JPH07140671A - 基板現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 現像液の無駄な消費を抑えつつ現像液のアル
カリ濃度を適正値に保つ。 【構成】 基板現像装置は、フォトレジストが塗布され
かつ所定のパターンに露光された基板２を現像液により
現像する装置である。この装置は、現像処理部３と現像
液貯溜部１と現像液循環部と新鮮現像液貯溜部４と濃厚
現像液貯溜部５とを備えている。現像処理部３には、基
板２が収容される。現像液貯溜部１には、アルカリ現像
液が貯溜される。現像液循環部は、現像液供給管１１と
ポンプＰ４と戻し配管１２とを有し、現像処理部３と現
像液貯溜部１との間で現像液を循環させる。新鮮現像液
貯溜部４は、現像液貯溜部１に新鮮液を補給する。濃厚
現像液貯溜部５は、現像液貯溜部１に濃厚液を補給す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、現像装置、特に、感光
性樹脂が塗布されかつ所定のパターンに露光された基板
を現像液により現像する基板現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば液晶用基板や半導体用基板等の
製造工程では、フォトエッチングが繰り返して行われ
る。このフォトエッチングの際には、フォトレジストが
塗布された基板に対して露光処理が行われた後に、アル
カリ現像液により現像処理が施される。

【０００３】この種の基板現像装置は、従来、基板が収
容される現像処理部と、アルカリ現像液が貯蔵される現
像液貯蔵部と、現像処理部と現像液貯蔵部との間で現像
液を循環させる現像液循環部と、現像液貯蔵部に調整後
の新鮮な現像液を補給する新鮮液補給部とを備えてい
る。この基板現像装置では、現像により低下するアルカ
リ濃度や現像液に溶解するフォトレジスト濃度の上昇に
よる疲労を防止するために、アルカリ濃度やフォトレジ
スト濃度を検出し、この検出結果にしたがって新鮮液を
補給したり現像液を新鮮液で全液交換したりしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の構成では、
新鮮液補給部により補給される現像液は、予め所定のア
ルカリ濃度に調整されているので、アルカリ濃度が所定
以下となった現像液を所定濃度に復帰させるには大量の
新鮮現像液が必要である。この補給時には大量の現像液
がオーバーフローにより排出されるので、現像液の無駄
が多い。

【０００５】本発明の目的は、現像液の無駄な消費を抑
えつつ現像液のアルカリ濃度を適正値に保つことにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る基板現像装
置は、感光性樹脂が塗布されかつ所定のパターンに露光
された基板を現像液により現像する装置である。この装
置は、現像処理部と現像液貯蔵部と循環手段と新鮮液補
給手段と濃厚液補給手段とを備えている。現像処理部
は、基板を収容するものである。現像液貯蔵部は、現像
液を貯溜するものである。循環手段は、現像処理部と現
像液貯蔵部との間で現像液を循環させるものである。新
鮮液補給手段は、現像液貯蔵部に新鮮液を補給するもの
である。濃厚液補給手段は、現像液貯蔵部に濃厚液を補
給するものである。

【０００７】なおここで、新鮮液とは、現像に用いられ
る濃度と同じかそれ以下の濃度の新鮮現像液及び水をい
う。また、濃厚液とは、現像に用いられる濃度を超える
濃度の現像液をいう。

【０００８】

【作用】本発明に係る基板現像装置では、現像処理部に
基板が収容される。そして、現像液貯蔵部から循環手段
を介して現像液が送られ、基板が現像処理される。現像
後の現像液は循環手段により現像処理部から現像液貯蔵
部に戻される。現像液にフォトレジストが溶解し、現像
液が疲労した場合には、新鮮液補給手段から現像液貯蔵
部に新鮮液が補給される。また、現像液のアルカリ濃度
が低下した場合には、濃厚液補給手段から現像液貯蔵部
に濃厚液が補給される。

