KR100276561B1 - 레지스트박리액 관리장치 - Google Patents

Abstract

반도체 제조공정이나, 액정기판의 제조공정에 있어서, 레지스트 박리에 사용되는 레지스트 박리액의 관리장치로서, 레지스트 박리액의 품질을 일정하게 제어하고, 박리액 사용량의 삭감과 조업정지시간의 감소 및 코스트의 저감을 과제로 한다.

레지스트 박리액의 용해레지스트의 농도를 흡광광도계(absorbance photomet er)(16)으로 검출하여 레지스트박리원액, 하이드록실아민(hydroxylamine)용액, 순수(純水) 및 미리 조합한 레지스트박리신액 가운데 적어도 하나를 보급하는 레지스트농도검출／액보급수단과, 레지스트박리액의 하이드록실아민농도를 흡광광도계(15)로 검출하여 레지스트박리원액, 하이드록실아민용액 및 순수중 적어도 하나를 보급하는 하이드록실아민농도검출／액보급수단을 구비하도록 구성한다.

Description

레지스트박리액 관리장치

본 발명은 반도체 제조공정이나, 액정기판 제조 공정에 있어서, 레지스트의 박리에 사용되는 레지스트박리액의 관리장치에 관한 것이다.

더 상세하게는 레지스트 박리액의 순환사용에 있어서 연속자동보급기구, 하이드록실아민농도 조정기구, 수분농도 조정기구, 액면레벨 조절기구, 또는 오버플로(over floor)기구, 및 레지스트박리로 용출한 레지스트 농축화에 수반하는 용해레지스트농도 조정기구를 함께 갖춘 레지스트박리액 관리장치에 관한 것이다.

반도체나 액정기판의 제조공정에 있어서의 포토리토그래피(photo lithogr aphy)공정에서 사용되는 레지스트 재료에는 노출광(exposure)에 의해서 가용화(可溶化)하는 포지티브형과, 노출광에 의해서 불가용화하는 네가티브형이 있으며, 주로 포지티브형이 많이 사용되고 있다.

포지티브형 레지스트의 대표적인 예로서,

나프토키논 디아지드(naphthochinon diazide)계 감광제와 알킬리가용성수지(novolak resin)를 주 성분으로 한 것이 있다.

상기 포토리토그래피 공정의 최종단계에서는 레지스트를 기판에서 완전히 박리하는 공정이 필요하다.

반도체나, 액정기판의 레지스트박리공정에 있어서는 산소플라즈마에 의한 드라이애싱(dry ashing)공정과, 레지스트박리액에 의한 습식박리공정을 병용하여 실시하고 있다.

산소플라즈마에 의한 건식회화(dry ashing)공정을 거친 기판에는 실리콘산화물이나 알루미늄산화물이 생성되어 있으며, 다음의 습식박리공정에서는 레지스트를 박리할뿐 아니라 금속산화물을 완전히 제거하는 일이 필요하다.

일본국 특개평 7-235487호 공보에는 레지스트박리액의 용해레지스트농도를 흡광광도계로 검출하여 레지스트박리액을 배출하는 레지스트박리액배출수단과, 레지스트박리액의 액면레벨을 액면레벨계로 검출하여 유기용매와 알카놀아민(alkanol amine)을, 또는 유기용매와 알카놀아민을 미리 조합한 레지스트 박리신액을 보급하는 제1보급수단과, 레지스트박리액의 알카놀아민농도를 흡광광도계로 검출하여 유기용매 및 알카놀아민 중 적어도 한쪽을 보급하는 제2보급수단을 구비한 레지스트박리액 관리장치가 기재 되어 있다.

또, 본 출원인은 이미, 레지스트박리액의 용해레지스트 농도를 흡광광도계로 검출하여 레지스트박리액을 배출하는 레지스트박리액 배출수단과, 레지스트박리액의 액면레벨을 액면레벨계로 검출하여 레지스트박리원액과 순수(純水)를, 또는 레지스트박리원액과 순수를 미리 조합한 레지스트박리신액을 보급하는 제1보급수단과 레지스트박리액의 수분농도를 흡광광도계로 검출하여 레지스트박리원액 및 순수중 적어도 한쪽을 보급하는 제2보급수단을 구비한 레지스트박리액 관리장치를 개발하여 특허출원하고 있다 (일본국 특개평 8-193005호).

반도체나 액정기판의 레지스트박리 공정에 있어서는 상기와 같이 레지스트박리액으로서 유기알칼리나 유기용제를 조합시킨 용액이 주로 사용되고 있으며, 또, 여기에 적정량의 물을 첨가한 용액도 사용되고 있으나, 또한 적량의 하이드록실아민(hydroxylamine)을 첨가한 용액이 우수한 효과를 갖는다는 것이 명백해졌다.

즉, 적량의 하이드록실아민을 함유한 레지스트 박리액은 기판의 처리온도를 종래의 80℃ 에서 약 65℃ 이하, 예를들면, 40℃ 전후로 저하시킬 수가 있으며, 기판이나 반도체회로를 형성하는 기초금속에 대한 손상을 감소시킬 수 있는 것, 그리고 실리콘 산화물이나 알루미늄산화물등을 제거할 수 있는 것 등의 효과가 있다.

예를들면, 디메틸설폭시드계와 하이드록실아민의 용액, N-메틸피롤리돈(N-me thyl pyrrolidone)계와 하이드록실아민의 용액, 알카놀아민과 하이드록실아민의 용액, 알카놀아민과 그라이콜에테르(glycolether)와 하이드록실아민의 용액, 또는 이들에 순수나 각종 첨가제가 첨가된 용액등이 스프레이방식, 카세트방식 혹은 침지(dip)방식등으로 사용된다.

종래방법에서는 레지스트박리처리통으로 소정농도의 일정량의 제리스트 박리신액을 충전하여 경험등에 의거한 기판처리매수 등을 지표로 하여, 레지스트박리액이 감량하면서 소정의 열화농도 영역에 도달하였을때, 미리 준비한 신액과 한꺼번에 전량을 교환하는 일괄처리(batch)조업의 형태를 취하고 있다.

이 액 교환시기는 통의 용량이나 기판의 종류, 처리매수등에 의해서 일정하지는 않으나, 대충 4일동안 전후에 걸쳐서 1회의 빈도로 행하여지고 있다.

레지스트박리액이 열화(degradation)하면, 일정한 박리속도가 얻어지지 않고, 박리잔재 및 금속산화물의 잔재가 생겨서 생산수율의 저하를 초래한다.

포토리토그래피공정의 최종단계인 레지스트박리공정에서 불량품이 발생하면 손실이 크다.

하이드록실아민을 함유하는 레지스트박리액은 보통 30℃∼65℃ 에서 사용되고 있다.

레지스트박리액에 사용되는 성분의 비등점은 유기 알칼리나 유기용제가 160℃∼250℃ 정도이며, 하이드록실아민이 약 160℃이며 물이 100℃이다.

따라서, 레지스트박리액은 사용중에 레지스트박리통의 공기밀봉을 위한 퍼지(purge) 질소가스와 동반하여 저비점(低沸点)의 수분이 우선적으로 증발 하므로서, 수분농도가 하강하여 농도변동이 일어난다.

그때문에, 점차 레지스트박리의 성능이 저하하는바, 종래에는 수분농도를 리얼타임(realtime)으로 측정하는 것을 하지 않았으며, 또한 소정의 농도로 일정하게 제어하는 것을 하지 않았다.

수분농도가 더욱 저하하게 되면, 인화점(引火点)을 갖게 되어 폭발의 위험성이 생긴다.

또, 레지스트박리액은 사용중에 레지스트박리통의 공기 밀봉을 위한 퍼지질소가스와 동반하여 물 다음으로 비등점이 낮은 하이드록실아민이 증발하여, 하이드록실아민의 농도가 하강하여 농도변동이 일어난다.

그때문에, 점차 레지스트박리의 성능이 저하하는바, 종래에는 하이드록실아민의 농도를 리얼타임으로 측정하는 것을 하지 않았으며, 또한 소정의 농도로 일정하게 제어하는 것을 하지 않았다.

또한, 레지스트박리처리에 의해서 레지스트박리액중에 용해한 레지스트는 점차 농축되어 박리속도의 저하나 박리 잔재의 발생등 레지스트박리의 성능이 열화하는 한 원인이 되고 있으나, 종래에는 용해레지스트농도를 리얼타임으로 측정하는 일이 없었고, 또한 소정의 농도로 일정하게 제어하는 일도 없었다.

