JP2002324753A - 現像液製造装置及び現像液製造方法 - Google Patents
現像液製造装置及び現像液製造方法Info
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Abstract
且つ迅速に製造することができ、多品種小ロットの基板
製造に対応し得る現像液製造方法及び装置を提供する。 【解決手段】 現像液製造装置200は、現像原液及び
純水が供給される調製槽105と、これに連設された平
準化槽202を備えている。また、平準化槽202は、
電子回路が形成される加工設備に管路114を介して接
続されている。調製槽105では、液量測定手段106
及びアルカリ濃度測定手段107からの測定信号に基づ
き、液量制御手段108によって槽内の現像液量が調整
されると共に、液供給制御手段109によって調製槽1
05への現像原液等の供給量が調整される。これにより
アルカリ濃度が調整されたアルカリ系現像液は、平準化
槽202へ送られ、アルカリ濃度が平準化された後、加
工設備へ送給される。
Description
び現像液製造方法に関し、詳しくは、微細加工の施され
た電子回路が形成される加工設備に管路を介して接続さ
れており、且つ、該加工設備においてフォトレジスト等
を現像する際に用いられるアルカリ系現像液が製造され
る装置、及び、そのアルカリ系現像液の製造方法に関す
る。
された電子回路を有する装置の製造におけるフォトリソ
グラフィ工程で使用されるレジスト材料には、露光によ
って可溶化するポジ型と、露光によって不溶化するネガ
型とがある。一例として、半導体デバイス、フラットパ
ネルディスプレイ(FPD)基板等の製造においては、
かかるフォトエッチングが繰り返されるため、主として
ポジ型レジストが多用される。
ン酸ソーダ、力性ソーダ、ケイ酸ソーダ、又は、これら
と他の無機アルカリ等との混合物から成る無機アルカリ
水溶液が挙げられる。また、アルカリメタルの汚染が心
配される場合には、メタルを含まないアミン系の有機ア
ルカリ水溶液、テトラメチルアンモニウムハイドロオキ
サイド(TMAH)水溶液、トリメチルモノエタノール
アンモニウムハイドロオキサイド(コリン)水溶液等が
用いられている。後者のなかでは、2.38%濃度のT
MAH水溶液が多く用いられている。また、これらの材
料から調製された現像液は、スプレー方式、スピンコー
ター方式あるいはディップ方式等の現像装置で大量に使
用されている。
合わせて最高の解像力、パターニングの切れ(鋭敏
さ)、安定性及び高い歩留まりを得るために、その組成
及び濃度は厳密に管理されなければならない。特に、近
年のパターニングの高密度化に伴って、パターニング幅
の微細化が要求されている。例えば、半導体基板では
0.1μmレベル、フラットパネルディスプレイ基板で
は1μmレベル、多層プリント基板では10μmレベル
の線幅が要求されるようになってきた。また、低温多結
晶シリコンTFT技術により、フラットパネルディスプ
レイ基板上に半導体回路を組み込むため1μm以下の線
幅が要求されるようにもなってきた。
ばらつきを小さくするため、現像液濃度の精度向上が強
く望まれている。例えば、現像液濃度の管理範囲として
は、所定濃度の±1/1000以内が要求される。殊
に、TMAH水溶液の場合、所定濃度の±1/2000
以内(例えば、2.380±0.001重量%)が要求
される。
無くすため、現像液1ml中に0.1μm以上のパーテ
ィクル(微粒子)が10個以下といったパーティクルの
非常に少ないものが要求される。またさらに、近年、現
像液の使用量は、基板の大型化、大量生産化により更に
膨大になってきた。
パーティクルレスが切望されると共に、大量製造及び低
コスト化に対応することが強く望まれている。しかし、
従来においては、半導体デバイス等の製造工場で現像液
の組成及び濃度を調整した上で用いることは、設備及び
運転コストの面のみならず、組成及び濃度を十分に管理
する観点から、極めて困難であった。よって、半導体デ
バイス等の製造工場(以下、「使用側」という。)で
は、専ら現像液メーカ(以下、「供給側」という。)で
組成及び濃度を調整した現像液を使用せざるを得なかっ
た。
調合した現像原液を純水で希釈し、所望の濃度に調整し
た現像液を容器に充填し、かかる調製済みの現像液を使
用側に供給する方法が採られる。このとき、現像原液の
希釈倍率は、液組成及び原液濃度、現像対象であるポジ
型レジスト等の種類、使用目的等によって種々異なり、
通常は8〜40倍程度である。よって、供給側で調製し
た現像液の量は希釈倍率に応じて大幅に増大し、この現
像液を使用側へ運搬するための容器の準備、容器への充
填作業並びに運搬コストが膨大となってしまう。その結
果、これらの費用が現像液コストのうち相当な割合を占
めてしまうといった問題があった。
使用されるまでには運搬及び保管に相応の期間を要し、
この間に現像液が劣化するという問題点もあった。さら
に、現像液が空気中の炭酸ガスを吸収し易いため、使用
側に希釈装置を設置しても、希釈操作中や希釈された現
像液の貯留中に炭酸ガスの吸収による濃度変化が生じて
しまうといった問題もあった。このことも、現像液の希
釈が半導体デバイス製造工場等の使用側で行われなかっ
た理由の一つに挙げられる。
日本国特許第2751849号公報には、フォトレジス
ト用アルカリ系現像原液と純水とを受け入れて所定時間
強制攪拌する攪拌槽と、その攪拌槽内の混合液の一部を
抜き出しその導電率を測定したのち攪拌槽内に戻す導電
率測定手段と、導電率測定手段からの出力信号に基づい
て攪拌槽に供給されるフォトレジスト用アルカリ系現像
原液又は純水のいずれか一方の流量を制御する制御手段
