專(zhuān)利名稱(chēng)：再流平方法、布圖形成方法和液晶顯示裝置用tft元件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可用于例如薄膜晶體管(TFT)元件等半導(dǎo)體裝置用布圖的形成過(guò)程中的抗蝕劑再流平(reflow)方法，和使用該再流平方法的布圖形成方法以及液晶顯示裝置用TFT元件的制造方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，半導(dǎo)體裝置正向著高集成化與微細(xì)化方向發(fā)展。但是，隨著高集成化、微細(xì)化的發(fā)展，半導(dǎo)體裝置的制造工藝趨于復(fù)雜，制造成本增加。因此，人們一直在研究可大幅度地降低制造成本，統(tǒng)合用于光刻法的掩模布圖形成工序，縮短整體的工序數(shù)的技術(shù)方案。
就削減掩模布圖的形成工序數(shù)的技術(shù)而言，有人提出了使有機(jī)溶劑滲透抗蝕劑，將抗蝕劑軟化，改變抗蝕劑布圖的形狀，借此可以省略掩模布圖的形成工序的再流平工藝(例如，專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1日本特開(kāi)2002-334830號(hào)公報(bào)(權(quán)利要求書(shū)等)發(fā)明內(nèi)容發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在上述專(zhuān)利文獻(xiàn)1的方法中，存在著難以控制抗蝕劑軟化擴(kuò)散時(shí)的方向和抗蝕劑造成的覆蓋面積之類(lèi)的問(wèn)題。例如，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1的實(shí)施方式4中，揭示了使存在膜厚差的抗蝕劑掩模再流平，覆蓋TFT元件的溝道區(qū)域的技術(shù)，在該情況下，例如，如圖23A所示，具有膜厚差的抗蝕劑507a、507b直接用作在先的蝕刻工序的掩模，在下層膜的電阻接觸層505和源電極/漏電極506之上，以與之相同的面積形成抗蝕劑層。
因此，如圖23B所示，再流平后的變形抗蝕劑511大幅度偏離上述源電極/漏電極506和電阻接觸層505的面積，并擴(kuò)散到下層的a-Si層504上。這樣，抗蝕劑不僅存在于原來(lái)再流平處理的目標(biāo)區(qū)域(在此情況下，為溝道區(qū)域510)，而且還擴(kuò)散到圖23B中虛線(xiàn)圍成的周邊區(qū)域Z1，從而使例如用于制造一個(gè)TFT元件所需面積(點(diǎn)面積)增大，難以適應(yīng)于高集成化、微細(xì)化。另外，在圖23A、圖23B中，符號(hào)503表示氮化硅等絕緣膜，符號(hào)510表示溝道區(qū)域，省略了柵極電極的圖示(圖24A～圖24C亦同)。
并且，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1的實(shí)施方式5中，如圖24A所示，提出了在對(duì)具有膜厚差的抗蝕劑507a、507b進(jìn)行再流平處理之前，設(shè)置利用O2等離子體進(jìn)行拋光工序的技術(shù)。在此情況下，如圖24B所示，通過(guò)O2等離子體的拋光，使除去了薄抗蝕劑掩模部分、覆蓋區(qū)域縮小的抗蝕劑508a、508b殘留在與溝道區(qū)域510相鄰的位置上，進(jìn)行再流平處理。但是，在利用O2等離子體進(jìn)行拋光的情況下，由于通常的抗蝕劑的橫向也受到切削，因此，最終在面臨溝道區(qū)域510的抗蝕劑508a、508b的側(cè)面與下層膜(源電極/漏電極506)的端部，形成階梯D。形成這種階梯D，與平坦面相比，超出階梯D則需要時(shí)間，因此軟化的抗蝕劑的流動(dòng)停滯的結(jié)果，使流動(dòng)方向變得難以控制。
例如，即使在階梯D的已軟化抗蝕劑流動(dòng)停滯的情況下，由于向無(wú)階梯方向的流動(dòng)在進(jìn)行中，所以，變形抗蝕劑的覆蓋區(qū)域偏移，在最壞情況下，有可能發(fā)生例如，如圖24C中所示，溝道區(qū)域510未能被變形抗蝕劑511完全覆蓋，或者，周邊禁止抗蝕劑流入的區(qū)域Z2被變形抗蝕劑覆蓋，導(dǎo)致設(shè)備性能不佳。此外，階梯D的已軟化抗蝕劑的流動(dòng)停滯，將使再流平工序的工序時(shí)間很長(zhǎng)，從而成為T(mén)FT制造生產(chǎn)率降低的重要原因。
這樣，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1的方法中，當(dāng)使再流平前的抗蝕劑面積與下層膜一致，則因無(wú)法避免已軟化抗蝕劑流向周邊區(qū)域，而存在著難以適應(yīng)TFT元件微細(xì)化的問(wèn)題；另一方面，在因拋光處理等使抗蝕劑面積相對(duì)于下層膜呈縮小狀態(tài)的情況下，在已軟化抗蝕劑擴(kuò)散方向上會(huì)形成階梯，在該階梯上，軟化的抗蝕劑的流動(dòng)(即，面積擴(kuò)展)發(fā)生停滯，無(wú)法使抗蝕劑流入目標(biāo)區(qū)域，存在著最終有損于作為掩模的功能之類(lèi)的問(wèn)題。
因此，本發(fā)明目的在于提供一種在抗蝕劑再流平處理中，能以高精度控制軟化的抗蝕劑的流動(dòng)方向和流動(dòng)面積，進(jìn)而可用于布圖形成、液晶顯示裝置用TFT元件的制造等中的技術(shù)。
解決問(wèn)題的技術(shù)方案為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明第1方面提供一種再流平方法，它通過(guò)對(duì)具有第1膜、相比于該第1膜形成于上層的第2膜、以及位于該第2膜正上方的形成有露出上述第1膜的露出區(qū)域和覆蓋上述第1膜的覆蓋區(qū)域的布圖的抗蝕劑膜的被處理體實(shí)施處理，將上述抗蝕劑膜的抗蝕劑軟化，使之流動(dòng)，覆蓋上述露出區(qū)域的局部或全部，其特征在于，上述抗蝕劑膜采用抗蝕劑膜端部比上述第2膜端部更向上述露出區(qū)域的上方突出的形狀的抗蝕劑膜。
在上述第1方面中，上述抗蝕劑膜因部位的不同而膜厚有變化，呈至少具有膜厚厚的厚膜部，與相對(duì)于該厚膜部，膜厚相對(duì)較薄的薄膜部的形狀，通過(guò)上述厚膜部與上述薄膜部的配置，控制已軟化的上述抗蝕劑的流動(dòng)方向或覆蓋面積。
此外，優(yōu)選在有機(jī)溶劑保護(hù)氣中使上述抗蝕劑變形。
此外，優(yōu)選采用使用半色調(diào)掩模(Halftone Mask)的半曝光處理以及此后的顯影處理形成上述抗蝕劑膜的布圖。
本發(fā)明的第2方面提供一種布圖形成方法，其特征在于，包括在具有第1膜、形成于該第1膜上層的第2膜的被處理體上，覆蓋上述第2膜的抗蝕劑膜地形成抗蝕劑膜的抗蝕劑膜形成工序；使上述抗蝕劑膜形成布圖的掩模布圖工序；以上述布圖形成的上述抗蝕劑膜為掩模，蝕刻上述第2膜，露出上述第1膜的目標(biāo)區(qū)域，并形成上述抗蝕劑膜的端部比上述第2膜的端部更向上述目標(biāo)區(qū)域的上方突出的突出形狀的工序；對(duì)上述布圖形成的抗蝕劑膜進(jìn)行再顯影處理，在維持上述抗蝕劑膜的突出形狀的狀態(tài)下，縮小其覆蓋面積的再顯影處理工序；使上述抗蝕劑膜的抗蝕劑軟化變形，用變形抗蝕劑覆蓋上述第1膜的上述目標(biāo)區(qū)域的再流平工序；以上述變形抗蝕劑為掩模，蝕刻上述第1膜的露出區(qū)域的工序；除去上述變形抗蝕劑的工序；和對(duì)除去了上述變形抗蝕劑而再次露出的上述第1膜的目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行蝕刻的工序。
在上述第2方面中，優(yōu)選為上述抗蝕劑膜因部位的不同而膜厚有變化，呈至少具有膜厚厚的厚膜部與相對(duì)于該厚膜部膜厚相對(duì)較薄的薄膜部的形狀，在上述再流平工序中，通過(guò)上述厚膜部與上述薄膜部的配置，控制上述軟化抗蝕劑的流動(dòng)方向或覆蓋面積。
此外，在上述再流平工序中，優(yōu)選在有機(jī)溶劑保護(hù)氣中使上述抗蝕劑變形。
此外，優(yōu)選為在上述再顯影處理工序前，實(shí)施除去抗蝕劑表面的變質(zhì)層的前處理工序。
此外，優(yōu)選采用使用半色調(diào)掩模的半曝光處理以及此后的顯影處理，實(shí)施上述掩模布圖形成工序。
