涂覆襯底的方法和涂覆設(shè)備的制造方法
【專利說明】涂覆襯底的方法和涂覆設(shè)備
[0001]本發(fā)明涉及用漆涂覆襯底的方法和用于涂襯底的涂覆設(shè)備。
[0002]微米和納米制造工藝通常使用漆，所述漆以層施加到待處理的襯底上。在這些漆的幫助下，有可能產(chǎn)生例如襯底上的掩模，在其幫助下可以產(chǎn)生所需的結(jié)構(gòu)或者可以在襯底上實(shí)現(xiàn)加工。為了這個(gè)目的，所述漆是例如光敏的，從而使得所需的結(jié)構(gòu)可以在光學(xué)成像的幫助下從光掩模傳遞到光敏漆。
[0003]為了達(dá)到最佳結(jié)果，非常重要的是所施加的漆層不含有任何不規(guī)則(irregularities)和顆粒。除了旋轉(zhuǎn)方法，也使用噴射法將漆施加到襯底上，在噴射法中，通過噴嘴將漆噴射到襯底上。尤其在襯底具有表面形貌的情況下，即，襯底本身已經(jīng)在其表面上具有垂直的三維結(jié)構(gòu)，以只通過噴涂漆的經(jīng)濟(jì)方式可以實(shí)現(xiàn)盡可能均勻的漆層。
[0004]然而，由于一定數(shù)量的漆滴在噴嘴和襯底之間飛行時(shí)變干，然后已經(jīng)作為(幾乎)固化的漆顆粒撞擊襯底的表面上或者在該位置處存在的漆，因此，當(dāng)噴涂漆時(shí)，漆顆粒在漆層上形成。這些漆顆粒在噴涂的漆層上聚集并且在進(jìn)一步的加工期間(例如，在暴露于光期間)造成問題，并最終導(dǎo)致所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)上的局部缺陷。
[0005]本發(fā)明的目的是提供一種方法和一種裝置，其中，施加在襯底上的漆層平坦并且不含有漆顆粒。
[0006]該目的通過用漆涂覆襯底的方法實(shí)現(xiàn)，其中將漆噴射到襯底上，然后用溶劑噴射對(duì)襯底施加的漆。
[0007]通過隨后用溶劑噴射施加的漆，將在襯底上已經(jīng)形成的不規(guī)則弄平并且溶解已經(jīng)附著于襯底的漆顆粒，從而襯底的表面平坦并且(至少基本上)不含漆顆粒。
[0008]在這方面，術(shù)語“漆”應(yīng)理解成溶劑和適于所需的應(yīng)用的漆的混合物。
[0009]優(yōu)選地，將溶劑局部地噴射到所施加的漆上，從而允許漆的受控的后處理。
[0010]在一個(gè)實(shí)施方案中，在噴涂漆和用溶劑噴射所施加的漆之間，將所施加的漆的溶劑比例降低到所施加的漆凝固的程度。術(shù)語“凝固”應(yīng)理解為表示所施加的漆的粘度增加以致所施加的漆不再流動(dòng)直到進(jìn)一步加工。特別是在襯底具有表面形貌的情況下，重要的是漆凝固以便襯底的邊緣和斜坡保持可靠地覆蓋有漆。
[0011]直到在用溶劑噴射時(shí)和在用溶劑噴射期間，所施加的漆的溶劑比例必須保持在一范圍內(nèi)，一方面，在該范圍內(nèi)所施加的漆的粘度足夠高以確保漆不再流動(dòng)。另一方面，必須不能將溶劑比例降低到使得漆顆?；蛘卟灰?guī)則不再能夠在用溶劑噴射期間溶解或者弄平。
[0012]優(yōu)選地，在噴涂漆期間和/或之后加熱襯底和/或所施加的漆，由此可以以簡單的方式降低所施加的漆的溶劑比例。
[0013]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，按照預(yù)定的噴射模式(優(yōu)選以平行路徑)對(duì)襯底噴射漆，其中，根據(jù)所述噴射模式同樣地對(duì)所施加的漆噴射溶劑。這確保用溶劑完全地噴射所施加的漆。
[0014]優(yōu)選地，對(duì)襯底上的一個(gè)位置噴涂漆的時(shí)間點(diǎn)和用溶劑噴射該位置的時(shí)間點(diǎn)之間的持續(xù)時(shí)間是恒定的，從而確保用溶劑噴射所施加的漆時(shí)，所施加的漆一直具有相同的溶劑比例。
