JP3782374B2

JP3782374B2 - レジスト剥離装置

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Publication number: JP3782374B2
Application number: JP2002211237A
Authority: JP
Inventors: 俊元中川; 修小川; 悟森田; 泰之小早川; 誠菊川
Original assignee: Nagase and Co Ltd
Current assignee: Nagase and Co Ltd
Priority date: 2002-07-19
Filing date: 2002-07-19
Publication date: 2006-06-07
Anticipated expiration: 2022-07-19
Also published as: KR100510350B1; US20040011463A1; JP2004053923A; TW200401959A; TWI231891B; CN1477451A; KR20040010252A; CN1279406C

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造工程等において基板上のレジストを剥離するために用いられるレジスト剥離装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造工程やフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）基板の製造工程等におけるフォトリソグラフィ工程で使用されるレジスト材料には、露光によって可溶化するポジ型と、露光によって不溶化するネガ型とがあり、主としてポジ型が多用されている。ポジ型レジストの代表例としては、ナフトキノンジアジド系感光剤とアルカリ可溶性樹脂（ノボラック樹脂）とを主成分とするものが挙げられる。
【０００３】
かかるフォトリソグラフィ工程の最終段階では、レジストを基板から完全に剥離する必要があり、例えば、酸素プラズマによるドライアッシング工程とレジスト剥離液による湿式剥離工程とが併用されている。酸素プラズマによるドライアッシング工程を経た基板においては、シリコン酸化物やアルミニウム酸化物が生成するため、引き続き実施される湿式剥離工程では、レジストを剥離するだけでなく金属酸化物を完全に除去する必要がある。
【０００４】
一般に、半導体装置やＦＰＤ基板の製造におけるレジスト剥離工程では、レジスト剥離液として、有機アルカリや有機溶剤を組み合わせた溶液（非水系レジスト剥離液）が多用されており、また、このような溶液に適量の水を添加した溶液（水系レジスト剥離液）も使用される。
【０００５】
具体的には、レジスト剥離液に使用される有機成分として以下のものを例示できる。すなわち、有機アルカリとして、アルカノールアミン類、ジグリコールアミン類等が挙げられ、有機溶剤として、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチルピロリドン、グライコールエーテル類が挙げられ、必要に応じて各種添加剤が加えられて用いられる。また、水系レジスト剥離液は、これらに加え、主成分として純水を含むものである。また、非水系レジスト剥離液は、通常７０〜９０℃で使用される。一方、水系レジスト剥離液は、通常３０〜６５℃で使用される。
【０００６】
図３は、このようなレジスト剥離液を用いた従来のレジスト剥離装置の一例を示す構成図である。この装置７０は、多段に設けられた複数のレジスト剥離チャンバ７１及びこれに隣接されたリンスチャンバ７２を備えている。各レジスト剥離チャンバ７１内には、レジスト剥離液Ｒ０を貯留する各剥離液槽７３に接続されたスプレー９１が設置されている。レジスト剥離液Ｒ０は、レジスト剥離液供給系８１から剥離液槽７３に供給される。
【０００７】
また、リンスチャンバ７２には、純水槽７５に接続されたスプレー９５が設置されている。純水槽７５は、純水供給系８２からリンスチャンバ７２に供給される。さらに、各レジスト剥離チャンバ７１は、ドライエア供給系８３に接続されたガスナイフを有すると共に、排気系８４に接続されている。
【０００８】
このようなレジスト剥離装置７０では、半導体基板等の基板Ｗがローラコンベアによって各レジスト剥離チャンバ７１内を図示矢印Ｙで示す方向に移送される間に、スプレー９１からレジスト剥離液Ｒ０が基板表面に吹き付けられ、基板Ｗ上のレジストが剥離・除去される。溶解レジストを含むレジスト剥離液Ｒ０は、剥離液槽７３に回収され、循環使用された後、必要に応じてドレン系へ排出される。
【０００９】
また、基板Ｗ上には、ガスナイフ（ガスが空気の場合、一般的に‘エアナイフ’と呼称されている。）からドライエアが吹き付けられ、付着したレジスト剥離液Ｒ０が液切りされて後段のレジスト剥離チャンバ７１に移送され、最後に、リンスチャンバ７２内で水洗される。このとき、各チャンバ７１，７２内から、レジスト剥離液Ｒ０のミストを含む空気（混合ガス）が排気系８４によって大量に排気される。それに伴い、最前段のレジスト剥離チャンバ７１及びリンスチャンバ７２の外部から空気Ａが吸入される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、レジスト剥離液に使用される成分の沸点は、有機アルカリや有機溶剤では１６０〜２５０℃程度であり、水が１００℃である。よって、従来装置７０のレジスト剥離チャンバ７１から排出される混合ガスには、レジスト剥離液Ｒ０中の低沸点成分（非水系レジスト剥離液ではアルカノールアミン類等、水系レジスト剥離液では水分）が優先的に蒸発する。これらの蒸発成分及びスプレーミストを同伴する混合ガスは、排気系８４によって装置系外へ排出されるので、レジスト剥離液Ｒ０中のこれらの低沸点成分の濃度が低下し、その濃度変動を生じてしまう。
