進一步加工的半導體。
塗佈裝置10包括基板固持器12及移動設備14。
基板16可被佈置在基板固持器12上，基板16可在塗佈裝置10的幫助下被以塗漆塗佈。
基板固持器12較佳地係配備有加熱元件18，其構成用於塗佈裝置10的加熱設備。
加熱元件可被使用來加熱基板16且因而加熱被施加在基板上的塗漆。
移動設備14設置有兩噴嘴，亦即，塗漆噴嘴20及溶劑噴嘴22，它們相對於彼此被佈置在特定的距離a處。距離a關於塗漆噴嘴20或溶劑噴嘴22的出口開口之間的距離。
塗漆噴嘴20與溶劑噴嘴22被佈置在基板16上方，亦即，在基板16背對基板固持器12的側上。據此，塗漆噴嘴20與溶劑噴嘴22亦被佈置在基板固持器12上方。
移動設備14亦包括致動器24，藉由致動器24的幫助，塗漆噴嘴20與溶劑噴嘴22可被移動。
在所顯示的實施例中，在移動設備14的幫助下，塗漆噴嘴20與溶劑噴嘴22可在基板16與基板固持器12上方沿著橫跨空間的三個軸X、Y、Z被移動，特別是在由X軸與Y軸所跨越的平面。當需要時可另外做成規範，使得噴嘴與基板之間的距離被改變，亦即，噴嘴在Z方向上相對於基板被調整。
特別是，塗漆噴嘴20與溶劑噴嘴22被剛性地佈置在移動設備14上，且噴嘴20、22之間的距離a不會改變。然而，亦為可行的是，距離a為可變的以使得塗佈裝置10可更有彈性地被使用。
為了塗佈基板16，塗漆一開始在塗漆噴嘴20的幫助 下被噴塗到基板16上。在圖3a中，在被塗漆噴塗以前，基板16被繪示為部分截面的。
在圖3b中，塗漆噴嘴20已通過圖3a中所顯示的位置，且塗漆被噴塗到基板16上的此位置上。塗漆層26現在位在基板16上。
然而，此塗漆層26，亦即，被施加的塗漆，可能具有在噴塗基板16的過程中已形成的不平整28與塗漆粒子30。
為了防止被施加到基板16上的塗漆流動，基板16和因此施加在基板16上的塗漆層26可被加熱。結果，溶劑從塗漆蒸發，使得塗漆的溶劑比例降低，且塗漆的黏性增加。這確保了被施加的塗漆定型。
“定型”並不表示塗漆被完全地乾燥，而是指塗漆的流動性僅被降低到使得塗漆不再以不希望的方式流動的程度。特別是在基板具有垂直的表面形狀(其具有陡邊緣及斜坡)的情況下，重要的是被施加的塗漆盡可能快速地定型，使得被施加的塗漆不會從邊緣及較高的部分流開且這些位置留下非常少量的塗漆或沒有任何塗漆。
在塗漆已被噴塗到基板16之後，獨立於塗漆噴嘴20的溶劑噴嘴22通過剛已被塗漆的位置，且將溶劑噴塗到塗漆層26上。
由溶劑噴嘴22所產生的溶劑噴射具有受限的直徑，使得塗漆層26被以溶劑局部地噴塗，亦即，在特定的位置被噴塗。
對於基板16上的每一個位置而言，塗漆被噴塗到基板16上的一個位置的時間點與以溶劑噴塗此位置的時間點之間的持續時間為固定的。
藉由將溶劑噴塗上去，存在於塗漆層26上的塗漆粒子30被溶解且均勻地結合到塗漆層26。此外，在塗漆層26中的不平整28被整平。
這產生平坦的塗漆層26，如圖3c所示。
為了將塗漆噴塗到基板16上，塗漆噴嘴20在基板16上方被移動。此移動追隨著特定的路徑，且塗漆噴嘴20因此在預定的噴塗圖案上行進。
溶劑噴嘴22與塗漆噴嘴20在同樣的時間被移動，但偏移距離a。溶劑噴嘴22相對於塗漆噴嘴20的位置，特別是距離a，被選擇來配合噴塗圖案，使得溶劑噴嘴22跟隨著塗漆噴嘴20的路徑且因此在相同的噴塗圖案上行進。
這是足夠的，若溶劑噴嘴22的路徑僅在基板16上方對應到塗漆噴嘴20的路徑。
據此，根據相同的噴塗圖案施加塗漆及溶劑。
為了顯示可能的噴塗圖案，要被塗佈的基板16、塗漆噴嘴20與溶劑噴嘴22被顯示在圖2的平面圖中。為了清楚起見，未顯示移動設備14。
短劃線(dashed line)指示塗漆噴嘴20的路徑，虛線(dotted line)繪示溶劑噴嘴22的路徑。塗漆噴嘴20與溶劑噴嘴22在塗佈程序的一開始的位置被指示為矩 形。塗漆噴嘴20與溶劑噴嘴22在塗佈程序的結束的位置分別由短劃線的矩形及虛線的矩形所指示。
塗漆噴嘴20與溶劑噴嘴22藉由移動裝置14以平行的路徑B在基板16或基板固持器12上方被移動。
此移動作用於與基板16或基板固持器12平行的平面中，例如，在由X軸與Y軸所跨越的平面。
