JP6311956B2 - レジスト剥離液ろ過フィルタの洗浄液、洗浄装置および洗浄方法 - Google Patents

レジスト剥離液ろ過フィルタの洗浄液、洗浄装置および洗浄方法 Download PDF

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Description

本発明は、液晶、有機EL等のディスプレイデバイスや半導体の製造時に用いるレジスト剥離液をろ過するレジスト剥離液ろ過フィルタを、洗浄するためのレジスト剥離液ろ過フィルタの洗浄液と、洗浄装置および洗浄方法に関する。
液晶や有機EL(Electro−Luminescence)等のTFT(Thin Film Transistor)製造プロセスにおける、レジスト剥離洗浄工程においては、剥離液中のレジスト析出物、各種の異物が基板に再付着し、製品の歩留まりが悪化するのを防ぐために、剥離装置内に剥離液や洗浄液をろ過するためのフィルタを備えている。
近年、第8〜第10世代と基板の大型化が進み、かつ、フルHD〜4K2Kと高精細化も進んでおり、異物がTFTのパターンに付着することによる不良リスクが、飛躍的に高まっている。
そこで、フィルタのろ過精度を高める若しくは、ろ過流量を増やすといった対策がなされる。しかし、その結果、フィルタの目詰まりが頻発し、多い場合では、数日のサイクルでフィルタ交換が必要となるケースも生じる場合がある。
例えば、第8世代以降の大型基板の剥離洗浄装置には、1台あたり通常3個以上のフィルタが設置されており、フィルタ交換が頻発することによる、フィルタのコスト、フィルタ交換の手間及び設備稼働率の低下が工場運用上の大きな課題となる。そこで、目詰まりしたフィルタの再生が考えられる。
エッチング工程で使用するフィルタの再生という観点では、従来いくつかの提案がされていた。例えば、LSI(Large Scale Integration)回路やTFT製造プロセスにおける窒化シリコン(SiNx)等の絶縁膜のエッチング工程において、エッチング液中に難溶解性のスケールが析出し、エッチング液フィルタが閉塞する。そのため、エッチング装置を停止することなくフィルタの交換や再生ができる装置が提案されている。
特許文献1には、エッチング工程で使用するフッ素系エッチング液をろ過するフィルタを、2系統用意し、一方が目詰まりした際には、他方のフィルタに切換え、目詰まりした方のフィルタを洗浄液で洗浄し、再利用する技術が開示されている。
ここで用いられる洗浄液は、アルキレンポリアミンポリ酢酸又はそのアンモニウム塩若しくはアルカリ金属塩から選択される第1のキレート剤が1〜20重量%と、水酸基を有していてもよいカルボン酸又はそのアンモニウム塩若しくはアルカリ金属塩から選択され且つ第1のキレート剤と異なる第2のキレート剤を1〜20重量%と、洗浄液のpHを9〜11にするに足りるアルカリ剤、および水を含有し、第1のキレート剤と第2のキレート剤の合計量が5〜30重量%であるフッ素系スケール除去用洗浄液とされている。
また、エッチングの際の処理液をろ過するフィルタの再生という観点では、特許文献2もある。特許文献2は、エッチング用の処理液をろ過するフィルタに溜まるパーティクルを薬液で溶解除去する点を開示している。この場合、エッチングされる材料は窒化珪素膜で、エッチングの処理液はリン酸であり、薬液はフッ酸を使用する。
一方、エッチングにはフォトリソグラフィの技術が使用されるが、その際に使用するレジストの剥離液をろ過するフィルタの洗浄についても、開示された技術がある。特許文献3によれば、まずレジストが残っている基板を、硫酸溶液にオゾン及び/又は過酸化水素が添加された過硫酸溶液で洗浄する。次に洗浄後のレジスト等が含まれた過硫酸溶液からレジスト等をフィルタで分離する。
このフィルタは2系統設けてあり、一方が目詰まりを起こしたときは、他方に切換えてろ過を続ける。目詰まりを起こした方のフィルタは、まず圧縮空気で過硫酸溶液を排除する。そして、フィルタに超純水を供給し、フィルタに詰まったレジストを除去する。
特開2005−251936号公報 特開平06−310487号公 特開2007−266477号公報
特許文献1および2は、主に窒化珪素をエッチングしたエッチング液をろ過したフィルタの再生に関するものである。したがって、フィルタを2系統用意し、切り換えながら再生するというフィルタの洗浄装置に関しては知見が得られるとしても、フォトレジストをろ過したフィルタの再生という点では、開示されているとは言えない。
一方、特許文献3は、エッチング工程で用いられるフォトレジストを含む溶液をろ過したフィルタの再生に係る発明である。しかしながら、基板洗浄に用いているのが、過硫酸溶液であり、この溶液にはレジストは殆ど溶解しないとされている。また、圧縮空気で過硫酸溶液を排除した後、超純水でレジスト残物をフィルタから除去している。
しかしながら、通常、エッチングが終了した際に基板上に残っているレジストは、レジスト剥離液で溶解して除去する。そのレジスト剥離液をろ過すると、フィルタにはべっとりしたレジスト溶液がろ過残留物として残る。このろ過残留物はフィルタを構成する繊維質に付着する。したがって、特許文献3で開示されているような、超純水で除去できるものではない。
したがって、特許文献3にも、レジストを基板から除去したレジスト剥離液をろ過したフィルタの再生に関する知見は開示されていないと結論できる。
本発明は上記の課題に鑑みて想到されたものであり、レジストを基板から除去したレジスト剥離液をろ過したフィルタ(レジスト剥離液ろ過フィルタ)を洗浄し、付着したレジストを除去する洗浄液と、レジスト剥離液ろ過フィルタを洗浄する装置と洗浄方法を提供するものである。
より具体的に本発明に係るレジスト剥離液ろ過フィルタの洗浄液は、
