(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を吸着する基板チャックと、
前記基板チャックを回転させるモーターと、
基板の表面に現像液を吐出するノズルと、
基板の裏面に現像液を吐出するノズルと、
前記基板チャックをマスクとする露光手段とを有することを特徴とするエッジリンス装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記露光手段は、放射エネルギー源と、前記放射エネルギー源からの放射エネルギーを透過する透過窓とを有することを特徴とするエッジリンス装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記露光手段は、放射エネルギー源と、前記放射エネルギー源からの放射エネルギーを反射する反射鏡とを有することを特徴とするエッジリンス装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記露光手段は、放射エネルギー源と、切り込みを有する光ファイバーとを有し、
前記光ファイバーは前記放射エネルギー源からの放射エネルギーを伝搬することを特徴とするエッジリンス装置。
【請求項５】
基板を吸着する基板チャックと、
前記基板チャックを回転させるモーターと、
基板の表面に現像液を吐出するノズルと、
基板の裏面に現像液を吐出するノズルと、
放射エネルギー源とを有し、
前記基板チャックは、前記放射エネルギー源からの放射エネルギー源の導波路が内設されていることを特徴とするエッジリンス装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一において、前記露光手段により露光される前記基板上のレジストはポジ型レジストであることを特徴とするエッジリンス装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一において、前記基板上に吸着する遮光蓋を有することを特徴とするエッジリンス装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項６のいずれか一において、前記基板と対向する面に遮光板を有することを特徴とするエッジリンス装置。
【請求項９】
レジストが塗布された基板をエッジリンスする方法であって、
前記基板の裏面から基板チャックをマスクとして前記レジストを露光する工程と、
前記露光したレジストを現像する工程とを有することを特徴とするエッジリンス方法。
【請求項１０】
レジストが塗布された基板をエッジリンスする方法であって、
前記基板の裏面から基板チャックをマスクとして前記レジストを露光しつつ、現像液を前記基板の裏面および表面に吐出し露光したレジストを現像することを特徴とするエッジリンス方法。
【請求項１１】
請求項９又は請求項１０において、前記レジストはポジ型レジストであることを特徴とするエッジリンス方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上にレジストを塗布した後のエッジリンスにかかわり、特に基板表面周辺部、基板端面および基板裏面に塗布されたレジストを除去する装置（エッジリンス装置）および除去する方法（エッジリンス方法）に関する。本明細書中では、エッジリンスを行う機能を有する装置を全てエッジリンス装置という。
【０００２】
【従来の技術】
種々の分野で、レジストを用いたリソグラフィ技術により基板上にパターンを形成することが行われている。特に、半導体を用いた素子、例えば薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴという）を作製する際に必須の技術である。
【０００３】
そして、リソグラフィ技術は、ガラス基板を用いた表示装置、例えば液晶表示装置、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、ＥＬ（Electroluminescence）表示装置、ＦＥＤ（Field Emission Display）等の作製や、ＣＣＤやＣＭＯＳ等を用いたイメージセンサーの作製において利用されている。本明細書でいうレジストとは、光（可視光または紫外線）若しくはＸ線を照射することで現像液に可溶性を持つようになるポジ型レジストを指す。
【０００４】
レジストを塗布する方法としては、スピンコータを用いた回転塗布法が一般的に使用されている。即ち、基板表面上にレジストを滴下した後基板を回転させ、発生した遠心力にてレジストを均一の膜厚に塗布するものである。しかしながら、同時にレジストは、基板端面および基板裏面に回り込むため、基板表面だけではなく基板端面および基板裏面にも塗布されてしまう。発塵や搬送系等への汚染を防止するため、基板表面周辺部、基板端面および基板裏面（以下これらをあわせて不要部分という）に塗布されたレジストの除去、所謂エッジリンスが必要であった。本明細書中における基板の表面とは、パターンが形成される被加工物を有する面である。
【０００５】
エッジリンスの方法として、基板裏面に洗浄液を吐出しながら基板を回転させる方法や、不要部分に洗浄液を吐出する凹部と溶解したレジスト等を吸引除去する機能を有する洗浄ノズルを移動させる方法が知られている。ここで洗浄液にはレジストを容易に溶解する溶液が使用される。しかしながら、これらの方法では以下に記すように問題を抱えていた。
【０００６】
まず、従来のエッジリンスの方法により処理された後の基板の状態を図９に示す。図９で基板９０１上にはレジスト９０２が存在しており、不要部分、即ち基板表面周辺部９０３、基板端面９０４および基板裏面９０５のレジストは除去されている。ここで、不要部分に塗布されたレジストは洗浄液により溶解し除去されるが、レジストの端部９０６に洗浄液により溶解したレジストが集積するため、図９に示すようにレジストの盛り上がりが生じる。
【０００７】
この盛り上がりは、ベークやドーピング工程を経ることにより、レジストが硬化或いは変質するためアッシングによる除去が困難となり、基板端部にレジスト残りが発生し易い。そして、レジスト残りの剥離による発塵で歩留まりが低下したり、レジスト残りの除去工程が必要になる。更に、この盛り上がりは露光やイオン注入を行うとレジスト膜中で発生するガスによる発泡が生じ易く、前述の発塵とは別の原因によるゴミも発生していた。
【０００８】
また、洗浄液によるウェットエッチングを基本としているため、基板表面周辺部の基板端からの距離を均一に制御することが難しくレジスト端部が不均一となっていた。また、洗浄液がカップに跳ね返り必要な部分（パターンが形成される領域）に飛散することにより、必要な部分のレジストを部分的に溶解してしまいパターン形成不良が発生した。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した問題を解決するエッジリンス装置およびエッジリンス方法を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するエッジリンス装置の一つは、基板を吸着する基板チャックと、前記基板チャックを回転させるモーターと、基板の表面に現像液を吐出するノズルと、基板の裏面に現像液を吐出するノズルと、前記基板チャックをマスクとする露光手段とを有する構成である。
【００１１】
また、上記課題を解決するエッジリンス装置の他の一つは、基板を吸着する基板チャックと、前記基板チャックを回転させるモーターと、基板の表面に現像液を吐出するノズルと、基板の裏面に現像液を吐出するノズルと、放射エネルギー源と、  該放射エネルギー源からの放射エネルギーを透過する透過窓とを有する構成である。
【００１２】
また、上記課題を解決するエッジリンス装置の他の一つは、基板を吸着する基板チャックと、前記基板チャックを回転させるモーターと、基板の表面に現像液を吐出するノズルと、基板の裏面に現像液を吐出するノズルと、放射エネルギー源と該放射エネルギー源からの放射エネルギーを反射する反射鏡とを有する構成である。
【００１３】
