JP4901191B2 - レジスト希釈システム - Google Patents

Description

本発明は、レジスト希釈システムにおける高粘度レジストの乾燥に対処する技術に関する。

半導体ウェハや液晶基板等の被塗布体にレジスト液を塗布し均一な厚さの塗膜を形成する前段階として、そのレジスト液を調製する必要がある。レジスト液は、通常、輸送コスト等の観点から濃縮されて提供されている高粘度のレジストを、実際に使用する工場等で希釈して、適当な粘度に調製されている。

図３は、従来のレジスト希釈システムを示す。レジスト希釈システム２１は、調製タンク２２、高粘度レジスト用配管２３、希釈溶剤用配管２５、バルブ２４，２６からなる。高粘度レジスト用配管２３には、高粘度のレジスト２７が導入され、調整タンク２２へ流れ込むようになっている。バルブ２４は、高粘度レジスト用配管２３に設けられ、調整タンク２２へ流れ込む高粘度レジスト２７の流量を調整することができる。希釈溶剤用配管２５には、希釈溶剤２８が導入され、調整タンク２２へ流れ込むようになっている。バルブ２６は、希釈溶剤用配管２５に設けられ、調整タンク２２へ流れ込む希釈溶剤２８の流量を調整することができる。

このようなレジスト希釈システム２１を用いて高粘度レジストを希釈する方法について説明する。まず、バルブ２４を開放して、高粘度レジスト２７を調整タンク２２へ所定量流入させた後、バルブ２４を閉じる。

次に、バルブ２６を開放して、希釈溶剤２８を調整タンク２２へ流入させる。希釈溶剤２８を、高粘度レジスト２７を適当な粘度となるように希釈させるために必要な量、調整タンク２２に流入させた後、バルブ２６を閉じる。

このように、高粘度レジスト用配管、希釈溶剤用配管の別個独立した配管のそれぞれから、高粘度レジスト、希釈溶剤を導入して、その高粘度レジストを適当な粘度になるまで希釈していた。

また、高粘度レジストを希釈する他の方法として、例えば、特許文献１では、塗布膜形成装置内に濃度の高い原料液と希釈液とを保持し、半導体ウェハに塗布液を供給するノズル先端部で、この原料液とこの希釈液とを攪拌混合させる塗布膜形成装置が開示されている。

また、特許文献２では、フォトレジストタンクと希釈ノズルとの間に、フォトレジスト希釈用溶剤とフォトレジストと混合させる希釈タンクと、そのフォトレジスト希釈用溶剤をその希釈タンクへ注入する装置とを備えたフォトレジスト塗布装置が開示されている。
特開２００１−１７６７７６号公報 実公昭６１−１８８３５１号公報

図３のレジスト希釈システム２１に用いられている配管には、高粘度レジスト用配管と希釈溶剤用配管がそれぞれ独立して設けられていた。そのため、高粘度レジスト用配管の内側表面には残留した高粘度レジストが付着し、それが乾燥して固着していた。高粘度レジスト用配管のうち、特に、空気と最も接触する排出口付近ではその固着が顕著であった。したがって、このようなレジスト希釈システムは、定期的なメンテナンスにより高粘度レジスト用配管を洗浄して使用することを前提に設計されていた。

また、高粘度レジスト用配管の接続箇所や高粘度レジスト用配管に設けられたバルブに高粘度レジストの乾燥物や粘度変化物が存在する場合、その乾燥物や粘度変化物に基づいて異物が発生したり、レジストの特性が変化したり等の問題が懸念されていた。

さらに、高粘度レジスト用配管の洗浄をする場合、そのレジスト希釈システムの稼動を停止する必要があり、その代替機（洗浄中のバックアップ装置）が必要であった。よって、常時稼動するレジスト希釈システムには不向きな点があった。

