KR102379619B1 - 분석용 샘플의 회수 방법 및 그 이용 - Google Patents
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Abstract
유기막에 포함되는 성분을 고감도로 정량하기 위한 분석용 샘플을 얻을 수 있는 분석용 샘플의 회수 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 분석용 샘플의 회수 방법은, 기재상의 유기막에 포함되는 성분을 분석하기 위한 분석용 샘플의 회수 방법으로서, 상기 유기막과 증기를 접촉시키는 증기 접촉 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 분석용 샘플의 회수 방법, 분석 방법, 품질 관리 방법, 제조 방법 및 장치에 관한 것이다.
현재, 모든 분야에서 물품의 표면에 막을 형성하는 기술이 이용되고 있다. 이와 같은 막은 예를 들면, 착색, 광택, 녹 방지, 오염 방지, 변색 방지, 절연, 도전성 부여 등 여러 가지 목적으로 형성된다. 예를 들면 전자 장치, 광학 장치, 바이오 장치, 자기 장치 등의 분야에서는 특정 기능을 갖는 막을 형성하는 것이 행해지고 있다. 또한, 이에 수반해, 물품의 성능, 품질 등을 평가하기 위해, 막에 포함되는 성분의 분석이 중요해지고 있다.
예를 들면, 많은 유기 전자 장치(Organic Electronics Device)에 있어서 유기물을 포함하는 박막(유기 박막)이 사용되고 있다. 이와 같은 유기 전자 장치의 성능, 품질 등을 평가하기 위해서는, 그 장치상에 형성된 유기 박막의 성분을 분석하는 것이 필요하다. 예를 들면, 유기 박막의 재료가 되는 유기 화합물은 장치 특성에 영향을 미치지 않는, 불순물이 적은 고순도품이 요구된다. 이 때문에, 당해 유기 화합물에 대한 각종 정제 방법 및 분석 방법이 개발되고 있다. 또한, 재료가 되는 유기 화합물과 마찬가지로, 유기 박막중의 불순물도 또한 장치 특성에 영향을 미칠 것으로 생각된다. 유기 박막에는, 재료 유래의 오염 외에, 성막 공정 유래의 오염(예를 들면, 장치나 조작에 유래하는 오염) 등에 의해 다종의 불순물이 혼입될 우려가 있다. 고품질의 유기 박막을 제작하려면 이들 불순물의 미량역에서의 평가가 필요하게 된다.
유기 박막에 포함되는 성분을 분석하는 방법으로서 예를 들면, (1) 기판상의 유기 박막에 이온 또는 X선 등을 조사해, 당해 유기 박막중의 불순물을 직접 측정하는 방법(XPS, XRD, TXRF, TOF-SIMS, SIMS, GD-OES 등), (2) 유기 박막이 형성된 기판을 유기 용매에 침지해, 유기 박막을 유기 용매에 용해한 후, 용해액을 처리해 측정하는 방법(ICP-MS, IC, LC, GC 등), (3) 기판상의 유기 박막을 고온에서 처리한 후에 측정하는 방법(ICP-MS, GC 등)을 들 수 있다. 예를 들면, (1)의 방법은 비특허 문헌 1 내지 4에 기재되어 있다.
그런데, 기판 표면의 유기 박막을 박리하는 방법으로, 특허 문헌 1에는 수증기를 포함하는 라디칼 원료 가스에 전계를 인가해 수산기 라디칼을 포함하는 가스를 생성하고, 이 수산기 라디칼을 포함하는 가스를 가열된 기판 표면에 공급함으로써, 기판 표면의 유기 박막 및 오염 물질을 박리 세정하는 박리 세정 방법이 기재되어 있다. 또한, 특허 문헌 2에는, 레지스트 등의 유기막의 박리 전 처리로서 유기막에 약액의 증기 가스를 노출시키는 박리 방법이 기재되어 있다.
비특허 문헌 1: 와카마츠 히데아키, 이토 히로토, 마츠다 아츠코, '기능성 박막 해석 기술', KONICAMINOLTA TECHNOLOGY REPORT VOL. 7, p. 14-19(2010)
비특허 문헌 2: 사이고 마리, 이나바 카즈히코, 'X선을 이용한 유기 박막의 분석', 화학공업, 2012년 11월호, p. 869-877
비특허 문헌 3: 세키 세츠코, 'SIMS에 의한 유기 박막의 측정', 표면, Vol. 28, No. 7, p. 508-519(1990)
비특허 문헌 4: 히라노 아키히로, 후지모토 아키라, '고주파 글로 방전 발광 분석에서의 최신 어플리케이션', Readout, No. 41, p. 27-33(2013)
그러나, 전술과 같은 종래 기술은, 유기 박막 등의 유기막에 포함되는 성분을 고감도로 정량하기 위한 분석용 샘플을 얻을 수 없다는 문제점을 갖고 있다.
예를 들면, 상기 (1)의 방법은 조사한 이온 또는 X선이 기판에 도달했을 경우, 기판 유래의 불순물에 의해 측정 감도가 저하한다. 또한, (1)의 방법은 유기 박막 표면만의 반정량(半定量) 분석법으로, 유기 박막 전체를 분석할 수 없다.
상기 (2)의 방법은 유기 박막을 기판마다 유기 용매에 침지하기 때문에, 기판 및 유기 용매 유래의 오염에 의해 고감도에서의 평가가 곤란하다. 또한, 고온 처리한 경우에는, 기구나 환경으로부터의 오염, 목적 성분의 휘발 등에 의해 고감도 및 고회수율에서의 평가가 곤란하다. 게다가, 번잡한 조작에 의한 조작중의 오염도 생길 수 있다.
상기 (3)의 방법도 마찬가지로, 기판 유래의 오염, 고온 처리중의 기구나 환경으로부터의 오염, 목적 성분의 휘발 등에 의해 고감도 및 고회수율에서의 평가가 곤란하다. 따라서, 상기 (1) 내지 (3)의 방법은 각각 문제를 갖고 있다.
한편, 특허 문헌 1에 기재된 박리 세정 방법의 기술 분야는, 레지스트 박막을 대상으로 한 박리 세정 방법으로서, 유기 박막은 기판으로부터 박리됨과 동시에 분해 및 제거되어 버린다. 또한, 특허 문헌 2에 기재된 박리 방법은, 레지스트 등의 유기막의 변형 또는 변질화를 일으키게 한 후에 박리 처리하는 것이다. 즉, 특허 문헌 2에 기재된 박리 방법도 특허 문헌 1에 기재된 박리 세정 방법과 마찬가지로, 유기막을 제거하는 것을 목적으로 하는 것이다. 따라서, 특허 문헌 1 및 2에 기재된 기술에 의하면 고감도의 분석용 샘플을 회수할 수 없다.
본 발명은 상기 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 유기 박막 등의 유기막에 포함되는 성분을 고감도로 정량하기 위한 분석용 샘플을 얻을 수 있는 분석용 샘플의 회수 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토한 결과, 증기를 이용해 유기막을 기재로부터 선택적으로 박리 또는 용해함으로써, 유기막의 성분을 고감도 분석 방법에 사용할 수 있는 분석용 샘플로서 고회수율로 회수할 수 있다는 것을 알아냈다.
