JP2008172104A - Reflow processing system and reflow processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば薄膜トランジスタ(TFT)などの製造過程でレジストをリフロー処理する際に利用可能なリフロー処理装置およびリフロー処理方法に関する。 The present invention relates to a reflow processing apparatus and a reflow processing method that can be used when a resist is reflowed in a manufacturing process of a thin film transistor (TFT), for example.
アクティブ・マトリックス型液晶表示装置は、薄膜トランジスタ(TFT)を形成したTFT基板と、カラーフィルタを形成した対向基板との間に液晶を挟み込んで担持し、画素毎に選択的に電圧を印加できるように構成されている。ここで用いられるTFT基板の作製過程では、フォトリソグラフィー技術によってレジスト等の感光性材料のパターニングが繰り返し行なわれるため、フォトリソグラフィー工程毎に、レジストマスクが必要である。 An active matrix type liquid crystal display device supports liquid crystal sandwiched between a TFT substrate on which a thin film transistor (TFT) is formed and a counter substrate on which a color filter is formed so that a voltage can be selectively applied to each pixel. It is configured. In the manufacturing process of the TFT substrate used here, a resist mask is required for each photolithography process because patterning of a photosensitive material such as a resist is repeatedly performed by a photolithography technique.
しかし、近年では液晶表示装置の高集積化と微細化の進展に伴い、その製造工程が複雑化しており、製造コストが増加する傾向にある。そこで、製造コストを低減すべく、フォトリソグラフィーのためのマスクパターンの形成工程を統合させて全体の工程数を削減することが検討されている。マスクパターンの形成工程数を削減する技術として、レジストに有機溶剤を浸透させることによりレジストを軟化させ、レジストパターンの形状を変化させることによって、マスクパターンの形成工程を省略できるリフロープロセスが提案されている(例えば、特許文献1)。また、リフロープロセスを効率的に行なうための基板処理装置(リフロー処理装置)についての提案もなされている(例えば、特許文献2、特許文献3)。
上記特許文献2や特許文献3に記載のリフロー処理装置は、チャンバ内に基板を搬送装置で搬入した後、前記チャンバ内を溶剤雰囲気に置換してレジストを溶解させるチャンバ方式であるため、基板の搬入・搬出および雰囲気置換に所定の時間を必要とし、スループットの向上には限界があるという課題があった。
また、チャンバ方式の場合、溶剤供給量と排気量を調節することによってチャンバ内での溶剤の流れを制御する必要があるが、現実には制御が困難であり、溶剤濃度に濃淡が生じて基板面内でのリフロー量の均一性が得られにくいという問題があった。この均一性の問題を解決するために、溶剤を過剰に供給することも考えられるが、その場合には溶剤使用量が増加してしまうという課題があった。
Since the reflow processing apparatus described in
In the case of the chamber method, it is necessary to control the flow of the solvent in the chamber by adjusting the solvent supply amount and the exhaust amount. However, in reality, it is difficult to control, and the concentration of the solvent is generated and the substrate is dark. There was a problem that it was difficult to obtain uniformity of the reflow amount in the surface. In order to solve the problem of uniformity, it is conceivable to supply an excessive amount of solvent. In this case, however, there is a problem that the amount of solvent used increases.
従って本発明は、基板面内において均一な処理が可能で、かつ十分なスループットが得られるリフロー処理装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a reflow processing apparatus that can perform uniform processing within a substrate surface and can obtain a sufficient throughput.
上記課題を解決するため、本発明の第1の観点は、基板上のレジストを溶剤雰囲気中で軟化させて流動化させるリフロー処理装置であって、
基板を略水平姿勢に支持する基板支持部材と、前記基板支持部材に支持された基板に対して近接した位置を相対移動可能に設けられ、基板上方のリフロー処理空間に溶剤雰囲気を形成する溶剤雰囲気形成器と、を具備し、前記溶剤雰囲気形成器は、溶剤供給源に接続され前記リフロー処理空間に溶剤を供給する溶剤供給口と、吸引機構に接続され前記リフロー処理空間に供給された溶剤を吸引する溶剤吸入口と、を備えたことを特徴とする、リフロー処理装置を提供する。
In order to solve the above problems, a first aspect of the present invention is a reflow processing apparatus for softening and fluidizing a resist on a substrate in a solvent atmosphere,
A substrate support member that supports the substrate in a substantially horizontal posture and a solvent atmosphere that is provided so as to be relatively movable between a position close to the substrate supported by the substrate support member and that forms a solvent atmosphere in the reflow processing space above the substrate A solvent supply port connected to a solvent supply source to supply the solvent to the reflow processing space, and a solvent connected to a suction mechanism to supply the solvent supplied to the reflow processing space. There is provided a reflow treatment device comprising a solvent suction port for suction.
上記第1の観点のリフロー処理装置において、前記溶剤雰囲気形成器には、基板に対向して前記リフロー処理空間を規定する基板対向面が形成されていることが好ましい。そして、前記溶剤供給口および前記溶剤吸入口は、ともに前記基板対向面に形成された開口であることが好ましい。この場合、前記溶剤供給口および前記溶剤吸入口は、それぞれ前記基板の表面に対向するように基板の幅方向に長尺な開口であることが好ましい。 In the reflow processing apparatus according to the first aspect, it is preferable that a substrate facing surface that defines the reflow processing space is formed on the solvent atmosphere forming device so as to face the substrate. The solvent supply port and the solvent suction port are preferably openings formed on the substrate facing surface. In this case, the solvent supply port and the solvent suction port are preferably long openings in the width direction of the substrate so as to face the surface of the substrate.
