(57)【要約】      （修正有）【課題】基板のエッチング処理および剥離処理を行う場合に、装置全体の設置スペースを小さくし、設備コストを低減させ、装置構成を簡略化することができる装置を提供する。【解決手段】エッチング処理槽１４内でスプレイノズル２４からエッチング液を基板に対し供給して、基板表面に被着形成された金属薄膜をエッチングするエッチング処理部１０と、剥離処理槽３４内でスプレイノズル４４から剥離液をエッチング処理後の基板に対し供給して、基板上の金属薄膜の表面からレジスト膜を剥離して除去する剥離処理部１２とを備え、剥離処理槽３４内のスプレイノズル４４へアミン系有機溶剤を主成分とする溶液を供給し、エッチング処理槽１４内のスプレイノズル２４へアミン系有機溶剤を主成分とする溶液に水を添加した希釈溶液を供給する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に金属薄膜もしくは金属酸化物薄膜が被着形成されその金属薄膜もしくは金属酸化物薄膜の表面が所定パターンのレジスト膜により被覆された基板に対しエッチング液を供給して前記金属薄膜もしくは金属酸化物薄膜を所定パターンにエッチングするエッチング工程と、
このエッチング工程後に、基板に対し剥離液を供給して前記レジスト膜を前記金属薄膜もしくは金属酸化物薄膜の表面から剥離して除去する剥離工程と、
を含む基板処理方法において、
前記剥離液として、アミン系有機溶剤を主成分とする溶液を使用し、前記エッチング液として、前記剥離液として使用される溶液に水を添加した希釈溶液を使用することを特徴とする基板処理方法。
【請求項２】
前記金属薄膜がアルミ薄膜もしくはアルミ合金薄膜であることを特徴とする請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記アミン系有機溶剤がモノエタノールアミンであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記エッチング液として、アミン系有機化合物の濃度が０．００１％〜５０％である希釈用液を使用することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の基板処理方法。
【請求項５】
表面に金属薄膜もしくは金属酸化物薄膜が被着形成されその金属薄膜もしくは金属酸化物薄膜の表面が所定パターンのレジスト膜により被覆された基板に対しエッチング液を供給するエッチング液供給手段を有し、前記金属薄膜もしくは金属酸化物薄膜を所定パターンにエッチングするエッチング処理部と、
エッチング処理後の基板に対し剥離液を供給する剥離液供給手段を有し、前記レジスト膜を前記金属薄膜もしくは金属酸化物薄膜の表面から剥離して除去する剥離処理部と、
を備えた基板処理装置において、
前記剥離液供給手段が、基板に対してアミン系有機溶剤を主成分とする溶液を供給し、前記エッチング液供給手段が、基板に対して前記アミン系有機溶剤を主成分とする溶液に水を添加した希釈溶液を供給することを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
前記金属薄膜がアルミ薄膜もしくはアルミ合金薄膜であることを特徴とする請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記アミン系有機溶剤がモノエタノールアミンであることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、磁気ディスク用基板、光ディスク用基板等の各種基板に対してエッチング処理および剥離処理を行う基板処理方法および基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスや液晶ディスプレイなどの製造プロセスにおいては、フォトリソグラフィ技術を利用して半導体ウエハやガラス基板などの基板に対してレジスト塗布、露光、現像、エッチング、剥離などの一連の処理を施すことにより製品が製造されている。