KR20170011960A - 현상액의 성분 농도 측정 방법과 장치 및 현상액 관리 방법과 장치 - Google Patents

현상액의 성분 농도 측정 방법과 장치 및 현상액 관리 방법과 장치 Download PDF

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가부시키가이샤 히라마리카겐큐죠
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Abstract

(과제) 알칼리성을 나타내는 현상액의 알칼리 성분, 용해된 포토레지스트, 흡수된 이산화탄소 등의 각 성분의 농도를 현상액의 특성값으로부터 정밀도 좋게 산출하는 성분 농도 측정 방법 및 장치, 및 현상액의 현상성능을 최적인 상태로 유지 및 관리하는 관리 방법 및 장치를 제공한다.
(해결 수단) 현상액의 성분 농도와 상관이 있는 현상액의 복수의 특성값이 측정부(1)에서 측정된다. 측정된 복수의 특성값은 연산부(2)로 보내져 다변량 해석법에 의해 현상액의 성분 농도가 산출된다. 또한, 측정된 특성값 또는 산출된 알칼리 성분 농도 중 어느 하나가 소정의 관리값이 되도록 측정된 특성값 또는 산출된 포토레지스트의 농도 중 어느 하나가 소정의 관리 범위 내가 되도록 및 측정된 특성값 또는 산출된 이산화탄소의 농도가 소정의 관리 범위 내가 되도록 현상액에 현상액 원액, 신액 또는 순수 등의 보충액을 보급하도록 제어부(3)에 의해 제어한다.

Description

현상액의 성분 농도 측정 방법과 장치 및 현상액 관리 방법과 장치{COMPONENT CONCENTRATION MEASURING METHOD AND APPARATUS FOR DEVELOPING SOLUTION, AND DEVELOPING SOLUTION MANAGING METHOD AND APPARATUS}
반도체나 액정 패널에 있어서의 회로 기판의 현상 공정 등에서 포토레지스트막을 현상하기 위해서 반복하여 사용되고, 알칼리성을 나타내는 현상액의 성분 농도 측정 방법 및 성분 농도 측정 장치, 및 현상액 관리 방법 및 현상액 관리 장치에 관한 것이다.
반도체나 액정 패널 등에 있어서의 미세 배선 가공을 실현하는 포토리소그래피의 현상 공정에는 기판 상에 제막된 포토레지스트를 용해하는 약액으로서 알칼리성을 나타내는 현상액(이하, 「알칼리성 현상액」이라고 한다)이 사용되고 있다.
반도체나 액정 패널 기판의 제조 공정에서는 최근 웨이퍼나 유리 기판의 대형화와 배선 가공의 미세화 및 고집적화가 진행되어 왔다. 이러한 상황 하에서 대형 기판의 배선 가공의 미세화 및 고집적화를 실현하기 위해서 알칼리성 현상액의 주요 성분의 농도를 한층 더 고정밀도로 측정해서 현상액을 유지 관리하는 것이 필요해져 와 있다.
종래의 알칼리성 현상액의 성분 농도의 측정은 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이 알칼리성 현상액의 알칼리 성분의 농도(이하, 「알칼리 성분 농도」라고 한다)와 도전율 사이에 양호한 직선 관계가 얻어지는 것 및 알칼리성 현상액에 용해된 포토레지스트의 농도(이하, 「용해 포토레지스트 농도」라고 한다)와 흡광도 사이에 양호한 직선 관계가 얻어지는 것을 이용한 것이었다.
그러나, 알칼리성 현상액은 공기 중의 이산화탄소를 흡수하여 탄산염을 발생시켜 열화되기 쉽다. 또한, 알칼리성 현상액은 포토레지스트의 용해에 의해 포토레지스트염을 발생시켜 현상 처리에 유효한 알칼리 성분이 소비된다. 그 때문에 반복하여 사용되는 알칼리성 현상액은 알칼리 성분뿐만 아니라 포토레지스트나 이산화탄소도 포함하는 다성분계로 되어 있다. 그리고, 그들 성분의 각각이 상이한 기여도로 현상성능에 영향을 끼치고 있다. 따라서, 현상액의 현상성능을 고정밀도로 유지 관리하기 위해서는 이들 성분이 현상성능에 끼치는 영향을 함께 고려한 현상액 관리가 필요했다.
이러한 문제를 해결하기 위해서 특허문헌 2에는 현상액의 초음파 전파 속도, 도전율 및 흡광도를 측정해서 알칼리 농도, 탄산염 농도 및 용해 수지 농도에 있어서의 초음파 전파 속도와 도전율과 흡광도가 미리 작성된 관계(매트릭스)에 의거하여 현상액의 알칼리 농도, 탄산염 농도 및 용해 수지 농도를 검출하고, 측정된 현상액의 알칼리 농도, 탄산염 농도 및 용해 수지 농도와, CD값(CD: Critical Dimension)(선폭)이 일정한 값이 되는 용해능을 발휘할 수 있는 알칼리 농도와 탄산염 농도와 용해 수지 농도가 미리 작성된 관계에 의거하여 현상액 원액의 공급을 제어하여 알칼리 농도를 조절하는 현상액 조제 장치 등이 개시되어 있다.
또한, 특허문헌 3에는 현상액의 굴절률, 도전율, 흡광도를 측정하여 그들의 측정값으로부터 현상액 중의 탄산계 염류 농도를 취득하는 탄산계 염류 농도 측정 장치 및 이 탄산계 염류 농도 측정 장치와 현상액 중의 탄산계 염류 농도를 제어하는 제어부를 구비하는 알칼리 현상액 관리 시스템 등이 개시되어 있다.
일본 특허 제 2561578호 공보 일본 특허공개 2008-283162호 공보 일본 특허공개 2011-128455호 공보
그러나, 알칼리성 현상액의 초음파 전파 속도값이나 굴절률값은 다성분계인 알칼리성 현상액의 액 전체의 성질을 나타내는 특성값이다. 이러한 액 전체의 성질을 나타내는 특성값은 일반적으로 그 액에 포함되는 특정 성분의 농도와만 상관되어 있는 것은 아니다. 이러한 액 전체의 성질을 나타내는 특성값은 통상 그 액에 포함되는 각종 성분의 농도의 각각에 상관을 갖는다. 그 때문에 현상액의 성분 농도를 이러한 액 전체의 성질을 나타내는 특성값의 측정값으로 연산하는 경우에 있어서, 어떤 특성값이 어떤 특정 성분 농도와만 상관됨(예를 들면, 직선 관계에 있음)으로써 다른 성분이 그 특성값에 끼치는 영향을 무시하면 상기 특정 성분의 농도를 충분한 정밀도로 산출할 수 없다는 문제가 있었다.
한편, 현상액의 특성값이 현상액에 포함되는 각종 성분의 농도의 함수로서 현상액의 특성값의 측정값으로부터 각 성분 농도를 산출할 경우에는 복수의 특성값을 측정한 후에 이들 특성값의 측정값으로부터 각 성분 농도를 산출하기 위한 적절한 연산 방법을 채용하는 것이 필요하다. 그러나, 측정해야 할 특성값을 적절히 선택하는 것과 특성값의 측정값으로부터 각 성분 농도를 정밀도 좋게 산출할 수 있는 적절한 연산 방법을 발견하는 것은 모두 매우 곤란하다. 그 때문에 측정되는 특성값과 연산 방법이 적절하지 않으면 각 성분 농도를 충분한 정밀도로 산출할 수 없다는 문제가 있었다.
또한, 다성분계의 액체에서는 일반적으로 어떤 성분의 농도는 다른 성분의 농도와 서로 독립되는 것은 아니다. 다성분계의 액체에서는 어떤 성분의 농도가 변화되면 다른 성분 농도도 동시에 변화된다는 상호 관계가 있다. 이것이 고정밀도의 성분 농도의 산출 및 고정밀도의 현상액 관리를 보다 곤란한 것으로 하고 있다.
또한, 현상액에 흡수된 이산화탄소의 농도(이하, 「흡수 이산화탄소 농도」라고 한다)에 관해서는 이것과 양호한 상관을 나타내는 현상액의 적당한 특성값이 알려져 있지 않아 종래는 흡수 이산화탄소 농도를 정밀도 좋게 측정하는 것은 곤란했다.
또한, 특허문헌 2에서는 현상액의 성분 농도를 검출하기 위해서 미리 현상액의 성분 농도와 초음파 전파 속도 등의 특성값의 상호 관계(매트릭스)를 취득해 두는 것이 필요하다. 그러나, 이 경우 상호 관계(매트릭스)가 거칠면 성분 농도를 정밀도 좋게 산출할 수 없다. 성분 농도를 정밀도 좋게 산출하기 위해서는 연산에 사용하는 현상액의 특성값과 성분 농도의 상호 관계(매트릭스)가 충분히 조밀해야한다. 그 때문에 성분 농도의 산출 정밀도를 높이려고 하면 할수록 미리 보다 많은 샘플을 준비하여 그 성분 농도와 현상액의 특성값의 상호 관계를 측정해 두어야 한다. 이러한 조밀한 상호 관계(매트릭스)를 미리 준비하는 것은 방대한 작업량이며, 현상액의 성분 농도의 고정밀도 측정을 실현함에 있어서 문제가 되고 있었다.
본 발명은 상기 여러 가지 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것이다. 본 발명은 다성분계인 현상액의 특성값으로부터 현상액의 성분 농도를 고정밀도로 측정할 수 있음과 아울러, 방대한 수량의 샘플의 준비나 예비 측정을 요하지 않고 현상액의 성분 농도를 분석할 수 있는 현상액의 성분 농도 측정 방법 및 장치를 제공하는 것 및 현상액의 성분 농도를 한층 더 정밀하게 관리할 수 있는 현상액 관리 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서 다변량 해석법(예를 들면, 중회귀 분석법)에 의해 현상액의 성분 농도를 산출하는 스텝, 연산부를 구비한다. 즉, 본 발명은 이하의 성분 농도 측정 방법, 성분 농도 측정 장치, 현상액 관리 방법, 및 현상액 관리 장치를 제공한다.
(1) 반복하여 사용되고, 알칼리성을 나타내는 현상액의 성분 농도와 상관이 있는 현상액의 복수의 특성값을 측정하는 스텝과, 측정된 복수의 특성값에 의거하여 다변량 해석법에 의해 현상액의 성분 농도를 산출하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 현상액의 성분 농도 측정 방법.
(2) 반복하여 사용되고, 알칼리성을 나타내는 현상액의 성분 농도와 상관이 있는 현상액의 복수의 특성값을 측정하는 측정부와, 측정부에 의해 측정된 복수의 특성값에 의거하여 다변량 해석법에 의해 현상액의 성분 농도를 산출하는 연산부를 구비하는 현상액의 성분 농도 측정 장치.
(3) 반복하여 사용되고, 알칼리성을 나타내는 현상액의 성분 농도와 상관이 있는 현상액의 복수의 특성값을 측정하는 스텝과, 측정된 복수의 특성값으로부터 다변량 해석법에 의해 현상액의 성분 농도를 산출하는 스텝과, 측정하는 스텝에서 측정되는 현상액의 복수의 특성값 및 산출하는 스텝에서 산출되는 현상액의 성분 농도 중으로부터 선택되는 관리 대상 항목의 측정값 또는 산출값에 의거하여 상기 현상액에 보충액을 보급하는 스텝을 포함하는 현상액 관리 방법.
(4) 반복하여 사용되고, 알칼리성을 나타내는 현상액의 성분 농도와 상관이 있는 현상액의 복수의 특성값을 측정하는 측정부와, 측정부에 의해 측정된 복수의 특성값에 의거하여 다변량 해석법에 의해 현상액의 성분 농도를 산출하는 연산부와, 측정부에서 측정되는 현상액의 복수의 특성값 및 연산부에서 산출되는 현상액의 성분 농도 중으로부터 선택되는 관리 대상 항목의 측정값 또는 산출값에 의거하여 현상액에 보급되는 보충액을 송액하는 유로에 설치된 제어 밸브에 제어 신호를 발하는 제어부를 구비하는 현상액 관리 장치.
(5) (4)에 있어서, 측정부가 현상액의 성분 중 적어도 알칼리 성분의 농도와 상관이 있는 현상액의 특성값을 측정하는 제 1 측정 수단과, 현상액의 성분 중 적어도 현상액에 용해된 포토레지스트의 농도와 상관이 있는 현상액의 특성값을 측정하는 제 2 측정 수단을 구비하는 현상액 관리 장치.
(6) (5)에 있어서, 연산부가 현상액의 알칼리 성분의 농도 및 포토레지스트의 농도를 산출하는 연산 블록을 구비하고, 제어부가 연산 블록에 의해 산출되는 알칼리 성분의 농도가 소정의 관리값이 되도록 제어 밸브에 제어 신호를 발하는 제어 블록과, 연산 블록에 의해 산출되는 포토레지스트의 농도가 소정의 관리값 이하가 되도록 제어 밸브에 제어 신호를 발하는 제어 블록을 구비하는 현상액 관리 장치.
(7) (5)에 있어서, 측정부가 현상액의 성분 중 적어도 현상액에 흡수된 이산화탄소의 농도와 상관이 있는 현상액의 특성값을 측정하는 제 3 측정 수단을 더 구비하는 현상액 관리 장치.
(8) (7)에 있어서, 연산부가 현상액의 이산화탄소의 농도를 산출하는 연산 블록을 구비하고, 제어부가 제 1 측정 수단에 의해 측정되는 현상액의 특성값이 소정의 관리값이 되도록 제어 밸브에 제어 신호를 발하는 제어 블록과, 제 2 측정 수단에 의해 측정되는 현상액의 특성값이 소정의 관리 영역에 들어가도록 제어 밸브에 제어 신호를 발하는 제어 블록과, 연산 블록에 의해 산출되는 이산화탄소의 농도가 소정의 관리값 이하가 되도록 제어 밸브에 제어 신호를 발하는 제어 블록을 구비하는 현상액 관리 장치.
(9) (7)에 있어서, 연산부가 현상액의 알칼리 성분의 농도 및 이산화탄소의 농도를 산출하는 연산 블록을 구비하고, 제어부가 연산 블록에 의해 산출되는 알칼리 성분의 농도가 소정의 관리값이 되도록 제어 밸브에 제어 신호를 발하는 제어 블록과, 제 2 측정 수단에 의해 측정되는 현상액의 특성값이 소정의 관리 영역에 들어가도록 제어 밸브에 제어 신호를 발하는 제어 블록과, 연산 블록에 의해 산출되는 이산화탄소의 농도가 소정의 관리값 이하가 되도록 제어 밸브에 제어 신호를 발하는 제어 블록을 구비하는 현상액 관리 장치.
(10) (7)에 있어서, 연산부가 현상액의 알칼리 성분의 농도, 포토레지스트의 농도 및 이산화탄소의 농도를 산출하는 연산 블록을 구비하고, 제어부가 연산 블록에 의해 산출되는 알칼리 성분의 농도가 소정의 관리값이 되도록 제어 밸브에 제어 신호를 발하는 제어 블록과, 연산 블록에 의해 산출되는 포토레지스트의 농도가 소정의 관리값 이하가 되도록 제어 밸브에 제어 신호를 발하는 제어 블록과, 연산 블록에 의해 산출되는 이산화탄소의 농도가 소정의 관리값 이하가 되도록 제어 밸브에 제어 신호를 발하는 제어 블록을 구비하는 현상액 관리 장치.
