TWI336903B - Substrate processing method - Google Patents

Description

1336903 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 /本Ίχ明係關於一種進行將依光姓刻技術（ph〇t〇iith〇graphy ) 乂成作為姓刻光罩而使用的光阻圖案（resist pattern)予以溶 71並形成新光阻圖案的回流（refl〇w)處理之基板處理方法。 【先前技術】 例如，在LCD (液晶顯示器）的製造過程中，於非晶形SiTFT 』非晶矽薄膜電晶體）的形成中，需要進行複數次之蝕刻處理。 二此，在習知技術中，係進行複數次之光蝕刻技術程序，也就是 +光、顯影處理，以形成光阻劑圖案（ph〇t〇resist pattem )。 ，而，在TFT的形成過程中，在每個想要以蝕刻得到的圖案， 都必須要有塗佈顯影裝置以及曝光裝置，因此會導致花費在裝置 上的成本增加的課題。 為y解決此種課題，新的回流處理方式頗受到矚目。這種處 f方式是將作為蝕刻光罩而使用過的光阻圖案予以溶解變形，並 藉由此種方式形成新的光阻圖案。根據此種回流處理，在第二次 的光阻圖案形成過程中，就不需要使用塗佈顯影裝置以及曝光裝 置的處理。因此可減低裝置成本，並提昇生產效率。以下即以圖 形說明關於此使用回流處理的TFT形成程序。 在形成非晶形SOFT的情況時，如圖1〇 (a)所示，係在形成 於玻璃基板200的閘極電極2〇1上，依序疊層絕緣層2〇2、由a— Si層（無摻雜非晶形si層）203a與n + a_Si層（磷摻雜非曰你

Si層）203b所構成之Si層2〇3、以及用以形成汲極•源極^的 金屬層205。 然後，為了對金屬層205予以蝕刻，因此以光蝕刻技術程序 在金屬層205上使光阻長膜，並經曝光、顯影處理而形成光阻 ^圖案。然而，因為此光阻2〇6之圖案係藉由使用光的穿透率有 高低差異的半色調網點光罩（Halft〇ne Mask )以進行半曝光處理， 5 1336903 ==厚(厚膜部與薄膜部> 此外，關於半曝光技術， 使用2〇5予以糊的光罩而 刻。 如圖10(b)所不，金屬層2〇5的非光罩部分被餘 的影響，因二dun!，層的表面，因為濕飾刻液 質層加的處理；因此，進行去除此變 層由處==中剔將驗性溶液作為·刻液’ _變質 其次藉由可去除變質層， 個光阻圖_錢過財 ^ ) 除^^ 下想目標了㈣邊的雜Γ厚^)m2G6，並只留 10 (d)所示，從殘留有光阻206的狀能，_由將 ίΐίΐίίίΓ環境氣體中的方式，進行光阻^的 處理)’而成為如圖i。㈦所示，在目二 作為ΐί ’m層，形成後，如圖11 (相示，將金屬層205 =叫然後，如圖n (c)所示，進行在2道:二= 203b的姓刻，以形成TFT。 曰 (專利文件1 )曰本特開2005_ 108904號公報 【發明内容】 (發明所欲解決之課題） 然而，在該回流處理中，習知技術係採用如下的方式：使被 載，在腔至内的基板暴露在溶劑環境氣體中（例如稀釋劑氣體）。 並藉由使溶劑浸透到光阻（ph〇to resjst)内的方式，溶解光阻 (resist)。然後，為了將此稀釋劑氣體導入腔室内；或是在排放的 1336903 :二fi氣體的替換更有效率’因此進行將腔室内的氣壓從 土革乳反减壓到特定的目標氣壓的作業。 ’、 作苹在溶劑$氣體的導人•排放而進行的兩次減壓 設:為相ΪΪ ί (減壓，標氣壓為止的速率)與目標氣壓係 [氣-體具體而5 ’如圖12之圖所示，為了更加提昇環 ======如排氣流量 第二ΪΓ㈣ΐϊϊΓ:在進行將腔室内的環境氣體排放時的 浸透到業中’因為腔至内部會迅速地大幅度減壓，因此 之虞。也就是說，有可能產生光阻圖案出現變形、 斯線短路等的圖案瑕疵的課題。 ，於上述各種習知技術的缺失，本發明之目的㈣ Γ在腔室内溶解光阻圖案、形成所欲的光阻圖案 處理中，抑制由於腔室内的溶劑環境氣體替換所伴至 的光阻圖案的變形，以避免產生圖案瑕庇。 (解決課題之手段） 的課題，依據本發明之基板處理方法，係一種 板所形成之光阻圖案，並形成新光阻圖荦之基 板處理方法，其特徵為： 回木i丞 進行下列步驟：將腔室_氣壓從基準氣壓減壓到比該基 =更低的第-目標氣壓為止的步驟；將溶騎境氣體導入到腔 至内，使腔室内的氣壓回復到該基準氣壓的步驟； —將腔室内的光阻以溶劑環境氣體予以溶解的步驟；以及 j壓減壓到第二，標氣壓，第二目標氣壓係被設定成比該 土準氣壓更低’且比該第-目標缝更高的步驟；並排出腔室内 的溶劑環境氣體的步驟。此外，較佳的情況係使該第二 比一20kPa更接近大氣壓力。 根據實行此種步驟的方法，在魏駐⑽溶舰境氣體的 7 1336903 步驟中，藉由將腔室_的目標氣壓設定成第二目標氣壓，也就 是比導入溶舰境氣體時更高，使溶劑_部蒸發不會發生的方 式，可避免產生由於光阻圖案的變形所導致的斷線、短路 案瑕疵。 ^另外，較佳的形態是在將該腔室内的氣壓減壓到第一目標氣 ^為士的步驟’與職腔室内的氣壓減壓到第二目標氣壓為止的 使此兩者的減壓速率相同，而減壓速率係指將 氣壓減壓到該目標氣壓為止的速度。 刃 t則所述’因為在排放該溶劑環境氣體的步驟之目標氣壓， ΐ: ϋί劑的内部蒸發之第二目標氣壓’因此即使將減壓速 t疋ίϋ1境氣體時相同的壓力，也不會發生溶劑的内部 洛％，可更快速地排出溶劑環境氣體。 為了解決該課題’依據本發明之基板處理方法，係-種 板處〜 =解形成之光阻圖案’並形成新光阻圖案之基 室内，使胪為的步驟；將溶劑環境氣體導入到腔 目ΐίίΐ以溶解的步驟；以及使腔室内的氣壓減壓到 並排出腔室内的溶劑環境氣體的步驟；

室内的亥腔至内的溶劑環境氣體排出的步驟中，將使腔 ==壓到該第一目議為止的速 S 環境氣體導人該腔室内的步驟中的減壓速ΐ更Γ 中驟的方法’在將溶劑環境氣體排出的步驟 花費時間減!體時更低。並藉由 形的ΠΪ發’進而避免產生由於光阻圖案的變 二二软的斷線、短路等的圖案瑕疲。 為了解決該課題，依據本發明之基板處理方法，係一 形成之光阻圖案 ，並形成新光阻圖案之 氣壓更‘:口:：*?,室内的氣壓從基準氣壓減壓到比該基準 該基準氣壓的步驟； 壓的情況下，排出腔室:=竟【;在不使腔室内的氣壓減 根據執行此種步驟的方法，在 中’因為並未使腔室内減壓，因此不會驟 避免ii=r變形所導致的斷線 根據本發明，可獲得—種基板處理方法，在 ΐ: 2成所欲的絲圖案之回流處理中，抑制由於Ξ室内的汾 ΐϊ:氣體替換所伴隨而至的光阻圖案的變形，而可ΐ免產生ΐ 【實施方式】 佳參=式，詳細說·據本發_基板處理方法的較 備回ft之回流圖案形成裝置的配置之平面方塊圖。尤、 占示的回流圖案形成裝置1 ’係用以例如為了 TFT形 ί的安(C_EV)50以及曝光裝置 M，’對於藉蝕刻裝置(Etching)52施以蝕刻i .二口 ^ FlZ紐目案回域理，以再形絲關案的裝置。 數之成裝置1繼板s盒站(c/s) 2，用以4 搬中t nfr (eaSSette)為早位從外部（侧裝置）搬入盘 搬出，或疋將基板G搬入與搬出到匣盒。 '、 又，更δ又置有基板處理部3，與基板匣盒站2相鄰 3 (m/a) 4 , 1336903 板G的搬人進撼板的運送’以及對各單元進行基 if ί 出。如财的箭頭所示，沿著基板運送部4的左 兩^，配^有用以處理基板G的複數之處理單元。

