(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する基板に対して種類の異なる複数の処理液をノズル体から順次供給することで上記基板を処理する基板の処理方法において、
上記ノズル体より上記基板に硫酸と過酸化水素水を混合した第１の処理液を供給した後、この第１の処理液の硫酸濃度を低下させてから、リンス用の第２の処理液を上記ノズル体より上記基板に供給することを特徴とする基板の処理方法。
【請求項２】
上記第２の処理液は、純水であることを特徴とする請求項１記載の基板の処理方法。
【請求項３】
異なる種類の複数の処理液を回転される基板に向けて順次供給して処理する基板の処理装置において、
上記基板を保持するとともに回転駆動される回転体と、
上記回転体に保持される基板に硫酸と過酸化水素水とを所定の割合で混合した第１の処理液とリンス用の第２の処理液を供給するノズル体と、
このノズル体に供給される上記第１の処理液を上記第２の処理液に切り換える切換え手段と、
上記ノズル体に供給される上記第１の処理液の硫酸濃度を調整する濃度調整手段と、
この濃度調整手段の制御装置を具備し、
上記制御装置は、上記基板に供給する処理液を上記第１の処理液より上記第２の処理液に切り換えるときに、上記ノズル体から上記基板に供給している上記第１の処理液の硫酸濃度を低下させて上記基板上に残留する上記第１の処理液の硫酸濃度を低下させるように上記濃度制御手段を制御し、その後上記第２の処理液を上記ノズル体から上記基板に供給するように上記切換え手段を制御することを特徴とする基板の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は回転される基板に処理液を噴射して処理する基板の処理方法及び処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、液晶表示装置や半導体装置やこれらの製造に使用するフォトマスクの製造工程においては、ガラス基板や半導体ウエハや石英基板などの基板にフォトマスクを用いて回路パターンを形成するためのリソグラフィ工程がある。
【０００３】
上記基板にリソグラフィ工程によって回路パターンを形成するには、その基板にレジストパターンを形成する工程と、このレジストパターンによって基板をエッチングする工程と、エッチング後にレジストパターンを除去する工程と、レジストパターンを除去した基板に成膜する工程とが複数回にわたって繰り返して行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、とくに液晶表示装置や半導体装置の製造で使用されるフォトマスクの製造工程では、難溶解性のレジストが用いられるようになってきており、そのようなレジストを用いて形成されたパターンは通常の方法では容易に剥離除去することができないということがあるため、難溶解性のレジストパターンを除去するためにプラズマアッシングが用いられている。
【０００５】
しかしながら、プラズマアッシングはコストアップを招いたり、スループットに劣るなどのことがある。
【０００６】
そこで、プラズマアッシングに代わって上記レジストパターンを硫酸と過酸化水素水とを混合した混合処理液を用いて分離除去する剥離工程がある。
【０００７】
さらに、上記剥離工程で完全に分離除去できなかったレジスト残渣を除去するために基板を回転駆動される回転体に保持し、この回転体によって回転される基板に向けて上記混合処理液を噴射することで、基板に設けられたレジスト残渣を分解除去するということが行われる。そして、混合処理液を用いてレジスト残渣を分解除去したならば、この基板に純水を供給し、基板に付着した硫酸を洗浄除去するリンス処理が行われる。
【０００８】
ところで、リンス処理の際、純水を基板に供給すると、その純水が基板に残留する硫酸と溶解反応を起すということがある。そのため、その溶解反応によってミストの発生を招いたり、硫酸の飛散を招くなどのことがある。
【０００９】
この発明は、基板を種類の異なる複数の処理液によって順次処理する場合、種類の異なる処理液が溶解反応することなく、処理液の切り換えを行うことができるようにした基板の処理方法及び処理装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、回転する基板に対して種類の異なる複数の処理液をノズル体から順次供給することで上記基板を処理する基板の処理方法において、
