JP2005266534A - マスク基板用レジスト除去装置 - Google Patents

マスク基板用レジスト除去装置 Download PDF

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Kazutoshi Yamazaki
和俊 山崎
Yoshihiko Furuno
喜彦 古野
Yoji Fujimori
洋治 藤森
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Abstract

【課題】マスク基板に形成されたレジストを高効率に除去することができ、とりわけマス
ク基板の側面の四隅に形成されるような極端に厚いレジストを、高効率に除去することが
できるマスク基板用レジスト除去装置を提供する。
【解決手段】オゾン水を用いてマスク基板の側面のレジストを除去するマスク基板用レジ
スト除去装置であって、前記マスク基板の側面の略全面に前記オゾン水を噴射する複数の
ノズルが設置されているマスク基板用レジスト除去装置。
【選択図】 図7

Description

本発明は、マスク基板のレジスト、とりわけマスク基板の側面の四隅に形成されるような
極端に厚いレジストを高効率に除去することができるマスク基板用レジスト除去装置に関
する。
シリコン基板上やガリウム砒素基板等の化合物基板上に回路を形成する場合や、液晶基板
上に色相の異なる複数の着色画素をパターン状に形成する場合のフォトリソグラフィー工
程において、形成すべき回路パターン等に対応したマスクパターンを有するマスク基板が
用いられている。
マスク基板を製造する方法としては、通常は、表面にクロムをスパッタし、そのクロム上
に低反射膜である酸化クロム膜を形成した石英ガラス上にレジストを塗布し、通常のフォ
トプロセスにてレジストパターンからなる画像を形成し、エッチングした後、不要となっ
たレジストを除去してマスクパターンを形成し、更に次のマスクパターンを形成するため
に、再度レジストを塗布して、画像形成−エッチング−レジストの除去というサイクルを
繰り返し行う。
不要となったレジストを除去するレジスト除去工程では、従来、アッシャー(灰化手段)
や、硫酸や過酸化水素等を用いたRCA洗浄法が用いられていた。しかし、レジストの除
去にアッシャーを用いると、無機系の不純物を除去することはできない。また、溶剤や薬
品を用いてレジスト除去を行う場合は、十数バッチごとに新たな薬液に交換しなければな
らないことから、大量の薬液が必要とされ薬液コストがかさむとともに、大量の廃液が生
じ、廃液処理の際にもコスト面及び環境面の両面で大きな不利益があった。
一方、オゾンガスを水に溶解して得られるオゾン水は、オゾンの持つ強い酸化力により殺
菌・脱臭・漂白等に優れた効果を発揮し、しかもオゾンガスは時間とともに無害な酸素(
気体)に自己分解して残留性がないことから、環境にやさしい殺菌・洗浄・漂白剤等とし
て注目されている。近年、環境への関心が高まる中、上述のレジスト除去方法に代わる方
法として、オゾン水を用いたレジスト除去プロセスが注目されている。
例えば、特許文献1には、オゾンガスが気泡状態で混合されたガス混合オゾン水を回転す
る基板の中心部に供給し、基板の遠心力によりガス混合オゾン水を基板の中心部から外周
部へ流動させる方法が開示されている。
しかし、マスク基板は、製造時における基板上にスピンコーターを用いてレジストを塗工
する工程上、側面の四隅に極端にレジストの厚い部分ができることは不可避であり、場合
によっては30μmにも達する厚さのレジストが付着していることもある。そのため、続
くレジスト除去工程では、このような側面に形成された厚いレジストを除去する必要があ
る。
ところが、特許文献1に開示された方法では、マスク基板の表面に形成されたレジストは
ある程度除去することはできるものの、側面のレジストを除去することは全く考慮されて
おらず、マスク基板の側面に形成された厚いレジストを特許文献1に開示された方法によ
り除去しようとすると、完全に除去できるまでに十数〜数十分間もの時間を要し実用的で
はなかった。
