JPH0934121A

JPH0934121A - リサイクル型レジストプロセス

Info

Publication number: JPH0934121A
Application number: JP7183821A
Authority: JP
Inventors: Megumi Hamano; 恵浜野; Hiroko Takehara; 裕子竹原; Kazunari Takemoto; 一成竹元; Hiroshi Kikuchi; 廣菊池
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-07-20
Filing date: 1995-07-20
Publication date: 1997-02-07

Abstract

(57)【要約】【構成】レジスト塗布プロセスで、回転塗布時に飛散し
たレジスト液を固化する前に回収し濾過，減圧蒸留処理
を行って再生する。現像プロセスで使用された現像液を
イオン交換処理によって分離再生する。剥離プロセスで
使用された剥離液を、蒸留処理によって分離再生する。
再生処理を有する各プロセスを適宜組み合わせてリサイ
クル型レジストプロセスを構成する。【効果】各プロセスで使用された後の廃処理液を再生処
理して再使用することが可能であり、原料費や廃棄物処
理費用などの経済的負担が軽減でき、更に環境への影響
も軽減可能なリサイクル型レジストプロセスが提供でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子や液晶表示
素子，プリント基板などの電子部品製造プロセスにおけ
るレジストを用いたフォトリソグラフィ処理を行うレジ
ストプロセスに係り、特に、プロセス中で使用されるレ
ジストやその他各種処理液の再生・リサイクル使用に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般にレジストプロセスで、基板にレジ
ストを回転塗布するには、真空吸着等により回転保持手
段に保持した基板に一定量のフォトレジスト液を滴下
し、基板を毎分数千回転させて基板上にレジスト膜を形
成するが、この時、滴下したレジスト液の大部分は回転
によって基板から振り切られ飛散する。この飛散した分
のレジスト液は、回転塗布装置の内壁等に付着・固化
し、塗布終了後にウェス等により拭き取り・除去されて
いた。

【０００３】また、半導体素子や液晶表示素子，プリン
ト基板などの電子部品製造プロセスにおけるレジストプ
ロセスの全体は、以下に示すとおりである。

【０００４】加工すべき基板にレジスト液を回転塗布
後、これを乾燥して基板上にレジスト皮膜を形成する。
次にマスクを用いて露光処理を行い、レジスト膜を所望
の形状に露光処理する。露光処理されたレジスト膜は、
ネガ型であれば露光処理された部分のレジストが現像液
に不溶になり、ポジ型であれば露光処理された部分のレ
ジストが現像液に可溶に変わるので、露光処理後のレジ
スト膜を現像液で現像処理することにより、ネガ型の場
合には未露光部分のレジストが、ポジ型の場合には露光
部分のレジストが現像液に溶解除去され、基板上には所
望の形状のレジスト膜が残る。次にこのレジスト膜をマ
スクとしてエッチング液によるウェットエッチング処理
若しくは、プラズマや加速イオンによるドライエッチン
グ処理により、基板表面を所望の形状に加工する。エッ
チング処理終了後に基板表面に残存するレジスト膜を剥
離液によって除去して、全工程が終了する。実際の電子
部品製造プロセス中ではレジストプロセスを複数回繰り
返しながら、製造が行われている。

【０００５】ここで、レジストプロセスには、現像処理
プロセス，ウェットエッチングプロセス，剥離プロセス
などの、処理液を用いるウェットプロセスがある。これ
らのプロセスでは、現像液及び現像後のリンス水、エッ
チング液及びそのリンス水、レジスト剥離のための剥離
液及び剥離液のリンス液（低級アルコールなど）及びリ
ンス水など、多種類の処理液を大量に使用している。こ
れら処理液は、使用後は廃棄物として処理されていた。

【０００６】なお、レジストの回転塗布装置及びレジス
トプロセスに関しては、例えば「有機エレクトロニクス
材料」（サイエンスフォーラム発行）の１４頁及び１８
８から１８９頁に記載されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の技術で
は、例えば回転塗布時に飛散したフォトレジスト液の回
収・再利用や、現像液，剥離液及びそれらのリンス液を
再生・リサイクル使用するという点に関しては全く考慮
されていなかった。

