JPH0994447A - 薬液供給装置及び薬液の脱気方法 - Google Patents

薬液供給装置及び薬液の脱気方法

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JPH0994447A
JPH0994447A JP25226095A JP25226095A JPH0994447A JP H0994447 A JPH0994447 A JP H0994447A JP 25226095 A JP25226095 A JP 25226095A JP 25226095 A JP25226095 A JP 25226095A JP H0994447 A JPH0994447 A JP H0994447A
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chemical
chemical liquid
degassing
hollow fiber
fiber membrane
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JP25226095A
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Yasushi Tomita
康司 富田
Toshio Kanbe
利夫 神戸
Kazumi Oi
和美 大井
Tokutaro Otsu
徳太郎 大津
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Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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  • Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】薬液貯蔵タンク、薬液供給口及び脱気手段
を有する薬液供給装置において、薬液貯蔵タンクから薬
液供給口に薬液を搬送するライン中に、脱気手段を設け
たことを特徴とする薬液供給装置 【効果】薬液中の気泡の混入を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は薬液供給装置及び薬
液の脱気方法に関し、特に、半導体製造工程の薬液供給
装置、例えばレジスト液供給装置、現像液供給装置及
び、例えばレジスト液、現像液等の薬液の脱気方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】半導体製造工程では、供給された薬液に
気泡が混入することにより、種々の不都合が生じる場合
がある。例えば半導体ウェハ上に積層される薄膜にレジ
ストを塗布し、パタ−ンが形成されたマスクを通して露
光、現像後エッチングして薄膜にパタ−ンを形成させる
リソグラフィ−工程において、レジスト液あるいは現像
液に気泡が混入したまま半導体ウェハにスピンコ−トす
ると処理ムラによるパタ−ン不良が生じる、等のトラブ
ルが発生する。
【0003】このため、例えば特開昭61−19872
3のように空気抜きを設ける方法が提案されているが、
この場合の脱気効果は不十分であった。更に、特開平3
−1341、特開平4−197434には、現像液貯蔵
タンクに貯蔵されている現像液を脱気する方法が提案さ
れているが、タンクから吐出ノズル(供給口)に現像液
が搬送される際に搬送用の気体等が混入又は過溶解し、
吐出ノズルから供給された時点での気泡の混入又は発生
は避けられなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題を
解決するものであり、本発明の目的は供給口から供給さ
れた薬液に気泡が混入しないように改善された薬液供給
装置及び薬液の脱気方法を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
について鋭意研究した結果、薬液の貯蔵タンクから薬液
供給口に薬液を搬送するラインに脱気手段を設け、該脱
気手段により薬液を脱気することで、薬液供給口から供
給される薬液に気泡が発生しないことを見出し、本発明
を完成させるに至った。
【0006】即ち本発明は、薬液貯蔵タンク、薬液供給
口及び脱気手段を有する薬液供給装置において、薬液貯
蔵タンクから薬液供給口に薬液を搬送するライン(以下
単に薬液搬送用ラインと称する)中に、脱気手段を設け
たことを特徴とする薬液供給装置及び、薬液貯蔵タンク
から薬液供給口に薬液を搬送するライン中に設けられた
脱気手段により、薬液貯蔵タンクから薬液供給口に搬送
中の薬液(以下単に搬送中の薬液と称する)を脱気する
ことを特徴とする薬液の脱気方法に関する。
