CN101231947A - 回流处理方法以及tft的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及回流处理方法以及TFT的制造方法。以源电极用抗蚀剂掩膜(210)(漏电极用抗蚀剂掩膜(211))的单位长度L平均的体积V1相对布线用抗蚀剂掩膜(231)的单位长度L平均的体积V2为1.5～3倍的方式设定线宽W1以及W2，由此，可确保源电极用抗蚀剂掩膜(210)(漏电极用抗蚀剂掩膜(211))进行变形而得到的变形抗蚀剂(212)的线宽W3为充分覆盖凹部(220)的宽度，并且，将布线用抗蚀剂掩膜(231)变形而得到的变形抗蚀剂(232)的线宽W4抑制得很小。

Description

回流处理方法以及TFT的制造方法
技术领域
本发明涉及例如能够在薄膜晶体管(TFT)等的制造过程中利用的抗蚀剂的回流处理方法以及TFT的制造方法。
背景技术
有源矩阵型液晶显示装置以如下方式构成：在形成有薄膜晶体管(TFT)的TFT衬底和形成有滤色片的对置衬底之间夹持液晶并保持，并且能够按每个像素选择性地施加电压。在此处所使用的TFT衬底的制作过程中，反复进行光刻步骤的光致抗蚀剂等感光性材料的构图，因此需要按每个光刻步骤的掩膜图形。
但是，近年来随着液晶显示装置的高集成化与微细化的发展，具有其制造步骤复杂化、制造成本增加的趋势。因此，为了降低制造成本，对合并光刻法用的掩膜图形的形成步骤来减少整体的步骤数量进行研究。作为减少掩膜图形的形成步骤数量的技术，提出如下的回流工艺：使有机溶剂浸透到形成有图形的抗蚀剂，由此，使抗蚀剂软化，并且使图形形状改变进行再利用，从而省略掩膜图形的形成步骤(例如，特开2002-334830号公报)。在回流技术中，不仅能够减少光刻步骤的次数，还具有能够节省抗蚀剂的耗费量的优点。
但是，在回流处理中，由于将衬底表面的抗蚀剂暴露在溶剂气氛中，因此在衬底表面内的不同区域调节回流的速度(即，抗蚀剂变形的程度)是困难的。由此，在衬底上存在要利用回流处理以抗蚀剂覆盖的区域、和不想进行覆盖的区域的情况下，在衬底表面内一律进行了回流的结果是，在将变形后的抗蚀剂作为刻蚀掩膜来使用的下一刻蚀步骤中，损害了下层膜的刻蚀精度。
例如，在TFT元件的制造过程中，在应用回流处理的情况下，若使作为源电极、漏电极形成用的刻蚀掩膜来利用的抗蚀剂进行变形并覆盖源电极与漏电极之间的沟道部，则用作布线形成用的刻蚀掩膜的布线上的抗蚀剂也变形，从而比布线宽度宽。此时，若将由于回流处理而变形后的抗蚀剂作为掩膜而在下一步骤中进行下层的非晶硅(a-Si)层的刻蚀，则下层的a-Si层以相对布线的宽度而露出的方式残留为宽度较宽，存在与TFT元件的微细化或高集成化困难的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够确保回流处理的精度并能够谋求节省抗蚀剂以及减少步骤数量的回流处理方法以及TFT的制造方法。
根据本发明的第1观点，提供一种回流处理方法，具有如下步骤：准备具有进行图形形成后的电极用金属膜以及与该电极用金属膜连接的布线用金属膜、分别设置在所述电极用金属膜以及所述布线用金属膜上的电极用抗蚀剂掩膜以及布线用抗蚀剂掩膜的衬底；在回流处理装置的处理室内装入所述衬底，使溶剂对所述电极用抗蚀剂掩膜以及所述布线用抗蚀剂掩膜进行作用，使其软化，使其回流并且变形，由此，以变形抗蚀剂覆盖与所述电极用金属膜相邻的区域，其中，使所述电极用抗蚀剂掩膜的平均单位长度L的体积V1相对所述布线用抗蚀剂掩膜的平均单位长度L的体积V2为1.5～3倍。
在所述第1观点中，所述电极用抗蚀剂掩膜的线宽也可以比所述布线用抗蚀剂掩膜的线宽宽。此外，所述电极用抗蚀剂掩膜的膜厚也可以比所述布线用抗蚀剂掩膜的膜厚厚。
若根据本发明的第2观点，提供一种回流处理方法，具有如下步骤：准备具有进行图形形成后的电极用金属膜以及与该电极用金属膜连接的布线用金属膜、分别设置在所述电极用金属膜以及所述布线用金属膜上的电极用抗蚀剂掩膜以及布线用抗蚀剂掩膜的衬底；在回流处理装置的处理室内使溶剂对所述衬底进行作用，使抗蚀剂软化并变形，由此，以变形抗蚀剂覆盖与所述电极用金属膜相邻的区域，其中，使所述电极用抗蚀剂掩膜的平均单位长度L的体积V1相对所述布线用抗蚀剂掩膜的平均单位长度L的体积V2为0.2～0.7倍。
在所述第2观点中，所述电极用抗蚀剂掩膜的线宽也可以比所述布线用抗蚀剂掩膜的线宽窄。此外，所述电极用抗蚀剂掩膜的膜厚也可以比所述布线用抗蚀剂掩膜的膜厚薄。在这种情况下，可以在所述布线用抗蚀剂掩膜未进行流动化的时间内进行回流处理。尤其优选在所述布线用抗蚀剂掩膜未进行流动化的时间内反复进行回流处理、并使所述电极用抗蚀剂掩膜优势性地进行变形。
根据本发明的第3观点，提供一种TFT的制造方法，该TFT具有源电极以及漏电极、被规定在这些源电极以及漏电极之间的沟道部、分别与所述源电极以及所述漏电极连接的布线，该方法包括如下步骤：在形成于衬底上的金属膜上形成抗蚀剂膜；利用光刻技术对所述抗蚀剂膜进行图形形成，形成源电极用抗蚀剂掩膜、漏电极用抗蚀剂掩膜以及布线用抗蚀剂掩膜；将所述源电极用抗蚀剂掩膜、所述漏电极用抗蚀剂掩膜以及所述布线用抗蚀剂掩膜作为掩膜对所述金属膜进行刻蚀，形成所述源电极、所述漏电极、所述布线；使溶剂对所述源电极用抗蚀剂掩膜、所述漏电极用抗蚀剂掩膜以及所述布线用抗蚀剂掩膜进行作用，使其软化，使其回流并且进行变形，由此，以变形抗蚀剂覆盖所述源电极和所述漏电极之间，其中，在进行所述回流并进行变形的步骤中，使所述源电极用抗蚀剂掩膜以及所述漏电极用抗蚀剂掩膜的任意一个或者这二者的平均单位长度L的体积V1相对所述布线用抗蚀剂掩膜的平均单位长度L的体积V2为1.5～3倍。
根据本发明的第4观点，提供一种TFT的制造方法，该TFT具有源电极以及漏电极、被规定在这些源电极以及漏电极之间的沟道部、分别与所述源电极以及所述漏电极连接的布线，该方法包括如下步骤：在形成于衬底上的金属膜上形成抗蚀剂膜；利用光刻技术对所述抗蚀剂膜进行图形形成，形成源电极用抗蚀剂掩膜、漏电极用抗蚀剂掩膜以及布线用抗蚀剂掩膜；将所述源电极用抗蚀剂掩膜、所述漏电极用抗蚀剂掩膜以及所述布线用抗蚀剂掩膜作为掩膜对所述金属膜进行刻蚀，形成所述源电极、所述漏电极、所述布线；使溶剂对所述源电极用抗蚀剂掩膜、所述漏电极用抗蚀剂掩膜以及所述布线用抗蚀剂掩膜进行作用，使其软化，使其回流并且进行变形，由此，以变形抗蚀剂覆盖所述源电极和所述漏电极之间，其中，在进行所述回流并进行变形的步骤中，使所述源电极用抗蚀剂掩膜以及所述漏电极用抗蚀剂掩膜的任意一个或者这二者的平均单位长度L的体积V1相对所述布线用抗蚀剂掩膜的平均单位长度L的体积V2为0.2～0.7倍。
此外，根据本发明的第5观点，提供一种TFT的制造方法，包括如下步骤：在衬底上形成栅电极；形成覆盖所述栅电极的栅极绝缘膜；在所述栅极绝缘膜上，从下依次堆积a-Si膜、欧姆接触用Si膜以及金属膜；在所述金属膜上形成抗蚀剂膜；使用预定的曝光掩膜对所述抗蚀剂膜进行曝光处理；对曝光处理后的所述抗蚀剂膜进行显影处理并进行图形形成，形成源电极用抗蚀剂掩膜、漏电极用抗蚀剂掩膜以及布线用抗蚀剂掩膜；将所述源电极用抗蚀剂掩膜、所述漏电极用抗蚀剂掩膜以及所述布线用抗蚀剂掩膜作为掩膜对所述金属膜进行刻蚀，形成源电极、漏电极以及分别与这些连接的布线；使有机溶剂对所述源电极用抗蚀剂掩膜、所述漏电极用抗蚀剂掩膜以及所述布线用抗蚀剂掩膜进行作用，使其软化，使其回流并进行变形，由此，由变形抗蚀剂至少覆盖所述源电极和所述漏电极之间的沟道用凹部内的所述欧姆接触用Si膜；将所述变形抗蚀剂、所述源电极以及所述漏电极作为掩膜对下层的所述欧姆接触用Si膜以及所述a-Si膜进行刻蚀；除去所述变形抗蚀剂，在所述沟道用凹部内使所述欧姆接触用Si膜再次露出；将所述源电极和所述漏电极作为掩膜对在这些之间的所述沟道部用凹部露出的所述欧姆接触用Si膜进行刻蚀，其中，在进行所述回流并进行变形的步骤中，使所述源电极用抗蚀剂掩膜以及所述漏电极用抗蚀剂掩膜的任意一个或者这二者的平均单位长度L的体积V1相对所述布线用抗蚀剂掩膜的平均单位长度L的体积V2定为1.5～3倍。