따라서, 이 사이의 수분농도, 하이드록실아민의 농도 및 용해레지스트의 농도는 경시적으로 변화하여 일정하지 않기때문에, 레지스트박리의 잔재나 금속산화물의 잔재가 생기게 되어 액정기판의 고도정밀 치수의 정밀도 제어가 곤난하여 제품의 품질이 불안정하며 생산수율을 저하시키고 있었다.

또, 액 교환시의 조업정지(down time) 때문에 큰폭의 가동율 저하를 초래하게하며, 레지스트박리액의 교환작업에 수반하는 노무비가 필요 하였다.

본 발명은 상기한 여러 문제점을 감안하여 이루워진것으로서, 본 발명의 목적은 액정기판의 제조공정의 대량생산에 적합한 간편하면서도, 종래기술에 의한 생산라인 반송방식의 이점을 살리면서, 또한, 반도체 제조공정에 있어서는 실리콘웨이퍼(Silicon wafer)의 카세트 처리방식의 이점을 살리면서, 상기한 종래기술의 문제점을 해소하는 것이다.

즉, 본 발명의 목적은 소정의 성분비를 갖는 원액을 준비해두면, 레지스트박리액을 소정의 수분농도, 하이드록실아민농도 및 용해레지스트농도를 자동제어하며, 또한 레지스트박리처리통의 액 보급에 대하여 적절한 관리를 행하여, 레지스트박리 성능을 항상 일정하게 할 수 있으며, 사용원액의 량을 삭감하고, 안전을 확보하며, 조업정지시간을 대폭 단축하여 종합적인 제조 코스트의 저감을 가능하게 하는데 있다.

도 1은 본 발명의 제 1실시 형태에 의한 레지스트박리액 관리장치의

계통도.

도 2는 본 발명의 제 2실시 형태에 의한 레지스트박리액 관리장치

도 3은 본 발명의 제 3실시 형태에 의한 레지스트박리액 관리장치

도 4는 본 발명의 제 4실시 형태에 의한 레지스트박리액 관리장치

도 5는 본 발명의 제 5실시 형태에 의한 레지스트박리액 관리장치

도 6은 본 발명의 제 6실시 형태에 의한 레지스트박리액 관리장치

도 7은 본 발명의 레지스트박리액의 수분농도와 흡광도와의 관계를 나타내는

그래프.

도 8은 본 발명의 레지스트박리액의 하이드록실아민농도와 흡광도와의 관계

를 나타내는 그래프.

도 9는 본 발명에 있어서 레지스트박리액을 사용한 경우의 레지스트박리 처

리매수와 용해레지스트농도와의 관계를 나타내는 조업예(操業例)의

그래프.

도 10은 본 발명의 레지스트박리처리 매수와 용해레지스트농도 측정용의 흡

광도와의 관계를 나타내는 그래프.

도 11은 본 발명의 레지스트박리액의 용해레지스트농도와 흡광도와의 관계를

나타내는 그래프.

도 12는 종래방법에 있어서, 수분농도와 조업시간과의 관계를 나타내는 그래

프.

도 13은 본 발명의 장치를 사용한 경우의 수분농도와 조업시간과의 관계를

나타내는 그래프.

도 14는 종래방법에 있어서, 하이드록실아민농도와 조업시간과의 관계를 나

타내는 그래프.

도 15는 본 발명의 장치를 사용한 경우의 하이드록실아민농도와 조업시간과

의 관계를 나타내는 그래프.

도 16은 종래방법에 있어서, 용해레지스트 농도와 조업시간과의 관계를 나타

내는 그래프.

도 17은 본 발명의 장치를 사용한 경우의 용해레지스트농도와 조업시간과의

관계를 나타내는 그래프.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

1. 레지스트 박리처리통

3. 액면 레벨계

5. 롤러 컨베어

6. 기판

7. 레지스트 박리액 스프레이.

8. 액송펌프.

11. 순환펌프

15. 흡광광도계 (하이드록실아민농도 검출용)(absorbance photometer)

16. 흡광광도계 (용해레지스트농도검출용)

17. 흡광광도계 (수분농도검출용)

19. 배출펌프

20. 레지스트박리원액 공급통

21. 하이드록실아민용액 공급통

22. 레지스트 박리신액 공급통

24. 원액 유량 조절밸브

25. 하이드록실아민용액 유량조절밸브

26. 신액유량 조절밸브

27. 순수유량 조절밸브

29. 액면레벨 제어기

30. 흡광도 제어기

31. 흡광도 제어기

32. 흡광도 제어기

33. 카세트

34. 기판 (silicon wafer)

본 발명은 레지스트박리처리통의 레지스트박리액중에 용해한 레지스트농도가 도 11에 도시하는바와 같이, 그 흡광도와 밀접한 관계(고도의 직선관계)에 있는 것이 실험에 의해서 확인 된바에 따라, 용해레지스트농도를 흡광도의 측정에 의해서 조정, 제어하며, 레지스트박리액중의 수분농도가 도 7에 도시하는바와 같이, 그 흡광도와의 밀접한 관계(고도의 직선관계)에 있는 것이 실험에 의해서 확인된바에 따라, 수분농도를 흡광도의 측정에 의해서 조정, 제어하도록 한 것이다.

또한, 본 발명은 레지스트박리액중의 하이드록실아민농도가, 도 8에 도시하는바와 같이, 그 흡광도와의 사이에 밀접한 관계(고도의 직선관계)에 있는 것이 실험에 의해서 확인된바에 따라, 하이드록실아민농도를 흡광도의 측정에 의해서 조정, 한 것이다.

그리고, 수분의 농도, 하이드록실아민농도 및 레지스트농도의 3성분의 농도중 어느것인가를 단독, 또는 동시에 관리하도록 한 것이다.

즉, 상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 레지스트박리액 관리장치는 레지스트박리원액, 하이드록실아민용액, 순수(Purified water) 및 미리 조합한 레지스트박리신액중 적어도 하나를 레지스트박리처리통에 공급하여 액면 조절기구에 의해서 일정한 액면레밸을 유지하는 액면조절／액보급수단과, 이 레지스트박리처리통내의 레지스트박리액의 하이드록실아민의 농도를 흡광광도계에 의해서 검출하여 레지스트박리원액, 하이드록실아민 용액 및 순수 중 적어도 하나를 레지스트박리처리통에 보급하는 하이드록실아민의 농도검출／액보급수단(이하에서는 제2보급수단으로 표기함)을 구비한 것을 특징으로 하고 있다(도 1참조).

또, 본 발명의 레지스트박리액 관리장치는 레지스트박리 처리통내의 레지스트박리액의 용해레지스트농도를 흡광광도계에 의해서 검출하여, 레지스트박리원액, 하이드록실아민용액, 순수 및 미리조합한 레지스트박리신액중 적어도 하나를 레지스트박리 처리통에 공급하는 레지스트 농도검출／액보급수단(이하, 제1보급수단이라 표기함)과, 레지스트박리 처리통내의 레지스트박리액의 하이드록실아민농도를 흡광광도계에 의해서 검출하여, 레지스트박리용액, 하이드록실아민용액 및 순수중 적어도 하나를 레지스트박리처리통에 보급하는 상기제2보급수단을 구비한 것을 특징으로 하고 있다(도 2 참조).

또, 본 발명의 레지스트박리액 관리장치는 레지스트박리 처리통내의 레지스트박리액의 용해레지스트농도를 흡광광도계에 의해서 검출하여, 레지스트박리원액, 하이드록실아민 용액, 순수 및 미리 조합한 레지스트박리신액중 적어도 하나를 레지스트박리처리통에 보급하는 제1보급수단과, 레지스트박리처리통내의 레지스트박리액의 수분농도를 흡광광도계에 의해서 검출하여 레지스트박리원액, 하이드록실아민 용액 및 순수 중 적어도 하나를 레지스트 박리처리통에 보급하는 수분농도검출/액보급수단(이하, 제 3보급수단이라고 표기함)을 구비한 것을 특징으로 하고 있다.(도 3참조).

