JP2008172104A - リフロー処理装置およびリフロー処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板面内において均一な処理が可能で、かつ十分なスループットが得られるリフロー処理装置を提供する。
【解決手段】 リフロー処理ユニット（ＲＥＦＬＷ）５０において、ローラ５１回転させ、基板ＧをＸ方向に搬送し、基板Ｇが中空筒状のリフロー処理器５３の内部を通過する際に、溶剤供給部５５の溶剤供給口６９から溶剤を含む気体を基板Ｇの表面へ向けて供給するとともに、溶剤吸入部５７の溶剤吸入口７５から供給された気体を吸入する。リフロー処理空間Ｓへ吐出された溶剤を含む気体は、溶剤吸入口７５へ向かう一方向の流れを形成し、基板Ｇ表面のレジストにリフロー処理空間の雰囲気中の溶剤が吸収されることにより、レジストが軟化して流動化し、変形レジストパターンが形成される。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などの製造過程でレジストをリフロー処理する際に利用可能なリフロー処理装置およびリフロー処理方法に関する。

アクティブ・マトリックス型液晶表示装置は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成したＴＦＴ基板と、カラーフィルタを形成した対向基板との間に液晶を挟み込んで担持し、画素毎に選択的に電圧を印加できるように構成されている。ここで用いられるＴＦＴ基板の作製過程では、フォトリソグラフィー技術によってレジスト等の感光性材料のパターニングが繰り返し行なわれるため、フォトリソグラフィー工程毎に、レジストマスクが必要である。

しかし、近年では液晶表示装置の高集積化と微細化の進展に伴い、その製造工程が複雑化しており、製造コストが増加する傾向にある。そこで、製造コストを低減すべく、フォトリソグラフィーのためのマスクパターンの形成工程を統合させて全体の工程数を削減することが検討されている。マスクパターンの形成工程数を削減する技術として、レジストに有機溶剤を浸透させることによりレジストを軟化させ、レジストパターンの形状を変化させることによって、マスクパターンの形成工程を省略できるリフロープロセスが提案されている（例えば、特許文献１）。また、リフロープロセスを効率的に行なうための基板処理装置（リフロー処理装置）についての提案もなされている（例えば、特許文献２、特許文献３）。
特開２００２−３３４８３０号公報（特許請求の範囲など） 特開２００３−１５８０５４号公報（図１など） 特開２００５−１５９２９３号公報（図８など）

上記特許文献２や特許文献３に記載のリフロー処理装置は、チャンバ内に基板を搬送装置で搬入した後、前記チャンバ内を溶剤雰囲気に置換してレジストを溶解させるチャンバ方式であるため、基板の搬入・搬出および雰囲気置換に所定の時間を必要とし、スループットの向上には限界があるという課題があった。
また、チャンバ方式の場合、溶剤供給量と排気量を調節することによってチャンバ内での溶剤の流れを制御する必要があるが、現実には制御が困難であり、溶剤濃度に濃淡が生じて基板面内でのリフロー量の均一性が得られにくいという問題があった。この均一性の問題を解決するために、溶剤を過剰に供給することも考えられるが、その場合には溶剤使用量が増加してしまうという課題があった。

従って本発明は、基板面内において均一な処理が可能で、かつ十分なスループットが得られるリフロー処理装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１の観点は、基板上のレジストを溶剤雰囲気中で軟化させて流動化させるリフロー処理装置であって、
基板を略水平姿勢に支持する基板支持部材と、前記基板支持部材に支持された基板に対して近接した位置を相対移動可能に設けられ、基板上方のリフロー処理空間に溶剤雰囲気を形成する溶剤雰囲気形成器と、を具備し、前記溶剤雰囲気形成器は、溶剤供給源に接続され前記リフロー処理空間に溶剤を供給する溶剤供給口と、吸引機構に接続され前記リフロー処理空間に供給された溶剤を吸引する溶剤吸入口と、を備えたことを特徴とする、リフロー処理装置を提供する。

上記第１の観点のリフロー処理装置において、前記溶剤雰囲気形成器には、基板に対向して前記リフロー処理空間を規定する基板対向面が形成されていることが好ましい。そして、前記溶剤供給口および前記溶剤吸入口は、ともに前記基板対向面に形成された開口であることが好ましい。この場合、前記溶剤供給口および前記溶剤吸入口は、それぞれ前記基板の表面に対向するように基板の幅方向に長尺な開口であることが好ましい。

また、前記基板対向面と基板との間隔が１〜５ｍｍであることが好ましい。さらに、前記基板支持部材は、基板搬送方向に所定間隔で互いに平行に並べられた複数の回転部材と、前記回転部材を回転させる回転駆動機構と、を備え、前記回転部材が基板の下面に当接した状態で回転することにより、前記溶剤雰囲気形成器に対して基板を水平移動させるものであることが好ましい。この場合、前記回転部材は、基板の幅方向に長尺なローラであることが好ましく、前記ローラ内部に基板温度を調節するための温度調節機構を備えたことがより好ましい。

また、前記溶剤雰囲気形成器に、前記リフロー処理空間へ供給される溶剤の温度調節を行う温度調節機構を備えることもできる。
さらに、前記溶剤雰囲気形成器を複数配備し、１枚の基板に対し、順次リフロー処理を行うようにすることも可能である。

