JP2002343760A

JP2002343760A - 有機高分子物質の除去装置および除去方法

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Publication number: JP2002343760A
Application number: JP2001151127A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Ono; 仁史小野
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2001-05-21
Filing date: 2001-05-21
Publication date: 2002-11-29
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Abstract

(57)【要約】【課題】有機高分子物質の付着または溶着した被洗浄
物から有機高分子物質を除去するとき、流体により耐圧
槽から溶出する金属不純物、有機不純物などによって被
洗浄物を汚染させず、さらに、処理に必要なタクトタイ
ムを短縮するができる有機高分子物質の除去装置および
除去方法を提供する。【解決手段】除去装置３０は、蓋２を有し被洗浄物３
を収納する耐圧槽１、高圧ガス容器４、バルブ５，９，
１４，１８、コンプレッサー６、溶媒タンク７、高圧ポ
ンプ８，１３、ヒーター１０、ノズル１１、除去促進成
分タンク１２、圧力調整バルブ１５、減圧容器１６、溶
媒分離タンク１７、加熱ガス製造装置１９から成る。被
洗浄物３を耐圧槽１に入れ、所定の圧力の気体を充填
し、前記所定の圧力以上の圧力で所定の温度の流体をノ
ズル１１で被洗浄物３に圧散する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体を用いて、ワ
ーク、治具、工具、装置などの被洗浄物に付着または溶
着した有機高分子物質を物理的かつ化学的に除去する有
機高分子物質の除去装置および除去方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術として、特許第３０４２０７６
号公報および特開２０００−１０３０１号公報に、流体
を用いて高分子化合物を分解する方法が開示されてい
る。

【０００３】特許第３０４２０７６号公報には、超臨界
状態または亜臨界状態の水を用いることで、実質的に酸
またはアルカリを存在させずに、天然または合成高分子
化合物の選択的加水分解を行う方法が開示されている。

【０００４】また、特開２０００−１０３０１号公報に
は、密閉状態で高圧にした液体状態、または超臨界状態
の水の分解作用により、被洗浄物からレジストを除去す
る方法が開示されている。

【０００５】上述した従来技術における方法は、スタテ
ィック方式およびダイナミック方式に分類される方法で
ある。かかる方法では、まず、高分子化合物の分解反応
などを起こさせる耐圧槽内に、分解する対象を含有する
資源や、分解する対象が付着した被洗浄物を入れる。つ
いで、高分子化合物の分解を行う流体である溶媒をポン
プで圧送し、耐圧槽を溶媒で満たすことで加圧する。つ
いで、このように形成された超臨界状態、亜臨界状態、
液化ガス状態などの溶媒により、高分子化合物を分解す
る。また、前述した公報には特に記載されていないが、
前記洗浄物などを細かく破砕して、溶媒とともに耐圧槽
にポンプで圧送する場合も考えられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
方法には、以下のような問題点がある。

【０００７】第一の問題点は、これらの方法は、耐圧槽
内に反応性の高い溶媒を満たすため、該溶媒が耐圧槽の
内壁に長時間接触し、耐圧槽からの金属不純物、有機不
純物などの溶出が起こり、溶媒中に溶出した金属不純
物、有機不純物などが、被洗浄物などに対して悪影響を
及ぼすという点である。

【０００８】第二の問題点は、上述したように目的の超
臨界状態、亜臨界状態、液化ガス状態などの溶媒を形成
するには、溶媒に圧力をかけることにより溶媒の密度を
高くする必要がある。したがって、溶媒が高分子化合物
の分解に必要な条件に達するまで、高圧ポンプにて溶媒
の圧送を長時間行わなければならず、１回の処理に必要
なタクトタイムが長くなるという点である。

【０００９】本発明の目的は、有機高分子物質の付着ま
たは溶着した被洗浄物から有機高分子物質を除去すると
き、流体により耐圧槽から溶出する金属不純物、有機不
純物などによって被洗浄物を汚染させず、さらに、処理
に必要なタクトタイムを短縮するができる有機高分子物
質の除去装置および除去方法を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、流体を用いて
被洗浄物に付着または溶着した有機高分子物質を物理的
かつ化学的に除去する有機高分子物質の除去装置であっ
て、前記被洗浄物を収納し前記有機高分子物質を除去す
るための耐圧槽と、該耐圧槽に所定の圧力の気体を充填
する気体充填手段と、該耐圧槽の被洗浄物に、前記所定
の圧力以上の圧力で、所定の温度の流体を圧散する流体
圧散手段とを含むことを特徴とする有機高分子物質の除
去装置である。

【００１１】本発明に従えば、耐圧槽内の被洗浄物に、
溶媒である流体を圧散して有機高分子物質を除去する。
つまり、耐圧槽と溶媒とが接触する前に、被洗浄物上で
流体が有機高分子物質を除去する。したがって、流体が
耐圧槽の内壁に長時間接触せず、耐圧槽の内壁の腐食が
ない。また、事前に気体充填手段によって、溶媒となる
流体以外の気体で耐圧槽内を加圧した後に、流体を圧散
するので、流体が有機高分子物質の除去に必要な条件に
達するまで、長時間高圧ポンプにて流体を圧送するが必
要ない。