また、前記基板対向面と基板との間隔が1〜5mmであることが好ましい。さらに、前記基板支持部材は、基板搬送方向に所定間隔で互いに平行に並べられた複数の回転部材と、前記回転部材を回転させる回転駆動機構と、を備え、前記回転部材が基板の下面に当接した状態で回転することにより、前記溶剤雰囲気形成器に対して基板を水平移動させるものであることが好ましい。この場合、前記回転部材は、基板の幅方向に長尺なローラであることが好ましく、前記ローラ内部に基板温度を調節するための温度調節機構を備えたことがより好ましい。 Moreover, it is preferable that the space | interval of the said board | substrate opposing surface and a board | substrate is 1-5 mm. Further, the substrate support member includes a plurality of rotating members arranged in parallel with each other at a predetermined interval in the substrate transport direction, and a rotation driving mechanism that rotates the rotating member, and the rotating member contacts the lower surface of the substrate. It is preferable that the substrate is moved horizontally with respect to the solvent atmosphere forming device by rotating in contact. In this case, the rotating member is preferably a roller that is long in the width direction of the substrate, and more preferably includes a temperature adjusting mechanism for adjusting the substrate temperature inside the roller.
また、前記溶剤雰囲気形成器に、前記リフロー処理空間へ供給される溶剤の温度調節を行う温度調節機構を備えることもできる。
さらに、前記溶剤雰囲気形成器を複数配備し、1枚の基板に対し、順次リフロー処理を行うようにすることも可能である。
Further, the solvent atmosphere forming device may be provided with a temperature adjusting mechanism for adjusting the temperature of the solvent supplied to the reflow processing space.
Furthermore, it is possible to arrange a plurality of the solvent atmosphere forming devices so as to sequentially perform the reflow process on one substrate.
本発明の第2の観点は、上記第1の観点のリフロー処理装置を用いて基板上のレジストを軟化させて流動化させることを特徴とするリフロー処理方法を提供する。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a reflow processing method characterized in that the resist on the substrate is softened and fluidized using the reflow processing apparatus according to the first aspect.
本発明の第3の観点は、基板上のレジストを溶剤雰囲気中で軟化させて流動化させるリフロー処理装置であって、
基板を略水平姿勢に支持する基板支持部材と、
前記基板支持部材に支持された基板に対して相対移動可能に設けられ、溶剤供給源に接続され基板上方に溶剤を供給する溶剤供給口および吸引機構に接続され基板上方に供給された溶剤を吸引する溶剤吸入口を有し、基板上方に溶剤雰囲気を形成する溶剤雰囲気形成器と、
前記溶剤雰囲気形成器の溶剤供給口から溶剤を含む気体を前記基板上のレジストへ向けて供給するとともに前記溶剤吸入口から吸引するように制御する制御部と、
備えたことを特徴とする、リフロー処理装置を提供する。
A third aspect of the present invention is a reflow processing apparatus for softening and fluidizing a resist on a substrate in a solvent atmosphere,
A substrate support member for supporting the substrate in a substantially horizontal position;
The substrate support member is provided so as to be movable relative to the substrate, connected to a solvent supply source, connected to a solvent supply port for supplying the solvent above the substrate, and connected to a suction mechanism to suck the solvent supplied above the substrate. A solvent atmosphere forming device for forming a solvent atmosphere above the substrate,
A controller for controlling the gas containing the solvent from the solvent supply port of the solvent atmosphere forming device toward the resist on the substrate and controlling the gas to be sucked from the solvent suction port;
Provided is a reflow processing device characterized by comprising the above.
本発明のリフロー処理装置は、基板を略水平姿勢に支持する基板支持部材と、この基板支持部材に支持された基板に対して近接した位置を相対移動可能に設けられ、基板上方のリフロー処理空間に溶剤雰囲気を形成する溶剤雰囲気形成器と、を具備したことにより、リフロー処理空間における溶剤濃度のむらを抑制して溶剤濃度を均一化できるので、従来のチャンバ方式のリフロー処理装置に比べて容易に基板面内でのリフロー処理の均一化を図ることが可能になる。
また、チャンバ方式のリフロー処理装置で必須であった基板の搬入・搬出動作や、リフロー処理前後のチャンバ内雰囲気置換が不要になり、基板を搬送しながらリフロー処理を行うことができることから、リフロー処理のスループットを大幅に向上させることができる。
The reflow processing apparatus of the present invention is provided with a substrate support member that supports a substrate in a substantially horizontal position and a position that is close to the substrate supported by the substrate support member so as to be relatively movable, and a reflow processing space above the substrate. And a solvent atmosphere forming device for forming a solvent atmosphere can suppress the non-uniformity of the solvent concentration in the reflow processing space and make the solvent concentration uniform, which is easier than the conventional chamber type reflow processing device. It is possible to make the reflow process uniform in the substrate plane.
In addition, the substrate loading and unloading operations and the atmosphere replacement in the chamber before and after the reflow processing, which are essential for the chamber type reflow processing apparatus, are no longer necessary, and the reflow processing can be performed while the substrate is being transferred. Throughput can be greatly improved.
また、溶剤雰囲気形成器は、溶剤供給源に接続され基板上方に溶剤を供給する溶剤供給口と、吸引機構に接続され基板上方に供給された溶剤を吸引する溶剤吸入口と、を備えたことにより、溶剤の外部への漏出を防止しつつ、溶剤使用量を節減したリフロー処理が可能である。 The solvent atmosphere forming device includes a solvent supply port that is connected to a solvent supply source and supplies a solvent above the substrate, and a solvent intake port that is connected to a suction mechanism and sucks the solvent supplied above the substrate. Thus, reflow treatment can be performed while reducing the amount of solvent used while preventing leakage of the solvent to the outside.
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい形態について説明する。
図1は、本発明のリフロー方法に好適に利用可能なリフロー処理システムの全体を示す概略平面図である。ここでは、LCD用ガラス基板(以下、単に「基板」と記す)Gの表面に形成されたレジスト膜を、現像処理後に軟化させて変形させ、下層膜をエッチングする際のエッチングマスクとして再使用するためのリフロー処理を行なうリフロー処理ユニット(REFLW)と、このリフロー処理に先立ち、薄膜除去処理(再現像処理)を行なうための再現像処理ユニット(REDEV)と、下地膜の表面改質処理を行なうアドヒージョンユニット(AD)とを備えたリフロー処理システムを例に挙げて説明する。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic plan view showing the entire reflow processing system that can be suitably used in the reflow method of the present invention. Here, the resist film formed on the surface of the LCD glass substrate (hereinafter simply referred to as “substrate”) G is softened and deformed after the development process, and is reused as an etching mask when etching the lower layer film. The reflow processing unit (REFLW) for performing the reflow processing for this purpose, the re-development processing unit (REDEV) for performing the thin film removal processing (re-development processing), and the surface modification processing of the base film are performed prior to the reflow processing. A reflow processing system including an adhesion unit (AD) will be described as an example.
