TWI344864B - Developing nozzle and method of spraying developing solution - Google Patents

Description

1344864 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於一種顯影喷嘴結構及喷塗顯影液之方法，特別是一種運 用於半導體元件製作之顯影喷嘴結構及喷塗顯影液之方法。 【先前技術】 一般主動式矩陣薄膜電晶體型液晶顯示器(Active matrix thin film transistor liquid crystal display)即是利用薄膜電晶體或類似的主動元件 (Active element)產生電場以使液晶(LC)轉向，進而控制光線的進行方向。該 類型薄膜電晶體液晶顯示器的製作大約可歸納成三段主要製程：前段的電 晶體陣列(Array)製程' 中段的液晶胞(Cell)製程及後段的模組構裝(Module Assembly)製程，其中電晶體陣列(Array)製程是在其中一基板(如玻璃基板) 表面形成數個呈陣列(Array)排列的薄膜電晶體(Thin fjim壮如也机叮丁)。若 依自動化製造的順序作進一步細分，該電晶體陣列(Array)製程至少還包括 基板成膜、光阻塗佈(Resist Coating)、曝光(Exposure)、顯影(Development) 及姓刻(Etch)等製程’其中曝光及顯影兩製程之工作區域使用黃色光線因 此該曝光及顯影兩製程-般可泛稱為「黄光段」或其中的—部份。曝光製 程是利用紫外光經由光罩(Reticle)在基板之光阻層上形成遮蔽印記；再經由 該顯影製程，即將顯影液均勻喷塗於基板之光阻層上，_顯影液去除被 光罩遮蔽或未被光罩遮蔽之部份光阻層(依正/負光阻劑之交連特性決定)以 將光罩之圖案顯現在基板之光阻層上。 第圖所示之種習知顯影液喷嘴(Developer Nozzle)10使用於對 5 土板執行電曰曰體陣列製程之黃光段的顯影製程。當顯影液100經由喷 嘴10上方的各,主入通道14注入噴嘴腔體U内時由於喷嘴腔體12内部 方呈^平狀…構’該顯影液100注入時所產生的許多小氣泡102會逐 斬升直至積存並散佈於噴嘴腔體口内部上方。惟，該種習知顯影液喷 嘴10之4不易將氣泡1G2集中從喷嘴腔體12之各排氣孔(他偏如 下方順利排出，而疋需要等到如第ιβ圖所示之狀態，即當在喷嘴腔體Η 内4已累積成大型或大1氣泡收時，才有可能從排氣孔“排出。可是一 旦在喷嘴腔體12内累積大量氣泡膨這些氣細更容易隨著顯影液100 喷;麗至基板180(如第1C圖所示)上；由於此等氣泡1〇2可能導致顯影不完 全而影響後續的侧製程。亦即，如果喷嘴1〇允許過多氣泡1〇2隨著顯影 液100被帶縣板18〇上’會導致顯影不良，嚴重影響製程良率，需要事 後重工導致花費多餘之時間與成本。雖然習知顯影㈣嘴⑴可藉由定期的 機台保養來排除氣泡，但因為多是人工方式進行，當有多台機台需要保養 時，既花費時間，又費人力成本，製程效率不佳。 【發明内容】 為解決前述習知技術之缺點，本發明之目的在於提供一種顯影喷嘴結 構及喷塗娜液之方法，能在顯影製財齡_影液·至面板之氣泡 數量，並域即時且主統減少因氣泡所產生之製_失而提昇製程效 率’無需如f知喷嘴結構要以人工对定純行勤絲來排除氣泡。 