(57)【要約】【課題】  手間をかけずに、複数の処理槽の各々に貯留されている剥離用水溶液から有機溶剤が飛散することを防止可能な剥離処理方法、および剥離処理装置を提供すること。【解決手段】  剥離処理装置１において、剥離剤、有機溶剤、および水を含む剥離用水溶液２が貯留されている複数の処理槽１０、２０、３０のうち、いずれか１つの処理槽内の剥離用水溶液２の電動度を監視し、この監視結果に基づいて、全ての処理槽１０、２０、３０に対して所定量の水分を補給する。それにより、剥離用水溶液２からの有機溶剤の揮散を防止し、環境を良好に保つ。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも剥離剤、有機溶剤、および水を含む剥離用水溶液が貯留されている処理槽が初段から後段に向けて複数、配置され、
初段の処理槽から後段の処理槽に対して同一のワークを順次、浸漬して当該ワークから付着物を除去するにあたって、
前記複数の処理槽のうち、いずれか１つの処理槽内の剥離用水溶液の組成を監視し、該監視結果に基づいて、前記１つの処理槽、および当該処理槽以外の処理槽に対して所定量の水分を補給して前記複数の処理槽内の各剥離用水溶液中の前記有機溶剤濃度を所定値以下に維持することを特徴とする剥離処理方法。
【請求項２】
請求項１において、前記複数の処理槽のうち、ワークが最後に浸漬される最も後段の処理槽内の剥離用水溶液の組成を監視することを特徴とする剥離処理方法。
【請求項３】
請求項１または２において、前記剥離用水溶液の組成として、剥離用水溶液中の水分濃度を計測することを特徴とする剥離処理方法。
【請求項４】
請求項１または２において、前記剥離用水溶液の組成に代えて、当該剥離用水溶液の物性値を計測することを特徴とする剥離処理方法。
【請求項５】
請求項１または２において、前記剥離用水溶液の組成に代えて、当該剥離用水溶液の電動度を計測することを特徴とする剥離処理方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかにおいて、前記複数の処理槽では、後段側に位置する処理槽内の剥離用水溶液の一部が一つ前段側に位置する処理槽層内に補給されることを特徴とする剥離処理方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかにおいて、前記有機溶剤は、アミノエタノールであることを特徴とする剥離処理方法。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかにおいて、前記剥離用水溶液は、前記ワークとしての基板に付着しているフォトレジストを除去することを特徴とする剥離処理方法。
【請求項９】
少なくとも剥離剤、有機溶剤、および水を含む剥離用水溶液が貯留されている処理槽が初段から後段に向けて複数、配置され、
初段の処理槽から後段の処理槽に対して同一のワークを順次、浸漬して当該ワークから付着物を除去するための剥離処理装置において、
前記複数の処理槽のうち、いずれか１つの処理槽には、当該処理槽内の剥離用水溶液の組成を監視する監視装置が設置され、
当該監視装置による監視結果に基づいて、前記１つの処理槽、および当該処理槽以外の処理槽に対して所定量の水分を補給して前記複数の処理槽内の各剥離用水溶液中の前記有機溶剤濃度を所定値以下に維持することを特徴とする剥離処理装置。
【請求項１０】
請求項９において、前記監視装置は、前記複数の処理槽のうち、ワークが最後に浸漬される最も後段の処理槽に対して設置されていることを特徴とする剥離処理装置。
【請求項１１】
請求項９または１０において、前記監視装置は、前記剥離用水溶液の組成として、剥離用水溶液中の水分濃度を計測することを特徴とする剥離処理装置。
【請求項１２】
請求項９または１０において、前記監視装置は、前記剥離用水溶液の組成に代えて、当該剥離用水溶液の物性値を計測することを特徴とする剥離処理装置。
【請求項１３】
請求項９または１０において、前記監視装置は、前記剥離用水溶液の組成に代えて、当該剥離用水溶液の電動度を計測することを特徴とする剥離処理装置。
【請求項１４】