(발명의 효과)
본 발명에 의하면 다변량 해석법(예를 들면, 중회귀 분석법)을 사용한 연산 수단에 의해 다성분계인 알칼리성 현상액의 성분 농도를 산출하고 있으므로 측정되는 특성값과 특정 성분 농도가 소정의 상관 관계(예를 들면, 직선 관계)에 있는것으로서 성분 농도를 산출하는 종래 방법에 비해 복수의 현상액 성분의 영향을 받고 있는 특성값으로부터 보다 정밀도 좋게 현상액의 성분 농도를 산출하는 것이 가능하다. 특히, 본 발명에 의하면 종래는 측정하는 것이 곤란했던 현상액의 흡수 이산화탄소 농도를 측정할 수 있다. 또한, 복수의 측정 특성값과 복수의 성분 농도의 상관 관계(매트릭스)를 사전에 준비해서 성분 농도의 산출에 사용하는 방법에 비해 본 발명에서는 방대한 양의 샘플을 준비해서 예비 측정을 실시할 필요도 없다.
본 발명에 의하면 다성분계인 알칼리성 현상액의 각 성분 농도를 종래부터 정밀도 좋게 측정할 수 있으므로 알칼리 성분 농도, 용해 포토레지스트 농도, 흡수 이산화탄소 농도를 종래의 것보다 한층 더 정밀도 좋게 제어하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명에 의하면 현상액의 도전율값을 일정하게 제어하는 관리, 현상액의 흡광도값을 일정 흡광도값 이하로 제어하는 관리를 선택할 수도 있다.
도 1은 2개의 특성값으로부터 2성분의 성분 농도를 측정하는 경우의 신호의 흐름을 나타내는 성분 농도 측정 방법의 플로우차트이다.
도 2는 3개 이상의 특성값으로부터 3성분 이상의 성분 농도를 측정하는 경우의 신호의 흐름을 나타내는 성분 농도 측정 방법의 플로우차트이다.
도 3은 다변량 해석법과 다른 연산 방법을 포함하는 경우의 신호의 흐름을 나타내는 성분 농도 측정 방법의 플로우차트이다.
도 4는 현상액의 2개의 성분을 측정하는 성분 농도 측정 장치의 모식도이다.
도 5는 현상액의 3개의 성분을 측정하는 성분 농도 측정 장치의 모식도이다.
도 6은 연산부에 다변량 해석법과 상이한 연산 방법에 의한 연산 블록을 갖는 성분 농도 측정 장치의 모식도이다.
도 7은 측정부와 연산부가 별체이며, 인라인 측정하는 경우의 성분 농도 측정 장치의 모식도이다.
도 8은 측정 수단이 본체와 프로브부로 이루어지는 경우의 성분 농도 측정 장치의 모식도이다.
도 9는 측정 수단을 병렬로 구비하는 성분 농도 측정 장치의 모식도이다.
도 10은 약제 첨가를 요하는 측정 장치를 구비했을 경우의 성분 농도 측정 장치의 모식도이다.
도 11은 성분 농도 측정 장치를 현상액 관리 장치에 응용한 모식도이다.
도 12는 성분 농도 측정 장치의 응용 사례를 나타내기 위한 모식도이다.
도 13은 현상액의 2개의 성분을 성분 농도에 의해 관리하는 현상액 관리 방법의 플로우차트이다.
도 14는 현상액의 2개의 성분의 한쪽을 성분 농도에 의해, 다른쪽을 특성값에 의해 관리하는 현상액 관리 방법의 플로우차트이다.
도 15는 현상액의 3개의 성분을 성분 농도에 의해 관리하는 현상액 관리 방법의 플로우차트이다.
도 16은 현상액의 3개의 성분 중 1개를 특성값에 의해, 다른 2개를 성분 농도에 의해 관리하는 현상액 관리 방법의 플로우차트이다.
도 17은 현상액의 3개의 성분 중 2개를 특성값에 의해, 다른 1개를 성분 농도에 의해 관리하는 현상액 관리 방법의 플로우차트이다.
도 18은 본 발명의 현상액 관리 장치를 설명하기 위한 현상 공정의 모식도이다.
도 19는 장치 외의 제어 밸브를 제어하는 현상액 관리 장치의 모식도이다.
도 20은 연산 기능과 제어 기능을 함께 갖는 연산 제어부를 구비한 현상액 관리 장치의 모식도이다.
도 21은 현상액의 2개의 성분을 관리하는 현상액 관리 장치의 모식도이다.
도 22는 현상액의 2개의 성분을 성분 농도에 의해 관리하는 현상액 관리 장치의 모식도이다.
도 23은 현상액의 3개의 성분 중 2개를 특성값에 의해, 다른 1개를 성분 농도에 의해 관리하는 현상액 관리 장치의 모식도이다.
도 24는 현상액의 3개의 성분 중 1개를 특성값에 의해, 다른 2개를 성분 농도에 의해 관리하는 현상액 관리 장치의 모식도이다.
도 25는 현상액의 3개의 성분을 성분 농도에 의해 관리하는 현상액 관리 장치의 모식도이다.
이하, 적당히 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시형태에 대해서 상세하게 설명한다. 단, 이들 실시형태에 기재되어 있는 장치 등의 형상, 크기, 치수비, 그 상대 배치 등은 특별히 특정적인 기재가 없는 한, 본 발명의 범위를 도시되어 있는 것에만 한정하는 것은 아니다. 단순한 설명예로서 모식적으로 도시하고 있는 것에 지나지 않는다.
또한, 이하의 설명에서는 현상액의 구체예로서 반도체나 액정 패널 기판의 제조 공정에서 주로 사용되는 2.38% 테트라메틸암모늄하이드로옥사이드 수용액(이하, 테트라메틸암모늄하이드로옥사이드를 TMAH라고 한다)을 적당히 사용하여 설명한다. 단, 본 발명이 적용되는 현상액은 이것에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 현상액의 성분 농도 측정 장치나 현상액 관리 장치 등을 적용할 수 있는 다른 현상액의 예로서 수산화칼륨, 수산화나트륨, 인산 나트륨, 규산 나트륨 등의 무기 화합물의 수용액이나, 트리메틸모노에탄올암모늄하이드로옥사이드(콜린) 등의 유기 화합물의 수용액을 들 수 있다.
또한, 다변량 해석법(예를 들면, 중회귀 분석법)은 성분 농도의 산출에 있어서 성분 농도가 어떠한 단위의 농도인지에 의하지 않지만, 이하의 설명에서는 알칼리 성분 농도, 용해 포토레지스트 농도, 흡수 이산화탄소 농도 등의 성분 농도는 중량 백분율 농도(wt%)에 의하는 농도이다. 「용해 포토레지스트 농도」란 용해된 포토레지스트를 포토레지스트의 양으로서 환산했을 경우의 농도를 말하고, 「흡수 이산화탄소 농도」란 흡수된 이산화탄소를 이산화탄소의 양으로서 환산했을 경우의 농도를 말하는 것으로 한다.
현상 처리 프로세스에서는 현상액이 노광 처리 후의 포토레지스트막의 불필요 부분을 녹임으로써 현상이 행해진다. 현상액에 용해된 포토레지스트는 현상액의 알칼리 성분과의 사이에 포토레지스트염을 발생시킨다. 이 때문에 현상액을 적절히 관리하고 있지 않으면 현상 처리가 진행함에 따라 현상액은 현상 활성을 갖는 알칼리 성분이 소비되어서 열화되어 현상성능이 악화되어 간다. 동시에, 현상액 중에는 용해된 포토레지스트가 알칼리 성분과의 포토레지스트염으로서 축적되어 간다.
현상액에 용해된 포토레지스트는 현상액 중에서 계면활성 작용을 나타낸다. 이 때문에 현상액에 용해된 포토레지스트는 현상 처리에 제공되는 포토레지스트막의 현상액에 대한 젖음성(wettability)을 높여 현상액과 포토레지스트막의 융합을 좋게 한다. 따라서, 적절하게 포토레지스트를 포함하는 현상액에서는 현상액이 포토레지스트막의 미세한 오목부 내에도 잘 퍼지게 되어 미세한 요철을 갖는 포토레지스트막의 현상 처리를 양호하게 실시할 수 있다.
또한, 최근의 현상 처리에서는 기판이 대형화된 것에 따라 대량의 현상액이 반복하여 사용되도록 되었기 때문에 현상액이 공기에 노출되는 기회가 늘어나고 있다. 그런데, 알칼리성 현상액은 공기에 노출되면 공기 중의 이산화탄소를 흡수한다. 흡수된 이산화탄소는 현상액의 알칼리 성분과의 사이에 탄산염을 발생시킨다. 이 때문에 현상액을 적절히 관리하고 있지 않으면 현상액은 현상 활성을 갖는 알칼리 성분이 흡수된 이산화탄소에 의해 소비되어 감소한다. 동시에, 현상액 중에는 흡수된 이산화탄소가 알칼리 성분과의 탄산염으로서 축적되어 간다.
현상액 중의 탄산염은 현상액 중에서 알칼리성을 나타내기 때문에 현상 작용을 갖는다. 예를 들면, 2.38% TMAH 수용액의 경우, 현상액 중에 이산화탄소가 약 0.4wt% 정도 이하이면 현상이 가능하다.
이와 같이 현상액에 용해된 포토레지스트나 흡수된 이산화탄소는 현상 처리에 불필요한 것이라는 종래의 인식과는 달리 실제로는 현상액의 현상성능에 기여하고 있다. 그 때문에 용해 포토레지스트나 흡수 이산화탄소를 완전히 배제하는 현상액 관리를 하는 것이 아니라 현상액 중에 약간 용존하는 것을 허용하면서 이들을 최적인 농도로 유지 관리하는 현상액 관리가 필요하다.
또한, 현상액 중에 발생한 포토레지스트염이나 탄산염은 그 일부가 해리되어 포토레지스트 이온이나 탄산 이온, 탄산수소 이온 등 다양한 유리 이온을 발생시킨다. 그리고, 이들 유리 이온은 현상액의 도전율에 여러 가지 기여율로 영향을 끼치고 있다.
종래의 알칼리성 현상액의 성분 농도 분석은 현상액의 알칼리 성분 농도가 현상액의 도전율값과 양호한 직선 관계를 갖는 것 및 현상액의 용해 포토레지스트 농도가 현상액의 흡광도값과 양호한 직선 관계를 갖는 것을 이용하는 것이었다(이하, 이것을 「종래법」이라고 한다). 종래의 현상 공정에서 요구되어 있던 현상액 관리 정밀도는 이산화탄소의 흡수량도 아직 많지 않았던 경우도 있어 이 분석 방법에서 충분히 실현되어 있었다.
현상액의 도전율값은 현상액 중에 포함되는 이온 등의 하전 입자수와 그 전하량에 의존하는 물성값이다. 현상액 중에는 상기와 같이 알칼리 성분뿐만 아니라 현상액에 용해된 포토레지스트나 현상액에 흡수된 이산화탄소로부터 유래되는 각종 유리 이온이 존재한다. 따라서, 성분 농도의 분석 정밀도를 높이기 위해서는 이들의 유리 이온이 현상액의 도전율값에 끼치는 영향도 가미한 연산 방법을 사용하는 것이 필요했다.
현상액의 흡광도값은 그 측정 파장의 광을 선택적으로 흡수하는 특정 성분의 농도와 직선 관계를 갖는 물성값이다(람베르트-베르의 법칙). 그러나, 다성분계에 있어서는 측정 파장에 따라 그 정도가 상이하지만, 통상 대상 성분의 흡광 스펙트럼에 다른 성분의 흡광 스펙트럼이 중복되어 온다. 따라서, 성분 농도의 분석 정밀도를 높이기 위해서는 현상액에 용해된 포토레지스트뿐만 아니라 다른 성분이 현상액의 흡광도값에 끼치는 영향도 가미한 연산 방법을 사용하는 것이 필요했다.
이들 점에 대하여 발명자는 예의 연구를 계속한 결과, 연산 방법에 다변량 해석법(예를 들면, 중회귀 분석법)을 사용하면 종래법을 사용한 경우보다 정밀도 좋게 현상액의 각 성분의 농도를 산출할 수 있는 점 및 종래 곤란했던 흡수 이산화탄소 농도를 측정할 수 있는 점을 발견했다. 또한, 발명자는 다변량 해석법(예를 들면, 중회귀 분석법)에 의해 산출한 현상액의 성분 농도를 사용하면 현상액의 용해 포토레지스트 농도나 흡수 이산화탄소 농도를 양호한 상태로 유지 관리할 수 있는 것을 발견했다.
발명자는 2.38% TMAH 수용액의 관리를 행하는 경우를 상정하여 알칼리 성분 농도, 용해 포토레지스트 농도, 흡수 이산화탄소 농도를 다양하게 변화시킨 TMAH 수용액을 모의 현상액 샘플로서 조제했다. 발명자는 이들 모의 현상액 샘플에 대하여 측정한 각종 특성값으로부터 중회귀 분석법에 의해 그 성분 농도를 구하는 실험을 행했다. 이하에 중회귀 분석법에 의한 일반적인 연산 방법을 설명하고, 그 후 발명자가 행한 실험에 의거하여 중회귀 분석법을 사용한 현상액의 성분 농도의 연산 방법에 대하여 설명한다.
중회귀 분석은 교정과 예측의 2단계로 이루어진다. n성분계의 중회귀 분석에 있어서, 교정 표준 용액을 m개 준비한 것으로 한다. i번째의 용액 중에 존재하는 j번째의 성분의 농도를 Cij로 나타낸다. 여기에서, i=1~m, j=1~n이다. m개의 표준 용액에 대하여 각각 p개의 특성값(예를 들면, 어떤 파장에 있어서의 흡광도라든가 도전율 등의 물성값) Aik(k=1~p)를 측정한다. 농도 데이터와 특성 데이터는 각각 정리해서 행렬의 형태(C,A)로 나타낼 수 있다.
Figure pat00001
이들 행렬을 관계짖는 행렬을 교정 행렬이라고 하고, 여기에서는 기호 S(Skj; k=1~p, j=1~n)로 나타낸다.
Figure pat00002
기지의 C와 A(A의 내용은 동질의 측정값뿐만 아니라 이질의 측정값이 혼재되어도 상관없다. 예를 들면, 도전율과 흡광도와 밀도)부터 S를 행렬 연산에 의해 산출하는 것이 교정 단계이다. 이때, p＞=n이며, 또한 m＞=np이어야 한다. S의 각 요소는 모두 미지수이기 때문에 m＞np인 것이 바람직하고, 그 경우에는 다음과 같이 최소 제곱 연산을 행한다.
Figure pat00003
여기에서, 위첨자 T는 전치 행렬을, 위첨자 -1은 역행열을 의미한다.
농도 미지의 시료액에 대해서 p개의 특성값을 측정하고, 그들을 Au(Auk; k=1~p)로 하면 그것에 S를 곱해서 구해야 할 농도 Cu(Cuj; j=1~n)를 얻을 수 있다.
Figure pat00004
이것이 예측 단계이다.
발명자는 사용이 완료된 알칼리성 현상액(2.38% TMAH 수용액)을 알칼리 성분, 용해 포토레지스트, 흡수 이산화탄소의 3성분으로 이루어지는 다성분계(n=3)로 간주하고, 상기 현상액의 특성값으로서 3개의 물성값(p=3), 즉 현상액의 도전율값, 특정 파장에 있어서의 흡광도값, 및 밀도값으로부터 상기 중회귀 분석법에 의해 각 성분 농도를 산출하는 실험을 행했다. 발명자는 2.38% TMAH 수용액을 현상액의 기본 조성으로서 알칼리 성분 농도(TMAH 농도), 용해 포토레지스트 농도, 흡수 이산화탄소 농도를 여러 가지로 변화시킨 11개의 교정 표준 용액을 조제했다(m=11이고, p＞=n이며 또한 m>np를 만족한다).
실험은 11개의 교정 표준 용액에 대하여 도전율값, 파장(λ)=560㎚에 있어서의 흡광도값 및 밀도값을 현상액의 특성값으로서 측정하고, 각 성분 농도를 선형 중회귀 분석(Multiple Linear Regression-Inverse Least Squares; MLR-ILS)에 의해 연산했다.
