(57)【要約】【課題】基板を搬送しつつ紫外線照射を行ないレジストを硬化させる装置において、予備照射用のランプを設けることなく予備照射を行うことができるようにすること。【解決手段】紫外線を出射する光出射部１の光出射口１ｃの四方を取り囲むように４枚の反射ミラーからなる反射ミラー部２を設ける。また、反射ミラー部２の基板が搬送されてくる上流側の反射ミラー２ａに光放出孔２ｅを設け、その外側に第２の反射ミラー２ｆを設ける。光照射部１から出射した紫外線は、反射ミラー部２の反射面により反射を繰り返し光照射領域（本照射領域）に照射されとともに、その一部が光放出孔２ｅを通過し第２の反射ミラー２ｆで反射し、光照射面に照射され照度の弱い照射領域（予備照射領域）を形成する。基板１０は、コンベア２０に載せられて搬送され、照度の弱い予備照射領域で予備照射された後に強い照度の光照射領域に搬送されレジストが硬化される。【選択図】          図３
2007157882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に塗布されたレジストに対して紫外線を照射し、上記レジストを硬化させるレジスト硬化装置において、
内部に紫外線を出射する線状の光源を有し、該光源からの紫外線を出射する出射口を備えた光照射部と、
上記光照射部の光出射側に、内面に反射面を有する反射ミラーを、上記光出射口の四方を囲むように設けた反射ミラー部と、
レジストが塗布された基板を、上記光照射部の線状光源の伸びる方向に対して直交する方向に移動させる基板搬送部とを備え、
上記反射ミラー部の、上記光照射部に対して基板が搬送されて来る側の反射ミラーには、光放出孔が設けられている
ことを特徴とするレジスト硬化装置。
【請求項２】
上記光放出孔を設けた反射ミラーに対して、基板が搬送されて来る側に、上記光放出孔から放出される光を反射する第２の反射ミラーを設けた
ことを特徴とする請求項１のレジスト硬化装置。
【請求項３】
上記光放出孔を設けた反射ミラーは、両面が反射面であることを特徴とする請求項２のレジスト硬化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイ用ガラスといった大型の基板に塗布されたレジストに、紫外線を照射しレジストを硬化させるレジスト硬化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の製造工程（露光およびエッチング工程）において、ウエハ上の、パターンが形成され現像されたレジストに紫外線を照射し、該レジストの耐熱性や耐エッチング性を増すことが知られている（例えば特許文献１参照）。
液晶等のディスプレイパネルに配線パターンを形成する際にも、レジストを使った露光およびエッチング等の工程が実施される。近年、配線パターンの微細化に伴い、上記半導体の製造工程と同様に、レジストを紫外線により硬化させ、耐熱性や耐エッチング性を増すことが要望されるようになって来た。
【０００３】
ウエハのようにワークが比較的小さい場合には、特許文献１に記載されるように、レジストを塗布した基板を加熱ステージに置き、ステージを加熱することにより基板の温度を上げながら紫外線を照射することができる。
しかし、最近のディスプレイパネルは大型化しており、特許文献１に示されるように加熱ステージ上にディスプレイパネルを載せて光を照射することが困難となってきている。このため、最近のディスプレイパネルの製造におけるレジストの硬化方法としては、加熱ステージを用いずに紫外線照射を行い、基板の加熱は照射する紫外線のエネルギーを利用するという方法が考えられている。
特に大型のディスプレイパネルの場合は、パネル全面に一括して紫外線を照射することも困難であることから、例えば基板（ワーク）を連続的あるいは間歇的に送りながら、基板のレジストが存在する領域に紫外線を照射することが考えられる。
