KR0161326B1 - 레지스트현상방법 및 현상장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레지스트패턴 정밀도의 면내균일성 및 재현성이 높고, 현상액의 소비가 적은 레지스트현상방법 및 현상장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

패턴노광이 끝난 레지스트가 표면에 형성된 기판을 고속으로 회전시키면서 현상액을 상기 레지스트상에 스프레이도포하고, 이어서 상기 기판을 저속으로 회전시키면서 현상액을 상기 레지스트상에 적하 공급하여 액체방울을 형성하고, 그 후 상기 기판을 정지시켜 현상액을 상기 레지스트표면에 유지하여 레지스트를 현상하는 것을 특징으로 한다. 또, 현상장치는 회전수가변의 회전기판유지대와, 현상액을 기판상의 레지스트면에 공급하기 위한 노즐과, 상기 노즐에 현상액을 공급하는 수단을 구비하고, 상기 노즐은 스프레이용노즐과 적하용노즐을 가지는 것을 특징으로 한다.

Description

레지스트현상방법 및 현상장치

제1도는 본 발명의 레지스트현상방법을 설명하는 개념도이다.

본 발명은 레지스트현상방법 및 현상장치에 관한 것으로, 레지스트패턴 정밀도의 면내균일성이 높고, 현상액의 레지스트현상방법 및 현상장치에 관한 것이다.

액정표시장치의 구동에 사용하는 박막트랜지스터(TFT)기판은, 각형의 유리기판 등을 사용하여 성막공정이나 포토리소공정을 반복하여 만들어진다.

포토리소공정에 있어서는 성막된 막의 위에 레지스트를 도포하여 소망하는 패턴의 노광을 행한다. 이어서 레지스트를 현상한 후, 레지스트를 마스크로하여 에칭하고 성막된 막의 패터닝을 행한다. 여기서 막 패턴의 정밀도, 균일성은 TFT특성의 균일성을 유지하는데 중요한 것으로, 이것을 결정하는 레지스트현상의 균일성은 대단히 중요하다.

일반적으로 레지스트현상에는 스프레이현상법 혹은 패들현상법이 사용되고 있다. 패들현상법은 수 10rpm 정도의 회전수로 회전하면서 현상액을 적하하고 현상액으로 기판전면을 덮은 후, 호전을 정지하고 소정시간 방치하여 현상하는 방법이다. 이 방법은 액이 기판전면에 퍼지기 어렵다고 하는 결점이 있고, 그 결과로서 현상개시시간이 기판면내에서 분산되어 현상의 균일성이 얻어지지 않게 된다. 또, 기판간의 흐트러짐도 커지게 된다. 이 경향은 기판이 커지면 현저해진다. 다량의 현상액을 기판에 적하함으로써 현상액의 분포정도가 개선되는데 충분하지는 않다.

한편, 스프레이현상은 1000 내지 2000rpm 정도의 고속으로 회전하면서 액을 분무상으로하여 레지스트위에 스프레이하면서 현상하는 방법인데, 기판이 커지면 분무의 상태에 흐트러짐이 나타나고, 또 현상액이 중심으로부터 외측으로 흐르기 때문에 항상 신선한 현상액과 접촉하는 중심부와 일정정도의 레지스트가 녹은 액이 접촉하는 외주부분에서는 현상속도에 차이가 생겨 충분한 레지스트패턴의 면내균일성이 얻어지지 않게 된다. 또, 현상액의 사용량도 많다고 하는 결점도 있다.

그래서 현재, 기판의 대형화에 대응하기 위하여 보다 면내균일성이 높고, 재현성이 뛰어난 레지스트현상방법이 요구되고 있다.

이상의 상황에 감안하여 본 발명은 레지스트패턴 정밀도의 면내균일성 및 재현성이 높고, 현상액의 소비가 적은 레지스트현상방법 및 현상장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 레지스트현상방법은 패턴노광이 끝난 레지스트가 표면에 형성된 기판을 고속으로 회전시키면서 현상액을 상기 레지스트상에 스프레이도포하고, 이어서 상기 기판을 저속으로 회전시키면서 현상액을 상기 레지스트상에 적하 공급하여 액체방울을 만들고, 그 후 상기 기판을 정지시켜 현상액을 상기 레지스트표면에 유지하여 레지스트를 현상하는 것을 특징으로 한다.

상기 현상액을 적하할 때, 적하위치를 기판의 중심으로부터 외주를 향하여 이동시키는 것이 바람직하고, 상기 스프레이도포는 3초 이내로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 레지스트현상방법은 특히 각형기판에 적합하게 적용된다.

본 발명의 레지스트현상장치는 회전수가변의 회전기판유지대와, 현상액을 기판상에 공급하기 위한 노즐과, 상기 노즐에 현상액을 공급하는 수단을 구비하고, 상기 노즐은 스프레이용노즐과 적하용노즐을 가지는 것을 특징으로 한다. 상기 적하노즐의 액토출부의 위치를 상기 기판의 중심으로부터 외측을 향하여 이동시키는 수단을 마련하는 것이 바람직하다.

