JP2008078366A

JP2008078366A - ネガ型現像装置とポジ型現像装置を並列した現像装置

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Publication number: JP2008078366A
Application number: JP2006255516A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Tatsukawa; 浩詩龍川
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2006-09-21
Filing date: 2006-09-21
Publication date: 2008-04-03

Abstract

【課題】フォトリソグラフィ法にてパターンを形成する製造ラインにて、２種の現像液を切替えず、切替え操作のロスをなくし、また、品質への悪影響のない、ネガ型現像装置とポジ型現像装置を並列した現像装置を提供する。
【解決手段】１）現像装置がネガ型現像装置６０Ｎとポジ型現像装置６０Ｐで構成され、２）露光装置からネガ型現像装置或いはポジ型現像装置へ基板を移載する振り分け移載機構Ｒ１、３）ネガ型現像装置或いはポジ型現像装置からポストベーク装置へ基板を移載する振り戻し移載機構、４）振り分け移載機構及び振り戻し移載機構Ｒ２を制御する制御機構を具備する。
【選択図】図３

Description

本発明は、基板上へフォトリソグラフィ法によりパターンを形成する製造ラインの現像装置に関するものであり、特に、異なった成分の現像液の切替えを要しない現像装置、すなわち、現像液の切替え操作に伴うロスをなくし、また、現像液が混入した場合に生じる品質への悪影響のない、現像装置に関する。

液晶表示装置を構成するカラーフィルタは、基板上に所定の着色画素パターンが形成される。また、エッチング部品では、金属基板上に所定形状の耐エッチングレジストパターンを形成した後にエッチングを行って得られる。基板上に所定形状のパターンを形成する手法としてフォトリソグラフィ法が知られている。
図１は、フォトリソグラフィ法によりパターンを形成する製造ラインの一例の構成の概略を示す説明図である。
図１に示すように、一例として示すフォトリソグラフィ法によりパターンを形成する製造ラインは、洗浄装置（１）、塗布装置（２）、減圧乾燥装置（３）、プリベーク装置（４）、露光装置（５）、現像装置（６）、ポストベーク装置（７）が順次に設けられたものである。

基板上にフォトリソグラフィ法によりパターンを形成する際には、先ず基板に対して洗浄装置（１）によって必要に応じた洗浄処理を施し、続いて塗布装置（２）によるフォトレジストの塗布、減圧乾燥装置（３）による予備乾燥処理、プリベーク装置（４）によるプリベーク処理、露光装置（５）によるパターン露光、現像装置（６）による現像処理、ポストベーク装置（７）によるポストベーク処理が順次に施され、基板上に所定のパターンを形成する。

上記フォトレジストの塗布直後は、フォトレジストの塗膜は乾燥していないために流動性があり、次工程へ基板を搬送した場合には、搬送中に塗膜の膜厚が変化し易く膜厚にムラを発生させることがある。予備乾燥処理は、この搬送に伴う塗膜の膜厚の変化を防止するために、塗膜中の溶媒を減圧下で半ば蒸発させる予備的な乾燥処理である。

次工程のプリベーク処理は、塗膜中の溶媒を加熱によって蒸発させる本格的な乾燥処理である。塗膜中の溶媒が残留していると、フォトレジストの感度は著しく低下し、加えて基板への接着力が弱まるので、塗膜中の溶媒を充分に蒸発させる処理である。また、ポストベーク処理はパターン膜の耐性向上及びガラス基板への接着性の強化を行う処理である。

図２は、現像装置（６）に現像液を供給する現像液供給系（８）の一例の概略を示したものである。現像液供給系（８）は、現像液タンク（８−１）、送液ポンプ（８−２）、及び送液配管（８−３）で構成されている。現像液タンク（８−１）内に充填された現像液は、送液配管（８−３）、送液ポンプ（８−２）、送液配管（８−３）を経て現像装置（６）に供給される。