このリフロー処理システム100は、図示しない基板搬送ラインを介して、外部のレジスト塗布・現像処理システムや露光装置、エッチング装置、アッシング装置などとの間で基板Gの受け渡しを行なえるように構成されている。リフロー処理システム100は、複数の基板Gを収容するカセットCを載置するカセットステーション(搬入出部)1と、基板Gにリフロー処理およびこれに先行して行なわれる薄膜除去処理および表面改質処理を含む一連の処理を施すための複数の処理ユニットを備えた処理ステーション(処理部)2と、リフロー処理システム100の各構成部を制御する制御部3と、を備えている。なお、図1において、リフロー処理システム100の長手方向をX方向、水平面上においてX方向と直交する方向をY方向とする。
The
カセットステーション1は、処理ステーション2の一方の端部に隣接して配置されている。このカセットステーション1は、カセットCと処理ステーション2との間で基板Gの搬入出を行うための搬送装置11を備えており、このカセットステーション1において外部に対するカセットCの搬入出が行われる。また、搬送装置11は、カセットCの配列方向であるY方向に沿って設けられた搬送路10上を移動可能な搬送アーム11aを有している。この搬送アーム11aは、X方向への進出・退避、上下方向への昇降および回転可能に設けられており、カセットCと処理ステーション2との間で基板Gの受渡しを行なえるように構成されている。
The cassette station 1 is disposed adjacent to one end of the
処理ステーション2は、基板Gに対してレジストのリフロー処理、その前段階の処理としての薄膜除去処理および表面改質処理等を行うための複数の処理ユニットを備えている。これら各処理ユニットにおいて基板Gは1枚ずつ処理される。処理ステーション2においては、X方向に2列に各処理ユニットが配置され、いわゆる平流し方式で基板Gを順次搬送しつつ処理できるように構成されており、その途中には基板Gの進行方向を変えるためのUターンユニット20が設けられている。このUターンユニット20は、Y方向に沿って設けられた搬送路21上を移動可能かつX方向への進出・退避、上下方向への昇降および回転可能に設けられた搬送アーム21aを有している。
The
処理ステーション2の一方側には、カセットステーション1の側から、再現像処理ユニット(REDEV)30およびアドヒージョンユニット(AD)40がこの順に配列され、他方側にはリフロー処理ユニット(REFLW)50および加熱・冷却処理ユニット(HP/COL)80が配列されている。加熱・冷却処理ユニット(HP/COL)80は、鉛直方向に多段に積層配置されている(図示省略)。
On one side of the
再現像処理ユニット(REDEV)30は、リフロー処理に先だって、レジストのパターンを再現像して薄膜部を除去する薄膜除去処理を行なう処理ユニットである。この再現像処理ユニット(REDEV)30は、例えばローラ搬送やコロ搬送などの手段で基板Gを一定速度に移動させながら、再現像処理のための再現像薬液吐出ノズルから処理液を基板Gに向けて吐出して、再現像薬液の塗布処理を行なえるように構成されている。 The redevelopment processing unit (REDEV) 30 is a processing unit for performing a thin film removal process for re-developing the resist pattern and removing the thin film portion prior to the reflow process. The redevelopment processing unit (REDEV) 30 directs the processing liquid toward the substrate G from the redevelopment chemical liquid discharge nozzle for redevelopment processing while moving the substrate G at a constant speed by means of, for example, roller conveyance or roller conveyance. The re-developing solution can be applied by being discharged.
アドヒージョンユニット(AD)40は、リフロー処理に先だって、例えばローラ搬送やコロ搬送などの手段で基板Gを一定速度に移動させながら、基板Gに対し、例えばHMDS(ヘキサメチルジシラザン)、TMSDEA(N−トリメチルシリルジエチルアミン)等のシリル化剤に代表される表面改質処理剤を含む雰囲気を形成して、レジストの流動を促進するための表面改質処理を行なうユニットである。これらの表面改質処理剤は、疎水化処理作用を持ち、疎水化処理剤としても知られている。 Prior to the reflow process, the adhesion unit (AD) 40 moves, for example, HMDS (hexamethyldisilazane) or TMSDEA with respect to the substrate G while moving the substrate G at a constant speed by means such as roller conveyance or roller conveyance. This unit forms an atmosphere containing a surface modifying agent represented by a silylating agent such as (N-trimethylsilyldiethylamine) and performs a surface modifying process for promoting the flow of the resist. These surface modification treatment agents have a hydrophobization treatment action and are also known as hydrophobization treatment agents.
リフロー処理ユニット(REFLW)50は、基板G上にパターン形成されたレジストを溶剤雰囲気中で軟化させて流動化させ、パターンを変化させて新たなレジストパターンを形成するリフロー処理に用いられるユニットである。このリフロー処理ユニット(REFLW)50の内部構成について、図2〜図4を参照しながら説明する。 The reflow processing unit (REFLW) 50 is a unit used for reflow processing in which a resist patterned on the substrate G is softened and fluidized in a solvent atmosphere to change the pattern to form a new resist pattern. . The internal configuration of the reflow processing unit (REFLW) 50 will be described with reference to FIGS.
