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JP4776380B2 - 処理装置及び処理方法 - Google Patents

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Description

本発明は、処理装置及び処理方法に関し、特にリソグラフィ工程に用いたフォトレジストの除去に適した処理装置及び処理方法に関する。
被処理体表面に処理液を供給して例えばレジスト等の除去対象物を除去する際に、役割の終わった処理液をいかに早く被処理体表面から排除することができるかが重要である。現状では、特に大型なガラス基板の場合、除去されたレジストが基板表面に再付着を起こし、処理効率が非常に悪い。
また、特許文献１には、基板に対向させて、処理済みガスの回収ノズルと、基板に平行なガイド板とを設けた構成が開示されているが、この構成では、回収ノズルで回収しきれなかった処理済みガスが、回収ノズルの後方（基板搬送方向上流側）をまわりこんで、さらにガイド板の上方を流れて、基板搬送方向の下流側に流れてしまい、基板における処理済み部分に再付着してしまう可能性がある。
特開２００５−１３８５４号公報（図３）
本発明は、搬送方向に沿って送られる被処理体において、搬送方向下流側のすでに処理された部分への汚染を抑制する処理装置及び処理方法を提供する。
本発明の一態様によれば、被処理体を処理する処理室と、前記処理室内で前記被処理体を移動させる移動手段と、処理液の吐出口が前記被処理体の移動路に対向させて設けられ、かつ前記吐出口からの前記処理液の吐出方向が、前記被処理体の移動方向に対して垂直な方向よりも前記移動方向の上流側に対して向けられる第１のノズルと、前記処理室内における前記移動路の上方の空間を、前記第１のノズルの位置を境に、前記移動方向の上流側の空間と、前記移動方向の下流側の空間とに仕切る仕切部材と、前記処理室を囲む壁部における前記移動路の上方で前記下流側の空間に面する部分に形成され、前記下流側の空間に連通する吸気口と、前記壁部における前記移動路の上方で前記上流側の空間に面し、前記仕切部材よりも上流側の側面部に形成され、前記上流側の空間に連通する排気口と、を備えたことを特徴とする処理装置が提供される。
また、本発明の他の一態様によれば、処理室内で移動する被処理体に対して、ノズルから処理液を吐出して前記被処理体を処理する処理方法であって、前記処理室内における前記被処理体の移動路の上方の空間が、前記ノズルの位置を境に、前記移動方向の上流側の空間と、前記移動方向の下流側の空間とに仕切られ、かつ、前記処理室を囲む壁部における前記移動路の上方で前記下流側の空間に面する部分に形成され、前記下流側の空間に連通する吸気口と、前記壁部における前記移動路の上方で前記上流側の空間に面し、前記上流側の空間と前記下流側の空間とを仕切る仕切部材よりも上流側の側面部に形成され、前記上流側の空間に連通する排気口とを通じて、前記下流側の空間から前記上流側の空間に向かう気流が形成された状態で、前記ノズルの吐出方向を、前記移動方向に対して垂直な方向よりも前記移動方向の上流側に対して向けて、前記処理液を前記被処理体に対して吐出することを特徴とする処理方法が提供される。
本発明によれば、被処理体において、すでに処理された部分への汚染を抑制でき、処理効率の向上が図れる。
以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る処理装置における処理室１内部の構成を例示する模式図である。
図２は、図１に表される処理室１への処理液供給系統の概略図である。
本実施形態に係る処理装置は、主として、処理室１と、この処理室１内で被処理体１０を移動させるための移動装置と、第１のノズル５と、第２のノズル７と、第３のノズル９と、第４のノズル８と、処理室１内における被処理体１０の移動路の上方の空間を、第１のノズル５を境に、被処理体１０の移動方向Ａの上流側の空間１ａと、移動方向Ａの下流側の空間１ｂとに仕切る仕切部材３と、を備える。
被処理体１０は、例えば液晶パネル用のガラス基板であるが、これに限らず、その他のフラットパネルディスプレイ用基板、半導体ウェーハ、リードフレーム、プリント配線板などであってもよい。
