专利名称：衬底的处理方法及用于该方法的药液的制作方法
技术领域：
本发明涉及衬底的处理方法及用于该方法的药液。
背景技术：
布线电路的形成通常通过例如，在半导体晶片、LCD(液晶显示屏)衬底或其它衬底上形成有机膜图案，和通过以该有机膜图案为掩模进行底模或衬底的蚀刻，从而进行底膜的图案形成处理，在底膜的图案形成处理之后去除有机膜图案。
例如，JP No.8-23103提出了形成布线电路的方法，其包括的步骤为在衬底上形成有机膜图案(在所述公开中称为“抗蚀图案”)后，通过进行以该有机膜图案为掩膜的蚀刻，对一层或两层底膜进行图案形成处理，对有机膜图案进行显影处理，即，使有机膜图案显影过度，以该显影过度的有机膜图案为掩膜，对一层或两层底膜进行再次的图案形成处理。使底膜形成为锥状或台阶状。从而形成对抗介电击穿能力高的布线电路。在底膜的再次图案形成处理之后，通过剥离处理去除有机膜图案。
图1为进行上述公开中所述方法的流程图。
如图1所示，该方法包括的步骤按照顺序为在衬底上形成的导电膜上涂敷有机膜(即，光致抗蚀剂)，对有机膜进行曝光处理(步骤S01)、显影处理(步骤S02)、以及预烘或加热处理(步骤S03)，因此，在衬底上形成最初的有机膜图案。该方法进一步包括的步骤按照顺序为以有机膜图案为掩膜对衬底上的导电膜进行蚀刻处理(步骤S04)，对有机膜图案进行显影过度处理(步骤S101)，和对有机膜图案进行预烘或加热处理(步骤S102)，将有机膜进行图案形成处理成为新的图案。
该方法进一步包括以下步骤以显影过度的有机膜图案为掩膜，通过对导电膜进行半蚀刻处理，使导电膜的截面形状为台阶状，以防止截面垂直化、或变为倒锥形。
然而该方法的问题在于在对导电膜进行蚀刻处理(步骤S04)中，最初的有机膜图案实际上受到破坏，导致在有机膜图案上形成变质层和/或沉积层。
如此形成的变质层和/或沉积层(以下称为“破坏层”)阻碍对该有机膜图案的第二显影(步骤S101)。即，由于破坏层覆盖有机膜图案的表面，使有机膜图案难以顺利进行显影过度。
显影过度的进行根据破坏层的状态的不同而不同。如果蚀刻处理(步骤S04)为湿法蚀刻，使用的药液和温度会对破坏层的状况产生很大的影响。另一方面，如果蚀刻处理(步骤S04)为干法蚀刻，使用的气体种类、处理的压力以及放电方式会对破坏层的状况产生很大的影响。并且，使用的气体种类的不同会导致对有机膜图案的化学破坏不同，处理的压力及放电方式的不同会导致离子化气体或自由基气体对有机膜图案的物理冲击力的不同。湿法蚀刻比干法蚀刻对有机膜图案造成的破坏小，因此由湿法蚀刻产生的破坏层比在干法蚀刻中产生的破坏层对有机膜图案显影的阻碍程度小。
如上所述，由于破坏层的存在而使有机膜图案的显影过度处理无法顺利进行，从而导致对有机膜图案的显影过度处理不均一，从而产生例如对底膜的二次图案加工中形成图案不均一的问题。
基于WO 00/41048(PCT/US99/28593)的JP No.2002-534789提出用于处理衬底的同步系统中使用的装置。具体地，该装置包括晶片簇工具，其具有使系统中所有事件彼此同步的调度程序。
JP No.10-247674提出用于处理衬底的装置，其包括多个处理器，每个处理器对衬底实施一系列的处理；和将衬底运送到各处理器中的运送工具。所述运送工具包括运送板；可围绕第一旋转轴旋转的第一旋转器，所述第一旋转轴与运送板垂直延伸；用于使第一旋转器旋转的第一传动器；可围绕第二旋转轴旋转的第二旋转器，所述第二旋转轴与第一旋转器垂直延伸；用于使第二旋转器旋转的第二传动器；可围绕第三旋转轴旋转的衬底支持器，所述第三旋转轴与第二旋转器垂直延伸，所述衬底支持器支持衬底；和用于驱动衬底支持器的第三传动器。
发明简述考虑到现有技术中的上述问题，本发明的目的是提供处理衬底的方法，其能够使衬底上形成的有机膜图案顺利地显影过度。
本发明还提供在上述方法中使用的药液。
本发明的一个方面提供衬底上形成的有机膜图案的处理方法，其包括的步骤为第一步骤，去除在有机膜图案表面上形成的变质层或沉积层；第二步骤，缩小有机膜图案的至少一部分，或去除有机膜图案的一部分。
最初在衬底上形成的有机膜图案可具有均一的厚度，但优选最初在衬底上形成的有机膜图案具有厚度彼此不同的至少两个部分。
为使有机膜图案具有厚度彼此不同的至少两个部分，可使有机膜图案暴露于至少两种不同的光下。具体地，可使用透光度彼此不同的两个或多个光栅掩膜。通过使有机膜图案接触两种或多种不同水平的光而使有机膜图案进行显影，使有机膜图案的曝光较多或较少的部分变薄，导致形成具有厚度彼此不同的两个或多个部分的有机膜图案。
有机膜图案的初始曝光的历史会在有机膜图案中残留，因此，通过对有机膜图案进行作为第二显影处理的显影处理，可使具有厚度小的部分进一步变薄或去除。
对于第二步骤中使用的具有使有机膜图案显影功能的药液，如果用于形成最初的有机膜图案的显影处理所使用正显影剂，那么同样使用具有正显影功能的显影液，如果用于形成最初的有机膜图案的显影处理使用负显影剂，那么同样使用具有负显影功能的显影液。
使较薄的膜部分变薄或去除的步骤可通过保持有机膜在进行第一步骤之前为无感光状态来进行。
另外，可通过保持有机膜在进行第一步骤之前为无感光状态，适当地进行确定有机膜图案的新图案的步骤。
本发明另外提供衬底上形成的有机膜图案的处理方法，其包括第一步骤，去除在有机膜图案表面上形成的变质层，使有机膜图案的未变质部分显现；第二步骤，缩小所述有机膜图案的至少一部分，或去除所述有机膜图案的一部分。
本发明另外提供衬底上形成的有机膜图案的处理方法，其包括第一步骤，去除在有机膜图案表面上形成的变质层，使有机膜图案显现；第二步骤，缩小所述有机膜图案的至少一部分，或去除所述有机膜图案的一部分。
本发明的另一方面提供上述方法中使用的药液，其包含0.01重量％到10重量％(含端值)的胺类材料。
本发明的方法可另外包括加热有机膜图案的步骤。该加热处理的目的在于去除有机膜图案中渗入的水分、酸溶液和/或碱溶液，或当有机膜图案和底膜之间的粘合力下降时，恢复该粘合力。有机膜图案的这种加热处理在例如50-150℃温度下进行60-300秒。
可通过本发明的方法彻底去除有机膜图案。这意味着本发明的方法可以用于有机膜图案的剥离或分离处理。
前述的本发明的优点在以下具体描述。
由于本发明的方法包括去除有机膜图案表面上形成的变质层或沉积层的第一步骤，所以可顺利地进行缩小有机膜图案的至少一部分或去除有机膜图案的一部分的第二步骤。
如果第二步骤是使有机膜图案显影两次或多次的步骤，有利于促进具有使有机膜图案显影功能的药液渗透进有机膜图案中，并使有机膜图案均一地显影。即使使用不具有使有机膜图案显影功能而具有使有机膜图案溶解功能的药液进行第二步骤，也可得到同样的效果。
图1是表示进行衬底处理的常规方法的步骤的流程图。
图2是处理衬底的装置的例子的平面图。
图3是处理衬底的装置的另一个例子的平面图。
图4是表示用于安装在处理衬底的装置中的候选处理单元的示意图。