^理早W言，在沿著如圖巾箭賴示的處理方向，在基 ，運达^的右側’配置有：移除單元（_·ηίί)( 顯^行?，此前處理係絲在光阻触之變質層；以及再 〜β早7L (RDV) 6 ’藉由進行再顯影處理以去除不需要之光阻。 元5 =2:更配置有回流單元（reflGWUnit) (RF)7，與移除單 兀 > 及再顯衫早兀6相鄰，用以溶解光阻。 阶里ί，在圖中，沿著基板處理方向，在基板運送部4的左側， 處ίί ί ㈣1脱)及降溫板(⑽1咖 一其次，對於依本發明之基板處理方法而實施的回流單元7，進 一步詳加說明。圖2係顯示回流單元7的概略構成之剖面圖。 如圖所不，在回流單元7中具有包含基底腔室(base chamber)10a與頂部腔室(upperchamber)1〇b 的腔室 1〇。頂 l〇b係以可自在裝卸的型態，被安裝在基底腔室1〇&之上。而& 10係在頂部腔室l〇b安裝時，於基底腔室1〇a與頂部 1 内部形成之密閉空間。 至川〇的 在腔室10内部的中央，設有溫度調節板u，用以將基板G 載置在基板載置面，並將基板載置面的溫度設為特定溫度，以對 基板進行溫度調節。而在此溫度調節板u的内部，形成有用以 溫度調節水進行循環的溫度調節水流路12。此溫度調節水产 與設置於腔室外部的溫度調節器13相連接。也就是說，循$ 供應到溫度调節器13,並在溫度調節器13被調整到預定的水、、θ， 從而使溫度調節板11被調整到預定的溫度。 、 咖 此外，在腔室10内，N2氣體被由上方向下方供應，以 劑環境氣體或吹洗氣體（Purgegas)。也就是說，從形成在頂部沪 室10b的頂板的複數氣體供應口 η供應溶劑環境氣體或體了 1336903 而從形成在基底腔室l〇a的底面之複數氣體排放口 i5，排出溶劑 環境氣體或N2氣體。 氣體供應管16連接到氣體供應口 η。將以氣體濃度調整器 濃度被調整到50〜100%之後的溶劑環境氣體，或用以吹掃 腔室内的N2氣體，供應到此氣體供應管16。就氣體濃度調整器 17而言，先將預定流量的N2氣體供應到氣體濃度調整器17，然 後被氣化的稀釋劑就與N2氣體一起被供應到氣體供應管另一 方面，排氣管18則連接到氣體排放口 15，以排出腔室内的氣體。 抑又，在腔室ίο内，更設有：擴散間隔件(spacer)19，用以使溶 劑環境氣體或N2氣體在腔室内擴散；均等化平板2〇，用以使藉由 間隔件19而擴散的氣體的流動方向均等化；以及排氣整流板21， 用以將氣體整流後再吹向氣體排放口 15。 此外，在將腔室内的環境氣體替換成溶劑環境氣體時，為了 更有效率地進行作業，故藉由腔室内壓控制裝置（未圖示）進行 減壓控制，以預定的減壓速率（進行減壓的速率）將内部的 氣體減壓到預定的目標氣壓。 其次，分別說明以回流圖案形成裝置i進行的處理程序以及 在回流單元7進行的處理程序。首先，依據圖3的流程，使用圖i =塊圖及已過關10之基板剖面圖，說明回流處理整體的 流程。 