上記ノズル体より上記基板に硫酸と過酸化水素水を混合した第１の処理液を供給した後、この第１の処理液の硫酸濃度を低下させてから、リンス用の第２の処理液を上記ノズル体より上記基板に供給することを特徴とする基板の処理方法にある。
【００１１】
請求項２の発明によれば、第２の処理液は、純水であることを特徴とする請求項１記載の基板の処理方法にある。
【００１２】
請求項３の発明によれば、異なる種類の複数の処理液を回転される基板に向けて順次供給して処理する基板の処理装置において、
上記基板を保持するとともに回転駆動される回転体と、
上記回転体に保持される基板に硫酸と過酸化水素水とを所定の割合で混合した第１の処理液とリンス用の第２の処理液を供給するノズル体と、
このノズル体に供給される上記第１の処理液を上記第２の処理液に切り換える切換え手段と、
上記ノズル体に供給される上記第１の処理液の硫酸濃度を調整する濃度調整手段と、
この濃度調整手段の制御装置を具備し、
上記制御装置は、上記基板に供給する処理液を上記第１の処理液より上記第２の処理液に切り換えるときに、上記ノズル体から上記基板に供給している上記第１の処理液の硫酸濃度を低下させて上記基板上に残留する上記第１の処理液の硫酸濃度を低下させるように上記濃度制御手段を制御し、その後上記第２の処理液を上記ノズル体から上記基板に供給するように上記切換え手段を制御することを特徴とする基板の処理装置にある。
【００１３】
請求項１の発明によれば、基板に供給している処理液の濃度を低下させてから次の処理液を供給するため、濃度の低下した処理液に対して次の処理液が溶解反応を起すのを防止することができる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、硫酸と過酸化水素水を混合した処理液の硫酸の濃度を低下させてから、次の処理液として純水を供給するようにしたので、硫酸と純水との溶解反応が生じるのを防止することができる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、切換え手段によって処理液の種類を切換える際、濃度調整手段によって予め供給している処理液の濃度を低下させてから、次の処理液を供給できるから、種類の異なる処理液を順次供給しても、これら処理液が溶解反応を起すのを防止できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は基板の処理装置を示し、この処理装置はカップ体１を備えている。このカップ体１は、上面が開放した有底状の下カップ１ａと、この下カップ１ａの上端に着脱自在に保持された上カップ１ｂと、この上カップ１ｂの内面側にねじ２によって着脱自在に取付けられた中カップ１ｃとからなる。
【００１８】
上記下カップ１ａの底部中心部には通孔３が形成されている。この通孔３には回転軸４が挿通されている。この回転軸４の上記カップ体１内に突出した上端は回転体５の下面に取付けられている。この回転体５の上面にはフォトマスク用石英基板などの基板６の下面を支持する複数の支持ピン７と、上記基板６の外周面に係合する複数の係合ピン８とが設けられている。
【００１９】
上記通孔３から下カップ１ａの外部に突出した上記回転軸４の下端部は第１のモ−タ９の回転軸９ａに連結されている。したがって、上記第１のモ−タ９が作動すれば、上記回転体５が上記基板６とともに回転駆動されるようになっている。
【００２０】
上記第１のモ−タ９は第１の取付板１１に取付けられている。この第１の取付板１１は第１のシリンダ１２によって上下駆動されるようになっている。上記第１の取付板１１が上昇方向に駆動されれば、上記回転体５が図１に鎖線で示すように一体的に上昇する。それによって、上記回転体５に対して基板６を図示せぬロボットなどによって着脱できる。
【００２１】
上記第１の取付板１１の上面には、上記回転軸４を軸受１２によって回転自在に支持した支持体１３が設けられている。この支持体１３には支持脚１４が立設されている。この支持脚１４は上記通孔３から上記下カップ１ａ内に突出し、その上端には上記通孔３を覆うカバ−１５が取付けられている。このカバ−１５は上記回転体５の上下動に連動する。したがって、上記回転体５が上昇したときでも、上記カバ−１５は上記通孔３を覆っている。
【００２２】
上記カバ−１５は径方向中心から周辺部に向かって低く傾斜した傾斜面に形成されている。したがって、上記カバ−１５の上面に滴下した洗浄液はその傾斜面に沿って流れて下カップ１ａに滴下する。下カップ１ａの底部周辺部には複数の排出管１６が接続されていて、下カップ１ａに滴下した洗浄液を排出するようになっている。
【００２３】