图5是对有机膜图案实施药液处理的单元的例子的截面图。
图6是根据本发明第一个实施方案处理衬底的方法中进行的步骤的流程图。
图7是根据本发明第一个实施方案处理衬底的方法的例子中实施步骤的流程图。
图8是根据本发明第二个实施方案处理衬底的方法中实施步骤的流程图。
图9是根据本发明第三个实施方案处理衬底的方法中实施步骤的流程图。
图10是根据本发明第四个实施方案处理衬底的方法中实施步骤的流程图。
图11是根据本发明第四个实施方案处理衬底的方法中实施步骤的流程图。
图12是根据本发明第四个实施方案处理衬底的方法中第一个实施例中实施步骤的流程图。
图13是根据本发明第四个实施方案进行处理衬底的方法第二个实施例中实施步骤的流程图。
图14表示与形成变质层的原因对应的变质层的变质化程度。
图15表示药液中胺类材料的浓度与去除率之间关系的示意图。
图16表示对变质层只实施灰化处理时变质层的变化。
图17表示对变质层只实施药液处理时变质层的变化。
图18表示对变质层依次实施灰化处理和实施药液处理时变质层的变化。
优选实施方案本发明的实施方案涉及的衬底处理方法通过使用例如图2所示的衬底处理装置100或图3所示的衬底处理装置200来进行。
设计装置100和200，使其选择性地具有后面叙述的对衬底实施多种处理的处理单元。
例如如图4中所示，装置100、200可具有六种处理单元用于有机膜图案曝光的第一处理单元17、用于加热有机膜图案的第二处理单元18、用于控制有机膜图案温度的第三处理单元19、用于有机膜图案显影的第四处理单元20、用于对有机膜图案实施药液处理的第五处理单元21、和用于对有机膜图案实施灰化处理的第六处理单元22。
在用于有机膜图案曝光的第一处理单元17中，对在衬底上形成的有机膜图案进行曝光处理。可使覆盖至少一部分衬底的有机膜图案曝光。例如，可使完全覆盖衬底或覆盖衬底的总面积的至少1/10的有机膜图案曝光。在用于有机膜图案曝光的第一处理单元17中，可以使有机膜图案一次完全曝光，或在有机膜图案的预定区域内用聚光灯扫描曝光。例如，有机膜图案曝光所使用的光是紫外线、荧光、或自然光。
在用于加热有机膜图案的第二处理单元18中，对衬底或有机膜图案进行加热处理或烘干处理，处理温度可以在例如80℃-180℃、或100℃-150℃的范围内。第二处理单元18包括使衬底呈水平状态支承的平台和在其中配置有平台的箱体。
第三处理单元19控制有机膜图案或衬底的温度。例如第三处理单元19保持有机膜图案和/或衬底的温度在例如10℃-50℃、或10℃-80℃范围内。第三处理单元19包括使衬底呈水平状态支承的平台和在其中配置有平台的箱体。
在第五处理单元21中对有机膜图案或衬底实施药液处理。
如图5中所示，第五处理单元21包括，例如，存储药液的药液箱301、内部配置有衬底500的箱体302。箱体302包括将由药液箱301压送的药液提供到衬底500上的可动喷嘴303、使衬底500呈几乎水平状态支承的平台304、从箱体302内排出废液和气体的排出口305。
在第五处理单元21中，通过向药液箱301内压送氮气，可以将该药液箱301内的药液通过可动喷嘴303提供到衬底500上。并且，可动喷嘴303可以沿着水平方向移动。平台304包括多个直立栓将衬底500从下表面进行支承。
第五处理单元21也可以是将药液蒸气化并从而将蒸汽化的药液实施于衬底500上的干式的构造类型。
例如，在第五处理单元21使用的药液包含至少一种的酸溶液、有机溶剂和碱溶液。
在用于有机膜图案显影的第四处理单元20中，使有机膜图案或衬底显影。例如，除了显影剂存储于药液箱301中之外，可将第四处理单元20设计成与第五处理单元21具有相同结构。
在第六处理单元22中，通过以下处理或其它处理对在衬底500上形成的有机膜图案进行蚀刻等离子体处理(氧等离子体或氧/氟等离子体)、使用诸如紫外线等波长短的光的光能处理、及使用光能或热的臭氧处理。
如图2中所示，衬底处理装置100包括第一盒子台1，其中放置有用于存放衬底(例如LCD衬底或半导体晶片)的盒子L1；第二盒子台2，其中放置有和盒子L1相同的盒子L2；处理单元配置区域3到11，它们各自分别配置有处理单元U1到U9；在第一和第二盒子台1和2及各处理单元U1到U9之间进行衬底传送的衬底传送自动机12；用于控制自动装置12传送衬底和控制处理单元U1到U9来进行多种处理的控制器24。
例如，盒子L1用于存放衬底处理装置100进行处理前的衬底，盒子L2用于存放衬底处理装置100处理结束后的衬底。
可选择图4中所示六个处理单元中任一个作为布置于处理单元配置区域3-11中的处理单元U1到U9中的每一个。
根据处理单元的种类或处理能力，可以调节处理单元的数量。因此，在处理单元配置区域3到11任一个或多个中可以不布置任何处理单元。
控制器24根据处理单元U1到U9中的每一个和自动机12中将要进行的处理来选择程序，并执行所选择的程序，从而控制处理单元U1到U9和自动机12的操作。
具体地，控制器24根据与处理顺序相关的数据控制自动机12传送衬底的顺序，由此从第一和第二盒子台1、2及各处理单元U1到U9中取出衬底，并将衬底按照规定的顺序加入到其中。
另外，控制器24根据与处理条件有关的数据操作处理单元U1到U9。
图2中所示的装置100被设计成能够改变处理单元所要执行的处理的顺序。
相比之下，在图3中所示的装置200中，处理装置所要执行的处理顺序是固定的。
如图3所示，装置200包括放置有盒子L1的第一盒子台13；放置有盒子L2的第二盒子台16；分别配置有各处理单元U1到U7的处理单元配置区域3到9；在盒子L1和处理单元U1之间传送衬底的第一自动机14；在处理单元U7和盒子L2之间传送衬底的第二自动机15；和控制第一和第二自动机14和15将衬底传送到处理单元U1到U7以进行多种处理操作的控制器24。
在装置200中，在处理单元执行的处理顺序是固定的。具体地，连续处理从位于上流的处理单元开始，如图3中的箭头A的方向执行。
在处理单元配置区域3到9中将要布置的处理单元U1到U7中的每个选自图4所示的六种处理单元中的任意一种。根据处理的种类或处理能力，可以适当确定处理单元的数量。因此在处理单元配置区域3到9中的任意一个或多个中可不布置处理单元。
装置100和200设计成包括用于运送衬底的单元(具体为自动机)、用于在其中存储盒子的单元(具体为盒子台)和选自图4中所示六个处理单元的处理单元，以处理在衬底上形成的有机膜图案。
虽然图2和图3中所示装置100和200设计成分别包含九个和六个处理单元，但这些数量也可以根据处理的种类、处理单元的容量、成本等情况适当地增减。
此外，虽然装置100和200设计成包括两个盒子L1和L2，但其可根据需要的容量、成本等情况适当地增减其数量。
装置100和200可包括不同于图4中所示六个处理单元的处理单元。例如，装置100和200可包括用于使衬底曝光形成小图案的处理单元、用于湿或干法蚀刻衬底的处理单元、用于在衬底上涂覆抗蚀膜的处理单元、用于强化衬底和有机膜图案之间粘合力的处理单元、或用于洗涤衬底的处理单元(通过使用UV光或等离子体的干法清洗，和使用清洗液的湿法清洗)。
