(57)【要約】【課題】多種類の下地上に積層されたレジストを確実に除去することができ、基板が大面積の場合でもレジスト除去に要する時間を短縮できる。【解決手段】レジスト除去装置Ｄは、大気圧近傍の圧力下で、フッ素系ガスをプラズマ化した処理ガスをレジストに照射することによりレジスト４と基板１との密着性を低下させるプラズマ処理部１０と、密着性が低下されたレジスト４に水分を供給し、基板上から剥離して除去する除去処理部２０とを備える。レジストに水分を供給する除去処理部は、基板上のレジストに純水を吹き付けるノズル２３及び／又は基板を純水中に浸漬する処理槽を備える。プラズマ処理部は、プラズマ化したフッ素系ガスを吹き出すライン状の吹き出し口１６ｂを備えており、吹き出し口の照射幅を広げる拡散板３５を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に積層されたレジストを除去する方法であって、
大気圧近傍の圧力下で、フッ素系ガスをプラズマ化して前記レジストに照射することによりレジストと基板との密着性を低下させる工程と、前記レジストに水分を供給して密着性が低下されたレジストを基板上から剥離して除去する工程とを備えることを特徴とするレジスト除去方法。
【請求項２】
前記レジストへの水分の供給は、前記基板に純水を吹き付ける処理及び／又は前記基板を純水中に浸漬する処理で行うことを特徴とする請求項１に記載のレジスト除去方法。
【請求項３】
基板上に形成されたレジストを除去する装置であって、
大気圧近傍の圧力下で、フッ素系ガスをプラズマ化して前記レジストに照射することによりレジストと基板との密着性を低下させるプラズマ処理部と、
密着性が低下された前記レジストに水分を供給し、前記基板上から剥離して除去する除去処理部とを備えることを特徴とするレジスト除去装置。
【請求項４】
前記プラズマ処理部は、プラズマ化したフッ素系ガスを吹き出すライン状の吹き出し口を備えており、該吹き出し口の照射幅を広げる拡散部材を備えることを特徴とする請求項３に記載のレジスト除去装置。
【請求項５】
前記除去処理部は、基板上のレジストに純水を吹き付けるノズル及び／又は基板を純水中に浸漬する処理槽を備えることを特徴とする請求項３または４に記載のレジスト除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板や液晶ディスプレイ等の製造工程などにおいて、ベース基板やガラス基板等の表面に形成されたレジストを剥離して除去するレジスト除去方法及びレジスト除去装置に係り、特に、種々の下地膜に積層されたレジストを確実に除去することができるレジスト除去方法と、レジスト除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩ、液晶ディスプレイ製造等の半導体製造工程や、多層プリント配線板等の製造工程においては、パターン形成の際に、目的に応じて感光性樹脂などの各種のレジストが用いられている。これらレジストはパターン形成後の工程において除去（剥離）される。
【０００３】
レジストの剥離方法としては、薬液を用いたウェット処理や、低圧プラズマを用いた処理が一般に採用されている。薬液を用いたウェット処理では、後工程として処理薬液の洗浄及び乾燥などの処理が必要である。また、乾燥が不十分であれば残存薬品が品質不良を起こすという問題がある。
【０００４】
また、低圧プラズマを用いた処理では、減圧のプロセスであることから、真空引きに多くの時間を要し、スループットが悪いという問題がある。さらに、大面積の基板を処理する場合には、大容量の真空容器や真空排気装置が必要となり、装置コストが高くなる。
【０００５】
そこで、真空容器や真空排気装置が必要としない従来のレジスト剥離技術として、本願出願人の出願に係るレジスト剥離方法及びレジスト剥離装置（特願２００３−０３０００７号）がある。この明細書に記載の技術は、大気圧近傍の圧力下でプラズマ化したハロゲン系ガスを適度な湿度を持つ大気中に導入してフッ酸（ＨＦ）などの活性な反応ガスを生成し、下地であるＳｉＯ２層をエッチングしてレジストを剥離する技術がある。この技術では、下地であるＳｉＯ２層をエッチングすると共に、活性な反応ガスによってレジストに加水分解する官能基を付与し、その後加水分解し、レジストをリフトオフしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前記した大気圧近傍でプラズマを発生させて処理する方法では、レジストが積層される下地層はＳｉＯ２層に限定されており、下地層によっては剥離除去することができず、実際の半導体製造工程や液晶ディスプレイ製造工程では適用工程が限定されている。また、レジストの材料が限定されている上、半導体や液晶ディスプレイ等の製造工程において不純物イオンがドープされるなどの変質したレジストでは適用しない。