人首先’在用以收容從蝕刻裝置52被運送來的基板〇的基板匣 ^站2，以基板運送部4將一片基板g運送到移除單元5。另外， 如圖10 (a)所示，形成於此基板G的光阻2〇6之圖 涂 =影處理裝置5G及曝光裝置51中施以半曝域理’，、以使在二 •處理中需要的光_成鱗膜，破不需要的光轉成 。 在移除單元5中，對基板G進行前處理。也就是如圖1〇㈦ $不，糟由蝕刻處理以去除在光阻206的表面所產生的變質犀 =3 =步驟S1>此種前處理可以例如是將變質層挪暴露曰在驗 丄jjoyuj 在移除單元5進行前處理後，如 G，係藉由基板運送部4被運 （〇所示的狀態之基板 在該處基板G騎麵 光阻’而成為㈣KKd)所示，僅厚膜不需要的薄膜部份的 3之步驟S2)。也就是說，使其成=殘，狀態（圖 h的周圍，有光阻206殘留的狀^在人遮拉的特定區域之目標 =，藉由基板運送部4，將^板G 進4丁預疋的熱處理。然後，再葬由 ^ J熱處理衣置8，以 到回流單M，並在回流單^由基^運=部4 ’將基=運送 3之步驟幻）。然後，根據在處理程式206的回流處理（圖 之内，藉由進行光阻的溶解處理，以7(^^)所定的預定時間 I的固著歧。絲，再度藉域; 基板，盒站2的紐S。额，騎_ 運运回 其次，根據圖4的流程圖，缆明在ά 裝，f 使用圖2及圖5兩個圖來說t二\=:广：月：， 則係顯示隨著處__經過，腔㈣壓的變化。」圖，圖5 將板G載置於溫度調節板11上，以溫度調節器13 將㈣的溫度設定到特定的溫度（例如抑）。 腔室進行環境氣體的替換，並藉由 之_# f Ϊ減連率設定在例如1GGL/min，故如圖5 目尸腔室内壓從基準氣壓（例如約OkPa)減壓到第一 軚Ϊ^ (例如—9〇kPa)(圖4之步驟S11)。 體:被，之後，導人例如稀釋劑氣體，作為藉由氣 二二!^^7將浪度調整到預定濃度的溶劑環境氣體，以替換 境氣體。並如圖5的圖形所示’將壓力提昇到基準氣 壓（圖4之步驟si2)。 12 !3369〇3 然後，當腔室内環境氣體的替換終了時，就開始進行以腔室 内的稀釋劑氣體溶解光阻的回流處理（圖4之步驟Sl3)。 在光阻溶解之後，排出腔室内的稀釋劑氤體的步驟中，為了 要以與導入氣體時相同的速度進行替換，故此時的減壓速率係設 定成減壓速率R1 ;但是目標氣壓則被設定成比氣體導入時的目標 氣壓P1更高的（大氣壓側）第二目標氣壓P2(圖4之步驟S14): 具體而言，此目標氣壓P2，係被設定成可抑制浸透到光阻中的溶 劑（稀釋劑）的蒸發’避免產生瑕疵的值（例如—2〇kPa；)。'

然後，如圖5的圖形所示，當腔室内壓到達第二目標氣壓p2 時’藉由導入N2氣體的方式’使腔室内壓回到基準氣壓（圖4之 步驟S15)。然後直到環境氣體的替換完成為止，反覆再次^行減 壓到目標氣壓P2，然後再使其回到基準氣壓的作業（圖4之步驟 因此，根據依本發明之基板處理方法的第一實施型態的話， 在氣體排放的步驟中，藉由將腔室内壓的目標氣壓設定成比氣體 ，入時（大氣壓側）更㊉’也就是設定成不會產生稀釋劑的内部 ?矣發之目標氣壓P2的方式，可避免產生由於光阻圖案的變开^ 致的斷線、短路等的圖案瑕疵。 ” ^ 其次，根據圖6的流程圖，說明在回流單元7中所實施， 據本發明之基板處理方法之第二實施雙”又，在以下的說二 使用圖2及圖7兩個圖來說明。圖2係回流單元7的剖面圖 則係顯示隨著處理時間的經過，腔室内壓的變化。 —首先，將基板⑽置於溫度調節板η上，以溫度調節器13 s又疋溫度調節板u的溫度到特定的溫度（例如24。〇)。 