處理基底的方法和裝置的制作方法

專利名稱：處理基底的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于涂覆基底的方法和裝置，此處基底這樣固定在一個基底座上，從而使待涂層的基底表面裸露著并使基底隨基底座旋轉。
這樣一種裝置例如由EP-A0711108就已知了。這種裝置包括有一個預涂漆站，其中有一個指向下的待涂基底表面運動經過一個供漆的毛細間隙，以便給基底表面涂上漆。接著基底運動至一個離心機站并在一個保護環內旋轉或者離心分離，該保護環用于從基底導出分離的余漆。
DE-A-19545573表示了一種在一個基底上均勻涂覆漆層的裝置，其中基底使待涂面指向上面放置在一個轉盤上。在離心旋轉過程中至少部分地蓋住基底的一個帽蓋就從上面以一個小的間距移動到基底上方或者直接定位在基底上。
同樣由DE-A-9218974已知有一種裝置，它借助一種離心裝置將薄的涂層，例如漆層涂覆在一個基底上。這種裝置有一個轉盤，待涂基底就放在這轉盤上，待涂表面指向上面。帽蓋可以從上面起定位在這轉盤上，以便形成一個空腔來接納基底。此時在帽蓋和轉盤之間所形成的空腔經過轉盤里的透孔與環境相連接。此外在帽蓋上設有彈性的封蓋板條，這些板條與基底的指向上面的棱邊接觸，以便在封蓋和基底之間形成一個空腔。
US-A-5042421說明了一種旋轉頭裝置，用于以對半導體進行涂層，它有一個轉盤用于支承住圓片和一個圍住這圓片的圓盤，這個圓盤可以固定在轉盤上。
DE-A-4024642還說明了一種用于接納基底的轉盤，借助于真空使這基底固定在轉盤上。
這些裝置的問題在于，通過離心分離過程所達到的涂層厚度的均勻性并不總是足夠的好。
因此本發明的任務就是提出和創造一種上面所述種類的方法和裝置，用于處理基底，可以使待處理的基底表面實現均勻的涂層。
按照本發明解決所提出任務的方法是設有一個可固定在基底座上的封蓋，它與基底座共同形成一個密封的接納基底的空腔。通過這可以固定在基底座上的封蓋就在基底座和封蓋之間實現了對基底所規定的環境條件。尤其是在腔室內部形成了一個直立區域，從而使位于直立區域內的氣體，例如空氣，與基底座和固定在上面的封蓋一起旋轉。另外使旋轉過程中指向基底的封蓋面之間的距離保持在一個不變的規定的值。這樣就使在基底和處在空腔內的氣體之間的相對運動和渦流減至一個最小值，這就使基底的涂層很均勻。而是否這整個待涂的基底表面都要預涂或者只是局部范圍，例如基底表面的中間部位預涂，并借助于旋轉過程實現完全涂層，這些都并不重要。對基底所規定的環境條件還允許使涂層內所含的溶劑實現均勻的逐步的脫干，它是使待涂表面指向下保持著，此外還確保了由基底分離出的涂層介質不與基底的側棱邊或背面相接觸。
為了確保將基底固定住在基底座里，又不損壞待涂的基底表面，基底座具有一個夾持裝置，用負壓將基底夾持住。
按照本發明的一種優選的實施形式，基底座還有一個夾持裝置，用負壓將封蓋夾持住。比較有利的方式是使基底的夾持裝置和封蓋用一個共同的負壓供給裝置相連接，以便只需要設置一個真空源，例如一個真空泵。同時這基底和封蓋用的夾持裝置最好可以相互獨立地控制，例如經由一個閥門單元，因為封蓋只是為了旋轉過程或者說離心分離過程而固定在基底座上，而基底則在較長時間內，尤其是也在預涂層時，就夾持在基底座上。
為了在基底座和封蓋之間實現一種良好的規定的負壓區并因而實現良好的夾持固定，在基底座和封蓋之間設有密封。