【0007】本発明を以下詳細に説明する。本発明の薬
液供給装置は、薬液貯蔵タンク、薬液供給口及び脱気手
段を有し、かつ脱気手段が薬液搬送用ライン中に設置さ
れているものであればどのようなものでも良い。このよ
うなものとして例えば図1に記載のように、薬液貯蔵タ
ンク1と薬液供給口2を繋ぐ薬液搬送用ライン4に脱気
手段3が設置され、脱気手段からの気体排出用に真空ポ
ンプ5を有し、薬液7の搬送用に不活性気体8の供給ラ
イン6を有する薬液供給装置が例示できる。しかしなが
ら、本装置はこれに限定されるものではなく、本装置に
は更に流量計、温度計、圧力計、気体濃度計等の計器
類、薬液流量調整バルブ、気体流量調整バルブ等の制御
機器を必要に応じて任意に設置できる。また薬液貯蔵タ
ンク、薬液供給口の設置位置も任意であり、例えば特開
昭61−198723号、特開平3−1341号、特開
平4−197434号等に開示されているようにこれら
を設置することが可能である。
【0008】本発明の薬液供給装置の薬液タンクは、薬
液に対する実用上の耐食性及び使用条件における耐圧
性、耐熱性があるものであれば、形状、素材等は特に限
定されるものではなく、一般的に薬液の貯蔵に用いられ
るタンクを用いることができる。
【0009】また本発明の薬液供給装置の薬液供給口
は、脱気等の処理がなされた薬液が吐出される部分であ
り、吐出ノズル、滴下ノズル等、一般的に薬液の供給に
使用されるものであれば良く、種類、形状等により限定
されるものではない。
【0010】本発明の脱気手段は、薬液貯蔵タンクと薬
液供給口を結ぶライン上に設置する必要がある。本発明
の薬液供給装置の脱気手段としては、薬液に対する実用
上の耐食性及び使用条件における耐圧性、耐熱性がある
ものであれば特に限定されるものではないが、搬送ライ
ン中により簡単に設置するには、膜による脱気手段を使
用することが好ましく、例えば膜モジュールを用いるこ
とが好ましく、更にモジュ−ルがコンパクトで装置全体
がコンパクト化できる中空糸膜モジュ−ルを使用するこ
とがより好ましい。
【0011】更に、装置全体を簡略化するために、搬送
ラインの同一配管中に中空糸膜モジュ−ルを組み込むこ
とが可能であり、この場合、内部かん流型中空糸膜モジ
ュ−ルを使用することが好ましい。また、薬液の搬送速
度、粘度によっては、中空糸膜モジュ−ルを通過する際
に生じる圧力損失が問題になることがあるが、この場合
は、一般的に圧力損失が小さい外部かん流型中空糸膜モ
ジュ−ルが好ましく使用できる。
【0012】本発明の薬液供給装置の中空糸膜モジュ−
ルに使用する中空糸膜の材質は、特に限定されるもので
はないが、処理すべき薬液に対する耐性が必要であるこ
とは云うまでもなく、例えば、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリ−4−メチルペンテン−1などのポリオレ
フィン、ポリ塩化ビニリデンなどの塩素含有ポリマ−、
ポリフッ化ビニリデンなどのフッ素含有ポリマ−、ポリ
エチレンテレフタレ−トなどのポリエステル、ポリスチ
レン、ポリエ−テル、ポリチオエ−テル、ポリアミド、
シリコンゴムなどから選定することができる。
【0013】本発明の薬液供給装置の中空糸膜モジュ−
ルに使用する中空糸膜の膜構造は、中空糸膜の内表面か
ら外表面に実質的に連通した孔を有する多孔質構造又
は、中空糸膜の内表面から外表面に実質的に連通した孔
の無い均質構造、又は、多孔質膜の表面に実質的に連通
した孔の無いスキン層を有する構造等の非対称構造のい
ずれでも良い。即ち、中空糸膜は多孔質膜、均質膜、又
は非対称膜のいずれでも良い。ここで云う非対称膜と
は、膜構造が均一ではない不均質膜、多孔質膜と均質膜
を張り合わせる等により作られる複合膜等、構造が対称
で無い膜の総称である。
【0014】薬液に界面活性剤が含まれる等により、薬
液の界面張力が膜素材より小さく、薬液が実質的に連通
した孔を通過して気体排出側に漏れ出てくる場合には、
中空糸膜は中空糸膜の内表面から外表面に実質的に連通
した孔のない非対称膜又は均質膜であることがより好ま
しい。更に、均質膜、非対称膜の場合、多孔質膜と比較
して膜自体の気体透過速度は一般的に小さくなるため、
脱気性能を考慮すると気体透過速度が大きい中空糸膜を
使用することが好ましく、気体透過速度が大きいポリ−
4−メチルペンテン−1不均質中空糸膜、多孔質膜とシ
リコンゴムの複合膜、シリコンゴム均質中空糸膜等がよ
り好ましい。
【0015】本発明における薬液の脱気方法としては、
まず薬液を、薬液貯蔵タンクから薬液供給口につながる
薬液搬送用ライン中へ搬送する。搬送の方法としては、
一般に窒素等の不活性ガスを加圧して、該加圧ガスを薬
液貯蔵タンクに吹き込むことにより、薬液を圧送する。