【００１２】また本発明は、前記被洗浄物は、半導体ウ
エハ、ガラス材またはセラミックス材であることを特徴
とする。

【００１３】本発明に従えば、半導体ウエハ、ガラス材
またはセラミックス材などのワークに付着したレジスト
などの有機高分子物質の除去ができる。

【００１４】また本発明は、前記流体は、亜臨界状態な
いし超臨界状態の水、もしくは亜臨界状態ないし超臨界
状態の極性溶媒であることを特徴とする。

【００１５】本発明に従えば、前記流体が、亜臨界状態
ないし超臨界状態の水、もしくは亜臨界状態ないし超臨
界状態の極性溶媒であるので、かかる流体が物質中を拡
散しやすく、被洗浄物の微細な部分に浸透しやすい。

【００１６】また本発明は、前記気体は、不活性ガスで
あることを特徴とする。本発明に従えば、前記気体が、
不活性ガスであるので、被洗浄物と化学反応を起こすと
いったことがなく、また、取り扱いが容易である。

【００１７】また本発明は、前記流体圧散手段におい
て、流体を圧散するための流体噴出口は、層状に流体を
圧散するスリットノズル、霧状に流体を圧散する噴霧ノ
ズル、および扇型膜状に流体を圧散するシャワーノズル
のうち、少なくとも１つを用いることを特徴とする。

【００１８】本発明に従えば、前記流体圧散手段におい
て、スリットノズル、噴霧ノズル、およびシャワーノズ
ルのうち、少なくとも１つを用いるので、洗浄物に向け
て効率よく流体を圧散でき、耐圧槽の内壁に流体が飛び
散りにくい。また、圧散による被洗浄物にかかる流体の
圧力が強い。

【００１９】また本発明は、前記流体圧散手段は、前記
有機高分子物質の除去促進成分を添加する除去促進成分
添加手段を含むことを特徴とする。

【００２０】本発明に従えば、前記流体圧散手段に、前
記有機高分子物質の除去促進成分を添加する除去促進成
分添加手段を含むので、被洗浄物に付着または溶着した
有機高分子物質の除去をより確実に短時間で行える。

【００２１】また本発明は、加熱されたガスを流入する
ことで耐圧槽内の被洗浄物を昇温する被洗浄物加熱手段
を含むことを特徴とする。

【００２２】本発明に従えば、加熱されたガスを流入す
ることで耐圧槽内の被洗浄物を昇温する被洗浄物加熱手
段を含むので、耐圧槽内を減圧した後、被洗浄物を耐圧
槽から取り出すときに結露が生じない。

【００２３】また本発明は、前記流体圧散手段による流
体の圧散と並行して、前記流体圧散手段により除去され
た有機高分子物質が混入した流体を、耐圧槽から排出す
る流体排出手段を含むことを特徴とする。

【００２４】本発明に従えば、前記流体圧散手段による
流体の圧散と並行して、有機高分子物質が混入した流体
を耐圧槽から排出するので、被洗浄物から除去された有
機高分子物質を含んだ流体が、耐圧槽内に溜まらず、該
流体が耐圧槽の内壁に長時間接触しない。

【００２５】また本発明は、前記気体充填手段により耐
圧槽に充填された気体と、前記流体圧散手段により圧散
される流体との圧力差は、４９０ｋＰａ以下であること
を特徴とする。

【００２６】本発明に従えば、前記気体充填手段により
耐圧槽に充填された気体と前記流体圧散手段により圧散
される流体との圧力差は、４９０ｋＰａ以下であるの
で、圧散による力で、被洗浄物を破損させることなく有
機高分子物質を除去できる。

【００２７】また本発明は、被洗浄物に付着または溶着
した有機高分子物質の除去が終了した時期を、被洗浄物
の表面の温度変化、流体の圧力変化、および流体の温度
変化のうち、少なくとも１つを利用して判定する手段を
含むことを特徴とする。

【００２８】本発明に従えば、被洗浄物に付着または溶
着した有機高分子物質の除去が終了した時期を、被洗浄
物の表面の温度変化、流体の圧力変化、および流体の温
度変化のうち、少なくとも１つを利用して判定するの
で、被洗浄物に付着または溶着した有機高分子物質の除
去が終了した時期を正確に判定することができる。

【００２９】また本発明は、流体を用いて被洗浄物に付
着または溶着した有機高分子物質を物理的かつ化学的に
除去する有機高分子物質の除去方法であって、前記被洗
浄物を耐圧槽に収納する工程と、前記耐圧槽に所定の圧
力の気体を充填する工程と、前記耐圧槽内の前記被洗浄
物に、前記所定の圧力以上の圧力で、所定の温度の流体
を圧散することで、前記被洗浄物に付着または溶着した
有機高分子物質を除去する工程とを含むことを特徴とす
る有機高分子物質の除去方法である。