請求項９ないし１３のいずれかにおいて、前記複数の処理槽は、後段側に位置する処理槽内の剥離用水溶液の一部を一つ前段側に位置する処理槽層内に補給するための補給経路によって接続されていることを特徴とする剥離処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、剥離液、有機溶剤、および水を含む剥離用水溶液を用いてワークに付着物を剥離するための剥離処理方法、および剥離処理装置に関するものである。さらに詳しくは、剥離用水溶液の水分濃度の維持技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置あるいは電気光学装置に用いる基板については、フォトリソグラフィ技術を利用して様々な構成要素が形成される。このため、基板については、一つのパターニング工程が終了するたびに、付着しているフォトレジストを除去する必要がある。
【０００３】
このようなフォトレジストの除去には、一般に、ヒドロキシアミン系の剥離剤、アミノエタノールなどの有機溶剤、および水を配合した剥離用水溶液が用いられる。また、剥離用水溶液には、腐食防止剤が配合されることもある。ここで、剥離用水溶液は、水分濃度がある濃度以下になると剥離性が著しく低下する一方、水分濃度がある濃度以上になると、基板表面に形成されている金属に対する腐食性が強まってしまう。従って、水分濃度が適正な範囲となるように剥離用水溶液は調合されるが、剥離用水溶液を例えば、５０℃〜８０℃にまで加温して使用すると、水分が蒸発し、水分濃度が低下してしまう。
【０００４】
そこで、剥離用水溶液の循環ラインにおいて剥離用水溶液の粘度をリアルタイムで測定し、水分の蒸発により変化する剥離用水溶液の粘度と剥離用水溶液の水分濃度との相関関係に基づいて、剥離用水溶液の水分濃度を求め、必要に応じて、水分を補充して、剥離用水溶液の水分濃度を維持する方法が提案されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開平１０−３３５２１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、剥離用水溶液の管理に関して、水分濃度に対する維持については提案されているが、剥離用水溶液については、作業環境などの面から、有機溶剤の濃度管理が求められる。すなわち、剥離用水溶液において、有機溶剤の濃度が高くなると、有機溶剤の揮散が激しくなり、環境を汚染してしまうが、環境の面から有機溶剤の濃度を維持することの必要性については未だに何ら、着目されておらず、その結果、製造現場で使用されている剥離用水溶液の有機溶剤濃度を監視し、それを所定レベルに維持することは一切、提案されていない。
【０００６】
また、上記特許文献１では、剥離用水溶液の循環ラインにおいて剥離用水溶液をチェックすることが提案されているものの、剥離用水溶液が貯留されている処理槽が初段から後段に向けて複数、配置されている剥離処理装置では、処理槽が多い分、複数本の循環ラインがあるため、上記特許文献１に記載の構成を適用した場合には、計測装置が多数、必要になるため、好ましくない。
【０００７】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、手間をかけずに、複数の処理槽の各々に貯留されている剥離用水溶液から有機溶剤が飛散することを防止可能な剥離処理方法、および剥離処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る剥離処理方法では、少なくとも剥離剤、有機溶剤、および水を含む剥離用水溶液が貯留されている処理槽が初段から後段に向けて複数、配置され、初段の処理槽から後段の処理槽に対して同一のワークを順次、浸漬して当該ワークから付着物を除去するにあたって、前記複数の処理槽のうち、いずれか１つの処理槽内の剥離用水溶液の組成を監視し、該監視結果に基づいて、前記１つの処理槽、および当該処理槽以外の処理槽に対して所定量の水分を補給して前記複数の処理槽内の各剥離用水溶液中の前記有機溶剤濃度を所定値以下に維持することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明では、少なくとも剥離剤、有機溶剤、および水を含む剥離用水溶液が貯留されている処理槽が初段から後段に向けて複数、配置され、初段の処理槽から後段の処理槽に対して同一のワークを順次、浸漬して当該ワークから付着物を除去するための剥離処理装置において、前記複数の処理槽のうち、いずれか１つの処理槽には、当該処理槽内の剥離用水溶液の組成を監視する監視装置が設置され、当該監視装置による監視結果に基づいて、前記１つの処理槽、および当該処理槽以外の処理槽に対して所定量の水分を補給して前記複数の処理槽内の各剥離用水溶液中の前記有機溶剤濃度を所定値以下に維持することを特徴とする。
