(57)【要約】【課題】フォトレジスト溶剤の製造方法が提供される。【解決手段】フォトレジスト材料と第１のフォトレジスト溶剤とが提供される。第１のフォトレジスト溶剤は、フォトレジスト材料を希釈するのに適する。第１のフォトレジスト材料は、それぞれ第１のハンセン溶解度パラメータを有する複数の第１の溶媒を含む。フォトレジスト材料は、第２のハンセン溶解度パラメータを有する。第１のハンセン溶解度パラメータに従い、第１の領域が定義される。第１の溶媒の第１のハンセン溶解度パラメータに従い、複数の第２の溶媒が選択される。第２の溶媒のそれぞれは、第１の溶媒の少なくとも１つに対応する第３のハンセン溶解度パラメータを有する。第２の溶媒が混合されることにより、第２のフォトレジスト溶剤が形成される。第２のフォトレジスト溶剤は、第１の領域内に配置される第４のハンセン溶解度パラメータを有する。したがって、フォトレジスト溶剤のコストを引き下げることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトレジスト溶剤を製造する方法であって、
フォトレジスト材料と、第１のフォトレジスト溶剤とを提供する工程であって、
前記第１のフォトレジスト溶剤は複数の第１の溶媒を含み、該第１の溶媒のそれぞれは、第１のハンセン溶解度パラメータを有し、前記フォトレジスト材料は、第２のハンセン溶解度パラメータを有する工程と、
前記第１のハンセン溶解度パラメータを使用して第１の領域を定義する工程と、
前記第１の溶媒の第１のハンセン溶解度パラメータに従い複数の対応する第２の溶媒を選択する工程であって、
前記第２の溶媒のそれぞれは、前記第１の溶媒の１つに対応する第３のハンセン溶解度パラメータを有する工程と、
前記第２の溶媒を混合することにより、前記第１の領域内に配置された第４のハンセン溶解度パラメータを有する第２のフォトレジスト溶剤を形成する工程と、
を含む方法。
【請求項２】
前記第２の溶媒を混合することにより、前記第２のフォトレジスト溶剤を形成する工程は、
前記第２の溶媒を異なる比率で混合することにより、複数の溶液混合物を得る工程と、
前記溶液混合物のそれぞれと、前記フォトレジスト材料とを予め決められた比率で混合する工程と、
前記フォトレジスト材料を観察することにより、該フォトレジスト材料が溶解しているかどうかを決定し、その結果、前記溶液混合物から前記第２のフォトレジストを選択する工程と、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記溶液混合物と前記フォトレジスト材料とを混合する前記予め決められて比率は、３：１である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第２の溶媒を選択する工程は、該溶媒の物理的性質を参照することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記物理的性質は、表面張力、沸点、および、溶媒の濃度を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第２の溶媒は、極性ケトン溶媒を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第２の溶媒は、水素結合性ケトン溶媒と、水素結合性エーテル溶媒とを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第２の溶媒は、分散アルキルベンゼン溶媒と、分散ベンゼン溶媒とを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の領域は直線であり、前記第２のハンセン溶解度パラメータは、前記直線に近い、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の領域は、ある面積の領域であり、前記第２のハンセン溶解度パラメータは、前記面積の領域内に配置される、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記第３のハンセン溶解度パラメータは、第２の領域を定義し、前記第２のハンセン溶解度パラメータは、前記第２の領域内に配置される、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記第４のハンセン溶解度パラメータは、前記第２のハンセン溶解度パラメータに近い、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶剤の製造方法、詳しくは、フォトレジスト溶剤の製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の製造プロセスでは、基板上のカラーフォトレジストを洗浄するために用いられるカラーフォトレジスト溶剤は、単一の特定のフォトレジストにのみ適用できる。