【００３０】本発明に従えば、気体で耐圧槽内を加圧し
た後に、耐圧槽内の被洗浄物に流体を圧散することで前
記被洗浄物に付着または溶着した有機高分子物質を除去
するので、耐圧槽内に反応性の高い流体を満たす必要が
なく、該流体が耐圧槽の内壁に長時間接触しない。ま
た、流体が有機高分子物質の除去に必要な条件に達する
まで、長時間高圧ポンプにて流体を圧送するが必要な
い。

【００３１】また本発明は、有機高分子物質が除去され
た前記被洗浄物を前記耐圧槽から取り出すために、前記
耐圧槽内の圧力を大気圧に減圧する工程をさらに含むこ
とを特徴とする。

【００３２】本発明に従えば、有機高分子物質が除去さ
れた前記被洗浄物を前記耐圧槽から取り出すために、前
記耐圧槽内の圧力を大気圧に減圧する工程をさらに含む
ので、耐圧槽から安全に被洗浄物を取り出すことができ
る。

【００３３】また本発明は、前記耐圧槽の内外の圧力差
を利用する方法、前記耐圧槽と流体を排出する廃液槽と
の高低差を利用する方法、および、前記耐圧槽を傾斜さ
せる方法のうち少なくとも１つの方法により、流体を圧
散することで除去された有機高分子物質が混入した流体
を前記耐圧槽から排出する工程を含むことを特徴とす
る。

【００３４】本発明に従えば、前記耐圧槽の内外の圧力
差を利用したり、前記耐圧槽と前記流体を排出する廃液
槽との高低差を利用したり、および、前記耐圧槽を傾斜
させたりすることで、有機高分子物質が混入した流体を
前記耐圧槽から排出するので、ポンプなどを用いること
なく、低コストで確実に流体を排出することができる。
このように排出することで、耐圧槽内に有機高分子物質
が混入した流体が溜まらず、該流体が耐圧槽の内壁に長
時間接触するといったことが防がれる。

【００３５】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の一形態であ
る有機高分子物質の除去装置３０の概略図である。有機
高分子物質の除去装置３０は、流体を用いて、ワーク、
治具、工具、装置などの被洗浄物に付着または溶着した
有機高分子物質を物理的かつ化学的に除去する装置であ
る。

【００３６】除去装置３０は、蓋２を有し被洗浄物３を
収納する耐圧槽１、高圧ガス容器４、バルブ５，９，１
４，１８、コンプレッサー６、溶媒タンク７、高圧ポン
プ８，１３、ヒーター１０、ノズル１１、除去促進成分
タンク１２、圧力調整バルブ１５、減圧容器１６、溶媒
分離タンク１７、および加熱ガス製造装置１９を含んで
構成される。

【００３７】耐圧槽１は、蓋２を有する容器であり、こ
の蓋２を開いて被洗浄物３が耐圧槽３内に収納される。

【００３８】高圧ガス容器４には、耐圧槽１内を所定の
圧力にするための気体が貯蔵されている。該高圧ガス容
器４には、前記気体を昇圧するためのコンプレッサー６
が接続されており、該コンプレッサー６は、バルブ５を
介して耐圧槽１に接続されている。

【００３９】溶媒タンク７には、被洗浄物３に付着また
は溶着した有機高分子物質を除去するための流体が入っ
ている。該溶媒タンク７には、前記流体を昇圧するため
の高圧ポンプ８が接続されており、該高圧ポンプ８は、
バルブ９を介して前記流体を所定の温度に昇温するため
のヒーター１０に接続されている。さらに、前記ヒータ
ー１０は、ノズル１１に接続されている。該ノズル１１
は、耐圧槽１の内部に設けられ、有機高分子物質が付着
または溶着した被洗浄物に向けて流体を圧散する。

【００４０】除去促進成分タンク１２には、有機高分子
物質の除去を促進する成分が入っている。該除去促進成
分タンク１２には、前記除去促進成分を昇圧するための
高圧ポンプ１３が接続されており、該高圧ポンプ１３に
は、バルブ１４が接続されている。バルブ１４は、該バ
ルブ１４を通過した除去促進成分が、前記ヒーター１０
によって加熱された前記流体と混合するように、ヒータ
ー１０の出口に接続されている。

【００４１】圧力調整バルブ１５は、耐圧槽１の外側に
設けられており、該圧力調整バルブ１５を開閉すること
で耐圧槽１内の圧力を調整したり、耐圧槽１内に溜まる
流体を耐圧槽１の外に排出する。かかる圧力調整バルブ
１５には、除去された有機高分子物質が混入した流体を
回収するための減圧容器１６が接続されている。また、
該減圧容器１６には、流体から除去された有機高分子物
質が分離された上澄み液を回収する溶媒分離タンク１７
が接続されている。

【００４２】加熱ガス製造装置１９は、バルブ１８を介
して耐圧槽１に接続されている。該加熱ガス製造装置１
９において、ガスを加熱し、バルブ１８を通して有機高
分子物質の除去が終了した被洗浄物３に加熱ガスを吹き
付け、被洗浄物３を昇温させる。