図2に示すように、リフロー処理ユニット(REFLW)50は、基板Gを搬送するための搬送手段として、基板Gを水平に支持できるよう基板Gの幅方向に長尺に形成された複数のローラ51を備えている。並列に配置された各ローラ51は、図示しない回転駆動機構に接続されることにより一方向に回転可能に設けられ、このローラ51の回転により基板Gを搬送方向(X方向)に搬送できるように構成されている。各ローラ51の内部には、温度調節媒体流路51aが設けられており、該温度調節用媒体流路51aに温度調節媒体を流通させることによって、基板Gの温度を調節できるようになっている。なお、基板Gの搬送手段はローラ51に限られず、例えばローラ51に代えてベルトコンベアなどを利用することも可能である。
As shown in FIG. 2, the reflow processing unit (REFLW) 50 includes a plurality of rollers that are long in the width direction of the substrate G so as to support the substrate G horizontally as a transport unit for transporting the substrate G. 51 is provided. The
搬送ローラ51の間に介在して複数箇所(図2では3箇所)に、溶剤雰囲気形成器としてのリフロー処理器53(53a,53b,53c)が配備されている。図3は、第1実施形態に係るリフロー処理器54の概略構成を示す斜視図であり、図4はその縦断面図である。リフロー処理器53は、溶剤供給部55および溶剤吸入部57を備えた天板59と、基板Gの搬送方向に沿って互いに対向して設けられた側板61,61と、前記搬送方向に直交する側板62,62と、底板63とを備え、側板62,62には基板導入口64aおよび基板導出口64bが形成されて全体として横長の中空角筒形状をなしており、その内部に基板Gが通過できるように形成されている。天板59の下面には、ローラ51に支持された状態の基板Gに対向して基板対向面65が形成されている。
Reflow treatment units 53 (53a, 53b, 53c) as solvent atmosphere forming units are provided at a plurality of locations (three locations in FIG. 2) interposed between the
この基板対向面65と基板Gと側板61,61および側板62,62によって、リフロー処理時に溶剤雰囲気となるリフロー処理空間Sが形成される。基板対向面65は基板Gに対して近接して配備されており、基板対向面65と基板Gとの間隔L1は、例えば1〜5mmが好ましく、2〜4mmがより好ましい。このように基板対向面65を基板Gに対して近接配備し、リフロー処理空間Sを小さな空間とすることで、リフロー処理空間S内における溶剤濃度が均一化しやすくなり、基板G面内におけるリフロー処理の均一化を図ることが可能になるとともに、溶剤の使用量を節減することができる。また、側板61,61および基板導入口64aおよび基板導出口64bが形成された側板62,62によって、リフロー処理空間Sが囲まれることにより溶剤の漏出が防止される。
The
リフロー処理器53において、溶剤供給部55および溶剤吸入部57は、天板59から外側(斜め上方)に突出して設けられている。溶剤供給部55は、内部に溶剤供給路66を備えており、この溶剤供給路66は複数の溶剤供給管67を介して溶剤供給源68(68a,68b,68c)に接続されている。溶剤供給路66の他端側は、基板対向面65において基板Gの幅方向に長尺に開口形成された溶剤供給口69に連通している。この溶剤供給口69の開口部内には、例えば多孔質セラミックスなどからなり、微細な気体流路を有する整流部材71が配備され、気化された溶剤を含む気体を基板Gへ向けて均一に吹き出すことができるように構成されている。
また、溶剤吸入部57は、内部に排気路72を備えており、この排気路72は、排気管73を介して吸引ポンプなどの吸引機構77(77a,77b,77c)に接続されている。排気路72の他端側は、基板対向面65において基板Gの幅方向に長尺に開口形成された溶剤吸入口75に連通している。
In the
Further, the
以上の構成のリフロー処理ユニット(REFLW)50においては、図示しない回転駆動機構を駆動させてローラ51回転させ、基板GをX方向に搬送する。そして、基板Gが中空筒状のリフロー処理器53の内部を通過する際に、溶剤供給部55の溶剤供給口69から溶剤を含む気体を基板Gの表面へ向けて供給する。溶剤供給口69から吹き出された溶剤を含む気体は、基板Gの表面に対して垂直ではなく所定の傾斜角度を持ってリフロー処理空間Sへ吐出される。溶剤供給口69から溶剤を含む気体を供給するとともに、溶剤吸入部57の溶剤吸入口75から供給された気体を吸入し、排気路72、排気管73を介して回収する。このようにすると、リフロー処理器53の基板対向面65と基板Gとの間は狭隘なリフロー処理空間Sであることから、溶剤供給口69から溶剤吸入口75へ向かう一方向の流れが形成される。この過程で、基板G表面のレジストにリフロー処理空間Sの雰囲気中の溶剤が吸収され、レジストが軟化して流動化し、変形レジストパターンが形成される。なお、本実施形態では、基板Gの進行方向と、溶剤を含む気体の流れ方向が同じ向きであるが、基板Gの進行方向と、溶剤を含む気体の流れ方向は逆向き(対向流)であってもよい。
In the reflow processing unit (REFLW) 50 having the above configuration, a rotation driving mechanism (not shown) is driven to rotate the
本実施形態においては、ローラ51の内部に温度調節媒体流路51aを設けてリフロー処理を施す基板Gに対して温度調節を行うようにしたが、リフロー処理器53に例えば熱交換器などの温度調節手段を設けて、溶剤を含む気体の温度を調節することも可能である。また、リフロー処理器53に走査機構を設け、ローラ51を用いて基板Gを搬送しながら、基板に対して一定の間隔を維持しつつリフロー処理器53を水平方向に走査させる構成としてもよい。
In the present embodiment, the temperature adjustment
図2に例示するように、一つのリフロー処理ユニット(REFLW)50内に、複数のリフロー処理器53a,53b,53cを配備することができるので、1枚の基板Gに対して1次リフロー処理、2次リフロー処理、3次リフロー処理・・・のようにリフロー処理を数段階に分けて実施することが可能である。この場合、各リフロー処理器53a,53b,53cにおいて同一内容の処理を行うことも可能であるが、処理条件、例えば溶剤の濃度、溶剤の種類、処理温度、処理時間などをリフロー処理器53a,53b,53c毎に変えてリフロー処理を行うこともできる。
As illustrated in FIG. 2, since a plurality of
溶剤の濃度や溶剤の種類は、溶剤供給源から供給される溶剤と希釈ガスとの混合比率や溶剤の種類を変えることにより調整可能である。
処理温度は、溶剤供給口69から供給する溶剤を含む気体の温度や、ローラ51内の温度調節媒体流路51aを流通する温度調節媒体の温度を調節することにより変化させることが可能である。
処理時間は、ローラ51による基板Gの搬送速度や、リフロー処理器53のX方向の長さ(より具体的には、溶剤供給口69から溶剤吸入口75までの距離)を変えることによって変化させることが可能である。例えば、幅400mm、長さ500mmの基板Gを処理する場合に、リフロー処理器53のX方向の長さは30〜100mm、ローラ51による基板Gの搬送速度は20〜100mm/秒、基板対向面65と基板Gとの間隔L1は例えば4〜5mmとすることが好ましい。この場合、溶剤供給口69から供給される気体の流量(供給流量)は20〜50L/min、溶剤吸入口75から吸入する気体の流量(排気流量)は、20〜50L/minとすることが好ましい。このように各リフロー処理器53における処理条件を適切に変化させることによって、例えばリフロー処理の速度(スループット)を向上させたり、軟化レジストによる被覆領域などを制御したりすることが可能である。
The concentration of the solvent and the type of the solvent can be adjusted by changing the mixing ratio of the solvent and dilution gas supplied from the solvent supply source and the type of the solvent.