本発明の第２の観点は、上記第１の観点のリフロー処理装置を用いて基板上のレジストを軟化させて流動化させることを特徴とするリフロー処理方法を提供する。

本発明の第３の観点は、基板上のレジストを溶剤雰囲気中で軟化させて流動化させるリフロー処理装置であって、
基板を略水平姿勢に支持する基板支持部材と、
前記基板支持部材に支持された基板に対して相対移動可能に設けられ、溶剤供給源に接続され基板上方に溶剤を供給する溶剤供給口および吸引機構に接続され基板上方に供給された溶剤を吸引する溶剤吸入口を有し、基板上方に溶剤雰囲気を形成する溶剤雰囲気形成器と、
前記溶剤雰囲気形成器の溶剤供給口から溶剤を含む気体を前記基板上のレジストへ向けて供給するとともに前記溶剤吸入口から吸引するように制御する制御部と、
備えたことを特徴とする、リフロー処理装置を提供する。

本発明のリフロー処理装置は、基板を略水平姿勢に支持する基板支持部材と、この基板支持部材に支持された基板に対して近接した位置を相対移動可能に設けられ、基板上方のリフロー処理空間に溶剤雰囲気を形成する溶剤雰囲気形成器と、を具備したことにより、リフロー処理空間における溶剤濃度のむらを抑制して溶剤濃度を均一化できるので、従来のチャンバ方式のリフロー処理装置に比べて容易に基板面内でのリフロー処理の均一化を図ることが可能になる。
また、チャンバ方式のリフロー処理装置で必須であった基板の搬入・搬出動作や、リフロー処理前後のチャンバ内雰囲気置換が不要になり、基板を搬送しながらリフロー処理を行うことができることから、リフロー処理のスループットを大幅に向上させることができる。

また、溶剤雰囲気形成器は、溶剤供給源に接続され基板上方に溶剤を供給する溶剤供給口と、吸引機構に接続され基板上方に供給された溶剤を吸引する溶剤吸入口と、を備えたことにより、溶剤の外部への漏出を防止しつつ、溶剤使用量を節減したリフロー処理が可能である。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい形態について説明する。
図１は、本発明のリフロー方法に好適に利用可能なリフロー処理システムの全体を示す概略平面図である。ここでは、ＬＣＤ用ガラス基板（以下、単に「基板」と記す）Ｇの表面に形成されたレジスト膜を、現像処理後に軟化させて変形させ、下層膜をエッチングする際のエッチングマスクとして再使用するためのリフロー処理を行なうリフロー処理ユニット（ＲＥＦＬＷ）と、このリフロー処理に先立ち、薄膜除去処理（再現像処理）を行なうための再現像処理ユニット（ＲＥＤＥＶ）と、下地膜の表面改質処理を行なうアドヒージョンユニット（ＡＤ）とを備えたリフロー処理システムを例に挙げて説明する。

このリフロー処理システム１００は、図示しない基板搬送ラインを介して、外部のレジスト塗布・現像処理システムや露光装置、エッチング装置、アッシング装置などとの間で基板Ｇの受け渡しを行なえるように構成されている。リフロー処理システム１００は、複数の基板Ｇを収容するカセットＣを載置するカセットステーション（搬入出部）１と、基板Ｇにリフロー処理およびこれに先行して行なわれる薄膜除去処理および表面改質処理を含む一連の処理を施すための複数の処理ユニットを備えた処理ステーション（処理部）２と、リフロー処理システム１００の各構成部を制御する制御部３と、を備えている。なお、図１において、リフロー処理システム１００の長手方向をＸ方向、水平面上においてＸ方向と直交する方向をＹ方向とする。

カセットステーション１は、処理ステーション２の一方の端部に隣接して配置されている。このカセットステーション１は、カセットＣと処理ステーション２との間で基板Ｇの搬入出を行うための搬送装置１１を備えており、このカセットステーション１において外部に対するカセットＣの搬入出が行われる。また、搬送装置１１は、カセットＣの配列方向であるＹ方向に沿って設けられた搬送路１０上を移動可能な搬送アーム１１ａを有している。この搬送アーム１１ａは、Ｘ方向への進出・退避、上下方向への昇降および回転可能に設けられており、カセットＣと処理ステーション２との間で基板Ｇの受渡しを行なえるように構成されている。

処理ステーション２は、基板Ｇに対してレジストのリフロー処理、その前段階の処理としての薄膜除去処理および表面改質処理等を行うための複数の処理ユニットを備えている。これら各処理ユニットにおいて基板Ｇは１枚ずつ処理される。処理ステーション２においては、Ｘ方向に２列に各処理ユニットが配置され、いわゆる平流し方式で基板Ｇを順次搬送しつつ処理できるように構成されており、その途中には基板Ｇの進行方向を変えるためのＵターンユニット２０が設けられている。このＵターンユニット２０は、Ｙ方向に沿って設けられた搬送路２１上を移動可能かつＸ方向への進出・退避、上下方向への昇降および回転可能に設けられた搬送アーム２１ａを有している。

処理ステーション２の一方側には、カセットステーション１の側から、再現像処理ユニット（ＲＥＤＥＶ）３０およびアドヒージョンユニット（ＡＤ）４０がこの順に配列され、他方側にはリフロー処理ユニット（ＲＥＦＬＷ）５０および加熱・冷却処理ユニット（ＨＰ／ＣＯＬ）８０が配列されている。加熱・冷却処理ユニット（ＨＰ／ＣＯＬ）８０は、鉛直方向に多段に積層配置されている（図示省略）。

