TWI384526B - 預塗輥子清洗單元 - Google Patents

Description

預塗輥子清洗單元

本發明涉及預塗輥子(Priming Roller)清洗單元及清洗方法和包含所述清洗單元的基板塗敷裝置，尤其涉及利用超聲波增大預塗輥子清洗能力的預塗輥子清洗單元及清洗方法和包含所述清洗單元的基板塗敷裝置。

通常，在光刻工藝中用來均勻塗敷光刻膠(Photoresist)的方法有滾塗(Roll Coating)方法、旋塗(Spin Coating)方法、狹縫塗敷(Slit Coating)方法。滾塗是在將光刻膠承載於圓柱形輥子外部之後使所述輥子在基板上按一定方向滾動而塗敷光刻膠的方法；旋塗是在圓盤形支撐體上放置基板並在所述基板中央滴落光刻膠之後使基板旋轉，從而根據離心力在基板上塗敷光刻膠的方法；狹縫塗敷是按照一定方向掃過基板的同時通過狹縫形狀的噴嘴將光刻膠噴到基板而進行塗敷的方法。

但是，基板越大越重，越難以使基板高速旋轉，而且高速旋轉時基板受到的損傷或能耗也越大。因此，液晶顯示面板所使用的玻璃基板等平板顯示裝置用基板主要使用狹縫塗敷方法。

用來進行所述狹縫塗敷的狹縫塗敷裝置包含：用於放置基板的基板固定盤(Chuck)；設在所述基板固定盤一側的預噴出部；位於所述基板固定盤及預噴出部上部的狹縫噴嘴(slit－nozzle)，該狹縫噴嘴一邊水準移動一邊向基板噴出光刻膠。即，狹縫噴嘴先在預噴出部上部進行預噴出之後，水準移動到放置基板的基板固定盤向基板噴出光刻膠。為了使光刻膠均勻分佈在基板上，狹縫噴嘴在噴出光刻膠時勻速移動。

圖1為具有一般清洗單元的預噴出部的截面圖。

如圖1所示，預噴出部包含外殼10、位於所述外殼10內部的預塗輥子12和用於浸漬所述預塗輥子12一部分的清洗槽15。

所述外殼10上部形成開口，圓筒形預塗輥子12位於所述外殼10內部，預塗輥子12上部的一部分通過所述外殼10的開口露出。並且，在所述外殼10下部設置清洗槽15，以用於浸漬所述預塗輥子12下部的一部分。

沿所述外殼10的內壁依次設置溶劑滴落單元14、第一刮刀(blade)16、第一溶劑噴射器18、第二溶劑噴射器20、第二刮刀22以及利用清洗用乾燥空氣的乾燥器24(以下稱CDA乾燥器)。

即，當狹縫噴嘴30在進行旋轉的預塗輥子12上部塗敷光刻膠時，溶劑滴落單元14將溶劑滴到預塗輥子12上稀釋粘在預塗輥子12上的光刻膠。經稀釋的光刻膠由第一刮刀16以接觸方式清除，接著由第一溶劑噴射器18向預塗輥子12噴射溶劑而清洗光刻膠。然後，預塗輥子12浸到清洗槽15內，由此清洗附著在預塗輥子12上的光刻膠。

經過清洗的預塗輥子12表面通過第二溶劑噴射器20及第二刮刀22清除殘留的光刻膠。最後，通過CDA乾燥器24對預塗輥子12進行乾燥而完成清洗。

然而，隨著基板的大型化，預塗輥子12的軸向長度日益增加，因此需要調整預噴出部結構以適應預塗輥子12的長度。尤其，隨著預噴出部變大，為了正常供應和排出溶劑，溶劑滴落單元14、第一及第二刮刀(16、22)、第一及第二溶劑噴射器(18、20)和CDA乾燥器24等具有由多個配管構成的複雜結構。

並且，預塗輥子12也變大，由於對預塗輥子12的清洗能力被滴落及噴射到輥子12上的溶劑的流量及壓力等因素所左右，因此若想相對提高清洗能力，就需要更多流量的溶劑。

本發明是為了解決如上所述的問題而提出的，其目的在於提供一種預塗輥子清洗單元及清洗方法和包含所述清洗單元的基板塗敷裝置，通過使用超聲波來清洗預塗輥子，從而簡化裝置結構並提高清洗能力。