【０００９】ここでは、アルカリ濃度が低下した場合に
は濃厚液を補給できるので、少量の濃厚液で現像液を所
定濃度に復帰できる。このため、現像液の消費を抑えつ
つ現像液のアルカリ濃度を適正値に保てる。

【００１０】

【実施例】図１において、本発明の一実施例による現像
装置は、たとえばＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウム
ハイドロキサイド）等のアルカリ現像液が貯溜される現
像液貯溜槽１と、現像液貯溜槽１から送られた現像液に
よりガラス基板２に対して現像処理を施すための現像処
理部３と、標準濃度或いはそれより低濃度の新鮮な現像
液または純水を現像貯溜槽１に供給するための新鮮現像
液貯溜部４と、現像原液（標準濃度の現像液の２〜１０
倍の濃厚液）を現像貯溜槽１に供給するための濃厚現像
液貯溜部５と、現像液貯溜槽１内の現像液のアルカリ濃
度及び疲労度（フォトレジスト濃度）を測定するための
現像液測定部６とを有している。

【００１１】現像液貯溜槽１には、新鮮現像液貯溜部４
に接続された新鮮現像液供給管７と、濃厚現像液貯溜部
５に接続された濃厚現像液供給管８とが底部近傍まで達
している。これらの供給管７，８の途中には、ポンプＰ
１，Ｐ２が配置されている。また貯溜槽１には、オーバ
ーフロー管９及び排液管１０が接続されている。排液管
１０には排液弁ＳＶが配置されており、排液弁ＳＶの排
液側にオーバーフロー管９が接続されている。さらに貯
溜槽１には、途中にポンプＰ４が設けられた現像液供給
管１１と、途中にフィルタ１６が設けられた現像液戻し
管１２とが接続されている。また貯溜槽１には、スター
ラ１３ａ及び液面計１３ｂが設けられている。

【００１２】現像処理部３は、基板２に現像液を噴霧す
るノズル部１４と、基板２を収容する基板収容部１５と
を有している。ノズル部１４には現像液供給管１１が接
続されている。ノズル部１４には、複数のノズルが直線
状に配置されている。基板収容部１５には、基板２をノ
ズルの配置方向と直交する方向に移動させる移動機構
（図示せず）が設けられている。基板収容部１５には戻
し配管１２が接続されている。

【００１３】現像液測定部６には、現像液供給管１１の
途中から分岐する測定配管１７と、オーバーフローした
液を戻し配管１２に戻すオーバーフロー管１８とが接続
されている。現像液測定部６には、現像液のアルカリ濃
度を測定するための導電率計１９と、現像液の疲労度を
測定するための光学センサ（たとえば吸光度計、透過率
計または濁度計）２０とが配置されている。測定配管１
７の途中にはポンプＰ３が配置されている。ここでは、
測定配管１７が現像液供給管１１の途中から分岐してい
るので、現像液測定部６では、現像処理部３に送られる
途中の現像液のアルカリ濃度及び疲労度を測定できる。
このため、貯溜槽１内の現像液のアルカリ濃度や疲労度
を測定する場合に比べて測定精度が向上する。

【００１４】ここでアルカリ濃度を測定するために導電
率計を用いるのは、以下の理由による。すなわち、従来
はアルカリ濃度をｐＨメーター、イオン電極や中和滴定
装置を用いて測定している。しかし、ｐＨメーターやイ
オン電極は、正確にアルカリ濃度を測定できない。さら
に、測定精度が不十分であるので、ＴＭＡＨのわずかな
濃度変化に追随して正確に測定できない。また、中和滴
定装置は、正確にアルカリ濃度を測定できるが、装置コ
ストが高く、アルカリの液以外に酸の薬液をも装置付近
に持ち込まなければならず、環境に対する影響が大き
い。したがって、正確かつ安価にアルカリ濃度を測定す
るために、導電率計を用いるのが好ましい。