パターンの形成に用いる現像液は、パターン露光されたフォトレジスト膜が所定の形状のパターンに現像されるように適切な成分を含有し、そのフォトレジストに対応した現像液である。フォトレジストと現像液は組合わされたものとなっている。
フォトリソグラフィ法によりパターンを形成する際に用いるフォトレジストは、ネガ型フォトレジストとポジ型フォトレジストに大別されるが、あるネガ型フォトレジストには、そのネガ型フォトレジストに対応した成分の現像液が用いられ、また、あるポジ型フォトレジストには、そのポジ型フォトレジストに対応した成分の現像液が用いられる。

上記製造ラインによりパターンを形成する際に、常に同一のフォトレジスト及び現像液、例えば、ネガ型フォトレジストを用い、そのネガ型フォトレジストに対応した現像液を用いる際には、安定したパターンを効率よく製造することができる。
しかし、例えば、ネガ型フォトレジストを用いてパターンを形成する作業と、ポジ型フォトレジストを用いてパターンを形成する作業とを混在して行う場合には、すなわち、製造ライン中の一基の現像装置にて、異なった２種の成分の現像液を使用する場合には、その都度現像液を切替えてパターンの形成作業を行うことになる。

この際の現像液の切替え操作において、その切替え操作が不適切であった場合には、切替え前の現像液の残留が切替え後の現像液に混入し、切替え後の現像液の成分は変化したものとなり、切替え後の現像液によるパターンは良好なものとはならない。
特に、ネガ型フォトレジストに対応した現像液からポジ型フォトレジストに対応した現像液に切替えた場合、ネガ型用の現像液に含有する成分が少量でも残留し、ポジ型用の現像液に混入すると、その影響は顕著であり、線幅、膜厚、シミ・ムラなどの品質に与える影響は大きい。

従って、現像液の切替え操作は、切替え前の現像液の混入が生じないように充分に配慮した操作を行うことが必要となる。このため、現像液の切替え毎に、現像液タンク、送液ポンプ、送液配管、現像槽などの洗浄、現像液の入れ替え、循環に、例えば、十数時間〜数十時間といった膨大な時間を費やすことになる。その間、製造を中断しなければならない。つまり、現像液の切替え操作に伴う製造効率のロスは甚だ大きいものである。
特開２００１−１２４９１４号公報

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、フォトリソグラフィ法によりパターンを形成する製造ラインにおいて、例えば、ネガ型フォトレジストを用いてパターンを形成する作業と、ポジ型フォトレジストを用いてパターンを形成する作業とがある場合に、異なった２種の現像液を切替えることなく、すなわち、現像液の切替え操作に伴うロスをなくし、また、現像液の切替え操作が不適切であった場合に生じる品質への悪影響のない、ネガ型現像装置とポジ型現像装置を並列した現像装置を提供することを課題とするものである。

本発明は、少なくとも洗浄装置、塗布装置、プリベーク装置、露光装置、現像装置、ポストベーク装置が、この順序に設けられ、複数の基板を順次に水平に上記洗浄装置へ搬送し、上記各装置にて順次に搬送される基板上に各処理を連続して行いパターンを形成する製造ラインの上記現像装置において、
１）前記現像装置が、ネガ型現像装置及びその現像液供給系と、該ネガ型現像装置と並列に設けられたポジ型現像装置及びその現像液供給系とで構成され、
２）前記露光装置からネガ型現像装置へ基板を移載、或いは露光装置からポジ型現像装置へ基板を移載する振り分け移載機構、
３）前記ネガ型現像装置からポストベーク装置へ基板を移載、或いはポジ型現像装置からポストベーク装置へ基板を移載する振り戻し移載機構、
４）上記振り分け移載機構、及び振り戻し移載機構を制御する制御機構を具備することを特徴とするネガ型現像装置とポジ型現像装置を並列した現像装置である。