【００１１】
こうなると、レジスト剥離性能が徐々に低下する傾向にあり、これを防止すべくレジスト剥離液Ｒ０の有効成分を積極的に補充したり、一定の頻度でレジスト剥離液Ｒ０を交換したりといった操作が必要となる。その結果、レジスト剥離液Ｒ０の使用量が増大すると共に、その濃度管理等に煩雑な操作・作業を要してしまう。さらに、大量に排気された混合ガス中の有機成分を処理するための排気処理設備が必要となってしまう。
【００１２】
そこで、本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、レジスト剥離液に含まれる有効成分の濃度変動を防止でき、かつ、レジスト剥離液の使用量を削減できると共に、排ガス処理量を低減することが可能なレジスト剥離装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明によるレジスト剥離装置は、（１）レジストが被着した基板が収容され、その基板上にレジスト剥離液が供給されるレジスト剥離チャンバと、（２）レジスト剥離液を貯留する剥離液槽と、（３）剥離液槽に接続され剥離液槽内の剥離液をレジスト剥離チャンバ内で基板に散布するスプレーと、（４）レジスト剥離チャンバ内に供給された剥離液をレジスト剥離チャンバ内から剥離液槽に戻す剥離液ラインと、（５）レジスト剥離チャンバに接続されており、そのレジスト剥離チャンバ内のレジスト剥離液成分を含む混合ガスを前記レジスト剥離チャンバの外に導く剥離液ラインとは異なるガスラインと、（６）ガスラインに接続されており、混合ガス中の該レジスト剥離液成分が分離される気液分離部と、（７）気液分離部に接続されており、分離されたレジスト剥離液成分を剥離液槽に供給する回収レジスト剥離液ラインとを備えることを特徴とする。
【００１４】
このように構成されたレジスト剥離装置においては、レジスト剥離チャンバに収容された基板上にレジスト剥離液が供給され、基板に被着したレジストが剥離・除去される。このとき、レジスト剥離チャンバの内部には、スプレーミストとレジスト剥離液のミスト成分が蒸発した低沸点成分（レジスト剥離液成分）と空気（大気）等との混合ガスが発生する。この混合ガスは、例えばレジスト剥離チャンバに接続された排気系によって気液分離部へ導入され、ガスとレジスト剥離液成分に分離される。このように分離・回収されたレジスト剥離液は、回収レジスト剥離液供給部によって、再びレジスト剥離チャンバ内に供給される。
【００１５】
具体的には、例えば、レジスト剥離チャンバ内に、レジスト剥離液の供給液槽に接続されたスプレー（装置）を設け、この供給液槽と気液分離部との間に回収レジスト剥離液成分の回収部が設けられた構成を例示できる。
【００１６】
また、レジスト剥離チャンバがガス噴出部を有しており、（８）気液分離部でレジスト剥離液成分と分離されたガスが導入され、このガスをガス噴出部に供給する分離ガス供給部を更に備えると好ましい。こうすれば、ガス噴出部から系内に放出される空気（大気）が系内を循環するにつれ、回収・分離されたガス中の酸素ガスに対する窒素ガス等の残部ガスの割合が徐々に高まっていく。その結果、系内のガスが不活性化（不活化）されてレジスト剥離液の劣化が低減される。また、ガス中の湿分が増大するので、基板の乾燥が抑えられる。
【００１７】
さらに、ガス噴出部が基板に向かって設置されて成るとより好ましい。こうすれば、ガス噴出部が基板に付着したレジスト剥離液の液切りを行うためのガスナイフとして機能し得る。従来は、先述の如く、ガスナイフ用のガスとして外部からドライエアを供給するといった方策が採られていたのに対し、本発明では、レジスト剥離チャンバ内から回収された混合ガスからの分離ガスをガスナイフ用のガス源とすることができる。
【００１８】
また、本発明者らの知見によれば、従来のようにドライエアが基板表面に吹き付けられると、基板上に付着したレジスト剥離液の乾燥が過度に進む傾向にあることが判明した。例えば、基板が略完全に乾いた状態となると、レジスト剥離液中に溶解していたレジストが析出するおそれがある。こうなると、基板上にレジストの薄膜残りが生ずることがあり、基板の後処理上問題が生じる可能性がある。これに対し、本発明では、湿分を含み得る分離ガスが基板表面に供給されるので、過度の乾燥が防止でき、かかる従来の不都合が解消される。また、レジスト剥離液の低沸点成分の蒸発量を大幅に低減でき、レジスト剥離液の濃度変動を減少させることができる。
【００１９】
さらに、（９）レジスト剥離チャンバ内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部を更に備えるとより好ましい。ここで、不活性ガスとしては、特に限定されず、窒素（Ｎ₂）ガス、希ガス等が挙げられるが、工業上利用性、及びコストの観点から、窒素ガスが有用である。
【００２０】