さらに、プラズマを発生させる装置はライン状であり、大型の被処理基板に積層されたレジストを除去処理するには基板を移動させて処理する必要があり、多大な処理時間を必要としていた。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、レジストが積層された下地によってレジスト除去処理を替えることなく、多種類の下地上に積層されたレジストを確実に除去することができるレジスト除去方法及びレジスト除去装置を提供することにある。また、レジストが積層された基板が大面積の場合でも、レジスト除去に要する時間を短縮できるレジスト除去方法及びレジスト除去装置を提供することにある。さらに、基板上のレジストを除去するにあたり、基板や下地膜のダメージを少なくすることが可能なレジスト除去方法及びレジスト除去装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るレジスト除去方法は、ガラス基板やプリント基板等の基板上に積層されたレジストを除去する方法であって、大気圧近傍の圧力下で、フッ素系ガスをプラズマ化して前記レジストに照射することによりレジストと基板との密着性を低下させる工程と、前記レジストに水分を供給して密着性が低下されたレジストを基板上から剥離して除去する工程とを備えることを特徴としている。フッ素系ガスとしては、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６等のＦ原子を含むガスや、それらの混合ガスが好ましい。
【０００９】
前記のように構成された本発明に係るレジストの除去方法によれば、例えば基板上に形成されたアルミ膜上に積層したレジストにプラズマ化したフッ素系ガスを照射すると、Ｆイオンはレジストと下地のアルミ膜との界面部に大部分が集中し、レジスト中にはほとんど存在しない。すなわち、大気圧近傍の圧力下でのプラズマによって発生したＦラジカルはレジストを浸透して、レジストと下地膜との界面に凝集し、レジストと下地膜との間に隙間を発生させ、密着力を低下させている。密着力の低下されたレジストは、例えば次工程のレジストに水分を供給するウェット工程で基板上から容易に剥離されて除去できる。また、下地や基板にダメージが残らない。
【００１０】
前記レジストへの水分の供給は、前記基板に純水を吹き付ける処理及び／又は前記基板を純水中に浸漬する処理で行うことが好ましい。水分の供給は水道水等の上水を使用することもできるが、後処理を考慮すると純水が好ましい。この構成によれば、前工程のプラズマ処理によりレジストは基板との密着力が低下しており、基板とレジストとの間に吹き付けあるいは浸漬によって水分が供給され、レジストを膨潤させて容易に除去することができる。また、吹き付けられた水の圧力で、レジストは基板の表面から容易に除去される。
【００１１】
本発明に係るレジストの除去装置は、ガラス基板やプリント基板等の基板上に形成されたレジストを除去する装置であって、大気圧近傍の圧力下で、フッ素系ガスをプラズマ化してレジストに照射することによりレジストと基板との密着性を低下させるプラズマ処理部と、密着性が低下されたレジストに水分を供給し、基板上から剥離して除去する除去処理部とを備えることを特徴としている。２つの処理を連続して行い、レジストを効率良く除去することができる。
【００１２】
前記のように構成された本発明のレジスト除去装置は、プラズマ処理部でフッ素系ガスをプラズマ化して活性化し、基板表面に積層されたレジストに吹き付けて照射するとレジストと下地との間に隙間が発生して密着性が低下する。次いで、除去処理部でレジストに水分を供給すると、密着性が低下されたレジストは膨潤して容易に基板表面から剥離し、除去することができる。このようにフッ素系ガスをプラズマ化してレジストの密着性を低下させ、水分を供給して除去するため、種類の異なるレジストでも容易に除去することができる。また、レジストとの密着力の強い下地の場合でも確実に除去することができ、パターニング後のレジストの除去における処理時間を短縮できる。
【００１３】
前記のレジスト除去装置において、プラズマ処理部は、プラズマ化したフッ素系ガスを吹き出すライン状の吹き出し口を備えており、この吹き出し口の照射幅を広げる拡散部材を備えることが好ましい。このように構成すると、基板上に積層されたレジストに処理ガスを広い幅で照射することができるため、短時間で密着力を低下させることができて次工程の水分を供給するウェット処理でのレジストの除去処理を含めて処理時間を大幅に短縮できる。
【００１４】
また、本発明に係るレジスト除去装置の好ましい具体的な態様としては、前記除去処理部は、基板上のレジストに純水を吹き付けるノズル及び／又は基板を純水中に浸漬する処