【００１０】
本発明において、前記複数の処理槽のうち、ワークが最後に浸漬される最も後段の処理槽内の剥離用水溶液の組成を監視することが好ましい。すなわち、本発明に係る剥離処理装置において、前記監視装置は、前記複数の処理槽のうち、ワークが最後に浸漬される最も後段の処理槽に対して設置されていることが好ましい。
【００１１】
本発明においては、前記剥離用水溶液の組成として、例えば、剥離用水溶液中の水分濃度を計測する。すなわち、本発明に係る剥離処理装置において、前記監視装置は、例えば、剥離用水溶液中の水分濃度を計測する。
【００１２】
また、前記剥離用水溶液の組成に代えて、当該剥離用水溶液の物性値、例えば、当該剥離用水溶液の電動度を計測することが好ましい。すなわち、本発明に係る剥離処理装置において、前記監視装置は、前記剥離用水溶液の組成に代えて、当該剥離用水溶液の物性値、例えば、当該剥離用水溶液の電動度を計測することが好ましい。剥離用水溶液の組成を監視するにあたって、剥離用水溶液の組成を短時間のうちに正確に計測するにはかなり高価な装置が必要であり、かつ、そのような高価な装置を用いて、かなりの時間がかかるが、電動度であれば極めて短時間のうちに正確に計測することができる。ここで、有機溶剤−水系の溶液の場合、水分濃度と電動度は相関関係を有するので、電動度を監視すれば水分濃度を監視することができる。
【００１３】
本発明において、前記複数の処理槽では、後段側に位置する処理槽内の剥離用水溶液の一部が一つ前段側に位置する処理槽層内に補給されることが好ましい。すなわち、本発明に係る剥離処理装置において、前記複数の処理槽は、後段側に位置する処理槽内の剥離用水溶液の一部を一つ前段側に位置する処理槽層内に補給するための補給経路によって接続されていることが好ましい。
【００１４】
本発明において、前記有機溶剤は、アミノエタノールである。
【００１５】
本発明において、前記剥離用水溶液は、例えば、前記ワークとしての基板に付着しているフォトレジストを除去する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、剥離剤、有機溶剤、および水を含む剥離用水溶液が貯留されている複数の処理槽のうち、いずれか１つの処理槽内の剥離用水溶液の組成を監視し、この監視結果に基づいて、１つの処理槽、および当該処理槽以外の処理槽に対して所定量の水分を補給する。このため、複数の処理槽を用いた場合でも、１つの処理槽の組成を監視するだけでよいので、液管理を効率よく行うことできる。また、剥離用水溶液の水分濃度がある濃度以下になって剥離性が低下するという問題を回避できる。さらに、水分濃度を管理することにより、複数の処理槽内の各剥離用水溶液中の有機溶剤濃度を所定値以下に維持することができる。それ故、剥離用水溶液からの有機溶剤の揮散を防止できるので、良好な作業環境を維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図面を参照して、発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１８】
（全体構成）
図１は、本発明を適用した剥離処理装置の概略構成図である。
【００１９】
図１において、本形態に係る剥離処理装置１は、初段の処理槽１０、中段の処理槽２０、および後段の処理槽３０を備える３槽式であり、処理槽１０、２０、３０には、剥離剤、有機溶剤、および水を含む剥離用水溶液２が貯留されている。処理槽１０、２０、３０のいずれに対しても、剥離用水溶液２に対する加温装置（図示せず）が構成され、剥離用水溶液２は、例えば５０℃〜８０℃にまで加温した状態で使用される。
【００２０】
３つの処理槽１０、２０、３０のうち、後段の処理槽３０には、薬液タンク（図示せず）からの液投入ライン３１が構成されており、後段の処理槽３０には、新規調合した剥離用水溶液、再生した剥離用水溶液などが投入されるようになっている。
【００２１】