또, 본 발명의 레지스트박리액 관리장치는 레지스트박리 처리통내의 레지스트 박리액의 하이드록실아민농도를 흡광광도계에 의해서 검출하여, 레지스트박리원액, 하이드록실아민 용액 및 순수 중 적어도 하나를 레지스트 박리처리통에 보급하는 제2보급수단과, 레지스트박리 처리통내의 레지스트박리액의 수분농도를 흡광광도계에 의해서 검출하여 레지스트박리원액, 하이드록실아민 용액 및 순수 중 적어도 하나를 레지스트박리 처리통에 보급하는 제3보급수단을 구비한 것을 특징으로 하고 있다.(도 4 및 도 6참조).

또, 본 발명의 레지스트박리액 관리장치는 레지스트박리 처리통내의 레지스트 박리액의 용해 레지스트 농도를 흡광광도계에 의해서 검출하여, 레지스트 박리원액, 하이드록실아민용액, 순수 및 미리 조합한 레지스트 박리신액중 적어도 하나를 레지스트 박리처리통에 보급하는 제 1보급수단과, 레지스트박리 처리통내의 레지스트박리액의 하이드록실아민농도를 흡광광도계에 의해서 레지스트 박리원액, 하이드록실아민용액 및 순수중 적어도 하나를 레지스트박리 처리통에 보급하는 제2보급수단과,레지스트박리 처리통내의 레지스트박리액의 수분농도를 흡광광도계에 의해서 검출하여 레지스트 박리원액, 하이드록실아민용액 및 순수 가운데 적어도 하나를 레지스트박리 처리통에 보급하는 제3보급수단을 구비한 것을 특징으로 한다(도 5참조).

레지스트박리원액 으로서는 예를들면, 디메틸설폭시드계 원액 N-메틸 피롤리돈계 원액, 디 그리콜계 원액, 알카놀아민과 그라이콜에테르계 용제와의 혼합원액, 또는 이들에 순수(purified water)나 각종 첨가제가 첨가된 원액등이 사용된다.

상기 알카놀아민으로서는 모노에타놀아민, 디에타놀아민, 트리에타놀아민, N,N-디메틸에타놀아민, N,N-디에틸에타놀아민, 아미노에틸에타놀아민, N-메틸-N, N-디에타놀아민, N,N-디브틸에타놀아민, N-메틸에타놀아민, 3-아미노-1-프로파놀 등을 들 수 있다.

그라이콜에테르계 용제로서는 브틸디그리콜, 디에틸렌 그리콜모노메틸에테르, 디 에틸렌그리콜모노에틸에테르, 디 에틸렌그리콜모노프로필 에테르등을 들수가 있다.

각종 첨가제로서는 카테콜(catechol), 환원제(reducing agent), 금속방식제, 킬레이트(chelate)제등을 들 수 있다.

(실시예)

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태를 상세히 설명한다.

다만, 이들 실시형태에 기재 되어있는 구성기기의 형태 및 그 상대배치등은 특별히 한정한 기재가 없는한, 본 발명의 범위를 그것만으로 한정하는 것이 아니고 단순한 설명예에 불과하다.

도 1은 본 발명의 제 1의 실시형태에 의한 레지스트박리 관리장치를 도시하는 계통도이다.

도면중의 참조번호 1∼13은 종래 기존설비의 레지스트박리 처리장치를 구성하는 기기이다.

즉, 이 종래의 레지스트박리 처리장치는 레지스트박리액을 저류시키는 레지스트박리 처리통(1), 오버플로통(2), 액면레벨계(3), 레지스트박리실의 후드(hood)(4), 레지스트박리액 스프레이(spray)(7), 레지스트박리액 스프레이 에로의 송액(액송출)펌프(8), 레지스트박리액중의 미세입자등을 제거하기 위한 필터(9), 기판을 올려놓고 레지스트를 박리하면서 이동하는 롤러컨베어(5), 기판(6) 및 레지스트 박리액의 청정화와 교반을 위한 순환펌프(11), 미세입자 제거용 필터(13) 및 N₂가스, 순수 등의 배관등으로 구성 되어있다.

본 발명에 따라서, 상기 레지스트박리 처리장치에 부설되는 기기는 하이드록실아민농도를 검출하는 흡광광도계(15), 액 배출펌프(19) 및 레지스트 박리원액의 공급통(20), 레지스트박리원액 공급용의 유량조절밸브(24), 하이드록실아민용액 공급통(21), 하이드록실아민용액 공급용의 유량조절밸브(25), 레지스트박리신액 공급통(22), 레지스트박리신액 공급용의 유량조절밸브(26), 순수공급용 유량조절밸브(27)과 이들 각 기기를 접속하는 배관 및 전기계장류(電氣計裝類)또는 공기계장류(空氣計裝類)등이다.

보급액으로서는 레지스트박리원액, 하이드록실아민 용액, 레지스트 박리신액 및 순수 인바, 반드시 모두가 필요한 것만은 아니고, 레지스트박리액의 조성, 농도변화의 정도, 설비조건, 운전조건, 보급액의 구매 조건 등에 의해서, 최적의 보급액 및 공급장치가 선택 된다.

또한, 다음에 설명할 도 2∼도 6에 있어서도 동일하다.

하이드록실아민 용액으로서는 하이드록실아민의 수용액(예를들면, 50% 수용액)이 사용되지만, 하이드록실아민과 다른 용제와의 혼합액, 하이드록실아민 100%의 액을 사용하는 것도 가능하다.

레지스트박리 처리통(1)에 저류되는 액량은 레지스트박리액 스프레이(7)의 소요량을 공급할 수 있으면 되지만, 공정상의 안정성으로 볼때에는 제어되는 것이 필요하다.

도 1에 도시하는바와 같이, 통상적으로, 레지스트박리 처리통(1)의 액면레벨은 오버플로선 미만의 액면레벨계 근방의 위치에서 운전된다.

상기 액면레벨계(3)은 레지스트박리 처리중에 액이 기판에 부착하여 시스템밖으로 나가게 되므로서 자연감량하는데 따른 액면레벨의 저하를 검출하며, 혹은 레지스트박리성능이 열화한 액을 강제배출시킨 경우의 액면레벨의 저하를 검출하여, 레지스트박리 처리통(1)의 액량을 일정한 범위로 관리하기 위한 것이다.

여기서 레지스트박리 열화액은 배출펌프(19)를 작동시켜서 드레인용 배관으로 흘려보낸다.

또한, 상기 열화액을 드레인용배관을 경유하지 않고 직접 시스템 밖으로 빼내는 경우도 있다.

레지스트박리 원액, 예를들면, 모노에타놀아민(이하, MEA로 약칭함)과, 브틸디그리콜(이하, BDG로 약칭함)의 소정농도의 혼합액을 저류시키는 레지스트박리원액의 공급통(20)은 배관(23)으로부터 공급되는 N₂가스에 의해서 1∼2Kgf/Cm₂로 가압 되어있으며, 레지스트박리원액의 유량조절밸브(24)의 열림에 의해서 압송된다.

하이드록실아민 용액을 저류시키는 하이드록실아민 용액의 공급통(21)은 배관(23)으로부터 공급되는 N₂가스에 의해서 1∼2Kgf/Cm²로 가압 되어있으며, 하이드록실아민용액의 유량 조절밸브(25)의 열림에 의해서 압송된다.

레지스트 박리신액을 저류시키는 레지스트박리신액의 공급통(22)는 배관(23)으로부터 공급되는 N₂가스에 의해서 1∼2Kgf/Cm²로 가압 되어있으며, 레지스트박리신액의 유량조절밸브(26)의 열림에 의해서 압송된다.

순수는 기존의 설비 배관에서의 분기관에 통하고 있으며, 순수의 유량조절밸브(27)의 열림으로 송액된다.

이들 보급액은 각각의 밸브를 자동조절하여 송액되고, 관로(28)에서 합류하여 관로(12)로 유입하며, 순환류와 함께 혼합 되면서 레지스트박리 처리통(1)로 들어간다.

또한, 이들 보급액을 합류시키지 않고, 관로(12)또는 레지스트박리 처리통(1)에 각각 연결할 수도 있다.

또, 레지스트 박리액 스프레이용의 관로(10)에 온라인으로 설치된 흡광 광도계(15)에는 관로(14)로부터의 시료액이 도입되어 흡광도가 연속측정되고, 측정이끝난 액은 관로(18)로부터 관로(10)으로 리턴 된다.

도 2는 본 발명의 제2실시형태를 도시하는 장치계통도 이다.