즉, 본 발명에 따른 분석용 샘플의 회수 방법은, 상기 과제를 해결하기 위해, 기재상의 유기막에 포함되는 성분을 분석하기 위한 분석용 샘플의 회수 방법으로서, 상기 유기막과 증기를 접촉시키는 증기 접촉 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 분석용 샘플의 회수 방법에서, 상기 유기막은 유기 전자 분야에서 사용되는 물품에 구비된 것이라도 된다.
본 발명에 따른 분석용 샘플의 회수 방법에서, 상기 증기는 물, 산, 알칼리 혹은 유기 용매, 또는 이들의 혼합물이 기화된 것이라도 된다.
본 발명에 따른 분석용 샘플의 회수 방법에서는, 상기 증기 접촉 공정에서 상기 증기를 상기 유기막의 일부 영역에만 접촉시켜도 된다.
본 발명에 따른 분석용 샘플의 회수 방법에서는, 상기 유기막의 두께 방향의 일부 영역만을 회수해도 된다.
본 발명에 따른 분석용 샘플의 회수 방법에서, 상기 증기 접촉 공정은 밀폐 용기 내에서 행해져도 된다.
본 발명에 따른 분석 방법은, 본 발명에 따른 분석용 샘플의 회수 방법에 따라 회수된 막에 포함되는 성분을 검출하는 검출 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 품질 관리 방법은, 유기막을 구비하는 물품의 품질 관리 방법으로서, 본 발명에 따른 분석 방법에 따라 검출된 상기 유기막에 포함되는 성분의 양이 미리 설정된 기준량 이하인지 여부 또는 미리 설정된 기준량 이상인지 여부를 판정하는 판정 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 제조 방법은, 유기막을 구비하는 물품의 제조 방법으로서, 본 발명에 따른 품질 관리 방법에 따라 상기 물품의 품질을 관리하는 품질 관리 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 품질 관리 방법은, 유기막을 구비하는 물품을 제조하는 제조 장치의 품질 관리 방법으로서, 본 발명에 따른 분석 방법에 따라 검출된 상기 유기막에 포함되는 성분의 양이 미리 설정된 기준량 이하인지 여부 또는 미리 설정된 기준량 이상인지 여부를 판정하는 판정 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 장치는, 본 발명에 따른 분석용 샘플의 회수 방법을 실시하기 위한 장치로서, 증기를 발생시키는 증기 발생부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 장치는, 밀폐 용기를 구비하고, 상기 증기 발생부가 상기 밀폐 용기에 수용되어 있어도 된다.
본 발명에 따른 장치에서는, 상기 밀폐 용기가 분석 용기를 겸해도 된다.
본 발명에 따른 분석용 샘플의 회수 방법은, 기재상의 유기막에 포함되는 성분을 분석하기 위한 분석용 샘플의 회수 방법으로서, 상기 유기막과 증기를 접촉시키는 증기 접촉 공정을 포함하는 구성이다.
그러므로, 본 발명에 따른 분석용 샘플의 회수 방법은, 유기막에 포함되는 성분을 고감도로 정량하기 위한 분석용 샘플을 얻을 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 형태의 일례에 대해 상세하게 설명한다. 하지만, 본 발명이 이것들로 한정되는 것은 아니다. 한편, 본 명세서에서 특별히 언급하지 않는 한, 수치 범위를 나타내는 'A 내지 B'는 'A 이상, B 이하'를 의미한다.
[1. 분석용 샘플의 회수 방법]
본 발명에 따른 분석용 샘플의 회수 방법(이하, '본 발명의 회수 방법'이라고도 한다)은, 기재상의 유기막에 포함되는 성분을 분석하기 위한 분석용 샘플의 회수 방법으로서, 상기 유기막과 증기를 접촉시키는 증기 접촉 공정을 포함한다.
＜분석용 샘플＞
우선, 본 발명의 회수 방법에서, 회수의 대상이 되는 분석용 샘플에 대해 설명한다.
본 명세서에서, 분석용 샘플은 유기물의 분석 방법에서 분석의 대상이 되는 것이다. 구체적으로, 분석용 샘플은 기재상에 형성된 유기막에 유래하는 성분을 포함하고 있다. 분석용 샘플은 상기 유기막에 포함된 성분을 검출하기 위한 분석 방법에 사용된다.
상기 유기막은 유기물을 포함하는 막이다. 본 명세서에서는, 특히, 당해 유기물을 포함하는 박막을 유기 박막이라고 칭한다. 상기 유기막은 유기물로 이루어지는 막이라도 되고, 유기물과 무기물로 이루어지는 막이라도 된다.
상기 유기물은 단일 유기물이라도 되고, 상이한 2종 이상의 유기물의 혼합물이라도 된다. 또한, 상기 무기물은 단일 무기물이라도 되고, 상이한 2종 이상의 무기물의 혼합물이라도 된다. 상기 유기막은 1층의 막이라도 되고, 2층 이상의 막으로 이루어지는 다층막이라도 된다.
또한, 상기 유기물로 이루어지는 막은, 상이한 유기물로 이루어지는 막이 2층 이상 형성된 다층막이라도 된다. 즉, 예를 들면, 상기 유기물로 이루어지는 막은, 단일 유기물 A로 이루어지는 막 위에, 유기물 A와는 다른 단일 유기물 B로 이루어지는 막이 형성된 다층막이라도 된다.
또한, 상기 유기물로 이루어지는 막은, 상이한 2종 이상의 유기물의 혼합물로 이루어지는 막이 2층 이상 형성된 다층막이라도 된다. 또한, 유기물로 이루어지는 막은, 단일 유기물로 이루어지는 막과, 상이한 2종 이상의 유기물의 혼합물로 이루어지는 막이 중첩된 다층막이라도 된다.
또한, 상기 유기물과 무기물로 이루어진 막은, 유기물과 무기물의 혼합물로 이루어지는 막이라도 된다. 또한, 상기 유기물과 무기물로 이루어진 막은, 유기물로 이루어진 막과 무기물로 이루어진 막이 중첩된 다층막이라도 된다. 물론, 상기 유기물과 무기물로 이루어진 막은, 유기물과 무기물의 혼합물로 이루어진 막이 2층 이상 중첩된 다층막이라도 된다. 또한, 유기물로 이루어진 막, 무기물로 이루어진 막, 유기물과 무기물의 혼합물로 이루어진 막 중 적어도 상이한 2개 이상의 막이 중첩된 다층막이라도 된다.
상기 유기막으로는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 모든 분야에서 착색, 광택, 녹 방지, 오염 방지, 변색 방지, 절연, 도전성 부여 등의 여러 가지 목적으로 기재상에 형성된 유기막이 포함된다. 그 예로는, 전자 장치, 광학 장치, 바이오 장치, 자기 장치 등의 분야에서 사용되는 재료로 형성되는 유기막을 들 수 있다. 또한, 보다 구체적으로는 예를 들면, 유기 전자 분야(유기 EL(Organic Electro-Luminescence), 유기 태양전지, 유기 트랜지스터 등)에서 사용되는 재료(유기 성분)로 형성되는 유기막을 들 수 있다. 환언하면, 상기 유기막은 유기 전자 분야에서 사용되는 물품에 구비된 것이라도 된다.
