KR100520252B1 - 현상액 제조 장치 및 현상액 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 현상액 제조 장치는, 미세 가공이 실시된 전자 회로가 형성되는 가공 설비에 관로를 통하여 접속되어 있고, 해당 가공 설비에서 사용되는 알칼리계 현상액이 제조되는 장치로서, 현상 원액과 순수한 물(純水)이 공급되고 또한 이들이 교반되는 조제조와, 이 조제조 내의 알칼리계 현상액의 양을 측정하는 제 1 액량 측정 수단과, 그 알칼리 농도를 측정하는 제 1 알칼리 농도 측정 수단과, 이들의 제 1 액량 측정 수단 및 제 1 알칼리 농도 측정 수단에 의한 측정치에 기초하여, 조제조 내의 알칼리계 현상액의 양을 조정하는 제 1 액량 제어 수단과, 이들의 측정치에 기초하여 조제조로의 현상 원액의 공급량 및 순수한 물의 공급량 중 적어도 어느 한쪽을 조정하는 액 공급 제어 수단을 구비하는 것이다.

Description

현상액 제조 장치 및 현상액 제조 방법{Developer producing equipment and method}

본 발명은 현상액 제조 장치 및 현상액 제조 방법에 관한 것으로, 상세하게는 미세 가공이 실시된 전자 회로가 형성되는 가공 설비에 관로를 통하여 접속되어 있고, 또한, 해당 가공 설비에 있어서 포토레지스트 등을 현상할 때에 사용되는 알칼리계 현상액이 제조되는 장치, 및 그 알칼리계 현상액의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 전자 디바이스 등의 미세 가공이 실시된 전자 회로를 갖는 장치의 제조에 있어서의 포토리소그래피 공정에서 사용되는 레지스트 재료에는 노광에 의해서 가용화하는 포지티브형과, 노광에 의해서 불용화하는 네거티브형이 있다. 일 예로서, 반도체 디바이스, 플랫 패널 디스플레이(flat-panel display; FPD) 기판 등의 제조에 있어서는 이러한 포토 에칭이 반복되기 때문에, 주로 포지티브형 레지스트가 많이 사용된다.

포지티브형 레지스트의 현상액 재료로서는, 인산 소다, 역성(力性) 소다, 규산 소다, 또는 이들과 다른 무기 알칼리 등과의 혼합물로 이루어지는 무기 알칼리 수용액을 들 수 있다. 또한, 알칼리 메탈의 오염이 우려되는 경우에는 메탈을 포함하지 않는 아민계의 유기 알칼리 수용액, 테트라메틸암모늄하이드로옥사이드 (TMAH) 수용액, 트리메틸모노에탄올암모늄하이드로옥사이드(콜린) 수용액 등이 사용되고 있다. 후자 중에서는 2.38% 농도의 TMAH 수용액이 많이 사용되고 있다.

또한, 이러한 재료로 조제된 현상액은 분사(spray) 방식, 스핀 코트(spin coat) 방식 또는 디프(deep) 방식 등의 현상 장치에서 대량으로 사용되고 있다.

포토레지스트용의 현상액은 현상 공정에 맞추어서 최고의 해상력, 패터닝의 예리함(예민함), 안정성 및 높은 수율(收率)을 얻기 위해서, 그 조성 및 농도는 엄밀하게 관리해야만 한다.

특히, 최근의 패터닝의 고밀도화에 동반하여, 패터닝 폭의 미세화가 요구되고 있다. 예를 들면, 반도체 기판에서는 0.1μm 레벨, 플랫 패널 디스플레이 기판에서는 1μm 레벨, 다층 프린트 기판에서는 10μm 레벨의 선폭이 요구되고 있다. 또한, 저온 다결정 실리콘 TFT 기술에 의해, 플랫 패널 디스플레이 기판 상에 반도체 회로를 장착하기 위해서 1μm 이하의 선폭도 요구되고 있다.

이에 동반하여, 포토레지스트의 실효 감도의 불균일함을 작게 하기 위해서, 현상액 농도의 정밀도 향상이 강하게 요구되고 있다. 예를 들면, 현상액 농도의 관리 범위로서는 소정 농도의 ±1/1000 이내가 요구된다. 특히, TMAH 수용액의 경우, 소정 농도의 ±1/2000 이내(예를 들면, 2.380±0.001 중량%)가 요구된다.

더욱이, 각 현상액은 패터닝 결함을 없애기 위해서, 현상액 1ml 중에 0.1μm 이상의 파티클(particle; 미립자)이 10개 이하라고 하는, 파티클이 대단히 적은 것이 요구된다.

그리고 또한, 최근, 현상액의 사용량은 기판의 대형화, 대량 생산화에 의해 더욱 방대하게 되어 왔다.

이와 같이, 현상액 농도의 정밀도 향상, 및 파티클리스(particleless)가 요망되는 동시에, 대량 제조 및 저 비용화에 대응하는 것이 강하게 요망되고 있다.

그러나, 종래에는, 반도체 디바이스 등의 제조 공장에서 현상액의 조성 및 농도를 조정한 후에 사용하는 것은, 설비 및 운전 비용면 뿐만 아니라, 조성 및 농도를 충분히 관리하는 관점에서 대단히 곤란하였다.

따라서, 반도체 디바이스 등의 제조 공장(이하, 「사용측」이라고 한다)에서는 오로지 현상액 메이커(이하, 「공급측」이라고 한다)에서 조성 및 농도를 조정한 현상액을 사용하지 않을 수 없었다.

이 경우, 공급측에 있어서, 소정의 조성으로 조합한 현상 원액을 순수한 물로 희석하여, 소망의 농도로 조정한 현상액을 용기에 충전하고, 이러한 조제 완료된 현상액을 사용측에 공급하는 방법이 채용된다.

이 때, 현상 원액의 희석 배율은 액 조성 및 원액 농도, 현상 대상인 포지티브형 레지스트 등의 종류, 사용 목적 등에 따라서 여러 가지로 다르며, 통상은 8 내지 40배 정도이다. 따라서, 공급측에서 조제한 현상액의 양은 희석 배율에 따라서 대폭 증대하고, 이 현상액을 사용측으로 운반하기 위한 용기의 준비, 용기로의 충전 작업 및 운반 비용이 방대하게 되어 버린다. 그 결과, 이러한 비용이 현상액 비용 중 상당한 비율을 차지하게 된다는 문제가 있었다.

또한, 공급측에서 조제한 현상액이 사용측에서 사용될 때까지는 운반 및 보관에 상응하는 기간을 필요로 하고, 그 동안에 현상액이 열화된다는 문제점도 있었다.

더욱이, 현상액이 공기 중의 탄산 가스를 흡수하기 쉽기 때문에, 사용측에 희석 장치를 설치하더라도, 희석 조작 중이나 희석된 현상액의 저류 중에 탄산 가스의 흡수에 의한 농도 변화가 생긴다는 문제도 있었다. 이 사실도, 현상액의 희석이 반도체 디바이스 제조 공장 등의 사용측에서 행해지지 않은 이유의 하나로 들 수 있다.

그런데, 이러한 문제의 해결을 도모하기 위해서 일본국 특허 제 2751849 호 공보에는 포토레지스트용 알칼리계 현상 원액과 순수한 물을 수용하여 소정 시간 강제 교반하는 교반조(攪拌槽)와, 그 교반조 내의 혼합액의 일부를 추출하여 그 도전율을 측정한 후 교반조 내로 되돌리는 도전율 측정 수단과, 도전율 측정 수단으로부터의 출력 신호에 기초하여 교반조에 공급되는 포토레지스트용 알칼리계 현상 원액 또는 순수한 물의 어느 한쪽의 유량을 제어하는 제어 수단과, 교반조로부터의 혼합액을 수용하여 저류하는 저류조(貯留槽)와, 교반조 및 저류조를 질소 가스로 밀봉(seal)하는 질소 가스 밀봉 수단을 구비하는 현상액의 희석 장치가 개시되어 있다.