[0015]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，通過漆噴嘴將漆噴射到襯底上并通過與漆噴嘴間分開的溶劑噴嘴噴射溶劑，由此可以快速和有效地涂漆襯底。
[0016]優(yōu)選地，漆噴嘴和溶劑噴嘴與襯底平行地在襯底上方移動(dòng)，尤其是同時(shí)的，從而對(duì)于這兩個(gè)噴嘴只需要一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0017]根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方案，規(guī)定當(dāng)移動(dòng)漆噴嘴和溶劑噴嘴時(shí)，溶劑噴嘴遵循漆噴嘴的路徑，從而確保所噴涂的漆然后被溶劑噴射。
[0018]在一個(gè)實(shí)施方案變化中，以至少一個(gè)與襯底平行的平面，以襯底上方的平行路徑移動(dòng)漆噴嘴和溶劑噴嘴，其中，漆噴嘴和溶劑噴嘴之間的距離等于兩倍或者整數(shù)倍的所述路徑之間的距離，由此，一方面，使用了簡單的噴射模式，而且另一方面，確保溶劑噴嘴采用與漆噴嘴相同的路徑。
[0019]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，如果對(duì)襯底施加多個(gè)漆層，在噴涂了最后的漆層之后用溶劑噴射所施加的漆，從而將最后施加的漆層的不規(guī)則和漆顆粒弄平或者去除。
[0020]當(dāng)噴涂了最后的漆層時(shí)，該漆可以具有比先前噴涂的漆層的漆高的溶劑比例。這確保在用溶劑噴射所噴涂的漆之前，不將所噴涂的漆的溶劑比例降低到不再允許漆顆粒和不規(guī)則去除的程度。
[0021]即使對(duì)襯底只噴射單獨(dú)的漆層，可以將所使用的漆的溶劑比例選擇為比后續(xù)不用溶劑噴射的常規(guī)噴涂工藝的情況高。
[0022]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，用溶劑重復(fù)地噴射所施加的漆以便進(jìn)一步改進(jìn)所施加的漆的表面質(zhì)量。
[0023]溶劑可以是丙酮或甲基乙基酮，因此可以使用已知的溶劑。
[0024]通過用于涂漆襯底的涂覆設(shè)備也實(shí)現(xiàn)所述目的，尤其是具有表面形貌的襯底，包括襯底架、漆噴嘴、溶劑噴嘴和移動(dòng)裝置，在該移動(dòng)裝置上漆噴嘴和溶劑噴嘴相對(duì)于彼此以特定的距離布置，其中，通過襯底架上方的移動(dòng)裝置可以一起移動(dòng)漆噴嘴和溶劑噴嘴。通過可以與漆噴嘴一起移動(dòng)的分開的溶劑噴嘴，能夠在相同的工藝步驟中用溶劑噴射施加到襯底上的漆，從而溶解在所施加的漆上聚集的漆顆粒以及弄平在噴射期間產(chǎn)生的任何不規(guī)則。
[0025]優(yōu)選地，所述涂覆設(shè)備包括加熱裝置，尤其是襯底架設(shè)置有加熱元件，從而能夠以簡單的方式降低所施加的漆的溶劑比例。
[0026]在一個(gè)實(shí)施方案中，規(guī)定移動(dòng)裝置以平行于襯底架的至少一個(gè)平面，以襯底架上方的平行路徑移動(dòng)漆噴嘴和溶劑噴嘴，其中，漆噴嘴和溶劑噴嘴之間的距離等于兩倍或整數(shù)倍的所述路徑之間的距離。
[0027]所述路徑之間的距離可以大約相當(dāng)于待涂覆的襯底上的由漆噴嘴產(chǎn)生的漆射流的直徑，從而能夠以特別高效的方式涂漆襯底，因?yàn)橐r底上沒有位置被遺漏或重復(fù)地噴涂。
[0028]在漆和溶劑噴嘴以平行路徑移動(dòng)期間，當(dāng)溶劑噴嘴和漆噴嘴或者由噴嘴產(chǎn)生的兩個(gè)射流已經(jīng)到達(dá)襯底的邊緣或者已經(jīng)移動(dòng)超過邊緣時(shí)，將漆噴嘴和溶劑噴嘴相對(duì)于彼此(優(yōu)選相對(duì)于路徑的縱向方向橫向地)以路徑之間的距離移位。