측정은 교정 표준 용액을 25.0℃로 온도 조정하여 행했다. 온도 조정은 25℃ 부근에 온도 관리된 항온 수조에 교정 표준 용액이 들어간 병을 장시간 침지해 두고, 여기서 샘플링하고, 또한 측정 직전에 온도 컨트롤러로 다시 25.0℃로 한다는 방식이다. 도전율계는 자사제의 도전율계를 채용했다. 백금흑 처리를 실시한 자사제의 도전율 플로우 셀을 사용하여 측정했다. 도전율계에는 별도 교정 작업에 의해 확인된 도전율 플로우 셀의 셀 정수가 입력되어 있다. 흡광 광도계도 자사제의 것을 채용했다. 파장(λ)=560㎚의 광원부와 측광부와 유리 플로우 셀을 구비하는 흡광 광도계이다. 밀도 측정에는 U자관 플로우 셀을 여진해서 측정되는 고유 진동수로부터 밀도를 구하는 고유 진동법을 채용한 밀도계를 사용했다. 측정된 도전율값, 흡광도값, 밀도값의 단위는 각각 mS/㎝, Abs.(Absorbance), g/㎤이다.
연산은 11개의 교정 표준 용액 중 하나를 미지 시료로 선정하고, 나머지 10표준으로 교정 행렬을 구하고, 가정한 미지 시료의 농도를 산출해서 기지의 값(다른 정확한 분석 방법에 의해 측정된 농도값이나 중량 조제값)과 비교하는 방법(1개 제외 교차 확인법; Leave-One-Out법)에 의한 것이다.
MLR-ILS 계산을 행한 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure pat00005
MLR-ILS 계산에 있어서는 TMAH 수용액이 강알칼리성에서 이산화탄소를 흡수해서 열화되기 쉬운 것을 감안하여 연산에 사용하는 농도 행렬에는 알칼리 성분 농도나 흡수 이산화탄소 농도를 정확하게 분석할 수 있는 적정 분석법에 의해 교정 표준 용액을 별도 측정한 값을 사용했다. 단, 용해 포토레지스트 농도에 관해서는 중량 조제값을 사용했다.
적정은 염산을 적정 시약으로 하는 중화 적정이다. 적정 장치로서 Mitsubishi Chemical Analytech, Co., Ltd.제의 자동 적정 장치 GT-200을 사용했다.
이하, 표 2에 농도 행렬을 나타낸다.
Figure pat00006
이때의 교정 표준 용액의 물성값의 측정 결과를 표 3에 나타낸다. 흡광도의 란은 파장(λ)=560㎚에 있어서의 흡광도값[광로 길이(d)=10㎜]이다.
Figure pat00007
교정 행렬을 표 4에 나타낸다.
Figure pat00008
표 5에 표 2의 농도 측정값과 표 1의 MLR-ILS 계산값의 비교를 나타낸다.
Figure pat00009
표 5와 같이 중회귀 분석법에 의해 구해진 TMAH 농도, 용해 포토레지스트 농도, 흡수 이산화탄소 농도는 모두 적정 분석에 의해 측정한 TMAH 농도나 흡수 이산화탄소 농도 및 조정 중량으로부터 구한 용해 포토레지스트 농도와 모두 상당히 근사된 값으로 되어 있다.
이와 같이 알칼리성 현상액의 도전율, 특정 파장에 있어서의 흡광도, 및 밀도를 측정하고, 다변량 해석법(예를 들면, 중회귀 분석법)을 사용함으로써 현상액의 알칼리 성분 농도, 용해 포토레지스트 농도, 및 흡수 이산화탄소 농도를 측정할 수 있는 것이 이해된다.
다변량 해석법(예를 들면, 중회귀 분석법)은 복수의 성분의 농도를 연산해서 구하는데에 유효하다. 현상액의 복수의 특성값 a, b, c, …를 측정하고, 그들의 측정값으로부터 다변량 해석법(예를 들면, 중회귀 분석법)에 의해 성분 농도 A, B, C, …를 구할 수 있다. 이때, 구해야 할 성분 농도에 대하여 적어도 이 성분 농도와 상관이 있는 특성값이 적어도 한 개는 측정되어서 연산에 사용되는 것이 필요하다.
여기에서, 성분 농도와 「상관이 있는」 현상액의 특성값이란 그 특성값이 그 성분 농도와 관계가 있고, 그 성분 농도의 변화에 따라 특성값이 바뀌는 관계에 있는 것을 말한다. 예를 들면, 현상액의 성분 농도 중 적어도 성분 농도 A와 상관이 있는 현상액의 특성값 a는 특성값 a가 성분 농도를 변수로 하는 함수에 의해 구해질 때에 변수의 하나에 적어도 성분 농도 A를 포함하는 것을 말한다. 특성값 a가 성분 농도 A만의 함수이어도 좋고, 통상은 성분 농도 A의 이외에 성분 농도 B나 C 등을 변수로 하는 다변수 함수로 되어 있을 때에 다변량 해석법(예를 들면, 중회귀 분석법)을 사용하는 의의가 크다.
또한, 성분 농도는 전체에 대한 그 성분의 상대량을 나타내는 척도이다. 반복하여 사용되는 현상액과 같은 경시적으로 성분이 증감하는 혼합액의 성분 농도는 그 성분 단독으로 결정되지 않고 통상 다른 성분의 농도의 함수가 된다. 그 때문에 현상액의 특성값과 성분 농도의 관계는 평면적인 그래프로 표시하는 것이 곤란한 경우가 많다. 이러한 경우에는 검량선을 사용하는 연산법 등에 의해서는 현상액의 특성값으로부터 성분 농도를 산출할 수 없다.
그러나, 다변량 해석법(예를 들면, 중회귀 분석법)에 의하면 산출하고자 하는 성분 농도와 상관이 있는 복수의 특성값의 측정값이 1세트 구비되면 이것을 연산에 사용하여 성분 농도가 1세트 산출된다. 종래 지견에서는 언뜻 보면 측정 곤란한 성분 농도이어도 특성값을 측정함으로써 성분 농도를 측정할 수 있다는 현저한 효과를 다변량 해석법(예를 들면, 중회귀 분석법)에 의한 성분 농도 측정에서는 얻을 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 연산 방법에 의하면 현상액의 알칼리 성분 농도, 용해 포토레지스트 농도, 및 흡수 이산화탄소 농도를 현상액의 특성값(예를 들면, 도전율, 특정 파장에 있어서의 흡광도, 및 밀도)의 측정값에 의거하여 산출할 수 있다. 본 발명의 연산 방법에 의하면 종래법에 비해 고정밀도로 각 성분 농도를 산출할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 다변량 해석법(예를 들면, 중회귀 분석법)을 사용하고 있으므로 현상액의 성분 농도를 산출하는 연산에 현상액의 특정 성분 농도와 직선 관계에 없는 현상액의 특성값도 채용할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 특허문헌 2의 발명에서는 필요한 고정밀도 측정을 가능하게 하기 위한 매우 다수의 샘플의 준비와 예비 측정이 필요없다(상술한 실험예와 같이 성분수 n=3의 현상액이면 측정하는 특성값의 수 p=3으로서 m＞=np를 만족하는 샘플수 p(예를 들면, p=11개의 샘플)를 준비해서 측정하면 충분하다. 성분수 n=2이면 샘플수는 더 적어도 좋다).
또한, 본 발명은 다변량 해석법(예를 들면, 중회귀 분석법)을 사용하고 있으므로 종래에는 측정이 곤란했던 현상액의 흡수 이산화탄소 농도를 정밀도 좋게 산출할 수 있다.
이어서, 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 이하의 실시예에서는 특성값 a, b, c, …나 성분 농도 A, B, C, … 등 적당히 알파벳을 사용하여 설명한다. 보다 구체적인 이해를 위해서는 특성값 a, b, c, …는 각각 도전율, 특정 파장(예를 들면, λ=560㎚)에 있어서의 흡광도, 밀도, … 등과, 성분 농도 A, B, C, …는 각각 알칼리 성분 농도, 용해 포토레지스트 농도, 흡수 이산화탄소 농도, … 등으로서 고쳐 읽으면 좋다.
단, 특성값 a, b, c를 도전율, 특정 파장(예를 들면, λ=560㎚)에 있어서의 흡광도, 밀도 등으로 한 것은 어디까지나 본 발명에 의해 현상액의 알칼리 성분 농도, 용해 포토레지스트 농도, 흡수 이산화탄소 농도 등을 산출하는 경우의 최적인 특성값의 조합의 예시에 지나지 않아 이것에 한정되는 것은 아니다. 특성값 a, b, c, …는 성분 농도 A, B, C, …에 따라 여러 가지 조합을 선택할 수 있다. 채용할 수 있는 특성값으로서, 예를 들면 현상액의 도전율, 흡광도, 초음파 전파 속도, 굴절률, 밀도, 적정 종점, pH 등을 열거할 수 있다. 현상액에는 여러 가지 첨가재가 포함되어 있는 경우도 있으므로 성분 농도에는 상기 3성분 이외에 첨가제 농도 등을 포함해도 좋다.
현상액의 알칼리 성분 농도, 용해 포토레지스트 농도, 및 흡수 이산화탄소 농도를 측정하여 현상액을 관리하는 경우에는 특성값으로서 도전율, 특정 파장에 있어서의 흡광도, 밀도의 조합이 적합하다. 흡광도를 측정하는 특정 파장은 바람직하게는 가시 영역, 보다 바람직하다는 360~600㎚의 파장 영역의 특정 파장, 더 바람직하게는 파장(λ)=480㎚ 또는 560㎚를 채용하는 것이 좋다. 현상액의 흡수 이산화탄소 농도가 비교적 적고, 그 경시 변화가 완만할 때에는 현상액의 도전율은 알칼리 성분 농도와 비교적 양호한 직선 관계에 있고, 현상액의 특정 파장(예를 들면, λ=560㎚)에 있어서의 흡광도는 용해 포토레지스트 농도와 비교적 양호한 직선 관계에 있기 때문이다. 그 외에 도전율, 특정 파장에 있어서의 흡광도, 초음파 전파 속도의 조합이나, 도전율, 특정 파장에 있어서의 흡광도, 굴절률의 조합 등도 바람직하게 채용할 수 있다.
이하에 설명하는 제 1~제 3 까지의 실시형태는 본 발명의 현상액의 성분 농도 측정 방법에 관한 것이다.
[제 1 실시형태]
도 1은 현상액의 2개의 특성값으로부터 현상액의 2개의 성분의 성분 농도를 측정하는 경우의 신호의 흐름을 나타내는 본 실시형태의 성분 농도 측정 방법의 플로우차트이다.
본 실시형태의 성분 농도 연산 방법에서는 우선 현상액의 특성값 a, b를 측정하는 스텝에 있어서 각각의 측정값 am과 bm이 취득된다. 취득된 측정값 am과 bm은 연산 스텝으로 보내진다. 이어서, 연산 스텝은 측정값 am과 bm을 받고, 이들을 사용하여 다변량 해석법(예를 들면, 중회귀 분석법)에 의해 성분 농도 A, B를 산출한다. 이렇게 해서 성분 농도 A, B가 측정된다. 또한, 이 플로우를 반복하면 현상액의 성분 농도 A, B를 연속해서 측정할 수 있다.
[제 2 실시형태]
도 2는 현상액의 3개 또는 그 이상의 특성값으로부터 현상액의 3개 또는 그 이상의 성분의 성분 농도를 측정하는 경우의 신호의 흐름을 나타내는 본 실시형태의 성분 농도 측정 방법의 플로우차트이다.
본 실시형태의 성분 농도 연산 방법에서는 우선 현상액의 특성값 a, b, c, …를 측정하는 스텝에 있어서 각각의 측정값 am, bm, cm, …이 취득된다. 취득된 측정값 am, bm, cm, …은 연산 스텝으로 보내진다. 이어서, 연산 스텝은 측정값 am, bm, cm, …을 받고, 이들을 사용하여 다변량 해석법(예를 들면, 중회귀 분석법)에 의해 성분 농도 A, B, C, …를 산출한다. 이렇게 해서 성분 농도 A, B, C, …가 측정된다. 또한, 이 플로우를 반복하면 현상액의 성분 농도 A, B, C, …를 연속해서 측정할 수 있다.
[제 3 실시형태]
도 3은 복수의 현상액의 특성값으로부터 복수의 성분 농도를 측정하는 경우에 있어서의 연산 스텝이 다변량 해석법과는 상이한 연산 방법에 의한 스텝도 내포하고 있는 경우의 신호의 흐름을 나타내는 본 실시형태의 성분 농도 측정 방법의 플로우차트이다.
이 실시형태는 현상액의 어떤 성분의 농도 P와만 관계가 있는 현상액의 특성값 p를 측정 대상으로 하여 채용했을 경우 등에 적합하게 채용된다. 보다 구체적으로는 현상액의 알칼리 성분 농도와 흡수 이산화탄소 농도를 현상액의 도전율값과 밀도값으로부터 다변량 해석법에 의해 산출하고, 현상액의 용해 포토레지스트 농도를 특정 파장(예를 들면, λ=560㎚)에 있어서의 흡광도와의 직선 관계를 검량선으로서 사용해서 산출하여 측정하는 경우 등을 들 수 있다.
본 실시형태의 현상액의 성분 농도 측정 방법에서는 측정 스텝에 있어서 복수의 성분 농도를 변수로 하는 현상액의 특성값 a, b, …와, 성분 농도 P만을 변수로 하는 현상액의 특성값 p, …가 측정되어 그 측정값 am, bm, … 및 pm, …이 연산 스텝으로 보내진다.
연산 스텝은 다변량 해석법(예를 들면, 중회귀 분석법)에 의해 성분 농도를 산출하는 스텝과, 다변량 해석법과는 상이한 연산 방법(예를 들면, 검량선법 등)에 의해 성분 농도를 산출하는 스텝을 포함한다. 이들 스텝에 의한 연산의 선후는 불문한다. 동시이어도 좋다.
다변량 해석법(예를 들면, 중회귀 분석법)에 의해 성분 농도를 산출하는 스텝은 측정 스텝에서 측정된 현상액의 특성값 a, b, …의 측정값으로부터 다변량 해석법(예를 들면, 중회귀 분석법)에 의해 성분 농도 A, B, …를 산출한다.
다변량 해석법과는 상이한 연산 방법(예를 들면, 검량선법)에 의해 성분 농도를 산출하는 스텝은 미리 얻어 둔 특성값 p와 성분 농도 P의 직선 관계를 검량선으로서 사용하는 등 해서 측정 스텝에서 측정된 현상액의 특성값 p, …의 측정값으로부터 성분 농도 P, …를 산출한다.
이상, 제 1~제 3 까지의 실시형태에서 설명한 바와 같이 본 발명의 현상액의 성분 농도 측정 방법은 현상액의 성분 농도와 상관이 있는 현상액의 복수의 특성값을 측정하는 측정 스텝과, 측정된 복수의 특성값에 의거하여 다변량 해석법에 의해 현상액의 성분 농도를 산출하는 연산 스텝을 포함하고 있다.
측정 스텝은 특성값 a를 측정하는 측정 스텝, 특성값 b를 측정하는 측정 스텝, 특성값 c를 측정하는 측정 스텝 등을 더 포함한다. 그러나, 이들 스텝의 순서는 불문한다. 동시에 측정되어도 좋다. 또한, 온도 조정 스텝이나, 시약 첨가 스텝, 폐액 스텝 등 측정 방법에 따라 적당히 필요한 스텝을 포함하고 있어도 좋다.
연산 스텝은 다변량 해석법에 의해 성분 농도를 산출하는 연산 스텝을 포함하고 있으면 좋다. 다변량 해석법과는 상이한 연산 방법(예를 들면, 검량선법)에 의해 성분 농도를 산출하는 스텝 등을 포함하고 있어도 좋다.