特開2001−351893号公報
本発明は、上記現状に鑑み、マスク基板のレジスト、とりわけマスク基板の側面の四隅に
形成されるような極端に厚いレジストを高効率に除去することができるマスク基板用レジ
スト除去装置を提供することを目的とする。
本発明は、オゾン水を用いてマスク基板のレジストを除去するマスク基板用レジスト除去
装置であって、前記マスク基板の側面の略全面に前記オゾン水を噴射する複数のノズルが
設置されているマスク基板用レジスト除去装置である。
以下に本発明を詳述する。
本発明のマスク基板用レジスト除去装置(以下、単にレジスト除去装置ともいう)は、オ
ゾン水を用いてマスク基板のレジストの除去を行うものである。
本明細書においてオゾン水には、水溶液にオゾンガスを溶解させたもののほか、酢酸又は
その誘導体等の有機酸を溶解した水にオゾンガスを溶解させたものも含まれる。
本発明のレジスト除去装置によりレジストが除去され、製造されるマスク基板としては特
に限定されず、半導体基板上に回路を形成する際のフォトリソグラフィー工程において、
フォトマスクとして使用される公知のものが挙げられる。
本発明のレジスト除去装置は、マスク基板の側面の略全面にオゾン水を噴射する複数のノ
ズルが設置されている。即ち、本発明のレジスト除去装置は、マスク基板の側面にオゾン
水を噴射する専用のノズルが設置されている。
本発明者らが、従来のマスク基板の上面の中央部から外周部へオゾン水を流してレジスト
を除去するレジスト除去装置を調べたところ、図9に示すように、従来のレジスト除去装
置では、マスク基板91の側面は開放状態となっていたため、マスク基板91の上面に供
給されて流れてきたオゾン水93は、マスク基板91の側面から離れた位置を流れ落ちる
ものであった。上述のように、マスク基板の製造においては、基板の側面、特に側面の四
隅に極端にレジストの厚い部分が付着することがあるが、従来のレジスト除去装置では、
マスク基板91の側面に形成されたレジスト92は、ほとんどオゾン水93と接触するこ
とがなく、その結果、ほとんど除去されることがないことが判明した。なお、図9は、従
来のマスク基板の上面にオゾン水を流してレジストを除去するマスク基板用レジスト除去
装置の一例を示す部分拡大断面図である。
これに対し、本発明のレジスト除去装置では、マスク基板の側面の略全面にオゾン水を噴
射する複数のノズルが設置されている。即ち、本発明のレジスト除去装置は、従来公知の
マスク基板上面のレジスト処理に加えて、マスク基板の側面を処理する専用のノズルを備
えているため、マスク基板の側面に形成されたレジストにオゾン水を直接噴射することが
でき、マスク基板の側面を含めたレジスト全体を均一にしかも高い効率で除去することが
できる。
以下、本発明を実施の形態に則して説明する。
本発明のレジスト除去装置は、マスク基板の側面の略全面にオゾン水を噴射する複数のノ
ズルが設置されている。
上記複数のノズル(以下、側面用ノズルともいう)を、マスク基板の側面の略全面にオゾ
ン水を噴射することができるように配置する方法としては特に限定されず、例えば、側面
の長手方向に複数個の側面用ノズルが形成された管状部材を、マスク基板の周囲に該マス
ク基板の側面と側面用ノズルとが向き合うように配置する方法や、中空糸を側面用ノズル
として用い、この中空糸ノズルをマスク基板の側面に沿って複数個配列する方法等が挙げ
られる。なかでも、装置の小型化、簡易化等を図れることから、側面に複数個の側面用ノ
ズルが形成された管状部材をマスク基板の周囲に配置する方法が好ましい。このような管
状部材の側面に複数個の側面用ノズルが形成されたものとしては特に限定されないが、例
えば、図1に示すような構造であることが好ましい。
図1は、本発明のレジスト除去装置において使用する側面用ノズルの一例を模式的に示す
斜視図であり、図2は、図1に示すノズルを用いた本発明の実施態様の一例を模式的に示
す平面図である。また、図3は、図1に示すノズルからオゾン水を噴射する様子を模式的
に示す拡大図であり、図4は、図2に示す実施態様におけるマスク基板の四隅付近を拡大
する部分拡大図である。