製品に変更があると、カラーフォトレジストも変えなければならない。したがって、カラーフォトレジストを洗浄する溶剤は、適宜変更される必要がある。言い換えれば、それぞれの特定のフォトレジストは、ある特定のタイプの溶剤に対応していなければならず、カラーフォトレジストを変えれば、溶剤も変える必要がある。さもないと、溶剤の効果が損なわれ、より多くのフォトレジストの残留物が生じ、それは、カラーフィルタリングプレートの歩留まりを低下させることにつながる。
【０００３】
一方、多くの材料製造業者により製造される特定の溶剤は、一般的に高価であり、ほとんどの場合、人体に有毒かつ有害であり、環境も汚染する。結果として、溶剤は、多くの他の生産コストを招く。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明の少なくとも１つの目的は、特定のフォトレジスト材料にこだわることなく要求されるフォトレジスト溶剤を作り出すことができる、フォトレジスト溶剤の製造方法を提供することにより、フォトレジスト溶剤のコストを引き下げることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記および他の効果を達成するべく、その目的に従い、明細書において実施されかつ広く記載されるように、フォトレジスト溶剤を製造する方法を提供する。まず、フォトレジスト材料と、第１のフォトレジスト溶剤とが提供される。第１のフォトレジスト溶剤は、フォトレジスト材料を希釈するのに適している。第１のフォトレジスト溶剤は、それぞれ第１のハンセン溶解度パラメータを有する複数の第１の溶媒を含む。フォトレジスト材料は、第２のハンセン溶解度パラメータを有する。第１のハンセン溶解度パラメータに従い、第１の領域が定義される。そして、第１の溶媒の第１のハンセン溶解度パラメータに従い、複数の第２の溶媒が選択される。第２の溶媒のそれぞれは、第１の溶媒の少なくとも１つに対応する第３のハンセン溶解度パラメータを有する。次に、第２の溶媒を混合して第２のフォトレジスト溶剤を形成する。第２のフォトレジスト溶剤は、第１の領域に第４のハンセン溶解度パラメータを有する。
【０００６】
上記の本発明の一実施例におけるフォトレジスト溶剤の製造方法によれば、第２のフォトレジスト溶媒を混合する方法は、以下の段階を含む。まず、第２の溶媒を異なる比率で混合することにより、複数の溶液混合物を得る。次に、この溶液混合物とフォトレジスト材料とを予め決められた比率で混合する。次に、フォトレジスト材料を観察してフォトレジスト材料が溶解しているかどうか決定する。その結果、溶液混合物から第２のフォトレジスト溶剤が選択される。
【０００７】
本発明の一実施例によれば、フォトレジスト溶剤の製造方法において、例えば溶液混合物とフォトレジスト材料との予め決められた比率は、３：１である。
【０００８】
本発明の一実施例によれば、フォトレジスト溶剤を製造する方法において、第２の溶媒を選択する基準の１つとしてそれらの物理的性質を含む。
【０００９】
本発明の一実施例によれば、フォトレジスト溶剤を製造する方法において、前述の物理的特性は、例えば、表面張力、沸点、または、溶媒の濃度である。
【００１０】
本発明の一実施例によれば、フォトレジスト溶剤を製造する方法において、前述の第２の溶媒は、例えば極性ケトン溶媒を含む。
【００１１】
本発明の一実施例によれば、フォトレジスト溶剤を製造する方法において、前述の第２の溶媒は、例えば水素結合性ケトン溶媒、または、水素結合性エーテル溶媒を含む。
【００１２】
本発明の一実施例によれば、フォトレジスト溶剤を製造する方法において、前述の第２の溶媒は、例えば分散アルキルベンゼン、または、分散ベンゼン溶媒を含む。
【００１３】
本発明の一実施例によれば、フォトレジスト溶剤を製造する方法において、前述の第１の領域は、例えば直線であり、第２のハンセン溶解度パラメータは、この直線に近い。
【００１４】
本発明の一実施例によれば、フォトレジスト溶剤を製造する方法において、前述の第１の領域は、例えばある面積の領域であり、第２のハンセン溶解度パラメータは、その面積の領域内に配置される。
【００１５】
本発明の一実施例によれば、フォトレジスト溶剤を製造する方法において、前述の第３のハンセン溶解度パラメータは、第２の領域を定義し、第２のハンセン溶解度パラメータは、第２の領域内に配置される。
