(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
短パルスのレーザ光をレーザ光源から伝送し、伝送されたレーザ光を、基板上に塗布又はラミネートされたフォトレジストの幅又はこの幅以上の細長い帯状に拡幅調整してフォトレジストに照射し、その際照射されるレーザ光を、フォトレジストと基板の界面で急激な温度上昇に伴う基板およびフォトレジストの膨張変形、及びフォトレジストの基板への密着性の消失によりフォトレジストが基板から剥離する熱衝撃剥離現象を生じさせる所定波長で、かつフォトレジストの膜厚、材質に対応してフォトレジストを基板から剥離するに十分な光強度のレーザ光とし、このレーザ光をフォトレジストに所定時間照射しながら基板を相対的に移動させてフォトレジストを剥離片として全体的に基板から面状に剥離除去するフォトレジスト剥離除去方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子部品などを加工するフォトファブリケーション技術において、フォトレジストを光学的手段により剥離除去するフォトレジスト剥離除去方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器の多くに含まれる回路基板やＩＴ機器関連の微細な電子部品等各種の加工部品にフォトファブリケーション技術が用いられ、その需要は増々増大している。フォトファブリケーションの加工工程では、例えば回路基板を作る場合、まずシリコン、炭素繊維又は金属の基板を十分洗浄してレジストを塗布し、所望の回路パターンが印刷されたマスクを通して紫外光で露光してレジストパターンを得る。
【０００３】
この場合、露光された部分が残るレジストはネガ型、溶解するレジストはポジ型と呼ばれる。いずれかのレジストを残した状態でエッチングにより、もしくはイオンのドープ又は金属の蒸着などによりパターン加工をし、最後にレジストを剥離する。場合によってはこの工程が繰り返されることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
かかるフォトファブリケーションの加工工程では、フォトレジストの剥離除去工程に薬品による溶解除去、又は膨潤剥離除去の手法が用いられるが、特に最終工程のレジスト剥離のため大量の薬品と水が用いられ、これに伴う薬品廃液の処理や水資源の濫用などの問題が生産量の増大に伴って増々深刻になっている。
【０００５】
このため、紫外線露光で回路パターンを形成した後、残留するレジストを化学薬品でなく光学的手段により剥離する手法が所望されているが、現在までにそのような手段を提案されたことがなく、そこで本発明者等は鋭意努力の結果レーザ光の光学的手段により剥離し得る現象を見出し、これに基づいて本発明を提案するに至ったのである。
【０００６】
即ち、この発明は、上記の問題に留意し、フォトレジストを光学的手段により剥離除去して環境汚染、水資源の濫用を防止し、生産性の向上を図ることができるフォトレジストの剥離除去方法及び装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決する手段として、短パルスのレーザ光をレーザ光源から伝送し、伝送されたレーザ光を基板上に塗布又はラミネートされたフォトレジスト又はそれ以上の長さに調整してフォトレジストに照射し、その際照射されるレーザ光がフォトレジストの膜厚、材質に対応してフォトレジストと基板の界面で熱衝撃剥離現象を生じ、剥離するに十分な光強度となるようにレーザ光の幅を調整し、この調整されたレーザ光をフォトレジストに所定時間照射しながら基板を相対的に移動させてフォトレジストを基板から剥離除去するフォトレジスト剥離除去方法としたのである。
【０００８】
上記の方法を実施する装置として、短パルスのレーザ光を発生するレーザ発生装置と、発生したレーザ光を光学伝送路を経由して伝送し、そのレーザ光を所定の長さ、幅の帯状のレーザ光に拡幅調整して対象物に照射する照射ヘッドと、対象物のフォトレジストを塗布又はラミネートされた基板を搬送する搬送手段とを備え、上記照射ヘッドがフォトレジストの幅又はそれ以上の長さに調整したレーザ光を、フォトレジストの膜厚、材質に対応してフォトレジストと基板の界面で熱衝撃剥離現象を生じ、剥離するに十分な光強度に拡幅調整するように構成され、この調整されたレーザ光をフォトレジストに所定時間照射しながら基板を移動させてフォトレジストを基板から剥離除去するようにしたフォトレジストの剥離除去装置とすることができる。
