JP2002515318A - フォトレジスト現像液及び膜剥し液を回収するための装置及び方法 - Google Patents
フォトレジスト現像液及び膜剥し液を回収するための装置及び方法Info
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Abstract
Description
現像において、プリント配線回路基板、半導体、その他の製品の製造時に生じる
廃液の処理に関する。より詳しくは、フォトレジスト現像液及び/又はフォトレ
ジスト膜剥し溶液を回収し、リサイクルするための装置と方法に関する。
トとして知られる感光性エマルジョンが、様々な基質に塗布される。パターンを
画定する写真工具、すなわち、マスクが、フォトレジストに被せられる。ネガの
作用のフォトレジストを、マスクを通して、例えば、紫外線のような放射に曝す
と、結果として、放射に曝された部分に、堅くなったポリマーエマルジョンのパ
ターンが生じる。ポジの作用のフォトレジストもまた、時々使用されるが、光に
曝されなかった部分に、堅くなったフォトレジストのパターンが生じる。
tch Strip(現像・エッチング・膜剥し)》ラインとして知られる自動化された
装置を通るコンベヤによって、典型的に、運ばれる。DESラインの第1工程 (stage)では、現像液(developing solution)が品物にスプレーされる。現像液は
、基質上の堅くなったポリマーのみを残し、堅くならなかったフォトレジストを
取り除く。次の処理工程では、堅くなったポリマーによって覆われていない基質
の部分がエッチング液に曝されてエッチングされる。さらにその後の工程で、化
学的膜剥し液(stripper)が堅くなったポリマーを取り除くために品物にスプレー
される。似たような処理においては、基質の曝された部分が、エッチングではな
く、金属で被覆されたりめっきされたりする。しかし、DESラインと同様に、
被覆やめっき工程の前に現像工程があり、後に、膜剥し工程が続く。
において、これら両方の処理工程からの廃液は、高濃度の水溶性のフォトレジス
トの材料を含むアルカリ性溶液である。この廃液は、高い化学的酸素要求量(C
OD)と高い生物化学的酸素要求量(BOD)を有する。このような廃液は、環
境に排出される前に、有機物及びポリマーのスキンを取り除くように、処理され
なければならない。
ルターを通して循環させることによって、運転されていた。すなわち、この化学
薬品は、現像及び膜剥し工程から集められ、フィルター媒体を通って、スプレー
ヘッドに戻されていた。フィルター媒体における固形物の集積は、フィルターの
洗浄のため、DESライン運転の定期的な中断を必要とさせた。現像液は、次第
に質が悪くなり、結果として、製品の質も漸次低下した。さらに、膜剥し溶液中
に溶解されたポリマーの集積は、次第にその効能を低下させ、DESライン全体
が膜剥し溶液の交換のため最終的に止められるまで、長時間にわたり、ますます
ゆっくり運転されることを必要とした。
て、高速で運転させられる、フォトレジストの現像及び膜剥しの化学薬品を回収
しリサイクルさせるための装置を提供することである。 本発明の別の目的は、フォトレジストの処理装置の運転効率を向上させること
である。
る商品の質を向上させることである。 本発明の装置は、フォトレジストが塗布されている品物を処理するための改良
された装置である。それは、フォトレジストの現像又は膜剥し液がフォトレジス
トの処理工程を通って循環させられる第1循環フローパスを有する。それは、第
1循環フローパスから前記液体の一部を受けるように接続された第2循環フロー
パスからなる液体回収システムを含む。この第2循環フローパスは、接線方向の
(tangential)フィルターを含む。すなわち、第2循環フローパスを液体が流れる
際、濾過液(permeate)が前記多孔性フィルター媒体を通って第2循環フローパス