理槽を備えることを特徴としている。この構成によれば、前工程のプラズマ処理で密着性が低下されたレジストは、ノズルで吹き付けられた水分及び／又は処理槽に浸漬され供給される水分により膨潤するため、基板表面の下地部分からレジストが浮き上がって容易に除去することができる。また、基板を純水に浸漬した後、純水を吹き付けると、吹き付けられる純水の圧力でレジストを容易に除去することができ、短時間のレジスト除去処理が可能となる。
【００１５】
本発明においては、大気圧近傍の圧力下での放電プラズマ処理にて、Ｆ原子を含むフッ素系ガスをプラズマ化する。大気圧近傍の圧力下とは、１．３３３×１０４〜１０．６６４×１０４Ｐａ（１００〜８００Ｔｏｒｒ）の圧力条件を指す。特に、圧力調整が容易で、装置構成が簡便になる９．３３１×１０４〜１０．３９７×１０４Ｐａ（７００〜７８０Ｔｏｒｒ）の範囲がより好ましい。
【００１６】
本発明において、フッ素系ガスをプラズマ化するプラズマ発生部としては、例えば対向電極間にパルス状の電界を印加することによりグロー放電プラズマを発生させ、対向電極間にフッ素系プラズマ化ガスを通過させる装置などを挙げることができる。
【００１７】
前記プラズマを発生させる電極の材質としては、例えば、鉄、銅、アルミニウム等の金属単体、ステンレス、真鍮等の合金あるいは金属間化合物などが挙げられる。対向電極を構成する一対の電極の形態は、電界集中によるアーク放電の発生を避けるために、対向電極間（プラズマ空間）の距離が一定となる構造であることが好ましい。具体的な電極構造としては、平行平板型、ロール−平板型、ロール−ロール型、同軸円筒型の構造などが挙げられる。
【００１８】
前記対向電極間には固体誘電体が配置されていることが好ましい。具体的には、対向電極を構成する一対の電極のうち、少なくとも一方の対向面に固体誘電体が配置されていればよい。この際、固体誘電体と設置される側の電極が密着し、かつ、接する電極の対向面を完全に覆うようにすることが好ましい。固体誘電体によって覆われずに電極同士が直接対向する部位があると、そこからアーク放電が生じやすくなる。
【００１９】
前記固体誘電体の形状は、シート状もしくはフィルム状のいずれであってもよい。固体誘電体の厚みは、０．０１〜４ｍｍであることが好ましい。固体誘電体の厚みが厚すぎると放電プラズマを発生するのに高電圧を要することがあり、薄すぎると電圧印加時に絶縁破壊が起こり、アーク放電が発生することがある。なお、固体誘電体は溶射法にて電極表面にコーティングされた膜であってもよい。
【００２０】
前記の固体誘電体としては、アルミナの他に、例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチックや、ガラス、二酸化珪素、二酸化ジルコニウム、二酸化チタン等の金属酸化物、チタン酸バリウム等の複酸化物や、これらを複層化したもの等、種々のものを用いることができる。また、アーク放電等の不適な放電を避けるため、電極部材の中心間隙側の角部はアール加工することが好ましい。
【００２１】
また、固体誘電体は、比誘電率が２以上（２５℃環境下、以下同じ）であることが好ましい。比誘電率が２以上の固体誘電体の具体例としては、ポリテトラフルオロエチレン、ガラス、金属酸化膜等を挙げることができる。さらに高密度の放電プラズマを安定して発生させるためには、比誘電率が１０以上の固体誘電体を用いることが好ましい。比誘電率の上限は特に限定されるものではないが、現実の材料では１８，５００程度のものが知られている。比誘電率が１０以上である固体誘電体としては、例えば、酸化チタニウム５〜５０重量％、酸化アルミニウム５０〜９５重量％で混合された金属酸化物被膜、または、酸化ジルコニウムを含有する金属酸化物被膜からなるものを挙げることができる。
【００２２】
本発明に用いる対向電極の電極間距離は、固体誘電体の厚さ、印加電圧の大きさ、プラズマを利用する目的等を考慮して適宜決定されるが、０．１〜５ｍｍであることが好ましい。電極間距離が０．１ｍｍ未満であると、一対の電極を小さな電極間距離をもたせて設置するのに十分でないことがあり、設置作業が煩雑となる。一方、５ｍｍを超えると、均一な放電プラズマを発生させにくい。さらに好ましい電極間距離は、放電が安定しやすい０．５〜３ｍｍである。
【００２３】
対向電極の電極間には、高周波、パルス波、マイクロ波等の電界が印加され、プラズマを発生させるが、パルス電界を印加することが好ましく、特に、電界の立ち上がり及び／又は立ち下がり時間が１０μｓ以下であるパルス電界が好ましい。１０μｓを超えると放電状態がアークに移行しやすく不安定なものとなり、パルス電界による高密度プラズマ状態を保持しにくくなる。また、立ち上がり時間及び立ち下がり時間が短いほどプラズマ発生の際のガスの電離が効率よく行われるが、４０ｎｓ未満の立ち上がり時間のパルス電界を実現することは、実際には困難である。立ち上がり時間及び立ち下がり時間のより好ましい範囲は５０ｎｓ〜５μｓである。なお、ここでいう立ち上がり時間とは、電圧（絶対値）が連続して増加する時間、立ち下がり時間とは、電圧（絶対値）が連続して減少する時間を指すものとする。