図1に示すように、ノズル12は、管状部材11の側面の長手方向に平行な方向に複数個
形成されている。このような構造の管状部材11は、図2に示すように、ノズル12がマ
スク基板20の側面と対向するようにマスク基板20の周囲に配置される。そして、図3
に示すように、管状部材11の内部にオゾン水を流通させることで、ノズル12からマス
ク基板20の側面に向けてオゾン水19を噴射することができる。
管状部材11は、その内部にオゾン水を流通させることができ、側面の長手方向に複数個
の側面用ノズルを形成することができる形状であれば、図1に示すような円管形状に限定
されることはなく、例えば、角管形状等であってもよい。
上記管状部材の内径としては、マスク基板の大きさ(厚さ)等に合わせて適宜決定される
が、図1に示す管状部材11のように円管形状である場合、好ましい下限は1mm、好ま
しい上限は15mmである。1mm未満であると、側面に側面用ノズルを正確に形成する
ことが困難となり、また、使用できるオゾン水量が減少するため、レジスト除去に長時間
を要することとなる。15mmを超えると、上記管状部材を収納するための反応槽が大き
くなってしまう。
また、上記管状部材の長さは、処理対象物であるマスク基板の大きさに合わせて決定され
、マスク基板の周囲を囲うことができる大きさに適宜調整される。
上記管状部材を構成する材料としては、耐オゾン性を有し、ある程度の水圧に耐えられる
ものであれば特に限定されず、例えば、SUS等の金属、フッ素系樹脂等が挙げられるが
、なかでも、フッ素系樹脂からなるものが好適である。上記フッ素系樹脂としては、例え
ば、ポリフッ化エチレン樹脂;ポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTFE)、パーフル
オロアルコキシ樹脂(PFA)、フッ化エチレンプロピレン樹脂(FEP)等の4フッ化
エチレン共重合体;フッ素系ゴム等が挙げられる。
図1において、ノズル12は、管状部材11の側面の長手方向に平行な方向に等間隔で一
列に形成されているが、例えば、マスク基板20の厚さが厚い場合には、ノズル12は、
管状部材11の側面の長手方向に平行な方向に等間隔で二列以上形成されていてもよい。
この場合、管状部材の形状は角管形状であることが好ましい。各ノズルから噴射するオゾ
ン水をマスク基板の側面に対して垂直に到達させることができ、マスク基板の側面のレジ
ストを効率よく、かつ、均一に除去できるからである。
ノズル12の大きさとしては特に限定されないが、その直径の好ましい上限は1.0mm
、より好ましい上限は0.5mmである。1.0mmを超えると、レジストの除去に必要
となるオゾン水量が多くなり、また、オゾン水のオゾン濃度を高くすることができず、レ
ジストの除去速度を早くすることができなくなることがある。
また、隣接するノズル12間の距離としては特に限定されず、ノズル12とマスク基板2
0との距離、マスク基板20の厚さ等に合わせて適宜調整されるが、マスク基板20の側
面に到達するオゾン水の到達点間距離の下限が3mm、上限が10mmとなるように調整
されることが好ましい。3mm未満であると、オゾン水の使用量が増大する上、隣接する
ノズル12から噴射されたオゾン水流同士の干渉等が発生することにより、マスク基板2
0の側面の略全面に均一にオゾン水を到達させることができないことがある。10mmを
超えると、オゾン水の到達点間のレジストを除去することができないことがある。
本発明のレジスト除去装置において、ノズル12から噴射するオゾン水は、棒流となるこ
とが好ましい。即ち、ノズル12は、棒流状ノズルであることが好ましい。
本明細書において、上記棒流状ノズルとは、ノズルより噴射されたオゾン水をノズルの内
径を大きく超えて広がることなく、ノズル内径と略同径の棒流としてマスク基板の側面に
到達させることのできるノズルを意味する。上記棒流状ノズルの噴射角、即ち、ノズルよ
り噴射されたオゾン水の広がり角度の好ましい上限は10°、より好ましい上限は5°で
ある。
このような棒流状ノズルは、例えば、管状部材の側面にドリルやレーザー等を用いて穴空
け加工を行うことにより得ることができる。