【００１５】図３に、アルカリ濃度（ＴＭＡＨ濃度）と
比導電率との測定結果のグラフを示す。ここでは横軸が
アルカリ濃度、縦軸が比導電率である。ここで、アルカ
リ濃度は中和滴定により測定した。また比導電率は、液
温を２５±０．２℃に補正した値である。このグラフか
ら明らかなように、比導電率ｙとアルカリ濃度ｘとは、
０．５％〜５％の間でｙ＝３．８７５＋２０．６２ｘ
（γ＝０．９９９０）、３％〜２％の間でｙ＝４．３８
４＋２０．６２ｘ（γ＝０．９９８７）の１次式で近似
できることが分かった。この近似式により、導電率から
アルカリ濃度を算出できる。

【００１６】また、図４に現像液の透過率と処理枚数と
の関係を示す。ここでは横軸が処理枚数、縦軸が透過率
である。ここでの現像液処理条件は、フォトレジスト：
ＯＦＰＲ８００（４０ｃｐ），基板サイズ：３００×３
５０ｍｍ，露光：全面露光，現像液：トクソー製ＳＤ−
１（ＴＭＡＨ２．３７重量％）であった。また、波長６
５０ｎｍのカットフィルタを使用して透過率を測定し
た。図４から明らかなように、透過率と処理枚数との関
係もほぼ１次式で近似できることが分かった。

【００１７】これらの２つの結果から明らかなように、
導電率によりアルカリ濃度を、透過率により疲労度を正
確に検出できる。現像装置は、制御部２１を有してい
る。制御部２１には、アラーム２２、ポンプＰ１，Ｐ
２，Ｐ３，Ｐ４、排液弁ＳＶ、液面計１４、導電率計１
９及び光センサ２０が接続されている。制御部２２は、
マイクロコンピュータからなり、導電率計１９によって
測定された導電率によりアルカリ濃度を算出する。ま
た、光センサ２０の検出結果により、透過率を求め、透
過率から疲労度を算出する。さらに、制御部２１は、液
面計１３ｂ、導電率１９及び光センサ２０からの測定結
果により、ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４をそれぞれ制
御する。また排液指令がなされた場合には排液弁ＳＶを
所定時間開く。

【００１８】次に、上述の実施例の動作を、図２に示す
制御フローチャートにしたがって説明する。ステップＳ
１では、排液弁ＳＶを閉じる等の初期設定がなされる。
ステップＳ２では、操作者または他のホストコンピュー
タから現像指令がなされるのを待つ。現像指令がなされ
るとステップＳ３に移行する。

【００１９】ステップＳ３では、液面計１４の測定結果
により、液面が上限であるか否かを判断する。液面が上
限ではない場合にはステップＳ４に移行する。ステップ
Ｓ４では、ポンプＰ１をオンする。これにより、新鮮現
像液貯溜部４から新鮮な現像液が貯溜槽１に補給され
る。液面が上限に達するまでポンプＰ１をオンし、液面
が上限に達するとステップＳ５に移行し、ポンプＰ１を
オフする。

【００２０】ステップＳ６では、ポンプＰ３，Ｐ４をオ
ンする。これにより、貯溜槽１内の現像液が、供給管１
１及び測定管１７を通過してノズル部１４及び測定部６
に供給される。そして現像処理部３に収容された基板２
に対して現像処理が施される。また、測定部６において
現像液のアルカリ濃度及び疲労度が測定される。ステッ
プＳ７では、導電率計１９の測定結果により、導電率が
下限に達しているか否かを判断する。導電率が下限に達
している場合には、ステップＳ８に移行する。ここでは
アルカリ濃度が基準値以下に低下していると判断できる
ので、ポンプＰ２をオンし、濃厚現像液貯溜部５から濃
厚現像液を貯溜槽１に補給する。ステップＳ９では、導
電率が上限に至ったか否かを判断する。上限に至った場
合にはステップＳ１０に移行する。ステップＳ１０では
ポンプＰ２をオフする。

