涂覆衬底的方法和涂覆设备的制造方法
【专利说明】涂覆衬底的方法和涂覆设备
[0001]本发明涉及用漆涂覆衬底的方法和用于涂衬底的涂覆设备。
[0002]微米和纳米制造工艺通常使用漆，所述漆以层施加到待处理的衬底上。在这些漆的帮助下，有可能产生例如衬底上的掩模，在其帮助下可以产生所需的结构或者可以在衬底上实现加工。为了这个目的，所述漆是例如光敏的，从而使得所需的结构可以在光学成像的帮助下从光掩模传递到光敏漆。
[0003]为了达到最佳结果，非常重要的是所施加的漆层不含有任何不规则(irregularities)和颗粒。除了旋转方法，也使用喷射法将漆施加到衬底上，在喷射法中，通过喷嘴将漆喷射到衬底上。尤其在衬底具有表面形貌的情况下，即，衬底本身已经在其表面上具有垂直的三维结构，以只通过喷涂漆的经济方式可以实现尽可能均匀的漆层。
[0004]然而，由于一定数量的漆滴在喷嘴和衬底之间飞行时变干，然后已经作为(几乎)固化的漆颗粒撞击衬底的表面上或者在该位置处存在的漆，因此，当喷涂漆时，漆颗粒在漆层上形成。这些漆颗粒在喷涂的漆层上聚集并且在进一步的加工期间(例如，在暴露于光期间)造成问题，并最终导致所产生的结构上的局部缺陷。
[0005]本发明的目的是提供一种方法和一种装置，其中，施加在衬底上的漆层平坦并且不含有漆颗粒。
[0006]该目的通过用漆涂覆衬底的方法实现，其中将漆喷射到衬底上，然后用溶剂喷射对衬底施加的漆。
[0007]通过随后用溶剂喷射施加的漆，将在衬底上已经形成的不规则弄平并且溶解已经附着于衬底的漆颗粒，从而衬底的表面平坦并且(至少基本上)不含漆颗粒。
[0008]在这方面，术语“漆”应理解成溶剂和适于所需的应用的漆的混合物。
[0009]优选地，将溶剂局部地喷射到所施加的漆上，从而允许漆的受控的后处理。
[0010]在一个实施方案中，在喷涂漆和用溶剂喷射所施加的漆之间，将所施加的漆的溶剂比例降低到所施加的漆凝固的程度。术语“凝固”应理解为表示所施加的漆的粘度增加以致所施加的漆不再流动直到进一步加工。特别是在衬底具有表面形貌的情况下，重要的是漆凝固以便衬底的边缘和斜坡保持可靠地覆盖有漆。
[0011]直到在用溶剂喷射时和在用溶剂喷射期间，所施加的漆的溶剂比例必须保持在一范围内，一方面，在该范围内所施加的漆的粘度足够高以确保漆不再流动。另一方面，必须不能将溶剂比例降低到使得漆颗粒或者不规则不再能够在用溶剂喷射期间溶解或者弄平。
[0012]优选地，在喷涂漆期间和/或之后加热衬底和/或所施加的漆，由此可以以简单的方式降低所施加的漆的溶剂比例。
[0013]在本发明的一个实施方案中，按照预定的喷射模式(优选以平行路径)对衬底喷射漆，其中，根据所述喷射模式同样地对所施加的漆喷射溶剂。这确保用溶剂完全地喷射所施加的漆。
[0014]优选地，对衬底上的一个位置喷涂漆的时间点和用溶剂喷射该位置的时间点之间的持续时间是恒定的，从而确保用溶剂喷射所施加的漆时，所施加的漆一直具有相同的溶剂比例。
[0015]在本发明的一个实施方案中，通过漆喷嘴将漆喷射到衬底上并通过与漆喷嘴间分开的溶剂喷嘴喷射溶剂，由此可以快速和有效地涂漆衬底。
[0016]优选地，漆喷嘴和溶剂喷嘴与衬底平行地在衬底上方移动，尤其是同时的，从而对于这两个喷嘴只需要一个驱动机构。
[0017]根据优选的实施方案，规定当移动漆喷嘴和溶剂喷嘴时，溶剂喷嘴遵循漆喷嘴的路径，从而确保所喷涂的漆然后被溶剂喷射。
[0018]在一个实施方案变化中，以至少一个与衬底平行的平面，以衬底上方的平行路径移动漆喷嘴和溶剂喷嘴，其中，漆喷嘴和溶剂喷嘴之间的距离等于两倍或者整数倍的所述路径之间的距离，由此，一方面，使用了简单的喷射模式，而且另一方面，确保溶剂喷嘴采用与漆喷嘴相同的路径。
[0019]在本发明的一个实施方案中，如果对衬底施加多个漆层，在喷涂了最后的漆层之后用溶剂喷射所施加的漆，从而将最后施加的漆层的不规则和漆颗粒弄平或者去除。
[0020]当喷涂了最后的漆层时，该漆可以具有比先前喷涂的漆层的漆高的溶剂比例。这确保在用溶剂喷射所喷涂的漆之前，不将所喷涂的漆的溶剂比例降低到不再允许漆颗粒和不规则去除的程度。
[0021]即使对衬底只喷射单独的漆层，可以将所使用的漆的溶剂比例选择为比后续不用溶剂喷射的常规喷涂工艺的情况高。
[0022]在本发明的一个实施方案中，用溶剂重复地喷射所施加的漆以便进一步改进所施加的漆的表面质量。
[0023]溶剂可以是丙酮或甲基乙基酮，因此可以使用已知的溶剂。