在本發明的一種實施形式中，在基底座里有一個凹處，至少部分地用于接納基底，由此可以實現基底相對于夾持座的對中。此外這凹處還可以用于旋轉過程時或者說離心分離過程時對基底的側向固定。
該裝置最好有一個用于使封蓋和基底座相互對中的對中裝置，以便確保封蓋與基底座以及與基底的規定位置。為使對中簡單而經濟，對中裝置最好至少有一個對中斜面在封蓋上和/或在基底座上。為了阻止在基底座旋轉時封蓋相對于基底座的不平衡和側向移動，封蓋最好對于中心軸線是對稱的。
對于本發明的一種特別優選的實施形式來說，在封蓋的限定空腔的零部件的外面部位里設計了一個空缺，以便形成一個足夠的空間用于離心分離出的余漆。在外面部位里形成這空缺就確保了通過旋轉時產生的離心力使余漆可靠地從基底部位以及也從基底座部位引導走開，以保護它免受污染。同時最好使這空缺向外逐漸縮小，從而使指向基底座的面形成倒角。這樣可以使漆從基底和從盤座的導出進一步改善。
在本發明的另一種特別優選的實施形式中，封蓋對于其水平的中間平面是對稱的，而且有一個裝置用于使封蓋翻轉，從而使封蓋可以用在第一個位置上和一個翻轉180°的位置上。最好有一個高度可以調整的接納件用于夾持封蓋，以便使這封蓋在這旋轉過程之間夾持住，在旋轉過程中它就固定在基底座上。為了能夠在每次離心旋轉過程期間或者之間清洗封蓋，要為這封蓋設置一個沖洗裝置和/或干燥裝置。這種沖洗和/或干燥就阻止了由于粘附在封蓋上的污物而使隨后要處理的基底弄臟。在本發明的一種特別優選的實施形式里沖洗裝置和/干燥裝置是接納件的一部分，至少具有一個指向封蓋和/或空缺處的噴嘴。噴嘴指向空缺處是特別有利的，因為如上所述，余漆優先聚集在這些空缺里，而且如果它們不清洗的話，那么時間久了就會裝滿的。最好至少有一個噴嘴可以用一種含有溶劑的沖洗液來進行沖洗，以便除去余漆。沖洗之后最好使干燥液經過同一個或者另外一個噴嘴指向封蓋，使其變干。
按本發明的任務也通過一種處理基底的方法來解決，此處這基底夾持在一個基底座上，從而使待處理的基底表面裸露著并指向下，而且這基底隨基底座而旋轉，解決的辦法是使一個封蓋固定在基底座上，封蓋與基底座一起就形成了一個用于基底的密閉腔室。由于封蓋固定在基底座上而且形成了封閉的腔室，因而就得出了上面所述的優點。
在本發明的一種特別有利的實施形式里，封蓋的背離基底的面在旋轉過程中受到沖洗和/或干燥。由于沖洗和/或干燥與旋轉過程同時進行就節省了時間，因為沖洗和/或干燥不一定要在一個中間步驟里進行。此外，由旋轉過程而產生的離心力也推動了沖洗和/或干燥。
最好使封蓋在前后緊隨的旋轉過程之間翻轉，從而使封蓋總是有一個干凈面指向待處理的基底，而由于以前的旋轉過程而弄臟的面則背離基底，而且可以進行清洗。
本發明尤其適合于薄涂層技術，尤其用于制造液晶顯示屏、用于半導體制造的掩膜、半導體基底物或陶瓷基底物，以便使那里的矩形或圓形的板有一層均勻的漆涂層或者用其它的首先是流體介質制成的涂層，例如濾色片或者專門的保護涂層。
以下根據優選的實施例參照附圖對本發明進行說明，圖中所示為

圖1按本發明的一種裝置示意圖，其中一個支承著基底的基底座和一個封蓋是相互分離開的；圖2按照圖1所示的按本發明裝置的另一示意圖，其中封蓋與基底座處于接觸；圖3按圖1所示的本發明裝置的另一示意圖，其中封蓋固定在基底座上，并隨著盤座而旋轉。