이 장치는 사용측에서 현상 원액과 순수한 물을 혼합하여, 현상액을 조제하는 것을 가능하게 하는 것이며, 이로써, 현상액의 조성 및 농도의 관리상의 문제, 현상액의 운반 비용 증대와 같은 종래의 모든 문제를 거의 해결하기에 이르렀다.

그러나, 최근에는 시장의 요구에 따라, 다품종 소 로트(lot)로의 기판 등의 제조가 필요하게 되어 왔다. 그 때문에, 사용측에서는 그 다품종 소 로트로의 기판의 제조에 대응하기 위해서, 복수의 기판 제조 장치를 구비하고, 그것들을 동시에 가동시키지 않을 수 없는 상황이 되었다. 또한, 그 각각의 장치에서 사용되는 현상액의 농도가, 예를 들면, 0.1% 내지 2.5%로 광범하게 걸쳐서 다른 경우도 있고, 여러 가지 농도의 현상액을 사용시마다 준비할 필요가 생기고 있다.

그래서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 사용측에서, 현상 원액으로부터 소망 농도의 현상액을 정밀도 좋고 또한 신속하게 제조할 수 있고, 다품종 소 로트로의 기판의 제조에 충분하게 대응할 수 있는 동시에, 제조된 현상액의 조성 및 농도를 정밀도 좋게 관리하는 것이 가능한 현상액 제조 장치 및 현상액 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 현상액 제조 장치는, 미세 가공이 실시된 전자 회로가 형성되는 가공 설비에 관로를 통해 접속되어 있고, 그 가공 설비에서 사용되는 알칼리계 현상액이 제조되는 장치로서, 현상 원액과 순수한 물이 공급되고 또한 교반되어 알칼리계 현상액이 조제되는 와, 조제조 내의 알칼리계 현상액의 양을 측정하는 제 1 액량 측정 수단과, 조제조 내의 알칼리계 현상액의 알칼리 농도를 측정하는 제 1 알칼리 농도 측정 수단과, 제 1 액량 측정 수단에 의한 측정치 및 제 1 알칼리 농도 측정 수단에 의한 측정치에 기초하여, 조제조 내의 알칼리계 현상액의 양을 조정하는 제 1 액량 제어 수단과, 제 1 액량 측정 수단에 의한 측정치 및 제 1 알칼리 농도 측정 수단에 의한 측정치에 기초하여, 조제조로의 현상 원액의 공급량 및 순수한 물의 공급량 중 적어도 어느 한쪽을 조정하는 액 공급 제어 수단을 구비하는 것이다.

이와 같이 구성된 현상액 제조 장치에 있어서는 조제조 내에서 현상 원액이 순수한 물로 희석되어 현상액이 조제된다. 이 때, 조제조 내의 액량 및 현상액 성분인 알칼리의 농도가 실측되고, 이들에 기초하여, 제 1 액량 제어 수단 및 액 공급 제어 수단에 의해 현상액이 소망의 농도가 되도록 액성이 조정된다. 따라서, 간이하고 또한 신속한 농도 조제가 행해지는 동시에, 농도 관리를 정밀도 좋게 실시할 수 있다.

그리고, 이와 같이 소망 농도로 조제된 현상액이, 관로를 통해 가공 설비에 공급될 수 있기 때문에, 별도의 보관·수송 비용이 불필요하게 된다. 더욱이, 가공 설비에 접속한 관로를 포함해서, 현상액 조제 장치를 실질적인 대기 밀봉계로 하면, 현상액이 대기 중의 탄산 가스 등을 흡수하는 것에 기인하는 현상액의 열화가 억제될 수 있다.

또한, 조제조와 상기 가공 설비의 사이에 배치되어 있고, 알칼리계 현상액의 알칼리 농도를 평준화하는 평준화조를 구비하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 불가피하게 생길 수 있는 약간의 오차를 갖는 현상액 중의 알칼리 농도를 평준화하는 것이 가능해져, 현상액 농도의 정밀도가 한층 더 높아진다.

구체적으로는, 평준화조가 그 평준화조 내의 알칼리계 현상액의 양을 측정하는 제 2 액량 측정 수단을 구비하는 것이다.

더욱이, 평준화조가 그 평준화조 내의 알칼리계 현상액의 알칼리 농도를 측정하는 제 2 알칼리 농도 측정 수단을 구비하는 것이면 바람직하다.

그리고 또한, 평준화조가 제 2 액량 측정 수단에 의한 측정치 및 제 2 알칼리 농도 측정 수단에 의한 측정치에 기초하여, 그 평준화조 내의 알칼리계 현상액의 양을 조정하는 제 2 액량 제어 수단을 구비하는 것이면 바람직하다.

게다가 또한, 평준화조 내의 알칼리계 현상액을 조제조로 환류 송급하는 환류 송급용 관로를 구비하는 것이 바람직하다.

보다 구체적으로는, 평준화조가 그 평준화조 내의 알칼리계 현상액을 교반하는 교반 기구를 구비하는 것이다.

더욱 구체적으로는, 평준화조가 그 평준화조 내의 알칼리계 현상액을 여과하는 여과 기구를 구비하는 것이다.

한층 더 구체적으로는, 알칼리계 현상액을 조제조로부터 상기 평준화조로 송급하고, 조제조에 있어서의 알칼리계 현상액의 액면 레벨, 및 평준화조에 있어서의 알칼리계 현상액의 액면 레벨을 조정하는 액 송급·액면 레벨 제어 수단을 구비하면 유용하다. 이러한 액면 레벨은 임의의 레벨로 조정되지만, 양자가 대략 같은 레벨이 되도록 조정되면 바람직하다.

이 경우, 액 송급·액면 레벨 제어 수단은 알칼리계 현상액이 조제조로부터 평준화조로 자연 송액되고, 또한, 조제조 및 평준화조에 접속된 연통관을 갖는 것이면 보다 바람직하다.

또한, 평준화조와 가공 설비의 사이에 설치되어 있고, 알칼리계 현상액이 저류되는 저류조를 구비하더라도 바람직하다.

더욱이, 조제조 및 평준화조를 습윤 질소 가스로 밀봉하는 습윤 질소 가스 밀봉 수단을 구비하면 보다 바람직하다.

또한 더욱이, 조제조를 복수 갖는 것이라도 유용하다.

또는, 조제조와 평준화조가 일체로 구성되어 있더라도 상관없다.

그리고 또한, 가공 설비에 공급되기 전의 상태에 있어서의 알칼리계 현상액에 포함되는 미립자수를 측정하는 미립자수 측정 수단을 구비하면 더욱 유용하다.

보다 바람직하게는, 알칼리계 현상액에 포함되는 용존 가스를 제거하는 용존 가스 제거 수단을 구비하는 것이다.

특히 바람직하게는, 제 1 액량 측정 수단이 알칼리계 현상액의 용적 또는 중량 중 적어도 어느 한쪽을 측정하는 것이다.

또는, 제 1 알칼리 농도 측정 수단이, 도전율계, 초음파 농도계, 액체 밀도계 및 자동 적정 장치 중 적어도 어느 한 종류인 것이 바람직하다.

마찬가지로, 제 2 알칼리 농도 측정 수단이, 도전율계, 초음파 농도계, 액체밀도계 및 자동 적정 장치 중 적어도 어느 한 종류인 것이 바람직하다.

보다 구체적으로는, 현상 원액은 소정 범위의 알칼리 농도로부터 선택된 임의의 알칼리 농도를 갖는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 현상액 제조 방법은, 미세 가공이 실시된 전자 회로를 형성하는 가공 공정에 관로를 통해 공급되는 알칼리계 현상액을 제조하는 방법으로서, 현상 원액과 순수한 물을 교반하여 알칼리계 현상액을 조제하는 공정과, 알칼리계 현상액의 양을 측정하는 공정과, 알칼리계 현상액의 알칼리 농도를 측정하는 공정과, 알칼리계 현상액의 액량 측정치 및 알칼리 농도 측정치에 기초하여 알칼리계 현상액의 양을 조정하는 공정과, 알칼리계 현상액의 액량 측정치 및 알칼리 농도 측정치에 기초하여, 알칼리계 현상액을 조제하는 공정으로의 현상 원액의 공급량 및 상기 순수한 물의 공급량 중 적어도 어느 한쪽을 조정하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명한다. 또, 동일한 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 중복하는 설명을 생략한다. 또한, 위치 관계는 특히 한정하지 않는 한, 도면에 도시하는 위치 관계에 기초하는 것으로 한다. 더욱이, 도면의 치수 비율은 도시한 비율에 한정되는 것이 아니다.

