(57)【要約】  ドライ状態の膜を、効率よく溶解除去する。本発明の除膜方法は、基板（２００）上に形成された、溶解性の膜（２０１）にノズルヘッド（１０Ｂ）を近接させ、ノズルヘッド（１０Ｂ）から連続して薬液（３００）を吐出しながら同時に吸入することによりノズルヘッド（１０Ｂ）と膜（２０１）との間に薬液の液溜り（３０２）を形成するとともに、ノズルヘッド（１０Ｂ）と膜（２０１）表面とを非接触状態で基板（１００）を水平移動させることにより薬液の液溜り（３０２）を基板（１００）上で相対的に移動させるものである。
2012147512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された、溶解性の膜にノズルヘッドを近接させ、該ノズルヘッドから連続して薬液を吐出しながら同時に吸入することにより前記ノズルヘッドと前記膜との間に前記薬液の液溜りを形成するとともに、前記ノズルヘッドと前記膜表面とを非接触状態で前記基板を水平移動させることにより前記薬液の液溜りを前記基板上で相対的に移動させることで前記膜を除去する除膜方法。
【請求項２】
基板上に形成された、溶解性の膜にノズルヘッドを近接させ、該ノズルヘッドから連続して薬液を吐出しながら同時に吸入することにより前記ノズルヘッドと前記膜との間に前記薬液の液溜りを形成するとともに、前記ノズルヘッドと前記膜表面とを非接触状態で前記ノズルヘッドを前記基板上で水平移動させることにより前記薬液の液溜りを前記基板上で移動させることで前記膜を除去する除膜方法。
【請求項３】
前記ノズルヘッドの薬液吐出路にエアを注入する請求項１または２に記載の除膜方法。
【請求項４】
前記膜を溶解する薬液を使用した請求項１または２に記載の除膜方法。
【請求項５】
ノズルヘッドに薬液吐出路および薬液吸入路が空洞で形成された除膜用ノズルであって、前記ノズルヘッドの先端面に直線状の溝が形成され、該溝に、前記薬液吐出路の吐出口および前記薬液吸入路の吸入口がそれぞれ開口した除膜用ノズル。
【請求項６】
前記ノズルヘッドの周囲に液滴飛散抑止壁が設けられた請求項５に記載の除膜用ノズル。
【請求項７】
前記液滴飛散抑止壁に、該液滴飛散抑止壁に囲まれた空間を吸引するための排気孔が形成された請求項６に記載の除膜用ノズル。
【請求項８】
エアを注入するエア注入路が前記薬液吐出路に連結された請求項５に記載の除膜用ノズル。
【請求項９】
請求項５に記載の除膜用ノズルを備えた除膜装置において、
基板を載置するステージと、
前記薬液吐出路に前記薬液を供給する薬液供給手段と、
前記薬液吸入路から前記薬液を吸引する薬液吸引手段と、
を有する除膜装置。
【請求項１０】
前記薬液供給手段は、前記薬液の供給流量を調整する流量調整装置を備える請求項９に記載の除膜装置。
【請求項１１】
前記薬液供給手段は、前記薬液を加温する加温装置をさらに備える請求項１０に記載の除膜装置。
【請求項１２】
請求項７に記載の除膜用ノズルを備えた除膜装置において、
基板を載置するステージと、
前記薬液吐出路に前記薬液を供給する薬液供給手段と、
前記薬液吸入路から前記薬液を吸引する薬液吸引手段と、
前記吸引孔からエアを吸引するエア吸引手段と、
を有する除膜装置。
【請求項１３】
請求項８に記載の除膜用ノズルを備えた除膜装置において、
基板を載置するステージと、
前記薬液吐出路に前記薬液を供給する薬液供給手段と、
前記薬液吸入路から前記薬液を吸引する薬液吸引手段と、
前記エア注入路にエアを供給するエア供給手段と、
を有する除膜装置。
【請求項１４】
前記ステージが、水平方向に移動可能な可動ステージである請求項９〜１３のいずれかに記載の除膜装置。
【請求項１５】
さらに、前記除膜用ノズルを水平移動させるノズル移動手段を備える請求項９〜１３のいずれかに記載の除膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に形成された膜を除去する方法、この用途に使用される除膜用ノズルおよび除膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、基板上に形成されたウエット状態の塗膜に、吸入ノズルの吸入口を接触させて塗膜を吸入しながら、基板を載せたステージを相対移動させることにより、所望のパターンに塗膜を除去する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１８３０１号公報（図１、図３参照。）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の方法は接触式のため形成された膜や基板自体に傷等を与える可能性がある。また、ドライ状態の膜に適用できない。なお、特許文献１には、変形実施例として、ウエット状態の塗膜にウエット状態促進液を吹きかけて、ウエット状態を促進することが記載されているが、ドライ状態の膜に適用出来ることは記載も示唆もしていない。また、ドライ状態の膜に適用しても、要求されるプロセス速度に追従出来るほど簡単にウエット状態の膜を作り出せるものではないことは明白である。【０００５】