【００１６】
本発明の一実施例によれば、フォトレジスト溶剤を製造する方法において、前述の第４のハンセン溶解度パラメータは、第２のハンセン溶解度パラメータに近い。
【００１７】
本発明の一実施例によれば、フォトレジスト溶剤を製造する方法において、ハンセン溶解度モデルは、フォトレジストを希釈するための溶媒を選択するべく用いられる。
この溶媒は、単一のタイプのフォトレジスト材料を希釈するのに用いられるばかりでなく、特定の溶剤を使用することによりコスト高になり毒性が高くなるのを防ぐべく用いられる。
【００１８】
前述した、および、以降に述べる説明は例に過ぎず、さらなる説明は添付の請求項にて提供することが意図される。
【００１９】
添付の図面は、本発明のさらなる理解のために提供され、本明細書の一部として含まれる。図面は、本発明の実施形態を示すと共に、本発明の原理を説明する役割を果たす。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
図１は、本発明の一実施例に従いフォトレジスト溶剤を製造する方法を示すフローチャートである。
【００２１】
図２は、エーテル、トルエン、および、テトラヒドロフランの混合溶液におけるハンセン溶解度モデルを示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の好適な実施例を添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
図面中の参照番号が同じ場合は、同じまたは同様の構成部品を指す。
【００２３】
図１は、本発明の本実施例に従うフォトレジスト溶剤の製造方法を示すフローチャートである。まず、ステップ１００において、フォトレジスト材料と第１のフォトレジスト溶剤とが提供される。第１のフォトレジスト溶剤は、フォトレジスト材料を希釈するのに適する。本実施例では、第１のフォトレジスト溶剤は、特定のタイプのフォトレジスト材料に対応する、フォトレジスト材料製造業者から提供される特定の溶剤である。第１のフォトレジスト溶剤は、複数の第１の溶媒を含む。また、第１の溶媒のそれぞれは、ハンセン溶解度モデルに従う第１のハンセン溶解度パラメータを有する。フォトレジスト材料は、また、ハンセン溶解度モデルに従う第２のハンセン溶解度パラメータも有する。ハンセン溶解度パラメータは、ハンセン溶解度モデルにおいて座標位置(δd, δp, δh)を有することは留意する点である。δdは、分散成分を示し、δpは、極性成分を示し、δhは、水素結合成分を示す。
【００２４】
次に、ステップ１０２では、第１のハンセン溶解度パラメータに従い、第１の領域が定義される。一実施例では、第１のフォトレジスト溶剤が２タイプの第１の溶媒を含む場合、第１の溶媒の第１のハンセン溶解度パラメータにより定義された第１の領域は、直線であり、この直線は、フォトレジスト材料の第２のハンセン溶解度パラメータに近い。他の実施例では、第１のフォトレジスト溶剤が２タイプ以上の第１の溶媒を含む場合、第１の溶媒の第１のハンセン溶解度パラメータにより定義される第１の領域は、ある面積の領域であり、フォトレジスト材料の第２のハンセン溶解度パラメータを囲む。
【００２５】
次に、ステップ１０４では、複数の対応する第２の溶媒は、第１の溶媒の第１のハンセン溶解度パラメータに従い選択される。第２の溶媒のそれぞれは、第１の溶媒の１つに対応する第３のハンセン溶解度パラメータを有する。それら第３のハンセン溶解度パラメータは、第２の領域を定義し、第２のハンセン溶解度パラメータは、第２の領域内に配置されることは留意される点である。
【００２６】
一般的に、第２の溶媒を選択する基準は、表面張力、沸点、または、濃度などの物理的特性への参照を含んでよい。
【００２７】
あるいは、第２の溶媒を選択する基準は、第１のフォトレジスト溶剤の第１の溶媒への参照を含んでもよい。例えば、第２の溶媒は、極性ケトン溶媒、水素結合性ケトン溶媒、エーテル溶媒、分散アルキルベンゼン、または、ベンゼン溶媒を含んでよい。
【００２８】
その後、ステップ１０６では、第２の溶媒が混合されて第２のフォトレジスト溶剤を形成する。第２のフォトレジスト溶剤は、第１の領域内に配置された第４のハンセン溶解度パラメータを有する。具体的には、第２の溶媒を異なる比率で混合することにより、複数の溶液混合物が得られる。それぞれの溶液混合物は、ハンセン溶解度モデルに従う第４のハンセン溶解度パラメータを有する。第４のハンセン溶解度パラメータは、第１のハンセン溶解度パラメータにより定義された第１の領域内で制御される。言い換えれば、第４のハンセン溶解度パラメータは、（表３および表４に記載されるような）前述の領域に配置されるか、または、第２のハンセン溶解度パラメータに近い（表１に記載されるような）ほぼ直線である。
