JP2008275797A - フォトレジストパターン形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】寸法精度及び生産性に優れるフォトレジストパターン形成方法を提供すること。
【解決手段】本発明の第１の態様にかかるフォトレジストパターン形成方法は、基板上に形成された被エッチング膜上にフォトレジストを塗布するステップと、前記フォトレジストが塗布された基板を、プリベーク炉内でプリベークするステップと、前記プリベーク炉から搬出した前記基板を温調ユニット内において、温度センサにより基板温度を測定しながら所定の温度まで冷却するステップと、前記温調ユニットから搬出した前記基板上のフォトレジストを露光機内で露光するステップと、前記露光機から搬出した前記基板上のフォトレジストを現像するステップと、を備えるものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、フォトレジストパターン形成方法に関し、特に、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置などの表示装置の製造におけるフォトレジストパターン形成方法に関する。

近年、高度な映像・情報化社会の本格的な進展やマルチメディアシステムの急速な普及に伴い、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置などの表示装置の重要性はますます増大している。これら表示装置は、低消費電力・薄型・軽量という利点を有することから、携帯端末機器などの表示装置として広く利用されている。

上記表示装置では、ガラスなどからなる透明基板上に金属膜や透明導電膜からなる配線や電極が形成されている。この電極や配線を形成するには、まず、透明基板上に金属膜や透明導電膜を成膜し、その膜上にフォトレジストを塗布する。次に、このフォトレジストの溶剤を蒸発させるために、プリベークを行う。その後、マスクと透明基板とを位置合わせし、露光する。次に、露光したフォトレジストを現像し、不要なフォトレジストを除去する。そして、このようにして形成されたフォトレジストパターンをマスクとして、不要な金属膜や透明導電膜をエッチングにより除去し、配線や電極を形成する。

ここで、配線や電極の寸法精度を向上するには、上記フォトレジスト露光時の基板温度のバラツキをできる限り抑制する必要がある。従来は、プリベーク後の基板の冷却が不十分であり、露光時の基板温度にバラツキが生じ、結果として、配線や電極の所望の寸法精度が得られないという問題があった。この問題は、基板の大型化とともに深刻化する。

これに関連する技術として、特許文献１には、露光機内に温度及び湿度制御されたクリーンエアを導入する方法が開示されている。
特開２００６−２５３２０２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の方法では、直接的に基板温度を制御していないため、基板温度の制御に時間を要し、生産性に劣るという問題があった。

本発明は、上記のような問題を背景としてなされたものであり、寸法精度及び生産性に優れるフォトレジストパターン形成方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様にかかるフォトレジストパターン形成方法は、基板上に形成された被エッチング膜上にフォトレジストを塗布するステップと、前記フォトレジストが塗布された基板を、プリベーク炉内でプリベークするステップと、前記プリベーク炉から搬出した前記基板を温調ユニット内において、温度センサにより基板温度を測定しながら所定の温度まで冷却するステップと、前記温調ユニットから搬出した前記基板上のフォトレジストを露光機内で露光するステップと、前記露光機から搬出した前記基板上のフォトレジストを現像するステップと、を備えるものである。これにより、寸法精度及び生産性に優れるフォトレジストパターン形成方法を提供することができる。

本発明の第２の態様にかかるフォトレジストパターン形成方法は、上記のフォトレジストパターン形成方法において、前記温調ユニット内に設置された冷却テーブル上に基板を載置して基板を冷却することを特徴とするものである。これにより、確実に寸法精度を向上することができる。

本発明の第３の態様にかかるフォトレジストパターン形成方法は、上記のフォトレジストパターン形成方法において、前記温調ユニット内に、前記冷却テーブルが複数設置されており、前記プリベーク炉側に前記基板の粗熱を吸収する冷却テーブルが設置され、露光機側に前記基板を精密に所定の温度まで冷却する冷却テーブルが設置されていることを特徴とするものである。これにより、確実に生産性を向上することができる。

本発明の第４の態様にかかるフォトレジストパターン形成方法は、上記のフォトレジストパターン形成方法において、前記基板を前記冷却テーブルに真空吸着させることを特徴とするあるものである。これにより、基板の温度制御を容易にすることができる。

本発明の第５の態様にかかるフォトレジストパターン形成方法は、上記のフォトレジストパターン形成方法において、前記所定の温度を２０℃〜２８℃とすることを特徴とするものである。これにより、さらに確実に寸法精度を向上することができる。