為達成上述發明目的，本發_揭示—種娜喷嘴結構，包括：喷嘴腔 體、注入管、喷塗管及閘門裝置。該喷嘴腔體内被閉門裝置分隔成上下兩 1344864 個部分，即-第-室及位於第—室之下的—第二室。該注人管位於喷嘴腔 體上方’用於提供顯影液注入該第二室内。該噴塗管位於該第二室下方以 連通該第—至。該閘門裝置，設置於該第—室與該第二室之間當該閘門 裝置開啟時，顯紐巾之氣齡經由閘門裝置進人並集愤該第一室内， 但在該閘P〗裝置關時，會將該第—室的氣泡與第二室之顯影液隔離且 第-至的娜祕由該喷塗管向外。社述喷嘴結構可配合連通第一 至之氣泡獅^與槪人管，糊辅注人管縣顧彡紐人第―室使第 至之氣泡經由氣泡排放管向外排放。藉由氣泡被集中帶到喷嘴腔體上半 的第至内並與第一室隔離，可確保顯影液注入第二室時第一室之氣泡 不會喊而被帶辦二室，喊經域泡排放管麵排ώ，故能減少氣泡 隨著顯影液被帶出至面板。 此外，本發明亦揭示一種喷塗顯影液之方法，運用於一顯影喷嘴，且該 顯影喷嘴具有―第—室、位於其下之-第二室、位於該第二室下方且與該 第至連通之喷塗管以及一閘門裝置設置於第一室與第二室之間，該方 法包括下列步驟： 使顯影液充滿該第一室與該第二室且控制該閘門裝置為開啟狀態，使該 第一至内顯影液之氣泡進入並集中於該第一室； 當感應到一面板時，關閉該閘門裝置； 控制顯影液注入該第二室，且該第二室之顯影液與該第_室中的氣泡隔 離；以及 控制該第二室的顯影液自該喷塗管向外喷塗該面板，當顯影液喷塗完成 1344864 時’控制顯影液停止注入該第二室。而於控制顯影液注入該第二室時更可 控制顯影液注入該第一室以排放該第一室的氣泡。 為了讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點更明顯，下文特舉發明之 實施例，並配合所附圖示，做詳細說明如下。 【實施方式】 首先如第2A圖及第2B圖所示，為一種依據本發明之較佳實施例之顯影 噴嘴結構20，其適用於薄膜電晶體型液晶顯示器面板200以執行電晶體陣 列製程之黃光段的顯影製程，該顯影噴嘴結構2〇主要包括：喷嘴腔體22、 數個氣泡排放管24、數個注入管26、一輔注入管27、數個喷塗管28及數 個閘門裝置30。 該噴嘴腔體22内部被該數個並排的閘門裝置30分隔成上下兩個部 分，即一第一室221及位於第一室221之下的一第二室223，其分隔的目的 是利用液體與氣體密度的不同，使氣體往上漂浮，如此在顯影液21〇注入 時產生的氣泡212就會上升並集中於該喷嘴腔體22上半部的第一室221 内，之後即可關閉閘門裝置30以隔離氣泡212於第一室221内而不會在顯 影液210注入時有氣泡212亂竄於第二室223中(如第1A圖所示，待後詳 述）。此外，在該第二室223内部，鄰近各注入管26出口之處，分佈了數個 横向配置且相互分隔之擔板2231，用於防止第二室223的顯影液210自喷 塗管28向外噴塗面板200時顯影液21〇内之氣泡直接被帶到面板2〇〇上。 該數個注入管26形成於喷嘴腔體22上方，其中一端自腔體22外部注 入顯影液210,另一相對端經由該第一室221延伸進入該第二室223以供該 1344864 第二室223儲存顯影液210。該數個氣泡排放管24，係連賴第一室22ι 以排放該第一室221内積存的氣泡212至腔體22外部。