이하, 제 4~제 12 까지의 실시형태는 본 발명의 현상액의 성분 농도 측정 장치에 관한 것이다.
[제 4 실시형태]
도 4는 현상액의 2개의 성분을 측정하는 성분 농도 측정 장치의 모식도이다. 설명의 편의를 위해서 현상액의 성분 농도 측정 장치(A)는 현상 공정 설비(B)에 접속된 실시형태로 현상 공정 설비(B)와 함께 도시하고 있다.
우선, 현상 공정 설비(B)에 대해서 간단하게 설명한다.
현상 공정 설비(B)는 주로 현상액 저류조(61), 오버플로우조(62), 현상실 후드(64), 롤러 컨베이어(65), 현상액 샤워 노즐(67) 등으로 이루어진다. 현상액 저류조(61)에는 현상액이 저류되어 있다. 현상액은 보충액이 보충되어서 조성 관리되지만, 도 4에서는 생략했다. 현상액 저류조(61)는 액면계(63)와 오버플로우조(62)를 구비하고, 보충액을 보급하는 것에 의한 액량의 증가를 관리하고 있다. 현상액 저류조(61)와 현상액 샤워 노즐(67)이란 현상액 관로(80)에 의해 접속되어 있다. 현상액 저류조(61) 내에 저류된 현상액이 현상액 관로(80)에 설치된 순환 펌프(72)에 의해 필터(73)를 통해 현상액 샤워 노즐(67)에 송액된다. 롤러 컨베이어(65)는 현상액 저류조(61)의 상방에 구비되어 포토레지스트막의 제막된 기판(66)을 반송한다. 현상액은 현상액 샤워 노즐(67)로부터 적하된다. 롤러 컨베이어(65)에 의해 반송되는 기판(66)은 적하되는 현상액 중을 통과함으로써 현상액에 침지된다. 그 후에 현상액은 현상액 저류조(61)에 회수되어 다시 저류된다. 이와 같이 현상액은 현상 공정에서 순환해서 반복하여 사용된다. 또한, 소형의 유리 기판에 있어서의 현상실 내는 질소 가스를 채우는 등으로써 공기 중의 이산화탄소를 흡수하지 않는 처리가 실시되는 경우도 있다. 또한, 열화된 현상액은 폐액 펌프(71)를 작동함으로써 폐액(드레인)된다.
이어서, 본 실시형태의 현상액의 성분 농도 측정 장치(A)에 대하여 설명한다. 본 실시형태의 성분 농도 측정 장치는 현상액을 샘플링해서 특성값을 측정하는 방식의 성분 농도 측정 장치이다.
현상액의 성분 농도 측정 장치(A)는 측정부(1)와 연산부(2)를 구비하고 있으며, 샘플링 배관(15) 및 리턴 배관(16)에 의해 현상액 저류조(61)와 접속되어 있다. 측정부(1)와 연산부(2)는 측정 데이터용 신호선(51, 52)에 의해 접속되어 있다.
측정부(1)는 샘플링 펌프(14)와, 제 1 측정 수단(11) 및 제 2 측정 수단(12)을 구비하고 있다[제 1 측정 수단(11) 및 제 2 측정 수단(12)을 측정 수단이라고 칭하는 경우가 있다]. 측정 수단(11, 12)은 샘플링 펌프(14)의 후단에 직렬로 접속된다. 측정부(1)는 또한 측정 정밀도를 향상시키기 위해서 샘플링한 현상액을 소정의 온도로 안정시키는 온도 조절 수단(도시 생략)를 구비하는 것이 바람직하다. 이때, 온도 조절 수단은 측정 수단의 직전에 설치되어 있는 것이 바람직하다. 샘플링 배관(15)은 측정부(1)의 샘플링 펌프(14)에 접속되고 있고, 리턴 배관(16)은 측정 수단 말단의 배관과 접속되어 있다.
연산부(2)는 다변량 해석법에 의한 연산 블록(21)을 포함하고 있다. 다변량 해석법에 의한 연산 블록(21)은 측정 데이터용 신호선(51)에 의해 측정부(1)에 구비된 제 1 측정 수단(11)과, 측정 데이터용 신호선(52)에 의해 측정부(1)에 구비된 제 2 측정 수단(12)과 접속되어 있다.
이어서, 성분 농도 측정 장치(A)의 측정 동작 및 연산 동작에 대하여 설명한다.
샘플링 펌프(14)에 의해 현상액 저류조(61)로부터 채액된 현상액은 샘플링 배관(15)을 통해 성분 농도 측정 장치(A)의 측정부(1) 내로 유도된다. 그 후, 온도 조절 수단을 구비하고 있는 경우에는 샘플링된 현상액은 온도 조절 수단에 송액되고, 소정의 측정 온도(예를 들면, 25℃)로 유지되어서 측정 수단(11, 12)에 송액된다. 제 1 측정 수단에서는 현상액의 특성값 a가 측정되고, 제 2 측정 수단에서는 현상액의 특성값 b가 측정된다. 측정 후의 현상액은 리턴 배관(16)을 통해 현상액 저류조(61)로 리턴된다.
제 1 측정 수단(11)에 의해 측정된 현상액의 특성값 a의 측정값 am, 및 제 2 측정 수단(12)에 의해 측정된 현상액의 특성값 b의 측정값 bm은 각각 측정 데이터용 신호선(51, 52)을 통해 다변량 해석법에 의한 연산 블록(21)으로 보내진다. 측정값 am, bm을 수신한 연산 블록(21)은 이들의 측정값을 다변량 해석법에 의해 연산해서 현상액의 성분 농도 A 및 B를 산출한다. 이렇게 해서 성분 농도 측정 장치(A)에 의해 현상액의 성분 농도 A, B가 측정된다.
[제 5 실시형태]
도 5는 현상액의 3개의 성분을 측정하는 성분 농도 측정 장치의 모식도이다. 현상액의 성분 농도 측정 장치(A)는 측정부(1)와 연산부(2)를 구비하고 있고, 샘플링 배관(15) 및 리턴 배관(16)에 의해 현상 공정 설비(B)[현상액 저류조(61)]와 접속되어 있다. 측정부(1)는 제 1 측정 수단(11), 제 2 측정 수단(12), 및 제 3 측정 수단(13)을 구비하고 있고, 이들에 의해 현상액의 3개의 특성값이 측정된다. 측정된 3개의 특성값의 측정값은 측정 데이터용 신호선(51, 52, 53)을 통해 연산부(2)로 보내져 다변량 해석법에 의해 현상액의 3개의 성분의 성분 농도가 산출된다. 측정 동작, 연산 동작, 도 4와 중복되는 부재의 설명은 제 4 실시형태와 마찬가지이므로 생략한다.
[제 6 실시형태]
도 6은 연산부(2)에 다변량 해석법과는 상이한 연산 방법에 의한 연산 블록을 갖는 성분 농도 측정 장치의 모식도이다. 예를 들면, 검량선법 등에 의해 측정된 현상액의 물성값으로부터 현상액의 성분 농도를 측정할 수 있는 현상액의 특성값과 성분 농도의 세트가 있을 경우에 적용된다.
본 실시형태의 성분 농도 측정 장치(A)는 현상액의 복수의 특성값을 측정하는 측정부(1)와, 그 측정값으로부터 현상액의 성분 농도를 산출하는 연산부(2)를 구비하고 있다. 연산부(2)는 다변량 해석법에 의한 연산 블록(21)과, 다변량 해석법 이외의 연산 방법(예를 들면, 검량선법)에 의한 연산 블록(22)을 포함하고 있다.
다변량 해석법에서 연산에 사용되는 현상액의 특성값의 측정값은 측정부(1)에서 측정된 후, 연산부(2)의 다변량 해석법에 의한 연산 블록(21)으로 보내진다. 다변량 해석법 이외의 연산 방법(예를 들면, 검량선법)에 사용되는 현상액의 특성값의 측정값은 연산 블록(22)으로 보내진다. 연산 블록(21, 22)에 의해 연산이 이루어짐으로써 현상액의 성분 농도가 산출된다.
또한, 다변량 해석법 이외의 연산 방법(예를 들면, 검량선법)에 의한 연산 블록(22)은 복수이어도 좋다. 다변량 해석법에 의한 연산과 그 이외의 방법(예를 들면, 검량선법)에 의한 연산에 대하여 그 연산의 순서는 불문한다. 그 외에 제 4, 제 5 실시형태와 중복하는 부재 등의 설명은 생략한다.
[제 7 실시형태]
도 7은 측정부(1)와 연산부(2)가 별체로 구성된 성분 농도 측정 장치의 모식도이다.
본 실시형태의 성분 농도 측정 장치(A)에 있어서는 측정부(1)는 현상 공정 설비(B)의 현상액 관로(80)로부터 바이패스된 관로에 구비되고, 연산부(2)와 측정 데이터용 신호선(51~53)에서 접속되어 있다. 현상액 관로(80)나 기타 관로에 직접 접속되어 있어도 좋다. 샘플링 펌프(14) 대신에 유량 조절 밸브(도시 생략) 등을 조합해서 사용해도 좋다.
[제 8 실시형태]
도 8은 현상액의 특성값을 측정하는 측정 수단(11~13)이 각각 측정 장치 본체(11a, 12a, 13a)와, 측정 프로브(11b, 12b, 13b)에 의해 구성되어 있는 경우의 성분 농도 측정 장치의 모식도이다.
본 실시형태에서는 측정 수단(11~13)의 측정 프로브(11b~13b)가 현상액 저류조(61)에 저류된 현상액에 침지됨으로써 현상액의 특성값이 측정된다. 측정된 현상액의 특성값은 측정 데이터용 신호선(51~53)을 통해 연산부(2)로 보내진다. 연산부(2)에서 성분 농도가 다변량 해석법에 의해 산출됨으로써 현상액의 성분 농도가 측정된다.
도 8에서는 측정부(1)와 연산부(2)가 별체로 구성되어 있는 경우를 나타냈지만, 일체로 구성된 성분 농도 측정 장치이어도 좋다. 이 경우에는 현상액 중에 침지된 측정 프로브와 성분 농도 측정 장치의 측정부(1) 내에 배치된 측정 장치 본체가 케이블 등으로 접속된다.
[제 9 실시형태]
도 9는 측정부(1) 내의 측정 수단을 병렬로 배치해서 구비하는 경우의 성분 농도 측정 장치의 모식도이다.
측정부(1)를 구성하는 각 측정 수단은 직렬로 접속되는 경우에 한정되지 않고, 병렬로 접속되어 있어도 좋다. 도 9와 같이 측정 수단(11~13)이 각각 독립적으로 샘플링 관로(15a~15c), 샘플링 펌프(14a~14c), 리턴 배관(16a~16c) 등을 구비하고 있어도 좋고, 도중에 분기된 관로에 의해 병렬로 접속되는 것이어도 좋다. 측정 수단(11~13)에 의해 측정된 현상액의 특성값은 연산부(2)로 보내진다. 연산부(2)에서는 다변량 해석법에 의해 현상액의 성분 농도를 산출한다.
[제 10 실시형태]
도 10은, 예를 들면 자동 적정 장치와 같이 약제 첨가를 필요로 하는 측정 장치를 구비했을 경우의 성분 농도 측정 장치의 모식도이다. 도 10에서는 제 3 측정 수단(13)이 약제 첨가가 필요한 측정 장치이다.
이 경우, 제 3 측정 수단(13)은 샘플링 배관(15), 샘플링 펌프(14)와 접속되어 있는 이외에 송액 배관(18)에 의해 첨가 시약(93)과 접속된다. 첨가 시약은 송액 펌프(17)에 의해 채액되어서 측정에 제공된다. 측정 후의 현상액은 폐액 배관(19)에 의해 폐액(드레인)된다. 그 외에 측정 동작이나 연산 동작 등은 다른 실시예와 마찬가지이며, 생략한다.
이상, 제 4~제 10 까지의 실시형태에 나타낸 바와 같이 본 발명의 성분 농도 측정 장치는 현상액의 성분 농도와 상관이 있는 현상액의 복수의 특성값을 측정하는 측정부(1)와, 측정부(1)에 의해 측정된 현상액의 복수의 특성값에 의거하여 다변량 해석법에 의해 현상액의 성분 농도를 측정하는 연산부(2)를 구비한다.
본 실시형태의 성분 농도 측정 장치(A)의 측정부(1)는 여러 가지 실시형태를 취할 수 있다. 측정 수단에 사용하는 측정 장치에는 그 측정 장치의 채용하는 측정 방식에 따라 적합한 설치나 접속의 방법이 있으므로 본 발명의 성분 농도 측정 장치의 측정부(1)는 그 측정 수단에 따라 최적인 구성으로 하면 좋다.
측정부(1) 내에는 현상액의 복수의 특성값을 측정하기 위해서 필요한 측정 수단이 구비되어 있으면 좋다. 온도 조절 수단(도시 생략)을 구비하는 것이 바람직하다. 샘플링 펌프(14)가 송액 펌프(17), 폐액 배관(19) 등은 필요에 따라 적당히 구비되어 있는 것이 바람직하지만, 모두 측정부(1)의 내부 부품으로서 필수로 하는 것은 아니다.
또한, 측정부(1)와 연산부(2)는 일체이어도 별체이어도 좋다. 측정부(1)와 연산부(2)는 측정부(1)에서 측정된 현상액의 특성값의 측정 데이터를 연산부(2)가 받을 수 있도록 서로 연락되어 있으면 좋다. 측정부(1)와 연산부(2)는 신호선에 의해 접속되어 있는 경우에 한정되지 않고, 무선으로 데이터를 송수신할 수 있도록 구성되어 있는 경우이어도 좋다. 복수의 측정 수단이 하나의 장소에 모여서 측정부(1)를 구성하고 있을 필요도 없고, 특정 측정 수단이 1개만 별체로 구비되어 있는 것이어도 좋다.
각 측정 수단은 샘플링해서 측정하는 방식뿐만 아니라 배관에 직접 부착하는 방식이어도, 프로브를 액 중에 침지하는 방식이어도 좋다. 각 측정 수단이 직렬로 접속되어 있어도, 병렬로 접속되어 있어도 좋다. 이들 각종 조합에 의해 측정부(1)가 구성되어 있어도 좋다.
또한, 본 실시형태의 측정부(1)에 있어서의 현상액의 복수의 특성값의 측정은 그 순서를 불문한다. 도 4~도 10까지의 도면에 있어서의 측정부(1) 내의 각 측정 수단의 배열 및 「제 1 측정 수단」, 「제 2 측정 수단」, … 등의 기재에 있어서의 「제 1」, 「제 2」, … 등의 문언은 본 발명에 있어서의 측정의 순서를 한정하는 것은 아니다. 「제 1」, 「제 2」,… 등의 문언은 복수인 측정 수단의 각각을 구별하기 위한 편의에 지나지 않는다.
또한, 본 실시형태의 성분 농도 측정 장치의 연산부(2)는 다변량 해석법에 의한 연산 블록(21)을 포함하고 있으면 다변량 해석법 이외의 방법(예를 들면, 검량선법)에 의한 연산 블록을 별도로 갖고 있어도 좋다. 이때, 연산의 순서는 불문한다.
본 실시형태의 성분 농도 측정 장치에서는 측정부(1)를 구성하는 각 측정 수단이 그 측정 방식에 적합한 배치로 설치되어 접속되어서 현상액의 복수의 특성값을 측정하고, 연산부(2)가 측정부(1)에서 측정된 현상액의 특성값의 측정값을 받음으로써 다변량 해석법(을 포함하는 연산 방법)에 의해 현상액의 성분 농도가 산출된다.
이하, 제 11 실시형태 및 제 12 실시형태에 있어서 본 실시형태의 성분 농도 측정 장치의 응용예에 대하여 설명한다. 본 실시형태의 성분 농도 측정 장치는 하나의 부품으로서 각종 장치나 시스템에 응용할 수 있다.