유기막의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 단시간에 회수할 수 있다는 관점에서, 예를 들면 500㎚ 이하인 것이 바람직하고, 200㎚ 이하인 것이 보다 바람직하고, 100㎚ 이하인 것이 특히 바람직하다. 예를 들면, 특히 두께가 500㎚ 이하인 경우에 유기 박막이라고 칭한다. 마찬가지로, 막의 크기는 특별히 한정되지 않지만, 단시간에 회수할 수 있다는 관점에서, 예를 들면 1㎝×1㎝ 내지 10㎝×10㎝인 것이 바람직하다. 한편, 500㎚를 넘는 두께 또는 10㎝×10㎝를 넘는 면적을 갖는 유기막이라도, 후술하는 증기 접촉 공정에서의 조건을 적절하게 설정함으로써(예를 들면, 장시간 증기를 접촉시킴으로써) 분석용 샘플을 회수하는 것이 가능하다.
또한, 유기막의 질량도 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 0.001㎎ 내지 500㎎이라도 되고, 0.001㎎ 내지 0.1㎎이라도 되고, 0.1㎎ 내지 10㎎이라도 되고, 10㎎ 내지 500㎎이라도 된다.
유기막에 포함되는 유기물은 특별히 한정되지 않는다. 유기 전자 분야에서 일반적으로 사용되는 유기물을 예로 들면, 방향족 탄화수소, 다환 방향족 탄화수소, 헤테로 방향족 탄화수소 혹은 헤테로 다환 방향족 탄화수소로부터 유도되는 화합물, 공유 결합을 통해 환끼리 연결된 화합물, 풀러렌(fullerene)을 골격에 포함하는 화합물, 포르피린(porphyrin) 및 프탈로시아닌(phthalocyanine)을 골격에 포함하는 화합물, 이들 구조를 포함하는 금속 착화합물, 그리고 이들의 구조를 포함하는 올리고머 및 폴리머 등을 들 수 있다.
상기 유기물은 방향환을 갖는 화합물이 많기 때문에 일반적으로는 난분해성이지만, 본 발명의 회수 방법을 이용하면 기재로부터 용이하게 회수할 수 있다.
상기 유기막이 형성된 기재의 재질도 특별히 한정되는 것은 아니며, 무기물이라도 되고, 유기물이라도 되고, 유기물과 무기물의 혼합물이라도 된다. 예를 들면, 무기물로는 실리콘, 유리 등을 들 수 있고, 유기물로는 합성수지 등을 들 수 있다. 기재의 재질은 예를 들면, 유기 전자 분야에서 일반적으로 사용되는 재질이면 된다.
또한, 기재의 형상도 특별히 한정되는 것이 아니라, 평면을 포함해도 되고, 곡면을 포함해도 된다. 기재는 예를 들면, 평면으로 이루어지는 입체라도 되고, 곡면으로 이루어지는 구체라도 되고, 평면과 곡면이 혼재하는 입체라도 된다. 또한, 기재는 유연성이 있어 평면과 곡면이 자유롭게 변화할 수 있는 기재라도 된다. 기재는 예를 들면, 유기 전자 분야에서 일반적으로 사용되는 기판이라도 된다.
또한, 성막 방법은 특별히 한정되지 않으며, 액상 성막법이라도 되고, 기상 성막법이라도 된다. 액상 성막법의 예로는 도금, 도포, 졸겔(sol-gel), 스핀 코트를 들 수 있다. 기상 성막법의 예로는 진공 증착, 스퍼터링, 레이저 어블레이션(Laser Ablation), 이온 플레이팅, 플라즈마 화학 기상 성장, 열화학 기상 성장, 유기 금속 화학 기상 성장, 광화학 기상 성장을 들 수 있다. 또한, 성막 방법은 예를 들면, 다이코트법, 잉크젯법, 딥 코트법, 드롭 캐스트법이라도 된다.
분석 대상이 되는 성분은 유기막의 주성분인 유기물이라도 되고, 무기물이라도 된다. 또한, 분석 대상이 되는 성분은 유기막에 포함된 미량의 불순물이라도 된다. 분석 대상이 되는 성분은 의도적으로 첨가한 성분이라도 되고, 의도하지 않고 제조 공정 등에서 혼입된 성분이라도 된다. 분석 대상이 되는 성분은 본래 유기막에 포함되지 않는 것이 바람직한 성분이라도 된다. 분석 대상이 되는 성분은, 유기막 중에서 존재하는 경우와 같은 형태로 회수되어도 되고, 분해물, 열화물, 반응물 등의 형태로 회수되어도 된다.
본 발명에서, 주성분이 되는 유기물 외에 분석 대상이 되는 성분으로는 예를 들면, [알칼리 금속 원소] Li, Na, K, Rb, Cs; [알칼리토류 금속 원소] Be, Mg, Ca, Sr, Ba; [란타넘족 원소] La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu; [악티늄족 원소] Th, U; [천이 금속 원소] Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au; [붕소족 원소] B, Al, Ga, In, Tl; [탄소족 원소] Si, Ge, Sn, Pb; [닉토겐 원소] P, As, Sb, Bi; [칼코겐 원소] S, Se, Te; [할로겐 원소] F, Cl, Br, I; 중 적어도 1개를 포함해도 된다. 상기 성분은 유기 형태라도 되고, 이온 형태라도 된다.
＜증기 접촉 공정＞
본 발명의 회수 방법은 증기 접촉 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다. 증기 접촉 공정에서는 전술한 유기막과 증기를 접촉시킨다. 유기막에 증기를 접촉시킴으로써 상기 유기막을 구성하는 분자끼리의 결합 및/또는 상기 유기막과 상기 기재 표면과의 결합을 약하게 할 수 있다. 이에 따라, 기재로부터 유기막이 박리되거나 또는 유기막이 용해된다. 이 때문에, 기재 그 자체를 분해하지 않고, 유기막에 유래하는 성분만을 선택적으로 분석용 샘플로서 회수할 수 있다. 따라서, 기재에 포함되는 불순물의 용출을 최소한으로 억제할 수 있다. 또한, 유기막에 포함된 성분을 고회수율로 회수할 수 있다. 그리고, 회수한 유기막을, 유기물을 분석하는 각종 고감도 분석 방법에 의해 분석함으로써, 유기막에 포함된 성분을 고감도로 분석해 평가할 수 있다.
상기 증기는 용매가 기화된 것이다. 당해 용매는 물, 산, 알칼리 또는 유기 용매라도 되고, 이들의 혼합물이라도 된다. 또한, 용매는 유기막이 용해되는 용매라도 되고, 유기막이 박리되지만 용해되지는 않는 용매라도 된다. 또한, 유기막에 포함된 성분의 성질을 변화시키지 않고 회수한다는 관점에서, 상기 용매는 유기막을 분해하지 않는 용매인 것이 바람직하다. 또한, 기재에 포함되는 불순물의 용출을 방지한다는 관점에서, 상기 용매로는 기재를 용해 또는 분해하지 않는 용매가 선택되는 것이 바람직하다.
유기 용매로는 예를 들면, 아세토니트릴, 클로로포름, 디클로로메탄, 테트라히드로푸란, 헥산, 톨루엔, 메탄올을 들 수 있다. 또한, 분석 대상이 되는 성분을 수용성 이온으로서 평가할 수 있다는 관점에서는 용매가 물인 것이 바람직하다.