【０００８】ここで、レジストなどの回転塗布プロセス
では、基板表面に滴下されたレジスト液のうち、実際に
基板表面に塗布されるのは多く見積もっても滴下量の５
％程度であり、滴下されたレジスト液の大半は基板の回
転により基板表面から振り切られ、回転塗布装置チャン
バの内壁等に付着，固化してしまっていた。この固化し
たレジストは溶剤等をしみこませたウェス等で拭き取ら
れ、廃棄物として処理するしかなく、高価なレジストの
９５％以上が廃棄されているという問題があり、レジス
トの原料費及び廃棄レジストの処分費用という二重の経
済的負担を強いられていた。さらに、環境への影響とい
う観点からも、廃棄物量の削減は重要な課題であった。

【０００９】また、現像液や剥離液などの処理液は使用
後に例えば焼却処分等によって処理されており、焼却処
分のための経済的負担や、焼却にともなって発生する二
酸化炭素などの環境への放出の規制に関しても問題であ
った。またレジストと同じく、環境への影響という観点
からも、廃棄物量の削減は重要な課題であった。

【００１０】本発明の目的は、レジストや現像液，剥離
液などの廃棄量を削減し、レジストプロセスにおける経
済的負担の軽減および／また環境への影響を低減できる
リサイクル型レジストプロセスを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】課題を解決するために、
本発明では、回転塗布時に飛散したレジスト液を固化す
る前に回収・再生し、また、現像液，剥離液等の処理廃
液を再生処理して、リサイクル使用するようにした。す
なわち、レジスト塗布プロセスで、レジスト液を固化す
る前に回収・再生する手段は、レジストの回転塗布装置
で、回転塗布時に飛散した余分なレジストをレジスト捕
集手段で受け止め、さらにレジスト捕集手段で受け止め
られたレジストをレジストの溶剤で溶解し回収すること
で達成される。また、レジストの固化を防ぐには、レジ
スト塗布装置内をレジスト溶剤の飽和蒸気圧下に保持す
ることが有効である。さらに、溶剤に溶解させて回収し
た粘度の低いレジスト液を濾過によって塵埃等の異物を
除去し、減圧蒸留等によって所望の濃度まで溶剤を除去
して粘度を調整することにより、再生・リサイクル使用
が可能となる。

【００１２】現像プロセスで、現像液を再生・リサイク
ル使用する手段は、使用後の現像液に含有される未硬化
レジスト（及び一部の硬化レジスト）や感光剤分解物
と、現像液の主成分であるアルカリ薬液とを分離するた
めに、現像廃液にイオン交換膜処理や電気透析処理を行
って現像液の主成分であるアルカリ薬液を分離し、再度
現像液として濃度調整した後に現像プロセスに戻す。

【００１３】剥離プロセスで、剥離液を再生・リサイク
ル使用する手段は、使用後の剥離液に含有される硬化レ
ジストを剥離液である有機溶剤と分離するために、レジ
スト液と剥離液の沸点の相違を利用して蒸留処理を行
い、剥離廃液中の剥離液である有機溶剤だけをとりだ
す。この時、剥離液中にレジスト液と剥離液以外の液体
(例えば水）などの含有が考えられる場合には、蒸留装
置を２台以上組み合わせて、低沸点成分から順次分離処
理を行う事により、目的成分である有機溶剤を回収する
ことができる。

【００１４】水溶性有機溶剤リンスプロセスで、剥離液
のリンスに使用される水溶性有機溶剤を再生・リサイク
ル使用する手段は、使用後の水溶性有機溶剤廃液に含ま
れる剥離液及び硬化レジストと水溶性有機溶剤を分離す
るために、水溶性有機溶剤廃液を蒸留処理して水溶性有
機溶剤だけをとりだす。