상술한 바와 같이, 도 1은 본 발명에 따른 현상액 제조 장치의 제 1 실시예의 구성을 모식적으로 도시하는 계통도이다.

현상액 제조 장치(100)는 현상 원액이 저류되는 현상 원액 탱크(101) 및 순수한 물 공급계가 접속된 조제조(105)를 구비하는 것이다. 현상 원액 탱크(101)에는 현상 원액이 저류되어 있고, 도시하지 않는 액면계의 지시치에 기초하여, 유량조절 밸브를 갖는 관로(110)를 통해 현상 원액 탱크(101) 내에 현상 원액이 보급되도록 되어 있다.

또한, 현상 원액 탱크(101)에는 유량 조절 밸브(303) 및 펌프(112)를 갖는 관로(111)가 접속되어 있고, 이 관로(111)는 라인 믹서(104)를 갖고 또한 순수한 물 공급계에 연결된 순수한 물 공급 배관(102)에 있어서의 라인 믹서(104)보다도 상류측에 접속되어 있다. 현상 원액 탱크(101) 내의 현상 원액은 관로(111)로부터 펌프(112)의 운전에 의해, 유량 조절 밸브(302) 및 펌프(113)를 갖는 순수한 물 공급 배관(102) 내에서, 펌프(113)의 운전에 의해 공급되는 순수한 물과 합류하여, 라인 믹서(104)에 의해 더 혼합된 후, 조제조(105)에 송급된다.

더욱이, 순수한 물 공급 배관(102)으로부터는 유량 조절 밸브(301) 및 펌프를 갖고 또한 조제조(105)에 접속된 순수한 물 공급 배관(103)이 분기하고 있으며, 순수한 물을 단독으로 조제조(105) 내로 공급할 수 있도록 되어 있다.

여기서, 본 발명에서 사용되는 현상 원액으로서는, 예를 들면, 인산 소다, 역성 소다, 규산 소다, 또는 이들과 다른 무기 알칼리 등과의 혼합물로 이루어지는 무기 알칼리 수용액을 들 수 있다. 또한, 알칼리 메탈의 오염이 우려되는 경우에는 메탈을 포함하지 않는 아민계의 유기 알칼리 수용액, TMAH 수용액, 콜린 수용액 등이 유용하다.

한편, 본 발명에 있어서 사용되는 순수한 물은 알칼리계 현상액을 필요로 하는 전자 회로 기판의 제조 공장 등에서 사용되는 순수한 물이면 좋다. 이러한 제조 공장 등에서는 다량의 순수한 물을 필요로 하므로 순수한 물 제조 장치는 반드시 설치되는 경향이 있다. 따라서, 본 발명에 있어서 필요한 알칼리계 현상액의 제조용의 순수한 물은 공급측에서 비교적 용이하게 입수할 수 있다.

또한, 알칼리계 현상액에는 필요에 따라서 첨가제를 적절하게 첨가하여도 좋다. 이러한 첨가제로서는, 예를 들면, 계면 활성제 등을 들 수 있다. 더욱이, 첨가제를 첨가하는 경우에는 첨가제 탱크를 설치하여도 좋다.

한편, 조제조(105)는 교반 수단(116)(교반 기구)을 구비하는 동시에, 액량 제어 수단(108)(제 1 액량 제어 수단) 및 액 공급 제어 수단(109)을 갖는 제어계에 접속된 액량 측정 수단(106)(제 1 액량 측정 수단) 및 알칼리 농도 측정 수단(107)(제 1 알칼리 농도 측정 수단)을 갖고 있다.

교반 수단(116)은 라인 믹서(104)로부터 보내져 온 현상 원액 및 순수한 물의 혼합액을 강제적으로 교반하기 위한 것이다. 여기서, 혼합액의 교반 방법으로서는, 예를 들면, 교반 날개에 의한 교반, 조제조(105) 내의 혼합액을 순환시키는 순환 교반을 들 수 있다. 그리고 또한, 순환 교반 시에, 순환액을 다시 조제조(105) 내로 토출하기 위한 노즐의 토출 방향을, 혼합액이 조제조(105)의 내주방향으로 회전하도록 배치하면, 분류 회전 교반을 행할 수 있다. 교반 수단(116)은 이러한 어느 한 교반 방법을 실현할 수 있는 것이다.

또한, 액량 측정 수단(106)은 조제조(105) 내의 알칼리계 현상액의 액량을 실측·관리하기 위한 것이다. 액량의 측정은, 예를 들면, 알칼리계 현상액의 용적 및 중량의 적어도 어느 한쪽에 의해서 행할 수 있다.

또한, 여기서의 「액량의 관리」란 조제조(105) 내의 알칼리계 현상액이 사용되어 감소하는 경우의 감소량의 관리와, 알칼리계 현상액을 강제적으로 소정량까지 감소시키는 경우의 강제 감소량의 관리를 행하는 것을 가리킨다(후술하는 평준화조(202)에 있어서의 「액량의 관리」도 동일하다).

또한, 알칼리 농도 측정 수단(107)은 조제조(105) 내의 알칼리계 현상액의 알칼리 농도를 실측·관리하기 위한 것이다. 알칼리 농도 측정 수단(107)으로는, 예를 들면, 도전율계, 초음파 농도계, 액체 밀도계, 또는 자동 적정 장치 등을 들 수 있다.

이들은 어떠한 것이 채용되어도 좋지만, 그 중에서도, 도전율계를 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우, 미리 설정된 기준 온도에 있어서의 알칼리계 현상액의 도전율과 알칼리계 현상액의 농도의 관계 및 기준 온도 부근에서의 알칼리계 현상액의 도전율의 온도 계수를 구해 두면, 소망 농도의 현상액을 정밀도 좋고 또한 간편하게 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 알칼리 농도 측정 수단(107)은 도 1에 도시하는 바와 같이 조제조(105)의 외부에 설치되어도 좋고, 조제조(105) 내의 알칼리계 현상액의 알칼리 농도를 직접 측정할 수 있도록, 그 전극부가 조제조(105) 내에 배치되도록 설치되어도 바람직하다.

한편, 액량 제어 수단(108)은 액량 측정 수단(106) 및 알칼리 농도 측정 수단(107)으로부터의 측정 신호에 기초하여 소정의 연산을 행하는 것이고, 더욱이 그 연산 결과에 기초하여 조제조(105) 내의 알칼리계 현상액을 일정량으로 제어하는 것이다.

구체적으로는, 예를 들면, 전자 회로 기판의 현상 공정에서 사용되고 있는 알칼리계 현상액과 다른 농도의 알칼리계 현상액을 필요에 따라서 조제(제조)할 때에, 액량 측정 수단(106)으로부터의 출력 신호와 알칼리 농도 측정 수단(107)으로부터의 출력 신호로부터, 알칼리계 현상액을 소망의 농도로 하기 위해서 필요한 조제조(105) 내의 알칼리계 현상액의 감소량을 산출한다. 그리고, 그 산출치에 기초하여 조제조(105) 내의 알칼리계 현상액을 감소시킨다.

이 때, 조제조(105)로부터 배출된 알칼리계 현상액은 조제조(105)와 가공 설비에 접속된 관로(114)를 통과하여, 그 농도의 알칼리계 현상액을 사용하는 전자 회로 기판의 현상 공정에 송급하여도 좋고, 유량 조절 밸브(305)를 갖고 또한 조제조(105)에 접속된 드레인(drain)용의 관로(115)를 통과하여 장치 밖으로 배출하여도 좋다. 또, 환경에서의 영향을 고려하면, 가공 설비에 있어서의 현상 공정으로 송급하는 것이 바람직하다.

다른 한편, 액 공급 제어 수단(109)은 액량 측정 수단(106) 및 알칼리 농도 측정 수단(107)으로부터의 실측 신호에 기초하여 조제조(105)에 공급되는 현상 원액 및 순수한 물 중 적어도 어느 한쪽의 공급량을 제어하는 것이다.