【００４３】図２は本発明の実施の他の形態である有機
高分子物質の除去方法を示す工程図である。以下に、図
１および図２を参照して、液晶パネル製造装置のレジス
ト剥離装置で用いられる本発明の有機高分子物質の除去
方法について説明する。詳しくは、液晶パネルのガラス
基板上にノボラック型フォトレジストが塗布されている
場合に、該レジストを除去する方法について説明する。

【００４４】まず、耐圧槽１に被洗浄物３である液晶パ
ネルのガラス基板を入れるために蓋２を開ける（図２
（ａ））。表面に除去対象の有機高分子物質であるレジ
ストが付着しているガラス基板を耐圧槽１内に収納し
（図２（ｂ））、蓋２を閉める（図２（ｃ））。ガラス
基板は、耐圧槽１内に複数枚並べられ、ガラス基板同士
がある程度の間隔を置き、レジストが塗布されている面
が耐圧槽１の底に対して垂直となるように並べられる。

【００４５】次に、バルブ５を開放し、高圧ガス容器４
から気体である炭酸ガスを耐圧槽１に注入する。耐圧槽
１内の圧力が５ＭＰａに達するまで、コンプレッサー６
を動作させて昇圧する。耐圧槽１内の圧力が炭酸ガスに
より５ＭＰａになったらバルブ５を閉じる（図２
（ｄ））。

【００４６】次に、高圧ポンプ８の運転を開始し（図２
（ｅ））、バルブ９を開放することで溶媒タンク７から
高圧ポンプ８に流体である水を送り出す。高圧ポンプ８
を経由することで圧力が５．１ＭＰａとなった水をヒー
タ１０に通し、２００℃まで加熱する。

【００４７】さらに、５．１ＭＰａ、２００℃となった
水、すなわち亜臨界状態の水に、除去促進成分としてア
ンモニア水を混合する。除去促進成分タンク１２に貯蔵
されているアンモニア水は、高圧ポンプ１３で昇圧さ
れ、バルブ１４を経て、ヒータ１０で加熱された水に混
合される（図２（ｆ−２））。アンモニア水が混合され
た亜臨界状態の水を、ノズル１１を経てガラス基板に向
けて圧散する（図２（ｆ−１））。

【００４８】アンモニア水を全く混合させない場合のレ
ジストの除去時間は１０分であるが、アンモニア水を亜
臨界状態の水に１０ｐｐｍとなるように混合させた場合
には５分であり、レジストの除去時間を短縮することが
できる。

【００４９】前記除去促進成分としては、アンモニア水
のほか、フッ酸水溶液、塩酸水溶液、硝酸水溶液、燐酸
水溶液、過酸化水素水など用いてもよい。また、ガラス
基板に圧散する流体として、亜臨界状態の水を用いてい
るが、超臨界状態の水でもよい。なお、前記除去促進成
分は、場合によっては、亜臨界状態の水に混合させなく
てもよい。

【００５０】ここで、超臨界状態とは、物質固有の臨界
圧力、臨界温度の双方を超えた状態のことを指し、亜臨
界状態とは、物質固有の臨界圧力の１／５、臨界温度の
１／５の双方を超えた状態のことを指す。なお、水の臨
界圧力は２２．1ＭＰａ、臨界温度は３７４℃である。

【００５１】亜臨界状態ないし超臨界状態の流体は、気
体に比べて密度が大きく、液体に比べて粘性が小さいた
め、ガラス基板の微細な部分に浸透しやすく、反応性も
高い。よって、流体として、亜臨界状態の水を用いるこ
とで、ガラス基板上のレジストを安価に除去することが
できる。

【００５２】上述するように、耐圧槽１に炭酸ガスを充
填し、アンモニア水を混合した亜臨界状態の水をガラス
基板に圧散することで、圧散圧力によって物理的にレジ
ストを除去することができるとともに、前記亜臨界状態
の水による溶解または分解によって化学的にレジストを
除去することができる（図２（ｇ））。

【００５３】また、従来技術のように耐圧槽１に亜臨界
状態の水を満たすのではなく圧散するので、反応性の高
い亜臨界状態の水が耐圧槽１の内壁に長時間接触せず、
耐圧槽１から溶出する金属不純物、有機不純物などによ
ってガラス基板が汚染されない。

【００５４】さらに、従来技術では、流体を高圧ポンプ
８およびヒータ１０により流体が亜臨界状態ないし超臨
界状態となる高温・高圧にして、流体が有機高分子物質
の除去に必要な条件に達するまで耐圧槽１に圧送する必
要がある。しかしながら、高圧ポンプ８の送液能力には
限界があるので、高温・高圧の流体を耐圧槽１に満たす
には長時間を要する。したがって、短時間で流体の圧力
を上昇させる場合には、高圧ポンプ８およびヒータ１０
の能力を大きくする必要がある。