根据本发明的第6观点，提供一种TFT的制造方法，包括如下步骤：在衬底上形成栅电极；形成覆盖所述栅电极的栅极绝缘膜；在所述栅极绝缘膜上，从下依次堆积a-Si膜、欧姆接触用Si膜以及金属膜；在所述金属膜上形成抗蚀剂膜；使用预定的曝光掩膜对所述抗蚀剂膜进行曝光处理；对曝光处理后的所述抗蚀剂膜进行显影处理并进行图形形成，形成源电极用抗蚀剂掩膜、漏电极用抗蚀剂掩膜以及布线用抗蚀剂掩膜；将所述源电极用抗蚀剂掩膜、所述漏电极用抗蚀剂掩膜以及所述布线用抗蚀剂掩膜作为掩膜对所述金属膜进行刻蚀，形成源电极、漏电极以及分别与这些连接的布线；使有机溶剂对所述源电极用抗蚀剂掩膜、所述漏电极用抗蚀剂掩膜以及所述布线用抗蚀剂掩膜进行作用，使其软化，使其回流并进行变形，由此，由变形抗蚀剂至少覆盖所述源电极和所述漏电极之间的沟道用凹部内的所述欧姆接触用Si膜；将所述变形抗蚀剂、所述源电极以及所述漏电极作为掩膜对下层的所述欧姆接触用Si膜以及所a-Si膜进行刻蚀；除去所述变形抗蚀剂，在所述沟道用凹部内使所述欧姆接触用Si膜再次露出；将所述源电极和所述漏电极作为掩膜对在这些之间的所述沟道部用凹部露出的所述欧姆接触用Si膜进行刻蚀，其中，在进行所述回流并进行变形的步骤中，使所述源电极用抗蚀剂掩膜以及所述漏电极用抗蚀剂掩膜的任意一个或者这二者的平均单位长度L的体积V1相对所述布线用抗蚀剂掩膜的平均单位长度L的体积V2为0.2～0.7倍。
根据本发明的第7观点，提供一种存储媒质，在计算机上进行动作，存储对回流处理装置进行控制的程序，所述程序在执行时控制所述回流处理装置，以进行具有以下步骤的回流处理方法：准备进行图形形成后的电极用金属膜以及与该电极用金属膜连接的布线用金属膜、和分别设置在所述电极用金属膜以及所述布线用金属膜上的电极用抗蚀剂掩膜以及布线用抗蚀剂掩膜；在回流处理装置的处理室内装入所述衬底，使溶剂对所述电极用抗蚀剂掩膜以及所述布线用抗蚀剂掩膜进行作用，使其软化，进行回流并进行变形，由此，以变形抗蚀剂覆盖与所述电极用金属膜相邻的区域，其中，进行使所述电极用抗蚀剂掩膜的平均单位长度L的体积V1相对所述布线用抗蚀剂掩膜的平均单位长度L的体积V2为1.5～3倍。
根据本发明，调节在回流处理中使用的抗蚀剂的体积，由此，在被处理体的面内高精度地控制软化后的抗蚀剂的展宽量，在想覆盖的区域上可靠地使抗蚀剂扩展，在不希望覆盖的区域上控制抗蚀剂的展宽。其结果是，可提高将利用回流处理而变形后的抗蚀剂用作掩膜的刻蚀的精度。
因此，将本发明的回流方法应用于反复进行将抗蚀剂作为掩膜的刻蚀步骤的TFT元件等半导体装置的制造中，由此，不仅可以节省掩膜化和减少步骤数，而且可以确保较高的刻蚀精度，可对应半导体装置的高集成化和微细化。
附图说明
图1是表示实施本发明的回流处理方法的回流处理系统的概略平面图。
图2是表示搭载在图1的回流处理系统上的粘着单元(AD)的概略结构的剖面图。
图3是表示搭载在图1的回流处理系统上的回流处理单元(REFLW)的概略结构的剖面图。
图4是表示回流处理中的抗蚀剂的体积和展宽量的关系的图表。
图5是表示回流处理中的抗蚀剂的体积和展宽开始时间的关系的图表。
图6是表示本发明的实施方式1的回流处理方法的概要的剖面图。
图7是表示本发明的实施方式2的回流处理方法的概要的剖面图。
图8是表示本发明的实施方式3的回流处理方法的概要的剖面图。
图9是表示本发明的实施方式4的回流处理方法的概要的剖面图。
图10A是表示可应用本发明的回流处理方法的TFT的沟道部形状的一例的平面图。
图10B是表示以变形抗蚀剂覆盖图10A所示的沟道部的状态的平面图。
图11A是表示可应用本发明的回流处理方法的TFT的沟道部的形状的其他例子的平面图。
图11B是表示以变形抗蚀剂覆盖图11A所示的沟道部的状态的平面图。
图12A是表示可应用本发明的回流处理方法的TFT的沟道部的形状的其他例子的平面图。
图12B是表示以变形抗蚀剂覆盖图12A所示的沟道部的状态的平面图。
图13是表示本发明的液晶显示装置用TFT元件的制造方法的一个实施方式的主要步骤的流程图。
图14A～图14J是用于说明本发明的一个实施方式的液晶显示装置用TFT元件的制造步骤的步骤剖面图。
图15是表示本发明的液晶显示装置用TFT元件的制造方法的其他实施方式的主要步骤的流程图。
图16A～图16E是用于说明本发明的其他实施方式的液晶显示装置用TFT元件的制造步骤的步骤剖面图。
图17是表示在制造图13以及图15中所示的液晶显示装置用TFT元件时所应用的回流处理方法的顺序的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明优选的方式进行说明。
图1是表示实施本发明的回流方法的回流处理系统的概略平面图。此处，以如下的回流处理系统为例进行说明，该回流处理系统具有：回流处理单元，进行如下的回流处理，即，在显影处理后，使形成在液晶显示装置(LCD)用玻璃衬底(以下仅记作“衬底”)G的表面上的抗蚀剂膜软化、变形，作为刻蚀下层膜时的刻蚀掩膜进行再使用；粘着单元，在该回流处理之前，根据需要进行表面改质处理。该回流处理系统100以如下方式构成：通过未图示的衬底输送线，在外部的抗蚀剂涂敷、显影处理系统或曝光装置、刻蚀装置、灰化装置等之间进行衬底G的交接。
回流处理系统100具有：载置收存多个衬底G的盒C的盒载卸台(送入送出部)1；处理台(处理部)2，具有在衬底G上进行回流处理以及在这之前所进行的包括表面改质处理的一系列处理用的多个处理单元；控制部3，对回流处理系统100的各结构部进行控制。而且，在图1中，将回流处理系统100的长轴方向设为X方向，将在水平面上与X方向正交的方向设为Y方向。
盒载卸台1与处理台2的一个端部相邻地配置。该盒载卸台1具有在盒C与处理台2之间进行衬底G的送入送出用的输送装置11，在该盒载卸台1内进行针对外部的盒C的送入送出。此外，输送装置11具有可在沿盒C的排列方向即Y方向设置的输送路径10上移动的输送臂11a。该输送臂11a以如下方式构成：设置为可进行X方向的前进、退避、上下方向的升降以及旋转，可在盒C和处理台2之间进行衬底G的交接。
处理台2具有对衬底G进行抗蚀剂的回流处理、作为其前处理进行表面改质处理等用的多个处理单元。在这些各处理单元中，一枚一枚地对衬底G进行处理。此外，处理台2具有基本上在X方向上延伸的衬底G输送用的中央输送路径20，夹持该中央输送路径20，在其两侧各处理单元以与中央输送路径20相面对的方式配置。
此外，中央输送路径20具有在与各处理单元之间进行衬底G的送入送出用的输送装置21，具有可在处理单元的排列方向即X方向移动的输送臂21a。并且，该输送臂21a以如下方式构成：设置为可进行Y方向的前进、退避、上下方向的升降以及旋转，可在各处理单元之间进行衬底G的送入送出。