また、側面用ノズルから噴射するオゾン水は、マスク基板の側面の略全面に対して460
cm/sec以上の線速度で噴射することが好ましい。このようにオゾン水を噴射するこ
とにより、マスク基板の側面の略全面のレジストを均一に効率よく除去することができる
また、ノズル12から噴射したオゾン水は、マスク基板の側面に対して垂直に到達するこ
とが好ましい。マスク基板の側面に到達したオゾン水は、その到達点を中心とする逆円錐
状にレジストを除去し、隣接するオゾン水の到達点の逆円錐同士が重なり合うことで、全
体として均一にレジストが除去されるのであるが、このとき、レジストに到達するオゾン
水がレジストに対して垂直でない場合、マスク基板の側面での跳ね返りが多くレジスト除
去効率が低下し、また、隣接する逆円錐同士が重なり合わない部分が生じてレジストを均
一に除去できないことがある。
本発明のレジスト除去装置において、図1及び図2に示したように、複数のノズル12が
管状部材11の長手方向に平行な方向に形成されており、管状部材11が、ノズル12と
マスク基板20の側面とが対向するようにマスク基板20の周囲に配設されている場合、
図4に示すように、マスク基板20の四隅付近に対向する管状部材は略直角に屈曲してお
り、この屈曲した部分に形成されたノズル12から噴射するオゾン水19は、マスク基板
20の側面の四隅付近に、その他の部分よりも集中的に噴射することとなる。そのため、
マスク基板20の側面の四隅に極端に厚いレジストが形成されている場合であっても、こ
の厚いレジストにオゾン水を集中的に噴射することができ、非常に効率よく、かつ、確実
にマスク基板の側面に形成されたレジストを除去することができる。
本発明のレジスト除去装置において、図1に示すように、複数の側面用ノズルが管状部材
の側面の長手方向に平行な方向に形成されている場合、管状部材及びマスク基板は、図5
に示すようなノズル固定具により固定されることが好ましい。
図5は、本発明のレジスト除去装置の一例を模式的に示す平面図であり、図6は、図5に
示したレジスト除去装置のA−A線断面図である。
図5及び図6に示すように、ノズル固定具15は、板状の基材部13の一方の面に、マス
ク基板20を保持固定するための凹状のマスク基板保持部18と、マスク基板保持部18
の周囲に管状部材を嵌め込むための溝14とが形成されている。また、溝14は、その両
端が基材部13の一の側面に露出しており、溝14とマスク基板保持部18との間には、
スリット17を介した複数のノズル保持部16が形成されている。
ノズル保持部16は、溝14に嵌め込まれた管状部材を保持固定する役割を果たすもので
あり、例えば、溝14に嵌め込んだ管状部材を押さえつけて固定できるような形状である
ことが好ましい。
このようなノズル保持部16は、溝14に管状部材を嵌め込んで保持固体した際、側面用
ノズルとスリット17とが対向するような大きさに調整される。即ち、管状部材に形成さ
れた側面用ノズルから噴射されたオゾン水は、スリット17を通ってマスク基板20の側
面に到達する。
また、レジストが側面に形成されたマスク基板20は、基板保持部18に設置されるが、
その方法としては特に限定されず、例えば、両面テープ等の接着手段によりマスク基板保
持部18に固定する方法;真空ポンプでマスク基板20をマスク基板保持部18に吸着さ
せるバキュームチャッキング法等が挙げられる。
ノズル固定具15を構成する各部材の材質としては、耐オゾン性を有するものであれば特
に限定されず、例えば、上述した管状部材と同様のSUS等の金属やフッ素系樹脂等が挙
げられる。
図5に示したノズル固定具15を用いてなる本発明のマスク基板用レジスト除去装置は、
図7に示すマスク基板用レジスト除去装置10のように、管状部材11を、その側面に形
成されたノズルがマスク基板20の側面に対向するとともに、各ノズルとスリットとが対
向するように、ノズル固定具15の溝に嵌め込んで固定し、マスク基板保持部18にマス
ク基板20を保持固定することで構成される。
また、管状部材11は、その両端がノズル固定具(基材部)の側面から外部に露出してお