圖4按圖1所示的本發明裝置的另一示意圖，其中封蓋又與基底座分離開，而基底座從封蓋處移動離開；圖5按本發明的封蓋和封蓋的接納件示意圖，其中封蓋表示在翻轉過程中；圖6按本發明的封蓋和封蓋接納件示意圖，此時封蓋放下在接納件上；圖7用放大截面圖表示了本發明的另一種實施例，草圖表示了基底座和封蓋；圖8按圖7所示按本發明的封蓋的一個俯視圖；圖1至6表示了按本發明的涂層裝置1的功能流程。裝置1主要包括有一個基底接納和運輸單元2和一個封蓋單元3。
接納和運輸單元2具有一個未詳細表示出的運輸裝置和一個基底座5，該盤座5經過一個旋轉軸6與一個未詳細示出的旋轉裝置相連接。旋轉裝置與運輸裝置處于連接，因而是可以運動的。這樣一種具有運輸裝置、旋轉裝置和基底座的接納和運輸單元例如由此前所列舉的EP-A-0711108就已知了，其中內容引為參考以避免重復。
基底座5由一塊底板8構成，底板在指向運輸裝置的上面有一個空缺10用于對應地接納安放旋轉軸6。基底座5設計成相對于旋轉軸6的旋轉軸線A成旋轉對稱。在底板8的從運輸裝置離開的下面11設計有一個凹空處12用于安放基底13。基底13就這樣容納在凹空處12，從而使待涂層的基底表面15背離這基底座并且裸露著。凹空處12的深度等于待安放的基底的厚度，從而使底板8的下面11在裝入基底13時與基底的待涂表面15對齊。作為選擇地，也可以使下面15與由基體8的下面11所限定的平面有一定間距，尤其是超出下面11向下突起。基底13經由未表示出的真空孔而夾持固定在基底座5上，這些真空孔是設計在底板8里的并與一個未表示出的負壓源(例如一個真空泵)相連接。
底板8有一個略呈錐形向下逐漸變小的外圓周16，如以下所述，它用作為對中斜面。
基底座5除了有真空孔用于夾持基底13外還有一個具有杯形真空爪18的真空夾持裝置17，這些爪經過未詳細示出的管路與負壓源相連接。該負壓源與夾持基底13的真空孔相連接的負壓源是同一個負壓源。但真空爪18可以通過閥門施加以負壓，而與夾持基底13的真空孔無關。真空爪18徑向相鄰于基底座5的底板8并相對于下面11而復位。盡管圖1只表示了二個真空爪18，但應注意到有許多真空爪18旋轉對稱地圍繞著這基底座5。若不用一個共同的負壓源用于真空夾爪18和基底用的真空孔，那也可以使用二個獨立的負壓源。
封蓋單元3主要包括一個封蓋元件，簡單來說，包括一個封蓋20和一個接納此封蓋的接納元件或者說一個接納件22。如圖1所示，接納件22具有一個槽形橫斷面，它有一個底板24和一個垂直于此底板伸出的側板25。
封蓋20具有一個中間板28，它有一個水平的中間平面B。封蓋20相對于水平的中間平面B是對稱的，因而只對封蓋的上面部分進行了描述。從中間板28起旋轉對稱于封蓋20的中心軸線C有一個凸緣30向上延伸。凸緣30形成了一個平面31，如以后要說明的那樣，該平面31與真空爪接觸，以便在其間產生一種連接。相鄰于中間板28，凸緣30有一個相對于中心軸線C旋轉對稱而設計的凹槽32。凹槽32的設計與中間板28對齊。通過這凹槽32就在凸緣30上形成了一個位于凹槽32之上旋轉對稱的徑向凸起34，它構成了平面31的一部分。凸起34的內圓周適配于底板8的外圓周，因而能夠使底板8安放在凸緣30的凸起34之間，其中逐漸變小的外圓周在基底座5和蓋板20之間形成了對中心。
如果基底座5的底板8放入在封蓋里了，那么真空爪18就與凸緣30的平面31接觸作用。在此位置上在基底座5和封蓋20之間就形成了一個空腔36，如圖2舉例所示。在此位置上負壓就使真空爪18動作，從而使封蓋20牢固地夾持在基底座5上。