[제 11 실시형태]
도 11은 본 실시형태의 성분 농도 측정 장치를 사용한 현상액 관리 장치의 모식도이다.
본 실시형태에 있어서는 성분 농도 측정 장치(A)는 제어 밸브(41~43)를 제어하는 제어부(3)(제어 장치)와 연산 데이터용 신호선(54)에 의해 접속되어 있다. 제어부(3)(제어 장치)는 제어 신호용 신호선(55~57)에 의해 각 제어 밸브(41~43)와 접속되어 있다. 제어 밸브(41~43)는 각각 보충액 저류조(91, 92)로부터 보충액을 송액하기 위한 보충액용 관로(81, 82) 및 순수를 송액하기 위한 순수용 관로(83)에 설치되어 있다.
보충액 저류조(91, 92)는 질소 가스로 가압되어 있고, 제어부(3)(제어 장치)가 제어 밸브(41~43)를 개폐함으로써 보충액이 합류 관로(84)를 통해 현상액에 보급된다. 보급되는 보충액은 순환 펌프(74)에 의해 순환 관로(85)를 경유해서 현상액 저류조(61)로 리턴되어 교반된다. 보충액의 보급 동작의 방법이나 메커니즘은 후술하는 현상액 관리 방법나 현상액 관리 장치의 실시예에 있어서 설명한다.
이와 같이 본 실시형태의 성분 농도 측정 장치는 현상액에 보급되는 보충액을 송액하는 유로에 설치된 제어 밸브 및 이들을 제어하는 제어 장치와 조합함으로써 현상액 관리 장치의 한 부품으로서 이용할 수 있다.
또한, 보충액은, 예를 들면 현상액의 원액, 신액, 재생액 등을 말한다. 순수를 포함하는 경우도 있다. 원액이란 알칼리 성분 농도가 농후한 미사용의 현상액(예를 들면, 20~25% TMAH 수용액)이다. 신액이란 알칼리 성분 농도가 현상 공정에서 사용되는 농도와 동일한 농도이며 미사용의 현상액(예를 들면, 2.38% TMAH 수용액)이다. 재생액이란 사용이 완료된 현상액으로부터 불필요물을 제거해서 재이용 가능하게 한 현상액이다. 이들은 보충액으로서의 용도나 효과가 다르다. 예를 들면, 원액은 알칼리 성분 농도를 높이기 위한 보충액이며, 용해 포토레지스트 농도 및 흡수 이산화탄소 농도를 낮춘다. 신액은 알칼리 성분 농도를 유지하거나 또는 완만하게 증감해서 용해 포토레지스트 농도 및 흡수 이산화탄소 농도를 낮추기 위한 보충액이다. 순수는 각 성분 농도를 낮추기 위한 보충액이다. 이하의 실시예의 설명에 있어서도 마찬가지이다.
또한, 도 11에 있어서 보충액은 보충액 저류조(91, 92)로부터 보충액용 관로(81, 82)를 통해 공급되고, 순수는 순수용 관로(83)를 통해 공급되는 경우를 도시했지만, 이것에 한정되지 않는다. 보충액은 보충액 저류조(91, 92) 등으로부터 조합조(도시 생략)로 보내지고, 거기서 소정의 농도로 조제되고 나서 현상액 저류조(61)로 송액되는 경우도 있다. 이 경우에는 제어 밸브는 조합조로부터 현상액 저류조(61)로 송액되는 관로의 도중에 구비된다. 현상액 저류조(61)에 순수를 직접 공급하지 않는 경우도 있고, 이때에는 순수용 관로(83)나 제어 밸브(43)는 존재하지 않는다. 이하의 실시예의 설명 및 이하의 도면에 있어서도 마찬가지이다.
보충액은 보충액 저류부(C)의 보충액 저류조(91, 92)에 저류되어 있다. 보충액 저류조(91, 92)는 가압 가스용 밸브(46, 47)를 구비한 질소 가스용 관로(86)가 접속되어 있고, 이 관로를 통해 공급되는 질소 가스에 의해 가압되어 있다. 또한, 보충액 저류조(91, 92)에는 각각 보충액용 관로(81, 82)가 접속되어 통상 개방된 상태의 밸브(44, 45)를 통해 보충액이 송액된다. 보충액용 관로(81, 82) 및 순수용 관로(83)에는 제어 밸브(41~43)가 구비되어 있고, 제어 밸브(41~43)는 제어부(3)에 의해 개폐 제어된다. 제어 밸브가 동작함으로써 보충액 저류조(91, 92)에 저류되어 있었던 보충액이 압송되고, 또한 순수가 송액된다. 그 후에 보충액은 합류 관로(84)를 거쳐 순환 교반 기구(D)와 합류하여 현상액 저류조(61)에 보급되어 교반된다.
보급에 의해 보충액 저류조(91, 92) 내에 저류된 보충액이 감소하면 그 내압이 내려가 공급량이 불안정해지기 때문에 보충액의 감소에 따라 가압 가스용 밸브(46, 47)를 적당히 개방해서 질소 가스를 공급하여 보충액 저류조(91, 92)의 내압이 유지되도록 유지된다. 보충액 저류조(91, 92)가 비게 되었을 때에는 밸브(44, 45)를 폐쇄하고 보충액을 채운 새로운 보충액 저류조와 교환하거나 또는 별도 조달한 보충액을 비어진 보충액 저류조(91, 92)에 다시 충전한다.
[제 12 실시형태]
본 실시형태의 성분 농도 측정 장치는 표시 장치(DP)와 조합하여 현상액의 성분 농도 모니터나 성분 농도 감시 장치로서 이용할 수 있다. 또한, 경고등(WL)이나 경보 장치(WT)와 조합해서 현상액의 농도 이상 경보 장치 등에 응용할 수 있다. 도 12는 본 발명의 성분 농도 측정 장치의 응용 사례를 나타내기 위한 모식도이다. 이와 같이 본 발명의 성분 농도 측정 장치는 부품으로서 각종 장치나 시스템에 응용할 수 있다.
이하, 제 13~제 17 까지의 실시형태는 본 발명의 현상액 관리 방법에 관한 것이다.
본 발명의 현상액 관리 방법은 알칼리성 현상액의 성분 농도와 상관이 있는 현상액의 복수의 특성값을 측정하는 측정 스텝과, 측정된 복수의 특성값으로부터 다변량 해석법에 의해 현상액의 성분 농도를 산출하는 연산 스텝과, 측정된 현상액의 특성값 또는 산출된 현상액의 성분 농도 중 어느 하나에 의거하여 현상액에 보충액을 보급하는 보급 스텝을 포함하고 있다. 측정 스텝 및 연산 스텝은 상술한 현상액의 성분 농도 측정 방법에 있어서의 측정 스텝, 연산 스텝과 마찬가지이므로 이하의 제 13~제 17 까지의 실시형태에서는 그 중복하는 설명을 생략한다.
또한, 이하의 설명에 있어서, 「소정의 관리값」이란 현상액이 최적인 액성능을 발휘할 때의 특성값 또는 성분 농도값으로서 경험적으로 또는 실험 등에 의해 미리 알려져 있는 특성값 또는 성분 농도값이다. 즉, 예를 들면 현상 후의 기판에 형성된 선폭이나 잔막 두께라는 현상액의 현상성능의 지표가 되는 수치가 가장 바람직한 상태가 되는 특성값 또는 성분 농도값으로서 미리 알려져 있는 값을 말한다. 「소정의 관리 영역」도 이러한 관리값의 범위이다. 현상액 관리 장치의 설명에 있어서도 마찬가지이다.
[제 13 실시형태]
도 13은 현상액의 2개의 성분을 성분 농도에 의해 관리하는 현상액 관리 방법의 플로우차트이다. 본 실시형태의 현상액 관리 방법은 이산화탄소의 흡수가 적도록 관리되어 있는 알칼리성 현상액에 있어서, 현상액의 알칼리 성분 농도가 소정의 관리값이 되도록 및 용해 포토레지스트 농도가 소정의 관리값 이하가 되도록 현상액을 관리하는 경우 등에 바람직하게 적용된다.
본 실시형태에서는 성분 농도 A를 소정의 관리값 A0로, 성분 농도 B를 소정의 관리값 B0 이하로 관리하는 것으로 한다. 성분 농도 A는, 예를 들면 알칼리 성분 농도, 성분 농도 B는, 예를 들면 용해 포토레지스트 농도이다.
측정 스텝에서 현상액의 특성값 a, b가 측정되고, 그 측정값 am, bm이 연산 스텝으로 보내진다. 연산 스텝에서는 측정값 am, bm으로부터 다변량 해석법에 의해 현상액의 성분 농도 A, B가 측정된다. 연산 스텝에 의해 산출된 성분 농도 A, B는 보급 스텝으로 보내진다.
보급 스텝은 성분 농도 A를 조정하는 스텝 및 성분 농도 B를 조정하는 스텝을 포함한다.
우선, 성분 농도 A를 조정하는 스텝에서는 성분 농도 A가 그 관리값 A0보다 큰지 또는 작은지를 판단한다. 클 때에는 성분 농도 A를 옅게 하도록 기능하는 보충액(예를 들면, 현상액 신액이나 순수 등)을 현상액에 보급한다. 작을 때에는 성분 농도 A를 짙게 하도록 기능하는 보충액(예를 들면, 현상액 원액이나 신액 등)을 현상액에 보급한다. 성분 농도 A가 그 관리값 A0와 동일할 때에는 아무것도 하지 않는다.
성분 농도 B를 조정하는 스텝에서는 성분 농도 B가 그 관리값 B0보다 큰지의 여부를 판단한다. 클 때에는 성분 농도 B를 옅게 하도록 기능하는 보충액(예를 들면, 보충액으로서 현상액 신액이 알칼리 성분 농도를 바꾸지 않으므로 바람직하다)을 현상액에 보급한다. 작을 때에는 아무것도 하지 않는다.
[제 14 실시형태]
도 14는 현상액의 2개의 성분의 한쪽을 성분 농도에 의해, 다른쪽을 특성값에 의해 관리하는 경우의 현상액 관리 방법의 플로우차트이다. 본 실시형태의 현상액 관리 방법은 이산화탄소의 흡수가 적도록 관리되어 있는 알칼리성 현상액에 있어서 현상액의 알칼리 성분 농도가 소정의 관리값이 되도록 및 현상액의 특정 파장(예를 들면, λ=560㎚)에 있어서의 흡광도가 소정의 관리값 이하가 되도록 현상액을 관리하는 경우 등에 바람직하게 적용된다.
본 실시형태에서는 성분 농도 A를 소정의 관리값 A0로, 현상액의 특성값 b의 측정값 bm을 소정의 관리값 b0 이하로 관리하는 것으로 한다. 성분 농도 A는, 예를 들면 알칼리 성분 농도, 특성값 b는, 예를 들면 특정 파장(예를 들면, λ=560㎚)에 있어서의 흡광도이다.
측정 스텝에서 현상액의 특성값 a, b가 측정되고, 그 측정값 am, bm이 연산 스텝으로 보내진다. 연산 스텝에서는 측정값 am, bm으로부터 다변량 해석법에 의해 현상액의 성분 농도 A, B가 측정된다. 연산 스텝에 의해 산출된 성분 농도 A와, 측정 스텝에 의해 측정된 특성값 b의 측정값 bm은 보급 스텝으로 보내진다.
보급 스텝은 성분 농도 A를 조정하는 스텝과 특성값 b를 조정하는 스텝을 포함한다. 성분 농도 A를 조정하는 스텝은 제 13 실시형태의 경우와 마찬가지이므로 그 설명을 생략한다.
특성값 b를 조정하는 스텝에서는 그 측정값 bm이 그 관리값 b0와 비교해서 큰지의 여부를 판단한다. 클 때에는 성분 농도 B를 옅게 하도록 기능하는 보충액(예를 들면, 보충액으로서 현상액 신액이 알칼리 성분 농도를 바꾸지 않으므로 바람직하다)을 현상액에 보급한다. 작을 때에는 아무것도 하지 않는다.
특성값 b와 성분 농도 B가 단조 증가의 상관 관계를 가질 때에는 특성값 b가 그 관리값 b0 이하로 관리됨으로써 성분 농도 B가 그 관리값 B0 이하가 되도록 관리되게 된다. 특성값 b와 성분 농도 B가 단조 감소의 상관 관계를 가질 때에는 판단의 대소 관계를 반전시켜서 동작시키면 마찬가지로 성분 농도 B가 그 관리값 B0 이하가 되도록 관리할 수 있다.
[제 15 실시형태]
도 15는 현상액의 3개의 성분을 성분 농도에 의해 관리하는 현상액 관리 방법의 플로우차트이다. 본 실시형태의 현상액 관리 방법은, 예를 들면 현상액의 알칼리 성분 농도를 소정의 관리값으로, 용해 포토레지스트 농도를 소정의 관리값 이하로, 및 흡수 이산화탄소 농도를 소정의 관리값 이하로 관리하는 경우 등에 바람직하게 적용된다.
보급 스텝은 성분 농도 A를 소정의 관리값 A0로, 성분 농도 B를 소정의 관리값 B0 이하로, 성분 농도 C를 소정의 관리값 C0 이하로 관리하는 것으로 한다. 성분 농도 A는, 예를 들면 알칼리 성분 농도, 성분 농도 B는, 예를 들면 용해 포토레지스트 농도, 성분 농도 C는, 예를 들면 흡수 이산화탄소 농도이다.
측정 스텝에서 현상액의 특성값 a, b, c, …가 측정되고, 그 측정값 am, bm, cm, …이 연산 스텝으로 보내진다. 연산 스텝에서는 측정값 am, bm, cm, …으로부터 다변량 해석법에 의해 현상액의 성분 농도 A, B, C, …가 측정된다. 연산 스텝에 의해 산출된 성분 농도 A, B, C, …는 보급 스텝으로 보내진다.
보급 스텝은 성분 농도 A를 조정하는 스텝, 성분 농도 B를 조정하는 스텝, 및 성분 농도 C를 조정하는 스텝을 포함한다.
우선, 성분 농도 A를 조정하는 스텝에서는 성분 농도 A가 그 관리값 A0보다 큰지 또는 작은지를 판단한다. 클 때에는 성분 농도 A를 옅게 하도록 기능하는 보충액(예를 들면, 현상액 신액이나 순수 등)을 현상액에 보급한다. 작을 때에는 성분 농도 A를 짙게 하도록 기능하는 보충액(예를 들면, 현상액 원액이나 신액 등)을 현상액에 보급한다. 성분 농도 A가 그 관리값 A0와 동일할 때에는 아무것도 하지 않는다.
성분 농도 B를 조정하는 스텝에서는 성분 농도 B가 그 관리값 B0보다 큰지의 여부를 판단한다. 클 때에는 성분 농도 B를 옅게 하도록 기능하는 보충액(예를 들면, 보충액으로서 현상액 신액이 알칼리 성분 농도를 바꾸지 않으므로 바람직하다)을 현상액에 보급한다. 작을 때에는 아무것도 하지 않는다.
성분 농도 C를 조정하는 스텝에서는 성분 농도 C가 그 관리값 C0보다 큰지의 여부를 판단한다. 클 때에는 성분 농도 C를 옅게 하도록 기능하는 보충액(예를 들면, 보충액으로서 현상액 신액이 알칼리 성분 농도를 바꾸지 않으므로 바람직하다)을 현상액에 보급한다. 작을 때에는 아무것도 하지 않는다.
[제 16 실시형태]
도 16은 현상액의 3개의 성분 중 1개를 특성값에 의해, 다른 2개를 성분 농도에 의해 관리하는 현상액 관리 방법의 플로우차트이다. 본 실시형태의 현상액 관리 방법은 현상액의 알칼리 성분 농도가 소정의 관리값이 되도록 현상액의 특정 파장(예를 들면, λ=560㎚)에 있어서의 흡광도가 소정의 관리값 이하가 되도록 및 현상액의 흡수 이산화탄소 농도가 소정의 관리값 이하가 되도록 현상액을 관리하는 경우 등에 바람직하게 적용된다.