【００２４】
パルス電界の電界強度は、１〜１０００ｋＶ／ｃｍであり、好ましくは２０〜３００ｋＶ／ｃｍである。電界強度が１ｋＶ／ｃｍ未満であると処理に時間がかかりすぎ、１０００ｋＶ／ｃｍを超えるとアーク放電が発生しやすくなる。
【００２５】
パルス電界の周波数は、０．５ｋＨｚ以上であることが好ましい。０．５ｋＨｚ未満であるとプラズマ密度が低いため処理に時間がかかりすぎる。上限は特に限定されないが、常用されている１３．５６ＭＨｚ、試験的に使用されている５００ＭＨｚといった高周波帯でも構わない。負荷との整合性のとり易さや取扱い性を考慮すると、５００ｋＨｚ以下が好ましい。このようなパルス電界を印加することにより、処理速度を大きく向上させることができる。
【００２６】
また、パルス電界における１つのパルス継続時間は、２００μｓ以下であることが好ましく、より好ましくは３〜２００μｓである。２００μｓを超えるとアーク放電に移行しやすくなる。ここで、１つのパルス継続時間とは、ＯＮ／ＯＦＦの繰り返しからなるパルス電界における、１つのパルスの連続するＯＮ時間をいう。
【００２７】
なお、対向電極の電極間に印加される電圧はパルス状電圧に限らず、連続波の電圧でもよい。パルス状の電圧波形は、インパルス型の他に、方形波型、変調型、あるいは前記の波形を組み合わせた波形等の適宜の波形を用いることができる。また、電圧波形は、電圧印加が正負の繰り返しであるものの他に、正又は負のいずれかの極性側に電圧を印加する、いわゆる片波状の波形を用いてもよい。また、バイポーラ型の波形を用いてもよい。もちろん、一般的なサイン波である交流波形を用いてもよい。
【００２８】
本発明において、除去処理部で行う水分供給処理（ウェット処理）としては、レジストを積層した基板上に純水を吹き付ける処理、あるいはレジストを積層した基板を純水槽に浸漬させる処理などの処理方法を挙げることができる。また、純水に替えて、水道水等の上水を用いることもできる。ウェット処理に用いる水として、オゾン水等を用いることもできる。その場合、オゾン水としては、例えばオゾン発生器で生成したオゾンをオゾン溶解モジュールで水に溶解させる。オゾン溶解モジュールは非多孔性膜からなるガス透過膜が収容されているものが好ましい。洗浄液として、各種の有機溶剤を含む水溶液を使用してもよい。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明したように、本発明によれば、大気圧近傍の圧力下でプラズマ化したフッ素系ガスをレジストに照射することで下地膜との密着性を低下させる工程と、密着性が低下されたレジストに水分を供給して基板上から剥離して除去する工程とを備え、第１のプラズマ処理工程でレジストを浮かせた後、第２のウェット処理工程でレジストを膨潤させて除去するため、下地との密着力が強い場合でも確実に除去することができ、種々の下地に積層されたレジストを除去することができる。また、基板表面にダメージを与えることなく、レジストの除去処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明に係るレジスト除去装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明のレジスト除去装置の一実施形態の構成を模式的に示す図、図２は図１のプラズマ処理部の構成を模式的に示す図、図３はレジスト除去処理を実施する基板の要部断面図である。
【００３１】
図１，２に示すレジスト除去装置Ｄは、基板１の表面上に形成されパターン形成後のレジストを除去する装置であり、基板のレジストの処理を行うプラズマ処理部１０、レジストを剥離して除去する除去処理部２０、及び搬送ユニット３０を備えており、プラズマ処理部１０と除去処理部２０がインラインに並設されている。搬送ユニット３０はプラズマ処理部１０と除去処理部２０を貫通して基板１を搬送し、連続する２つの工程で処理する構成となっている。レジストを除去する基板１は図３に示されるように、例えばエポキシ基板（ベース基板）２の表面にパターニングされたアルミ膜３が形成され、下地膜としてのアルミ膜の上にレジスト４が積層されている。
【００３２】
プラズマ処理部１０は、プラズマ処理室１１を備えており、このプラズマ処理室には雰囲気ガス導入口１１ａが上部に設けられており、下部に排気口１１ｂが設けられている。雰囲気ガス導入口１１ａには雰囲気ガス供給ユニット１２が接続されており、プラズマ処理室１１内部のガス雰囲気を任意に設定でき、例えば気温２０℃、湿度５０％大気（大気圧近傍の圧力下）に維持することができ、プラズマ処理に最適な条件に設定することができる。