また、特許文献１の方法では、ステージの移動速度を上げすぎると、塗膜をうまく吸い取れずに残ってしまう問題がある。また、塗膜の吸入の速度を上げすぎると、必要以上に塗膜が吸い取られてしまう問題もある。したがって、プロセスの効率が悪い。【０００６】
本発明は、上記の技術的課題を解決するためになされたものであり、ドライ状態の膜を、効率よく溶解除去することが可能な除膜方法、除膜用ノズルおよび除膜装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の除膜方法は、基板上に形成された、溶解性の膜にノズルヘッドを近接させ、該ノズルヘッドから連続して薬液を吐出しながら同時に吸入することにより前記ノズルヘッドと前記膜との間に前記薬液の液溜りを形成するとともに、前記ノズルヘッドと前記膜表面とを非接触状態で前記基板を水平移動させることにより前記薬液の液溜りを前記基板上で相対的に移動させるものである。【０００８】
或いは、基板上に形成された、溶解性の膜にノズルヘッドを近接させ、該ノズルヘッドから連続して薬液を吐出しながら同時に吸入することにより前記ノズルヘッドと前記膜との間に前記薬液の液溜りを形成するとともに、前記ノズルヘッドと前記膜表面とを非接触状態で前記ノズルヘッドを前記基板上で水平移動させることにより前記薬液の液溜りを前記基板上で移動させるものである。【０００９】
この構成によれば、膜表面に近接したノズルヘッドと溶解性の膜との間に、表面張力により薬液の液溜り形成され、この液溜りに接触する部分の膜が溶解される。この液溜りは、連続して吐出される薬液と吸入される薬液とにより、常に新たな薬液に入れ替わりながら継続して形成される。そして、膜を溶解した薬液が吸入されることで、膜が除去される。さらに、基板もしくはノズルヘッドが水平移動することで基板上で液溜りも移動し、基板もしくはノズルヘッドの移動軌跡に従って膜を除去することが出来る。【００１０】
また、前記ノズルヘッドの薬液吐出路にエアを注入するようにすると、ノズルヘッドの薬液吐出路を流れる薬液の流速がエアにより加速され、薬液吐出路の吐出口から薬液が噴出（スプレー）されるようになる。これによって、膜に対して機械的な衝撃が付加され、液溜りによる膜の溶解、除去が促進される。【００１１】
前記膜が溶解液や分散液から形成された膜の場合、前記膜を溶解する薬液はその溶解液や分散液を構成する薬液が好適に使用される。なお、前記膜が水溶性であれば、前記薬液として水を使用することが出来、プロセスコスト削減に寄与する。【００１２】
また、本発明の除膜用ノズルは、ノズルヘッドに薬液吐出路および薬液吸入路が空洞で形成されたものである。この除膜用ノズルは、前記ノズルヘッドの先端面に直線状の溝が形成され、該溝の両端に、前記薬液吐出路の吐出口および前記薬液吸入路の吸入口がそれぞれ開口した構成を有する。【００１３】
前記ノズルヘッドの周囲に液滴飛散抑止壁を設けると、ノズルヘッドから吐出される衝撃で、薬液のしぶきが膜表面の広範囲に飛散するのを抑止することが出来る。この場合、薬液抑止壁に囲まれた空間を吸引するとより効果的である。【００１４】
なお、本発明の除膜用ノズルは、上記構成において、前記薬液吐出路にエアを注入するエア注入路が前記薬液吐出路に連結された構成でも良い。【００１５】
また、本発明の除膜装置は、上記の除膜ノズルを備えるものである。この除膜装置は、前記薬液吐出路に前記薬液を供給する薬液供給手段と、前記薬液吸入路から前記薬液を吸引する薬液吸引手段と、を有するものである。【００１６】
なお、除膜用ノズルが前記薬液吐出路にエアを注入するエア注入路が前記薬液吐出路に連結された構成である場合は、本発明の除膜装置は、前記エア注入路にエアを供給するエア供給手段をさらに備えるものとなる。【００１７】