り、一方の端部は、後述するオゾン溶解モジュールへ連結されており、他端部も上記オゾ
ン溶解モジュールに連結されており、レジスト除去に供されなかったオゾン水を上記オゾ
ン溶解モジュールへ循環させようになっている。
本発明のレジスト除去装置は、更に、マスク基板の上面に形成されたレジストを除去する
ために、マスク基板の上面にオゾン水を供給するオゾン水供給手段が設けられている。
上記オゾン水供給手段としては特に限定されず、従来公知の手段が挙げられる。具体的に
は、例えば、板状の本体部の噴射面に多数の上面用ノズルが略均等に分布するように形成
され、マスク基板の上面にオゾン水を略均一に噴射させることができるシャワー状ノズル
、複数の管状の上面用ノズルがマスク基板の上面の略全面に均等に分布するように固定さ
れたもの、管状の上面用ノズルがマスク基板の略中央に配設されたもの等任意のものが挙
げられる。
本発明のレジスト除去装置は、マスク基板の上面に形成されたレジストと側面に形成され
たレジストとを、それぞれ別のノズルから噴射するオゾン水で除去するため、マスク基板
の側面を含めたレジスト全体を均一にしかも高効率で除去することができる。
即ち、本発明のレジスト除去装置によると、マスク基板の上面に形成されたレジストは、
上記オゾン水供給手段により供給されたオゾン水によって均一に除去することができ、マ
スク基板の側面に形成されたレジストは、上述したマスク基板の周囲に設置された複数の
側面用ノズルから噴射されるオゾン水により均一、かつ、迅速に除去することができる。
また、上記マスク基板の上面のレジスト除去と側面のレジスト除去とは、同時に行われて
もよく、いずれか一方の処理を行った後、他方の処理を行ってもよいが、作業時間の短縮
化を図ることができることから、上記マスク基板の上面のレジスト除去と側面のレジスト
除去とは、同時に行われることが好ましい。
上記マスク基板の上面のレジスト除去は、マスク基板が図5に示したノズル固定具15の
マスク基板保持部18に固定された状態で行われることが好ましい。
本発明のレジスト除去装置において、マスク基板のレジストを除去する際に使用されるオ
ゾン水は、オゾンガスを水に溶解させることにより調製することができる。
上記オゾン水を調製する方法としては特に限定されないが、例えば、非多孔性膜からなる
ガス透過膜を収容したオゾン溶解モジュールを用いることが好ましい。このようなオゾン
溶解モジュールを用いれば、オゾン分子はガス透過膜を構成する樹脂の分子鎖間を透過し
て水溶液中に拡散し、ガス透過膜が目詰まりしたり、レジスト除去効率を低下させる泡が
混入したりすることもない。更に、いったんレジスト除去に用いたオゾン溶液を循環して
用いることもでき、容易に効率よく高オゾン濃度のオゾン溶液を得ることができる。
本発明のレジスト除去装置は、オゾン水を加熱する手段を有することが好ましい。レジス
ト除去は、レジストとオゾンとの化学反応によりなされるものであることから、温度をか
けることによってレジスト除去速度を高めることができる。
更に、本発明のレジスト除去装置は、装置内を加圧する手段を有することが好ましい。装
置内を加圧することにより、過飽和のオゾン水を生成させることができ、このような高濃
度のオゾン水を用いることにより、更に高い効率でレジスト除去を行うことができる。
また、本発明のレジスト除去装置は、紫外線を照射する手段が付加されていてもよい。本
発明のレジスト除去装置によりマスク基板表面のレジストを除去する際、紫外線を照射す
ることにより、オゾンの分解速度が促進され、それに伴いレジストの除去効果を上げるこ
とができる。従って、オゾン水と紫外線照射とを併用することによって、より高いレジス
ト除去効果を得ることができる。
上記紫外線を照射する手段としては特に限定されず、例えば、UVランプ等が挙げられる
。照射される紫外線の波長は、オゾンが吸収する254nm近辺であることが好ましい。
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定
されるものではない。
(実施例1)
パーフルオロアルコキシ樹脂製のチューブ(管状部材)に炭酸ガスレーザーを用いて0.