また、上記課題を解決するエッジリンス装置の他の一つは、基板を吸着する基板チャックと、前記基板チャックを回転させるモーターと、基板の表面に現像液を吐出するノズルと、基板の裏面に現像液を吐出するノズルと、放射エネルギー源と、切り込みを有する光ファイバーとを有し、前記光ファイバーは前記放射エネルギー源からの放射エネルギーを伝搬する構成である。
【００１４】
また、上記課題を解決するエッジリンス装置の他の一つは、基板を吸着する基板チャックと、前記基板チャックを回転させるモーターと、基板の表面に現像液を吐出するノズルと、基板の裏面に現像液を吐出するノズルと、放射エネルギー源とを有し、前記基板チャックは、前記放射エネルギー源からの放射エネルギー源の導波路が内設されている構成である。
【００１５】
更に、上記課題を解決するエッジリンス方法の一つは、レジストが塗布された基板をエッジリンスする方法であって、前記基板の裏面から基板チャックをマスクとして前記レジストを露光する工程と、前記露光したレジストを現像する工程とを有する構成である。
【００１６】
更に、上記課題を解決するエッジリンス方法の他の一つは、レジストが塗布された基板をエッジリンスする方法であって、前記基板の裏面から基板チャックをマスクとして前記レジストを露光しつつ、現像液を基板裏面および表面に吐出し露光したレジストを現像する構成である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１（Ａ）および（Ｂ）に本発明を実施したエッジリンス装置の概略図を示す。図１（Ａ）はエッジリンス装置の上面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のａ−ｂ−ｃ部の断面図である。
【００１８】
エッジリンス装置は、基板１０１を真空吸着する基板チャック１０２と、基板チャックを回転させるモーター１０３と、現像液や純水の飛散を防止するカップ１０６とを有するスピンナを用いており、更に、基板を裏面から露光する露光手段１０８と、基板の裏面に現像液を吐出するバックリンスノズル１０７と図示していないが基板表面に現像液を吐出する現像ノズルとを有する。
【００１９】
現像後に基板に付着した現像液や溶解したレジストの洗浄は、別の洗浄装置により行ってもよいが、基板の表面に純水を吐出する純水用ノズルおよび裏面に純水を吐出する純水用ノズルをエッジリンス装置に設けると、現像液の洗浄も同時に行うことができる。
【００２０】
基板１０１は、放射エネルギーを透過することが可能な材料であれば特に制限されるものではない。代表的にはガラス、石英、プラスチック等が挙げられる。また、表示装置やイメージセンサーの作製工程において本発明を実施する場合、基板自体が放射エネルギーを透過することは勿論であるが、他の工程において基板に放射エネルギーを遮光する材料、例えば金属等を成膜することにより基板表面周辺部が遮光されないようにする必要がある。そのためには、成膜する際に基板表面周辺部に成膜されないように成膜装置の基板支持体に基板表面周辺部にシールド（例えば金属或いはセラミック製）を設ける等が必要となる。
【００２１】
基板チャックを回転させるモーターは、特定の手段に限定されるものではない。例えば、ＡＣサーボモーター、ＤＣサーボモーター、ステップモーター、パラメトリックモーター、超音波モーター、熱磁気モーター、光モーター等使用できるが、一般的にはＡＣサーボモーターが用いられている。
【００２２】
図１において露光手段１０８は、放射エネルギー源１０４（レジストの種類により適宜選択される光源またはＸ線源を総称したもの）および放射エネルギー源からの光またはＸ線を透過する透過窓１０５から構成されている。透過窓は、不要部分のレジストを露光できる形状であれば特に制限はない。
【００２３】
他の露光手段として、図２乃至図４のエッジリンス装置に示す構成も使用することができる。図２の露光手段２０８は、放射エネルギー源２０４からの放射エネルギーを反射鏡２０５により不要部分のレジストを露光する構成である。反射鏡には、市販のパイレックスガラスのファインアニール品にＵＶ反射強化アルミコートを施した平面ミラーを用いればよい。図３の露光手段３０８は、放射エネルギー源３０４からの放射エネルギーを伝搬する光ファイバー３０５を設け、不要部分近傍に位置する光ファイバーに切り込み３１０を入れることにより、切り込みから放射エネルギーがもれて不要部分のレジストを露光する構成である。また、図４では、基板チャック４０２内に放射エネルギーの導波路を設け、基板チャックの端部で放射エネルギー源４０４からの放射エネルギーを発散することにより不要部分のレジストを露光する構成である。図４の放射エネルギーの導波路は、放射エネルギーを透過する材料４０５と放射エネルギーを反射する材料４１０、例えば誘電体多層膜で保護したアルミニウムとの組合せによるものでもよいし、光ファイバーと類似の構造で屈折率の高いコア部分を屈折率の低いクラッド部分により挟むことによるものでもよい。
【００２４】
放射エネルギー源１０４、２０４、３０４または４０４に光源を使用する場合は、放射エネルギー源として水銀ランプのｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）またはｉ線（３６５ｎｍ）若しくはＫｒＦエキシマーレーザー（波長２４８ｎｍ）やＡｒＦエキシマーレーザー（波長１９３ｎｍ）等を用いることができ、透過窓１０５または透過する材料４０５には石英、サファイア、有機樹脂等を用いればよい。また放射エネルギー源１０４、２０４、３０４または４０４にＸ線源を使用する場合は、放射エネルギー源としてシンクロトロン放射光等を用いることができ、透過窓１０５または透過する材料４０５としてベリリウム（Ｂｅ）やダイヤモンド等が利用できる。
【００２５】
基板チャック１０２または４０２は、基板表面周辺部１０９を除いた基板と同程度の大きさであり、放射エネルギー源からの放射エネルギーを遮光できる金属、セラミックス、樹脂等を用いることができる。放射エネルギーを遮光する材料として金属を利用する場合は、金属の劣化や拡散を防止するために表面に有機樹脂あるいは無機材料によるコーティングを行うことが好ましい。。
【００２６】
基板表面周辺部１０９は、基板の大きさや、搬送アームまたは位置決め部等との接触する状態によって適宜決定すればよい。本明細書では、５インチ角の基板を使用し、基板表面周辺部を基板端面から１ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは２ｍｍ〜６ｍｍ、目標値３．５ｍｍとしたが、この数値に限定されるものではない。
【００２７】
そして、露光手段１０８、２０８、３０８または４０８を用いて、基板の裏面から基板チャックをマスクとして露光することにより、基板の不要部分に塗布されているレジストを露光する。
【００２８】
露光しつつ、或いは露光後に現像液を用いて現像することにより、基板の不要部分に塗布されているレジストは現像液に溶解し除去される。このように、本発明で利用可能なレジストは、露光した部分のレジストが現像液に可溶となるポジ型レジストに限られる。
【００２９】
露光しつつ現像を行うとレジスト残りを防止することができる。この場合、照射される放射エネルギーが、飛散する現像液により散乱や減衰することを防止するため、図１（Ａ）に示すように、露光手段の配置されている位置（図１（Ａ）では透過窓１０５の位置）に比べ、回転方向（図１（Ａ）中の矢印で示す方向）における下手にバックリンスノズル１０７を配置することにより、露光手段の位置までに現像液を飛散することができる。勿論、図示しない現像ノズルもバックリンスノズルと同様に配置する。しかし、露光しつつ現像すると、基板表面を伝う現像液により、放射エネルギーが反射、拡散することにより必要な部分のレジストを感光する虞がある。
【００３０】
露光後に現像液を用いて現像する場合は、感光したレジストにより放射エネルギーが吸収され、特に基板表面周辺部にレジスト残りが発生しやすいため、十分長い時間露光することが望まれる。しかしながら、１回の露光によりエッジリンスを完了させようとすると、処理時間が長くなり生産性が低下する。そのため、短時間の露光後に放射エネルギーの照射を止め、現像液による現像を行う作業（以後この作業を露光−現像作業という）を２回以上繰り返すことにより、生産性の低下を緩和し、レジスト残りと必要な部分のレジストの感光を防止することができる。但しこの作業を繰り返すと現像液の消費が多くなるため、現像液の再利用システムを併用することが好ましい。
