JP2011128455A - Device for measuring concentration of carbonic acid-based salt, system for controlling alkali developing solution, and method for measuring concentration of carbonic acid-based salt - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、炭酸系塩類濃度測定装置、アルカリ現像液管理システム、及び、炭酸系塩類濃度測定方法に関する。 The present invention relates to a carbonate-based salt concentration measuring device, an alkali developer management system, and a carbonate-based salt concentration measuring method.
液晶基板や半導体基板等の基板上に素子を製造する過程で実行されるフォトリソグラフィー工程においては、配線等を現像すべくアルカリ現像液が繰り返し使用される。この際、アルカリ現像液は大気下で循環されることが多く、アルカリ現像液が空気と接触することによって空気中の炭酸ガスがアルカリ現像液に溶け込み、アルカリ現像成分と反応して炭酸水素塩や炭酸塩等の炭酸系塩類が生成する。アルカリ現像液の現像性能を維持するためには、アルカリ現像成分の組成を一定に維持する必要があるが、アルカリ現像液中の炭酸系塩類の濃度が高くなると、アルカリ現像成分の濃度が規定範囲にあったとしても現像性能が劣化する場合がある。このため、アルカリ現像液中の炭酸系塩類の濃度を測定し管理することは重要である。 In a photolithography process performed in the process of manufacturing elements on a substrate such as a liquid crystal substrate or a semiconductor substrate, an alkaline developer is repeatedly used to develop wiring and the like. At this time, the alkali developer is often circulated in the atmosphere, and when the alkali developer comes into contact with air, carbon dioxide in the air dissolves in the alkali developer and reacts with the alkali developer components to react with a bicarbonate or Carbonate salts such as carbonate are formed. In order to maintain the development performance of the alkali developer, it is necessary to maintain the composition of the alkali developer component constant. However, if the carbonate salt concentration in the alkali developer is increased, the concentration of the alkali developer component is within the specified range. In some cases, the development performance may deteriorate. For this reason, it is important to measure and manage the concentration of carbonates in the alkaline developer.
そして、アルカリ現像液中の炭酸系塩類の測定方法としては、赤外線炭酸ガスセンサー、吸光光度計、中和滴定装置、クロマトグラフィー等の検出装置を用いて直接測定することが知られている。 As a method for measuring carbonates in an alkali developer, it is known to directly measure by using an infrared carbon dioxide sensor, an absorptiometer, a neutralization titrator, or a detection device such as chromatography.
しかしながら、従来の方法では、製造ライン等で炭酸系塩類の濃度を簡便かつ即時的に精度良く測定することは困難であった。 However, with the conventional method, it has been difficult to measure the concentration of carbonates simply and immediately with high accuracy on a production line or the like.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、アルカリ現像液中の炭酸系塩類の濃度を簡便かつ即時的に精度良く測定可能な装置及び方法、及びこれを用いたアルカリ現像液管理システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides an apparatus and method capable of measuring the concentration of carbonates in an alkali developer easily and immediately with high accuracy, and an alkali developer management system using the same. The purpose is to provide.
本発明に係る炭酸系塩類濃度測定装置は、アルカリ現像液の屈折率に関する情報、アルカリ現像液の導電率に関する情報、アルカリ現像液の吸光度に関する情報をそれぞれ取得するデータ取得部と、
屈折率に関する情報、導電率に関する情報、及び、吸光度に関する情報に基づいて、アルカリ現像液中の炭酸系塩類の濃度に関する情報を取得する炭酸系塩類濃度取得部と、を備える。
The carbonate-based salt concentration measuring apparatus according to the present invention includes a data acquisition unit that acquires information about the refractive index of an alkali developer, information about the conductivity of the alkali developer, and information about the absorbance of the alkali developer,
A carbonate salt concentration acquisition unit that acquires information related to the concentration of carbonate salt in the alkali developer based on information on refractive index, information on conductivity, and information on absorbance.
本発明に係る炭酸系塩類濃度の測定方法は、アルカリ現像液の屈折率に関する情報、アルカリ現像液の導電率に関する情報、アルカリ現像液の吸光度に関する情報をそれぞれ取得する工程と、
屈折率に関する情報、導電率に関する情報、及び、吸光度に関する情報に基づいて、アルカリ現像液中の炭酸系塩類の濃度に関する情報を取得する工程と、を備える。
The method for measuring a carbonate salt concentration according to the present invention includes a step of obtaining information on the refractive index of an alkali developer, information on the conductivity of the alkali developer, and information on the absorbance of the alkali developer,
Obtaining information on the concentration of carbonates in the alkali developer based on information on refractive index, information on conductivity, and information on absorbance.