為了實現上述目的，本發明所提供的清洗單元用於清洗基板塗敷裝置的預塗輥子，包含：外殼；向所述外殼內部發射超聲波的超聲波生成單元。

所述超聲波生成單元包含振子和向所述振子提供信號的超聲波振盪器。所述振子面向預塗輥子的一面具有對應所述預塗輥子的曲線。並且，所述振子設置為多個，分別提供到所述各振子的高頻電壓控制為具有相同相位。

本發明所提供的清洗單元還包含：設在所述預塗輥子被清洗夜浸漬之前位置的溶劑滴落器；設在所述預塗輥子被清洗夜浸漬之後位置的刮刀及CDA乾燥器。

並且，所述外殼內還可以包含裝有清洗夜的清洗槽。

本發明所提供的用於對基板進行塗敷的基板塗敷裝置包含：放置基板的塗敷部；具有利用超聲波的清洗單元的預噴出部；向所述基板噴射塗敷液的噴嘴部。

本發明所提供的基板塗敷裝置的預塗輥子清洗方法，包含步驟：旋轉被噴射光刻膠的輥子；利用超聲波清洗所述光刻膠；對輥子進行乾燥。

在所述旋轉被噴射光刻膠的輥子的步驟之後還可以包含稀釋光刻膠的步驟，在利用超聲波清洗所述光刻膠的步驟之後還可以包含清除輥子上的殘留物的步驟。

下面參照附圖詳細說明本發明的實施例。但本發明並不限定於下面公開的實施例，可以體現為各種不同形態，下面的實施例只是為了完整地公開本發明，並向具有本領域一般知識的人員完整地介紹本發明的範疇而提供的。附圖中的相同標號表示相同的構成要素。

圖2及圖3為具有本發明所提供的超聲波清洗單元的基板塗敷裝置的側面圖及示意圖。

參照附圖，本發明的基板塗敷裝置包含塗敷部200、噴嘴部100和具有超聲波清洗單元的預噴出部300。

塗敷部200包含：在基座(Base)400上部以具有高度調節機構的支撐腳為媒介設在中心部的工作臺210，工作臺210上形成多個上下貫通的貫通孔；可升降地設在所述基座400與工作臺210之間的水平板230，在水平板230上表面設置多個頂針(Lift Pin)220。

所述多個頂針220插入到所述工作臺210的貫通孔中，並隨著所述水平板230的升降突出到所述工作臺210上部或退到所述工作臺210內部。所述多個頂針220起到從工作臺210頂起基板或將基板放到工作臺210的作用。

另外，在基座400上表面左右兩側，即所述工作臺210的左右外側具有沿縱向延伸的一對導軌240。所述一對導軌240上分別安裝移送單元250使移送單元250沿縱向移動。

所述一對移送單元250支撐位於其中間的噴嘴部100使其橫跨所述工作臺210，所述噴嘴部100將光刻膠等塗敷劑噴到玻璃等基板500上進行塗敷。所述噴嘴部100的狹縫噴嘴110呈沿左右橫向延伸的條(Bar)狀，而且通常大於基板的左右寬度。在所述狹縫噴嘴110的下部形成噴出光刻膠的微細的噴出口120，該噴出口120沿所述橫向延伸。通過所述線形噴出口120向基板500噴出一定量的光刻膠。

並且，所述移送單元250在支撐所述噴嘴部100兩側的狀態下以一定速度沿縱向移動，從而在工作臺210上移動噴嘴部100。另外，所述移送單元250可以在垂直方向上調節噴嘴部100高度，因此可以考慮所塗敷的光刻膠的量和粘度而對所述狹縫噴嘴110的噴出口120與基板500之間的間距進行微細控制。

另外，向所述噴嘴部100供應光刻膠的裝置包含設在所述移送單元250一側的光刻膠供應部130、連通所述光刻膠供應部130和狹縫噴嘴110的第一光刻膠供應管140、從外部供應源(未圖示)向所述光刻膠供應部130供應光刻膠的第二光刻膠供應管150。

由外部供應源通過第二光刻膠供應管150向光刻膠供應部130供應光刻膠。光刻膠供應部130利用設在內部的泵向光刻膠施加預定壓力，使得光刻膠經第一光刻膠供應管140供應到狹縫噴嘴110之後通過狹縫噴嘴110的噴出口120以預定壓力噴出。