【００３１】
レジストとしては、種々のポジ型レジストが使用可能であり、現像液には各レジストに合致した薬液を用いればよい。例えば、ジアゾナフトキノン‐ノボラック樹脂系（現像液はＴＭＡＨ（Tetramethylammonium hydroxide））、ポリメチルメタクリレート（現像液はメチルイソブチルケトン：イソプロピルアルコールの１：３溶液）、アルファメチルスチレン‐アルファクロロアクリル酸の共重合体（現像液は混合キシレン）等をレジストとして使用できる。
【００３２】
現像液は、図示しない現像ノズルおよびバックリンスノズル１０７から基板表面および裏面に吐出される。露光していない部分のレジストは現像液に対して不溶であるため、基板表面に吐出された現像液は、露光している基板表面周辺部および基板端面のレジストを溶解する。また、基板裏面に吐出された現像液は、基板裏面および基板端面のレジストを溶解する。ここで、バックリンスノズルの位置によっては、基板チャックに現像液を吐出することがあり、基板裏面にレジスト残りが生じることがあるが、基板の回転数を遅くすることにより基板表面からの現像液を回り込ませることができ、この問題を解決できる。勿論、バックリンスノズルの位置や形状を工夫することにより、基板裏面に現像液が吐出できるようにし、この問題を防止することもできる。
【００３３】
基板表面に現像液を吐出する現像ノズルとしては、スピンデベロッパ（基板を回転させることにより、現像、洗浄、乾燥を行う装置）で一般的に使用されているノズルを利用できる。
【００３４】
また、放射エネルギーの回り込みにより、必要な部分に塗布されているレジストが露光されることを防止するため、エッジリンス装置のカップ１０６の上部は開口している。そのため、放射エネルギーがカップで反射しても上部へそのまま放射され、必要な部分への回り込みを防止できる。また、カップに反射防止膜を設ければ、反射自体を減らすことができより好ましい。反射防止膜は、放射エネルギーに対して十分な吸収係数を有する染料を含有した有機樹脂を使用することができる。
【００３５】
また、カップの上部開口から放射された放射エネルギーが、装置の天井に反射されることを防止するため、反射防止膜を天井にも設けることが好ましい。
【００３６】
カップが上部に蓋を有していても、蓋の内面に反射防止膜を設けるにとにより使用することができる。
【００３７】
しかし、カップや天井の凹凸により放射エネルギーが散乱し回り込みが発生することがあり、他に図５または図６に示すような方法を放射エネルギーの回り込み防止方法として利用すると有効である。
【００３８】
図５は、放射エネルギーを遮光できる材料、例えば金属、セラミックまたは樹脂等で形成された遮光蓋５１１を基板１０１の上に配置し、放射エネルギーの回り込みを防止する構成である。遮光蓋は、遮光蓋の端部においてのみ基板と接触しており、基板と一緒に回転する。この構成を採ることにより、遮光蓋の内側に放射エネルギーが進入することを完全に防止できる。基板と一緒に回転する際に、遮光蓋の内部を多少減圧することにより、遮光蓋は基板と吸着し回転が容易となる。遮光蓋の大きさは、必要な部分のレジストを覆えるだけの大きさは最低必要であり、具体的には基板チャック１０２と同じか２ｍｍ程度小さい大きさとする。
【００３９】
また、図６では、基板１０１を通過した放射エネルギーを遮るための遮光板６１２を設けて放射エネルギーの回り込みを防止する構成である。遮光板は、基板を配設、取出しする際はカップ６０６の収納部６１３に収納されており、エッジリンスの露光に際して遮光板は透過した放射エネルギーを遮るように基板上方に移動する。遮光板６１２の大きさは、放射エネルギーの照射面積よりも少し大きめであり、放射エネルギーを遮光できる金属、セラミックまたは樹脂等を材料に用いればよい。基板と遮光板との距離は５〜３０ｍｍ、特に１０〜２０ｍｍが好ましい。この遮光板に反射防止膜を形成すると更に有効である。
【００４０】
以上にエッジリンス装置に実施の形態を説明したが、エッジリンス装置の具体的な構成と、エッジリンス方法に関しては以下の実施例において説明する。
【００４１】
【実施例】
まず、実施例１乃至４に本発明を実施したエッジリンス装置の例を挙げ、実施例５以降に本発明を実施したエッジリンス装置を使用してエッジリンスを行う方法を示す。
【００４２】
［実施例１］
以下、本発明を実施したエッジリンス装置の一つを図１を用いて説明する。図１（Ａ）はエッジリンス装置の上面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のａ−ｂ−ｃ部の断面図である。
【００４３】
実施例１に示すエッジリンス装置は、基板１０１を真空吸着する基板チャック１０２と、基板チャックを回転させるモーター１０３、本実施例ではＡＣサーボモーターと、現像液や純水の飛散を防止するカップ１０６とを有するスピンナを用いており、更に、基板を裏面から露光する露光手段１０８と、基板の裏面に現像液を吐出するバックリンスノズル１０７と図示していないが基板表面に現像液を吐出する現像ノズルとを有する。また、基板表面に純水を吐出する純水用ノズルおよび裏面に純水を吐出する純水用ノズルを図示してはいないが有している。
【００４４】
図１において露光手段１０８は、放射エネルギー源１０４および透過窓１０５から構成されている。本実施例では、放射エネルギー源として光源（水銀ランプのｉ線（波長３６５ｎｍ））を、透過窓として直径４５ｍｍの石英を用いた。
【００４５】
基板チャック１０２は、基板表面周辺部１０９（本実施例では３．６ｍｍ）を除いた基板と同程度の大きさ、本実施例では１２６．６ｍｍ×１２６．６ｍｍのガラス基板を用いることを想定し、基板チャックは１２３ｍｍ×１２３ｍｍの大きさとし、放射エネルギー源からの放射エネルギーを遮光できる材料、本実施例ではＵＶ吸収コーティングを施したテフロンを用いている。
【００４６】
もちろん、基板は矩形に限られるものではなく、円形の基板、例えば直径２０ｃｍのガラス基板であれば、直径１９ｃｍ〜１９．９ｃｍの円形の基板チャックを用いればよい。円形の基板を用いると、回転により放射エネルギーの照射する領域が変わることがないため、放射エネルギーの照射領域を少なくすることができる利点がある。
【００４７】
カップ１０６および図示していない装置の天井は、内側に反射防止膜としてカーボンブラックを分散させた樹脂を形成している。更に、図５または図６で示す構成を付加して回り込みを防止してもよい。
【００４８】
図５に示すように基板１０１上に基板に吸着する遮光蓋５１１を設けると、光の回り込みを完全に防止できる。遮光蓋５１１は、放射エネルギーを防止する材料を用いればよく、基板チャック１０２と同じ材料を用いることが簡易である。本実施例で使用するのであれば、１２２ｍｍ×１２２ｍｍのＵＶ吸収コーティングを施したテフロンによる遮光蓋を使用する。
【００４９】
また、図６に示すように基板１０１に対向する面に反射防止膜が形成された遮光板６１２をカップに設けて、エッジリンスの露光に際して遮光板により基板を透過した放射エネルギーを遮ぎることでも光の回り込みを防止できる。遮光板は、放射エネルギーを遮断する材料で、基板と対向する面に反射防止膜やＵＶ吸収コーティングを設けると効果的である。基板と遮光板との距離は５〜３０ｍｍ、特に１０〜２０ｍｍが好ましく、本実施例で用いるのであれば１０ｍｍとする。
【００５０】
本実施例で示すエッジリンス装置は、従来のスピンデベロッパと共通する部分が多いため、簡単な改造で容易に得ることができ、装置の専有面積もほとんど変わることがない。
【００５１】
［実施例２］
本実施例では、図１と露光手段の構成が異なるエッジリンス装置で、図２を用いて説明する。図２は、エッジリンス装置の断面図であり、図１と共通する構成は、図１と同一の符号を用いており実施例１で示す構成である。
【００５２】