そして、この発明の除膜装置は、前記ステージを、水平方向に移動可能な可動ステージとして構成するか、或いは、除膜用ノズルを水平移動させるノズル移動手段を備える。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、ドライ状態の膜を、効率よく溶解除去することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る除膜装置を示す概略構成図である。
【図２】図２（Ａ）は除膜用ノズルを示す一部破断側面図である。図２（Ｂ）は除膜用ノズルを示す底面図である。図２（Ｃ）は図２（Ａ）における矢視II-II線断面図である。図２（Ｄ）は図２（Ｃ）におけるノズルヘッド先端部の拡大図である。
【図３】図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は本発明の除膜方法の各工程を模式的に示す説明図である。
【図４】図３（Ｂ）における矢視IV-IV線断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る除膜装置を示す概略構成図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る除膜装置を示す概略構成図である。
【図７】除膜用ノズルへの薬液供給流量が過小のとき、適当のとき、過大のとき、それぞれの除膜特性を示した表である。
【図８】図８（Ａ）、図８（Ｂ）および図８（Ｃ）は、除膜用ノズルへの薬液供給流量がそれぞれ過小、適当および過大のときのノズルヘッドと基板との間を流れる薬液の流れ方を説明する模式図である。
【図９】図９（Ａ）〜図９（Ｃ）はそれぞれ図８（Ａ）〜図８（Ｃ）におけるIX-IX線断面図である。
【図１０】図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）および図１０（Ｃ）は、除膜用ノズルへの薬液供給流量がそれぞれ過小、適当および過大のときで形成される除膜領域断面の状態を説明する図である。
【図１１】図１１（Ａ）は除膜用ノズルに設けられる薬液飛散防止機構を示す模式図である。図１１（Ｂ）は液滴飛散抑止壁を備えた除膜用ノズルの下面図である。
【図１２】薬液加温機構を示す模式図である。
【図１３】除膜用ノズルへ常温の薬液を供給したときと、加温された薬液を供給したときとで形成される除膜領域断面の状態を説明する図である。
【図１４】図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）は除膜装置の目的別の運用方法を説明する模式図である。
【図１５】除膜装置の運用方法により形成される除膜領域断面の状態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
＜第１の実施形態＞
図１、図２を用いて、本発明の第１の実施形態に係る除膜装置の概略構成を説明する。図１に示すように、除膜装置１は、ノズル１０、エアボンベ２０、配管３０〜３７、レギュレータ４１〜４３、切替弁５１〜５４、加圧ボトル６０、廃液ボトル７０、真空エジェクタ８０、流量コントローラ９０、および可動ステージ１００を備える。
【００２１】
ノズル１０は、図２に示すように、ノズル基体１０Ａおよびノズルヘッド１０Ｂから構成される。ノズル１０の材質としては、ステンレスなど薬液に対する耐腐食性を有する金属が好適に用いられる。ノズル基体１０Ａは四角柱状を呈し、ノズルヘッド１０Ｂは四角錐台状を呈し、両者は一体的に形成される。
【００２２】
図２（Ａ）に示すように、ノズルヘッド１０Ｂの長手方向に間隔を離して、ノズル基体１０Ａおよびノズルヘッド１０Ｂを上下に貫通する断面円形の一対の空洞（すなわち、下流側薬液吐出路１１２とエア注入路１４とから成る縦空洞、および薬液吸入路１２から成る縦穴参照。）が設けられている。これら空洞の上端は、ノズル基体１０Ａの上面に開口している（接続口１４Ａ，１２Ｂ参照。）。これら空洞の下端は、ノズルヘッド１０Ｂの下面に開口している（吐出口１１Ａおよび吸入口１２Ａ参照。）。
【００２３】
図２（Ａ）で見て左側の空洞の途中には直交する方向に別の空洞（上流側薬液吐出路１１１から成る横穴参照。）が接続されている。この空洞はノズル基体１０Ａの端面に開口（接続口１１Ｂ参照。）している。接続口１１Ｂ，１２Ｂ，１４Ａにはそれぞれ配管が接続されている。
【００２４】
薬液吐出路１１は、上流側薬液吐出路１１１と下流側薬液吐出路１１２とから構成される。両吐出路１１１，１１２の連結部には、図示の如くエア注入路１４が接続され、薬液吐出路１１を流れる薬液にエアを注入出来るようになっている。
【００２５】