구체적으로는, 최초의 알칼리계 현상액의 조제 시, 알칼리계 현상액이 사용되어 감소하였을 때의 알칼리계 현상액의 재조제 시, 또는 액량 제어 수단(108)에 의해 강제적으로 알칼리계 현상액이 감소된 후의 상이한 알칼리 농도의 알칼리계 현상액의 조제 시에 있어서, 조제조(105)에 공급해야 할 현상 원액 및 순수한 물 중 적어도 어느 한쪽의 공급량을 제어하는 것이다.

이와 같이 구성된 현상액 제조 장치(100)를 사용한 본 발명의 현상액 제조 방법의 일 예에 대하여 이하에 설명한다.

우선, 조제조(105)가 빈 건욕(建浴) 시에 있어서는, 액량 측정 수단(106)이 '빔(空)'인 것을 검출한다. 그 후, 액량 측정 수단(106)으로부터 출력되는 지시 신호에 의해 펌프(112) 및 펌프(113)를 가동시켜, 조제조(105)에 현상 원액 및 순수한 물로 이루어지는 혼합액을 송급한다. 이어서, 이 혼합액을 교반 수단(116)에 의해 교반하고, 그 상태에서의 알칼리 농도를 대략 균일화시킨다. 그 동안, 액량 측정 수단(106)에 의해 조제조(105) 내의 혼합액의 액량을 측정한다. 그와 더불어, 혼합액의 알칼리 농도를 알칼리 농도 측정 수단(107)에 의해 측정한다.

이들의 측정치 신호는 각각 액량 측정 수단(106) 및 알칼리 농도 측정 수단(107)으로부터 출력되고, 액 공급 제어 수단(109)으로 입력된다. 액 공급 제어 수단(109)은 이러한 측정 신호에 기초하여, 소망 농도의 알칼리계 현상액을 조제하기 위해서 조제조(105)에 공급해야 할 현상 원액 및/또는 순수한 물의 공급량을 산출하는 연산을 행한다.

이어서, 이 산출 결과를 나타내는 신호가, 액 공급 제어 수단(109)으로부터 유량 조절 밸브(301, 302, 303)의 적어도 어느 하나에 송신되고, 그 지시에 따라서 소정의 유량 조절 밸브가 소정의 개방도로 일정 시간 개방된다. 이로써, 현상 원액 및 순수한 물 중 적어도 어느 한쪽의 소정량이 조제조(105)로 공급되고, 소망 농도의 알칼리계 현상액이 조제된다.

또한, 다른 예로서, 기존의 알칼리계 현상액과 다른 농도의 알칼리계 현상액을 조제하는 방법에 관해서 이하에 설명한다. 이 경우, 예를 들면, 미리 액 공급제어 수단(109)에 소망의 알칼리 농도를 입력해 둔다. 그리고 나서, 우선, 액량 측정 수단(106)에 의한 조제조(105) 내에 있는 기존의 알칼리계 현상액의 액량 측정과, 알칼리 농도 측정 수단(107)에 의한 기존의 알칼리계 현상액의 농도 측정이 행해진다.

이들의 측정치 신호는 각각 액량 측정 수단(106) 및 알칼리 농도 측정 수단(107)으로부터 출력되고, 액량 제어 수단(108)으로 입력된다. 액량 제어 수단(108)은 이들의 측정 신호에 기초하여, 소망 농도의 알칼리계 현상액을 조제하기 위해서 감소시켜야 할 기존의 알칼리계 현상액의 액량(즉, 조제조(105)로부터 배출해야 할 액량)을 산출하는 연산을 행한다.

이어서, 이 산출 결과를 나타내는 신호가, 액량 제어 수단(108)으로부터 유량 조절 밸브(304) 및/또는 유량 조절 밸브(305)에 송신되고, 그 지시에 따라서 소정의 유량 조절 밸브가 소정의 개방도로 일정 시간 개방된다. 이로써, 소정량의 기존의 알칼리계 현상액이 조제조(105)로부터 배출되어, 조제조(105) 내의 액량이 감소한다.

그리고 나서, 미리 입력 설정해 둔 소망 농도의 알칼리계 현상액을 조제하기 위해서, 액 공급 제어 수단(109)으로부터의 출력 신호에 의해 유량 조절 밸브(301, 302, 303) 중 적어도 어느 하나를 소정의 개방도로 일정 시간 개방하여, 현상 원액 및/또는 순수한 물을 조제조(105) 내에 공급한다. 이렇게 해서, 기존의 알칼리계 현상액과는 다른 소망 농도의 알칼리계 현상액을 얻는다.

더욱이, 액량 제어 수단(108) 및 액 공급 제어 수단(109)을 사용한 보다 구체적인 제어 기구에 대하여, 상기 후자의 경우, 즉 기존의 알칼리계 현상액과 다른 농도의 알칼리계 현상액을 조제하는 경우를 예로 들어, 이하에 설명한다. 여기서는 기존의 알칼리계 현상액의 알칼리 농도가 3%이고, 이것을 알칼리 농도가 2%의 알칼리계 현상액으로 조제하는 경우에 관해서 예시한다.

우선, 액량 측정 수단(106)에 의해, 조제조(105) 내에 있는 농도 3%의 알칼리계 현상액의 액량이 측정된다. 그와 더불어, 알칼리 농도 측정 수단(107)에 의해, 알칼리계 현상액의 알칼리 농도(즉 '3%')가 측정된다.

이 측정치 신호는 각각 액량 측정 수단(106) 및 알칼리 농도 측정 수단(107)으로부터 액량 제어 수단(108)으로 송출된다. 액량 제어 수단(108)은 이들의 측정치에 기초하여 농도 2%의 알칼리계 현상액을 조제하기 위해서 필요한 농도 3%의 알칼리계 현상액의 감소량을 산출한다. 이어서, 연산 결과, 즉, 산출된 감소량에 따른 지시 신호가 액량 제어 수단(108)으로부터 출력된다. 이로써, 조제조(105) 내의 농도 3%의 알칼리계 현상액의 소정량(이 경우, 기존량의 1/3)이 조제조(105)로부터 배출된다.

다음에, 조제조(105) 내에 잔존하는 농도 3%의 알칼리계 현상액의 액량(감소후의 액량)이 액량 측정 수단(106)에 의해 측정된다. 그와 더불어, 알칼리 농도 측정 수단(107)에 의해 알칼리계 현상액의 알칼리 농도(즉 `3%')가 재측정된다.

이들의 각 측정 신호는 액 공급 제어 수단(109)에 입력되고, 농도 2%의 알칼리계 현상액을 조제하기 위해서 필요한 현상 원액 및 순수한 물 중 적어도 어느 한쪽의 조제조(105)로의 공급량이 산출된다. 이 산출량에 기초하여, 액 공급 제어 수단(109)으로부터의 지시 신호에 의해 현상 원액 및/또는 순수한 물이 조제조(105)에 공급되고, 소망 농도 결국 농도 2%의 알칼리계 현상액이 얻어진다. 또, 본 예에서는 적어도 상술한 농도 3%의 알칼리계 현상액의 감소량과 동량의 순수한 물이 조제조(105)에 공급된다. 또한, 이 때, 액량 측정 수단(106) 및 알칼리 농도 측정 수단(107)이 알칼리계 현상액의 액량 및 알칼리 농도를 실질적으로 연속 측정하는 것이 바람직하다.

이와 같이 조제된 알칼리계 현상액은 펌프(212) 및 유량 조절 밸브(304)를 갖고 또한 조제조(105)와 가공 설비를 접속하는 관로(114)를 통과하여 조제조(105)로부터 가공 설비에 있어서의 가공 공정으로 송급된다.