本発明によれば、アルカリ現像液中の炭酸系塩類の濃度を、迅速かつ簡潔かつ高精度に求めることができる。この理由としては以下のように考えている。 According to the present invention, the concentration of carbonates in the alkali developer can be determined quickly, simply and with high accuracy. The reason for this is as follows.
アルカリ現像液中に含まれる成分としては、主として、アルカリ現像成分、炭酸系塩類、溶解レジストが挙げられる。
そして、アルカリ現像液の屈折率に関する情報はアルカリ現像液におけるこれら3つの成分の合計濃度に関する情報であり、アルカリ現像液の導電率に関する情報はアルカリ現像液のアルカリ現像成分濃度に関する情報であり、アルカリ現像液の吸光度に関する情報はアルカリ現像液の溶解レジスト濃度に関する情報であると考えられることが判明した。そして、合計濃度に関する情報と、2つの個別の成分に関する情報とがわかれば、残りの1成分である炭酸系塩類濃度に関する情報を、これらの情報に基づいて、例えば、一対一の関数として求めることができる。
The components contained in the alkali developer mainly include alkali developer components, carbonates, and dissolved resists.
The information regarding the refractive index of the alkali developer is information regarding the total concentration of these three components in the alkali developer, and the information regarding the conductivity of the alkali developer is information regarding the concentration of the alkali developer component of the alkali developer. It has been found that the information on the absorbance of the developer is considered to be information on the dissolved resist concentration of the alkaline developer. Then, if the information on the total concentration and the information on the two individual components are known, the information on the carbonate salt concentration, which is the remaining one component, is obtained as a one-to-one function based on these information, for example. Can do.
ここで、炭酸系塩類濃度取得部は、屈折率に関する情報をα、導電率に関する情報をβ、及び、吸光度に関する情報をγとしたときに、
Aα−Bβ−Cγ+Dに基づいて炭酸系塩類の濃度に関する情報を取得することが好ましい。ここで、A,B,Cは正の定数、Dは定数である。
Here, when the carbonate-based salt concentration acquisition unit has α as the information regarding the refractive index, β as the information regarding the conductivity, and γ as the information regarding the absorbance,
It is preferable to obtain information on the concentration of carbonates based on Aα-Bβ-Cγ + D. Here, A, B, and C are positive constants, and D is a constant.
これによれば、より簡単に炭酸系塩類の濃度を測定できる。また、定数の求め方も容易である。 According to this, the concentration of carbonate salts can be measured more easily. It is also easy to obtain a constant.
本発明に係るアルカリ現像液管理システムは、上述の炭酸系塩類濃度測定装置と、炭酸系塩類濃度測定装置により得られた炭酸系塩類濃度に基づいて、アルカリ現像液中の炭酸系塩類濃度を制御する制御部と、を備える。 The alkaline developer management system according to the present invention controls the carbonate salt concentration in the alkali developer based on the carbonate salt concentration measuring device and the carbonate salt concentration obtained by the carbonate salt concentration measuring device. A control unit.
これによれば、炭酸系塩類濃度を適切に管理できるので、アルカリ現像液の長時間のリサイクルを行なった場合でも、現像能力を極めて高品質に維持できる。 According to this, since the carbonate salt concentration can be appropriately managed, even when the alkaline developer is recycled for a long time, the developing ability can be maintained at extremely high quality.
本発明によれば、アルカリ現像液中の炭酸系塩類の濃度を簡便かつ即時的に精度良く測定可能な装置及び方法、及びこれを用いたアルカリ現像液管理システムが提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the apparatus and method which can measure the density | concentration of carbonate type salt in an alkali developing solution simply and immediately accurately and an alkali developing solution management system using the same are provided.
図1は、本発明による現像液供給装置の好適な一実施形態の構成を示す模式図である。現像液供給装置100は、液晶パネル製造設備200の現像処理装置210からのアルカリ現像液を配管L1及びポンプ2を介して受入、配管L2及びポンプ10により供給するように接続されており、アルカリ現像液Wを現像処理装置210に循環供給するものである。なお、現像処理装置210としては、例えば、ローラーコンベア方式、スピン方式、カセットバッチ方式の装置が挙げられる。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a preferred embodiment of a developer supply apparatus according to the present invention. The
ここで、本実施形態では、アルカリ現像液として、TMAH(トリメチルアンモニウムヒドロキシド)の2.38質量%水溶液を用いる場合を例にとって説明する。 Here, in this embodiment, a case where a 2.38% by mass aqueous solution of TMAH (trimethylammonium hydroxide) is used as an alkaline developer will be described as an example.