下流側薬液吐出路１１２と薬液吸入路１２との間の距離（図２（Ａ）における“Ｐ”参照。）は限定されないが、例えば、１〜１５ｍｍ程度に設定される。薬液吸入路１２の直径は、薬液吐出路１１の直径と同等かそれよりも大きくなるように設定される。例えば、薬液吐出路１１の直径は１ｍｍ、薬液吸入路１２の直径は２ｍｍに設定される。
【００２６】
ノズルヘッド１０Ｂ先端面（底面）には、図２（Ｂ）に示すように、ノズルヘッド１０Ｂ長手方向に沿って直線上の溝１３が設けられている。本実施形態では、図２（Ｄ）に示すように、溝１３の断面形状は半円形を呈している。溝１３の幅および深さは限定されないが、例えば、０．１〜１．０ｍｍ程度に設定される。溝１３の両端に、前記薬液吐出路１１の吐出口１１Ａおよび前記薬液吸入路１２の吸入口１２Ａがそれぞれ開口している。
【００２７】
図１に示すように、ノズル１０は、可動ステージ１００の上方に、水平方向に渡された支持部材２にビス止めなどにより固定されることにより、除膜装置１に装着される。
【００２８】
図１において白抜きの矢印で示された配管３０〜３３，３６，３７はエアが流れる配管であり、黒塗りの矢印で示された配管３４，３５，３６は薬液が流れる配管である。これらの配管の材質には、耐圧性を有するパイプを使用するのが望ましい。
【００２９】
エアボンベ２０は圧縮空気を収容する。このエアボンベ２０に配管３０が接続され、さらにこの配管３０に３つの配管３１〜３３が並列に接続される。各配管３１〜３２にはレギュレータ４１〜４３と切替弁５１〜５３それぞれが設けられる。レギュレータ４１〜４３は配管３１〜３３を流れるエアの流量を制御する。切替弁５１〜５３は配管３１〜３３を流れるエアの流通をオン／オフ切替する。
【００３０】
配管３１の下流端は上記ノズル１０のエア注入路１４に接続され、エアをノズル１０に供給出来るようになっている。配管３２の下流端は、加圧ボトル６０内に導入される。加圧ボトル６０は、薬液３００を収容する密閉容器である。
【００３１】
配管３４の上流端は、加圧ボトル６０内の薬液３００の液面下に差し入れられる。配管３４には切替弁５４と流量コントローラ９０が設けられる。切替弁５４は配管３４を流れる薬液の流通をオン／オフ切替する。流量コントローラ９０は配管を流れる薬液の流量を制御する。配管３４の下流端はノズル１０の薬液吐出路１１の接続口１１Ｂに接続される。
【００３２】
薬液としては、基板２００上の膜２０１を溶解させる液体が好適に用いられる。特に、膜２０１が水溶性であれば、溶解液に入手や取り扱いが容易な水を使用することが出来、プロセスコストを削減出来る。
【００３３】
配管３５の上流端はノズル１０の薬液吸入路１２の接続口１２Ｂに接続される。配管３５の下流端は、廃液ボトル７０内に導入される。廃液ボトル７０は、膜２０１を溶解した薬液３０１を貯留する密閉容器である。
【００３４】
配管３３の下流端は真空エジェクタ８０のエア送入口に接続される。配管３６の上流端は廃液ボトル７０内に挿入される。配管３６の下流端は真空エジェクタ８０の吸気口に接続される。配管３７の上流端は真空エジェクタ８０の排気口に接続される。配管３７の下流端は工場排気に開放されている。配管３３、３６、３７はバキュームラインを構成している。
【００３５】
可動ステージ１００はＸＹ方向に水平移動可能に構成されている。可動ステージ１００上には基板２００が載置される。可動ステージ１００の移動速度は限定されないが、例えば、５０ｍｍ／ｓに設定される。
【００３６】
基板２００上には、ドライ状態の膜２０１が形成されている。膜２０１は、薬液３００に対して溶解性を有する物質２０１Ａを成分とする膜である。膜２０１の厚さは限定されないが、１μｍ以下であることが望ましい。なお、膜２０１にあらかじめプラズマやＵＶ等により膜強度を下げておくことで、以下で説明する除膜を効率よく行うことができる。
【００３７】
次に、以上のように構成された除膜装置１を用いた除膜方法について図１、図３、図４を用いて説明する。
【００３８】
まず、ノズル１０のノズルヘッド１０Ｂを溶解性の膜２０１に近接させる。このとき、ノズルヘッド１０Ｂ先端と基板２００表面との間の距離（図１中の“Ｌ”参照。）は限定されないが、例えば、５０μｍ程度に設定される。膜２０１の厚さは、１μｍ以下に設定されるため、このような距離Ｌは、ノズルヘッド１０Ｂ先端と膜２０１表面との距離を出来るだけ小さくしながら非接触状態に維持するのに適している。また、ノズルヘッド１０Ｂ先端と膜２０１や基板２００とが非接触であるので、本発明の除膜方法は、膜２０１や基板２００の表面の平面性をシビアに要求しないプロセスまた、パターン後の残された膜や基板自身に傷等を与えることがないプロセスといえる。