再現像処理ユニット（ＲＥＤＥＶ）３０は、リフロー処理に先だって、レジストのパターンを再現像して薄膜部を除去する薄膜除去処理を行なう処理ユニットである。この再現像処理ユニット（ＲＥＤＥＶ）３０は、例えばローラ搬送やコロ搬送などの手段で基板Ｇを一定速度に移動させながら、再現像処理のための再現像薬液吐出ノズルから処理液を基板Ｇに向けて吐出して、再現像薬液の塗布処理を行なえるように構成されている。

アドヒージョンユニット（ＡＤ）４０は、リフロー処理に先だって、例えばローラ搬送やコロ搬送などの手段で基板Ｇを一定速度に移動させながら、基板Ｇに対し、例えばＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）、ＴＭＳＤＥＡ（Ｎ−トリメチルシリルジエチルアミン）等のシリル化剤に代表される表面改質処理剤を含む雰囲気を形成して、レジストの流動を促進するための表面改質処理を行なうユニットである。これらの表面改質処理剤は、疎水化処理作用を持ち、疎水化処理剤としても知られている。

リフロー処理ユニット（ＲＥＦＬＷ）５０は、基板Ｇ上にパターン形成されたレジストを溶剤雰囲気中で軟化させて流動化させ、パターンを変化させて新たなレジストパターンを形成するリフロー処理に用いられるユニットである。このリフロー処理ユニット（ＲＥＦＬＷ）５０の内部構成について、図２〜図４を参照しながら説明する。

図２に示すように、リフロー処理ユニット（ＲＥＦＬＷ）５０は、基板Ｇを搬送するための搬送手段として、基板Ｇを水平に支持できるよう基板Ｇの幅方向に長尺に形成された複数のローラ５１を備えている。並列に配置された各ローラ５１は、図示しない回転駆動機構に接続されることにより一方向に回転可能に設けられ、このローラ５１の回転により基板Ｇを搬送方向（Ｘ方向）に搬送できるように構成されている。各ローラ５１の内部には、温度調節媒体流路５１ａが設けられており、該温度調節用媒体流路５１ａに温度調節媒体を流通させることによって、基板Ｇの温度を調節できるようになっている。なお、基板Ｇの搬送手段はローラ５１に限られず、例えばローラ５１に代えてベルトコンベアなどを利用することも可能である。

搬送ローラ５１の間に介在して複数箇所（図２では３箇所）に、溶剤雰囲気形成器としてのリフロー処理器５３（５３ａ，５３ｂ，５３ｃ）が配備されている。図３は、第１実施形態に係るリフロー処理器５４の概略構成を示す斜視図であり、図４はその縦断面図である。リフロー処理器５３は、溶剤供給部５５および溶剤吸入部５７を備えた天板５９と、基板Ｇの搬送方向に沿って互いに対向して設けられた側板６１，６１と、前記搬送方向に直交する側板６２，６２と、底板６３とを備え、側板６２，６２には基板導入口６４ａおよび基板導出口６４ｂが形成されて全体として横長の中空角筒形状をなしており、その内部に基板Ｇが通過できるように形成されている。天板５９の下面には、ローラ５１に支持された状態の基板Ｇに対向して基板対向面６５が形成されている。

この基板対向面６５と基板Ｇと側板６１，６１および側板６２，６２によって、リフロー処理時に溶剤雰囲気となるリフロー処理空間Ｓが形成される。基板対向面６５は基板Ｇに対して近接して配備されており、基板対向面６５と基板Ｇとの間隔Ｌ_１は、例えば１〜５ｍｍが好ましく、２〜４ｍｍがより好ましい。このように基板対向面６５を基板Ｇに対して近接配備し、リフロー処理空間Ｓを小さな空間とすることで、リフロー処理空間Ｓ内における溶剤濃度が均一化しやすくなり、基板Ｇ面内におけるリフロー処理の均一化を図ることが可能になるとともに、溶剤の使用量を節減することができる。また、側板６１，６１および基板導入口６４ａおよび基板導出口６４ｂが形成された側板６２，６２によって、リフロー処理空間Ｓが囲まれることにより溶剤の漏出が防止される。

リフロー処理器５３において、溶剤供給部５５および溶剤吸入部５７は、天板５９から外側（斜め上方）に突出して設けられている。溶剤供給部５５は、内部に溶剤供給路６６を備えており、この溶剤供給路６６は複数の溶剤供給管６７を介して溶剤供給源６８（６８ａ，６８ｂ，６８ｃ）に接続されている。溶剤供給路６６の他端側は、基板対向面６５において基板Ｇの幅方向に長尺に開口形成された溶剤供給口６９に連通している。この溶剤供給口６９の開口部内には、例えば多孔質セラミックスなどからなり、微細な気体流路を有する整流部材７１が配備され、気化された溶剤を含む気体を基板Ｇへ向けて均一に吹き出すことができるように構成されている。
また、溶剤吸入部５７は、内部に排気路７２を備えており、この排気路７２は、排気管７３を介して吸引ポンプなどの吸引機構７７（７７ａ，７７ｂ，７７ｃ）に接続されている。排気路７２の他端側は、基板対向面６５において基板Ｇの幅方向に長尺に開口形成された溶剤吸入口７５に連通している。