当装置100和200包括用于湿或干法蚀刻衬底的处理单元时，有可能使用有机膜图案作为掩膜对底膜(例如衬底表面)进行图案加工。
如果第五处理单元21包括可以蚀刻底膜的药液，具体地为其中包含酸或碱的蚀刻剂时，第五处理单元21可用作用作湿或干法蚀刻衬底的处理单元。
为了使各处理均一，装置100和200可包括多个用于对衬底实施多次共同处理的共同处理单元。
当装置100和200包括用于对衬底实施多次共同处理的多个共同处理单元时，优选在共同处理单元中处理衬底，以使衬底在共同处理单元中朝向彼此不同的方向(例如反向)。在这种情况中，优选装置100和200设计成具有使衬底在处理单元中的朝向不同的功能，以确保衬底的转向不需手动而可以自动完成。
当装置100和200包括单个的处理单元时，优选衬底在处理单元中处理多次，并且每次处理中衬底朝向彼此不同的方向。例如，优选在彼此相反的多个方向上处理衬底，在这种情况中，优选装置100和200设计成具有在某一个处理单元中处理衬底的功能，在每次处理中衬底朝向彼此不同的方向。
还优选衬底在一个处理单元中以第一方向进行处理，然后以与第一方向不同的第二方向进行处理，在这种情况中，优选装置100和200设计成具有可以这样作的功能。
以下说明本发明优选的实施方案。
以下实施方案的方法被实施于在衬底上形成的由感光有机膜组成的有机膜图案。在该方法中，在有机膜图案表面上形成的破坏层(变质层或沉积层)通过第一步骤去除，然后，在第二处理中缩小有机膜图案的至少一部分，或去除有机膜图案的一部分。
(第1实施方案)图6是根据本发明第一实施方案处理衬底的方法中的实施步骤的流程图。
在第一实施方案的方法中，在去除有机膜图案表面上形成的变质层或沉积层后，通过对该有机膜图案进行显影处理(例如第二显影处理)，从而缩小该有机膜图案的至少一部分，或去除有机膜图案的一部分。
以常规方式在衬底上形成有机膜图案，例如通过光刻法来进行。
具体地，在衬底上涂敷有机膜，然后，如图6所示，依次进行衬底(即有机膜)曝光处理(步骤S01)、有机膜显影处理(步骤S02)、预烘干或加热有机膜(步骤S03)，从而在衬底上形成最初的有机膜图案。
在有机膜显影处理(步骤S02)之后进行的预烘干或加热有机膜(步骤S03)起到在有机膜显影过度处理之前进行的有机膜(抗蚀膜)的预烘或加热的作用。考虑到在高温时有机膜中的光敏基团分解和树脂交联，因此有机膜的预烘干或加热(步骤S03)不在这样高的温下进行，以防止在显影过度处理中有机膜不能进行再次处理。具体地，有机膜的预烘干或加热(步骤S03)在至多为140℃下进行。例如有机膜的预烘干或加热(步骤S03)在等于或低于有机膜的预烘干的温度(50到130℃)下进行。由于上述原因，有可能通过控制有机膜预烘干或加热(步骤S03)的实施温度控制显影过度的比率。
可通过例如印刷法在衬底上形成初始的有机膜图案，在这种情况中，在去除变质层和沉积层之后进行的有机膜的显影处理是第一显影处理。
因此，如图6所示，用最初的有机膜图案作为掩膜蚀刻位于有机膜图案下面的底膜，即衬底的表面(步骤S04)。
第一实施方案的方法在蚀刻处理(步骤S04)之后具有另一处理。
具体地，如图6所示，在第一个实施方案的方法中，在对有机膜实施药液处理(步骤S11)作为前处理(第一处理)之后，按顺序进行有机膜图案显影处理(步骤S12)和加热有机膜图案(步骤S13)作为主处理(第二处理)。
在对有机膜图案实施药液处理(步骤S11)中，将药液(酸溶液、碱溶液或有机溶剂)实施于有机膜图案上以去除在有机膜图案表面形成的变质层或沉积层。对有机膜表表面实施药液处理(步骤S11)在第五处理单元21中进行。
在对有机膜图案实施药液处理(步骤S11)中，可决定该步骤的实施时间和选择使用的药液，以只去除破坏层(变质层或沉积层)。
在对有机膜图案实施药液处理(步骤S11)中，如果在有机膜图案表面形成变质层而没有形成沉积层，则选择性地去除变质层，如果在有机膜图案表面形成变质层和沉积层，则去除变质层和沉积层，如果在有机膜图案表面没有形成变质层而形成沉积层，则选择性地去除沉积层。
去除变质层和/或沉积层的结果是，使有机膜图案的未变质部分显现，或使被沉积层覆盖的有机膜图案显现。
例如，通过前处理(步骤S11)去除的沉积层是通过有机膜图案表面的变质形成的，引起所述变质的因素如下老化、热氧化、热硬化、沉积层对有机膜图案的附着、使用酸蚀刻剂对有机膜图案的湿法蚀刻、对有机膜图案灰化处理(例如O2灰化处理)、或使用干法蚀刻气体的干法蚀刻。也就是说，有机膜图案由于所述因素而受到物理的、化学的破坏而变质。由于其变质的程度、变质层的特性根据以下因素而大为不同，所以也随之产生变质层去除的难易度的不同湿法蚀刻处理中使用的药液；干法蚀刻处理(等离子体的应用)是各向同性或各向异性；有机膜图案上的沉积物的有无；干法蚀刻处理中使用的气体。
通过前处理(步骤S11)应去除的沉积层是由干法蚀刻处理引起的。该沉积层的特性也由于随着以下因素而大为不同，所以也随之产生沉积层去除的难易度的不同干法蚀刻处理是否是各向同性或各向异性；干法蚀刻处理中的使用气体。
因此，进行前处理(步骤S11)的时间和在前处理(步骤S11)中使用的药液需要根据变质层或沉积层去除难易适当地设定或选择。
例如，作为前处理(步骤S11)中所使用的药液，可选择含有碱性化学品的药液、含有酸性化学品的药液、含有有机溶剂的药液、含有有机溶剂和胺类材料系材料的药液、或含有碱性化学品和胺类材料的药液。
例如，上述碱性化学品可含有胺类材料和水，上述有机溶剂可含有胺类材料。
在前处理(步骤S11)中所使用的药液也可以含有防腐剂。
例如，胺类材料选自一乙基胺、二乙基胺、三乙基胺、一异丙基胺、二异丙基胺、三异丙基胺、一丁基胺、二丁基胺、三丁基胺、羟胺、二乙基羟胺、脱水二乙基羟胺、吡啶和甲基吡啶。药液可包含选自其中的一种或多种胺类材料。
药液中胺类材料的含量优选为0.01重量％到10重量％(含端值)，更优选为0.05重量％到3重量％(含端值)，最优选为0.05重量％到1.5重量％(含端值)。
前处理(步骤S11)具有以下优点具有使有机膜图案显影功能的药液在随后的步骤(即，显影过度(步骤S12))中可容易地渗透到有机膜图案中，从而，提高显影过度处理的质量及效率。
有机膜图案的第二显影处理或显影过度处理(步骤S12)在第四处理单元20中进行，用于缩小衬底上的有机膜图案的至少一部分，或去除有机膜图案的一部分。
在第四处理单元20中，使用具有有机膜图案显影功能的药液对在衬底上形成的有机膜图案进行显影处理。
对于具有使有机膜图案显影功能的药液，可选自含有0.1到10.0重量％的TMAH(氢氧化四甲基铵)的碱性水溶液，或如NaOH或CaOH的无机碱水溶液。