【００３９】
そして、エアボンベ２０を開放するとともに、レギュレータ４１〜４３、切替弁５１〜５４、および流量コントローラ９０を適宜制御する。これにより、配管３１を介してノズル１０のエア注入路１４にエアが供給される。また、配管３２を介して加圧ボトル６０の密閉空間にエアが供給されて、薬液３００が配管３４に押し出され、配管３４を介してノズル１０の薬液吐出路１１に薬液３００が供給される。供給される薬液３００の圧力は、例えば０．０５ＭＰａとなるようにレギュレータ５４により調整される。また流量コントローラ９０により最終的な液量を調整する。これにより、図３（Ａ）に示すように、ノズル１０の薬液吐出路１１の吐出口１１Ａからノズルヘッド１０Ｂ先端面と基板２００との間の空間に向けて薬液３００が吐出される。
【００４０】
さらに、配管３３を介して真空エジェクタ８０にエアが圧入される。このエアは配管３７の排気口から拡散排気され、配管３７を介して工場排気に放出される。この結果、真空エジェクタ８０の吸気口が負圧になり、配管３６を介して廃液ボトル７０内の密閉空間のエアが吸引される。この結果、廃液ボトル７０内が負圧になり、配管３５を介してノズル１０の薬液吸入路１２が吸気される。この吸気により、図３（Ａ）に示すように、ノズルヘッド１０Ｂ先端面と基板２００との間の空間に吐出された薬液３００が薬液吸入路１２の吸入口１２Ａから吸入される。
【００４１】
これにより、ノズルヘッド１０Ｂ先端面と膜２０１（基板２００）との間では、ノズルヘッド１０Ｂ先端面の直線上の溝１３をガイドとして薬液吐出路１１の吐出口１１Ａから薬液吸入路１２の吸入口１２Ａに向かって薬液３００が流れ、表面張力により液溜り３０２が形成される。溝１３は、図４に示すように、液溜り３０２の広がりを抑えるので、ノズルヘッド１０Ｂの外側へ薬液の液だれがしにくく、除膜精度の向上に寄与する。
【００４２】
上述したように、薬液吸入路１２の直径は、薬液吐出路１１の直径よりも大きくなるように設定されているので、薬液吸入路１２を流れる薬液の流量が相対的に多くなる。その結果、薬液吐出路１１、溝１３および薬液吸入路１２に跨がるＵ字状の通路に沿って薬液がスムーズに流れるようなる。
【００４３】
液溜り３０２に接触する部分の膜２０１は、図３（Ｂ）に示すように、薬液により溶解される。液溜り３０２は、連続して吐出される薬液３００と吸入される薬液３０１とにより、常に新たな薬液に入れ替わりながら継続して形成される。そして、膜２０１を溶解した薬液３０１が吸入されることで、膜２０１が除去される。薬液３０１は、薬液吸入路１２を流れ、配管３５を介して最終的に廃液ボトル７０に排出され、貯留される。
【００４４】
本願発明者等の鋭意研究により、流量コントローラ９０によりノズル１０への薬液供給流量を可変することにより、液溜り３０２の状態が変化し、効果的な除膜を行うためには、適当な流量の範囲があって、その範囲より流量が小さくても大きくても除膜品質が劣化することが分かった。
【００４５】
図７は、薬液供給流量と除膜特性の関係を示した図である。図７に示すように、薬液供給流量が過小（流量Ｒ１未満。）のときは、吸引が優先され除膜が不可能であった。薬液供給流量が適当（流量Ｒ１以上Ｒ２未満。）のときは、パルス的衝撃により効果的な除膜が行えた。薬液供給流量が過大（Ｒ２以上）のときは、液溜り３０２が肥大化し、除膜品質が低下した。なお、流量の閾値であるＲ１、Ｒ２（Ｒ１＜Ｒ２）の値は、ノズル１０の仕様や薬液の粘性などによって変化する。
【００４６】
以下に、このように除膜特性が変化する理由を図８〜図１０を参照して説明する。図８、図９は、薬液供給流量によってノズルヘッドと基板との間を流れる薬液の流れ方がどのように変化するかを説明する模式図である。図１０は、薬液供給流量によって除膜特性がどのように変化するかを除膜領域断面の形状で説明する図である。
【００４７】
図８（Ａ）、図９（Ａ）はノズル１０への薬液供給流量が過小のときを示すもので、このとき薬液は図中の矢印の大きさで示すように吐出よりも吸引が過多となり、常時基板２００（膜２０１）に対して接触することがない。したがって、基板２００を走査しても、図１０（Ａ）に示すように、膜２０１が除膜されることはない。
【００４８】