と、攪拌槽からの混合液を受け入れて貯留する貯留槽
と、攪拌槽及び貯留槽を窒素ガスでシールする窒素ガス
シール手段とを備える現像液の希釈装置が開示されてい
る。
水とを混合し、現像液を調製することを可能にするもの
であり、これにより、現像液の組成及び濃度の管理上の
問題、現像液の運搬コスト増大といった従来の諸問題を
ほぼ解決するに至った。
場の要求に伴い、多品種小ロットでの基板等の製造が必
要となってきた。そのため、使用側においては、それら
多品種小ロットでの基板の製造に対応すべく、複数の基
板製造装置を備え、それらを同時に稼動させざるを得な
い状況となってきた。さらに、それらの各々の装置で使
用される現像液の濃度が、例えば0.1%から2.5%
と広範にわたって異なる場合もあり、種々の濃度の現像
液を使用の都度準備する必要が生じている。
れたものであり、使用側において、現像原液から所望濃
度の現像液を精度よく且つ迅速に製造することができ、
多品種小ロットでの基板の製造に十分に対応し得ると共
に、製造された現像液の組成及び濃度を精度よく管理す
ることが可能な現像液製造装置及び現像液製造方法を提
供することを目的とする。
に、本発明による現像液製造装置は、微細加工が施され
た電子回路が形成される加工設備に管路を介して接続さ
れており、その加工設備で用いられるアルカリ系現像液
が製造される装置であって、現像原液と純水とが供給さ
れ且つ攪拌されてアルカリ系現像液が調製される調製槽
と、調製槽内のアルカリ系現像液の量を測定する第一液
量測定手段と、調製槽内のアルカリ系現像液のアルカリ
濃度を測定する第一アルカリ濃度測定手段と、第一液量
測定手段による測定値及び第一アルカリ濃度測定手段に
よる測定値に基づいて、調製槽内のアルカリ系現像液の
量を調整する第一液量制御手段と、第一液量測定手段に
よる測定値及び第一アルカリ濃度測定手段による測定値
に基づいて、調製槽への現像原液の供給量及び純水の供
給量のうち少なくともいずれか一方を調整する液供給制
御手段とを備えるものである。
いては、調製槽内で現像原液が純水で希釈され現像液が
調製される。このとき、調製槽内の液量及び現像液成分
であるアルカリの濃度が実測され、これらに基づいて、
第一液量制御手段及び液供給制御手段によって現像液が
所望の濃度となるように液性が調整される。よって、簡
易且つ迅速な濃度調製が行われると共に、濃度管理を精
度よく実施できる。
現像液が、管路を介して加工設備に供給され得るので、
別途の保管・輸送コストが不要となる。さらに、加工設
備に接続した管路を含めて、現像液調製装置を実質的な
大気封止系とすれば、現像液が大気中の炭酸ガス等を吸
収することに起因する現像液の劣化が抑止され得る。
されており、アルカリ系現像液のアルカリ濃度を平準化
する平準化槽を備えると好ましい。こうすれば、不可避
的に生じ得る僅かな誤差を有する現像液中のアルカリ濃
度を平準化することが可能となり、現像液濃度の精度が
一層高められる。
のアルカリ系現像液の量を測定する第二液量測定手段を
備えるものである。
ルカリ系現像液のアルカリ濃度を測定する第二アルカリ
濃度測定手段を備えるものであると好ましい。
段による測定値及び第二アルカリ濃度測定手段による測
定値に基づいて、その平準化槽内のアルカリ系現像液の
量を調整する第二液量制御手段を備えるものであると好
適である。
液を調製槽に還流送給する還流送給用管路を備えること
が望ましい。
槽内のアルカリ系現像液を攪拌する攪拌機構を備えるも
のである。
槽内のアルカリ系現像液を濾過する濾過機構を備えるも
のである。
槽から前記平準化槽へ送給し、調製槽におけるアルカリ
系現像液の液面レベル、及び平準化槽におけるアルカリ
系現像液の液面レベルを調整する液送給・液面レベル制
御手段を備えると有用である。これらの液面レベルは、
任意のレベルに調整されるが、両者が略同じレベルとな
るように調整されると好ましい。
は、アルカリ系現像液が調製槽から平準化槽へ自然送液
され、且つ、調製槽及び平準化槽に接続された連通管を
有するものであるとより好ましい。
れており、アルカリ系現像液が貯留される貯留槽を備え
ても好ましい。
スでシールする湿り窒素ガスシール手段を備えるとより
好ましい。
っても有用である。
されていても構わない。
態におけるアルカリ系現像液に含まれる微粒子数を測定
する微粒子数測定手段を備えると更に有用である。
れる溶存ガスを除去する溶存ガス除去手段を備えるもの
である。
ルカリ系現像液の容積又は重量のうち少なくともいずれ
か一方を測定するものである。
電率計、超音波濃度計、液体密度計及び自動滴定装置の
うち少なくともいずれか一種であることが望ましい。
電率計、超音波濃度計、液体密度計及び自動滴定装置の
うち少なくともいずれか一種であることが望ましい。
アルカリ濃度から選択された任意のアルカリ濃度を有す
るものである。
細加工の施された電子回路を形成する加工工程に管路を
介して供給されるアルカリ系現像液を製造する方法であ
って、現像原液と純水とを攪拌してアルカリ系現像液を
調製する工程と、アルカリ系現像液の量を測定する工程
と、アルカリ系現像液のアルカリ濃度を測定する工程
と、アルカリ系現像液の液量測定値及びアルカリ濃度測
定値に基づいてアルカリ系現像液の量を調整する工程
と、アルカリ系現像液の液量測定値及びアルカリ濃度測
定値に基づいて、アルカリ系現像液を調製する工程への
現像原液の供給量及び前記純水の供給量のうち少なくと
もいずれか一方を調整する工程とを備えることを特徴と
する。
詳細に説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付
し、重複する説明を省略する。また、位置関係は、特に
