JP2003068598A - ベーキング方法及びベーキング装置 - Google Patents

ベーキング方法及びベーキング装置

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JP2003068598A
JP2003068598A JP2001261459A JP2001261459A JP2003068598A JP 2003068598 A JP2003068598 A JP 2003068598A JP 2001261459 A JP2001261459 A JP 2001261459A JP 2001261459 A JP2001261459 A JP 2001261459A JP 2003068598 A JP2003068598 A JP 2003068598A
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baking
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resist
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Junji Nishimoto
淳二 西本
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Nippon Electric Kagoshima Ltd
NEC Kagoshima Ltd
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Nippon Electric Kagoshima Ltd
NEC Kagoshima Ltd
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  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】薄膜トランジスタを用いた液晶パネルの製造プ
ロセスはレジストを用いたパターンニングプロセスで形
成するが、画素数の増大に伴いパターン線幅が微細化さ
れ、レジストをベーキングするときの温度バラツキによ
るパターンムラの影響が従来よりも相対的に大きくなっ
てきている。従って、大型化されたガラス基板に塗布さ
れたレジストに対しては、レジストの温度ムラを所定の
レベル以下に抑える必要がある。 【解決手段】基板1表面に塗布されたレジストのベーキ
ング工程において、基板1の互いに異なる位置を支持す
るように設計された2つの支持ピン群21、22によ
り、基板1をそれら2つの支持ピン群により交互に支持
するため、レジストに含まれる溶媒の蒸発の程度が基板
内で均一となり、レジスト現像後のレジストパターンの
線幅が基板内で均一に形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置を製
造する際に用いられるガラス基板上のレジストのベーキ
ング方法及びベーキング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】TFTアレイ基板にレジストを塗布し、
続いてそのレジストをベーキングするに当たって、静電
気による破壊を防止し、レジストの温度ムラを低減する
方法が特開2000−068178号公報に開示されて
いる。この方法を図4に示す。ホットプレートにTFT
アレイ基板全体を接触させて加熱すると、加熱後、基板
をホットプレートから取り出す際に剥離帯電の静電気が
TFTアレイ基板に加わり、TFTアレイ基板の素子破
壊を生じる。これを防止するためにホットプレート20
2に支持体208を設け、TFTアレイ基板201をホ
ットプレート202から0.1〜0.5mm離して熱処
理する。さらに、TFTアレイ基板201をホットプレ
ート202から離して熱処理することにより生じるレジ
ストの温度ムラを低減するために、炉壁203を加熱す
る炉壁加熱手段210を設け、さらに、レジストから発
生する蒸気を外へ逃がすための吸引調節部209を設け
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一方、液晶パネルのガ
ラス基板は、カラー液晶パネルの大型化、薄型化の要求
に応えるために、1m角サイズで0.7mm厚のものが
標準となって来ている。
【0004】薄膜トランジスタ(以下TFTと称す)を
用いた液晶パネルの製造プロセスはレジストを用いたパ
ターンニングプロセスで形成するが、画素数の増大に伴
いパターン線幅が微細化され、レジストをベーキングす
るときの温度バラツキによるパターンムラの影響が従来
よりも相対的に大きくなってきている。従って、大型化
されたガラス基板に塗布されたレジストに対しては、図
4に示されるベーク方法を適用してもレジストの温度ム
ラを所定のレベル以下に抑えるのが困難となっている。
【0005】本発明の目的は、大型化されたガラス基板