【００３３】
プラズマ処理室１１内には、ガスをプラズマ化するプラズマ発生部１３が設置されている。プラズマ発生部１３は、プラズマ処理室１１内部で、搬送ユニット３０にて搬送されるレジスト４を積層した基板１の上方となる位置に配置されている。プラズマ発生部１３は、電圧印加電極１４ａと接地電極１４ｂからなる平行平板型の対向電極１４によって構成されている。対向電極１４には電源１５が接続されている。
【００３４】
対向電極１４の電圧印加電極１４ａと接地電極１４ｂとは、所定の距離（電極間距離）をあけて互いに平行となるように対向配置されており、これら電圧印加電極１４ａと接地電極１４ｂとの間にプラズマ空間１６が形成される。電圧印加電極１４ａ及び接地電極１４ｂの各表面はそれぞれ固体誘電体（図示せず）によって被覆されている。
【００３５】
対向電極１４におけるプラズマ空間１６の一端（上端）側にガス導入口１６ａが設けられ、他端（下端）側にガス吹き出し口１６ｂが設けられている。ガス導入口１６ａには、ガス供給ユニット１７がガス供給ライン１８を介して接続されており、電圧印加電極１４ａと接地電極１４ｂとの間に、ＣＦ４ガス等のフッ素系ガスを供給することができる。そして、ガス供給状態で電圧印加電極１４ａと接地電極１４ｂとの間に電源１５からの電界（パルス電界）を印加することにより、電圧印加電極１４ａと接地電極１４ｂとの間にグロー放電プラズマが発生し、供給されたガスがプラズマ化され、そのプラズマ化ガスがガ
ス吹き出し口１６ｂから下方に向けて吹き出し、基板１のレジスト４に照射される構成となっている。
【００３６】
除去処理部２０は処理室２１を備えており、この処理室にはクリーンエア導入口２１ａが上部に設けられており、下部にガス排気及び排水口２１ｂが設けられている。クリーンエア導入口２１ａには、クリーンエア供給ユニット２２が接続されている。処理室２１の内部にはレジストに水分を供給する純水吹き出しノズル２３が配置されている。純水吹き出しノズル２３には純水供給源２４が接続されている。水分を供給する水としては特に限定されないが、純水を使用することが好ましい。
【００３７】
純水吹き出しノズル２３は、搬送ユニット３０の上方に配置されており、被処理基材に対して５〜１０ｃｍ程度離れた位置が好ましい。純水吹き出しノズル２３はプラズマ処理室１１を通過し、処理室２１内に搬送された基板１の表面（レジスト形成面）に純水を吹き付けてレジストに水分を供給する。吹き出される純水量や温度は適宜調整され、高圧で多量に吹き出すと密着性の低下した状態のレジストを確実に吹き飛ばして除去することができる。また、弱い圧力で吹き出しても、略剥離された状態のレジストは加水分解され、後工程で容易に除去できる状態となり、例えば図示していない別の剥離工程や洗浄工程で確実に基板上から除去される。
【００３８】
純水吹き出しノズル２３の搬送方向の出口側には、乾燥装置２５が設置されている。乾燥装置２５は、純水が吹き付けられ水分が供給されることでレジスト４が除去され、純水で濡れている基板１に対して、乾燥用エア吹き出し口からエアを吹き出して基板１を乾燥させるものである。基板１は乾燥後に処理室２１から搬出される。
【００３９】
搬送ユニット３０は、例えばベルトコンベアや、ローラコンベア等の搬送用コンベアによって構成されており、本実施形態では多数のローラ３１を配列し、これらのローラを回転させることで、レジスト除去処理を行うレジスト４が積層された基板１をプラズマ処理部１０のプラズマ処理室１１から除去処理部２０の処理室２１に順次搬送する構成である。プラズマ処理室１１と処理室２１とは互いに隣接した状態で配置され、プラズマ処理室１１を出た基板１は連続して速やかに処理室２１に入るように構成されている。
【００４０】
搬送ユニット３０は、前記のようなローラコンベア機構に限らず、例えば機械的な直動機構や、エアーシリンダ、油圧シリンダ等により搬送台を移動させて被処理物である基板１をプラズマ処理室１１から処理室２１に搬送するものでもよく、一定の搬送速度で基板１を搬送することによりレジスト除去処理を均一に行うことができるものが好ましい。なお、図１で示す搬送ユニットは多数のローラを備えるタイプを示しており、図２で示す搬送ユニットは基板１を固定する搬送台を移動させるタイプを示している。
【００４１】