から流れ出るように、少なくとも、第2循環フローパスの一部が多孔性フィルタ
ー媒体によって画定されている。その装置は、第1循環フローパスへ濾過液を戻
すための手段を含む。
循環フローパスを通って流れる液体中の重合可能な材料の重合を加速させるため
の手段を含む。これは、第2循環フローパスを通って流れる液体を加熱するため
の加熱手段、及び/又は第2循環フローパスを流れる液体中の重合可能な材料を
紫外線放射に曝すための手段を含んでもよい。 濃縮された固形物は、排液管を通って第2循環フローパスから、好適には、第
2循環フローパスの一部となる収集タンクから取除かれる。
ィルター媒体を通る濾過液の流れを断続的に遮ったり、前記フィルター媒体を通
る液体の流れを逆方向にしたりするための手段が具えられる。 かくして、前記装置の運転において、現像又は膜剥し液は、第1循環フローパ
スの処理工程を通って連続的に循環させられながら、循環する液体の一部が第1
循環フローパスから、接線濾過にかけられる第2循環フローパスに取込まれる。
第2循環フローパスは、現像及び膜剥し作業の減速を必要とせず、且つ現像及び
膜剥し作業の中断を最小限にして濾過を行なうことができる。これは、結果的に
、高効率運転と高品質製品をもたらす。
を含み、そこでは、基板上にある銅の導体が、はんだ又は他の金属層で覆われる
。典型的には、この工程において、ポジの作用又はネガの作用のフォトレジスト
が、回路基板上の銅層に塗布される。フォトレジスト層はマスクで覆われ、アセ
ンブリは光源に曝される。マスクは取外され、基板は現像工程を通される。使用
されたフォトレジストに応じて、堅くなったポリマーによって境界付けられた対
応する銅のパターンを残して、現像によって、感光又は非感光のフォトレジスト
が取除かれる。その後、銅は、他の金属又は合金、例えば、はんだ(鉛と錫)、
ニッケル、又は銀でめっきされる。
が曝される。その後、めっきされていない銅はエッチングされ、最後に、基板は
、膜を剥がす媒体、典型的には、反応抑制剤を含む硝酸を含んだ溶液での金属膜
剥がし工程を通され、はんだを剥がし、銅のパターンをそのまま残す。
は、再利用のためと、金属成分の適切な処分のために、処理されなければならな
い。
金属の回収も含む。かくして、塗布された金属層を処理するための装置、第1循
環フローパスを具え、金属膜剥し液が処理工程を循環する装置中に、似たような
液体回収システムが具えられるであろう。液体回収システムは、第1循環フロー
パスから液体の一部を受けるように接続された第2循環フローパス、第2循環フ
ローパスを液体が流れる際、濾過液が多孔性フィルター媒体を通って第2循環フ
ローパスから流れ出るようにされ、多孔性フィルター媒体によって画定されてい
る、第2循環フローパスの少なくとも一部、及び第2循環フローパスを通過した
濾過液を、多孔性フィルター媒体を通って第1循環フローパスへ移送するための
手段を含む。好適には、多孔性フィルター媒体は、多孔性の剛体の支持体の上に
、希土類酸化物を含む。
形成と沈殿のため、金属膜剥し作用が妨害される迄に達する。しかし、本発明の
液体回収システムは、連続して迅速にコロイドと沈殿を除去し、化学的膜剥し作
用がなくなるまで、液体をすぐに再利用可能に戻す。本発明は、膜剥し液の寿命
を大いに伸ばし、廃棄物を低減させ、スラッジを減少させる。 本発明の他の目的、詳細及び利点は、図面と関連した以下の詳細な説明から明
らかになるであろう。
構成されたコンベヤによって、一連の囲い14、16、18、20、22、24
を通って運ばれる。囲い14は、現像液、典型的には、炭酸カリウムの希釈した
溶液が前記ローラの上下でスプレーヘッド28を通ってポンプ26によって循環
させられている、現像工程のための囲いである。前記現像液は、重合されなかっ
たフォトレジストを取り除き、それによって、エッチング工程でエッチングされ