在加热有机膜图案(步骤S13)中，将衬底置于第二处理单元18中的保持在预定温度(例如80到180℃)下的平台上，并保持预定的时间(例如3到5分钟)。通过进行该步骤，可以使在显影过度处理(步骤S12)中实施于衬底上的具有使有机膜图案显影功能的药液渗入渗透到有机膜图案中，有利于通过显影过度处理将有机膜图案缩小或去除。
优选在进行步骤S13之后，使衬底的温度冷却到为约室温。
如上所述，用于缩小有机膜图案的至少一部分或去除有机膜图案的一部分的主处理包括显影过度处理(步骤S12)和加热处理(步骤S13)。
使有机膜图案的至少一部分缩小的处理包括不改变有机膜图案的面积而只缩小其体积(即，将有机膜图案的至少一部分变薄)的处理，和缩小有机膜图案的面积的处理。有机膜图案的一部分的去除伴随有有机膜图案面积的缩小。
进行本实施方案中的主处理具有如下的任一个目的。
(A)通过缩小有机膜图案的面积，将有机膜图案变成新的图案。
(B)去除有机膜图案的至少一部分，用于将有机膜图案的一部分分离成为多个部分，从而将有机膜图案变成新的图案。
(C)在所述(A)及(B)的处理之前及之后，分别以有机膜图案作为掩膜对底膜实施蚀刻处理，以使显影过度处理(步骤S12)前的蚀刻处理(步骤S04)中的蚀刻区域与步骤S12和S13后的蚀刻处理中的蚀刻区域不同。
(D)通过进行所述处理(C)，将位于有机膜图案下的底膜(例如衬底的表面)加工成为锥状(越上面的部分越细)或台阶状。
将底膜加工成为台阶状的处理可包括将显影过度处理后的有机膜图案作为掩膜，对底膜(例如导电膜)进行半蚀刻处理。这样的处理可以将底膜的截面形状变为台阶状，从而防止截面垂直化或变为倒椎形。
(E)当位于有机膜图案下的底膜为多层结构时，底膜中的任意至少两个层可通过上述步骤(C)而被蚀刻加工成为互不相同的图案。
(F)作为所述处理(A)及(B)的例子，假设有机膜图案由绝缘性材料构成，在显影过度处理(步骤S12)之前对衬底进行蚀刻(步骤S04)之后，使该有机膜图案变形，使得有机膜图案起到成为仅覆盖电路图案的绝缘膜。
(G)当最初的有机膜图案具有厚度彼此不同的至少两个部分时，通过选择性地只去除所述部分中厚度小的部分进行(A)或(B)处理，和随后的(C)到(F)处理。
(H)使有机膜图案的至少一部分缩小或变薄。通过这样的操作，可以使有机膜图案的至少一部分易于去除。
可通过实施处理(H)直到底膜出现，去除有机膜图案的至少一部分。
(I)当最初的有机膜图案具有厚度彼此不同的至少两个部分时，在各部分中只有厚度小的部分变薄，确保该部分可被容易地去除。
如果进行步骤(I)直到底膜显现，步骤(I)实质上与步骤(G)相同。
以下参照图7对步骤(G)的例子进行说明。
图7是当最初的有机膜图案具有厚度彼此不同的至少两个部分时，用于选择性地只去除部分中厚度小的部分的步骤的流程图。
图7(a-2)、图7(b-2)、图7(c-2)及图7(d-2)分别是平面图，图7(a-1)是图(a-2)的截面图，图7(b-1)是图7(b-2)的截面图，图7(c-1)是图7(c-2)的截面图，图7(d-1)是图7(d-2)的截面图。
如图7(a-1)及图7(a-2)所示，在绝缘衬底601上形成规定形状的栅电极602。绝缘衬底601上形成栅绝缘膜603，以覆盖所述栅电极602，并且，栅绝缘膜603上依次淀积有非晶硅层604、N+非晶硅层605及源极/漏极层606。
如图7(b-1)及图7(b-2)所示，在源极/漏极层606上形成最初的有机膜图案607(步骤S01到S03)，然后，以有机膜图案607为掩膜对源极/漏极层606、N+非晶硅层605及非晶硅层604进行蚀刻(步骤S04)。结果是，在没有被有机膜图案607覆盖的区域显现出栅绝缘膜603。
形成有机膜图案607以使其部分覆盖栅绝缘膜603的薄部分607a。具有两种厚度的有机膜图案可通过使作为薄部分607a的部分和607a以外的部分的曝光量互相不同而形成。
然后，实施前处理(对有机膜图案实施药液处理的步骤S11)及主处理(有机膜图案显影处理的步骤S12和加热有机膜图案的步骤S13)。形成最初的有机膜图案607时的曝光的历史也残留在有机膜图案607中。因此，通过进行主处理(步骤S12和步骤S13)，有机膜图案607中只有薄部分607a被选择性地去除，如图7(c-1)及图7(c-2)所示的状态。也就是说，最初的有机膜图案607被分割为多个部分(在图7中为两部分)。
然后，以有机膜图案607为掩膜，对源极/漏极层606及N+非晶硅层605进行蚀刻，结果使非晶硅层604显现，然后去除有机膜图案607。
当最初的有机膜图案形成为厚度彼此不同的多个部分时，通过只去除有机膜图案的多个部分中的薄部分，可以将有机膜进行图案形成处理，成为新的图案。具体地，通过将有膜图案分离为多个部分(例如图7(c-2)所示的二个部分)，可以将有机膜进行图案形成处理，成为新的图案。
当位于有机膜图案下的底膜由多个层构成时，在上述处理步骤S11、步骤S12和步骤S13之前和之后，分别以有机膜图案为掩膜对底膜进行蚀刻，以使在显影过度处理(步骤S12)之前进行的蚀刻处理(步骤S04)中所蚀刻的区域与在步骤S12和S13之后进行的蚀刻处理中所蚀刻的区域相互不同。因此，可以对底膜的多个层中的第一层(例如非晶硅层604)和第二层(例如源极/漏极层606及N+非晶硅层605)进行蚀刻处理，形成互相不同的图案。
以下对进行第一实施方案的方法中所使用的衬底处理装置的具体例子进行说明。
进行第一实施方案的方法中所使用的衬底处理装置包括装置100或200，其包括作为处理单元U1到U9或U1到U7的第五处理单元21、第四处理单元20，和第二处理单元18的衬底处理。
在装置100中，第五处理单元21、第四处理单元20和第二处理单元18的布置是任意的。
相比之下，衬底处理装置200中，依照图3中的箭头A方向按顺序布置第五处理单元21、第四处理单元20和第二处理单元18。类似地，在以下说明的方法中，装置200中各处理单元需要按照预定顺序布置。
加热有机膜图案的步骤S13可以省略，在这种情况中，就不需要装置100或200包括第二处理单元18了。在以下图8至图11中，和步骤S13一样，被括号括起的步骤意味着它们也同样可以被省略。另外，用括号括起的步骤所对应的处理单元也同样可以省略。
即使同一步骤进行多次(例如即使步骤S4进行两次)，装置100包括单个的处理单元用于进行该步骤。相比之下，装置200必需包括与进行同一步骤次数相等的同一处理单元。例如，如果步骤S4要进行二次，装置200就需要包括二个第二处理单元18。这一点在以下要说明的各衬底处理方法中是一样的。
在第一实施方案的方法中，由于首先进行前处理以去除在有机膜图案表面形成的变质层或沉积层，然后进行主处理以使有机膜图案的至少一部分缩小或去除有机膜图案的一部分。因此可以顺利地进行主处理。即，有可能有助于具有使有机膜图案显影功能的药液渗透有机膜图案中，并使有机膜图案均一显影。
(第二实施方案)图8是表示进行本发明第二实施方案的方法中的实施步骤的流程图。