処理室１内には、被処理体１０を支持した状態で回転可能な複数本の搬送ローラ６が、被処理体１０の移動方向Ａに沿って設けられている。被処理体１０は、搬送ローラ６上を移動方向Ａに向けて移動される。被処理体１０の移動路を、図１において仮想的に２点鎖線で表す。これら搬送ローラ６により、例えば、１．１メートル幅までの被処理体１０を搬送することができる。搬送速度は、例えば、１〜１０メートル／分の間で変えることができる。搬送ローラ６の他にも、図示しないシャフト、モータ、駆動力伝達機構などを備えて、被処理体の移動装置が構成される。
処理室１の上部には、板状の仕切部材３が設けられている。具体的には、仕切部材３は、処理室１の壁部２の上面部から垂下するように設けられている。仕切部材３は、図１において紙面を貫く方向に延在し、処理室１内における被処理体１０の移動路の上方の空間を、被処理体１０の移動方向Ａの上流側の空間１ａと、移動方向Ａの下流側の空間１ｂとに仕切っている。
仕切部材３よりも、移動方向Ａの下流側における壁部２の上面部には、下流側の空間１ｂに連通して吸気口１２が形成されている。この吸気口１２を介して、処理室１の外部からクリーンエアが下流側の空間１ｂ内に流入される。なお、吸気口１２は、壁部２の上面部に限らず、壁部２の側面部（図１において右側面部）に形成してもよい。
仕切部材３よりも、移動方向Ａの上流側における壁部２の側面部（図１における左側面部）には、上流側の空間１ａに連通して排気口１３が形成されている。排気口１３は、壁部２の上面部に近い位置の側面部に形成されている。排気口１３は、図示しない排気手段に接続されている。なお、排気口１３は、壁部２の側面部に限らず、壁部２の上面部に形成してもよい。
搬送ローラ６（被処理体１０の移動路）と、仕切部材３との間には、第１のノズル５が配設されている。第１のノズル５は、その吐出口を被処理体１０の移動路に対向させている。
図３は、その第１のノズル５の要部拡大斜視図である。
第１のノズル５は、バー状に延在し、その下端部には、第１のノズル５の延在方向に沿うスリット状の吐出口５ａが形成されている。
第１のノズル５は、その吐出口５ａから、被処理体１０を処理するための処理液として、水、水蒸気、水ミスト、薬液、薬液ミスト、薬液蒸気などを、単独または混合して吐出することができる。
第１のノズル５は、その吐出口５ａからの処理液の吐出方向が、被処理体１０の移動方向Ａに対して垂直な方向よりも移動方向Ａの上流側に対して向けられるように、傾ける等して設けられている。これにより、吐出口５ａから吐出された処理液は、上流側の空間１ａで、被処理体１０に吹き付けられる。
また、第１のノズル５は、図１において紙面を貫く方向に延在し、仕切部材３の下方で、上流側の空間１ａと、下流側の空間１ｂとを仕切っている。スリット状の吐出口５ａは、移動方向Ａに略直交する方向（被処理体１０の幅方向）に沿って延在している。
本具体例では、第１のノズル５の吐出口５ａからは水蒸気が吐出される。図２に表されるように、処理室１の外には、蒸気発生装置２６と、蒸気再加熱装置２７が設けられている。蒸気発生装置２６は、超純水または脱イオン水の蒸気を生成し、蒸気再加熱装置２７は、蒸気発生装置２６で生成された蒸気を所定の温度まで加熱し、この加熱された蒸気が、配管２８を介して、第１のノズル５の吐出口５ａから吐出される。
蒸気生成のために蒸気発生装置２６に導入される超純水または脱イオン水の流量は、例えば４〜１０リットル／分で、第１のノズル５の吐出口５ａから吐出される蒸気温度は、例えば１００〜１４０℃まで制御することが可能である。
このとき、水蒸気が大気圧中に吐出された際に起こる断熱膨張による温度低下を考慮して、水蒸気温度が、基板等の被処理体１０の表面で１００〜１４０℃となるように、蒸気発生装置２６、及び蒸気再加熱装置２７によって、１８０〜３００℃まで水蒸気を加熱する。
第１のノズル５配設位置のすぐ下流側には、吐出口を移動路に対向させて第２のノズル７が設けられている。第２のノズル７からの吐出方向は、移動路に対して略垂直となっている。
搬送ローラ６の下方には、吐出口を搬送ローラ６に対向させて、複数の第３のノズル９が設けられている。第３のノズル９は、搬送ローラ６を挟んで、被処理体の移動路の反対側に設けられている。
また、処理室１の壁部２の側壁内面に吐出口を対向させて、複数の第４のノズル８が設けられている。第４のノズル８は、被処理体の移動路よりも上方に設けられている。