アンモニアと過酸化水素を含むことを特徴とする。
さらに、前記アンモニアは、前記洗浄液全量に対して、2.5〜12.5質量%含有され、
前記過酸化水素は、前記洗浄液全量に対して8.8〜17.5質量%含有されていることを特徴とする。
また、本発明に係るレジスト剥離液ろ過フィルタ洗浄装置は、
洗浄槽と
記洗浄槽内に配置されたフィルターカートリッジ接続部と、
前記フィルターカートリッジ接続部に接続された、現像後のポジ型レジストを基板から剥離させるレジスト剥離液をろ過した被洗浄フィルターカートリッジと、アンモニアと過酸化水素を混合した洗浄液を会合させるために、前記洗浄槽内に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
前記フィルターカートリッジ接続部に連結された第1の配管と、
出水口が前記第1の配管に連結され、入水口には、前記洗浄槽内と連通する第2の配管が連結されたポンプと、
前記洗浄槽内の洗浄液を冷却する冷却手段と、
前記洗浄槽に設けられた排気手段を有することを特徴とする。
また、本発明に係るレジスト剥離液ろ過フィルタ洗浄方法は、
現像後のポジ型レジストを基板から剥離させるレジスト剥離液をろ過した被洗浄フィルターカートリッジをアンモニアと過酸化水素を混合した洗浄液に会合させる会合工程と、
前記洗浄液を冷却する冷却工程と、
前記洗浄液と前記被洗浄フィルターカートリッジを乖離させる乖離工程と、
前記被洗浄フィルターカートリッジをリンス液で洗浄するリンス工程を有することを特徴とする。
本発明に係るレジスト剥離液ろ過フィルタの洗浄液は、現像後のポジ型レジストを基板から剥離させるレジスト剥離液をろ過するフィルタに付着したレジストを溶解・除去することができる。そのため、使用後のレジスト剥離液ろ過フィルタを廃棄するのではなく、再生して使用することができる。
また、本発明に係る洗浄液は、使用後のレジスト剥離液ろ過フィルタを浸漬させておくだけで、襞状のエレメントの奥に付着したレジストまで除去することができる。
また、本発明に係るレジスト剥離液ろ過フィルタの洗浄装置は、本発明に係る洗浄液で使用後フィルタを洗浄する際に、発生する熱と泡に対して、冷却手段、消泡手段および排気手段を有するので、安全に洗浄を行うことができる。
また、攪拌手段を有することで、単に浸漬させ放置する場合よりも素早く洗浄を終えることができる。
本発明に係るレジスト剥離液ろ過フィルタ洗浄装置の構成を示す図である。 洗浄槽内のフィルターカートリッジ接続部に使用後フィルタを設置して、洗浄液を導入している状態を示す図である。 使用後フィルタが完全に洗浄液に浸漬され洗浄されている状態を示す図である。 洗浄液による洗浄が終了し、洗浄槽から洗浄液を排出している状態を示す図である。 純水を洗浄槽に導入し、リンス工程を行っている状態を示す図である。 実施の形態2に係るレジスト剥離液ろ過フィルタ洗浄装置の構成を示す図である。 使用後フィルタが、洗浄液中に浸漬された会合工程を示す図である。 洗浄液による洗浄の後、第1リンス槽でリンス工程が行われている状態を示す図である。 第2リンス槽でリンス工程が行われている状態を示す図である。 (a)通水性を調べるための評価治具の構成と、(b)計測結果例を示す図である。
以下本発明に係るレジスト剥離液ろ過フィルタの洗浄液、洗浄装置および洗浄方法について説明する。なお、以下の説明は本発明に係るフォトレジスト剥離液の一実施形態を示すものであり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、以下の実施形態および実施例は改変されてもよい。
(実施の形態1)
図1に本発明に係るレジスト剥離液ろ過フィルタの洗浄装置(以下単に「洗浄装置」と呼ぶ。)を示す。洗浄装置1は、洗浄槽10と、フィルターカートリッジ接続部12と、ポンプ14と、洗浄液供給手段16と、泡排出手段20と、排気手段22を含む。また、制御器30を有していてもよい。図1では、フィルターカートリッジ接続部12が、3つある場合を示している。
洗浄槽10は、内部に使用後のレジスト剥離液ろ過フィルタ(以後単に「使用後フィルタ」ともいう。)を配置し、洗浄液で使用後フィルタ9(図2参照)に付着したレジストを除去する槽である。洗浄槽10には、ドレイン10eと、泡排出手段20が設けられている。ドレイン10eは洗浄槽10内の溶液を排出する排水経路である。ドレインバルブ10evが設けられている。ドレインバルブ10evは外部からの指示CV10vによって開閉が制御されるように構成されるのが好ましい。
泡排出手段20は、洗浄槽10の上方側面に設けられた排出口である。洗浄槽10で用いる洗浄液は後述するように過酸化水素とアンモニアの混合溶液である。この洗浄液で使用後フィルタを洗浄すると、発熱し発泡する。そこで、泡排出手段20によって、この泡を洗浄槽10から排出する。泡排出手段20は、洗浄槽10の上部側面に形成された貫通孔であってもよい。
泡排出手段20を貫通孔で構成した場合は、この貫通孔まで洗浄液の液面が上がり、洗浄液をオーバーフローさせながら泡を排出することができる。したがって、この貫通孔は、洗浄槽10中に配置させる使用後フィルタが完全に洗浄液に浸漬する液面以上の位置に設けるのが好適である。
また、泡排出手段20は、洗浄槽10の上部から泡を吸引除去する構成であってもよい。また、洗浄槽10の上面を開口させ、周囲にさらにオーバーフロー槽(図示せず)を設け、洗浄槽10の上端から洗浄液をオーバーフローさせて、泡を排出する構成であってもよい。
洗浄槽10には、排気手段22も設けられる。洗浄液は過酸化水素を含有するため、レジストを溶解する際に多量の酸素を放出する。したがって、引火等には注意が必要だからである。洗浄槽10の上端を開放しておくことでよいが、洗浄槽10の上方で吸引ファンを回し、強制的に排出するのが望ましい。