これらの一連の処理のうち、基板の表面に被着形成された金属薄膜や金属酸化物薄膜を湿式でエッチング処理する場合においては、従来、エッチング液として主に酸の溶液が使用されている。例えば、アルミ薄膜のエッチングでは、リン酸と硝酸と酢酸との混合溶液が使用され、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ（Indium Tin Oxide））薄膜のエッチングでは、塩酸と硝酸との混合溶液あるいは蓚酸が使用され、クロム薄膜のエッチングでは、硝酸セリウムと過塩素酸との混合溶液が使用され、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜のエッチングでは、フッ酸が使用される。そして、基板のエッチング処理装置には、エッチング処理槽の他に、基板上からエッチング液を洗い流す水洗処理槽、および、水洗処理後の基板を乾燥させる乾燥処理槽が必ず併設されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、エッチング工程後には、金属薄膜や金属酸化物薄膜の表面からレジスト膜を剥離して除去する剥離処理が必ず行われる。この剥離処理では、例えばモノエタノールアミン（ＭＥＡ）等のアミン系有機溶剤を主成分とする溶液が使用される。そして、基板の剥離処理装置にも、剥離処理槽の他に、基板上から剥離液を洗い流す水洗処理槽、および、水洗処理後の基板を乾燥させる乾燥処理槽が必ず併設されている（例えば、特許文献２参照。）。したがって、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等の生産工場には、図３に概要図を示すように、入口側コンベア１ａ、エッチング処理槽２ａ、水洗処理槽３ａ、乾燥処理槽４ａおよび出口側コンベア５ａにより構成されるエッチング処理ライン６ａと、入口側コンベア１ｂ、剥離処理槽２ｂ、水洗処理槽３ｂ、乾燥処理槽４ｂおよび出口側コンベア５ｂにより構成される剥離処理ライン６ｂとが設けられる。
【特許文献１】特開２００５−１５９１３号公報（第８、９、１３頁、図１、図２）
【特許文献２】特開２００２−１４１２６９号公報（第４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記したように、従来は、エッチング処理ライン６ａを設けると、必ず剥離処理ライン６ｂが設けられる。そして、各ライン６ａ、６ｂごとに、水洗処理槽３ａ、３ｂや乾燥処理槽４ａ、４ｂなどを設置する必要があった。このため、装置全体の設置スペースが大きくなり、設備コストも高くなる、といった問題点がある。また、エッチング処理部へ酸の溶液からなるエッチング液を供給する薬液供給系と、剥離処理部へアミン系有機溶剤を主成分とする溶液からなる剥離液を供給する薬液供給系との２つの薬液供給系を設ける必要があった。
【０００５】
この発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、基板のエッチング処理および剥離処理を行う場合において、装置全体の設置スペースを小さくし、設備コストを低減させ、装置構成を簡略化することができる基板処理方法を提供すること、および、その方法を好適に実施することができる基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、表面に金属薄膜もしくは金属酸化物薄膜が被着形成されその金属薄膜もしくは金属酸化物薄膜の表面が所定パターンのレジスト膜により被覆された基板に対しエッチング液を供給して前記金属薄膜もしくは金属酸化物薄膜を所定パターンにエッチングするエッチング工程と、このエッチング工程後に、基板に対し剥離液を供給して前記レジスト膜を前記金属薄膜もしくは金属酸化物薄膜の表面から剥離して除去する剥離工程とを含む基板処理方法において、前記剥離液として、アミン系有機溶剤を主成分とする溶液を使用し、前記エッチング液として、前記剥離液として使用される溶液に水を添加した希釈溶液を使用することを