第２のノズル７、第３のノズル９及び第４のノズル８の各ノズルからは温水が吐出される。図２に表されるように、処理室１の外には温水生成装置２９が設置されている。この温水生成装置２９にて生成された例えば９５℃の温水が、配管３０およびこの配管３０から分岐した配管３１、３３、３２を介して、第２のノズル７、第３のノズル９、第４のノズル８に供給される。
次に、図４は、本発明の実施形態に係る処理装置を含むインライン式処理システムの構成を例示する模式図である。
上述した処理室１の前段には搬入室２１が配設され、処理室１の後段には、水リンス室２２、乾燥室２３、搬出室２４が、順に配設されている。
次に、本発明の実施形態に係る処理装置を用いた被処理体の処理について説明する。
搬入室２１を経て処理室１に送られた被処理体１０は、搬送ローラ６の回転により、処理室１内を移動方向Ａに向かって移動する。
このとき、第１のノズル５から被処理体１０に向かって水蒸気が吐出され、この水蒸気の温度と衝撃力によって、被処理体１０に形成されたフォトレジストなどの除去対象物が膨潤して剥離し、被処理体１０上から吹き飛ばされる。
ここで、本実施形態では、処理室１内における被処理体１０の移動路の上方の空間が、仕切部材３及び第１のノズル５を境に、被処理体移動方向Ａの上流側の空間１ａと、下流側の空間１ｂとに仕切られている。また、ここでは、下流側の空間１ｂから上流側の空間１ａに向かう気流が形成された状態で、第１のノズル５の吐出方向が移動方向Ａに対して垂直な方向よりも移動方向Ａの上流側に対して向けられるように、第１のノズル５を傾ける等して設けている。このような状態で、水蒸気を被処理体１０に対して吐出しているため、被処理体１０上から剥離して吹き飛ばされたフォトレジストの下流側空間１ｂへの飛散が抑制され、一部のフォトレジストは気流の流れに乗って排気口１３から処理室１外に排出される。
この結果、第１のノズル５からの水蒸気の吐出により剥離したフォトレジストが、第１のノズル５設置位置よりも下流側に進んだ被処理体１０上の処理済み部分（剥離済み部分）に、飛散して再付着することを防ぐことができ、処理効率が良い。
また、本実施形態では、第１のノズル５からの水蒸気の吐出流量よりも、排気口１３からの排気量が大となるようにすることで、剥離して吹き飛ばされたフォトレジストが下流側に、より飛散しにくい状態となるようにしている。
また、第１のノズル５の下流側では、第２のノズル７から、例えば、０．３メガパスカルの高圧で温水を被処理体１０に対して噴射しており、これにより、被処理体１０上に残留しているフォトレジストを除去できる。
なお、本実施の形態では、第１のノズル５から吐出される水蒸気に、フォトレジストの溶解を促進するような薬品を添加して、被処理体１０上に残留しているフォトレジストを除去することも可能である。この場合には、水蒸気、及び処理後に水蒸気が凝縮して生成される水が、フォトレジスト成分が溶解したままの状態で、基板等の被処理体１０の処理済部分上に残留する。このような水蒸気、及び水は、自然に冷却されることで、温度が低下し、基板等の被処理体１０の表面で再凝固することがある。
このような場合、本実施の形態においては、第２のノズル７は、所定の位置に、例えば、第１のノズル５のすぐ下流側の位置に設置されており、そこから噴射された温水を供給することで、フォトレジスト成分が再凝固する前に、基板等の被処理体１０上より、フォトレジスト成分が溶解している水を洗い流すことができる。
被処理体１０上から剥離したフォトレジストの一部は、第１のノズル５から吐出された水蒸気や、この水蒸気が冷えて水になったものに混ざって、図示しない排水口より排水されるが、一部は、搬送ローラ６に付着し、この搬送ローラ６上に支持される被処理体１０の裏面に付着することがある。しかし、本実施形態では、第３のノズル９から吐出されるシャワー状の温水によって、搬送ローラ６や被処理体１０裏面への付着物を洗い流すことができる。
また、第３のノズル９は、搬送ローラ６や被処理体１０裏面への付着物を洗浄するだけではなく、被処理体１０を裏面側から温めて被処理体１０の温度を上昇させることで、水蒸気による剥離効果を向上させる役割も担う。