断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとす
る。さらに、図面の寸法比率は、図示の比率に限られる
ものではない。
1実施形態の構成を模式的に示す系統図である。現像液
製造装置100は、現像原液が貯留される現像原液タン
ク101及び純水供給系が接続された調製槽105を備
えるものである。現像原液タンク101には、現像原液
が貯留されており、図示しない液面計の指示値に基づい
て、流量調節弁を有する管路110を通して現像原液タ
ンク101内に現像原液が補給されるようになってい
る。
節弁303及びポンプ112を有する管路111が接続
されており、この管路111は、ラインミキサ104を
有し且つ純水供給系に連結された純水供給配管102に
おけるラインミキサ104よりも上流側に接続されてい
る。現像原液タンク101内の現像原液は、管路111
からポンプ112の運転により、流量調節弁302及び
ポンプ113を有する純水供給配管102内で、ポンプ
113の運転によって供給される純水と合流し、ライン
ミキサ104によって更に混合されたのち、調製槽10
5に送給される。
調節弁301及びポンプを有し且つ調製槽105に接続
された純水供給配管103が分岐しており、純水を単独
で調製槽105内へ供給できるようにされている。
ては、例えば、リン酸ソーダ、力性ソーダ、ケイ酸ソー
ダ、又は、これらと他の無機アルカリ等との混合物から
成る無機アルカリ水溶液が挙げられる。また、アルカリ
メタルの汚染が心配される場合には、メタルを含まない
アミン系の有権アルカリ水溶液、TMAH水溶液、コリ
ン水溶液等が有用である。
アルカリ系現像液を必要とする電子回路基板の製造工場
等において使用される純水であればよい。かかる製造工
場等においては、多量の純水を必要とすることから純水
製造装置は必置とされる傾向にある。従って、本発明に
おいて必要なアルカリ系現像液の製造用の純水は、供給
側において比較的容易に入手し得る。また、アルカリ系
現像液には、必要に応じて添加剤を適宜添加してもよ
い。このような添加剤としては、例えば、界面活性剤等
が挙げられる。さらに、添加剤を添加する場合には、添
加剤タンクを設けてもよい。
(攪拌機構)を備えると共に、液量制御手段108(第
一液量制御手段)及び液供給制御手段109を有する制
御系に接続された液量測定手段106(第一液量測定手
段)及びアルカリ濃度測定手段107(第一アルカリ濃
度測定手段)を有している。
ら送られてきた現像原液及び純水の混合液を強制的に攪
拌するためのものである。ここで、混合液の攪拌方法と
しては、例えば、攪拌翼による攪拌、調製槽105内の
混合液を循環させる循環攪拌が挙げられる。更には、循
環攪拌の際に、循環液を再び調製槽105内に吐出する
ためのノズルの吐出方向を、混合液が調製槽105の内
周方向に回転するように配置すれば、噴流回転攪拌を行
うことができる。攪拌手段116は、このようないずれ
かの攪拌方法を実現できるものである。
5内のアルカリ系現像液の液量を実測・管理するための
ものである。液量の測定は、例えば、アルカリ系現像液
の容積及び重量の少なくともいずれか一方によって行う
ことができる。なお、ここでの「液量の管理」とは、調
製槽105内のアルカリ系現像液が使用されて減少する
場合の減少量の管理と、アルカリ系現像液を強制的に所
定量まで減少させる場合の強制減少量の管理を行うこと
を指す(後述する平準化槽202における「液量の管
理」も同様である。)。
製槽105内のアルカリ系現像液のアルカリ濃度を実測
・管理するためのものである。アルカリ濃度測定手段1
07としては、例えば、導電率計、超音波濃度計、液体
密度計、又は自動滴定装置等が挙げられる。これらは、
いずれが採用されてもよいが、なかでも、導電率計を用
いることが好ましい。この場合、予め設定された基準温
度におけるアルカリ系現像液の導電率とアルカリ系現像
液の濃度との関係及び基準温度付近におけるアルカリ系
現像液の導電率の温度係数を求めておけば、所望濃度の
現像液を精度よく且つ簡便に製造することが可能とな
る。
1に示す如く調製槽105の外部に設けられてもよく、
調製槽105内のアルカリ系現像液のアルカリ濃度を直
接測定することができるように、その電極部が調製槽1
05内に配置されるように設けられても好ましい。
段106及びアルカリ濃度測定手段107とからの測定
信号に基づいて所定の演算を行うものであり、更にその
演算結果に基づいて調製槽105内のアルカリ系現像液
を一定量に制御するものである。
工程において使用されているアルカリ系現像液と異なる
濃度のアルカリ系現像液を必要に応じて調製(製造)す
る際に、液量測定手段106からの出力信号とアルカリ
濃度測定手段107からの出力信号とから、アルカリ系
現像液を所望の濃度とするために必要な調製槽105内
のアルカリ系現像液の減少量を算出する。それから、そ
の算出値に基づいて調製槽105内のアルカリ系現像液
を減少させる。
カリ系現像液は、調製槽105と加工設備に接続された
管路114を通して、その濃度のアルカリ系現像液を使
用する電子回路基板の現像工程に送給してもよいし、流
量調節弁305を有し且つ調製槽105に接続されたド
レン用の管路115を通して装置外へ排出してもよい。
なお、環境への影響を考慮すると、加工設備における現
像工程へ送給することが好ましい。
手段106及びアルカリ濃度測定手段107からの実測
信号に基づいて調製槽105に供給される現像原液及び
純水のうち少なくともいずれか一方の供給量を制御する
ものである。具体的には、最初のアルカリ系現像液の調
製時、アルカリ系現像液が使用されて減少した際のアル