沿处理台2的中央输送路径20，在一侧从盒载卸台1的一侧以粘着单元(AD)30以及回流处理单元(REFLW)60的顺序排列，沿中央输送路径20，在另一侧，3个加热、冷却处理单元(HP/COL)80a、80b、80c排列成一列。各加热、冷却处理单元(HP/COL)80a、80b、80c在垂直方向层叠配置为多级(省略图示)。
对于粘着单元(AD)30来说，根据需要在回流处理之前，形成包含例如以HMDS(六甲基二硅胺烷)、TMSDEA(N-三甲基氯硅烷)等的甲硅烷基化剂为代表的表面改质处理剂的气氛，对衬底G进行表面改质处理。表面改质处理是对基底膜表面进行改质以使在回流处理时抑制抗蚀剂流动的处理。这些表面改质处理剂具有疏水化处理作用，起到疏水化处理剂的作用。
详细地对该粘着单元(AD)30进行说明。图2是表示粘着单元(AD)30的概略剖面图。粘着单元(AD)30具有长方体形状的框架(未图示)，在该框架的内侧具有固定式的室主体31和可升降的盖体33。室主体31的尺寸比衬底G大一圈，构成为上面开口的扁平的长方体的下部容器。
盖体33构成为与室主体31大致是相同尺寸(面积)的下面开口的扁平的长方体的上部容器，如后所述，与存留表面改质中所使用的HMDS的HMDS供给源35连接。此外，盖体33被固定于在水平方向(X方向以及Y方向)上延伸的多个水平支持构件37上，各个水平支持构件37连接在未图示的升降驱动机构例如多个气缸的活塞杆上。因此，若使这些气缸的活塞杆向垂直上方前进，则盖体33与水平支持构件37一体地向垂直上方移动(上升)，室被打开，相反地，若使各个活塞杆向垂直下方后退，则盖体33与水平支持构件37一体地向垂直下方移动(下降)。
在室主体31内，水平地配置形成有与衬底G大致对应的大小的矩形的加热板41，由固定工具42固定。该加热板41由热传导率较高的金属例如铝构成，在其内部或者下表面设置由例如电阻发热体构成的加热器(未图示)。
此外，在加热板41上形成多个贯通孔43，在各贯通孔43中分别插设升降销44，设置有使衬底G上下升降的衬底升降机构45。并且，以如下方式构成：在与外部的输送装置21的输送臂21a(参照图1)之间使这些升降销44从加热板41的表面突出并能够交接衬底G。升降销44如下的方式构成：利用配置在加热板41之下的水平支持板46相互连接，能够同步地进行升降变位。而且，用于使水平支持板46进行升降移动的未图示的升降驱动部配置在室主体31的内侧或外侧。
在室主体31的侧壁上端面安装在圆周方向延伸的无缝的密封构件32。在使盖体33与室主体31合为一体的状态下，该密封构件32能够介于在盖体33的侧壁的下端面和室主体31的侧壁上端面之间地密闭。由此，由室主体31和盖体33形成气密的处理室47。
在盖体33的一个侧面设置HMDS气体引入端口48，在与该HMDS气体引入端口48对置的另一侧面设置排气端口49。
HMDS气体引入端口48具有：在盖体33的一个侧面以任意间隔形成的多个贯通孔50；从其外侧安装在各贯通孔50上的气体供给管51的终端适配器53；缓冲室54，与各贯通孔50相比设置在内侧，以固定间隔形成有多个气体喷出口55。
此外，对于排气端口49来说，具有在与HMDS气体引入端口48对置的盖体33的侧面以固定间隔形成的多个通气孔56，并且，具有设置在盖体33的侧壁的外侧的排气管室57。形成在该排气管室57的底部的排气口58通过排气管59与排气泵(未图示)连接。
在这样结构的粘着单元(AD)30中进行表面改质处理时，首先，在使衬底升降机构45的升降销44上升的状态下，从输送装置21的输送臂21a接受衬底G。并且，在使升降销44下降并将衬底G载置在加热板41上之后，使盖体33从退避位置垂直地下降，与室主体31抵接，使室密闭。对于衬底G来说，利用加热板41被加热到预定温度例如110℃～120℃。并且，一边由未图示的排气泵对处理室47内部进行排气，一边由HMDS供给源35通过气体供给管51以及HMDS气体引入端48向处理室47提供HMDS气体。在处理室47内，由HMDS气体引入端口48的气体喷出口55喷出的HMDS气体形成朝向排气端口49的气流，在其途中与衬底G的表面(被处理面)接触，对其表面进行表面改质。
对于通过处理室47内的HMDS气体来说，在排气端口49，从通气孔56送到排气管室57，利用排气泵的作用从该处进行排气。经过预定的处理时间，表面改质处理结束后，使HMDS气体的供给以及排气泵停止之后，利用未图示的升降驱动机构的上升驱动，将盖体33从室主体31向上方拉开，在该状态下抬起至预定的退避位置。之后，使衬底升降机构45的升降销44上升，将衬底G向加热板41的上方抬起，交给输送装置21的输送臂21a。之后，利用输送臂21a将表面改质处理后的衬底G从粘着单元(AD)30送出。
然后，根据需要而实施表面改质处理后的衬底G由输送臂21a送入到处理台2的回流处理单元(REFLW)60，进行在有机溶剂例如稀释剂气氛下使形成在衬底G上的抗蚀剂软化、使掩膜形状改变的回流处理。
详细地对该回流处理单元(REFLW)60进行说明。图3是表示回流处理单元(REFLW)60的概略剖面图。回流处理单元(REFLW)60具有室61，该室61由下部室61a、和与该下部室61a的上部抵接的上部室61b构成。上部室61b和下部室61a以能够利用未图示的开闭机构进行开闭的方式构成，在开状态时，由输送装置21进行衬底G的送入送出。
在该室61内设置水平地支持衬底G的支持台(支持台62)。支持台62由热传导率优良的材质例如铝构成。
在支持台62上，以贯通支持台62的方式设置由升降机构(未图示)驱动并使衬底G升降的3根升降销63(图3中仅示出2根)。对于该升降销63来说，在升降销63和输送装置21之间交接衬底G时，将衬底G从支持台62抬起，将衬底G支持至预定的高度位置，在衬底G的回流处理中，例如，使其前端为与支持台62的上表面相同的高度来保持。
在下部室61a的底部形成排气口64a、64b，具有排气泵等的排气装置的排气系统64与该排气口64a、64b连接。并且，通过该排气系统64对室61内的气氛气体进行排气。
在支持台62的内部设置温度调节媒质流道65，在该温度调节媒质流道65中，通过温度调节媒质引入管65a引入例如温调冷却水等的温度调节媒质，从温度调节媒质排出管65b进行排出、进行循环，通过支持台62将该热(例如，冷热)传给衬底G，由此，可以将衬底G的处理面控制为所希望的温度。
在室61的上壁部分，以与支持台62对置的方式设置喷头66。在该喷头66的下表面66a上设置多个气体喷出孔66b。
此外，在喷头66的上部中央，设置气体引入部67，该气体引入部67与形成在喷头66内部的空间68连通。管道69与气体引入部67连接。使有机溶剂例如稀释剂汽化并进行供给的起泡器箱70与管道69连接，在其途中设置开闭阀71。在起泡器箱70的底部配置与未图示的N2气供给源连接的N2气供给管道74，作为用于使稀释剂汽化的气泡发生单元。在该N2气供给管道74上设置质量流量控制器72以及开闭阀73。此外，起泡器箱70具有将储存在内部的稀释剂的温度调节到预定温度用的未图示的温度调节机构。并且，以如下的方式构成：一边由质量流量控制器72对N2气进行流量控制一边从未图示的N2气供给源向起泡器箱70的底部引入N2气，由此，使被温度调节至预定温度的起泡器箱70内的稀释剂汽化，并通过管道69、气体引入部67引入到室61内。
此外，在喷头66的上部的周边部设置多个净化气体引入部75，在各净化气体引入部75上连接向室61内提供例如作为净化气体的N2气的净化气体供给管道76。净化气体供给管道76与净化气体供给源(未图示)连接，在其途中设置开闭阀77。