本発明によれば、寸法精度及び生産性に優れるフォトレジストパターン形成方法を提供することができる。

以下に、本発明の実施の形態について説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

発明の実施の形態．
本発明の実施の形態について、図１を用いて説明する。図１に、本実施形態に係るフォトレジストパターン形成方法を用いた、基板上への電極・配線形成工程のフローチャートを示す。一例として、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置に供するガラス基板上に透明導電膜からなる電極・配線を形成する工程について説明する。図１に示すように、本フローはＳＴ１０１〜ＳＴ１０８までの８ステップからなる。

まず、洗浄済みのガラス基板上に透明電極・配線を形成するための透明導電膜を、スパッタリング法、真空蒸着法等により形成する（ＳＴ１０１）。表示装置用の透明電極膜としては、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）が代表的である。

次に、透明基板上に形成した透明導電膜表面の全体にわたり、紫外光感光性樹脂材料であるフォトレジストを均一な厚さで塗布する（ＳＴ１０２）。フォトレジストを均一に塗布するため、溶媒の種類及び量を適宜選択する。フォトフォトレジストには、光照射した部分が架橋硬化して現像後に残留するネガ型フォトレジストと、光照射した部分が分解可溶化して現像で除去されるポジ型フォトレジストとがある。本発明は、いずれのフォトレジストを用いた場合にも、適用可能である。

次に、フォトレジストの溶媒を蒸発させるため、フォトレジストを塗布した透明基板をプリベークする（ＳＴ１０３）。具体的には、例えば、フォトレジストを塗布した透明基板を、プリベーク炉内に搬入し、炉内に設置されたホットプレート上に載置して、９０℃程度まで加熱する。また、プリベーク終了後、透明基板は、プリベーク炉内の冷却テーブル上に載置され、冷却される。しかしながら、従来、冷却後の透明基板の温度を一定にするのは困難であった。

次に、プリベーク炉から搬出した透明基板を温調ユニット内に搬入し、この温調ユニット内において、温度センサにより透明基板の温度を測定しながら所定の温度まで冷却する（ＳＴ１０４）。具体的には、例えば、フォトレジストを塗布した透明基板を、冷却水により冷却されたテーブル（以下、冷却テーブルという。）上に載置する。この透明基板を熱電対や放射温度計などの温度センサにより測定し、透明基板の温度が２０℃〜２８℃の温度範囲となるように冷却する。プリベーク炉と露光機の間に当該温調ユニットを設けることにより、露光時の透明基板の温度のバラツキを低減することができ、寸法精度に優れるフォトレジストパターン形成方法を提供することができる。

ここで、図２を用いて、温調ユニットの構造について詳細に説明する。図２に示すように、温調ユニット１００は、クリーンルーム１０１、第１の冷却テーブル１０２、第２の冷却テーブル１０３、冷却水ユニット１０４、冷却水配管１０５、クリーンエアユニット１０６を備える。

クリーンルーム１０１の内部に設置された第１の冷却テーブル１０２及び第２の冷却テーブル１０３は、クリーンルーム１０１の外部に設置された冷却水ユニット１０３から各々に供給される冷却水により冷却される。ここで、第１の冷却テーブル１０２及び第２の冷却テーブル１０３は、真空吸着機構を有しており、透明基板１１０をテーブルに密着させることができる。これにより、効果的に透明基板１１０を冷却することができる。

また、第１の冷却テーブル１０２と第２の冷却テーブル１０３とは、冷却水配管１０５により、並列に接続されている。すなわち、第１の冷却テーブル１０２及び第２の冷却テーブル１０３を冷却した冷却水は、各々冷却水ユニット１０４に戻る。

さらに、並列接続された冷却テーブルを複数設置することにより、スループットを向上させることができる。本実施の形態の場合、プリベーク炉側に設置された第１の冷却テーブル１０２において図示しない基板搬送手段により搬送された透明基板１１０の粗熱を吸収する。そして、露光機側に設置された第２の冷却テーブル１０３において図示しない基板搬送手段により第１の冷却テーブル１０２から搬送された透明基板１１０の温度を精密に所定の温度まで冷却する。すなわち、プリベーク炉側から露光機側に向けて設置された複数の冷却テーブルにより、透明基板１１０を段階的に冷却する。冷却テーブルの個数は、露光機のスループットに合わせ、適宜選択すれば良い。

冷却水は、図２中の矢印で示したように、冷却水配管１０５の経路を循環しており、冷却水ユニット１０４において水温調節され、再び第１の冷却テーブル１０２と第２の冷却テーブル１０３に供給される。クリーンエアユニット１０６は、温調ユニット内に清浄な空気を供給する。