現像液供給装置100は、配管L1に接続された受入槽1の後段に、ポンプ3及びバルブV5を有するラインL5を介して調整槽5が設けられ、調整槽5の後段にはパーティクル除去器7が設けられた配管L2が接続されている。
In the developing
受入槽1は、現像処理装置210でフォトレジストの現像に使用された使用済のアルカリ現像液Wが配管L1を通して導入される。
In the
調整槽5は、受入槽1内のアルカリ現像液の組成を測定すると共に、新液等を添加してアルカリ現像液の組成を所定の範囲内に調節するものである。調整槽5内には、アルカリ現像液の濃度を均一にすべく攪拌機Mが設けられている。また、槽外部には、調整槽内の液体を循環させるべく、循環ポンプ6を有する循環ラインL9が設けられている。
The adjusting
この循環ラインL9には、アルカリ現像液の導電率を測定する導電率計50、アルカリ現像液の吸光度を測定する吸光度計51、及び、アルカリ現像液の屈折率を測定する屈折率計52が直列に設けられている。なお、これらの計測器の順番は特に限定されず、また、これらの計測器が並列に接続されていてもよい。
In this circulation line L9, a
導電率計50は、調整槽5内のアルカリ現像液の導電率を測定するものである。アルカリ現像液中の導電率は、アルカリ現像液のアルカリ現像成分の濃度と高い相関関係を有する。導電率計は特に限定されないが、例えば、電極法によるものや電磁誘導法によるものを使用できる。ここで、導電率計で測定されるアルカリ現像成分には、炭酸系塩類とはなっていないアルカリ現像成分(例えば、TMAH)の他に、炭酸系塩類となったアルカリ現像成分の内の解離している成分も含まれうる。しかしながら、炭酸系塩類となったアルカリ現像成分の内、解離するものはごく一部である。
The
吸光度計51は、調整層5内のアルカリ現像液の吸光度を測定するものである。アルカリ現像液中の吸光度は、アルカリ現像液の溶解レジストの濃度と高い相関関係を有する。測定対象となる波長は、特に限定されないが、450〜600nmの内のいずれかの波長の吸光度を測定することが好ましく、より好ましいのは、500〜580nmのうちのいずれかである。
The
屈折率計52は、調整層5内のアルカリ現像液の屈折率を精度良く測定するものである。アルカリ現像液中の屈折率は、アルカリ現像液のアルカリ現像成分、炭酸系塩類、及び、溶解レジストの合計濃度と高い相関関係を有する。測定原理は特に限定されないが、特に、アルカリ現像液の屈折率の変動範囲である1.33000〜1.35000の範囲の屈折率を高精度に測定できる、流通型のものが好ましい。
The
調整槽5には、調整層5内のアルカリ現像液を系外に排出するためのラインL4が設けられており、ラインL4にはバルブV4が設けられている。
The
また、現像液供給装置100は、液供給系8を備えている。液供給系8は、バルブV1を有する配管L21を介して調整槽5に接続された純水供給源81、バルブV2を有する配管L22を介して調整槽5に接続されたアルカリ現像液原液供給系82、及び、バルブV3を有する配管L23を介して調整槽5に接続されたアルカリ現像液新液供給系83を有している。
Further, the
純水供給源81は、イオン濃度、パーティクル濃度等が適宜管理されたいわゆる純水又は超純水を供給する装置である。
The pure
現像液原液供給源82は、2.38質量%よりも濃度の濃いTMAH水溶液であるアルカリ現像液の原液を供給する装置でおり、例えば、20質量%程度のアルカリ成分濃度に調整されたTMAH溶液を供給する。
The developer stock
現像液新液供給源83は、レジストの現像に用いられるアルカリ濃度に設定されたアルカリ現像液の新液、本実施形態では例えば2.38質量%のアルカリ成分濃度に調整されたTMAH溶液を供給する。
A new
制御装置9は、導電率計50、吸光度計51、屈折率計52からの情報に基づいて、調整槽5内のアルカリ現像液の種々の成分の濃度をコントロールする。この制御装置9は、データ取得部91、炭酸系塩類濃度取得部94、濃度制御部92、出力インターフェース93を備えている。ここで、データ取得部91、及び、炭酸系塩類濃度取得部94が、炭酸塩類濃度測定装置99を構成する。
The
データ取得部91は、入力インターフェースであり、信号線S1を介して導電率計50から導電率に関する情報βを取得し、信号線S2を介して吸光度計51から吸光度に関する情報γを取得し、さらに、信号線S3を介して屈折率計52から屈折率に関する情報αを取得する。データの取得は、通常、所定時間毎に行なう。サンプリング間隔は例えば、0.1〜600秒である。信号線を流れる信号は、例えば、電気信号、光信号等である。
The
なお、データ入力部91、炭酸系塩類濃度取得部94が取り扱うデータである情報α、β、γは、測定された各値の絶対値そのものでもよいが、所定の基準値に対する相対値等でも構わない。
Note that the information α, β, and γ, which are data handled by the
炭酸系塩類濃度取得部94は、データ取得部91が取得した3つの情報α、β、γに基づいて、アルカリ現像液中の炭酸系塩類濃度に関する情報Xを取得する。ここで、炭酸系塩類濃度取得部94について詳しく説明する。
The carbonate salt
アルカリ現像液中に含まれる成分としては、主として、アルカリ現像成分、炭酸系塩類、及び、溶解レジストが挙げられる。そして、アルカリ現像液の屈折率に関する情報αはこれら3つの成分の合計濃度に関する情報を与え、アルカリ現像液の導電率に関する情報βはアルカリ現像成分の濃度に関する情報を与え、アルカリ現像液の吸光度に関する情報γは溶解レジストの濃度に関する情報を与えるものと考えられる。 The components contained in the alkali developer mainly include alkali developer components, carbonates, and dissolved resists. The information α relating to the refractive index of the alkali developer gives information relating to the total concentration of these three components, the information β relating to the conductivity of the alkali developer giving information relating to the concentration of the alkali developer, and the absorbance of the alkali developer. Information γ is considered to give information on the concentration of the dissolved resist.