【特許文献１】特公平５−７４０６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述したように、ディスプレイパネルのレジストを硬化させる方法として、加熱ステージを用いずに紫外線照射を行い、基板の加熱は照射する紫外線のエネルギーを利用する方法が考えられるが、このような加熱ステージを用いずにパネルのレジストに対して紫外線を照射する装置として、例えば、図８のような構成が考えられる。
図８に示すように、光照射部１には、紫外線を放射するランプ１ａと、ランプ１ａからの紫外線を反射する樋状のミラー１ｂが設けられている。ランプ１ａからの紫外線は、直接、またはミラー１ｂに反射されて、光出射口１ｃから出射する。
ランプ１ａは、紫外線が照射されるパネルの幅に相当する長さを有する棒状のランプであり、例えば、高圧水銀ランプまたはメタルハライドランプである。しかし、最近は、紫外線を放射するＬＥＤも開発されており、ランプに換えて、複数のＬＥＤを線状に並べて使用しても良い。
【０００５】
紫外線が照射される領域の照度分布を均一にし、かつ、所望の照度で効率的に紫外線が基板上に照射されるように、図８の例では光照射部１の光が出射する側には反射ミラー部２が設けられる。
反射ミラー部２は、内面が反射面である４枚のミラー２ａ〜２ｄから構成され、光出射口１ｃの四方を取り囲むよう配置され、この４枚の反射ミラー２ａ〜２ｄは、基板の平面に対してほぼ直交するように配置されている。
光照射部１から斜め方向に出射した紫外線は、反射ミラー部２により反射を繰り返し、均一な照度分布で光照射領域に照射される。
レジストが塗布されたパネル１０（以下基板）は、反射ミラー部２の光出射側を、棒状ランプまたは線状に並べた複数のＬＥＤ（以下線状光源という）の伸びる方向に対して直交する方向に、例えばコンベア２０に載せられて搬送される。
図８の構成では、加熱ステージは設けられておらず、基板１０は、光照射領域中を、一定方向に連続的に搬送される。基板が搬送されるにともなって、紫外線が照射された部分のレジストが順次硬化していく。
【０００６】
図８に示す装置を使用して、レジスト硬化の実験を進めるうち、レジストの種類によっては、レジストに「発泡」と呼ばれる現象が生じ、全てのレジストには対応できないということがわかった。
「発泡」とは、例えば特許文献１に記載されるように、強い紫外線をいきなり照射すると、レジストの内部に気泡が発生する現象であり、現像により形成されたレジストパターンの崩れやダストの発生の原因となる。
図９に、図８の装置の光照射領域の、線状光源に対し直交する方向の照度分布を示す。同図において、縦軸は照度の相対値、横軸はランプの直下を原点にした基板の搬送方向の距離である。
同図に示されるように、光照射部１の光出射側に設けた反射ミラー部２の効果により、反射ミラー部２の直下の光照射領域は、照度の低い部分が少なく、全体に強い照度の紫外線が照射されている。このため、図８に示す装置では、レジストの種類によって、レジストに「発泡」と呼ばれる現象が生じるものと考えられる。
【０００７】
上記「発泡」を防ぐため、従来の半導体製造においては、レジストを硬化させるための強い照度での紫外線照射（本照射）を行なう前に、本照射の照度の１／５〜１／５０程度の照度（本照射の紫外線照度が８００ｍＷ／ｃｍ2 であれば１５〜３０ｍＷ／ｃｍ2 程度）で、１〜１５秒間（望ましくは３秒以上）予備照射（弱い紫外線照射）を行い、発泡を生じさせる成分をレジスト内から追い出すことが行なわれている。例えば前記特許文献１には、ランプの照度を弱から強に切り換えることが示されている。
しかし、図８に示された装置のように、ディスプレイパネルのような大型の基板を搬送しつつレジストが存在する領域に紫外線照射を行なう場合は、ランプの照度を切り換えて照射することができない。間歇的に基板を搬送すれば、照度の弱→強の切り替えを行なえるが、全体の処理時間が長くなり、スループットが悪くなる。
【０００８】
そこで、本照射のための強い照度のランプの、基板が搬送されてくる側に、予備照射用の弱い照度のランプを設け、本照射の前に弱い照度での紫外線照射を行なうようにすることが考えられる。しかし、そのようにすると、予備照射用のランプが新たに必要になり、装置の小型化や低価格化が阻まれる。