【００５５】一方、本発明では耐圧槽１に高温・高圧の
流体を大量に満たすのではなく、流体を圧散して被洗浄
物にかける。つまり、予め所定の圧力の気体が充填され
た耐圧槽１に、高温・高圧の少量の流体を少しずつ圧散
することで有機高分子物質を除去するので、一度に大量
の流体を高温・高圧にし、圧送する必要がない。したが
って、高圧ポンプ８およびヒーター１０の能力を大きく
する必要もなく、流体の圧力上昇に係る時間を短縮で
き、処理に必要なタクトタイムを短縮できる。

【００５６】実際、同じ送液能力のポンプを用いた場合
の、従来の除去方法と本発明における除去方法の処理時
間を比較すると、約１０倍の差があり、本発明における
除去方法によれば、処理時間を大幅に短縮することがで
きる。

【００５７】ノズル１１としては、層状に流体を圧散す
るスリットノズルを用いる。このスリットノズルを、た
とえばガラス基板と並行となるように複数配置する。ス
リットノズルは、流体を層状に圧散できるので、亜臨界
状態の水をガラス基板に圧散した場合、周囲に飛び散り
にくく、耐圧槽１の内壁に亜臨界状態の水がかかりにく
いため、耐圧槽１の腐食を防止する効果が高い。

【００５８】また、ノズル１１としては、霧状に流体を
圧散する噴霧ノズル、単一平面の扇形膜状に流体を圧散
するシャワーノズルなどを用いてもよい。これらのノズ
ルは、流体の圧散量を削減する効果が高い。さらに、シ
ャワーノズルは、流体の圧散圧力を利用した高圧シャワ
ー洗浄によるレジストの物理的除去の効果が高い。上述
したノズルは、単独で用いてもよいし、併用してもよ
い。

【００５９】ノズル１１から圧散される水の圧力と耐圧
槽１内の圧力の差は、好ましくは４９０ｋＰａ（５ｋｇ
ｆ／ｃｍ²）以下である。圧力差を４９０ｋＰａ以下と
するのは、圧力差が４９０ｋＰａより大きいと、壊れや
すいガラス基板上のレジストを除去する場合に、圧散圧
力によりガラス基板が破損しやすくなるからである。

【００６０】次に、除去されたレジストを含んだ亜臨界
状態の水を、圧力調整バルブ１５を通過させて耐圧槽１
から排出し、減圧容器１６に回収する（図２（ｈ））。
かかる亜臨界状態の水の耐圧槽１からの排出は、ガラス
基板への亜臨界状態の水の圧散と並行して行われる。

【００６１】減圧容器１６への排出を促進する方法とし
ては、耐圧槽１と減圧容器１６との間に圧力差または高
低差を設け、それらを利用する方法、および、耐圧槽１
を傾斜させる方法が挙げられる。かかる方法は、単独で
用いてもよいし、併用してもよい。

【００６２】このとき、圧力調整バルブ１５から耐圧槽
１内の炭酸ガスが絶えず抜けていくために、時々、バル
ブ５を開放して炭酸ガスを耐圧槽１に送り込むことで、
耐圧槽１内の圧力を５ＭＰａに保つ。

【００６３】上でも述べたように、従来技術では、反応
性が高まった流体を耐圧槽１に満たすため、耐圧槽１の
内壁の金属材料が溶かされ、その溶出した金属材料によ
り被洗浄物３が汚染されることがある。特に被洗浄物３
が、半導体、液晶パネルのガラス基板などの場合、溶出
する金属による汚染は製品の歩留まりに致命的なダメー
ジを与える。たとえば、耐圧槽１の材料としてステンレ
ス鋼材料であるＳＵＳ３１６Ｌを使用した場合、表面に
安定な酸化皮膜を形成した場合でも、約０．１ｍｍ／日
の速度で、表面が腐食されていく。腐食され溶出した金
属は、ガラス基板に付着し、液晶パネルのガラス基板と
しての用を成さなくなる。本発明では、この問題が解決
され、亜臨界状態の水を耐圧槽１に長時間滞留させず速
やかに排出するので、前記汚染が起こらない。

【００６４】減圧容器１６に回収された水は、耐圧槽１
で与えられた温度および圧力条件から外れるため、レジ
ストの除去性能が急速に失われ、減圧容器１６内に除去
された有機物質が析出する。流体が亜臨界状態の水の場
合には、レジストの分解反応が優先的に起こり、ベンゼ
ン骨格を持つ分子量１００〜２００程度の有機物質が析
出する。

【００６５】減圧容器１６内の上澄み水は、高低差もし
くはポンプを利用して溶媒分離タンク１７へ排出され、
活性炭、イオン交換樹脂、バイオ処理、ＵＶ殺菌、半透
膜などの排水処理装置（図示せず）、純水製造装置（図
示せず）などを経て再度レジスト除去の流体として使用
される。