本発明者らは、上述したレジスト剥離液の消費量低減に加え、別の観点から、従来のレジスト剥離装置について種々の検討を行ってきたところ、更に以下の知見を得た。
【００２１】
すなわち、レジスト剥離液の主成分である有機溶媒としてブチルジグリコール（ＢＤＧ）を用い、アルカリとしてモノエタノールアミン（以下「ＭＥＡ」という）等のアミン類を用いると、ＢＤＧが空気中の酸素（Ｏ₂）ガスにより酸化されてＭＥＡと反応しオキサミドが生成する。オキサミド自体は、レジストに対する剥離活性を有していない。また、オキサミドの濃度が過度に高まると、その結晶が析出するため、活性なアミン類の濃度が低下する傾向にある。また、析出した結晶は、パーティクル或いは管路の目詰まりの原因となったり、濃度測定系の不安定要素となり得る。
【００２２】
或いは、ＭＥＡ等のアミン類が、空気中の炭酸ガス（ＣＯ₂）と反応してカルバミン酸が生成する。これによっても、活性なアミン類の濃度が低下する。また、カルバミン酸自体は、レジストに対する剥離活性を有していない。さらに、カルバミン酸は水系レジスト剥離液への溶解度が小さく、比重及び粘度も異なる傾向にあるため、レジスト剥離液が二相分離を起こし得る。こうなると、基板上のレジストの剥離むら等が生じるおそれがある。
【００２３】
さらに、レジスト剥離液は、処理に伴ってレジストが溶け込むことにより、着色して吸光度が変化する傾向にあり、これを利用して溶解レジスト濃度の測定及び濃度管理を実施することが可能である。しかし、レジスト剥離液中にレジストが溶解しない状態においても、レジスト剥離液が空気と接触していると、時間の経過と共に着色を生じることが確認された。これは、自然酸化による着色と考えられるが、こうなると吸光度測定による溶解レジスト濃度の測定に悪影響を与え、測定誤差による管理精度が低下するおそれがある。
【００２４】
これに対し、不活性ガス供給部からレジスト剥離チャンバ内に窒素ガス等の不活性ガスが供給されると、レジスト剥離チャンバ内の空気がその不活性ガスでパージされ、レジスト剥離液と空気との接触が遮断される。また、レジスト剥離チャンバ内を外部から完全に封止することが理想的ではあるが、現実的には困難を伴う。そのような場合でも、窒素ガス等の不活性ガスをチャンバ内に供給して能動的なガス置換を行えば、レジスト剥離液への酸素ガス及び炭酸ガスの吸収量を、実質的に問題とならない程度に低減し得る。
【００２５】
より具体的には、レジスト剥離液が水系レジスト剥離液であって、互いに連通し多段に設けられた複数のレジスト剥離チャンバと、複数のレジスト剥離チャンバのうち最後段のレジスト剥離チャンバと連通して設けられており且つ水が供給されるリンスチャンバと、複数のレジスト剥離チャンバのうち最前段のレジスト剥離チャンバにガスラインを介して接続された気液分離部と、リンスチャンバに接続された不活性ガス供給部とを備えると有用である。
【００２６】
このような構成のレジスト剥離装置では、多段に連設されたレジスト剥離チャンバの後段に更にリンスチャンバが接続されており、基板がこれらを順次流通する間に水系レジスト剥離液によるレジストの剥離・除去が行われ、最後に水リンスされる。また、各チャンバは連通しており、気液分離部が接続された最前段のチャンバから排気され、不活性ガス供給部が接続された最後段に位置するリンスチャンバから吸気される。よって、窒素ガス等は、基板の流通方向と逆に流れ、全チャンバ内が窒素ガス等でパージされる。また、窒素ガス等がリンスチャンバを経由するので、系内には水分を含む湿り窒素ガスが循環することとなる。これにより、水系レジスト剥離液の水分の蒸発量が大幅に低減され、水分濃度の低下を抑制できる。さらに、混合ガスから回収される分離ガスに適度な湿気が付与され、この湿りガスがガス噴出部から基板に吹き付けられる。
【００２７】
この場合、最前段のレジスト剥離チャンバと気液分離部とがダンパや流量調節弁等を有する管路を介して接続され、不活性ガスが供給されるリンスチャンバ内の圧力値に基づいて、ダンパや流量調節弁等の開度を調整する圧力スイッチ等を備えると好適である。
【００２８】
或いは、レジスト剥離液が非水系レジスト剥離液であって、互いに連通し多段に設けられた複数のレジスト剥離チャンバと、複数のレジスト剥離チャンバのうち最後段のレジスト剥離チャンバと連通して設けられており且つ水が供給されるリンスチャンバと、複数のレジスト剥離チャンバのうち最前段のレジスト剥離チャンバにガスラインを介して接続された気液分離部と、最後段のレジスト剥離チャンバに接続された不活性ガス供給部とを備えると有用である。
【００２９】
このような構成のレジスト剥離装置では、多段に連設されたレジスト剥離チャンバの後段に更にリンスチャンバが接続されており、基板がこれらを順次流通する間に非水系レジスト剥離液によるレジストの剥離・除去が行われ、最後に水リンスされる。
【００３０】
また、各チャンバは連通しており、気液分離部が接続された最前段のチャンバから排気され、不活性ガス供給部が接続された最後段のレジスト剥離チャンバから吸気される。よって、窒素ガス等の不活性ガスは、基板の流通方向と逆に流れ、全レジスト剥離チャンバ内が窒素ガス等でパージされる。また、窒素ガス等がリンスチャンバを経由しないので、非水系レジスト剥離液が循環する系内への水分の混入が防止され、非水系レジスト剥離液が吸湿することを抑止できる。
【００３１】
