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公開番号2025013291
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2024112057
出願日2024-07-11
発明の名称現像液におけるコロイドの監視方法、リソグラフィ装置、及び、防汚組成物
出願人個人
代理人弁理士法人東和国際特許事務所
主分類G03F 7/32 20060101AFI20250117BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【解決手段】本発明の実施例は、現像液におけるコロイドのゼータ電位分布変化及び粒径分布変化に基づいて、現像液を変更する警告メッセージを送信し、前記警告メッセージは、現像プロセスを停止して洗浄、現像液の変更を行うか否かを判断する参考指標とすることができる、現像液におけるコロイドの監視方法を提供する。
本発明の実施例は、現像液におけるコロイドの凝集及びサイズの増大を抑制することで、現像液の作業時間を延びることができる、防汚組成物を提供する。
【効果】現像プロセスで本発明の現像液におけるコロイドの監視方法及び防汚組成物を用いることで、現像液の効果的な利用だけでなく、停止回数の最小化、洗浄頻度の低下、化学薬品の使用の減少、そして最も重要なことに、現像プロセス用水の節約及び炭素放出量の低減も実現できる。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
現像液におけるコロイドの監視方法であって、
前記現像液におけるコロイドのゼータ電位分布変化を求めること、
前記現像液におけるコロイドの粒径分布変化を求めること、及び
前記ゼータ電位分布変化と前記粒径分布変化に基づいて前記現像液を変更する警告メッセージを送信すること、を含み、
前記現像液は露光された基板を現像して一部のレジストを除去するために用いられる、
現像液におけるコロイドの監視方法。
続きを表示（約 2,600 文字）【請求項２】
前記現像液におけるコロイドのゼータ電位分布変化を求めることは、
第一の時点で前記現像液におけるコロイドの第一のゼータ電位分布を検出し、第一のゼータ電位分布の積分を算出すること、
前記第一の時点後の第二の時点で前記現像液におけるコロイドの第二のゼータ電位分布を検出し、第二のゼータ電位分布の積分を算出すること、及び、
前記第一のゼータ電位分布の積分と前記第二のゼータ電位分布の積分に基づいて前記ゼータ電位分布変化を求めること、を更に含み、
前記第一のゼータ電位分布の積分と前記第二のゼータ電位分布の積分とは、下記式、すなわち、
ゼータ電位分布の積分＝ゼータ電位信号強度をゼータ電位に対して積分する絶対値（積分区間は、ゼータ電位が０～＋５０ｍＶまたは０～－１５０ｍＶである。）
により求め、
前記ゼータ電位分布変化は、下記式、すなわち、
ゼータ電位分布変化＝（第二のゼータ電位分布の積分と第一のゼータ電位分布の積分との差の絶対値／第一のゼータ電位分布の積分）×１００％
により求める、
請求項１に記載の現像液におけるコロイドの監視方法。
【請求項３】
前記現像液におけるコロイドの粒径分布変化を求めることは、
第一の時点で前記現像液におけるコロイドの第一の粒径分布を検出し、第一の粒径分布の積分を算出すること、
前記第一の時点後の第二の時点で前記現像液におけるコロイドの第二の粒径分布を検出し、第二の粒径分布の積分を算出すること、及び、
前記第一の粒径分布の積分と前記第二の粒径分布の積分に基づいて前記粒径分布変化を求めること、を更に含み、
前記第一の粒径分布の積分と前記第二の粒径分布の積分とは、下記式、すなわち、
により求め、
粒径分布の積分＝粒径信号強度を粒径に対して積分する絶対値（積分区間は、粒径が０～５０００ｎｍ、５０００～１×１０
６
ｎｍまたは０～１×１０
６
ｎｍである。）
前記粒径分布変化は、下記式、すなわち、
粒径分布変化＝（第二の粒径分布の積分と第一の粒径分布の積分との差の絶対値／第一の粒径分布の積分）×１００％
により求める、
請求項１に記載の現像液におけるコロイドの監視方法。
【請求項４】
前記現像液におけるコロイドの粒径分布変化を求めることは、
第一の時点で前記現像液におけるコロイドの第一の粒径分布を検出し、第一の粒径分布信号ピークを獲得すること、
前記第一の時点後の第二の時点で前記現像液におけるコロイドの第二の粒径分布を検出し、第二の粒径分布信号ピークを獲得すること、及び、