알칼리계 현상액의 농도의 관리 범위로서는, 예를 들면, 소정 농도의 ±1/1000 이내가 요구된다. 특히, 상술한 TMAH 수용액의 경우에는 소정 농도의 ±1/2000 이내(2.380±0.001중량%)가 요구되는 경향이 있다. 본 발명의 현상액 제조 장치(100)에서는 상기의 농도 조제를 실시하는 것에 의해, 이러한 엄격한 농도 관리를 충분히 실현할 수 있다. 또한, 이상의 연산/제어는 제어계에 의한 자동 제어에 의해 행해지기 때문에, 시간적인 손실(loss)이 적고, 알칼리계 현상액의 신속한 농도 조정이 가능해진다.

더욱이, 상술한 농도 조정을 실시할 수 있기 때문에, 요구되는 여러 가지 농도의 알칼리계 현상액을 가공 설비가 설치된 사용측에서 간편하게 제조하는 것이 가능해진다. 따라서, 다품종 소 로트의 반도체 디바이스 등의 전자 회로 기판의 제조에 기동적 또한 탄력적으로 대응할 수 있다.

또한, 관로(114)에 있어서의 펌프(212)의 후단에는 여과 기구로서의 필터(213)가 설치되어 있다. 조제조(105)로부터 송급되는 알칼리계 현상액에는 펌프(212)의 구동이나 배관계에 기인하는 미립자, 현상 원액에 유래하는 미립자, 장치계 밖으로부터의 더스트(dust)(무기 물질 또는 유기 물질)에 기인하는 미립자 등이 혼입될 가능성이 있다. 필터(213)는 알칼리계 현상액에 혼입한 이러한 미립자(particle) 성분을 제거하기 위한 것이다.

알칼리계 현상액 중의 미립자는 가공 설비에 있어서의 전자 회로 기판 등의 현상 시에 현상 불량의 원인이 될 수 있다. 이렇게 되면, 패터닝 결함 등이 생길 우려가 있다. 따라서, 전자 회로 기판의 현상 공정에 사용되는 알칼리계 현상액에 대해서는, 통상, 알칼리계 현상액 1ml 중에 0.1μm 이상의 파티클이 10개 이하라는 제한(관리치)이 요구된다. 따라서, 필터(213)의 여과재로서는 이러한 기준을 담보할 수 있는 여과능을 갖는 것이 적절하게 선택되고, 예를 들면, 직포·부직포 및 여과막을 들 수 있다.

더욱이, 관로(114)에 있어서의 필터(213)의 후단에는 알칼리계 현상액에 포함되는 미립자수를 측정하기 위한 미립자수 측정 수단(211)이 설치되어 있다. 상술한 바와 같이, 조제조(105)로부터 송급되는 알칼리계 현상액에 포함되는 미립자의 대부분은 필터(213)에 의해 제거될 수 있다. 미립자수 측정 수단(211)은 여과된 알칼리계 현상액 중의 미립자 농도가 관리치를 만족하는지의 여부를 판단하기 위한 것이다.

필터(213)를 통과하더라도 소정의 관리치를 상회하는 미립자를 포함하는 알칼리계 현상액은 별도의 관로를 통과하여 조제조(105)에 반송되고, 관로(114)를 지나서 필터(213)에 의해 다시 여과된다. 이로써, 알칼리계 현상액 중의 미립자 농도를 확실하게 일정치 이하로 억제할 수 있다.

더욱이, 관로(114)에 있어서의 후단에는 용존 가스 제거 수단(214)이 설치되어 있다. 알칼리계 현상액에는 일반적으로 산소 가스, 질소 가스 등의 기체가 용존될 수 있다. 이들의 기체가 알칼리계 현상액에 용존되어 있으면, 알칼리계 현상액을 전자 회로 기판의 제조 공정에서 사용할 때에 기포를 발생하여, 현상액의 현상 기능이 저하되는 경향이 있다. 이것에 대하여, 현상액 제조 장치(100)에서는 용존 가스 제거 수단(214)에 의해서, 이러한 용존 기체(가스)가 제거된다.

여기서, 용존 가스 제거 수단(214)으로서는 알칼리계 현상액에 용존되어 있는 기체를 제거할 수 있는 것이라면, 특히 제한되지 않고, 예를 들면, 감압 효과에 의해 액 중의 용존 가스를 기화시켜 제거하는 장치, 기액 분리막을 사용한 탈가스 장치 등을 들 수 있다.

더욱이, 조제조(105)에는 질소 가스 및 순수한 물이 공급되는 습윤 질소 가스 밀봉 수단(209)이 관로(210)를 통하여 접속되어 있다. 또한, 현상 원액 탱크(101)도 관로(210)로부터의 분기관에 의해 습윤 질소 가스 밀봉 수단(209)에 접속되어 있다.

상술한 바와 같이 알칼리계 현상액이 외기(대기)와 접촉하면, 공기 중의 산소 가스, 탄산 가스 등을 흡수하거나 그것들과 반응하여, 그 성질(액성)이 열화될 수 있다. 다른 한편, 건조 질소 가스는 알칼리계 현상액과는 실질적으로 반응하지 않는다. 그러나, 건조 질소 가스와 알칼리계 현상액이 접촉하면, 알칼리계 현상액 중의 수분이 증발하여, 액중 알칼리 농도의 상승을 초래하여 버린다.

이에 대하여, 습윤한 질소 가스가 얻어지는 습윤 질소 가스 밀봉 수단(209)에 접속된 조제조(105)의 내부는 관로(210)를 통하여 습윤 질소 가스에 의해 밀봉(seal)되기 때문에, 상술한 바와 같은 알칼리계 현상액의 액성 열화나 알칼리 농도 상승이 유효하게 방지된다. 또한, 현상 원액 탱크(101)도 마찬가지로 습윤 질소 가스에 의해 밀봉되기 때문에, 현상 원액의 액성 열화나 알칼리 농도 상승이 유효하게 방지된다.

여기서, 습윤 질소 가스의 구체적인 조건으로서는, 예를 들면, 그 압력을 100 내지 200mmAq 정도로 유지하는 것을 들 수 있다.

이와 같이, 현상 원액 및 조제 시의 알칼리계 현상액의 액성 열화나 알칼리 농도 변동이 방지되고, 조제 후의 알칼리계 현상액이 관로(114)를 통하여 대기로부터 밀봉된 상태로 가공 설비에 송급되기 때문에, 극히 양호한 관리 상태에 있는 알칼리계 현상액을 필요할 때에 필요량 공급하는 것이 가능해진다.

상술한 바와 같이, 도 2는 본 발명에 따른 현상액 제조 장치의 제 2 실시예의 구성을 모식적으로 도시하는 계통도이다. 현상액 제조 장치(200)는 조제조(105)의 후단, 즉, 전자 회로의 가공 설비와 조제조(105)의 사이에, 알칼리계 현상액의 알칼리 농도를 평준화하기 위한 평준화조(202)를 구비하는 것 이외는 도 1에 도시하는 현상액 제조 장치(100)와 대략 동일하게 구성된 것이다.

평준화조(202)는 유량 조절 밸브(307)가 설치된 관로(201), 및 관로(114)에 접속된 관로(205)(환류 송급용 관로)를 통하여 조제조(105)에 접속되는 동시에, 관로(114)에 의해 가공 설비에 접속되어 있다. 또한, 평준화조(202)는 상술한 관로(210)를 통하여 습윤 질소 가스 밀봉 수단(209)에 접속되어 있다. 더욱이, 평준화조(202)는 유량 조절 밸브(306)가 설치된 드레인용의 관로(115)에 접속되어 있다.

또한 더욱이, 평준화조(202)에는 액량 측정 수단(106)과 동등한 액량 측정 수단(203)(제 2 액량 측정 수단) 및 알칼리 농도 측정 수단(107)과 동등한 알칼리 농도 측정 수단(204)(제 2 알칼리 농도 측정 수단)이 설치되어 있다. 이들의 액량측정 수단(203) 및 알칼리 농도 측정 수단(204)은 액량 제어 수단(108)과 동등한 제어 기능을 갖는 액량 제어 수단(207)(제 2 액량 제어 수단)에 접속되어 있다. 이 액량 제어 수단(207)은 액량 제어 수단(108) 및 액 공급 제어 수단(109)과 접속되어 있다.

게다가 또한, 평준화조(202)는 관로(111) 및 순수한 물 공급 배관(102)으로부터 분기하고 또한 유량 조절 밸브 및 펌프를 갖는 관로를 통하여, 각각 현상 원액 탱크(101) 및 순수한 물 공급계에 접속되어 있다.