るべきプリント回路基板の金属部分を露出させる。
リ性エッチング液が、スプレーヘッドを通って循環させられ、プリント回路基板
において露出された部分の金属を取り除くように、前記基板に注がれる。
ウム、メチルエチルアミン、エチレンジアミン、水酸化テトラメチルアンモニウ
ムが、重合されたフィルムをプリント回路基板から取り除き、それによって、電
気的な伝導体として使用される金属の残った部分を露出させる。膜剥し溶液は現
像工程で循環させられるのと同様の方法で膜剥し工程において、循環させられる
。
工程と関連している。これらの処理装置は、以下で検討されるとおり、或る点で
は異なるが、実質的には互いに同一である。装置30と32は実質的に同一であ
ってよいので、現像液処理工程30の1つのみを図2で詳細に示している。
れた現像液を受けて、その現像液の一部をスプレーヘッド28に戻す。かくして
ポンプ26は、現像工程の現像液を第1循環フローパスを通して循環させる。
引き出される。この経路は、きめの粗いプレフィルターを含んでもよい。トラン
スファーポンプ36は円錐形の底とバルブ42を具えた排液管40を有する収集
タンク38に現像液を移す。前記収集タンクは、コントロール46を作動させる
フロー4を有する。このコントロールは、タンク38中の液体レベルを予め決定
された限界内に維持するように、ポンプ36とバルブ48の両方を作動させる。
0、熱交換器52、フィルターモジュールのセット54、UV(紫外線)接触器
56からなる。液体は、このフローパスを通ってタンクからポンプで汲み出され
、熱交換器、フィルターモジュール、UV接触器を通ってタンクに戻される。通
常閉められているバルブ58は、フィルターモジュールをバイパスするために配
置されている。
過モジュール60、62、64、66からなる。各々は多孔性チューブからなり
、フィルターモジュールの多孔性チューブは、ともに、第2循環フローパスの一
部を画定する。
には、堅い鉱物や金属の多孔性サポート及び強靭な希土類酸化物又はフッ素重合
体(フルオロポリマー)の膜(membrane)が組込まれ、バックフラッシングに抵抗
できるだけでなく、高温で作動したり、必要なときに、厳しい化学的洗浄に耐え
ることができる。これは、容易に汚れたり、典型的には、バックフラッシングに
耐えるには十分に強くなかったりする、ポリマーの合成物の膜を使用したウルト
ラ濾過及びマイクロ濾過において経験される損傷を回避する。フィルター要素は
、フーバー等の1978年11月7日に付与された米国特許第4,069,157号において説明
された種類のものでもよく、前記特許の開示を引用することによってここに一体
化したものとする。適当なウルトラ濾過及びマイクロ濾過の膜は、当業者には良
く知られており、ユーエス・フィルター社、ローヌ・プーラン社、グレイバー・
セパレイションズ社、セラメム・セパレイションズ社、及びその他のソースから
購入できる。
通って外側に流れる濾過液を受けるために配置されたコレクターである。このコ
レクターは、ライン68を通って、バルブ74を具えたエアライン72を有する
加圧可能なタンク70とバルブ78を有する出力ライン76に並列に接続される
。バルブ74と78の両方は、タイマー80によってコントロールされる。
た濾過液を囲み14に戻し、そこで、第1循環フローパスに戻される。
の圧力を30から100psiの範囲内に維持する。フィルターモジュールのサイズは、
澄んだ濾過液の所望の流量に基づいて決定される。
れ、間欠的なバックフラッシングを伴って、強靭な希土類酸化物の膜で濾過され
る。
された作動溶液の重合の加速を促す。高い温度で使用する時、コンベヤが耐える
ことができる最高温度を超えないように、注意すべきである。必要なら、高温に
耐える装置を使用したり、溶液が再び使われる前に熱交換器を使用して冷却して
もよい。
て溶液に加えられた圧力は、濾過液の流れがフィルターの膜を通るようにし、収
