专利名称：正相抗蚀膜的剥离方法、曝光用掩模的制造方法以及抗蚀剂剥离装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及广泛应用于光掩模、半导体装置、液晶显示装置等影像设备的制造工序中的正相抗蚀膜的剥离方法、使用正相抗蚀膜的曝光用掩模的制造方法以及抗蚀膜剥离装置。
背景技术：
以往，通过采用光掩模的平版技术进行半导体及显示装置的制造。该光掩模是在玻璃等基板上形成由金属等的薄膜组成的细微图样(转印图样)而构成的。光掩模应用于利用带有光掩模的曝光装置(图样转印装置)将细微图样向被转印体(带有抗蚀膜的设备基板)进行图样转印的工序中。
半导体装置制造时一般使用缩小投影曝光装置，此时光掩模上的图样被缩小投影成比如1/5的大小。另一方面，制造液晶显示装置(以下称LCD)等显示装置时，使用掩模对准器，这是一种采用等倍的成批曝光方式的曝光装置。分档器用的光掩模和掩模对准器用的光掩模的大小不同。分档器用的光掩模(直角)一般是5英寸角(127mm×127mm)或6英寸角(152.4mm×152.4mm)的正方形。但掩模对准器用的光掩模一般是基于显示器及TV显示画面尺寸的长方形，尺寸也比直角的大(任意一边都在300mm以上)，所以称作大型掩模。并且，此大型掩模由于有大面积显示画面及一次显示多个画面的制造要求，基板的尺寸更倾向于大型化。
另外，该光掩模是使用其母版即在基板上形成了上述薄膜的掩模板而在其薄膜上形成规定的细微图样而得到的。光掩模的一般制造工序参考图2说明如下。
首先，准备掩模板(S21)，该掩模板是在石英玻璃等透明基板上形成由金属或其合金等材料构成的遮光性薄膜而形成的。接着，在此掩模板上全面形成抗蚀膜(S22)。通常，将抗蚀膜涂布在掩模板上后进行加热处理(prebake)。抗蚀膜有两种，一种是曝光部位经交联反应后固化形成不溶于显影液的负相抗蚀膜，另一种是曝光部位小分子化后形成可溶于显影液的正相抗蚀膜。但伴随着近年来的掩模图样高细微化的要求，大多使用的是正相抗蚀膜。
接着，在覆有此抗蚀膜的掩模板上进行规定的图样描绘(曝光)(S23)，通过用显影液进行显影处理(S24)，在掩模板上形成抗蚀图样。
然后，将此抗蚀图样作为掩模，通过蚀刻去除暴露出的遮光性薄膜(S25)。这样，在基板上就形成了遮光性薄膜为规定的图样状的光掩模。残存的抗蚀图样用专用的抗蚀剂剥离液剥离去除(S26)。
此外已知还有如下掩模，例如在基板上形成了反射曝光光的多层反射膜与吸收曝光光的图样状吸收体膜的反射型掩模；基板上形成了相位漂移(phase shift)膜的相位漂移掩模；或者液晶显示装置的制造中使用的在基板上形成有遮光部、灰阶(gray tone)部及透光部的灰阶掩模等，制造这些光掩模时也采取和上述相同的平版印刷工序。
另外，在使用光掩模制造半导体装置及液晶显示装置等影像装置时，也采用平版印刷工序。
然而，平版印刷工序结束后，对于无用的抗蚀图样，一般情况下如上所述用专用的抗蚀剂剥离液(抗蚀剂的厂家销售)剥离去除。在专利文献1中，明示了另一种去除光致抗蚀膜的方法，它通过使光致抗蚀膜与臭氧气体及光致抗蚀膜去除溶液(或含有臭氧气体的光致抗蚀膜去除溶液)相接触，将光致抗蚀膜氧化分解后去除光致抗蚀膜。
然而，使用上述专用抗蚀剂剥离液的方法中，对抗蚀剂的剥离本身没有问题，但抗蚀剂剥离液的成分中使用了属于消防法及各种环境法的管理对象的化学药品，所以对未使用的抗蚀剂剥离液自然需要管理，对于废液也必须进行严格管理，于是废液处理费用增加了成本的压力。尤其是大型掩模的基板面积很大，必须使用大量的抗蚀剂剥离液，随着近年来基板尺寸向大型化发展的倾向，这一问题越来越严重了。
上述专利文献1中明示的去除光致抗蚀膜的方法中，如果使用纯净水、酸性水溶液及碱性水溶液等作为光致抗蚀膜去除溶液，无须进行基于消防法及各种环境法的特别管理，在环境方面有所改善，但须准备臭氧供给管道、回收处理臭氧和/或抗蚀膜去除溶液的处理罐等，而且还必须有防止被导入的臭氧及抗蚀膜去除工序中产生气体、蒸汽等泄漏的密闭容器甚至昂贵的专用抗蚀膜去除装置，所以这些费用也成为了成本增加的重要因素。