そうすると、アルカリ現像成分、炭酸系塩類、及び、溶解レジストの3つの成分の合計濃度に関する情報と、そのうちの2つの個別の成分、すなわち、アルカリ現像成分の濃度に関する情報と、溶解レジストの濃度に関する情報が得られているのであるから、残りの1つの成分である炭酸系塩類の濃度に関する情報Xを、α、β、γの関数として求めることができる。 Then, information on the total concentration of the three components of the alkali developing component, carbonate salt, and dissolved resist, information on the concentration of two individual components, namely, the concentration of the alkali developing component, and information on the concentration of the dissolved resist Therefore, the information X relating to the concentration of the carbonate salt that is the remaining one component can be obtained as a function of α, β, and γ.
すなわち、炭酸塩濃度取得部94では、データ取得部91が取得した3つの情報α、β、γの関数すなわち、X=f(α、β、γ)として、アルカリ現像液中の炭酸系塩類の濃度に関する情報Xを得る。
That is, in the carbonate
この関数はいわゆる数式であってもよく、データテーブルの形態であってもよい。このような関数は、3つの成分を種々の組合せとした組成のアルカリ現像液を用意し、公知のフィッティング法により求めることができる。例えば、このような関数として、一次関数、二次関数、指数関数等が挙げられる。 This function may be a so-called mathematical formula or may be in the form of a data table. Such a function can be obtained by a known fitting method by preparing an alkali developer having a composition in which the three components are variously combined. For example, such functions include a linear function, a quadratic function, an exponential function, and the like.
また、計算の簡便さのためには、この関数として下記(1)式を用いることが好ましい。
X=Aα−Bβ−Cγ+D …(1)
ここで、A,B,Cは正の定数、Dは任意の定数である。この式は以下の仮定から求められる。
For the sake of simplicity of calculation, the following equation (1) is preferably used as this function.
X = Aα−Bβ−Cγ + D (1)
Here, A, B, and C are positive constants, and D is an arbitrary constant. This equation is obtained from the following assumptions.
すなわち、近似的には、アルカリ現像液中の全成分の合計濃度(αに関連)は、アルカリ現像成分濃度(βに関連)と、炭酸系塩類濃度(Xとする)と、溶解レジスト濃度(γに関連)の総和と考えられることから、以下の式が成り立つものと考えられる。 That is, approximately, the total concentration of all components in the alkaline developer (related to α) is the alkali developing component concentration (related to β), the carbonate salt concentration (X), and the dissolved resist concentration (related to α). It is considered that the following formula is established.
α=aβ+bγ+cX+d …(a)
ここで、a,b,cは正の定数、dは任意の定数である。
α = aβ + bγ + cX + d (a)
Here, a, b, and c are positive constants, and d is an arbitrary constant.
α、β、γ、Xの単位は特に限定されないが、例えば、質量%、モル%等である。 The units of α, β, γ, and X are not particularly limited, and are, for example, mass%, mol%, and the like.
(a)式を、Xについて解くと、
X=(1/c)α−(a/c)β−(b/c)γ−(d/c)
=Aα−Bβ−Cγ+D …(1)
となる。
Solving equation (a) for X,
X = (1 / c) α- (a / c) β- (b / c) γ- (d / c)
= Aα-Bβ-Cγ + D (1)
It becomes.
