JPH0724289A - 現像液調合装置及び現像液の調合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 現像原液と純水を混合することにより所定濃
度の現像成分を含有する現像液を得る現像液調合装置で
あって、現像原液及び純水を受け入れて混合する手段を
具備した混合槽と、混合槽内の液量を検出するためのロ
ードセルと、該混合槽内の液に含有される現像成分の濃
度を測定する自動滴定装置と、該自動滴定装置とロード
セルからの出力信号により現像原液及び／又は純水の混
合槽への供給流量を調節する流量調節手段と、所定濃度
の現像成分を含有する混合槽内の現像液を受け入れて貯
留する貯槽を備えた現像液調合装置。 【効果】 現像液の濃度を所定の値に厳密に調合して維
持管理することができ、かつ迅速で省力的な実施が可能
である現像液調合装置及び現像液の調合方法を提供する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、現像液調合装置及び現
像液の調合方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）やＬＳＩ
（大規模集積回路）の製造において要求される微細なパ
ターンを形成するために、いわゆるリソグラフィーが用
いられる。リソグラフィーに用いられるホトレジストに
は、ポジ型及びネガ型があるが、特にポジ型が寸法精度
及び解像度が優れることから、多用されている。ポジ型
レジストの現像液としては、無機又は有機のアルカリ水
溶液が用いられるが、アルカリ金属による汚染を防ぐた
め、有機アルカリ水溶液、特に水酸化テトラメチルアン
モニウム水溶液が好適に用いられ、その使用時の濃度は
約２．４重量％という希薄なものである。ところが、原
液として製造される水酸化テトラメチルアンモニウム水
溶液の濃度は、通常５〜４０重量％程度であり、したが
って使用にあたっては、該原液を純水により希釈する必
要がある。ところで、微細なパターンを正確に得るため
には、露光されたレジストを精度良く現像することが重
要であり、そのためには用いられる現像液の組成につい
て、所定の濃度に厳密に管理する必要がある。

【０００３】従来、現像液は現像液メーカーで濃度や組
成を正確に管理して調合し、ユーザーであるＬＳＩメー
カーやＬＣＤメーカーに供給されていた。現像液の主要
成分であるアルカリ濃度は前記のとおり約２．４重量％
程度であるが、原液は５〜４０重量％程度の水溶液で得
られることを考慮すると、現像液メーカーからユーザー
に対して希釈後の現像液を供給する場合は、現像液メー
カーからユーザーへの輸送のための容器費や輸送費が割
高になるという問題点を有していた。この問題を解消す
るためには、現像液メーカーからユーザーへは原液を供
給し、ユーザー側で原液を希釈して用いればよいことに
なる。しかしながら、希釈後の現像液の濃度は、前記の
とおり、所定の濃度に厳密に調合して維持管理する必要
があり、かつ工業的実施の観点からは、迅速で省力的な
実施が可能であることも要求される。かかる状況におい
て、現像液の濃度を所定の値に厳密に調合して維持管理
することができ、かつ迅速で省力的な実施が可能である
現像液調合装置及び現像液調合方法は実現されていなか
った。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】かかる現状に鑑み、本
発明が解決しようとする課題は、現像液の濃度を所定の
値に厳密に調合して維持管理することができ、かつ迅速
で省力的な実施が可能である現像液調合装置及び現像液
調合方法を提供する点に存する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意検討の結果、本発明に到達した。

【０００６】すなわち、本発明のうち、一の発明は、現
像原液と純水を混合することにより所定濃度の現像成分
を含有する現像液を得る現像液調合装置であって、現像
原液及び純水を受け入れて混合する手段を具備した混合
槽と、混合槽内の液量を検出するためのロードセルと、
該混合槽内の液に含有される現像成分の濃度を測定する
自動滴定装置と、該自動滴定装置とロードセルからの出
力信号により現像原液及び／又は純水の混合槽への供給
流量を調節する流量調節手段と、所定濃度の現像成分を
含有する混合槽内の現像液を受け入れて貯留する貯槽を
備えた現像液調合装置に係るものである。