また、後段の処理槽３０と中段の処理槽２０とは、後段の処理槽３０内の剥離用水溶液２の一部をオーバーフローあるいはポンプにより中段の処理槽２０に補給するための配管２１（補給経路）で接続され、中段の処理槽２０と初段の処理槽１０とは、中段の処理槽２０内の剥離用水溶液２の一部をオーバーフローあるいはポンプにより初段の処理槽１０に補給するための配管１１（補給経路）で接続されている。このため、後段側に位置する処理槽内の剥離用水溶液の一部は、常に一つ前段側に位置する処理槽層内に補給される。
【００２２】
さらに、３つの処理槽１０、２０、３０のいずれに対しても、水の供給ライン４０が構成されている。
【００２３】
本形態の剥離処理装置１は、カスケードタイプの処理装置であり、ワークＷは、初段の処理槽１０から中段の処理槽２０、および後段の処理槽３０に対して順次、浸漬される。このようなワークＷの搬送は、剥離処理装置１に装備されている搬送ロボット、あるいは人手によって行われる。
【００２４】
また、３つの処理槽１０、２０、３０のうち、後段の処理槽３０の循環用あるいは排水用のライン５０の途中位置には、後段の処理槽３０の剥離用水溶液２の組成を監視するための監視装置６０が装備されている。ここで、監視装置６０としては、カールフィッシャー法を用いた水分計を用いることができる。また、監視装置６０は、剥離用水溶液２の組成を直接、計測する代わりに、剥離用水溶液２の組成と相関性を有する粘度や電動度などの物性値を計測してもよい。そこで、本形態では、監視装置６０として電動度計が用いられている。すなわち、有機溶剤−水系の溶液の場合、水分濃度と電動度は、良好な相関関係を有するので、電動度を計測すれば水分濃度を計測することができる。
【００２５】
（使用方法）
このように構成した剥離処理装置１において、本形態では、ワークＷとして、半導体装置あるいは電気光学装置を製造するための基板を対象とする。このような基板には、フォトリソグラフィ技術を利用して様々な構成要素が形成されるため、一つのパターニング工程が終了するたびに、付着しているフォトレジストを剥離、除去する必要がある。例えば、電気光学装置のうち、液晶装置の素子基板には、半導体プロセスを利用して各種配線や、画素スイッチング用の薄膜トランジスタや薄膜ダイオードなどを形成する必要があるため、薄膜のパターニング用いたフォトレジストをその都度、剥離、除去する必要がある。
【００２６】
従って、本形態では、剥離用水溶液２としては、ヒドロキシアミン系の剥離剤、２−アミノエタノールなどの極性有機溶剤、および水を配合した溶液を用いる。ここで、剥離用水溶液２の組成は、例えば、ヒドロキシルアミンの濃度が１５重量％〜２０重量％、２−アミノエタノールの濃度が１０％〜２０重量％、水の濃度が３０重量％〜６０重量％である。また、剥離用水溶液２には、腐食防止剤が配合されることもある。ここで、２−アミノエタノールなどの有機溶剤は、有毒であり、剥離用水溶液２の水分濃度が低下すると揮散速度が上昇、環境を悪化させる。また、剥離用水溶液２は、水分濃度がある濃度以下になると剥離性が著しく低下する一方、水分濃度がある濃度以上になると、基板表面に形成されている金属に対する腐食性が強まってしまうという性質を有する。
【００２７】
そこで、本形態では、３つの処理槽１０、２０、３０のうち、後段の処理槽３０内の剥離用水溶液２については、監視装置６０によって電動度を定期的に監視し、電動度があるレベル以上になったとき、剥離用水溶液２の水分濃度が低下しているとして、後段の処理槽３０内に水分を補充するとともに、他の処理槽（中段の処理槽２０、初段の処理槽１０）にも水分を補充する。
【００２８】
従って、剥離用水溶液２の水分は、常に所定レベルに維持される。このため、剥離用水溶液２からの２−アミノエタノールなどの有機溶剤の揮散速度を低く抑えることができるので、環境の悪化を確実に防止できる。また、剥離用水溶液２の剥離性の低下を防止できるとともに、金属に対する腐食性を低く抑えることができる。
【００２９】
ここで、処理槽１０、２０、３０をカスケード状態で使用すると、後段の処理槽３０の水分が一番低下しやすいなど、各々の処理槽１０、２０、３０における剥離用水溶液２の水分濃度の低下度合いは一定でない場合がある。それでも、定常状態であれば、各々の処理槽１０、２０、３０における剥離用水溶液２の水分濃度の低下度合いを予め、把握しておけるので、電動度があるレベル以上になったとき、処理槽１０、２０、３０への水分の補給量については、各々、最適な量に設定すればよい。
【００３０】
（本形態の効果）