본 실시형태에서는 성분 농도 A를 소정의 관리값 A0로, 현상액의 특성값 b의 측정값 bm을 소정의 관리값 b0 이하로, 성분 농도 C를 소정의 관리값 C0 이하로 관리하는 것으로 한다. 성분 농도 A는, 예를 들면 알칼리 성분 농도, 특성값 b는, 예를 들면 특정 파장(예를 들면, λ=560㎚)에 있어서의 흡광도, 성분 농도 C는, 예를 들면 흡수 이산화탄소 농도이다.
측정 스텝에서 현상액의 특성값 a, b, c가 측정되고, 그 측정값 am, bm, cm이 연산 스텝으로 보내진다. 연산 스텝에서는 측정값 am, bm, cm으로부터 다변량 해석법에 의해 현상액의 성분 농도 A, B, C가 측정된다. 연산 스텝에 의해 산출된 성분 농도 A, C, 및 측정 스텝에서 측정된 특성값 b의 측정값 bm은 보급 스텝으로 보내진다.
보급 스텝은 성분 농도 A를 조정하는 스텝, 특성값 b를 조정하는 스텝, 및 성분 농도 C를 조정하는 스텝을 포함한다. 성분 농도 A를 조정하는 스텝 및 성분 농도 C를 조정하는 스텝은 제 15 실시형태와 마찬가지이므로 그 설명을 생략한다.
특성값 b를 조정하는 스텝에서는 그 측정값 bm이 그 관리값 b0와 비교해서 큰지의 여부를 판단한다. 클 때에는 성분 농도 B를 옅게 하도록 기능하는 보충액(예를 들면, 보충액으로서 현상액 신액이 알칼리 성분 농도를 바꾸지 않으므로 바람직하다)을 현상액에 보급한다. 작을 때에는 아무것도 하지 않는다.
특성값 b와 성분 농도 B가 단조 증가의 상관 관계를 가질 때에는 특성값 b가 그 관리값 b0 이하로 관리됨으로써 성분 농도 B가 그 관리값 B0 이하가 되도록 관리되게 된다. 특성값 b와 성분 농도 B가 단조 감소의 상관 관계를 가질 때에는 판단의 대소 관계를 반전시켜(즉, bm＜b0) 동작시키면 마찬가지로 성분 농도 B가 그 관리값 B0 이하가 되도록 관리할 수 있다.
[제 17 실시형태]
도 17은 현상액의 3개의 성분 중 2개를 특성값에 의해, 다른 1개를 성분 농도에 의해 관리하는 현상액 관리 방법의 플로우차트이다. 본 실시형태의 현상액 관리 방법은 현상액의 도전율이 소정의 관리값이 되도록 현상액의 특정 파장(예를 들면, λ=560㎚)에 있어서의 흡광도가 소정의 관리값 이하가 되도록 및 현상액의 흡수 이산화탄소 농도가 소정의 관리값 이하가 되도록 현상액을 관리하는 경우 등에 바람직하게 적용된다.
본 실시형태에서는 현상액의 특성값 a의 측정값 am을 소정의 관리값 a0으로, 현상액의 특성값 b의 측정값 bm을 소정의 관리값 b0 이하로, 성분 농도 C를 소정의 관리값 C0 이하로 관리하는 것으로 한다. 특성값 a는, 예를 들면 도전율, 특성값 b는, 예를 들면 특정 파장(예를 들면, λ=560㎚)에 있어서의 흡광도, 성분 농도 C는, 예를 들면 흡수 이산화탄소 농도이다.
측정 스텝에서 현상액의 특성값 a, b, c가 측정되고, 그 측정값 am, bm, cm이 연산 스텝으로 보내진다. 연산 스텝에서는 측정값 am, bm, cm으로부터 다변량 해석법에 의해 현상액의 성분 농도 A, B, C가 측정된다. 측정 스텝에서 측정된 특성값 a의 측정값 am, b의 측정값 bm 및 연산 스텝에 의해 산출된 성분 농도 C는 보급 스텝으로 보내진다.
보급 스텝은 특성값 a를 조정하는 스텝, 특성값 b를 조정하는 스텝, 및 성분 농도 C를 조정하는 스텝을 포함한다. 특성값 b를 조정하는 스텝 및 성분 농도 C를 조정하는 스텝은 제 16 실시형태와 마찬가지이므로 그 설명을 생략한다.
특성값 a를 조정하는 스텝에서는 그 측정값 am이 그 관리값 a0와 비교해서 큰지 또는 작은지를 판단한다. 클 때에는 성분 농도 A를 옅게 하도록 기능하는 보충액(예를 들면, 현상액 원액 또는 신액)을 현상액에 보급한다. 작을 때에는 성분 농도 A를 짙게 하도록 기능하는 보충액(예를 들면, 현상액 신액 또는 순수)을 현상액에 보급한다. 동일할 때에는 아무것도 하지 않는다.
특성값 a와 성분 농도 A가 단조 증가의 상관 관계를 가질 때에는 특성값 a가 그 관리값 a0로 유지됨으로써 성분 농도 A가 그 관리값 A0가 되도록 관리되게 된다. 특성값 a와 성분 농도 A가 단조 감소의 상관 관계를 가질 때에는 판단의 대소 관계를 반전시켜서 동작시키면 마찬가지로 성분 농도 A가 그 관리값 A0가 되도록 관리할 수 있다.
이상, 제 13~제 17 까지의 실시형태에 나타낸 바와 같이 본 발명의 현상액 관리 방법은 현상액의 성분 농도와 상관이 있는 현상액의 복수의 특성값을 측정하는 측정 스텝과, 측정된 복수의 특성값에 의거하여 다변량 해석법에 의해 현상액의 성분 농도를 산출하는 연산 스텝과, 측정되는 현상액의 복수의 특성값 및 산출되는 현상액의 성분 농도 중으로부터 선택되는 관리 대상 항목의 측정값 또는 산출값에 의거하여 현상액에 보충액을 보충하는 보급 스텝을 포함하고 있다.
측정 스텝은 특성값 a를 측정하는 측정 스텝, 특성값 b를 측정하는 측정 스텝, 특성값 c를 측정하는 측정 스텝… 등을 더 포함한다. 그러나, 이들 스텝의 순서는 불문한다. 동시에 측정되어도 좋다. 또한, 온도 조정 스텝이나, 시약 첨가 스텝, 폐액 스텝 등 측정 방법에 따라 적당히 필요한 스텝을 포함하고 있어도 좋다.
연산 스텝은 다변량 해석법에 의해 성분 농도를 산출하는 연산 스텝을 포함하고 있으면 좋다. 다변량 해석법과는 상이한 연산 방법(예를 들면, 검량선법)에 의해 성분 농도를 산출하는 스텝 등을 포함하고 있어도 좋다.
보급 스텝은 관리 대상 항목(현상액의 특성값 또는 성분 농도 중 어느 하나)을 제어량으로 하고, 이것이 소정의 관리값이 되도록 또는 소정의 관리값 이하 또는 관리 영역 안이 되도록 현상액에 보충액을 보급하는 성분 농도 A를 조정하는 스텝, 성분 농도 B를 조정하는 스텝, 성분 농도 C를 조정하는 스텝…을 포함하고 있다. 그 순서는 도면에 나타낸 순서에 한정되지 않는다.
또한, 제어의 방식은 제어량을 목표값에 맞추는 제어에 사용되는 각종 제어 방법을 채용할 수 있다. 특히, 비례 제어(P 제어), 적분 제어(I 제어), 미분 제어(D 제어), 및 이들을 조합시킨 제어(PI 제어 등)가 바람직하다. 보다 바람직하게는 PID 제어가 적합하다.
상기 제 13~제 17 까지의 실시형태에 있어서 측정 스텝, 연산 스텝, 보급 스텝을 반복함으로써 현상액의 성분 농도 A는 그 관리값 A0로 유지되고, 현상액의 성분 농도 B는 그 관리값 B0 이하로, 성분 농도 C는 그 관리값 C0 이하로 관리된다. 따라서, 본 발명의 현상액 관리 방법에 의해 최적인 현상성능을 유지할 수 있어 소망의 선폭이나 잔막 두께를 실현할 수 있다.
이하, 제 18~제 25 까지의 실시형태는 본 발명의 현상액 관리 장치에 관한 것이다.
본 실시형태의 현상액 관리 장치는 알칼리성 현상액의 성분 농도와 상관이 있는 현상액의 복수의 특성값을 측정하는 측정부(1)와, 측정부(1)에서 측정된 복수의 특성값으로부터 다변량 해석법에 의해 현상액의 성분 농도를 산출하는 연산부(2)와, 측정부(1)에서 측정된 현상액의 특성값 또는 연산부(2)에서 산출된 현상액의 성분 농도에 의거하여 현상액에 보급되는 보충액을 송액하는 유로에 설치된 제어 밸브(41~43)에 제어 신호를 발하는 제어부(3)를 구비하고 있다. 본 발명의 현상액 관리 장치의 측정부(1) 및 연산부(2)는 상술한 현상액의 성분 농도 측정 장치에 있어서의 측정부(1), 연산부(2)와 마찬가지이므로 이하의 제 18~제 25 까지의 실시형태에서는 그 중복하는 설명을 생략한다.
[제 18 실시형태]
도 18은 본 발명의 현상액 관리 장치의 설명을 하기 위한 현상 공정의 모식도이다. 본 발명의 현상액 관리 장치(E)가 현상 공정 설비(B), 보충액 저류부(C), 순환 교반 기구(D) 등과 함께 도시되어 있다.
본 실시형태의 현상액 관리 장치(E)는 현상액의 복수의 특성값을 측정하는 복수의 측정 수단(11~13)을 구비한 측정부(1)와, 다변량 해석법에 의한 연산 블록(21)을 포함하는 연산부(2)와, 현상액의 특성값 또는 성분 농도 중 어느 한쪽을 제어량으로 해서 이것이 소정의 관리값 또는 관리 영역 안이 되도록 제어하는 제어부(3)를 구비하고 있다. 또한, 본 실시형태의 현상액 관리 장치는 제어부(3)와 접속되어서 제어되는 제어 밸브(41~43)를 구비하고 있다.
현상액 관리 장치(E)는 샘플링 배관(15)에 의해 현상액 저류조(61)와 접속된다. 샘플링 펌프(14)에 의해 샘플링된 현상액은 샘플링 배관(15)을 통해 측정부(1) 내로 유도된다. 측정부(1) 내에서는 각 측정 수단(11~13)이 현상액의 특성값을 측정한다. 측정 후의 현상액은 리턴 배관(16)을 통해 현상액 저류조(61)로 리턴된다.
연산부(2)는 측정부(1)에서 측정된 현상액의 복수의 특성값의 측정값을 1세트 수신한다. 연산부(2)는 수신한 1세트의 측정값으로부터 다변량 해석법에 의해 현상액의 성분 농도를 산출한다.
측정 동작, 연산 동작의 상세는 상술한 현상액의 성분 농도 측정 장치와 마찬가지이므로 생략하고, 이하 제어 동작에 대하여 설명한다.
현상액 관리 장치(E)는 현상액에 보급되는 보충액을 송액하는 관로(81~83)와 접속된다(순수도 포함해서 보충액으로 한다). 각 관로(81~83)는 현상액 관리 장치(E) 내에서 제어부(3)에 의해 그 동작이 제어되는 제어 밸브(41~43)와 접속된다.
제어부(3)는 측정부(1)로부터는 현상액의 특성값의 측정값을, 연산부(2)로부터는 산출된 성분 농도를 수신한다. 제어부(3)는 수신한 현상액의 특성값 또는 성분 농도를 제어량으로 하고, 이 제어량에 의거하여 제어 밸브(41~43)에 대하여 제어 신호를 발한다. 제어는, 예를 들면 그 제어량이 소정의 관리값이 되도록 또는 소정의 관리 영역 안이 되도록 행해진다.
제어부(3)는 제어 블록을 구비한다. 예를 들면, 현상액 관리 장치(E)가 현상액의 3개의 성분 농도 A, B, C를 관리하는 것이면 제어부(3)는 성분 농도 A를 제어하기 위한 제어 블록(31), 성분 농도 B를 제어하기 위한 제어 블록(32), 성분 농도 C를 제어하기 위한 제어 블록(33)을 구비한다. 관리하는 성분 농도가 2개이면 제어 블록은 2개이어도 좋고, 또한 관리하는 성분 농도가 3개보다 많으면 그에 따라 동일한 제어 블록을 더 구비한다. 이렇게 해서 제어부(3)는 제어 밸브(41~43)에 필요한 제어 신호를 발할 수 있다.
제어 밸브(41~43)가, 예를 들면 "개방" 신호를 수신하고 있는 동안 개방하는 제어 밸브로서, 밸브 개방 시에 소정의 유량을 송액할 수 있도록 미리 유량 조절된 개폐 제어 밸브인 경우에는 제어부(3)가 보급해야 할 보충액을 송액하는 유로에 설치된 제어 밸브에 "개방" 신호를 소정 시간에 걸쳐 보냄으로써 현상액 관리에 필요한 보충액이 필요한 양만큼 현상액에 보급된다.
제어 밸브의 제어 동작은 이 예에 한정되지 않는다. 제어 밸브가 개폐 스위칭 신호에 의해 밸브의 개방 상태와 폐쇄 상태를 스위칭하는 것인 경우에는 제어부(3)가 펄스적인 개폐 스위칭 신호를 제어 밸브에 소정의 시간 간격으로 보냄으로써 필요한 보충액이 필요한 양만큼 현상액에 보급된다.
또한, 제어 밸브(41~43)는 밸브의 개도를 제어할 수 있는 것이어도 좋고, 단순한 유량 조정 밸브(니들 밸브)와 개폐 제어 밸브의 조합이어도 좋다. 제어 밸브(41~43)는 전자 밸브이어도 좋고, 공기압 조작 밸브(에어 오퍼레이트 밸브)이어도 좋다.
제어 밸브(41~43)가 제어부(3)가 발한 제어 신호에 의거하여 동작함으로써 현상액 관리에 필요한 양의 보충액이 현상액에 보급된다. 제어부(3)는 수신한 제어량(현상액의 특성값 또는 성분 농도)으로부터 요구되는 보충액의 종류와 그 필요 보급량에 의거하여 필요한 보급량이 송액되도록 제어해야 할 제어 밸브에 제어 신호를 발한다.
이렇게 하여 본 실시형태의 현상액 관리 장치에 의해 측정된 현상액의 특성값 또는 산출된 현상액의 성분 농도에 의거하여 이들이 소정의 관리값이 되도록 또는 소정의 관리 영역 안이 되도록 현상액을 유지 관리할 수 있다.
보다 구체적으로는 다음과 같은 현상액 관리가 가능해진다. 단, 이하에 열거하는 현상액 관리는 예시이며, 이것에 한정되는 것은 아니다.
제 1로, 반복하여 사용되는 알칼리성 현상액의 알칼리 성분 농도, 용해 포토레지스트 농도, 및 흡수 이산화탄소 농도가 각각에 대한 소정의 관리값이 되도록 현상액에 보충액을 보급하는 현상액 관리이다. 예를 들면, 본 발명의 현상액 관리 장치에 의하면 2.38% TMAH 수용액의 알칼리 성분 농도를 바람직하게는 2.375~2.390(wt%)의 범위 내의 소정의 관리값, 보다 바람직하게는 2.380(wt%)으로, 용해 포토레지스트 농도를 바람직하게는 0.40(wt%) 이하의 소정의 관리값, 보다 바람직하게는 0.15(wt%)로, 흡수 이산화탄소 농도를 바람직하게는 0.40(wt%) 이하의 소정 관리값, 보다 바람직하게는 0.25(wt%)로 관리할 수 있다.