集タンク38に向かう濃縮された流れを残す。濾過液は、pH調整の後、現像或い
は膜剥し処理に戻される。
スキンがさらに堅くされ、収集タンク38に戻される。廃液やスキンの予め決定
された濃縮が達成された時、材料は、タンク38の底から排液され、適切な法律
に従って廃棄される。
ィルター媒体に溜まるのを防ぐことである。故に、フィルターモジュールは、長
時間効率的に運転させられることができる。
を低下させるであろう。フィルターモジュールを確実に効率良く運転させるため
に、タンク70を通る濾過液の流れは、断続的に止められ、逆流させられる。タ
ンク70は、フィルターの膜を通る濾過液の逆流を促進するよう、短い時間、ラ
イン72を通ってくる空気の流れによって加圧される。この逆流は、濾過液の高
い流量を維持しながら、濾塊やその他の障害物を取り除く。フィルター媒体を通
る断続的な逆流は、フィルター、収集タンク38、熱交換器52、UV接触器5
6からなる循環経路を通る液体の循環を中断しないで行なうことができる。
る。それは、循環する現像液によって運ばれる粒子が紫外線放射によってより効
率的に堅くできるように、現像液がフィルターモジュールを通らないで、UV接
触器56を通って循環するように開けられてもよい。これは、フィルターモジュ
ー通る流れが再開される時、フィルターモジュールの目詰まり(blinding)の可能
性を減少させる。
印刷において使用されるような写真画像処理の現像或いは膜剥し工程から様々な
フォトレジストを含む溶液を処理するために使用されることができる。本発明は
、これらの溶液が安定した状態で長時間連続的に処理されることを可能にする。
らは、かけ離れたものである。作動溶液が消費され尽くすまで使用される、従来
のバッチ処理の代わりに、本発明は、フォトレジストポリマー(スキン)が迅速
に、且つ、連続的に取り除かれ、作動溶液を直ちに、且つ、連続的に再使用可能
にする定常的処理を提供する。この定常的処理は、ポリマーやポリマー中の色素
が現像液又は膜剥し溶液と反応したり、前記溶液に溶解するための時間を与えな
い。このことは、新しい溶液の必要量を減少させるだけでなく、従来装置の運転
中に発生する、ノズルの詰まりや排液溜めのクリーニング問題を回避する。又、
それは、典型的に新らしい溶液によって可能になる、高いコンベヤ速度での連続
した運転をもたらす。
レス鋼から作られた堅い多孔性膜は、バックフラッシングができる非常に低い濁
りや、ウルトラ濾過又はマイクロ濾過モジュールを安定させる高い温度を達成す
るために、ゾルになったりゲルになったりする処理を使って、様々な希土類が含
浸された酸化物を支える。
グ装置と組合わせて、高濃縮された廃液を作りながら、フォトレジストの現像及
び膜剥し溶液を直ちに使用されるように戻してリサイクルするための連続的な処
理を可能にする。
(Strip-Etch-Strip)」(SES)ラインである。回路基板86或いは同様の要
素は銅の層を有し、その一部がはんだ又は金属によってめっきされ、その残りが
堅くなったフォトレジストポリマーによって保護されている。これらの基板は、
図1の囲い14と同様に、コンベヤ88によってポリマー膜剥し囲い90を通っ
て運ばれる。膜剥し液は、スプレーヘッド94を通ってポンプ92によって循環
させられ、図1の装置32と同様に、ポリマー膜剥し処理装置96によって処理
される。
う。そして、前記基板は別のすすぎ工程101を通って、金属膜剥しが行なわれ
る囲い100へ向かう。前記金属膜剥し工程から、前記基板は、別のすすぎ工程
102を通過し、そこで仕上げられた基板が排出される。前記金属膜剥し液は、
図4でより詳細に図示されている金属膜剥し処理装置104によって処理される
。
図2の要素と同一である図4の要素には、対応する参照番号に「プライム(ダッ
シュ)」が付されている。UV接触器56、熱交換器52、及びpH調整器82は