如图8所示，与第一实施方案的方法相比，第二实施方案的方法另外包括在主处理(步骤S12和S13)之前对有机膜图案实施灰化处理的步骤(步骤S21)。
即，第二实施方案的方法与第一实施方案的方法的差别只在于其另外包括有机膜图案的灰化处理(步骤S21)，除了具有灰化处理(步骤S21)之外，与第一实施方案的方法是相同的。
在第二本实施方案的方法中，通过对有机膜图案实施灰化处理(步骤S21)，从而去除在有机膜图案表面上形成的变质层或沉积层。
所述灰化处理(步骤S21)在第六处理单元22中进行对于灰化处理(步骤S21)，可进行干法处理如在氧或氧/氟气氛中对有机膜图案实施等离子体；对有机膜图案实施具有短波长的光能如紫外线；或对有机膜图案实施臭氧。也就是对有机膜图案实施光能或热。
优选设置灰化处理(步骤S21)的实施时间，以使得只有变质层或沉积层被去除。
对于去除该变质导或沉积层的结果，与上述第一实施方案一样，使有机膜图案的未变质部分显现，或使被沉积层覆盖的有机膜图案显现。
作为前处理的灰化处理(步骤S21)可以提供的优点在于，在随后的步骤(即显影过度处理(步骤S12))中可使具有使有机膜图案显影功能的药液容易地渗透到有机膜图案中，即，起到提高显影过度的质量及效果的作用。
随后的处理与第一实施方案中的处理一样，所以省略其说明。
第二实施方案提供与所述第一实施方案相同的优点。
另外，由于对有机膜图案实施灰化处理(步骤S21)作为前处理，所以即使变质层、沉积层比较顽固，难以仅仅通过显影过度处理(步骤S21)除去的情况下，也可以将这些变质层、沉积层轻松地除去。
(第三实施方案)图9是进行本发明第三实施方案的方法中的实施步骤的流程图。
如图9所示，第三实施方案的方法包括对有机膜图案实施灰化处理(步骤S21)和对有机膜图案实施药液处理(步骤S11)，两者都作为前处理，并包括显影过度处理(步骤S12)和加热处理(步骤S13)，两者都作为主处理。
即，第三实施方案的方法中，只在前处理包括对有机膜图案实施灰化处理(步骤S21)和对有机膜图案实施药液处理(步骤S11)的组合来进行这一点上与第一实施方案的方法不同，其它方面都与第一实施方案的方法相同。
在第一实施方案中，前处理包括湿法处理(步骤S11)。相比之下，第三实施方案的前处理包括干法处理(步骤S21)和湿法处理(步骤S11)。因此，变质层或沉积层的表面通过干法处理，即灰化处理(步骤S21)除去，而变质层或沉积层的其余部分通过湿法处理，即实施药液处理(步骤S11)除去。
第三实施方案的方法提供与第一实施方案得到的相同的优点。
另外，即使难以只通过实施药液处理(步骤S12)除去变质层或沉积层，但是通过在实施药液处理(步骤S12)之前实施灰化处理(步骤S21)也可除去所述层。
在前处理中进行的灰化处理(步骤S21)用于除去变质层或沉积层的表面。因此与第二实施方案相比，可以缩短灰化处理时间，以确保可以减少由该灰化处理对底膜造成的破坏。
第三实施方案的步骤S11中所使用的药液与第一实施方案的步骤S11中所使用的药液相比，可以使用对有机膜图案侵蚀度小的药液，或使第三实施方案的步骤S11的处理时间比第一实施方案的步骤S11的处理时间短。
(第四实施方案)图10和图11是本发明第四实施方案的方法中实施步骤的流程图。
在图10和图11中，没有省略在衬底上形成最初的有机膜图案的步骤S01到S03，以及对底膜的蚀刻步骤S04。
如图10和图11所示，第四实施方案的方法另外包括在进行第一到第三实施方案的方法之前，进行有机膜图案的曝光处理(步骤S41)。
如图10(a)、图10(b)及图10(c)所示，有机膜图案的曝光处理(步骤41)可在前处理之前进行，或可选择地，如图10(d)所示，有机膜图案的曝光处理(步骤41)可在前处理的过程中进行，具体地，在灰化处理(步骤S21)和实施药液处理(步骤S11)之间进行。可选择地，或如图11(a)、图11(b)和图11(c)所示，有机膜图案的曝光处理(步骤S41)可在前处理开始后立即进行。
在步骤S41中，当最初的有机膜图案通过光刻法形成时，有机膜图案曝光二次，而当最初的有机膜图案通过印刷法形成时，有机膜图案曝光一次。
在有机膜图案的曝光处理(步骤41)中，覆盖至少一部分衬底的有机膜图案被曝光。例如，使完全覆盖衬底或覆盖了衬底总面积的至少1/10的有机膜图案曝光。有机膜图案的曝光处理(步骤S41)在第一处理单元17中进行。在第一处理单元17中，可使有机膜图案一次完全曝光，或在预定区域内使用聚光灯扫描曝光。例如，可使有机膜图案暴露于紫外光、荧光或自然光下。
在第四实施方案中，优选在初次曝光形成有机膜图案后，到步骤S41之前，保持衬底为无感光状态。通过保持无感光状态，这样有可能使显影过度处理(步骤S12)的效果均一，或使有机膜图案的总曝光均一。为了使衬底保持无感光状态，可对所有工序进行管理，或使装置100或200设计成具有这种功能的构造。
有机膜图案的曝光处理(步骤S14)可如下实施。
第一，通过使用具有规定图案的掩膜进行有机膜图案的曝光处理。即，根据在步骤S41中曝光的有机膜图案的区域确定有机膜图案的新图案。在随后的显影过度处理(步骤S12)中部分地除去有机膜图案，以使有机膜图案变为新图案。在形成有机膜图案的初始曝光后，到实施步骤S41为止的期间，需要使有机膜图案(或衬底)保持无感光状态。
第二，通过使衬底整体全面曝光，可更有效地进行步骤S12的有机膜图案的显影过度处理。这种情况下，在形成有机膜图案的初始曝光后，到步骤S41为止的期间，无需对有机膜图案(或衬底)的感光状态进行管理。即使在进行步骤S41之前有机膜图案在某种程度上被曝光(例如有机膜图案暴露于紫外线、UV光、荧光或自然光下，或在这些光下长时间放置)时，或不明程度的曝光的情况下，可通过实施步骤S41，使衬底均一曝光。
以下对第四实施方案的方法的实施例进行说明。
(第四实施方案的实施例1)图10(a)是第四实施方案的实施例1中的实施步骤的流程图。
如图10(a)所示，与图6中所示的第一实施方案的方法相比，在第四实施方案的实施例1的方法中，另外包括在蚀刻步骤S04后和实施药液处理S11之前有机膜图案的曝光处理(步骤S41)。
在实施例1中所使用的装置100或200包括作为处理单元U1到U9或U1到U7的第一处理单元17、第五处理单元21、第四处理单元20和第二处理单元18。
(第四实施方案的实施例2)图10(b)是第四实施方案的实施例2中的实施步骤的流程图。
如图10(b)所示，与图8中所示的第二实施方案的方法相比，在第四实施方案的实施例2的方法中，另外包括在蚀刻步骤S04后和灰化处理S21之前有机膜图案的曝光处理(步骤S41)。
在实施例2中所使用的装置100或200包括作为处理单元U1到U9或U1到U7的第一处理单元17、第六处理单元22、第四处理单元20和第二处理单元18。
(第四实施方案的实施例3)图10(c)是第四实施方案的实施例3中的实施步骤的流程图。