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の基板処理方法において、前記金属薄膜がアルミ薄膜もしくはアルミ合金薄膜であることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の基板処理方法において、前記アミン系有機溶剤がモノエタノールアミンであることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に係る発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の基板処理方法において、前記エッチング液として、アミン系有機化合物の濃度が０．００１％〜５０％である希釈用液を使用することを特徴とする。
【００１０】
請求項５に係る発明は、表面に金属薄膜もしくは金属酸化物薄膜が被着形成されその金属薄膜もしくは金属酸化物薄膜の表面が所定パターンのレジスト膜により被覆された基板に対しエッチング液を供給するエッチング液供給手段を有し、前記金属薄膜もしくは金属酸化物薄膜を所定パターンにエッチングするエッチング処理部と、エッチング処理後の基板に対し剥離液を供給する剥離液供給手段を有し、前記レジスト膜を前記金属薄膜もしくは金属酸化物薄膜の表面から剥離して除去する剥離処理部とを備えた基板処理装置において、前記剥離液供給手段が、基板に対してアミン系有機溶剤を主成分とする溶液を供給し、前記エッチング液供給手段が、基板に対して前記アミン系有機溶剤を主成分とする溶液に水を添加した希釈溶液を供給することを特徴とする。
【００１１】
請求項６に係る発明は、請求項５に記載の基板処理装置において、前記金属薄膜がアルミ薄膜もしくはアルミ合金薄膜であることを特徴とする。
【００１２】
請求項７に係る発明は、請求項５または請求項６に記載の基板処理装置において、前記アミン系有機溶剤がモノエタノールアミンであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明の基板処理方法によると、エッチング液として剥離液と同じ溶液の希釈溶液が使用されるので、薬液供給系として、アミン系有機溶剤を主成分とする溶液を供給する薬液供給系だけを設ければよいこととなる。また、エッチング工程において、アミン系有機溶剤を主成分とする溶液が基板に対し供給されて基板表面の金属薄膜もしくは金属酸化物薄膜がエッチングされ、剥離工程において、アミン系有機溶剤を主成分とするエッチング液と同じ溶液であってエッチング液より濃度の高い溶液が基板に対し供給されて金属薄膜もしくは金属酸化物薄膜の表面からレジスト膜が除去されるので、エッチング工程後に基板を水洗処理してエッチング液を除去し基板を乾燥処理しなくても、エッチング工程に続いて剥離工程を行うようにすることが可能となる。
したがって、請求項１に係る発明の基板処理方法によると、基板のエッチング処理および剥離処理を行う場合に、装置全体の設置スペースを小さくし、設備コストを低減させ、装置構成を簡略化することができる。
【００１４】
請求項２に係る発明の基板処理方法では、剥離液として使用されるアミン系有機溶剤を主成分とする溶液に水を添加した希釈溶液により、基板表面のアルミ薄膜もしくはアルミ合金薄膜がエッチングされる。
【００１５】
請求項３に係る発明の基板処理方法では、剥離液として使用されるモノエタノールアミンを主成分とする溶液に水を添加した希釈溶液により、基板表面の金属薄膜もしくは金属酸化物薄膜がエッチングされる。
【００１６】
請求項４に係る発明の基板処理方法では、アミン系有機化合物の濃度が０．００１％〜５０％である希釈用液により、基板表面の金属薄膜もしくは金属酸化物薄膜が確実にエッチングされる。
【００１７】