【００１５】各プロセスで使用されたリンス廃水を再生
・リサイクルする手段は、各プロセスで要求されるリン
ス水の水質に合わせて、活性炭吸着処理，イオン交換処
理，フィルタリング処理，限外濾過膜処理，逆浸透膜処
理，生物処理，電気透析処理，紫外線酸化分解処理，蒸
留処理などの処理を適宜組み合わせて再生処理する。

【００１６】レジスト回転塗布プロセス，現像プロセ
ス，剥離プロセス，水溶性有機溶剤リンスプロセス、及
び各水リンスプロセスを適宜組合せてレジストプロセス
を構成することにより、本発明の目的であるレジストや
現像液，剥離液，リンス液などの廃棄量を削減し、もっ
て、レジストプロセスにおける経済的負担の軽減および
／また環境への影響を低減できるリサイクル型レジスト
プロセスが達成される。

【００１７】

【作用】本発明によれば、回転塗布時に飛散したレジス
ト液は固化する前に回収されて、再生処理を行った後リ
サイクル使用される。また、現像液，剥離液等の処理廃
液は各々再生処理して、リサイクル使用される。

【００１８】レジストの回転塗布プロセスで、回転塗布
時に飛散した余分なレジストはレジスト捕集手段で受け
止められ、さらにレジスト捕集手段で受け止められたレ
ジストはレジストの溶剤で溶解し回収される。また、レ
ジストの固化を防ぐために、レジスト塗布装置内はレジ
スト溶剤の飽和蒸気圧下に保持される。さらにまた、溶
剤に溶解させて回収した粘度の低いレジスト液は濾過に
よって塵埃等の異物を除去された後、減圧蒸留等によっ
て所望の濃度まで溶剤を除去して粘度を調整され、再度
レジスト液としてリサイクル使用される。

【００１９】現像プロセスでは、使用後の現像廃液はイ
オン交換膜処理や電気透析処理によって現像液の主成分
であるアルカリ薬液だけを分離し、このアルカリ薬液を
所望濃度になるよう調整した後再度現像液としてリサイ
クル使用される。

【００２０】剥離プロセスでは、使用後の剥離廃液は蒸
留処理によって剥離液である有機溶剤をとりだし、再度
剥離液としてリサイクル使用される。

【００２１】水溶性有機溶剤リンスプロセスでは、剥離
液のリンスに使用された水溶性有機溶剤廃液は、蒸留処
理によって水溶性有機溶剤だけをとりだし、再度剥離液
としてリサイクル使用される。

【００２２】各プロセスで使用されたリンス廃水は、各
プロセスで要求されるリンス水の水質に合わせて、活性
炭吸着処理，イオン交換処理，フィルタリング処理，限
外濾過膜処理，逆浸透膜処理，生物処理，電気透析処
理，紫外線酸化分解処理，蒸留処理などの処理を適宜組
み合わせて再生処理され、再度リンス水としてリサイク
ル使用される。

【００２３】レジスト回転塗布プロセス，現像プロセ
ス，剥離プロセス，水溶性有機溶剤リンスプロセス、及
び各水リンスプロセスを適宜組合せることにより、レジ
ストや現像液，剥離液などの廃棄量を削減し、もって、
レジストプロセスにおける経済的負担の軽減および／ま
た環境への影響を低減できるリサイクル型レジストプロ
セスが達成される。

【００２４】

【実施例】以下、本発明に基づく実施例を図面を用いて
説明する。

【００２５】図１は、本発明に基づく回転式レジスト塗
布装置のレジスト塗布部分の断面図である。

【００２６】被加工部品である基板１は、基板保持手段
である基板ホルダ２表面に設けられた例えば複数の真空
吸引口（不図示）による真空チャック等の保持方法によ
って基板ホルダ２上に保持される。

【００２７】基板１の周囲には回転塗布時に基板表面か
ら振り切られて飛散したレジストを受け止めるための側
面カバー３及び底面カバー４と、側面カバー３及び底面
カバー４で受け止められたレジストの受け皿５が設けら
れている。