以上のように構成されたレジスト除去装置Ｄにおいて、プラズマ処理室１１内を、大気圧近傍の圧力下で所定のガス雰囲気（例えば、気温２０℃、湿度５０％大気）の状態にするとともに、プラズマ発生部１３の電圧印加電極１４ａと接地電極１４ｂとの間のプラズマ空間１６に、ガス供給ユニット１７からフッ素系ガス（ＣＦ４：１００％）を供給して大気圧近傍の圧力下の状態とし、電圧印加電極１４ａと接地電極１４ｂとの間に電源１５からの電界（例えばパルス電界）を印加する。この電界印加により、電圧印加電極１４ａと接地電極１４ｂとの間のプラズマ空間１６にグロー放電プラズマが発生し、プラズマ化されたＣＦ４ガス（プラズマ化ガス）がガス吹き出し口１６ｂを通じてプラズマ空間１６の外に吹き出す。
【００４２】
そして、ガス吹き出し口１６ｂから吹き出したＣＦ４プラズマ化ガスが、プラズマ処理室１１内のガス雰囲気（気温２０℃、湿度５０％大気）内で、処理ガスとしてレジスト４
が積層された基板１に照射されることで、レジスト４と基板１との密着性が低下される。すなわち、下地であるアルミ膜上に積層したレジストにプラズマ化したフッ素系ガスを照射すると、Ｆイオンはレジスト４と下地のアルミ膜３との界面部に大部分が集中する。そしてレジスト中にＦイオンはほとんど存在しない状態となる。
【００４３】
前記のレジストのプラズマ処理において、処理前と後のＦイオンの分布状況を図４に示している。この図４は、縦軸は原子の個数を表しており、横軸はレジストの深さを示している。すなわち、横軸の「０．０」はレジスト表面を表し、レジストの厚さが２．０μｍ程度となっており、Ｄｅｐｔｈが「２．０」の付近が下地のアルミ膜となっている。図４から明らかなように、処理後にはＦイオンはレジスト４と下地のアルミ膜３との界面にほとんどが存在して凝集し、界面を処理している。この結果、レジスト４と下地のアルミ膜３の表面との界面で剥離が発生し、隙間が形成されて密着性が低下する。
【００４４】
このことから、大気圧プラズマによって発生したＦラジカルはレジストを浸透して、レジストと下地膜との界面に凝集層となる。このようにレジストと下地膜との界面に凝集層が形成され、Ｆラジカルが大気中のＯ２、Ｈ２Ｏと反応してＣＯＦ２が生成され、ＣＯＦ２がＨ２Ｏと反応したのちにフッ酸（ＨＦ）が生成される。このフッ酸が下地膜とレジストとの間で下地膜を溶解し、レジストと下地膜との密着性を低下させることで界面に隙間が生じ、レジストと下地膜との密着性が低下するものと考えられる。具体的には、［−ＣＯＦ２］が加水分解（−ＣＯＦ２＋Ｈ２Ｏ→ＣＯＯＨ＋ＨＦ）されて下地膜が溶解されると考えられる。実際に、プラズマ処理を行った後のレジストと下地膜との界面の断面部分を顕微鏡で観察すると、下地膜からレジストが浮き上がって略剥離した状態となっていることを確認できた。
【００４５】
なお、基板１は搬送ユニット３０にて所定のスキャンスピード（例えば５００ｍｍ／ｍｉｎ〜１０００ｍｍ／ｍｉｎ）で搬送された状態でプラズマ処理及び水分を供給する除去処理が施される。スキャンスピードは、積層されたレジストの種類や厚さによって設定することができ、密着力の強いレジストの場合にはスキャンスピードを遅くしてプラズマ処理時間と除去処理時間を長くし、レジストの剥離、除去を確実にすることができる。また、プラズマ処理室１１内の圧力は特に限定されず、プラズマ発生部１３から基板１に処理ガスが流れるのに必要な差圧があればよい。
【００４６】
このようにプラズマ処理室１１内でプラズマ処理が施されレジスト４の密着性が低下された基板１は、搬送ユニット３０により除去処理部２０の処理室２１内に搬送され、純水吹き出しノズル２３から吹き出された純水にてレジスト４に水分が供給され、レジストは膨潤して除去される。すなわち、純水の吹き付けにより、密着性が低下されたレジスト４は膨潤し、基板１の表面から洗浄されて脱落する。このため、下地膜との密着性が強いレジストでも、確実に除去することができる。このあと、乾燥装置２５で乾燥され、処理室２１から搬出される。なお、以上の実施形態では、プラズマ化を行うフッ素系ガスとしてＣＦ４を用いているが、これに替えてＣ２Ｆ６、ＣＨＦ３、Ｃ３Ｆ８を用いても同等の効果を得ることができる。
【００４７】
また、プラズマ処理にて密着性が低下されたレジストを純水照射による水分の供給と洗浄にて基板表面から除去しているが、これに替えて、プラズマ処理後のレジスト基板を、純水を貯留した処理槽（図示せず）に浸漬することにより、レジストの膨潤、剥離による除去を行うようにしてもよい。この場合は、プラズマ処理により密着性が低下したレジストを有する基板は、水分を供給する処理室２１内に搬送され、純水が貯留された処理槽内に搬送ユニット３０で搬送されて浸漬され、レジストに水分が供給されて膨潤し、剥離除去される。
【００４８】
さらに、プラズマ処理にて密着性が低下されたレジストを、先ず純水が貯留された処理槽内に浸漬し、レジストに水分を供給して膨潤させて下地膜から浮き上がらせ、次いで純水吹き出しノズル２３から純水を吹き出して密着性の低下したレジストを水圧で吹き飛ばして除去してもよい。このように、先ず純水に漬ける浸漬処理を行った後に、純水を吹き付けるスプレー処理を行うことで、レジスト除去処理の処理時間を大幅に短縮することができる。