また洗浄槽10には温度センサ28が設けられているのが望ましい。洗浄液が使用後フィルタに付着したレジストを溶解する際には、反応熱が発生し、洗浄液の温度が上昇する。そのため後述する冷却手段24を動作させる。したがって温度センサ28による洗浄液の温度測定は、冷却手段24の動作の有無および動作の効果に関する情報を得ることができる。なお、温度センサ28は測定した温度を信号Stによって外部(後述する制御器30)に送信することができるように構成されるのが望ましい。
また、洗浄槽10には、液面センサ27が設けられるのが望ましい。洗浄槽10内の液面を検出することで、洗浄液の入出および純水の入出を制御することができるからである。
洗浄槽10内には、使用後フィルタをセットするための、フィルターカートリッジ接続部12が設けられる。フィルターカートリッジ接続部12は、レジスト剥離液ろ過フィルタの接続口に嵌合する洗浄液噴出口である。洗浄対象となる使用後フィルタの接続口に合わせて形成される。フィルターカートリッジ接続部12は、洗浄槽10中に複数個配置されてよい。
フィルターカートリッジ接続部12には、第1の配管11aが連結される。第1の配管11aは、洗浄槽10の外側にあるポンプ14の出水口14oと連結される。第1の配管11aの取り回しは特に限定されるものではない。洗浄槽10の側面に液密な貫通孔を設け、その液密な貫通孔から洗浄槽10の外に延設してもよい。第1の配管11aを通って供給される液体は、フィルターカートリッジ接続部12から噴出される。
第1の配管11aとポンプ14の間には、圧力センサ(図1では「PI」と表示する。)26が設けられる。圧力センサ26の形式は特に限定されない。なお、圧力センサ26は現在測定した圧力の値を外部に信号Spとして送信できる機能を有しているのが望ましい。
ポンプ14の入水口14iには第2の配管11bが連結される。第2の配管11bの他方の開口は、洗浄槽10の底部に配置される。洗浄槽10内の洗浄液の液面が低い場合でも、洗浄液を汲み上げることができるからである。ポンプ14は外部からの指示Cpによって運転の開始・停止また供給量の調節などが行えるように構成するのが望ましい。
洗浄装置1は、洗浄液の冷却手段24を有するのが望ましい。図では、「HEX」と記した。過酸化水素を含む洗浄液は、発熱発泡するからである。冷却手段24は、第1の配管11a若しくは、第2の配管11bに設けることができる。冷却手段24の形態は特に限定されない。図1では、第2の配管11bに冷却手段24を設けた構成を示した。図1の冷却手段24は、熱交換器を表している。冷却水が供給口24iに供給されると、第2の配管11bとの間で熱交換が行われ、熱を受け取った冷却水が排出口24oから排出される。
なお、冷却手段24は、例えば、洗浄槽10の側面の周囲に冷却パイプを配置した構造若しくは、洗浄槽10の内部に直接冷却パイプを配設した構造であってもよい。また、冷却手段24は外部からの指示Ctmによって冷却効率を調整できるものであってもよい。
洗浄液供給手段16は、洗浄槽10の外部から洗浄液を洗浄槽10に供給する。洗浄液供給のための供給配管16aと、開閉バルブ16bで構成することができる。供給配管16aの上流には図示しない洗浄液タンクが配置されている。なお、開閉バルブ16bは外部からの指示CV16bによって開閉可能に構成されているのが望ましい。
純水供給手段17は、洗浄槽10の外部から純水を洗浄槽10に供給する。純水供給手段17は、純水供給のための供給配管17aと、開閉バルブ17bで構成することができる。供給配管17aの上流には図示しない純水タンクが配置されている。なお、開閉バルブ17bは、外部からの指示CV17bによって開閉可能に構成されているのが望ましい。
また、洗浄槽10には、シャワー手段18が設けられていてもよい。シャワー手段18は、洗浄液を洗浄槽10の液面若しくは洗浄槽10中に配置されたレジスト剥離液ろ過フィルタに散布する。特にシャワー手段18は、洗浄槽10の洗浄液の液面に発生する泡を消泡する場合に有効である。
シャワー手段18は、供給配管18a、開閉バルブ18b、散水口18cで構成することができる。なお、供給配管18aは、洗浄液供給手段16の供給配管16aと兼用することもできる。同じ洗浄液を流すからである。また、開閉バルブ18bは、外部からの指示CV18bによって開閉可能に構成されているのが望ましい。
また、全体の動作を制御する制御器30が設けられていてもよい。制御器30は、ポンプ14、冷却手段24、圧力センサ26、液面センサ27、温度センサ28、開閉バルブ16b、17b、18b、ドレインバルブ10evと接続される。そして、制御器30は、ポンプ14、冷却手段24、開閉バルブ16b、17b、18b、ドレインバルブ10evに対して、指示信号Cp、Ctm、CV16b、CV17b、CV18b、CV10vの信号を送信し、その動作を制御する。
また、圧力センサ26、液面センサ27、温度センサ28からは、信号Sp、SL、Stを受信する。
以上の構成を有する洗浄装置1の動作について説明する。まず、洗浄槽10内は、洗浄液がない状態である。つまり、前回の洗浄後、洗浄槽10内の溶液はドレイン10eを介して排出してある。また、純水供給手段17の開閉バルブ17b、洗浄液供給手段16の開閉バルブ16b、シャワー手段18の開閉バルブ18b、ドレイン10eのドレインバルブ10evは閉じている。
このような状態で、被洗浄物である使用後フィルタ9は、フィルターカートリッジ接続部12に取り付けられる(図2参照)。この後、操作者は、制御器30に指示を出してもよいし、自身の手で各操作を行ってもよい。以後の説明は制御器30が処理を行うとして説明を行う。