The processing temperature can be changed by adjusting the temperature of the gas containing the solvent supplied from the
The processing time is changed by changing the conveyance speed of the substrate G by the
加熱・冷却処理ユニット(HP/COL)80には、例えばローラ搬送やコロ搬送などの手段で基板Gを一定速度に移動させながら、基板Gに対して加熱処理を行うホットプレートユニット(HP)および基板Gに対して冷却処理を行うクーリングプレートユニット(COL)が設けられている。この加熱・冷却処理ユニット(HP/COL)80では、リフロー処理後の基板Gに対して、必要に応じて加熱処理や冷却処理が行なわれる。 The heating / cooling processing unit (HP / COL) 80 includes, for example, a hot plate unit (HP) that heats the substrate G while moving the substrate G at a constant speed by means such as roller conveyance or roller conveyance. A cooling plate unit (COL) that performs a cooling process on the substrate G is provided. In the heating / cooling processing unit (HP / COL) 80, the substrate G after the reflow processing is subjected to heating processing or cooling processing as necessary.
図1に示すように、リフロー処理システム100の各構成部は、制御部3のCPUを備えたコントローラ90に接続されて制御される構成となっている。コントローラ90には、工程管理者がリフロー処理システム100を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、リフロー処理システム100の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース91が接続されている。
As shown in FIG. 1, each component of the
また、コントローラ90には、リフロー処理システム100で実行される各種処理をコントローラ90の制御にて実現するための制御プログラムや処理条件データ等が記録されたレシピが格納された記憶部92が接続されている。
The
そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース91からの指示等にて任意のレシピを記憶部92から呼び出してコントローラ90に実行させることで、コントローラ90の制御下で、リフロー処理システム100での所望の処理が行われる。また、前記レシピは、例えば、CD−ROM、ハードディスク、フレキシブルディスク、フラッシュメモリなどのコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納された状態のものを利用したり、あるいは、他の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させて利用したりすることも可能である。
Then, if necessary, an arbitrary recipe is called from the
以上のように構成されるリフロー処理システム100においては、まず、カセットステーション1において、搬送装置11の搬送アーム11aが、既にレジストパターンが形成された基板Gを収容しているカセットCにアクセスして1枚の基板Gを取り出す。基板Gは、搬送装置11の搬送アーム11aから、再現像処理ユニット(REDEV)30へ受渡され、例えばコロなどの搬送手段によってX方向に搬送されながら再現像処理(薄膜除去処理)が行われる。そして、再現像処理が施された基板Gは、コロなどの搬送手段によってアドヒージョンユニット(AD)40へ搬入される。そして、アドヒージョンユニット(AD)40にて表面改質処理が行なわれた後、基板Gはアドヒージョンユニット(AD)40からUターンユニット20の搬送アーム21aによって取出され、リフロー処理ユニット(REFLW)50へ搬入され、先ほどまでとは反対の向きに搬送されながらリフロー処理が行われる。
In the
リフロー処理後の基板Gは、加熱・冷却処理ユニット(HP/COL)80に搬入される。そして、加熱・冷却処理ユニット(HP/COL)80において加熱または冷却処理が施される。このような一連の処理が終了した基板Gは搬送アーム11aによって加熱・冷却処理ユニット(HP/COL)80から取り出され、カセットステーション1の搬送装置11に受渡され、任意のカセットCに収容される。
The substrate G after the reflow processing is carried into a heating / cooling processing unit (HP / COL) 80. Then, heating or cooling processing is performed in the heating / cooling processing unit (HP / COL) 80. The substrate G that has been subjected to such a series of processing is taken out from the heating / cooling processing unit (HP / COL) 80 by the
図5は、リフロー処理ユニット(REFLW)50の第2実施形態の概略構成を示す斜視図であり、図6はその縦断面図である。本実施形態のリフロー処理器54は、天板59の中央部に溶剤供給部55が設けられているとともに、基板Gの進行方向において天板59の前方側と後方側にそれぞれ溶剤吸入部57a,57bを備えている点において、第1実施形態に係るリフロー処理器53(図3,図4参照)と相違している。溶剤供給部55は、天板59の中央部から上方にほぼ直交するように突出して設けられている。溶剤吸入部57a,57bは、天板59から外側(斜め上方)に突出して設けられている。溶剤供給部55は、内部に溶剤供給路66を備えており、この溶剤供給路66は溶剤供給管67を介して溶剤供給源(図示省略)に接続され、溶剤供給路66の他端側は基板対向面65において基板Gの幅方向に長尺に開口形成された溶剤供給口69に連通している。この溶剤供給口69の開口部内には、例えば多孔質セラミックスなどからなり、微細な気体流路を有する整流部材71が配備され、気化された溶剤を含む気体を基板Gへ向けて均一に吹き出すことができるように構成されている。
FIG. 5 is a perspective view showing a schematic configuration of a second embodiment of the reflow processing unit (REFLW) 50, and FIG. 6 is a longitudinal sectional view thereof. In the
また、溶剤吸入部57a,57bは、内部に排気路72a,72bを備えており、この排気路72a,72bは、それぞれ排気管73a,73bを介して吸引ポンプなどの吸引機構(図示省略)に接続されている。排気路72a,72bの他端側は、基板対向面65において基板Gの幅方向に長尺に開口形成された溶剤吸入口75a,75bに連通している。
Further, the