另外，在上述第2方面中，被處理體也可以是基板上不僅形成有柵極線(xiàn)和柵極電極，還形成有覆蓋它們的柵極絕緣膜，并且，在上述柵極絕緣膜之上，自下而上依次形成a-Si膜、電阻接觸用Si膜和源電極/漏電極用金屬膜的層積結(jié)構(gòu)體，上述第1膜是上述電阻接觸用Si膜，上述第2膜是源電極/漏電極用金屬膜。
而本發(fā)明的第3方面則提供一種液晶顯示裝置用TFT元件的制造方法，其特征在于，包括在基板上形成柵極線(xiàn)和柵極電極的工序；形成覆蓋上述柵極線(xiàn)和柵極電極的柵極絕緣膜的工序；在上述柵極絕緣膜之上，自下而上依次堆積a-Si膜、電阻接觸用Si膜和源電極/漏電極用金屬膜的工序；在上述源電極/漏電極用金屬膜上形成抗蝕劑膜的工序；對(duì)上述抗蝕劑膜進(jìn)行半曝光處理和顯影處理，形成源電極用抗蝕劑掩模和漏電極用抗蝕劑掩模的掩模布圖形成工序；以上述源電極用抗蝕劑掩模和上述漏電極用抗蝕劑掩模為掩模，對(duì)上述源電極/漏電極用金屬膜實(shí)施蝕刻，形成源電極用金屬膜與漏電極用金屬膜，在該源電極用金屬膜與漏電極用金屬膜之間的溝道區(qū)域用凹部，使下層的電阻接觸用Si膜露出，并形成使上述抗蝕劑膜的端部比上述源電極用金屬膜的端部和漏電極用金屬膜的端部更向上述溝道區(qū)域用凹部突出的突出形狀的工序；對(duì)布圖形成的上述源電極用抗蝕劑掩模和上述漏電極用抗蝕劑掩模實(shí)施再顯影處理，在上述突出形狀仍然存在的狀態(tài)下，縮小各掩模的覆蓋面積的工序；使有機(jī)溶劑作用于縮小后的上述源電極用抗蝕劑掩模和上述漏電極用抗蝕劑掩模，使軟化的軟化抗蝕劑變形，覆蓋上述源電極用金屬膜與上述漏電極用金屬膜之間的溝道區(qū)域用凹部?jī)?nèi)的上述電阻接觸用Si膜的再流平工序；以變形后上述抗蝕劑以及上述源電極用金屬膜和上述漏電極用金屬膜為掩模，對(duì)下層的上述電阻接觸用Si膜和上述a-Si膜實(shí)施蝕刻的工序；除去變形后的上述抗蝕劑，使上述電阻接觸用Si膜再次于上述源電極用金屬膜與上述漏電極用金屬膜之間的溝道區(qū)域用凹部?jī)?nèi)露出的工序；和以上述源電極用金屬膜與上述漏電極用金屬膜為掩模，對(duì)露出在它們之間的上述溝道區(qū)域用凹部的上述電阻接觸用Si膜實(shí)施蝕刻的工序。
在上述第3方面中，優(yōu)選為上述抗蝕劑膜因部位的不同而膜厚有變化，呈至少具有膜厚厚的厚膜部與相對(duì)于該厚膜部膜厚相對(duì)較薄的薄膜部的形狀，在上述再流平工序中，通過(guò)上述厚膜部與上述薄膜部的配置，控制上述軟化抗蝕劑的流動(dòng)方向或覆蓋面積。
本發(fā)明的第4方面提供一種控制程序，它在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)，控制再流平處理裝置，以便在處理室內(nèi)實(shí)施上述第1方面的再流平方法。
本發(fā)明的第5方面提供一種計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)，用于存儲(chǔ)可在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的控制程序，其特征在于，上述控制程序運(yùn)行時(shí)，控制再流平處理裝置，以便在處理室內(nèi)實(shí)施上述第1方面的再流平方法。
本發(fā)明的第6觀點(diǎn)提供一種再流平處理裝置，其特征在于，具備具有載置被處理體的支承臺(tái)的處理室；用于向上述處理室內(nèi)傳輸有機(jī)溶劑的氣體供給機(jī)構(gòu)；和實(shí)施控制，以便在上述處理室內(nèi)實(shí)施上述第1方面的再流平方法的控制部。
發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，由于用于再流平處理的抗蝕劑膜的端部，呈比其正下方的下層膜的端部更向欲利用再流平處理覆蓋的區(qū)域突出的突出形狀(外伸形狀)，所以，可避免軟化的抗蝕劑因例如下層膜的階梯而停滯等狀況，流動(dòng)快，可縮短再流平處理時(shí)間。
此外，利用外伸形狀還可控制抗蝕劑的流動(dòng)方向，使確定已軟化的抗蝕劑可在利用再流平處理欲覆蓋區(qū)域流動(dòng)。因此，通過(guò)將本發(fā)明的再流平方法用于反復(fù)實(shí)施以抗蝕劑為掩模的蝕刻工序的TFT元件等半導(dǎo)體裝置的制造，不僅可省略掩模工序和削減工序數(shù)目，而且還可縮短處理時(shí)間和提高蝕刻精度，也可適應(yīng)半導(dǎo)體裝置的高集成化和微細(xì)化等。


圖1為再流平處理系統(tǒng)的簡(jiǎn)要示意圖。
圖2為再顯影處理/脫模劑單元的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)平面圖。
圖3為再顯影處理/脫模劑單元的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖4為再流平處理單元(REFLW)的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖5A為現(xiàn)有再流平方法原理圖，表示再流平前的狀態(tài)。
圖5B為現(xiàn)有再流平方法原理圖，表示再流平期間的狀態(tài)。
圖5C為現(xiàn)有再流平方法原理圖，表示再流平后的狀態(tài)。
圖6A為本發(fā)明實(shí)施方式之一的再流平方法原理圖，表示再流平前的狀態(tài)。
圖6B為本發(fā)明實(shí)施方式之一的再流平方法原理圖，表示再流平期間的狀態(tài)。
圖6C為本發(fā)明實(shí)施方式之一的再流平方法原理圖，表示再流平后的狀態(tài)。
圖7A為本發(fā)明的另一實(shí)施方式的再流平方法原理圖，表示再流平前的狀態(tài)。
圖7B為本發(fā)明另一實(shí)施方式的再流平方法原理圖，表示再流平期間的狀態(tài)。
圖7C為本發(fā)明另一實(shí)施方式的再流平方法原理圖，表示再流平后的狀態(tài)。
圖8A為軟化抗蝕劑的流動(dòng)速度與沖淡劑濃度的關(guān)系示意圖。
圖8B為軟化抗蝕劑的流動(dòng)速度與溫度的關(guān)系示意圖。
圖8C為軟化抗蝕劑的流動(dòng)速度與壓力的關(guān)系示意圖。
圖8D為軟化抗蝕劑的流動(dòng)速度與沖淡劑流量的關(guān)系示意圖。
圖9為實(shí)施方式1的TFT元件制造工藝流程圖。
圖10為T(mén)FT元件制造工藝中，絕緣基板上形成柵極電極和層積膜的狀態(tài)下的基板縱剖視圖。
圖11為T(mén)FT元件制造工藝中，形成抗蝕劑膜的狀態(tài)下的基板縱剖視圖。
圖12為T(mén)FT元件制造工藝中，實(shí)施半曝光處理的狀態(tài)下的基板縱剖視圖。
圖13為T(mén)FT元件制造工藝中，半曝光處理后的基板縱剖視圖。
圖14為T(mén)FT元件制造工藝中，顯影后的基板縱剖視圖。
圖15為T(mén)FT元件的制造工藝中，對(duì)電極用金屬膜實(shí)施蝕刻后的基板縱剖視圖。
圖16為T(mén)FT元件制造工藝中，實(shí)施前處理和再顯影處理后的基板縱剖視圖。
圖17為T(mén)FT元件制造工藝中，再流平處理后的基板縱剖視圖。
圖18為T(mén)FT元件制造工藝中，對(duì)n+Si膜和a-Si膜實(shí)施蝕刻后的基板縱剖視圖。
圖19為T(mén)FT元件制造工藝中，除去變形抗蝕劑后的基板縱剖視圖。
圖20為T(mén)FT元件制造工藝中，形成溝道區(qū)域后的狀態(tài)下的基板縱剖視圖。
圖21為對(duì)應(yīng)于圖16的平面圖。
圖22為對(duì)應(yīng)于圖17的平面圖。
圖23A為現(xiàn)有再流平方法的示意圖，表示再流平前的狀態(tài)。
圖23B為現(xiàn)有再流平方法的示意圖，表示再流平后的狀態(tài)。
圖24A為現(xiàn)有再流平方法的示意圖，表示再流平前的狀態(tài)。
圖24B為現(xiàn)有再流平方法的示意圖，表示拋光后的狀態(tài)。
圖24C為現(xiàn)有再流平方法的示意圖，表示再流平后的狀態(tài)。