산으로는 예를 들면, 불화수소산, 질산, 염산, 황산, 인산, 과산화수소수 및 과염소산을 들 수 있다. 산은 수용액이라도 되고, 2종 이상의 산의 혼합액이라도 된다. 용액 중의 산의 농도는 높은 것이 바람직하고, 예를 들면 20% 이상이 바람직하고, 50% 이상이 보다 바람직하고, 60% 이상이 특히 바람직하다.
알칼리로는 예를 들면, 암모니아, 수산화나트륨, 수산화칼슘, 수산화 테트라메틸암모늄을 들 수 있다. 알칼리는 수용액이라도 되고, 2종 이상의 알칼리의 혼합액이라도 된다. 용액 중의 알칼리의 농도는 높은 것이 바람직하고, 예를 들면 20% 이상이 바람직하고, 50% 이상이 보다 바람직하고, 60% 이상이 특히 바람직하다.
용매의 양은 용기의 크기나 유기막의 양에 따라 적절하게 설정하면 된다. 본 발명에 의하면, 유기막 재료의 용해도와 상관없이 분석용 샘플을 회수할 수 있다. 따라서, 유기막을 액체의 용매에 침지 및 용해시키는 방법에 비해 소량의 용매로 분석용 샘플을 회수할 수 있으므로, 용매 유래의 오염을 저감시킬 수 있다.
증기 접촉 공정에서는 상기 용매가 기화된 증기를 유기막과 접촉시킨다. 본 발명의 회수 방법은, 상기 용매를 기화시켜 증기를 발생시키는 증기 발생 공정을 포함해도 된다. 증기를 발생시키는 방법은 용매가 기화되는 방법이면 되며, 구체적으로는 가열하는 방법, 감압하는 방법, 초음파 진동시키는 방법 등을 들 수 있다. 또한, 이들 방법을 적절하게 조합할 수도 있다.
가열하는 방법에서는 용매를 비등시켜도 되고, 유기막을 박리 또는 용해시키기 위해 충분한 증기가 발생한다면, 비등시키지 않아도 된다. 따라서, 용매의 비점까지 가열해도 되고, 비점 미만의 온도까지 가열해도 된다. 바람직하게, 증기는 포화 증기이다. 가열 온도는 용매의 종류 등에 따라 적절하게 결정될 수 있지만, 충분히 증기를 발생시킨다는 관점에서는 용매의 비점에 가까운 온도인 것이 바람직하고, 용매의 비점인 것이 보다 바람직하다. 예를 들면, 용매가 물인 경우, 1기압하에서의 가열 온도는 80℃ 내지 100℃인 것이 바람직하고, 90℃ 내지 100℃인 것이 보다 바람직하고, 100℃인 것이 특히 바람직하다. 본 발명에 의하면, 유기막을 고온으로 산화 분해하는 방법에 비해, 저온에서 처리하는 것이 가능하다. 또한, 가열 시간은, 예를 들면 용매가 물인 경우는 5분 내지 120분인 것이 바람직하고, 10분 내지 30분인 것이 보다 바람직하다. 예를 들면, 용매가 아세토니트릴, 클로로포름, 디클로로메탄, 테트라히드로푸란, 헥산, 메탄올 등의 저비점 용매인 경우는, 3분 내지 60분인 것이 바람직하고, 5분 내지 20분인 것이 보다 바람직하다. 예를 들면, 용매가 톨루엔, 질산, 불화수소산, 질산, 염산, 과산화수소수, 과염소산, 수산화나트륨 수용액, 수산화칼륨 수용액, 수산화테트라메틸암모늄 수용액 등의 중비점 용매인 경우는 5분 내지 120분인 것이 바람직하고, 10분 내지 30분인 것이 보다 바람직하다. 예를 들면 용매가 황산, 인산 등의 고비점 용매인 경우는, 10분 내지 120분인 것이 바람직하고, 20분 내지 60분인 것이 보다 바람직하다. 이 가열 시간이라면, 충분히 증기를 발생시킨다는 관점에서 바람직하다.
감압하는 방법에서는, 증기가 발생하는 압력까지 감압하면 된다.
유기막은 막의 형상을 유지한 채로 기재로부터 박리되어 회수되어도 되고, 일부 또는 전부가 용해된 상태로 회수되어도 된다. 예를 들면, 증기가 유기막에 침투하고 유기막과 기재의 계면에 도달하여, 유기막과 기재의 결합을 약하게 함으로써 유기막이 박리되어도 된다. 또한, 유기막의 표면이 서서히 용해되어도 된다. 유기막이 복수의 층으로 구성되어 있는 경우, 한 층씩 박리되어 회수되어도 된다.
용해된 유기막은 용매와 함께 회수되어도 된다. 박리된 유기막은 용매와 함께 회수되거나 혹은 용매와 분리해, 구체적으로는 기판상에 잔류하는 막 형상의 유기물로서 회수되어도 된다. 따라서, 용매는 유기막 회수액으로서의 기능을 겸해도 된다. 본 발명의 회수 방법은, 유기막에 유래하는 성분을 분석용 샘플로서 회수하는 회수 공정을 포함하고 있다고도 할 수 있다.
또한, 용매의 종류를 변경함으로써, 분석 대상이 되는 성분으로서 포함되는 휘발성 원소의 회수나, 당해 성분의 형태별(고체, 액체, 기체) 회수가 가능하다. 또한, 분석 대상이 되는 성분으로서 포함되는 원소를 이온 형태로 회수할 수도 있다. 또한, 용매의 종류를 선택함으로써 조작 중의 블랭크를 저감할 수 있다.
증기를 접촉시키는 시간은 용매의 종류나 증기압, 유기막의 크기 등에 따라 적절하게 설정하면 된다. 유기막을 충분히 박리 또는 용해시킨다는 관점에서는, 예를 들면 증기를 접촉시키는 시간은 30분 내지 60분인 것이 바람직하고, 60분 내지 180분인 것이 보다 바람직하고, 180분 내지 480분인 것이 특히 바람직하다.
본 발명의 회수 방법에서는, 유기막과 증기를 접촉시킴과 동시에 유기막 및/또는 유기막이 형성되어 있는 기재를 가열 또는 냉각해도 된다.
또한, 증기를 발생시킬 때의 온도나 시간 등의 조건을 변경함으로써, 예를 들면 유기막의 박리 강도를 변화시킬 수 있다. 이 때문에, 유기막에 포함된 성분의, 깊이 방향(유기막의 두께 방향) 평가에의 적용 가능성을 갖게 된다. 따라서, 박리 강도를 조절함으로써 유기막의 두께 방향의 일부 영역만을 회수해도 된다. 이에 따라, 유기막 두께 방향의 임의의 영역을 선택적으로 회수할 수 있다. 따라서, 유기막의 두께 방향에서 단계적으로 분석할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 유기막의 표면에 존재하는 성분의 함유량 및 기재와 유기막의 계면에 가까운 영역에 존재하는 성분의 함유량을 구별해 분석할 수 있다.