そして、図示しない回転駆動機構を駆動させてローラ51回転させ、基板GをX方向に搬送させ、基板Gが中空角筒状のリフロー処理器54の内部を通過する際に、溶剤供給部55の溶剤供給口69から溶剤を含む気体を基板Gの表面へ向けて供給するとともに、溶剤吸入部57a,57bの溶剤吸入口75a,75bから供給された気体を吸入し、排気路72a,72b、排気管73a,73bを介して回収する。このようにして、溶剤供給口69から吹き出された溶剤を含む気体は、基板Gの表面に対して垂直にリフロー処理空間Sへ吐出され、リフロー処理器54の基板対向面65と基板Gとの間のリフロー処理空間Sにおいて二つの溶剤吸入口75a,75bへそれぞれ向かう気流を形成する。この過程で、基板G表面のレジストにリフロー処理空間の雰囲気中の溶剤が吸収され、レジストが軟化して流動化し、変形レジストパターンが形成される。第2実施形態に係るリフロー処理器54における他の構成およびその作用は、第1実施形態に係るリフロー処理ユニット(REFLW)50のリフロー処理器53(図3,図4参照)と同様である。
Then, a rotation driving mechanism (not shown) is driven to rotate the
次に、第3実施形態に係るリフロー処理ユニット(REFLW)50について、図7〜図11を参照しながら説明する。本実施形態では、レジストパターンが形成された基板Gの表面へ溶剤を含む雰囲気を供給するリフロー処理器として、リフローノズル110を備えている。リフロー処理ユニット(REFLW)50は、基板Gを水平に支持できるよう基板Gの幅方向に長尺に形成された複数のローラ51を備えている。このローラ51の構成は第1実施形態、第2実施形態におけるローラ51と同様である。
Next, a reflow processing unit (REFLW) 50 according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, a
リフローノズル110は、基板Gを支持するローラ51の上方に図示しない固定手段により支持、固定され、その下面には、ローラ51に支持された状態の基板Gに対向する基板対向面112を有している。この基板対向面112と基板Gとによって、リフロー処理時に溶剤雰囲気となるリフロー処理空間Sが形成される。この基板対向面112と基板Gとの間隔L2は、例えば1〜5mmとすることが好ましく、2〜4mmとすることがより好ましい。このように基板対向面12を基板Gに対して近接配備し、リフロー処理空間Sを小さな空間とすることで、リフロー処理空間S内における溶剤濃度が均一化しやすくなり、基板G面内におけるリフロー処理の均一化を図ることが可能になるとともに、溶剤の使用量を節減することができる。なお、リフローノズル110を水平方向に移動させる駆動機構(図示省略)を設け、基板G表面に対して平行移動させるようにしてもよい。
The
基板対向面112には、基板Gの幅方向に長尺に開口形成された溶剤供給口114および溶剤吸入口116が形成されている。溶剤供給口114は、これに連通するリフローノズル110内部の溶剤供給路117および溶剤供給管118を介して溶剤供給源120に接続され、溶剤を含む気体を基板G上のレジストに向けて供給できるようになっている。また、溶剤供給口114の開口部内には、例えば多孔質セラミックスなどからなり、微細な気体流路を有する整流部材122が配備され、気化された溶剤を含む気体を基板Gへ向けて均一に吹き出すことができるように構成されている。
The
溶剤吸入口116は、基板対向面112において基板Gの幅方向に長尺に開口形成されており、これに連通するリフローノズル110内部の排気路123および排気管124を介して吸引ポンプなどの吸引機構126に接続されている。
The
以上の構成のリフロー処理ユニット(REFLW)50においては、図示しない回転駆動機構を駆動させてローラ51回転させ、基板GをX方向に搬送する。そして、基板Gがリフローノズル110の下方を通過する際に、溶剤供給管118、溶剤供給路117を介して溶剤供給口114から溶剤を含む気体を基板Gの表面へ向けて供給する。溶剤供給口114から吹き出された溶剤を含む気体は、基板Gの表面に対して垂直ではなく所定の傾斜角度を持ってリフロー処理空間Sへ吐出される。リフロー処理空間Sへ供給された溶剤を含む気体は、溶剤吸入口116から吸入され、排気路123、排気管124を介して回収される。リフローノズル111の基板対向面112と基板Gとの間は、狭隘なリフロー処理空間Sであることから、このリフロー処理空間Sにおいて溶剤を含む気体は、溶剤吸入口116へ向かう一方向の流れを形成する。この過程で、基板G表面のレジストにリフロー処理空間Sの雰囲気中の溶剤が吸収され、レジストが軟化して流動化し、変形レジストパターンが形成される。なお、本実施形態では、基板Gの進行方向と、溶剤を含む気体の流れ方向が同じ向きであるが、基板Gの進行方向と、溶剤を含む気体の流れ方向は逆向き(対向流)であってもよい。
In the reflow processing unit (REFLW) 50 having the above configuration, a rotation driving mechanism (not shown) is driven to rotate the
また、図10に例示するように、一つのリフロー処理ユニット(REFLW)50内に、複数のリフローノズル110a,110bを配備することができるので、1枚の基板Gに対して第1のリフローノズル110aによる1次リフロー処理、第2のリフローノズル110bによる2次リフロー処理・・・のようにリフロー処理を数段階に分けて実施することが可能である。この場合、各リフローノズル110a,110bにおいて同一内容の処理を行うことも可能であるが、処理条件、例えば溶剤の濃度、溶剤の種類、処理温度、処理時間などをリフローノズル110a,110b毎に変えてリフロー処理を行うこともできる。本実施形態においても、ローラ51の内部に温度調節媒体流路51aを設けて基板Gの温度調節を行うことが可能であり、また、リフローノズル110の内部に温度調節手段を設けて、溶剤を含む気体の温度を調節することも可能である。
Further, as illustrated in FIG. 10, since a plurality of
図11は、リフローノズルの変形例を示している。このリフローノズル111は、基板対向面112の溶剤供給口114よりも基板搬送方向上流位置に光源130を備えている。光源130は、所定波長例えば波長300〜600nmの光、好ましくは波長300〜400nmのUV光を基板Gに向けて照射できるように構成されている。リフローノズル111における他の構成は、図9に示すリフロー処理ノズル110と同様であるため、同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
FIG. 11 shows a modification of the reflow nozzle. The
リフローノズル111を用いてリフロー処理を行う場合、ローラ51の回転によって、基板GがX方向に搬送されると、まず基板対向面112の溶剤供給口114よりも基板搬送方向上流位置に設けられた光源130から、基板Gの表面に向けてUV光などの光照射が行なわれる。光照射により、光が照射された部位の下層膜の表面が改質され、レジストの流動が促進される。光照射による下層膜改質の程度は、下層膜の材質によって異なり、例えば下層膜がシリコンである場合には、光照射によってシリコン表面の接触角が10度以下例えば1〜10度となるように改質することが好ましい。
When performing the reflow process using the
光照射に引き続き、基板Gはローラ51によって回転されながらX方向に進行する。そして、溶剤供給口114から溶剤を含む気体が光照射された基板Gの表面へ向けて供給され、溶剤吸入口116から吸入されることにより、基板対向面112と基板Gとの間のリフロー処理空間Sにおいて溶剤吸入口116へ向かう一方向の流れが形成される。この過程で、基板G表面のレジストにリフロー処理空間の雰囲気中の溶剤が吸収され、レジストが軟化して流動化し、変形レジストパターンが形成される。光照射処理によって表面改質された下地膜表面では、溶剤を吸収して軟化したレジストの流動が促され、リフロー処理時間が短縮され、スループットの向上が図られる。また、基板Gを搬送しながら光源130のオン/オフを切り替えて光照射が基板Gにおいて局所的に行われるようにすることにより、紫外線照射領域ではレジストの流動化を非紫外線照射領域よりも早めることができるので、リフロー速度および変形レジストの拡がり面積を基板Gの面内で変化させて、変形レジストをマスクとして用いるエッチングの精度を向上させることが可能である。