【００２９】
例えば、混合溶液およびフォトレジスト材料のそれぞれは、予め決められた比率、例えば３：１で混合される。その後、フォトレジスト材料を観察してフォトレジストが溶解しているかどうかを決定し、その結果、溶液混合物の少なくとも１つがフォトレジスト材料を洗浄するための第２のフォトレジスト溶剤として機能するよう選択される。
【００３０】
以下、本発明を詳細に説明するため、３つの実験グループについて述べる。テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）などの一般的なフォトレジスト溶剤は、比較的有毒であり、製造コストも高いので、本実施例では、エタノールとトルエンの溶液混合物で代用する。エタノールとトルエンとの混合比率は５０：５０とする。換言すると、エタノールとトルエンの混合溶液は、前述の第２の溶媒である。表１に、エタノール−トルエン溶液混合物と、テトラヒドロフランとにおけるハンセン溶解度パラメータの分散δd、極性δp、および、水素結合δhの比率を示す。表２は、エタノール−トルエン溶液混合物と、テトラヒドロフランとのハンセン溶解度モデルを示す。
【表１】
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【００３１】
表１および表２によれば、エタノール−トルエンの５０：５０の溶液混合物は、費用の節約と安全性を高める目的で、一般的によく使用されるテトラヒドロフランに置き換えることができる。また、表１中のパラメータfd、fpおよびfhは、正規化されたハンセン溶解度パラメータである。さらに詳しくは、エタノールとトルエンとのハンセン溶解度パラメータは、それぞれ、δd：15.8 Mpa1/2、δp：8.8 Mpa1/2、δh：19.4 Mpa1/2、および 、δd：16.8 Mpa1/2、 δp：5.7 Mpa1/2、 δh：8.0 Mpa1/2である。エタノールとトルエンとのハンセン溶解度パラメータの連結ラインは、テトラヒドロフランのハンセン溶解度パラメータの近くを通る。したがって、エタノール−トルエン溶液混合物のハンセン溶解パラメータは、テトラヒドロフランのハンセン溶解パラメータに近い値に調整できる。
【００３２】
エタノールとトルエンとが５０：５０で混合されて溶液混合物となった場合、その溶液混合物のハンセン溶解度パラメータは、δd：17.9 Mpa1/2、 δp：5.8 Mpa1/2、δh： 7.6 Mpa1/2である。したがって、このエタノール−トルエン溶液混合物のハンセン溶解度パラメータは、テトラヒドロフランのハンセン溶解度パラメータにきわめて近くなる。換言すると、エタノール−トルエン溶液混合物は、テトラヒドロフランの代用品となることができる。
【００３３】
他の実施例では、ハンセン溶解度パラメータδd：17.9 Mpa1/2、 δp：5.8 Mpa1/2、δh：7.6 Mpa1/2を有する東洋インキのシリーズが提供される。その主溶媒は、ハンセン溶解度パラメータδd：17.8 Mpa1/2、δp： 6.3 Mpa1/2、δh: 5.1 Mpa1/2のシクロヘキサノンを含み、第２の溶媒の成分として、プロピレングリコールメチルエーテルアセタート（ＰＧＭＥＡ）、および、キシレンが選択されている。ＰＧＭＥＡとキシレンとのハンセン溶解度パラメータは、それぞれ、δd：15.6 Mpa1/2、δp：5.6 Mpa1/2、δh：9.8 Mpa1/2、および、δd:：17.6 Mpa1/2、δp：1 Mpa1/2、δh：3.1 Mpa1/2である。すなわち、シクロヘキサノン、ＰＧＭＥＡ、および、キシレンは、図２に示す三角形の３つの頂点に近い。これは、東洋インキシリーズにおけるフォトレジスト材料のハンセン溶解度パラメータは、シクロヘキサン、ＰＧＭＥＡおよびキシレンのハンセン溶解度パラメータにより囲まれた領域内に配置されるということである。
【００３４】
シクロヘキサン、ＰＧＭＥＡ、および、キシレンを異なる重量パーセントで混合して多くの溶液混合物を形成し、各溶液混合物とフォトレジスト材料とを３：１（３００ｃｃ：１００ｃｃ）の比率で温度約２５度で混合した後、混合物をそれぞれ観察する。そして、沈殿しているフォトレジストがあるかどうかを決定する。その結果、東洋インキシリーズのフォトレジスト材料を溶解することができるフォトレジスト溶剤が選択される。表２は、様々なフォトレジスト材料と、それに関連する溶剤とを示す。