次に、温調ユニットから自動搬出した透明基板を露光機内に自動搬入し、フォトレジストを露光する（ＳＴ１０５）。具体的には、フォトレジストを塗布した透明基板とフォトマスクとの位置合わせを行った後、紫外線を照射して露光する。本実施の形態では、ミラープロジェクション型の露光機と１枚の大型マスクとを用いた一括露光方式を採用した。当然のことながら、レンズプロジェクション型の露光機と複数枚の小型マスクとを用いたステップアンドリピート露光方式を採用してもよい。

また、本実施形態に係る露光機では、露光機のスループットを向上させるため、高出力の光源を用いている。他方、これにより、露光機内の温度が上昇する恐れがあるが、本発明では露光機に搬入する透明基板の温度を温調ユニットにより適宜調整することができる。具体的には、露光機内の温度が上昇した場合、搬入する透明基板の温度を低温にすることで、露光時の透明基板の温度を一定にすることができる。

なお、通常、露光機内における透明基板を載置するステージは、冷却水により冷却されている。しかし、冷却水の温度を露点温度よりも低くすると、精密露光機の部品に結露が生じる問題があった。例えば、露光機内が温度２５℃、湿度６０％ＲＨの場合、露点温度は１９．５℃であり、これより低温までステージを冷却すると結露が生じる。特に、露光機のステージに結露が生じると、位置合わせ用の治具の動作が悪化し、透明基板の位置合わせの精度が劣化する。また、結露による錆の発生により、異物が透明基板に付着し、フォトレジストパターン形成に不良が発生する。以上の理由から、露光機内で透明基板を冷却するのは好ましくない。換言すれば、本発明に係る温調ユニットを用いれば、露光機内のステージを露点温度よりも低温にまで冷却する必要がなく、当該ステージの結露を防止することができる。

次に、露光機から搬出した透明基板を現像機内に搬入し、フォトレジストを現像する（ＳＴ１０６）。具体的には、透明基板上のフォトレジストを有機アルカリ現像液により現像する。現像後、現像液を除去するため、純水洗浄する。本工程により、不要なフォトレジストが除去され、透明基板上にフォトレジストパターンが形成される。

次に、上記フォトレジストパターンをマスクとしてＩＴＯ膜をエッチングする（ＳＴ１０７）。具体的には、ＩＴＯ膜を塩化鉄／塩酸系水溶液などの酸性エッチング液によりウェットエッチングする。これにより、不要なＩＴＯ膜が除去され、ＩＴＯ膜からなる配線・電極パターンが形成される。なお、エッチングには、ウェットエッチングとドライエッチングとがあり、被エッチング膜により適宜選択される。

最後に、上記フォトレジストパターンを除去する（ＳＴ１０８）。具体的には、強アルカリによるウェット剥離やプラズマを用いたアッシングにより、フォトレジストを除去する。

実施の形態に係るフォトレジストパターン形成方法を用いた、基板上への電極・配線形成工程のフローチャートである。 温調ユニットの構成を示す模式図である。

符号の説明

１００ 温調ユニット
１０１ クリーンルーム
１０２ 第１の冷却テーブル
１０３ 第２の冷却テーブル
１０４ 冷却水ユニット
１０５ 冷却水配管
１０６ クリーンエアユニット
１１０ 透明基板

Claims (5)

1. 基板上に形成された被エッチング膜上にフォトレジストを塗布するステップと、
   前記フォトレジストが塗布された基板を、プリベーク炉内でプリベークするステップと、
   前記プリベーク炉から搬出した前記基板を温調ユニット内において、温度センサにより基板温度を測定しながら所定の温度まで冷却するステップと、
   前記温調ユニットから搬出した前記基板上のフォトレジストを露光機内で露光するステップと、
   前記露光機から搬出した前記基板上のフォトレジストを現像するステップと、を備えるフォトレジストパターン形成方法。
2. 前記温調ユニット内に設置された冷却テーブル上に基板を載置して基板を冷却することを特徴とする請求項１に記載のフォトレジストパターン形成方法。
3. 前記温調ユニット内に、前記冷却テーブルが複数設置されており、前記プリベーク炉側に前記基板の粗熱を吸収する冷却テーブルが設置され、露光機側に前記基板を精密に所定の温度まで冷却する冷却テーブルが設置されていることを特徴とする請求項２に記載のフォトレジストパターン形成方法。
4. 前記基板を前記冷却テーブルに真空吸着させることを特徴とする請求項２又は３に記載のフォトレジストパターン形成方法。
5. 前記所定の温度は、２０℃〜２８℃であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のフォトレジストパターン形成方法。

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