に塗布されたレジストに対してもレジストの温度ムラを
所定のレベル以下に抑えることのできるベーキング方法
及びベーキング装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のベーキング方法
は、ベーク用プレートの上方に被処理基板を保持して前
記被処理基板をベークするベーキング方法であって、前
記被処理基板は第1のベーク処理及び第2のベーク処理
を順に受け、前記第1のベーク処理では、前記被処理基
板が第1の支持機構により支持された後、前記第1の支
持機構により支持されながら所定の時間ベークされ、前
記第2のベーク処理では、前記被処理基板が前記被処理
基板に対して前記第1の支持機構と異なる部位を支持す
る第2の支持機構により支持された後、前記第2の支持
機構により支持されながら所定の時間ベークされ、続い
て、前記第1のベーク処理及び第2のベーク処理を順に
繰り返すことにより前記被処理基板がベークされること
を特徴とする。上記本発明のベーキング方法は、以下の
ような構成を有する。
【0007】上記本発明のベーキング方法において、前
記被処理基板が搬送アームにより前記ベーク用プレート
の上方の基板搬入位置で前記第1の支持機構に渡され、
その後、前記第1のベーク処理が、前記被処理基板が前
記基板搬入位置よりも低い位置で前記第1の支持機構に
より支持された状態で行われる。
【0008】上記本発明のベーキング方法において、前
記被処理基板が、フォトレジストを塗布した後の薄膜ト
ランジスタアレイ基板である。
【0009】上記本発明のベーキング方法において、前
記被処理基板が搬送アームにより搬送されて前記第1の
支持機構に渡された後、前記第1のベーク処理及び前記
第2のベーク処理が加熱温度90〜120℃の下で、3
0分以内で繰り返し行われる。
【0010】上記本発明のベーキング方法において、前
記第1の支持機構及び前記第2の支持機構は、前記ベー
ク用プレートを貫通する複数の支持ピンを有する。
【0011】次に、本発明のベーキング装置は、ヒータ
内蔵のベーク用プレートと、前記ベーク用プレートを貫
通し、被処理基板をベークするために前記被処理基板を
支持する支持ピン機構を有するベーキング装置であっ
て、前記被処理基板は第1の支持機構及び第2の支持機
構による支持を順に繰り返し受け、前記第1の支持機構
は、前記被処理基板を前記ベーク用プレートよりも高い
所定の高さに支持した後、前記ベーク用プレートからの
熱により前記被処理基板をベークするために前記被処理
基板を前記所定の高さに保持し、前記第2の支持機構
は、前記被処理基板に対して前記第1の支持機構と異な
る部位を前記所定の高さに支持した後、前記ベーク用プ
レートからの熱により前記被処理基板をベークするため
に前記被処理基板を前記所定の高さに保持することを特
徴とし、前記第1の支持機構は、ベーキング装置に搬入
された前記被処理基板を前記所定の高さよりも高い位置
で受け取った後、前記所定の高さに支持する。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図1〜3を参
照して説明する。図1は、本発明のベーキングに用いる
ベーキング装置の平面図及び断面図であり、図2は、T
FTの製造工程のうち、レジスト工程の前後の製造工程
におけるTFT基板の断面図、図3は、レジスト工程を
製造フローの順に示した製造工程図である。まず、TF
Tの製造に係わるレジスト工程について説明する。
【0013】まず、図2(a)に示すように、ガラス基
板1の表面に、TFTの活性層となる半導体膜やTFT
の配線となるクロム膜等からなる薄膜2を堆積させる。
【0014】次に、ガラス基板1を図3に示すレジスト
塗布装置100に搬入し、レジスト塗布装置100を構
成するランプヒータ110とUVユニット120に通す
ことにより薄膜2の表面に付着している有機膜を除去す
る。
【0015】次に、ガラス基板1をレジスト塗布機13
0に搬送してガラス基板1の薄膜2上にレジストを塗布
する。
【0016】次に、ガラス基板1を減圧乾燥・端面洗浄
機140に搬送し、レジストの膜厚を均一化し、ガラス
基板の端面についているレジストを除去する。
【0017】次に、ガラス基板1のレジストを乾燥する
目的で、ガラス基板1を仮ベーク炉151、第1ベーク
炉152、第2ベーク炉153に順に搬送して、ガラス
基板1をベーキングする。ここで、ベーク炉150は通
常3から4つで構成されている。仮ベーク炉151は簡
易ベークでガラス基板1をプロキシミティ方式で100
℃前後でベーキングする。次の第1ベーク炉152、第
2ベーク炉153でガラス基板1を120〜140℃程
度で本ベーキングする。この時、処理時間の関係から本
ベークユニットを第1ベーク炉152、第2ベーク炉1
53のように2つ設ける場合がある。
【0018】次に、冷却機160でガラス基板1を冷却
すると、ガラス基板1へのレジスト塗布作業が完了す
る。