5mmの孔を5mm間隔で開けて側面用ノズルを作製した。
この側面用ノズルから噴射した水流について、側面用ノズルから30cm離れた点に到達
した水流の直径を測定したところ、約0.5mmであった。このことから、この側面用ノ
ズルは棒流状ノズルであることがわかった。
更に、パーフルオロアルコキシ樹脂製の直径150mm、厚さ10mmで円板状の本体部
に、炭酸ガスレーザーを用いて直径0.5mmの上面用ノズルを中心間距離10mmで、
噴射面の全面に略均等に分布するように形成してオゾン水供給手段を作製した。
ナガセケムテック社のポジ型i線レジスト895iを塗布した、大きさ6インチ×6イン
チ、厚さ0.25インチのマスクブランクス(基板表面におけるレジストの厚さ約0.4
μm、ただし側面の四隅のレジスト厚は30μm)を、図5に示したような形状のノズル
固定具のマスク基板保持部に固定し、側面用ノズルを作製した管状部材を溝に嵌め込み、
オゾン水供給手段をマスクブランクス表面の上方に配置してレジスト除去装置を作製した
50℃に調整した50ppmの酢酸アンモニウム水溶液にオゾンガスを溶解してオゾン溶
液を得た。得られたオゾン水中のオゾン濃度は約85ppmであった。
ポンプを用いて得られたオゾン水を管状部材の一方の端部から、その内部に流通させると
ともに、オゾン水供給手段の上面用ノズルに供給し、マスクブランクスの側面及び上面の
略全面に対して垂直方向から到達時の線速度が480cm/secとなるように連続的に
1分間、及び、3分間噴射してマスクブランクスのレジストを除去した。レジスト除去処
理後のマスクブランクスを純水にて洗浄した後、乾燥させた。
乾燥後の側面の隅部について顕微鏡を用いて50倍の倍率で写真撮影した。これを図8に
示した。なお、図8(a)は、オゾン水噴射1分後の写真であり、(b)は、オゾン水噴
射3分後の写真である。
その結果、オゾン水噴射1分後には、レジストは部分的に除去されている状態であったが
、オゾン水噴射3分後には、完全に除去されていることが確認された。なお、マスクブラ
ンクスの上面のレジストは完全に除去されていた。
(比較例1)
マスクブランクスの側面にオゾン水を噴射する管状部材を用いなかったほかは、実施例1
と同様にしてマスクブランクスのレジストの除去を行った。
その結果、上面のレジストは完全に除去されているものの、側面のレジストはほとんど除
去されていないことが目視により確認された。
本発明によれば、マスク基板のレジスト、とりわけマスク基板の側面の四隅に形成される
ような極端に厚いレジストを高効率に除去することができるマスク基板用レジスト除去装
置を提供できる。
本発明のレジスト除去装置において使用するノズルの一例を模式的に示す斜視図である。 図1に示すノズルを用いた本発明の実施態様の一例を模式的に示す平面図である 。 図1に示すノズルからオゾン水を噴射する様子を模式的に示す拡大図である。 図2に示す実施態様におけるマスク基板の四隅付近を拡大する部分拡大図である。 本発明のレジスト除去装置の一例を模式的に示す平面図である。 図5に示したレジスト除去装置のA−A線断面図である。 本発明のレジスト除去装置の一例を模式的に示す平面図である。 (a)は、実施例におけるオゾン水噴射1分後のマスク基板の側面の隅部の顕微鏡写真であり、(b)は、3分後のマスク基板の側面の隅部の顕微鏡写真である。 従来のマスク基板の上面にオゾン水を流してレジストを除去するマスク基板用レジスト除去装置の一例を示す模式図である。
符号の説明
10 マスク基板用レジスト除去装置
11 管状部材
12 ノズル
13 基材部
14 溝
15 ノズル固定具
16 ノズル保持部
17 スリット
18 マスク基板保持部
19 オゾン水
20 マスク基板

Claims (4)

  1. オゾン水を用いてマスク基板のレジストを除去するマスク基板用レジスト除去装置であっ
    て、前記マスク基板の側面の略全面に前記オゾン水を噴射する複数のノズルが設置されて
    いることを特徴とするマスク基板用レジスト除去装置。
  2. ノズルは、管状部材の側面の長手方向に平行な方向に複数個形成されており、前記管状部
    材は、前記ノズルがマスク基板の側面と対向するように前記マスク基板の周囲に配設され
    ていることを特徴とする請求項1記載のマスク基板用レジスト除去装置。
  3. ノズルから噴射されたオゾン水は、棒流となることを特徴とする請求項1又は2記載のマ
    スク基板用レジスト除去装置。
  4. ノズルから噴射されたオゾン水は、マスク基板の側面に対して垂直に到達することを特徴
    とする請求項1、2又は3記載のマスク基板用レジスト除去装置。
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