制御器30は、開閉バルブ16bに対して指示CV16bを送信し、開閉バルブ16bを開く。開閉バルブ16bが開くと、洗浄液が供給配管16aを通って流れ、洗浄槽10中に注入される。ここで、使用後フィルタ9は、洗浄液と会合する(会合工程)。なお、洗浄液は後述する実施例に示すように、過酸化水素とアンモニアの混合溶液である。また、図2では、閉じた開閉バルブ17b、18b、10evは黒で塗りつぶした。
洗浄液が洗浄槽10の下部に配置される第2の配管11bの開口部より高い液面になったら、制御器30は、ポンプ14に対して指示Cpを送信し、ポンプ14を稼動させる。なお、洗浄液の液面は、液面センサ27からの信号SLによって、制御器30は知ることができる。
ポンプ14が作動すると、洗浄槽10内の洗浄液が第2の配管11bに吸引され、ポンプ14の入水口14iに吸引される。洗浄液はポンプ14の出水口14oから第1の配管11aを介して洗浄槽10内のフィルターカートリッジ接続部12に供給される。そして洗浄液は、使用後フィルタ9の中から外に向かって噴出する。この際、使用後フィルタ9に付着しているレジストが、洗浄液に溶解される。これは洗浄液を攪拌する工程(撹拌工程)といっても良い。
洗浄液は、レジストを溶解する際に、発熱反応を生じ、温度が上昇する。制御器30は、温度センサ28からの信号Stによって、洗浄液の温度を監視する。そして、予め決められた温度以上になったら、冷却手段24に冷却の指示Ctmを送信する。冷却手段24は、ポンプ14と第1の配管11aおよび第2の配管11bで循環している洗浄液を所定の温度に冷却する(冷却工程)。
洗浄液は、発熱反応によって温度が高くなる。使用後フィルタ9に付着したレジストを溶解するには、洗浄液はある程度温度が高い方が良い。しかし、高くなりすぎると使用後フィルタ9の素材が耐えられなくなる。洗浄液は、50℃乃至70℃程度が好適である。
洗浄槽10の液面が高くなり、泡排出手段20のレベルまで到達すると、洗浄液はオーバーフローする(図3参照)。また、洗浄液の温度が高くなると発泡する。したがって、洗浄液の液面が泡排出手段20のレベルまで到達したら、制御器30は開閉バルブ18bに指示CV18bを送り、シャワー手段18を作動させる(消泡工程)。シャワー手段18は、洗浄液の液面上方から洗浄液を散布し消泡する。また、洗浄液が泡排出手段20からオーバーフローする際に泡も共に排除される(排泡工程)。なお、消泡工程は液面が泡排出手段20のレベルに到達する前に作動させてもよい。
制御器30は、ポンプ14を稼動させた後は、圧力センサ26からの信号Spをモニタする。そして、洗浄液の循環は、圧力センサ26の圧力(洗浄液の送圧)が所定の圧力以下になるまで継続する。レジストが付着している間は、洗浄液の送圧は高い。しかし、レジストが溶解し使用後フィルタ9から除去されると、洗浄液の送圧は低くなる。
制御器30は、洗浄液の送圧が所定の値以下になったら、シャワー手段18、ポンプ14および冷却手段24を停止させる。そして、指示CV10vを送り、ドレインバルブ10evを開く。これで、洗浄槽10内の洗浄液は、排出される(図4参照)。これは洗浄液とレジスト剥離液ろ過フィルタの乖離工程といえる。
制御器30は、洗浄槽10から洗浄液が排出されたら、ドレインバルブ10evを閉じ、指示CV17bを送信し、開閉バルブ17bを開く。開閉バルブ17bが開くと、供給配管17aを通って、洗浄槽10内に純水が導入される(図5参照)。
純水の水面が第2の配管11bの洗浄槽10内の開口より上になったら、制御器30は、ポンプ14を始動させる。洗浄槽10内の純水は、ポンプ14から使用後フィルタ9の内側から外側に噴出する。この操作で使用後フィルタ9のリンス(すすぎ洗い)を行う(リンス工程)。リンス工程では、あらかじめ決めておいた所定時間の間、ポンプ14を稼働させ、純水を使用後フィルタ9に通液させる。また、リンス工程では、ポンプ14からの送圧をチェックしなくてもよい。すでにレジストは溶解されているので、流れ抵抗は低くなっているからである。
所定時間の純水の通液が終了したら、制御器30はポンプ14を停止させ、ドレインバルブ10evを開き、純水を排出する。なお、リンス工程は、複数回行ってもよい。以上の操作によって、使用後フィルタ9に付着したレジストは溶解され、使用後フィルタ9は再使用可能になる。洗浄後のレジスト剥離液ろ過フィルタを洗浄後フィルタと呼ぶ。
なお、リンス行程を複数回行う場合は、洗浄槽10の水位が泡排出手段20のレベルまで到達したら純水の供給を止めて、所定時間通液させる。その後洗浄槽10の純水を排出し、リンス行程を複数回繰り返す。リンス行程が1回の場合は純水をオーバーフローさせながら行っても良い。もちろん複数回リンス工程を行う場合でも各工程で純水をオーバーフローさせてもよい。
(実施の形態2)
図6に、本実施の形態に係るレジスト剥離液ろ過フィルタ洗浄装置2の構成を示す。実施の形態1の場合は、1つの洗浄槽10で洗浄液による洗浄とリンスを行っているので、洗浄とリンスが終了しなければ、次の使用後フィルタ9の洗浄を始めることができない。本実施の形態では、洗浄液で洗浄する槽とリンスを行う槽を別々に用意する。
本実施の形態に係るレジスト剥離液ろ過フィルタ洗浄装置2は、洗浄槽40とリンス槽42、44を有する。このように、洗浄槽40とリンス槽42、44を別々に有することで、使用後フィルタ9を流れ作業的に洗浄し、再生可能にすることができる。なお、本実施の形態ではリンス槽が2つの場合について説明するが、リンス槽の数は1つでもよいし、3つ以上あってもよい。
使用後フィルタ9は、洗浄籠8に入れられて、洗浄槽40、リンス槽42、44を移動する。つまり、実施の形態1では、使用後フィルタ9に通液する液体の種類を変えたが、本実施の形態では使用後フィルタ9自身が、移動する。なお、洗浄籠8は、移動装置50によって移動される。移動装置50は、例えば、レール51と、巻き上げ滑車52と、チャック53で構成されるクレーン等が好適に使用できる。