図２において露光手段２０８は、放射エネルギー源２０４および反射鏡２０５から構成されている。本実施例では、放射エネルギー源として光源（水銀ランプのｉ線（波長３６５ｎｍ））を用いた。反射鏡２０５には、市販の反射鏡（パイレックスガラスのファインアニール品にＵＶ反射強化アルミコートを施した平面ミラー）を使用する。放射エネルギー源から発射される光は、反射鏡により反射され基板裏面から、基板の不要部分に塗布されているレジストを露光することができる。放射エネルギー源をカップの外側に配置して、図示しない透過窓を通して、反射鏡に照射してもよい。
【００５３】
さらに、実施例１と同様に、放射エネルギーの回り込みを防止するため、図５に示す遮光蓋５１１や、図６に示す遮光板６１２を設けてもよい。
【００５４】
本実施例で示す構成は、放射エネルギー源のメンテナンスが容易になり、放射エネルギー源の冷却手段等を配置するのに適している。
【００５５】
［実施例３］
本実施例では、図１および図２と露光手段の構成が異なるエッジリンス装置で、図３を用いて説明する。図３は、エッジリンス装置の断面図であり、図１と共通する構成は、図１と同一の符号を用いており実施例１で示す構成である。
【００５６】
図３において露光手段３０８は、放射エネルギー源３０４および光ファイバー３０５から構成されている。本実施例では、放射エネルギー源として光源（水銀ランプのｉ線（波長３６５ｎｍ））を用いた。光ファイバーは、基板不要部分近傍の部分に線状の切り込み３１０がはいっている。そして、切り込みからもれる光により、基板の不要部分に塗布されているレジストは露光される。
【００５７】
図３の光ファイバーは、基板端面のレジストが確実に露光するように、基板に沿って折れ曲がった構成であるが、折り曲げずに基板裏面に平行に配置してもよい。
【００５８】
さらに、実施例１と同様に、放射エネルギーの回り込みを防止するため、図５に示す遮光蓋５１１や、図６に示す遮光板６１２を設けてもよい。
【００５９】
本実施例で示す構成は、基板の近傍で放射エネルギーがもれでているため、放射エネルギーの減衰が少なく有効に利用することができる。更に、切り込みからもれる放射エネルギーは、不要部分に極めて選択的に照射されるため、放射エネルギーの回り込みを少なくすることができる。また、放射エネルギー源を装置外部に配置できるため、メンテナンスが容易になり、放射エネルギー源の冷却手段等を配置するのに適している。
【００６０】
［実施例４］
本実施例では、図１乃至図３と露光手段の構成が異なるエッジリンス装置で、図４を用いて説明する。図４は、エッジリンス装置の断面図であり、図１と共通する構成は、図１と同一の符号を用いており、実施例１で示す構成である。
【００６１】
図４において露光手段４０８は、基板チャック４０２内に放射エネルギーを透過する材料４０５、本実施例では石英と放射エネルギーを反射する材料４１０、本実施例では誘電体多層膜で保護したアルミニウムによる放射エネルギー導波路を設け、基板チャックの端部で放射エネルギー源４０４からの放射エネルギーを発散することにより不要部分のレジストを露光する構成である。本実施例では、放射エネルギー源として光源（水銀ランプのｉ線（波長３６５ｎｍ））を用いた。
【００６２】
さらに、実施例１と同様に、放射エネルギーの回り込みを防止するため、図５に示す遮光蓋５１１や、図６に示す遮光板６１２を設けてもよい。
【００６３】
実施例１乃至３に示す構成では、不要部分の１箇所に注目すると、１回転につき１回しか照射されないが、本実施例に示す構成では、常に基板の不要部分に塗布されているレジストに対し放射エネルギーが照射されているため、露光時間を短くすることができる。
【００６４】
また、本実施例の装置においては、露光しつつ現像を行うよりも、露光−現像作業を複数回繰り返す方法のほうが適している。
【００６５】
［実施例５］
本実施例は、基板上の被加工物のパターンを形成する工程において、実施例１で説明したエッジリンス装置を用いてエッジリンスを行った例である。
【００６６】
まず、レジスト塗布のための前処理として、被加工物としてアモルファスシリコンを有する１２６．６ｍｍ×１２６．６ｍｍのガラス基板をヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）蒸気中で１００℃以下、本実施例では６０℃に加熱し表面を疎水性とした。
【００６７】
続いて、回転塗布法を用いた塗布装置により基板の被加工物上にレジストを塗布する。レジストとして、ジアゾナフトキノン‐ノボラック樹脂系のレジストを用いた。その後、基板に１２０℃以下で３０秒〜３００秒、本実施例では１１０℃で９０秒のプリベークを行いレジスト中の残留溶媒を揮発させ、レジストと被加工物との密着性を高め、さらにレジスト特性を安定化させた。
【００６８】
そして、ガラス基板を図示しない搬送手段により図１で示すエッジリンス装置内に搬入し、基板チャック１０２で基板１０１を吸着、保持する。搬入の際に基板と基板チャックとの位置あわせは重要で、基板表面周辺部１０９が基板チャックの外側に位置するように搬入する。
【００６９】
ここで、塗布装置における基板チャックは、エッジリンス装置の基板チャックと同じ或いはそれ以上の大きさであることが望まれる。なぜなら、塗布装置の基板チャックの大きさが、エッジリンス装置のそれに比べ小さいと、塗布時に基板裏面に回り込んだレジストが、エッジリンスの基板チャックと接触する領域まで回りこみ、エッジリンス装置で基板チャックと基板の間にレジストが挟まれる状態が起こりうる。このような状態は、基板裏面のレジストを完全に除去できないばかりでなく、吸着不良を起こす可能性もある。本実施例では、塗布装置において、エッジリンス装置の基板チャックと同じ大きさの基板チャックを用いた。ただし、レジストを塗布する際に回転数を選択することにより、基板裏面へのレジストの回り込みをほとんどなくすことができる。この場合には、塗布装置の基板チャックに特に制限はなくなる。
【００７０】
基板チャックおよび基板をモーター１０３により１〜１０００ｒｐｍ、本実施例では６０ｒｐｍで回転させつつ、基板チャックをマスクとして、放射エネルギー源１０４である水銀ランプから、波長３６５ｎｍの光を１００ｍＷ／ｃｍ2のエネルギー密度で、１５秒基板裏面から照射する。ここで、露光条件は、レジストの種類や膜厚、放射エネルギー源の種類やエネルギー密度により適宜条件出しにより決定すればよい。
【００７１】
その後、回転数を１０〜１０００ｒｐｍ、本実施例では４００ｒｐｍとして、バックリンスノズル１０７および図示しない現像ノズルから現像液としてＴＭＡＨを基板の裏面および表面に吐出する。本実施例では、現像液を吐出している間も、光を照射しつづけている。
【００７２】
本実施例では、エッジリンス方法として、現像中も光を照射し続けていたが、露光−現像作業を１回或いは複数回行うことによりエッジリンスしてもよい。
【００７３】
この処理により,光により露光された不要部分のレジストは、現像液に溶解し除去される。その後、回転数を１０〜１０００ｒｐｍ、本実施例では４００ｒｐｍとして、残留した現像液を洗浄するため、図示していない純水用ノズルから純水を基板表面および裏面に吐出する。
【００７４】
こうしてエッジリンスされた基板を露光装置、例えばミラープロジェクションアライナー、プロキシミティ露光またはステッパー、本実施例では水銀ランプのｇ線（波長４３６ｎｍを中心として分布を有する）を用いたミラープロジェクションアライナーに搬入し、光をレジストに照射してレジストパターンを露光する。
【００７５】
そして、基板を現像装置、例えばスピンデベロッパに搬入し、現像液（ＴＭＡＨ）を用いて露光されたレジストを溶解する。そして、純水による洗浄で現像液および現像液に溶解したレジストを除去する。
【００７６】
洗浄後、８０〜１６０℃、本実施例では１４０℃、１２０秒でポストベークを行いレジストパターンをアモルファスシリコン上に形成する。このレジストパターンをマスクとして、ＣＦ4／Ｏ2ガスを用いたドライエッチングを行いアモルファスシリコンにパターンを形成する。その後、Ｏ2ガスによりレジストパターンをアッシングする。
【００７７】
本実施例では、図１に示すエッジリンス装置を用いてエッジリンスしたため、不要部分に塗布されたレジストは、通常のレジストパターンと同様に光により露光され現像液により現像されるため、レジスト端にレジストの盛り上がりは発生しなかった。
【００７８】
