JPH06202128A - 薄膜加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 効率よく薄膜をパターン状に加工する。 【構成】 基板上に薄膜とレジストとをこの順に積層
し、予め定められるパターン状に形成された遮光手段を
用いて前記レジストを露光し、現像してレジストパター
ンを形成する。該レジストパターンと前記遮光手段に形
成されたパターンとが一致しているかどうかを検査し、
一致していない場合は、その部分のレジストをスポット
露光して現像し、修正を行う。修正を行った基板は、前
記検査で両者が一致していた場合の基板と同様のポスト
ベーク、エッチング、レジスト除去工程でこの順に処理
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置や集積回
路などに配線パターンを形成する際の薄膜加工方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、ＴＦＴ（Thin Film Transist
or；薄膜トランジスタ）を備えた、いわゆるアクティブ
マトリクス型液晶表示素子の画素電極やスイッチング素
子として用いられる透明導電膜、金属膜、および絶縁膜
などの薄膜は、後述する加工方法によって微細なパター
ン状に加工される。また、これ以外の液晶表示素子や集
積回路などにおける薄膜も同様の加工方法によってパタ
ーン状に加工される。

【０００３】図５は、従来の薄膜加工方法を示す工程図
である。工程ｂ１では、基板上に透明導電膜、金属膜、
または絶縁膜などの薄膜が全面に形成される。この薄膜
の形成は、たとえばＣＶＤ（Chemical Vapor Depositio
n）法や蒸着法によって実施される。

【０００４】工程ｂ２では、工程ｂ１で形成された薄膜
上に感光性材料で実現されるレジストが塗布される。こ
の塗布は、一般にスピンコート方式によって実施され
る。該スピンコート方式は、前記薄膜が形成された基板
上にレジストを滴下し、この基板を高速で回転（スピ
ン）させることによって、前記滴下したレジストを基板
上に均一に塗布するものである。また、レジストは、光
を照射した部分が可溶化するポジ形レジストと、光を照
射した部分が不溶化するネガ形レジストとに分類され、
このいずれか一方が用いられる。

【０００５】工程ｂ３では、前記塗布したレジストに露
光処理が施される。レジストが塗布された基板上には、
基板に転写する、たとえば配線パターンが形成されたマ
スクが配置され、光が照射される。この露光処理に用い
られる露光装置は、たとえばステッピング露光方式のも
のが用いられ、配線パターンが転写される基板を移動
（ステッピング）させながら、露光処理が実施される。

【０００６】工程ｂ４では、現像処理、すなわち前記露
光処理が施されたレジストの可溶化部分がアルカリ液に
よって溶解除去される。ポジ形レジストを用いた場合に
は露光部分が除去され、ネガ形レジストを用いた場合は
未露光部分が除去される。

【０００７】工程ｂ５では、ポストベークと称される熱
処理が施される。このポストベークは、レジストの耐エ
ッチング性を向上する目的で実施され、ポストベークす
ることによってレジストが架橋反応を起こし、感光機能
がなくなる。

【０００８】工程ｂ６では、レジストパターンの不良が
ないかどうかが検査される。この検査は、基板に形成さ
れたレジストパターンと、予め記憶される前記マスクに
形成された配線パターンとを比較することによって実施
される。レジストパターンの不良がなく「ＯＫ」と判断
された場合は、工程ｂ７に進み、レジストパターンの不
良が検出され「ＮＧ」と判断された場合は、工程ｂ９に
進む。

【０００９】工程ｂ７では、エッチング処理が施され
る。エッチング処理は、溶液を用いるウェットエッチン
グや、プラズマエッチングおよびイオンエッチングなど
のガスを用いるドライエッチングによって実施され、前
記工程ｂ４でレジストが除去されて露出した薄膜が除去
される。

【００１０】工程ｂ８では、レジストが剥離処理によっ
て除去される。工程ｂ９では、工程ｂ６の検査によって
「ＮＧ」と判断された基板上に形成されたレジストが、
全て剥離される。レジストが剥離された基板は、再び工
程ｂ２に戻り、処理される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来の薄膜加
工方法において、レジストとして、たとえば光が照射さ
れると可溶化するポジ形レジストを用いた場合について
説明する。工程ｂ２のレジスト塗布後に該レジスト上に
ダストが付着した場合、該ダストは工程ｂ３の露光時に
おいて光を遮断してしまう。したがって、ダスト付着部
分のレジストには光が照射されず、可溶化しないので、
レジスト残り不良が生じる。また、レジスト塗布前に基
板上にダストが付着した場合、スピンコート方式によっ
てレジストを塗布すると、前記ダストが付着した付近の
膜厚がダストの付着していない部分に比べて極端に厚く
なる。したがって、露光処理を行っても厚み方向への露
光が十分でなくレジスト残り不良が生じる。