如圖3所示，在接納件22之內有一個指向封蓋20的下面，尤其是指向封蓋20的凹槽的噴嘴40，通過此噴嘴將沖洗液體和/或干燥液噴灑到封蓋20的下面上。噴嘴40在接納件22之內可以活動，如由箭頭D所示。也可以使用許多噴嘴來替代運一個噴嘴。
封蓋單元3還有一個未表示出的翻轉裝置，它用于圍繞中間平面B使封蓋20翻轉，如圖5所示。
圖7和圖8所示是另一種可供選擇的基底座5的實施形式，它具有另一種可供選擇的封蓋20的實施形式。在圖7、圖8中類似的或相同的元件，使用如圖1至圖6中相同的附圖標記。
基底座5還有一個底板8，在底板8的上面有一個凹孔10用于安放旋轉軸。與圖1至圖6所示的實施例相反，指向基底的主體8的下面11并沒有用來安放接納基底13的凹空處。下面11設計成平的，而基底13經由主體11里的真空孔50夾持在底板8上。如在第一個實施例中按圖1至圖6所示那樣，真空孔50與一個負壓源連接作用。在主體8的下面11設計有一個圍繞真空孔50的槽，用于安放一個密封元件，例如0形密封圈52。
在基底座5的基體8的外面部件里設計有一個與負壓源相連接的真空孔54，這些孔代替了按圖1至圖6中的真空爪18。雖然在圖7中只表示了二個真空孔54，應該注意到有許多真空孔54，它的與基底座5的旋轉軸線A成旋轉對稱。在下面11鄰接于真空孔54有兩個環繞的槽，用于安放密封元件56，例如O形密封圈。
封蓋20也有一個中間板28，它有一個中間平面B，封蓋20的上面和下面相對此平面為對稱的。因此又只是對封蓋20的上部進行說明。在中間板28的外面部位里也有一個圍繞的凸緣30伸展向上，它具有一個平的上面31。凸緣相對于中心軸線C為旋轉對稱的，該中心軸線C按照圖7是與盤座5的旋轉軸線A重合的。凸緣30也有一個相鄰接于中間板并與之對齊的凹槽32。由這凹槽32形成了一個突出向里的凸緣30上的凸起34。凸起的內圓周62是這樣來設計的，以至使待涂層的基底B并不與凸起接觸就可以安放在這中間。凹槽32有一個傾斜的上面30，因而凹槽32徑向向外地逐漸變小。
凸緣30還有一個從平的上面31軸向伸出的凸起64，該凸起64就限定了一個向下逐漸變小的內圓周表面66。向下逐漸變小的內圓周表面66是與基底座5的基體8的外圓周形狀相適配的，并形成了一個對中斜面，從而使主體5能移沿著內圓周表面66滑動，直至基底座5的基體8的下面11支承在封蓋20的凸緣30的平的上面31上。由于這種逐漸變小的內圓周形狀就保證了基底座5相對于封蓋20的對中，而且因此也保證了基底13相對于基底座5的對中。
盡管按圖7所示在基體8里有密封件56，但可以按相同方式使這些密封設計在封蓋20的平的上面31的凹槽里。
圖8所示為封蓋20的一個俯視圖，它除了指明圓的形狀之外也指出了凸緣30的平的上面31的位置，它形成了真空部件，從而保證了使封蓋粘住在基底座上。這個部位由于其位置而幾乎不再會被弄臟了。
根據圖1至6描述了按照本發明的涂層方法的功能流程，其中這流程同樣適合于按圖7所示的元件。
在圖1中經由封蓋單元3使基底接納和運輸單元2運動，封蓋單元3則經由一個未表示出的抬起裝置在基底接納和運輸單元的方向上被抬起，如由各箭頭所示。這個時候基底表面15例如通過一個如在前面所列述的EP-A-0711108里所描述的頂蓋涂層過程進行了預涂層。通過這頂蓋涂層過程例如在待涂的基底表面上涂覆了一層均勻的涂層，其厚度范圍從1μm至2μm。
使基底座5與封蓋20接觸，如圖2所示，并經過基底座上的對中斜面16或者封蓋上的對中斜面66而實現對中，從而使基底座的旋轉軸線A和封蓋的中心軸線C重合。然后通過負壓(或者經真空爪18或者經由真空孔54)抽吸封蓋20，并牢固夾持在基底座5上。由此就在盤座5和封蓋20之間形成一個密封封閉的腔室36，這在圖7中最清楚。