这样结构的回流处理单元(REFLW)60中，首先，从下部室61a将上部室61b打开，在该状态下，利用输送装置21的输送臂21a将具有已进行图形形成的抗蚀剂的衬底G送入，并载置在支持台62上。然后，使上部室61b和下部室61a抵接，关闭室61。
然后，打开管道69的开闭阀71以及N2气供给管道74的开闭阀73，一边利用质量流量控制器72调节N2气的流量从而控制稀释剂的汽化量，一边通过管道69、气体引入部67将汽化后的稀释剂从起泡器箱70引入到喷头66的空间68中，并从气体喷出孔66b喷出。由此，使室61内为预定浓度的稀释剂气氛。
在载置于室61内的支持台62上的衬底G上设置已进行图形形成后的抗蚀剂，所以，该抗蚀剂曝露于稀释剂环境中，由此，稀释剂浸透到抗蚀剂中。由此，抗蚀剂软化，其流动性提高，进行变形并以变形抗蚀剂覆盖衬底G表面的预定区域(靶区域)。此时，向设置在支持台62内部的温度调节媒质流道65中引入温度调节媒质，由此，其热量通过支持台62传给衬底G，由此，将衬底G的处理面控制在所希望的温度例如20℃。从喷头66朝向衬底G的表面喷出的含有稀释剂的气体与衬底G的表面接触后，朝向排气口64a、64b流动，并从室61内向排气系统64进行排气。
如上所述，回流处理单元(REFLW)60中的回流处理结束后，一边继续进行排气，一边打开净化气体供给管道76上的开闭阀77，通过净化气体引入部75向室61内引入作为净化气体的N2气，置换室内气氛。之后，从下部室61a打开上部室61b，以与如上所述相反的次序利用输送臂21a将回流处理后的衬底G从回流处理单元(REFLW)60中送出。
在三个加热、冷却处理单元(HP/COL)80a、80b、80c中，多级地重叠分别对衬底G进行加热处理的加热板单元(HP)、对衬底G进行冷却处理的冷却板单元(COL)而构成(图示省略)。在该加热、冷却处理单元(HP/COL)80a、80b、80c中，根据需要，对表面改质处理后或者回流处理后的衬底G进行加热处理或冷却处理。
如图1所示，回流处理系统100的各结构部成为与控制部3的具有CPU的控制器90连接而并被控制的结构。在控制器90上连接用户接口91，该用户接口91由为了步骤管理者管理回流处理系统100而进行指令的输入操作等的键盘、或将回流处理系统100的运转情况进行可视化并进行显示的显示器等构成。
此外，在控制器90上连接存储部92，该存储部92存储以控制器90的控制实现由回流处理系统100执行的各种处理用的控制程序或记录有处理条件数据等的方案。
并且，根据需要，根据来自用户接口91的指令等，从存储部92中调出任意的方案并由控制器90执行，由此，可在控制器90的控制下，在回流处理系统100中进行所希望的处理。此外，对于所述方法来说，可利用存储在例如CD-ROM、硬盘、软盘、闪存等的计算机可读取的存储媒质中的状态下的内容，或者也可从其他装置通过例如专用线路随时进行传送。
在以如上所述的方式构成的回流处理系统100中，首先，在盒载卸台1中，输送装置11的输送臂11a访问收存有已形成了抗蚀图形的衬底G的盒C，并取出1枚衬底G。将衬底G从输送装置11的输送臂11a交给处理台2的中央输送路径20的输送装置21的输送臂21a，在进行表面改质处理的情况下，送入到粘着单元(AD)30。并且，在粘着单元(AD)30中，根据需要在回流处理之前进行表面改质处理后，利用输送装置21从粘着单元(AD)30取出衬底G，送入到加热、冷却处理单元(HP/COL)80a、80b、80c的任意一个中。并且，将在各加热、冷却处理单元(HP/COL)80a、80b、80c中实施冷却处理后的衬底G送入到回流处理单元(REFLW)60，在此处进行回流处理。
回流处理后，根据需要，在各加热、冷却处理单元(HP/COL)80a、80b、80c中实施预定的加热、冷却处理。利用输送装置21将这样的一系列处理结束后的衬底G交给盒载卸台1的输送装置11，收存在任意的盒C中。
然后，对在回流处理单元(REFLW)60中进行的回流方法的原理进行说明。
图4是表示成为回流处理的对象的形成为线状与空间等形状的抗蚀剂掩膜的平均单位长度L(L为任意的长度，例如，可以定义为L＝10μm。本发明中以相同的意义来使用)的抗蚀剂体积和由回流处理所导致的抗蚀剂的展宽量(ΔCD)的关系的图，是表示基础试验数据的图。从该图4可知，抗蚀剂掩膜的平均单位长度L的抗蚀剂体积越大，ΔCD越大。因此，在对抗蚀剂掩膜进行图形形成时，由于回流处理，在要以抗蚀剂覆盖的区域上使抗蚀剂体积变大，相反地，在回流处理中，在不想被抗蚀剂覆盖的区域上使抗蚀剂体积变小，由此，可理解为能够控制衬底G的面内的变形抗蚀剂的展宽量。
图5是表示成为回流处理的对象的抗蚀剂掩膜的平均单位长度L的抗蚀剂体积、和利用回流处理而软化后的抗蚀剂进行变形并开始流动之前的展宽开始时间的关系的图，是说明基础试验数据的图。从该图5可知，抗蚀剂掩膜的平均单位长度L的抗蚀剂体积越大，展宽开始时间越长。即，示出如下情况：在抗蚀剂体积较大的情况下，与抗蚀剂体积较小的情况相比较，在回流处理中到抗蚀剂开始变形需要较长的时间，短时间的溶剂气氛曝露难以产生变形。
因此，在对抗蚀剂掩膜进行图形形成时，在要利用回流处理以抗蚀剂进行覆盖的区域上使抗蚀剂体积变小，相反地，在回流处理中，在不想被抗蚀剂覆盖的区域上，使抗蚀剂体积大到固定以上。并且，使溶剂气氛曝露的时间为不产生大体积的抗蚀剂的变形的程度的短时间、或者反复进行该短时间的溶剂气氛曝露，由此，不使不希望覆盖的区域的大体积的抗蚀剂进行变形，另一方面，能够使想要被覆盖的区域的小体积的抗蚀剂优势性地进行变形。这样，即使调节抗蚀剂体积和溶剂气氛曝露时间，由此，也能够在衬底G的面内控制变形抗蚀剂的展宽量。
如上所述，在衬底G的面内对成为回流处理对象的抗蚀剂掩膜的体积进行调节，由此，可在衬底G面内使抗蚀剂的展宽量(ΔCD)以及变形开始时间变化。例如在衬底G的面内改变抗蚀剂掩膜的线宽或膜厚，由此，可调节抗蚀剂的体积。
为了改变抗蚀剂掩膜的线宽，在利用光刻技术对抗蚀剂掩膜进行图形形成时，在要利用回流处理进行覆盖的区域和不希望覆盖的区域上，线宽具有差异即可。
此外，为了改变抗蚀剂的膜厚，在利用光刻技术对抗蚀剂掩膜进行图形形成时，例如，利用半色调曝光掩膜进行半色调曝光处理，并对其进行显影，由此，在要利用回流处理进行覆盖的区域和不希望覆盖的区域上，抗蚀剂掩膜具有膜厚差即可。
然后，参照图6～图9对在TFT制造过程中进行本发明的回流处理的情况下的应用例进行说明。
实施方式1
图6是电极用抗蚀剂和布线用抗蚀剂的线宽存在差异从而使体积产生差异并根据图4的数据示出的情况、控制回流后的抗蚀剂的展宽量的实施方式。在由玻璃等的透明衬底构成的绝缘衬底201上，形成栅电极202以及未图示的栅极线，并且，按照氮化硅膜等的栅极绝缘膜203、a-Si非晶硅)膜204、作为欧姆接触层的n+Si膜205、源电极206a以及漏电极206b、源电极用抗蚀剂掩膜210以及漏电极用抗蚀剂掩膜211这个顺序进行层叠。此外，在绝缘衬底201上的稍微离开的位置上，在n+Si膜205上形成布线230，并在其上层层叠布线用抗蚀剂掩膜231。将源电极用抗蚀剂掩膜210、漏电极用抗蚀剂掩膜211以及布线用抗蚀剂掩膜231作为掩膜，分别对源电极206a、漏电极206b以及布线230进行刻蚀，作为基底膜的n+Si膜205的表面露出。