噴嘴20、22沿著Z軸的高度被選擇為使得路徑B之間的距離b大約對應到由塗漆噴嘴20在要被塗佈的基板16上所產生的塗漆噴射的直徑。
由溶劑噴嘴22所產生的溶劑噴射在基板16上較佳係具有與塗漆噴射相同的直徑。
在圖2所顯示的實施例中，塗漆噴嘴20與溶劑噴嘴22之間的距離a大約對應到距離b的兩倍。
當然，距離a亦可為距離b之不同的多整數倍。
路徑B以相反的方向(例如，以平行於Y軸的方向)被交替地經過。相鄰的路徑B分別以相反的移動方向被經過。
只要塗漆噴嘴20以及溶劑噴嘴22、或由噴嘴20、22所產生的噴射已到達基板16的邊緣、或已被移動到超過基板16的邊緣，在Y方向上的移動被停止，且兩噴嘴20、22以沿著X軸的路徑B之間的距離b被偏置。
接下來，沿著Y軸以對於先前在Y方向上的移動之相反的方向移動噴嘴20、22，直到塗漆噴嘴20以及溶劑噴嘴22、或由噴嘴20、22所產生的噴射同樣已到達基板 16的邊緣、或已被移動到超過基板16的邊緣。
藉由距離a與b的比例的指定，使溶劑噴嘴22的移動沿著與塗漆噴嘴20的移動相同的路徑B進行，使得溶劑噴嘴22跟隨著塗漆噴嘴20的路徑。
只要塗漆噴嘴20以及溶劑噴嘴22已完全地通過整個基板16，塗佈程序被終止。這表示塗漆或溶劑噴射經過基板16的整個表面。
塗漆噴嘴20與溶劑噴嘴22現在位在它們如圖2所示之分別為短劃線的矩形及虛線的矩形的最終位置。
藉由塗漆噴嘴20被剛性地連接到溶劑噴嘴22的事實，在所說明的實施例中，於塗佈程序的一開始，溶劑噴嘴22的兩個第一路徑B在平面圖中相鄰於基板16或基板固持器12延伸，而於塗佈程序的結束，塗漆噴嘴20的兩個最後路徑B在平面圖中相鄰於基板16或基板固持器12延伸。
當塗漆噴嘴20與溶劑噴嘴22在基板上被移動時，塗漆從塗漆噴嘴20被噴塗，且溶劑從溶劑噴嘴22被噴塗。
塗漆可為溶劑與純塗漆(例如，光阻劑)的混合物，且因此詞語“塗漆”被理解為指得是塗漆-溶劑混合物。
所使用的溶劑可為丙酮(acetone)或甲酮(methyl ketone)。然而，可溶解塗漆的其他溶劑或溶劑的混合物亦為可行的。
較佳地，塗漆噴嘴20與溶劑噴嘴22以從其所產生的噴射不會在基板上重疊的這樣的方式被定向。反之，噴射 可彼此鄰接。
此外，當塗漆噴嘴20與溶劑噴嘴22在基板16或基板固持器12上方被移動時，基板固持器12被加熱元件18加熱。以此方式，基板16與已噴塗在基板16上的塗漆層被加熱。
所繪示的塗佈程序且特別是所表現出的噴塗圖案為被理解成僅為範例的方式。例如，亦為可能的是，溶劑噴嘴22直接地跟隨著塗漆噴嘴20。在此情況下，塗漆噴嘴20與溶劑噴嘴22被佈置於其上的載體必須在每一路徑的終點處被旋轉180度，使得溶劑噴嘴22接著在後續的路徑中被定位在塗漆噴嘴的“後方”。
亦為可行的是反覆地以溶劑噴塗被施加的塗漆，以進一步降低在塗漆層26上的塗漆粒子30以及不平整28的數量。
同樣地，規範可被作成為使得塗漆與溶劑從相同的噴嘴被噴塗。在此情況下，噴嘴反覆地行進經過基板，其中，塗漆在一次經過中被噴塗，且溶劑在另一次經過中被噴塗。
當然，亦可能將複數塗漆層施加在基板上。在此情況下，在最後的塗漆層已被噴塗上去之後，以溶劑噴塗被施加的塗漆。
用來噴塗到最後的塗漆層上的塗漆之溶劑比例可被選擇為大於先前所使用的塗漆之溶劑比例。
大致而言，即使若僅一層塗漆被噴塗上去，塗漆的溶 劑比例可被選擇為大於在不具有後續的以溶劑噴塗之比較的塗漆程序的情形中將具有的塗漆的溶劑比例。
16‧‧‧基板
20‧‧‧塗漆噴嘴
22‧‧‧溶劑噴嘴
B‧‧‧路徑
a‧‧‧距離
b‧‧‧距離

Claims (18)