[0029]相鄰的路徑各自以相反的移動(dòng)方向行進(jìn)。
[0030]參照以下描述和附圖，本發(fā)明的進(jìn)一步的特征和優(yōu)點(diǎn)將是明顯的。在附圖中:
[0031]圖1以側(cè)視圖示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的涂覆設(shè)備。
[0032]圖2以平面圖示意性地示出圖1的涂覆設(shè)備，以及
[0033]圖3a至3c示意性地示出了處于根據(jù)本發(fā)明的方法的不同時(shí)間點(diǎn)的待涂覆的襯底的截面圖。
[0034]圖1示意性地示出了用于涂覆和處理襯底的涂覆設(shè)備10。所述襯底是例如后續(xù)進(jìn)一步處理的半導(dǎo)體。
[0035]涂覆設(shè)備10包括襯底架12和移動(dòng)裝置14。
[0036]可以在襯底架12上布置襯底16，在涂覆設(shè)備10的幫助下可以用漆涂覆襯底16。
[0037]襯底架12優(yōu)選地裝配有加熱元件18，其構(gòu)成涂覆設(shè)備10的加熱裝置。
[0038]加熱元件可以用于加熱襯底16，從而加熱襯底上施加的漆。
[0039]移動(dòng)裝置14設(shè)置有兩個(gè)噴嘴，即相對(duì)于彼此以特定距離布置的漆噴嘴20和溶劑噴嘴22。所述距離與漆噴嘴20和溶劑噴嘴22的出口開口之間的距離相關(guān)。
[0040]將漆噴嘴20和溶劑噴嘴22布置在襯底16之上，S卩，襯底16的背朝襯底架12的一側(cè)上。因此，漆噴嘴20和溶劑噴嘴22也設(shè)置在襯底架12之上。
[0041]移動(dòng)裝置14還包括致動(dòng)器24，在其幫助下可以移動(dòng)漆噴嘴20和溶劑噴嘴22。
[0042]在所示的實(shí)施方案中，在移動(dòng)裝置14的幫助下，可以沿著跨越空間的三個(gè)軸X，Y，Ζ，在襯底16和襯底架12上方，尤其是在X軸和Υ軸跨越的平面中移動(dòng)漆噴嘴20和溶劑噴嘴22。如需要，可以額外地規(guī)定改變噴嘴和襯底之間的距離，即，在Ζ方向上相對(duì)于襯底調(diào)整噴嘴。
[0043]特別地，將漆噴嘴20和溶劑噴嘴22牢固地布置在移動(dòng)裝置14上，噴嘴20，22之間的距離不變。然而，距離可變也是可行的，由此可以更靈活地使用涂覆設(shè)備10。
[0044]為了涂覆襯底16，最初在漆噴嘴20的幫助下將漆噴射到襯底16上。在圖3a中，在用漆噴射之前，以截面部分地示出襯底16。
[0045]在圖3b中，漆噴嘴20已經(jīng)經(jīng)過圖3a中示出的位置并且將漆噴射到襯底16上的該位置?，F(xiàn)在漆層26位于襯底16上。
[0046]然而，該漆層26(即，所施加的漆)可以具有在噴射襯底16期間形成的不規(guī)則28和漆顆粒30。
[0047]為了防止對(duì)襯底16施加的漆流動(dòng)，可以加熱襯底16，從而可以加熱對(duì)襯底16施加的漆層26。結(jié)果，溶劑從漆蒸發(fā)，從而漆的溶劑比例降低并且漆的粘度增加。這確保所施加的漆凝固。
[0048]“凝固”不意味著漆完全干燥，而是其流動(dòng)性僅僅降低到其不再以不希望的方式流動(dòng)的程度。尤其是在襯底具有垂直表面形貌(其具有陡峭的邊緣和斜坡)的情況下，重要的是所施加的漆盡快地凝固以便所施加的漆不從邊緣和更高的部分流出，而這些位置留有非常少的漆或者沒有任何漆。
[0049]在已經(jīng)將漆噴射到襯底16上之后，與漆噴嘴20分開的溶劑噴嘴22經(jīng)過已經(jīng)涂覆過的位置，并且噴射溶劑到漆層26上。
[0050]由于溶劑噴嘴22產(chǎn)生的溶劑射流具有有限的直徑，因此，漆層26被溶劑局部地(即，在某些位置)噴射。
[0051]對(duì)于襯底16上的每個(gè)位置，在