为了解决上述问题，专利文献2中明示了如下的方法通过紫外线照射将残存的抗蚀图样曝光、显影，从而将抗蚀图样剥离去除。为了完全去除抗蚀剂的残渣，旋转基板的同时用紫外线灯照射，通过曝光室内壁上的反光镜使得抗蚀膜受到照射光全面的照射。
但专利文献2中所说的方法需要具有旋转功能的装置，在处理制造诸如液晶控制板等情况下所用的大型掩模的类似的大型基板时，需要大型的大规模处理装置，所以并不合适。
特开2000-147793号公报[专利文献2]特开平6-164101号公报发明内容因此，本发明的目的就是要解决以往的问题，提供一种无须基于消防法和各种环境法的特别管理、以低成本即可处理、并且对大型基板也无需大型处理装置的正相抗蚀膜的剥离方法、曝光用掩模的制造方法以及抗蚀剂剥离装置。
为了解决上述课题，本发明具有如下构成。
(构成1)正相抗蚀膜剥离方法，其特征为将覆有正相抗蚀膜的基板的抗蚀膜面及光照射装置按照规定的方向相对移动，使该抗蚀膜面曝光后，通过使已曝光的抗蚀膜与可将已曝光的抗蚀剂溶解的处理液相接触，从而将正相抗蚀膜从上述基板上剥离去除。
(构成2)如构成1所述的正相抗蚀膜的剥离方法，其特征为所述具有正相抗蚀膜的基板是在设置于基板上的薄膜上实施图样化工序形成规定的图样后具有残存的正相抗蚀膜的基板，所述图样化工序包含正相抗蚀膜的曝光工序及显影工序。
(构成3)如构成2所述的正相抗蚀膜的剥离方法，其特征为使用所述显影工序中使用的显影液作为所述处理液。
(构成4)曝光用掩模的制造方法，其中，在基板上设置有作为转印掩模图样的薄膜的掩模板上形成规定的正相抗蚀图样，将该抗蚀图样作为掩模，通过蚀刻除去暴露出的所述薄膜，从而进行图样化工序，其特征为将所述图样化工序后残存的抗蚀图样与光照射装置按规定的方向相对移动，使该抗蚀图样曝光后，通过将曝光后的抗蚀图样与能溶解已曝光的抗蚀剂的处理液相接触，剥离去除抗蚀图样。
(构成5)如构成4所述的曝光用掩模的制造方法，其特征为使用在所述掩模板上形成规定的抗蚀图样时所用的显影液作为所述处理液，并且使用在所述掩模板上形成规定的抗蚀图样时所用的显影装置，使曝光后的抗蚀图样与所述显影液相接触。
(构成6)抗蚀剂剥离装置，其用于在具有正相抗蚀膜的基板的抗蚀膜面曝光后，使已曝光的抗蚀膜与能溶解已曝光的抗蚀剂的处理液接触，将正相抗蚀膜从所述基板上剥离去除，其特征为该剥离装置具有曝光室，其具有保持所述基板的保持装置和朝向所述基板的抗蚀膜面设置的光照射装置；处理室，用于将已曝光的抗蚀剂剥离去除，其具有保持所述基板的保持装置和向所述基板的抗蚀膜面提供能溶解已曝光的抗蚀剂的处理液的处理液供给装置；以及基板搬运装置，其用于将所述基板从所述曝光室搬运至所述处理室。
(构成7)如构成6所述的抗蚀剂剥离装置，其特征为所述曝光室和所述处理室中用于保持基板的保持装置保持所述基板的抗蚀膜面向斜上方倾斜。
根据构成1，本发明的正相抗蚀膜的剥离方法中，通过将覆有正相抗蚀膜的基板的抗蚀膜面曝光后，使已曝光的抗蚀膜与能溶解已曝光的抗蚀剂的处理液接触，从而使正相抗蚀膜从基板上被剥离去除。
正相抗蚀剂一旦曝光，高分子主链被所照射的能量切断，从而形成小分子，所以可以溶于规定的处理液。因此，采用构成1的方法，通过抗蚀膜曝光工序及随后的使抗蚀膜与规定处理液相接触的工序，能从基板上剥离去除正相抗蚀膜，因而可以利用简便的工序以低成本进行处理。另外，上述溶解已曝光的抗蚀剂的处理液可以是无须基于消防法及各种环境法进行特别管理的，从而减少了废液处理等成本的支出。另外，如构成1中所述，由于通过抗蚀膜面与光照射装置按照规定的方向相对移动而进行该抗蚀膜面的曝光，所以对于大型基板即使不用旋转装置也可以对抗蚀剂面的整个面进行光照射。