A,B,C,Dについては、上述のように、X,α、β、γが既知のアルカリ現像液を複数種類用意しておき、(1)式にフィッティングすればよい。勿論、(1)式よりもより複雑な2次式等の関数によりフィッティングしてもよいことは言うまでもない。 For A, B, C, and D, as described above, a plurality of types of alkaline developers with known X, α, β, and γ may be prepared and fitted to the equation (1). Of course, it goes without saying that the fitting may be performed by a function such as a quadratic expression that is more complicated than the expression (1).
関数や定数A〜Dは、溶解レジストの種類や、アルカリ現像液のアルカリ現像成分の種類に応じて互いに異なる場合が多く、系に応じて適宜選択すればよい。炭酸系塩類濃度取得部92は、記憶部94aを有し、このような関数が予め記憶されている。これにより、炭酸塩類濃度の間接的な測定が可能となっている。このような炭酸系塩類濃度取得部94の機能は通常コンピュータ上で動作するソフトウエアにより実現される。
The functions and constants A to D are often different from each other depending on the type of the dissolved resist and the type of the alkali developing component of the alkaline developer, and may be appropriately selected depending on the system. The carbonate salt
濃度制御部92は、データ取得部91が得た各種情報α、β、γや、炭酸系塩類濃度取得部94が得た炭酸系塩類の濃度に関する情報Xに基づいて、出力インターフェース93を介してバルブV1〜V4を制御して、調整槽5内のアルカリ現像液の各種成分の濃度を一定範囲に維持する。このような濃度制御部92は、通常コンピュータ上で動作するソフトウエアにより実現される。
The
例えば、導電率に関する情報βが所定の範囲を超えている場合には、アルカリ現像成分濃度が高すぎるとして、バルブV1を開放して純水を供給し濃度を下げる。導電率に関する情報βが所定の範囲を下回っている場合には、アルカリ現像成分濃度が低すぎるとして、バルブV2やV3を開放してアルカリ現像原液や新液を供給しアルカリ現像成分の濃度を上げる。TMAHを用いるアルカリ現像成分の好適な濃度は、例えば、2.377〜2.383質量%である。 For example, when the information β related to the conductivity exceeds a predetermined range, it is determined that the alkali developing component concentration is too high, the valve V1 is opened, pure water is supplied, and the concentration is lowered. If the electrical conductivity information β is below a predetermined range, the alkali developing component concentration is too low, and the valves V2 and V3 are opened to supply the alkali developing stock solution or new solution to increase the concentration of the alkali developing component. . The suitable density | concentration of the alkali image development component using TMAH is 2.377-2.383 mass%, for example.
また、例えば、吸光度に関する情報γが所定の上限を超えている場合には、溶解レジスト濃度が高すぎるとして、バルブV4を開放して調整槽5内の現像液の一部を廃棄した後、バルブV3を開放してアルカリ現像新液を供給し溶解レジスト濃度を下げる。溶解レジストの濃度の上限は例えば、1.0質量%である。
Further, for example, when the information γ relating to the absorbance exceeds a predetermined upper limit, the valve V4 is opened and a part of the developer in the
さらに、例えば、炭酸系塩類濃度に関する情報Xが所定の上限を超えている場合には、炭酸系塩濃度が高すぎるとして、バルブV4を開放して調整槽5内の現像液の一部を廃棄した後、バルブV3を開放してアルカリ現像新液を供給し炭酸系塩類濃度を下げる。炭酸系塩類濃度の上限は例えば、0.35質量%である。
Further, for example, if the information X about the carbonate salt concentration exceeds a predetermined upper limit, the valve V4 is opened and a part of the developer in the
調整槽5と現像処理装置210とを結ぶ配管L2には、パーティクル除去器7が接続されている。パーティクル除去器7の構成は特に限定されないが、MF膜等が挙げられる。
A
なお、現像装置で現像するレジストの種類は特に限定されず、アルカリ現像成分に対応して種々設定できる。例えば、アルカリ現像成分がTMAHの場合には、例えば、ノボラック樹脂、ジアゾナフトキノン(DNQ)ポジ型レジスト等が挙げられる。 Note that the type of resist developed by the developing device is not particularly limited, and various types can be set corresponding to the alkali developing component. For example, when the alkali developing component is TMAH, for example, novolak resin, diazonaphthoquinone (DNQ) positive resist, and the like can be given.