カリ系現像液の再調製時、又は、液量制御手段108に
よって強制的にアルカリ系現像液が減少させられた後の
異なるアルカリ濃度のアルカリ系現像液の調製時におい
て、調製槽105に供給すべき現像原液及び純水のうち
少なくともいずれか一方の供給量を制御するものであ
る。
0を用いた本発明の現像液製造方法の一例について以下
に説明する。まず、調製槽105が空の建浴時において
は、液量測定手段106が‘空’であることを検出す
る。その後、液量測定手段106から出力される指示信
号によりポンプ112及びポンプ113を稼動させ、調
製槽105に現像原液及び純水から成る混合液を送給す
る。次いで、この混合液を攪拌手段116により攪拌
し、その状態でのアルカリ濃度を略均一化させる。その
間、液量測定手段106によって調製槽105内の混合
液の液量を測定する。それと共に、混合液のアルカリ濃
度をアルカリ濃度測定手段107によって測定する。
手段106及びアルカリ濃度測定手段107から出力さ
れ、液供給制御手段109へ入力される。液供給制御手
段109は、これらの測定信号に基づいて、所望濃度の
アルカリ系現像液を調製するために調製槽105に供給
すべき現像原液及び/又は純水の供給量を算出する演算
を行う。
給制御手段109から流量調節弁301,302,30
3の少なくともいずれか一つに送信され、その指示に応
じて所定の流量調節弁が所定の開度で一定時間開放され
る。これにより、現像原液及び純水のうち少なくともい
ずれか一方の所定量が調製槽105に供給され、所望濃
度のアルカリ系現像液が調製される。
像液と異なる濃度のアルカリ系現像液を調製する方法に
ついて以下に説明する。この場合、例えば、予め液供給
制御手段109に所望のアルカリ濃度をインプットして
おく。それから、まず、液量測定手段106による調製
槽105内にある既存のアルカリ系現像液の液量測定
と、アルカリ濃度測定手段107による既存のアルカリ
系現像液の濃度測定とが行われる。
手段106及びアルカリ濃度測定手段107から出力さ
れ、液量制御手段108へ入力される。液量制御手段1
08は、これらの測定信号に基づいて、所望濃度のアル
カリ系現像液を調製するために減少させるべき既存のア
ルカリ系現像液の液量(つまり、調製槽105から排出
すべき液量)を算出する演算を行う。
制御手段108から流量調節弁304及び/又は流量調
節弁305に送信され、その指示に応じて所定の流量調
節弁が所定の開度で一定時間開放される。これにより、
所定量の既存のアルカリ系現像液が調製槽105から排
出され、調製槽105内の液量が減少する。
度のアルカリ系現像液を調製すべく、液供給制御手段1
09からの出力信号によって流量調節弁301,30
2,303のうち少なくともいずれか一つを所定の開度
で一定時間開放し、現像原液及び/又は純水を調製槽1
05内へ供給する。こうして、既存のアルカリ系現像液
とは異なる所望濃度のアルカリ系現像液を得る。
御手段109を用いたより具体的な制御機構について、
上記後者の場合、すなわち既存のアルカリ系現像液と異
なる濃度のアルカリ系現像液を調製する場合を例にと
り、以下に説明する。ここでは、既存のアルカリ系現像
液のアルカリ濃度が3%であり、これをアルカリ濃度が
2%のアルカリ系現像液に調製する場合について例示す
る。
105内にある濃度3%のアルカリ系現像液の液量が測
定される。それと共に、アルカリ濃度測定手段107に
より、アルカリ系現像液のアルカリ濃度(つまり‘3
%’)が測定される。
106及びアルカリ濃度測定手段107から液量制御手
段108へ送出される。液量制御手段108は、これら
の測定値に基づいて濃度2%のアルカリ系現像液を調製
するために必要な濃度3%のアルカリ系現像液の減少量
を算出する。次いで、演算結果すなわち算出された減少
量に応じた指示信号が液量制御手段108から出力され
る。これにより、調製槽105内の濃度3%のアルカリ
系現像液の所定量(この場合、既存量の1/3)が調製
槽105から排出される。
のアルカリ系現像液の液量(減少後の液量)が液量測定
手段106により測定される。それと共に、アルカリ濃
度測定手段107により、アルカリ系現像液のアルカリ
濃度(つまり‘3%’)が再測定される。
09に入力され、濃度2%のアルカリ系現像液を調製す
るために必要な現像原液及び純水のうち少なくともいず
れか一方の調製槽105への供給量が算出される。この
算出量に基づいて、液供給制御手段109からの指示信
号により現像原液及び/又は純水が調製槽105に供給
され、所望濃度つまり濃度2%のアルカリ系現像液が得
られる。なお、本例では、少なくとも先述した濃度3%
のアルカリ系現像液の減少量と同量の純水が調製槽10
5に供給される。また、この際、液量測定手段106及
びアルカリ濃度測定手段107がアルカリ系現像液の液
量及びアルカリ濃度を実質的に連続測定することが好ま
しい。
は、ポンプ212及び流量調節弁304を有し且つ調製
槽105と加工設備とを接続する管路114を通して調
製槽105から加工設備における加工工程へ送給され
る。
は、例えば、所定濃度の±1/1000以内が要求され
る。特に、先述のTMAH水溶液の場合には、所定濃度
の±1/2000以内(2.380±0.001重量
%)が要求される傾向にある。本発明の現像液製造装置
100では、上記の濃度調製を実施することにより、こ
のような厳しい濃度管理を十分に実現することができ
る。また、以上の演算/制御は、制御系による自動制御
によって行われるため、時間的なロスが少なく、アルカ
リ系現像液の迅速な濃度調整が可能となる。
で、要求される種々の濃度のアルカリ系現像液を加工設