【００１２】これらのレジスト残り不良が発生した場合
は、工程ｂ６の検査において「ＮＧ」と判断されて工程
ｂ９に進み、形成されたレジストが全て剥離されて再び
工程ｂ２からの処理が施される。したがって、薄膜の加
工効率が著しく低下するという問題が生じる。

【００１３】本発明の目的は、効率よく薄膜をパターン
状に加工する薄膜加工方法を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に予め
定められるパターン状に加工される薄膜を形成し、前記
薄膜上にレジストを塗布し、前記レジストを、前記予め
定められるパターン状に形成された遮光手段を用いて感
光処理し、前記感光処理において可溶化したレジストを
除去して第１のレジストパターンを形成し、前記遮光手
段に形成されたパターンと、前記第１のレジストパター
ンとを照合し、前記遮光手段に形成されたパターンと、
前記第１のレジストパターンとが一致している場合は、
前記第１のレジストパターンを熱処理し、前記可溶化し
たレジストが除去された領域の薄膜を除去し、前記感光
処理において不溶化したレジストを除去し、前記遮光手
段に形成されたパターンと、前記第１のレジストパター
ンとが一致していない場合は、前記第１のレジストパタ
ーンの一致していない領域を感光処理し、可溶化したレ
ジストを除去して第２のレジストパターンを形成し、前
記第２のレジストパターンを熱処理し、前記可溶化した
レジストが除去された領域の薄膜を除去した後、レジス
トを除去することを特徴とする薄膜加工方法である。

【００１５】

【作用】本発明に従えば、基板上に薄膜とレジストとを
この順に積層し、予め定められるパターン状に形成され
た遮光手段を用いて前記レジストを感光処理し、可溶化
したレジストを除去して第１のレジストパターンを形成
する。該第１のレジストパターンと前記遮光手段に形成
されたパターンとを照合し、両者が一致した場合は、第
１のレジストパターンを熱処理し、第１のレジストパタ
ーンを形成することによって露出した薄膜を除去した後
に、レジストを除去して前記薄膜をパターン状に加工す
る。

【００１６】一方、前記第１のレジストパターンと前記
遮光手段に形成されたパターンとが一致しなかった場合
は、第１のレジストパターンの一致していない領域を感
光処理し、可溶化したレジストを除去して第２のレジス
トパターンを形成する。該第２のレジストパターンは、
第１のレジストパターンと同様に熱処理され、露出した
薄膜が除去された後に、レジストが除去されて前記薄膜
がパターン状に加工される。

【００１７】したがって、レジストパターンの不良が生
じても、レジストを全て剥離することはなく、不良部分
のみを修正して薄膜を加工するので、効率よく薄膜をパ
ターン状に加工することが可能となる。

【００１８】

【実施例】図１は本発明の一実施例である薄膜加工方法
を示す工程図であり、図２は薄膜加工方法を段階的に示
す側面図である。工程ａ１の薄膜形成工程では、図２
（１）に示すように、基板１上に透明導電膜、金属膜、
または絶縁膜などの薄膜２が全面に形成される。この薄
膜２の形成は、たとえばＣＶＤ法や蒸着法によって実施
される。

【００１９】工程ａ２のレジスト塗布工程では、図２
（２）に示すように、レジスト３が前記薄膜２上に厚さ
が、たとえば２μｍとなるように均一に塗布される。レ
ジスト３の塗布は、たとえばスピンコート方式によって
実施され、具体的には基板１の薄膜２上に適当な量のレ
ジスト３を滴下し、基板１を高速で回転（スピン）させ
ることによって実施される。該スピンコート方式による
膜厚の制御は、基板１の回転数と回転時間とを調整する
ことによって行われる。また、前記レジスト３として
は、光を照射した部分が可溶化するポジ形の感光性材料
が用いられる。

【００２０】工程ａ３の露光工程では、図２（３）に示
すように、マスク４が基板１上に配置されて光５が照射
される。マスク４は、遮光領域４ａと透過領域４ｂとに
よって、たとえば配線パターンを形成したものである。
透過領域４ｂを通過した光５はレジスト３に照射され、
光５が照射されたレジスト３は可溶化する。この露光処
理に用いられる露光装置は、たとえばステッピング露光
方式のものが用いられ、基板１を移動（ステッピング）
させながら、露光処理が実施される。

【００２１】工程ａ４の第１現像工程では、レジスト３
の可溶化部分がアルカリ液によって溶解除去されて、図
２（４）に示されるようなレジストパターンが形成され
る。工程ａ５の検査工程では、後述する検査装置によっ
てレジストパターンの不良がないかどうかが検査され
る。該検査は、基板１に形成されたレジストパターン
と、前記マスク４に形成された配線パターンとを比較す
ることによって実施される。両者が一致し、「ＯＫ」と
判断された場合は、工程ａ６に進み、両者が一致せず、
「ＮＧ」と判断された場合は、工程ａ９に進む。