洗浄槽40には、ドレイン40e、ドレインバルブ40ev、泡排出手段20、シャワー手段18、洗浄液供給手段16、ポンプ14、第2の配管11b、排気手段22、冷却手段24、圧力センサ26、温度センサ28が設けられている。しかし、フィルターカートリッジ接続部12は有していない。したがって、第1の配管11aは、洗浄槽40内に連通するだけで、フィルターカートリッジ接続部12に連通してはいない。
リンス槽42、44は、第1リンス槽42、第2リンス槽44とする。第1リンス槽42と第2リンス槽44は、同じ構成であるので、第1リンス槽42で説明する。第1リンス槽42は、ドレイン42e、ドレインバルブ42evを有する。また、純水供給手段41を有している。純水供給手段41は、供給配管41aと開閉バルブ41vで構成されている。開閉バルブ41vは、外部からの指示CV41vで開閉できるように構成されるのが望ましい。
また、第1リンス槽42は、オーバーフロー手段42ovと、曝気手段43を有していてもよい。オーバーフロー手段42ovは、リンス用の純水を入れ替えるための廃水手段である。第1リンス槽42の上方側面に穿設された貫通孔であってよい。
また、曝気手段43は、散気管43a、空気配管43b、開閉バルブ43vで構成される。散気管43aは、使用後フィルタ9が入った洗浄籠8の下側になるように配置される。空気配管43bは、図示しない圧縮エア源から延設されてくる。空気配管43bの途中には、開閉バルブ43vが設けられている。すなわち、開閉バルブ43vが開くと、圧縮空気が散気管43aから放出される。開閉バルブ43vは外部からの指示CV43vによって開閉可能に構成されるのが望ましい。
第2リンス槽44も第1リンス槽42と同様の部品で構成されていてよい。したがって、ドレイン44e、ドレインバルブ44ev、純水供給手段47、オーバーフロー手段44ov、曝気手段45を有している。
また、レジスト剥離液ろ過フィルタ洗浄装置2は、洗浄槽40から第1リンス槽42へ、第1リンス槽42から第2リンス槽44へ、洗浄籠8を移送する移動装置50が配置される。この移動装置50は、洗浄籠8を最初の載置場所から洗浄槽40内へ配置させることができる。
また、洗浄槽40から第1リンス槽42へ、第1リンス槽42から第2リンス槽44へ、さらに、第2リンス槽44から次の工程若しくは次の工程への移送パレット(図示せず)上に載置することができる。なお、移動装置50の巻き上げ滑車52と、チャック53の上げ下げおよび把持・開放は、外部からの指示Cmによって制御されるようにしてもよい。
また、レジスト剥離液ろ過フィルタ洗浄装置2は制御器32を有していてもよい。制御器32は、洗浄籠8の各槽への移動と、各槽毎の滞留時間、各槽への溶液供給量の管理を行う。
以上の構成を有するレジスト剥離液ろ過フィルタ洗浄装置2の動作について説明する。図7を参照して、洗浄槽40内は、洗浄液に満たされていてもよい。使用後フィルタ9は、洗浄籠8に入れられ、洗浄槽40に漬けられるからである。
制御器32は、移動装置50に指示Cm(図6参照)を送信し、最初の載置場所から洗浄籠8を1つ取得させ、洗浄槽40に浸漬させる(会合工程)。なお、洗浄籠8の中には、洗浄対象となる使用後フィルタ9が、入れられているのは、いうまでもない。
制御器32は、ポンプ14を稼働させ、洗浄槽40内の洗浄液を循環させる(攪拌工程)。洗浄籠8中の使用後フィルタ9が洗浄液と会合すると、洗浄液が付着したレジストを溶解する。なお、後述する実施例でも示すように、本発明に係る洗浄液は、使用後フィルタ9が浸漬されるだけで、付着したレジストを除去することができる。したがって、攪拌工程は必ずしもなくてもよい。
使用後フィルタ9が洗浄液に浸漬されると、発熱と発泡が生じる。したがって、制御器32は、洗浄槽40の温度センサ28の温度を検知して、所定の温度より高くなった場合は、冷却手段24を稼働させ、洗浄液の冷却を行う(冷却工程)。
また、発泡するので、シャワー手段18を稼働させ、洗浄槽40中の泡を消泡してもよい(消泡工程)。なお、排気手段22は常に作動させておくのがよい。本実施の形態では、洗浄液による洗浄は、予め決めておいた所定時間だけ継続させる。
したがって、所定時間の洗浄が終了したら、制御器32は、移動装置50に指示Cm(図6参照)を送信し、洗浄籠8を洗浄槽40から第1リンス槽42に移送する(図8参照)。第1リンス槽42では、洗浄籠8が水に浸漬される(リンス工程)と、曝気手段43を稼動させる。具体的には、制御器32が、開閉バルブ43vに指示CV43v(図6参照)を送信し、散気管43aに空気を送る。曝気手段43の稼動によって、洗浄籠8にエアで衝撃が与えられる(曝気工程)。
このエアの衝撃によって、使用後フィルタ9は洗浄籠8の中で振動し、洗浄液の除去が促進される。この第1リンス工程も所定の時間行われる。なお、この間、純水供給手段41から所定量の純水を第1リンス槽42に供給し、オーバーフロー手段42ovから純水を排出させるようにしてもよい。これは、一定量の純水を入れ替えるためである。
制御器32は、所定の時間第1リンス工程をおこなったら、移動装置50に指示Cm(図6参照)を送信し、洗浄籠8を第2リンス槽44に移送させる(図9参照)。第2リンス槽44でも、曝気手段45を稼働させ、圧縮空気で使用後フィルタ9に衝撃を与えながら、すすぎを行う。第2リンス工程も予め決められた所定時間行う。また、純水供給手段47によって所定量の純水を第2リンス槽44に供給し、オーバーフロー手段44ovからあふれさせるようにし、第2リンス槽44中の純水を入れ替えるようにしてもよい。
第2リンス槽44でのリンス工程が終了したら、制御器32は、移動装置50に指示Cmを送信し、洗浄籠8の中のレジスト剥離液ろ過フィルタを乾燥させる所定位置に移送させる。洗浄後のレジスト剥離液ろ過フィルタを洗浄後フィルタと呼ぶ。