以上のパターン形成工程では、実施例１に示すエッジリンス装置を用いてエッジリンスを行ったが、実施例２乃至４に示すエッジリンス装置を用いてエッジリンスを行っても不要部分のレジストを除去することができ、レジスト端に盛り上がりが発生しなかった。
【００７９】
本実施例では、レジストの透過性がよい光源を用いたため、レジスト残りを防止することができたが、他の放射エネルギー源とレジストの組合せでも露光時間等を適宜設定すれば使用可能である。
【００８０】
また、本実施例では被加工物としてアモルファスシリコンを使用したが、特に限定されるものではなく、半導体、無機絶縁膜、有機樹脂、金属、セラミック等ほぼ全ての材料に対して使用することが可能である。但し、有機樹脂等レジストとエッチャントの選択比がとれない材料に使用する場合には、有機樹脂の上にマスクとなる無機材料、例えば酸化珪素等を成膜し、その上にレジストパターンを形成するなどの工夫が必要である。
【００８１】
［実施例６］
本実施例は、基板上の被加工物のパターン形成工程において、レジストを塗布する機能を有するエッジリンス装置を用いてエッジリンスを行った例である。
【００８２】
本実施例で使用するエッジリンス装置は、図１に示すエッジリンス装置に、基板表面にレジストを吐出するレジストノズルを設置した構成で、エッジリンス装置でレジスト塗布も行うことを可能にしたものである。本実施例のエッジリンス装置については図１および図１の符号を用いて説明する。
【００８３】
まず、被加工物としてアモルファスシリコンを有する１２６．６ｍｍ×１２６．６ｍｍのガラス基板をＨＭＤＳ蒸気中で６０℃に加熱し、レジスト塗布のための前処理として表面を疎水性とした。
【００８４】
そして、ガラス基板を図示しない搬送手段によりエッジリンス装置内に搬入し、基板チャック１０２で基板１０１を吸着、保持する。搬入の際にガラス基板と基板チャックとの位置あわせは重要で、基板表面周辺部１０９が基板チャックの外側に位置するように搬入する。
【００８５】
被加工物上に図示していないレジストノズルからレジストを吐出し、基板チャックおよび基板を回転させ、被加工物上にレジストを塗布する。レジストとして、ジアゾナフトキノン‐ノボラック樹脂系のレジスト用いた。
【００８６】
基板チャックおよび基板をモーター１０３により１〜１０００ｒｐｍ、本実施例では６０ｒｐｍで回転させつつ、基板チャックをマスクとして、放射エネルギー源１０４である水銀ランプから、波長３６５ｎｍの光を１００ｍＷ／ｃｍ2のエネルギー密度で、１５秒基板裏面から照射する。
【００８７】
その後、光の照射を止め、回転数を１０〜１０００ｒｐｍ、本実施例では４００ｒｐｍとして、バックリンスノズル１０７および図示しない現像ノズルから現像液としてＴＭＡＨを基板の裏面および表面に吐出する。そして、回転数を２０００〜５０００ｒｐｍ、本実施例では３０００ｒｐｍとして現像液を除去する。そして、再び回転数を６０ｒｐｍとして光を１００ｍＷ／ｃｍ2のエネルギー密度で、１５秒基板裏面から照射する。その後、光の照射を止め、回転数を４００ｒｐｍとして、現像液を吐出して現像することによりエッジリンスを行った。
【００８８】
本実施例では、現像中は露光しないため、露光−現像の作業を２回繰り返したが、露光時間を長くすることにより１回でエッジリンスを行うことも可能であるし、露光時間を短くして３回或いはそれ以上に繰り返してもよい。勿論、実施例５で行ったように現像中も光を照射し続けていてもよい。
【００８９】
この処理により、光により露光された不要部分のレジストは、現像液に溶解し除去される。その後、回転数を１０〜１０００ｒｐｍ、本実施例では４００ｒｐｍとして、残留した現像液を洗浄するため、図示していない純水用ノズルから純水を基板表面および裏面に吐出する。
【００９０】
こうしてエッジリンスされた基板を加熱炉に搬入し、９０℃、９０秒のプリベークを行いレジスト中の残留溶媒を揮発させ、レジストと被加工物との密着性を高め、さらにレジスト特性を安定化させた。
【００９１】
次に、露光装置、例えばミラープロジェクションアライナー、プロミキシティーアライナー、ステッパー等、本実施例では水銀ランプのｉ線（波長３６５ｎｍ）を用いたステッパーに搬入し、光をレジストに照射してレジストパターンを露光する。
【００９２】
露光した基板を加熱炉に搬入し、１００〜１４０℃で３０〜３００秒、本実施例では１２０℃で１８０秒の露光後ベーク（ＰＥＢ）を行う。このＰＥＢにより、定在波の影響を減少させることができる。定在波は、単一波長の放射エネルギーによって露光すると発生しやすく、レジストの膜厚と波長に応じて形成される。定在波によりレジストの感光量に分布が生じ、パターンにギザギザな形状ができる。実施例５のように露光源の波長に分布を有する場合には定在波の影響は緩和されるためＰＥＢを省略することができる。
【００９３】
そして、現像装置、例えばスピンデベロッパで現像液（ＴＭＡＨ）により露光されたレジストを溶解する。そして、純水による洗浄で現像液および現像液に溶解したレジストを除去する。
【００９４】
洗浄後、８０〜１６０℃、本実施例では１２０℃、２４０秒でポストベークを行いレジストパターンをアモルファスシリコン上に形成する。このレジストパターンをマスクとして、ＣＦ4／Ｏ2ガスを用いたドライエッチングを行いアモルファスシリコンをパターン形成する。パターン形成後、Ｏ2ガスによりレジストパターンをアッシングする。
【００９５】
本実施例では、図１に示すエッジリンス装置にレジスト塗布の機能を持たせ、レジスト塗布と連続してエッジリンスしたため、生産性を向上することができた。また、図１に示すエッジリンス装置を用いたことにより不要部分に塗布されたレジストのレジスト端には盛り上がりは発生しなかった。さらに、レジスト塗布とエッジリンスとで同じ基板チャック１０２を使用しているため、基板裏面に回り込んだレジストが基板チャックと基板との間に挟まれて吸着不良になることがなく、不要部分のレジストを完全に除去することができる。
【００９６】
以上のパターン形成工程では、実施例１に示すエッジリンス装置にレジストを塗布する機能を持たせたエッジリンス装置を用いたが、実施例２乃至４に示すエッジリンス装置にレジストを塗布する機能を持たせた構成としても、上記の効果を得ることができる。。
【００９７】
また、本実施例では被加工物としてアモルファスシリコンを使用したが、特に限定されるものではなく、半導体、無機絶縁膜、有機樹脂、金属、セラミック等ほぼ全ての材料に対して使用することがかのうである。但し、有機樹脂等レジストとエッチャントの選択比がとれない材料に使用する場合には、有機樹脂の上にマスクとなる無機材料、例えば酸化珪素等を成膜し、その上にレジストパターンを形成するなどの工夫が必要である。
【００９８】
［実施例７］
本実施例は、液晶表示装置のアクティブマトリクス基板を作製する際のパターン形成工程において、実施例５で示したエッジリンス方法を使用した例である。図７および図８を用いて、アクティブマトリクス基板の作製工程を説明する。
【００９９】
ここでは、基板上に画素部の画素ＴＦＴおよび保持容量と、画素部の周辺に設けられる駆動回路のｎチャネル型ＴＦＴとｐチャネル型ＴＦＴとを同時に作製する方法について、工程に従って説明する。
【０１００】
図７（Ａ）において、基板７０１にはコーニング社の＃７０５９ガラスや＃１７３７ガラス等に代表されるバリウムホウケイ酸ガラスやアルミノホウケイ酸ガラス等のガラス基板の他に、結晶化や活性化の工程をレーザーアニール法のみで行う場合には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）等光学的異方性を有しないプラスチック基板を用いることができる。ガラス基板を用いる場合には、ガラス歪み点よりも１０〜２０℃程度低い温度であらかじめ熱処理しておいてもよい。
【０１０１】
そして、基板のＴＦＴを形成する表面に、基板からの不純物拡散を防ぐために、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜等の下地膜７０２を形成する。例えば、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、ＮＨ3、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜を１０〜２００nm（好ましくは５０〜１００nm）、同様にＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、Ｈ2から作製される酸化窒化水素化シリコン膜を５０〜２００ｎｍ（好ましくは１００〜１５０nm）の厚さに積層形成する。