例如如构成2所述，对设置于基板上的薄膜实施包含正相抗蚀膜曝光工序及显影工序在内的图样化工序，形成规定的图样之后，可以用上述构成1的方法剥离去除残存的正相抗蚀膜。此时的正相抗蚀膜指的是基板上的薄膜上形成的图样状抗蚀膜，以此抗蚀图样作为掩模，通过蚀刻去除暴露出的薄膜，在基板上的薄膜上形成规定的图样。这样在基板的薄膜上形成规定的图样之后，残存的抗蚀图样成为了不必要的物质，必须将其除去。使用构成1的方法，将残存的抗蚀图样曝光，接着通过使抗蚀图样与规定的处理液相接触，可以仅将抗蚀图样从基板上剥离去除。
根据构成3，使用上述显影工序中所用的显影液作为所述处理液，可以剥离去除残存的正相抗蚀膜。
因此，通过构成3的方法，从基板上剥离去除剥离残存的抗蚀图样的工序，可以对应于在基板的薄膜上形成规定的抗蚀图样时的显影工序。另外，一般使用的正相抗蚀剂的显影液无须基于消防法及各种环境法进行特别的管理，可以降低废液处理等的成本。在剥离去除抗蚀图样时，由于使用的是正相抗蚀剂的显影液，所以不会使基板上的薄膜变质。
如构成4中所述，在基板上设置有作为复写转印掩模图样的薄膜的掩模板上形成规定的正相抗蚀图样，将该抗蚀图样作为掩模，对已曝光的所述薄膜进行蚀刻，从而进行图样化工序，在此曝光用掩模的制造方法中，将所述图样化工序后残存的抗蚀图样曝光后，通过将曝光后的抗蚀图样与能溶解已曝光的抗蚀剂的处理液相接触，剥离去除抗蚀图样。即，通过实施曝光抗蚀图样的工序及使之与上述处理液相接触的工序实现抗蚀剂的剥离，且为了剥离抗蚀剂并没有使用特别的化学药品，仅仅采用简便的工序以低成本进行处理。再者，根据构成4，由于通过抗蚀膜面与光照射装置按照规定的方向相对移动而进行该抗蚀膜面的曝光，所以对于大型基板即使不用旋转装置也可以对抗蚀剂面的整个面进行光照射。
如构成5所述，使用在所述掩模板上形成规定的抗蚀图样时所用的显影液作为所述处理液，并且使用在所述掩模板上形成规定的抗蚀图样时所用的显影装置，将曝光后的抗蚀图样与所述显影液相接触，借此可以在显影装置完成抗蚀剂的剥离。另外，一般使用的正相抗蚀剂的显影液是无须基于消防法及各种环境法进行特别管理的，所以可以降低废液处理等的成本。另外，在剥离去除抗蚀图样时由于使用的是正相抗蚀剂的显影液，所以不会使基板上形成的转印掩模图样的变质。
通过构成6的抗蚀剂剥离装置，在对抗蚀膜进行光照射的曝光室及向抗蚀膜供应规定的处理液的处理室中对抗蚀膜进行处理，于是可从基板上将正相抗蚀膜剥离去除，可通过简便的工序以低成本对基板进行处理。另外，溶解上述已曝光的抗蚀剂所用的处理液是无须基于消防法及各种环境法进行特别管理的，所以可以降低用于废液处理等方面的成本。另外，利用基板搬运装置，可以连续进行对抗蚀膜的光照及处理液的处理作业。
根据构成7，在曝光室及处理室中用于保持基板的保持装置是保持所述基板的抗蚀膜面向斜上方倾斜，所以与基板的抗蚀膜面在水平方向相比较，可以节省空间，尤其适用于对大型基板的处理。
本发明为了将残留在基板上无用的或其他情况下的正相抗蚀膜从基板上剥离去除，依次实施以下的工序抗蚀膜的曝光的工序、使已曝光的抗蚀膜与能溶解已曝光的抗蚀剂的处理液相接触的工序。由此，可将正相抗蚀膜从基板上剥离去除，通过简便的工序以低成本对基板进行处理。在本发明中，可以使用显影工序中所用的显影液作为剥离去除正相抗蚀膜的处理液，所以无需使用特别的化学药品就可以剥离抗蚀膜。并且，通常使用的正相抗蚀剂的显影液是无须基于消防法及各种环境法进行特别管理的，对于废液做一般的处理即可，所以可以降低废液处理等的成本。进而，本发明中使抗蚀膜面与光照射装置按照规定的方向相对移动从而进行抗蚀膜面的曝光，所以不用旋转装置也可以对大型基板的抗蚀膜面进行整个面的光照射。
应用本发明对正相抗蚀膜的剥离方法，可降低曝光用掩模的生产成本。
图1是表示本发明曝光用掩模的制造工序的图。
图2是表示以往的曝光用掩模的制造工序的图。
图3是本发明一个实施方式的抗蚀剂剥离装置的正面图。