以上の構成のリフロー処理ユニット（ＲＥＦＬＷ）５０においては、図示しない回転駆動機構を駆動させてローラ５１回転させ、基板ＧをＸ方向に搬送する。そして、基板Ｇが中空筒状のリフロー処理器５３の内部を通過する際に、溶剤供給部５５の溶剤供給口６９から溶剤を含む気体を基板Ｇの表面へ向けて供給する。溶剤供給口６９から吹き出された溶剤を含む気体は、基板Ｇの表面に対して垂直ではなく所定の傾斜角度を持ってリフロー処理空間Ｓへ吐出される。溶剤供給口６９から溶剤を含む気体を供給するとともに、溶剤吸入部５７の溶剤吸入口７５から供給された気体を吸入し、排気路７２、排気管７３を介して回収する。このようにすると、リフロー処理器５３の基板対向面６５と基板Ｇとの間は狭隘なリフロー処理空間Ｓであることから、溶剤供給口６９から溶剤吸入口７５へ向かう一方向の流れが形成される。この過程で、基板Ｇ表面のレジストにリフロー処理空間Ｓの雰囲気中の溶剤が吸収され、レジストが軟化して流動化し、変形レジストパターンが形成される。なお、本実施形態では、基板Ｇの進行方向と、溶剤を含む気体の流れ方向が同じ向きであるが、基板Ｇの進行方向と、溶剤を含む気体の流れ方向は逆向き（対向流）であってもよい。

本実施形態においては、ローラ５１の内部に温度調節媒体流路５１ａを設けてリフロー処理を施す基板Ｇに対して温度調節を行うようにしたが、リフロー処理器５３に例えば熱交換器などの温度調節手段を設けて、溶剤を含む気体の温度を調節することも可能である。また、リフロー処理器５３に走査機構を設け、ローラ５１を用いて基板Ｇを搬送しながら、基板に対して一定の間隔を維持しつつリフロー処理器５３を水平方向に走査させる構成としてもよい。

図２に例示するように、一つのリフロー処理ユニット（ＲＥＦＬＷ）５０内に、複数のリフロー処理器５３ａ，５３ｂ，５３ｃを配備することができるので、１枚の基板Ｇに対して１次リフロー処理、２次リフロー処理、３次リフロー処理・・・のようにリフロー処理を数段階に分けて実施することが可能である。この場合、各リフロー処理器５３ａ，５３ｂ，５３ｃにおいて同一内容の処理を行うことも可能であるが、処理条件、例えば溶剤の濃度、溶剤の種類、処理温度、処理時間などをリフロー処理器５３ａ，５３ｂ，５３ｃ毎に変えてリフロー処理を行うこともできる。

溶剤の濃度や溶剤の種類は、溶剤供給源から供給される溶剤と希釈ガスとの混合比率や溶剤の種類を変えることにより調整可能である。
処理温度は、溶剤供給口６９から供給する溶剤を含む気体の温度や、ローラ５１内の温度調節媒体流路５１ａを流通する温度調節媒体の温度を調節することにより変化させることが可能である。
処理時間は、ローラ５１による基板Ｇの搬送速度や、リフロー処理器５３のＸ方向の長さ（より具体的には、溶剤供給口６９から溶剤吸入口７５までの距離）を変えることによって変化させることが可能である。例えば、幅４００ｍｍ、長さ５００ｍｍの基板Ｇを処理する場合に、リフロー処理器５３のＸ方向の長さは３０〜１００ｍｍ、ローラ５１による基板Ｇの搬送速度は２０〜１００ｍｍ／秒、基板対向面６５と基板Ｇとの間隔Ｌ_１は例えば４〜５ｍｍとすることが好ましい。この場合、溶剤供給口６９から供給される気体の流量（供給流量）は２０〜５０Ｌ／ｍｉｎ、溶剤吸入口７５から吸入する気体の流量（排気流量）は、２０〜５０Ｌ／ｍｉｎとすることが好ましい。このように各リフロー処理器５３における処理条件を適切に変化させることによって、例えばリフロー処理の速度（スループット）を向上させたり、軟化レジストによる被覆領域などを制御したりすることが可能である。

加熱・冷却処理ユニット（ＨＰ／ＣＯＬ）８０には、例えばローラ搬送やコロ搬送などの手段で基板Ｇを一定速度に移動させながら、基板Ｇに対して加熱処理を行うホットプレートユニット（ＨＰ）および基板Ｇに対して冷却処理を行うクーリングプレートユニット（ＣＯＬ）が設けられている。この加熱・冷却処理ユニット（ＨＰ／ＣＯＬ）８０では、リフロー処理後の基板Ｇに対して、必要に応じて加熱処理や冷却処理が行なわれる。

図１に示すように、リフロー処理システム１００の各構成部は、制御部３のＣＰＵを備えたコントローラ９０に接続されて制御される構成となっている。コントローラ９０には、工程管理者がリフロー処理システム１００を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、リフロー処理システム１００の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース９１が接続されている。

また、コントローラ９０には、リフロー処理システム１００で実行される各種処理をコントローラ９０の制御にて実現するための制御プログラムや処理条件データ等が記録されたレシピが格納された記憶部９２が接続されている。

そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース９１からの指示等にて任意のレシピを記憶部９２から呼び出してコントローラ９０に実行させることで、コントローラ９０の制御下で、リフロー処理システム１００での所望の処理が行われる。また、前記レシピは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、フレキシブルディスク、フラッシュメモリなどのコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納された状態のものを利用したり、あるいは、他の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させて利用したりすることも可能である。