本発明は上記事情を考慮してなされたものであって、その目的は、大型の基板を搬送しつつ、レジストが存在する領域に紫外線照射を行ない、レジストを順次硬化させるレジストの硬化装置において、処理時間が長くなることなく、また、予備照射用のランプを別途設けることなく、本照射の照度の１／５〜１／５０程度の照度で、予備照射を行うことができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明者は、前記図８の装置において、反射ミラー部２の形状を変えて照度分布を測定した。その結果、次のような知見を得た。
図８の装置において、基板が搬送されてくる側の反射ミラー２ａに光放出孔を設け、光照射部１からの光の一部を通過させるようにすると、反射ミラー部２の直下の強い照度の光照射領域（本照射領域という）に対して、基板が搬送される上流側に、弱い照度の領域が生じる。
この上流側に生ずる領域の照度を本照射領域の照度の１／５〜１／５０程度の照度とし、基板がこの領域を通過した後、本照射領域に搬送されるようにすれば、予備照射用のランプを設けることなく、弱い照度での予備照射が可能となりレジストの発泡を防止することができることがわかった。
以上に基づき、本発明においては上記課題を次のように解決する。
（１）パターンが形成され、現像されたレジストに対して紫外線を照射し、上記レジストを硬化させるレジスト硬化装置において、紫外線を出射する線状の光源を有する光照射部の光出射側に、光出射部から出射した紫外線を反射する内面が反射面である反射ミラーを、上記光照射部の光出射口の四方を囲むように設け、さらに基板が搬送されてくる側の反射ミラーに光放出孔を設ける。
光照射部から放出される光の一部は上記光放出孔を通過し、この通過光は、基板が上記反射ミラーによる光照射領域に到達する前に、基板上に照射される。
上記光放出孔の大きさ、位置を適宜選定することで、本照射領域の照度の１／５〜１／５０程度の照度で基板に紫外線を照射することができ、強い照度で紫外線が照射される領域の、基板が搬送される上流側に、弱い照度で紫外線が照射される予備照射領域を形成することができる。
（２）上記（１）において、光放出孔を設けた反射ミラーに対して、基板が搬送されて来る側に、上記光放出孔から放出される光を反射する第２の反射ミラーを設ける。
（３）上記（１）において、光放出孔を設けた反射ミラーの両面を反射面とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）光照射部の光出射口の四方を囲むように反射ミラーを設け、この反射ミラーの基板が搬送されてくる側の反射ミラーに光放出孔を設けて光を透過させるようにしたので、予備照射用の小さな照度のランプを設けることなく、本照射の前に、本照射の照度の１／５〜１／５０程度の弱い照度で１〜１５秒間照射できる領域を作り出すことが可能となる。  このため、レジストの硬化に際し、前記「発泡」が生ずるのを防ぐことができる。また予備照射用のランプを設ける必要がないので、装置の構造を簡単化し、装置コストを低廉化することができる。
（２）上記光放出孔から放出される光を反射する第２の反射ミラーを設けることにより、上記弱い照度で照射される領域の照度分布を均一化することができる。
（３）光放出孔を設けた反射ミラーの両面を反射面とすることにより、光放出孔を通過した光は、光放出孔が設けられた反射ミラーと第２の反射ミラーとの間で反射を繰り返し、弱い照度で照射される領域に達するので、上記弱い照度で照射される領域の照度分布を一層、均一化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本発明のレジスト硬化装置の基本構成を示す図である。
図１は、前記図８に示した装置において、反射ミラー部２の、基板が搬送されてくる上流側の反射ミラー２ａに光放出孔２ｅを設けたものであり、その他の構成は前記図８と同じである。