본 실시형태에서는 레지스트박리액 스프레이용의 관로(10)에 설치된 하이드록실아민의 농도를 검출하는 흡광광도계(15)와 용해레지스트 농도를 검출하는 흡광광도계(16)(예를들면, 두 계기는 일체로 구성됨)에 관로(14)로부터 시료액이 도입되어 각각의 흡광도가 연속측정 되고, 측정이 끝난 액은 관로(18)로부터 관로(10)으로 리턴 된다.

또한, 흡광광도계(15)와 흡광광도계(16)을 별개로 설치하거나 측정용의 순환펌프를 사용하여 시료액을 흡광광도계(15)와 흡광광도계(16)으로 도입하는 것도 가능하다.

또, 도 2에 도시하는바와 같이, 통상적으로, 레지스트박리 처리통(1)의 액면레벨은 오버플로의 둑의 위치근방에서 운전된다.

신선한 보급액이 보급되는 경우는 오버플로용 둑으로부터 열화한 레지스트박리액이 오버플로 하여 자동으로 배출된다.

또한, 배출펌프(19)는 반드시 필요한 것은 아니고, 배출펌프(19)대신 밸브를 설치해도 좋다.

그 밖의 구성등은 도 1의 경우와 동일하다.

도 3은 본 발명의 제 3실시형태를 도시하는 장치계통도이다.

본 실시형태에서는 레지스트박리액 스프레이 용의 관로(10)에 온라인으로 설치된 용해 레지스트농도를 검출하는 흡광광도계(16)과 수분농도를 검출하는 흡광광도계(17)(예를들면,두 계기는 일체로 구성됨)에 관로(14)로부터 시료액이 도입되어 각각의 흡광도가 연속 측정되고, 측정이 끝난액은 관로(18)로 부터 관로(10)으로 리턴 된다.

또, 도 3에 도시하는 바와 같이 일반적으로, 레지스트박리 처리통(1)의 액면레벨은 오버플로의 둑의 위치근방에서 운전된다.

그 밖의 구성등은 도 1 및 도 2의 경우와 동일하다.

도 4는 본 발명의 제 4실시형태를 도시하는 장치계통도이다.

본 실시형태에서는 레지스트박리액 스프레이 용의 관로(10)에 온라인으로 설치된 하이드록실아민농도를 검출하는 흡광광도계(15)(예를들면, 두계기는 일체로 구성됨)와 수분농도를 검출하는 흡광광도계(17)(예를들면, 두계기는 일체로 구성됨)에 관로(14)로부터 시료액이 도입되어, 각각의 흡광도가 연속측정되며, 측정이 끝난 액은 관로(18)로 부터 관로(10)으로 리턴 된다.

또, 도 4에 도시하는바와 같이, 일반적으로, 레지스트박리 처리통(1)의 액면레벨은 오버플로의 둑의 위치근방에서 운전된다.

그 밖의 구성등은 도 1 및 도 2의 경우와 동일하다.

도 5는 본발명의 제 5실시형태를 도시하는 장치계통도이다.

본 실시형태에서는 레지스트박리액 스프레이용의 관로(10)에 온라인으로 설치된 하이드록실아민농도를 검출하는 흡광광도계(15), 용해 레지스트농도를 검출하는 흡광광도계(16)및 수분농도를 검출하는 흡광광도계(17)(예를들면, 3개의 계기가 일체로 구성됨)에, 관로(14)로부터 시료액이 도입되어 각각의 흡광도가 연속측정되며, 측정이 끝난액은 관로(18)로 부터 관로(10)으로 리턴 된다.

또, 도 5에 도시하는바와 같이, 일반적으로, 레지스트박리 처리통(1)의 액면레벨은 오버플로의 둑의 위치근방에서 운전된다.

그밖의 구성등은 도 1 및 도 2의 경우와 동일하다.

도 6은 본 발명의 제 6의 실시형태를 도시하는 장치계통도이다.

본 실시형태에서는 카세트처리 방식이며, 도 4에 있어서의 롤러컨베어(5)대신에 로더(loador)에 의해서 카세트(33)의 반입, 반출을 하고, 카세트(33)에는 기판(34)(예를들면, 반도체 제조용의 실리콘웨이퍼가 20매)이 배열 되어있다.

본 실시형태에서는 레지스트박리액 스프레이 용의 관로(10)에 온라인으로 설치된 하이드록실아민농도를 검출하는 흡광광도계(15)와 수분농도를 검출하는 흡광광도계(17)(예를들면, 두 계기는 일체로 구성됨)에, 관로(14)로부터 시료액이 도입되어 각각의 흡광도가 연속측정되고, 측정이 끝난 액은 관로(18)로부터 관로(10)으로 리턴 된다.

또, 도 6에 도시하는 바와 같이, 일반적으로, 레지스트박리 처리통(1)의 액면레벨은 오버플로의 둑의 위치근방에서 운전된다.

그밖의 구성등은 도 4의 경우와 동일하다.

다음에, 도 1∼도 6에 도시하는 실시형태에 의한 장치의 제어계통에 대하여 설명한다.

액면레벨계(3)과 레지스트박리 처리통(1)의 액면레벨, 흡광광도계(15)와 레지스트박리액의 하이드록실아민의 농도, 흡광광도계(16)과 레지스트박리액의 용해레지스트농도, 흡광광도계(17)과 레지스트박리액의 수분농도는 본질적으로는 각각 독립된 기능으로서 작용하지만, 본 발명에 있어서는 이들중 두개 이상을 상호보완적으로 관련시켜 기능하도록 한 것을 특징으로 하고 있다.

또, 처음부터 제품기판의 품질관리상 필요한, 레지스트박리액의 하이드록실아민농도의 목표치, 레지스트 박리액의 수분농도의 목표치, 용해레지스트농도의 농축한계치등은 조업실적 또는 계산에 의거하여 미리 각 제어기기에 설정해 두지 않으면 안된다.

이하에, 레지스트박리액으로서 MEA(모노메타놀아민)와 BOG(브틸디그리콜)와 하이드록실아민과 순수를 혼합한 용액을 사용한 실시예에 대하여 설명한다.

일반적으로, 약 65℃의 일정한 액온으로 유지된 레지스트박리액의 수분농도는 주로, 퍼지 N₂가스를 따라서 증발하므로서, 기판처리매수의 증가와 함께 감소하게 되므로, 레지스트박리액의 레지스트박리 성능이 열화 되어간다.

이때문에, 수분농도는 소정의 목표치, 예를들면 24,0±1.0%로 관리할 필요가 있다.

종래에는 경험에 의해서 기판처리매수와의 상관관계, 혹은 화학분석 등에 의해서 레지스트박리액의 열화정도를 판정하고 있었으나 신속하고 정확한 파악이 곤난 하였다.

본 발명자는 레지스트박리액의 수분농도와 흡광광도와의 관계를 실험에 의해서 검토한 바, 흡광도의 측정파장은 근적외선 영역의 950mm부터 1010mm의 범위가 적절하고, 976mm부근이 감도가 크고, 특히 양호 하였다.

또한, 측정파장은 근적외선 영역에서 선택되며, 박리액과 레지스트의 종류나 농도에 따라서 구분된다.

도 7에 도시한 바와 같이, 측정파장 λ=976mm에 있어서의 흡광도와 수분농도와는 고도의 직선관계에 있으며,흡광도를 검출하므로서 수분농도가 정확히 측정될 수 있다는 것을 확인하였다.

도 3, 도 4, 도 5, 도 6에 도시하는바와 같이, 관로(10)에 온라인으로 설치된 흡광광도계(17)(흡광광도계(15)또는 흡광광도계(16)과 일체 또는 별개, 또한 단독의 경우도 있음)은 측정오차를 최소한으로 하기 위한 여러 보상기능과 흡광도 제어기(32)를 구비하고 있다.

관로(10)에서 도입된 시료액의 흡광도 측정치를 흡광도제어기(32)에 입력하여 그 값이 목표치가 되도록 출력신호에 의해 레지스트박리 원액, 하이드록실아민용액 및 순수중 적어도 하나를, 유량조절밸브(24),(25),(27)에 의해서 각각 자동제어하여 수분농도가 목표치로 조정 될때까지 보급한다.

또, 레지스트박리액의 하이드록실아민농도는 수분 다음으로 비등점이 낮기때문에 수분과 함께 비등하는 상태로 증발함에 따라서 감소하므로, 레지스트박리액의 레지스트박리 성능이 열화 하게 된다.

이 때문에, 하이드록실아민농도는 소정의 목표치, 예를들면, 6.0±1.0%로 관리할 필요가있다.