제 2로, 반복하여 사용되는 알칼리성 현상액의 알칼리 성분 농도가 소정의 관리값이 되도록 용해 포토레지스트 농도 및 흡수 이산화탄소 농도가 각각에 대한 소정의 관리값 이하가 되도록 현상액에 보충액을 보급하는 현상액 관리이다. 예를 들면, 본 발명의 현상액 관리 장치에 의하면 2.38% TMAH 수용액의 알칼리 성분 농도를 바람직하게는 2.375~2.390(wt%)의 범위 내의 소정의 관리값, 보다 바람직하게는 2.380(wt%)으로, 용해 포토레지스트 농도를 바람직하게는 0.40(wt%)이하가 되도록, 흡수 이산화탄소 농도를 바람직하게는 0.40(wt%) 이하가 되도록 관리할 수 있다.
제 3으로, 반복하여 사용되는 알칼리성 현상액의 알칼리 성분 농도, 특정 파장에 있어서의 흡광도, 및 흡수 이산화탄소 농도가 각각에 대한 소정의 관리값이 되도록 현상액에 보충액을 보급하는 현상액 관리이다. 예를 들면, 본 발명의 현상액 관리 장치에 의하면 2.38% TMAH 수용액의 알칼리 성분 농도를 바람직하게는 2.375~2.390(wt%)의 범위 내의 소정의 관리값, 보다 바람직하게는 2.380(wt%)으로, 파장(λ)=560㎚에 있어서의 흡광도[셀 광로 길이(d)=10㎜]를 바람직하게는 1.30(Abs.) 이하의 소정의 관리값, 보다 바람직하게는 0.50(Abs.)으로, 흡수 이산화탄소 농도를 바람직하게는 0.40(wt%) 이하의 소정의 관리값, 보다 바람직하게는 0.25(wt%)로 관리할 수 있다.
제 4로, 반복하여 사용되는 알칼리성 현상액의 알칼리 성분 농도가 소정의 관리가 되도록, 특정 파장에 있어서의 흡광도가 소정의 관리 영역 안이 되도록, 흡수 이산화탄소 농도가 소정의 관리값 이하가 되도록 현상액에 보충액을 보급하는 현상액 관리이다. 예를 들면, 본 발명의 현상액 관리 장치에 의하면 2.38% TMAH 수용액의 알칼리 성분 농도를 바람직하게는 2.375~2.390(wt%)의 범위 내의 소정의 관리값, 보다 바람직하게는 2.380(wt%)으로, 파장(λ)=560㎚에 있어서의 흡광도[셀 광로 길이(d)=10㎜]를 바람직하게는 1.30(Abs.) 이하, 보다 바람직하게는 0.65(Abs.) 이하가 되도록, 흡수 이산화탄소 농도를 바람직하게는 0.40(wt%)이하가 되도록 관리할 수 있다.
제 5로, 반복하여 사용되는 알칼리성 현상액의 도전율, 특정 파장에 있어서의 흡광도, 및 흡수 이산화탄소 농도가 각각에 있어서의 소정의 관리값이 되도록 현상액에 보충액을 보급하는 현상액 관리이다. 예를 들면, 본 발명의 현상액 관리 장치에 의하면 2.38% TMAH 수용액의 도전율을 바람직하게는 54.47~54.75(mS/㎝)의 범위 내의 소정의 관리값, 보다 바람직하게는 54.58(mS/㎝)로, 파장(λ)=560㎚에 있어서의 흡광도[셀 광로 길이(d)=10㎜]를 바람직하게는 1.3(Abs.) 이하의 소정의 관리값, 보다 바람직하게는 0.50(Abs.)으로, 흡수 이산화탄소 농도를 바람직하게는 0.40(wt%) 이하의 소정의 관리값, 보다 바람직하게는 0.25(wt%)로 관리할 수 있다.
제 6으로, 반복하여 사용되는 알칼리성 현상액의 도전율이 소정의 관리값이 되도록, 특정 파장에 있어서의 흡광도가 소정의 관리 영역 안이 되도록, 흡수 이산화탄소 농도가 소정의 관리값 이하가 되도록 현상액에 보충액을 보급하는 현상액 관리이다. 예를 들면, 본 발명의 현상액 관리 장치에 의하면 2.38% TMAH 수용액의 도전율을 바람직하게는 54.47~54.75(mS/㎝)의 범위 내의 소정의 관리값, 보다 바람직하게는 54.58(mS/㎝)로, 파장(λ)=560㎚에 있어서의 흡광도[셀 광로 길이(d)=10㎜]를 바람직하게는 1.30(Abs.)이하, 보다 바람직하게는 0.65(Abs.) 이하가 되도록, 흡수 이산화탄소 농도를 바람직하게는 0.40(wt%) 이하가 되도록 관리할 수 있다.
따라서, 본 실시형태의 현상액 관리 장치에 의하면 종래의 것에 비해 현상액의 각 성분 농도 또는 각 특성값을 소정의 관리값 또는 관리 영역 내에 정밀도 좋게 관리할 수 있으므로 현상액을 최적인 현상성능으로 유지할 수 있어 소망의 선폭이나 잔막 두께를 실현할 수 있다.
[제 19 실시형태]
도 19는 현상액에 보급되는 보충액을 송액하는 유로에 설치된 제어 밸브(41~43)가 본 실시형태의 현상액 관리 장치의 외부에 있는 실시형태의 현상액 관리 장치를 설명하기 위한 모식도이다.
본 실시형태의 현상액 관리 장치(E)는 현상액의 복수의 특성값을 측정하는 복수의 측정 수단을 구비한 측정부(1)와, 다변량 해석법에 의한 연산 블록(21)을 포함하는 연산부(2)와, 현상액의 특성값 또는 성분 농도의 어느 한쪽을 제어량으로서 이것이 소정의 관리값 또는 관리 영역 안이 되도록 보충액의 보급관로에 설치된 제어 밸브(41~43)에 제어 신호를 발하는 제어부(3)를 구비하고 있다.
본 실시형태에서는 제어부(3)에 의해 제어되는 제어 밸브(41~43)는 현상액 관리 장치(E)의 내부 부품은 아니다. 현상액 관리 장치(E)와는 별체로서 보충액이 송액되는 관로에 설치되어 있다. 현상액 관리 장치(E)는 보충액이 송액되는 이들의관로와는 접속되지 않는다.
기타 구성, 동작 등은 제 18 실시형태와 마찬가지이므로 생략한다.
[제 20 실시형태]
도 20은 연산 기능과 제어 기능을 함께 갖는 연산 제어부(23)를 구비한 현상액 관리 장치(E)의 모식도이다.
본 발명의 현상액 관리 장치(E)는 연산부(2)와 제어부(3)가 별체의 장치로서 구성되어 있는 경우에 한정되지 않는다. 연산 기능과 제어 기능을 함께 갖는 일체의 연산 제어부(23)로서 구성되어 있어도 좋다. 연산 제어부(23)로서는, 예를 들면 컴퓨터 등의 다기능 장치를 들 수 있다.
컴퓨터는 입출력 기능, 송수신 기능, 연산 기능, 제어 기능, 표시 기능 등 매우 다양한 기능을 구비하고 있다. 따라서, 본 발명의 현상액 관리 장치(E)의 연산 기능, 제어 기능을 컴퓨터에 의해 실현할 수 있다. 연산 제어부(23)가 측정부(1) 및 제어 밸브(41~43)와 접속되어 있으면 좋다. 이때, 다변량 해석법에 의해 측정된 현상액의 특성값으로부터 성분 농도를 산출하는 연산 처리 프로그램과, 제어량(현상액의 특성값 또는 성분 농도)이 소정의 관리값이 되도록 또는 소정의 관리 영역 안이 되도록 제어 밸브(41~43)에 대하여 제어 신호를 발하는 제어 프로그램이 컴퓨터에 실장되어 있으면 현상액을 소정의 상태로 유지 관리할 수 있다.
기타 구성, 동작 등은 제 18 실시형태와 마찬가지이므로 생략한다.
[제 21 실시형태]
도 21은 현상액의 2개의 성분을 관리하는 현상액 관리 장치의 모식도이다. 본 실시형태의 현상액 관리 장치(E)는 이산화탄소의 흡수가 적도록 관리된 알칼리성 현상액의 알칼리 성분 농도와 용해 포토레지스트 농도를 관리하는 경우 등에 바람직하게 적용된다.
제 1 측정 수단(11)이 현상액의 성분 중 적어도 알칼리 성분 농도와 상관이 있는 현상액의 특성값을 측정하는 측정 수단(예를 들면, 도전율을 측정하는 도전율계)이며, 제 2 측정 수단(12)이 현상액의 성분 중 적어도 용해 포토레지스트 농도와 상관이 있는 현상액의 특성값을 측정하는 측정 수단[예를 들면, 파장(λ)=560㎚에 있어서의 흡광도를 측정하는 흡광 광도계]이다라고 하면 연산부(2)가 다변량 해석법에 의한 연산 블록(21)을 포함하므로 다변량 해석법에 의해 측정된 현상액의 특성값으로부터 현상액의 알칼리 성분 농도 및 용해 포토레지스트 농도를 산출할 수 있다.
그러면 제어 블록(31)이 현상액의 도전율 또는 알칼리 성분 농도가 소정의 관리값이 되도록 제어 밸브에 제어 신호를 발하는 제어 블록이며, 제어 블록(32)이 현상액의 특정 파장(예를 들면, λ=560㎚)에 있어서의 흡광도 또는 용해 포토레지스트 농도가 소정의 관리값 또는 관리 영역 안이 되도록 제어 밸브에 제어 신호를 발하는 제어 블록일 때에는 제어부(3)는 측정된 현상액의 특성값과 산출된 현상액의 성분 농도를 수신할 수 있도록 측정부(1) 및 연산부(2)와 접속되어 있으므로 본 실시형태의 현상액 관리 장치(E)에 의해 현상액의 알칼리 성분 농도가 소정의 관리값이 되도록, 용해 포토레지스트 농도가 소정의 관리값 또는 관리 영역 안이 되도록 현상액을 유지 관리할 수 있다.
그 밖의 상세한 것은 다른 실시형태와 마찬가지이므로 생략한다.
[제 22 실시형태]
도 22는 현상액의 2개의 성분을 성분 농도에 의해 관리하는 현상액 관리 장치의 모식도이다. 본 실시형태의 현상액 관리 장치는 이산화탄소를 흡수하지 않도록 관리된 알칼리성 현상액의 알칼리 성분 농도와 용해 포토레지스트 농도를 관리 농도값으로 관리하는 경우 등에 바람직하게 적용된다.
제 1 측정 수단(11)이 현상액의 성분 중 적어도 알칼리 성분 농도와 상관이 있는 현상액의 특성값을 측정하는 측정 수단(예를 들면, 도전율을 측정하는 도전율계)이며, 제 2 측정 수단(12)이 현상액의 성분 중 적어도 용해 포토레지스트 농도와 상관이 있는 현상액의 특성값을 측정하는 측정 수단(예를 들면, λ=560㎚에 있어서의 흡광도를 측정하는 흡광 광도계)이다라고 하면 연산부(2)가 다변량 해석법에 의한 연산 블록(21)을 포함하므로 다변량 해석법에 의해 측정된 현상액의 특성값으로부터 현상액의 알칼리 성분 농도 및 용해 포토레지스트 농도를 산출할 수 있다.
그러면 제어 블록(31)이 알칼리 성분 농도를 소정의 관리값이 되도록 제어 밸브에 제어 신호를 발하는 제어 블록이며, 제어 블록(32)이 용해 포토레지스트 농도를 소정의 관리값 또는 관리값 이하가 되도록 제어 밸브에 제어 신호를 발하는 제어 블록일 때에는 제어부(3)는 산출된 현상액의 성분 농도를 수신할 수 있도록 연산부(2)와 접속되어 있으므로 본 실시형태의 현상액 관리 장치(E)에 의해 현상액의 알칼리 성분 농도를 소정의 관리값이 되도록, 용해 포토레지스트 농도를 소정의 관리값 또는 관리값 이하가 되도록 현상액을 유지 관리할 수 있다.
그 밖의 상세한 것은 다른 실시형태와 마찬가지이므로 생략한다.
[제 23 실시형태]
도 23은 현상액의 3개의 성분 중 2개를 특성값에 의해, 다른 1개를 성분 농도에 의해 관리하는 현상액 관리 장치의 모식도이다. 본 실시형태의 현상액 관리 장치는 알칼리성 현상액의 알칼리 성분 농도를 도전율에 의해, 용해 포토레지스트 농도를 특정 파장(예를 들면, λ=560㎚)에 있어서의 흡광도에 의해 관리하고, 흡수 이산화탄소 농도를 농도에 의해 관리하는 경우 등에 바람직하게 적용된다.
제 1 측정 수단(11)이 현상액의 성분 중 적어도 알칼리 성분 농도와 상관이 있는 현상액의 특성값을 측정하는 측정 수단(예를 들면, 도전율을 측정하는 도전율계)이며, 제 2 측정 수단(12)이 현상액의 성분 중 적어도 용해 포토레지스트 농도와 상관이 있는 현상액의 특성값을 측정하는 측정 수단(예를 들면, λ=560㎚에 있어서의 흡광도를 측정하는 흡광 광도계)이며, 제 3 측정 수단(13)이 현상액의 성분 중 적어도 흡수 이산화탄소 농도와 상관이 있는 현상액의 특성값을 측정하는 측정 수단(예를 들면, 밀도를 측정하는 밀도계)이다라고 하면 연산부(2)가 다변량 해석법에 의한 연산 블록(21)을 포함하므로 다변량 해석법에 의해 측정된 현상액의 특성값으로부터 현상액의 알칼리 성분 농도, 용해 포토레지스트 농도, 및 흡수 이산화탄소 농도를 산출할 수 있다.
그러면 제어 블록(31)이 현상액의 도전율을 소정의 관리값이 되도록 제어 밸브에 제어 신호를 발하는 제어 블록이며, 제어 블록(32)이 현상액의 특성 파장(예를 들면, λ=560㎚)에 있어서의 흡광도를 소정의 관리값 또는 관리 영역 안이 되도록 제어 밸브에 제어 신호를 발하는 제어 블록이며, 제어 블록(33)이 흡수 이산화탄소 농도를 소정의 관리값 또는 관리값 이하가 되도록 제어 밸브에 제어 신호를 발하는 제어 블록일 때에는 제어부(3)는 측정된 현상액의 특성값을 수신할 수 있도록 측정부(1)와 접속되고, 산출된 현상액의 성분 농도를 수신할 수 있도록 연산부(2)와 접속되어 있으므로 본 실시형태의 현상액 관리 장치(E)에 의해 현상액의 알칼리 성분 농도를 소정의 관리값이 되도록, 용해 포토레지스트 농도를 소정의 관리값 또는 관리값 이하가 되도록, 및 흡수 이산화탄소 농도를 소정의 관리값 또는 관리값 이하가 되도록 현상액을 유지 관리할 수 있다.
그 밖의 상세한 것은 다른 실시형태와 마찬가지이므로 생략한다.
[제 24 실시형태]
도 24는 현상액의 3개의 성분 중 하나를 특성값에 의해, 다른 2개를 성분 농도에 의해 관리하는 현상액 관리 장치의 모식도이다. 본 실시형태의 현상액 관리 장치는 알칼리성 현상액의 알칼리 성분 농도와 흡수 이산화탄소 농도를 농도에 의해 관리하고, 용해 포토레지스트 농도를 특정 파장(예를 들면, λ=560㎚)에 있어서의 흡광도에 의해 관리하는 경우 등에 바람직하게 적용된다.