[0024]通过用于涂漆衬底的涂覆设备也实现所述目的，尤其是具有表面形貌的衬底，包括衬底架、漆喷嘴、溶剂喷嘴和移动装置，在该移动装置上漆喷嘴和溶剂喷嘴相对于彼此以特定的距离布置，其中，通过衬底架上方的移动装置可以一起移动漆喷嘴和溶剂喷嘴。通过可以与漆喷嘴一起移动的分开的溶剂喷嘴，能够在相同的工艺步骤中用溶剂喷射施加到衬底上的漆，从而溶解在所施加的漆上聚集的漆颗粒以及弄平在喷射期间产生的任何不规则。
[0025]优选地，所述涂覆设备包括加热装置，尤其是衬底架设置有加热元件，从而能够以简单的方式降低所施加的漆的溶剂比例。
[0026]在一个实施方案中，规定移动装置以平行于衬底架的至少一个平面，以衬底架上方的平行路径移动漆喷嘴和溶剂喷嘴，其中，漆喷嘴和溶剂喷嘴之间的距离等于两倍或整数倍的所述路径之间的距离。
[0027]所述路径之间的距离可以大约相当于待涂覆的衬底上的由漆喷嘴产生的漆射流的直径，从而能够以特别高效的方式涂漆衬底，因为衬底上没有位置被遗漏或重复地喷涂。
[0028]在漆和溶剂喷嘴以平行路径移动期间，当溶剂喷嘴和漆喷嘴或者由喷嘴产生的两个射流已经到达衬底的边缘或者已经移动超过边缘时，将漆喷嘴和溶剂喷嘴相对于彼此(优选相对于路径的纵向方向横向地)以路径之间的距离移位。
[0029]相邻的路径各自以相反的移动方向行进。
[0030]参照以下描述和附图，本发明的进一步的特征和优点将是明显的。在附图中:
[0031]图1以侧视图示意性地示出根据本发明的涂覆设备。
[0032]图2以平面图示意性地示出图1的涂覆设备，以及
[0033]图3a至3c示意性地示出了处于根据本发明的方法的不同时间点的待涂覆的衬底的截面图。
[0034]图1示意性地示出了用于涂覆和处理衬底的涂覆设备10。所述衬底是例如后续进一步处理的半导体。
[0035]涂覆设备10包括衬底架12和移动装置14。
[0036]可以在衬底架12上布置衬底16，在涂覆设备10的帮助下可以用漆涂覆衬底16。
[0037]衬底架12优选地装配有加热元件18，其构成涂覆设备10的加热装置。
[0038]加热元件可以用于加热衬底16，从而加热衬底上施加的漆。
[0039]移动装置14设置有两个喷嘴，即相对于彼此以特定距离布置的漆喷嘴20和溶剂喷嘴22。所述距离与漆喷嘴20和溶剂喷嘴22的出口开口之间的距离相关。
[0040]将漆喷嘴20和溶剂喷嘴22布置在衬底16之上，S卩，衬底16的背朝衬底架12的一侧上。因此，漆喷嘴20和溶剂喷嘴22也设置在衬底架12之上。
[0041]移动装置14还包括致动器24，在其帮助下可以移动漆喷嘴20和溶剂喷嘴22。
[0042]在所示的实施方案中，在移动装置14的帮助下，可以沿着跨越空间的三个轴X，Y，Ζ，在衬底16和衬底架12上方，尤其是在X轴和Υ轴跨越的平面中移动漆喷嘴20和溶剂喷嘴22。如需要，可以额外地规定改变喷嘴和衬底之间的距离，即，在Ζ方向上相对于衬底调整喷嘴。
[0043]特别地，将漆喷嘴20和溶剂喷嘴22牢固地布置在移动装置14上，喷嘴20，22之间的距离不变。然而，距离可变也是可行的，由此可以更灵活地使用涂覆设备10。
[0044]为了涂覆衬底16，最初在漆喷嘴20的帮助下将漆喷射到衬底16上。在图3a中，在用漆喷射之前，以截面部分地示出衬底16。
[0045]在图3b中，漆喷嘴20已经经过图3a中示出的位置并且将漆喷射到衬底16上的该位置。现在漆层26位于衬底16上。
[0046]然而，该漆层26(即，所施加的漆)可以具有在喷射衬底16期间形成的不规则28和漆颗粒30。
[0047]为了防止对衬底16施加的漆流动，可以加热衬底16，从而可以加热对衬底16施加的漆层26。结果，溶剂从漆蒸发，从而漆的溶剂比例降低并且漆的粘度增加。这确保所施加的漆凝固。
[0048]“凝固”不意味着漆完全干燥，而是其流动性仅仅降低到其不再以不希望的方式流动的程度。尤其是在衬底具有垂直表面形貌(其具有陡峭的边缘和斜坡)的情况下，重要的是所施加的漆尽快地凝固以便所施加的漆不从边缘和更高的部分流出，而这些位置留有非常少的漆或者没有任何漆。
[0049]在已经将漆喷射到衬底16上之后，与漆喷嘴20分开的溶剂喷嘴22经过已经涂覆过的位置，并且喷射溶剂到漆层26上。
[0050]由于溶剂喷嘴22产生的溶剂射流具有有限的直径，因此，漆层26被溶剂局部地(即，在某些位置)喷射。
[0051]对于衬底16上的每个位置，在