符號(hào)說(shuō)明1向盒裝卸臺(tái)(cassette station)；2處理站；3控制部；20中央搬送部；21搬送裝置；30再顯影處理/脫模劑單元(REDEV/REMV)；60再流平處理單元(REFLW)；80a、80b、80c加熱/冷卻處理單元(HP/COL)；100再流平處理系統(tǒng)；101、102下層膜；103抗蝕劑；103a厚膜部；103b薄膜部；G基板；D階梯；J下端部；S1目標(biāo)區(qū)域(target area)；S2禁止區(qū)域具體實(shí)施方式
下面，參照附圖，說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。
圖1為適用于本發(fā)明再流平方法的再流平處理系統(tǒng)的總體平面示意圖。在本實(shí)施方式中，以具有用于實(shí)施使形成于LCD用玻璃基板(以下簡(jiǎn)記為“基板”)G表面的抗蝕劑膜在顯影處理后軟化變形，進(jìn)行再覆蓋的再流平處理的再流平處理單元，用于實(shí)施在再流平處理之前實(shí)施的再顯影處理和前處理的再顯影處理/脫模劑單元(REDEV/REMV)的再流平處理系統(tǒng)為例進(jìn)行說(shuō)明。該再流平處理系統(tǒng)100具備載置著收容有多個(gè)基板G的盒C的向盒裝卸臺(tái)(搬入搬出部)1，用于對(duì)基板G施行包括再流平處理和再顯影處理在內(nèi)的一系列處理的多個(gè)處理單元的處理站(處理部)2，和控制再流平處理系統(tǒng)100的各組成部分的控制部3。另外，在圖1中，以再流平處理系統(tǒng)100的長(zhǎng)度方向?yàn)閄方向，以在平面上與X方向垂直相交的方向?yàn)閅方向。
向盒裝卸臺(tái)1與處理站2的一端相鄰。該向盒裝卸臺(tái)1具備用于在盒C與處理站2之間搬入搬出基板G的搬送裝置11，在該向盒裝卸臺(tái)1中，相對(duì)于外部搬入搬出盒C。并且，搬送裝置11具有可沿設(shè)在盒C的排列方向Y方向的搬送路10移動(dòng)的搬送臂11a。該搬送臂11a可沿X方向進(jìn)出/退避和旋轉(zhuǎn)，在盒C與處理站2之間交接基板G。
處理站2具備用于對(duì)基板G實(shí)施抗蝕劑再流平處理、其前處理和再顯影處理之際的一系列工序的多個(gè)處理單元。在這些各處理單元中，逐張?zhí)幚砘錑。并且，處理站2具有基本上沿X方向延長(zhǎng)的基板G搬送用中央搬送路20，位于該中央搬送路20兩側(cè)的各處理單元，面朝中央搬送路20。
此外，在中央搬送路20上，具備用于在各處理單元之間搬入搬出基板G的搬送裝置21，具有可沿處理單元的排列方向的X方向移動(dòng)的搬送臂21a。而且，該搬送臂21a可沿Y方向進(jìn)出/退避，沿上下方向升降，并可旋轉(zhuǎn)，在各處理單元之間搬入搬出基板G。
沿處理站2的中央搬送路20的一側(cè)，從向盒裝卸臺(tái)1側(cè)，依次排列著再顯影處理/脫模劑單元(REDEV/REMV)30和再流平處理單元(REFLW)60，沿中央搬送路20的另一側(cè)，三個(gè)加熱/冷卻處理單元(HP/COL)80a、80b、80c排成一列。各加熱/冷卻處理單元(HP/COL)80a、80b、80c沿垂直方向疊置成多級(jí)(省略圖示)。
再顯影處理/脫模劑單元(REDEV/REMV)30是在再流平處理之前，實(shí)施用于除去在未圖示的其它處理系統(tǒng)中實(shí)施的金屬蝕刻等處理時(shí)的變質(zhì)層的前處理，和使抗蝕劑布圖再次顯影的再顯影處理的處理單元。該再顯影處理/脫模劑單元(REDEV/REMV)30具備自旋式液體處理機(jī)構(gòu)，一邊保持基板G，一遍以一定速度旋轉(zhuǎn)，從用于再顯影處理的再顯影液噴出噴嘴和用于前處理的脫模液噴出噴嘴，將各自的處理液噴向基板G，涂敷再顯影液、實(shí)施前處理(抗蝕劑表面變質(zhì)層的除去處理)。
在本實(shí)施方式中，參照?qǐng)D2和圖3說(shuō)明再顯影處理/脫模劑單元(REDEV/REMV)30。圖2為再顯影處理/脫模劑單元(REDEV/REMV)30的平面圖，圖3為再顯影處理/脫模劑單元(REDEV/REMV)30的噴注室(cup)部分的剖視圖。如圖2所示，再顯影處理/脫模劑單元(REDEV/REMV)30由水槽31包圍整體。且如圖3所示，在再顯影處理/脫模劑單元(REDEV/REMV)30中，利用機(jī)械方式保持基板G的保持機(jī)構(gòu)，例如，自旋卡盤(pán)32可利用電動(dòng)機(jī)等旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)33旋轉(zhuǎn)，在該自旋卡盤(pán)32的下側(cè)，配置有包圍旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)33的外罩34。自旋卡盤(pán)32可利用未圖示的升降機(jī)構(gòu)升降，在上升位置，與搬送臂21a之間交接基板G。該自旋卡盤(pán)32可利用真空吸附力等吸附保持基板G。
在外罩34的外部周?chē)?，設(shè)有兩個(gè)分開(kāi)的下杯(アンダ一カツプ)35、36，在這兩個(gè)下杯35、36之間的上方，設(shè)有主要用于使再顯影液向下流動(dòng)的可自由升降的內(nèi)杯37，在下杯36的外側(cè)，設(shè)有主要用于使沖洗液向下流動(dòng)的與內(nèi)杯37呈一體并可自由升降的外杯38。另外，在圖3中，面向紙面，左側(cè)表示出再顯影液排出時(shí)內(nèi)杯37和外杯38上升的位置，右側(cè)表示出沖洗液排出時(shí)它們下降的位置。
在下杯35的內(nèi)部周?chē)?，底部設(shè)有旋轉(zhuǎn)干燥時(shí)用于排出單元內(nèi)的氣體的排氣口39，在兩個(gè)下杯35、36之間，設(shè)有主要用于排出再顯影液的排液管40a，在下杯36的外部周?chē)撞?，設(shè)有主要用于排出沖洗液的排液管40b。
在外杯38的一側(cè)，如圖2所示，設(shè)有用于供給再顯影液和沖洗液的噴嘴保持臂41，噴嘴保持臂41中裝配著用于將再顯影液涂布在基板G上的再顯影液噴出噴嘴42a和脫模液噴出噴嘴42b。
噴嘴保持臂41沿導(dǎo)軌43的長(zhǎng)度方向，利用皮帶驅(qū)動(dòng)等驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)44使基板G橫向移動(dòng)，這樣，在涂布再顯影液時(shí)或噴出脫模液時(shí)，噴嘴保持臂41一面從再顯影液噴出噴嘴42a噴出再顯影液或從脫模液噴出噴嘴42b噴出脫模液，一面掃過(guò)靜止的基板G。
此外，再顯影液噴出噴嘴42a和脫模液噴出噴嘴42b在噴嘴待機(jī)部45呈待機(jī)狀態(tài)，在該噴嘴等待部45，設(shè)有清洗再顯影液噴出噴嘴42a、脫模液噴出噴嘴42b的噴嘴清洗機(jī)構(gòu)46。
在外杯38的另一側(cè)，設(shè)有用于噴出純水等沖洗液的噴嘴保持臂47，在噴嘴保持臂47的前端，設(shè)有沖洗液噴出噴嘴48。沖洗液噴出噴嘴48可采用具有例如管狀噴口的噴嘴。噴嘴保持臂47可利用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)49沿導(dǎo)軌43的長(zhǎng)度方向自由滑動(dòng)，一面從沖洗液噴出噴嘴48噴出沖洗液，一面掃過(guò)基板G。
然后簡(jiǎn)要說(shuō)明使用上述再顯影處理/脫模劑單元(REDEV/REMV)30的前處理和再顯影處理工序。首先，使內(nèi)杯37與外杯38位于下段(圖3右側(cè)所示位置)，將保持基板G的搬送臂21a插入再顯影處理/脫模劑單元(REDEV/REMV)30內(nèi)，配合該時(shí)機(jī)，提升自旋卡盤(pán)32，將基板G交給自旋卡盤(pán)32。使搬送臂21a避至再顯影處理/脫模劑單元(REDEV/REMV)30之外待機(jī)，然后，使載置基板G的自旋卡盤(pán)32下降并保持于預(yù)定位置。然后，移動(dòng)噴嘴保持臂41，將其配置在內(nèi)杯37內(nèi)的預(yù)定位置，使升降機(jī)構(gòu)50b伸展并保持，以?xún)H使脫模液噴出噴嘴42b位于下方，一面掃過(guò)基板G上面，一面用脫模液噴出噴嘴42b將堿性脫模液噴至基板G上。其中，脫模液可使用例如強(qiáng)堿水溶液。在直至經(jīng)過(guò)了預(yù)定的反應(yīng)時(shí)間為止的期間內(nèi)，收攏升降機(jī)構(gòu)50b，使脫模液噴出噴嘴42b回到上方的位置并保持，使噴嘴保持臂41脫離內(nèi)杯37和外杯38并呈待機(jī)狀態(tài)，代之以驅(qū)動(dòng)噴嘴保持臂47，使沖洗液噴出噴嘴48移動(dòng)至基板G上的預(yù)定位置。然后提升內(nèi)杯37與外杯38，保持在上段位置(圖3左側(cè)位置)。