前記第一の粒径分布信号ピークと前記第二の粒径分布信号ピークとに基づいて前記粒径分布変化を求めること、を更に含み、
前記粒径分布変化は、下記式、すなわち、
粒径分布変化＝第二の粒径分布信号ピークの位置または数と第一の粒径分布信号ピークの位置または数との差の絶対値
により求める、
請求項１に記載の現像液におけるコロイドの監視方法。
【請求項５】
前記ゼータ電位分布変化が第一の警告値を超えるか、あるいは、前記粒径分布変化が第二の警告値を超える場合、前記現像液を変更する前記警告メッセージを送信し、
前記ゼータ電位分布変化が第一の警告値を超えず、かつ、前記粒径分布変化が第二の警告値を超えない場合、前記現像液を変更する前記警告メッセージを送信しない、
請求項２～請求項４のいずれか一項に記載の現像液におけるコロイドの監視方法。
【請求項６】
前記第一の警告値は、９％であり、前記第二の警告値は、２０％である、請求項５に記載の現像液におけるコロイドの監視方法。
【請求項７】
前記第一の警告値は、９％であり、前記第二の警告値は、０％である請求項５に記載の現像液におけるコロイドの監視方法。
【請求項８】
前記現像液は、防汚組成物を含み、
前記防汚組成物は、
０～９９．５重量％の水、
０．５～１．５重量％の水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラ－ｎ－ブチルアンモニウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウムまたは炭酸アンモニウムを含む塩基性物質または混合物、
０．００１～０．５重量％の分散剤、
０．００１～０．５重量％の湿潤剤、
０．００１～０．５重量％の抑泡剤、及び
０．００１～０．５重量％の消泡剤、
を含む、請求項１に記載の現像液におけるコロイドの監視方法。
【請求項９】
基板が現像反応を行う場所とするための現像槽、
前記現像槽内に配置し、現像液を前記基板に分散するためのノズル、
前記ノズルに接続し、前記現像液を保持するための現像液槽、
前記現像槽内に配置し、前記基板を前記現像槽へまたは前記現像槽から搬送するための搬送ユニット、
前記現像槽、前記ノズル及び前記現像液槽に接続し、前記現像液の注入、放出または回収を制御するための制御ユニット、
前記現像槽に接続し、前記現像液におけるコロイドのゼータ電位または粒径を検出して対応する信号を発生するための検出ユニット、及び、
前記検出ユニットに接続し、前記信号に基づいて演算するための演算ユニット、
を含み、請求項１に記載の現像液におけるコロイドの監視方法を実行できる、リソグラフィ装置。
【請求項１０】
０～９９．５重量％の水、
０．５～１．５重量％の水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラ－ｎ－ブチルアンモニウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウムまたは炭酸アンモニウムを含む塩基性物質または混合物、
０．００１～０．５重量％の分散剤、
０．００１～０．５重量％の湿潤剤、
０．００１～０．５重量％の抑泡剤、及び
０．００１～０．５重量％の消泡剤、
を含む、防汚組成物。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像プロセスの監視方法に関し、特に、現像液におけるコロイドの監視方法、及び現像プロセス用の防汚組成物に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
レジスト材料は、通常、リソグラフィプロセスのマスクとして用いられ、プリント配線板、表示パネル及び集積回路基板の製造に適用する。
レジスト材料は、一般的に感光性樹脂組成物により構成され、露光されない部分が溶解されて除去されるネガ型レジスト、及び、露光された部分が溶解されて除去されるポジ型レジストに分類される。
【０００３】
レジスト材料を用いて製品を生産する間では、製品の優れた品質及び高い歩留まりを保ちながら持続可能性（ｓｕｓｔａｉｎａｂｉｌｉｔｙ）の精神に該当するために、現像プロセスにおけるユニットの操作精度を厳密に制御し、ユニットが基板枚数を製造する時の化学薬品の使用量、化学廃液の処理量、及び、最も重要な処理用水量を低減させる必要がある。
理想的な方式の一つは、使用した現像液の回収を最適化や最大化させることで、回収して次回の現像プロセスに利用し、現像槽の作業時間を延ばせる。