また、特許文献１及び特許文献２のフォトレジスト塗布装置では、レジスト液の厳密な濃度調製が難しく、適切な粘度に設定することができない。そのため、半導体ウェハ上にレジスト液を塗布したときの厚さの制御が難しくなる恐れがある。

上記の課題に鑑み、本発明では、高粘度レジスト等の乾燥し易く取り扱いにくい液体が流れる配管を有するレジスト希釈システムを提供する。

本発明にかかるレジスト希釈システムは、２つ以上の流入部及び１つの流出部を有するｎ（ｎは３以上の整数）又状の１つの配管と、前記流入部のうち第１の流入部より流入されて前記１つの流出部より流出された第１の液体と、前記流入部のうち第２の流入部より流入されて前記１つの流出部より流出された、前記第１の液体よりも相対的に粘度の低い第２の液体と、を混合させる混合部と、を備え、前記混合部は、前記第２の液体により前記第１の液体を希釈させて、該第１の液体の粘度が調整される調整タンクを有することを特徴とする。

このように構成することにより、使用時に、第２の液体が常に配管の表面に残留している前記第１の液体を洗い流すことができる。また、第２の液体により希釈することによって第１の液体の粘度を適当な粘度になるように調製することができる。
また、前記レジスト希釈システムにおいて、前記第１の液体は、レジスト材であり、前記第２の液体は、前記レジスト材を希釈する希釈剤であることを特徴とする。

このように構成することにより、使用時に、希釈溶剤が常に配管の表面に残留している高粘度レジストを洗い流すことができる。

本発明にかかるレジスト希釈システムは、２つ以上の流入部及び１つの流出部を有するｎ（ｎは３以上の整数）又状の１つの配管と、前記流入部のうち第１の流入部より流入されて前記１つの流出部より流出された第１の液体と、前記流入部のうち第２の流入部より流入されて前記１つの流出部より流出された、前記第１の液体よりも相対的に粘度の低い第２の液体と、を混合させる混合部と、前記第１の液体を充填することができ、前記第１の流入部へ該第１の液体を供給する第１の供給部と、前記第２の液体を充填することができ、前記第２の流入部へ該第２の液体を供給する第２の供給部と、前記第１の供給部と前記第２の供給部とを連結し、該第２の供給部より該第１の供給部へ前記第２の液体を流入させる連結部を備えることを特徴とする。

このように構成することにより、第１の供給部から第１の流入部へ第１の液体を供給し、第２の供給部から第２の流入部へ第２の液体を供給することができる。

このように構成することにより、さらに、前記第１の供給部の内側表面及び第１の流入部の内側表面に残留している第１の液体を洗い流すことができる。
本発明にかかる、２つ以上の流入部及び１つの流出部を有するｎ（ｎは３以上の整数）又状の１つの配管と、レジストを希釈して粘度を調製する調製部とからなるレジスト希釈システムの使用方法は、前記流入部のうち第１の流入部より第１の液体を流入させて、該第１の液体を前記１つの流出部より流出させて、前記調製部へ供給し、前記第１の液体の供給後、前記流入部のうち第２の流入部より該第１の液体よりも相対的に粘度の低い第２の液体を流入させて、該第２の液体を前記１つの流出部より流出させて、前記調製部へ供給することを特徴とする。

このような方法により、使用時に、第２の液体が常に配管の表面に残留している前記第１の液体を洗い流すことができる。
また、前記レジスト希釈システムの使用方法において、前記第１の流入部へ供給される前記第１の液体が充填されている第１の供給部から該第１の液体を供給し、前記第１の供給部から該第１の液体を供給後、該第１の供給部に前記第２の液体を加え、該第２の液体を該第１の供給部から前記第１の流入部へ供給して前記流出部より流出させることを特徴とする。

このような方法により、さらに、前記第１の供給部の内側表面及び第１の流入部の内側表面に残留している第１の液体を洗い流すことができる。
前記レジスト希釈システムの使用方法において、前記第１の液体は、レジスト材であり、前記第２の液体は、前記レジスト材を希釈する希釈剤であることを特徴とする。