【０１０２】
酸化窒化シリコン膜および酸化窒化水素化シリコン膜は従来の平行平板型のプラズマＣＶＤ法を用いて形成する。酸化窒化シリコン膜は、ＳｉＨ4を１０SCCM、ＮＨ3を１００SCCM、Ｎ2Ｏを２０SCCMとして反応室に導入し、基板温度３２５℃、反応圧力４０Pa、放電電力密度０．４１W/cm2、放電周波数６０MHzとした。一方、酸化窒化水素化シリコン膜は、ＳｉＨ4を５SCCM、Ｎ2Ｏを１２０SCCM、Ｈ2を１２５SCCMとして反応室に導入し、基板温度４００℃、反応圧力２０Pa、放電電力密度０．４１W/cm2、放電周波数６０MHzとした。これらの膜は、基板温度を変化させ、反応ガスの切り替えのみで連続して形成することもできる。
【０１０３】
このようにして作製した酸化窒化シリコン膜は、密度が９．２８×１０22/cm3であり、フッ化水素アンモニウム（ＮＨ4ＨＦ2）を７．１３％とフッ化アンモニウム（ＮＨ4Ｆ）を１５．４％含む混合溶液（ステラケミファ社製、商品名ＬＡＬ５００）の２０℃におけるエッチング速度が約６３nm/minと遅く、緻密で硬い膜である。このような膜を下地膜に用いると、この上に形成する半導体層にガラス基板からのアルカリ金属元素が拡散するのを防ぐのに有効である。
【０１０４】
次に、２５〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）の厚さで非晶質構造を有する半導体層７０３を、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法等の公知の方法で形成する。例えば、プラズマＣＶＤ法で非晶質シリコン膜を５５ｎｍの厚さに形成する。非晶質構造を有する半導体層には、非晶質半導体層や微結晶半導体層があり、非晶質シリコンゲルマニウム膜等の非晶質構造を有する化合物半導体層を適用してもよい。また、下地膜と非晶質半導体層とは両者を連続形成することも可能である。例えば、前述のように下地膜として酸化窒化シリコン膜と酸化窒化水素化シリコン膜をプラズマＣＶＤ法で連続して成膜後、反応ガスをＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、Ｈ2からＳｉＨ4とＨ2或いはＳｉＨ4のみに切り替えれば、一旦大気雰囲気に晒すことなく連続形成できる。その結果、酸化窒化水素化シリコン膜の表面の汚染を防ぐことが可能となり、作製するＴＦＴの特性バラツキやしきい値電圧の変動を低減させることができる（図７（Ａ））。
【０１０５】
そして、レーザーアニール法により非晶質シリコン膜の結晶化を行う。結晶化のためにはまず、非晶質シリコン膜が含有する水素を放出させておくことが望ましく、４００〜５００℃で１時間程度の熱処理を行い含有する水素量を５atom％以下にしておくとよい。レーザーアニール法は、パルス発振型または連続発光型のエキシマレーザーやアルゴンレーザーをその光源とする。
【０１０６】
レーザーアニール条件は実施者が適宣選択するものであるが、例えば、エキシマレーザーのパルス発振周波数３０Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を１００〜５００mJ/cm2(代表的には３００〜３５０mJ/cm2)として、線幅１００〜１０００μm、例えば線幅４００μmの線状ビームを重ね合わせ率（オーバーラップ率）を５０〜９８％で走査しながら照射する。実際には照射パルス数を２０〜４０パルスとするとよい。レーザービームの形状は面状としても同様に処理することができる。
【０１０７】
こうして結晶性半導体層（本実施例では結晶質シリコン膜）７０４を形成する（図７（Ｂ））。
【０１０８】
次に、このようにして形成された結晶性半導体層を第１の形状を有する島状半導体層７０５〜７０７を形成する（パターン形成工程１）。
【０１０９】
この状態で島状半導体層に対し、ＴＦＴのしきい値電圧（Ｖth）を制御する目的でｐ型を付与する不純物元素を１×１０16〜５×１０17atoms／cm3程度の濃度で島状半導体層の全面に添加してもよい。シリコンに対してｐ型を付与する不純物元素には、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）等周期律表第１３族の元素が知られている。その方法として、イオン注入法やイオンドープ法を用いることができるが、大面積基板を処理するにはイオンドープ法が適している。イオンドープ法ではジボラン（Ｂ2Ｈ6）をソースガスとして用いホウ素（Ｂ）を添加する。このような不純物元素の注入は必ずしも必要でなく省略しても差し支えないが、特にｎチャネル型ＴＦＴのしきい値電圧を所定の範囲内に収めるために好適に用いる手法である。
【０１１０】
そして、島状半導体層を覆ってゲート絶縁膜７０８をプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、膜厚を４０〜１５０ｎｍとしてシリコンを含む絶縁膜で形成する。例えば、１２０ｎｍの厚さで酸化窒化シリコン膜から形成するとよい。また、ＳｉＨ4とＮ2ＯにＯ2を添加させて作製された酸化窒化シリコン膜は、膜中の固定電荷密度が低減されているのでこの用途に対して好ましい材料となる。勿論、ゲート絶縁膜はこのような酸化窒化シリコン膜に限定されるものでなく、他のシリコンを含む絶縁膜を単層または積層構造として用いてもよい。
【０１１１】
続いて、ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成するための耐熱性導電層を形成する。耐熱性導電層は単層で形成してもよいが、必要に応じて二層あるいは三層といった複数の層から成る積層構造としてもよい。このような耐熱性導電性材料を用い、例えば、導電性の窒化物金属膜あるいはシリサイドから成る導電層（Ａ）７０９と金属膜から成る導電層（Ｂ）７１０とを積層した構造とするとよい。導電層（Ｂ）はタンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）から選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金か、前記元素を組み合わせた合金膜（代表的にはＭｏ−Ｗ合金膜、Ｍｏ−Ｔａ合金膜）で形成すればよく、導電層（Ａ）は窒化タンタル（ＴａＮ）、窒化タングステン（ＷＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）膜、窒化モリブデン（ＭｏＮ）等で形成する。また、導電層（Ａ）はタングステンシリサイド、チタンシリサイド、モリブデンシリサイドを適用してもよい。導電層（Ｂ）は低抵抗化を図るために含有する不純物濃度を低減させることが好ましく、特に酸素濃度に関しては３０ｐｐｍ以下とするとよかった。例えば、タングステン（Ｗ）は酸素濃度を３０ｐｐｍ以下とすることで２０μΩｃｍ以下の比抵抗値を実現することができた（図７（Ｃ））。
【０１１２】
導電層（Ａ）は１０〜５０ｎｍ（好ましくは２０〜３０ｎｍ）とし、導電層（Ｂ）は２００〜４００ｎｍ（好ましくは２５０〜３５０ｎｍ）とすればよい。Ｗをゲート電極とする場合には、Ｗをターゲットとしたスパッタ法で、アルゴン（Ａｒ）ガスと窒素（Ｎ2）ガスを導入して導電層（Ａ）を窒化タングステン（ＷＮ）で５０nmの厚さに形成し、導電層（Ｂ）をＷで２５０nmの厚さに形成する。その他の方法として、Ｗ膜は６フッ化タングステン（ＷＦ6）を用いて熱ＣＶＤ法で形成することもできる。いずれにしてもゲート電極として使用するためには低抵抗化を図る必要があり、Ｗ膜の抵抗率は２０μΩｃｍ以下にすることが望ましい。Ｗ膜は結晶粒を大きくすることで低抵抗率化を図ることができるが、Ｗ中に酸素等の不純物元素が多い場合には結晶化が阻害され高抵抗化する。このことより、スパッタ法による場合、純度９９．９９９９％のＷターゲットを用い、さらに成膜時に気相中からの不純物の混入がないように十分配慮してＷ膜を形成することにより、抵抗率９〜２０μΩｃｍを実現することができる。
