[發明專利]超大超重襯底表面光刻膠均勻涂覆的旋涂設備

有效

• 申請號: 201910863246.4
• 申請日: 2019-09-12
• 公開（公告）號: CN110673444B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 晉云霞;孔釩宇;邵建達;曹紅超;張益彬;王勇祿;陳俊明;孫勇;徐姣
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G03F7/16
• 分類號: G03F7/16;B05C5/02;B05C13/02;B05C15/00
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

一種超大超重襯底表面光刻膠均勻涂覆的旋涂設備，包括旋涂主機、上下樣系統和總控系統,該設備主要由氣浮轉臺、密封腔體、勻膠轉盤、自動滴膠系統、上下樣系統及控制臺組成。所述的具有自動動平衡調節功能的氣浮轉臺是該設備的關鍵所在，所述的勻膠轉盤是采用補圓法盡可能地降低方形襯底旋轉時產生的不規則氣流對涂膠均勻性的影響，所述的上下樣系統用于保障超大/超重襯底安全地上下涂膠機工位。本發明設備能夠滿足在直徑近兩米、重量約700kg的襯底表面進行光刻膠的涂布工藝，在通光口徑內的涂膠不均勻性優于±3％。

技術領域

本發明涉及超精密光學制造領域，特別是一種超大超重襯底(最大口徑近2m，重量約700kg，可向下兼容)表面光刻膠均勻涂覆的旋涂設備。

背景技術

脈寬壓縮光柵的研制進展推動著啁啾脈沖放大技術在超短、超強激光系統中的應用發展。隨著激光系統輸出功率增強到數拍瓦、數十拍瓦甚至百拍瓦量級，受材料與工藝的限制，光柵的抗激光損傷能力在短時間內很難再有較大跨度提升，因此只能不斷擴大光束口徑使輻照在光柵表面的激光能量密度降至光柵損傷閾值以下，因此脈寬壓縮光柵的尺寸不斷增加。目前國內正在設計的拍瓦系統所需光柵的對角線長度已接近2m，重量約700kg。

脈寬壓縮光柵的制備工藝流程主要有襯底加工、光刻膠涂布、曝光、顯影和金屬膜鍍制。在如此超大/超重襯底表面均勻涂布光刻膠是研制該類光柵的關鍵工藝之一。超大/超重尺寸襯底旋涂設備成功研發為高功率脈寬壓縮光柵的研制提供了硬件條件保障，為我國高能拍瓦系統的研制添磚加瓦。

目前國內外采用彎月面涂膠設備在超大/超重襯底表面進行光刻膠涂布，但是彎月面涂膠設備涂布出的光刻膠厚度在有效通光口徑內的均勻性最好只能在±4％水平，并且還存在嚴重的邊緣收縮效應，不能滿足大口徑脈寬壓縮光柵的研制要求。

隨著大面積顯示、太陽能光伏等產業的發展，對大面積有機納米涂層的制備技術及設備需求日益迫切。但長期以來，半導體行業最大的晶圓尺寸也只有12英寸，還未有在如此超大/超重襯底表面進行光刻膠均勻涂布的需求。旋涂法具有操作簡單和均勻性高等優點，在半導體芯片和MEMS行業中得到廣泛應用和不斷發展改良。

發明內容

本發明為了解決上述技術的不足，提供一種超大超重襯底表面光刻膠均勻涂覆的旋涂設備，該設備能夠滿足在直徑近兩米、重量約700kg的襯底表面進行光刻膠的涂布工藝，在通光口徑內的涂膠不均勻性優于±3％。

為了達到以上目的，本發明所采用的解決方案如下：

一種超大超重襯底表面光刻膠均勻涂覆的旋涂設備，其特點在于包括：旋涂主機、上下樣系統和總控系統,

所述的旋涂主機，包含上罩、涂膠腔室、勻膠轉盤、同步罩、第一頂升裝置、上罩頂升裝置、氣浮真空泵、驅動電機、自動滴膠系統、氣浮轉臺、真空泵、大理石底座、密封卡扣，以大理石底座為基礎，所述的氣浮轉臺、第一頂升裝置、驅動電機安裝在所述的大理石底座上，所述的勻膠轉盤安裝在氣浮轉臺上，所述的上罩頂升裝置安裝于旋涂主機的外側，所述的上罩頂升裝置之頂是上罩，所述的同步罩安裝在所述的上罩中心的下方，所述的同步罩的直徑與所述的勻膠轉盤的直徑相等，所述的自動滴膠系統安裝在涂膠腔室的底部，與所述的勻膠轉盤有一定距離，所述的自動滴膠系統由儲液桶、蠕動泵、滴膠管、轉動電機和滴膠臂組成，儲液桶在下方通過滴膠管與滴膠臂連接，蠕動泵用來控制流量，當需要滴膠時，轉動電機帶動滴膠臂在樣品上方滴液，所述的上罩和涂膠腔室的接觸部分采用橡膠墊及密封卡扣密封；

所述的上下樣系統包含傳送軌道、傳動電機、第二頂升裝置和大理石底座組成，在所述的大理石底座上設置所述的第二頂升裝置，該系統最上部分是兩條平行傳送軌道，在傳送軌道的下方安裝所述的傳動電機；

所述的總控系統通過線纜與所述的第一頂升裝置、上罩頂升裝置、氣浮真空泵、驅動電機、自動滴膠系統、氣浮轉臺、真空泵、第二頂升裝置，傳動電機的控制端相連。