上記回転体１１に保持される基板６の上面側には、この基板６の上面に処理液を噴射するノズル体３１が配置されている。このノズル体３１は揺動機構３２によって上記基板６の径方向に沿って揺動駆動されるようになっている。この揺動機構３２は円筒状の水平ア−ム３３を有し、この水平ア−ム３３の先端部内に上記ノズル体３１が設けられている。
【００２４】
上記水平ア−ム３３の基端部には軸線を垂直にした中空状のスプライン軸３４の上端が連結部材３５を介して連結されている。上記スプライン軸３４の下端部は第２の支持板３６に形成された通孔３７を通され、取付板３８の一端部に軸受３９によって回転自在に支持されている。
【００２５】
上記取付板３８はクランク状に形成されていて、その他端部には上記第２の支持板３６に取付けられた第２のシリンダ４１のロッド４１ａが連結されている。したがって、上記第２のシリンダ４１のロッド４１ａが後退方向に駆動されれば、上記取付板３８を介して上記スプライン軸３４が上昇駆動されることになる。
【００２６】
上記スプライン軸３４の中途部には従動プ−リ４２が上下動自在かつスプライン軸３４と一体的に回転するように設けられている。上記第２の支持板３６には第２のモ−タ４３が設けられ、その回転軸４３ａには駆動プ−リ４４が嵌着されている。この駆動プ−リ４４と上記従動プ−リ４２との間にはタイミングベルト４５が張設されている。したがって、上記第２のモ−タ４３が作動すれば、上記スプライン軸３４が回転されるようになっている。
【００２７】
スプライン軸３４が回転されると、その回転に水平ア−ム３３が連動するから、この水平ア−ム３３の先端部に設けられたノズル体３１が回転体５に保持された基板６の径方向に沿って移動するようになっている。つまり、水平アーム３３は揺動することになる。
【００２８】
上記ノズル体３１は、図２に示すように本体５１を有する。この本体５１には連通室５２及びこの連通室５２に一端を連通させ、他端を本体５１の先端面に開口させた噴射孔５３が形成されている。
【００２９】
上記連通室５２には第１の供給管５４と第２の供給管５５とが接続されている。第１の供給管５４の基端側は第１の分岐管５４ａと第２の分岐管５４ｂとに分岐されている。第１の分岐管５４ａには硫酸（Ｈ２  ＳＯ４  ）が供給され、第２の分岐管５４ｂには過酸化水素水（Ｈ２  Ｏ２  ）が供給されるようになっている。
【００３０】
第１の分岐管５４ａには第１の流量調整弁５６が設けられ、第２の分岐管５４ｂには第２の流量調整弁５７が設けられている。各流量調整弁５６，５７は流量を比例的に制御することができるようになっていて、各流量調整弁５６，５７で流量が制御された硫酸と過酸化水素水とは第１の供給管５４で混合されて第１の処理液となる。
【００３１】
第１の処理液はノズル体３１の連通室５２に流入し、ノズル孔５３から噴射するようになっている。つまり、第１の流量調整弁５６と第２の流量調整弁５７は、硫酸と過酸化水素水との流量を制御することで、第１の処理液の硫酸の濃度を調整する濃度調整手段を構成している。
【００３２】
上記第２の供給管５５には純水が第２の処理液として供給される。この第２の処理液は第２の供給管５５からノズル体３１の連通室５２を経て噴射孔５３から噴射するようになっている。
【００３３】
上記第１の供給管５４と第２の供給管５５とには、切換え手段を構成する第１の開閉弁５８と第２の開閉弁５９とがそれぞれ設けられている。第１の開閉弁５８を閉じるとノズル体３１への第１の処理液の供給が遮断され、第２の開閉弁５９を閉じると第２の処理液の供給が遮断されるようになっている。
【００３４】
上記第１の流量調整弁５６、第２の流量調整弁５７、第１の開閉弁５８及び第２の開閉弁５９は制御装置６１によって開度及び開閉が制御されるようになっている。
【００３５】
このような構成の処理装置において、基板６に形成された難溶解性のレジストパターンや有機膜などを除去及び除去後のリンス処理を行う場合には、まず、回転体５に基板６を保持したならば、この回転体５を回転させるとともに、ノズル体３１を基板６の中心部分の上方に位置決めし、このノズル体３１の連通室５２に第１の供給管５４から第１の処理液を供給する。
【００３６】
第１の流量調整弁５６と第２の流量調整弁５７とは、制御装置６１によって所定の開度に設定される。それによって、第１の処理液は硫酸が過酸化水素水によって所定の濃度に希釈された状態となっている。
【００３７】
ノズル体３１に供給された第１の処理液は、基板６の中心部分に噴射され、回転する基板６の遠心力で周辺部分へ流れるから、基板６に形成されたレジストパターンや有機膜などが分解処理されることになる。