備が設けられた使用側において簡便に製造することが可
能となる。よって、多品種小ロットの半導体デバイス等
の電子回路基板の製造に機動的且つ弾力的に対応するこ
とができる。
後段には、濾過機構としてのフィルタ213が設けられ
ている。調製槽105から送給されるアルカリ系現像液
には、ポンプ212の駆動や配管系に起因する微粒子、
現像原液に由来する微粒子、装置系外からのダスト(無
機物質又は有機物質)に起因する微粒子等が混入する可
能性がある。フィルタ213は、アルカリ系現像液に混
入したかかる微粒子(パーティクル)成分を除去するた
めのものである。
における電子回路基板等の現像時に現像不具合の原因と
なり得る。こうなると、パターニング欠陥等が生じるお
それがある。よって、電子回路基板の現像工程に用いら
れるようなアルカリ系現像液に対しては、通常、アルカ
リ系現像液1ml中に0.1μm以上のパーティクルが
10個以下という制限(管理値)が要求される。したが
って、フィルタ213の濾材としては、かかる基準を担
保し得る濾過能を有するものが適宜選択され、例えば、
織布・不織布及び濾過膜が挙げられる。
3の後段には、アルカリ系現像液に含まれる微粒子数を
測定するための微粒子数測定手段211が設置されてい
る。上述の如く、調製槽105から送給されるアルカリ
系現像液に含まれる微粒子の大部分は、フィルタ213
によって除去され得る。微粒子数測定手段211は、濾
過されたアルカリ系現像液中の微粒子濃度が管理値を満
たすか否かを判断するためのものである。
を上回る微粒子を含むアルカリ系現像液は、別の管路を
通して調製槽105に返送され、管路114を経てフィ
ルタ213によって再び濾過される。これにより、アル
カリ系現像液中の微粒子濃度を確実に一定値以下に抑え
ることができる。
存ガス除去手段214が設けられている。アルカリ系現
像液には、一般に酸素ガス、窒素ガス等の気体が溶存し
得る。これらの気体がアルカリ系現像液に溶存している
と、アルカリ系現像液を電子回路基板の製造工程で使用
する際に気泡を発生し、現像液の現像機能が低下してし
まう傾向にある。これに対し、現像液製造装置100で
は、溶存ガス除去手段214によって、かかる溶存気体
(ガス)が除去される。
は、アルカリ系現像液に溶存する気体を除去することが
できるものであれば、特に制限されず、例えば、減圧効
果により液中の溶存ガスを気化させて除去する装置、気
液分離膜を用いた脱ガス装置等が挙げられる。
純水が供給される湿り窒素ガスシール手段209が管路
210を介して接続されている。また、現像原液タンク
101も、管路210からの分岐管により湿り窒素ガス
シール手段209に接続されている。
(大気)と接触すると、空気中の酸素ガス、炭酸ガス等
を吸収し又はそれらと反応し、その性質(液性)が劣化
し得る。他方、乾燥窒素ガスは、アルカリ系現像液とは
実質的に反応しない。しかし、乾燥窒素ガスとアルカリ
系現像液が接触すると、アルカリ系現像液中の水分が蒸
発し、液中アルカリ濃度の上昇を招いてしまう。
り窒素ガスシール手段209に接続された調製槽105
の内部は、管路210を介して湿り窒素ガスによって封
止(シール)されるので、上述したようなアルカリ系現
像液の液性劣化やアルカリ濃度上昇が有効に防止され
る。また、現像原液タンク101も同様に湿り窒素ガス
によって封止されるので、現像原液の液性劣化やアルカ
リ濃度上昇が有効に防止される。ここで、湿り窒素ガス
の具体的な条件としては、例えば、その圧力を100〜
200mmAq程度に維持することが挙げられる。
リ系現像液の液性劣化やアルカリ濃度変動が防止され、
調製後のアルカリ系現像液が管路114を通して大気か
ら封止された状態で加工設備に送給されるので、極めて
良好な管理状態にあるアルカリ系現像液を必要なときに
必要量供給することが可能となる。
2実施形態の構成を模式的に示す系統図である。現像液
製造装置200は、調製槽105の後段、つまり電子回
路の加工設備と調製槽105との間に、アルカリ系現像
液のアルカリ濃度を平準化するための平準化槽202を
備えること以外は、図1に示す現像液製造装置100と
略同様に構成されたものである。
けられた管路201、及び管路114に接続された管路
205(還流送給用管路)を介して調製槽105に接続
されると共に、管路114によって加工設備に接続され
ている。また、平準化槽202は、先述の管路210を
介して湿り窒素ガスシール手段209に接続されてい
る。さらに、平準化槽202は、流量調節弁306が設
けられたドレン用の管路115に接続されている。
定手段106と同等の液量測定手段203(第二液量測
定手段)及びアルカリ濃度測定手段107と同等のアル
カリ濃度測定手段204(第二アルカリ濃度測定手段)
が設置されている。これらの液量測定手段203及びア
ルカリ濃度測定手段204は、液量制御手段108と同
等の制御機能を有する液量制御手段207(第二液量制
御手段)に接続されている。この液量制御手段207
は、液量制御手段108及び液供給制御手段109と接
続されている。
1及び純水供給配管102から分岐し且つ流量調節弁及
びポンプを有する管路を介して、それぞれ現像原液タン
ク101及び純水供給系に接続されている。
0においては、アルカリ系現像液が、まず調製槽105
で連続方式或いはバッチ方式によって調製される。調製
されたアルカリ系現像液は、アルカリ濃度測定手段10
7によってそのアルカリ濃度が管理されているが、調製
時毎に不可避的に所望濃度に対する多少の誤差を生じ得
る。平準化槽202は、この誤差を可能な限り最小化す
るためのものである。
05から平準化槽202に送られ、液量測定手段203