【0019】この後、ガラス基板1は露光、現像が施さ
れ、図2(b)のように、レジストパターン4が形成さ
れる。
【0020】最後に、ガラス基板1の薄膜2をレジスト
パターン4をマスクとしてエッチングし、さらに、レジ
ストパターン4を剥離して、図2(c)のように、薄膜
パターン5を形成する。
【0021】以上の操作をガラス基板1の表面にTFT
形成のための薄膜の成膜の毎に繰り返す。
【0022】ここで、上述したレジストのベーキング方
法と、ベーキングに用いられるベーキング装置につい
て、図1を参照して説明する。なお、図では簡略化のた
め、ガラス基板上のレジストは省略している。
【0023】図3に示したベーク炉150は、図1に示
すように、ヒータ内蔵のプレート10とガラス基板1を
支持する支持ピン20で構成されている。支持ピン20
は複数のブロックで構成され、第1支持ピン21群及び
第2支持ピン群22で構成される。本実施形態では、支
持ピン20を2ブロックに分けた場合を説明するが、3
ブロック以上に分けても良い。
【0024】次に、ベーク炉150で行われるガラス基
板1のベーキング方法について、ベーキング装置の構成
を示しながら説明する。 (1)まず、レジストが塗布されたガラス基板1が搬送
アーム(図示せず)を用いて仮ベーク炉151に帆走さ
れる。 (2)次に、プレート10に設けられた第1昇降穴群3
1から第1支持ピン群21が上昇してガラス基板1を搬
送アームからガラス基板1を受ける。 (3)次に、搬送アームは所定の位置に戻ると共に、第
1支持ピン群21は下降してガラス基板1がプレート1
0から所定の高さ(通常0.5〜1.5mm程度であ
る)となるようにガラス基板1を保持する。 (4)次に、第1支持ピン群21がガラス基板1をプレ
ート10から所定の高さに保持してから、ある一定時間
を経過すると(2〜20秒程度)、今度はプレート10
の第1昇降穴群31とは異なる位置を穿孔して形成され
た第2昇降穴群32を通して第2支持ピン群22が上昇
してガラス基板1を第1支持ピン21群に代わって保持
する。その後直ちに第1支持ピン21群は下降して待機
する。 (5)次に、第2支持ピン群21がガラス基板1をプレ
ート10から所定の高さに保持してから、ある一定時間
を経過すると(2〜20秒程度)、今度はプレート10
の第1昇降穴群31を通して第1支持ピン群21が上昇
してガラス基板1を第2支持ピン22群に代わって保持
する。その後直ちに第2支持ピン22群は下降して待機
する。 (6)(4)〜(5)を数回繰り返す。 (7)次に、ガラス基板1に本ベークを実施するため
に、第1支持ピン群21(または、第2支持ピン群2
1)がガラス基板1を搬送アームに渡すために上昇し、
搬送アームにガラス基板1を渡した後、搬送アームはガ
ラス基板1を第1ベーク炉152に搬送する。同様にし
て、第1ベーク炉152での本ベーク終了後、搬送アー
ムがガラス基板1を第2ベーク炉153に搬送する。
【0025】第1ベーク炉152、第2ベーク炉153
におけるガラス基板1のベーキングは、上記(1)〜
(6)のフローに従って行われる。
【0026】ここで、仮ベーク炉151、第1ベーク炉
152、第2ベーク炉153により行われる一連のベー
キングは、30分の時間内に行われる。これは、レジス
トに含まれるプロピレングリコールモノエチルエーテル
アセテート(PGMEA)や乳酸エチル(EL)等の溶
媒の蒸発速度が、レジストの膜厚を1.0〜3.0μm
とした場合、加熱温度90〜120℃の範囲内で30分
以内で飽和してしまうという現象に基づいている。
【0027】その後、ガラス基板1は冷却機160に搬
送されてガラス基板1(の上のレジスト)のベーキング
が完了する。
【0028】ガラス基板1上に形成されたレジストを以
上の一連の操作によりベーキングすることにより、熱分
布が均一化し、レジストのガラス基板内でのベーキング
が一様に行われる。
【0029】従来のベーキング方法では、支持ピンが固
定であることによりその部分に集中した温度上昇が見ら
れ、その付近でレジストに含まれる溶媒の蒸発速度が早
くなって溶媒が蒸発し易くなるため、レジスト感度にば
らつきを生じさせ、現像後のレジストパターンの線幅が
ばらつく原因となっていたが、本発明のベーキング装置
を用いたベーキング方法により、レジストに対する加熱
が基板内で均一となり、レジストパターンの線幅のばら
つきが小さくなる。
【0030】また、従来のベーキング装置では、基板を
基板の周辺、或いは、TFTパターンが形成されていな
い基板領域で支持するため、基板の中央と周辺において
も温度ばらつきが生じていたが、本発明のベーキング装
置を用いたベーキング方法により、この問題が解消され
る。
【0031】以上に述べた実施形態では、仮ベーク炉、
第1ベーク炉、第2ベーク炉における支持ピン群(及び
昇降穴群)の構成を同じとしたが、それぞれのベーク炉
において、互いに異なる位置に昇降穴群をプレート内に
有し、互いに異なる支持ピン群であっても良い。
【0032】