【００４９】
本発明の他の実施形態を図５，６に基づき詳細に説明する。図５は本発明に係るレジスト除去装置の他の実施形態の構成を模式的に示す図、図６は拡散板の構成を示す断面図である。なお、この実施形態は前記した実施形態に対し、プラズマ処理部はプラズマ化したフッ素系ガスを吹き出すライン状の吹き出し口を備えており、プラズマ処理部は吹き出し口の照射幅を広げる拡散部材を備えることを特徴とする。そして、他の実質的に同等の構成については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５０】
この実施形態では、被処理材である基板が大型の場合に適している。液晶ディスプレイ等で使用する大型のガラス基板のレジストを低圧プラズマ処理で除去する場合、基板と同じ、あるいはそれ以上の大きさの電極で処理する必要がある。また、このように大型の基板を大気圧プラズマ処理で実施する場合、非常に多くの電力と処理ガスを必要とするため、現実的でない。実際には、被処理材を移動させながら、大気圧プラズマをライン状に放電させ、放電部を通過させて活性化した処理ガスを基板に吹き付けて処理している。このため、処理部はライン状となり、基板全体を処理する場合、基板を移動させて処理するため非常に多くの時間を必要とする。
【００５１】
本実施形態では、前記の問題点を解決するべく、ライン状のプラズマ発生部の下方にプラズマ化ガスの照射幅を広げる拡散板３５を装着することで処理幅を広げ、処理に使用される電力と処理ガスを抑えることができるものである。プラズマ発生部は前記の実施形態と同様に平板状の対向電極１４を備えており、対向電極間のプラズマ空間１６のガス吹き出し口はライン状となっている。拡散板３５はライン状のガス吹き出し口の下方に設置されるものであり、プラズマ発生部１３と対向する２つの導入スリット３６ａを形成した上部板材３６と、複数の排出スリット３７ａを平行に形成した下部板材３７とを、間隔を空けて積層しており、中間の間隔部分がガスの流通通路３８となっている。拡散板３５の２つの導入スリット３６ａは上方に開口し、複数の排出スリット３７ａは下方に開口している。
【００５２】
このように構成された拡散板３５を取付けると、ガス吹き出し口１６ｂから吹き出された処理ガス（プラズマ化ガス）は導入スリット３６ａから拡散板３５のガスの流通通路３８内に進入し、複数の平行な排出スリット３７ａから基板１に向かって吹き出される。このように処理ガスを複数のスリットから吹き出し、吹き出し口の照射幅が増えることで処理幅を広げることができ、基板１の搬送速度を上げてもレジスト除去処理が確実に実行され、処理時間を短縮することができる。
【実施例】
【００５３】
以下、本発明の実施例を説明する。
＜実施例１＞
［基板］
下地：ガラス基板、ＳｉＯ２膜、ａ−Ｓｉ膜、ＳｉＮｘ膜、アルミ膜、Ｃｒ膜、Ｍｏ膜
レジスト樹脂：ノボラック樹脂を全面塗布後、ベークして作製した。厚さは１．２μｍである。
［プラズマ条件］
フッ素系ガス：ＣＦ４（１００％）
プラズマ処理雰囲気：気温２０℃、湿度５０％大気
［電源条件］
印加電圧：１０ｋＶ
周波数：２５ｋＨｚ（パルス電界）
［搬送速度］
５００ｍｍ／ｍｉｎ
【００５４】
レジストを積層形成する下地として、ガラス基板、ＳｉＯ２膜、ａ−Ｓｉ膜、ＳｉＮｘ膜、アルミ膜、Ｃｒ膜、Ｍｏ膜を使用し、各下地に塗布されたレジストに対して、本発明のレジスト除去方法を実施した。レジストの剥離除去の結果は、顕微鏡観察による確認を行った。結果は、Ｃｒ膜、Ｍｏ膜以外の下地ではレジストを確実に除去することができた。このように下地膜に限定されることなく、異なる多種類の下地上に積層されたレジストを容易に剥離除去することができた。
【００５５】
実施例１の結果から、レジストを除去できた下地のサンプルは、下地がフッ酸（ＨＦ）に溶解可能な膜である。プラズマ処理後にフッ素系ガスのＦイオンはレジストと下地膜との界面に凝集し、界面において加水分解により下地膜の表面を溶解することによって下地膜との密着性を低下させている。そして、後工程の水分を供給するウェット処理で、レジストを除去することができるのである。したがって、プラズマ処理の後、速やかに水分を供給するウェット処理を実施することが好ましい。
【００５６】
＜実施例２＞
図５に示すように、レジスト４を積層した基板１をライン状プラズマ発生部１３に、拡散板３５を装着してプラズマ処理を行い、この後、水洗によってレジストの除去を行った。レジストの除去状態は顕微鏡観察により確認した。ライン状プラズマ装置だけでは０．０５ｍ／ｍｉｎ以下の搬送速度でないと除去処理ができなかったが、拡散板３５を装着した場合は０．２ｍ／ｍｉｎ以下の搬送速度でも除去処理ができた。このように拡散板を取付けることで、レジスト除去処理の処理速度を向上させることができた。