종래에는 경험에 의해서 기판처리매수와의 상관관계혹은 화학분석등에 의해서 레지스트박리액 열화의 정도를 판정 하고 있었으나, 신속하고 정확한 파악이 곤난 하였다.

본발명자는 레지스트박리액의 하이드록실아민농도와 흡광도와의 관계를 실험에 의해서 검토한 바, 흡광도의 측정파장은 근적외선 영역의 1050mm부터 1090mm의 범위가 적절하고, 다른 성분의 영향이 작은 1074mm부븐이 감도가 크고, 특히 양호 하였다.

또한, 측정파장은 근적외선 영역에서 선택되어, 박리액과 레지스트의 종류나 농도에 따라서 구분사용된다.

도 8에 도시하는바와 같이, 측정파장 λ=1074mm에 있어서의 흡광도와 하이드록실아민농도와는 고도의 직선관계에 있으며, 흡광도를 검출하는 것으로 하이드로실아민농도가 정확히 측정될수 있다는 것이 확인 되었다.

도 1, 2, 4, 5, 6에 도시 하는바와 같이, 관로(10)에 온라인으로 설치된 흡광광도계(15)는 측정오차를 최소한으로 하기 위한 여러 보상기능과 흡광도제어기(30)을 구비하고 있다.

관로(10)에서 도입된 시료액의 흡광광도 측정치를 흡광도제어기(30)에 입력하여 그 값이 목표치가 되도록 출력신호에 의해서 레지스트원액, 하이드록실아민용액 및 순수 중 적어도 하나를 유량조절밸브(24),(25),(27)에 의해 각각 자동제어하여, 하이드록실아민농도가 목표치에 조정 될때까지 보급한다.

레지스트박리 성능의 열화는 상기한 수분농도와 하이드록실아민농도에의하는 것 외에, 용해레지스트농도도 관여하고 있다.

기판처리용의 레지스트 박리액은 송액 펌프(8)에 의해서 레지스트박리 처리통(1)에서 끌어내고, 레지스트박리액 스프레이(7)을 거쳐서 순환 사용 되기때문에, 용해물질이 레지스트박리액 가운데 점차 농축 되어 온다.

그 주된 용해물질은 레지스트이며, 도 9에 조업예로 도시하는 바와 같이, 기판처리매수의 증가에 의해서 농축되어 있으며, 결과적으로 레지스트 박리성능을 현저히 열화 시키고 있다.

종래에는 이 농도변화를 리얼타임(real time)으로 측정하지 않았으며, 또한, 레지스트박리 성능을 일정한 값으로 관리하지도 않았다.

또한, 도 9는 레지스트박리 액으로서, MEA, BDG, 하이드록실아민 및 순수로 이루워진 것을 사용한 경우의 그래프 이다.

즉, 기판의 처리매수를 열화의 지표로 하는등 하고 있으나, 기판의 형태나 레지스트의 막 두께나 박리패턴이 일정하지 않기때문에, 기판종류마다의 용해레지스트의 량도 달라지고 있으므로, 처리매수를 판정요인으로 한다는 것은 무리가 있다.

본 발명자는 레지스트박리액중의 레지스트농축에 의한 오염상태를 연구하는 과정에서, 레지스트농도를 흡광도와의 관계에서 측정하는 것에 착안하여 실험에 의해서 도 10 및 도 11에 도시하는 바와 같은 결과를 얻어냈다.

도 11에서 보이는바와 같이, 용해레지스트농도와 흡광도와는 수분농도 등의 영향없이 고도의 직선관계에 있으며, 기판처리매수에 의하지 않은 용해레지스트농도 자체에 의한 레지스트박리성능의 한계치가 판정가능하게 되었다.

용해레지스트농도의 타당한 측정파장 으로서는 λ=560mm을 사용 하였다.

또, 측정파장은 가시광선 영역의 400mm부터 근적외선 영역의 800mm의 범위에서 선택되어, 레지스트의 종류나 농도에 따라서 구분 사용된다.

도 2, 3, 5에 도시하는 바와 같이, 관로(10)에 온라인으로 설치된 흡광광도계(16)은 측정오차를 최소한으로 하기 위한 여러 보상기능과 흡광도제어기(31)을 구비하고 있다.

흡광광도계(16)이, 레지스트박리액의 용해레지스트농도를 연속측정하여 열화 한계치를 초과한 것을 검출하여, 흡광제어기(31)의 출력신호에 의한 레지스트박리원액, 하이드록실용액, 순수 및 미리 조합한 레지스트박리신액중, 적어도 하나를 유량조절밸브(24), (25), (26), (27)에 의해 각각 자동제어하여, 용해레지스트 농도가 목표치에 조절될때까지 보급한다.

그 결과, 신선한 보급액이 보급되어, 용해레지스트농도가 열화 한계치로 희석되므로서 레지스트박리의 성능이 회복된다.

도 1에 나타내는바와 같이, 액면레벨계(3)은 액면레벨제어기(29)에 접속 되어있으며(액면레벨제어기(29)는 도 1에만 도시하고 있으나, 도 2∼6에도 설치되어있다), 레지스트박리액이 기판에 부착하여 후속공정으로 나가게 되는 자연 감량에따른 액면레벨의 저하를 검출하고, 액면레벨제어기(29)의 출력신호에 의해서 레지스트박리 원액, 하이드록실아민 용액, 순수 및 미리 조합한 레지스트박리신액 중 적어도 하나를 유량조절밸브 (24),(25),(26), (27)에 의해서 각각 자동제어하여 액면레벨을 회복 시킨다.

그결과, 신선한 보급액이 보급되어, 용해레지스트농도가 희석 되므로서 레지스트박리의 성능이 회복된다.

여기서, 도 1에 나타내는 제 1실시형태의 장치가 의도한 제어계통의 기능적 관련에 대하여 설명한다.

본 실시형태는 주로, 레지스트박리액의 수분농도가 작은 박리액을 사용하는 경우, 또는 레지스트박리 처리에 있어서 하이드록실아민농도의 관리가 중요한 경우등에 적용된다.

레지스트박리 처리통(1)의 빈통채우기(empty and building up)에 있어서, (운전개시)상태에 있어서는 액면레벨계(3)이 비어있는 것(emty level)을 검출하여, 액면레벨제어기(29)의 출력신호에 의해 레지스트박리 원액,하이드록실아민 용액, 순수 및 미리 조합한 레지스트박리 신액중 적어도 하나를, 유량조절 밸브(2),(25),(26),(27)에 의해서 각각 자동 제어하여 송액하고, 액면레벨을 설정위치로 한다.

통상적으로는 액면레벨제어기(29)의 출력신호에 의해 미리 조합한 레지스트박리 신액이 송액된다.

또한, 액면레벨 제어기(29)의 출력신호에 의해, 레지스트박리 원액, 하이드록실아민 용액 및 순수를 레지스트박리 신액과 거의 동등한 농도가 되도록 적정한 유량비로, 유량조절밸브(24),(25)(27)에 의해서 밸브의 개방도를 조절하여 송액하여도 좋다.

이어서, 흡광광도계(15)가 빈통을 채우는 레지스트박리액의 흡광도를 연속으로 측정하여 흡광도제어기(30)의 출력신호에 의하여 레지스트박리 원액, 하이드록실아민용액 및 순수 중 적어도 하나가 적정한 미소유량으로, 유량조절밸브(24),(25) 및 (27)의 적어도 하나에 의해 밸브개방도를 조절하여 송액되어 목표치의 하이드록실아민농도가 되도록 자동제어된다.

그다음에, 레지스트박리 처리가 개시되면, 수분농도의 하강, 하이드록실아민농도의 하강, 기판에 묻어나가는 액의 감량 및 용해레지스트의 농축이 진행 된다.

상기, 하이드록실아민농도의 하강시는 흡광광도계(15)가 레지스트박리액의 흡광도를 연속측정하여 흡광도제어기(30)의 출력에 의해 하이드록실아민용액이 적정한 미소유량으로 유량조절밸브(25)에 의해서 밸브의 개방도를 조절하여 송액되며, 목표치의 하이드록실아민농도가 되도록 자동제어된다.

또, 하이드록실아민농도의 하강시는 수분농도도 하강하므로, 흡광도제어기(30)의 출력신호에 따라서 순수가 적정한 미소유량으로 유량조절밸브(27)에 의해서 밸브의 개방도를 조절하여 송액되며, 소정범위의 수분농도가 되도록 자동제어기구를 부가 하여도 좋다.