然后，使基板G以低速旋轉(zhuǎn)，引入甩掉基板G上的脫模液的動(dòng)作，幾乎與此同時(shí)，從沖洗液噴出噴嘴48噴出沖洗液，并在幾乎與上述動(dòng)作同時(shí)，開(kāi)始由排氣口39排氣?；錑開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，從基板G向其外周飛散的脫模液和沖洗液碰到內(nèi)杯37的圓錐部或外周壁(側(cè)面的垂直壁)而被引向下方，從排液管40a排出。
從基板G開(kāi)始旋轉(zhuǎn)經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間后，一面噴出沖洗液，一面保持基板G的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，使內(nèi)杯37與外杯38下降至下段位置并保持。在下段位置，基板G表面的水平位置幾乎與外杯38的圓錐部位置等高。然后，增大基板G的轉(zhuǎn)速，使之高于用于甩掉脫模液的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作開(kāi)始時(shí)的速度，以減少脫模液的殘?jiān)?。該提高基板G轉(zhuǎn)速的操作既可與內(nèi)杯37和外杯38的下降動(dòng)作同時(shí)進(jìn)行，也可在其前后任一階段進(jìn)行。這樣，從基板G飛散的主要含有脫模液的處理液碰到外杯38的圓錐部或外周壁，從排液管40b排出。然后，停止噴出沖洗液，將沖洗液噴出噴嘴48收容于預(yù)定位置，再提高基板G的轉(zhuǎn)速并保持預(yù)定時(shí)間。即，利用高速旋轉(zhuǎn)實(shí)施干燥基板G的自旋干燥。
然后，將噴嘴保持臂41移動(dòng)并配置在內(nèi)杯37內(nèi)的預(yù)定位置，使升降機(jī)構(gòu)50a伸展并保持，以?xún)H使再顯影液噴出噴嘴42a位于下方，一面掃過(guò)基板G上面，一面用再顯影液噴出噴嘴42a將預(yù)定的再顯影液涂布在基板G上，形成再顯影液水坑(パドル)。在形成再顯影液水坑后，在直至經(jīng)過(guò)了預(yù)定的再顯影處理時(shí)間(再顯影反應(yīng)時(shí)間)為止的期間內(nèi)，利用升降機(jī)構(gòu)50a，使再顯影液噴出噴嘴42a回到上方的位置并保持，使噴嘴保持臂41脫離內(nèi)杯37和外杯38并呈待機(jī)狀態(tài)，代之以驅(qū)動(dòng)噴嘴保持臂47，將沖洗液噴出噴嘴48保持在基板G上的預(yù)定位置。然后提升內(nèi)杯37與外杯38，保持在上段位置(圖3左側(cè)位置)。
然后，使基板G以低速旋轉(zhuǎn)，引入甩掉基板G上的再顯影液的動(dòng)作，幾乎與此同時(shí)，從沖洗液噴出噴嘴48噴出沖洗液，并在幾乎與上述動(dòng)作同時(shí)，開(kāi)始由排氣口39排氣。即，優(yōu)選為在再顯影反應(yīng)時(shí)間經(jīng)過(guò)前，排氣口39呈未動(dòng)作狀態(tài)，這樣，就可避免在形成于基板G上的再顯影液水坑處因排氣口39的動(dòng)作引發(fā)氣流等不良影響。
使基板G開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，從基板G向其外周飛散的再顯影液和沖洗液碰到內(nèi)杯37的圓錐部或外周壁(側(cè)面的垂直壁)而被引向下方，從排液管40a排出。從基板G開(kāi)始旋轉(zhuǎn)經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間后，一面噴出沖洗液，一面保持基板G的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，使內(nèi)杯37與外杯38下降至下段位置并保持。在下段位置，基板G表面的水平位置幾乎與外杯38的圓錐部位置等高。然后，增大基板G的轉(zhuǎn)速，使之高于用于甩掉再顯影液的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作開(kāi)始時(shí)的速度，以減少再顯影液的殘?jiān)?。該提高基板G轉(zhuǎn)速的操作既可與內(nèi)杯37和外杯38的下降動(dòng)作同時(shí)進(jìn)行，也可在其前后任一階段進(jìn)行。這樣，從基板G飛散的主要含有沖洗液的處理液碰到外杯38的圓錐部或外周壁，從排液管40b排出。然后，停止噴出沖洗液，將沖洗液噴出噴嘴48收容于預(yù)定位置，再提高基板G的轉(zhuǎn)速并保持預(yù)定時(shí)間。即，利用高速旋轉(zhuǎn)實(shí)施干燥基板G的自旋干燥。
如上所述，結(jié)束了再顯影處理/脫模劑單元(REDEV/REMV)30的一系列處理。然后，按照與上述相反的步驟，用搬送臂21a將處理后基板G從再顯影處理/脫模劑單元(REDEV/REMV)30搬出。
另一方面，在處理站2的再流平處理單元(REFLW)60中，實(shí)施用有機(jī)溶劑例如沖淡劑保護(hù)氣將形成于基板G上的抗蝕劑軟化并再覆蓋的再流平處理。
在此，對(duì)再流平處理單元(REFLW)60的組成進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。圖4為再流平處理單元(REFLW)60的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)剖視圖。再流平處理單元(REFLW)60具有腔61。腔61具有下腔61a，和與該下腔61a上部接觸的上腔61b。上腔61b與下腔61a可由未圖示的開(kāi)閉機(jī)構(gòu)開(kāi)閉，在打開(kāi)狀態(tài)下，利用搬送裝置21搬入搬出基板G。
在該室61內(nèi)，設(shè)有水平支承基板G的支承臺(tái)62。支承臺(tái)62由導(dǎo)熱性好的材質(zhì)例如鋁制成。
在支承臺(tái)62上，設(shè)有貫通支承臺(tái)62的由未圖示的升降機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的用于升降基板G的三個(gè)升降銷(xiāo)63(圖4僅表示出兩個(gè))。該升降銷(xiāo)63在升降銷(xiāo)63與搬送裝置21之間交接基板G時(shí)，從支承臺(tái)62上提基板G到預(yù)定高度位置并支承基板G，在基板G的再流平處理中，保持著例如其前端與支承臺(tái)62的上表面呈同等高度的狀態(tài)。
在下腔61a的底部，形成排氣口64a、64b，該排氣口64a、64b連接著排氣系統(tǒng)64。并通過(guò)該排氣系統(tǒng)64排出室61內(nèi)的保護(hù)氣。
在支承臺(tái)62的內(nèi)部，設(shè)有溫度調(diào)節(jié)介質(zhì)流路65，溫度調(diào)節(jié)介質(zhì)例如調(diào)溫冷卻水等經(jīng)溫度調(diào)節(jié)介質(zhì)引入管65a引入該溫度調(diào)節(jié)介質(zhì)流路65，從溫度調(diào)節(jié)介質(zhì)排出管65b排出而循環(huán)，其熱量(例如冷熱)經(jīng)支承臺(tái)62傳給基板G，這樣，就將基板G處理面控制在預(yù)期溫度。
在室61的頂壁部分，設(shè)有與支承臺(tái)62對(duì)置的噴淋頭66。在該噴淋頭66的下表面66a上，設(shè)有多個(gè)氣體噴出孔66b。
另外，在噴淋頭66的上部中央，設(shè)有氣體引入部67，該氣體引入部67與形成于噴淋頭66內(nèi)部的空間68相通。氣體引入部67連接著氣體供給管69，在該氣體供給管69另一端，連接著將有機(jī)溶劑例如沖淡劑汽化后輸入的起泡罐70。另外，氣體供給管69上設(shè)有開(kāi)閉閥71。