然後，為了要纽率並猶触行環軌 腔=__壓速率R1設定在例如 ^^^//吏腔室内駿基準氣麼⑼如约㈣山賴到第-軚例如—9〇kPa)(圖6之步驟S21)。 田腔至10内被減磨之後，導入例如稀釋劑氣體，作為藉氣體 1336903 器Γ將濃度調整到預定濃度的溶劑環境氣體，以使腔室 3被賴。如圖7的_所示，將壓力提 ( & (圖ό之步驟S22)。 十虱 ’當腔室内環境氣體的賴終了時，就開始進行以腔室 的稀釋劑氣體溶解光阻的回流處理（圖6之步驟S23)。 =，室内壓控制裝置，而使腔室内壓的目標氣壓被設J成夂 ft ί相同的目標_ P1 ’但是減壓速率R2係被設定成比氣 也就^的更低（例如30L/min )(圖6之步驟S24)。 ，疋說，稭由減壓到目標氣壓？1必須花費時 — =速率R2 ’以避免由於過於迅速的減壓，、並進制^ = 阻中的溶劑（稀釋劑）的蒸發。 P礼又透到先 然後二如圖7的圖形所示’當腔室内壓到目標氣壓p 導=N2氣體的方式’替換腔室内的環境氣體（圖6之 曰。 因此’根據依本發明之基板處理方法的第 ^ ) 肢排放的步驟中，藉由將減壓速率設定 :在轧 使得減廢到目標氣屋P1為止必須隹日守更低，而 $過於迅速的減壓’進而抑制稀釋劑的二。=方式可= 致的斷線、短路“^此 據本發明之===:=7中所實施，根 使用圖2及圖9兩個圖來說明。圖2仙 明中’ 則係顯示隨著處理時間的經過，腔室_的變化。的韻圖，圖9 首先，將基板G載置於溫度調節拓 設定溫度調節板11的溫度到特定二溫~^，度調節器13 然後，為了要有效率並讯、♦二广ra(例如24 C )。 腔室内餘㈣置將賴速率^氣體的賴’並藉由 之圖形所示，使腔室内壓從其準々^疋9如〗〇〇L/mm。如圖9 目標錢m例如減_第一 夕〈圖8之步騾S3】）o 14 丄幻6903 妒:曲ΐΐί。1。0内被減壓之後，導入例如稀釋劑氣體，作為藉由氣 ‘ 6 =又斋17將濃度調整到預定濃度的溶劑環境氣體，以使腔 =的環境氣體被雜，如圖9 _形所示，將壓力提昇到基準 氣壓（圖8之步驟S32)。 j 土平 换您然彳^，畲腔室内環境氣體的替換終了時，就開始以腔室内的 釋劑^1體進行溶解光阻的回流處理（圖8之步驟S33)。 在光阻溶解之後，排出腔室内的稀釋劑氣體的步驟中，並未 j亍以腔至内壓控制裝置進行減壓，而是一邊導入N2氣體，一邊 進行稀釋劑氣體的排氣處理（圖8之步驟S34)。也就是如圖9所 馨，，使，^氣體所需的時間比導入氣體所需的時間更長。因此， 在基準氣壓的狀態，藉由將稀釋劑氣體排放到腔室外的方 施環境氣體的替換作業。 、 ^ ^因此，根據依本發明之基板處理方法的第三實施型態的話， ，氣體排放的步驟中，因此可使作為溶劑的稀釋劑不會產生内部 " f發，從而可避免產生由於光阻圖案的變形所導致的斷線、短路 荨的圖案瑕疲。 [實驗例] 、其次丄基於實施例，進一步詳加說明依本發明之基板處理方 法。在本實施例中，係依前述的本發明之基板處理方法之第一實 # 施型態’以驗證其效果。 、 尸β具體而言，本實施例係就氣體排放時的目標氣壓（第二目標 氧壓Ρ2 )與瑕疵1產生數目（個）的關係做實驗，藉以驗證關於目 標氣壓Ρ2的設定效果。 、 此貝-¼的結果顯示於圖13。如此圖所示，當目標氣壓ρ2從〇 kPa到一20kPa時’並沒有產生圖案瑕疵。但是當減壓到比—2〇kpa 更低時，壓力減得愈低，瑕疵的產生個數就愈增加。