また、本発明は、請求項１記載のネガ型現像装置とポジ型現像装置を並列した現像装置において、
Ａ）１）前記露光装置はパターン露光後の基板を受け渡すための受け渡し部（５３）を有し、
２）前記ネガ型現像装置は現像処理を行う基板を受け取るための受け取り部（６２Ｎ）及び現像処理後の基板を受け渡すための受け渡し部（６３Ｎ）を有し、
３）前記ポジ型現像装置は現像処理を行う基板を受け取るための受け取り部（６２Ｐ）及び現像処理後の基板を受け渡すための受け渡し部（６３Ｐ）を有し、
４）前記ポストベーク装置は加熱処理を行う基板を受け取るための受け取り部（７２）を有し、
Ｂ）１）上記露光装置の受け渡し部（５３）と、ネガ型現像装置の受け取り部（６２Ｎ）及びポジ型現像装置の受け取り部（６２Ｐ）の間の基板の搬送方向（直線上）（Ｘ）上には、前記振り分け移載機構（Ｒ１）が配置され、
２）上記ネガ型現像装置の受け渡し部（６３Ｎ）及びポジ型現像装置の受け渡し部（６３Ｐ）と、ポストベーク装置の受け取り部（７２）の間の基板の搬送方向（直線上）（Ｘ）上には、前記振り戻し移載機構（Ｒ２）が配置され、
Ｃ）１）上記ネガ型現像装置の受け取り部（６２Ｎ）及びポジ型現像装置の受け取り部（６２Ｐ）は、振り分け移載機構（Ｒ１）の位置で基板の搬送方向（直線上）（Ｘ）上と直交する方向（Ｙ）に位置し、
２）上記ネガ型現像装置の受け渡し部（６３Ｎ）及びポジ型現像装置の受け渡し部（６３Ｐ）は、振り戻し移載機構（Ｒ２）の位置で基板の搬送方向（直線上）（Ｘ）上と直交する方向（Ｙ）に位置することを特徴とするネガ型現像装置とポジ型現像装置を並列した現像装置である。

本発明は、１）現像装置が、ネガ型現像装置とネガ型現像装置と並列に設けられたポジ型現像装置とで構成され、２）露光装置からネガ型現像装置へ基板を移載、或いは露光装置からポジ型現像装置へ基板を移載する振り分け移載機構、３）ネガ型現像装置からポストベーク装置へ基板を移載、或いはポジ型現像装置からポストベーク装置へ基板を移載する振り戻し移載機構、４）振り分け移載機構、及び振り戻し移載機構を制御する制御機構を具備するネガ型現像装置とポジ型現像装置を並列した現像装置であるので、フォトリソグラフィ法によりパターンを形成する製造ラインにおいて、例えば、ネガ型フォトレジストを用いパターンを形成する作業と、ポジ型フォトレジストを用いパターンを形成する作業とがある場合に、異なった２種の現像液を切替えることなく、すなわち、現像液の切替え操作に伴う製造効率のロスをなくし、また、現像液の切替え操作が不適切であった場合に生じる品質への悪影響のない、ネガ型現像装置とポジ型現像装置を並列した現像装置となる。

以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
本発明による現像装置は、ネガ型フォトレジストを用いた際に、パターン露光されたネガ型フォトレジスト膜を現像するネガ型現像装置と、ポジ型フォトレジストを用いた際に、パターン露光されたポジ型フォトレジスト膜を現像するポジ型現像装置とで構成されている。ネガ型現像装置とポジ型現像装置は並列して設けられた現像装置である。

本発明によるネガ型現像装置とポジ型現像装置を並列した現像装置を、ネガ型現像装置として機能させるか、ポジ型現像装置として機能させるかは、後述する制御機構により振り分け移載機構及び振り戻し移載機構を作動させることによって、容易に切り換えることができる。
従って、１基の現像装置であって、ネガ型フォトレジストを用いたパターンを形成する際の現像処理と、ポジ型フォトレジストを用いたパターンを形成する際の現像処理を効率よく行うことができる現像装置である。

図３は、本発明によるネガ型現像装置とポジ型現像装置を並列した現像装置の一実施例の概略を示す平面図である。図３は、フォトリソグラフィ法によりパターンを形成する製造ラインを構成する各装置の内、現像装置（６０）の近傍の装置、機構を示したものである。
現像装置（６０）は、ネガ型現像装置（６０Ｎ）とポジ型現像装置（６０Ｐ）で構成されている。