上記のような計画的な調節により、炭素放出量を大幅に低減させることが望まれる。
しかしながら、このアイデアを実施するには非常に挑戦的である。
【０００４】
プリント配線板の作製を例として、米国特許第５，８５３，９６３号には、現像液槽に水酸化物を追加添加して水素指数（ｐＨ値）を制御することで、炭酸基の現像活性を維持して現像液の作業時間を延ばせることが提案されている。
しかしながら、回路設計が精密であるほど、現像プロセスにおいてｐＨ値を制御することで現像活性を維持することが困難である。
したがって、ノニオン性またはイオン性界面活性剤により現像活性を維持して、プロセスにおける現像効率を強化する必要がある。
界面活性剤は、塩基性炭酸基に溶解されたレジスト組成物を包むように、現像溶液中に保護スペースを発生する。
理想的には、界面活性剤の添加は、現像効率の表現に寄与し、さらに、現像効率を良好にできるが、使用した現像液は、回収して再利用する必要があり、製造ラインには、下記のような動作障害を遭遇する。
【０００５】
Ｉ．現像プロセスのユニットにおいて、界面活性剤が気液界面に泡を発生し、ひどい場合には、発生し続ける泡が現像槽から溢れ出し、現像プロセスを停止させる。
ＩＩ．新鮮な現像液を現像槽に添加し、初回作用に経ってレジスト組成物を溶解した後、回収し再利用する。
このプロセスでは、レジスト組成物が、時間の経過とともに現像液中に蓄積され凝集してコロイド懸濁液を形成し、汚れを生成し始める。
生成した汚れは、現像液の再利用により現像系の固形表面に付着、粘着し、さらには、基板にも再付着、再粘着し、基板の損壊をもたらし、製品の歩留まりを低下させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
米国特許第５，８５３，９６３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記動作障害は、よく同時に発生する。
通常、制御手段として、消泡剤の添加またはｐＨ値の調節を行うが、不適切な消泡剤を添加すると逆効果になる可能性があり、レジスト組成物が汚れに凝集して基板に対する付着、粘着が加速し、製品の歩留まりを低下させ、製造ラインの停止をもたらす。
このために、より多くの化学薬品と水を使用してリソグラフィ装置を洗浄する必要がある。
なお、製品の目的とする歩留まりにおいて上記不具合を回避するために、製造ラインにおいて現像液の作業時間や停止洗浄時間は、操作経験により決められる必要があり、通常、８時間または１６時間毎に停止して洗浄を行う必要がある。
これは、より多くの化学薬品と水を使用することとなり、持続可能性の精神に反している。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みて、製造ラインを停止させる根拠となる現像液の作業時間を最適化する方法を提供し、コロイドの凝集を抑制して汚れの発生を低減させるように現像液またはレジスト中に添加できる防汚組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施例は、現像液におけるコロイドの監視方法であって、
現像液におけるコロイドのゼータ電位分布変化を求めること、
現像液におけるコロイドの粒径分布変化を求めること、及び
ゼータ電位分布変化と粒径分布変化に基づいて現像液を変更する警告メッセージを送信すること、を含み、
前記現像液は、露光された基板を現像して一部のレジストを除去するために用いられる、
現像液におけるコロイドの監視方法を提供する。
【００１０】
本発明の別の実施例は、
基板が現像反応を行う場所とするための現像槽、
現像槽内に配置し、現像液を基板に分散するためのノズル、
ノズルに接続し、現像液を保持するための現像液槽、
現像槽内に配置し、基板を現像槽へ、または現像槽から搬送するための搬送ユニット、
現像槽、ノズル及び現像液槽に接続し、現像液の注入、放出または回収を制御するための制御ユニット、
現像槽に接続し、現像液におけるコロイドのゼータ電位または粒径を検出して対応する信号を発生するための検出ユニット、及び、
検出ユニットに接続し、信号に基づいて演算するための演算ユニット、
を含み、前記現像液におけるコロイドの監視方法を実行できる、リソグラフィ装置を提供する。
（【００１１】以降は省略されています）

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