また、被処理体１０上から剥離して吹き飛ばされたフォトレジストの一部は、処理室１の上方に飛散して壁部２の側面部内面に付着することがあるが、本実施形態では、第４のノズル８から吐出される温水によって、壁部２の側面部内面の付着物が洗い落とされ、これは排水と共に処理室１外に排出される。これにより、壁部２の側面部内面に付着したものが、被処理体１０上に落下して再付着することを防ぐことができる。
処理室１にて、上述のようにフォトレジスト等の除去対象物が除去された被処理体１０は、次に水リンス室２２に搬送され、ここで水によるすすぎ洗いを受け、次に乾燥室２３にて、例えば、エアーナイフによる乾燥処理を受けた後、搬出室２４を介して、次工程に送られる。
次に、第１のノズル５の吐出方向を様々に変えて、被処理体移動方向Ａの上流側と下流側それぞれの温度を測定した結果について説明する。
具体的には、図５に表す角度θを様々に変えて、移動方向Ａの上流側のＡ点と、下流側のＢ点それぞれの温度を測定した。ここで、角度θは、被処理体１０の移動方向Ａと、第１のノズル５の吐出方向とがなす角度を表す。第１のノズル５の吐出方向が被処理体１０に対して垂直のときは、角度θは９０°になる。
被処理体１０としては、ノボラック樹脂からなるフォトレジストを上面に塗布したガラス基板を用いた。第１のノズル５の吐出口と、被処理体１０との間の間隔は、５ｍｍとした。第１のノズル５の吐出口から上流側に２０ｍｍの位置を温度測定点Ａとし、第１のノズル５の吐出口から下流側に２０ｍｍの位置を温度測定点Ｂとした。水蒸気の吐出流量は５０ミリリットル／分であり、その水蒸気の設定温度は１８０℃とした。
表１及び図６に、測定結果を表す。
図６において、横軸は、第１のノズル５の角度θを表し、縦軸は、上流側Ａ点と下流側Ｂ点それぞれの測定温度を表す。
Figure 0004776380
第１のノズル５の吐出方向を被処理体１０に対して垂直にした場合（角度θが９０°の場合）では、上流側測定点Ａの温度と、下流側測定点Ｂの温度はほぼ同じ温度となっている。これは、第１のノズル５から吐出された蒸気が、上流側と下流側のどちらにもほぼ均等に流れていることを示している。すなわち、下流側に蒸気が流れることで、吹き飛ばされた剥離物が、被処理体１０上の処理済み部分に再付着する可能性が高い。実際に、この場合には、処理後の被処理体１０上にフォトレジストの付着が確認された。
これに対して、第１のノズル５の吐出方向を上流側に傾けた場合（角度θが、１５〜７５°の場合）では、下流側測定点Ｂの温度よりも上流側測定点Ａの基板温度が高い。これは、第１のノズル５から吐出された蒸気が、下流側よりも上流側に多く流れていることを示している。すなわち、下流側への蒸気流量が抑えられ、下流側へのミストや、剥離されたレジストの浸入が抑制される。この結果、被処理体１０上の処理済み部分の汚染が抑制される。また、この場合、被処理体１０に対して垂直に水蒸気を吐出した場合と比較して、処理後の被処理体１０表面の残留物の量は減少した。
特に、角度θが４５°付近でＡ点とＢ点との温度差が大きく、したがって、第１のノズル５の吐出方向を上流側に４５°傾けて水蒸気を吐出することが、剥離物の被処理体１０への再付着を防ぐためには、より望ましい。
本実施形態では、前述のように、処理室１内において、第１のノズル５の吐出方向が、移動方向Ａに対して垂直な方向よりも移動方向Ａの上流側に対して向けられるように、第1のノズル５を傾ける等して設けている。ここでは、処理室１内の第１のノズル５に、処理液の吐出方向が移動方向Ａに対して、所定の角度を有するように、予め固定して位置決めされている構成と、処理液の吐出方向が移動方向Ａに対して、所定の角度を有するように可動して位置決めできる構成とを適用でき、必要に応じて、何れかを本実施の形態での処理装置の構成の一部とすることが可能である。
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、それらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
本発明は、フォトレジスト等の除去対象物の除去に限らず、単なる洗浄においても有効である。また、被処理体、処理液、具体的な処理条件等も上述に挙げたものに限定されるものではない。