すなわち、光照射部１には、紫外線を放射するランプ１ａと、ランプ１ａからの紫外線を反射する樋状のミラー１ｂが設けられている。ランプ１ａからの紫外線は、直接、またはミラー１ｂに反射されて、光出射口１ｃから出射する。
ランプ１ａは、前記したように、紫外線が照射されるパネル等の基板の幅に相当する長さを有する棒状の高圧水銀ランプまたはメタルハライドランプ等である。なお、前記したようにランプに換えて、複数のＬＥＤを線状に並べて使用しても良い。
【００１２】
反射ミラー部２は、内面が反射面である４枚のミラー２ａ〜２ｄから構成され、光出射口１ｃの四方を取り囲むように配置され、この４枚の反射ミラーは、基板の平面に対してほぼ直交するように配置されている。また、基板が搬送されてくる上流側の反射ミラー２ａには、光放出孔２ｅが設けられている。なお、この例では、反射ミラー２ａの光放出孔２ｅは、光照射部１と反射ミラー２ａとの間の隙間として形成されている。
光照射部１から斜め方向に出射した紫外線は、反射ミラー部２の内面の反射面により反射を繰り返し、均一な照度分布で光照射領域に照射されとともに、その光の一部が光放出孔２ｅを通過する。
レジストが塗布された液晶パネル等の基板１０は、線状光源の伸びる方向に対して直交する方向に、例えばコンベア２０に載せられて搬送され、４枚の反射ミラー２ａ〜２ｄで囲まれた強い照度の光照射領域（本照射領域）に搬送されるが、その前に、基板１０は、上記光放出孔２ｅを通過した光により形成される予備照射領域を通過し予備照射される。
【００１３】
図１に示す構成の装置において、基板１０が搬送されてくる側の反射ミラー２ａの一部に設けた光放出孔２ｅの大きさを変えて、光照射領域の照度分布を調べた。
図２は、基板１０が搬送されてくる側の反射ミラー２ａの一部に設けた光放出孔の大きさと、光照射領域の照度分布の関係を示す図であり、縦軸は照度の相対値、横軸はランプの直下を原点した基板の搬送方向の距離である。なお、同図は光放出孔２ｅを反射ミラー２ａと光照射部１との間に設けた場合を示している。
同図のグラフの各曲線に付されたア〜エと、同図の左側に示した構成図に付されたア〜エは対応しており、例えば同図の左側の構成図アのように反射ミラー部２に光放出孔を設けない場合の照度分布は曲線アのようになる。また、同図の左側の構成図ア〜エ中の『１：１．００』〜『１：０．２５』は光放出孔が設けられていないときの反射ミラー２ａの基板の搬送方向に垂直な方向の長さ（１としている）に対する、光放出孔２ａが設けられたときの反射ミラーの長さ（１．００〜０．２５）の比率を示す。
【００１４】
図２のアは、光放出孔２ｅがない（反射ミラー２ａの長さは１、光放出孔の長さは０）場合の照度分布であり、この場合の装置構成は前記図８に示したものと同じであり、照度分布も前記図９に示したものと同じである。
一方、アにおける反射ミラー２ａの長さを１にしたとき、イは反射ミラー２ａの長さを０．７５（光放出孔の長さは０．２５）とした場合、ウは反射ミラーの長さを０．５（光放出孔の長さは０．５）とした場合、エは反射ミラーの長さを０．２５（光放出孔の長さは０．７５）とした場合の照度分布である。
図２からわかるように、イ（反射ミラー２ａの長さと光放出孔２ｅの長さの比が、０．７５：０．２５）と、ウ（反射ミラー２ａの長さと光放出孔２ｅの長さの比が、０．５：０．５）との場合、弱い照度の領域の照度が、所望する本照射の照度の１／５〜１／５０程度の照度となった。
【００１５】
なお、基板１０が搬送されてくる側に反射ミラー２ａを設けずに、光照射部の光出射口の三方を囲むように反射ミラーを設ければ、基板が搬送されてくる側に弱い照度の領域を作ることもできるが、このようにすると、強い照度の領域（本照射）のピーク照度が下がり、処理時間が長くなる。したがって、図２に示すように、光照射部１と反射ミラー２ａとの間に光放出孔２ｅを設けるか、あるいは後述するように反射ミラー２ａに孔を開けて光放出孔とするのが望ましい。