所述塗敷部200一側設有預噴出部300。即，所述預噴出部300沿噴嘴部100的移動方向設置，並且設在所述噴嘴部100下部。

圖4為具有本發明第一實施例所提供的超聲波清洗單元的預噴出部的截面圖，圖5為表示圖4所示的預噴出部的變形例的截面圖。

參照附圖，所述預噴出部300包含外殼310、位於所述外殼310內部的預塗輥子320、用於浸漬所述預塗輥子320下部的一部分的清洗槽330和設在所述清洗槽330內側的超聲波生成單元。所述清洗槽330中還可以設有用於供應清洗液的供應單元(未圖示)和用於排出被污染的清洗夜的排出單元(未圖示)。

所述外殼310上部形成開口，從而露出位於外殼310內部的預塗輥子320的上部表面。所述外殼310壁面上設有溶劑滴落器340和刮刀350及CDA乾燥器360。

所述溶劑滴落器340形成在外殼310的上部壁面，以在預塗輥子320進行旋轉時滴下溶劑。所述溶劑滴落器340起到稀釋噴射到預塗輥子320上的光刻膠的作用。並且，所述刮刀350前端為了與所述預塗輥子320接觸而傾斜設置，並用來清除經所述清洗槽330從預塗輥子320清除光刻膠之後剩下的殘留光刻膠或溶劑。並且，CDA乾燥器360設在外殼310的內側上部壁面，以用於對清除殘留光刻膠或溶劑之後的預塗輥子320進行乾燥。

即，在預塗輥子320上部噴射光刻膠之後，由溶劑滴落器340向在附圖中依逆時針方向旋轉的預塗輥子320滴下溶劑而稀釋光刻膠，此後預塗輥子320經清洗槽330，然後通過與預塗輥子320接觸的刮刀350前端的摩擦清除殘留溶劑。然後，由刮刀350清除殘留溶劑的預塗輥子320旋轉到形成在外殼310上部的CDA乾燥器360的設置位置，並由所述CDA乾燥器360對進行旋轉的預塗輥子320表面進行乾燥。

此時，雖然溶劑滴落器340及CDA乾燥器360形成在外殼310的上部壁面，但也可以形成在外殼310側壁上。並且，雖然預塗輥子320在附圖中依逆時針方向旋轉，但並不限定於此，也可以依順時針方向旋轉。只是，溶劑滴落器340、刮刀350及CDA乾燥器360最好依次佈置，使得預塗輥子320依次經過溶劑滴落器340、刮刀350及CDA乾燥器360。

所述外殼310內側底面設有清洗槽330，清洗槽330中盛有清洗夜，以用於浸漬預塗輥子320下部的一部分。所述清洗槽330利用清洗夜清洗附著在預塗輥子320上的稀釋的光刻膠。

所述清洗槽330下部設有超聲波生成單元，超聲波生成單元包含設在所述清洗槽330內側的振子370和向所述振子370提供信號的高頻振盪器380。

所述振子370通過粘接劑等粘接在清洗槽330的內側底面，而且其大小足夠大，以充分地向清洗槽330內提供超聲波。此時，所述振子370可以由陶瓷(ceramics)系板材構成。

此時，所述振子370上部呈曲線形狀，以對應預塗輥子320的表面曲線，因此可以利用均勻的超聲波清洗所述預塗輥子320表面。

所述振子370連接於提供超聲波信號的高頻振盪器380，所述高頻振盪器380向振子370接通高頻電壓而進行激振，由此振子370以超聲波範圍的頻率進行振動。

並且，如圖5所示，可以在清洗槽330底面粘接兩個所述振子370a、370b，並分別設置向各振子370a、370b提供超聲波信號並產生超聲波信號的高頻振盪器380a、380b。即，各高頻振盪器380a、380b分別向各振子370a、370b傳送超聲波信號，並激發所述振子370a、370b產生超聲波。此時，所述高頻振盪器380a、380b可以分別進行相位控制而接通到振子370a、370b，也可以另外設置一個相位控制電源390而同時控制兩個高頻振盪器380a、380b。