この場合、最前段のレジスト剥離チャンバと気液分離部とがダンパや流量調節弁等を有する管路を介して接続され、不活性ガスが供給される最後段のレジスト剥離チャンバ内の圧力値に基づいて、ダンパや流量調節弁等の開度を調整する圧力スイッチ等を備えると好適である。また、リンスチャンバには、独立した排気系を接続することが望ましい。
また、剥離液槽、スプレー及び剥離液ラインの組合せを、レジスト剥離チャンバ毎に備え、回収レジスト剥離液ラインは、気液分離部で分離されたレジスト剥離液成分を２段目のレジスト剥離チャンバに対応する剥離液槽を介して最前段のレジスト剥離チャンバに対応する剥離液槽に供給することも好ましい。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は、図示の比率に限られるものではない。
【００３３】
図１は、本発明によるレジスト剥離装置の第１実施形態を示す構成図である。レジスト剥離装置１００は、液晶ディスプレイに代表されるＦＰＤ等の基板Ｗに被着したレジストを水系レジスト剥離液Ｒ１により剥離する装置システムであり、レジスト剥離系１、リンス系２、液回収供給系３、ガス回収供給系４、排気系５、ドレン系６、及び窒素ガス供給系７を備えるものである。
【００３４】
レジスト剥離系１は、連設された複数のレジスト剥離チャンバ１１を備えており、各レジスト剥離チャンバ１１の底部に、レジスト剥離液供給系３４に接続された剥離液槽１３が管路Ｋ１を介してそれぞれ接続された構成を有している。各レジスト剥離チャンバ１１は、基板Ｗの搬入口１１ａを有している。また、各レジスト剥離チャンバ１１内には、基板Ｗが載置され且つ回動可能なローラコンベアＲが設けられており、これらの上方には、基板Ｗに対向するように配置された複数のノズル１４ａを有するスプレー１４が設置されている。各スプレー１４は、流量調節弁Ｃ１、フィルターＦ、及びポンプＰ１を有する管路Ｋ２を介して各剥離液槽１３に接続されている。さらに、各レジスト剥離チャンバ１１内におけるスプレー１４よりも後段には、基板Ｗの両面に配向して設置されたガスノズル１２ａ，１２ａを有するガスナイフ１２（ガス噴出部）が配置されている。
【００３５】
また、この管路Ｋ２における流量調節弁Ｃ１とフィルターＦとの間には、流量調節弁Ｃ２を有し剥離液槽１３内に挿通された循環攪拌及び循環ろ過用の分岐管路Ｋ３が接続されている。さらに、各剥離液槽１３は、ポンプＰ２を有する管路Ｋ４で接続されており、最後段のレジスト剥離チャンバ１１に接続された剥離液槽１３は、流量調節弁Ｃ３が設けられた管路Ｋ５を介して上述したレジスト剥離液供給系３４に接続されている。
【００３６】
一方、リンス系２は、最後段のレジスト剥離チャンバ１１に連設されたリンスチャンバ２１を備えている。リンスチャンバ２１は、基板Ｗの搬入口２１ａと搬出口２１ｂとを有している。また、リンスチャンバ２１内にもローラコンベアＲが設けられており、これらの上方には、基板Ｗに配向するように配置された複数のノズル２４ａを有するスプレー２４が設置されている。
【００３７】
このスプレー２４は、流量調節弁Ｃ４、フィルターＦ、及びポンプＰ３を有する管路Ｋ６を介して純水槽２３に接続されている。また、管路Ｋ６における流量調節弁Ｃ４とフィルターＦとの間には、流量調節弁Ｃ５を有し純水槽２３内に挿通された循環攪拌及び循環ろ過用の分岐管路Ｋ７１が接続されている。さらに、純水槽２３は、流量調節弁Ｃ６が設けられた管路Ｋ７を介して純水供給系２２に接続されている。またさらに、リンスチャンバ２１には、流量調節弁Ｃ９を有する管路Ｋ７７を介して窒素ガス供給系７が接続されている。
【００３８】
また、液回収供給系３は、ダンパＤ１が設けられた管路Ｋ８により最前段のレジスト剥離チャンバ１１に接続されたサイクロン３１、これに管路Ｋ９を介して接続されたコンデンサ３２、及びサイクロン３１に管路Ｋ１０を介して接続された剥離液回収槽３３（回収部）を備えている。そのダンパＤ１には、リンスチャンバ２１に設けられた圧力スイッチＰＳが接続されている。また、管路Ｋ１０には、コンデンサ３２に接続された管路Ｋ１１が接続されている。さらに、コンデンサ３２は、排気ブロア５１を有する管路Ｋ５１によって排気系５へと接続されており、これにより、各レジスト剥離チャンバ１１及びリンスチャンバ２１内のガスが液回収供給系３へ導入されるようになっている。
【００３９】
また、剥離液回収槽３３は、流量調節弁Ｃ７、フィルターＦ及びポンプＰ４を有する管路Ｋ１２により、最後段の剥離液槽１３とレジスト剥離液供給系３４とを接続する管路Ｋ５に接続されている。このように、サイクロン３１及びコンデンサ３２から気液分離部が構成されている。また、剥離液回収槽３３及び各剥離液槽１３から回収レジスト剥離液供給部が構成されている。
【００４０】
他方、ガス回収供給系４は、各レジスト剥離チャンバ１１にそれぞれ接続され且つ流量調節弁Ｃ８が設けられた分岐管路Ｋ１３を有する管路Ｋ１４に接続されたガスタンク４１を備えている。分岐管路Ｋ１３は、レジスト剥離チャンバ１１内のガスナイフ１２に接続されている。また、このガスタンク４１には、フィルターＦ及びコンプレッサーＰ５を有する管路Ｋ１５が接続されており、この管路Ｋ１５は、コンデンサ３２から排気系５へと繋がる管路Ｋ５１に接続されている。
【００４１】
また、ドレン系６は、剥離液回収部６１及び純水回収部６２を備えている。剥離液回収部６１には、それぞれ開閉弁Ｖを有する分岐管路Ｋ６１が接続された管路Ｋ６２によって剥離液槽１３が接続されている。なお、最前段の剥離液槽１３には、管路Ｋ６２に接続されたオーバーフロー用の管路Ｋ６３が接続されている。さらに、管路Ｋ６２には、開閉弁Ｖを有する分岐管路Ｋ６４を介して剥離液回収槽３３が接続されている。