图4是本发明一个实施方式的抗蚀剂剥离装置的装料/卸料室的侧面剖面图。
图5是本发明一个实施方式的抗蚀剂剥离装置的曝光室的侧面剖面图。
图6是本发明一个实施方式的抗蚀剂剥离装置的处理室的侧面剖面图。
图7是CAP涂料器的结构示意图。
标号说明S11掩模板准备工序S12抗蚀膜形成工序S13曝光工序S14显影工序S15蚀刻工序S16曝光工序S17使用显影液的处理工序1抗蚀剂剥离装置
2装料/卸料室3曝光室4处理室20基板30淋浴式喷嘴具体实施方式
以下借实施方式对本发明进行详细说明。
关于本发明的实施方式，举例如下。
本发明的实施方式1是正相抗蚀膜的剥离方法，其中，在覆有正相抗蚀膜的基板的抗蚀膜面曝光后，使已曝光的抗蚀膜与显影液相接触，从而将正相抗蚀膜从上述基板上剥离去除。在本实施方式中，使用对正相抗蚀膜显影的显影液作为溶解已曝光抗蚀剂的处理液。
上述实施方式1中，作为基板上所覆的上述正相抗蚀膜，可以举出如下抗蚀膜通过在设置于基板的薄膜上实施图样化工序，形成规定的转印掩模图样后而残存的正相抗蚀膜及抗蚀剂涂布失败的正相抗蚀膜其中，所述图样化工序包含通过正相抗蚀膜的曝光工序及显影工序形成规定的抗蚀图样工序。作为在基板上设置单层或多层薄膜并在该薄膜上形成规定的转印掩模图样的形态，可以举出用于制造半导体装置及液晶显示装置等的曝光用掩模、半导体装置、液晶显示装置(液晶显示面板)等。在这些曝光用掩模或各种装置的制造工序中因抗蚀剂涂布失败而需要重新涂布抗蚀剂时，可以通过上述实施方式1剥离去除不良的正相抗蚀膜。而且，在图样化的光学处理结束后，可以去除残存的无用的正相抗蚀膜。
抗蚀膜可使用旋转涂料器、狭缝涂料器或者CAP涂料器等涂布抗蚀剂而得到，所谓CAP涂料器是将利用虹吸现象从喷嘴上升的涂布液于朝向下的涂布面相接触，并使基板与喷嘴相对移动，由此涂布抗蚀剂。
上述正相抗蚀剂已知有例如，由聚丁烯-1-砜、聚甲基丙烯酸缩水甘油酯等粘度较高的高分子树脂形成的主链切断型抗蚀剂；或由酚醛树脂及阻溶剂等组成的阻溶型抗蚀剂等。
对抗蚀剂涂布失败的不良正相抗蚀膜、图样化工序后基板上残存的正相抗蚀膜进行曝光，抗蚀膜便可溶于显影液，随后用显影液将无用的抗蚀膜剥离去除。
此时，曝光的波长是正相抗蚀膜的感光波长的范围内的波长即可，尤其用对上述正相抗蚀膜敏感度高的波长范围内的曝光光源进行照射则更好。至于曝光量，因为目的是剥离去除抗蚀膜，所以例如优选施予的曝光量大于形成抗蚀图样平常所必须的曝光量。尤其是蚀刻掩模的抗蚀图样，由于蚀刻有时在抗蚀图样表面形成表面改质层，所以为了去除此表面改质层，优选施予的曝光量比通常形成抗蚀图样所需的曝光量更多。
曝光方法采用如下方法将覆有正相抗蚀膜的基板的抗蚀膜面和光照射装置按照规定的方向相对移动，借此曝光该抗蚀膜面。具体来说，使用在基板的一个方向扩展的光照射装置，通过将基板或光照射装置移动，而使光照射装置在基板上扫描从而将基板上的抗蚀膜整个面曝光。采用该方法，对大型基板可以很容易地进行光线照射，甚至可以对多张基板连续地进行光照。
如本实施方式所述那样采用从基板上方对抗蚀膜进行光照的方法剥离抗蚀剂，对于像例如使用上述CAP涂料器涂布的抗蚀膜那样的在基板侧面和背面不涂布抗蚀剂的涂布方法所制成的抗蚀膜的剥离是特别适合的。
曝光处理后所用的显影液是适用于正相感光材料的显影液即可。除了使用的正相感光材料专用的显影液之外，由于是为了剥离去除抗蚀剂，所以不一定非用专用显影液不可，重要的是所用的处理液能够溶解已曝光的正相感光材料。例如，特别适合使用以氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)等碱性物质为主成分的显影液。这些显影液均未使用消防法及各种环境法中管制的化学药品，所以无需特别管理，使用方便。
另外，对此时抗蚀膜与显影液的接触方法没有特殊的要求，可以任选以下任意方法，例如将覆有抗蚀膜的基板浸在显影液中的方法、将显影液从覆有抗蚀膜的基板的上方淋下的方法或将显影液喷在基板上的方法等。