【０１１３】
一方、導電層（Ａ）にＴａＮ膜を、導電層（Ｂ）にＴａ膜を用いる場合には、同様にスパッタ法で形成することが可能である。ＴａＮ膜はＴａをターゲットとしてスパッタガスにＡｒと窒素との混合ガスを用いて形成し、Ｔａ膜はスパッタガスにＡｒを用いる。また、これらのスパッタガス中に適量のＸｅやＫｒを加えておくと、形成する膜の内部応力を緩和して膜の剥離を防止することができる。α相のＴａ膜の抵抗率は２０μΩcm程度でありゲート電極に使用することができるが、β相のＴａ膜の抵抗率は１８０μΩcm程度でありゲート電極とするには不向きであった。ＴａＮ膜はα相に近い結晶構造を持つので、この上にＴａ膜を形成すればα相のＴａ膜が容易に得られた。尚、図示しないが、導電層（Ａ）の下に２〜２０ｎｍ程度の厚さでリン（Ｐ）をドープしたシリコン膜を形成しておくことは有効である。これにより、その上に形成される導電膜の密着性向上と酸化防止を図ると同時に、導電層（Ａ）または導電層（Ｂ）が微量に含有するアルカリ金属元素がゲート絶縁膜に拡散するのを防ぐことができる。いずれにしても、導電層（Ｂ）は抵抗率を１０〜５０μΩcmの範囲ですることが好ましい。
【０１１４】
次に、フォトマスクを用い、フォトリソグラフィーの技術を使用してレジストマスクを形成し、導電層（Ａ）と導電層（Ｂ）とを一括でエッチングして電極および配線を形成する（パターン形成工程２）。ゲート電極７１１〜７１３と容量配線７１４は、導電層（Ａ）から成る７１１ａ〜７１４ａと、導電層（Ｂ）から成る７１１ｂ〜７１４ｂとが一体として形成されている。
【０１１５】
そして、レジストマスクをアッシングした後に、ゲート電極７１１〜７１３と容量配線７１４をマスクとして、ｎチャネル型ＴＦＴのＬＤＤ領域を形成するために、ｎ型を付与する不純物元素を島状半導体層に添加する。ｎ型を付与する不純物元素としては、リン（Ｐ）や砒素（Ａｓ）を用いればよく、ここではリン（Ｐ）を添加すべく、フォスフィン（ＰＨ3）を用いたイオンドープ法を適用した。形成された不純物領域は低濃度ｎ型不純物領域７１５〜７１８として、このリン（Ｐ）濃度は１×１０16〜５×１０19atoms／cm3の範囲とすればよい。本明細書中では、ここで形成された低濃度ｎ型不純物領域に含まれるｎ型を付与する不純物元素の濃度を（ｎ-）と表す（図７（Ｄ））。
【０１１６】
次に、ｎチャネル型ＴＦＴを形成する島状半導体層７０６、７０７において、ソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度ｎ型不純物領域の形成を行った（ｎ+ドープ工程）。まず、フォトマスクを用い、レジストマスク８１９ａ〜８１９ｃを形成し（パターン形成工程３）、ｎ型を付与する不純物元素を添加して高濃度ｎ型不純物領域８２０〜８２２を形成した。ｎ型を付与する不純物元素にはリン（Ｐ）を用い、その濃度が１×１０20〜１×１０21atoms／cm3の濃度範囲となるようにフォスフィン（ＰＨ3）を用いたイオンドープ法で行った（図８（Ａ））。
【０１１７】
そして、レジストマスク８１９ａ〜８１９ｃを除去し、ｐチャネル型ＴＦＴを形成する島状半導体層７０５にソース領域およびドレイン領域とする高濃度ｐ型不純物領域８２４を形成するため、新たにレジストマスク８２３を形成する（パターン形成工程４）。ここでは、ゲート電極７１１をマスクとしてｐ型を付与する不純物元素を添加し、自己整合的に高濃度ｐ型不純物領域を形成する。高濃度ｐ型不純物領域はジボラン（Ｂ2Ｈ6）を用いたイオンドープ法で形成する。この領域のボロン（Ｂ）濃度は１×１０20〜３×１０21atoms／cm3となるようにする。この高濃度ｐ型不純物領域８２４には、ｎチャネル型ＴＦＴのＬＤＤ領域を形成するためのｎ-のリン（Ｐ）が添加されているが、この工程で添加するボロン（Ｂ）の濃度は十分に大きいため、ｐチャネル型ＴＦＴのソース領域およびドレイン領域として機能する上で何ら問題はなかった（図８（Ｂ））。
【０１１８】
そして、レジストマスク８２３を除去し、添加した不純物元素を活性化させる工程を行う。この工程はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。その他に、レーザーアニール法、またはラピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ法）を適用することができる。また、これらを併用して行ってもよい。熱アニール法では酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で４００〜７００℃、代表的には５００〜６００℃で行うものであり、本実施例では５５０℃で４時間の熱処理を行った。基板に耐熱温度が低いプラスチック基板を用いる場合にはレーザーアニール法を適用することが好ましい。レーザーアニール法による場合、ＫｒＦエキシマレーザー光（波長２４８ｎｍ）を用い、線状ビームを形成して、発振周波数５〜５０Ｈｚ、エネルギー密度１００〜５００ｍＪ／ｃｍ2として線状ビームのオーバーラップ割合を８０〜９８％として走査して基板全面を処理した。尚、レーザー光の照射条件には何ら限定される事項はなく、実施者が適宣決定すればよい。
【０１１９】
活性化の工程の後、さらに、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で、３００〜４５０℃で１〜１２時間の熱処理を行い、島状半導体層を水素化する工程を行った。この工程は熱的に励起された水素により島状半導体層にある１０16〜１０18/cm3のダングリングボンドを終端する工程である。水素化の他の手段として、プラズマ水素化（プラズマにより励起された水素を用いる）を行ってもよい。また、３００〜４５０℃の加熱処理により、下地膜７０２の酸化窒化水素化シリコン膜の水素をに拡散させて島状半導体層を水素化してもよい。
【０１２０】
活性化および水素化の工程が終了したら、層間絶縁膜８２５を形成する。層間絶縁膜として、無機絶縁膜または無機絶縁膜と有機樹脂とを組合せて形成すればよい。
【０１２１】
無機絶縁膜としては、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜、またはこれらを組み合わせた積層膜で形成すればよい。ここで、酸化シリコン膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法で、オルトケイ酸テトラエチル（Tetraethyl  Orthosilicate：ＴＥＯＳ）とＯ2とを混合し、反応圧力４０Pa、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１３．５６MHz）電力密度０．５〜０．８W/cm2で放電させて形成することができる。酸化窒化シリコン膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、ＮＨ3から作製される酸化窒化シリコン膜、またはＳｉＨ4、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜で形成すればよい。この場合の作製条件は反応圧力２０〜２００Pa、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（６０MHz）電力密度０．１〜１．０W/cm2で形成することができる。また、ＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、Ｈ2から作製される酸化窒化水素化シリコン膜を適用してもよい。窒化シリコン膜も同様にプラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、ＮＨ3から作製することが可能である。
【０１２２】
有機樹脂としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を使用することができる。例えば、基板に塗布後、熱重合するタイプのポリイミドを用いる場合には、クリーンオーブンで３００℃で焼成して形成する。また、アクリルを用いる場合には、２液性のものを用い、主材と硬化剤を混合した後、スピナーを用いて基板全面に塗布した後、ホットプレートで８０℃で６０秒の予備加熱を行い、さらにクリーンオーブンで２５０℃で６０分焼成して形成することができる。