図８（Ｂ）、図９（Ｂ）はノズル１０への薬液供給流量が適当のときを示すもので、このとき薬液は図中の矢印の大きさで示すように吐出と吸引のバランスが取れ、基板２００（膜２０１）に対して非接触状態と接触状態とを高速で繰り返すことにより、液溜り３０２によるパルス的衝撃が膜２０１に加えられる。図１０（Ｂ）に示すように、可動ステージ１００によって基板２００を走査することで膜２０１に形成される除膜領域の断面形状は、除膜巾が１．２ｍｍで、両端の傾斜部が約０．２ｍｍ巾であった。
【００４９】
図８（Ｃ）、図９（Ｃ）はノズル１０への薬液供給流量が過大のときを示すもので、このとき薬液は図中の矢印の大きさで示すように吐出が吸引よりも過多となり、常時基板２００（膜２０１）に対して常時液溜り３０２が発生し、薬液があふれ気味になっている。図１０（Ｃ）に示すように、可動ステージ１００によって基板２００を走査することで膜２０１に形成される除膜領域の断面形状は、除膜巾が２ｍｍで、傾斜部が約０．７ｍｍ巾であった。薬液供給流量が多いために、除膜巾が広がり、エッジもブロードになって除膜領域の品質が低下していることが分かる。
【００５０】
上記のように、ノズル供給流量が適当のときは、基板２００（膜２０１）に対して薬液が接触したり離れたりを繰り返すため、その衝撃で薬液のしぶきが広範囲に飛散し、所望の除膜領域から離れた箇所で膜２０１が溶解し、欠陥が発生する虞がある。
【００５１】
そこで、しぶき飛散抑止対策を取る必要がある。具体的には、図１１に示すように、ノズルヘッド１０Ｂの周囲に、液滴飛散抑止壁１５が設けられ、液滴飛散抑止壁１５の一箇所に設けられた排気孔１５Ａに排気用の配管３３を接続したものである。液滴飛散抑止壁１５に囲まれた空間は、排気によって負圧になっている。したがって、パルス的衝撃によって飛散する薬液のしぶきは空間内に吸引され、除膜領域から離れた箇所まで拡散することを抑止することが出来る。
【００５２】
除膜効率を上げるための工夫として、ノズル１０に供給する薬液を加温するようにしても良い。具体的には、図１２に示すように、温水ライン９１と排水ライン９２をテフロン（登録商標）製のスパイラルチューブ９５を備えた熱交換器９３に接続し、薬液供液用の配管３４の途中に前記スパイラルチューブ９５を連結する構成を採用することが出来る。温水ライン９１を流れる温水の温度は一例として８０℃に設定される。この構成によると、配管３４を流れてノズル１０に供給される薬液が例えば４０℃に加温される。
【００５３】
可動ステージ１００により基板２００を走査して膜２０１の除膜を行うと、図１３に示すように、同じ走査速度（この例では８０ｍｍ／ｓ。）、同じ走査回数（この例では１回。）で比較すると、加温された薬液を使用した場合は、常温の薬液を使用する場合に比べて、除膜効率が格段に向上した。膜２０１を構成するバインダー樹脂の溶解が薬液に熱を加えることにより加速されたためと考えられ、より効果的に除膜を行うことが可能となる。
【００５４】
また、薬液吐出路１１を流れる薬液３００にエア注入路１４を介してエアが注入されることで薬液吐出路１１を流れる薬液３００の流速が加速され、薬液吐出路１１の吐出口１１Ａから薬液３００が噴出（スプレー）されるようになる。これにより、薬液の液圧で膜２０１に機械的な衝撃力が作用し、液溜り３０２による膜２０１の溶解が促進される。
【００５５】
さらに、図３（Ｂ），（Ｃ）に示すように、可動ステージ１００がＸＹ方向に水平移動することで基板２００に対して液溜り３０２も相対的に移動し、可動ステージ１００の移動軌跡に従って膜２０１を除去することが出来る。本発明方法を、基板２００上に形成された約１００ｎｍの膜２０１に適用することにより、膜２０１を２ｍｍ巾で直線的に除膜することが出来た。
【００５６】
本実施の形態によると、ドライ状態の膜２０１を、効率よく溶解除去することが出来る。また、薬液の流量や圧力、ステージの移動速度を制御することで、溶解しにくい膜の除去も可能となる。ヒータなど薬液を加温する手段を別途設けることも有効である。
【００５７】
＜第２の実施形態＞
図５は、本発明の第２の実施形態に係る除膜装置の概略構成を説明する。第１の実施形態では、ノズル１０は不動で、可動ステージ１００を水平移動させることにより薬液の液溜り３０２を基板２００上で相対的に移動させるようにしたが、図５に示すように、第２の実施形態では、ノズル１０を可動支持部材２’に支持し、不動のステージ１００’に載せた基板２００上でノズルヘッド１０Ｂを水平移動させることにより薬液の液溜り３０２を基板２００上で移動させるようにしても良い。なお、可動支持部材２’は、ノズル１０を基板２００から離間出来るよう、水平方向だけでなく、上下方向にも移動出来るようになっているものとする。