【００６６】ガラス基板に５．１ＭＰａ、２００℃であ
る亜臨界状態の水を圧散しているにもかかわらず、レジ
ストの分解反応により熱が発生するため、ガラス基板上
のレジスト表面温度は２２０℃に達する。これを利用
し、除去反応の終了時期を、ガラス基板表面の温度変
化、反応し終えた亜臨界状態の水の温度変化などを測定
することで判断する。かかる除去反応の終了時期は、亜
臨界状態の水の圧力変化を測定することで判断してもよ
い。すなわち、除去反応が連続的に進んでいる間は、耐
圧層１内の圧力が上昇し続ける。除去反応が終了に近づ
くと、耐圧層１内の圧力の上昇率が減少していく。また
上述したように、耐圧層１から亜臨界状態の水を排出す
ることで減少する耐圧層１内の圧力を一定にするため
に、バルブ５を開放して炭酸ガスを耐圧層１に送り込
み、耐圧層１内の圧力を５ＭＰａに保っている。したが
って、このバルブ５の開放から次のバルブ５の開放まで
の間隔が、反応初期と比べて、反応終期の方が狭くなっ
ていく。これを利用して除去反応の終了時期を判断す
る。

【００６７】次に、ノズル１１から圧散された亜臨界状
態の水が、ガラス基板からレジストを除去し終えた後、
バルブ９とバルブ１４を閉じて亜臨界状態の水の圧散を
停止し（図２（ｉ））、レジスト除去反応を停止する
（図２（ｊ））。

【００６８】次に、耐圧槽１から充分に亜臨界状態の水
を排出した後に、圧力調整バルブ１５の開度を変えて、
耐圧槽１の圧力を大気圧にまで減圧する（図２
（ｋ））。ガラス基板は、耐圧槽１内の圧力を急激に減
ずることによる断熱膨張により急冷される。このまま、
蓋２を開けてガラス基板を取り出すと、結露してしまう
場合がある。これを防止するために、加熱ガス製造装置
１９により作られた加熱窒素をバルブ１８を通してガラ
ス基板に噴射する（図２（ｌ））。

【００６９】このとき、均一に加熱ガスを噴射するた
め、ノズルを耐圧槽１の内側に設け、バルブ１８と接続
してもよい。かかるノズルを使用することで、窒素使用
量を半分にできる。なお、本発明の実施形態では、加熱
窒素を用いたが、他のガスを用いてもよい。

【００７０】加熱窒素により、ガラス基板が露点以上に
暖められたら、蓋２を開けてガラス基板を取り出す（図
２（ｍ））。

【００７１】従来ではレジスト剥離に、高価な溶剤やオ
ゾンを使用しなければならず、排ガス処理、溶剤購入、
溶剤処理などの費用が必要となるが、上述したように、
本発明の有機高分子物質の除去方法を、液晶パネル製造
装置のレジスト剥離装置で用いた場合、流体として安価
な水を使用し、特別な処理も必要としないため、かかる
装置では安価にレジスト剥離を行える。

【００７２】上述した実施の形態では、本発明の有機高
分子物質の除去方法を、液晶パネル製造装置のレジスト
剥離装置で用いた場合について説明したが、半導体基板
製造装置、太陽電池製造装置、オプトデバイス製造装置
などにおけるレジスト剥離装置で用いてもよい。

【００７３】また、被洗浄物３であるガラス基板に塗布
されたレジストを除去する場合について述べたが、被洗
浄物３が、ガラス基板以外のワーク（半導体ウエハ、ガ
ラス材、セラミックス材など）、治具、工具、装置など
であっても本発明を適用できる。

【００７４】また、除去対象のレジストとしては、ノボ
ラック型フォトレジストだけでなく、ネガ型ノボラック
樹脂レジスト、ポジ型ゴム系レジストなどを除去する場
合でも同様の結果が得られる。なお、反応時間は、レジ
ストの付着量、硬化条件、不純物量、放置時間、有機成
分などにより変化する。

【００７５】さらに、除去対象としては、ダイオキシ
ン、ＰＢＣ、活性汚泥およびその他の有機高分子物質で
あっても本発明を適用できる。

【００７６】流体としては、水に限らず、亜臨界状態な
いし超臨界状態の極性溶媒を用いてもよい。また、圧力
・温度が大気圧・室温よりも高く、かつその密度が０．
１ｇ／ｃｍ³以上である流体であれば、本発明における
流体として用いてもよい。

【００７７】前記極性溶媒としては、メチルアルコー
ル、エチルアルコール、１−プロピルアルコール、２−
プロピルアルコール、酢酸、フェノール、ＤＭＳＯ（ジ
メチルスルホキシド）などの水に溶解する極性溶媒が挙
げられ、これらを用いても同様の結果が得られる。この
とき、処理時間、温度、圧力などは水を用いる場合とは
異なり、各極性溶媒固有の条件となる。また、使用する
極性溶媒の種類によっては、分解反応が優先的に起こる
場合と、溶解反応が優先的に起こる場合がある。たとえ
ば、ＤＭＳＯを流体に使用した場合には、溶解反応が優
先的に起こる。