、図4では必要とされない。その他の点において、この装置は、図2のそれと同
一である。
避けるために抑制剤とともに硝酸を含む溶液が、ライン34’を通って囲い10
0から取られ、スプレーヘッド106を通ってポンプ26’によって連続的に循
環させられる。タンク38’の中にある液体レベルセンサー44’によってコン
トロールされているトランスファーポンプ36’は、予め決められた限界の間で
前記タンク内の液体レベルを維持し、液体を前記タンクに移動させる。
ことによって出口40’を通って、随時、取り除かれる。
ター列54’を通ってタンク38’から液体を循環させる。前記フィルターモジ
ュールの多孔性チューブを通って半径方向に通り過ぎる濾過液は、実質的に固形
物がなく、タンク70’、バルブ76’、及びライン84’を通って囲い100
の内に運ばれ、そこで、ポンプ26’によって循環させられる液体と再び組み合
わされる。かくして、この装置は、継続的に前記スプレーヘッドを通って循環さ
せられている経路から膜剥し液を排液し、前記液体を濾過し、前記フィルターモ
ジュールからの濾過液を新しい濾過された膜剥し液として前記金属膜剥し囲いに
戻し、定常的に運転される。高い濾過液の流量を維持するように、前記フィルタ
ーモジュールは、典型的にタイマー80’のコントロール下で時々逆流させられ
る。前記フィルターモジュールは、タンク70’内の液体を前記フィルターチュ
ーブを通って逆方向に無理に出すよう、ライン72’内の空気圧を利用すること
によって逆流させられ、それによって、前記チューブの内壁から固形物を取り除
き、取り除かれた固形物を沈め取り除くタンク38’内に移動させる。タンク3
8’内の固形物の凝縮は、監視されることが可能であり、予め決められたレベル
に達したとき、前記タンクは排液される。前記タンクから排液された材料は、廃
棄されるか、或いは、適用できる環境の法律や規制に従いリサイクルされること
が可能である。リサイクルは、前記タンクから排出される材料が、その高い金属
含有量のために、重要な現金価値を有することがあるので、金属膜剥し液の場合
、好ましいオプションである。
傾向があり、硝酸膜剥し液に耐えるのに十分な程強固ではないので、堅いセラミ
ック、ミネラル、或いは金属支持体上の希土類酸化物フィルターは、本質的に硝
酸を含む金属膜剥し液と一緒の使用に適している。これらの希土類酸化物フィル
ターは、必要なとき厳しい化学的洗浄に耐えることも可能であり、それらが高い
流量での逆流に耐えるように機械的にも強い。
程の全体的な効率を向上させ、ポリマーのフォトレジスト材料用の現像液及び膜
剥し液の継続的な処理のためだけでなく、金属膜剥し液の継続的な処理のために
も有用である。
。例えば、現像ユニットはそれを行なう現像或いは膜剥し装置とすぐ隣り合って
配置されたり、又は、適切な現像或いは膜剥し装置に配管することによって遠隔
に配置され接続されたりできる。現像液のリサイクルの場合、重合を促進するた
めにあった方が望ましいが、熱交換器を省くことが可能である。同様に、膜剥し
溶液のリサイクルにおいても、濾過された固形物の粘着性をなくすためにあった
方が望ましいが、UV接触器を省くことが可能である。所望であれば、前記現像
ユニットは、バッチモードで運転もでき、廃物処理エリアでも、スペースが許せ
ば、どこにでも配置される。
前記スプレーヘッドへ戻された液体を維持するように、熱交換器を使用すること
ができる。ポリマーの現像液及び膜剥し液の処理の場合と同様に、前記濾過液の
pH調節も、所望なら、実行されることが可能である。この装置は本質的に前記膜
剥し液の継続的な処理に適しているが、所望なら、バッチモードで使用されるこ
ともできる。また、希土類酸化物用の支持体は、セラミックや金属の代わりにカ
ーボン(炭素)から作られることも可能である。金属膜剥し液処理装置は、本質
的に回路基板製造において有用であるが、化学的ミリングのようなその他の工程
