JP4188294B2 - フォトレジスト再生のプロセス - Google Patents
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Description
(a)フォトレジストシンナーで無駄なフォトレジストを異なる粘度(μ0)に希釈し、
(b)固定されたスピン速度で、異なる粘度(μ0)とそれらの膜厚(Hf)を備えた前記フォトレジストの固体容量(C0)を測定し、
(c)無駄なフォトレジストの粘度、固体容量、及び膜厚の関係を確立するためステップ(a)と(b)を使用し、それにより式(I)Hf=k0C0 αμ0 βの定数k0、α、及びβの値を得、
(d)再生されたフォトレジストの目標固体容量と粘度を計算するために、ステップ(c)で得られた定数k0、α、及びβを備えた式(I)Hf=k0C0 αμ0 βに実際の作動で所望される目標厚さを代入し、
(e)前記フォトレジストが再生されたフォトレジストとしてリサイクルできうるかどうか判断するように、ステップ(d)で得られた目標値に対するそれらの近接を観察するために、再生されうるフォトレジストの固体容量と粘度を監視する。
(a)低圧で濃縮することにより無駄なフォトレジスト溶液から過剰な溶液を抽出し、又は、その固体容量(C0)及び粘度(μ0)を調整するためにフォトレジストシンナーで無駄なフォトレジスト溶液を希釈し、
(b)濃縮又は、シンナーの追加の後、無駄なフォトレジストの固体容量(C0)及び粘度(μ0)を監視し、
(c)濃縮され又は希釈された無駄なフォトレジストの固体容量及び粘度が、固定スピン速度で目標厚(Hf)を得るために上述の監視方法によって求められた所定の値に達したとき、濃縮又は希釈プロシージャを中断し、
(d)無駄なフォトレジスト内の粒子を除去し、再利用することができる再生されたフォトレジストを得るために、濃縮又は希釈された無駄なフォトレジストを濾過装置に通す。
ロータリー蒸発器、溶液分配装置、低温ウォーターバス、及びウォーターパワー吸引ポンプを備えた無駄なフォトレジスト調整装置と、
分光光度計と粘度計を備えた監視装置と、
1.0〜0.1μmの範囲の孔サイズを備えた少なくともフィルタを含む濾過(フィルタリング)装置と、を有する。
Hf=(3/2)1/3κ1/3C0(1−C0)-1/3ρ-1/3μ0 1/3Ω-1/2・・・・・・(II)
Hf:ドライフィルム厚(定数)
κ:定数、溶液関連
C0:初期固体容量
ρ:密度
μ0:初期溶液粘度
Ω:スピン速度
k0、α、β:定数
C0:溶液の固体容量
μ0:溶液の粘度
ここで、k0、α及びβの値は、以下の例で例示されるような実験から得られうる。固体容量が吸光度によって表されるのであれば、本発明はその吸光度及び粘度を監視することにより、再生されたフォトレジストの品質を管理する。
最初に、フォトレジストシンナーで無駄なフォトレジストを異なる粘度に希釈し、
次いで、異なる粘度(μ0)下での無駄なフォトレジスト溶液(C0)の固体容量と、固定されたスピン速度下でのフィルム厚(Hf)を決定し、
式(I)Hf=k0C0 αμ0 βの定数k0、α、βの値を見つけるために上で測定された無駄なフォトレジストの粘度、固体容量、及びフィルム厚の関係を使用し、
続いて、再生されたフォトレジストの管理標準である所望の固体容量及び粘度を計算するために、実際の作動で望まれる目標厚さを式(I)に代入し、
濃縮され又は希釈された無駄なフォトレジストの固体容量及び粘度が計算値に近づくとき、前記無駄なフォトレジストはリサイクルされる。
再生されたフォトレジストを基板にコーティングし、
基板をベーキングし、
フォトマスクの使用を伴い電子ビーム又は高エネルギビームに基板を晒し、
パターンを現像するために特別な溶液を使用する、
ステップを有する、半導体プロセスのパターン形成に使用されうる。
図2に示したように、この実施例の実験装置は、ロータリー蒸発器と、溶液分配装置と、低温ウォーターバスと、ウォーターパワー吸引ポンプとを含む無駄フォトレジスト調整装置と;分光光度計と粘度計を含む監視装置と;一列に並んで配置された1.0μm、0.2μm、及び0.1μmのフィルタ部材を備えた濾過(フィルタリング)装置と、を有する。