次に、薬液搬送用ラインから薬液供給口までの間に組み
込まれた上述の脱気手段により薬液を脱気する。薬液の
脱気方法は、気体を系外に排出できる方法であれば良
く、例えば、膜モジュ−ルを用いて脱気する場合は、膜
を介して薬液と反対側の空間に気体を排出するために、
一般的には、真空ポンプ他の減圧源を用いて脱気膜を介
して薬液と反対側の空間を減圧にして気体を排出する。
また、特定の気体成分のみを排出する場合には、該気体
成分を含まない気体を反対側の空間に流すことにより、
特定の気体のみを排出することもできる。そしてこのよ
うに脱気された薬液は、薬液供給口から排出される。ま
た、薬液タンク中の薬液をあらかじめ脱気した後、さら
に薬液搬送ライン中で脱気することも、気泡発生防止の
上では効果的である。
【0016】このように、タンクと供給口を結ぶ薬液搬
送用ライン中で、搬送中の薬液を脱気することにより、
タンク内で薬液に混入した加圧ガス等も脱気することが
でき、供給口から出てきた薬液の気泡の発生を防止でき
る。
【0017】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を説明す
る。本発明の薬液供給装置は、薬液貯蔵タンク、薬液供
給口及び脱気手段を有する薬液供給装置であれば良く、
薬液貯蔵タンク1と薬液供給口2を繋ぐ薬液搬送用ライ
ン4に脱気手段3が設置され、脱気手段からの気体排出
用に真空ポンプ5を有し、薬液7の搬送用に不活性気体
8の供給ライン6を有する薬液供給装置(図1)が例示
できるが、これに限定されるものではなく、実施に際し
ては、流量計、温度計、圧力計、気体濃度計等の計器
類、薬液流量調整バルブ、気体流量調整バルブ等の制御
機器を必要に応じて任意に使用できる。
【0018】本発明の薬液供給装置の薬液供給量(薬液
流量)は特に限定されるものではないが、薬液供給量に
応じて脱気手段の処理能力を考慮することが好ましく、
例えば、脱気手段が中空糸膜モジュ−ルの場合には、薬
液流量に対して一定基準の脱気を行うのに必要な膜面積
を有する中空糸膜モジュ−ルを使用することが好まし
い。
【0019】更に、薬液の種類、薬液供給量に応じて脱
気手段に発生する圧力損失も考慮する必要が有り、薬液
の搬送圧力等の運転条件に合わせて最適の脱気手段を選
定することが好ましい。特に、脱気手段として中空糸膜
モジュ−ルを用いる場合は、運転条件に合わせて内部か
ん流型中空糸膜モジュ−ルと外部かん流型膜モジュ−ル
とを使い分けることが可能である。
【0020】本発明の薬液貯蔵タンクから薬液供給口に
薬液を搬送するライン中に設けられた脱気手段により、
薬液貯蔵タンクから薬液供給口に搬送中の薬液を脱気す
ることを特徴とする薬液の脱気方法は、気体を系外に排
出できる方法であれば良く、例えば、膜モジュ−ルを用
いて脱気する方法としては、膜を介して薬液と反対側の
空間に気体を排出するために、一般的には、真空ポンプ
他の減圧源を用いて気膜を介して薬液と反対側の空間を
減圧にして気体を排出する。減圧の度合いは、特に限定
されるものではなく、運転条件、要求する脱気レベルに
応じて任意に設定できる。ただし、薬液の飽和蒸気圧よ
りも低い圧力まで減圧した場合には、薬液の気化が促進
され薬液の蒸気が系外に大量に排出されることもあり、
薬液の蒸気の分離、回収設備が必要となる、薬液が真空
ポンプ他の減圧源に混入し装置故障を起こす等の問題が
発生すると考えられる場合には、薬液の飽和蒸気圧より
も高い圧力までの減圧に留めるほうが好ましい。
【0021】また、特定の気体成分のみを排出する場合
には、該気体成分を含まない気体を反対側の空間に流す
ことにより、特定の気体のみを排出することもでき、例
えば、実質的に酸素を含まない窒素を膜を介して薬液と
反対側の空間に所定流量流すことにより、酸素の排出を
行うことが可能である。
【0022】
【実施例】以下実施例により本発明を更に具体的に説明
する。ただし、これにより本発明が制約されるものでは
ない。 [実施例1]薬液貯蔵タンク1と薬液供給口2を繋ぐ薬
液搬送用ライン4に脱気手段3が設置され、脱気手段か
らの気体排気用に真空ポンプ5を有し、薬液7の搬送用
に不活性気体8の供給ライン6を有する薬液供給装置
(図1)を用いて、現像液の脱気、脱泡を行った。搬送
用の不活性気体として窒素を使用し、ゲ−ジ圧1.5M
Paで室温の現像液を搬送した。脱気手段としてポリ−
4−メチルペンテン−1不均質中空糸膜からなる内部か
ん流型中空糸膜モジュ−ルを使用し、モジュ−ルの排気
側を真空ポンプで100Torrに減圧することにより
搬送中の現像液から気体を取り除いた。供給された現像
液は気泡の混入が全く無く透明であった。
【0023】[実施例2]薬液貯蔵タンク1と薬液供給
口2を繋ぐ薬液搬送用ライン4に脱気手段3が設置さ