接著如圖3所示，稍稍降低接納件22，從而使封蓋20不再與接納件22處于接觸。然后通過未表示出來的旋轉裝置使基底座與固定在其上面的基底13和封蓋20一起旋轉，其中，從預涂過的基底13的表面上將多余的材料離心分離掉，這種材料由于離心力而聚集在封蓋20的凹槽32之內。通過在離心分離時使基底13位于密封封閉的腔室36里，就能在基底上實現均勻的涂層，在整個表面上當涂層厚度為0.2μm至1μm范圍時涂層厚度的偏差小于1％。尤其是在矩形基底的角部改善涂層的均勻性。只有在一個小于2mm的邊界范圍內涂層的均勻性尚不能完全保證。
同時經過噴嘴40使一種含有溶劑的沖洗液噴到封蓋20的上面上使之清潔。通過封蓋20的旋轉可以提高清洗效果。在噴過沖洗液后將干燥液引到封蓋的上面上，以使其干燥。
如圖4所示，在離心分離過程之后封蓋20又放下到接納件22上，基底接納和運輸單元2從封蓋單元3的部位處移開。如圖5可見，借助一個未詳細表示出的翻轉裝置使封蓋20相對于水平的中間平面翻轉180°，而接納件22下降，從而為翻轉提供可能。
如圖6所示，在翻轉過程之后又再使接納件抬起并將封蓋20放下到接納件22上。在翻轉過程后，這之前清洗過的封蓋20的面指向上，而由于先前的離心分離過程而弄臟的面則指向下。這樣封蓋20就對其使用在一個新的離心分離過程中做好了準備。
如由上面的敘述得知，封蓋20并沒有自身的旋轉軸線，也就是說，它并不是自身通過一個固有的旋轉裝置來移動，而是被動地通過被驅動的基底座而旋轉。要是封蓋通過一個自身的旋轉裝置主動地旋轉的話，那么這樣形成的兩個旋轉軸線必須要保持相互的匹配和對齊，這就比較復雜。
盡管是參照本發明的優選實施例對本發明進行了描述，但應注意，本發明并不僅限于此。例如也可以用電磁鐵或者通過其它手段，例如一種機械的夾緊裝置將封蓋20為了這離心分離過程而固定在基底座上。封蓋的清洗也不必與離心分離過程同時進行，它也可以借助一個刷子在離心分離過程之前或期間進行。
權利要求
1.對基底(13)進行涂層的裝置(1)，它有一個基底座(5)，基底就夾持在這盤座上，從而使待涂的基底表面(15)裸露著并指向下；它還有一個使基底座(5)轉動的裝置，其特征是有一個可以固定在基底座(5)上的封蓋(20)，它與基底座(5)一起形成一個密封的安放基底(13)的腔室(36)。
2.按權利要求1所述的裝置(1)，其特征是有一個夾持裝置(50)在基底座(5)上，用負壓夾持住基底(13)。
3.按權利要求1或者2所述的裝置(1)，其特征是在基底座(5)上有一個夾持裝置(18；54)，用負壓夾持住封蓋(20)。
4.按上述權利要求中任意一項所述的裝置(1)，其特征在于，用于基底(13)和封蓋(20)的夾持裝置(50；18，54)與一個共同的負壓源相連接。
5.按上述權利要求之一所述的裝置(1)，其特征在于，用于基底(13)的和用于封蓋(20)的夾持裝置(50；18，54)可以相互獨立地進行控制。
6.按上述權利要求之一所述的裝置(1)，其特征在于至少有一個限定在基底座(5)和封蓋(20)之間的負壓區的密封。
7.按上述權利要求之一所述的裝置(1)，其特征是在基底座(5)里有一個凹空處(12)用于至少部分地接納安放基底(13)。
8.按上述權利要求之一所述的裝置(1)，其特征是有一個對中裝置(16；66)用于使封蓋(20)和基底座(5)相互實現對中。