以上のように構成されるリフロー処理システム１００においては、まず、カセットステーション１において、搬送装置１１の搬送アーム１１ａが、既にレジストパターンが形成された基板Ｇを収容しているカセットＣにアクセスして１枚の基板Ｇを取り出す。基板Ｇは、搬送装置１１の搬送アーム１１ａから、再現像処理ユニット（ＲＥＤＥＶ）３０へ受渡され、例えばコロなどの搬送手段によってＸ方向に搬送されながら再現像処理（薄膜除去処理）が行われる。そして、再現像処理が施された基板Ｇは、コロなどの搬送手段によってアドヒージョンユニット（ＡＤ）４０へ搬入される。そして、アドヒージョンユニット（ＡＤ）４０にて表面改質処理が行なわれた後、基板Ｇはアドヒージョンユニット（ＡＤ）４０からＵターンユニット２０の搬送アーム２１ａによって取出され、リフロー処理ユニット（ＲＥＦＬＷ）５０へ搬入され、先ほどまでとは反対の向きに搬送されながらリフロー処理が行われる。

リフロー処理後の基板Ｇは、加熱・冷却処理ユニット（ＨＰ／ＣＯＬ）８０に搬入される。そして、加熱・冷却処理ユニット（ＨＰ／ＣＯＬ）８０において加熱または冷却処理が施される。このような一連の処理が終了した基板Ｇは搬送アーム１１ａによって加熱・冷却処理ユニット（ＨＰ／ＣＯＬ）８０から取り出され、カセットステーション１の搬送装置１１に受渡され、任意のカセットＣに収容される。

図５は、リフロー処理ユニット（ＲＥＦＬＷ）５０の第２実施形態の概略構成を示す斜視図であり、図６はその縦断面図である。本実施形態のリフロー処理器５４は、天板５９の中央部に溶剤供給部５５が設けられているとともに、基板Ｇの進行方向において天板５９の前方側と後方側にそれぞれ溶剤吸入部５７ａ，５７ｂを備えている点において、第１実施形態に係るリフロー処理器５３（図３，図４参照）と相違している。溶剤供給部５５は、天板５９の中央部から上方にほぼ直交するように突出して設けられている。溶剤吸入部５７ａ，５７ｂは、天板５９から外側（斜め上方）に突出して設けられている。溶剤供給部５５は、内部に溶剤供給路６６を備えており、この溶剤供給路６６は溶剤供給管６７を介して溶剤供給源（図示省略）に接続され、溶剤供給路６６の他端側は基板対向面６５において基板Ｇの幅方向に長尺に開口形成された溶剤供給口６９に連通している。この溶剤供給口６９の開口部内には、例えば多孔質セラミックスなどからなり、微細な気体流路を有する整流部材７１が配備され、気化された溶剤を含む気体を基板Ｇへ向けて均一に吹き出すことができるように構成されている。

また、溶剤吸入部５７ａ，５７ｂは、内部に排気路７２ａ，７２ｂを備えており、この排気路７２ａ，７２ｂは、それぞれ排気管７３ａ，７３ｂを介して吸引ポンプなどの吸引機構（図示省略）に接続されている。排気路７２ａ，７２ｂの他端側は、基板対向面６５において基板Ｇの幅方向に長尺に開口形成された溶剤吸入口７５ａ，７５ｂに連通している。

そして、図示しない回転駆動機構を駆動させてローラ５１回転させ、基板ＧをＸ方向に搬送させ、基板Ｇが中空角筒状のリフロー処理器５４の内部を通過する際に、溶剤供給部５５の溶剤供給口６９から溶剤を含む気体を基板Ｇの表面へ向けて供給するとともに、溶剤吸入部５７ａ，５７ｂの溶剤吸入口７５ａ，７５ｂから供給された気体を吸入し、排気路７２ａ，７２ｂ、排気管７３ａ，７３ｂを介して回収する。このようにして、溶剤供給口６９から吹き出された溶剤を含む気体は、基板Ｇの表面に対して垂直にリフロー処理空間Ｓへ吐出され、リフロー処理器５４の基板対向面６５と基板Ｇとの間のリフロー処理空間Ｓにおいて二つの溶剤吸入口７５ａ，７５ｂへそれぞれ向かう気流を形成する。この過程で、基板Ｇ表面のレジストにリフロー処理空間の雰囲気中の溶剤が吸収され、レジストが軟化して流動化し、変形レジストパターンが形成される。第２実施形態に係るリフロー処理器５４における他の構成およびその作用は、第１実施形態に係るリフロー処理ユニット（ＲＥＦＬＷ）５０のリフロー処理器５３（図３，図４参照）と同様である。

次に、第３実施形態に係るリフロー処理ユニット（ＲＥＦＬＷ）５０について、図７〜図１１を参照しながら説明する。本実施形態では、レジストパターンが形成された基板Ｇの表面へ溶剤を含む雰囲気を供給するリフロー処理器として、リフローノズル１１０を備えている。リフロー処理ユニット（ＲＥＦＬＷ）５０は、基板Ｇを水平に支持できるよう基板Ｇの幅方向に長尺に形成された複数のローラ５１を備えている。このローラ５１の構成は第１実施形態、第２実施形態におけるローラ５１と同様である。

リフローノズル１１０は、基板Ｇを支持するローラ５１の上方に図示しない固定手段により支持、固定され、その下面には、ローラ５１に支持された状態の基板Ｇに対向する基板対向面１１２を有している。この基板対向面１１２と基板Ｇとによって、リフロー処理時に溶剤雰囲気となるリフロー処理空間Ｓが形成される。この基板対向面１１２と基板Ｇとの間隔Ｌ_２は、例えば１〜５ｍｍとすることが好ましく、２〜４ｍｍとすることがより好ましい。このように基板対向面１２を基板Ｇに対して近接配備し、リフロー処理空間Ｓを小さな空間とすることで、リフロー処理空間Ｓ内における溶剤濃度が均一化しやすくなり、基板Ｇ面内におけるリフロー処理の均一化を図ることが可能になるとともに、溶剤の使用量を節減することができる。なお、リフローノズル１１０を水平方向に移動させる駆動機構（図示省略）を設け、基板Ｇ表面に対して平行移動させるようにしてもよい。