このように本形態では、剥離剤、有機溶剤、および水を含む剥離用水溶液２が貯留されている複数の処理槽１０、２０、３０のうち、いずれか１つの処理槽内の剥離用水溶液２の組成を監視し、この監視結果に基づいて、全ての処理槽１０、２０、３０に対して所定量の水分を補給する。このため、複数の処理槽１０、２０、３０を用いた場合でも、１つの処理槽１０の組成を監視するだけで液管理を効率よく行うことできる。
【００３１】
また、本形態では、複数の処理槽１０、２０、３０のうち、最も後段の処理槽３０内の剥離用水溶液２の組成を監視する。すなわち、複数の処理槽１０、２０、３０のうち、最も汚れ度合いが低い処理槽１０で剥離用水溶液２の組成を監視する。このため、剥離用水溶液２中に溶け込んだ汚れが剥離用水溶液２の監視を妨げることがない。しかも、本形態では、後段側に位置する処理槽内の剥離用水溶液の一部が一つ前段側に位置する処理槽層内に補給されるため、最も後段の処理槽３０内の剥離用水溶液を比較的清浄に保つことができる。それ故、剥離用水溶液２中に溶け込んだ汚れが剥離用水溶液２の監視を妨げることをより確実に防止することができる。
【００３２】
また、本形態では、剥離用水溶液２の有機溶剤濃度を所定濃度以下に維持するにあたって、水分を処理槽１０、２０、３０に水分を添加する。しかも、剥離用水溶液２の有機溶剤濃度を直接、監視するのではなく、剥離用水溶液２の水分と相関性を有する電動度を監視装置６０によって計測する。剥離用水溶液２の有機溶剤濃度を監視するとすれば、ガスクロマトグラフィなど高価な分析機器が必要であるが、本形態によれば、このような高価な機器が不要である。また、剥離用水溶液２の水分を計測するとすれば、カールフィッシャ法を用いた水分計を用いればよいが、このような分析には数分〜数１０分の時間が必要であるが、本形態では、電動度の計測であれば、短時間のうちに正確な計測を行うことができる。しかも、剥離用水溶液２の物性値としては粘度を計測することができるところ、本形態では、電動度の計測を行っているため、極めて短時間のうちに正確な計測を行うことができる。しかも、電動度の計測であれば、粘度の計測と違って、剥離用水溶液２が流れている状態のままで計測することができるので、ライン６０の途中位置に介挿するなどの構成を採用することができる。
【００３３】
（その他の実施の形態）
なお、上記形態では、ヒドロキシアミン系の剥離剤、アミノエタノールなどの有機溶剤、および水を配合した剥離用水溶液を例に説明したが、その他の組成の剥離用水溶液を用いた場合にも適用できる。また、ワークＷとしては、基板に限らず、製造装置の部品などを処理対象にしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明では、複数の処理槽のうちの１つの処理槽内の剥離用水溶液の組成を監視し、この監視結果に基づいて、１つの処理槽、および当該処理槽以外の処理槽に対して所定量の水分を補給する。このため、複数の処理槽を用いた場合でも、１つの処理槽の組成を監視するだけでよいので、液管理を効率よく行うことできる。また、剥離用水溶液の水分濃度がある濃度以下になって剥離性が低下するという問題を回避できる。さらに、水分濃度を管理することにより、複数の処理槽内の各剥離用水溶液中の有機溶剤濃度を所定値以下に維持することができる。それ故、剥離用水溶液からの有機溶剤の揮散を防止できるので、良好な作業環境を維持できる。よって、半導体装置の製造、あるいは電気光学装置の製造など、半導体プロセスを行う職場の環境、あるいは周辺の環境を良好に維持することができる。また、剥離用水溶液の劣化を防止できるので、剥離用水溶液の使用量を削減できるという観点からすると、コスト削減を行うことができるとともに、やはり、環境改善に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明を適用した剥離処理装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  剥離処理装置、２  剥離用水溶液、１０  初段の処理槽、１１、２１  配管、２０  中段の処理槽、３０  後段の処理槽、３１  液投入ライン、４０  水の供給ライン、５０  後段の処理槽の循環用あるいは排水用のライン、６０  監視装置、Ｗ  ワーク
【図１】
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