此時，需要控制兩個振子370a、370b具有相同的相位。即，當兩個振子370a、370b上接通不同相位的超聲波信號時，由於兩個振子370a、370b之間的間隙中會發生干涉，因此難以產生均勻的超聲波。所以，最好包含能夠控制兩個高頻振盪器380a、380b具有相同相位的相位控制電源390。

雖然前述實施例中所述振子370附著在清洗槽330的內側底面，但也可以設在清洗槽330的內側側面等其他位置。並且，所述振子370數量不限於1個或者2個，也可以設置多個。

圖6為具有本發明第二實施例所提供的超聲波清洗單元的預噴出部的截面圖，圖7為表示圖6所示的預噴出部的變形例的截面圖。

參照圖6及圖7，預噴出部300包含外殼310、位於所述外殼310內的預塗輥子320、形成在所述外殼310內側底面的超聲波生成單元。此時，所述外殼310內沒有專門的清洗槽，而是由外殼310承擔清洗槽作用。

即，在裝有清洗夜的外殼310內設置溶劑滴落器340、刮刀350及CDA乾燥器360，預塗輥子320在外殼310內通過旋轉進行清洗。所述預塗輥子320的旋轉方向並沒有被限定，最好在預塗輥子320的旋轉方向上依次設置溶劑滴落器340、刮刀350及CDA乾燥器360。

超聲波生成單元由振子370和向所述振子370提供信號的高頻振盪器380構成，而且既可以如圖6所示，由一個振子370和連接於所述振子370的高頻振盪器380構成，也可以如圖7所示，包含多個振子(370a、370b)、與之對應的高頻振盪器(380a、380b)及相位控制電源390。此時，由於超聲波生成單元的結構及作用與本發明第一實施例相同，因此省略其說明。

以下，說明狹縫塗敷裝置的工作情況及清洗方法。

圖8及圖13為表示本發明所提供的基板塗敷裝置工作情況的截面圖，圖9為具有本發明所提供的超聲波清洗單元的預噴出部清洗方法的流程圖，圖10至圖12為表示具有本發明所提供的超聲波清洗單元的預噴出部工作情況的截面圖。

首先，參照圖2，形成在工作臺210上的頂針220為了支撐基板500向工作臺210上部移動而突出，而基板500依靠突出到工作臺210上部的頂針220被置於所述工作臺210。被安置的所述基板500由沒有在工作臺210上示出的對準器(aligner)進行對準，並通過真空吸附孔被真空吸附到工作臺210上，由此裝載基板500。

接著，如圖8所示，為了進行預噴出狹縫噴嘴110移動到預噴出部300上部。在狹縫塗敷工藝中，當由固體成分和用於溶解該固體成分的揮發性有機溶劑構成的光刻膠在狹縫噴嘴110的噴出口與空氣接觸時，由於有機溶劑蒸發致使初期噴出的光刻膠不夠均勻，因此為了清除這種不均勻的光刻膠進行預噴出。

然後，狹縫噴嘴110向預噴出部300內的預塗輥子320噴射光刻膠而開始進行噴出，同時被噴射光刻膠的預塗輥子320開始在預噴出部300內進行清洗。

參照圖9，利用超聲波的清洗方法包含旋轉預塗輥子的步驟(S10)、向被噴射光刻膠的預塗輥子滴落溶劑的步驟(S20)，在清洗槽內對預塗輥子進行超聲波清洗的步驟(S30)、清除殘留溶劑的步驟(S40)、對清除溶劑之後的預塗輥子進行乾燥的步驟(S50)。

參照圖10，被噴射光刻膠的預塗輥子320開始依逆時針方向旋轉。即，光刻膠從狹縫噴嘴110噴射到預塗輥子320上部表面，而預塗輥子320為了清洗光刻膠，即為了進行各步驟工序而進行旋轉預塗輥子的步驟(S10)。

如果預塗輥子320開始旋轉，則如圖10所示，由設在外殼310內側上部的溶劑滴落器340朝被噴射光刻膠的預塗輥子320上滴落溶劑(S20)。此時，所述溶劑對光刻膠進行稀釋而增加清洗效果。

然後，附著被稀釋的光刻膠的預塗輥子320進一步旋轉，如圖11所示，被稀釋的光刻膠浸入清洗槽330內。此時，超聲波生成單元在清洗槽330內產生超聲波，即高頻振盪器380向振子370提供信號，並根據振子370的振動產生超聲波，由此清洗浸在清洗槽330內的光刻膠而進行超聲波清洗步驟(S30)。