基板対向面１１２には、基板Ｇの幅方向に長尺に開口形成された溶剤供給口１１４および溶剤吸入口１１６が形成されている。溶剤供給口１１４は、これに連通するリフローノズル１１０内部の溶剤供給路１１７および溶剤供給管１１８を介して溶剤供給源１２０に接続され、溶剤を含む気体を基板Ｇ上のレジストに向けて供給できるようになっている。また、溶剤供給口１１４の開口部内には、例えば多孔質セラミックスなどからなり、微細な気体流路を有する整流部材１２２が配備され、気化された溶剤を含む気体を基板Ｇへ向けて均一に吹き出すことができるように構成されている。

溶剤吸入口１１６は、基板対向面１１２において基板Ｇの幅方向に長尺に開口形成されており、これに連通するリフローノズル１１０内部の排気路１２３および排気管１２４を介して吸引ポンプなどの吸引機構１２６に接続されている。

以上の構成のリフロー処理ユニット（ＲＥＦＬＷ）５０においては、図示しない回転駆動機構を駆動させてローラ５１回転させ、基板ＧをＸ方向に搬送する。そして、基板Ｇがリフローノズル１１０の下方を通過する際に、溶剤供給管１１８、溶剤供給路１１７を介して溶剤供給口１１４から溶剤を含む気体を基板Ｇの表面へ向けて供給する。溶剤供給口１１４から吹き出された溶剤を含む気体は、基板Ｇの表面に対して垂直ではなく所定の傾斜角度を持ってリフロー処理空間Ｓへ吐出される。リフロー処理空間Ｓへ供給された溶剤を含む気体は、溶剤吸入口１１６から吸入され、排気路１２３、排気管１２４を介して回収される。リフローノズル１１１の基板対向面１１２と基板Ｇとの間は、狭隘なリフロー処理空間Ｓであることから、このリフロー処理空間Ｓにおいて溶剤を含む気体は、溶剤吸入口１１６へ向かう一方向の流れを形成する。この過程で、基板Ｇ表面のレジストにリフロー処理空間Ｓの雰囲気中の溶剤が吸収され、レジストが軟化して流動化し、変形レジストパターンが形成される。なお、本実施形態では、基板Ｇの進行方向と、溶剤を含む気体の流れ方向が同じ向きであるが、基板Ｇの進行方向と、溶剤を含む気体の流れ方向は逆向き（対向流）であってもよい。

また、図１０に例示するように、一つのリフロー処理ユニット（ＲＥＦＬＷ）５０内に、複数のリフローノズル１１０ａ，１１０ｂを配備することができるので、１枚の基板Ｇに対して第１のリフローノズル１１０ａによる１次リフロー処理、第２のリフローノズル１１０ｂによる２次リフロー処理・・・のようにリフロー処理を数段階に分けて実施することが可能である。この場合、各リフローノズル１１０ａ，１１０ｂにおいて同一内容の処理を行うことも可能であるが、処理条件、例えば溶剤の濃度、溶剤の種類、処理温度、処理時間などをリフローノズル１１０ａ，１１０ｂ毎に変えてリフロー処理を行うこともできる。本実施形態においても、ローラ５１の内部に温度調節媒体流路５１ａを設けて基板Ｇの温度調節を行うことが可能であり、また、リフローノズル１１０の内部に温度調節手段を設けて、溶剤を含む気体の温度を調節することも可能である。

図１１は、リフローノズルの変形例を示している。このリフローノズル１１１は、基板対向面１１２の溶剤供給口１１４よりも基板搬送方向上流位置に光源１３０を備えている。光源１３０は、所定波長例えば波長３００〜６００ｎｍの光、好ましくは波長３００〜４００ｎｍのＵＶ光を基板Ｇに向けて照射できるように構成されている。リフローノズル１１１における他の構成は、図９に示すリフロー処理ノズル１１０と同様であるため、同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

リフローノズル１１１を用いてリフロー処理を行う場合、ローラ５１の回転によって、基板ＧがＸ方向に搬送されると、まず基板対向面１１２の溶剤供給口１１４よりも基板搬送方向上流位置に設けられた光源１３０から、基板Ｇの表面に向けてＵＶ光などの光照射が行なわれる。光照射により、光が照射された部位の下層膜の表面が改質され、レジストの流動が促進される。光照射による下層膜改質の程度は、下層膜の材質によって異なり、例えば下層膜がシリコンである場合には、光照射によってシリコン表面の接触角が１０度以下例えば１〜１０度となるように改質することが好ましい。