なお、リンス槽を本実施の形態のように複数用意した場合は、各リンス槽への純水の供給量は同じでなくてもよい。具体的に本実施の形態の場合は、第1リンス槽42への純水供給量と、第2リンス槽44への純水供給量は、同じでなくてもよい。例えば、第1リンス槽42への純水供給量は、第2リンス槽44への純水供給量より少なくしてもよい。
複数のリンス槽を有することで、第1リンス槽42のリンス用純水が多少洗浄液が混じっていても、洗浄液を除去するという効果は確保される。一方、第1リンス槽42への純水供給量を減らせれば、コスト削減が可能だからである。
また、図7から図9は1つの洗浄籠8が順次各槽を移動するように説明をしたが、洗浄籠8が移動した後の槽には次の洗浄籠8を入れても良い。例えば、図6では、3つの槽にそれぞれ洗浄籠8が浸漬されている様子を示している。
以上のように本実施の形態に係るレジスト剥離液ろ過フィルタ洗浄装置2は、レジストが付着したレジスト剥離液ろ過フィルタからレジストを溶解除去し、再度使用できるようにする。
以下にレジスト剥離液ろ過フィルタの洗浄液の実施例を説明する。レジスト剥離液ろ過フィルタは、ポリプロピレン製で直径が数μmから数十μmの繊維でできたものである。レジストは、ポジ型レジストである。ポジ型レジストは、FPDや有機ELのエッチングに多用されている。樹脂成分としてノボラック系樹脂が使用され、溶解防止剤としてジアゾナフトキノン(DNQ)等の感光性物質が使用されている。
レジスト剥離液ろ過フィルタは、直径が数μmから数十μmのポリプロピレン(PP)の繊維を束ねて襞状のエレメントに構成したものである。ろ過精度(ろ過で濾し取れる異物の大きさ)は10μmとされている。外形は、直径130mm、長さ250mmである。側面には30×50mm四方の格子が形成されたPP製のフィルターカートリッジに、入れられている。フィルターカートリッジの一方の端部には、配管接続用のフランジ付開口(直径50mm)が設けられている。
レジスト剥離液ろ過フィルタの洗浄効果を評価するためには、フィルターカートリッジに通液し、所定流量におけるフィルターカートリッジ前後の静圧差を測定するのが一般的である。しかし、フィルターカートリッジそのものは200L/minもの大流量を処理するものであり、洗浄評価実験で実スケールのフィルターカートリッジそのものを評価するためには装置が大型化する。また、装置が大型化すると、薬液やエネルギーの消費量が大きく、コスト、手間、安全、環境負荷などの面から実用的とはいえない。したがって、ろ過フィルタの通水性を評価するための評価治具が必要となる。
図10(a)には、ろ過フィルタの通水性を評価するための評価治具60の構成を示す。評価治具60は、純水供給源67、フィルタホルダー62、1次側配管66a、2次側配管66b、手動バルブ63、流量計64、ブルドン管圧力計65を含む。
測定対象のろ過フィルターは、フィルターカートリッジが分解され、ろ材部分(エレメント)が取り出され、φ47mmの円形に切り出され、実験用のフィルター小片61とされた。このフィルター小片61をメルクミリポア(株)製In−Line Filter Holder,47mm(フィルタホルダー62と呼ぶ)にセットした。フィルタホルダー62の1次側62aは、純水供給源67に連通された。またフィルタホルダー62の2次側62bは、大気開放状態とした。純水供給源67は、大気圧より0.3MPa高い圧力で純水が供給される。なお、以下の圧力表示はすべて大気圧を基準(0MPa)として示す。
フィルタホルダー62の1次側62aの配管66aには流量調整用の手動バルブ63、流量測定用の流量計64、圧力測定用のブルドン管圧力計65を設置した。尚、フィルタホルダー62の2次側62bの配管66bの吐出口66bxは、2次側配管66b内が純水で満たされるようにするため、フィルタホルダー62よりも重力方向上側となるように配置されている。1次側配管66aは通常の水道用の塩ビ管やSUS配管を用い、2次側配管66bは軟質塩ビホースを用いた。
評価は以下の手順で行った。上記の評価治具60のフィルタホルダー62に、評価対象となるフィルタのエレメントから作成されたフィルター小片61を挟持させた。フィルター小片61は1次側配管66aと2次側配管66bとの間で液密に保持される。手動バルブ63を開いて、純水を流す。そして、流量Qを流量計64からまた、圧力ΔPをブルドン管圧力計65から読み取る。この評価治具60によるフィルター小片61の検査を「通水検査」と呼ぶ。
図10(b)に通水検査の結果として流量Qと圧力ΔPとの関係をプロットしたグラフを例示する。横軸は流量Qであり、縦軸は圧力ΔPである。新品フィルタのΔP−Qの関係がライン72で表されるとすると、使用後フィルタのΔP−Qの関係は、ライン70のようになる。したがって、洗浄後フィルタのΔP−Qの関係がライン72に近似すれば、フィルタを再生利用することができると言える。
より具体例を示すと、新品の状態のレジスト剥離液ろ過フィルタ(以後「新品フィルタ」と呼ぶ。)は、毎分600mlの純水を流すのに、0.005MPaの送圧である。一方、レジスト剥離液をろ過して交換された時の使用後フィルタでは、毎分500mlの純水を流すのに、0.058MPaの送圧が必要になる。すなわち、使用後のレジスト剥離液ろ過フィルタは、新品と比較して1桁送圧が高くなっている。
以下の要領で本発明に係る洗浄液の効果を確認した。本発明に係る洗浄液(6水準)と比較例の洗浄液(10水準)に対して、使用後フィルタを所定時間浸漬させ、エレメントの色の変化を目視で確認した。また、洗浄後に純水による通水性を通水検査で確認した。また、いくつかの洗浄後フィルタに関しては、フィルターカートリッジを分解し、襞状のエレメントを取り出し、目視、電子顕微鏡観察およびIR吸光度分析を行った。