이와 같이 구성된 현상액 제조 장치(200)에 있어서는, 알칼리계 현상액이 우선 조제조(105)에서 연속 방식 또는 배치 방식에 의해 조제된다. 조제된 알칼리계 현상액은 알칼리 농도 측정 수단(107)에 의해 그 알칼리 농도가 관리되고 있지만, 조제 시마다 불가피하게 소망 농도에 대한 다소의 오차가 생길 수 있다. 평준화조(202)는 이 오차를 가능한 한 최소화하기 위한 것이다.

구체적으로는, 알칼리계 현상액이 조제조(105)로부터 평준화조(202)로 보내지고, 액량 측정 수단(203)에 의해 평준화조(202) 내의 알칼리계 현상액의 액량이 측정·관리된다. 액량 관리는, 예를 들면, 알칼리계 현상액의 액 용적 및 액 중량 중 적어도 어느 한쪽에 의해 행할 수 있다.

또한, 평준화조(202) 내의 알칼리계 현상액의 알칼리 농도는 조제조(105)에 있어서의 알칼리 농도 측정 수단에 의해 측정·관리할 수 있지만, 한층 더 정확한 농도 관리의 실현을 도모하도록, 평준화조(202) 내에서 알칼리 농도 측정 수단(204)에 의해 행하더라도 바람직하다.

이러한 알칼리 농도 측정 수단(204)에 의한 측정의 결과, 평준화조(202) 내의 알칼리계 현상액의 알칼리 농도가 소망 농도와 허용량을 넘어 상이한 경우, 평준화조(202) 내의 알칼리계 현상액은 관로(205)를 통하여 조제조(105)에 환류 송급 된다. 이렇게 해서 조제조(105)에 환류 송급된 알칼리계 현상액은 조제조(105)에 있어서, 재차, 알칼리 농도가 소망치로 조정되고, 관로(201)를 통과하여 평준화조 (202)에 재송급된다.

또한, 평준화조(202)에 있어서는 액량 측정 수단(203)과 알칼리 농도 측정 수단(204)으로부터의 실측 신호에 기초하여 액량 제어 수단(207)에 의한 알칼리계 현상액의 액량 제어가 행해진다. 또, 이 경우의 평준화조(202)에 있어서의 알칼리계 현상액의 액량 제어는 상술한 조제조(105)에 있어서의 것과 실질적으로 동등하기 때문에, 중복 설명을 피하기 위해서, 여기서의 상세한 설명은 생략한다.

액량 제어에 따라 평준화조(202)로부터 배출되는 알칼리계 현상액은 도 1에 도시하는 현상액 제조 장치(100)에 있어서와 마찬가지로 관로(114)를 통과하여 가공 설비의 현상 공정에 송급하여도 좋고, 관로(115)를 통과하여 장치 밖으로 배출하여도 좋고, 또는 관로(205)를 통과하여 조제조(105)에 환류 송급하여도 상관없다. 환경으로의 영향을 고려하면, 가공 설비 또는 조제조(105)에 송급하는 것이 바람직하다. 조제조(105)에 환류 송급된 알칼리계 현상액은 상술한 바와 동일하게 하여 조제조(105) 내에서 농도 조정이 행해진 후, 평준화조(202)에 재송급된다.

또한, 액량 측정 수단(203) 및 알칼리 농도 측정 수단(204)으로부터의 측정신호는 액량 제어 수단(108) 및 액 공급 제어 수단(109)에도 송출될 수 있다. 이로써, 조제조(105)의 기능이 어떠한 문제에 부딪쳐 상실되는 사태가 생기더라도, 평준화조(202)에 있어서 조제조(105)와 동등한 농도 조정을 행할 수 있다. 또, 그 경우의 평준화조(202)에 있어서의 알칼리계 현상액의 농도 조정은 상술한 조제조(105)에 있어서의 측정·관리와 실질적으로 동등하기 때문에, 중복 설명을 피하기 위해서, 여기서의 상세한 설명은 생략한다.

또, 평준화조(202)에는 교반 수단(116)과 동일한 교반 수단(제 2 교반 수단)을 설치하여도 바람직하다. 이렇게 하면, 평준화조(202) 내의 알칼리계 현상액의 알칼리 농도를 보다 빠르게 평준화할 수 있다. 알칼리계 현상액의 교반 방법으로서는 상술한 조제조(105) 내에서의 혼합액에 대한 것과 동일한 수법을 채용할 수 있고, 알칼리계 현상액의 발포 등을 고려하면, 순환 교반 또는 분류 회전 교반을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 평준화조(202)에서 알칼리 농도가 평준화되고, 가공 설비에 송출되는 알칼리계 현상액은 필터(213)에 의해 미립자 성분이 충분히 제거되지만, 현상액 제조 장치(200)에 있어서는 평준화조(202)에 있어서의 알칼리 농도의 평준화를 고려하면, 순환 여과가 바람직하다.

더욱이, 현상액 제조 장치(200)는 조제조(105)로부터 평준화조(202)에 알칼리계 현상액을 송급하고 또한 조제조(105) 및 평준화조(202)의 액면 레벨을 거의 일정하게 유지하기 위한 액 송급·액면 레벨 제어 수단을 구비하면 바람직하다.

평준화조(202)에서 알칼리 농도가 평준화된 알칼리계 현상액은 관로(114)를 통과하여 가공 설비로 송급되고, 이로써, 평준화조(202) 내의 액량은 감소한다. 그 알칼리계 현상액의 감소량을 보충하고, 평준화조(202) 내의 액량을 거의 일정하게 유지하기 위해서, 조제조(105)로부터 새롭게 알칼리 농도가 조제된 알칼리계 현상액이 송급된다.

이 액 송급·액면 레벨 제어 수단으로서는 알칼리계 현상액이 조제조(105)에 있어서 배치(batch)식으로 조제되는 경우에는, 예를 들면, 조제조(105)로부터 평준화조(202)로 알칼리계 현상액을 송급하는 관로(201)에 도시하지 않는 펌프와 같은 액을 강제적으로 송급하는 수단을 설치한 것을 들 수 있다.

한편, 알칼리계 현상액이 조제조(105)에 있어서 연속식으로 조제되는 경우에는 상기 배치식의 경우와 마찬가지로 펌프 등의 액을 강제적으로 송급하는 수단을 갖는 관로, 또는 조제조(105)로부터 평준화조(202)에 알칼리계 현상액을 자연 송액하는 연통관 등을 들 수 있다. 여기서, 「연통관」이란 조제조(105)와 평준화조(202)의 사이를, 펌프 등의 기계적 수단을 구비하지 않고 단지 연통하는 관로이다. 이 의미에 있어서, 관로(201)가 액 송급·액면 레벨 제어 수단으로서 기능할 수 있다.

이러한 연통관을 사용하면, 평준화조(202) 내의 알칼리계 현상액이 감소하면, 조제조(105)와 평준화조(202)의 수두(water head) 압력차에 의해 조제조(105) 내의 알칼리계 현상액이 자연스럽게 평준화조(202)에 송급되고, 조제조(105)와 평준화조(202)의 액면이 거의 일정하게 유지된다.

또한, 펌프 등을 사용하여 조제조(105)로부터 알칼리계 현상액을 강제적으로 평준화조(202)로 송급할 때에 액류의 흐트러짐에 의한 발포 및 펌프 구동에 의해 발생하는 더스트 등의 이물 혼입과 같은 문제가 생기는 것이 예상되는 경우에는 연통관을 사용하는 것이 바람직하다.

또한 더욱이, 현상액 제조 장치(200)가, 평준화조(202)와 가공 설비의 사이에 배치된 도시하지 않는 저류조를 구비하더라도 바람직하다. 이러한 저류조는 평준화조(202)로부터 송급되는 알칼리계 현상액을 저류하기 위한 것이고, 펌프 등의 송액 수단을 갖는 관로 또는 상술한 바와 같은 연통관을 통하여 평준화조(202)에 접속된다.