請求項５に係る発明の基板処理装置においては、エッチング液供給手段により、剥離液供給手段から基板に対し供給される剥離液と同じ溶液の希釈溶液が基板へ供給されるので、薬液供給系として、アミン系有機溶剤を主成分とする溶液を供給する薬液供給系だけを設ければよいこととなる。また、エッチング処理部において、エッチング液供給手段からアミン系有機溶剤を主成分とする溶液が基板に対し供給されて基板表面の金属薄膜もしくは金属酸化物薄膜がエッチングされ、剥離処理部において、剥離液供給手段からアミン系有機溶剤を主成分とするエッチング液と同じ溶液であってエッチング液より濃度の高い溶液が基板に対し供給されて金属薄膜もしくは金属酸化物薄膜の表面からレジスト膜が除去されるので、エッチング処理部の後に、基板を水洗処理してエッチング液を除去する水洗処理部、および、水洗処理後の基板を乾燥処理する乾燥処理部を設けなくても、エッチング処理部の後に剥離処理部を設けることが可能となる。
したがって、請求項５に係る発明の基板処理装置を使用すると、基板のエッチング処理および剥離処理を行う場合に、装置全体の設置スペースを小さくし、設備コストを低減させ、装置構成を簡略化することができる。
【００１８】
請求項６に係る発明の基板処理装置では、エッチング液供給手段から、剥離液として使用されるアミン系有機溶剤を主成分とする溶液に水を添加した希釈溶液が基板に対し供給されて、基板表面のアルミ薄膜もしくはアルミ合金薄膜がエッチングされる。
【００１９】
請求項７に係る発明の基板処理装置では、エッチング液供給手段から、モノエタノールアミンを主成分とする溶液に水を添加した希釈溶液が基板に対し供給されて、基板表面の金属薄膜もしくは金属酸化物薄膜がエッチングされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、この発明の最良の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、この発明の実施形態の１例を示し、基板処理装置の要部の概略構成を示す模式的側面図である。
【００２１】
この基板処理装置は、エッチング処理部１０と剥離処理部１２とを備えている。エッチング処理部１０は、搬入側開口１６および搬出側開口１８を有する密閉されたエッチング処理槽１４を備えている。エッチング処理槽１４の内部には、基板Ｗを支持して水平方向へ搬送する搬送ローラ２０が複数本、互いに平行に基板搬送路に沿って配列されている。また、基板搬送路の上方には、スプレイ管２２が配設されており、スプレイ管２２に複数のスプレイノズル２４が基板搬送路に沿って配列されている。スプレイ管２２には、エッチング液供給管２６が連通接続されており、エッチング液供給管２６にポンプ２８が介設されている。エッチング液供給管２６は、エッチング液貯留槽３０の底部付近に連通接続されている。また、エッチング処理槽１４の底部には、排液管３２が連通接続されており、エッチング処理槽１４内のエッチング液が、エッチング処理槽１４の底部に集められてエッチング処理槽１４内から排液管３２を通って排出され、エッチング液貯留槽３０内に回収されるようになっている。図示していないが、エッチング液貯留槽３０には、エッチング液を加熱するためのヒータ等の加熱手段が設けられており、例えば３０℃〜８０℃、好ましくは４０℃〜６０℃の温度にエッチング液が加熱される。
【００２２】
また、剥離処理部１２は、搬入側開口３６および搬出側開口３８を有する密閉された剥離処理槽３４を備えている。剥離処理槽３４の内部には、基板Ｗを支持して水平方向へ搬送する搬送ローラ４０が複数本、互いに平行に基板搬送路に沿って配列されている。また、基板搬送路の上方には、スプレイ管４２が配設されており、スプレイ管４２に複数のスプレイノズル４４が基板搬送路に沿って配列されている。スプレイ管４２には、剥離液供給管４６が連通接続されており、剥離液供給管４６にポンプ４８が介設されている。剥離液供給管４６は、剥離液貯留槽５０の底部付近に連通接続されている。また、剥離処理槽３４の底部には、排液管５２が連通接続されており、剥離処理槽３４内の剥離液が、剥離処理槽３４の底部に集められて剥離処理槽３４内から排液管５２を通って排出され、剥離液貯留槽５０内に回収されるようになっている。図示していないが、剥離液貯留槽５０には、剥離液を加熱するためのヒータ等の加熱手段が設けられており、例えば６０℃〜８０℃の温度に剥離液が加熱される。