【００４２】
また、純水回収部６２には、リンスチャンバ２１の底部に接続された管路Ｋ６５が接続されており、この管路Ｋ６５には、開閉弁Ｖを有する分岐管路Ｋ６６を介して純水槽２３が接続されている。
【００４３】
このように構成されたレジスト剥離装置１００を用いた基板Ｗのレジスト処理の一例について、以下に説明する。まず、基板Ｗのレジスト剥離処理に先立って、水系レジスト剥離液Ｒ１がレジスト剥離液供給系３４から最後段の剥離液槽１３へ管路Ｋ５を通して供給される。水系レジスト剥離液Ｒ１は、ポンプＰ２の運転により、管路Ｋ４を通して逐次前段の剥離液槽１３へ移送される。また、純水Ｍが、純水供給系２２から純水槽２３へ管路Ｋ７を通して供給される。
【００４４】
ここで、水系レジスト剥離液Ｒ１としては、特に制限されず、一般に用いられるもの、例えば、アルカノールアミン類とジメチルスルホキシドと純水との混合溶液、アルカノールアミン類とＮ−メチルピロリドンと純水との混合溶液、アルカノールアミン類とグライコールエーテル類と純水との混合溶液等、又は、これらに各種添加剤が添加された溶液が挙げられる。
【００４５】
また、水系レジスト剥離液Ｒ１に用いられる原液としては、上記の例では、ジメチルスルホキシド系原液、Ｎ−メチルピロリドン系原液、ジグリコール系原液、アルカノールアミン類原液、アルカノールアミンとグライコールエーテル系溶剤との混合原液、又はこれらに純水や各種添加剤が添加された原液等が用いられる。
【００４６】
アルカノールアミン類としては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、アミノエチルエタノールアミン、Ｎ−メチル−Ｎ，Ｎ−ジエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルエタノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、３−アミノ−１−プロパノール等を列挙できる。また、グライコールエーテル類としては、ブチルジグリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル等を列挙できる。さらに、各種添加剤としては、カテコール、還元剤、金属防食剤、キレート剤等を列挙できる。
【００４７】
また、リンスチャンバ２１内に、窒素ガス供給系７から管路Ｋ７７を通して窒素ガスを供給する。このとき、流量調節弁Ｃ９の弁開度を適宜調整して所定の流量とする。それと共に、排気ブロア５１を運転して、最前段のレジスト剥離チャンバ１１内の排気を行う。これらの操作により、搬入口１１ａ，２１ａによって互いに連通する各レジスト剥離チャンバ１１及びリンスチャンバ２１内が、窒素ガスでパージされる。
【００４８】
なお、最前段のレジスト剥離チャンバ１１の搬入口１１ａ及びリンスチャンバ２１の搬出口２１ｂからは、系外部の空気が吸入され得る。リンスチャンバ２１への窒素ガスの供給量は、かかる空気の吸入量が不都合に増大しない程度に調整されると好ましい。また、レジスト剥離チャンバ１１からの排気量は、リンスチャンバ２１に取り付けられた圧力スイッチＰＳからの制御信号によって管路Ｋ８のダンパＤ１の開度を調節することに調整する。圧力スイッチＰＳは、リンスチャンバ２１の内圧をモニターし、例えば予め設定された圧力との差分に応じた弁開度信号をダンパＤ１へ送出するものである。
【００４９】
そして、基板Ｗが一定間隔で最前段のレジスト剥離チャンバ１１の搬入口１１ａから順次レジスト剥離系１へ導入され、ローラコンベアＲ上を後段へ向かって（図示矢印Ｙの方向へ）移動する。このとき、各剥離液槽１３に接続されたポンプＰ１を運転し、流量調節弁Ｃ１を所定の開度とすることにより、フィルターＦで濾過された水系レジスト剥離液Ｒ１がスプレー１４から基板Ｗ上に噴出される。この際、必要に応じて流量調節弁Ｃ２の開度が適宜調節され、スプレー１４への液供給量が調整される。
【００５０】
このスプレーに伴い、水系レジスト剥離液Ｒ１のミストが発生する。また、水系レジスト剥離液Ｒ１は、通常、３０〜６５℃の温度で使用されるため、基板Ｗへの熱的影響が少ない低温でのレジスト剥離処理が可能であるが、主成分であり且つ低沸点成分である水の一部が蒸発する。こうして、各レジスト剥離チャンバ１１内には、水系レジスト剥離液Ｒ１成分が窒素ガスに含有されて成る混合ガスが発生する。また、後述するように、リンスチャンバ２１では、水ミスト及び水蒸気が生じるので、これらもその混合ガスに含まれる。この際、リンスチャンバ２１への窒素ガスの供給及びレジスト剥離チャンバ１１内の排気は常時実施されており、図示矢印Ｘの方向に気流が生じている。これにより、混合ガスは最前段のレジスト剥離チャンバ１１から管路Ｋ５を通して連続的に排出され、液回収供給系３のサイクロン３１へ導入される。
【００５１】
サイクロン３１としては、例えば、気液分離用サイクロンが用いられ、導入された混合ガスから液分である水系レジスト剥離液Ｒ１の大部分がガス成分から分離される。分離された回収レジスト剥離液Ｒ２は、管路Ｋ１０を通して剥離液回収槽３３へ送られる。一方、若干の水系レジスト剥離液Ｒ１成分を含むガスは、管路Ｋ６を通してコンデンサ３２へ導入される。
【００５２】