이러한 저류조를 구비하면, 평준화조(202)에서 평준화된 알칼리계 현상액의 알칼리 농도를 한층 더 균일화하는 것이 가능해진다. 따라서, 가공 설비로 송급되는 알칼리계 현상액의 알칼리 농도의 조정 정밀도를 한층 더 향상시킬 수 있다. 또한, 조제 완료된 알칼리계 현상액의 저류량을 증대할 수 있기 때문에, 전자 회로 등의 가공 설비에 있어서의 알칼리계 현상액의 사용량의 대폭적인 증가에 즉시 대응할 수 있다. 또한, 그 뿐만 아니라, 조제조(105) 및/또는 평준화조(202)의 보수(maintenance) 시에 있어서, 가공 설비를 정지하지 않고 가동시키는 것이 가능해진다.

또한, 조제조(105)를 복수 구비하여도 좋다. 조제조(105)에 있어서 조제되는 알칼리계 현상액은 알칼리 농도 측정 수단(107)에 의해 그 알칼리 농도가 적정 범위로 관리되지만, 상술한 바와 같이, 조제마다 소망 농도에 대하여 다소의 오차가 생길 수 있다.

이것에 대하여, 복수의 조제조(105)에서 조제된 알칼리계 현상액을 한번에 평준화조(202)에 송급하면, 각각의 조제조(105)에서 생긴 알칼리 농도의 오차에 의한 불균일함이 평준화조(202) 내에서 없어지고, 알칼리 농도를 빠르게 평균화할 수 있다. 또한, 다중화에 의해, 예를 들면, 복수의 조제조(105) 중의 어느 하나가 고장, 점검 등을 위해 가동할 수 없게 된 경우에도, 다른 조제조(105)가 가동함으로써 알칼리계 현상액의 제조를 중단하지 않고 계속할 수 있는 이점이 있다.

상술한 바와 같이, 도 3은 본 발명에 따른 현상액 제조 장치의 제 3 실시예의 구성을 모식적으로 도시하는 계통도이다. 현상액 제조 장치(300)는 조제조(105) 및 평준화조(202)가 일체로 구성되어 있는 것 이외는, 도 2에 도시하는 현상액 제조 장치(200)와 동등한 기능을 갖도록 구성된 것이다. 더욱이, 상술한 바와 같이, 도 4는 이러한 일체화된 조제조(105) 및 평준화조(202)의 외형을 모식적으로 도시하는 사시도이다. 상기 도면에 도시하는 바와 같이, 양자는 모두 원통형을 이루고 있고, 조제조(105)가 평준화조(202)의 내부에 동축형으로 배치된 소위 2중 원통 구조가 구성되어 있다.

이러한 일체 구성에 의해, 알칼리계 현상액의 고도한 제조·관리 기능을 저해하지 않고서, 가공 설비의 부대 설비인 현상액 제조 장치(300)의 소형화가 가능해지고, 최근, 특히 요구가 높아지고 있는 가공 설비 전체의 소형화에 대응할 수 있다.

상술한 바와 같이, 도 5는 본 발명에 따른 현상액 제조 장치의 제 4 실시예의 구성을 모식적으로 도시하는 계통도이다. 현상액 제조 장치(400)는 조제조(105) 및 평준화조(202)에, 유량 조절 밸브 및 펌프를 갖는 독립한 관로를 통하여 접속된 현상 원액 탱크(401)를 더 구비하는 것 이외는, 도 2에 도시하는 현상액 제조 장치(200)와 동일하게 구성된 것이다. 현상 원액 탱크(401)는 현상 원액 탱크(101)에 공급되는 현상 원액(1)과 농도가 다른 현상 원액(2)이 공급되는 것이다.

일반적으로, 통상 사용되는 현상 원액은 알칼리 농도가 15% 내지 30% 정도의 범위에 있는 한편, 전자 회로 기판 등의 가공 설비에서 사용되는 알칼리계 현상액의 알칼리 농도는 O.05% 내지 2.5%이다. 예를 들면, 알칼리계 현상액의 알칼리 성분으로서 TMAH가 사용되는 경우에는 주로 알칼리 농도 2.38%의 현상액이 사용되고 있다.

이 경우, 상기 구성을 갖는 현상액 제조 장치(400)에 있어서, 예를 들면, 현상 원액 탱크(401)의 현상 원액(2)으로서, 가공 설비에서 사용되는 알칼리계 현상액의 알칼리 농도(예를 들면, TMAH 용액의 경우는 2.38%) 부근으로 조정된 것을 사용하면, 소망 농도의 알칼리계 현상액을 보다 정밀도 좋게 또한 한층 더 신속하게 조제하는 것이 가능해진다. 또, 현상 원액(1) 및 현상 원액(2) 중 어떠한 것을 사용할 지는 액 폐기량의 삭감 등을 고려하여 적절하게 선택하는 것이 가능하다.

또한, 가공 설비의 제조 로트 등에 의해, 알칼리 농도가 극단적으로 다른 알칼리계 현상액을 조제할 때에는, 각각의 알칼리계 현상액에 요구되는 알칼리 농도 부근의 현상 원액을 현상 원액 탱크(101, 401)에 저류하고, 그 때마다 바꿔 사용할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 현상액 제조 장치 및 방법에 있어서 사용하는 현상 원액(1, 2)은 소정 범위의 알칼리 농도로부터 선택된 임의의 알칼리 농도를 갖는 것이다.

또, 상술한 현상액 제조 장치(100, 200, 300, 400)는 다품종 소 로트로의 전자 회로 기판 등의 제조에 한층 더 신속하게 대응하기 위해서, 여러 가지의 알칼리 농도의 알칼리계 현상액이 사용되는 복수의 가공 설비의 각각에 인접하도록 또는 일체로 설치되어도 좋다. 또한, 현상액 제조 장치(100, 200, 300, 400)의 전단(前段)에 상술한 특허 제 2751849호 공보에 기재된 현상액의 희석 장치와 같은 다른 장치를 설치하여도 좋다. 이러한 희석 장치를 구비하는 것에 의해, 현상 원액 탱크(401)에 공급하는 현상 원액(2)을 간편하게 조제할 수 있다.

더욱이, 액량 제어 수단(108, 207) 및 액 공급 제어 수단(109)은 반드시 독립으로 설치할 필요는 없고, 이들의 복수의 기능을 구비하는 제어 기기를 사용하여도 좋다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 현상액 제조 장치 및 현상액 제조 방법에따르면, 전자 회로 기판 등의 가공 설비와 같은 사용측에서, 현상 원액으로부터 소망 농도의 현상액을 정밀도 좋게 또한 신속하게 제조할 수 있고, 다품종 소 로트로의 기판의 제조에 충분히 대응할 수 있는 동시에, 제조된 현상액의 조성 및 농도를 정밀도 좋게 관리하는 것이 가능해진다.

또한, 이들에 의해, 현상 원액의 희석 장치나 공급측에서 미리 조제한 농도가 다른 여러 가지의 알칼리계 현상액을 사용측에서 보관하기 위한 탱크 등의 설비가 불필요하게 된다. 더욱이, 최근의 시장 요구에 따른 다품종 소 로트로의 전자 회로 기판 등의 제조에 사용되는 고정밀도로 관리된 여러 가지의 알칼리계 현상액을, 그 가공 설비 및 제조 공정에 신속하게 공급하는 것이 가능해진다.

또한 더욱이, 가공 설비의 부대 설비인 현상액 제조 장치의 소형화를 달성할 수 있다. 게다가 또한, 알칼리계 현상액의 알칼리 농도의 범위(동적 범위(dynamic range))를 넓게 설정하는 것이 가능해진다. 더욱이, 알칼리계 현상액의 액 폐기량을 저감할 수 있고, 이로써, 환경에 대한 부하를 경감시키면서 추가되는 비용의 삭감을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 현상액 제조 장치의 제 1 실시예의 구성을 모식적으로 도시하는 계통도.

도 2는 본 발명에 따른 현상액 제조 장치의 제 2 실시예의 구성을 모식적으로 도시하는 계통도.

도 3은 본 발명에 따른 현상액 제조 장치의 제 3 실시예의 구성을 모식적으로 도시하는 계통도.