【００２２】工程ａ６のポストベーク工程では、レジス
ト３の耐エッチング性を向上するために、熱処理が施さ
れる。このポストベークを行うことによってレジスト３
が架橋反応を起こし、感光機能がなくなる。

【００２３】工程ａ７のエッチング工程では、前記第１
現像工程および後述する第２現像工程によって露出した
薄膜２が図２（５）に示されるようにエッチング処理さ
れる。このエッチング処理は、溶液を用いるウェットエ
ッチングや、プラズマエッチングおよびイオンエッチン
グなどのガスを用いるドライエッチングによって行われ
る。

【００２４】工程ａ８では、レジスト３が剥離処理によ
って除去される。したがって、基板１上には、図２
（６）に示されるような配線パターン状に加工された薄
膜２が形成される。

【００２５】工程ａ９では、工程ａ５の検査によって
「ＮＧ」と判断された基板が後述する露光装置によって
スポット露光される。たとえば、工程ａ３の露光工程で
は十分に露光されず、レジスト残り不良が生じると、工
程ａ５で「ＮＧ」と判断される。工程ａ５では、この不
良部分のＸ−Ｙ座標を検出して記憶するので、工程ａ９
のスポット露光工程では前記記憶した不良部分のＸ−Ｙ
座標を読出して、該不良部分にのみ露光を行う。

【００２６】工程ａ１０の第２現像工程では、工程ａ９
でスポット露光された部分のレジスト３がアルカリ液に
よって溶解除去される。前記工程ａ５の検査工程で「Ｎ
Ｇ」と判断された基板１は、工程ａ９、工程ａ１０を経
て、工程ａ６に進む。

【００２７】このように本実施例の薄膜加工方法は、レ
ジストパターンの不良が生じると、従来のようにレジス
トを全て剥離するのではなく、不良部分にのみ露光、現
像処理を行ってレジストパターンの修正を行うものであ
る。

【００２８】図３は、前述した検査装置と露光装置との
光学系および簡単な電気的構成を示す図である。本実施
例の検査装置と露光装置とは、図３に示されるように一
体化されて構成される。検査装置と露光装置とは、Ｘ−
Ｙステージ１０、ＣＣＤ（Charge Coupled Device；電
荷結合素子）カメラ１１、光源１２、集光レンズ１３、
レンズ１４，１５，１６、スリット１７、ハーフミラー
１８、画像処理部１９、判断部２０、パターン記憶部２
１、表示部２２、制御部２３、操作部２４、および記憶
部２５を含む。

【００２９】Ｘ−Ｙステージ１０には、モータ１０Ｘ，
１０Ｙが接続されており、制御部２３からの制御に基づ
いて該モータ１０Ｘ，１０Ｙが駆動し、ステージ１０上
に載置される基板１がＸ方向あるいはＹ方向に移動され
る。

【００３０】ＣＣＤカメラ１１は、Ｘ−Ｙステージ１０
上に配置され、該ステージ１０上に載置される基板１上
のレジストパターンを撮像して電気信号に変換し、画像
処理部１９に出力する。

【００３１】光源１２から照射される光は、集光レンズ
１３によって集光されてレンズ１４、スリット１７、レ
ンズ１５の順に通過し、ハーフミラー１８によってほぼ
９０°反射されてレンズ１６を通過し、Ｘ−Ｙステージ
１０上に載置される基板１に与えられる。

【００３２】画像処理部１９は、ＣＣＤカメラ１１から
入力される電気信号を予め定められるしきい値に基づい
て２値化処理し、２値画像データとして判断部２０に出
力する。判断部２０は、たとえばＲＡＭ（ランダムアク
セスメモリ）で実現されるパターン記憶部２１に予め記
憶される前記マスク４に形成される配線パターンを読出
して、画像処理部１９から入力される２値画像データと
比較する。両者が一致した場合は「ＯＫ」の判断結果の
出力を行い、一致しなかった場合は「ＮＧ」の判断結果
の出力を行う。また、「ＮＧ」の判断を行った場合、基
板１の一致しなかった領域のＸ−Ｙ座標を読取って、そ
の座標がたとえばＲＡＭで実現される記憶部２５に記憶
される。

【００３３】表示部２２は、たとえばＣＲＴ（Cathode
Ray Tube；陰極線管）で実現され、制御部２３の制御に
基づいてＣＣＤカメラ１１で読取られて画像処理部１９
によって２値化処理されたレジストパターンの２値画像
や、記憶部２５に記憶されたＸ−Ｙ座標などを表示す
る。操作部２４からは、操作者の各種指示が入力され、
この入力に基づいて制御部２３が各構成回路を制御す
る。