그러므로, 전술한 유기막의 표면에 존재하는 성분 및 기재와 유기막의 계면에 가까운 영역에 존재하는 성분도, 본 발명에 의한 회수 대상 및/또는 분석 대상이 되는 성분(환언하면, 유기막에 포함되는 성분)에 포함된다. 한편, 본 명세서에서, 유기막의 표면에 존재하는 성분이란, 유기막의 내부이면서 유기막의 표면에 가까운 영역에 존재하는 성분 및 유기막의 표면에 부착되어 있는 성분을 의미한다. 유기막의 내부이면서 유기막의 표면에 가까운 영역이란, 예를 들면, 유기막의 표면으로부터 내부를 향해 두께 방향으로 10㎚ 이내의 영역이라도 되고, 두께 방향으로 1㎚ 이내의 영역이라도 되고, 두께 방향으로 0.1㎚ 이내의 영역이라도 된다.
증기를 접촉시키는 방향도 특별히 한정되지 않는다. 유기막이 형성된 기재를 용기 내에 배치하고, 당해 용기 내에서 증기를 발생시킴으로써 용기 내를 증기로 채워, 유기막과 증기를 접촉시켜도 된다. 또한, 증기를 포함하는 가스를 분사하여 원하는 방향으로부터 증기를 접촉시켜도 된다.
상기 증기 접촉 공정은 밀폐 용기 내에서 행해지는 것이 바람직하다. 이 경우, 분석의 대상이 되는 성분이 휘발성을 갖는 경우에도 회수의 손실을 줄일 수 있다. 밀폐 용기는 용기의 바깥 환경으로 분석 대상 성분이 휘발하는 것을 막을 수 있는 용기라면 특별히 한정되지 않는다. 개구부를 갖는 용기를 이용해, 기재상의 유기막이 형성되어 있는 면에 의해 개구부를 막아 밀폐 용기로 해도 된다. 또한, 밀폐 용기 내에서 상기 접촉 공정을 실시하는 경우, 조작 환경 유래의 오염을 방지할 수도 있다.
용기 내에서 증기를 발생시키는 방법의 일례를 이하에 설명한다. 우선, 회수 대상이 되는 유기막의 재질에 대응하는 용매를 용기에 넣는다. 용매를 넣는 용기는 당해 용매에 대한 내성을 갖는(용매에 의해 용해되지 않는) 재질로 형성되면 된다. 구체적으로, 불소 수지, 석영 등으로 형성된 용기가, 회수된 분석용 샘플을 오염시키지 않아 바람직하다. 불소 수지로는, 예를 들면 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 테트라플루오로에틸렌·퍼플루오로 알킬비닐에테르 공중합체(PFA), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE)을 들 수 있다.
다음으로, 용매를 넣은 용기에 유기막이 형성된 기재를 배치한다. 당해 기재는 유기막이 액체상의 용매(기화하기 전의 용매)와 접촉하지 않는 위치에 세팅되면 된다. 그리고, 용기를 가열하거나, 또는 용기 내에서 감압 혹은 초음파 진동시킴으로써 증기를 발생시켜, 유기막과 증기를 접촉시키면 된다.
예를 들면, 유기막이 형성된 면이 아래를 향하도록 기재를 배치하고, 아래쪽으로부터 증기를 접촉시켜도 된다. 또한, 유기막이 형성된 면이 위를 향하도록 기재를 배치하고, 위쪽으로부터 증기를 접촉시켜도 된다. 한편, 여기에서, '아래'란 중력 방향을 의도하고, '위'란 중력 방향의 반대 방향을 의도한다. 또한, 유기막이 형성된 면이 중력 방향과 수직인 방향을 향하도록 기재를 배치하고, 증기를 접촉시켜도 된다.
유기막이 형성된 면이 아래를 향하도록 기재를 배치하고 아래쪽으로부터 증기를 접촉시키는 경우, 유기막(또는 유기막의 용해물)을 자중(自重)에 의해 중력 방향으로 낙하시켜 회수할 수도 있다. 또한, 이 경우, 증기의 발생원이 되는 용매를 아래쪽에 배치해 두면, 용매 중에 박리된 유기막(또는 유기막의 용해물)을 낙하시켜 회수할 수 있다.
또한, 유기막에서의 증기를 접촉시키는 면적을 조정함으로써, 증기를 상기 유기막의 일부 영역에만 접촉시켜도 된다. 이에 따라, 유기막의 임의의 영역을 선택적으로 회수할 수 있다. 따라서, 유기막의 임의의 영역에 유래하는 성분을 선택적으로 분석할 수 있다. 예를 들면, 분석 대상이 되는 임의의 영역 이외의 영역을 마스킹한 후에 증기를 접촉시키는 것에 의해, 유기막에서의 증기를 접촉시키는 면적을 조정해도 된다.
본 발명에 따른 분석용 샘플의 회수 방법에 의하면, 증기를 이용하기 때문에 증기의 접촉 면적 및 접촉 강도를 조절함으로써 유기막 전체를 회수할 수도 있고, 유기막의 일부 영역을 회수할 수도 있다. 본 발명의 회수 방법에 의해 회수된 분석용 샘플은 유기막 전체를 평가할 수 있는 분석 방법에 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 회수 방법에 의하면, 예를 들면 기판마다 유기막을 고온에서 산화 분해하는 방법에 비해, 유기막 중의 임의의 영역을 선택적으로 회수하는 것이 용이하다.
[2. 분석 방법]
본 발명에 따른 분석 방법은, 본 발명에 따른 분석용 샘플의 회수 방법에 의해 회수된, 유기막에 포함되는 성분을 검출하는 검출 공정을 포함한다.
유기막을 박리 또는 용해함으로써 회수된 분석용 샘플에는, 분석의 대상이 되는 성분이 포함되어 있다. 상기 검출 공정에서의 성분을 검출하는 방법은, 회수된 유기막의 형태(막상 또는 액체상) 및 분석 대상으로 하는 성분의 종류에 따라 적절한 방법을 선택하면 된다.
예를 들면, 검출 공정에서 사용되는 방법으로는, 유도 결합 플라즈마 질량분석법(ICP-MS), 유도 결합 플라즈마 발광 분광 분석법(ICP-AES), 원자 흡광 분석법(AAS), 이온 크로마토그래피, 캐피러리 전기영동법, 액체 크로마토그래피, 가스 크로마토그래피를 들 수 있다. 이들 방법은, 예를 들면 직접 분석법(XPS, XRD, TXRF, TOF-SIMS, SIMS, GD-OES 등)에 비해 측정 감도가 양호하기 때문에 바람직하다.
또한, 분석하는 유기막에 실시하는 전 처리 방법도, 당해 유기막의 형태 및 분석 대상으로 하는 성분의 종류에 따라 적절한 방법을 선택하면 된다. 예를 들면, 산분해법, 연소법, 용매 용해법, 용매 추출법 등을 이용할 수 있고, 이들의 방법을 조합해도 된다.
본 발명에 따른 분석 방법에 의하면, 분석 대상이 되는 성분에 따라 적절한 방법을 적용할 수 있으므로, 유기물, 금속, 비금속, 할로겐 등, 여러 가지 성분을 대상으로 할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 기재의 재질 및 성막 방법도 특별히 제한되지 않기 때문에, 다종의 유기막을 대상 시료로 할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 분석용 샘플의 회수 방법은, 분석 대상이 되는 성분에 따라 용기나 조건을 선택함으로써 기재 및 용매에 유래하는 오염, 조작중의 오염 및 휘발에 의한 손실을 방지할 수 있다. 이 때문에, 본 발명에 따른 분석 방법은 유기막에 포함되는 성분을 고감도로 정량하는 것이 가능해진다. 또한, 본 발명에 따른 분석 방법에서는, 기지(旣知) 농도의 표준 시료의 조제가 용이하므로 분석의 정확도가 높다. 따라서, 본 발명은 특히 고순도품이 요구되는 전자 장치, 광학 장치 등의 분야(보다 구체적으로는 예를 들면 유기 전자 분야)에서 매우 적합하게 사용할 수 있다.