如图10(c)所示，与图9中所示的第三实施方案的方法相比，在第四实施方案的实施例3的方法中，另外包括在蚀刻步骤S04后和灰化处理S21之前有机膜图案的曝光处理(步骤S41)。
在实施例3中所使用的装置100或200包括作为处理单元U1到U9或U1到U7的第一处理单元17、第六处理单元22、第五处理单元21、第四处理单元20和第二处理单元18。
(第四实施方案的实施例4)图10(d)是第四实施方案的实施例4的实施步骤的流程图。
如图10(d)所示，与图9中所示的第三实施方案的方法相比，在第四实施方案的实施例4的方法中，另外包括在灰化处理S21和实施药液处理S11之间的有机膜图案的曝光处理(步骤S41)。
在实施例4中所使用的装置100或200包括作为处理单元U1到U9或U1到U7的第一处理单元17、第六处理单元22、第五处理单元21、第四处理单元20和第二处理单元18。
(第四实施方案的实施例5)图11(a)是第四实施方案的实施例5的实施步骤的流程图。
如图11(a)所示，与图6中所示的第一实施方案的方法相比，在第四实施方案的实施例5的方法中，另外包括在实施药液处理S11和显影过度处理S12之间的有机膜图案的曝光处理(步骤S41)。
在实施例5中所使用的装置100或200包括作为处理单元U1到U9或U1到U7的第一处理单元17、第五处理单元21、第四处理单元20和第二处理单元18。
(第四实施方案的实施例6)图11(b)是第四实施方案的实施例6的实施步骤的流程图。
如图11(b)所示，与图8中所示的第二实施方案的方法相比，在第四实施方案的实施例6的方法中，另外包括在灰化处理S21和显影过度处理S12之间的有机膜图案的曝光处理(步骤S41)。
在实施例6中所使用的装置100或200包括作为处理单元U1到U9或U1到U7的第一处理单元17、第六处理单元22、第四处理单元20和第二处理单元18。
(第四实施方案的实施例7)图11(c)是第四实施方案的实施例7的实施步骤的流程图。
如图11(c)所示，与图9中所示的第三实施方案的方法相比，在第四实施方案的实施例7的方法中，另外包括在实施药液处理S11和显影过度处理S12之间的有机膜图案的曝光处理(步骤S41)。
在实施例7中所使用的装置100或200包括作为处理单元U1到U9或U1到U7的第一处理单元17、第六处理单元22、第五处理单元21、第四处理单元20和第二处理单元18。
以下参照图12对第四实施方案的实施例1进行更具体的说明。
图12(a-2)、图12(b-2)、图12(c-2)及图12(d-2)分别是平面图，图12(a-1)是图12(a-2)的截面图，图12(b-1)是图12(b-2)的截面图，图12(c-1)是图12(c-2)的截面图，图12(d-1)是图12(d-2)的截面图。
如图12(a-1)及图12(a-2)所示，在绝缘衬底601上形成具有规定形状的栅电极602。在绝缘衬底601上形成栅绝缘膜603，以覆盖所述栅电极602，然后，在栅绝缘膜603上依次层积非晶硅层604、N+非晶硅层605及源极/漏极层606。
如图12(b-1)和图12(b-2)所示，在源极/漏极层606上形成有机膜图案607。然后，以有机膜图案607为掩膜对源极/漏极层606、N+非晶硅层605及非晶硅层604进行蚀刻。这样一来，只在没有形成有机膜图案607的区域显现出栅绝缘膜603。
最初的有机膜图案607和图7(b-1)所示的最初有机膜图案不同，其具有均一的厚度。
然后，按照进行上述本实施方案的实施例1-7(图10和11)中任一项所述的顺序进行前处理、主处理和有机膜图案的曝光处理S41。
通过使用具有预定图案的掩膜进行有机膜图案的曝光处理S41。在随后的显影过度处理(步骤S12)中，有机膜图案607被加工成为新图案，如图7(c-1)及图7(c-2)所示。即，最初的有机膜图案607被分割为多个部分(在图12中为二个部分)。
然后，使用有机膜图案607作为掩膜对源极/漏极层606及N+非晶硅层605进行蚀刻，使非晶硅层604显现，除去有机膜图案607。
当位于有机膜图案下的底膜由多个层构成时，在前处理、主处理和有机膜图案曝光处理之前和之后，使用有机膜图案作为掩膜对底膜进行蚀刻，以使在显影过度处理(步骤S12)之前进行的蚀刻处理(步骤S04)中所蚀刻的区域与在步骤S12和S13之后进行的蚀刻处理中所蚀刻的区域相互不同。因此，可以对底膜的多个层中的第一层(例如非晶硅层604)和第二层(例如源极/漏极层606及N+非晶硅层605)进行蚀刻处理，形成互相不同的图案。
以下参照图13对第四实施方案的实施例2进行更具体的说明。
图13(a-2)、图13(b-2)、图13(c-2)及图13(d-2)分别是平面图，图13(a-1)是图13(a-2)的截面图，图13(b-1)是图13(b-2)的截面图，图13(c-1)是图13(c-2)的截面图，图13(d-1)是图13(d-2)的截面图。在图13(b-2)及图13(c-2)中省略了有机膜图案。
如图13(a-1)及图13(a-2)所示，在绝缘衬底601上形成具有规定形状的栅电极602。在绝缘衬底601上形成栅绝缘膜603，以覆盖所述栅电极602。在栅绝缘膜603上形成规定形状的源极/漏极电极801，并在栅绝缘膜603上形成由绝缘材料组成的覆盖膜802，以覆盖所述源极/漏极电极801。
如图13(b-1)和13(b-2)所示，在覆盖膜802上形成最初的有机膜图案607。然后，以该有机膜图案607为掩膜对覆盖膜802及栅绝缘膜603进行蚀刻。这样一来，在没有最初的有机膜图案607覆盖的区域显现出栅电极602。
最初的有机膜图案607和图7(b-1)所示的最初有机膜图案不同，其具有均一的厚度。
然后，按照上述实施例1-7(图10和11)中任一项所述的顺序进行前处理、主处理及有机膜图案的曝光处理S41。
使用具有预定图案的掩膜进行有机膜图案607的曝光处理S41。从而在随后的如图13(c-1)所示的显影过度处理(步骤S12)中将有机膜图案607加工成为新图案。
然后，如图13(c-1)和13(c-2)所示，使用主处理得到的有机膜图案607作为掩膜对覆盖膜802进行蚀刻，结果使源极/漏极电极801部分地显现，然后除去有机膜图案607。
当位于有机膜图案下的底膜由多个层构成时，在前处理、主处理和有机膜图案曝光处理之前和之后，使用有机膜图案作为掩膜对底膜进行蚀刻，以使在显影过度处理(步骤S12)之前进行的蚀刻处理(步骤S04)中所蚀刻的区域与在步骤S12和S13之后进行的蚀刻处理中所蚀刻的区域相互不同。因此，可以对底膜的多个层中的第一层(例如栅绝缘层603)和第二层(例如覆盖膜802)进行蚀刻处理，形成互相不同的图案。
在对栅电极602上的栅绝缘膜603及覆盖膜802进行蚀刻后，只对源极/漏极电极801上的覆盖膜802进行蚀刻，可防止源极/漏极电极801被破坏。
由于第四实施方案的方法与第一到第三实施方案的方法相比，另外包括了有机膜图案的曝光处理(步骤41)，所以即使最初的有机膜图案的具有均一厚度的情况下(即，最初的有机膜图案不具有厚度彼此不同的至少两个部分时)，也可以将有机膜进行图案形成处理，成为新图案。