このように構成することにより、前記第１の供給部の内側表面及び第１の流入部の内側表面に残留している高粘度レジストを洗い流すことができる。

高粘度レジスト用配管に希釈溶剤用配管を接続することにより、使用時に、希釈溶剤が常に配管の表面に残った高粘度レジストを洗い流すため、異物の発生及び粘度変化品の混入の危険性を低減することができる。また、レジスト希釈システムのメンテナンス頻度を減らすことができ、稼働率向上にも寄与することができる。

＜第１の実施形態＞
図１は、本実施形態におけるレジスト希釈システムを示す。レジスト希釈システム１は、調製タンク２、配管３から主に構成される。配管３は、２つの流入部と１つの流出部を有する配管である。２つの流入部のうちの一方からは、高粘度レジスト５が導入される。以下、高粘度レジスト５が導入される方の配管を高粘度レジスト用配管３ａという。

また、この配管３のうち、２つの流入部のうちの他方からは、希釈溶剤６（低粘度溶剤）が導入される。以下、希釈溶剤６が導入される方の配管を希釈溶剤用配管３ｂという。
高粘度レジスト用配管３ａと希釈溶剤用配管３ｂとが接続されて、その接続部３ｃから流出部３ｅへさらに配管が延出した構成をしている。以下、接続部３ｃから流出部３ｅまでの配管部分を共通配管３ｄという。

高粘度レジスト用配管３ａと希釈溶剤用配管３ｂにはそれぞれバルブ４ａ，４ｂが設けられている。バルブ４ａは、高粘度レジスト用配管３ａから流出部３ｅへ流れる高粘度レジスト５の流量を調整するためのものである。バルブ４ｂは、希釈溶剤用配管３ｂから流出部３ｅへ流れる希釈溶剤６の流量を調整するためのものである。

調製タンク２では、流出部３ｅから流出した高粘度レジスト５及び希釈溶剤６を混合して高粘度レジスト５を希釈溶剤６により希釈することにより、高粘度レジスト５が所定の粘度になるように調製することができる。

以下では、このようなレジスト希釈システム１を用いて高粘度レジスト５を希釈する方法について説明する。なお、レジスト希釈システム１の初期状態は、調製タンク２は空であり、バルブ４ａ，４ｂは閉じた状態である。

まず、バルブ４ａを開放して、高粘度レジスト５を調整タンク２へ流入させる。所定量高粘度レジスト５を流入させた後、バルブ４ａを閉じる。このとき、配管内側におけるバルブ４ａの周辺、共通配管３ｄの内側表面、及び流出部３ｅには、残留した高粘度レジスト５が付着している。

次に、バルブ４ｂを開放して、希釈溶剤６を調整タンク２へ所定量流入させる。このとき、配管内側におけるバルブ４ａの周辺、共通配管３ｄの内側表面、及び流出部３ｅに残留した高粘度レジスト５は、その希釈溶剤６により洗い流される。所定量希釈溶剤６を流入させた後、バルブ４ｂを閉じる。

その後、調製タンク２において、希釈溶剤６により高粘度レジスト５を希釈する。すなわち、調製タンク２内に蓄えられた高粘度レジスト５と希釈溶剤６とを混合させることにより、適当な粘度を有するレジストが得られる。

このように、希釈溶剤６を流す度に、配管内側におけるバルブ４ａの周辺、共通配管３ｄの内側表面、及び流出部３ｅに残留した高粘度レジスト５を洗い流すことができる。よって、共通配管表面に付着した高粘度レジスト５が乾燥して固着することを防止することができる。

また、調製タンク２で高粘度レジスト５を適当な粘度になるように調製した後に半導体ウェハに使用することができるので、直接、半導体ウェハに希釈したレジストを塗布する場合に比べて、粘度の制御が容易にすることができる。