또, 상기 스프레이용노즐과 상기 적하용노즐은, 적어도 하나로 이루어지는 전환밸브를 개재하여 상기 현상액을 공급하는 수단과 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 작용을 제1도를 이용하여 설명한다.

본 발명에 있어서 먼저 기판을 고속으로 회전하면서 스프레이용노즐로부터 레지스트면에 현상액을 스프레이 도포한다(제1(a)도). 이 공정은 레지스트표면의 현상액에 대한 젖음성을 일정하게 하는 공정으로, 다음 공정(액체방울 형성공정)의 현상액을 적하했을 때, 레지스트면 전체에 현상액이 균일하고 신속하게 퍼질수 있도록 하기 위한 처리이다. 본 발명에 있어서 고속으로 회전한다고 하는 것은 현상액이 레지스트면을 균일하게 적시는데 충분한 회전수를 말하는 것으로 200rpm 이상이고, 통상 500 내지 2000rpm이 적합하게 사용된다. 또, 이 스프레이시간은 3초 이내로 하는 것이 바람직하다.

다음에 기판을 저속으로 회전하면서 적하용노즐로부터 현상액을 기판상에 적하공급하고, 레지스트면 전체를 현상액으로 덮는다(제1(b)도). 이때 적하용노즐을 기판의 중심으로부터 바깥을 향하여 이동시킴으로써, 신선한 현상액을 레지스트면 전체에 공급할 수 있고, 현상의 개시시간 및 현상속도를 면내에서 보다 한층 일정하게 할 수 있다. 따라서 현상의 균일성이 보다 향상된다. 이 노즐을 이동시키는 것은 기판이 대형화된 경우에 특히 유효하다. 또, 저속으로 회전한다고 하는 것은, 상기 스핀도포시의 기판회전수에 비하여 저속이라는 의미로, 적하된 현상액이 날라가버리는 일 없이, 또 레지스트상에서의 현상개시시에 영향을 주지않을 정도로 신속히 현상액이 퍼져가는 회전수를 말한다. 구체적으로는 30 내지 80rpm 정도이다. 또, 이 액체방울 형성공정은 조성은 2 내지 5초 정도이다.

마지막으로 기판회전을 정지하고, 소정 시간 방치하여 현상액을 행하고(제1(c)도), 이어서 회전에 의하여 현상액의 제거, 린스, 건조하여 현상을 종료한다.

이상 서술한 본 발명의 현상방법에 의하여 레지스트면상의 각 점에서 현상개시시간 및 현상속도를 일정하게 할 수 있기 때문에, 각형기판의 특히 각부에서 보여진 레지스트패턴폭의 흐트러짐을 대폭으로 저감할 수 있게 된다. 또한, 본 발명의 현상방법은 현상개시시가 안정하기 때문에 기판간의 균일성도 향상한다.

또, 본 발명에서는 노즐로부터 토출되는 현상액은 스프레이도포 및 액체방울 형성때 뿐으로, 스프레이현상에 비하여 현상액의 사용량을 현저히 삭감할 수 있다.

본 발명은 특히 각형기판에 대하여 효과적인데, 실리콘기판 등의 원형기판에도 적용할 수 있음은 말할 것도 없다.

또, 본 발명에서 사용하는 레지스트는 포지티브형, 네거티브형 중 어느 형태도 좋고, 구체적으로는 에를들면 노보락계 포토레지스트나 환화고무계 네거티브레지스트가 사용될 수 있다.

또한, 현상액으로서는 각각에 대응하여 TMAH(테트라메틸암모늄히드록시드)계 알카리현상액, 크실렌계 현상액이 사용된다.

본 발명의 현상장치에 있어서, 스프레이용노즐 및 적하용노즐은, 전환밸브를 개재하여 현상액을 공급하는 수단(예를들면 질소가스에서 가압된 현상액탱크)와 접속되고, 전환밸브에 의하여 현상액이 선택적으로 스프레이노즐 또는 적하용노즐로부터 방출된다. 전환밸브로서는 3방밸브, 또는 2방밸브를 조합한 것 중 어떠한 구성으로라도 좋다.

또, 적하용노즐의 액토출부를 이동시키는 수단은, 예를들면 토출부의 상류측을 지점으로 노즐을 회전하는 기구라도 좋고, 또 평행이동하는 것이라도 좋다.

스프레이용노즐 및 적하용노즐은 별개로 설치하여도 좋고, 예를들면 각각의 액토출부를 하나의 지지체에 설치하고, 각각에 현상액배관을 접속하여 현상액을 공급하여도 좋다.