【００２１】ステップＳ１１では、光センサ２０の測定
結果により透過率が下限であるか否かを判断する。透過
率が下限であると判断した場合には疲労度が高いと判断
できるのでステップＳ１２に移行し、アラーム２２をオ
ンする。またステップＳ１３では、ポンプＰ１をオンす
る。これにより新鮮現像液貯溜部４から新鮮な現像液が
貯溜槽１に補給される。

【００２２】ステップＳ１４では、透過率が上限に達し
たか否かを判断する。透過率が上限に達した場合にはス
テップＳ１５に移行し、アラーム２２をオフする。ステ
ップＳ１６では、液面が上限に達したか否かを判断す
る。液面が上限に達した場合には、ステップＳ１７に移
行してポンプＰ１をオフする。また、ステップＳ１４で
透過率が上限ではない場合、及びステップＳ１６で液面
が上限ではない場合には、ステップＳ１８に移行する。

【００２３】ステップＳ１８では、現像終了指令がなさ
れたか否かを判断する。現像終了指令がなされるまでは
ステップＳ７に移行し、ステップＳ７以降の処理を繰り
返す。これにより現像処理中においては、導電率、透過
率及び液面等の監視がなされる。なお、終了指令には、
排液指令を伴った指令と伴わない指令とがある。終了指
令がなされるとステップＳ１９に移行する。ステップＳ
１９では、ポンプＰ３，Ｐ４をオフする。ステップＳ２
０では、排液指令を伴った終了指令がなされたか否かを
判断する。通常の現像時には、供給される現像液のアル
カリ濃度及び疲労度により新鮮液または濃厚液を補給す
るだけであるが、所定回数の現像処理を行った場合には
全液交換することも行われる。この場合には排液指令を
伴った終了指令がなされるので、ステップＳ２１に移行
する。ステップＳ２１では排液弁ＳＶを開く。これによ
り貯溜槽１に貯溜された現像液が全て排出される。

【００２４】ここでは、現像液の疲労度（フォトレジス
トの樹脂溶解量）及びアルカリ濃度を常に監視し、それ
らに応じてアルカリ濃度の低下の際には濃厚液を、疲労
度が増した場合には新鮮液をそれぞれ所定の値となるま
で補給する。これにより、アルカリ濃度の低下や疲労度
の増大による全液交換がほとんど不要になる。したがっ
て、現像液の連続運転時間が従来に比べて長くなる。

【００２５】また、濃厚液によりアルカリ濃度を回復さ
せているので、標準の濃度の現像液で濃度回復を行う場
合に比べて、短時間で濃度が回復し、また濃厚液の供給
量も従来に比べて少なくて済み、オーバーフローにより
排液される液量が減少する。この結果、現像液の消費を
抑えつつ現像液のアルカリ濃度や現像液の疲労度を適正
値に保つことができるようになる。

【００２６】さらに、現像処理の際に基板による液持ち
出しに伴い現像液が減少するが、液面低下に応じて現像
液を供給しているので、常に一定の現像処理条件を維持
できる。 〔他の実施例〕 （ａ） 図５に示すように、新鮮現像液貯溜部４及び濃
厚現像液貯溜部５に加えて、純水貯溜部３０を設けても
よい。この純水貯溜部３０には、純水供給管３１が接続
されており、純水供給管３１は、貯溜槽１の底面近傍に
達している。純水供給管３１には、ポンプＰ５が配置さ
れている。この純水貯溜部３０に貯溜された純水は、疲
労度を回復するためのものである。この実施例では、疲
労度の回復については純水を、液面の低下に対しては新
鮮現像液を、アルカリ濃度の低下に対しては濃厚現像液
を補給する。なお、液面調整用に、純水または標準より
低濃度の現像液を用いてもよい。また、疲労度を回復す
るために、標準現像液または低濃度現像液を用いてもよ
い。