によって平準化槽202内のアルカリ系現像液の液量が
測定・管理される。液量管理は、例えば、アルカリ系現
像液の液容積及び液重量のうち少なくともいずれか一方
によって行い得る。
液のアルカリ濃度は、調製槽105におけるアルカリ濃
度測定手段によって測定・管理することができるが、よ
り一層精確な濃度管理の実現を図るべく、平準化槽20
2内においてアルカリ濃度測定手段204によって行っ
ても好ましい。
よる測定の結果、平準化槽202内のアルカリ系現像液
のアルカリ濃度が所望濃度と許容量を超えて異なる場
合、平準化槽202内のアルカリ系現像液は、管路20
5を通して調製槽105に還流送給される。こうして調
製槽105に還流送給されたアルカリ系現像液は、調製
槽105において、再度、アルカリ濃度が所望値に調整
され、管路201を通して平準化槽202に再送給され
る。
定手段203とアルカリ濃度測定手段204からの実測
信号に基づいて液量制御手段207によるアルカリ系現
像液の液量制御が行われる。なお、この場合の平準化槽
202におけるアルカリ系現像液の液量制御は、前述し
た調製槽105におけるのと実質的に同等であるので、
重複説明を避けるため、ここでの詳細説明は省略する。
されるアルカリ系現像液は、図1に示す現像液製造装置
100におけるのと同様に管路114を通して加工設備
の現像工程に送給してもよいし、管路115を通して装
置外に排出してもよく、或いは、管路205を通して調
製槽105に還流送給しても構わない。環境への影響を
考慮すれば、加工設備又は調製槽105に送給すること
が望ましい。調製槽105に還流送給されたアルカリ系
現像液は、上述と同様にして調製槽105内で濃度調整
が行われた後、平準化槽202に再送給される。
度測定手段204からの測定信号は、液量制御手段10
8及び液供給制御手段109にも送出され得る。これに
より、調製槽105の機能が何らかのトラブルに見舞わ
れて喪失するような事態が生じても、平準化槽202に
おいて調製槽105と同等の濃度調整を行うことができ
る。なお、その場合の平準化槽202におけるアルカリ
系現像液の濃度調整は、前述した調製槽105における
測定・管理と実質的に同等であるので、重複説明を避け
るため、ここでの詳細説明は省略する。
6と同様な攪拌手段(第二攪拌手段)を設けても好まし
い。こうすれば、平準化槽202内のアルカリ系現像液
のアルカリ濃度をより速やかに平準化することができ
る。アルカリ系現像液の攪拌方法としては、前述した調
製槽105内における混合液に対するのと同様な手法を
採用でき、アルカリ系現像液の発泡等を考慮すれば、循
環攪拌又は噴流回転攪拌を用いることが好ましい。
準化され、加工設備に送出されるアルカリ系現像液は、
フィルタ213により微粒子成分が十分に除去される
が、現像液製造装置200においては、平準化槽202
におけるアルカリ濃度の平準化を考慮すると、循環濾過
が好ましい。さらに、現像液製造装置200は、調製槽
105から平準化槽202にアルカリ系現像液を送給し
且つ調製槽105及び平準化槽202の液面レベルを略
一定に保つための液送給・液面レベル制御手段を備える
と好ましい。
れたアルカリ系現像液は、管路114を通して加工設備
へ送給され、これにより、平準化槽202内の液量は減
少する。そのアルカリ系現像液の減少量を補い、平準化
槽202内の液量を略一定に保つために、調製槽105
から新たにアルカリ濃度の調製されたアルカリ系現像液
が送給される。
は、アルカリ系現像液が調製槽105においてバッチ式
で調製される場合には、例えば、調製槽105から平準
化槽202へアルカリ系現像液を送給する管路201に
図示しないポンプのような液を強制的に送給する手段を
設けたものが挙げられる。
おいて連続式で調製される場合には、上記バッチ式の場
合と同様にポンプ等の液を強制的に送給する手段を有す
る管路、又は、調製槽105から平準化槽202にアル
カリ系現像液を自然送液する連通管等を挙げることがで
きる。ここで、「連通管」とは、調製槽105と平準化
槽202との間を、ポンプ等の機械的手段を備えること
なく単に連通する管路である。この意味において、管路
201が液送給・液面レベル制御手段として機能し得
る。
02内のアルカリ系現像液が減少すれば、調製槽105
と平準化槽202との水頭圧力差によって調製槽105
内のアルカリ系現像液が自然に平準化槽202に送給さ
れ、調製槽105と平準化槽202との液面が略一定に
保たれる。
アルカリ系現像液を強制的に平準化槽202へ送給する
際に液流の乱れによる発泡及びポンプ駆動により発生す
るダスト等の異物混入といった問題が生じることが予想
される場合には、連通管を用いることが好ましい。
準化槽202と加工設備との間に配置された図示しない
貯留槽を備えても好適である。かかる貯留槽は、平準化
槽202から送給されるアルカリ系現像液を貯留するた
めのものであり、ポンプ等の送液手段を有する管路又は
上述したような連通管を介して平準化槽202に接続さ
れる。
02において平準化されたアルカリ系現像液のアルカリ
濃度を、より一層均一化することが可能となる。よっ
て、加工設備へ送給されるアルカリ系現像液のアルカリ
濃度の調整精度をより一層向上できる。また、調製済み
のアルカリ系現像液の貯留量を増大できるので、電子回
路等の加工設備におけるアルカリ系現像液の使用量の大
幅な増加に即時に対応することができる。また、それの
みならず、調製槽105及び/又は平準化槽202の保
守(メンテナンス)時において、加工設備を停止するこ
となく稼動させることが可能となる。
調製槽105において調製されるアルカリ系現像液は、
アルカリ濃度測定手段107によってそのアルカリ濃度