本发明实施方式2是曝光用掩模的制造方法，其中，在基板上覆有转印掩模图样薄膜的掩模板上形成规定的正相抗蚀图样，将该抗蚀图样作为掩模，通过对上述已曝光的薄膜进行蚀刻以实施图样化的工序，当残存的抗蚀图样曝光后使其与显影液接触，剥离去除抗蚀图样。
本实施方式主要用于制造曝光用掩模时剥离去除无用的抗蚀图样。
图1中显示了本实施方式相关的曝光用掩模的制造工序。
首先，准备掩模板(S11)，其在基板上形成有欲转印到被转印体(比如半导体基板)上的成为转印图样的薄膜(比如遮光膜)。
本发明中所说的掩模板可以是透射型掩模板、反射型掩模板中的任意一种，它们的结构中都在基板上具有薄膜，该薄膜可使曝光光线发生光学变化而作为欲转印至被转印体上的转印图样。
透射型掩模板的基板使用的是玻璃基板等透光性基板。使曝光光线发生光学变化是指遮避曝光光线的遮光膜或使曝光光线的相位发生变化的相位漂移膜(相位漂移膜包括具遮光功能及相位漂移功能的网目调胶膜(halftone film)等。于是，透射型掩模板包括形成有遮光膜的光学掩模板、形成有相位漂移膜(含网目调胶膜)的相位漂移掩模板等。
此外，还包括成为灰阶掩模，用于制造液晶显示装置，在基板上有遮光部、半透光部及透光部，并且包括制造该灰阶掩模的母版，例如在基板上形成了半透光膜及遮光膜的掩模板。
反射型掩模板使用的是热膨胀系数小的基板，其是在基板上有光反射多层膜及作为转印图样的光吸收体膜的掩模板。此时使曝光光线产生的光学变化指的是反射曝光光线的光反射多层膜及遮断曝光光线的光吸收体膜等。
制造这些掩模板(带有薄膜的基板)时，通过溅射法、蒸镀法、CVD法等，在基板上形成作为欲转印至被转印体上的转印图样的薄膜。
接下来，在此掩模板的整个面上形成正相抗蚀膜(S12)。形成正相抗蚀膜时，将正相抗蚀剂材料溶解在溶剂中，调制成适当粘度的抗蚀剂涂布液后涂布在掩模板上，由此形成正相抗蚀膜。通常在向掩模板上涂布抗蚀膜后进行加热处理(prebake)。
然后，在此覆有正相抗蚀膜的掩模板上描绘(曝光)规定的图样(S13)，利用显影液进行显影处理(S14)，从而在掩模板上形成抗蚀图样。形成抗蚀图样时所进行的曝光通常采用具有单一波长激光光源的激光描绘装置进行扫描曝光。
接着，以此抗蚀剂图样作为掩模，将已曝光的薄膜蚀刻去除，使薄膜形成图样状(S15)。如果是反射型掩模，则是最上层的光吸收体膜形成图样状。
这样，就制成了薄膜在基板上形成了规定的图样状的曝光用掩模。
对于不再需要的抗蚀剂图样，按照和前面的实施方式相同的方法，通过曝光工序(S16)及使用显影液的处理工序(S17)进行剥离去除。此时，优选再度进行前面在掩模板上形成规定的抗蚀图样时所用的显影工序，使曝光后残存的抗蚀图样与显影液接触。于是，在图样的光学处理工序中就可以进行抗蚀剂的剥离，实现了工序的简化。另外，不再需要特别设置抗蚀剂剥离工序用的生产线，设备上也可以得到简化。另外，在将曝光后残存的抗蚀图样与显影液相接触时，使用抗蚀剂图样形成时所用的显影方法也是优选的。
其中，剥离去除抗蚀图样所需的曝光条件(曝光波长、曝光量、曝光方法等)及显影条件(显影液的种类、显影时间、显影方法等)可以与形成抗蚀图样时的曝光条件及显影条件相同，也可以不同。剥离去除抗蚀剂图样所需的曝光条件及显影条件的设定不必像形成抗蚀剂图样时那样严密。
由于曝光的目的是剥离抗蚀剂，所以优选提供比通常形成抗蚀图样所需的曝光量更多(比如说2倍或2倍以上)的曝光量。制造基板上覆有铬(Cr)遮光膜的光掩模时，蚀刻液使用的是用于铬的湿式蚀刻的蚀刻液(一般是硝酸铈铵及高氯酸)，抗蚀图样表面发生改质，对曝光变得不敏感，所以通过增加曝光量、提供强大的能量，使抗蚀图样能被轻松剥离去除。
由于目的是将抗蚀剂从基板上剥离，所以剥离去除抗蚀图样时的显影方法可以一次性同时处理多张板，也可以采取线性作业方式连续进行处理。