【０００９】
かかるフォトレジストの剥離除去方法及び装置によれば、フォトレジストを光学的手段により剥離除去でき、フォトレジストの除去のため大量の水資源の使用や薬品廃液を処理する必要がなくなる。伝送されるレーザ光は、フォトレジストに照射される前に拡幅調整が行なわれる。この拡幅調整は、フォトレジストに対し細い帯状のレーザ光としてレジスト幅方向に均等化した状態で照射できるように幅が拡大され、かつその拡散照射されるレーザ光の強度が下記の熱衝撃剥離現象を基板とフォトレジストの界面に生じるに十分なエネルギとなるよう調整が行なわれる。
【００１０】
上記熱衝撃剥離現象とはレーザ光を照射することにより基板には損傷、変形を生じることなく、フォトレジストが基板から剥離し、変質又は破損する現象であり、本発明者等により初めて観測され、定義される現象であって、次のような現象を伴うものと定義される。
１．基板とフォトレジストの界面においてレーザ光の照射による急激な温度上昇を伴い、かつ両者の熱膨張係数の差によってフォトレジストが急激に膨張して基板から剥離する。
２．フォトレジストに含まれている接着成分が気化することにより界面に気泡が生じ、その気泡圧力によりフォトレジストが膨張変形して剥離する。
３．フォトレジストの変質により基板への密着性（結合性）を保つことができなくなり、かつ脆弱化して剥離する。
【００１１】
レーザ光は細い帯状でフォトレジストに照射されるから、基板上のフォトレジスト全長に亘ってフォトレジストを剥離除去するため、照射されるレーザ光を移動させるか、又は基板を移動させてレーザ光がフォトレジストの全長に照射されるようにする。剥離されたフォトレジストは、基板から遊離し、かつ変質して剥離され、エアーを吹付けると舞い上がる。これを吸引装置で吸引すればフォトレジストを機械的に処理できる。
【００１２】
【実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１に実施形態のフォトレジスト剥離除去装置の全体概略構成図を示す。図示のように、フォトレジスト剥離除去装置は、搬送装置（コンベア）Ｃ上に載置されたフォトレジストを塗布又はラミネートされた基板Ｋ（Ｋ1 〜Ｋ3 ）を搬送しながらレーザ光を照射することにより基板Ｋからフォトレジストを剥離除去するように構成されている。レーザ光は、レーザ発生装置１０から所定波長、強度のレーザ光として送り出され、伝送経路１１の反射ミラー１１ａと光伝送管１１ｂを経由して所定位置に設置されている照射ヘッド１２へ送られ、この照射ヘッド１２から基板Ｋ上のフォトレジストに照射される。
【００１３】
図示のレーザ発生装置１０は、Ｎｄ：ＹＡＧの固体レーザが使用されている。その発振波長は５３２ｎｍの短パルスレーザ光であり、Ｑスイッチを備え、光エネルギ８００ｍＪ／ｃｍ2 のレーザ光を周波数１０Ｈｚで出力する。反射ミラー１１ａを含む伝送経路１１で伝送されたレーザ光は照射ヘッド１２で集光、拡幅されてフォトレジストに帯状（線状）のレーザ光として照射される。この照射ヘッド１２は、詳細な機構は示していないが、位置移動可能に設けられており、レーザ光の強度分布を均一化し、又基板の大きさに適した長さ・幅のシートビームへ整形するための役目をする。
【００１４】
上記伝送経路の最下流位置の反射ミラー１１ａは、図示していない可動アームカバー内に設置され、この可動アームカバーを移動させることによりレーザ発生装置からのレーザ光を伝送し、かつ照射ヘッドの移動を可能とし、レーザ光を所望の位置へ照射することができる。
【００１５】
照射ヘッド１２の下流側には剥離したフォトレジストを下流方向へ吹き付けるエアー吹付ノズル１３と、さらにその後方に吹付けにより舞い上がったフォトレジスト塵を吸引して回収するための吸引装置１４（クリーナ）が設けられている。なお、搬送装置Ｃは、回路基板Ｋ（Ｋ1 〜Ｋ3 ）を載置するのに適した、例えばベルトコンベアのような形式であればよい。又、レーザ発生装置１０、エアー吹付ノズル１３、吸引装置１４、搬送装置ＣのモータＭは、制御装置２０によりレーザ光の発光タイミング、照射時間、各装置のモータの駆動について制御が行なわれる。
【００１６】