[3. 품질 관리 방법]
본 발명에 따른 품질 관리 방법은, 유기막을 구비하는 물품의 품질 관리 방법으로서, 본 발명에 따른 분석 방법에 의해 검출된 상기 유기막에 포함되는 성분의 양이 미리 설정된 기준량 이하인지 여부 또는 미리 설정된 기준량 이상인지 여부를 판정하는 판정 공정을 포함한다. 환언하면, 본 발명에 따른 품질 관리 방법은, 본 발명에 따른 분석용 샘플의 회수 방법에 따라 회수된, 유기막에 포함되는 성분을 검출하는 검출 공정과, 당해 검출 공정에서 검출된 상기 유기막에 포함되는 성분의 양이 미리 설정된 기준량 이하인지 여부 또는 미리 설정된 기준량 이상인지 여부를 판정하는 판정 공정을 포함한다. 당해 판정 공정은 검출된 성분의 양이 기준량보다 많은지 여부 또는 기준량 미만인지 여부를 판정하는 공정이라고도 할 수 있다.
유기막을 구비하는 물품으로는 특별히 한정되지 않고, 착색, 광택, 녹 방지, 오염 방지, 변색 방지, 절연, 도전성 부여 등의 여러 가지 목적으로 유기막이 형성된 물품이 포함된다. 그 예로는, 전자 장치, 광학 장치, 바이오 장치, 자기 장치 등의 분야에서 사용되는 부품 또는 당해 부품을 이용한 제품을 들 수 있다. 보다 구체적으로는 예를 들면, 유기 전자 분야에서 사용되는 부품 또는 당해 부품을 이용한 제품(유기 EL, 유기 태양전지, 유기 트랜지스터 등) 등을 들 수 있다.
미리 설정된 성분의 기준량은, 요구되는 물품의 품질에 따라 적절하게 결정되면 된다.
본 발명에 따른 품질 관리 방법에 의하면, 본 발명에 따른 분석 방법에 따라, 유기막에 포함되는 성분을 고회수율로, 또한 고감도로 검출할 수 있다. 따라서, 분석 결과에 기초해 물품의 품질을 판정해, 당해 물품의 품질을 일정하게 유지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 품질 관리 방법은, 유기막을 구비하는 물품을 제조하는 제조 장치의 품질 관리 방법으로서, 본 발명에 따른 분석 방법에 의해 검출된 상기 유기막에 포함되는 성분의 양이 미리 설정된 기준량 이하인지 여부 또는 미리 설정된 기준량 이상인지 여부를 판정하는 판정 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 품질 관리 방법이라도 된다. 또한, 당해 제조 장치의 품질 관리 방법은, 제조 장치에 의해 유기막을 구비하는 물품을 제조하는 공정을 포함해도 된다.
상기 구성에 의하면, 제조 장치에 의해 제조된 유기막에 포함되는 성분을 분석함으로써 일정한 품질의 물품을 제조하는 제조 장치가 되도록, 제조 장치의 품질을 관리할 수 있다.
[4. 제조 방법]
본 발명에 따른 제조 방법은, 유기막을 구비하는 물품의 제조 방법으로서, 본 발명에 따른 품질 관리 방법에 따라 상기 물품의 품질을 관리하는 품질 관리 공정을 포함한다. 환언하면, 본 발명에 따른 제조 방법은, 본 발명에 따른 분석용 샘플의 회수 방법에 따라 회수된, 유기막에 포함되는 성분을 검출하는 검출 공정과, 당해 검출 공정에서 검출된 상기 유기막에 포함되는 성분의 양이 미리 설정된 기준량 이하인지 여부 또는 미리 설정된 기준량 이상인지 여부를 판정하는 판정 공정과, 당해 판정 공정에서의 판정 결과에 기초해 상기 물품의 품질을 관리하는 품질 관리 공정을 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 제조 방법은, 유기막을 구비하는 물품을 제조하는 제조 공정을 포함한다고도 할 수 있다.
본 발명에 따른 제조 방법에 의하면, 본 발명에 따른 품질 관리 방법에 따라 물품의 품질을 정확하게 관리할 수 있기 때문에, 일정한 품질의 물품을 제조할 수 있다.
[5. 장치]
본 발명에 따른 장치는, 본 발명에 따른 분석용 샘플의 회수 방법을 실시하기 위한 장치로서, 증기를 발생시키는 증기 발생부를 구비한다. 그러므로, 증기 발생부에서 발생한 증기를 유기막에 접촉시킴으로써 상기 유기막을 구성하는 분자끼리의 결합 및/또는 상기 유기막과 기재 표면의 결합을 약하게 할 수 있다. 이 때문에, 기재 그 자체를 분해하지 않고, 유기막에 유래하는 성분만을 분석용 샘플로서 회수할 수 있다. 따라서, 기재에 유래하는 불순물의 용출을 최소한으로 억제할 수 있다. 또한, 유기막에 포함되어 있는 성분을 고회수율로 회수할 수 있다.
＜증기 발생부＞
본 발명에 따른 장치는, 증기를 발생시키는 증기 발생부를 구비한다. 증기 발생부의 구성은, 전술한 용매로부터 증기를 발생시키는 구성이라면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 증기 발생부는 용매를 수용하는 공간을 갖고 있어도 된다. 증기 발생부는 당해 공간에 대해 가열, 감압 또는 초음파 진동 등의 처리를 실시하는 것에 의해 용매로부터 증기를 발생시키는 구성을 더 구비해도 된다. 이에 따라, 기재상의 유기막에 대해 증기를 접촉시킬 수 있다. 예를 들면, 가열을 위한 구성으로서 히터, 핫 플레이트 등을 구비해도 된다. 또한, 감압을 위한 구성으로서 진공 펌프, 수류 펌프(aspirator) 등을 구비해도 된다. 또한, 초음파 진동을 위한 구성으로서 초음파 발생 장치 등을 구비해도 된다.
상기 증기 발생부는, 박리된 유기막(또는 유기막의 용해물)을 회수하는 회수부를 겸해도 된다. 즉, 상기 증기 발생부에서의 용매를 수용하는 공간이 회수부를 겸해도 된다. 상기 구성에 의하면, 증기의 발생원이 되는 용매를 회수액으로서 사용할 수 있다. 또는, 상기 증기 발생부와 상기 회수부는 별개로 마련되어도 된다. 상기 구성에 의하면, 용매 중의 불순물에 의한 오염을 더욱 저감시킬 수 있다.
본 발명에 따른 장치는 밀폐 용기를 구비해도 되고, 상기 증기 발생부가 상기 밀폐 용기에 수용되어 있어도 된다. 이에 따라, 밀폐 용기 내에서 효율적으로 유기막과 증기를 접촉시킬 수 있다. 또한, 외부 환경에 의한 유기막의 오염을 막을 수 있다. 또한, 유기막에 포함된 성분이 휘발성을 갖는 경우라도 회수의 손실을 줄일 수 있다.