このように構成された現像液供給装置100の動作の一例について説明する。
An example of the operation of the
液晶パネル製造設備200の現像処理装置210から配管L1を通して、現像に使用された使用済のアルカリ現像液Wが受入槽1に供給される。次に、受入槽1からアルカリ現像液Wが、バルブV5が接続された配管L5を通して調整槽5へ供給される。調整槽5では、アルカリ現像液Wが攪拌機Mで攪拌されると共に、循環配管L9を通してその一部が循環する。そして、導電率計50、吸光度計51、屈折率計52により、アルカリ現像液Wの導電率に関する情報β、吸光度に関する情報γ、及び、屈折率に関する情報αが測定される。データ入力部91は、信号線S1,S2,S3を介して、これらの3つの情報α、β、γを取得する。データ入力部91は、これらの3つの情報を定期的に取得する。
The used alkaline developer W used for development is supplied to the receiving
炭酸系塩類濃度取得部94は、予め定められた関数を用い、アルカリ現像液の屈折率に関する情報α、アルカリ現像液の導電率に関する情報β、及び、アルカリ現像液の吸光度に関する情報γの関数として、アルカリ現像液の炭酸系塩類の濃度に関する情報Xを取得する。炭酸系塩類濃度取得部94は、このようなアルカリ現像液の炭酸系塩類の濃度に関する情報Xの取得を定期的に行い濃度制御部92に送信する。
The carbonate-based salt
濃度制御部92は、アルカリ現像液の導電率に関する情報β、及び、アルカリ現像液の吸光度に関する情報γ、及び、アルカリ現像液の炭酸系塩類の濃度に関する情報Xに基づいて、バルブV1〜V4を制御し、調整槽5内のアルカリ現像成分、溶解レジスト、炭酸系塩類の濃度を所定の範囲に維持する。
Based on information β relating to the conductivity of the alkaline developer, information γ relating to the absorbance of the alkaline developer, and information X relating to the carbonate salt concentration of the alkaline developer, the
続いて、本実施形態の作用効果を説明する。アルカリ現像液が空気と接触すると、空気中の炭酸ガスを吸収し、アルカリ現像液中にアルカリ現像成分の炭酸系塩類が生成し蓄積する。特に、アルカリ現像液を長時間リサイクル利用する場合には、これが顕著である。ここで、アルカリ現像成分の一部が炭酸系塩類となったとしても、濃度制御部92は、導電率に関する情報βに基づいて、炭酸系塩類となっていないアルカリ現像成分の濃度を所定範囲に制御する。しかしながら、アルカリ現像成分の炭酸系塩類の濃度が高くなるとアルカリ現像液の現像性能を劣化させることが分かっている。したがって、炭酸系塩類となっていないアルカリ現像成分の濃度を所定の範囲に維持するだけでなく、アルカリ現像液中の炭酸系塩類の濃度も規定値以下に管理する必要がある。また、アルカリ現像液中の炭酸系塩類等の経時的な増減の仕方は、現像負荷、循環量、気温、排気量等の種々の要件によって大きく左右されるので予測も困難である。そして、従来は、炭酸系塩類の濃度を迅速にかつ簡潔かつ高精度に求めることが困難であった。
Then, the effect of this embodiment is demonstrated. When the alkali developer comes into contact with air, carbon dioxide in the air is absorbed, and carbonate salts of alkali developing components are generated and accumulated in the alkali developer. This is particularly noticeable when the alkaline developer is recycled for a long time. Here, even if a part of the alkali developing component becomes a carbonate salt, the
しかしながら、本実施形態によれば、データ取得部91、及び、炭酸系塩類濃度取得部94を有する、炭酸塩類濃度測定装置99により、迅速かつ簡単かつ高精度にアルカリ現像液中の炭酸系塩類濃度を間接的に測定できる。また、測定に要する時間も、例えば、10秒以内程度とすることができ、いわゆるオンライン計測或いはリアルタイム計測が可能である。
However, according to the present embodiment, the carbonate
したがって、アルカリ現像液をリサイクル使用する場合であっても、アルカリ現像液の炭酸系塩類の濃度を適切に管理でき、現像性能を好適範囲に維持することが容易である。 Therefore, even when the alkaline developer is recycled, the carbonate salt concentration of the alkaline developer can be appropriately managed, and the development performance can be easily maintained within a suitable range.
本発明は上記実施形態に限定されず、様々な変形態様が可能である。
例えば、現像処理装置は、液晶パネル製造設備に限定されず、種々の現像装置が利用でき、例えば、半導体製造装置が挙げられる。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
For example, the development processing apparatus is not limited to a liquid crystal panel manufacturing facility, and various developing apparatuses can be used, for example, a semiconductor manufacturing apparatus.