在起泡罐70底部，設(shè)有用于使沖淡劑氣化的氣泡發(fā)生機(jī)構(gòu)，配有連接著未圖示的N2氣供給源的N2氣供給管74。該N2氣供給管74設(shè)有質(zhì)量流量控制器72和開(kāi)閉閥73。并且，起泡罐70具備用于將儲(chǔ)存于內(nèi)部的沖淡劑的溫度調(diào)節(jié)至預(yù)定溫度的未圖示的溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。然后，利用質(zhì)量流量控制器72對(duì)來(lái)自未圖示的N2氣供給源的N2氣進(jìn)行流量控制，同時(shí)引入起泡罐70的底部，將溫度調(diào)節(jié)至預(yù)定溫度的起泡罐70內(nèi)的沖淡劑氣化，使其可以經(jīng)氣體供給管69引入室61內(nèi)。
另外，在噴淋頭66的上部周邊，設(shè)有多個(gè)清洗氣體引入部75，各清洗氣體引入部75連接著用于將例如用作清洗氣體的N2氣供給到室61內(nèi)的清洗氣體供給配管76。清洗氣體供給配管76與未圖示的清洗氣體供給源連接，管道中部設(shè)有開(kāi)閉閥77。
在該結(jié)構(gòu)的再流平處理單元(REFLW)60中，首先，將上腔61b從下腔61a打開(kāi)，在該狀態(tài)下，利用搬送裝置21的搬送臂21a搬入已經(jīng)過(guò)前處理和再顯影處理形成了布圖的具有抗蝕劑的基板G，載置于支承臺(tái)62上。然后，使上腔61b與下腔61a接觸，在關(guān)閉室61后，打開(kāi)氣體供給管69的開(kāi)閉閥71和N2氣供給管74的開(kāi)閉閥73，利用質(zhì)量流量控制器72調(diào)節(jié)N2氣流量，控制沖淡劑的氣化量，同時(shí)從起泡罐70經(jīng)氣體供給管69、氣體引入部67將沖淡劑引入噴淋頭66的空間68，從氣體噴出孔66b噴出。這樣，就在室61內(nèi)形成預(yù)定濃度的沖淡劑保護(hù)氣。
由于在放載置于室61內(nèi)的支承臺(tái)62上的基板G上，設(shè)有已形成布圖的抗蝕劑，所以通過(guò)使該抗蝕劑暴露在沖淡劑保護(hù)氣環(huán)境下，使沖淡劑浸透到抗蝕劑中。這樣，抗蝕劑軟化，其流動(dòng)性提高而變形，使基板G表面的預(yù)定區(qū)域(目標(biāo)區(qū)域)被變形抗蝕劑覆蓋。此時(shí)，通過(guò)將溫度調(diào)節(jié)介質(zhì)引入設(shè)在支承臺(tái)62內(nèi)部的溫度調(diào)節(jié)介質(zhì)流路65，使其熱量經(jīng)支承臺(tái)62傳遞給基板G，這就將基板G的處理面控制在預(yù)期的溫度下，例如20℃。由噴淋頭66向基板G表面噴出的含沖淡劑的氣體在與基板G表面接觸后，向排氣口64a、64b流動(dòng)，從室61內(nèi)向排氣系統(tǒng)64排放。
如上所述，當(dāng)再流平處理單元(REFLW)60中的再流平處理結(jié)束后，一面繼續(xù)排氣，一面打開(kāi)清洗氣體供給配管76上的開(kāi)閉閥77，經(jīng)清洗氣體引入部75將用作清洗氣體的N2氣引入室61內(nèi)，置換室內(nèi)保護(hù)氣。然后，再將上腔61b從下腔61a打開(kāi)，按照與上述相反的步驟，利用搬送臂21a從再流平處理單元(REFLW)60搬出再流平處理后的基板G。
在三個(gè)加熱/冷卻處理單元(HP/COL)80a、80b、80c中，疊合形成分別對(duì)基板G進(jìn)行加熱處理的熱板單元(HP)、對(duì)基板G進(jìn)行冷卻處理的冷卻板單元(COL)(省略圖示)。在該加熱/冷卻處理單元(HP/COL)80a、80b、80c中，根據(jù)需要，對(duì)前處理后、再顯影處理后和再流平處理后的基板G進(jìn)行加熱處理或冷卻處理。
如圖1所示，再流平處理系統(tǒng)100的各組成部分與具備控制部3的CPU的工藝控制器90相連并受其控制。工藝控制器90連接著包括工藝管理者為管理再流平處理系統(tǒng)100進(jìn)行指令輸入操作的鍵盤(pán)、或使再流平處理系統(tǒng)100的運(yùn)行情況可視顯示的顯示器等用戶(hù)接口91。
另外，工藝控制器90連接著儲(chǔ)存有記錄著用于實(shí)現(xiàn)利用工藝控制器90控制再流平處理系統(tǒng)100所實(shí)行的各種處理的控制程序或處理?xiàng)l件數(shù)據(jù)等的配方的存儲(chǔ)部92。
然后，可根據(jù)需要，按照來(lái)自用戶(hù)接口91的指示等，從存儲(chǔ)部92調(diào)用任意配方，在工藝控制器90中實(shí)行，從而在工藝控制器90的控制下，實(shí)行再流平處理系統(tǒng)100所需處理。另外，上述配方可利用存儲(chǔ)在例如CD-ROM、硬盤(pán)、軟盤(pán)、閃存等計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中的狀態(tài)下的配方，或從其它裝置，經(jīng)例如專(zhuān)用線(xiàn)路隨時(shí)傳送后利用。
在如上所述的再流平處理系統(tǒng)100中，首先，在向盒裝卸臺(tái)1中，搬送裝置11的搬送臂11a訪問(wèn)收容著未處理基板G的盒C，取出一張基板G?；錑由搬送裝置11的搬送臂11a交接給處理站2的中央搬送路20中的搬送裝置21的搬送臂21a，利用該搬送裝置21，向再顯影處理/脫模劑單元(REDEV/REMV)30搬入。然后，在再顯影處理/脫模劑單元(REDEV/REMV)30中進(jìn)行前處理和再顯影處理后，利用搬送裝置21，從再顯影處理/脫模劑單元(REDEV/REMV)30取出基板，搬入加熱/冷卻處理單元(HP/COL)80a、80b、80c中的某個(gè)。然后，在各加熱/冷卻處理單元(HP/COL)80a、80b、80c中實(shí)施了預(yù)定的加熱/冷卻處理的基板G被搬往再流平處理單元(REFLW)60，在此施行再流平處理。再流平處理后，根據(jù)需要，在各加熱/冷卻處理單元(HP/COL)80a、80b、80c中實(shí)施規(guī)定的加熱、冷卻處理。利用搬送裝置21，將結(jié)束了這一系列處理后的基板G交接給向盒裝卸臺(tái)1的搬送裝置11，收容于任意盒C中。
然后，對(duì)再流平處理單元(REFLW)60中所進(jìn)行的再流平方法的原理進(jìn)行說(shuō)明。
為說(shuō)明現(xiàn)有再流平方法，圖5A簡(jiǎn)要表示了形成于基板G表面附近的抗蝕劑103的剖面。其中，抗蝕劑103表面形狀呈平面。在基板G上，層積形成下層膜101和下層膜102，其上形成帶布圖的抗蝕劑103。
在圖5A的例中，下層膜101的表面存在著目標(biāo)區(qū)域S1，使軟化的抗蝕劑103流入該目標(biāo)區(qū)域S1，目的在于用抗蝕劑103覆蓋目標(biāo)區(qū)域S1。另一方面，下層膜102表面存在著例如蝕刻區(qū)域等禁止區(qū)域S2，需要避免該禁止區(qū)域S2被抗蝕劑103覆蓋。而下層膜102的端部比抗蝕劑103的側(cè)面更向目標(biāo)區(qū)域S1橫向突出，在其與目標(biāo)區(qū)域S1之間形成階梯D。該階梯D是通過(guò)對(duì)抗蝕劑103實(shí)施例如再顯影處理，橫向切削抗蝕劑103形成的。
從圖5A的狀態(tài)，使抗蝕劑與例如沖淡劑等有機(jī)溶劑接觸并被滲透，如圖5B所示，使抗蝕劑103軟化變形。由于軟化的抗蝕劑103的流動(dòng)性提高，所以在下層膜102的表面擴(kuò)散，但由于除非流動(dòng)的抗蝕劑103的膜厚達(dá)到一定數(shù)值以上，否則無(wú)法超越階梯D，所以階梯D的抗蝕劑103的行進(jìn)速度放緩，在該部分，抗蝕劑103停滯。
該階梯D附近停滯的結(jié)果是，抗蝕劑103更多流向更易流動(dòng)的與階梯D相反的方向，即希望避免被抗蝕劑覆蓋的禁止區(qū)域S2的方向。然后，如圖5C所示，抗蝕劑103未能充分覆蓋目標(biāo)區(qū)域S1，到達(dá)禁止區(qū)域S2，最終覆蓋了禁止區(qū)域S2的表面。這樣，如果抗蝕劑103不能確保覆蓋目標(biāo)區(qū)域S1，反而是到達(dá)了不希望被抗蝕劑覆蓋的禁止區(qū)域S2，則例如再流平后的抗蝕劑103用作掩模的蝕刻形狀的精度降低，引起TFT元件等元件的性能不良或成品率的降低，這就是上述圖5A～圖5C所述的抗蝕劑103的狀態(tài)無(wú)法控制利用有機(jī)溶劑軟化的抗蝕劑103的流動(dòng)方向的原因。