밀폐 용기는 용매에 대한 내성을 갖는(용매에 의해 용해되지 않는) 재질로 형성되어 있으면 된다. 구체적으로, 불소 수지, 석영 등으로 형성된 용기라면, 회수된 분석용 샘플을 오염시키지 않아, 바람직하다. 불소 수지로는 예를 들면, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 테트라플루오로에틸렌·퍼플루오로 알킬비닐에테르 공중합체(PFA), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE)을 들 수 있다.
상기 밀폐 용기는 분석 용기를 겸해도 된다. 즉, 상기 밀폐 용기는 유도 결합 플라즈마 질량분석법(ICP-MS), 유도 결합 플라즈마 발광 분광 분석법(ICP-AES), 원자 흡광 분석법(AAS), 이온 크로마토그래피, 캐피러리 전기영동법, 액체 크로마토그래피, 또는 가스 크로마토그래피를 실시하기 위한 장치에 그대로 장전되어 사용되는 샘플 용기라도 되고, 산분해법, 연소법, 용매 용해법, 용매 추출법 등에 의해 전 처리를 행하기 위한 전 처리 용기라도 된다. 즉, 본 명세서에서의 분석 용기는 샘플 용기와 전 처리 용기를 겸하는 것이라도 된다. 이에 따라, 상기 밀폐 용기 내에 회수된 분석용 샘플을 여러 가지 분석 방법에 의해 분석할 수 있다.
본 발명에 따른 장치는, 유기막이 형성된 기재를 배치하는 기재 배치부를 구비해도 된다. 기재 배치부의 구성은 기재를 배치 가능한 구성이라면 특별히 한정되지 않는다. 기재 배치부는, 예를 들면 기재를 배치하는 것이 가능한 스테이지로서 구성되어도 된다. 기재 배치부는 기재를 지지할 수 있는 아암이나 클립과 같은 고정 부재를 구비해도 된다.
기재 배치부는 상기 밀폐 용기 내에 마련되어 있어도 된다. 또한, 밀폐 용기가 개구부를 구비하고, 상기 개구부가 기재 배치부를 겸해도 된다. 이 경우, 상기 개구부에 기재를 배치해 개구부를 막는 것에 의해 용기가 밀폐되어도 된다.
증기 발생부와 유기막의 위치 관계는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 막이 형성된 면이 아래를 향하도록 기재를 배치하고, 아래쪽으로부터 증기를 접촉시켜도 된다. 또한, 막이 형성된 면이 위를 향하도록 기재를 배치하고, 위쪽으로부터 증기를 접촉시켜도 된다. 또한, 막이 형성된 면이 중력 방향과 수직인 방향을 향하도록 기재를 배치하고, 증기를 접촉시켜도 된다.
막이 형성된 면이 아래를 향하도록 기재를 배치하고, 그 아래쪽에 회수부를 겸하는 증기 발생부를 마련해도 된다. 여기에서, 아래쪽으로부터 증기를 접촉시켰을 경우, 막(또는 막의 용해물)을 자중(自重)에 의해 중력 방향으로 낙하시킴으로써 회수부에 회수할 수도 있다.
본 발명은 전술한 각 실시 형태로 한정되는 것이 아니라, 청구항에 기재하는 범위에서 여러 가지 변경이 가능하고, 다른 실시 형태에 각각 개시된 기술적 수단을 적절하게 조합해 얻어지는 실시 형태에 대해서도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다. 또한, 각 실시 형태에 각각 개시된 기술적 수단을 조합함으로써 새로운 기술적 특징을 형성할 수 있다.
《실시예》
이하, 본 발명의 실시예를 설명하는데, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 한, 본 발명은 이들 실시예로 한정되는 것이 아니다.
[실시예 1]
유기막 재료로서 트리스(아세틸아세토나토)이리듐(Ⅲ)을 이용해, 드롭 캐스트법에 의해 기판상에 유기막을 형성했다. 기판으로는 60㎜×60㎜의 Si 웨이퍼를 이용했다. 유기막의 질량은 1㎎이었다.
증기원으로서 5㎖의 질산(68%)을 PTFE제의 용기에 첨가했다. 유기막이 형성된 면을 아래로 해, 기판을 상기 용기의 개구부 위에 배치했다. 핫 플레이트(설정 온도: 150℃)를 이용해 용기를 가열해, 발생한 증기를 30분간 유기막에 접촉시켰다.
상기 증기의 접촉에 의해 유기막이 박리되어, 상기 용기 내에 회수되었다. 회수된 유기막을 산분해한 후, ICP-MS(PerkinElmer 제품)에 의해 유기막 중의 이리듐의 회수량 및 회수율을 구했다. 상기 실험을 2회 반복하여 실시했다.
표 1에 이리듐의 이론량, 회수량, 회수율을 나타낸다. 한편, 이리듐의 이론량은 유기막의 질량(g)×유기막 재료 중의 이리듐의 농도(㎍/g)에 의해 산출했다. 표 1로부터, 본 발명에 따른 분석용 샘플의 회수 방법에 의하면 유기막의 성분을 고회수율로 회수할 수 있다는 것을 알 수 있었다.
[실시예 2]
트리스(아세틸아세토나토)이리듐(Ⅲ)에 대해 기지 농도의 각 원소 표준(SPEX 제품)을 50ng 첨가한 것 외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 유기막을 형성 및 회수했다.
회수된 유기막을 산분해한 후, ICP-MS(PerkinElmer 제품)에 의해 유기막 중의 각 원소의 회수율을 구했다.
표 2에 각 원소의 회수율을 나타낸다. 당해 회수율은, 원소 표준의 첨가량에 대한 당해 원소 표준에 대응하는 원소의 회수량의 비율을 나타낸다. 모든 원소를 79% 이상의 고회수율로 회수할 수 있었다.
[실시예 3]
유기막 재료로서 4,4'-비스(9H-카르바졸-9-일)비페닐을 이용해, 스핀 코트법에 의해 기판상에 유기막을 형성했다. 기판으로는 60㎜×60㎜의 Si 웨이퍼를 이용했다. 유기막의 두께는 40㎚였다.
증기원으로서 5㎖의 질산(68%)을 PTFE제의 용기에 첨가했다. 유기막이 형성된 면을 아래로 해, 기판을 상기 용기의 개구부 위에 배치했다. 핫 플레이트(설정 온도: 150℃)를 이용해 용기를 가열해, 발생한 증기를 45분간 유기막에 접촉시켰다.
상기 증기의 접촉에 의해 유기막의 두께 방향의 일부 영역이 박리되어, 상기 용기 내에 회수되었다. 각각 다른 용기를 이용해 상기 조작을 2회 반복하여, 유기막의 두께 방향의 일부 영역을 단계적으로 회수했다.
각각의 용기에 회수된 샘플을 산분해한 후, ICP-MS(PerkinElmer 제품)에 의해 유기막 중의 세슘의 회수량 및 회수율을 구했다.
표 3에 세슘의 이론량, 회수량, 회수율을 나타낸다. 한편, 세슘의 이론량은 유기막의 질량(g)×유기막 재료 중의 세슘의 농도(ng/g)에 의해 산출했다. 표 3으로부터, 유기막에 포함된 미량의 불순물을 고회수율로 회수할 수 있다는 것을 알 수 있었다. 또한, 유기막에 포함된 미량의 불순물을 단계적으로 회수할 수 있다는 것을 알 수 있었다.