れ、脱気手段からの気体排気用に真空ポンプ5を有し、
薬液7の搬送用に不活性気体8の供給ライン6を有する
薬液供給装置(図1)を用いて、現像液の脱気、脱泡を
行った。搬送用の不活性気体として窒素を使用し、ゲ−
ジ圧1.5MPaで室温の現像液を搬送した。脱気手段
としてポリプロピレン多孔質中空糸膜からなる外部かん
流型中空糸膜モジュ−ルを使用し、モジュ−ルの排気側
を真空ポンプで100Torrに減圧することにより搬
送中の現像液から気体を取り除いた。供給された現像液
は気泡の混入が全く無く透明であった。
【0024】[実施例3]薬液貯蔵タンク1と薬液供給
口2を繋ぐ薬液搬送用ライン4に脱気手段3が設置さ
れ、脱気手段からの気体排気用に真空ポンプ5を有し、
薬液7の搬送用に不活性気体8の供給ライン6を有する
薬液供給装置(図1)を用いて、現像液の脱気、脱泡を
行った。搬送用の不活性気体として窒素を使用し、ゲ−
ジ圧1.5MPaで室温の現像液を搬送した。脱気手段
としてシリコンゴム均質中空糸膜からなる内部かん流型
中空糸膜モジュ−ルを使用し、モジュ−ルの排気側を真
空ポンプで100Torrに減圧することにより搬送中
の現像液から気体を取り除くいた。供給された現像液は
気泡の混入が全く無く透明であった。
【0025】[比較例]薬液貯蔵タンクに貯蔵した薬液
をポリ−4−メチルペンテン−1不均質中空糸膜からな
る内部かん流型中空糸膜モジュ−ルを用いて実施例1の
脱気条件と同様にしてあらかじめ脱気した後、脱気手段
を含まない薬液供給装置を用いて、ゲ−ジ圧1.5MP
aの窒素で薬液貯蔵タンクから搬送し、供給口から供給
した。得られた現像液には気泡が多数混入し、現像液全
体が白濁していた。
【0026】
【発明の効果】本発明により、薬液中の気泡の混入を防
止することができる。従って、本発明の薬液供給装置及
び薬液の脱気方法により供給された薬液は、薬液中に気
泡が混入していないため、気泡の混入によるトラブル、
例えば、パタ−ン不良等を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の薬液供給装置である。
【符号の説明】
1・・・薬液貯蔵タンク 2・・・薬液供給口 3・・・脱気手段 4・・・薬液搬送ライン 5・・・真空ポンプ 6・・・搬送用気体供給ライン 7・・・薬液 8・・・不活性気体

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】薬液貯蔵タンク、薬液供給口及び脱気手段
    を有する薬液供給装置において、薬液貯蔵タンクから薬
    液供給口に薬液を搬送するライン中に脱気手段を設けた
    ことを特徴とする薬液供給装置。
  2. 【請求項2】脱気手段が膜によるものであることを特徴
    とする請求項1記載の薬液供給装置。
  3. 【請求項3】膜による脱気手段が中空糸膜モジュ−ルで
    あることを特徴とする請求項2記載の薬液供給装置。
  4. 【請求項4】中空糸膜モジュ−ルが内部かん流型中空糸
    膜モジュ−ルであることを特徴とする請求項3記載の薬
    液供給装置。
  5. 【請求項5】中空糸膜モジュ−ルが外部かん流型中空糸
    膜モジュ−ルであることを特徴とする請求項3記載の薬
    液処理装置。
  6. 【請求項6】中空糸膜が多孔質膜であることを特徴とす
    る請求項3〜5のいずれか1項に記載の薬液供給装置。
  7. 【請求項7】中空糸膜が均質膜であることを特徴とする
    請求項3〜5のいずれか1項に記載の薬液供給装置。
  8. 【請求項8】中空糸膜が非対称膜であることを特徴とす
    る請求項3〜5のいずれか1項に記載の薬液供給装置。
  9. 【請求項9】非対称膜が、ポリ−4−メチルペンテン−
    1からなる不均質膜であることを特徴とする請求項8記
    載の薬液供給装置。
  10. 【請求項10】薬液が現像液である請求項1〜9のいず
    れか1項に記載の薬液供給装置。
  11. 【請求項11】薬液貯蔵タンクから薬液供給口に薬液を
    搬送するライン中に設けられた脱気手段により、薬液貯
    蔵タンクから薬液供給口に搬送中の薬液を脱気すること
    を特徴とする薬液の脱気方法。
  12. 【請求項12】脱気手段が、中空糸膜モジュ−ルである
    請求項11記載の薬液の脱気方法。
  13. 【請求項13】中空糸膜がポリ−4−メチルペンテン−
    1からなる不均質膜であることを特徴とする請求項12
    記載の薬液の脱気方法。
  14. 【請求項14】薬液が現像液である請求項11〜13の
    いずれか1項に記載の薬液の脱気方法。
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