＜第２の実施形態＞
第１の実施形態において、バルブ４ａを閉じたときに高粘度レジスト用配管３ａ内が常に高粘度レジスト５で充填されている場合は、高粘度レジスト用配管３ａの内側表面が空気に触れることは殆どないため、高粘度レジスト５が乾燥して高粘度レジスト用配管３ａの内側表面に固着することはない。

しかしながら、高粘度レジスト用配管３ａへの高粘度レジストの供給が停止した場合、高粘度レジスト用配管３ａの内側表面が空気に触れるため、高粘度レジスト用配管３ａの内側表面に残留した高粘度レジスト５が乾燥して固着することが起こり得る。

そこで、本実施形態では、さらに、高粘度レジスト用配管３ａ及び高粘度レジスト用配管３ａに高粘度レジスト５を供給する供給タンクをも洗浄することができるレジスト希釈システムについて説明する。

図２は、本実施形態におけるレジスト希釈システムを示す。本実施形態におけるレジスト希釈システム１は、図１のレジスト希釈システムに、希釈溶剤供給タンク１０、高粘度レジスト供給タンク１１、連結管１２が追加されたものである。

希釈溶剤供給タンク１０には、希釈溶剤６が充填されており、希釈溶剤６は希釈溶剤用配管３ｂに供給される。高粘度レジスト供給タンク１１には、高粘度レジスト５が充填されており、その高粘度レジスト５は高粘度レジスト用配管３ａに供給される。

連結管１２は、希釈溶剤供給タンク１０と高粘度レジスト供給タンク１１とを連結するためのものである。この連結管１２を通って、希釈溶剤供給タンク１０から高粘度レジスト供給タンク１１へ希釈溶剤６が流れる。

以下では、このようなレジスト希釈システム１を用いて高粘度レジストを希釈する方法について説明する。
高粘度レジスト５が高粘度レジスト用配管３ａに供給され続けると、高粘度レジスト供給タンク１１内の高粘度レジスト５が消耗されて殆ど空になる。そうすると、高粘度レジスト用配管３ａの内側表面、配管内側におけるバルブ４ａの周辺、及び高粘度レジスト１１の内側表面は空気に露出する部分が多くなる。

次に、連結管１２を介して希釈溶剤供給タンク１０から高粘度レジスト供給タンク１１へ希釈溶剤６を一旦供給し、高粘度レジスト供給タンク１１の内側表面に残留している高粘度レジスト５を洗い流す。そして、その洗浄した希釈溶剤６は、高粘度レジスト用配管３ａへ供給されて、そのまま流出部３ｅを経由して、調整タンク２へ排出される。

このように、希釈溶剤供給タンク１０から連結管１２及び高粘度レジスト供給タンク１１を経由して希釈溶剤６を流す度に、高粘度レジスト供給タンク１１の内側表面、高粘度レジスト用配管３ａ、配管内側におけるバルブ４ａの周辺、共通配管３ｄの内側表面、及び流出部３ｅに残留した高粘度レジスト５を洗い流すことができる。その結果、それらの表面に付着した高粘度レジスト５が乾燥して固着することを防止することができる。

なお、第１及び第２の実施形態では、２つの流入部と１つの流出部を有する配管を用いたがこれに限定されない。例えば、異なる粘度のレジストを混合したり、種々の希釈溶剤を用いたりする場合もあるため、３つ以上の流入部を有する配管を用いてもよい。このとき、各流入部にバルブが設けられ、各流入部に対応するレジスト供給タンクが備わっていることはいうまでもない。

また、このように２以上の流入部を有する配管を用いた場合、異なる粘度のレジスト溶液を複数得たい状況もあり得るので、２つ以上の流出部を有する配管を用いてもよく、複数の調整タンクに取り分けてもよい。このように２つ以上の流出部を有する配管を用いる場合、目的とする流出部へ液体をガイドするための流出進路切り替え機構が設けられていることはいうまでもない。