  1. 一種用於以塗漆塗佈基板(16)的方法，該方法包括以下的步驟：將該塗漆噴塗到該基板(16)上，接著，以溶劑噴塗被施加到該基板(16)上的該塗漆。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該溶劑被局部的噴塗到該被施加的塗漆上。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之方法，其中，在噴塗該塗漆以及以該溶劑噴塗該被施加的塗漆之間，該被施加的塗漆之溶劑比例被降低到使該被施加的塗漆定型的程度。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該基板(16)及/或該被施加的塗漆在噴塗該塗漆的期間及/或在噴塗該塗漆之後被加熱。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該塗漆以預定的噴塗圖案被噴塗到該基板(16)上，較佳地以平行的路徑被噴塗到該基板上，其中，該溶劑同樣根據該噴塗圖案被噴塗到該被施加的塗漆上。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該塗漆被噴塗到該基板上的一個位置的時間點與以溶劑噴塗該位置的時間點之間的持續時間為固定的。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該塗漆藉由塗漆噴嘴(20)被噴塗到該基板(16)上，且藉由 獨立於該塗漆噴嘴的溶劑噴嘴(22)來噴塗該溶劑。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中，該塗漆噴嘴(20)與該溶劑噴嘴(22)在該基板(16)上方與該基板(16)平行地被移動，特別是在相同的時間被移動。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中，在該塗漆噴嘴(20)與該溶劑噴嘴(22)的移動期間，該溶劑噴嘴(22)跟隨著該塗漆噴嘴(20)的路徑。
  10. 如申請專利範圍第8或9項所述之方法，其中，該塗漆噴嘴(20)與該溶劑噴嘴(22)以該基板(16)上方的平行的路徑(B)在至少一平面中被移動，該至少一平面平行於該基板(16)，其中，該塗漆噴嘴(20)與該溶劑噴嘴(22)之間的距離(a)相當於該等路徑(B)之間的距離(b)的兩倍或多整數倍。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，若複數塗漆層要被施加到該基板(16)上，在最後的塗漆層已被噴塗之後，以溶劑噴塗該被施加的層。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之方法，其中，當該最後的塗漆層被噴塗時，相較於先前噴塗的塗漆層的塗漆，該塗漆具有較大的溶劑比例。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該被施加的塗漆反覆地被以溶劑噴塗。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該溶劑為丙酮或甲酮。
  15. 一種用於將基板(16)，特別是具有表面形狀的基板(16)，塗漆的塗佈裝置，該塗佈裝置包括基板固持器(12)、塗漆噴嘴(20)、溶劑噴嘴(22)以及移動設備(14)，在該移動設備(14)上，該塗漆噴嘴(20)與該溶劑噴嘴(22)以特定的距離(a)相對於彼此被配置，其中，該塗漆噴嘴(20)與該溶劑噴嘴(22)可藉由該移動設備(14)一起在該基板固持器(12)上方被移動。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之塗佈裝置，其中，該塗佈裝置(10)具有加熱設備，特別是該基板固持器(12)設有加熱元件(18)。
  17. 如申請專利範圍第15或16項所述之塗佈裝置，其中，該移動設備(14)係以其可以該基板(12)上方的平行的路徑(B)在至少一平面中移動該塗漆噴嘴(20)與該溶劑噴嘴(22)的這種方式被設計，該至少一平面與該基板(12)平行，其中，該塗漆噴嘴(20)與該溶劑噴嘴(22)之間的距離(a)相當於該等路徑(B)之間的距離(b)的兩倍或多整數倍。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之裝置，其中，該等路徑(B)之間的該距離(b)大約對應到由該塗漆噴嘴(20)在要被塗佈的該基板(16)上所產生的塗漆噴射的直徑。
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