ビーカー内に4,8,12,及び16mLのフォトレジストをそれぞれピペットでとり、次いで、フォトレジストシンナー(プロピレングリコールモノメチルエーテル(PM)とプロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオナート(PMP)の混合溶液)を20mLまで加える。4つの希釈されたフォトレジスト及び希釈されないフォトレジストの吸光度を590nmで1mmの光パスセルで測定する。固体容量を求めるために、既知の重さのガラス容器に5mLのフォトレジストをピペットでとり、フォトレジストが乾燥するまで80度のオーブンでガラス容器をベーキングし、それが室温に達した後にガラス容器の重さを量る。吸光度と固体容量との間の関係を図3に示し、そこから数式を導き出す;
吸光度=1.0105×固体容量+0.0344 ・・・・(III)
R2=0.9671
この結果は、固体容量と吸光度が互いに正比例することを示す。得られた吸光度−固体容量較正曲線は、吸光度を監視することにより所望の固体容量を求めるのに使用される。
異なるコーティングプロセスが使用されるならば、無駄なフォトレジストは、大量の使用される溶液によって希釈され、又は、空気吸引の結果として濃縮される。この例では、新鮮なフォトレジストの物理特性と、半導体プロセスで希釈及び濃縮された無駄なフォトレジストの物理特性とが、フォトレジスト再生プロセスに関するリファレンスとして比較される。
異なる粘度の再生されたフォトレジストに、フォトレジストシンナー(PMとPMPの混合)で無駄なフォトレジストを希釈する。590nmでそれらの吸光度を測定し、上記式(III)から固体容量を計算する。次いで、1500rpmの一定のスピン速度下で、異なる粘度を有する再生されたフォトレジストを基板にコーティングし、Nanospacでフォトレジストのスピンコーティングされた膜厚を測定する。結果を表2に示す。
ln(Hf)=αxln(C0)+βxln(μ0)+7.926 ・・・(IV)
α=0.520
β=0.737
r2=0.948
一定スピン速度(この例では、1500rpm)下で、目標厚さに対応するフォトレジストの固体容量及び粘度は、上記式から得られる。例えば、フォトレジストの目標厚さが10750Åのとき、その固体容量及び粘度は、以下の式(V)を満たす必要がある:
K=αxln(C0)+βxln(μ0)=1.36 ・・・(V)
この例では、無駄なフォトレジストは、2つの方法のうちの一つで処理され、無駄なフォトレジストが希釈された状態であるとき、無駄な溶液は、過剰なクリーニング溶液を除去するために低圧下で、凝縮させるためにロータリー蒸発器に配置され;作動圧力が3cm-Hg下に保持され、温度が30度下に管理され;無駄なフォトレジストが濃縮された状態であるとき、無駄なフォトレジストが、その粘度及び固体容量に調節するためにPMとPMPの混合物で希釈される。濃縮又は希釈のプロセスにおいて、無駄なフォトレジストは590nmの波長で分光光度計によって監視され、その粘度が測定される。濃縮時間又は加えられた希釈溶液の量が、式Vを使用して求められる。無駄なフォトレジストの吸光度及び粘度が式Vを満たすとき、濃縮又は希釈プロセスはストップされる。次いで、調節された無駄なフォトレジストが、半導体プロセスの要求を満たすように、その中の粒子を除去するために連続して、1.0μm、0.2μm、及び0.1μmのフィルタを通過する。かかる調節され、濾過された無駄なフォトレジストは、再生されたフォトレジストとして再利用され、固体されたスピン速度下で10750Åの膜厚を作り出す。
この例では、再生されたフォトレジストは以下の仕方でテストされる:5秒加速時間、、17秒間で1500rpmのスピン速度下でKaijoスピンコータを使用して、クロムめっきガラス基板に再生されたフォトレジストを分配する。その後、100度で18秒間、ガラス基板をソフトベーキングする。膜厚と均一性を測定するためにNanspacを使用する。結果を表3に示す。
Claims (12)
- (a) 固体容量(g/mL)及び粘度を調整するために、低圧で濃縮することによりコーティングプロセスで放出される無駄なフォトレジスト溶液から過剰な溶液を抽出し、又は、フォトレジストシンナーによりコーティングプロセスで放出される無駄なフォトレジスト溶液を希釈し、