도 4는 도 3에 도시하는 일체화된 조제조 및 평준화조의 외형을 모식적으로 도시하는 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 현상액 제조 장치의 제 4 실시예의 구성을 모식적으로 도시하는 계통도.

Claims (21)

1. 미세 가공이 실시된 전자 회로가 형성되는 가공 설비에 관로를 통하여 접속되어 있고, 해당 가공 설비에서 사용되는 알칼리계 현상액이 제조되는 장치에 있어서,

   현상 원액과 순수한 물(純水)이 공급되고 또한 교반되어 상기 알칼리계 현상액이 조제되는 조제조와,

   상기 조제조 내의 상기 알칼리계 현상액의 양을 측정하는 제 1 액량 측정 수단과,

   상기 조제조 내의 상기 알칼리계 현상액의 알칼리 농도를 측정하는 제 1 알칼리 농도 측정 수단과,

   상기 제 1 액량 측정 수단에 의한 측정치 및 상기 제 1 알칼리 농도 측정 수단에 의한 측정치에 기초하여, 상기 조제조내의 알칼리계 현상액의 알칼리계 농도를 소정의 농도로 변경하기 위해 필요한, 상기 조제조내의 알칼리게 현상액의 액량의 감소량을 산출하고, 상기 감소량의 산출치에 기초하여 상기 조제조내의 상기 알칼리계 현상액의 액량을 감소시키는 제 1 액량 제어 수단과,

   상기 제 1 액량 측정 수단에 의한 측정치 및 상기 제 1 알칼리 농도 측정 수단에 의한 측정치에 기초하여, 상기 제 1액량제어수단에 의해 액량이 감소된 상기 조제조내의 알칼리계 현상액의 알칼리농도를 상기 소정의 농도로 변경하기 위해 필요한, 현상원액 및 순수한 물 중 적어도 어느 한쪽의 공급량을 산출하고, 상기 공급량의 산출치에 기초하여 상기 조제조로 현상원액 및 순수한 물중 적어도 어느 한 쪽을 공급하는 액공급제어수단을 구비하는, 현상액 제조 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 조제조와 상기 가공 설비의 사이에 배치되어 있고, 상기 알칼리계 현상액의 알칼리 농도를 평준화하는 평준화조를 구비하는, 현상액 제조 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 평준화조가, 해당 평준화조 내의 상기 알칼리계 현상액의 양을 측정하는 제 2 액량 측정 수단을 구비하는 것인, 현상액 제조 장치.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 평준화조가, 해당 평준화조 내의 상기 알칼리계 현상액의 알칼리 농도를 측정하는 제 2 알칼리 농도 측정 수단을 구비하는 것인, 현상액 제조 장치.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 평준화조가, 상기 평준화조내의 알칼리계 현상액의 양을 측정하는 제2액량측정수단과, 상기 평준화조내의 알칼리계 현상액의 알칼리농도를 측정하는 제 2알칼리 농도 측정수단을 구비하고, 상기 제 2 액량 측정 수단에 의한 측정치 및 상기 제 2 알칼리 농도 측정 수단에 의한 측정치에 기초하여, 해당 평준화조 내의 상기 알칼리계 현상액의 양을 조정하는 제 2 액량 제어 수단을 더 구비하는 것인, 현상액 제조 장치.
6. 제 2 항에 있어서,

   상기 평준화조 내의 상기 알칼리계 현상액을 상기 조제조로 환류 송급하는 환류 송급용 관로를 구비하는, 현상액 제조 장치.
7. 제 2 항에 있어서,

   상기 평준화조가, 해당 평준화조 내의 상기 알칼리계 현상액을 교반하는 교반 기구를 구비하는 것인, 현상액 제조 장치.
8. 제 2 항에 있어서,

   상기 평준화조가, 해당 평준화조 내의 상기 알칼리계 현상액을 여과하는 여과기구를 구비하는 것인, 현상액 제조 장치.
9. 제 2 항에 있어서,

   상기 알칼리계 현상액을 상기 조제조로부터 상기 평준화조로 송급하고, 해당 조제조에 있어서의 해당 알칼리계 현상액의 액면 레벨, 및 해당 평준화조에 있어서의 해당 알칼리계 현상액의 액면 레벨을 조정하는 액 송급·액면 레벨 제어 수단을 구비하는, 현상액 제조 장치.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 액 송급·액면 레벨 제어 수단은,

    상기 알칼리계 현상액이 상기 조제조로부터 상기 평준화조로 자연 송액되고, 또한, 해당 조제조 및 해당 평준화조에 접속된 연통관을 갖는 것인, 현상액 제조 장치.
11. 제 2 항에 있어서,

    상기 평준화조와 상기 가공 설비의 사이에 설치되어 있고, 상기 알칼리계 현상액이 저류되는 저류조(貯留槽)를 구비하는, 현상액 제조 장치.
12. 제 2 항에 있어서,

    상기 조제조 및 상기 평준화조를 습윤 질소 가스로 밀봉하는 습윤 질소 가스 밀봉 수단을 구비하는, 현상액 제조 장치.
13. 제 1 항에 있어서,

    상기 조제조를 복수 갖는 것인, 현상액 제조 장치.
14. 제 2 항에 있어서,

    상기 조제조와 상기 평준화조가 일체로 구성된 것인, 현상액 제조 장치.
15. 제 1 항에 있어서,

    상기 가공 설비에 공급되기 전의 상태에 있어서의 상기 알칼리계 현상액에 포함되는 미립자수를 측정하는 미립자수 측정 수단을 구비하는, 현상액 제조 장치.
16. 제 1 항에 있어서,

    상기 알칼리계 현상액에 포함되는 용존 가스를 제거하는 용존 가스 제거 수단을 구비하는, 현상액 제조 장치.
17. 제 1 항에 있어서,

    상기 제 1 액량 측정 수단이, 상기 알칼리계 현상액의 용적 또는 중량 중 적어도 어느 한쪽을 측정하는 것인, 현상액 제조 장치.
18. 제 1 항에 있어서,

    상기 제 1 알칼리 농도 측정 수단이, 도전율계, 초음파 농도계, 액체 밀도계 및 자동 적정 장치 중 적어도 어느 한 종류인, 현상액 제조 장치.
19. 제 4 항에 있어서,

    상기 제 2 알칼리 농도 측정 수단이, 도전율계, 초음파 농도계, 액체 밀도계및 자동 적정 장치 중 적어도 어느 한 종류인, 현상액 제조 장치.
20. 제 1 항에 있어서,

    상기 현상 원액은 소정 범위의 알칼리 농도로부터 선택된 임의의 알칼리 농도를 갖는 것인, 현상액 제조 장치.
21. 미세 가공이 실시된 전자 회로를 형성하는 가공 공정에 관로를 통하여 공급되는 알칼리계 현상액을 제조하는 방법에 있어서,

    조제조내의 알칼리계 현상액의 액량 및 알칼리농도를 측정하는 제 1측정공정과,

    상기 제 1측정공정에서 얻어진 액량측정치 및 알칼리농도측정치에 기초하여, 상기 조제조내의 알칼리계 현상액의 알칼리농도를 소정의 농도로 변경하기 위해 필요한, 상기 조제조내의 알칼리계 현상액의 액량의 감소량을 산출하고, 상기 감소량의 산출치에 근거하여 상기 알칼리계 현상액의 액량을 감소시키는 액량감소공정과,

    상기 액량감소공정후에 상기 조제조내의 알칼리계 현상액의 액량 및 알칼리 농도를 측정하는 제 2측정공정과,

    상기 제 2측정공정에서 얻어진 액량측정치 및 알칼리 농도 측정치에 기초하여, 상기 액량감소공정에 의해 액량이 감소된 상기 조제조내의 알칼리계 현상액의 알칼리농도를 상기 소정의 농도로 변경하기 위해 필요한, 현상액 원액 및 순수한 물 중 적어도 하나의 공급량을 산출하고, 상기 공급량의 산출치에 기초하여 상기 조제조로 상기 현상액 원액 및 상기 순수한 물 중 적어도 어느 하나를 공급하는 공급공정을 구비하는, 현상액 제조공정