【００３４】続いて、工程ａ５の検査工程と工程ａ９の
スポット露光工程とにおける具体的な動作を説明する。
工程ａ５の検査工程では、Ｘ−Ｙステージ１０上に載置
された工程ａ４までが終了した基板１のレジストパター
ンがＣＣＤカメラ１１によって読取られ、画像処理部１
９で２値化処理される。レジストパターンの２値画像デ
ータは、判断部２０でパターン記憶部２１に記憶される
配線パターンと比較され、「ＯＫ」あるいは「ＮＧ」の
判断が行われる。この検査は、制御部２３がモータ１０
Ｘ，１０Ｙを駆動し、基板１をＸ方向あるいはＹ方向に
移動させることによって自動的に実施される。また、
「ＮＧ」の判断が行われた基板１の一致しなかった領域
は、そのＸ−Ｙ座標が読取られて、記憶部２５に記憶さ
れる。

【００３５】工程ａ９のスポット露光工程では、記憶部
２５に記憶されたＸ−Ｙ座標が読出され、たとえば表示
部２２に表示される。操作者は、操作部２４からモータ
１０Ｘ，１０Ｙの駆動を指示して基板１を移動し、前記
読出されたＸ−Ｙ座標の領域をＣＣＤカメラ１１によっ
て読取って表示部２２に表示する。

【００３６】図４は、表示部２２に表示されるレジスト
パターンを示す平面図である。操作者は、図４（１）に
示されるようなレジスト３の不良部分の形状、大きさな
どを確認しながら、破線で示されるスポット露光領域６
を操作部２４から手動で設定する。操作者が、スポット
露光領域６を設定すると、光源１２からの光が基板１の
前記領域６にのみ照射されるようにスリット１７が調整
される。続いて、光源１２から光が照射され、露光が行
われる。基板１における全ての不良部分の露光が終了す
ると、工程ａ１０の第２現像工程で露光されたレジスト
が除去され、図４（２）に示すように、レジストパター
ンが修正される。

【００３７】以上のように本実施例によれば、レジスト
パターンの不良が検出された場合、不良部分のレジスト
３がスポット露光されて修正される。修正された基板１
は、不良が検出されなかった場合と同様のポストベーク
工程、エッチング工程、レジスト除去工程で順に処理さ
れる。したがって、薄膜２の加工効率を大幅に向上する
ことが可能となる。

【００３８】なお、本実施例では、検査工程で「ＮＧ」
と判断された基板１を続けてスポット露光、および現像
処理する例について説明したけれども、検査工程で「Ｎ
Ｇ」と判断された基板１がある程度集まった時点で一括
してスポット露光、および現像処理する例も本発明の範
囲に属するものである。この場合、基板１には識別する
ための符号が付され、この符号と不良部分のＸ−Ｙ座標
とが記憶部２５に記憶される。

【００３９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、第１のレ
ジストパターンと遮光手段に形成された予め定められる
パターンとが不一致の場合は、第１のレジストパターン
の一致していない領域を修正して第２のレジストパター
ンを形成するので、薄膜をパターン状に加工する効率を
大幅に向上することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である薄膜加工方法を示す工
程図である。

【図２】前記薄膜加工方法を段階的に示す側面図であ
る。

【図３】検査装置と露光装置との光学系および簡単な電
気的構成を示す図である。

【図４】表示部２２に表示されるレジストパターンを示
す平面図である。

【図５】従来の薄膜加工方法を示す工程図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 薄膜 ３ レジスト ４ マスク ６ スポット露光領域 ２０ 判断回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に予め定められるパターン状に加
   工される薄膜を形成し、 前記薄膜上にレジストを塗布し、 前記レジストを、前記予め定められるパターン状に形成
   された遮光手段を用いて感光処理し、 前記感光処理において可溶化したレジストを除去して第
   １のレジストパターンを形成し、 前記遮光手段に形成されたパターンと、前記第１のレジ
   ストパターンとを照合し、 前記遮光手段に形成されたパターンと、前記第１のレジ
   ストパターンとが一致している場合は、 前記第１のレジストパターンを熱処理し、前記可溶化し
   たレジストが除去された領域の薄膜を除去し、前記感光
   処理において不溶化したレジストを除去し、前記遮光手
   段に形成されたパターンと、前記第１のレジストパター
   ンとが一致していない場合は、 前記第１のレジストパターンの一致していない領域を感
   光処理し、可溶化したレジストを除去して第２のレジス
   トパターンを形成し、 前記第２のレジストパターンを熱処理し、前記可溶化し
   たレジストが除去された領域の薄膜を除去した後、レジ
   ストを除去することを特徴とする薄膜加工方法。