また、アルカリ現像液のアルカリ現像成分も、アルカリであれば、TMAHに限られず、TEAH(テトラエチルアンモニウムヒドロキシド)等が可能である。 Moreover, if the alkali developing component of the alkali developer is also alkali, it is not limited to TMAH, and TEAH (tetraethylammonium hydroxide) can be used.
以下の実施例では、アルカリ現像液としてTMAH水溶液を、レジストとしてノボラック樹脂/ジアゾナフトキノンポジ型樹脂を、用いた。 In the following examples, an aqueous TMAH solution was used as an alkaline developer, and a novolak resin / diazonaphthoquinone positive type resin was used as a resist.
まず、アルカリ現像液の屈折率が、アルカリ現像液中のアルカリ現像成分、溶解レジスト、炭酸系塩類の総量と相関することを確認した。 First, it was confirmed that the refractive index of the alkali developer correlates with the total amount of alkali developer components, dissolved resist, and carbonates in the alkali developer.
図2は、TMAHの濃度が2.380質量%でありかつ溶解レジストを含まないレジスト現像液に対して、炭酸ガスを溶解させる量をそれぞれ変えることによって、炭酸系塩類の濃度を変えたレジスト現像液を調整し、炭酸系塩類の濃度と屈折率をプロットしたグラフである。屈折率計には、京都電子製RA−520Nを用いた。屈折率は、炭酸系塩類の濃度にほぼ比例した。 FIG. 2 shows resist development in which the concentration of carbonic acid salts is changed by changing the amount of carbon dioxide dissolved in a resist developer having a TMAH concentration of 2.380% by mass and containing no dissolved resist. It is the graph which adjusted the liquid and plotted the density | concentration and refractive index of carbonate salt. As a refractometer, RA-520N manufactured by Kyoto Electronics was used. The refractive index was almost proportional to the concentration of carbonate salts.
図3は、TMAHの濃度が2.380質量%でありかつ炭酸系塩類を含まないレジスト現像液に対して、溶解させるレジストの量をそれぞれ変えることによって、溶解レジストの濃度を変えたレジスト現像液を複数調整し、溶解レジストの濃度と屈折率とをプロットしたグラフである。なお、横軸には、溶解レジストの濃度そのものでなく、アルカリ現像液の吸光度を用いている。なお、後述するように、吸光度と溶解レジスト濃度とはほぼ比例関係にある。屈折率は、溶解レジストの濃度にほぼ比例した。 FIG. 3 shows a resist developer in which the concentration of dissolved resist is changed by changing the amount of resist to be dissolved in a resist developer having a TMAH concentration of 2.380% by mass and not containing carbonate salts. Is a graph plotting the concentration and refractive index of the dissolved resist. On the horizontal axis, the absorbance of the alkaline developer is used instead of the dissolved resist concentration itself. As will be described later, the absorbance and the dissolved resist concentration are in a substantially proportional relationship. The refractive index was almost proportional to the dissolved resist concentration.
図4は、溶解レジスト及び炭酸系塩類を含まないアルカリ現像液について、アルカリ現像成分であるTMAHの濃度を変えた場合の、TMAH濃度と屈折率とをプロットしたグラフである。屈折率は、TMAHの濃度にほぼ比例した。 FIG. 4 is a graph plotting the TMAH concentration and the refractive index when the concentration of TMAH, which is an alkali developing component, is changed for an alkaline developer containing no dissolved resist and carbonate salts. The refractive index was almost proportional to the concentration of TMAH.
これらのグラフからわかるように、屈折率は、3つの成分の増加に対して全て正の相関を示し、各成分の濃度が高いほど屈折率は高くなることがわかった。 As can be seen from these graphs, the refractive index was positively correlated with the increase of the three components, and it was found that the higher the concentration of each component, the higher the refractive index.
また、図示は省略するが、アルカリ現像液中のアルカリ現像成分濃度は、導電率とほぼ比例関係にあることは周知の事実である。 Although not shown, it is a well-known fact that the concentration of the alkali developing component in the alkali developer is substantially proportional to the electrical conductivity.
同様に、アルカリ現像液中の溶解レジスト濃度が、吸光度とほぼ比例関係にあることも周知の事実である。 Similarly, it is a well-known fact that the dissolved resist concentration in the alkali developer is substantially proportional to the absorbance.