【００５７】
＜実施例３＞
図７に示すように、拡散板３５を装着したライン状プラズマ発生部１３で、レジストが積層してある基板１を固定状態で処理した場合と、搬送ユニットで移動させてスキャン処理した場合とを比較した。なお、拡散板３５のスキャン方向の長さは４００ｍｍに設定され、基板１の大きさは拡散板３５のプラズマ化ガスの吹き出し範囲で十分覆われる寸法に設定した。スプレー照射時間は、プラズマ処理のあとの水分を供給するウェット処理で、純水を基板１の表面に吹き付ける時間である。
【００５８】
レジストの除去処理の比較結果を表１に示す。表１から明らかなように、固定処理とスキャン処理のいずれの場合でも、プラズマ処理時間を１２０秒以上とすれば、レジストを確実に除去することができた。このように、一定のプラズマ照射時間でプラズマ処理が行われれば、固定処理でもスキャン処理でもレジストを確実に除去でき、処理方式は問われないことが分かる。
【００５９】
【表１】
2006049713.tif 000003
【００６０】
＜実施例４＞
プラズマ処理で密着力が低下したレジストに水分を供給するウェット処理として、基板１を純水槽に浸漬する処理と、浸漬処理の後に純水を吹き付けるスプレー処理をする場合との比較を行った。レジスト除去処理を短時間で完了させるには、浸漬処理とスプレー処理を連続して行うと効果がある。この場合は、浸漬処理によりレジストと下地膜との界面に純水が浸透し、レジストを膨潤させて剥離する。そして、膨潤して剥離したレジストは、スプレー処理等の打力のある純水によって吹き飛ばされて除去される。
【００６１】
したがって、浸漬処理を行う工程と、スプレー処理を行う工程の２工程を連続して行うことで、レジスト除去処理の処理時間を短縮できる。同一の条件でスプレー処理のみでレジスト除去処理した場合、７０秒かかったが、浸漬処理に続いてスプレー処理を行った場合では４５秒でレジストを除去できた。また、いずれの条件でも、レジスト４が除去された後のガラス基板の表面には白濁等の変化が見られず、ガラス基板へのダメージは観察されなかった。
【００６２】
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、レジストに水分を供給するウェット処理を行う除去処理部として、基板を純水に浸漬する処理槽、あるいはレジストに純水を吹き付けるノズルの例を示したが、超音波加湿器等を用いてレジストに水分を供給してもよく、スチームを吹き付けて水分を供給してもよいのは勿論である。スチームの場合は、レジストの膨潤が速やかに行え、加水分解も迅速に行われて好ましい。レジストは、ベース基板に直接積層形成されたもの、ベース基板上に成膜された薄膜上に積層されたもののどちらでもよく、本発明はどちらのレジストの除去にも適用できるものである。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明の活用例として、本発明のレジスト除去装置は、プラズマ処理部がリモート型のプラズマ装置であり、既存の純水を吹き付ける処理ラインにインライン化して接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明のレジスト除去装置の一実施形態の構成を模式的に示す図。
【図２】図１のプラズマ処理部の構成を模式的に示す図。
【図３】本発明の実施形態において処理を行う基板を模式的に示す要部断面図。
【図４】プラズマ処理前と後のＦイオンの分布状況を示す説明図。
【図５】レジスト除去装置の他の実施形態のプラズマ処理部の構成を模式的に示す図。
【図６】図５の拡散板の構成を示す断面図。
【図７】拡散板を用いたレジスト除去の固定処理とスキャン処理とを比較する実施例３の説明図。
【符号の説明】
【００６５】
１：基板、２：エポキシ基板（ベース基板）、３：アルミ膜（下地）、４：レジスト、１０：プラズマ処理部、１１：プラズマ処理室、１２：雰囲気ガス供給ユニット、１３：プラズマ発生部、１４：対向電極、１４ａ：電圧印加電極、１４ｂ：接地電極、１５：電源、１６：プラズマ空間、１６ａ：ガス導入口、１６ｂ：ガス吹き出し口、１７：ガス供給ユニット、１８：ガス供給ライン、２０：除去処理部、２１：処理室、２３：純水吹き出しノズル、２４：純水供給源、３０：搬送ユニット、３５：拡散板（拡散部材）、３６ａ：導入スリット、３７ａ：排出スリット、３８：流通通路、Ｄ：レジスト除去装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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