なお、本発明にかかるレジスト希釈システムは、以上に述べた実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の構成または形状を取ることができる。

以上より、本発明を用いることで、使用時に、希釈溶剤が常に配管の表面に残った高粘度レジストを洗い流すため、異物の発生及び粘度変化品の混入の危険性を低減することができる。また、レジスト希釈システムのメンテナンス頻度を減らすことができ、稼働率向上にも寄与することができる。

第１の実施形態におけるレジスト希釈システムを示す。 第２の実施形態におけるレジスト希釈システムを示す。 従来のレジスト希釈システムを示す。

符号の説明

１ レジスト希釈システム
２ 調製タンク
３ 配管
３ａ 高粘度レジスト用配管
３ｂ 希釈溶剤用配管
３ｃ 接続部
３ｄ 共通配管
３ｅ 流出部
４ａ，４ｂ バルブ
５ 高粘度レジスト
６ 希釈溶剤
１０ 希釈溶剤供給タンク
１１ 高粘度レジスト供給タンク
１２ 連結管

Claims (6)

1. ２つ以上の流入部及び１つの流出部を有するｎ（ｎは３以上の整数）又状の１つの配管と、
   前記流入部のうち第１の流入部より流入されて前記１つの流出部より流出された第１の液体と、前記流入部のうち第２の流入部より流入されて前記１つの流出部より流出された、前記第１の液体よりも相対的に粘度の低い第２の液体と、を混合させる混合部と、
   を備え、
   前記混合部は、前記第２の液体により前記第１の液体を希釈させて、該第１の液体の粘度が調整される調整タンクを有する
   ことを特徴とするレジスト希釈システム。
2. 前記第１の液体は、レジスト材であり、
   前記第２の液体は、前記レジスト材を希釈する希釈剤である
   ことを特徴とする請求項１に記載のレジスト希釈システム。
3. ２つ以上の流入部及び１つの流出部を有するｎ（ｎは３以上の整数）又状の１つの配管と、
   前記流入部のうち第１の流入部より流入されて前記１つの流出部より流出された第１の液体と、前記流入部のうち第２の流入部より流入されて前記１つの流出部より流出された、前記第１の液体よりも相対的に粘度の低い第２の液体と、を混合させる混合部と、
   前記第１の液体を充填することができ、前記第１の流入部へ該第１の液体を供給する第１の供給部と、
   前記第２の液体を充填することができ、前記第２の流入部へ該第２の液体を供給する第２の供給部と、
   前記第１の供給部と前記第２の供給部とを連結し、該第２の供給部より該第１の供給部へ前記第２の液体を流入させる連結部
   を備えることを特徴とするレジスト希釈システム。
4. ２つ以上の流入部及び１つの流出部を有するｎ（ｎは３以上の整数）又状の１つの配管と、レジストを希釈して粘度を調製する調製部とからなるレジスト希釈システムの使用方法であって、
   前記流入部のうち第１の流入部より第１の液体を流入させて、該第１の液体を前記１つの流出部より流出させて、前記調製部へ供給し、
   前記第１の液体の供給後、前記流入部のうち第２の流入部より該第１の液体よりも相対的に粘度の低い第２の液体を流入させて、該第２の液体を前記１つの流出部より流出させて、前記調製部へ供給する
   ことを特徴とするレジスト希釈システムの使用方法。
5. 前記第１の流入部へ供給される前記第１の液体が充填されている第１の供給部から該第１の液体を供給し、
   前記第１の供給部から該第１の液体を供給後、該第１の供給部に前記第２の液体を加え、
   該第２の液体を該第１の供給部から前記第１の流入部へ供給して前記流出部より流出させる
   ことを特徴とする請求項４に記載のレジスト希釈システムの使用方法。
6. 前記第１の液体は、レジスト材であり、
   前記第２の液体は、前記レジスト材を希釈する希釈剤である
   ことを特徴とする請求項４または５に記載のレジスト希釈システムの使用方法。

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