【００７８】上述した実施の形態では、耐圧槽１に充填
する気体として、不活性ガスである炭酸ガスを用いた
が、他の不活性ガスでもよい。

【００７９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、耐圧槽内
に反応性の高い流体を満たす必要がなく、該流体が耐圧
槽の内壁に長時間接触しないので、耐圧槽から溶出する
金属不純物、有機不純物などによる被洗浄物の汚染を防
止することができる。また、流体が有機高分子物質の除
去に必要な条件に達するまで、長時間高圧ポンプにて流
体を圧送するが必要ないので、溶媒の圧力上昇に係る時
間を短縮し、処理に必要なタクトタイムを短縮すること
ができる。

【００８０】また本発明によれば、半導体ウエハ、ガラ
ス材またはセラミックス材などのワークに付着したレジ
ストなどの有機高分子物質の除去ができる。

【００８１】また本発明によれば、前記流体が、亜臨界
状態ないし超臨界状態の水、もしくは亜臨界状態ないし
超臨界状態の極性溶媒であるので、かかる流体が物質中
を拡散しやすく、被洗浄物の微細な部分に浸透しやす
い。よって、より確実に短時間で有機高分子物質を除去
できる。また、水および極性溶媒は安価であるため、有
機高分子物質の除去コストを抑えることができる。

【００８２】また本発明によれば、前記気体が、不活性
ガスであるので、被洗浄物と化学反応を起こすといった
ことがなく、取り扱いも容易である。また、不活性ガス
は安価であるため、有機高分子物質の除去コストを抑え
ることができる。

【００８３】また本発明によれば、前記ノズルを用いる
ので、被洗浄物に向けて効率よく圧散でき、耐圧槽の内
壁に流体が飛び散りにくい。したがって、該流体が耐圧
槽の内壁に長時間接触しないので、耐圧槽から溶出する
金属不純物、有機不純物などによる被洗浄物の汚染を防
止することができる。また、圧散による被洗浄物にかか
る流体の圧力が強いので、有機高分子物質をより確実に
除去できる。

【００８４】また本発明によれば、流体に、有機高分子
物質の除去促進をする除去促進成分を添加するので、被
洗浄物に付着または溶着した有機高分子物質の除去をよ
り確実に短時間で行える。したがって、有機高分子物質
の除去時間を短縮できる。

【００８５】また本発明によれば、耐圧槽から被洗浄物
を取り出す前に、加熱されたガスにより被洗浄物を昇温
するので、耐圧槽内を減圧した後、被洗浄物を耐圧槽か
ら取り出すときに生じる結露を防ぐことができる。

【００８６】また本発明によれば、流体の圧散と並行し
て、除去された有機高分子物質が混入した流体を耐圧槽
から排出するので、被洗浄物から除去された有機高分子
物質を含んだ流体が耐圧槽内に溜まらず、該流体が耐圧
槽の内壁に長時間接触しない。したがって、耐圧槽から
溶出する金属不純物、有機不純物などによる被洗浄物の
汚染を防止することができる。

【００８７】また本発明によれば、前記気体充填手段に
より耐圧槽に充填された気体と前記流体圧散手段により
圧散される流体との圧力差は、４９０ｋＰａ以下である
ので、圧散による力で被洗浄物を破損させることなく有
機高分子物質を除去できる。

【００８８】また本発明によれば、被洗浄物に付着また
は溶着した有機高分子物質の除去が終了した時期を、被
洗浄物の表面の温度変化、流体の圧力変化、および流体
の温度変化のうち、少なくとも１つを利用して判定する
ので、被洗浄物に付着または溶着した有機高分子物質の
除去が終了した時期を正確に判定することができる。し
たがって、有機高分子物質の除去を確実に行うことがで
きる。

【００８９】また本発明によれば、耐圧槽内の被洗浄物
に流体を圧散する工程により、前記被洗浄物に付着また
は溶着した有機高分子物質を除去するので、耐圧槽内に
反応性の高い流体を満たす必要がなく、該流体が耐圧槽
の内壁に長時間接触しない。したがって、耐圧槽から溶
出する金属不純物、有機不純物などによる被洗浄物の汚
染を防止することができる。また、流体が有機高分子物
質の除去に必要な条件に達するまで、長時間高圧ポンプ
にて流体を圧送するが必要ない。したがって、溶媒の圧
力上昇に係る時間を短縮し、処理に必要なタクトタイム
を短縮することができる。

【００９０】また本発明によれば、有機高分子物質が除
去された前記被洗浄物を前記耐圧槽から取り出すため
に、前記耐圧槽内の圧力を大気圧に減圧するので、耐圧
槽から安全に被洗浄物を取り出すことができる。

【００９１】また本発明によれば、流体を圧散すること
で除去された有機高分子物質が混入した流体を前記耐圧
槽から排出するので、耐圧槽内に除去された有機高分子
物質が混入した流体が該耐圧槽内に溜まらず、該流体が
耐圧槽の内壁に長時間接触することがない。したがっ
て、耐圧槽から溶出する金属不純物、有機不純物などに
よる被洗浄物の汚染を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態である有機高分子物質の
除去装置３０の概略図である。