コンデンサ３２では、分離されるガスの湿度（湿分）が過度に低下せずに且つ過度に高くならないように、つまり分離されたガスＧ（分離ガスＧ）が適度の湿気を含む湿りガスとなるように、更に気液分離が行われる。例えば、分離ガスＧの相対湿度が６０〜９０％となるような条件が採用される。
【００５３】
コンデンサ３２で凝縮回収された回収レジスト剥離液Ｒ２は、管路Ｋ１１，Ｋ１０を通して剥離液回収槽３３へ送られる。この回収レジスト剥離液Ｒ２は、ポンプＰ４の運転により、管路Ｋ１２を通りながらフィルターＦで濾過されたものが管路Ｋ５に流入され、各剥離液槽１３へ逐次供給される。
【００５４】
一方、コンプレッサーＰ５を運転することにより、コンデンサ３２で気液分離されたガス（分離ガスＧ）の少なくとも一部が、管路Ｋ５１から管路Ｋ１５を通して濾過された後ガスタンク４１へ導入され、適宜貯留される。この分離ガスＧは、管路Ｋ１４へ送られ、流量調節弁Ｃ８により一定の流量で各分岐管路Ｋ１３を通して各ガスナイフ１２へ供給される。
【００５５】
ところで、基板Ｗは、ローラコンベアＲ上を移動する間に、スプレー１４から水系レジスト剥離液Ｒ１が吹き付けられ、これにより基板Ｗ上のレジストの大部分が溶解して除去される。溶解レジストを含む水系レジスト剥離液Ｒ１は、レジスト剥離チャンバ１１の底部から管路Ｋ１を通して剥離液槽１３へ戻入され、循環使用される。また、剥離液槽１３内の液量の低下に伴って、水系レジスト剥離液Ｒ１がレジスト剥離液供給系３４から剥離液槽１３に補給される。
【００５６】
なお、補給にあたっては、新液、原液、純水、添加剤等の各種構成成分のうち少なくといずれか一種を供給してもよい。また、水系レジスト剥離液Ｒ１が万一過剰供給となった場合その他必要に応じて、最前段の剥離液槽１３から管路Ｋ６３を通してオーバーフローした分がドレン系６へ送られる。さらに、水系レジスト剥離液Ｒ１の液交換が必要になった場合、適宜管路Ｋ６１，Ｋ６５を通してドレン系６へ排出される。
【００５７】
こうしてスプレー１４下を通過した基板Ｗの表面には、ガスナイフ１２から分離ガスＧが吹き付けられ、基板Ｗに付着した水系レジスト剥離液Ｒ１の液切りが行われる。ここで、上述の如く、分離ガスＧは適度の湿分を含む湿り窒素ガスであり、基板Ｗに付着した水系レジスト剥離液Ｒ１は、表面が完全に乾燥しないが結露もしない状態で、次段のレジスト剥離チャンバ１１へ移送される。
【００５８】
それから、基板Ｗは、後段の複数のレジスト剥離チャンバ１１内で上述したのと同様にレジストの溶解・除去処理が行われた後、搬入口２１ａを通ってリンスチャンバ２１内に導入される。リンスチャンバ２１では、純水槽２３から管路Ｋ６を通して供給された純水Ｍが、スプレー２４から基板Ｗ上に噴出され、基板Ｗ上に残存する水系レジスト剥離液Ｒ１の洗浄が行われる。そして、基板Ｗは、搬出口２１ｂから外部へ搬出される。洗い流された水系レジスト剥離液Ｒ１は、純水Ｍと共に管路Ｋ６５を通してドレン系６へ送出される。
【００５９】
このようなレジスト剥離装置１００によれば、レジスト剥離チャンバ１１内で混合ガスへ移行した水系レジスト剥離液Ｒ１成分が、サイクロン３１及びコンデンサ３２を有する液回収供給系３によって、回収レジスト剥離液Ｒ２として混合ガスから分離・回収され、剥離液回収槽３３及び剥離液槽１３を介して基板Ｗ上のレジスト剥離処理に再使用される。したがって、混合ガスの排気による水系レジスト剥離液Ｒ１の消費、つまり処理に伴って水系レジスト剥離液Ｒ１が系外へ排出されることを防止できる。その結果、基板Ｗ上へ供給される水系レジスト剥離液Ｒ１中の水分濃度等が低下することに起因するレジスト剥離性能の劣化を抑止することが可能となる。また、系外部から少量混入した空気中のＯ₂ガス及びＣＯ₂ガスが水系レジスト剥離液Ｒ１に吸収されることにより、回収された分離ガスＧは、Ｏ₂ガス及びＣＯ₂ガスの残存量が減少した不活性ガスに近い状態となり、レジスト剥離性能の劣化を抑止することができる。換言すればレジスト剥離性能を長期にわたって維持することが可能となる。
【００６０】
また、これにより、剥離液槽１３への新液、純水、原液等の補給頻度を格段に低減でき、それに伴う煩雑な操作・作業を省略できる利点がある。さらに、水系レジスト剥離液Ｒ１の使用量を大幅に削減することができる。またさらに、混合ガスから分離ガスＧを回収してガスナイフ１２に使用するので、ドライエアが不要となるばかりでなく、混合ガスをそのまま排出していた従来に比して、排ガス処理量を大幅に削減そのガス処理設備の小規模化及び簡略化を図ることができる。しかも、非防爆仕様とされる装置の安全性を一層向上できる。
【００６１】
さらにまた、多段に設けられたレジスト剥離チャンバ１１及びこれと連通するリンスチャンバ２１内を窒素ガスでパージするので、水系レジスト剥離液Ｒ１と空気との接触を十分に遮断することができる。よって、水系レジスト剥離液Ｒ１がＢＤＧ等のグライコールエーテル類とＭＥＡ等のアミン類を含む場合に、このグライコールエーテル類と空気中の酸素ガスとの反応によりオキサミド（例えば、ＢＤＧとＭＥＡを含む場合に生じ得るＮ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）オキサミド等）が生成することを抑止できる。従って、オキサミドの結晶析出に起因するパーティクルの発生、管路の目詰まり、及び濃度測定系の不安定化を防止できる。
【００６２】