【発明の効果】上述のように、本発明のベーキング方法
及びベーキング装置によれば、基板表面に塗布されたレ
ジストのベーキング工程において、基板の互いに異なる
位置を支持するように設計された2つの支持ピン群によ
り、基板をそれら2つの支持ピン群により交互に支持す
るため、レジストに含まれる溶媒の蒸発の程度が基板内
で均一となり、レジスト現像後のレジストパターンの線
幅が基板内で均一に形成される、という効果が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態のベーキング装置の平面図及
び断面図である。
【図2】本発明の実施形態のベーキング方法を適用する
薄膜トランジスタの製造方法の内、レジスト形成工程を
示す断面図である。
【図3】本発明の実施形態に係わるレジスト塗布装置を
示すブロック図である。
【図4】従来のベーキング装置の断面図である。
【符号の説明】
1 ガラス基板 2 薄膜 4 レジストパターン 5 薄膜パターン 10 プレート 11 ヒータ 20 支持ピン 21 第1支持ピン群 22 第2支持ピン群 31 第1昇降穴群 32 第2昇降穴群 100 レジスト塗布装置 110 ランプヒータ 120 UV(紫外線)ユニット 130 レジスト塗布機 140 減圧乾燥・端面洗浄機 150 ベーク炉 151 仮ベーク炉 152 第1ベーク炉 153 第2ベーク炉 160 冷却機 201 TFTアレイ基板 202 ホットプレート 203 炉壁 208 支持体 209 吸引調節部 210 炉壁加熱手段

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ベーク用プレートの上方に被処理基板を
    保持して前記被処理基板をベークするベーキング方法で
    あって、前記被処理基板は第1のベーク処理及び第2の
    ベーク処理を順に受け、前記第1のベーク処理では、前
    記被処理基板が第1の支持機構により支持された後、前
    記第1の支持機構により支持されながら所定の時間ベー
    クされ、前記第2のベーク処理では、前記被処理基板が
    前記被処理基板に対して前記第1の支持機構と異なる部
    位を支持する第2の支持機構により支持された後、前記
    第2の支持機構により支持されながら所定の時間ベーク
    され、続いて、前記第1のベーク処理及び第2のベーク
    処理を順に繰り返すことにより前記被処理基板がベーク
    されることを特徴とするベーキング方法。
  2. 【請求項2】 前記被処理基板が搬送アームにより前記
    ベーク用プレートの上方の基板搬入位置で前記第1の支
    持機構に渡され、その後、前記第1のベーク処理が、前
    記被処理基板が前記基板搬入位置よりも低い位置で前記
    第1の支持機構により支持された状態で行われる請求項
    1記載のベーキング方法。
  3. 【請求項3】 前記被処理基板が、フォトレジストを塗
    布した後の薄膜トランジスタアレイ基板である請求項1
    又は2記載のベーキング方法。
  4. 【請求項4】 前記被処理基板が搬送アームにより搬送
    されて前記第1の支持機構に渡された後、前記第1のベ
    ーク処理及び前記第2のベーク処理が加熱温度90〜1
    20℃の下で、30分以内で繰り返し行われる請求項
    1、2又は3記載のベーキング方法。
  5. 【請求項5】 前記第1の支持機構及び前記第2の支持
    機構は、前記ベーク用プレートを貫通する複数の支持ピ
    ンを有する請求項1乃至4のいずれか1項に記載のベー
    キング方法。
  6. 【請求項6】 ヒータ内蔵のベーク用プレートと、前記
    ベーク用プレートを貫通し、被処理基板をベークするた
    めに前記被処理基板を支持する支持ピン機構を有するベ
    ーキング装置であって、前記被処理基板は第1の支持機
    構及び第2の支持機構による支持を順に繰り返し受け、
    前記第1の支持機構は、前記被処理基板を前記ベーク用
    プレートよりも高い所定の高さに支持した後、前記ベー
    ク用プレートからの熱により前記被処理基板をベークす
    るために前記被処理基板を前記所定の高さに保持し、前
    記第2の支持機構は、前記被処理基板に対して前記第1
    の支持機構と異なる部位を前記所定の高さに支持した
    後、前記ベーク用プレートからの熱により前記被処理基
    板をベークするために前記被処理基板を前記所定の高さ
    に保持することを特徴とするベーキング装置。
  7. 【請求項7】 前記第1の支持機構は、ベーキング装置
    に搬入された前記被処理基板を前記所定の高さよりも高
    い位置で受け取った後、前記所定の高さに支持する請求
    項6記載のベーキング装置。
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