本发明的实施方式中，在用于剥离去除抗蚀图样的显影装置里添加设置了曝光装置，所以包含曝光及显影液处理在内的抗蚀图样的剥离去除工序可以在同一装置中连续进行。另外，因为同时并列设置了显影装置与曝光装置，所以通过这两个并列设置的装置间的搬运可以使包含曝光及显影液处理在内的抗蚀图样的剥离去除工序连续进行。
本发明实施方式3是抗蚀剂剥离装置，其用于将覆有正相抗蚀膜的基板的抗蚀膜面曝光后，通过使已曝光的抗蚀膜与能将已曝光的抗蚀剂溶解的处理液接触，从上述基板上剥离去除正相抗蚀膜。该抗蚀剂剥离装置具有如下单元曝光室，其具有保持上述基板的保持装置和朝向上述基板的抗蚀膜面设置的光照射装置；处理室，用于将已曝光的抗蚀剂剥离去除，其具有保持上述基板的保持装置和向上述基板的抗蚀膜面提供能溶解已曝光的抗蚀剂的处理液的处理液供给装置；以及基板搬运装置，其将上述基板从上述曝光室搬运至上述处理室。
图3是本实施方式的抗蚀剂剥离装置的正面图。图4是本实施方式的抗蚀剂剥离装置的装料/卸料室的侧面剖面图。图5是本实施方式的抗蚀剂剥离装置的曝光室的侧面剖面图。图5是本实施方式的抗蚀剂剥离装置的处理室的侧面剖面图。
如图4至图6所示，本实施方式的抗蚀剂剥离装置1中，为了使基板20的主表面保持向斜上方倾斜，各室中均将倾斜角度规定为α。
如图3所示，抗蚀剂剥离装置1中，从图中的右侧开始，同时设置有装料/卸料室2、曝光室3、处理室4。另外，沿着各室的背面，上下每隔一定距离就安置了很多起支撑作用的辊轴12。各支撑用辊轴12在上下方向被保持轴13以轴支撑可以自如旋转。沿着背面，左右方向也安置了同样结构的起支撑作用的辊轴12。这样，各支撑用辊轴12以平行于所述背面1B的保持轴13为中心可以自如旋转。在沿着各室内部的背面1B安置的多个支撑用辊轴12上载置基板20，基板20的背面(与主表面相反侧的面，即与抗蚀膜面相反侧的面)与各个支持用辊轴12的周面相接触，所以基板20在从装料/卸料室2到曝光室3、从曝光室3到处理室4、从处理室4返回装料/卸料室2的左右方向搬入搬出时基板20可以移动(滑动)。另外，在基板20的下端安置了起搬运作用的辊轴14，它以与上述背面1B相垂直的轴为中心可自由旋转，周围有保持槽14A与基板20的下端相接起支持作用，当上述搬运用辊轴14旋转时，可以将基板20左右移动。如上所述，基板20的下端设有起支撑作用的结构，所以可应用于不同大小尺寸的基板。
以下对各室进行详细说明。
如图4所示，基板20放在搬运用辊轴14上，为了能将基板搬进搬出，装料/卸料室2的正面1A侧形成敞开的箱型形状。
如图5所示，装料/卸料室2相邻的曝光室3中，在正面1A侧的与基板20的表面相对的内壁面装有紫外灯等光照射装置15。
如图6所示，在与曝光室3相邻的处理室4中，配有淋浴式喷嘴30(参照图3)作为所述处理液供给装置，其能够相对基板20的一边方向(本实施方式中基板20倾斜方向的上下(纵)方向)大致均等地供给处理液。另外，此淋浴式喷嘴30与基板20的主表面保持着规定的间隔平行设置于基板主表面的上方，沿着与上述一边方向相垂直的方向，在本实施方式中即左右方向(图3中箭头的方向)，在基板主表面上进行扫描。此淋浴式喷头30整体上呈管状，沿其表面的长度方向每间隔一定距离有多个喷嘴孔31(参照图6。图6中为方便省略了喷嘴30的图示)，一旦向淋浴式喷嘴30提供规定水压的处理液，比如说显影液，就会从淋浴式喷嘴30的各个喷嘴孔31喷洒出显影液。在本实施方式中，由于淋浴式喷嘴30是沿着基板20的上下方向纵向设置的，所以可以向基板20的上下方向大致均等地提供处理液。因此，通过淋浴式喷嘴30沿左右方向在基板20的主表面上扫描，可以在基板20全部的主表面上大致均等地喷洒处理液。