製造ラインの露光装置（５０）、現像装置（６０）、ポストベーク装置（７０）は、この順序で図３中左方から右方へ設けられている。露光装置（５０）とポストベーク装置（７０）は、各装置内での基板の搬送方向（Ｘ）を直線で結んだ一直線上に配置されている。
ネガ型現像装置（６０Ｎ）内での基板の搬送方向（ＸＮ）及びポジ型現像装置（６０Ｐ）内での基板の搬送方向（ＸＰ）は、上記直線（搬送方向（Ｘ））と平行であり、且つ、上記直線（搬送方向（Ｘ））を対称軸として、図３中、上下に対称する位置に配置されている。

すなわち、露光装置（５０）、現像装置（６０）、ポストベーク装置（７０）は、平行に配置されており、ネガ型現像装置（６０Ｎ）とポジ型現像装置（６０Ｐ）は、上記直線（搬送方向（Ｘ））を対称軸として、対称する位置に並列されている。
尚、ネガ型現像装置（６０Ｎ）とポジ型現像装置（６０Ｐ）には、各々、現像液タンク、送液ポンプ、及び送液配管で構成される、ネガ型現像液供給系（８０Ｎ）とポジ型現像液供給系（８０Ｐ）が接続されており、各々にネガ型現像液或いはポジ型現像液が供給されるようになっている。

また、露光装置（５０）と現像装置（６０）の間の上記直線上には、露光装置（５０）からネガ型現像装置（６０Ｎ）へ基板を移載、或いは露光装置（５０）からポジ型現像装置（６０Ｐ）へ基板を移載する振り分け移載機構（Ｒ１）が設けられている。また、現像装置（６０）とポストベーク装置（７０）の間の上記直線上には、ネガ型現像装置（６０Ｎ）からポストベーク装置（７０）へ基板を移載、或いはポジ型現像装置（６０Ｐ）からポストベーク装置（７０）へ基板を移載する振り戻し移載機構（Ｒ２）が設けられている。
また、振り分け移載機構（Ｒ１）、及び振り戻し移載機構（Ｒ２）を制御する制御機構（図示せず）が設けられている。

露光装置（５０）はパターン露光後の基板を受け渡すための受け渡し部（５３）を有している。ネガ型現像装置（６０Ｎ）は現像処理を行う基板を受け取るための受け取り部（６２Ｎ）及び現像処理後の基板を受け渡すための受け渡し部（６３Ｎ）を有し、ポジ型現像装置（６０Ｐ）は現像処理を行う基板を受け取るための受け取り部（６２Ｐ）及び現像処理後の基板を受け渡すための受け渡し部（６３Ｐ）を有している。また、ポストベーク装置（７０）は加熱処理を行うガラス基板を受け取るための受け取り部（７２）を有している。

また、露光装置の受け渡し部（５３）と、ネガ型現像装置（６０Ｎ）及びポジ型現像装置（６０Ｐ）の受け取り部（６２Ｎ、６２Ｐ）の間の上記直線上には、振り分け移載機構（Ｒ１）として第一ロボット（例えば、円筒座標型ロボット）が配置され、ネガ型現像装置（６０Ｎ）及びポジ型現像装置（６０Ｐ）の受け渡し部（６３Ｎ、６３Ｐ）と、ポスト
ベーク装置の受け取り部（７２）の間の上記直線上には、振り戻し移載機構（Ｒ２）として第二ロボット（例えば、円筒座標型ロボット）が配置されている。

ネガ型現像装置（６０Ｎ）は、受け取り部（６２Ｎ）、現像装置本体（６１Ｎ）、受け渡し部（６３Ｎ）で構成され、また、ポジ型現像装置（６０Ｐ）は、受け取り部（６２Ｐ）、現像装置本体（６１Ｐ）、受け渡し部（６３Ｐ）で構成されている。
受け取り部（６２Ｎ）及び受け取り部（６２Ｐ）は、振り分け移載機構（Ｒ１）の位置で上記直線（搬送方向（Ｘ））と直交する方向（Ｙ）に位置している。
また、受け渡し部（６３Ｎ）及び受け渡し部（６３Ｐ）は、振り戻し移載機構（Ｒ２）の位置で上記直線（搬送方向（Ｘ））と直交する方向（Ｙ）に位置している。