上記の構成とした実施形態のフォトレジスト剥離除去装置では、レーザ光の照射に基づく熱衝撃剥離現象（熱ショック）により回路基板Ｋ上のフォトレジストが剥離除去される。この装置で処理の対象とされるフォトレジストは、図示しない別の処理工程で、従来技術の欄で説明したように、回路基板Ｋ上にフォトレジストを塗布又はラミネートしたものである。この別の処理工程では、予めフォトレジストは、回路基板Ｋ上に塗布された後、電子回路のパターンに相当するポジ型又はネガ型のフォトレジストとして残る。
【００１７】
この回路基板にエッチング加工などの必要な加工処理を施した後はフォトレジストは不要となり、この残留するフォトレジストを基板表面から全面的に除去することを前提として、この実施形態の除去装置に搬送され、フォトレジストの剥離除去処理が行なわれる。
【００１８】
このような処理を行なうことを目的としてフォトレジストを有する回路基板Ｋ1 が搬送装置Ｃにより、例えば図示の例では６０ｃｍ／分の速度で送られ、照射ヘッド１２の真下に来るとレーザ光の照射が行なわれ、フォトレジストの剥離除去作業が開始される。以下の処理は図２を参照して説明する。（ａ）図の断面を有する基板ＢにフォトレジストＲを含む回路基板Ｋ（加工前）に対し、（ｂ）図に示すように、所定強度の短パルスのレーザ光を照射する。この場合、所定強度とはフォトレジストに対し熱衝撃剥離現象が生じ得るレーザ光の強度である。熱衝撃剥離現象とは前述した定義に従う現象である。
【００１９】
このような現象を生じるように、上述した短パルスのレーザ光を一定周波数の周期で繰返し照射しながら、搬送装置Ｃにより回路基板Ｋを（ｃ）図から（ｄ）図へ少しずつ送ると、その間にフォトレジストＲは少しずつ熱衝撃剥離により基板Ｂから剥離される。このような剥離をフォトレジストに対して、その送り方向の始端から終端まで回路基板Ｋを搬送して続けることにより、（ｅ）図、（ｆ）図に示すように、フォトレジストの全長を剥離することができる。
【００２０】
（ｇ）図に示すように、変質して剥離されたフォトレジストＲは全体的に基板Ｂから面状に剥離された剥離片となり、基板Ｂから離れるため、エアーの吹付ノズル１３からエアーを吹付けられると空間上へ舞い上がり、搬送方向の下流側へと移動する。すると、吹付ノズル１３の後方に設置されている吸引装置１４により吸引されてフォトレジストＲの剥離片は処理される。従って、従来のようにフォトレジストの剥離のために溶液で溶解させるというウェット処理工程が不要となり、フォトレジストＲの剥離が高効率に、かつ環境汚染を生じることなく行なえることとなる。
【００２１】
なお、上記実施形態では、基板の材料は特に限定していないが、図示の例では金属（Ｎｉ合金）が用いられ、その他半導体、ガラス、炭素繊維、セラミックなど各種の材料を採用できる。又、短パルスのレーザ発生装置は、光エネルギが照射位置で上記熱衝撃剥離現象を生じ得る強度となるレーザ光を発振できればよく、固体レーザ、エキシマレーザのような気体レーザ、あるいは半導体レーザなどレーザの発振形式を問わず、いずれの形式のレーザ発生装置を用いてもよい。
【００２２】
【実施例】
上記のフォトレジストの剥離除去方法を実施する装置による回路基板Ｋの処理の例については次の通りである。
0003853690.tif 000002
上記レーザ発生装置１０からのレーザ光は、フォトレジストに照射される際に５００×１ｍｍ2 ＝５ｃｍ2 の面積に照射される。従って、８００／５＝１６０ｍＪ／ｃｍ2 の光強度に平均化した光で照射され、この光エネルギレベルで十分な剥離除去が得られた。
【００２３】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、この発明のフォトレジストの剥離除去方法及び装置では、レーザ光をフォトレジストと基板の界面に熱衝撃剥離現象を生じるに必要な強度に拡幅調整してフォトレジストに照射するようにし、レーザ光又は基板のいずれかを移動させて全長に亘ってフォトレジストにレーザ光を照射するようにしたから、フォトレジストを光学的手段により効率よく剥離除去でき、従って環境汚染、水資源の大量消費を防止し、フォトレジストの剥離除去作業を機械化して生産性を飛躍的に向上させることができるという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のフォトレジスト剥離除去装置の全体概略構成図
【図２】フォトレジストの剥離除去処理の説明図
【符号の説明】
１０  レーザ発生装置
１１  伝送経路
１２  照射ヘッド
１３  吹付ノズル
１４  吸引装置
【図１】
0003853690.tif 000003
【図２】
0003853690.tif 000004