【００３８】
第１の処理液を基板６に所定時間供給したならば、この第１の処理液に含まれる硫酸の濃度を低下させる。つまり、制御装置６１によって、硫酸を供給する第１の分岐管５４ａに設けられた第１の流量調整弁５６を所定の開度から徐々に閉じ、過酸化水素水を供給する第２の分岐管５４ｂに設けられた第２の流量調整弁５７を所定の開度から全開方向へ徐々に開く。
【００３９】
それによって、硫酸の流量が減少し、過酸化水素水の流量が増加するから、硫酸が過酸化水素水によって希釈されることになる。硫酸が所定の濃度に希釈されたならば、第１の開閉弁５８を閉じ、第２の開閉弁５９を開くことで、第１の処理液の供給を停止し、第２の処理液を供給する。
【００４０】
ノズル体３１から基板６に第２の処理液であるリンス用の純水が供給されると、この純水は基板６上に残留する第１の処理液と混合する。第１の処理液の硫酸濃度が高いと、その硫酸と純水とが溶解反応（化学反応）を起すため、ミストの発生や硫酸の飛散などを招くことがある。
【００４１】
しかしながら、第１の処理液の供給を停止する前に、この第１の処理液に含まれる硫酸の濃度を十分に低下させているので、基板６上に残留する第１の処理液と純水とが溶解反応を起すのを防止することができる。
【００４２】
そして、基板６を所定時間リンス処理したならば、第２の処理液の供給を停止して乾燥処理を行うことで、基板６の洗浄処理が終了する。
【００４３】
上記一実施の形態では、第１の処理液の硫酸の濃度を低下させるために、硫酸の流量を減少させて過酸化水素水の流量を増大させるようにしたが、過酸化水素水の流量を一定にし、硫酸の流量を減少させるようにしてもよい。その場合、濃度調整手段としては第１の流量調整弁５６だけあればよく、第２の流量調整弁５７はなくてもよいことになる。
【００４４】
また、基板を処理する場合、２種類の処理液で行う場合だけでなく、３種類以上の処理液で行うこともある。そのよう場合、第１の処理液と第２の処理液とが溶解反応を起すだけでなく、第２の処理液と第３の処理液、さらには第３の処理液と第４の処理液とが溶解反応を起すこともある。
【００４５】
したがって、３種類以上の処理液を順次用いて基板６を処理する場合にも、溶解反応を起す処理液を所定の液体で希釈してから次の処理液を供給するようにすればよい。
【００４６】
さらに、基板としては液晶用ガラス基板や半導体ウエハ基板などであってもよく、要はレジストや有機膜などのように、処理液として溶解反応を起す薬液が用いられる場合にこの発明の方法及び装置を適用することができる。
【００４７】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、基板を複数の処理液で順次処理する場合、基板に供給している処理液の濃度を低下させてから次の処理液を供給するようにした。
【００４８】
そのため、最初の処理液の濃度を低下させることで、その処理液が基板に残留していても、次の処理液と溶解反応を起すのを防止することができるから、ミストの発生や処理液の飛散を招くことがない。
【００４９】
請求項２の発明によれば、硫酸と過酸化水素水を混合した処理液による処理と、純水からなる処理液とによって基板を順次処理する場合、最初の処理液の硫酸の濃度を低下させてから、次の処理液の純水を供給するようにした。
【００５０】
そのため、最初の処理液が基板に残留していても、その処理液の硫酸濃度は十分に低下しているため、硫酸と次の処理液の純水とが溶解反応を起すのを防止することができる。
【００５１】
請求項３の発明によれば、切換え手段によって処理液の種類を切換える際、濃度調整手段によって予め供給している処理液の濃度を低下させてから、次の処理液を供給することができる。
【００５２】
そのため、種類の異なる処理液を順次供給して基板を処理する場合、基板に残留する処理液と次に供給される処理液が溶解反応を起し、ミストの発生や処理液の飛散を招くのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態を示す全体の概略的構成図。
【図２】同じくノズル体への処理液の供給を示す説明図。
【符号の説明】
５…回転体
６…基板
３１…ノズル体
５２…連通室
５３…噴射孔
５４…第１の供給管
５５…第２の供給管
５６…第１の流量調整弁
５７…第２の流量調整弁
５８…第１の開閉弁
５９…第２の開閉弁
【図１】
0004475705.tif 000002
【図２】
0004475705.tif 000003