実施例および比較例の洗浄液(以後「サンプル洗浄液」とも呼ぶ。)組成を表1に示す。また、各組成における使用後フィルタの洗浄可能性についての判定も記す。なお、判定は、実用上使用できると判断できる場合を「○」(丸)で表し、洗浄は可能であるが、実用上使用は困難と判断できる場合を「△」(三角)で表し、洗浄は可能とはいえない場合を「×」(バツ)で表した。なお、実用上使用できるとは、使用後フィルタから付着したレジストを、数時間で除去することができる場合をいう。
表1を参照して、実施例は、アンモニア水と過酸化水素水から調製した。25質量%のアンモニア水と、35質量%の過酸化水素水および純水を適量に混合することで、所定の組成比の洗浄液を作製した。例えば、実施例1の洗浄液では、アンモニア2.5質量%、過酸化水素17.5質量%の組成比とした。
一方、比較例を見ると、以下のようである。
比較例1の洗浄液は、8.8質量%の濃度の過酸化水素水である。
比較例2の洗浄液は、17.5質量%の濃度の過酸化水素水である。
比較例3の洗浄液は、35.0質量%の濃度の過酸化水素水である。
比較例4の洗浄液は、硫酸が5.0質量%であり、過酸化水素が17.5質量%の比率の混合液である。
比較例5の洗浄液は、68.0質量%の硫酸である。
比較例6の洗浄液は、96.0質量%の硫酸である。
比較例7の洗浄液は、99.8質量%のアセトンである。
比較例8の洗浄液は、2.5質量%のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)である。
比較例9の洗浄液は、25質量%のTMAHである。
比較例10の洗浄液は、モノエタノールアミン(MEA)である。
各サンプル洗浄液が4L入った容器を用意し、使用後フィルタをサンプル洗浄液に浸漬させた。
実施例1〜6のサンプル洗浄液では、3時間の浸漬後、純水ですすぎ、目視検査を行うと、全ての場合で、洗浄後フィルタは白色になった。これらの洗浄後フィルタを解体し、襞状のエレメントを詳細に観察したが、茶色に残っている部分はなかった。電子顕微鏡による観察でも、繊維間に異物の残留は認められなかった。
また、通水検査をおこなってみたが、新品フィルタと同じ通水圧であった。さらに、IR吸光度を調べてみたが、ノボラック樹脂や感光後の感光剤由来物質(インデンカルボン酸)の特性ピークは観測されなかった。なお、浸漬させてから40分ほど経過すると激しく発泡し、洗浄液の温度も60℃まで上昇していた。
比較例1乃至3は、濃度が異なる過酸化水素水である。これらのサンプル洗浄液中に浸漬させた使用後フィルタは、3時間では茶色の色が落ちることはなかった。そこで、継続して10日浸漬させておいた。10日の浸漬後、純水ですすぎを行い比較例1乃至3の洗浄後フィルタを得た。目視観察を行ったところ、薄く茶色は残っているものの、使用後フィルタと比較すると、かなり薄い茶色になっていた。薄さの程度は、過酸化水素の含有比率の高い比較例3が最も薄く、過酸化水素の含有比率の低い比較例1は比較例3と比べると、濃かった。
洗浄後フィルタを解体し、電子顕微鏡で観察したところ、比較例1の場合は、繊維の間に付着物が残っているのが確認された。比較例3は、わずかに付着物の存在を確認した程度であった。通水検査を行ってみると、使用後フィルタの場合と比較した結果、3分の1程度に送圧が低くなっていた。しかし、実施例のように、新品フィルタ程度に送圧が低下することはなかった。
比較例4は、硫酸と過酸化水素の混合液である。比較例4のサンプル洗浄液に浸漬させた使用後フィルタは、比較例1乃至3同様に3時間での浸漬では、茶色いエレメントに色の変化はなかった。そこで、比較例1乃至3同様に、10日間放置してみた。10日の浸漬後、すすぎを行い洗浄後フィルタを得た。比較例4の洗浄後フィルタは、使用後フィルタと比べると、エレメントの色は薄くなっていた。色の濃さは、比較例2と同じ程度と判断された。
比較例5および6は、濃硫酸である。比較例5および6のサンプル洗浄液に浸漬させた使用後フィルタのエレメントは、3時間では色の変化はなかった。そこで、10日間浸漬させておいた。しかし、10日間浸漬させた使用後フィルタのエレメントの色は、ほとんど変化なかった。比較例4の結果を考慮すると、硫酸は使用後フィルタの再生へほとんど寄与しないと考えられた。
比較例7は、単独のアセトンである。比較例1乃至6同様、3時間の浸漬では使用後フィルタのエレメントの色に変化はなかった。そこで10日の間、浸漬させておいた。しかし、エレメントの色に変化はなかった。
比較例8および9はTMAHである。TMAHは、エッチングの現像時に用いる薬品で、感光させたレジストを除去する際に使用する。しかし、TMAHに10日間浸漬させた場合でも、使用後フィルタのエレメントの色に変化はなかった。10日間の浸漬後、すすぎを行い、通水検査を行ったが、使用後フィルタと同じ送圧であった。
比較例10は、モノエタノールアミン(MEA)である。MEAも10日間浸漬させた後も、エレメントの色は変化しなかった。
以上のように、レジスト剥離液ろ過フィルタから付着物を除去し、新品同様に再生させるには、アンモニアと過酸化水素を含む洗浄液が有効であることがわかった。比較例1乃至3で示されたように、過酸化水素水であっても一定の効力はあると考えられるが、付着物の除去に10日もかかるのであれば、レジスト剥離液ろ過フィルタの交換サイクルに間に合わない場合もある。したがって、過酸化水素水単独では、有効であるとはいえない。
また、本発明に係るレジスト剥離液ろ過フィルタの洗浄液は、使用後フィルタを数時間浸漬させておくだけで、襞状に折りたたまれフィルターカートリッジに収納されたエレメントの最深部の付着物まで除去することができる。