[실시예]

이하에 실시예를 들어 본 발명을 설명한다.

6인치 각유리기판상에 1㎛두께의 포지티브형 포토레지스트(도꾜오우가제 OFPR-800)를 도포하고, 프리베이크한 후 2㎛ 폭의 패턴을 가지는 마스크로 노광하였다.

다음에 제1도에 나타내는 바와 같이 현상기의 기판유지대에 설치하고, (1)스프레이, (2)액체방울 형성, (3)정지현상을 표 1에 나타내는 조건으로 계속하여 행하였다. 또한, 현상액에는 알카리현상액(시프레이제 MFCD-26)을 사용하였다.

[비교예 1 및 2]

비교를 위하여 실시예 1과 마찬가지로하여 스프레이(a)만의 현상을 60초간 행하였다(비교예 1). 또, 비교예 2로서 액체방울형성(b)과 정지현상(c)을 각각 3초, 57초 행하였다.

실시예 1 및 비교예 1,2의 레지스트패턴의 선폭을 측정한 결과를 표 2에 나타낸다. 또한, 선폭측정은 선폭측정기(니콘제 LAMPAS)기를 이용하여 기판면내에서 50점 측정하고, 그들의 평균치 및 어긋남의 최대치를 구하였다.

표 2로부터 확실한 바와 같이 본 실시예의 현상방법에 의하여 레지스트패턴의 면내균일성은, 종래의 현상방법에 비하여 현저히 향상된다는 것을 알 수 있었다.

또한, 실시예 1과 같은 현상을 10매의 기판에 대하여 행하고, 기판간의 현상균일성에 대하여 조사하였다. 10매에 대하여 실시예 1과 마찬가지로하여 각 기판에서의 패턴의 평균치를 구하고, 이 평균치에 대하여 평가를 행하였다. 그 결과, 10매의 기판 평균치는 2.02㎛이고, 평균치의 어긋남은 +1.0%, -1.0%와 기판간에서도 현상의 균일성이 뛰어나다는 것을 알 수 있었다.

본 발명에 의하여 기판면내의 레지스트패턴의 균일성이 높은 현상을 재현성 좋게 행할 수 있게 된다.

그 결과 대면적의 기판에 특성이 일정한 소자를 고집적화하여 제조할 수 있고, 보다 고성능의 박막레지스트기판, 나아가서는 액정표시장치등을 제공할 수 있게 된다.

Claims (6)

1. 회전수 가변의 회전기판 유지대와, 현상액을 기판상의 레지스트면에 공급하기 위한 노즐과, 상기 노즐에 현상액을 공급하는 수단을 구비하며, 상기 노즐은 스프레이용 노즐과 상기 스프레이용 노즐에 평행하게 인접하여 배치된 적하용 노즐을 구비하고 있고, 상기 스프레이용 노즐과 적하용 노즐은 적어도 하나로 이루어지는 변환밸브를 개재하며, 상기 현상액을 공급하는 수단과 접속되어 있는 레지스트 현상장치를 사용하여 패턴 노광이 끝난 레지스트가 표면에 형성된 기판을 상기 회전기판 유지대를 이용하여 회전시키면서 상기 스프레이용 노즐로부터 현상액을 상기 레지스트상에 스프레이 도포하고, 이어서 상기 기판을 회전시키면서 상기 변환밸브에 의하여 변환된 상기 적하용 노즐로부터 현상액을 상기 레지스트상에 적하공급하여 액체방울을 형성하고, 그 후, 상기 기판을 정지시켜 현상액을 상기 레지스트표면에 유지하여 레지스트를 현상하는 것을 특징으로 하는 레지스트 현상방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 현상액을 적하할 때, 적하위치를 기판의 중앙으로부터 외주를 향하여 이동시키는 것을 특징으로 하는 레지스트 현상방법.
3. 회전수 가변의 회전기판 유지대와, 현상액을 기판상의 레지스트면에 공급하기 위한 노즐과, 상기 노즐에 현상액을 공급하는 수단을 구비하며, 상기 노즐은 스프레이용 노즐과 상기 스프레이용 노즐에 평행하게 인접하여 배치된 적하용 노즐을 구비하고 있고, 상기 스프레이용 노즐과 적하용 노즐은 적어도 하나로 이루어지는 변환밸브를 개재하여 상기 현상액을 공급하는 수단과 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 레지스트 현상장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 적하용 노즐의 액토출부의 위치를 상기 기판의 중심으로부터 외측을 향하여 이동시키는 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 레지스트 현상장치.
5. 제3항에 있어서, 상기 스프레이용 노즐과 상기 적하용 노즐은, 상기 기판 표면에 대하여 수직방향으로 상기 현상액을 공급하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 레지스트 현상장치.
6. 제3항에 있어서, 상기 변환 밸브는 3방밸브인 것을 특징으로 하는 레지스트 현상장치.