【００２８】側面カバー３の周囲には側面カバーで受け
止められたレジストを溶解して回収するための溶剤を供
給する上部溶剤供給ノズル６が設けられている。また、
底面カバー４の上部にも底面カバーで受け止められたレ
ジストを溶解して回収するための溶剤を供給する下部溶
剤供給ノズル７が設けられている。

【００２９】受け皿５の下方にはレジストを回収するた
めのレジスト回収口６が少なくとも一つ以上設けられて
いる。側面カバー３及び底面カバー４で受け止められた
レジスト、並びに、上部溶剤供給ノズル６及び下部溶剤
供給ノズル７から供給された溶剤によって溶解されたレ
ジストは受け皿５の底部に設けられたレジスト回収口８
より回収される。

【００３０】次に、図１に示した回転式レジスト塗布装
置の具体的動作について説明する。基板１を例えば真空
チャックによって基板ホルダ２に保持し、この基板１上
に、レジスト供給ノズル９によって所定量のレジストを
滴下する。この時、上部溶剤供給ノズル６及び下部溶剤
供給ノズル７より少量の溶剤を供給して、側面カバー３
及び底面カバー４の表面を溶剤で濡らした状態にしてお
く。この時、供給する溶剤は回収後の再生処理を容易に
するため、基板に塗布するレジストに使用されている溶
剤と同一の溶剤を使用することが望ましい。また溶剤の
供給量は側面カバー３及び底面カバー４の表面を濡らす
ことができる程度に十分供給する必要がある。

【００３１】次に基板ホルダ２に連結された回転手段１
０によって基板１を所定の回転数で回転させ、基板表面
にレジスト膜を形成させる。この時の回転数及び回転時
間は使用するレジストの種類及び形成するレジスト膜の
厚さから決定されることが必要である。

【００３２】回転時に基板表面から振り切られた余分の
レジストは側面カバー３及び底面カバー４によって受け
止められる。この時、側面カバー３及び底面カバー４の
表面はレジストの溶剤で濡れた状態になっているので、
側面カバー３及び底面カバー４の表面にレジストが強固
に付着することはなく、この後の回収を容易にしてい
る。

【００３３】レジスト膜形成後、側面カバー３の周囲に
設けられた上部溶剤供給ノズル６及び、底面カバー４の
上部に設けられた、下部溶剤供給ノズル７から溶剤を供
給して、側面カバー３及び底面カバー４によって受け止
められたレジストを溶解し、受け皿５の底部に設けられ
たレジスト回収口８より回収する。

【００３４】更に、レジスト塗布時に、レジスト塗布部
分の下部ケース１１及び上部ケース１２を密閉してレジ
スト回収口８下部の回収バルブ１３を閉じた状態で上部
溶剤供給ノズル６及び下部溶剤供給ノズル７から溶剤を
供給すれば、レジスト塗布部分の上部ケース１２及び下
部ケース１１で密閉されたケース内部は、溶剤の飽和蒸
気下におかれるため、側面カバー３及び底面カバー４に
受け止められたレジストの溶剤が蒸発してレジストが固
化するのが防止できる。

【００３５】次に、本発明のもう一つの実施例であるリ
サイクル型レジスト塗布装置の基本構成を図２に示す。

【００３６】図２で、１４はレジストの溶剤タンク、１
５は回収された廃レジストタンク、１６は廃レジスト中
の塵埃などの異物を除去するためのフィルタ、１７は廃
レジスト中の溶剤を除去して所望の粘度までレジストを
濃縮するための減圧蒸留機、１８はレジストの粘度計、
１９はレジストタンクでレジスト新液及び回収・再生レ
ジスト液を内包している。