对于具有这样的层叠结构的被处理体，在回流处理系统100的回流处理单元(REFLW)60中，在稀释剂等的溶剂气氛下进行回流处理。通过该回流处理，构成源电极用抗蚀剂掩膜210、漏电极用抗蚀剂掩膜211以及布线用抗蚀剂掩膜231的抗蚀剂软化，具有流动性。回流处理是以如下目的来进行的：以流动化后的抗蚀剂覆盖源电极206a和漏电极206b之间的凹部220(沟道形成区域)的n+Si膜205的表面，由此，在下一步骤中刻蚀n+Si膜205以及a-Si膜204时，防止沟道形成区域的n+Si膜205以及a-Si膜204被刻蚀。这样，使构成源电极用抗蚀剂掩膜210以及漏电极用抗蚀剂掩膜211的抗蚀剂进行回流，将抗蚀剂掩膜进行再利用，从而具有可省略光刻步骤的优点。
但是，若以使源电极用抗蚀剂掩膜210以及漏电极用抗蚀剂掩膜211流动化为目的来进行回流处理，则根据溶剂气氛溶剂也对布线用抗蚀剂掩膜231进行作用而软化、变形。并且，若由于回流处理而变形后的变形抗蚀剂232超过布线230而扩大到基底的n+Si膜205的表面，则存在在下一步骤中对n+Si膜205以及a-Si膜204进行刻蚀时刻蚀精度下降的问题。
即，若由于回流处理，变形抗蚀剂232超过布线230的面积并在周围露出，则在下一步骤中对n+Si膜205以及a-Si膜204进行刻蚀时，成为掩膜的变形抗蚀剂232的覆盖面积扩大。在该状态下，若刻蚀n+Si膜205以及a-Si膜204，则刻蚀后的n+Si膜205以及a-Si膜204的侧面和布线230的侧面不为同一面，产生台阶差。在该状态下制造TFT的情况下，除了产生开口率下降、发生光杂质等的问题外，还存在微细化或高集成化困难的可能性。
因此，本实施方式中，以源电极用抗蚀剂掩膜210(漏电极用抗蚀剂掩膜211)的线宽W1比布线用抗蚀剂掩膜231的线宽W2宽的方式(W1＞W2)来进行图形形成。即，以源电极用抗蚀剂掩膜210(漏电极用抗蚀剂掩膜211)的平均单位长度L的体积V1相对布线用抗蚀剂掩膜231的平均单位长度L的体积V2为1.5～3倍、优选为2～3倍的方式来设定线宽W1以及W2。在体积V1相对体积V2小于1.5倍时，不能得到良好的效果，在抗蚀剂的展宽量上不产生有意义的差。另一方面，在体积V1相对体积V2超过3倍时，图形控制较难，产生由线宽过大所导致的开口率的下降。由此，使源电极用抗蚀剂掩膜210(漏电极用抗蚀剂掩膜211)的抗蚀剂体积比布线用抗蚀剂掩膜231的抗蚀剂体积大，由此，可确保使源电极用抗蚀剂掩膜210(漏电极用抗蚀剂掩膜211)进行变形而得到的变形抗蚀剂212的线宽W3为充分覆盖凹部220的宽度。另一方面，将布线用抗蚀剂掩膜231变形而得到的变形抗蚀剂232的线宽W4抑制得较小，从而可以降低对n+Si膜205以及a-Si膜204的刻蚀精度的不良影响。
实施方式2
图7是电极用抗蚀剂和布线用抗蚀剂的膜厚存在差异而使体积产生差异并根据图4的数据所示的情况对回流后的抗蚀剂的展宽量进行控制的实施方式。而且，与图6相同的结构赋予同一个符号并省略说明。
在本实施方式中，以源电极用抗蚀剂掩膜210(漏电极用抗蚀剂掩膜211)的膜厚T1比布线用抗蚀剂掩膜231的膜厚T2厚的方式(T1＞T2)来进行图形形成。即，以源电极用抗蚀剂掩膜210(漏电极用抗蚀剂掩膜211)的平均单位长度L的体积V1相对布线用抗蚀剂掩膜231的平均单位长度L的体积V2为1.5～3倍、优选2～3倍的方式来设定膜厚T1以及T2。而且，在本实施方式中，将源电极用抗蚀剂掩膜210(漏电极用抗蚀剂掩膜211)的线宽W5、和布线用抗蚀剂掩膜231的线宽W6设定为相等(W5＝W6)，但是，在体积V1＝1.5V2～3V2的范围内，可任意地设定线宽W5和线宽W6。
这样，使源电极用抗蚀剂掩膜210(漏电极用抗蚀剂掩膜211)的抗蚀剂体积比布线用抗蚀剂掩膜231的抗蚀剂体积大，由此，可确保源电极用抗蚀剂掩膜210(漏电极用抗蚀剂掩膜211)进行变形而得到的变形抗蚀剂212的线宽W7为充分覆盖凹部220的宽度。另一方面，将布线用抗蚀剂掩膜231进行变形而得到的变形抗蚀剂232的线宽W8抑制得很小，从而可以降低对n+Si膜205以及a-Si膜204的刻蚀精度的不良影响。
实施方式3
图8是电极用抗蚀剂和布线用抗蚀剂的线宽存在差异而使体积产生差异并根据图5的数据所示的情况对回流后的抗蚀剂的展宽量进行控制的其他实施方式。而且，与图6相同的结构赋予同一个符号并省略说明。
在本实施方式中，以源电极用抗蚀剂掩膜210(漏电极用抗蚀剂掩膜211)的线宽W9比布线用抗蚀剂掩膜231的线宽W10窄的方式(W9＜W10)来进行图形形成。即，以源电极用抗蚀剂掩膜210(漏电极用抗蚀剂掩膜211)的平均单位长度L的体积V1相对布线用抗蚀剂掩膜231的平均单位长度L的体积V2为0.2～0.7倍、优选0.2～0.5倍的方式来设定线宽W9以及W10在体积V1相对体积V2小于0.2倍时，图形控制比较困难，线宽过细而不能进行分辨。另一方面，在体积V1相对体积V2超过0.7倍时，看不到展宽量控制的效果。
这样，将源电极用抗蚀剂掩膜210(漏电极用抗蚀剂掩膜211)的抗蚀剂体积设定得比布线用抗蚀剂掩膜231的抗蚀剂体积小，并且，将在回流处理中使溶剂进行作用的时间设定为在体积较小的源电极用抗蚀剂掩膜210(漏电极用抗蚀剂掩膜211)上溶剂浸透到内部并充分软化、而溶剂没有充分浸透到体积较大的布线用抗蚀剂掩膜231的内部并且没有开始展宽的时间，由此，可确保源电极用抗蚀剂掩膜210(漏电极用抗蚀剂掩膜211)进行变形而得到的变形抗蚀剂212的线宽W11为充分覆盖凹部220的宽度。具体的说，如图5所示，展宽开始时间在5.0μm2的情况下为50sec，在10.0μm2的情况下为(90sec，若反复进行50sec以上且小于90sec的处理，则10.0μm2的以上的图形不进行展宽。另一方面，极力抑制布线用抗蚀剂掩膜231的变形，由此，将变形抗蚀剂232的线宽W12抑制得较小，从而可以降低对n+Si膜205以及a-Si膜204的刻蚀精度的不良影响。
此外，在本实施方式中，在回流处理时，体积较大的布线用抗蚀剂掩膜231未充分地软化、未开始展宽的较短的时间内反复进行而形成溶剂气氛环境，从而使体积较小的源电极用抗蚀剂掩膜210(漏电极用抗蚀剂掩膜211)优势性地软化，能够在想要覆盖的区域上以充分的扩展量形成变形抗蚀剂212。
实施方式4
图9是电极用抗蚀剂和布线用抗蚀剂的膜厚存在差异而使体积上产生差异并根据图5的数据所示的情况对回流后的抗蚀剂的展宽量进行控制的其他实施方式。而且，对于与图6相同的结构赋予同一个符号并省略说明。
在本实施方式中，以源电极用抗蚀剂掩膜210(漏电极用抗蚀剂掩膜211)的膜厚T3比布线用抗蚀剂掩膜231的膜厚T4薄的方式(T3＜T4)来进行图形形成。即，以源电极用抗蚀剂掩膜210(漏电极用抗蚀剂掩膜211)的平均单位长度L的体积V1相对布线用抗蚀剂掩膜231的平均单位长度L的体积V2为0.2～0.7倍的方式来设定膜厚T3以及T4。
这样，将源电极用抗蚀剂掩膜210(漏电极用抗蚀剂掩膜211)的抗蚀剂体积设定得比布线用抗蚀剂掩膜231的抗蚀剂体积小，并且将在回流处理中使溶剂进行作用的时间设定为在体积较小的源电极用抗蚀剂掩膜210(漏电极用抗蚀剂掩膜211)上溶剂浸透到内部并充分软化、而在体积较大的布线用抗蚀剂掩膜231中溶剂没有充分浸透到内部并且没有开始展宽的较短的时间，从而可确保源电极用抗蚀剂掩膜210(漏电极用抗蚀剂掩膜211)进行变形而得到的变形抗蚀剂212的线宽W15为充分覆盖凹部220的宽度。具体地说，与图8一样，若反复进行50sec以上且小于90sec的处理，则10.0μm2以上的图形不进行展宽。另一方面，极力抑制布线用抗蚀剂掩膜231的变形，由此，将变形抗蚀剂232的线宽W16抑制得较小，从而可以降低对n+Si膜205以及a-Si膜204的刻蚀精度的不良影响。