기판에 묻어나가는 액으로인한 감량시에는 액면레벨계(3)이 강하한 액면레벨을 검출하여 액면레벨제어기(29)의 출력신호에 따라서 미리 조합한 레지스트박리신액이 유량조절밸브(26)으로부터 송액된다.

또한, 레지스트박리신액을 송액하는 대신, 액면레벨제어기(29)의 출력신호에 의해서, 레지스트박리원액, 하이드록실아민용액 및 순수를 소정의 조합농도가 되도록 적정한 유량비로, 유량조절밸브(24),(25),(27)에 의해 밸브개방도를 조절하여 송액 하도록 해도 좋다.

다음에, 도 2에 도시하는 제 2실시형태의 장치가 의도하는 제어계통의 기능적관련에 대하여 설명 한다.

본 실시형태는 주로, 레지스트박리액의 수분농도가 작은 박리액을 사용하는 경우, 또는 레지스트박리 처리에 있어서 하이드록실아민농도의 관리가 중요한 경우등에 적용된다.

레지스트박리 처리통(1)의 빈 통채우기에 있어서, 비어있는 상태에 있어서는 예를들면, 수동조작에 의해서, 레지스트박리원액, 하이드록실아민 용액, 순수 및 미리 조합한 레지스트 박리신액 중 적어도 하나를, 유량조절밸브(24),(25),(26),(27)에 의해 각각 송액하여 액면레벨을 소정의 위치로 한다.

통상적으로는 수동조작으로 미리 조합한 레지스트박리신액이 송액된다.

또한, 레지스트박리원액, 하이드록실아민용액 및 순수를 레지스트박리신액과 거의 동등한 농도가 되도록 적정한 유량비로 유량조절밸브(24),(25),(27)에 의해 밸브개방도를 조절하여 송액 해도 좋다.

이어서, 흡광광도계(15)가, 빈 통채우기할때의 레지스트박리액의 흡광도를 연속측정하여 흡광도제어기(30)의 출력신호에 따라서 레지스트박리원액, 하이드록실아민용액 및 순수중 적어도 하나가 적정한 미소유량으로 유량조절밸브(24),(25) 및 (27)중 적어도 하나로 밸브개방도를 조절하여 송액되어, 목표치의 하이드록실아민농도가 되도록 자동제어된다.

레지스트박리처리에 따라서, 수분농도의 하강, 하이드록실아민농도의 하강, 기판에 묻어나가는 것으로 인한 액의 감량과 용해레지스트의 농축이 진행 된다.

하이드록실아민농도의 하강의 경우, 흡광광도계(15)가 레지스트박리액의 흡광광도를 연속측정하여 흡광도 제어기(30)의 출력에 의해서 하이드록실아민 용액이 적정한 미소유량으로 유량조절밸브(25)에 의해서 밸브개방도를 조절하여 액송되어, 목표치의 하이드록실 아민농도가 되도록 자동제어된다.

또, 하이드록실아민농도의 하강의 경우는 수분의 농도도 하강하므로 흡광도 제어기(30)의 출력신호에 의하여, 순수가 적정한 미소유량으로 유량조절밸브(27)에 의해 밸브 개방도를 조절하여 송액되어, 소정범위의 수분농도가 되도록 자동제어기구를 부가 하여도 좋다.

용해레지스트농도가 농축되어 열화의 한계치에 도달한 경우는 흡광광도계(16)이 레지스트박리액의 용해레지스트농도를 연속측정하여 열화 한계치를 넘은 것을 검출하고, 흡광도 제어기(31)의 출력신호에 의하여 미리 조합한 레지스트박리신액이 유량조절밸브(26)에서 송액된다.

또한, 레지스트박리신액을 송액하는 대신에, 흡광도 제어기(31)의 출력에 의하여 레지스트원액, 하이드록실아민용액 및 순수를 소정의 조합농도가 되도록 적정한 유량비로 유량조절밸브(24),(25),(27)에 의하여 밸브개방도를 조절하여 송액 하여도 좋다.

그 결과, 신선한 보급액이 보급되어, 용해 레지스트농도는 열화 한계치로 희석되므로서, 레지스트박리의 성능이 회복된다.

액면레벨은 오버플로용 둑의 위치근방에 있으며, 보급액이 보급되었을때에는 오버플로용 둑에서 열화한 레지스트박리액이 오버플로(over floor)한다.

기판에 묻어나가는 액의 감량의 경우는 액면레벨은 오버플로용 둑의 위치보다 약간 저하한다.

다음에, 도 3에 도시하는 제 3실시형태의 장치가 의도하는 제어계통의 기능적 관련에 대하여 설명 한다.

본실시형태는 주로, 레지스트박리액의 수분농도가 큰 박리액을 사용하는 경우, 또는 레지스트박리 처리에 있어서, 수분농도의 관리가 중요한 경우 등에 적용된다.

레지스트박리 처리통(1)의 빈통채우기(운전기시상태)에 있어서, 예를들면, 수동조작으로, 레지스트박리원액, 하이드록실아민용액, 순수 및 미리조합한 레지스트박리신액중 적어도 하나를 유량조절밸브(24),(25),(26),(27)에 의해 각각 송액하여 액면레벨을 소정의 위치로 한다.

통상적으로는 수동조작으로 미리조합한 레지스트박리신액이 액송된다.

또, 레지스트박리원액, 하이드록실아민용액 및 순수를 레지스트박리신액과 거의 동등한농도가 되도록 적정한 유량비로 유량조절밸브(24),(25),(27)에 의해 밸브개방도를 조절하여 송액 하여도 좋다.

이어서, 흡광광도계(17)이 빈통채우기를하는 레지스트박리액의 흡광도를 연속측정하며, 흡광도 제어기(32)의 출력신호에 의하여 레지스트박리 원액, 하이드록실아민 용액 및 순수 중 적어도 하나가 적정한 미소유량으로 유량조절밸브(24),(25) 및 (27)중의 적어도 하나에 의하여 밸브개방도를 조절하여 송액 되어, 목표치의 수분농도가 되도록 자동제어된다.

레지스트박리처리에 따라서, 수분농도의 하강, 하이드록실아민농도의 하강, 기판에 묻어나가는 액의 감량 및 용해레지스트의 농축이 진행 된다.

수분농도 하강의 경우는 흡광광도계(17)이 레지스트박리액의 흡광도를 연속측정하여 흡광도제어기(32)의 출력신호에 의하여 순수가 적정한 미소유량으로 유량조절밸브(27)에 의하여 밸브개방도를 조절하여 송액 되어, 목표치의 수분농도가 되도록 자동제어된다.

또, 수분농도의 하강의 경우는 하이드록실아민농도도 하강하게 되므로, 흡광도 제어기(32)의 출력신호에 따라서 밸브개방도를 조절하여 송액 되어, 소정범위의 하이드록실 아민농도가 되도록 자동 제어기구를 부가 하여도 좋다.

용해레지스트농도가 농축되어 열화 한계치에 도달한 경우는 흡광광도계(16)이 레지스트박리 액의 용해레지스트 농도를 연속측정하여 열화 한계치를 넘은것을 검출하여, 흡광도 제어기(31)의 출력에의하여 미리 조합한 레지스트박리신액이 유량조절밸브(26)에서 송액된다.

또, 레지스트박리 신액을 송액 하는대신, 흡광도 제어기(31)의 출력신호에 의해서 레지스트박리원액, 하이드록실 아민용액 및 순수를 소정의 조합농도가 되도록 적정한 유랑비로 유량조절밸브(24),(25),(27)에 의해서 밸브개방도를 조절하여 송액 하여도 좋다.

그 결과, 신선한 보급액이 보급되어, 용해레지스트 농도는 열화 한계치로 희석되므로서 레지스트박리의 성능이 회복 된다.

액면레벨은 오버플로용의 둑의 위치부근에 있으며, 보급액이 보급되었을때는 오버플로용의 둑으로 부터 열화한 레지스트박리액이 오버플로 한다.

기판에 묻어나서 일어나는 액의 감량시는 액면레벨은 오버플로용 둑의 위치보다 약간 저하한다.

다음에, 도 4에 도시하는 제 4실시형태의 장치가 의도하는 제어계통의 기능적 관련에 대하여 설명 한다.