光照射に引き続き、基板Ｇはローラ５１によって回転されながらＸ方向に進行する。そして、溶剤供給口１１４から溶剤を含む気体が光照射された基板Ｇの表面へ向けて供給され、溶剤吸入口１１６から吸入されることにより、基板対向面１１２と基板Ｇとの間のリフロー処理空間Ｓにおいて溶剤吸入口１１６へ向かう一方向の流れが形成される。この過程で、基板Ｇ表面のレジストにリフロー処理空間の雰囲気中の溶剤が吸収され、レジストが軟化して流動化し、変形レジストパターンが形成される。光照射処理によって表面改質された下地膜表面では、溶剤を吸収して軟化したレジストの流動が促され、リフロー処理時間が短縮され、スループットの向上が図られる。また、基板Ｇを搬送しながら光源１３０のオン／オフを切り替えて光照射が基板Ｇにおいて局所的に行われるようにすることにより、紫外線照射領域ではレジストの流動化を非紫外線照射領域よりも早めることができるので、リフロー速度および変形レジストの拡がり面積を基板Ｇの面内で変化させて、変形レジストをマスクとして用いるエッチングの精度を向上させることが可能である。

次に、リフロー処理ユニット（ＲＥＦＬＷ）５０において行なわれる本発明リフロー方法の原理について、図１２を参照しながら説明を行なう。ここでは、ＴＦＴ製造過程の中でリフロー処理を行なう場合について説明する。図１２（ａ）〜（ｃ）は、リフロー方法の工程手順を示している。図１２（ａ）に示すように、ガラス等の透明基板からなる絶縁基板２０１上には、ゲート電極２０２および図示しないゲート線が形成され、さらにシリコン窒化膜などのゲート絶縁膜２０３、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）膜２０４、オーミックコンタクト層としてのｎ^＋Ｓｉ膜２０５、ソース電極２０６ａおよびドレイン電極２０６ｂ並びにソース電極用レジストマスク２１０およびドレイン電極用レジストマスク２１１がこの順に積層されている。ソース電極２０６ａおよびドレイン電極２０６ｂは、ソース電極用レジストマスク２１０およびドレイン電極用レジストマスク２１１をマスクとしてエッチングされており、下地膜であるｎ^＋Ｓｉ膜２０５の表面が露出している。

次に、このような積層構造を有する被処理体に対して、リフロー処理システム１００のリフロー処理ユニット（ＲＥＦＬＷ）５０にて溶剤雰囲気形成器（リフロー処理器５３，５４またはリフローノズル１１０，１１１）を用い、シンナー等の溶剤雰囲気を形成してソース電極用レジストマスク２１０およびドレイン電極用レジストマスク２１１に対してリフロー処理が行なわれる。このリフロー処理によって、ソース電極用レジストマスク２１０およびドレイン電極用レジストマスク２１１を構成するレジストが軟化して流動性を持つようになり、図１２（ｂ）に示すように、ソース電極２０６ａとドレイン電極２０６ｂの間の凹部２２０（チャンネル形成領域）のｎ^＋Ｓｉ膜２０５の表面を流動化したレジストで覆うことができる。この場合のリフロー処理は、次工程でｎ^＋Ｓｉ膜２０５およびａ−Ｓｉ膜２０４をエッチングする際に、チャンネル形成領域のｎ^＋Ｓｉ膜２０５およびａ−Ｓｉ膜２０４がエッチングされてしまうことを防ぐ目的で行なわれる。このように、ソース電極用レジストマスク２１０およびドレイン電極用レジストマスク２１１を構成するレジストをリフローさせてレジストマスクを再利用することにより、フォトリソグラフィー工程を省略できるという利点がある。

そして、次工程で変形レジスト２１２をマスクとしてｎ^＋Ｓｉ膜２０５およびａ−Ｓｉ膜２０４をエッチングし、さらに変形レジスト２１２を除去することにより、図１２（ｃ）に示すように、ＴＦＴ素子のチャンネル領域形成用の積層体が得られる。以降の工程では、既知の手順により、ソース電極２０６ａおよびドレイン電極２０６ｂをエッチングマスクとして使用し、凹部２２０内に露出したｎ^＋Ｓｉ膜２０５をエッチングして除去することにより、チャンネル領域を形成し、さらに、このチャンネル領域とソース電極２０６ａおよびドレイン電極２０６ｂを覆うように有機膜を成膜した後、フォトリソグラフィー技術によりソース電極２０６ａ（ドレイン電極２０６ｂ）に接続するコンタクトホールをエッチングによって形成し、次いでインジウム・錫酸化物（ＩＴＯ）等により透明電極を形成することにより、液晶表示装置用のＴＦＴ素子が製造される。

以上述べたように、本発明のリフロー処理ユニット（ＲＥＦＬＷ）は、基板Ｇを略水平姿勢に支持する基板支持部材としての複数のローラ５１と、このローラ５１に支持された基板Ｇに対して近接した位置を相対移動可能に設けられ、基板Ｇ上方のリフロー処理空間Ｓに溶剤雰囲気を形成する溶剤雰囲気形成器（リフロー処理器５３，５４またはリフローノズル１１０，１１１）を具備したことにより、リフロー処理空間Ｓにおける溶剤濃度のむらを抑制して溶剤濃度を均一化できるので、従来のチャンバ方式のリフロー処理装置に比べて容易に基板Ｇ面内でのリフロー処理の均一化を図ることが可能になる。
また、チャンバ方式のリフロー処理装置で必須であった基板の搬入・搬出動作や、リフロー処理前後のチャンバ内雰囲気置換が不要になり、基板Ｇをローラ５１により搬送しながらリフロー処理を行うことができることから、リフロー処理のスループットを大幅に向上させることができる。