続いて、図1に示すような実際の現像液供給装置100において、130分間にわたってレジストの現像を行ないつつアルカリ現像液のリサイクルを行い、アルカリ現像液の中の炭酸系塩類濃度の滴定による実測値と、(1)式を用いて計算により得られた炭酸系塩類濃度の推算値と、その差分とを、それぞれ、◆、□、△の記号で図5に示す。なお、0.09hr、及び、0.13hr付近において、液の一部入れ替えによりアルカリ現像液中の炭酸系塩類濃度が低下しているが、それ以外では、空気中の炭酸ガスの取り込みにより炭酸系塩類濃度はほぼ一定値で上昇した。これに対して、推算値は、実測値と非常によい一致を示している。誤差は0.01%程度であった。なお、本実施例では、
Subsequently, in the actual
なお、(1)式のパラメータは、予め、当該現像液供給装置100において、種々の時間により得られたサンプルの滴定による炭酸系塩類濃度の測定結果と、屈折率、導電率、及び、吸光度のデータの組合せを80点程度取得し、公知のフィッティング法により(1)式の定数、A,B,C,Dを求めたものである。
Note that the parameters of the formula (1) are determined in advance in the
さらに、図5のデータを、横軸に滴定による実測値、左縦軸に演算による実測値として■印でプロットしたものが図6である。なお、実測値に対する差分を△印として右縦軸にプロットしている。 Further, FIG. 6 is a plot of the data in FIG. 5 plotted with ▪ marks as measured values by titration on the horizontal axis and measured values by calculation on the left vertical axis. The difference with respect to the actual measurement value is plotted on the right vertical axis as Δ.
また■印を直線回帰すると、図中Aに示す直線はy=1.0363x−0.0116であり、決定係数R2=0.9992であり、極めて相関性が高かった。なお、完全に相関する場合のy=xのグラフを図中Rに示す。 In addition, when the ■ mark was linearly regressed, the straight line indicated by A in the figure was y = 1.0363x−0.0116 and the coefficient of determination R 2 = 0.9999, indicating a very high correlation. A graph of y = x in the case of complete correlation is indicated by R in the figure.
さらに、差分値のヒストグラムを図7に示す。差分も正規的な分布を示し、高精度であることが確認された。 Further, a histogram of difference values is shown in FIG. The difference also showed a normal distribution and was confirmed to be highly accurate.
9…アルカリ現像液管理システム、91…データ取得部、94…炭酸系塩類濃度取得部、99…炭酸系塩類濃度測定装置、100…現像液供給装置。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記屈折率に関する情報、前記導電率に関する情報、及び、前記吸光度に関する情報に基づいて、前記アルカリ現像液中の炭酸系塩類の濃度に関する情報を取得する炭酸系塩類濃度取得部と、
を備える炭酸系塩類濃度測定装置。 A data acquisition unit for acquiring information on the refractive index of the alkali developer, information on the conductivity of the alkali developer, and information on the absorbance of the alkali developer;
Based on the information on the refractive index, the information on the conductivity, and the information on the absorbance, a carbonate-based salt concentration acquisition unit that acquires information on the concentration of carbonate-based salts in the alkali developer,
A carbonate-based salt concentration measuring device.
前記屈折率に関する情報をα、前記導電率に関する情報をβ、及び、前記吸光度に関する情報をγとしたときに、
Aα−Bβ−Cγ+Dに基づいて炭酸系塩類の濃度に関する情報を取得する請求項1記載の炭酸系塩類濃度測定装置。
ここで、A,B,Cは正の定数、Dは定数である。
である。 The carbonate salt concentration acquisition unit
When the information about the refractive index is α, the information about the conductivity is β, and the information about the absorbance is γ,
The carbonic acid salt concentration measuring apparatus according to claim 1, wherein information relating to the carbonic acid salt concentration is acquired based on Aα−Bβ−Cγ + D.
Here, A, B, and C are positive constants, and D is a constant.
It is.
前記炭酸系塩類濃度測定装置により得られた炭酸系塩類濃度に基づいて、アルカリ現像液中の炭酸系塩類濃度を制御する制御部と、
を備えるアルカリ現像液管理システム。 A carbonate-based salt concentration measuring device according to claim 1 or 2,
A control unit for controlling the carbonate salt concentration in the alkaline developer based on the carbonate salt concentration obtained by the carbonate salt concentration measuring device;
Alkali developer management system.
前記屈折率に関する情報、前記導電率に関する情報、及び、前記吸光度に関する情報に基づいて、前記アルカリ現像液中の炭酸系塩類の濃度に関する情報を取得する工程と、
を備える炭酸系塩類濃度測定方法。 Obtaining information on the refractive index of the alkali developer, information on the conductivity of the alkali developer, and information on the absorbance of the alkali developer, and
Obtaining information on the concentration of carbonate salts in the alkali developer based on the information on the refractive index, the information on the conductivity, and the information on the absorbance;
A carbonate-based salt concentration measurement method comprising:
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