以下对使用本实施方式的抗蚀剂剥离装置1剥离抗蚀剂的顺序进行说明。首先，将覆有抗蚀膜的基板载置在装料/卸料室2的搬运用辊轴14上。然后使搬运用辊轴14以一定的速度旋转，将基板20以一定的速度送进并通过曝光室3。此时，使曝光室3中的光照射装置15保持在接通的状态。接着将已经通过曝光室的基板20送进处理室2后使之停止。然后使用淋浴式喷嘴30向基板20的整个面供给处理液，从而将抗蚀剂剥离去除。进而，用淋浴式喷嘴30向基板20的整个面喷洒纯水进行冲洗。其后，搬运用辊轴14逆转，使基板20向装料/卸料室2移动，从光照射装置15的电源处于关闭状态的曝光室3通过，搬运至装料/卸料室2，停止后将基板20取出。以此顺序，可以连续对抗蚀膜进行光照及使用处理液对其进行处理。
使用本实施方式的抗蚀剂剥离装置1，即使对于大型基板，将倾斜角度加大后也可节省空间。如图4至图6所示可知，本实施方式的抗蚀剂剥离装置1的进深(D)比基板的尺寸小。由此看来，如前所述，基板的倾斜角度大于等于25度，优选大于等于45度时特别适合于大型基板。通过增大基板的倾斜角度，即使处理液的流下速度变快，由于能对基板主表面的全部区域喷洒处理液，所以处理能力强，并且可以进行均一性高的处理。因此，本发明的抗蚀剂剥离装置尤其适合于至少单边长大于等于300mm的大型基板的抗蚀剂的剥离。也就是说，即使对于大型基板，也能在节省空间，同时进行处理能力强且均一性高的抗蚀剂剥离处理。
此外，在上述实施方式中，尽管装料/卸料室2与曝光室3、曝光室3与处理室4均分别处于相邻的位置，在它们之间还能插入具有其他功能的结构配置。比如说，在曝光室3与处理室4之间插入供应空气的干燥室，用于将显影冲洗后的基板进行干燥。还可以将不同的功能兼并设置在一室中。
以下通过实施例对本发明的实施方式进行更加具体的说明。
(实施例1)在大小为330mm×450mm的合成石英玻璃基板上，通过溅射法依次层积铬膜及氧化铬膜，得到用于制造液晶显示装置的在基板上形成了遮光膜及防反射膜的大型掩模板。
在制成的掩模板上，使用旋涂器(旋转涂布装置)旋转涂布正相抗蚀液后形成了正相抗蚀膜。使用高分子量型的感光PBS(聚丁烯-1-砜)作为正相抗蚀剂，以其溶于甲基溶纤素醋酸酯后的溶液作为抗蚀液。另外，涂布上述抗蚀液后，使用加热干燥装置进行规定的加热干燥处理。
然后，使用曝光装置(激光描绘装置)对覆有正相抗蚀膜的掩模板进行曝光，接着使用主要成分为氢氧化钾(KOH)的显影液进行显影处理，在掩模板上形成规定的抗蚀图样。上述显影处理的温度条件为23℃、处理时间为60秒。
接着，将上述抗蚀图样作为掩模，通过湿式蚀刻处理去除已经曝光的氧化铬膜及铬膜，在基板上使铬遮光膜及防反射膜形成规定的图样状。所用的蚀刻液为硝酸铈铵及高氯酸的水溶液。
接着为了剥离去除残存的抗蚀图样，进行曝光处理及显影液的显影处理。曝光处理时使用以水银灯为光源的曝光装置进行整个面的曝光。因为考虑到抗蚀剂图样的表面被上述蚀刻液改质，所以将曝光时间设定得更长一些，使曝光量比通常形成抗蚀图样所需的曝光量多。使用显影液进行处理的条件和前面提到的形成抗蚀图样时的显影条件大致相同。这样，通过曝光处理及使用显影液的处理，可以将残存的抗蚀图样剥离去除。
通过以上方法，得到了在玻璃基板上覆有已形成规定的图样状的铬遮光膜及防反射膜的透射型曝光用掩模(液晶显示装置制造用大型掩模)。
(实施例2)使用CAP涂料器，在与实施例1相同方法制作的液晶显示装置制造用大型掩模板上进行抗蚀剂的涂布。本实施例中所用的CAP涂料器具体如图7所示，液体槽42中装满了抗蚀液41，带有毛细管状间隙W的喷嘴43沉于液体槽内，使喷嘴43上升至基板40的主表面(主表面朝下)附近，根据虹吸现象，抗蚀液41从毛细管状间隙W中上升至喷嘴43的尖端后，抗蚀液41与基板40的主表面相接触，与此同时，将基板40按照图示中箭头的方向移动，从而在其表面涂布抗蚀膜。使用这种涂布方法时，基板的侧面和背面都不会被涂布上抗蚀剂，所以能很好地应用本发明的抗蚀剂的剥离。
采取与实施例1相同的方法，在此覆有正相抗蚀膜的掩模板上形成规定的抗蚀图样，然后以此抗蚀图样为掩模，对氧化铬膜及铬膜进行蚀刻处理，使基板上的铬遮光膜及防反射膜形成规定的图样状。