可选择地，即使在有机膜图案不被加工成为新的图案时，另外包括有机膜图案的曝光处理(步骤41)的第四实施方案的方法也可有效地进行显影过度处理(步骤S12)。
以下对上述各实施方案中的前处理的选择方针进行说明。
图14表示与变质层的成因对应的变质层的变质程度。在图14中对变质化程度以湿法剥离变质层的难易为基准进行确定。
如图14所示，变质层的变质化程度主要取决于湿法蚀刻中使用的药液、干法蚀刻处理是否为各向同性或各向异性、在有机膜图案上有无沉积物、湿法蚀刻处理中使用的气体。因此，变质层的除去的难易度也取决于那些因素。
对于在对有机膜图案实施药液处理(步骤S11)中使用的药液，可选自是酸溶液、碱溶液或有机溶剂，或是它们的组合。
具体地，药液选自碱性水溶液、或包含至少一种胺类材料作为有机溶剂的水溶液，其中胺类材料的含量为0.05到10重量％。
其中，胺类材料选自一乙基胺、二乙基胺、三乙基胺、一异丙基胺、二异丙基胺、三异丙基胺、一丁基胺、二丁基胺、三丁基胺、羟胺、二乙基羟胺、脱水二乙基羟胺、吡啶或甲基吡啶。
如果变质层的变质化程度相对小，即，如果因老化引起的氧化、酸蚀刻剂、各向同性氧灰化处理形成变质层，则所选药液中胺类材料的含量为0.05到3重量％。
图15是药液中胺类材料的浓度与有机膜图案除去效率之间关系的示意图。
如图15示，优选药液包含0.05到1.5重量％的胺类材料作为有机溶剂以只除去有机膜图案的变质层，而保留未变质部分。为此，优选药液中包含选自羟胺、二乙基羟胺、脱水二乙基羟胺、吡啶或甲基吡啶的胺类材料。对于防腐剂，可选择D-葡萄糖(C6H12O6)、螯合剂或抗氧化剂。
通过设定对有机膜图案实施药液处理(步骤S11)的实施时间，以及选择适当的药液，可只除去有机膜图案上的变质层或沉积层，而保留没有变质的部分或使被沉积层覆盖的有膜图案显现。
对有机膜图案实施药液处理(步骤S11)的优点在于，在步骤S11之后进行的显影过度处理(步骤S12)中，具有使有机膜图案显影的功能的药液可容易地渗透到有机膜图案中。
实际上，通过对有机膜图案的表面施用上述药液，可使变质层龟裂，或变质层的一部分或全部被除去。因此，可以在显影过度处理中避免变质层妨碍具有使有机膜图案显影功能的药液渗透到有机膜图案内。
重要的是，有机膜图案中没有变质的部分不能被除去而应保留下来，和药液可通过只除去变质层或使变质层龟裂而容易地渗透到有机膜图案中未变质的部分。需要选择可发挥所述作用的药液。
当形成的变质层或沉积层很牢固、或较厚、或相当难以除去时，优选在如图8、图9、图10(b)、图10(c)、图10(d)、图11(b)及图11(c)所示的灰化处理单独进行，或与对有机膜图案实施药液处理组合进行。通过单独进行这样的灰化处理或与药液处理组合进行，可以解决只用药液处理难于除去变质层、或除去时花费太多时间等的问题。
图16表示对变质层只实施氧(O2)灰化处理或各向同性等离子体处理时的变质层的变化，图17表示对变质层只实施药液处理(使用了含有2％羟胺的水溶液)时的变质层的变化，图18表示对变质层依次实施上述灰化处理和上述药液处理时的变质层的变化。在图16到18中，与图14类似，根据湿法剥离变质层的难易程序确定变质化程度。
如图16到18所示，无论哪种情况下都可以除去变质层。然而，将图16所示的氧灰化处理(各向同性等离子体处理)与对变质层施用药液处理(使用了含有2％羟胺的水溶液)的步骤相比较时，根据变质层的厚度、特征的不同，变质层的除去程度也不同。
如图16所示，氧灰化处理(各向同性等离子体处理)对有沉积物的变质层的除去比较是有效的，但易于对物体产生破坏。因此，如果对上面没有沉积物的变质层进行氧灰化处理(各向同性等离子体处理)时，比只对变质层实施药液处理(图15)剩余变质层的程度大。
相比之下，如图17所示，对变质层施用药液(含有2％羟胺的水溶液)处理对有沉积物的变质层的除去不如氧灰化处理有效果，但不会产生破坏。因此，如果对上面没有沉积物的变质层实施药液处理时，比只进行氧灰化处理处理的剩余变质层的程度大。
因此，为了具有图16和17中所示的优点，如图18所示，依次对变质层实施氧灰化处理(各向同性等离子体处理)和实施药液(使用了含有2％羟胺的水溶液)处理。可以理解，图18中所示的方法对有无沉积物的变质层都会产生效果，同时在可以抑制破坏产生的情形下除去变质层。
在上述各实施方案中，主处理包括有机膜显影过度处理(步骤S12)和加热有机膜图案(步骤S13)。主处理可包括对有机膜图案实施药液处理，其中药液没有使有机膜图案显影的功能，而具有溶解有机膜图案的功能。例如，这种药液可通过稀释分离剂得到。具体地，可通过将分离剂浓度稀释到20％或更低的浓度获得该药液。优选分离剂的浓度至少为2％。例如，可通过用水稀释分离剂得到所述药液。
在上述实施方案中，有机膜图案主要由有机感光膜组成。当有机膜图案通过印刷法形成，并且当使用不具有有机膜图案显影功能而具有溶解有机膜图案功能的药液进行主处理时，有机膜图案不总是需要由感光性有机膜构成。另外，这种情况下可不需要有机膜图案的曝光处理S41。
即使有机膜图案通过印刷法形成，其也可由有机感光膜组成，可进行有机膜图案的曝光处理S41。
上述实施方案的方法可进一步包括加热有机膜图案的步骤。进行加热有机膜图案的步骤的目的是除去有机膜图案内渗入的水分、酸溶液和/或碱溶液，或在有机膜图案和底膜之间的粘合力下降时，恢复该粘合力。例如，有机膜图案在50到150℃温度下加热60到300秒。
在上述实施方案的方法中可彻底除去有机膜图案。这意味着上述实施方案的方法或其部分可用于剥离或分离有机膜图案。具体地，作为第一个例子，可通过使用不仅具有可除去变质层和/或沉积层、而且可除去有机膜图案的药液，并且比在实施方案中前处理的实施时间(即，其中进行前处理而不彻底除去有机膜图案的时间)更长的时间内实施前处理可彻底除去有机膜图案。作为第二个例子，在前处理中除去变质层或沉积层，并且比在实施方案中的主处理的实施时间(即，其中进行主处理而不彻底除去有机膜图案的时间)更长的时间内实施主处理可彻底除去有机膜图案。
权利要求
1.衬底上形成的有机膜图案的处理方法，所述有机膜图案具有至少两种厚度，所述方法包括主要步骤通过使用药液缩小或去除所述有机膜图案的至少一部分。
2.衬底上形成的有机膜图案的处理方法，所述有机膜图案具有至少两种厚度，所述方法包括主要步骤通过将所述有机膜图案的薄部分选择性地变薄或选择性地去除而缩小或去除所述有机膜图案的至少一部分。
3.权利要求1或2所述的方法，其进一步包括第一步骤去除所述有机膜图案表面形成的变质层或沉积层，所述第一步骤在所述主要步骤前进行。
4.权利要求3所述的方法，其中所述变质层或沉积层在所述第一步骤中去除。
5.权利要求4所述的方法，其中所述变质层或沉积层在所述第一步骤中在选定的区域中去除。