此外，在本实施方式中，在回流处理时，在体积较大的布线用抗蚀剂掩膜231未充分地软化、未开始展宽的较短时间内反复进行而形成溶剂气氛环境，从而使体积较小的源电极用抗蚀剂掩膜210(漏电极用抗蚀剂掩膜211)优势性地软化，在想要覆盖的区域上以充分的扩展量形成变形抗蚀剂212。
然后，对可应用如上所述的回流处理方法的TFT的沟道部进行说明。
在图10A中，具有分别从布线连接为T字形的源电极以及漏电极平行地对置配置的源电极、漏电极结构。并且，源电极用抗蚀剂掩膜210以及漏电极用抗蚀剂掩膜211的线宽W1比布线用抗蚀剂掩膜231的线宽W2形成得宽(W1＞W2；参照图6)，源电极用抗蚀剂掩膜210以及漏电极用抗蚀剂掩膜211的平均单位长度L的体积V1相对布线用抗蚀剂掩膜231的平均单位长度L的体积V2为1.5～3倍。
通过回流处理，如图10B所示，源电极用抗蚀剂掩膜210以及漏电极用抗蚀剂掩膜211进行变形，成为分别具有线宽W3的变形抗蚀剂212，可覆盖这些之间的沟道部。另一方面，布线用抗蚀剂掩膜231进行变形而得到的变形抗蚀剂232的线宽W4与变形前的线宽W2相比，几乎不发生变化，从而可以将展宽量抑制得很小。
在图11A中，具有以在从布线连接的具有平面图U字形的端部的漏电极之间插入直线状的源电极的方式进行配置的源极、漏极结构。并且，将源电极用抗蚀剂掩膜210以及漏电极用抗蚀剂掩膜211的膜厚T1形成得比布线用抗蚀剂掩膜231的膜厚T2厚(T1＞T2；参照图7)，源电极用抗蚀剂掩膜210以及漏电极用抗蚀剂掩膜211的平均单位长度L的体积V1相对布线用抗蚀剂掩膜231的平均单位长度L的体积V2为1.5～3倍。而且，将源电极用抗蚀剂掩膜210以及漏电极用抗蚀剂掩膜211的线宽W5设定为与布线用抗蚀剂掩膜231的线宽W6相同(W5＝W6)。
通过回流处理，如图11B所示，体积较大的源电极用抗蚀剂掩膜210以及漏电极用抗蚀剂掩膜211进行变形，成为分别具有线宽W7的变形抗蚀剂212，从而覆盖这些之间的沟道部。另一方面，体积较小的布线用抗蚀剂掩膜231进行变形而得到的变形抗蚀剂232的线宽W8与变形前的线宽W6相比，几乎不发生变化，从而可以将展宽量抑制得很小。
在图12A中，具有在从布线连接的具有平面图W字形的端部的漏电极之间嵌套状地插入从布线连接的具有平面图U字形的端部的源电极的源极、漏极结构。并且，将源电极用抗蚀剂掩膜210以及漏电极用抗蚀剂掩膜211的线宽W9形成得比布线用抗蚀剂掩膜231的线宽W10窄(W9＜W10；参照图8)，源电极用抗蚀剂掩膜210以及漏电极用抗蚀剂掩膜211的平均单位长度L的体积V1相对布线用抗蚀剂掩膜231的平均单位长度L的体积V2为0.2～0.7倍。
在回流处理中，将使溶剂进行作用的时间设定为在源电极用抗蚀剂掩膜210(漏电极用抗蚀剂掩膜211)中溶剂充分浸透至内部并进行软化、但在布线用抗蚀剂掩膜231中溶剂未浸透到内部而没有进行充分软化的时间。由此，如图12B所示，体积较小的源电极用抗蚀剂掩膜210以及漏电极用抗蚀剂掩膜211进行变形，成为分别具有线宽W11的变形抗蚀剂212，从而可覆盖这些之间的沟道部。另一方面，由于可以抑制体积较大的布线用抗蚀剂掩膜231的变形，所以，变形抗蚀剂232的线宽W12与变形前的线宽W10相比，几乎不发生变化，从而可以将展宽量抑制得很小。
在以上说明中，列举了对图10A的源极、漏极结构应用实施方式1(图6)的回流处理方法的例子，但不限于此，也可以应用实施方式2～4(图7～图9)的回流处理方法。同样地，不限于实施方式2的回流处理方法(图7)，实施方式1、3或实施方式4(图6、图7以及图9)的回流处理方法也可以应用于图11A的源极、漏极结构中。并且，不限于实施方式3的回流处理方法(图8)，实施方式1、2或实施方式4(图6、图7以及图9)的回流处理方法也可以应用于图12A的源极、漏极结构中。特别是，优选将在衬底面内改变抗蚀剂掩膜的膜厚而使体积具有差异的实施方式2以及4(图7以及图9)的回流处理方法应用于图10A～图12A的所有的源极、漏极结构。此外，优选将在衬底面内改变抗蚀剂掩膜的线宽而使体积具有差异的实施方式1(图6)的回流处理方法应用于图10A以及图11B的源极、漏极结构中。并且，优选将在衬底面内改变抗蚀剂掩膜的线宽而使体积具有差异的实施方式3(图8)的回流处理方法应用于图11A以及图12A的源极、漏极结构中。
然后，参照图13～图14J对在液晶显示装置用TFT元件的制造步骤中应用本发明的回流方法的实施方式进行说明。
图13是表示本发明的液晶显示装置用TFT元件的制造方法的一个实施方式的主要步骤的流程图，图14A～图14J是代表性的步骤后的衬底G的剖面图。
首先，如图14A所示，在由玻璃等的透明衬底构成的绝缘衬底201上形成栅电极202以及未图示的栅极线，并且，依次层叠地堆积氮化硅膜等栅极绝缘膜203、a-Si(非晶硅)膜204、作为欧姆接触层的n+Si膜205、Al合金或Mo合金等的电极用金属膜206(步骤S1)。
然后，如图14B所示，在电极用金属膜206上形成抗蚀剂207(步骤S2)。并且，如图14C所示，使用曝光掩膜300对抗蚀剂207进行曝光处理(步骤S3)。该曝光掩膜300以能够用预定的图形对抗蚀剂207进行曝光的方式构成。这样，通过对抗蚀剂207进行曝光处理，如图14D所示，形成曝光抗蚀剂部208、和未曝光抗蚀剂部209。
曝光后进行显影处理，由此，如图14E所示，除去曝光抗蚀剂部208，在电极用金属膜206上残留未曝光抗蚀剂部209(步骤S4)。未曝光抗蚀剂部209被分离为源电极用抗蚀剂掩膜210以及漏电极用抗蚀剂掩膜211地进行图形形成。此处，在源电极用抗蚀剂掩膜210以及漏电极用抗蚀剂掩膜211、和布线用抗蚀剂掩膜231之间，线宽存在差异(参照图6)。
并且，将源电极用抗蚀剂掩膜210、漏电极用抗蚀剂掩膜211以及布线用抗蚀剂掩膜231用作刻蚀掩膜，对电极用金属膜206进行刻蚀，如图14F所示，形成源电极206a、漏电极206b、布线230，并且，在以后成为沟道区域的部分形成凹部220(步骤S5)。通过该刻蚀，可使n+Si膜205的表面在源电极206a和漏电极206b之间的凹部220内露出。
而且，在步骤S5的金属膜刻蚀之后，也可在图2的粘着单元(AD)30中，对露出的n+Si膜205的表面实施表面改质处理。进行使用甲硅烷基化剂等的表面改质处理，由此，对n+Si膜205的表面进行表面改质，例如，纯水等的接触角为50度以上，可形成抗蚀剂难以流动的状态，所以，能够更有效地抑制布线用抗蚀剂掩膜231的展宽。
然后，在步骤S6的回流处理中，使由于稀释剂等的有机溶剂而软化后的抗蚀剂流入到以后成为沟道区域的目的的凹部220中。利用图3的回流处理单元(REFLW)60进行该回流处理。图14G示出回流处理后由变形抗蚀剂212覆盖凹部220内的状态。在回流处理时，由于在源电极用抗蚀剂掩膜210以及漏电极用抗蚀剂掩膜211、和布线用抗蚀剂掩膜231之间，线宽存在差异，所以，向在以后成为沟道区域的凹部220内的抗蚀剂的展宽比在布线230周围的抗蚀剂的展宽大，从而能够可靠地覆盖凹部220内(参照图6)。此外，可抑制布线230的周围的抗蚀剂的露出，确保较高的刻蚀精度，可实现与TFT元件的高集成化、微细化的对应。