【図２】本発明の実施の他の形態である有機高分子物質
の除去方法を示す工程図である。

【符号の説明】

１耐圧槽２蓋３被洗浄物４高圧ガス容器５，９，１４，１８バルブ６コンプレッサー７溶媒タンク８，１３高圧ポンプ１０ヒータ１１ノズル１２除去促進成分タンク１５圧力調整バルブ１６減圧容器１７溶媒分離タンク１９加熱ガス製造装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０８Ｂ 3/08 Ｂ０８Ｂ 3/08 Ｚ 5/00 5/00 Ｚ 7/00 7/00 Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５７２Ｂ 21/306 21/302 Ｈ 21/3065 21/306 ＪＦターム(参考） 3B116 AA46 AB01 BB21 BB82 BB90 CD33 3B201 AA46 AB01 BB02 BB21 BB82 BB88 BB90 BB95 BB99 CD33 5F004 AA14 BA19 CA02 DB26 5F043 AA40 BB27 CC16 DD30 EE07 5F046 MA02 MA03 MA06 MA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流体を用いて被洗浄物に付着または溶着
した有機高分子物質を物理的かつ化学的に除去する有機
高分子物質の除去装置であって、前記被洗浄物を収納し前記有機高分子物質を除去するた
めの耐圧槽と、該耐圧槽に所定の圧力の気体を充填する気体充填手段
と、該耐圧槽の被洗浄物に、前記所定の圧力以上の圧力で、
所定の温度の流体を圧散する流体圧散手段とを含むこと
を特徴とする有機高分子物質の除去装置。
【請求項２】前記被洗浄物は、半導体ウエハ、ガラス
材またはセラミックス材であることを特徴とする請求項
１記載の有機高分子物質の除去装置。
【請求項３】前記流体は、亜臨界状態ないし超臨界状
態の水、もしくは亜臨界状態ないし超臨界状態の極性溶
媒であることを特徴とする請求項１記載の有機高分子物
質の除去装置。
【請求項４】前記気体は、不活性ガスであることを特
徴とする請求項１記載の有機高分子物質の除去装置。
【請求項５】前記流体圧散手段において、流体を圧散
するための流体噴出口は、層状に流体を圧散するスリッ
トノズル、霧状に流体を圧散する噴霧ノズル、および扇
型膜状に流体を圧散するシャワーノズルのうち、少なく
とも１つを用いることを特徴とする請求項１〜４のいず
れかに記載の有機高分子物質の除去装置。
【請求項６】前記流体圧散手段は、前記有機高分子物
質の除去促進成分を添加する除去促進成分添加手段を含
むことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の有
機高分子物質の除去装置。
【請求項７】加熱されたガスを流入することで耐圧槽
内の被洗浄物を昇温する被洗浄物加熱手段を含むことを
特徴とする請求項１記載の有機高分子物質の除去装置。
【請求項８】前記流体圧散手段による流体の圧散と並
行して、前記流体圧散手段により除去された有機高分子
物質が混入した流体を、耐圧槽から排出する流体排出手
段を含むことを特徴とする請求項１記載の有機高分子物
質の除去装置。
【請求項９】前記気体充填手段により耐圧槽に充填さ
れた気体と、前記流体圧散手段により圧散される流体と
の圧力差は、４９０ｋＰａ以下であることを特徴とする
請求項１記載の有機高分子物質の除去装置。
【請求項１０】被洗浄物に付着または溶着した有機高
分子物質の除去が終了した時期を、被洗浄物の表面の温
度変化、流体の圧力変化、および流体の温度変化のう
ち、少なくとも１つを利用して判定する手段を含むこと
を特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の有機高分
子物質の除去装置。
【請求項１１】流体を用いて被洗浄物に付着または溶
着した有機高分子物質を物理的かつ化学的に除去する有
機高分子物質の除去方法であって、前記被洗浄物を耐圧槽に収納する工程と、前記耐圧槽に所定の圧力の気体を充填する工程と、前記耐圧槽内の前記被洗浄物に、前記所定の圧力以上の
圧力で、所定の温度の流体を圧散することで、前記被洗
浄物に付着または溶着した有機高分子物質を除去する工
程とを含むことを特徴とする有機高分子物質の除去方
法。
【請求項１２】有機高分子物質が除去された前記被洗
浄物を前記耐圧槽から取り出すために、前記耐圧槽内の
圧力を大気圧に減圧する工程をさらに含むことを特徴と
する請求項１１記載の有機高分子物質の除去方法。
【請求項１３】前記耐圧槽の内外の圧力差を利用する
方法、前記耐圧槽と流体を排出する廃液槽との高低差を
利用する方法、および、前記耐圧槽を傾斜させる方法の
うち少なくとも１つの方法により、流体を圧散すること
で除去された有機高分子物質が混入した流体を前記耐圧
槽から排出する工程を含むことを特徴とする請求項１１
または１２記載の有機高分子物質の除去方法。