圖6A～圖6C和圖7A～圖7C為用于說(shuō)明本發(fā)明再流平方法概念的示意圖。
圖6A簡(jiǎn)要表示了形成于基板G表面附近的抗蝕劑103的剖面。與圖5A相同的是，下層膜101和下層膜102層積形成，其上形成帶布圖的抗蝕劑103的結(jié)構(gòu)以及關(guān)于目標(biāo)區(qū)域S1、禁止區(qū)域S2的內(nèi)容。但在本實(shí)施方式中，面臨目標(biāo)區(qū)域S1側(cè)的抗蝕劑103的下端部J比下層膜102的端部更向目標(biāo)區(qū)域S1側(cè)伸出，形成外伸形狀。
從圖6A的狀態(tài)，使抗蝕劑與例如沖淡劑等有機(jī)溶劑接觸，使抗蝕劑103軟化變形。由于軟化的抗蝕劑103的流動(dòng)性提高，所以在下層膜102的表面擴(kuò)散。這是因?yàn)?，如上所述，由于抗蝕劑103的下端部J比下層膜102的端部更向目標(biāo)區(qū)域S1側(cè)伸出，所以抗蝕劑103不受下層膜102妨礙而順暢流向目標(biāo)區(qū)域S1。這一點(diǎn)通過(guò)與圖5A、圖5B的對(duì)比變得很明顯。
即，如圖5A所示，在軟化的抗蝕劑103行進(jìn)途中存在階梯D的情況下，軟化的抗蝕劑103停滯于此(參照?qǐng)D5B)，到超越階梯D為止需要一定的時(shí)間。而軟化的抗蝕劑103在停滯于階梯D處期間，因向更易流動(dòng)的方向流動(dòng)，故難以控制流動(dòng)方向。反之，如圖6A所示，當(dāng)預(yù)先使抗蝕劑103的下端部J比下層膜102更加突出，就不會(huì)引發(fā)抗蝕劑103的停滯(參照?qǐng)D5B)，可使軟化的抗蝕劑迅速向目標(biāo)區(qū)域S1流動(dòng)。另外，在希望抗蝕劑103流動(dòng)的目標(biāo)區(qū)域S1側(cè)設(shè)置外伸形狀，促進(jìn)抗蝕劑103的流動(dòng)，作為反作用，遏制了抗蝕劑103向禁止區(qū)域S2的流動(dòng)，如圖6C所示，未到達(dá)禁止區(qū)域S2而停止變形。因此，可確保再流平后的抗蝕劑103用作掩模的蝕刻精度，使元件特性良好。
這樣，通過(guò)預(yù)先使抗蝕劑103的下端部J比下層膜102更加突出，可加快抗蝕劑103的擴(kuò)散，縮短再流平處理時(shí)間，并可控制流動(dòng)方向，確保足夠的蝕刻精度。
圖7A簡(jiǎn)要表示形成于基板G表面附近的抗蝕劑103的剖面。與圖6A相同的是，下層膜101和下層膜102層積形成，其上形成帶布圖的抗蝕劑103，且面臨目標(biāo)區(qū)域S1側(cè)的抗蝕劑103的下端部J比下層膜102的端部更向目標(biāo)區(qū)域S1側(cè)伸出，形成外伸形狀的結(jié)構(gòu)以及關(guān)于目標(biāo)區(qū)域S1、禁止區(qū)域S2的內(nèi)容。
在本實(shí)施方式中，抗蝕劑103因部位的不同而膜厚不同，形成表面有階梯的形狀。即，抗蝕劑103表面設(shè)有高低差，呈具有膜厚厚的厚膜部103a，和與該厚膜部103a相比膜厚相對(duì)較薄的薄膜部103b的形狀。厚膜部103a形成于目標(biāo)區(qū)域S1側(cè)，薄膜部103b形成于禁止區(qū)域S2側(cè)。
從圖7A的狀態(tài)，使抗蝕劑與例如沖淡劑等有機(jī)溶劑接觸，使抗蝕劑103軟化變形。由于軟化的抗蝕劑103的流動(dòng)性提高，所以如圖7B所示，向目標(biāo)區(qū)域S1擴(kuò)散。如上所述，由于抗蝕劑103上除了形成向目標(biāo)區(qū)域S1外伸的形狀的下端部J之外，還存在著膜厚厚的厚膜部103a和膜厚相對(duì)較薄的薄膜部103b，所以，不僅軟化的抗蝕劑103的流動(dòng)速度更快，并且可更可靠地控制流動(dòng)方向。
即，由于抗蝕劑103的下端部J比下層膜102更加突出，所以不會(huì)發(fā)生抗蝕劑103的停滯，可使軟化的抗蝕劑迅速向目標(biāo)區(qū)域S1流動(dòng)。另外，由于厚膜部103a在沖淡劑保護(hù)氣中的露出面積大，故沖淡劑易于滲透，從而加快軟化，提高流動(dòng)性。且由于厚膜部103a軟化較快進(jìn)行，且抗蝕劑體積也很大，所以抗蝕劑103易于到達(dá)目標(biāo)區(qū)域S1。
另一方面，由于薄膜部103b在沖淡劑保護(hù)氣中的露出面積與厚膜部103a相比較小，所以軟化不易進(jìn)行，與厚膜部103a相比，流動(dòng)性幾乎不見(jiàn)增大。且由于薄膜部103b的軟化進(jìn)展緩慢，與厚膜部103a相比，抗蝕劑體積也很小，所以抗蝕劑103向禁止區(qū)域S2的流動(dòng)受到遏制，如圖7C所示，未到達(dá)禁止區(qū)域S2而停止變形。因此，可確保再流平后的抗蝕劑103用作掩模的蝕刻精度，使元件特性良好。
這樣，通過(guò)使用抗蝕劑103的下端部J形成外伸形狀，且還具有厚膜部103a、薄膜部103b，表面存在高低差異的抗蝕劑103，就可縮短抗蝕劑103擴(kuò)散時(shí)間，并可控制其流動(dòng)方向，確保足夠的蝕刻精度。
另外，圖7A～圖7C實(shí)施方式中，在表面設(shè)有高低差，具有膜厚厚的厚膜部103a和與該厚膜部103a相比膜厚相對(duì)較薄的薄膜部103b的抗蝕劑103中，在目標(biāo)區(qū)域S1側(cè)形成厚膜部103a，在禁止區(qū)域S2側(cè)形成薄膜部103b，反之，也可在目標(biāo)區(qū)域S1側(cè)形成薄膜部103b，在禁止區(qū)域S2側(cè)形成厚膜部103a。可這樣配置的理由是因抗蝕劑103的流動(dòng)狀態(tài)隨著例如再流平處理單元(REFLW)60的再流平處理時(shí)的沖淡劑濃度、流量，基板G(支承臺(tái)62)溫度，室61內(nèi)壓等條件變化。
例如，如圖8A～圖8D所示，在沖淡劑濃度、流量和室內(nèi)壓力增加的同時(shí)，抗蝕劑流動(dòng)速度也上升，但就溫度而言，則有隨著溫度上升抗蝕劑103流動(dòng)速度降低的趨勢(shì)。即，即使厚膜部103a、薄膜部103b的形狀、配置相同，也會(huì)因例如室61內(nèi)的沖淡劑濃度的不同而使抗蝕劑軟化程度變化，導(dǎo)致流動(dòng)方向、流動(dòng)速度等特性不同。因此，通過(guò)組合再流平處理中的有機(jī)溶劑濃度、流量，基板溫度，壓力等條件，通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定選擇最佳條件，使用表面上有高低差(厚膜部、薄膜部)的抗蝕劑103，就可任意控制其流動(dòng)方向或覆蓋面積。
另外，在圖7A～圖7C的實(shí)施方式中，采用抗蝕劑膜上設(shè)有厚膜部與薄膜部的結(jié)構(gòu)，但抗蝕劑膜厚的變化不限于兩階段，也可以分三階段以上變化。此外，抗蝕劑膜厚不僅可呈階梯狀變化，也可以是膜厚逐漸變化的具有傾斜表面的形狀。在此情況下，例如可預(yù)先使抗蝕劑涂布膜厚具有傾斜，在半曝光后的抗蝕劑表面形成傾斜面。
然后參照?qǐng)D9～圖22，對(duì)將本發(fā)明再流平方法用于液晶顯示裝置用TFT元件制造工藝的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖9為本發(fā)明實(shí)施方式1的液晶顯示元件用TFT元件的制造方法的簡(jiǎn)要流程示意圖。
首先，如圖10所示，在玻璃等透明基板制絕緣基板201上形成柵極電極202和未圖示的柵極線(xiàn)，然后依次層積，堆積形成氮化硅膜等柵極絕緣膜203、a-Si(無(wú)定形硅)膜204、用作電阻接觸層的n+Si膜205、Al合金或Mo合金等電極用金屬膜206(步驟S1)。
然后如圖11所示，在電極用金屬膜206上形成抗蝕劑207(步驟S2)。再如圖12中所示，將因部位不同而光線(xiàn)透射率不同、可使抗蝕劑207曝光量分區(qū)域變化的半色調(diào)掩模300用于曝光掩模，進(jìn)行曝光處理(步驟S3)。該半色調(diào)掩模300可按照兩階段的曝光量對(duì)抗蝕劑207曝光。通過(guò)這樣對(duì)抗蝕劑207進(jìn)行半曝光，如圖13所示，形成曝光抗蝕劑部208和未曝光抗蝕劑部209。未曝光抗蝕劑部209相應(yīng)于半色調(diào)掩模300的透射率，形成階梯狀與曝光抗蝕劑部208的邊界。