また、ＭＥＡと空気中の炭酸ガスとの反応によりカルバミン酸（例えば、２−ヒドロキシエチルカルバミン酸等）が生成することも抑止できる。従って、水系レジスト剥離液Ｒ１が二相分離を起こすことに起因する基板Ｗ上のレジストの剥離むら、ひいてはレジストの薄膜残りの発生を防止できる。
【００６３】
さらに、このようにオキサミドやカルバミン酸の生成を抑止できるので、水系レジスト剥離液Ｒ１中の有効成分であるＭＥＡやＢＤＧ等の消費が抑えられる。よって、レジスト剥離性能の低下及び劣化を更に防止することができる。またさらに、水系レジスト剥離液Ｒ１中の溶存酸素濃度を低下させることができるので、基板Ｗに下地メタル層が設けられている場合に、その腐食を防止できる。加えて、水系レジスト剥離液Ｒ１中の溶解レジスト濃度を吸光度測定により測定して液性管理を行う場合でも、空気との接触が十分に遮断されることにより、水系レジスト剥離液Ｒ１の酸化に起因する着色の発生を防止できるので、吸光度測定の精度が低下することを防止できる。よって、溶解レジスト濃度による液に管理精度を高く維持できる。
【００６４】
また、適度な湿分を含む分離ガスＧをガスナイフ１２へ供給し、基板Ｗに付着した水系レジスト剥離液Ｒ１の液切りを行うので、基板Ｗが完全に乾燥することなくレジスト剥離チャンバ１１及びリンスチャンバ２１を流通する。よって、レジスト剥離処理及びリンス処理の途中で、基板Ｗ上に溶解レジストが析出することを防止できる。その結果、基板Ｗの後処理への悪影響を抑制できる。さらに、液切り時に基板Ｗが乾燥するのを防ぐだけでなく、基板Ｗに分離ガスＧ中の液分（水分）が結露等で付着することも防止される。よって、十分な液切りが可能となる。加えて、窒素ガスをリンスチャンバ２１へ供給するので、レジスト剥離系１内に湿り窒素ガスを供給し易くなり、その結果、水系レジスト剥離液Ｒ１の水分の蒸発、及び分離ガスＧ中の湿分の不足を防止できる。
【００６５】
図２は、本発明によるレジスト剥離装置の第２実施形態を示す構成図である。レジスト剥離装置２００は、水系レジスト剥離液Ｒ１の代わりに非水系レジスト剥離液Ｒ３が用いられること、水系の回収レジスト剥離液Ｒ２の代わりに非水系の回収レジスト剥離液Ｒ４が得られること、ダンパＤ１に接続する圧力スイッチＰＳ及び窒素ガス供給系７がリンスチャンバ２１の代わりに最後段のレジスト剥離チャンバ１１に接続されていること、及び、リンスチャンバ２１にダンパＤ２を介して排気系５が接続されていること以外は、図１に示すレジスト剥離装置１００と同様に構成されたものである。
【００６６】
このレジスト剥離装置２００においては、通常、７０〜９０℃の一定温度に保持された非水系レジスト剥離液Ｒ３が基板Ｗ上に供給される。非水系レジスト剥離液Ｒ３としては、一般に、純水を除く先述の水系レジスト剥離液Ｒ１の構成成分と同等のものを用いることができる。また、窒素ガスを最後段のレジスト剥離チャンバ１１へ供給して最前段のレジスト剥離チャンバ１１から排気し、且つ、リンスチャンバ２１内を別個独立に排気することにより、レジスト剥離系１とリンス系２とはガスの流通が遮断され、両者の気相が隔離される。
【００６７】
よって、レジスト剥離チャンバ１１から排出されサイクロン３１へ導入される混合ガスには水分が含まれず、非水系レジスト剥離液Ｒ３から優先的に蒸発した低沸点成分（例えばＭＥＡ等のアミン類等）や、非水系レジスト剥離液Ｒ３のスプレーミストが主に含まれる。その結果、水分を含まず、且つ、湿分として非水系レジスト剥離液Ｒ３成分が適度に含まれる分離ガスＧが、混合ガスから分離回収されてガスナイフ１２へ供給される。
【００６８】
このレジスト剥離装置２００によれば、混合ガスに移行した非水系レジスト剥離液Ｒ３が、液回収供給系３で回収レジスト剥離液Ｒ４として回収されて再使用されると共に、混合ガスから分離回収した分離ガスＧが再使用される。よって、液消費量及び使用量の削減、系外への排出防止、低沸点成分の蒸発防止、レジスト剥離性能の劣化防止、液補給頻度及び作業の軽減、ドライエアの不使用、並びに、排ガス処理量の削減を達成できる。また、全レジスト剥離チャンバ１１内が窒素ガスパージされるので、非水系レジスト剥離液Ｒ３と空気との接触が防止され、劣化成分の発生及び液の着色を抑制できる。さらに、回収される分離ガスＧが、非水系レジスト剥離液Ｒ３成分（有機分）で適度な湿りガスとされると、ガスナイフ１２で基板Ｗの液切りを行う際に、その乾燥及ぶ結露を防止できる。なお、これらの効果が奏される作用機序の詳細については、レジスト剥離装置１００と同等であるので、ここでの説明は省略する。
【００６９】
加えて、窒素ガス供給系７が、最後段のレジスト剥離チャンバ１１に接続され、リンスチャンバ２１内のガスが流入しないようにされているので、非水系レジスト剥離液Ｒ３への水分の混入が防止される。よって、非水系レジスト剥離液Ｒ３の性状が変化することを抑止できる。
【００７０】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。例えば、レジスト剥離チャンバ１１は単一でも構わない。また、圧力スイッチＰＳとダンパＤ１による排気量制御に代えて、ガスマスバランスによる流量制御のみによってもよい。また、分離ガスＧをガスナイフ１２に用いることなく、レジスト剥離チャンバ１１内へ噴出させてもよい。この場合、ガスタンク４１を省略しても構わない。さらに、分離ガスＧをガスタンク４１に回収する代わりに、吸着又は吸収等によって固体又は液体に担持又は保持させてもよい。またさらに、剥離液回収槽３３を用いずに、回収レジスト剥離液Ｒ２，Ｒ４を直接剥離液槽１３へ送出してもよい。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明のレジスト剥離装置によれば、レジスト剥離液の有効成分の濃度変動を防止でき、かつ、レジスト剥離液の使用量を削減できると共に、排ガス処理量を低減することが可能となる。また、不活性ガス供給部を備えれば、レジスト剥離液の劣化防止を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるレジスト剥離装置の第１実施形態を示す構成図である。