が適正範囲に管理されるが、先述の如く、調製毎に所望
濃度に対して多少の誤差が生じ得る。
れたアルカリ系現像液を一度に平準化槽202に送給す
れば、各々の調製槽105で生じたアルカリ濃度の誤差
によるばらつきが、平準化槽202内で打ち消され、ア
ルカリ濃度を速やかに平均化することができる。また、
多重化により、例えば、複数の調製槽105のうちのい
ずれかが、故障、点検等のために稼動できなくなった場
合にも、他の調製槽105が稼動することでアルカリ系
現像液の製造を中断することなく継続できる利点があ
る。
3実施形態の構成を模式的に示す系統図である。現像液
製造装置300は、調製槽105及び平準化槽202が
一体に構成されていること以外は、図2に示す現像液製
造装置200と同等の機能を奏するように構成されたも
のである。さらに、図4は、かかる一体化された調製槽
105及び平準化槽202の外形を模式的に示す斜視図
である。同図に示すように、両者は共に円筒状を成して
おり、調製槽105が平準化槽202の内部に同軸状に
配置されたいわゆる二重円筒構造が構成されている。
の高度な製造・管理機能を阻害することなく、加工設備
の付帯設備たる現像液製造装置300の小型化が可能と
なり、近年、殊に要求が高まっている加工設備全体の小
型化に対応することができる。
4実施形態の構成を模式的に示す系統図である。現像液
製造装置400は、調製槽105及び平準化槽202
に、流量調節弁及びポンプを有する独立した管路を介し
て接続された現像原液タンク401を更に備えること以
外は、図2に示す現像液製造装置200と同様に構成さ
れたものである。現像原液タンク401は、現像原液タ
ンク101に供給される現像原液1と濃度が異なる現像
原液2が供給されるものである。
カリ濃度が15%〜30%程度の範囲にある一方で、電
子回路基板等の加工設備で使用されるアルカリ系現像液
のアルカリ濃度は0.05%〜2.5%である。例え
ば、アルカリ系現像液のアルカリ成分としてTMAHが
用いられる場合には、主としてアルカリ濃度2.38%
の現像液が使用されている。
置400において、例えば、現像原液タンク401の現
像原液2として、加工設備で使用されるアルカリ系現像
液のアルカリ濃度(例えば、TMAH溶液の場合は、
2.38%)付近に調整されたものを用いれば、所望濃
度のアルカリ系現像液をより精度よく且つ一層迅速に調
製することが可能となる。なお、現像原液1及び現像原
液2のうちいずれを用いるかは、廃液量の削減等を考慮
して適宜選択することが可能である。
ルカリ濃度が極端に異なるアルカリ系現像液を調製する
際には、それぞれのアルカリ系現像液に要求されるアル
カリ濃度付近の現像原液を現像原液タンク101,40
1に貯留し、その都度切り替えて使用することができ
る。すなわち、本発明による現像液製造装置及び方法に
おいて用いる現像原液1,2は、所定範囲のアルカリ濃
度から選択された任意のアルカリ濃度を有するものであ
る。
00,300,400は、多品種小ロットでの電子回路
基板等の製造に一層迅速に対応すべく、種々のアルカリ
濃度のアルカリ系現像液が使用される複数の加工設備の
各々に隣接するように又は一体に設置されてもよい。ま
た、現像液製造装置100,200,300,400の
前段に前述の特許第2751849号公報に記載の現像
液の希釈装置といった他の装置を設置してもよい。かか
る希釈装置を備えることにより、現像原液タンク401
に供給する現像原液2を簡便に調製し得る。さらに、液
量制御手段108,207及び液供給制御手段109
は、必ずしも独立に設ける必要はなく、これらの複数の
機能を備える制御機器を用いてもよい。
造装置及び現像液製造方法によれば、電子回路基板等の
加工設備のような使用側において、現像原液から所望濃
度の現像液を精度よく且つ迅速に製造することができ、
多品種小ロットでの基板の製造に十分に対応できると共
に、製造された現像液の組成及び濃度を精度よく管理す
ることが可能となる。
や供給側で予め調製した濃度が異なる種々のアルカリ系
現像液を使用側で保管するためのタンク等の設備が不要
となる。さらに、近年の市場の要求に伴う多品種小ロッ
トでの電子回路基板等の製造に使用される高精度に管理
された種々のアルカリ系現像液を、その加工設備及び製
造工程に迅速に供給することが可能となる。
液製造装置の小型化を達成し得る。さらにまた、アルカ
リ系現像液のアルカリ濃度のレンジ(ダイナミックレン
ジ)を広く設定することが可能となる。加えて、アルカ
リ系現像液の廃液量を低減でき、これにより、環境に対
する負荷を軽減しつつ更なるコストの削減を図ることが
できる。
構成を模式的に示す系統図である。
構成を模式的に示す系統図である。
構成を模式的に示す系統図である。
外形を模式的に示す斜視図である。
構成を模式的に示す系統図である。
現像液製造装置、101,401…現像原液タンク、1
05…調製槽、106…液量測定手段(第一液量測定手
段)、107…アルカリ濃度測定手段(第一アルカリ濃
度測定手段)、108…液量制御手段(第一液量制御手
段)、109…液供給制御手段、114…管路、116
…攪拌手段(攪拌機構)、202…平準化槽、203…
液量測定手段(第二液量測定手段)、204…アルカリ
濃度測定手段(第二アルカリ濃度測定手段)、207…
液量制御手段(第二液量制御手段)、209…窒素ガス
シール手段、211…微粒子数測定手段、213…フィ
ルタ(濾過機構)、214…溶存ガス除去手段。
Claims (21)
- 【請求項1】 微細加工が施された電子回路が形成され
る加工設備に管路を介して接続されており、該加工設備
で用いられるアルカリ系現像液が製造される装置であっ