본 실시형태는 주로, 레지스트의 용해량이 적은 기판을 처리하는 경우, 또는 보급액량이 크고 용해레지스트농도가 상승하지 않은 경우등에 적용된다.

레지스트박리 처리통(1)의 빈통채우기에 있어서는 예를들면, 수동조작으로 레지스트박리 원액, 하이드록실아민 용액, 순수 및 미리 조합한 레지스트박리신액 중 적어도 하나를 유량조절밸브(24),(25),(26),(27)에 의해 각각 송액하여 액면레벨을 소정의 위치로 한다.

통상적으로는 수동조작으로 미리 조합한 레지스트박리신액이 액송된다.

또, 레지스트박리 원액, 하이드록실아민 용액 및 순수를 레지스트박리신액과 거의 동등한 농도가 되도록 적정한 유량비로 유량조절밸브(24),(25),(27)에 의해 밸브개방도를 조절하여 송액 하여도 좋다.

이어서, 흡광광도계(15)가 빈통을채우는 레지스트박리액의 흡광도를 연속측정하여, 흡광도제어기(30)의 출력신호에 의하여 레지스트박리원액, 하이드록실아민용액 및 순수중 적어도 하나가 적정한 미소유량으로 유량조절밸브(24),(25) 및 (27)중의 적어도 하나에 의해서 밸브개방도를 조절하여 액송되어 목표치의 하이드록실아민농도가 되도록 자동제어된다.

또, 흡광광도계(17)이 빈통을 채우는 레지스트박리액의 흡광도를 연속측정하여, 흡광도제어기(32)의 출력신호에 따라서, 레지스트박리 원액, 하이드록실아민 용액 및 순수중 적어도 하나가 적정한 미소유량으로 유량조절밸브(24),(25) 및 (27)중의 적어도 하나에 의해서 밸브개방도를 조절하여 액송되어, 목표치의 수분농도가 되도록 자동 제어된다.

레지스트박리 처리에 수반하여 수분농도의 하강, 하이드록실아민농도의 하강, 기판에 묻어나가는 것으로인한 액의 감량 및 용해레지스트의 농축이 진행 된다.

수분농도의 하강의 경우는 흡광광도계(17)이 레지스트박리 액의 흡광도를 연속측정하여, 흡광도제어기(32)의 출력신호에 의하여 순수가 적정한 미소유량으로 유량조절밸브(27)에 의해 밸브개방도를 조절하여 액송되어, 목표치의 수분농도가 되도록 자동제어된다.

하이드록실아민농도 하강의 경우는 흡광광도계(15)가 레지스트박리 액의 흡광도를 연속측정하여, 흡광도 제어기(30)의 출력신호에 따라서, 하이드록실아민용액이 적정한 미소유량으로 유량조절밸브(25)에 의하여 밸브 개방도를 조절하여 송액되어, 목표치의 하이드록실 아민농도가 되도록 자동제어된다.

다음에, 도 5에 도시하는 제 5실시형태의 장치가 의도한 제어계통의 기능적 관련에 대하여 설명 한다.

본 실시형태는 주로, 수분농도, 하이드록실 아민농도 및 용해레지스트 농도 모두가 중요한 관리항목인 경우등에 적용된다.

레지스트박리 처리통(1)이 비어있는 상태에 있어서는 예를들면, 수동조작에 의해서, 레지스트박리원액, 하이드록실아민용액, 순수 및 미리 조합한 레지스트박리신액중 적어도 하나를, 유량조절밸브(24),(25),(26),(27)에 의해서 각각 송액하여, 액면레벨을 소정의 위치로 한다.

일반적으로는 수동조작으로 미리 조합한 레지스트박리신액이 송액된다.

그리고, 레지스트박리원액, 하이드록실아민용액 및 순수를 레지스트박리신액과 거의 동등한 농도가 되도록 적정한 유량비율로, 유량조절밸브(24),(25),(27)에 의해서 밸브개방도를 조절하여 송액 하여도 좋다.

이어서, 흡광광도계(15)가 빈통채우기하는 레지스트박리 액의 흡광도를 연속측정하여, 흡광도제어기(30)의 출력신호에 의하여, 레지스트박리원액, 하이드록실아민용액 및 순수중 적어도 하나가 적정한 미소유량으로, 유량조절밸브(24),(25) 및 (27)중의 적어도 하나에 의해서 밸브개방도를 조절하여 송액되어, 목표치의 하이드록실아민농도가 되도록 자동제어된다.

또, 흡광광도계(17)이 빈통채우기하는 레지스트박리액의 흡광도를 연속 측정하여, 흡광도제어기(32)의 출력신호에의하여, 레지스트박리원액, 하이드록실아민용액 및 순수중 적어도 하나가 적정한 미소유량으로, 유량조절밸브(24),(25), 및 (27)중의 적어도 하나에 의해서 밸브개방도를 조절하여 송액되어, 목표치의 수분농도가 되도록 자동제어된다.

레지스트박리 처리에 수반하여, 수분농도의 하강, 하이드록실아민농도의 하강, 기판에 묻어나가는 액으로 인한 감량과 용해레지스트의 농축이 진행 된다.

수분농도 강하의 경우는 흡광광도계(17)이 레지스트박리액의 흡광도를 연속측정 하여, 흡광도제어기(32)의 출력신호에 의하여, 순수가 적정한 미소유량으로 유량조절밸브(27)에 의해 밸브개방도를 조절하여 송액되어, 목표치의 수분농도가 되도록 자동제어된다.

하이드록실아민농도 하강의 경우, 흡광광도계(15)가 레지스트박리액의 흡광도를 연속측정 하여, 흡광도 제어기(30)의 출력신호에 의하여, 하이드록실아민용액이 적정한 미소유량으로 유량조절밸브(25)에 의해 밸브개방도를 조절하여 송액되어 목표치의 하이드록실아민농도가 되도록 자동제어된다.

용해레지스트농도가 농축되어 열화 한계치에 도달한 경우는 흡광광도계(16)이 레지스트박리액의 용해레지스트농도를 연속측정 하여 열화 한계치를 초과한 것을 검출하여, 흡광도제어기(31)의 출력신호에 의하여 미리 조합한 레지스트박리신액이 유량조절밸브(26)에서 송액된다.

또한, 레지스트박리신액을 송액하는 대신에, 흡광도제어기(31)의 출력신호에 의하여, 레지스트리박리원액, 하이드록실아민용액 및 순수가 소정의 조합농도가 되도록 적정한 유량비로 유량조절밸브(24),(25),(27)에 의해 밸브개방도를 조절하여 송액 하여도 좋다.

그 결과 신선한 보급액이 보급되어, 용해레지스트 농도는 열화 한계치로 희석 되므로서 레지스트박리의 성능이 회복 된다.

액면레벨은 오버플로용의 둑의 위치 부근에 있으며, 보급액이 보급되는 경우는 오버플로용 둑에서 열화한 레지스트박리액이 오버플로 한다.

기판에 묻어나가는 액으로인한 액의 감량시, 액면레벨은 오버플로용 둑의 위치보다 약간 저하한다.

다음에는 도 6에 도시하는 제 6실시형태의 장치에 대하여 설명한다.

본실형태는 주로, 일반적으로 레지스트의 용해량이 적은 실리콘웨이퍼를 카세트에 배열하여 처리하는 경우등에 적용된다.

그 제어계통의 기능적관련에 대하여는 도 4의 경우와 동일하다.

본 발명자는 이상과 같은 각 제어기능에 의거한 결과를 상호보완적으로 관련시켜 운용 하므로서, 종합적으로 레지스트박리 성능의 회복, 연속조업, 및 레지스트박리액의 사용량 삭감을 용이하게 실현할 수 있다는 것을 실험에 의해서 확인 하였다.

다음에는 개념적 이해를 돕기 위하여, 본 발명과 종래방법의 조업패턴의 효과를 비교하는 실험예를 도 12∼도 17에 도시 한다.

종래방법에 있어서는 도 12에 도시하는 바와 같이 스타트시의 수분농도가, 예를들면 25.0 wt%이며, 그 농도가 시간경과와 함께 하강하여, 예를들면 10.0 wt%(화학분석치)에 이르렀을때에 액 교환을 하고 있었다.

이 경우, 수분농도의 경시변화는 톱날형태로 되며, 그 농도에 변화폭이 생기므로 레지스트박리성능이 일정치 못하였다.