においても使用されることができる。前記金属膜剥し液処理装置は、エッチング
剤(etchants)を処理しリサイクルするために使用されることも可能である。
の範囲から離れることなく、上記に説明された装置及び方法について行なわれ得
るであろう。
ESラインの概略図。
リサイクルシステムの概略図。
システムを具えた装置の概略図。
システムの概略図。
Claims (14)
- 【請求項1】 金属層が塗布された品物を処理するための装置であって、該
装置が金属膜剥しの液体が処理工程を通って循環させられる第1循環フローパス
(34’、26’、106)を有するものにおいて、 前記第1循環フローパスから液体の一部を受けるように接続された第2循環フ
ローパス(36’、54’)を有し、該第2循環フローパスの少なくとも一部が
多孔性フィルター媒体(54’)によって画定されており、かくして、液体が前
記第2循環フローパスを通って流れるとき、濾過液が前記多孔性フィルター媒体
を通って前記第2循環フローパスから流れ出るようになっており、さらに、 前記多孔性フィルター媒体を通って前記第2循環フローパスから流れ出る濾過
液物を前記第1循環フローパスに移動させるための手段(84’)を有してなる
、 液体回収システム。 - 【請求項2】 多孔性フィルター媒体(54’)が希土類酸化物からなる、
請求項1の装置。 - 【請求項3】 多孔性フィルター媒体(54’)が多孔性で堅い支持体上の
希土類酸化物からなる、請求項1の装置。 - 【請求項4】 前記第2循環フローパスから濃縮された固形物を取り除くた
めの排液管(40’)を含む、請求項1の装置。 - 【請求項5】 前記第2循環フローパスが収集タンク(38’)と、前記収
集タンク内に前記第2循環フローパスから濃縮された固形物を取り除くための排
液管(40’)とを含む、請求項1の装置。 - 【請求項6】 液体の流れが前記第2循環フローパスを通って続く間、前記
多孔性フィルター媒体を通る濾過液の流れを間欠的に中断させ、前記フィルター
媒体を通る液体の流れを逆方向にするための手段(72’、74’、78’)を
含む、請求項1の装置。 - 【請求項7】 金属層が塗布された品物を処理する方法であって、 第1循
環フローパス(34’、26’、106)において、処理工程を通って金属膜剥
しの液体を循環させ、 前記液体の一部を前記第1循環フローパスから、少なくとも一部が多孔性フィ
ルター媒体(54’)によって画定される第2循環フローパスに通し、 前記液体の前記部分を前記第2循環フローパスを通って循環させて、濾過液が
前記多孔性フィルター媒体を通って前記第2循環フローパスから出ていくように
なっており、そして、 前記多孔性フィルター媒体を通って前記第2循環フローパスから流れ出る前記
濾過液を前記第1循環フローパスに移動させることからなる、 方法。 - 【請求項8】 濃縮された固形物が前記第2循環フローパスから取除かれる
、請求項7の方法。 - 【請求項9】 前記第2循環フローパスが、濃縮された固形物を取り除くた
めに、収集タンク及び前記収集タンク内に排液管(40’)を含む、請求項7の
方法。 - 【請求項10】 液体の流れが前記第2循環フローパスを通って続く間、前
記多孔性フィルター媒体を通る濾過液の流れを間欠的に中断させ、前記フィルタ
ー媒体を通る液体の流れを逆方向にする、請求項7の方法。 - 【請求項11】 前記液体が硝酸を含む、請求項7の方法。
- 【請求項12】 前記金属層が鉛を含む、請求項7の方法。
- 【請求項13】 前記多孔性フィルター媒体(54’)が希土類酸化物から
なる、請求項7の方法。 - 【請求項14】 前記多孔性フィルター媒体(54’)が多孔性で堅い支持
体上の希土類酸化物からなる、請求項7の方法。
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