【００３７】図２で、レジストタンク１９からレジスト
供給ノズル９を介して基板１上に所定量のレジスト液を
滴下し、回転手段１０によって基板１を回転させて基板
１にレジストを塗布する。レジスト塗布後、図１に示し
た方法で回収された廃レジストは廃レジストタンク１５
に回収される。廃レジストタンク１５に回収された廃レ
ジストは、溶剤に溶解されて粘度の低い状態になってい
るので、まずフィルタ１６によって塵埃などの異物を除
去した後、余分な溶剤を除去するために減圧蒸留機１７
に送られる。ここで水分等の不純物及び余分な溶剤を除
去した後、粘度計１８によって粘度を確認し、所定の粘
度まで溶剤が除去されていれば再生処理は終了し、レジ
ストタンク１９へと送られ、再度レジスト塗布プロセス
にて使用される。また、減圧蒸留機１７にて除去された
溶剤はレジスト溶剤タンク１４へと送られ、再度廃レジ
スト回収用溶剤として使用される。なお、レジスト液に
含まれる感光剤が感光するのを防止するため、塗布・再
生系は全て遮光した状態で処理される。

【００３８】本装置をアルカリ可溶性フェノール樹脂で
あるノボラック樹脂を固形分とし、エチルセルソルブア
セテートを溶剤としたポジ型レジストの塗布プロセスに
適用した結果、再生・回収後のレジスト液として、固形
分含有量３０±０．２％、粘度３５±１ｃｐのレジスト
液を得、再利用可能であることを確認した。

【００３９】次に、本発明の更にもう一つの実施例であ
るリサイクル型レジストプロセスの基本構成を図３に示
す。

【００４０】レジストプロセスは、レジスト塗布プロセ
ス２０，露光プロセス２１，現像プロセス２２，エッチ
ングプロセス２４，剥離プロセス２５から構成される。

【００４１】このうち、レジストプロセス２０では塗布
時に基板から振り切られた余分のレジストをフィルタ１
６及び減圧蒸留機１７によって再生処理し塗布用レジス
トとして再度使用する。また、現像プロセスでは、使用
後の現像液をイオン交換処理によって剥離液主成分であ
るアルカリ溶液、例えば、テトラメチルアンモニウムハ
イドロオキサイドだけを使用後の剥離液から分離し、再
度剥離液として濃度調整した後に使用する。また、剥離
プロセスでは、使用後の剥離液を蒸留機２６によって蒸
留処理し、剥離液である有機溶剤例えば芳香族炭化水素
溶剤やフェーノールを分離回収して再度剥離液として使
用する。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、レジストの回転塗布時
に基板から振り切られたレジスト液や使用後の現像廃
液，剥離廃液を再生処理して再使用することが可能であ
り、原料費や廃棄物処理費用などの経済的負担が軽減で
き、更に環境への影響も軽減可能なリサイクル型レジス
トプロセスが提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明であるリサイクル型レジストプロセスの
一実施例を示すための回転式レジスト塗布装置のレジス
ト塗布部分の断面図。