제 1 측정 수단(11)이 현상액의 성분 중 적어도 알칼리 성분 농도와 상관이 있는 현상액의 특성값을 측정하는 측정 수단(예를 들면, 도전율을 측정하는 도전율계)이며, 제 2 측정 수단(12)이 현상액의 성분 중 적어도 용해 포토레지스트 농도와 상관이 있는 현상액의 특성값을 측정하는 측정 수단(예를 들면, λ=560㎚에 있어서의 흡광도를 측정하는 흡광 광도계)이며, 제 3 측정 수단이 현상액의 성분 중 적어도 흡수 이산화탄소 농도와 상관이 있는 현상액의 특성값을 측정하는 측정 수단(예를 들면, 밀도를 측정하는 밀도계)이다라고 하면 연산부(2)가 다변량 해석법에 의한 연산 블록(21)을 포함하므로 다변량 해석법에 의해 측정된 현상액의 특성값으로부터 현상액의 알칼리 성분 농도, 용해 포토레지스트 농도, 및 흡수 이산화탄소 농도를 산출할 수 있다.
그러면 제어 블록(31)이 알칼리 성분 농도를 소정의 관리값이 되도록 제어 밸브에 제어 신호를 발하는 제어 블록이며, 제어 블록(32)이 현상액의 특성 파장(예를 들면, λ=560㎚)에 있어서의 흡광도를 소정의 관리값 또는 관리 영역 안이 되도록 제어 밸브에 제어 신호를 발하는 제어 블록이며, 제어 블록(33)이 흡수 이산화탄소 농도를 소정의 관리값 또는 관리값 이하가 되도록 제어 밸브에 제어 신호를 발하는 제어 블록일 때에는 제어부(3)는 측정된 현상액의 특성값을 수신할 수 있도록 측정부(1)와 접속되고, 산출된 현상액의 성분 농도를 수신할 수 있도록 연산부(2)와 접속되어 있으므로 본 실시형태의 현상액 관리 장치(E)에 의해 현상액의 알칼리 성분 농도를 소정의 관리값이 되도록, 용해 포토레지스트 농도를 소정의 관리값 또는 관리값 이하가 되도록, 및 흡수 이산화탄소 농도를 소정의 관리값 또는 관리값 이하가 되도록 현상액을 유지 관리할 수 있다.
그 밖의 상세한 것은 다른 실시형태와 마찬가지이므로 생략한다.
[제 25 실시형태]
도 25는 현상액의 3개의 성분을 성분 농도에 의해 관리하는 현상액 관리 장치의 모식도이다. 본 실시형태의 현상액 관리 장치는 알칼리성 현상액의 알칼리 성분 농도, 용해 포토레지스트 농도, 및 흡수 이산화탄소 농도를 농도에 의해 관리하는 경우 등에 바람직하게 적용된다.
제 1 측정 수단(11)이 현상액의 성분 중 적어도 알칼리 성분 농도와 상관이 있는 현상액의 특성값을 측정하는 측정 수단(예를 들면, 도전율을 측정하는 도전율계)이며, 제 2 측정 수단(12)이 현상액의 성분 중 적어도 용해 포토레지스트 농도와 상관이 있는 현상액의 특성값을 측정하는 측정 수단(예를 들면, λ=560㎚에 있어서의 흡광도를 측정하는 흡광 광도계)이며, 제 3 측정 수단이 현상액의 성분 중 적어도 흡수 이산화탄소 농도와 상관이 있는 현상액의 특성값을 측정하는 측정 수단(예를 들면, 밀도를 측정하는 밀도계)이다라고 하면 연산부(2)가 다변량 해석법에 의한 연산 블록(21)을 포함하므로 다변량 해석법에 의해 측정된 현상액의 특성값으로부터 현상액의 알칼리 성분 농도, 용해 포토레지스트 농도, 및 흡수 이산화탄소 농도를 산출할 수 있다.
그러면 제어 블록(31)이 알칼리 성분 농도를 소정의 관리값이 되도록 제어 밸브에 제어 신호를 발하는 제어 블록이며, 제어 블록(32)이 용해 포토레지스트 농도를 소정의 관리값 또는 관리값 이하가 되도록 제어 밸브에 제어 신호를 발하는 제어 블록이며, 제어 블록(33)이 흡수 이산화탄소 농도를 소정의 관리값 또는 관리값 이하가 되도록 제어 밸브에 제어 신호를 발하는 제어 블록일 때에는 제어부(3)는 산출된 현상액의 성분 농도를 수신할 수 있도록 연산부(2)와 접속되어 있으므로 본 실시형태의 현상액 관리 장치(E)에 의해 현상액의 알칼리 성분 농도를 소정의 관리값이 되도록 용해 포토레지스트 농도를 소정의 관리값 또는 관리값 이하가 되도록 및 흡수 이산화탄소 농도를 소정의 관리값 또는 관리값 이하가 되도록 현상액을 유지 관리할 수 있다.
그 밖의 상세한 것은 다른 실시형태와 마찬가지이므로 생략한다.
이상, 제 18~제 25까지의 실시형태에 나타낸 바와 같이 본 실시형태의 현상액 관리 장치는 알칼리성 현상액의 성분 농도와 상관이 있는 현상액의 복수의 특성값을 측정하는 측정부(1)와, 측정부(1)에서 측정된 복수의 특성값으로부터 다변량 해석법에 의해 현상액의 성분 농도를 산출하는 연산부(2)와, 측정부(1)에서 측정된 현상액의 특성값 또는 연산부(2)에서 산출된 현상액의 성분 농도에 의거하여 현상액에 보급되는 보충액을 송액하는 유로에 설치된 제어 밸브(41~43)에 제어 신호를 발하는 제어부(3)를 구비하고 있다.
본 실시형태의 현상액 관리 장치에 있어서의 측정부(1) 및 연산부(2)는 현상액의 농도 측정 장치에 있어서의 측정부(1) 및 연산부(2)와 마찬가지로 여러 가지 실시형태를 취할 수 있다.
본 실시형태의 현상액 관리 장치에 있어서의 제어부(3)는 연산부(2)와 별체의 장치로서 구비되어 있을 필요는 없고, 일체의 장치(예를 들면, 컴퓨터)의 제어 기능과 연산 기능으로서 실장되어 있어도 좋다. 또한, 도 11과 같이 제어부(3)가 측정부(1)나 연산부(2)와는 별체로 구성되어 있어도 좋다. 제어부(3)는 제어량이 되어 있는 측정부(1)에 의해 측정된 특성값 또는 연산부(2)에 의해 산출된 성분 농도를 접수할 수 있도록 측정부(1)나 연산부(2)와 서로 연락되어 있으면 좋다. 그렇게 하면, 수신한 특성값이나 성분 농도에 의거하여 필요한 제어 신호를 발할 수 있다.
보충액을 송액하기 위한 관로에 대해서도 본 실시형태의 현상액 관리 장치(E)에 접속되어도 좋고, 접속되지 않아도 좋다. 제어 밸브도 현상액 관리 장치(E)의 내부 부품이 아니어도 좋다. 제어부(3)의 제어 신호에 의해 제어되도록 제어부(3)와 연락되어 있으면 현상액 관리 장치(E)의 외부에 구비되어 있어도 좋다.
이상과 같이 본 발명의 현상액 관리 장치에 의하면 현상액의 각 성분 농도 또는 각 특성값을 소정의 관리값 또는 관리 범위 내로 관리할 수 있다. 따라서, 본 발명의 현상액 관리 장치에 의해 최적인 현상성능을 유지할 수 있어 소망의 선폭이나 잔막 두께를 실현할 수 있다.
본 발명의 현상액 관리 장치에 의하면 현상액의 각 성분 농도가 소정의 상태에 정밀도 좋게 제어되므로 현상액의 현상성능이 한층 더 정밀도 좋게 일정해지도록 유지 관리할 수 있다. 따라서, 포토레지스트를 현상할 때의 현상 속도가 일정하게 안정화되고, 현상 처리에 의한 선폭이나 잔막 두께가 일정화되어 제품 품질이 향상됨과 아울러, 한층 더 미세화 및 고집적화의 실현에 기여하는 것으로 기대된다.
본 발명의 현상액 관리 장치에 의하면 현상액이 자동으로 항상 최적인 현상성능으로 유지되기 때문에 제품 수율을 향상시킴과 아울러, 현상액의 교환 작업이 불필요해져 런닝코스트나 폐액 비용의 저감에 기여하는 것으로 기대된다.
A : 성분 농도 측정 장치 B : 현상 공정 설비
C : 보충액 저류부 D : 순환 교반 기구
E : 현상액 관리 장치 1 : 측정부
11 : 제 1 측정 수단 12 : 제 2 측정 수단
13 : 제 3 측정 수단 11a, 12a, 13a : 측정 장치 본체
11b, 12b, 13b : 측정 프로브 14, 14a, 14b, 14c : 샘플링 펌프
15, 15a, 15b, 15c : 샘플링 배관 16, 16a, 16b, 16c : 리턴 배관
17 : 송액 펌프 18 : 송액 배관
19 : 폐액 배관 2 : 연산부
21 : 다변량 해석법에 의한 연산 블록 22 : 검량선법에 의한 연산 블록
3 : 제어부 31, 32, 33 : 제어 블록
23 : 연산 제어부(예를 들면, 컴퓨터) 4 : 밸브
41~43 : 제어 밸브 44, 45 : 밸브
46, 47 : 가압 가스용 밸브 5 : 신호선
51~53 : 측정 데이터용 신호선 54 : 연산 데이터용 신호선
55~57 : 제어 신호용 신호선 6 : 현상 설비
61 : 현상액 저류조 62 : 오버플로우조
63 : 액면계 64 : 현상실 후드
65 : 롤러 컨베이어 66 : 기판
67 : 현상액 샤워 노즐 7 : 현상 설비
71 : 폐액 펌프 72, 74 : 순환 펌프
73, 75 : 필터 8 : 유체 관로
80 : 현상액 관로
81, 82: 보충액(현상 원액 및/또는 신액)용 관로
83 : 순수용 관로 84 : 합류 관로
85 : 순환 관로 86 : 질소 가스용 관로
9 : 보충액 저류조, 기타
91, 92 : 보충액(현상 원액, 및/또는 신액) 저류조
93 : 첨가 시약

Claims (10)

  1. 반복하여 사용되고, 알칼리성을 나타내는 현상액의 성분 농도와 상관이 있는 상기 현상액의 복수의 특성값을 측정하는 스텝과,
    측정된 상기 복수의 특성값에 의거하여 다변량 해석법에 의해 상기 현상액의 성분 농도를 산출하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 현상액의 성분 농도 측정 방법.
  2. 반복하여 사용되고, 알칼리성을 나타내는 현상액의 성분 농도와 상관이 있는 상기 현상액의 복수의 특성값을 측정하는 측정부와,
    상기 측정부에 의해 측정된 상기 복수의 특성값에 의거하여 다변량 해석법에 의해 상기 현상액의 성분 농도를 산출하는 연산부를 구비하는 것을 특징으로 하는 현상액의 성분 농도 측정 장치.
  3. 반복하여 사용되고, 알칼리성을 나타내는 현상액의 성분 농도와 상관이 있는 상기 현상액의 복수의 특성값을 측정하는 스텝과,
    측정된 상기 복수의 특성값으로부터 다변량 해석법에 의해 상기 현상액의 성분 농도를 산출하는 스텝과,
    상기 측정하는 스텝에서 측정되는 상기 현상액의 복수의 특성값 및 상기 산출하는 스텝에서 산출되는 상기 현상액의 성분 농도 중으로부터 선택되는 관리 대상 항목의 측정값 또는 산출값에 의거하여 상기 현상액에 보충액을 보급하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 현상액 관리 방법.
  4. 반복하여 사용되고, 알칼리성을 나타내는 현상액의 성분 농도와 상관이 있는 상기 현상액의 복수의 특성값을 측정하는 측정부와,
    상기 측정부에 의해 측정된 상기 복수의 특성값에 의거하여 다변량 해석법에 의해 상기 현상액의 성분 농도를 산출하는 연산부와,
    상기 측정부에서 측정되는 상기 현상액의 복수의 특성값 및 상기 연산부에서 산출되는 상기 현상액의 성분 농도 중으로부터 선택되는 관리 대상 항목의 측정값 또는 산출값에 의거하여 상기 현상액에 보급되는 보충액을 송액하는 유로에 설치된 제어 밸브에 제어 신호를 발하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 현상액 관리 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 측정부는,
    상기 현상액의 성분 중 적어도 알칼리 성분의 농도와 상관이 있는 상기 현상액의 특성값을 측정하는 제 1 측정 수단과,
    상기 현상액의 성분 중 적어도 상기 현상액에 용해된 포토레지스트의 농도와 상관이 있는 상기 현상액의 특성값을 측정하는 제 2 측정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 현상액 관리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 연산부는 상기 현상액의 알칼리 성분의 농도 및 포토레지스트의 농도를 산출하는 연산 블록을 구비하고,
    상기 제어부는,
    상기 연산 블록에 의해 산출되는 알칼리 성분의 농도가 소정의 관리값이 되도록 상기 제어 밸브에 제어 신호를 발하는 제어 블록과,
    상기 연산 블록에 의해 산출되는 포토레지스트의 농도가 소정의 관리값 이하가 되도록 상기 제어 밸브에 제어 신호를 발하는 제어 블록을 구비하는 것을 특징으로 하는 현상액 관리 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 측정부는 상기 현상액의 성분 중 적어도 상기 현상액에 흡수된 이산화탄소의 농도와 상관이 있는 상기 현상액의 특성값을 측정하는 제 3 측정 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 현상액 관리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 연산부는 상기 현상액의 이산화탄소의 농도를 산출하는 연산 블록을 구비하고,
    상기 제어부는,
    상기 제 1 측정 수단에 의해 측정되는 상기 현상액의 특성값이 소정의 관리값이 되도록 상기 제어 밸브에 제어 신호를 발하는 제어 블록과,
    상기 제 2 측정 수단에 의해 측정되는 상기 현상액의 특성값이 소정의 관리 영역에 들어가도록 상기 제어 밸브에 제어 신호를 발하는 제어 블록과,
    상기 연산 블록에 의해 산출되는 이산화탄소의 농도가 소정의 관리값 이하가 되도록 상기 제어 밸브에 제어 신호를 발하는 제어 블록을 구비하는 것을 특징으로 하는 현상액 관리 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 연산부는 상기 현상액의 알칼리 성분의 농도 및 이산화탄소의 농도를 산출하는 연산 블록을 구비하고,
    상기 제어부는.
    상기 연산 블록에 의해 산출되는 알칼리 성분의 농도가 소정의 관리값이 되도록 상기 제어 밸브에 제어 신호를 발하는 제어 블록과,
    상기 제 2 측정 수단에 의해 측정되는 상기 현상액의 특성값이 소정의 관리 영역에 들어가도록 상기 제어 밸브에 제어 신호를 발하는 제어 블록과,
    상기 연산 블록에 의해 산출되는 이산화탄소의 농도가 소정의 관리값 이하가 되도록 상기 제어 밸브에 제어 신호를 발하는 제어 블록을 구비하는 것을 특징으로 하는 현상액 관리 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 연산부는 상기 현상액의 알칼리 성분의 농도, 포토레지스트의 농도 및 이산화탄소의 농도를 산출하는 연산 블록을 구비하고,
    상기 제어부는,
    상기 연산 블록에 의해 산출되는 알칼리 성분의 농도가 소정의 관리값이 되도록 상기 제어 밸브에 제어 신호를 발하는 제어 블록과,
    상기 연산 블록에 의해 산출되는 포토레지스트의 농도가 소정의 관리값 이하가 되도록 상기 제어 밸브에 제어 신호를 발하는 제어 블록과,
    상기 연산 블록에 의해 산출되는 이산화탄소의 농도가 소정의 관리값 이하가 되도록 상기 제어 밸브에 제어 신호를 발하는 제어 블록을 구비하는 것을 특징으로 하는 현상액 관리 장치.
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