【０００７】また、本発明のうち、他の発明は、現像原
液と純水を混合することにより所定濃度の現像成分を含
有する現像液を調合する方法において、請求項１記載の
装置を用い、現像原液及び純水を混合槽に受け入れて混
合し、該混合槽内の液に含有される現像成分の濃度を自
動滴定装置により測定し、自動滴定装置及びロードセル
からの出力信号を流量調節手段に入力させて現像原液及
び／又は純水の混合槽への供給流量を調節することによ
り所定濃度の現像成分を含有する現像液を混合槽に得、
該現像液を貯槽へ供給して貯留する現像液の調合方法に
係るものである。

【０００８】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
用いられる現像液は、特に制限はないが、具体例として
は無機又は有機のアルカリ水溶液をあげることができ
る。近年のＬＳＩの微細化を実現し得るという観点から
は、金属類の含有量の非常に少ない有機アルカリ水溶液
が好適であり、なかでも水酸化テトラメチルアンモニウ
ム水溶液が特に好ましい。なお、現像原液は、通常５〜
４０重量％の現像成分を含有する水溶液として得られ
る。そして、本発明により、かかる現像原液を純水で希
釈することにより、約２．４重量％程度の所定の濃度に
厳密に調整された現像液が得られるのである。

【０００９】本発明において用いられる純水としては、
金属イオンの含有量が数ｐｐｂ以下のものが好ましく、
金属イオンの含有量が０．１ｐｐｂ以下のいわゆる超純
水が更に好ましい。

【００１０】本発明においては、現像原液及び純水を受
け入れて混合する手段を具備した混合槽が用いられる。
具体例としては、現像原液受入れ口、純水受入れ口及び
攪拌装置を有する混合槽をあげることができる。攪拌方
法としては、混合槽の内部に設置された攪拌機を用いる
方法、混合槽内の液の一部をポンプにより抜き出して再
度混合槽に循環する方法、該循環方法の循環ラインにラ
インミキサーを設置する方法などをあげることができ
る。更に、現像原液及び純水を混合槽に受け入れる前
に、ラインミキサーなどの混合装置で混合し、その後該
混合物を混合槽に受け入れてもよく、この方法は混合槽
内の液の濃度がより迅速に均一になるという観点から、
好ましい方法である。

【００１１】本発明においては、混合槽内の液量を検出
するためのロードセルが用いられる。該ロードセルはそ
の測定値を出力信号として発信できる機能を有するもの
が必要である。該出力信号及び後述する自動滴定装置か
らの出力信号により、現像原液及び／又は純水の混合槽
への供給液量を調節することができる。

【００１２】本発明においては、混合槽内の液に含有さ
れる現像成分を測定するために自動滴定装置が用いられ
る。自動滴定装置としては、特に限定することなく用い
られ、要するに測定対象である現像成分の濃度を正確に
測定でき、かつその測定値を出力信号として発信できる
機能を備えているものであればよい。該出力信号により
現像原液及び／又は純水の混合槽への供給を調節するこ
とができる。なお、かかる自動滴定装置としては、市販
のもののうちから、選んで使用することができる。混合
槽内の液は混合槽又は循環ラインから所望量抜き出し自
動滴定装置へ供給される。滴定は現像成分がアルカリで
あることから中和滴定を行なえばよく、滴定液は１／２
００〜１規定の酸を用いることができ、好ましくは１／
１００〜１／１０規定の塩酸である。なお自動滴定装置
に用いられるビュレットは、滴定精度の点から硬質ガラ
ス製のものが好ましい。

【００１３】本発明においては、自動滴定装置及びロー
ドセルからの出力信号により現像原液及び／又は純水の
混合槽への供給流量を調節する流量調節手段を用いる必
要がある。該流量調節手段としては、特に制限はなく、
要するに自動滴定装置及びロードセルからの出力信号と
して得られる混合槽中の現像液の重量と、現像液中の現
像成分濃度と目的とする現像成分濃度の偏差に応じて現
像原液及び／又は純水の混合槽への供給液量を調節する
機能を有するものであればよい。かかる機能を有するシ
ステムは、通常の設計方法に従い、市販のユニットを適
当に組み合わせて作成することができる。なお、現像原
液及び純水の混合槽への供給ラインに、各流量を検出
し、該流量を出力できる機能を有する流量検出装置を設
け、上記の重量、偏差及び該流量の値に基づいて、現像
原液及び／又は純水の混合槽への供給流量を調節するこ
とにより、極めて精密で迅速な自動調合が可能となる。