在清洗槽330中進行清洗的光刻膠通過超聲波清洗被清洗掉大部分，只有極少的光刻膠或殘留溶劑剩下。因此，如圖12所示，設在外殼310內側壁面的刮刀350以與預塗輥子320接觸的狀態進行最終清除預塗輥子320上殘留物的步驟(S40)。

由刮刀350清除殘留物之後，利用設在外殼310內側上部壁面的CDA乾燥器360進行將預塗輥子320乾燥的步驟(S50)，由此完成清洗作業。

另外，如上所述完成預噴出的狹縫噴嘴110如圖13所示，停止噴出光刻膠並移動到基板500前端，然後一邊勻速移動一邊在整個基板500上噴射均勻的光刻膠。

然後，當完成基板的塗敷作業時，從塗敷部200卸下完成塗敷的基板500，從而完成基板塗敷工藝。

雖然本發明實施例中所述超聲波生成單元的振子設置在清洗槽或外殼的內側底面，但是所述振子也可以設在清洗槽或外殼的側面。並且，當使用易燃的有機溶劑作為清洗液時，由於存在因運行過程中產生的火花而被點燃的危險，因此可以將振子設在清洗槽或外殼的外側底壁或側壁上，以避免直接接觸清洗液。

以上，參照附圖及實施例對本發明進行了說明，但本領域技術人員應該能理解在不脫離權利要求所記載的本發明技術思想的範圍內可以對本發明進行各種修改及變形。

綜上所述，本發明提出了利用超聲波對預噴出塗敷液的預塗輥子進行清洗的結構及方法。因此，具有提高預塗輥子的塗敷液清洗能力並簡化清洗裝置結構的效果。

10,310．．．外殼

12,320．．．預塗輥子

15,330．．．清洗槽

16,22,350．．．刮刀

18,20．．．溶劑噴射器

100．．．噴嘴部

110．．．狹縫噴嘴

120．．．噴出口

200．．．塗敷部

210．．．工作臺(Table)

230．．．水平板(Plate)

250．．．移送單元

300．．．預噴出部

370．．．為振子(Vibrator)

380．．．高頻振盪器

500．．．基板

圖1為具有一般清洗單元的預噴出部的截面圖；圖2及圖3為具有本發明所提供的超聲波清洗單元的基板塗敷裝置的側面圖及示意圖；圖4為具有本發明第一實施例所提供的超聲波清洗單元的預噴出部的截面圖；圖5為表示圖4所示的預噴出部的變形例的截面圖；圖6為具有本發明第二實施例所提供的超聲波清洗單元的預噴出部的截面圖；圖7為表示圖6所示的預噴出部的變形例的截面圖；圖8為表示本發明所提供的基板塗敷裝置工作情況的截面圖；圖9為具有本發明所提供的超聲波清洗單元的預噴出部清洗方法的流程圖；圖10至圖12為表示具有本發明所提供的超聲波清洗單元的預噴出部工作情況的截面圖；圖13為表示本發明所提供的基板塗敷裝置工作情況的截面圖。

100．．．噴嘴部

200．．．塗敷部

210．．．工作臺(Table)

230．．．水平板(Plate)

250．．．移送單元

300．．．預噴出部

380．．．高頻振盪器

500．．．基板

Claims (4)

1. 一種清洗單元，用於清洗基板塗敷裝置的預塗輥子，其特徵在於包含：外殼；向所述外殼內部發射超聲波的超聲波生成單元其特徵在於：所述超聲波生成單元包含振子和向所述振子提供信號的超聲波振盪器，且所述振子面向預塗輥子的一面具有對應所述預塗輥子的曲線。
2. 根據請求項1所述的清洗單元，其特徵在於所述振子設置為多個，分別提供到所述各振子的高頻電壓控制為具有相同相位。
3. 根據請求項1或2所述的清洗單元，其特徵在於還包含：設在預塗輥子被清洗夜浸漬之前位置的溶劑滴落器；設在預塗輥子被清洗夜浸漬之後位置的刮刀及CDA乾燥器。
4. 根據請求項1或2所述的清洗單元，其特徵在於還包含裝有清洗夜的清洗槽。