Subsequent to the light irradiation, the substrate G advances in the X direction while being rotated by the
次に、リフロー処理ユニット(REFLW)50において行なわれる本発明リフロー方法の原理について、図12を参照しながら説明を行なう。ここでは、TFT製造過程の中でリフロー処理を行なう場合について説明する。図12(a)〜(c)は、リフロー方法の工程手順を示している。図12(a)に示すように、ガラス等の透明基板からなる絶縁基板201上には、ゲート電極202および図示しないゲート線が形成され、さらにシリコン窒化膜などのゲート絶縁膜203、a−Si(アモルファスシリコン)膜204、オーミックコンタクト層としてのn+Si膜205、ソース電極206aおよびドレイン電極206b並びにソース電極用レジストマスク210およびドレイン電極用レジストマスク211がこの順に積層されている。ソース電極206aおよびドレイン電極206bは、ソース電極用レジストマスク210およびドレイン電極用レジストマスク211をマスクとしてエッチングされており、下地膜であるn+Si膜205の表面が露出している。
Next, the principle of the reflow method of the present invention performed in the reflow processing unit (REFLW) 50 will be described with reference to FIG. Here, the case where the reflow process is performed in the TFT manufacturing process will be described. FIGS. 12A to 12C show process steps of the reflow method. As shown in FIG. 12A, a
次に、このような積層構造を有する被処理体に対して、リフロー処理システム100のリフロー処理ユニット(REFLW)50にて溶剤雰囲気形成器(リフロー処理器53,54またはリフローノズル110,111)を用い、シンナー等の溶剤雰囲気を形成してソース電極用レジストマスク210およびドレイン電極用レジストマスク211に対してリフロー処理が行なわれる。このリフロー処理によって、ソース電極用レジストマスク210およびドレイン電極用レジストマスク211を構成するレジストが軟化して流動性を持つようになり、図12(b)に示すように、ソース電極206aとドレイン電極206bの間の凹部220(チャンネル形成領域)のn+Si膜205の表面を流動化したレジストで覆うことができる。この場合のリフロー処理は、次工程でn+Si膜205およびa−Si膜204をエッチングする際に、チャンネル形成領域のn+Si膜205およびa−Si膜204がエッチングされてしまうことを防ぐ目的で行なわれる。このように、ソース電極用レジストマスク210およびドレイン電極用レジストマスク211を構成するレジストをリフローさせてレジストマスクを再利用することにより、フォトリソグラフィー工程を省略できるという利点がある。
Next, a solvent atmosphere forming device (
そして、次工程で変形レジスト212をマスクとしてn+Si膜205およびa−Si膜204をエッチングし、さらに変形レジスト212を除去することにより、図12(c)に示すように、TFT素子のチャンネル領域形成用の積層体が得られる。以降の工程では、既知の手順により、ソース電極206aおよびドレイン電極206bをエッチングマスクとして使用し、凹部220内に露出したn+Si膜205をエッチングして除去することにより、チャンネル領域を形成し、さらに、このチャンネル領域とソース電極206aおよびドレイン電極206bを覆うように有機膜を成膜した後、フォトリソグラフィー技術によりソース電極206a(ドレイン電極206b)に接続するコンタクトホールをエッチングによって形成し、次いでインジウム・錫酸化物(ITO)等により透明電極を形成することにより、液晶表示装置用のTFT素子が製造される。
Then, in the next step, the n + Si film 205 and the
以上述べたように、本発明のリフロー処理ユニット(REFLW)は、基板Gを略水平姿勢に支持する基板支持部材としての複数のローラ51と、このローラ51に支持された基板Gに対して近接した位置を相対移動可能に設けられ、基板G上方のリフロー処理空間Sに溶剤雰囲気を形成する溶剤雰囲気形成器(リフロー処理器53,54またはリフローノズル110,111)を具備したことにより、リフロー処理空間Sにおける溶剤濃度のむらを抑制して溶剤濃度を均一化できるので、従来のチャンバ方式のリフロー処理装置に比べて容易に基板G面内でのリフロー処理の均一化を図ることが可能になる。
また、チャンバ方式のリフロー処理装置で必須であった基板の搬入・搬出動作や、リフロー処理前後のチャンバ内雰囲気置換が不要になり、基板Gをローラ51により搬送しながらリフロー処理を行うことができることから、リフロー処理のスループットを大幅に向上させることができる。
As described above, the reflow processing unit (REFLW) of the present invention is close to the plurality of
In addition, it is not necessary to carry in / out the substrate and to replace the atmosphere in the chamber before and after the reflow process, which are essential in the chamber type reflow processing apparatus, and the reflow process can be performed while the substrate G is being transported by the
また、溶剤雰囲気形成器は、溶剤供給源に接続され基板上方のリフロー処理空間Sに溶剤を供給する溶剤供給口と、吸引機構に接続されリフロー処理空間Sに供給された溶剤を吸引する溶剤吸入口と、を備えて溶剤の供給・吸気を小さなリフロー処理空間において行うことにより、溶剤の外部への漏出を防止しつつ、溶剤使用量を節減したリフロー処理が可能である。 The solvent atmosphere forming device is connected to a solvent supply source to supply a solvent to the reflow processing space S above the substrate, and a solvent suction port is connected to a suction mechanism to suck the solvent supplied to the reflow processing space S. The reflow process can be performed while reducing the amount of solvent used while preventing the solvent from leaking to the outside by performing the supply and intake of the solvent in a small reflow process space.