【００２３】
そして、この基板処理装置では、一般的に剥離液として使用されるアミン系有機溶剤を主成分とする溶液、例えば、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）を主成分としジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ブチルジグリコール（ＢＤＧ）、アロマテックジオール、カテコール等の有機溶剤が適宜混合されて調製された溶液が、各配管５４、５６を通ってエッチング液貯留槽３０および剥離液貯留槽５０内へそれぞれ供給される構成となっている。また、エッチング液貯留槽３０内には、純水供給源から配管５８を通って純水が供給される。剥離液の主成分であるアミン系有機化合物としては、ＭＥＡの他に、例えば１−メチル−２−ピロリドン、イソプロパノールアミン、２−（２−アミノエトキシ）エタノール、ヒドロキシアミン、Ｎ−メチルピロリドン、パーフレンなどが用いられる。
【００２４】
剥離液として使用されるアミン系有機溶剤、例えばＭＥＡを主成分とする溶液と純水とが供給されるエッチング液貯留槽３０内においては、アミンと水との反応によってアルカリ液（アンモニア水）が生成される。このアルカリ液は、基板Ｗの表面に被着形成された金属薄膜もしくは金属酸化物薄膜、例えばアルミ薄膜（純アルミ膜）やアルミ合金薄膜（Ａｌ−Ｎｄ膜、Ａｌ−Ｔｉ膜、Ａｌ−Ｎｉ膜等）あるいはＩＴＯ薄膜などと反応するので、この反応を利用して金属薄膜もしくは金属酸化物薄膜をエッチングすることが可能となる。この場合において、溶液中のＭＥＡの濃度が高すぎると、アルミ薄膜やアルミ合金薄膜との反応が起こらず、また、アルミ薄膜やアルミ合金薄膜の表面を被覆する所定パターンのレジスト膜が剥離されることになるので、純水で希釈した溶液のアミン濃度が、例えば５０％以下となるように純水の供給量を調整する。また、溶液中のＭＥＡの濃度が低すぎると、アルミ薄膜やアルミ合金薄膜との反応が起こらないので、純水で希釈した溶液のアミン濃度が、例えば０．００１％以上となるように純水の供給量を調整する。より具体的に説明すると、エッチングレートはエッチング液の温度が高くなるほど大きくなるので、エッチング液を３０℃〜８０℃の温度に加熱するときは、溶液中のＭＥＡの濃度が０．００１％〜５０％となるように調整し、エッチング液を４０℃〜６０℃の温度に加熱するときは、溶液中のＭＥＡの濃度が０．０１％〜１０％となるように調整する。なお、剥離液は、溶液中のＭＥＡの濃度を、例えば３０％〜７０％に調整して使用される。
【００２５】
図１に示した構成を備えた基板処理装置では、まず、エッチング処理部１０のエッチング処理槽１４内において、搬送ローラ２０によって基板Ｗを水平方向へ搬送しながら、また必要により基板Ｗを往復移動させながら、スプレイノズル２２から基板Ｗの表面に向かってエッチング液を噴出させる。これにより、基板Ｗの表面に形成された金属薄膜もしくは金属酸化物薄膜の、レジスト膜で被覆されていない部分が、エッチング液であるアルカリ液によってエッチングされる。基板Ｗのエッチング処理が終了すると、基板Ｗは、エッチング処理槽１４内から搬出側開口１８を通って搬出され、剥離処理部１２へ搬送される。そして、剥離処理部１２の剥離処理槽３４内において、搬送ローラ４０によって基板Ｗを水平方向へ搬送しながら、また必要により基板Ｗを往復移動させられながら、スプレイノズル４２から基板Ｗの表面に向かって剥離液を噴出させる。これにより、基板Ｗの表面に形成された金属薄膜もしくは金属酸化物薄膜を被覆するレジスト膜が剥離液によって溶解されて基板Ｗ上から除去される。基板Ｗの剥離処理が終了すると、基板Ｗは、剥離処理槽３４内から搬出側開口３８を通って搬出され、図１には図示していないが水洗処理部へ搬送される。そして、剥離処理後の基板Ｗは、水洗処理部の水洗処理槽内において純水で洗浄され、その後に、乾燥処理部へ搬送され、乾燥処理槽内において乾燥処理される。
【００２６】