表３は、フォトレジスト材料と、様々なタイプの溶液混合物との混合結果を示す。○の付いた欄は、沈殿がないことを示し、×の付いた欄は、沈殿があることを示す。
【表２】
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【表３】
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【００３５】
表２および表３によれば、シクロヘキサノン−プロピレングリコールメチルエーテルアセテート−キシレン溶液混合物の重量比が４０／５０／１０、および、４５／４５／１０であった場合、東洋インキシリーズにおけるフォトレジスト材料と、フォトレジスト材料４とは同時に溶解する。したがって、シクロヘキサノン−プロピレングリコールメチルエーテルアセテート−キシレン溶液混合物の重量比が４０／５０／１０、および、４５／４５／１０であった場合、溶液混合物は、東洋インキシリーズの特定のフォトレジスト溶剤、および、フォトレジスト材料４の特定の溶剤に置き換えることができる。また、本実施例では、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、および、キシレンをフォトレジスト溶剤の成分として選択する。また一方で、本実施例では、以下に詳細に述べるハンセン溶解度モデルに従う他の溶媒も選択できる。
【００３６】
他の実施例では、ハンセン溶解度パラメータδd：17.9 Mpa1/2、δp：5.8 Mpa1/2、 δh：7.6 Mpa1/2の東洋インキシリーズのフォトレジスト材料が提供される。その主溶媒は、ハンセン溶解度パラメータδd：17.8 Mpa1/2、δp：6.3 Mpa1/2、δh：5.1 Mpa1/2のシクロヘキサノンを含み、第２の溶媒の成分として、シクロヘキサン、プロピレングリコールメチルエーテルアセタート（ＰＧＭＥＡ）、および、アルキルベンゼンが選択されている。アルキルベンゼンのハンセン溶解度パラメータは、δd：17.6 Mpa1/2、δp：0.81 Mpa1/2、δh：0 Mpa1/2である。換言すると、シクロヘキサン、ＰＧＭＥＡ、および、アルキルベンゼンは、図２に示す三角形の３つの頂点に近い。同様に、東洋インキシリーズのフォトレジスト材料のハンセン溶解度パラメータは、シクロヘキサン、ＰＧＭＥＡ、および、アルキルベンゼンのハンセン溶解度パラメータにより囲まれた領域内に配置される。
【００３７】
各溶液混合物と、フォトレジスト材料とを３：１（３００ｃｃ：１００ｃｃ）の比率で約２５度で混合した後、混合物をそれぞれ観察する。そして、沈殿しているフォトレジストがあるかどうかを決定する。その結果、東洋インキシリーズのフォトレジスト材料を溶解することができるフォトレジスト溶剤が選択される。表４は、フォトレジスト材料と、様々なタイプの溶液混合物との混合結果を示す。○の付いた欄は沈殿のないことを示し、×の付いた欄は、沈殿があることを示す。
【表４】
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【００３８】
表４に示すように、シクロヘキサノン−プロピレングリコールメチルエーテルアセテート−アルキルベンゼン溶液混合物の重量比が２０／７０／１０、３０／６０／１０、４０／４０／２０、および、４５／４５／１０であった場合、東洋インキシリーズにおけるフォトレジスト材料と、フォトレジスト材料４とは同時に溶解する。したがって、前述した重量比は、東洋インキの特定のフォトレジスト溶剤、および、フォトレジスト材料４の特定の溶剤に置き換えることができる。
【００３９】
つまり、本発明では、ハンセン溶解度モデルを利用して溶液混合物を生成するための複数の溶媒を選択する。溶液混合物中の様々な溶媒の重量比を調整することにより、安価で、比較的毒性がなく、しかも環境にやさしいフォトレジスト溶剤を速やかに選択することができる。さらに、複数のタイプのフォトレジスト材料を溶解することができるフォトレジスト溶剤をみつけることもできる。その結果、フォトレジスト材料それぞれに対応するタイプのフォトレジスト溶剤を用いる必要もなくなるので、生産コストを引き下げることができる。
【００４０】
本発明の精神または添付クレームの範囲を逸脱せずに種々の変更改造を加えうることは当業者に明らかなところである。よって、本発明は、特許請求の範囲に記載の範囲内で起こり得る変形または変更を包括することを意図するものである。
【図１】
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【図２】
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