以上のように、基板１０が搬送されてくる側の反射ミラー２ａと光照射部１との間に、光照射部１から照射される光の一部を出す光放出孔２ｅを設けることにより、弱い照度の領域を作り出すことができ、また、その光放出口２ｅの大きさを変化させることにより、照度を調整設定することができる。
【００１６】
図３は、本発明の実施例のレジスト硬化装置の構成を示す図である。なお、同図では、反射ミラー部２の棒状ランプの伸びる方向に対して直交方向に設けられる反射ミラー２ｂ，２ｄについては、省略している。
図３に示したものは、前記図１に示した装置において、反射ミラー部２の、基板が搬送されてくる上流側の反射ミラー２ａ（以下第１の反射ミラー２ａという）に光放出孔２ｅを設けるとともに、基板１０が搬送されて来る方向に向かって斜めに突き出した内側が反射面である第２の反射ミラー２ｆを設けたものである。なお、第１の反射ミラー２ａの光放出孔２ｅは光照射部１と第１の反射ミラー２ａとの間の隙間として形成され、また、第１の反射ミラー２ａは、両面とも反射面が形成されている。
その他の構成は前記図１と同じであり、光照射部１には、前記したように紫外線を放射するランプ１ａ（もしくは線状に配置されたＬＥＤ）と樋状のミラー１ｂが設けられており、ランプ１ａから放出される紫外線は光出射口１ｃから出射する。
【００１７】
光出射口１ｃの四方を取り囲むように配置された反射ミラー部２の４枚の反射ミラーは、基板の平面に対してほぼ直交するように配置され、基板が搬送されてくる上流側には、光放出孔２ｅが設けられている。
光照射部１から斜め方向に出射した紫外線は、反射ミラー部２の内面の反射面により反射を繰り返し、均一な照度分布で光照射領域に照射されとともに、その光の一部が光放出孔２ｅを通過する。
光放出孔２ｅから放出される光は、第２の反射ミラー２ｆで反射し、第２の反射ミラー２ｆ側にも反射面が形成された第１の反射ミラー２ａとの間で反射を繰り返して、均一な照度で光照射面に照射され、照度の弱い照射領域（予備照射領域）を形成する。
レジストが塗布された基板１０は、線状光源の伸びる方向に対して直交する方向に、コンベア２０に載せられて搬送され、照度の弱い予備照射領域で予備照射された後に、強い照度の光照射領域（本照射領域）に搬送され、レジストが硬化される。
【００１８】
図４は、図３に示した装置における光照射面の照度分布を示す図である。
図４の曲線オは、同図中の構成図オに示されるように、図２のウ（反射ミラー２ａの長さと光放出孔２ｅの長さの比が、０．５：０．５）において、第１の反射ミラー２ａの外側に、内面が反射面の第２の反射ミラー２ｆを、基板が搬送されて来る方向に向かって斜めに設けた場合の、光照射領域の照度分布を示す。
なお、同図は、図２と同様、縦軸は照度の相対値、横軸はランプの直下を原点した基板の搬送方向の距離である。なお、前述したように第１の反射ミラー２ａは、第２の反射ミラー２ｆ側も反射面（即ち両面とも反射面）としている。
図４の曲線カは、同図中の構成図カに示されるように、上記オの構成において、第１の反射ミラー２ａと第２に反射ミラー２ｆとの間に形成される光出射部に、減光フィルタ、または波長選択フィルタを設けた場合の照度分布である。波長選択フィルタは、レジストの発泡の原因となりやすい露光波長をカットするために使用される。
【００１９】
図４のオ、カの曲線から分かるように、基板が搬送されて来る方向に向かって斜めに、内面が反射面の第２の反射ミラー２ｆを設け、さらに、第１の反射ミラー２ａの第２の反射ミラー側も反射面とすると、図２のウの場合に比べて、弱い照度の領域の照度分布を均一にすることができる。
その理由は、光照射面に照射される光が直接光だけでなく第２の反射ミラー２ｆと第１の反射ミラー２ａとの間で繰り返し反射した光も照射されるためであると考えられる。
【００２０】
図５は、紫外線の照射領域を広げるために、複数の棒状ランプを用いた場合の装置の構成例を示す図である。