6.权利要求5所述的方法，其中去除所述变质层，使所述有机膜图案的未变质部分显现。
7.权利要求1或2所述的方法，其中在所述主要步骤中，所述有机膜图案的至少一部分保持未被去除。
8.权利要求3所述的方法，其中所述变质层由所述有机膜图案表面因老化、热氧化和热硬化而发生的变质中的至少一种变质引起。
9.权利要求3所述的方法，其中所述变质层由使用湿法蚀刻剂对所述有机膜图案进行湿法蚀刻引起。
10.权利要求3所述的方法，其中所述变质层由对所述有机膜图案进行干法蚀刻或者灰化处理引起。
11.权利要求3所述的方法，其中所述变质层由对所述有机膜图案进行干法蚀刻引起的沉积物引起。
12.权利要求1或2所述的方法，其进一步包括第一步骤去除所述有机膜图案表面形成的沉积层，使所述有机膜图案显现，所述第一步骤在所述主要步骤前进行。
13.权利要求3所述的方法，其中所述沉积层是由对所述有机膜图案进行干法蚀刻而在所述有机膜图案表面上形成。
14.权利要求1或2所述的方法，其中所述有机膜图案通过印刷法形成。
15.权利要求1或2所述的方法，其中所述有机膜图案通过光刻法形成。
16.权利要求1或2所述的方法，其中所述主要步骤由使用具有使所述有机膜图案显影功能的药液使所述有机膜图案显影的步骤构成。
17.权利要求16所述的方法，其中所述药液由含有TMAH(氢氧化四甲基铵)的碱性水溶液或无机碱性水溶液构成。
18.权利要求17所述的方法，其中所述无机碱性水溶液选自NaOH和CaOH。
19.权利要求1或2所述的方法，其中所述第二步骤由对所述有机膜图案进行第K次显影处理的步骤构成，其中K为等于或大于2的整数。
20.权利要求1或2所述的方法，其中所述主要步骤由对所述有机膜图案施用药液的步骤组成，所述药液不具有使所述有机膜图案显影的功能、但具有溶解所述有机膜图案的功能。
21.权利要求20所述的方法，其中所述药液是通过稀释分离剂得到的。
22.权利要求1或2所述的方法，其中在所述主要步骤中，至少一个所述有机膜图案分离成多个部分。
23.权利要求1或2所述的方法，其进一步包括使用尚未实施所述主要步骤的所述有机膜图案作为掩膜对位于所述有机膜图案下的底膜进行图案形成处理的步骤。
24.权利要求1或2所述的方法，其中对所述有机膜图案实施变形处理，以使所述有机膜图案成为覆盖所述衬底上形成的电路图案的绝缘膜。
25.权利要求1或2所述的方法，其进一步包括使用已经实施了所述主要步骤的所述有机膜图案作为掩膜对位于所述有机膜图案下的底膜进行图案形成处理的步骤。
26.权利要求23所述的方法，其中所述底膜在所述步骤中被处理成为锥状或台阶状。
27.权利要求23所述的方法，其中所述底膜具有多层结构，所述多层结构中的任意两层或更多层在所述步骤中经过处理而具有与其它图案不同的图案。
28.权利要求3所述的方法，其中所述第一步骤的至少一部分通过对所述有机膜图案实施灰化处理进行。
29.权利要求3所述的方法，其中所述第一步骤的至少一部分通过对所述有机膜图案施用药液进行。
30.权利要求3所述的方法，其中所述第一步骤的至少一部分通过对所述有机膜图案施用药液和实施灰化处理进行。
31.权利要求30所述的方法，其中依次对所述有机膜图案实施灰化处理和对所述有机膜图案施用药液。
32.权利要求3所述的方法，其中所述第一步骤完全通过对所述有机膜图案施用药液进行。
33.权利要求3所述的方法，其中所述第一步骤完全通过依次对所述有机膜图案实施灰化处理和对所述有机膜图案施用药液进行。
34.权利要求29所述的方法，其中所述药液含有以下中至少之一酸性化学品、有机溶剂、碱性化学品、有机溶剂与胺类材料二者、或碱性化学品与胺类材料二者。
35.权利要求34所述的方法，其中所述有机溶剂至少含有胺类材料。
36.权利要求34所述的方法，其中所述碱性化学品至少含有胺类材料和水。
37.权利要求34所述的方法，其中所述胺类材料选自一乙基胺、二乙基胺、三乙基胺、一异丙基胺、二异丙基胺、三异丙基胺、一丁基胺、二丁基胺、三丁基胺、羟胺、二乙基羟胺、脱水二乙基羟胺、吡啶和甲基吡啶。
38.权利要求35所述的方法，其中所述药液中的所述胺类材料的含量范围为0.01重量％到10重量％，含端值。
39.权利要求38所述的方法，其中所述药液中的所述胺类材料的含量范围为0.05重量％到3重量％，含端值。
40.权利要求39所述的方法，其中所述药液中的所述胺类材料的含量范围为0.05重量％到1.5重量％，含端值。
41.权利要求29所述的方法，其中所述药液包含防腐剂。
42.权利要求1或2所述的方法，其进一步包括使所述有机膜图案曝光的曝光步骤，所述曝光步骤在所述主要步骤前进行。
43.权利要求3所述的方法，其进一步包括使所述有机膜图案曝光的曝光步骤，所述曝光步骤在所述第一步骤前进行。
44.权利要求3所述的方法，其进一步包括使所述有机膜图案曝光的曝光步骤，所述曝光步骤在所述第一步骤期间进行。
45.权利要求3所述的方法，其进一步包括使所述有机膜图案曝光的曝光步骤，所述曝光步骤在所述主要步骤和第一步骤之间进行。
46.权利要求42所述的方法，其中所述曝光步骤只在预定区域对所述有机膜图案进行。
47.权利要求46所述的方法，其中所述曝光步骤由在所述预定区域对所述有机膜图案完全曝光或者在所述预定区域用聚光灯扫描的步骤构成。
48.权利要求46所述的方法，其中所述预定区域的面积至少为所述衬底面积的1/10。
49.权利要求46所述的方法，其中所述有机膜图案的新图案根据所述曝光步骤的实施区域确定。
50.权利要求49所述的方法，其中确定所述曝光步骤的实施区域，以将所述有机膜图案的至少一部分分离为多个部分。
51.权利要求42所述的方法，其中在所述曝光步骤中使用紫外线、荧光和自然光中的至少之一。
52.权利要求28所述的方法，其中在所述灰化中由使用等离子体、臭氧及紫外线。
53.权利要求1或2所述的方法，其中所述有机膜图案在所述衬底上形成所述有机膜图案之后、实施所述主要步骤之前保持没有曝光。
54.用于权利要求35所述方法中的药液，其中所述药液中的所述胺类材料的含量范围为0.01重量％到10重量％，含端值。
55.权利要求54所述的药液，其中所述药液中的所述胺类材料的含量范围为0.05重量％到3重量％，含端值。
56.权利要求54所述的药液，其中所述药液中的所述胺类材料的含量范围为0.05重量％到1.5重量％，含端值。
57.权利要求54所述的药液，其中所述胺类材料选自羟胺、二乙基羟胺、脱水二乙基羟胺、吡啶和甲基吡啶。
全文摘要
本发明提供处理衬底上形成的有机膜图案的方法，其包括第一步骤(步骤S11)，去除有机膜图案表面上形成的变质层或沉积层；和第二步骤(步骤S12和S13)，将有机膜图案的至少一部分缩小，或去除所述有机膜图案的一部分。
文档编号H01L21/00GK1892444SQ200610093729
公开日2007年1月10日 申请日期2004年9月20日 优先权日2003年9月18日
发明者城户秀作 申请人:Nec液晶技术株式会社