[실시예 4]
유기막 재료로서 4,4'-비스(9H-카르바졸-9-일)비페닐을 이용해, 진공 증착법에 의해 기판상에 유기막을 형성했다. 기판으로는 60㎜×60㎜의 Si 웨이퍼를 이용했다. 유기막의 두께는 200㎚였다.
증기원으로서 5㎖의 질산(68%)을 PFA제의 용기에 첨가했다. 유기막이 형성된 면을 아래로 해, 기판을 상기 용기의 개구부 위에 배치했다. 핫 플레이트(설정 온도: 150℃)를 이용해 용기를 가열해, 발생한 증기를 45분간 유기막에 접촉시켰다.
상기 증기의 접촉에 의해 유기막이 박리되어, 상기 용기 내에 회수되었다. 용기에 회수된 샘플을 산분해한 후, ICP-MS(PerkinElmer 제품)에 의해 유기막 중의 불순물을 정량했다.
표 4에 불순물로서 검출된 각 원소의 검출량을 나타낸다. 한편, '＜1'은 검출량이 정량 하한 미만인 것을 나타낸다. 표 4로부터, 유기막에 포함된 미량의 불순물을 고감도로 정량할 수 있다는 것을 알 수 있었다.
[실시예 5]
유기 재료로서 N,N'-디페닐-N,N'-디(m-톨릴)벤지딘을 이용해, 스핀 코트법에 의해 기판상에 유기막을 형성했다. 기판으로는 4 인치φ의 Si 웨이퍼를 이용했다. 한편, 유기막을 형성할 때, 기지의 양의 인산트리페닐을 첨가했다.
증기원으로서 1㎖의 질산(68%)과 1㎖의 물을 PFA제의 용기에 첨가했다. 유기막이 형성된 면을 아래로 해, 기판을 상기 용기의 개구 상부에 배치했다. 핫 플레이트(설정 온도: 150℃)를 이용해 용기를 가열해, 발생한 증기를 60분간, 유기막에 접촉시켰다.
상기 증기의 접촉에 의해 유기막이 박리되어, 상기 용기 내에 회수되었다. 회수된 유기막을 분해한 후, ICP-MS(PerkinElmer 제품)에 의해 유기막 중의 인의 회수량 및 회수율을 구했다.
표 5에 인의 첨가량, 회수량, 회수율을 나타낸다. 당해 회수율은, 인산트리페닐의 첨가량으로부터 구한 인 첨가량에 대한, 인의 회수량의 비율을 나타낸다. 표 5로부터, 유기막에 포함된 유기 형태의 불순물을 고회수율로 회수할 수 있다는 것을 알 수 있었다.
[실시예 6]
유기 재료로서 N,N'-디페닐-N,N'-디(m-톨릴)벤지딘을 이용해, 스핀 코트법에 의해 기판상에 유기막을 형성했다. 기판으로는 4 인치φ의 Si 웨이퍼를 이용했다.
증기원으로 물, 질산(68%), 아세토니트릴, 클로로포름, 디클로로메탄, 테트라히드로푸란, 헥산, 톨루엔, 메탄올, 암모니아수(20%), 수산화테트라메틸암모늄 수용액(15%), 수산화칼슘 수용액(5%)을 각각 별개의 PTFE제 용기에 1㎖씩 첨가했다. 유기막이 형성된 면을 아래로 해, 기판을 상기 용기의 개구 상부에 배치했다. 핫 플레이트(설정 온도: 150℃)를 이용해 용기를 가열하여, 각각 발생한 증기를 30분간 유기막에 접촉시켰다.
표 6에, 박리가 육안으로 확인 가능했던 용매에 동그라미를 기재했다. 유기막은 물, 산, 알칼리, 유기 용매를 이용해 박리할 수 있다는 것을 알 수 있었다.
《산업상의 이용 가능성》
본 발명은 유기 전자 등의 여러 가지의 분야에서 유기막에 포함되는 성분의 분석에 이용할 수 있다.
Claims (13)
- 기재상의 유기막에 포함되는 성분을 분석하기 위한 분석용 샘플의 회수 방법으로서,
용매를 넣은 용기에서 용매를 증발시켜 증기를 발생시키는 증기 발생 공정;
상기 용기 내에서 상기 유기막과 상기 증발되어 발생된 증기를 접촉시키는 증기 접촉 공정; 및 상기 용기에서 유기막 유래 성분을 회수하는 회수 공정;을 포함하며,
상기 유기막 유래 성분은 분석용 샘플로 사용되는 것이며, 상기 유기막 유래 성분은 상기 증기 접촉 공정에 의해서 상기 유기막이 박리되거나 용해된 것을 특징으로 하는 분석용 샘플의 회수 방법. - 제1항에 있어서,
상기 유기막은, 유기 전자 분야에서 사용되는 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 분석용 샘플의 회수 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 증기는, 물, 산, 알칼리 혹은 유기 용매, 또는 이들의 혼합물이 기화된 것인 분석용 샘플의 회수 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 증기 접촉 공정에서, 상기 증기를 상기 유기막의 일부 영역에만 접촉시키는 것을 특징으로 하는 분석용 샘플의 회수 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 유기막의 두께 방향의 일부 영역만을 회수하는 것을 특징으로 하는 분석용 샘플의 회수 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 증기 접촉 공정은, 밀폐 용기 내에서 행해지는 것을 특징으로 하는 분석용 샘플의 회수 방법. - 제1항 또는 제2항에 기재된 분석용 샘플의 회수 방법에 의해 회수된, 막에 포함되는 성분을 검출하는 검출 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 분석 방법.
- 유기막을 구비하는 물품의 품질 관리 방법으로서,
제7항에 기재된 분석 방법에 따라 검출된 상기 유기막에 포함되는 성분의 양이, 미리 설정된 기준량 이하인지 여부 또는 미리 설정된 기준량 이상인지 여부를 판정하는 판정 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 품질 관리 방법. - 유기막을 구비하는 물품의 제조 방법으로서,
제8항에 기재된 품질 관리 방법에 따라 상기 물품의 품질을 관리하는 품질 관리 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법. - 유기막을 구비하는 물품을 제조하는 제조 장치의 품질 관리 방법으로서,
제7항에 기재된 분석 방법에 따라 검출된 상기 유기막에 포함되는 성분의 양이, 미리 설정된 기준량 이하인지 여부 또는 미리 설정된 기준량 이상인지 여부를 판정하는 판정 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 품질 관리 방법. - 제1항 또는 제2항에 기재된 분석용 샘플의 회수 방법을 실시하기 위한 장치로서,
증기를 발생시키는 증기 발생부를 구비하며,
상기 증기 발생부는 유기막 유래 성분을 회수하는 회수부를 겸하는 것을 특징으로 하는 장치. - 제11항에 있어서,
밀폐 용기를 구비하고,
상기 증기 발생부가 상기 밀폐 용기에 수용되는 것을 특징으로 하는 장치. - 제12항에 있어서,
상기 밀폐 용기가 분석 용기를 겸하는 것을 특징으로 하는 장치.
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