本発明によるネガ型現像装置とポジ型現像装置を並列した現像装置を、ネガ型現像装置として機能させる際には、制御機構により第一ロボット（Ｒ１）が露光装置（５０）からネガ型現像装置（６０Ｎ）へ基板を移載するモードとする。また、第二ロボット（Ｒ２）がネガ型現像装置（６０Ｎ）からポストベーク装置（７０）へ基板を移載するモードとする。

これにより、白太矢印で示すように、露光装置（５０）以前の各装置にて順次に各処理が施され、パターン形成用のネガ型フォトレジストの塗布膜が設けられた基板は、露光装置（５０）におけるパターン露光後に、第一ロボット（Ｒ１）によって露光装置の受け渡し部（５３）からネガ型現像装置（６０Ｎ）の受け取り部（６２Ｎ）へ移載される。また、基板は、ネガ型現像装置（６０Ｎ）における現像処理後に、第二ロボット（Ｒ２）によって受け渡し部（６３Ｎ）からポストベーク装置の受け取り部（７２）へ移載される。
ポストベーク装置（７０）においてポストベーク処理が施され、基板上に所望するパターンが形成される。

また、本発明によるネガ型現像装置とポジ型現像装置を並列した現像装置を、ポジ型現像装置として機能させる際には、制御機構により第一ロボット（Ｒ１）が露光装置（５０）からポジ型現像装置（６０Ｐ）へ基板を移載するモードとする。また、第二ロボット（Ｒ２）がポジ型現像装置（６０Ｐ）からポストベーク装置（７０）へ基板を移載するモードとする。
これにより、露光装置（５０）以前の各装置にて各処理が施された基板上には所望するポジ型フォトレジストを用いたパターンが形成される。

図４は、本発明によるネガ型現像装置とポジ型現像装置を並列した現像装置の一実施例における基板の動線の説明図である。図４は、図１をもとにした平面図である。基板は図示していないが、基板の動線を実線矢印で表している。図４（ａ）は、現像装置がネガ型フォトレジストを用いてのパターンを形成する製造ラインの機能モードで正常に運転されている状態を表している。

パターン形成用のネガ型フォトレジストの塗布膜が設けられた基板は、露光装置（５０）におけるパターン露光後に、第一ロボット（Ｒ１）によってネガ型現像装置（６０Ｎ）へ移載される。ネガ型現像装置（６０Ｎ）における現像処理後に、基板は第二ロボット（Ｒ２）によってポストベーク装置（７０）へ移載され、ポストベーク装置（７０）によってポストベーク処理が施される。

図４（ｂ）は、現像装置がポジ型フォトレジストを用いてのパターンを形成する製造ラインの機能モードで正常に運転されている状態を表している。
パターン形成用のポジ型フォトレジストの塗布膜が設けられた基板は、露光装置（５０）におけるパターン露光後に、第一ロボット（Ｒ１）によってポジ型現像装置（６０Ｐ）へ
移載される。ポジ型現像装置（６０Ｐ）における現像処理後に、基板は第二ロボット（Ｒ２）によってポストベーク装置（７０）へ移載され、ポストベーク装置（７０）によってポストベーク処理が施される。

フォトリソグラフィ法によりパターンを形成する製造ラインの一例の構成の概略を示す説明図である。現像装置に現像液を供給する現像液供給系の一例の概略を示したものである。本発明によるネガ型現像装置とポジ型現像装置を並列した現像装置の一実施例の概略を示す平面図である。（ａ）は、現像装置がネガ型フォトレジストを用いてのパターンを形成する製造ラインの機能モードで正常に運転されている状態の基板の動線の説明図である。（ｂ）は、現像装置がポジ型フォトレジストを用いてのパターンを形成する製造ラインの機能モードで正常に運転されている状態の基板の動線の説明図である。