該辅注入管27，係形成於噴嘴腔體22側邊，並連通該第一室22ι以供 應顯影液21〇注入該第-室221内，並協助該氣泡排放管24排放該第—室 221的氣泡212。這是因為閘門裝置3〇關閉時，第一室221會變成一個密 空間，因此需要該輔注入管27注入顯影液21〇，讓第一室221内的空氣 順利排出，以避免第-室221產生真空狀態，而無法將氣泡212排出。 該數個喷塗管28形成於該腔體22之第二室223下方並連通該第二室 223 ’用於讓第二室223内儲存之顯影液21〇喷塗至面板2⑽的上表面。 該閛門裝置30，設置於該喷嘴腔體

不主 一 主 ZZ J I 間。如第2Β圖所示，當該閘門裝置3〇受控制開啟時，顯影液21〇分別經 由該辅注入管27注入第-請以及經由該注入管％注入第二室⑵，此 時可能會產生若干氣泡犯，這些氣泡犯會經由開啟的閘門裝置進入 並集中於該第-請内部上方；如第2Α圖所示，_門裝置3〇受控 ^關閉時’會將該第-請内部的氣泡212與第二室223之顯影㈣ ^離，使該兩請及223互不流通，且將第二室功峨㈣㈣ 由該喷塗管28喷塗於面板2〇〇上表面，同時利用該辅注入管π將注入的 =影液210 ’將該第-室221中的氣泡212經由該氣泡排放管Μ向外部排 ^藉由氣泡观集中帶到喷嘴腔體22上半部的第—室221内而與第二 223隔離，如此可伽影液2職人第二室223時爾氣泡㈣ ，而是經由氣泡排放管24順利排出，故能減少氣物隨著顯影液训 1344864 被帶出至面板200的機會。 正如第2A圖及第2B圖所示’有關控制該注入管26、輔注入管27分別 注入或停止注入顯影液210至該第二室223及該第一室221、該氣泡排放管 24向外排放或停止排放氣泡212、該閘門裝置3〇之啟閉皆有其先後順序與 關聯性’像是閘門裝置30關閉時’該注入管26需開啟注入顯影液21〇至

第一至223以利喷塗管28喷塗顯影液210、輔注入管27需開啟注入顯影液 210至該第一室221及該氣泡排放管24開啟向外排放氣泡212，但在噴塗 管28完成顯影喷灑前(如顯影喷灑時間為2〇秒）’該氣泡排放管24又需要 先關閉向外排放氣泡212(如排放氣泡時間只設5秒），而這一連申的作動皆 可利用既有的自動控制元件加以執行。例如可利用電磁間4〇、41及幻控 制前述各元件24,26及27敝閉，而閘門裝置3Q本身即可視為__電磁間， 並利用可程式控繼(PLC)依據預設的參數來安排各電糊％、⑽，Μ及幻 的啟閉時序’但此僅為其中之—的實施方式，抑此限定本發明之範圍。 另請參考第3圖’係為依據本發明之第二實施例之顯影喷嘴結構％，其 與第-實施例不同之處在於：第二實施例之顯影噴嘴結構5g的閘門裝置^ 之下方形成一半月形導引部522或一三角形導引部跡用於加速導引第二 室523中的氣泡512通過開啟的閘門裝置52以集中進入第一室切内作隔 離’藉此搭配擔板5231以防止顯影液内之氣泡被直接帶到面板上。因第二 實施例之其餘元件皆與第—實施_同，故在此不再贅述。 此外’如第4圖所不，本發明亦揭示一種喷塗顯影液之方法，為方便了 解’明配合參考第2A圖及第2B圖所示之顯影喷嘴2〇以了解下列各步禅： 1344864 步驟S600，控制注入管26注入顯影液210，以使顯影液210充滿該第 二室223且控制該閘門裝置30為開啟狀態(如第2B圖所示），使該第二室 223内顯影液210之氣泡212經由該閘門裝置30進入並集中於該第一室 221 ； 步驟S602，當感應到一面板200進入時，開始準備顯影； 步驟S604，關閉該閘門裝置30(如第2A圖所示），將該第二室223之顯 影液210與該第一室221中的氣泡212隔離； 步驟S606 ’控制注入管26注入顯影液210至該第二室223、控制輔注 入管27注入顯影液210至該第一室221、控制氣泡排放管24開啟以使該第 一至221中的氣泡212經由該氣泡排放管24向外排放，以及控制該第二室 223的顯影液210自該喷塗管28向外喷塗該面板2〇〇 ; 步驟S608，在喷塗管28喷塗顯影液210完成之前，依預設的時間，控 制氣泡排放管24關閉以及控制辅助入管27停止注入顯影液21〇至該第一 室221 ;以及 步称議，當喷塗管28喷塗顯影液210完成時，控制注入管％停止注 入顯影液2H)至該第二室切；接著回到步驟s_，以等待下一個面板2〇〇 進入。 综上所述，本發明之顯影喷嘴結構及噴塗顯影液之方法，能在顯影製 程中減少醜影时齡硫之聽數量，並錢㈣且絲地減少因氣 泡所產生之製程損失，以提昇製程轉，故無㈣嘴結構要以人工 方式定期執行機台保養來排除氣泡。 1344864 以上所述者僅爲本發明之較佳實施方式，舉凡熟習本案技術之人士援 依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆涵蓋於後附之申請專利範圍内。