曝光后進(jìn)行顯影處理，如圖14所示，由此除去曝光抗蝕劑部208，使未曝光抗蝕劑部209殘留在電極用金屬膜206上(步驟S4)。未曝光抗蝕劑部209分成源電極用抗蝕劑掩模210和漏電極用抗蝕劑掩模211而形成布圖。通過(guò)半曝光，源電極用抗蝕劑掩模210按照膜厚厚的順序，以階梯狀形成第1膜厚部210a和第2膜厚部210b。漏電極用抗蝕劑掩模211同樣通過(guò)半曝光，按膜厚厚的順序，以階梯狀形成第1膜厚部211a和第2膜厚部211b。
然后，將殘留的未曝光抗蝕劑部209用作蝕刻掩模，對(duì)電極用金屬膜206進(jìn)行蝕刻，如圖15所示，此后形成作為溝道區(qū)域的凹部220(步驟S5)。通過(guò)該蝕刻，形成源電極206a與漏電極206b，使得在它們之間的凹部220內(nèi)可露出n+Si膜205的表面。該蝕刻可通過(guò)利用例如蝕刻氣體的等離子體的干蝕刻或使用蝕刻液的濕蝕刻進(jìn)行。此時(shí)，源電極206a與漏電極206b受到朝向橫向的預(yù)定量的側(cè)面蝕刻，形成過(guò)渡切削(under cut)，實(shí)施蝕刻，以形成用作蝕刻掩模的源電極用抗蝕劑掩模210和漏電極用抗蝕劑掩模211各自的下端部J比源電極206a的端部和漏電極206b的端部更向凹部220突出的外伸形狀。例如，在干蝕刻中，選擇可生成各向同性腐蝕劑的蝕刻氣體進(jìn)行過(guò)度蝕刻，來(lái)實(shí)施側(cè)面蝕刻，就可形成圖15所示的過(guò)渡切削的蝕刻形狀。該源電極206a與漏電極206b的側(cè)面蝕刻在干蝕刻的情況下，蝕刻氣體種類(lèi)可采用例如Cl2、BCl3、CCl4等含氯氣體，在例如10～100Pa程度的壓力條件下實(shí)施。
此外，通過(guò)蝕刻，在源電極用抗蝕劑掩模210和漏電極用抗蝕劑掩模211的表面附近，形成薄的表面變質(zhì)層301。
然后，用脫模液實(shí)施濕式處理，除去蝕刻電極用金屬膜206后的表面變質(zhì)層301(前處理)，然后除去源電極206a與漏電極206b之上的未曝光抗蝕劑部209的一部分，實(shí)施再顯影處理(步驟S6)。該前處理和再顯影處理，可在再流平處理系統(tǒng)100的再顯影處理/脫模劑單元(REDEV/REMV)30中連續(xù)進(jìn)行。
通過(guò)該再顯影處理，如圖16所示，大幅度縮小源電極用抗蝕劑掩模210和漏電極用抗蝕劑掩模211的覆蓋面積。具體而言，在源電極用抗蝕劑掩模210上，完全除去了第2膜厚部210b，僅第1膜厚部210a殘留在源電極206b上。且漏電極用抗蝕劑掩模211同樣也完全除去了第2膜厚部211b，僅第1膜厚部211a殘留在漏電極206b上。此外，通過(guò)再顯影處理，使第1膜厚部210a(或第1膜厚部211a)的膜厚和橫向厚度(寬度)L1與再顯影前的厚度(寬度)L0(參照?qǐng)D15)相比均減小。但即使源電極用抗蝕劑掩模210和漏電極用抗蝕劑掩模211的覆蓋面積縮小，也維持著各自的下端部J比源電極206a的端部和漏電極206b的端部更向凹部220突出的外伸形狀。因此，預(yù)先考慮通過(guò)步驟S6的前處理/再顯影處理削去的抗蝕劑量，調(diào)節(jié)步驟S5的金屬膜蝕刻中的源電極206a與漏電極206b的側(cè)面蝕刻量(下端部J的突出量)。
這樣，通過(guò)實(shí)施再顯影處理減少源電極用抗蝕劑掩模210和漏電極用抗蝕劑掩模211的覆蓋面積，可避免再流平工序后變形抗蝕劑從與目標(biāo)區(qū)域(凹部220)相對(duì)側(cè)的源電極206a的端部或漏電極206b的端部伸出而覆蓋下層膜，所以可適應(yīng)TFT元件的微細(xì)化。
另外，在圖16中，為了比較，用虛線(xiàn)表示了再顯影處理前的源電極用抗蝕劑掩模210和漏電極用抗蝕劑掩模211的輪廓。且與該圖16所示剖面結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的平面圖示于圖21。
在本實(shí)施方式中，通過(guò)使源電極用抗蝕劑掩模210和漏電極用抗蝕劑掩模211的下端部J比源電極206a和漏電極206b的端部更突出，使軟化抗蝕劑易于流入目標(biāo)區(qū)域的凹部220內(nèi)，實(shí)現(xiàn)軟化抗蝕劑流動(dòng)方向的控制與處理時(shí)間的縮短。而且，在再流平處理(步驟S7)中，使利用沖淡劑等有機(jī)溶劑軟化的抗蝕劑以很短時(shí)間流入此后形成溝道區(qū)域的目標(biāo)凹部220，可確保覆蓋凹部220。該再流平處理由圖4的再流平處理單元(REFLW)60實(shí)施。
圖17表示由變形抗蝕劑212覆蓋凹部220周?chē)臓顟B(tài)。圖22表示與該圖17所示剖面結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的平面圖。
在現(xiàn)有技術(shù)中，因變形抗蝕劑212擴(kuò)散到例如源電極206a或漏電極206b的凹部220的相對(duì)側(cè)，覆蓋例如用作電阻接觸層的n+Si膜205的上面，因此，覆蓋部分不會(huì)在下一次硅蝕刻工序中被蝕刻，存在著蝕刻精度受損，導(dǎo)致TFT元件不良或合格率降低之類(lèi)的問(wèn)題。并且，如果預(yù)估較大的變形抗蝕劑212導(dǎo)致的覆蓋面積進(jìn)行設(shè)計(jì)，則用于制造一個(gè)TFT元件所需的面積(點(diǎn)面積)加大，存在著難以適應(yīng)TFT元件高集成化、微細(xì)化之類(lèi)的問(wèn)題。
反之，在本實(shí)施方式中，通過(guò)再顯影處理大幅度減少源電極用抗蝕劑掩模210和漏電極用抗蝕劑掩模211的體積后，再進(jìn)行再流平處理，結(jié)果如圖17所示，變形抗蝕劑導(dǎo)致的覆蓋區(qū)域限于再流平處理目標(biāo)區(qū)域的凹部220的周?chē)乙部墒棺冃慰刮g劑212形成較薄的膜厚。因此還可適應(yīng)于TFT元件的高集成化、微細(xì)化。
然后，如圖18所示，將源電極206a、漏電極206b和變形抗蝕劑212用作蝕刻掩模，對(duì)n+Si膜205和a-Si膜204進(jìn)行蝕刻處理(步驟S8)。然后，如圖19所示，通過(guò)例如濕處理等方法，除去變形抗蝕劑212(步驟S9)。再將源電極206a和漏電極206b用作蝕刻掩模，對(duì)露出于凹部220內(nèi)的n+Si膜205進(jìn)行蝕刻處理(步驟S10)。從而如圖20所示，形成溝道區(qū)域221。
以后的工序省略圖示，可通過(guò)例如，在形成覆蓋溝道區(qū)域221、源電極206a和漏電極206b的有機(jī)膜之后(步驟S11)，采用光刻法，利用蝕刻，形成連接著源電極206a(漏電極206b)的接觸孔(步驟S12)，然后利用銦錫氧化物(ITO)等形成透明電極(步驟S13)，制造液晶顯示裝置用TFT元件。
上文對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不限于這種形態(tài)。
例如，在上述說(shuō)明中，舉出使用LCD用玻璃基板的TFT元件的制造例，但也可將本發(fā)明適用于形成在其它平板顯示器(FPD)基板、半導(dǎo)體基板等基板上的抗蝕劑的再流平處理情況。
產(chǎn)業(yè)實(shí)用性本發(fā)明可在例如TFT元件等半導(dǎo)體裝置制造中很好地利用。
權(quán)利要求
1.一種再流平方法，通過(guò)對(duì)具有第1膜、相比于所述第1膜形成于上層的第2膜、以及位于所述第2膜正上方的形成有露出所述第1膜的露出區(qū)域與覆蓋所述第1膜的覆蓋區(qū)域的布圖的抗蝕劑膜的被處理體實(shí)施處理，使所述抗蝕劑膜的抗蝕劑軟化流動(dòng)，覆蓋所述露出區(qū)域的局部或全部，其特征在于，所述抗蝕劑膜采用抗蝕劑膜端部比所述第2膜端部更向所述露出區(qū)域的上方突出的形狀的抗蝕劑膜。
2.如權(quán)利要求1所述再流平方法，其特征在于，所述抗蝕劑膜因部位的不同而膜厚有變化，呈至少具有膜厚厚的厚膜部，與相對(duì)于所述厚膜部，膜厚相對(duì)較薄的薄膜部的形狀，通過(guò)所述厚膜部與所述薄膜部的配置，控制已軟化所述抗蝕劑的流動(dòng)方向。