【００２７】次に図５に示す実施例の動作を、図６に示
す制御フローチャートにしたがって説明する。ステップ
Ｓ１〜ステップＳ１０での動作は、図２に示す動作と同
様であるので説明を省略する。ステップＳ１０での処理
が終了するとステップＳ３１に移行する。ステップＳ３
１では、透過率が下限に達しているか否かを判断する。
透過率が下限に達している場合にはステップＳ３２に移
行する。ステップＳ３２では、アラーム２２をオンす
る。ステップＳ３３ではポンプＰ５をオンする。これに
より純水が貯溜槽１に供給される。ステップＳ３４で
は、透過率が上限に達したか否かを判断する。透過率が
上限に達すれば、ステップＳ３５に移行してアラーム２
２をオフする。ステップＳ３６ではポンプＰ５をオフす
る。

【００２８】ステップＳ３７では、液面が下限に達して
いるか否かを判断する。液面が下限に達している場合に
は、ステップＳ３８に移行してポンプＰ１をオンする。
これにより、新鮮現像液貯溜部４から新鮮な現像液が補
給される。ステップＳ３９では、補給の結果液面が上限
に達したか否かを判断する。液面が上限に達するとステ
ップＳ４０に移行し、ポンプＰ１をオフする。

【００２９】ステップＳ４１〜ステップＳ４４での動作
は、図２のステップＳ１８〜ステップＳ２１の動作と同
様であるので説明を省略する。ここでは、現像液の疲労
とアルカリ濃度の低下と液面の低下とに応じて、それぞ
れそれに最適な液を供給する。なお、液面の低下と疲労
との低下とに対して同じ種類の液を異なるポンプで供給
する場合には、貯溜部４，３０を共通化してもよい。 （ｂ） 図７に示すように、導電率計１９及び光センサ
２０を貯溜槽１内に配置してもよい。この場合には測定
部６への分岐配管やポンプＰ３等の構成要素が不要とな
るので、構成が簡素化する。 （ｃ） アルカリ濃度の検出手段として、中和滴定装置
やｐＨ計等の他の計測装置を用いてもよい。また疲労度
については、光センサ２０以外の装置でもよい。 （ｄ） ポンプをオンオフする代わりに、アルカリ濃度
及び疲労度に応じた流量制御により、各貯溜部から貯溜
槽に現像液等を供給するようにしてもよい。この場合に
は、連続的に液管理を行うことができ、かつ濃度、疲労
度及び液面を高精度に管理できる。

【００３０】

【発明の効果】本発明に係る基板現像装置では、現像液
貯蔵部に新鮮液に加えて濃厚液を補給できるので、アル
カリ濃度が低下した場合には小量の濃厚液でアルカリ濃
度を回復できる。したがって、現像液の消費を抑えつつ
現像液のアルカリ濃度を適正値に保てる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による現像装置のブロック模
式図。

【図２】その制御フローチャート。

【図３】アルカリ濃度と比導電率との関係を示すグラ
フ。

【図４】疲労度と透過率との関係を示すグラフ。

【図５】他の実施例の図１に相当する図。

【図６】その制御フローチャート。

【図７】さらに他の実施例の図１に相当する図。

【符号の説明】

１ 現像液貯溜槽 ２ ガラス基板 ３ 現像処理部 ４ 新鮮現像液貯溜部 ５ 濃厚現像液貯溜部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 有山 大作 滋賀県彦根市高宮町480番地の１ 大日本 スクリーン製造株式会社彦根地区事業所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光性樹脂が塗布されかつ所定のパターン
   に露光された基板を現像液により現像する基板現像装置
   であって、 前記基板が収容される現像処理部と、 前記現像液が貯蔵される現像液貯蔵部と、 前記現像処理部と前記現像液貯蔵部との間で現像液を循
   環させる循環手段と、 前記現像液貯蔵部に新鮮液を補給する新鮮液補給手段
   と、 前記現像液貯蔵部に濃厚液を補給する濃厚液補給手段
   と、を備えた基板現像装置。