【００５８】
ノズル１０の一回の走査についてみると、走査速度が速くても遅くても除膜領域の除膜巾はほぼ同じであるが、走査速度が速いと除膜領域の両端の傾斜部が緩やかでエッジが甘くなる一方で、走査速度が遅いと除膜領域の両端の傾斜部が急になりエッジが鋭くなる。
【００５９】
この実施形態では、基板走査に比べて機動性の高いノズル走査を採用したことにより、上記のような走査速度による除膜特性の違いを利用して除膜の目的別に除膜装置１の運用方法を変更することが可能である。
【００６０】
例えば、ある運用方法では、図１４（Ａ）に示すように、ノズル１０への薬液の供給／吸引を行いつつ、遅い走査速度（この例では１０ｍｍ／ｓ。）で左方向へ走査後、ゴール地点で薬液の供給／吸引を停止して一度基板２００から離れ、右方向へ移動してスタート地点に戻り、再度薬液の供給／吸引を行いながら左方向へ走査する。
【００６１】
この運用方法により、膜２０１に形成される除膜領域の断面形状は、図１５に実線で示すように、除膜巾が１．２ｍｍで、傾斜部が約０．２ｍｍ巾であった。したがって、タクトタイムは遅くなるが、除膜領域両端のエッジ精度が要求される目的（エッジ精度優先。）に適した運用方法である。
【００６２】
また、別の運用方法では、図１４（Ｂ）に示すように、ノズル１０への薬液の供給／吸引を行いつつ、膜２０１の上を左右に往復移動して走査する。左移動（往移動）と右移動（復移動）で、走査速度が異なっても良い。この例では、左移動の走査速度が２０ｍｍ／ｓ、右移動の走査速度が８０ｍｍ／ｓである。左移動と右移動とでこれだけ走査速度に差をつけるのは、左走査は膜２０１の除膜領域を薬液で湿潤にしておき、右走査によって湿潤になった膜を一気に除去するというように、右走査と左走査で除膜プロセスのステップを明確に分けるためであり、除膜の再現性が高くなる。
【００６３】
この運用方法により、膜２０１に形成される除膜領域の断面形状は、図１５に破線で示すように、除膜巾が１．７ｍｍで、傾斜部が０．３〜０．４ｍｍ巾であった。したがって、除膜領域の両端のエッジ精度は低下するが、除膜領域で分断される膜２０１の２つの領域間で絶縁が確保出来させすれば良いような目的（除膜速度優先。）に適した運用方法である。この運用方法によると、タクトタイムの短縮が図られる。先の運用方法に比べて除膜巾が広がったのは、膜２０１を一度湿潤させてから除去するためである。
【００６４】
いずれの運用方法でも、ノズル１０の往復は一往復には限定されず、膜２０１の性質によって往復数を適宜増やしても良い。
【００６５】
＜第３の実施形態＞
図６は、本発明の第３の実施形態に係る除膜装置の除膜装置を示す概略構成図である。第３の実施形態では、ノズル１０の構造を簡素化し、薬液吐出路１１を流れる薬液にエアを注入する構成を省略したものである。すなわち、図６に示すように、ノズル１０にはエア注入路がなく、ノズルヘッド１０Ｂの長手方向に間隔を離して、ノズル基体１０Ａおよびノズルヘッド１０Ｂを上下に貫通する薬液吐出路１１および薬液吸入路１２のみを備えている。
【００６６】
この実施形態によると、ノズル１０へのエア注入がないので吐出口１１Ａから薬液を噴出させることは出来ないが、上述したように流量コントローラ９０により薬液供給流量を適当に調整すれば、ノズルヘッド１０Ｂ先端面と基板２００との間に形成される液溜り３０２によって膜２０１にパルス的衝撃を付与しながら効率よく溶解除去することが可能である。
【００６７】
上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、有機ＥＬや有機半導体などの分野、基板上に形成された膜をパターニングしたり、１枚の基板に均一に形成された膜から多面取りする際に境界部の膜を取り除くような用途に利用可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１−除膜装置
２−支持部材
２’−可動支持部材（ノズル移動手段）
１０−除膜用ノズル
１１−薬液吐出路
１２−薬液吸入路
１３−溝
１４−エア注入路
２０−エアボンベ
３０〜３７−配管
４１〜４３−レギュレータ
５１〜５４−切替弁
６０−加圧ボトル
７０−廃液ボトル
８０−真空エジェクタ
９０−流量コントローラ
１００−可動ステージ
１００’−ステージ
２０，３０，３２，４２，５２，５４，６０，３４，５４，９０−薬液供給手段
２０，３３，３５，３７，４３，５３，７０，８０−薬液吸引手段
２０，３０，３１，４１，５１−エア供給手段