3.如權(quán)利要求1中所述再流平方法，其特征在于，所述抗蝕劑膜因部位的不同而膜厚有變化，呈至少具有膜厚厚的厚膜部，與相對(duì)于所述厚膜部，膜厚相對(duì)較薄的薄膜部的形狀，通過(guò)所述厚膜部與所述薄膜部的配置，控制已軟化所述抗蝕劑引起的覆蓋面積。
4.如權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述再流平方法，其特征在于，在有機(jī)溶劑保護(hù)氣中使所述抗蝕劑變形。
5.如權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述再流平方法，其特征在于，通過(guò)實(shí)施使用半色調(diào)掩模的半曝光處理與此后的顯影處理，形成所述抗蝕劑膜的布圖。
6.一種布圖形成方法，其特征在于，包括在具有第1膜、相比于所述第1膜形成于上層的第2膜的被處理體上，覆蓋所述第2膜的抗蝕劑膜地形成抗蝕劑膜的抗蝕劑膜形成工序；使所述抗蝕劑膜形成布圖的掩模布圖工序；以所述布圖形成的所述抗蝕劑膜為掩模，蝕刻所述第2膜，露出所述第1膜的目標(biāo)區(qū)域，并形成所述抗蝕劑膜的端部比所述第2膜的端部更向所述目標(biāo)區(qū)域的上方突出的突出形狀的工序；對(duì)所述布圖形成的抗蝕劑膜進(jìn)行再顯影處理，在維持所述抗蝕劑膜的突出形狀的狀態(tài)下，縮小其覆蓋面積的再顯影處理工序；使所述抗蝕劑膜的抗蝕劑軟化變形，用變形抗蝕劑覆蓋所述第1膜的所述目標(biāo)區(qū)域的再流平工序；以所述變形抗蝕劑為掩模，蝕刻所述第1膜的露出區(qū)域的工序；除去所述變形抗蝕劑的工序；和對(duì)除去了所述變形抗蝕劑而再次露出的所述第1膜的目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行蝕刻的工序。
7.如權(quán)利要求6所述布圖形成方法，其特征在于，所述抗蝕劑膜因部位的不同而膜厚有變化，呈至少具有膜厚厚的厚膜部，和相對(duì)于所述厚膜部，膜厚相對(duì)較薄的薄膜部的形狀，在所述再流平工序中，通過(guò)所述厚膜部與所述薄膜部的配置，控制所述軟化抗蝕劑的流動(dòng)方向。
8.如權(quán)利要求6所述布圖形成方法，其特征在于，所述抗蝕劑膜因部位的不同而膜厚有變化，呈至少具有膜厚厚的厚膜部，和相對(duì)于所述厚膜部，膜厚相對(duì)較薄的薄膜部的形狀，在所述再流平工序中，通過(guò)所述厚膜部與所述薄膜部的配置，控制所述軟化抗蝕劑引起的覆蓋面積。
9.如權(quán)利要求6～8任一項(xiàng)所述布圖形成方法，其特征在于，在所述再流平工序中，在有機(jī)溶劑保護(hù)氣中使所述抗蝕劑變形。
10.如權(quán)利要求6～8任一項(xiàng)所述布圖形成方法，其特征在于，在所述再顯影處理工序之前，實(shí)施除去抗蝕劑表面的變質(zhì)層的前處理工序。
11.如權(quán)利要求6～8任一項(xiàng)所述布圖形成方法，其特征在于，使用半色調(diào)掩模的半曝光處理以及此后的顯影處理，實(shí)施所述掩模布圖形成工序。
12.如權(quán)利要求6～8任一項(xiàng)所述布圖形成方法，其特征在于，被處理體是基板上形成柵極線(xiàn)和柵極電極，還形成有覆蓋它們的柵極絕緣膜，并且，在所述柵極絕緣膜之上，自下而上依次形成a-Si膜、電阻接觸用Si膜和源電極/漏電極用金屬膜的層積結(jié)構(gòu)體，所述第1膜為所述電阻接觸用Si膜，所述第2膜為源電極/漏電極用金屬膜。
13.一種液晶顯示裝置用TFT元件的制造方法，其特征在于，包括在基板上形成柵極線(xiàn)和柵極電極的工序；形成覆蓋所述柵極線(xiàn)和柵極電極的柵極絕緣膜的工序；在所述柵極絕緣膜之上，自下而上依次堆積a-Si膜、電阻接觸用Si膜和源電極/漏電極用金屬膜的工序；在所述源電極/漏電極用金屬膜上形成抗蝕劑膜的工序；對(duì)所述抗蝕劑膜進(jìn)行半曝光處理和顯影處理，形成源電極用抗蝕劑掩模和漏電極用抗蝕劑掩模的掩模布圖形成工序；以所述源電極用抗蝕劑掩模和所述漏電極用抗蝕劑掩模為掩模，對(duì)所述源電極/漏電極用金屬膜實(shí)施蝕刻，形成源電極用金屬膜與漏電極用金屬膜，在所述源電極用金屬膜與漏電極用金屬膜之間的溝道區(qū)域用凹部，使下層的電阻接觸用Si膜露出，并形成使所述抗蝕劑膜端部比所述源電極用金屬膜的端部和所述漏電極用金屬膜的端部更向所述溝道區(qū)域用凹部突出的突出形狀的工序；對(duì)布圖形成的所述源電極用抗蝕劑掩模和所述漏電極用抗蝕劑掩模實(shí)施再顯影處理，在殘留所述突出形狀的狀態(tài)下，縮小各自的覆蓋面積的工序；通過(guò)使有機(jī)溶劑作用于縮小后的所述源電極用抗蝕劑掩模和所述漏電極用抗蝕劑掩模，使軟化的軟化抗蝕劑變形，覆蓋所述源電極用金屬膜與所述漏電極用金屬膜之間的溝道區(qū)域用凹部?jī)?nèi)的所述電阻接觸用Si膜的再流平工序，以變形后所述抗蝕劑以及所述源電極用金屬膜和所述漏電極用金屬膜為掩模，對(duì)下層的所述電阻接觸用Si膜和所述述a-Si膜實(shí)施蝕刻的工序；除去變形后的所述抗蝕劑，使所述電阻接觸用Si膜再次露出于所述源電極用金屬膜與所述漏電極用金屬膜之間的溝道區(qū)域用凹部的工序；和以所述源電極用金屬膜與所述漏電極用金屬膜為掩模，對(duì)露出在它們之間的所述溝道區(qū)域用凹部的所述電阻接觸用Si膜實(shí)施蝕刻的工序。
14.權(quán)利要求13所述液晶顯示裝置用TFT元件的制造方法，其特征在于，所述抗蝕劑膜因部位的不同而膜厚有變化，呈至少具有膜厚厚的厚膜部，與相對(duì)于所述厚膜部膜厚相對(duì)較薄的薄膜部的形狀，在所述再流平工序中，通過(guò)所述厚膜部與所述薄膜部的配置，控制所述軟化抗蝕劑的流動(dòng)方向。
15.權(quán)利要求13所述液晶顯示裝置用TFT元件的制造方法，其特征在于，所述抗蝕劑膜因部位的不同而膜厚有變化，呈至少具有膜厚厚的厚膜部，與相對(duì)于所述厚膜部膜厚相對(duì)較薄的薄膜部的形狀，在所述再流平工序中，通過(guò)所述厚膜部與所述薄膜部的配置，控制所述軟化抗蝕劑的覆蓋面積。
16.一種控制程序，在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)，控制再流平處理裝置，在處理室內(nèi)實(shí)施權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述再流平方法。
17.一種計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)，用于存儲(chǔ)可在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的控制程序，其特征在于，在所述控制程序運(yùn)行時(shí)，控制再流平處理裝置，在處理室內(nèi)實(shí)施權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的再流平方法。
18.一種再流平處理裝置，其特征在于，具備具有載置被處理體的支承臺(tái)的處理室；用于向所述處理室內(nèi)傳輸有機(jī)溶劑的氣體供給機(jī)構(gòu)；和實(shí)施控制，在所述處理室內(nèi)實(shí)施權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述再流平方法的控制部。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種因?yàn)榭稍诳刮g劑再流平處理中，高精度控制已軟化抗蝕劑的流動(dòng)方向和流動(dòng)面積，所以可用于布圖形成、液晶顯示裝置用TFT元件的制造的技術(shù)。實(shí)施再流平處理的抗蝕劑(103)面臨目標(biāo)區(qū)域(S
文檔編號(hào)G02F1/1362GK101047120SQ20071009135
公開(kāi)日2007年10月3日 申請(qǐng)日期2007年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月31日
發(fā)明者麻生豐 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社