然后，如图14H所示，将变形抗蚀剂212、232用作抗蚀剂掩膜，对n+Si膜205以及a-Si膜204(步骤S7)进行刻蚀处理。之后，利用例如使用抗蚀剂剥离液的湿处理等的方法，去除变形抗蚀剂212、232(步骤S8)，如图14I所示，使源电极206a以及漏电极206b和布线230露出。
然后，将源电极206a以及漏电极206b用作刻蚀掩膜，对在凹部220内露出的n+Si膜205进行刻蚀处理(步骤S9)。由此，如图14J所示，形成沟道区域221。
以下的步骤省略图示，但是，例如，以覆盖沟道区域221、源电极206a以及漏电极206b的方式形成有机膜之后(步骤S10)，利用光刻技术，以刻蚀来形成与源电极206a(漏电极206b)连接的接触孔(步骤S11)，接下来利用铟锡氧化物(ITO)等形成透明电极(步骤S12)，由此，制造液晶显示装置用的TFT元件。
在所述实施方式中，进行步骤S6的回流步骤，由此，可利用由一次光刻形成的抗蚀剂、即源电极用抗蚀剂掩膜210、漏电极用抗蚀剂掩膜211以及变形抗蚀剂212，来进行步骤S5的刻蚀电极用金属膜206的步骤、和步骤S7的刻蚀n+Si膜205以及a-Si膜204的步骤，所以，可谋求光刻法步骤数的减少和节省抗蚀剂。
然后，对本发明的液晶显示装置用TFT元件的制造方法的其他实施方式进行说明。图15是表示其他实施方式的主要步骤的流程图，图16A～图16E是代表性的步骤后的衬底G的剖面图。而且，由于图15的步骤S21、S22以及步骤S27～S32的各步骤与图13的步骤S1、S2以及步骤S7～S12相同，因此省略说明。
如图16A所示，在电极用金属膜206上形成抗蚀剂207的状态下，使用半色调曝光掩膜301，对抗蚀剂207进行半曝光处理(步骤S23)。半色调曝光掩膜301以能够以2阶段的曝光量对抗蚀剂207进行曝光的方式而构成。这样，通过将抗蚀剂207进行半曝光处理，如图16B所示，形成曝光抗蚀剂部208、和未曝光抗蚀剂部209。对于未曝光抗蚀剂部209来说，与半色调曝光掩膜301的透过率相对应，与曝光抗蚀剂部208的边界以阶梯状形成。
曝光后，进行显影处理，由此，如图16C所示，去除曝光抗蚀剂部208，使未曝光抗蚀剂部209残留在电极用金属膜206上(步骤S24)。未曝光抗蚀剂部209分离为源电极用抗蚀剂掩膜210以及漏电极用抗蚀剂掩膜211来进行图形形成。对于源电极用抗蚀剂掩膜210以及漏电极用抗蚀剂掩膜211来说，利用半曝光处理，膜厚形成得较厚，布线用抗蚀剂掩膜231的膜厚形成得较薄。这样，本实施方式中，在源电极用抗蚀剂掩膜210以及漏电极用抗蚀剂掩膜211、和布线用抗蚀剂掩膜231之间，膜厚存在差异(参照图7)。
并且，将源电极用抗蚀剂掩膜210以及漏电极用抗蚀剂掩膜211用作刻蚀掩膜，对电极用金属膜206进行刻蚀，如图16D所示，形成源电极206a和漏电极206b以及布线230，并且，在以后成为沟道区域的部分上形成凹部220(步骤S25)。通过该刻蚀，能够使n+Si膜205的表面在源电极206a和漏电极206b之间的凹部220内露出。
而且，在步骤S25的金属膜刻蚀之后，在图2的粘着单元(AD)30中，也能够对所露出的n+Si膜205的表面实施表面改质处理。进行使用甲硅烷基化剂等的表面改质处理，由此，对n+Si膜205的表面进行表面改质，例如，纯水的接触角为50度以上，形成抗蚀剂难以流动的状态，所以，能够更加有效地抑制布线用抗蚀剂掩膜231的展宽。
然后，在步骤S26的回流处理中，由于稀释剂等的有机溶剂而软化的抗蚀剂流入到以后成为沟道区域的目的的凹部220中。利用图3的回流处理单元(REFLW)60进行该回流处理。图16E示出回流处理后利用变形抗蚀剂212覆盖凹部220内的状态。在回流处理时，由于在源电极用抗蚀剂掩膜210以及漏电极用抗蚀剂掩膜211、和布线用抗蚀剂掩膜231之间，膜厚存在差异，所以，向以后成为沟道区域的凹部220内的抗蚀剂的展宽比布线230周围的抗蚀剂的展宽大，能够可靠地覆盖凹部220内(参照图7)。此外，能够抑制布线230的周围的抗蚀剂的露出，可在下一步骤中确保较高的刻蚀精度，可实现对TFT元件的高集成化、微细化。
在图13～图16E所示的液晶显示装置用TFT元件的制造方法的实施方式中，使源电极用抗蚀剂掩膜210以及漏电极用抗蚀剂掩膜211的线宽或膜厚较大，使布线用抗蚀剂掩膜231的线宽或膜厚较小，由此，使二者的体积存在差异，对回流处理中的展宽量进行控制，但是，也可以使源电极用抗蚀剂掩膜210以及漏电极用抗蚀剂掩膜211的线宽或膜厚较小，使布线用抗蚀剂掩膜231的线宽或膜厚较大，由此，对回流处理中的展宽量进行控制(参照图8以及图9)。
该种情况下，在回流处理中，在布线用抗蚀剂掩膜231进行变形之前停止针对回流处理单元(REFLW)60的室61内的溶剂(稀释剂)的暴露。或者，也能够以如图17所示的顺序，在源电极用抗蚀剂掩膜210以及漏电极用抗蚀剂掩膜211进行变形、并且布线用抗蚀剂掩膜231未进行变形的程度的暴露时间内，反复进行短时间的回流处理。该种情况下，具体地说，和图8相同，若反复进行50sec以上且小于90sec的处理，则10.0μm2以上的图形也不能扩展。即，在回流处理单元(REFLW)60中，首先，将具有已进行图形形成的抗蚀剂的衬底G载置在支持台62上，使上部室61b与下部室61a抵接，关闭室61(步骤S41)。
然后，开始进行室61内的排气(步骤S42)。并且，打开管道69的开闭阀71以及N2气供给管道74的开闭阀73，利用质量流量控制器72调节N2气的流量并对稀释剂的汽化量进行抑制，通过管道69、气体引入部67从起泡器箱70向喷头66的空间68引入被汽化后的稀释剂，从气体喷出孔66b喷出。由此，使室61内成为预定浓度的稀释剂气氛(步骤S43)。在衬底G上进行图形形成后的抗蚀剂暴露于稀释剂气氛下并进行软化，其流动性提高并进行变形，从而由变形抗蚀剂212覆盖衬底G表面的源电极206a和漏电极206b之间的沟道部。
在体积较小的源电极用抗蚀剂掩膜210以及漏电极用抗蚀剂掩膜211进行变形、而体积较大的布线用抗蚀剂掩膜231未进行变形的时间内进行该步骤S43的步骤。经过该时间后，停止稀释剂的供给(步骤S44)。并且，继续进行排气同时打开净化气体供给管道76上的开闭阀77，通过净化气体引入部75向室61内引入作为净化气体的N2气，置换室内的气氛(步骤S45)。经过预定时间后，停止净化气体的供给(步骤S46)。
反复进行以上的步骤S43～步骤S46的处理，直到源电极用抗蚀剂掩膜210以及漏电极用抗蚀剂掩膜211进行充分变形，然后，停止室61的排气(步骤S47)，之后，从下部室61a打开上部室61b，以与如上所述相反的顺序，利用输送臂21a将回流处理后的衬底G从回流处理单元(REFLW)60中送出(步骤S48)。
这样，反复进行步骤S43～步骤S46的处理，由此，抑制不希望覆盖的布线230周围的变形抗蚀剂232的展宽量，同时能够可靠地进行作为目的的沟道部的覆盖。
而且，本发明不限于所述实施方式，可进行各种变形。例如，在所述说明中，列举使用LCD用玻璃衬底的TFT元件的制造为例，但是，在进行形成在其他的平板显示器(FPD)衬底或者半导体衬底等上的抗蚀剂的回流处理的情况下也可应用本发明。
本发明可很好地利用在例如TFT元件等的半导体装置的制造中。

Claims (13)

1.一种回流处理方法，其特征在于，