同図に示すように、棒状ランプ１ａと、樋状ミラー１ｂが設けられた複数の光照射部１が設けられ、反射ミラー部２のミラー２ａ〜２ｄは、全ての光照射部１−１〜１−３を囲うように設けられる。
そして図１、図３と同様、反射ミラー部２の基板が搬送されて来る側の反射ミラー２ａには、光放出孔２ｅが設けられる。さらに、同図の点線で示すように、必要に応じて第２の反射ミラー２ｆが設けられる。
レジストが塗布された基板１０は、線状光源の伸びる方向に対して直交する方向に、コンベア２０に載せられて搬送され、上記光放出孔２ｅを通過した光が照射される照度の弱い予備照射領域で予備照射された後に、強い照度の光照射領域（本照射領域）に搬送され、レジストが硬化される。
【００２１】
図６は、図３の装置において、第１の反射ミラー２ａに設ける光放出孔２ｅの設置位置のバリエーションを示した図である。
同図の（ａ）は、光照射部１と、基板１０が搬送されてくる側の反射ミラー２ａとの間に光放出孔２ｅを設けた場合であり、前記図２に示した光放出孔の位置と同じである。同図の（ｂ）（ｃ）も同様である。
同図の（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は基板が搬送されてくる側の反射ミラー２ａの途中に光放出孔２ｅを設けた場合を示し、同図の（ｆ）に示すように複数の孔を設けてもよい。
同図に示すように、光出射部１からの光の一部を通過させるような形状であれば、基板が搬送される上流側に、弱い照度の領域を形成させることができる。
【００２２】
図７は、第２の反射ミラー２ｆの形状のバリエーションを示した図である。
図７の（ａ）は、前記図３に示したように、第２の反射ミラー２ｆとして平面ミラーを用い、基板が搬送されて来る方向に向かって斜めに配置した場合を示す。
また、同図の（ｂ）（ｃ）は、複数の平面ミラーを組み合わせ、基板が搬送されて来る方向に向かって膨らませる（突出させる）ように配置した場合を示し、同図の（ｄ）は、断面が曲面のミラーを用い、基板が搬送されて来る方向に向かって膨らませる（突出させる）ように配置場合を示す。
同図に示すように、光放出孔２ｅを通過した光が、第２の反射ミラー２ｆと第１の反射ミラー２ａとの間で反射を繰り返すような形状であれば、弱い照度の領域の照度分布を均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明のレジスト硬化装置の基本構成を示す図である。
【図２】図１に示す構成の装置における光照射領域の照度分布を示す図である。
【図３】本発明の実施例のレジスト硬化装置の構成を示す図である。
【図４】図３に示した装置における光照射面の照度分布を示す図である。
【図５】紫外線の照射領域を広げるために、複数の棒状ランプを用いた場合の装置の構成例を示す図である。
【図６】第１の反射ミラーに設ける光放出孔の設置位置のバリエーションを示した図である。
【図７】第２の反射ミラーの形状のバリエーションを示した図である。
【図８】基板を連続的あるいは間歇的に送りながらレジストを硬化させる場合の構成例を示す図である。
【図９】図８の装置の光照射領域の照度分布を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１      光照射部
１ａ    ランプ（線状光源）
１ｂ    樋状ミラー
１ｃ    光出射口
２      反射ミラー部
２ａ〜２ｄ  反射ミラー
２ｅ        光放出孔
２ｆ    反射ミラー
１０    基板
２０    コンベア
【図１】
2007157882.tif 000003
【図２】
2007157882.tif 000004
【図３】
2007157882.tif 000005
【図４】
2007157882.tif 000006
【図５】
2007157882.tif 000007
【図６】
2007157882.tif 000008
【図７】
2007157882.tif 000009
【図８】
2007157882.tif 000010
【図９】
2007157882.tif 000011