また、溶剤雰囲気形成器は、溶剤供給源に接続され基板上方のリフロー処理空間Ｓに溶剤を供給する溶剤供給口と、吸引機構に接続されリフロー処理空間Ｓに供給された溶剤を吸引する溶剤吸入口と、を備えて溶剤の供給・吸気を小さなリフロー処理空間において行うことにより、溶剤の外部への漏出を防止しつつ、溶剤使用量を節減したリフロー処理が可能である。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこのような実施形態に限定されるものでない。例えば、上記説明においては、ＬＣＤ用ガラス基板に対してリフロー処理を行うリフロー処理システム１００を例に挙げて説明したが、他のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）基板や、半導体ウエハ等の基板に形成されたレジストのリフロー処理を行なう場合にも本発明を適用することができる。

また、上記実施形態では、基板Ｇをローラ５１により搬送しながらリフロー処理を行う構成としたが、静止した基板Ｇに対して溶剤雰囲気形成器（リフロー処理器５３，５４またはリフローノズル１１０，１１１）を移動させながらリフロー処理を行うようにすることも可能である。

本発明は、例えばＴＦＴ素子などの半導体装置の製造において好適に利用可能である。

リフロー処理システムの概要を説明する図面である。 第１実施形態のリフロー処理ユニット（ＲＥＦＬＷ）の概略構成を示す図面である。 リフロー処理器の外観斜視図である。 リフロー処理器の縦断面図である。 別の実施形態に係るリフロー処理器の外観斜視図である。 別の実施形態に係るリフロー処理器の縦断面図である。 第２実施形態のリフロー処理ユニット（ＲＥＦＬＷ）の概略構成を示す図面である。 リフローノズルの底部を示す斜視図である。 リフローノズルの縦断面図である。 リフローノズルの変形例を示す図面である。 リフローノズルのさらに別の変形例を示す図面である。 リフロー方法の工程例を説明する図面である。

符号の説明

１：カセットステーション
２：処理ステーション
３：制御部
２０：Ｕターンユニット
３０：再現像処理ユニット（ＲＥＤＥＶ）
４０：アドヒージョンユニット（ＡＤ）
５０：リフロー処理ユニット（ＲＥＦＬＷ）
５３：リフロー処理器
５５：溶剤供給部
５７：溶剤吸入部
５９：天板
６３：底板
６５：基板対向面
６７：溶剤供給管
６９：溶剤供給口
７３：排気管
７５：溶剤吸入口
８０：加熱・冷却処理ユニット（ＨＰ／ＣＯＬ）
１００：リフロー処理システム
Ｇ：基板

Claims (12)

1. 基板上のレジストを溶剤雰囲気中で軟化させて流動化させるリフロー処理装置であって、
   基板を略水平姿勢に支持する基板支持部材と、
   前記基板支持部材に支持された基板に対して近接した位置を相対移動可能に設けられ、基板上方のリフロー処理空間に溶剤雰囲気を形成する溶剤雰囲気形成器と、を具備し、
   前記溶剤雰囲気形成器は、溶剤供給源に接続され前記リフロー処理空間に溶剤を供給する溶剤供給口と、吸引機構に接続され前記リフロー処理空間に供給された溶剤を吸引する溶剤吸入口と、を備えたことを特徴とする、リフロー処理装置。
2. 前記溶剤雰囲気形成器には、基板に対向して前記リフロー処理空間を規定する基板対向面が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のリフロー処理装置。
3. 前記溶剤供給口および前記溶剤吸入口は、ともに前記基板対向面に形成された開口であることを特徴とする、請求項２に記載のリフロー処理装置。
4. 前記溶剤供給口および前記溶剤吸入口は、それぞれ前記基板の表面に対向するように基板の幅方向に長尺な開口であることを特徴とする、請求項３に記載のリフロー処理装置。
5. 前記基板対向面と基板との間隔が１〜５ｍｍであることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のリフロー処理装置。
6. 前記基板支持部材は、基板搬送方向に所定間隔で互いに平行に並べられた複数の回転部材と、前記回転部材を回転させる回転駆動機構と、を備え、前記回転部材が基板の下面に当接した状態で回転することにより、前記溶剤雰囲気形成器に対して基板を水平移動させるものであることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のリフロー処理装置。
7. 前記回転部材は、基板の幅方向に長尺なローラであることを特徴とする、請求項６に記載のリフロー処理装置。
8. 前記ローラ内部に基板温度を調節するための温度調節機構を備えたことを特徴とする、請求項７に記載のリフロー処理装置。
9. 前記溶剤雰囲気形成器に、前記リフロー処理空間へ供給される溶剤の温度調節を行う温度調節機構を備えたことを特徴とする、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のリフロー処理装置。
10. 前記溶剤雰囲気形成器を複数配備し、１枚の基板に対し、順次リフロー処理を行うようにしたことを特徴とする、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のリフロー処理装置。
11. 請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のリフロー処理装置を用いて基板上のレジストを軟化させて流動化させることを特徴とするリフロー処理方法。
12. 基板上のレジストを溶剤雰囲気中で軟化させて流動化させるリフロー処理装置であって、
    基板を略水平姿勢に支持する基板支持部材と、
    前記基板支持部材に支持された基板に対して相対移動可能に設けられ、溶剤供給源に接続され基板上方に溶剤を供給する溶剤供給口および吸引機構に接続され基板上方に供給された溶剤を吸引する溶剤吸入口を有し、基板上方に溶剤雰囲気を形成する溶剤雰囲気形成器と、
    前記溶剤雰囲気形成器の溶剤供給口から溶剤を含む気体を前記基板上のレジストへ向けて供給するとともに前記溶剤吸入口から吸引するように制御する制御部と、
    備えたことを特徴とする、リフロー処理装置。
    
    
    

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