【図２】本発明であるリサイクル型レジストプロセスの
一実施例を示すためのリサイクル型レジスト塗布装置の
ブロック図。

【図３】本発明であるリサイクル型レジストプロセスの
一実施例を示すための基本的プロセスのブロック図。

【符号の説明】

１…基板、２…基板ホルダ、３…側面カバー、４…底面
カバー、５…受け皿、６…上部溶剤供給ノズル、７…下
部溶剤供給ノズル、８…レジスト回収口、９…レジスト
供給ノズル、１０…回転手段、１１…下部ケース、１２
…上部ケース、１３…回収バルブ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｆ 7/26 Ｇ０３Ｆ 7/26 Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６４Ｃ (72)発明者菊池廣神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液状レジストを滴下した基板を回転させる
ことにより前記基板の表面にレジストを塗布するレジス
ト塗布プロセスにおいて、回転によって前記基板から振
り切られた余分のレジストを回収して再利用することを
特徴とするリサイクル型レジスト塗布プロセス。
【請求項２】レジストを塗布される基板を保持する基板
保持手段と、前記基板保持手段を回転させる回転手段
と、前記基板保持手段に保持された前記基板に前記レジ
ストを供給するレジスト供給手段とを備えてなる回転式
レジスト塗布装置において、前記レジストを前記基板に
回転塗布する際に前記基板から振り切られて飛散する余
分のレジストを受け止めるためのレジスト捕集手段と、
前記レジスト捕集手段に受け止められた余分のレジスト
を回収するための回収手段を設けたことを特徴とするリ
サイクル型レジスト塗布装置。
【請求項３】前記レジスト捕集手段に受け止められた余
分のレジストを溶解・回収するために、前記レジスト捕
集手段表面に前記レジストに使用されている溶剤を供給
する溶剤供給手段を設けた請求項２に記載のリサイクル
型レジスト塗布装置。
【請求項４】回転時に前記基板から振り切られて前記レ
ジスト捕集手段に受け止められた余分のレジストの溶剤
が蒸発して固化するのを防ぐために、前記レジスト塗布
装置内をレジスト溶剤の飽和蒸気下に保持する請求項２
に記載のリサイクル型レジスト塗布装置。
【請求項５】回収された前記レジストを再生するため
に、塵埃除去手段および／または粘度調整手段を設け
た、請求項２または３に記載のリサイクル型レジスト塗
布装置。
【請求項６】回転によって振り切られて前記レジスト捕
集手段上に受け止められた余分のレジストを前記レジス
トに使用されている溶剤を用いて溶解して粘度を低減し
た状態で回収し、濾過によって塵埃を除去した後に減圧
蒸留によって溶剤を除去して粘度を調整する請求項２，
３または５に記載のリサイクル型レジスト塗布装置。
【請求項７】請求項２，３，４，５または６に記載の前
記リサイクル型レジスト塗布装置を使用するリサイクル
型レジスト塗布プロセス。
【請求項８】アルカリ性現像液を用いてレジストを現像
処理するレジスト現像プロセスにおいて、使用後の現像
廃液をイオン交換膜を用いて処理し、再生・リサイクル
使用することを特徴とするリサイクル型レジスト現像プ
ロセス。
【請求項９】請求項８において、陽イオン交換膜を使用
するリサイクル型レジスト現像プロセス。
【請求項１０】請求項８または９において、陽イオン交
換膜と陰イオン交換膜を組み合わせた電気透析装置を使
用して、現像廃液の再生・リサイクル処理を行うリサイ
クル型レジスト現像プロセス。
【請求項１１】有機溶剤を用いてレジストを剥離するレ
ジスト剥離プロセスにおいて、剥離理後の剥離廃液を蒸
留処理により再生・リサイクル使用することを特徴とす
るリサイクル型レジスト剥離プロセス。
【請求項１２】請求項１１において、蒸留処理に２台以
上の蒸留機を用い、蒸気圧の異なる３種以上の成分を低
沸点成分から順次分離して、特定成分を回収・再利用す
るリサイクル型レジスト剥離プロセス。
【請求項１３】水溶性有機溶剤を用いてレジスト剥離後
の剥離液をリンス処理する剥離液の水溶性有機溶剤リン
スプロセスにおいて、リンス後の水溶性有機溶剤廃液を
蒸留処理によって再生・リサイクル使用することを特徴
とするリサイクル型水溶性有機溶剤リンスプロセス。
【請求項１４】請求項１３において、蒸留処理に複数台
の蒸留機を用い、蒸気圧の異なる３種以上の成分を低沸
点成分から順次分離して、特定成分を回収・再利用する
ことを特徴とするリサイクル型水溶性有機溶剤リンスプ
ロセス。
【請求項１５】レジストプロセスにおいて、現像処理，
ウェットエッチング処理，水溶性有機溶剤リンス処理な
どの後の水リンスプロセスにおいて、リンス廃水を活性
炭吸着処理および／またはイオン交換処理および／また
はフィルタリング処理および／または限外濾過膜処理お
よび／または逆浸透膜処理および／または生物処理およ
び／または電気透析処理および／または紫外線酸化分解
処理および／または蒸留処理を行って、再生・リサイク
ル使用することを特徴とするリサイクル型水リンスプロ
セス。
【請求項１６】請求項１，請求項７から１５までのプロ
セスを単独若しくは複数組み合わせて構成されるリサイ
クル型レジストプロセス。