也就是說， 根據本實施例的結果可知，當將第二目標氣壓P2設定成比—2〇kpa 更接近大氣壓的話，即可抑制圖案瑕疯的產生。 (產業上利用性） 15 備製數次形成光阻圖案的程序，對於電子設 【圖式簡單說明】 的回流方法，且具備回流單元 二圖。 程圖 圖4係顯示依回J的基板㈣呈序之流程圖。 。 &早％的基板處理程序H施型態之流 認6處理程序中’腔室内的氣壓變化之圖。 程圖 。Μ ”Λ/、依回流單元的基板處理程序之第二實施型態之流 圖7係顯示在圖6的處理程序中，腔室内的氣壓變化之圖。 程圖 圖8係顯不依回流單元的基板處理程序之第三實施型態之流 0 圖9係顯示在圖8的處理程序中，腔室内的氣壓變化之圖。 圖l〇(a)〜(e)係顯示基板之剖面圖，且此種基板係用以說明在 TFT之形成程序中的回流處理程序。 圖11⑻〜(c)係用以說明在圖1〇的程序之後’ TFT形成之處理 程序的基板剖面囷。 圖12係顯示在習知的回流處理中，腔室内的氣壓變化之圖。 圖13係顯示在實施例的實驗結果之圖。 【主要元件符號說明】 1〜回流圖案形成裝置 2〜基板BE盒站 3〜基板處理部 4〜基板運送部 16 1336903 5〜移除單元 6〜再顯影單元 7〜回流單元 8〜熱處理裝置 10〜腔室 10a〜基底腔室 10b〜頂部腔室 11〜溫度調節板 12〜溫度調節水流路 13〜溫度調節器 14〜氣體供應口 15〜氣體排放口 16〜氣體供應管 17〜氣體濃度調整器 18〜排氣管 19〜擴散間隔件 20〜均等化平板 21〜排氣整流板 50〜塗佈顯影處理裝置（COT/DEV) 51〜曝光裝置（Exp) 52〜蝕刻裝置 200〜玻璃基板 201〜閘極電極 202〜絕緣層 203〜Si層 203a〜a—Si層（無摻雜非晶形Si層） 203b〜n+a—Si層（磷摻雜非晶形Si層） 205〜金屬層(底層） 206〜光阻 17 1336903 207〜變質層 G〜基板 P1〜第一目標氣壓 P2〜第二目標氣壓 R1〜減壓速率 R2〜減壓速率 Tg〜目標（特定區域）

Claims (1)

1. |336903 99年6月S日修正替換頁 十、申請專利範圍： -- 阻圖處:方法，用以在腔室内’藉由使^ =成新光阻圖案，其特徵為進行下列步驟·· 目標氣壓為止!基4氣壓減壓到比該基準氣壓更低的第一 準氣ίϊΐϊ境氣科人到腔㈣，使腔室_紐讀到該基 以溶劑環境氣體使其溶解變形的步驟；以及 第-目^=„到被設定成比該基準氣愿更低，且比該 體的步=i Ν之第二目標氣壓；並排出腔室内的溶劑環境氣 氣屋比第1項之基板處理方法，其中，該第二目標 該腔3室ztim1或2項中之基板處理方法，其中，在將 的氣壓減厣;目標氣壓為止的步驟’與將該腔室内 設定成壓為止的步驟中，將此兩者的減壓速率 的逮度。 減I速率係指將腔室内的氣壓減壓到該目標氣壓 準氣:境氣體導人到腔室内，使腔室内的氣壓回復到該基 使腔室_氣壓減；,]解變形的步驟;以及 劑環境氣體的步驟， 目彳减壓’並排出腔室内的溶 99年6月8日修正替換頁 96105540(無劃線） :速率更低 5.— c^·的步驟中的減 2=氣壓從基準氣 5‘一種基板處理方法，用以在腔 _案溶解變形，而形成新光 内基板上，之光 目標氣壓的步驟；丰⑽祕到比該基準氣壓更低的第一 使腔室内的氣壓回復到該基 將溶劑環境氣體導入到腔室内 準氣壓的步驟； 將腔室内的光阻以溶綱境氣體使其溶解變職步驟；以及 在不使腔室内的氣壓減壓的情況下，排出腔室内的溶劑環 氣體的步驟。 十一、圖式： 20