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこのような実施形態に限定されるものでない。例えば、上記説明においては、LCD用ガラス基板に対してリフロー処理を行うリフロー処理システム100を例に挙げて説明したが、他のフラットパネルディスプレイ(FPD)基板や、半導体ウエハ等の基板に形成されたレジストのリフロー処理を行なう場合にも本発明を適用することができる。
As mentioned above, although embodiment of this invention has been described, this invention is not limited to such embodiment. For example, in the above description, the
また、上記実施形態では、基板Gをローラ51により搬送しながらリフロー処理を行う構成としたが、静止した基板Gに対して溶剤雰囲気形成器(リフロー処理器53,54またはリフローノズル110,111)を移動させながらリフロー処理を行うようにすることも可能である。
Moreover, in the said embodiment, although it was set as the structure which performs the reflow process, conveying the board | substrate G with the
本発明は、例えばTFT素子などの半導体装置の製造において好適に利用可能である。 The present invention can be suitably used in the manufacture of semiconductor devices such as TFT elements.
1:カセットステーション
2:処理ステーション
3:制御部
20:Uターンユニット
30:再現像処理ユニット(REDEV)
40:アドヒージョンユニット(AD)
50:リフロー処理ユニット(REFLW)
53:リフロー処理器
55:溶剤供給部
57:溶剤吸入部
59:天板
63:底板
65:基板対向面
67:溶剤供給管
69:溶剤供給口
73:排気管
75:溶剤吸入口
80:加熱・冷却処理ユニット(HP/COL)
100:リフロー処理システム
G:基板
1: Cassette station 2: Processing station 3: Control unit 20: U-turn unit 30: Redevelopment processing unit (REDEV)
40: Adhesion unit (AD)
50: Reflow processing unit (REFLW)
53: Reflow treatment device 55: Solvent supply unit 57: Solvent suction unit 59: Top plate 63: Bottom plate 65: Substrate facing surface 67: Solvent supply tube 69: Solvent supply port 73: Exhaust tube 75: Solvent suction port 80: Heating Cooling unit (HP / COL)
100: Reflow processing system G: Substrate
Claims (12)
基板を略水平姿勢に支持する基板支持部材と、
前記基板支持部材に支持された基板に対して近接した位置を相対移動可能に設けられ、基板上方のリフロー処理空間に溶剤雰囲気を形成する溶剤雰囲気形成器と、を具備し、
前記溶剤雰囲気形成器は、溶剤供給源に接続され前記リフロー処理空間に溶剤を供給する溶剤供給口と、吸引機構に接続され前記リフロー処理空間に供給された溶剤を吸引する溶剤吸入口と、を備えたことを特徴とする、リフロー処理装置。 A reflow processing apparatus for softening and fluidizing a resist on a substrate in a solvent atmosphere,
A substrate support member for supporting the substrate in a substantially horizontal position;
A solvent atmosphere forming device provided so as to be relatively movable at a position close to the substrate supported by the substrate support member, and forming a solvent atmosphere in the reflow processing space above the substrate;
The solvent atmosphere forming device includes a solvent supply port that is connected to a solvent supply source and supplies a solvent to the reflow processing space, and a solvent suction port that is connected to a suction mechanism and sucks the solvent supplied to the reflow processing space. A reflow processing apparatus comprising the reflow processing apparatus.
基板を略水平姿勢に支持する基板支持部材と、
前記基板支持部材に支持された基板に対して相対移動可能に設けられ、溶剤供給源に接続され基板上方に溶剤を供給する溶剤供給口および吸引機構に接続され基板上方に供給された溶剤を吸引する溶剤吸入口を有し、基板上方に溶剤雰囲気を形成する溶剤雰囲気形成器と、
前記溶剤雰囲気形成器の溶剤供給口から溶剤を含む気体を前記基板上のレジストへ向けて供給するとともに前記溶剤吸入口から吸引するように制御する制御部と、
備えたことを特徴とする、リフロー処理装置。
A reflow processing apparatus for softening and fluidizing a resist on a substrate in a solvent atmosphere,
A substrate support member for supporting the substrate in a substantially horizontal position;
The substrate support member is provided so as to be movable relative to the substrate, connected to a solvent supply source, connected to a solvent supply port for supplying the solvent above the substrate, and connected to a suction mechanism to suck the solvent supplied above the substrate. A solvent atmosphere forming device for forming a solvent atmosphere above the substrate,
A controller for controlling the gas containing the solvent from the solvent supply port of the solvent atmosphere forming device toward the resist on the substrate and controlling the gas to be sucked from the solvent suction port;
A reflow processing apparatus comprising the reflow processing apparatus.
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