使用上述实施方式3中说明的抗蚀剂剥离装置来剥离去除残存的抗蚀图样。此外，曝光室中设定适宜的曝光条件，将形成抗蚀剂图样时所用的显影液作为处理室中提供的处理液。然后，使用抗蚀剂的剥离装置，通过连续性地向抗蚀剂进行光照及使用处理液进行处理，可以剥离去除残存的抗蚀剂图样。
通过以上方法，得到了在玻璃基板上覆有已形成规定的图样状的铬遮光膜及防反射膜的透射型曝光用掩模(液晶显示装置制造用大型掩模)。
在以上的实施例中，以透射型的曝光用掩模的制造工序为例，对本发明的剥离去除正相抗蚀膜的实施情况作出了说明，但毋庸置疑本发明绝不仅限于本实施例。比如说，在前文提到的相位漂移掩模、灰阶掩模及反射型的曝光用掩模的制造工序中，也可用本发明的方法对正相抗蚀膜进行剥离去除。另外，虽然实施例中没有提到，但即使在半导体装置及液晶显示装置的制造工序中，也可用本发明的方法剥离去除在平版印刷工序中残存的正相抗蚀膜。
权利要求
1.正相抗蚀膜的剥离方法，其特征为将具有正相抗蚀膜的基板的抗蚀膜面与光照射装置按规定的方向相对移动，使该抗蚀膜面曝光后，通过将曝光后的抗蚀膜与能溶解已曝光的抗蚀剂的处理液相接触，从所述基板上剥离去除正相抗蚀膜。
2.如权利要求1中所述的正相抗蚀膜的剥离方法，其特征为所述具有正相抗蚀膜的基板是在设置于基板上的薄膜上实施图样化工序形成规定的图样后具有残存的正相抗蚀膜的基板，所述图样化工序包含正相抗蚀膜的曝光工序及显影工序。
3.如权利要求2中所述的正相抗蚀膜的剥离方法，其特征为使用所述显影工序中使用的显影液作为所述处理液。
4.曝光用掩模的制造方法，在基板上设置有作为转印掩模图样的薄膜的掩模板上，形成规定的正相抗蚀图样，将该抗蚀图样作为掩模，对已曝光的所述薄膜进行蚀刻，从而进行图样化工序，其特征为将所述图样化工序后残存的抗蚀图样与光照射装置按规定的方向相对移动，使该抗蚀图样曝光后，通过将曝光后的抗蚀图样与能溶解已曝光的抗蚀剂的处理液相接触，使得抗蚀图样被剥离去除。
5.如权利要求4中所述的曝光用掩模的制造方法，其特征为使用所述在掩模板上形成规定的抗蚀图样时所用的显影液作为所述处理液，并且使用所述在掩模板上形成规定的抗蚀图样时所用的显影装置，将曝光后的抗蚀图样与所述显影液相接触。
6.抗蚀剂的剥离装置，其用于在具有正相抗蚀膜的基板的抗蚀膜面曝光后，使已曝光的抗蚀膜与能溶解已曝光的抗蚀剂的处理液接触，将正相抗蚀膜从所述基板上剥离去除，其特征为该剥离装置具有曝光室，其具有保持所述基板的保持装置和朝向所述基板的抗蚀膜面设置的光照射装置；处理室，用于将已曝光的抗蚀剂剥离去除，其具有保持所述基板的保持装置和向所述基板的抗蚀膜面提供能溶解已曝光的抗蚀剂的处理液的处理液供给装置；以及基板搬运装置，用于将所述基板从所述曝光室搬运至所述处理室。
7.如权利要求6中所述的抗蚀剂剥离装置，其特征为所述曝光室和所述处理室中用于保持基板的保持装置保持所述基板的抗蚀膜面向斜上方倾斜。
全文摘要
提供一种正相抗蚀膜的剥离方法、曝光用掩模的制造方法及抗蚀剂剥离装置，无须基于消防法及各种环境法的特别管理，能以低成本进行处理，即使对于大型基板也不必使用大型的处理装置。覆有正相抗蚀膜的基板的抗蚀膜面曝光后，使抗蚀膜与能将已曝光的抗蚀膜部分溶解的处理液接触，将正相抗蚀膜从基板上剥离去除。在基板上设置作为转印掩模图样的薄膜，制成掩模板，在掩模板上形成规定的正相抗蚀图样，以该抗蚀图样作为掩模，对已曝光的上述薄膜进行蚀刻，使其形成规定的图样形状，从而得到曝光用掩模，在此制造方法中，通过将残存的抗蚀图样曝光后与上述处理液接触，剥离去除该正相抗蚀图样。抗蚀膜的剥离装置具有曝光室、处理室及搬运基板的装置。
文档编号H01L21/027GK1677247SQ20051005970
公开日2005年10月5日 申请日期2005年3月29日 优先权日2004年3月29日
发明者井村和久 申请人:Hoya株式会社