(b) 前記濃縮又はシンナーの追加の後、前記コーティングプロセスで放出される無駄なフォトレジストの固体容量(g/mL)(C0)及び粘度(μ0)を測定し、そして監視し、
(c) 濃縮された又は希釈された、前記コーティングプロセスで放出される無駄なフォトレジストの固体容量(g/mL)及び粘度が、下記監視方法によって決定された、固定スピン速度での目標厚(Hf)を得るための所定の値に達したときは、濃縮又は希釈プロシージャを中断し、
ここで当該監視方法は、
(i) フォトレジストシンナーで前記コーティングプロセスで放出される無駄なフォトレジストを異なる粘度(μ0)に希釈し、
(ii) 固定スピン速度で、異なる粘度及びそれらのコーティングされた厚さ(Hf)とを備えた前記フォトレジストの固体容量(g/mL)(C0)を測定し、
(iii) ステップ(i)及び(ii)を使用して前記コーティングプロセスで放出される無駄なフォトレジストの粘度、固体容量(g/mL)及び膜厚の関係を確立し、これにより、式(I)Hf=k0C0 αμ0 βの定数k0、α及びβの値を得、
(iv) ステップ(iii)で得られた既知の定数k0、α及びβを備えた式(I)Hf=k0C0 αμ0 βに実際の作動で所望される目標厚を代入して、再生されたフォトレジストの目標固体容量(g/mL)及び粘度を計算し、
(v) 前記フォトレジストが再生されたフォトレジストとしてリサイクルできうるかどうか判断するために、ステップ(iv)で得られた目標値に近い値を観察するために、再生されうるフォトレジストの固体容量(g/mL)及び粘度のそれぞれを独立して測定して監視する、
ステップを有するものであり、
そして、
(d) 粒子を除去して再利用することができる再生されたフォトレジストを得るために、濃縮又は希釈された前記コーティングプロセスで放出される無駄なフォトレジストを濾過装置に通す、
という各ステップを有することを特徴とするフォトレジスト再生のプロセス。 - 前記コーティングプロセスで放出される無駄なフォトレジストの固体容量(g/mL)が、新鮮なフォトレジストのものよりも低いときは、前記ステップ(a)における低圧での濃縮が実行されることを特徴とする請求項1に記載のプロセス。
- 前記コーティングプロセスで放出される無駄なフォトレジストの固体容量(g/mL)が、新鮮なフォトレジストのものよりも高いときは、前記ステップ(a)におけるフォトレジストシンナーでの希釈が実行されることを特徴とする請求項1に記載のプロセス。
- ステップ(a)の濃縮プロセスにおいて、絶対圧力が3cm Hgよりも小さく、動作温度が0乃至40度であることを特徴とする、請求項1に記載のプロセス。
- ステップ(a)の濃縮プロセスにおいて、絶対圧力が3cm Hgよりも小さく、動作温度が30度であることを特徴とする、請求項4に記載のプロセス。
- ステップ(a)のフォトレジストシンナーが、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PM)とプロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオナート(PMP)の混合であることを特徴とする、請求項1に記載のプロセス。
- ステップ(b)のフォトレジストの固体容量(g/mL)が、吸光度の測定から得られた、ことを特徴とする請求項1に記載のプロセス。
- ステップ(b)の吸光度が、400乃至700nmの波長範囲において測定される、ことを特徴とする請求項7に記載のプロセス。
- 吸光度が、590nmで測定される、ことを特徴とする請求項8に記載のプロセス。
- ステップ(d)の濾過装置が、0.1乃至1.0μmの孔サイズを備えた少なくとも1つのフィルタ部材を有する、ことを特徴とする請求項1に記載のプロセス。
- ステップ(d)の濾過装置が、1.0μm、0.2μm、及び0.1μmのフィルタ部材をかかる順番で並んで配置して有することを特徴とする請求項10に記載のプロセス。
- 前記コーティングプロセスで放出される無駄なフォトレジスト溶液が、光電子工学又は半導体プロセスからの無駄なフォトレジスト溶液からなることを特徴とする請求項11に記載のプロセス。
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