本発明のレジスト剥離液ろ過フィルタの洗浄液、洗浄装置および洗浄方法は、ポジ型レジストを用いた場合のレジスト剥離液をろ過するフィルタの再生に好適に利用することができる。これは、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ELなどFPDの製造一般に好適に利用することができる。
1、2 レジスト剥離液ろ過フィルタ洗浄装置
8 洗浄籠
9 使用後フィルタ
10 洗浄槽
10e ドレイン
10ev ドレインバルブ
11a 第1の配管
11b 第2の配管
12 フィルターカートリッジ接続部
14 ポンプ
14i 入水口
14o 出水口
16 洗浄液供給手段
16a 供給配管
16b 開閉バルブ
17 純水供給手段
17a 供給配管
17b 開閉バルブ
18 シャワー手段
18a 供給配管
18b 開閉バルブ
18c 散水口
20 泡排出手段
22 排気手段
24 冷却手段
24i (冷却水の)供給口
24o (冷却水の)排出口
26 圧力センサ
27 液面センサ
28 温度センサ
30、32 制御器
40 洗浄槽
40e ドレイン
40ev ドレインバルブ
41 純水供給手段
41a 供給配管
41v 開閉バルブ
42 第1リンス槽
42e ドレイン
42ev ドレインバルブ
42ov オーバーフロー手段
43 曝気手段
43a 散気管
43b 空気配管
43v 開閉バルブ
44 第2リンス槽
44e ドレイン
44ev ドレインバルブ
44ov オーバーフロー手段
45 曝気手段
47 純水供給手段
50 移動装置
51 レール
52 巻き上げ滑車
53 チャック

Claims (10)

  1. 現像後のポジ型レジストを基板から剥離させるレジスト剥離液をろ過した被洗浄フィルターカートリッジをアンモニアと過酸化水素を混合した洗浄液に会合させる会合工程と、
    前記洗浄液を冷却する冷却工程と、
    前記洗浄液と前記被洗浄フィルターカートリッジを乖離させる乖離工程と、
    前記被洗浄フィルターカートリッジをリンス液で洗浄するリンス工程を有することを特徴とするレジスト剥離液ろ過フィルタ洗浄方法。
  2. 前記会合工程の後に前記洗浄液を攪拌する攪拌工程を有することを特徴とする請求項1に記載されたレジスト剥離液ろ過フィルタ洗浄方法。
  3. さらに、前記被洗浄フィルターカートリッジが前記洗浄液と会合している際に、前記洗浄液を前記被洗浄フィルターカートリッジに散布し、発泡する泡を消泡する消泡工程を有することを特徴とする請求項1または2の何れかの請求項に記載されたレジスト剥離液ろ過フィルタ洗浄方法。
  4. 前記リンス工程では、
    前記被洗浄フィルターカートリッジを前記リンス液中で曝気に曝す曝気工程を有することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1の請求項に記載されたレジスト剥離液ろ過フィルタ洗浄方法。
  5. 前記被洗浄フィルターカートリッジを洗浄液に会合させる工程は、
    前記被洗浄フィルターカートリッジに前記洗浄液を通過させ、
    前記洗浄液の送圧が所定の圧力以下になるまで継続することを特徴とする請求項1乃至4の何れか1の請求項に記載されたレジスト剥離液ろ過フィルタ洗浄方法。
  6. 前記アンモニアは、前記洗浄液全量に対して、2.5〜12.5質量%含有され、
    前記過酸化水素は、前記洗浄液全量に対して8.8〜17.5質量%含有されていることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1の請求項に記載されたレジスト剥離液ろ過フィルタの洗浄液。
  7. 洗浄槽と
    記洗浄槽内に配置されたフィルターカートリッジ接続部と、
    前記フィルターカートリッジ接続部に接続された、現像後のポジ型レジストを基板から剥離させるレジスト剥離液をろ過した被洗浄フィルターカートリッジと、アンモニアと過酸化水素を混合した洗浄液を会合させるために、前記洗浄槽内に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
    前記フィルターカートリッジ接続部に連結された第1の配管と、
    出水口が前記第1の配管に連結され、入水口には、前記洗浄槽内と連通する第2の配管が連結されたポンプと、
    前記洗浄槽内の洗浄液を冷却する冷却手段と、
    前記洗浄槽に設けられた排気手段を有することを特徴とするレジスト剥離液ろ過フィルタ洗浄装置。
  8. 前記第1の配管に圧力センサが設けられたことを特徴とする請求項に記載されたレジスト剥離液ろ過フィルタ洗浄装置。
  9. 洗浄槽と、
    現像後のポジ型レジストを基板から剥離させるレジスト剥離液をろ過した被洗浄フィルターカートリッジが入れられ、前記洗浄槽内に配置される洗浄籠と、
    前記被洗浄フィルターカートリッジと、アンモニアと過酸化水素を混合した洗浄液を会合させるために、前記洗浄槽内に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
    前記洗浄槽内と連通した第1の配管と、
    出水口が前記第1の配管に連結され、入水口には、前記洗浄槽内と連通する第2の配管が連結されたポンプと、
    前記洗浄槽内の洗浄液を冷却する冷却手段と、
    前記洗浄槽に設けられた排気手段を有することを特徴とするレジスト剥離液ろ過フィルタ洗浄装置。
  10. 前記洗浄槽の上部から洗浄液を散水させるシャワー手段と、
    前記洗浄槽に設けられた泡オーバーフロー排出手段を有することを特徴とする請求項乃至の何れか1の請求項に記載されたレジスト剥離液ろ過フィルタ洗浄装置。
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