【０１２３】
本実施例では、無機絶縁膜からなる層間絶縁膜８２５ａとして１００〜２００ｎｍの膜厚の酸化シリコン膜と、有機樹脂からなる層間絶縁膜８２５ｂとして１．０〜２．０μｍの平均厚を有するポリイミドを形成した。
【０１２４】
層間絶縁膜を有機樹脂で形成することにより、表面を良好に平坦化させることができる。また、有機樹脂は一般に誘電率が低いので、寄生容量を低減するできる。しかし、吸湿性があり保護膜としては適さないので、無機絶縁膜と組み合わせて用いる必要がある。
【０１２５】
その後、フォトマスクを用い、所定のパターンのレジストマスクを形成し、それぞれの島状半導体層に形成されたソース領域またはドレイン領域に達するコンタクトホールを形成する（パターン形成工程５）。コンタクトホールの形成はドライエッチング法により行う。この場合、エッチングガスにＣＦ4、Ｏ2、Ｈｅの混合ガスを用い有機樹脂からなる層間絶縁膜８２５ｂをまずエッチングし、その後、続いてエッチングガスをＣＦ4、Ｏ2として無機絶縁膜からなる層間絶縁膜８２５ａをエッチングする。さらに、島状半導体層との選択比を高めるために、エッチングガスをＣＨＦ3に切り替えてゲート絶縁膜７０８をエッチングすることにより、良好にコンタクトホールを形成することができる（図８（Ｃ））。
【０１２６】
そして、導電性の金属膜をスパッタ法や真空蒸着法で形成し、フォトマスクによりレジストマスクパターンを形成し、エッチングによってソース配線８２６〜８２８とドレイン配線８２９〜８３１を形成する（パターン形成工程６）。ここで、ドレイン配線８３１は画素電極として機能するものである。図示していないが、本実施例ではこの電極を、Ｔｉ膜を５０〜１５０nmの厚さで形成し、島状半導体層のソースまたはドレイン領域を形成する半導体層とコンタクトを形成し、そのＴｉ膜上に重ねてアルミニウム（Ａｌ）を３００〜４００nmの厚さで形成して配線とした。
【０１２７】
この状態で水素化処理を行うとＴＦＴの特性向上に対して好ましい結果が得られた。例えば、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で、３００〜４５０℃で１〜１２時間の熱処理を行うとよく、あるいはプラズマ水素化法を用いても同様の効果が得られた。また、このような熱処理により無機絶縁膜８２５ａや、下地膜に存在する水素を島状半導体層７０５〜７０７に拡散させ水素化をすることもできる。いずれにしても、島状半導体層中の欠陥密度を１０16/cm3以下とすることが望ましく、そのために水素を5×１０18〜５×１０19atoms/cm3程度付与すればよかった。このような処理を加えられた島状半導体層は僅かに存在する結晶粒界も不活性なものとなり、実質的に単結晶と見なせる領域が形成された（図８（Ｄ））。
【０１２８】
こうして同一の基板上に、駆動回路のＴＦＴと画素部の画素ＴＦＴとを有した基板を完成させることができる。駆動回路にはｐチャネル型ＴＦＴ８５０とｎチャネル型ＴＦＴ８６０、画素部には画素ＴＦＴ８７０と保持容量８８０が形成されている。本明細書では便宜上このような基板をアクティブマトリクス基板と呼ぶ。
【０１２９】
駆動回路のｐチャネル型ＴＦＴ８５０は、島状半導体層７０５にゲート電極７１１とゲート絶縁膜を介して設けられたチャネル形成領域８５１、高濃度ｐ型不純物領域からなるソース領域８５２およびドレイン領域８５３を有したシングルドレインの構造を有している。
【０１３０】
ｎチャネル型ＴＦＴ８６０は、島状半導体層７０６にゲート電極７１２とゲート絶縁膜を介して設けられたチャネル形成領域８６１、高濃度ｎ型不純物領域からなるソース領域８６２およびドレイン領域８６３、低濃度ｎ型不純物領域からなるＬＤＤ領域８６４ａ、８６４ｂを有している。ＬＤＤ領域のチャネル長方向の長さは０．５〜４．０μｍ、好ましくは１．５〜２．５μｍである。
【０１３１】
画素ＴＦＴ８７０は、島状半導体層７０７にゲート電極７１３とゲート絶縁膜を介して設けられたチャネル形成領域８７１ａおよび８７１ｂ、高濃度ｎ型不純物領域からなるソース領域８７２、ドレイン領域８７３および領域８７４、低濃度ｎ型不純物領域からなるＬＤＤ領域８７５ａ〜８７５ｄを有している。ＬＤＤ領域（Ｌoff）のチャネル長方向の長さは０．５〜４．０μｍ、好ましくは１．５〜２．５μｍである。さらに、保持容量８８０が容量配線７１４と、ゲート絶縁膜と同じ材料から成る絶縁膜と、画素ＴＦＴのドレイン領域８７３に接続する半導体層８８１とから形成されている。
【０１３２】
図８（Ｄ）では画素ＴＦＴ８７０をダブルゲート構造としたが、シングルゲート構造でもよいし、複数のゲート電極を設けたマルチゲート構造としても差し支えない。
【０１３３】
さらにゲート電極を耐熱性を有する導電性材料で形成することによりＬＤＤ領域やソース領域およびドレイン領域の活性化を容易としている。そして、このようなアクティブマトリクス基板で高品質な表示装置を実現することができる。本実施例で作製したアクティブマトリクス基板からは、反射型の液晶表示装置を作製することができる。
【０１３４】
本実施例のアクティブマトリクス基板の作製工程において、導電層（Ａ）および導電層（Ｂ）を成膜する工程や、ソース配線またはドレイン配線となる導電膜を成膜する工程において、成膜装置の基板支持体に基板表面周辺部にシールド（例えば金属はセラミック製或い）を設け、基板表面周辺部に導電層（Ａ）、導電層（Ｂ）および導電膜が成膜されないようにした。
【０１３５】
以上のようなアクティブマトリクス基板の作製工程において、パターン形成工程が６回必要である。そして、そのパターン形成工程１〜６の何れにも実施例５に示すエッジリンス方法を使用することが可能であり、実施例５に示すエッジリンス方法を使用することにより、歩留まりを向上することができた。
【０１３６】
本実施例では、パターン形成工程において実施例５に示すエッジリンス方法を使用したが、実施例６に示すエッジリンス方法を用いても歩留まりを向上することができる。
【０１３７】
また、本実施例ではアクティブマトリクス基板の作製工程におけるパターン形成工程に本発明のエッジリンス装置およびエッジリンス方法を使用したが、放射エネルギーを透過する基板の上に設けられた、他の表示装置、イメージセンサー或いは半導体素子を組み合わせた回路を作製する際のパターン形成工程に使用しても有効である。
【０１３８】
【発明の効果】
本発明は、通常のパターン形成と同様に露光、現像の処理により、エッジリンスを行うため、レジストの端部の盛り上がりを防止することができ、発塵やゴミをなくし、高い歩留まりを得ることができる。
【０１３９】
また、現像液を用いて不要部分のレジストを除去するため、従来起きていた洗浄液の飛散によるパターン形成不良を防止することができる。さらに、洗浄液を使う必要がなくなり、使用薬液の種類を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】    本発明を実施したエッジリンス装置の概略図
【図２】    本発明を実施したエッジリンス装置の概略図
【図３】    本発明を実施したエッジリンス装置の概略図
【図４】    本発明を実施したエッジリンス装置の概略図
【図５】    放射エネルギーの回り込み防止方法の一例を示す図
【図６】    放射エネルギーの回り込み防止方法の一例を示す図
【図７】    アクティブマトリクス基板の作製工程図
【図８】    アクティブマトリクス基板の作製工程図
【図９】    従来のエッジリンスを行った後のレジストの状態を示す図
【図１】
0004245743.tif 000002
【図２】
0004245743.tif 000003
【図３】
0004245743.tif 000004
【図４】
0004245743.tif 000005
【図５】
0004245743.tif 000006
【図６】
0004245743.tif 000007
【図７】
0004245743.tif 000008
【図８】
0004245743.tif 000009
【図９】
0004245743.tif 000010