그러나, 본 발명의 장치를 사용하면, 도 13에 도시하는 바와 같이, 수분농도는 시간이 경과하여도, 예를들어, 24.0±1.0 wt%로서 일정하며 따라서 레지스트박리 성능이 안정적인 동시에, 액의 교환작업도 필요없게 된다.

또, 종래의 방법에서는 도 14에 도시하는 바와 같이, 스타트시의 하이드록실아민농도가 예를들면, 7.0 wt%이며, 그 농도가 시간경과와 함께 하강하여 예를들면, 2.0 wt%(화학분석치)에 이르렀을때에 액의 교환을 하고 있었다.

이 경우, 하이드록실아민농도의 경시변화는 톱날형태로 되며, 그 농도에 변화폭이 생기므로, 레지스트박리성능이 일정치 못하였다.

그러나, 본 발명의 장치를 사용하면, 도 15에 도시하는 바와 같이, 하이드록실아민농도는 시간이 경과하여도, 예를들면, 6.0±1.0 wt%로서 일정하며, 레지스트박리 성능이 안정적인 동시에, 액의 교환작업도 필요없게 된다.

다시, 종래 방법에서는 도 16에 도시하는 바와 같이, 스타트시부터 용해레지스트 농도가 시간의 경과와 함께 증가하여, 이 농도가 레지스트박리성능을 저하시키는 영역치에 도달 하였을때, 액의 교환을 하고 있었다.

이 경우, 도 16에 도시하는 바와 같이 용해레지스트농도의 경시변화는 톱날형태로 되어, 용해레지스트 농도의 변화폭이 생기게 되므로, 레지스트박리성능이 일정치 못하였다.

그러나, 본 발명의 장치를 사용하면, 도 17에 도시하는 바와 같이, 용해레지스트농도는 어느시간이 경과한 후에는 일정하게 되며, 따라서, 레지스트박리 성능이 안정됨과 동시에, 액의 교환작업도 필요없게 된다.

이상과 같은 실시예에 있어서, 본 발명은 레지스트 박리액으로서 MEA, BDG, 하이드록실아민 및 순수의 용액을 사용한 바 있으나, 이와 같은 사용예에 한정 되지 않고, 레지스트박리액으로서, 유리알칼리와 하이드록실아민과 순수의 용액, 유기용제와 하이드록실 아민과 순수의 용액, 유기알칼리와 유기용제와 하이드록실아민과 순수의 용액, 그리고, 유기알칼리와 유기용제와 하이드록실아민과 순수와 첨가제의 용액, 혹은 이들 용액에 있어서, 순수가 거의 포함되지 않은 용액을 사용한 경우등에도 적용할 수 있다.

본 발명은 상기한 바와 같이 구성 되어 있으므로, 다음과 같은 효과를 발휘한다.

(1), 본발명을, 반도체나 액정기판의 레지스트박리공정에 적용시키므로서, 레지스트박리액의 수분농도, 하이드록실아민농도 및 또는 용해레지스트농도를 리얼타임(realtime)으로 연속적으로 감시할 수 있게 되어, 소정의 농도로 일정하게 그리고 높은 정밀도로 제어할 수 있다.

그래서, 기판의 레지스트박리 성능도 안정화되어 제품의 수율이 대폭적으로 향상 된다.

또, 레지스트박리액이, 통상적인 사용상태 에서는 인화점을 갖지 않은다는 안전성을 확보하면서, 안정된 액면레벨로 장시간의 연속작업을 가능하게 한다.

(2), 값싼 레지스트박리액을 사용하여 그 품질을 일정하게 제어하는 것, 연속조업이 가능하게 되는 것, 액의 교환을 위한 조업정지(downtime)와 무익한 폐기가 없어지며, 액의 사용량과 박리액의 코스트를 대폭삭감, 가동율의 향상에 의한 생산성의 대폭적 향상, 무인화(無人化)에 의한 노무비의 저감등 총체적인 효과도 달성할 수 있다.

(3)하이드록실아민농도가 소정의 값으로 억제되므로 기판에 부착하고 있는 실리콘산화물이나 알루미늄산화물등을 확실히 제거할 수 있다.

(4)종래의 유기알칼리와 유기용매를 조합한 레지스트박리액을 사용하는 경우는 기판의 처리온도로서 80℃전후의 온도를 필요로 하였으나, 본 발명의 장치에 있어서는 적정량의 하이드록실아민이 함유되므로 기판의 처리온도를 40℃전후로 저하 시킬 수가 있다.

그래서, 기판이나 반도체회로를 형성하는 바탕금속에 주는 손상을 감소시킬 수가 있다.

Claims (5)

1. 레지스트박리원액, 하이드록실아민용액, 순수 및 미리 조합한 레지스트박리신액 가운데 적어도 하나를 레지스트박리 처리통(1)에 공급하여 액면조절시스템에 의해서 일정한 액면레벨을 유지하는 액면 조절/액보급수단과, 이 레지스트박리 처리통(1)내의 레지스트 박리액의 하이드록실아민농도를 흡광광도계(15)로 검출하여, 레지스트박리원액, 하이드록실아민용액 및 순수 가운데 적어도 하나를 레지스트박리 처리통(1)에 보급하는 하이드록실아민농도검출/액보급수단을 구비한 것을 특징으로 하는 레지스트박리액 관리장치.
2. 레지스트박리 처리통(1)내의 레지스트 박리액의 용해레지스트농도를 흡광광도계(16)으로 검출하여 레지스트박리원액, 하이드록실아민용액, 순수 및 미리 조합한 레지스트박리신액 가운데 적어도 하나를 레지스트박리 처리통(1)에 보급하는 레지스트농도검출/액보급수단과, 레지스트박리 처리통(1)내의 레지스트박리액의 하이드록실아민농도를 흡광광도계(15)로 검출하여 레지스트박리원액, 하이드록실아민용액 및 순수 가운데 적어도 하나를 레지스트 박리처리통(1)에 보급하는 하이드록실아민농도검출/액보급수단을 구비한 것을 특징으로 하는 레지스트박리액 관리장치.
3. 레지스트박리 처리통(1)내의 레지스트 박리액의 용해레지스트농도를 흡광광도계(16)으로 검출하여 레지스트박리원액, 하이드록실아민용액, 순수 및 미리 조합한 레지스트박리 신액가운데 적어도 하나를 레지스트박리 처리통(1)에 보급하는 레지스트농도검출/액보급수단과, 레지스트박리 처리통(1)내의 레지스트박리액의 수분농도를 흡광광도계(17)로 검출하여, 레지스트박리원액, 하이드록실아민용액 및 순수 가운데 적어도 하나를 레지스트박리 처리통(1)에 보급하는 수분농도검출/액보급수단을 구비한 것을 특징으로 하는 레지스트박리액 관리장치.
4. 레지스트박리 처리통(1)내의 레지스트박리액의 하이드록실아민농도를 흡광광도계(15)로 검출하여 레지스트박리원액, 하이드록실아민용액 및 순수가운데 적어도 하나를 레지스트박리 처리통(1)에 보급하는 하이드록실아민농도검출/액보급수단과, 레지스트박리 처리통(1)내의 레지스트박리액의 수분농도를 흡광광도계(17)로 검출하여 레지스트박리원액, 하이드록실아민용액 및 순수 가운데 적어도 하나를 레지스트박리 처리통(1)에 보급하는 수분농도검출/액보급수단을 구비한 것을 특징으로 하는 레지스트박리액 관리장치.
5. 레지스트박리 처리통(1)내의 레지스트박리액의 용해레지스트농도를 흡광광도계(16)으로 검출하여 레지스트박리원액, 하이드록실아민용액, 순수 및 미리 조합한 레지스트박리 신액 가운데 적어도 하나를 레지스트박리 처리통(1)에 보급하는 레지스트농도검출/액보급수단과, 레지스트박리 처리통(1)내의 레지스트박리액의 하이드록실아민농도를 흡광광도계(15)로 검출하여 레지스트박리원액, 하이드록실아민용액 및 순수 가운데 적어도 하나를 레지스트박리 처리통(1)에 보급하는 하이드록실아민농도검출/액보급수단과, 레지스트박리 처리통(1)내의 레지스트박리액의 수분농도를 흡광광도계(17)로 검출하여 레지스트박리액, 하이드록실아민용액 및 순수 가운데 적어도 하나를 레지스트박리 처리통(1)에 보급하는 수분농도검출/액보급수단을 구비한 것을 특징으로 하는 레지스트박리액 관리장치.