符号の説明

１・・・洗浄装置
２・・・塗布装置
３・・・減圧乾燥装置
４・・・プリベーク装置
５、５０・・・露光装置
６・・・現像装置
７、７０・・・ポストベーク装置
８・・・現像液供給系
８−１、８１Ｎ、８１Ｐ・・・現像液タンク
８−２、８２Ｎ、８２Ｐ・・・送液ポンプ
８−３、８３Ｎ、８３Ｐ・・・送液配管
５１・・・露光装置本体
５３・・・露光装置の受け渡し部
６０・・・本発明による現像装置
６０Ｎ・・・ネガ型現像装置
６０Ｐ・・・ポジ型現像装置
６１Ｎ・・・ネガ型現像装置本体
６１Ｐ・・・ポジ型現像装置本体
６２Ｎ・・・ネガ型現像装置の受け取り部
６２Ｐ・・・ポジ型現像装置の受け取り部
６３Ｎ・・・ネガ型現像装置の受け渡し部
６３Ｐ・・・ポジ型現像装置の受け渡し部
７１・・・ポストベーク装置本体
７２・・・ポストベーク装置の受け取り部
８０Ｎ・・・ネガ型現像液供給系
８０Ｐ・・・ポジ型現像液供給系
Ｒ１・・・振り分け移載機構（第一ロボット）
Ｒ２・・・振り戻し移載機構（第二ロボット）
Ｘ・・・基板の搬送方向
ＸＮ・・・ネガ型現像装置内での基板の搬送方向
ＸＰ・・・ポジ型現像装置内での基板の搬送方向

Claims

少なくとも洗浄装置、塗布装置、プリベーク装置、露光装置、現像装置、ポストベーク装置が、この順序に設けられ、複数の基板を順次に水平に上記洗浄装置へ搬送し、上記各装置にて順次に搬送される基板上に各処理を連続して行いパターンを形成する製造ラインの上記現像装置において、
１）前記現像装置が、ネガ型現像装置及びその現像液供給系と、該ネガ型現像装置と並列に設けられたポジ型現像装置及びその現像液供給系とで構成され、
２）前記露光装置からネガ型現像装置へ基板を移載、或いは露光装置からポジ型現像装置へ基板を移載する振り分け移載機構、
３）前記ネガ型現像装置からポストベーク装置へ基板を移載、或いはポジ型現像装置からポストベーク装置へ基板を移載する振り戻し移載機構、
４）上記振り分け移載機構、及び振り戻し移載機構を制御する制御機構を具備することを特徴とするネガ型現像装置とポジ型現像装置を並列した現像装置。
請求項１記載のネガ型現像装置とポジ型現像装置を並列した現像装置において、
Ａ）１）前記露光装置はパターン露光後の基板を受け渡すための受け渡し部（５３）を有し、
２）前記ネガ型現像装置は現像処理を行う基板を受け取るための受け取り部（６２Ｎ）及び現像処理後の基板を受け渡すための受け渡し部（６３Ｎ）を有し、
３）前記ポジ型現像装置は現像処理を行う基板を受け取るための受け取り部（６２Ｐ）及び現像処理後の基板を受け渡すための受け渡し部（６３Ｐ）を有し、
４）前記ポストベーク装置は加熱処理を行う基板を受け取るための受け取り部（７２）を有し、
Ｂ）１）上記露光装置の受け渡し部（５３）と、ネガ型現像装置の受け取り部（６２Ｎ）及びポジ型現像装置の受け取り部（６２Ｐ）の間の基板の搬送方向（直線上）（Ｘ）上には、前記振り分け移載機構（Ｒ１）が配置され、
２）上記ネガ型現像装置の受け渡し部（６３Ｎ）及びポジ型現像装置の受け渡し部（６３Ｐ）と、ポストベーク装置の受け取り部（７２）の間の基板の搬送方向（直線上）（Ｘ）上には、前記振り戻し移載機構（Ｒ２）が配置され、
Ｃ）１）上記ネガ型現像装置の受け取り部（６２Ｎ）及びポジ型現像装置の受け取り部（６２Ｐ）は、振り分け移載機構（Ｒ１）の位置で基板の搬送方向（直線上）（Ｘ）上と直交する方向（Ｙ）に位置し、
２）上記ネガ型現像装置の受け渡し部（６３Ｎ）及びポジ型現像装置の受け渡し部（６３Ｐ）は、振り戻し移載機構（Ｒ２）の位置で基板の搬送方向（直線上）（Ｘ）上と直交する方向（Ｙ）に位置することを特徴とするネガ型現像装置とポジ型現像装置を並列した現像装置。