9.按上述權利要求之一所述的裝置(1)，其特征在于至少在基底座和/或在封蓋上有一個對中斜面(16；66)。
10.按上述權利要求之一所述的裝置(1)，其特征在于，封蓋(20)相對于一個中心軸線(C)是對稱的。
11.按上述權利要求之一所述的裝置(1)，其特征是在封蓋(20)的限定腔室的部分的外面部位里有一個凹槽(32)。
12.按上述權利要求之一所述的裝置(1)，其特征在于，凹槽(32)向外逐漸變小。
13.按上述權利要求之一所述的裝置(1)，其特征在于，凹槽(32)的指向基底座的面(60)倒成斜面。
14.按上述權利要求之一所述的裝置(1)，其特征在于，封蓋(20)相對于其中間平面(B)來說是對稱的。
15.按上述權利要求之一所述的裝置(1)，其特征是有一個用于翻轉封蓋(20)的裝置。
16.按上述權利要求之一所述的裝置(1)，其特征在于有一個接納件(22)用于夾持封蓋(20)。
17.按上述權利要求之一所述的裝置(1)，其特征是有一個用于抬起和降下接納件(22)的裝置。
18.按上述權利要求之一所述的裝置(1)，其特征是有一個用于封蓋(20)的沖洗裝置和/或干燥裝置(40)。
19.按上述權利要求之一所述的裝置(1)，其特征在于，沖洗裝置和/或干燥裝置(40)是接納件(22)的一部分，并且至少具有一個指向封蓋(20)和/或凹槽(32)的噴嘴(40)。
20.按上述權利要求之一所述的裝置(1)，其特征在于，至少有一個噴嘴(40)可以通給沖洗液和/或干燥液。
21.按上述權利要求之一所述的裝置(1)，其特征在于，沖洗液含有一種溶劑。
22.對基底(13)進行涂層的方法，其中基底(13)就夾持在一個基底座(5)上，從而使待涂的基底表面(19)裸露著并指向下，基底(13)隨基底座(5)而旋轉，其特征在于，封蓋(20)固定在基底座(5)上，這封蓋(20)與基底座(5)一起形成了一個用于基底(5)的密封的腔室。
23.按權利要求29所述的方法，其特征在于，用負壓使基底(13)夾持在基底座(5)上。
24.按權利要求22或23中的一項所述的方法，其特征在于，用負壓使封蓋(20)夾持在基底座(5)上。
25.按權利要求22至24中任意一項所述的方法，其特征在于，封蓋(20)和基底座在固定之前相互對中。
26.按權利要求22至25中任意一項所述的方法，其特征在于，封蓋(20)的固定要在旋轉處理之后松開，與基底(13)的固定無關。
27.按權利要求22至26中任意一項所述的方法，其特征在于，在旋轉過程期間對封蓋(20)的背離基底(13)的面進行沖洗和/或干燥。
28.按權利要求22至27中任意一項所述的方法，其特征在于，沖洗液或干燥液至少經由一個噴嘴(40)噴到封蓋上。
29.按權利要求22至27中任意一項所述的方法，其特征在于，封蓋(20)在相互緊隨著的旋轉過程之間翻轉。
全文摘要
為了達到在基底上有均勻的涂層,本發明涉及的裝置和方法是用于對基底進行涂層的,其中基底固定在一個基底座(5)上,從而使得待涂基底表面(15)裸露著,并使基底隨基底座旋轉,還有一個封蓋(20)可以固定在基底座上,該封蓋與基底座共同形成一個封閉的用于基底的腔室。
文檔編號G03F7/16GK1339988SQ00803802
公開日2002年3月13日 申請日期2000年1月19日 優先權日1999年2月16日
發明者P·德雷斯, K·阿皮希, P·克勞斯, J·塞克雷施, R·韋興 申請人:施蒂格哈馬技術股份公司