【００１４】本発明においては、上記の方法により得ら
れた所定濃度の現像成分を含有する混合槽内の現像液
は、貯槽に受け入れられて貯留され、必要に応じて貯槽
から抜き出して使用される。

【００１５】なお、本発明の装置の接液部分は、不純物
である金属の混入を防ぐため、テフロンなどのフッ素樹
脂やポリオレフィン系の樹脂などの樹脂材料又は該樹脂
でコーティングされた材料を用いることが好ましい。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。攪拌
機及びロードセルを有する容量１ｍ³ の混合槽を準備し
た。現像原液及び超純水の供給ラインには、流量を調節
する流量調節装置として流量調節弁が設けられており、
該流量調節弁は自動滴定装置及びロードセルからの出力
信号により流量を調節できるようにした。また、混合槽
には液の循環ラインを設け、混合がより迅速に行えるよ
うにした。また循環ラインから液の一部を抜き出し、自
動滴定装置へ供給できるようにした。なお滴定には１／
１０規定の塩酸水溶液を用いた。混合槽からの吐出ライ
ンを設け、調合された現像液は貯槽に送液できるように
した。なお、混合槽及び貯槽の内部、攪拌機の接液部、
ポンプの接液部は全てテフロン製とし、循環ラインや供
給ライン等配管は全てテフロン製とした。

【００１７】現像原液として水酸化テトラメチルアンモ
ニウムの約１５重量％水溶液を用いた。該現像原液と超
純水を、別々に予め計算した割合で合計約０．８ｍ³ を
混合槽に供給した。ロードセルの重量指示は７８９ｋｇ
であった。混合槽の攪拌機を回転させるとともに、混合
槽内の液は循環ラインを廻し、液を充分に混合した。該
循環ラインの液を一部を自動滴定装置に供給し、濃度測
定を行った。混合された現像液中の現像成分の濃度は
２．４２５重量％であった。

【００１８】自動滴定装置及びロードセルよりの出力信
号はコントローラーを介して各供給ラインに送られ、流
量調節弁の開度が自動調節され必要量の超純水が追加供
給された。供給終了後、液が十分混合された後の現像液
濃度は２．３７８重量％であり、目標の２．３８０重量
％に対し僅か０．０８％の誤差内で調合することができ
た。なお、最初の液供給から希望濃度の現像液約０．８
ｍ³ が調合されるまでに要した時間は１．５時間であっ
た。しかも、この間の操作は全て自動化されており、省
力化の点においても極めて優れた方法であることが確認
された。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明により、現
像液の濃度を所定の値に厳密に調合して維持管理するこ
とができ、かつ迅速で省力的な実施が可能である現像液
調合装置及び現像液の調合方法を提供することができ
た。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 則一 千葉県市原市姉崎海岸５の１ 住友化学工 業株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像原液と純水を混合することにより所
   定濃度の現像成分を含有する現像液を得る現像液調合装
   置であって、現像原液及び純水を受け入れて混合する手
   段を具備した混合槽と、混合槽内の液量を検出するため
   のロードセルと、該混合槽内の液に含有される現像成分
   の濃度を測定する自動滴定装置と、該自動滴定装置とロ
   ードセルからの出力信号により現像原液及び／又は純水
   の混合槽への供給流量を調節する流量調節手段と、所定
   濃度の現像成分を含有する混合槽内の現像液を受け入れ
   て貯留する貯槽を備えた現像液調合装置。
2. 【請求項２】 現像原液が水酸化テトラメチルアンモニ
   ウムの水溶液である請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】 現像原液と純水を混合することにより所
   定濃度の現像成分を含有する現像液を調合する方法にお
   いて、請求項１記載の装置を用い、現像原液及び純水を
   混合槽に受け入れて混合し、該混合槽内の液に含有され
   る現像成分の濃度を自動滴定装置により測定し、自動滴
   定装置及びロードセルからの出力信号を流量調節手段に
   入力させて現像原液及び／又は純水の混合槽への供給流
   量を調節することにより所定濃度の現像成分を含有する
   現像液を混合槽に得、該現像液を貯槽へ供給して貯留す
   る現像液の調合方法。
4. 【請求項４】 現像原液が水酸化テトラメチルアンモニ
   ウムの水溶液である請求項３記載の方法。