本発明の実施形態に係る処理装置における処理室内部の構成を例示する模式図である。 図１に表される処理室への処理液供給系統の概略図である。 図１に表される第１のノズルの要部拡大斜視図である。 本発明の実施形態に係る処理装置を含むインライン式処理システムの構成を例示する模式図である。 本発明の実施形態に係る第１のノズルと、被処理体との配置関係を模式的に表す図である。 図５に表される第１のノズルの角度θに対する、被処理体の移動方向上流側と下流側の温度変化を表すグラフである。
符号の説明
１…処理室、２…処理室の壁部、１ａ…上流側の空間、１ｂ…下流側の空間、３…仕切部材、５…第１のノズル、５ａ…吐出口、６…搬送ローラ、７…第２のノズル、８…第４のノズル、９…第３のノズル、１０…被処理体、１２…吸気口、１３…排気口

Claims (10)

  1. 被処理体を処理する処理室と、
    前記処理室内で前記被処理体を移動させる移動手段と、
    処理液の吐出口が前記被処理体の移動路に対向させて設けられ、かつ前記吐出口からの前記処理液の吐出方向が、前記被処理体の移動方向に対して垂直な方向よりも前記移動方向の上流側に対して向けられる第１のノズルと、
    前記処理室内における前記移動路の上方の空間を、前記第１のノズルの位置を境に、前記移動方向の上流側の空間と、前記移動方向の下流側の空間とに仕切る仕切部材と、
    前記処理室を囲む壁部における前記移動路の上方で前記下流側の空間に面する部分に形成され、前記下流側の空間に連通する吸気口と、
    前記壁部における前記移動路の上方で前記上流側の空間に面し、前記仕切部材よりも上流側の側面部に形成され、前記上流側の空間に連通する排気口と、
    を備えたことを特徴とする処理装置。
  2. 前記第１のノズルよりも前記移動方向の下流側における前記下流側の空間で、吐出口を前記移動路に対向させて設けられ、温水を吐出する第２のノズルを備えたことを特徴とする請求項１記載の処理装置。
  3. 前記移動手段は、前記被処理体を支持した状態で回転可能な搬送ローラを有し、
    前記搬送ローラを挟んで前記移動路の反対側に設けられ、吐出口を前記搬送ローラに対向させ、温水を吐出する第３のノズルを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の処理装置。
  4. 前記処理室の内壁面に吐出口を対向させて設けられ、温水を吐出する第４のノズルを備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の処理装置。
  5. 前記被処理体の前記移動方向と、前記第１のノズルの吐出方向とがなす角度θは、１５〜７５°であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の処理装置。
  6. 前記角度θは、略４５°であることを特徴とする請求項５記載の処理装置。
  7. 前記第１のノズルは、前記上流側の空間と、前記下流側の空間とを仕切る方向に延在していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の処理装置。
  8. 処理室内で移動する被処理体に対して、ノズルから処理液を吐出して前記被処理体を処理する処理方法であって、
    前記処理室内における前記被処理体の移動路の上方の空間が、前記ノズルの位置を境に、前記移動方向の上流側の空間と、前記移動方向の下流側の空間とに仕切られ、かつ、前記処理室を囲む壁部における前記移動路の上方で前記下流側の空間に面する部分に形成され、前記下流側の空間に連通する吸気口と、前記壁部における前記移動路の上方で前記上流側の空間に面し、前記上流側の空間と前記下流側の空間とを仕切る仕切部材よりも上流側の側面部に形成され、前記上流側の空間に連通する排気口とを通じて、前記下流側の空間から前記上流側の空間に向かう気流が形成された状態で、前記ノズルの吐出方向を、前記移動方向に対して垂直な方向よりも前記移動方向の上流側に対して向けて、前記処理液を前記被処理体に対して吐出することを特徴とする処理方法。
  9. 前記ノズルから、前記処理液として水蒸気を吐出することを特徴とする請求項８記載の処理方法。
  10. 前記ノズルからの前記処理液の吐出流量よりも、前記上流側の空間からの排気量を大きくすることを特徴とする請求項８または９に記載の処理方法。
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