て、 現像原液と純水とが供給され且つ攪拌されて前記アルカ
リ系現像液が調製される調製槽と、 前記調製槽内の前記アルカリ系現像液の量を測定する第
一液量測定手段と、 前記調製槽内の前記アルカリ系現像液のアルカリ濃度を
測定する第一アルカリ濃度測定手段と、 前記第一液量測定手段による測定値及び前記第一アルカ
リ濃度測定手段による測定値に基づいて、前記調製槽内
の前記アルカリ系現像液の量を調整する第一液量制御手
段と、 前記第一液量測定手段による測定値及び前記第一アルカ
リ濃度測定手段による測定値に基づいて、前記調製槽へ
の前記現像原液の供給量及び前記純水の供給量のうち少
なくともいずれか一方を調整する液供給制御手段と、を
備える現像液製造装置。 - 【請求項2】 前記調製槽と前記加工設備との間に配置
されており、前記アルカリ系現像液のアルカリ濃度を平
準化する平準化槽を備える、請求項1記載の現像液製造
装置。 - 【請求項3】 前記平準化槽が、該平準化槽内の前記ア
ルカリ系現像液の量を測定する第二液量測定手段を備え
るものである、請求項2記載の現像液製造装置。 - 【請求項4】 前記平準化槽が、該平準化槽内の前記ア
ルカリ系現像液のアルカリ濃度を測定する第二アルカリ
濃度測定手段を備えるものである、請求項2又は3に記
載の現像液製造装置。 - 【請求項5】 前記平準化槽が、前記第二液量測定手段
による測定値及び前記第二アルカリ濃度測定手段による
測定値に基づいて、該平準化槽内の前記アルカリ系現像
液の量を調整する第二液量制御手段を備えるものであ
る、請求項2〜4のいずれか一項に記載の現像液製造装
置。 - 【請求項6】 前記平準化槽内の前記アルカリ系現像液
を前記調製槽に還流送給する還流送給用管路を備える、
請求項2〜5のいずれか一項に記載の現像液製造装置。 - 【請求項7】 前記平準化槽が、該平準化槽内の前記ア
ルカリ系現像液を攪拌する攪拌機構を備えるものであ
る、請求項2〜6のいずれか一項に記載の現像液製造装
置。 - 【請求項8】 前記平準化槽が、該平準化槽内の前記ア
ルカリ系現像液を濾過する濾過機構を備えるものであ
る、請求項2〜7のいずれか一項に記載の現像液製造装
置。 - 【請求項9】 前記アルカリ系現像液を前記調製槽から
前記平準化槽へ送給し、該調製槽における該アルカリ系
現像液の液面レベル、及び該平準化槽における該アルカ
リ系現像液の液面レベルを調整する液送給・液面レベル
制御手段を備える、請求項2〜8のいずれか一項に記載
の現像液製造装置。 - 【請求項10】 前記液送給・液面レベル制御手段は、 前記アルカリ系現像液が前記調製槽から前記平準化槽へ
自然送液され、且つ、該調製槽及び該平準化槽に接続さ
れた連通管を有するものである、請求項9記載の現像液
製造装置。 - 【請求項11】 前記平準化槽と前記加工設備との間に
設置されており、前記アルカリ系現像液が貯留される貯
留槽を備える、請求項2〜10のいずれか一項に記載の
現像液製造装置。 - 【請求項12】 前記調製槽及び前記平準化槽を湿り窒
素ガスでシールする湿り窒素ガスシール手段を備える、
請求項2〜11のいずれか一項に記載の現像液製造装
置。 - 【請求項13】 前記調製槽を複数有するものである請
求項1〜12のいずれか一項に記載の現像液製造装置。 - 【請求項14】 前記調製槽と前記平準化槽とが一体に
構成されたものである、請求項2〜13のいずれか一項
に記載の現像液製造装置。 - 【請求項15】 前記加工設備に供給される前の状態に
おける前記アルカリ系現像液に含まれる微粒子数を測定
する、微粒子数測定手段を備える、請求項1〜14のい
ずれか一項に記載の現像液製造装置。 - 【請求項16】 前記アルカリ系現像液に含まれる溶存
ガスを除去する溶存ガス除去手段を備える、請求項1〜
15のいずれか一項に記載の現像液製造装置。 - 【請求項17】 前記第一液量測定手段が、前記アルカ
リ系現像液の容積又は重量のうち少なくともいずれか一
方を測定するものである、請求項1〜16のいずれか一
項に記載の現像液製造装置。 - 【請求項18】 前記第一アルカリ濃度測定手段が、導
電率計、超音波濃度計、液体密度計及び自動滴定装置の
うち少なくともいずれか一種である、請求項1〜17の
いずれか一項に記載の現像液製造装置。 - 【請求項19】 前記第二アルカリ濃度測定手段が、導
電率計、超音波濃度計、液体密度計及び自動滴定装置の
うち少なくともいずれか一種である、請求項4〜18の
いずれか一項に記載の現像液製造装置。 - 【請求項20】 前記現像原液は、所定範囲のアルカリ
濃度から選択された任意のアルカリ濃度を有するもので
ある、請求項1〜19のいずれか一項に記載の現像液製
造装置。 - 【請求項21】 微細加工の施された電子回路を形成す
る加工工程に管路を介して供給されるアルカリ系現像液
を製造する方法であって、 現像原液と純水とを攪拌して前記アルカリ系現像液を調
製する工程と、 前記アルカリ系現像液の量を測定する工程と、 前記アルカリ系現像液のアルカリ濃度を測定する工程
と、 前記アルカリ系現像液の液量測定値及びアルカリ濃度測
定値に基づいて該アルカリ系現像液の量を調整する工程
と、 前記アルカリ系現像液の液量測定値及びアルカリ濃度測
定値に基づいて、前記アルカリ系現像液を調製する工程
への前記現像原液の供給量及び前記純水の供給量のうち
少なくともいずれか一方を調整する工程と、を備える現
像液製造方法。
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JP2001029294 | 2001-02-06 | ||
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