３００，３０１−薬液
３０２−液溜り
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年4月14日(2014.4.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された、溶解性の膜にノズルヘッドを近接させ、該ノズルヘッドから連続して薬液を吐出しながら同時に吸入することにより前記ノズルヘッドと前記膜との間に前記薬液の液溜りを形成するとともに、前記ノズルヘッドと前記膜表面とを非接触状態で前記基板を水平移動させることにより前記薬液の液溜りを前記基板上で相対的に移動させることで前記膜を除去する除膜方法であって、
前記液溜りが前記膜表面に間欠的に接触するように前記ノズルヘッドへの前記薬液の供給流量を所定範囲に調整することを特徴とする除膜方法。
【請求項２】
基板上に形成された、溶解性の膜にノズルヘッドを近接させ、該ノズルヘッドから連続して薬液を吐出しながら同時に吸入することにより前記ノズルヘッドと前記膜との間に前記薬液の液溜りを形成するとともに、前記ノズルヘッドと前記膜表面とを非接触状態で前記ノズルヘッドを前記基板上で水平移動させることにより前記薬液の液溜りを前記基板上で移動させることで前記膜を除去する除膜方法であって、
前記液溜りが前記膜表面に間欠的に接触するように前記ノズルヘッドへの前記薬液の供給流量を所定範囲に調整することを特徴とする除膜方法。
【請求項３】
前記ノズルヘッドの薬液吐出路にエアを注入する請求項１または２に記載の除膜方法。
【請求項４】
前記膜を溶解する薬液を使用した請求項１〜３のいずれかに記載の除膜方法。
【請求項５】
ノズルヘッドに薬液吐出路および薬液吸入路が空洞で形成された除膜用ノズルであって、前記ノズルヘッドの先端面に直線状の溝が形成され、該溝に、前記薬液吐出路の吐出口および前記薬液吸入路の吸入口がそれぞれ開口した除膜用ノズルを備えた除膜装置において、
基板を載置するステージと、
前記薬液吐出路に薬液を供給する薬液供給手段と、
前記薬液吸入路から前記薬液を吸引する薬液吸引手段と、を有し、
前記薬液供給手段は、前記基板上に形成された溶解性の膜及び前記ノズルヘッドの間の液溜りが前記膜の表面に間欠的に接触するように前記薬液の供給流量を所定範囲に調整する流量調整装置を備える除膜装置。
【請求項６】
前記ノズルヘッドの周囲に液滴飛散抑止壁が設けられた請求項５に記載の除膜装置。
【請求項７】
前記液滴飛散抑止壁に、該液滴飛散抑止壁に囲まれた空間を吸引するための排気孔が形成された請求項６に記載の除膜装置。
【請求項８】
エアを注入するエア注入路が前記薬液吐出路に連結された請求項５〜７のいずれかに記載の除膜装置。
【請求項９】
前記薬液供給手段は、前記薬液を加温する加温装置をさらに備える請求項５〜８のいずれかに記載の除膜装置。
【請求項１０】
前記ステージが、水平方向に移動可能な可動ステージである請求項５〜９のいずれかに記載の除膜装置。
【請求項１１】
さらに、前記除膜用ノズルを水平移動させるノズル移動手段を備える請求項５〜９のいずれかに記載の除膜装置。
【請求項１２】
ノズルヘッドに薬液吐出路および薬液吸入路が空洞で形成された除膜用ノズルであって、前記ノズルヘッドの先端面に直線状の溝が形成され、該溝に、前記薬液吐出路の吐出口および前記薬液吸入路の吸入口がそれぞれ開口し、前記ノズルヘッドの周囲に液滴飛散抑止壁が設けられた除膜用ノズル。
【請求項１３】
前記液滴飛散抑止壁に、該液滴飛散抑止壁に囲まれた空間を吸引するための排気孔が形成された請求項１２に記載の除膜用ノズル。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
或いは、基板上に形成された、溶解性の膜にノズルヘッドを近接させ、該ノズルヘッドから連続して薬液を吐出しながら同時に吸入することにより前記ノズルヘッドと前記膜との間に前記薬液の液溜りを形成するとともに、前記ノズルヘッドと前記膜表面とを非接触状態で前記ノズルヘッドを前記基板上で水平移動させることにより前記薬液の液溜りを前記基板上で移動させるものである。
そして、本発明では、前記液溜りが前記膜表面に間欠的に接触するように前記ノズルヘッドへの前記薬液の供給流量を所定範囲に調整することを特徴とする。
【国際調査報告】
2012147512.tif 000018
2012147512.tif 000019
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