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【圖式簡單說明】 第ia、iB&1c圖係顯示習知顯影喷嘴之結構示意圖。 第2A圖顯示一種依據本發明之第一實施例之顯影嘴 _ 圖，其中顯示閘門裝置為關閉狀態。 ^構之示意 第2B圖顯示依據本發明之第一實施例之顯影噴嘴結構 顯示閘門裝置為開啟狀態》 '、‘、圖，其中 第3圖顯示依據本發明之第二實施例之顯影噴嘴結構之示意圖， 顯示閘門裝置為開啟狀態' ' 、 第4圖顯示一種依據本發明之喷塗顯影液之方法流程圖。

【主要元件符號說明】 20, 50顯影喷嘴結構 22喷嘴腔體 24氣泡排放管 26注入管 27辅注入管 28喷塗管 30, 52閘門裝置 200面板 212, 512 氣泡 223,523 第二室 524三角形導弓丨部 40,41，42電磁閥 210顯影液 221,521 第一室 522半月形導弓丨部 2231，5231 擋板

S600, S602, S604, S606, S608, S610 皆為方法步驟 13

Claims (1)

1344864 十、申請專利範圍： -« 1. 一種顯影喷嘴結構，包括： •—喷嘴腔體，具有—第—室、位於其下之-第二室、-注人管供應顯影 液注入該第二室内’以及與該第二室連通且位於該第二室下方之—噴塗 管；以及 -閘門裝置’設置於該第—室與該第二室之間，在卿門裝置開啟時， 顯影液中之氣泡進入並集中於該第一室，在該閘門裝置關閉時，該第一室 鲁魏泡與第二室之顯影液隔離’且第二室_影液經由該喷塗管向外喷塗。 2. 如申請專利範圍第丨項所述之顯影喷嘴結構，更包括—氣泡排放管， 其與該第—室連通，在該閘門裝置關閉時，該第—室中的氣泡經由該氣泡 排放管向外排放。 3·如申請專利範圍第2項所述之顯影喷嘴結構，更包括—輔注入管其 與該第-室連通且供應_液注人該第—室，以協助排放該第—室的氣泡。 4.如申請專利細第1項所述之顯料嘴結構，其巾觀人管之一端經 _ 纟該第-室延伸進人該第二室以供應顯影液。 5·如申請專利細第3項職之顯影喷嘴結構，其中該注人管、該辅注 入管與該耽泡排放管之開啟與關閉係利用電磁閥控制。 6. 如申請專概圍帛1項所述之娜料，其巾糊門裝置為電磁 閥或機構閥門。 7. 如申請專利細第5或6項所述之顯影喷嘴結構，其中電磁閥的啟閉 時序係利用可程式控制元件依據預設的參數控制。 8. 如申請專概圍第1項所述之顯影喷嘴結構，其中該第二室内部進一 14 1344864 步-有複數健板用於防止第二室的顯影液自喷塗管向外喷塗時將顯影液 内之氣泡一併帶出。 9.種喷塗顯影液之方法，運用於一顯影喷嘴，且該顯影喷嘴具有一第 室位於其下之一第二室、位於該第二室下方且與該第二室連通之一喷 塗&以及—閘狀置設置於第—室與第二室之間，該方法包括下列步驟： 使顯影液充滿該第-室與該第二室且使該間門纟置為開啟狀態，使該第 二室内顯影液之氣泡進入並集中於該第一室； 當感應到一面板時，關閉該閘門裝置； 控細影液注入該第二室，且該第二室之顯影液與該第一室中的氣泡隔 離；以及 控制該第二室的麵液自該喷塗管向外喷塗該面板，當顯影液喷塗完成 時’控制顯影液停止注入該第二室。 如申請專利範圍第9項所述之方法，更包括利用一氣泡排放管使該第 —至中的氣泡經由該氣泡排放管向外排放。 u.如申請專利範圍第1〇項所述之方法，其中該氣泡排放管係利用電磁 閥控制以向外排放氣泡或停止排放氣泡。 以如申請細刪9項所叙方法，其__驗人或停止注入 該第一室及該第二室係利用電磁閥控制。 13. 如申請專娜，項所述之方法，其中刻Η裝置為電磁間或機構 閥門。 14. 如申請專利範圍第^、^或^ 肩所述之方法，其中各電磁閥的啟閉 15 1344864 時序係利用可程式控制元件依據預設的參數來控制。 15.如申請專利範圍第9項所述之方法，其於控細影液注入該第二室 時更包括控制顯影液注入該第一室以排放該第—室的氣、包 此如申請專利範圍第15項所述之方法，其於顯2喷塗完成前更包括 控制顯影液停止注入該第一室。

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