【図２】本発明によるレジスト剥離装置の第２実施形態を示す構成図である。
【図３】従来のレジスト剥離装置の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
１…レジスト剥離系、２…リンス系、３…液回収供給系、４…ガス回収供給系、５…排気系、６…ドレン系、７…窒素ガス供給系、１１…レジスト剥離チャンバ、１２…ガスナイフ（ガス噴出部）、１２ａ…ガスノズル、１３…剥離液槽、１４，２４…スプレー、１４ａ，２４ａ…ノズル、２１…リンスチャンバ、２２…純水供給系、２３…純水槽、３１…サイクロン、３２…コンデンサ、３３…剥離液回収槽、３４…レジスト剥離液供給系、１００，２００…レジスト剥離装置、Ｄ１，Ｄ２…ダンパ、Ｇ…分離ガス、Ｍ…純水、ＰＳ…圧力スイッチ、Ｒ１…水系レジスト剥離液、Ｒ２，Ｒ４…回収レジスト剥離液、Ｒ３…非水系レジスト剥離液、Ｗ…基板。

Claims

レジストが被着した基板が収容され、該基板上にレジスト剥離液が供給されるレジスト剥離チャンバと、
レジスト剥離液を貯留する剥離液槽と、
前記剥離液槽に接続され前記剥離液槽内の剥離液を前記レジスト剥離チャンバ内で前記基板に散布するスプレーと、
前記レジスト剥離チャンバ内に供給された剥離液を前記レジスト剥離チャンバ内から前記剥離液槽に戻す剥離液ラインと、
前記レジスト剥離チャンバに接続されており、該レジスト剥離チャンバ内のレジスト剥離液成分を含む混合ガスを前記レジスト剥離チャンバの外に導く前記剥離液ラインとは異なるガスラインと、
前記ガスラインに接続されており、前記混合ガス中の該レジスト剥離液成分が分離される気液分離部と、
前記気液分離部に接続されており、分離された前記レジスト剥離液成分を前記剥離液槽に供給する回収レジスト剥離液ラインと、
を備えるレジスト剥離装置。
前記レジスト剥離チャンバがガス噴出部を有しており、
前記気液分離部で前記レジスト剥離液成分と分離されたガスが導入され、該ガスを前記ガス噴出部に供給する分離ガス供給部を更に備える、
請求項１に記載のレジスト剥離装置。
前記ガス噴出部が前記基板に向かって設置されて成る、請求項２記載のレジスト剥離装置。
前記レジスト剥離チャンバ内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部を更に備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載のレジスト剥離装置。
前記レジスト剥離液が水系レジスト剥離液であって、
互いに連通して多段に設けられた複数の前記レジスト剥離チャンバと、
前記複数のレジスト剥離チャンバのうち最後段のレジスト剥離チャンバと連通して設けられており、水が供給されるリンスチャンバと、
前記複数のレジスト剥離チャンバのうち最前段のレジスト剥離チャンバに前記ガスラインを介して接続された前記気液分離部と、
前記リンスチャンバに接続された前記不活性ガス供給部とを備える請求項４記載のレジスト剥離装置。
前記ガスラインにはダンパが設けられ、
さらに前記リンスチャンバ内の圧力値に基づいて、前記ダンパの開度を調整する圧力スイッチを備える請求項５に記載のレジスト剥離装置。
前記レジスト剥離液が非水系レジスト剥離液であって、
互いに連通して多段に設けられた複数のレジスト剥離チャンバと、
前記複数のレジスト剥離チャンバのうち最後段のレジスト剥離チャンバと連通して設けられており、水が供給されるリンスチャンバと、
前記複数のレジスト剥離チャンバのうち最前段のレジスト剥離チャンバに前記ガスラインを介して接続された前記気液分離部と、
前記最後段のレジスト剥離チャンバに接続された前記不活性ガス供給部と、を備える請求項４記載のレジスト剥離装置。
前記ガスラインにはダンパが設けられ、
さらに、前記最後段のレジスト剥離チャンバ内の圧力値に基づいて前記ダンパの開度を調整する圧力スイッチを備える請求項７に記載のレジスト剥離装置。
前記レジスト剥離チャンバを複数備え、前記複数のレジスト剥離チャンバは互いに連通して多段に設けられ、
前記剥離液槽、前記スプレー及び前記剥離液ラインの組合せを、前記レジスト剥離チャンバ毎に備え、
前記回収レジスト剥離液ラインは、前記気液分離部で分離された前記レジスト剥離液成分を２段目のレジスト剥離チャンバに対応する剥離液槽を介して最前段のレジスト剥離チャンバに対応する剥離液槽に供給する請求項１〜４のいずれかに記載のレジスト剥離装置。
前記剥離液槽、前記スプレー及び前記剥離液ラインの組合せを、前記レジスト剥離チャンバ毎に備え、
前記回収レジスト剥離液ラインは、前記気液分離部で分離された前記レジスト剥離液成分を２段目のレジスト剥離チャンバに対応する剥離液槽を介して最前段のレジスト剥離チャンバに対応する剥離液槽に供給する請求項５〜８のいずれかに記載のレジスト剥離装置。