具有如下步骤：准备具有进行图形形成后的电极用金属膜以及与该电极用金属膜连接的布线用金属膜、分别设置在所述电极用金属膜以及所述布线用金属膜上的电极用抗蚀剂掩膜以及布线用抗蚀剂掩膜的衬底；在回流处理装置的处理室内装入所述衬底，使溶剂对所述电极用抗蚀剂掩膜以及所述布线用抗蚀剂掩膜进行作用，使其软化，使其回流并且变形，由此，以变形抗蚀剂覆盖与所述电极用金属膜相邻的区域，
使所述电极用抗蚀剂掩膜的平均单位长度L的体积V1相对所述布线用抗蚀剂掩膜的平均单位长度L的体积V2为1.5～3倍。
2.如权利要求1的回流处理方法，其特征在于，
所述电极用抗蚀剂掩膜的线宽比所述布线用抗蚀剂掩膜的线宽宽。
3.如权利要求1的回流处理方法，其特征在于，
所述电极用抗蚀剂掩膜的膜厚比所述布线用抗蚀剂掩膜的膜厚厚。
4.一种回流处理方法，其特征在于，
具有如下步骤：准备具有进行图形形成后的电极用金属膜以及与该电极用金属膜连接的布线用金属膜、分别设置在所述电极用金属膜以及所述布线用金属膜上的电极用抗蚀剂掩膜以及布线用抗蚀剂掩膜的衬底；在回流处理装置的处理室内使溶剂对所述衬底进行作用，使抗蚀剂软化并变形，由此，以变形抗蚀剂覆盖与所述电极用金属膜相邻的区域，
使所述电极用抗蚀剂掩膜的平均单位长度L的体积V1相对所述布线用抗蚀剂掩膜的平均单位长度L的体积V2为0.2～0.7倍。
5.如权利要求4的回流处理方法，其特征在于，
所述电极用抗蚀剂掩膜的线宽比所述布线用抗蚀剂掩膜的线宽窄。
6.如权利要求4的回流处理方法，其特征在于，
所述电极用抗蚀剂掩膜的膜厚比所述布线用抗蚀剂掩膜的膜厚薄。
7.如权利要求5或权利要求6的回流处理方法，其特征在于，
在所述布线用抗蚀剂掩膜未进行流动化的时间内进行回流处理。
8.如权利要求7的回流处理方法，其特征在于，
在所述布线用抗蚀剂掩膜未进行流动化的时间内反复进行回流处理，使所述电极用抗蚀剂掩膜优势性地进行变形。
9.一种TFT的制造方法，该TFT具有源电极以及漏电极、被规定在这些源电极以及漏电极之间的沟道部、分别与所述源电极以及所述漏电极连接的布线，其特征在于，
包括如下步骤：在形成于衬底上的金属膜上形成抗蚀剂膜；利用光刻技术对所述抗蚀剂膜进行图形形成，形成源电极用抗蚀剂掩膜、漏电极用抗蚀剂掩膜以及布线用抗蚀剂掩膜；将所述源电极用抗蚀剂掩膜、所述漏电极用抗蚀剂掩膜以及所述布线用抗蚀剂掩膜作为掩膜对所述金属膜进行刻蚀，形成所述源电极、所述漏电极、所述布线；使溶剂对所述源电极用抗蚀剂掩膜、所述漏电极用抗蚀剂掩膜以及所述布线用抗蚀剂掩膜进行作用，使其软化，使其回流并且进行变形，由此，以变形抗蚀剂覆盖所述源电极和所述漏电极之间，
在进行所述回流并进行变形的步骤中，使所述源电极用抗蚀剂掩膜以及所述漏电极用抗蚀剂掩膜的任意一个或者这二者的平均单位长度L的体积V1相对所述布线用抗蚀剂掩膜的平均单位长度L的体积V2为1.5～3倍。
10.一种TFT的制造方法，该TFT具有源电极以及漏电极、被规定在这些源电极以及漏电极之间的沟道部、分别与所述源电极以及所述漏电极连接的布线，其特征在于，
包括如下步骤：在形成于衬底上的金属膜上形成抗蚀剂膜；利用光刻技术对所述抗蚀剂膜进行图形形成，形成源电极用抗蚀剂掩膜、漏电极用抗蚀剂掩膜以及布线用抗蚀剂掩膜；将所述源电极用抗蚀剂掩膜、所述漏电极用抗蚀剂掩膜以及所述布线用抗蚀剂掩膜作为掩膜对所述金属膜进行刻蚀，形成所述源电极、所述漏电极、所述布线；使溶剂对所述源电极用抗蚀剂掩膜、所述漏电极用抗蚀剂掩膜以及所述布线用抗蚀剂掩膜进行作用，使其软化，使其回流并且进行变形，由此，以变形抗蚀剂覆盖所述源电极和所述漏电极之间，
在进行所述回流并进行变形的步骤中，使所述源电极用抗蚀剂掩膜以及所述漏电极用抗蚀剂掩膜的任意一个或者这二者的平均单位长度L的体积V1相对所述布线用抗蚀剂掩膜的平均单位长度L的体积V2为0.2～0.7倍。
11.一种TFT的制造方法，其特征在于，
包括如下步骤：在衬底上形成栅电极；形成覆盖所述栅电极的栅极绝缘膜；在所述栅极绝缘膜上，从下依次堆积a-Si膜、欧姆接触用Si膜以及金属膜；在所述金属膜上形成抗蚀剂膜；使用预定的曝光掩膜对所述抗蚀剂膜进行曝光处理；对曝光处理后的所述抗蚀剂膜进行显影处理并进行图形形成，形成源电极用抗蚀剂掩膜、漏电极用抗蚀剂掩膜以及布线用抗蚀剂掩膜；将所述源电极用抗蚀剂掩膜、所述漏电极用抗蚀剂掩膜以及所述布线用抗蚀剂掩膜作为掩膜对所述金属膜进行刻蚀，形成源电极、漏电极以及分别与这些连接的布线；使有机溶剂对所述源电极用抗蚀剂掩膜、所述漏电极用抗蚀剂掩膜以及所述布线用抗蚀剂掩膜进行作用，使其软化，使其回流并进行变形，由此，由变形抗蚀剂至少覆盖所述源电极和所述漏电极之间的沟道用凹部内的所述欧姆接触用Si膜；将所述变形抗蚀剂、所述源电极以及所述漏电极作为掩膜对下层的所述欧姆接触用Si膜以及所述a-Si膜进行刻蚀；除去所述变形抗蚀剂，在所述沟道用凹部内使所述欧姆接触用Si膜再次露出；将所述源电极和所述漏电极作为掩膜对在这些之间的所述沟道部用凹部露出的所述欧姆接触用Si膜进行刻蚀，
在进行所述回流并进行变形的步骤中，使所述源电极用抗蚀剂掩膜以及所述漏电极用抗蚀剂掩膜的任意一个或者这二者的平均单位长度L的体积V1相对所述布线用抗蚀剂掩膜的平均单位长度L的体积V2为1.5～3倍。
12.一种TFT的制造方法，其特征在于，
包括如下步骤：在衬底上形成栅电极；形成覆盖所述栅电极的栅极绝缘膜；在所述栅极绝缘膜上，从下依次堆积a-Si膜、欧姆接触用Si膜以及金属膜；在所述金属膜上形成抗蚀剂膜；使用预定的曝光掩膜对所述抗蚀剂膜进行曝光处理；对曝光处理后的所述抗蚀剂膜进行显影处理并进行图形形成，形成源电极用抗蚀剂掩膜、漏电极用抗蚀剂掩膜以及布线用抗蚀剂掩膜；将所述源电极用抗蚀剂掩膜、所述漏电极用抗蚀剂掩膜以及所述布线用抗蚀剂掩膜作为掩膜对所述金属膜进行刻蚀，形成源电极、漏电极以及分别与这些连接的布线；使有机溶剂对所述源电极用抗蚀剂掩膜、所述漏电极用抗蚀剂掩膜以及所述布线用抗蚀剂掩膜进行作用，使其软化，使其回流并进行变形，由此，由变形抗蚀剂至少覆盖所述源电极和所述漏电极之间的沟道用凹部内的所述欧姆接触用Si膜；将所述变形抗蚀剂、所述源电极以及所述漏电极作为掩膜对下层的所述欧姆接触用Si膜以及所述a-Si膜进行刻蚀；除去所述变形抗蚀剂，在所述沟道用凹部内使所述欧姆接触用Si膜再次露出；将所述源电极和所述漏电极作为掩膜对在这些之间的所述沟道部用凹部露出的所述欧姆接触用Si膜进行刻蚀，
在进行所述回流并进行变形的步骤中，使所述源电极用抗蚀剂掩膜以及所述漏电极用抗蚀剂掩膜的任意一个或者这二者的平均单位长度的体积V1相对所述布线用抗蚀剂掩膜的平均单位长度L的体积V2为0.2～0.7倍。
13.一种存储媒质，存储在计算机上进行动作并对回流处理装置进行控制的程序，其特征在于，
所述程序在执行时控制所述回流处理装置，以进行具有以下步骤的回流处理方法：
准备进行图形形成后的电极用金属膜以及与该电极用金属膜连接的布线用金属膜、和分别设置在所述电极用金属膜以及所述布线用金属膜上的电极用抗蚀剂掩膜以及布线用抗蚀剂掩膜；在回流处理装置的处理室内装入所述衬底，使溶剂对所述电极用抗蚀剂掩膜以及所述布线用抗蚀剂掩膜进行作用，使其软化，进行回流并进行变形，由此，以变形抗蚀剂覆盖与所述电极用金属膜相邻的区域，
进行使所述电极用抗蚀剂掩膜的平均单位长度L的体积V1相对所述布线用抗蚀剂掩膜的平均单位长度L的体积V2为1.5～3倍。
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