この基板処理装置においては、エッチング処理槽１４内においてスプレイノズル２４から基板Ｗ上へ供給されるエッチング液が、剥離処理槽３４内においてスプレイノズル４４から基板Ｗ上へ供給される剥離液と同じ溶液の希釈溶液であるため、薬液供給系として、アミン系有機溶剤を主成分とする溶液を供給する薬液供給系だけを設ければよい。また、剥離処理槽３４内においてスプレイノズル４４から基板Ｗ上へ供給される剥離液は、エッチング処理槽１４内においてスプレイノズル２４から基板Ｗ上へ供給されるエッチング液と同じ溶液であってエッチング液より濃度の高い溶液であるため、エッチング処理部１０において基板Ｗをエッチング処理した後、剥離処理部１２で基板Ｗを剥離処理する前に、基板Ｗを純水で洗浄して基板Ｗ上からエッチング液を洗い流したりその水洗後に基板Ｗを乾燥処理したりする必要が無い。したがって、エッチング処理槽１４の後に剥離処理槽３４を設けるような装置構成とすることが可能になる。すなわち、図２に概要図を示すように、入口側コンベア６１、エッチング処理槽６２、剥離処理槽６３、水洗処理槽６４、乾燥処理槽６５および出口側コンベア６６から構成される１つの処理ラインとすることができる。
【００２７】
なお、図２には、１つの処理ラインにエッチング処理槽６２と剥離処理槽６３とを含む実施形態を示したが、図３に示したように、エッチング処理槽２ａを含む処理ライン６ａと剥離処理槽２ｂを含む処理ライン６ｂとを設け、剥離液として使用されるアミン系有機溶剤を主成分とする溶液を純水で希釈した溶液を、エッチング処理ライン６ａのエッチング処理槽６２へ供給するようにしてもよい。また、図１に示した構成を有する装置において、剥離処理部１２の剥離液貯留槽５０内へ純水を供給してアミン系有機溶剤を主成分とする溶液を希釈し、その希釈溶液を剥離処理槽３４内のスプレイ管４２へ供給することにより、剥離処理部１２をエッチング処理部として転用するようにしてもよく、また、エッチング処理部１０のエッチング液貯留槽３０内への純水の供給を止めて、アミン系有機溶剤を主成分とする溶液を希釈せずにエッチング処理槽１４内のスプレイ管２２へ供給することにより、エッチング処理部１０を剥離処理部として転用するようにしてもよい。
【００２８】
また、上記した実施形態では、スプレイノズル２２から基板Ｗの表面に向かってエッチング液を噴出させて基板Ｗをエッチング処理し、スプレイノズル４２から基板Ｗの表面に向かって剥離液を噴出させて基板Ｗを剥離処理するスプレイ式の処理装置を示したが、エッチング処理方式や剥離処理方式は、湿式で基板を処理するものであればどのような方式でもよく、例えば、基板の表面全体にエッチング液や剥離液を液盛りするパドル式の処理装置、処理槽内に貯留されたエッチング液や剥離液中において基板を搬送するディップ式の処理装置、処理槽内に貯留されたエッチング液や剥離液中に基板を浸漬させて保持する浸漬式の処理装置、基板をスピンチャック上に水平姿勢で保持して鉛直軸回りに回転させながら基板表面へノズルからエッチング液や剥離液を供給する基板回転式の処理装置などにも、この発明は適用し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の実施形態の１例を示し、基板処理装置の要部の概略構成を示す模式的側面図である。
【図２】この発明を適用した処理ラインの構成例を示す概要図である。
【図３】従来の基板処理装置における処理ラインの構成例を示す概要図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  エッチング処理部
１２  剥離処理部
１４  エッチング処理槽
２０、４０  搬送ローラ
２２、４２  スプレイ管
２４、４４  スプレイノズル
２６  エッチング液供給管
２８、４８  ポンプ
３０  エッチング液貯留槽
３２、５２  排液管
３４  剥離処理槽
４６  剥離液供給管
５０  剥離液貯留槽
５４、５６、５８  配管
Ｗ  基板
【図１】
2008159978.tif 000003
【図２】
2008159978.tif 000004
【図３】
2008159978.tif 000005