KR980011722A - 레지스터박리액관리장치 - Google Patents

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KR980011722A
KR980011722A KR1019970022835A KR19970022835A KR980011722A KR 980011722 A KR980011722 A KR 980011722A KR 1019970022835 A KR1019970022835 A KR 1019970022835A KR 19970022835 A KR19970022835 A KR 19970022835A KR 980011722 A KR980011722 A KR 980011722A
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도시모또 나까가와
고오조 쓰까다
슈 오가와
다까히로 호잔
요시다까 니시지마
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도시모또 나까가와
가부시키가이샤 히라마리까겐큐조
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나가세산교 가부시키가이샤
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Abstract

반도체제조 공정이나 액정기판제조 공정에 있어서 레지스트박리에 사용되는 레지스트 박리액의 관리장치에 있어서 레지스트박리액 품질을 일정하게 제어하고 또한 액사용량의 삭감, 조업정지시간이 감축및 비용의 절감으 도모한다.
레지스트박리액의 용해레지스트농도를 흡광광도계(16)에 의해 검출해서 레지스트박리액을 배출시키는 레지스트박리액배출수단과, 레지스트박리액의 액면레벨을 액면레벨계(3)에 의해 검출해서 레지스트박리원액과증류수를 보급하는 제1보급수단과, 레지스트박리액의 수분농도를 흡광광도계(15)에 의해 검출해서 레지스트박리원액 및 증류수의 적어도 한쪽을 보급하는 제2보급수단을 구비하도록 구성한다.

Description

레지스터박리액관리장치
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도는 본 발명의 제1의 실시형태에 의한 레지스트박리액관리장치의 계통도
제2도는 본 발명의 제2의 실시형태에 의한 레지스트박리액관리장치의 계통도
제3도는 본 발명의 제3의 실시형태에 의한 레지스트박리액관리장치의 계통도
제4도는 본 발명의 제4의 실시형태에 의한 레지스트박리액관리장치의 계통도
제5도는 본 발명에 관한 레지스트박리액의 수분농도와 흡광도와의 관계를 나타내는 그래프
제6도는 레지스트박리처리매수와 용해레지스트농도와의 관계를 나타내는 조업예의 그래프
제7도는 본 발명에 관한 레지스트처리매수와 용해레지스트농도 측정용의 흡광도와의 관계를 나타내는 그래프
제8도는 본 발명에 관한 레지스트박리액의 용해레지스트농도와 흡광도와의 관계를 나타내는 그래프
제9도는 종래방법에 있어서의 레지스트박리액의 수분농도와 조업시간과의 관계를 나타내는 그래프
제10도는 본 발명의 장치를 사용한 경우에 있어서의 레지스트박리액의 수분농도와 조업시간과의 관계를 나타내는 그래프
제11도는 종래방법에 있어서의 용해레지스트농도와 조업시간과의 관계를 나타내는 그래프
제12도는 본 발명의 장치를 사용한 경우에 있어서의 용해레지스트 농도와 조업시간과의 관계를 나타내는 그래프
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1:레지스트박리처리탱크 3:액면레벨계
5:으로울러컨베이어 6:기관
7:레지스트박리액분무기 8:송액펌프
11:순환펌프 15:흡광광도계
16:흡광광도계 18:배출펌프
19:레지스트박리원액공급탱크 21:원액유량조절밸브
22:증류수유량조절밸브 24:액면레벨제어기
25:흡광도제어기 26:흡광도제어기
27:레지스트박리신액공급탱크 28:신액유량조절밸브
[발명의 목적]
[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]
본 발명은 반도체제조공정이나 액정기판제조공정에 있어서 레지스트(resist)의 박리에 사용되는 레지스트박리액의 관리장치,더 상세하게는 레지스트박리액의 순환사용에 있어서의 연속자동보급기구, 수분농도조정기구 및 레지스트박리로 용출된 레지스트의 농축화에 수반하는 레지스트박리성능의 열화억제를 이한 레지스트박리액자동배출기구를 병행해서 갖는 장치에 관한 것이다.
반도체나 액정기판의 제조공정에 있어서의 사진인쇄(photolithography)공정에서 사용되는 레지스트재료에는 노출에 의해 가용화하는 포지티브(positive)형과 노출에 의해 불용화하는 네거티브(negative)형이 있고 주로 포지티브형이 많이 사용되고 있다.
포지티브형레지스트의 대표예로서 나프토퀴논디아지드계 감광제와 알칼리가용성수지(노브락수지)를 주성분으로하는 것이 있다.
사진인쇄공정의 최종단계에서는 레지스트를 기판으로부터 완전히 박리시키는 공정이 필요하다.
일본국 특개평 7-235487호공보에는 레지스트박리액의 용해레지스트농도를 흡광광도계에 의해 검출해서 레지스트박리액을 배출시키는 레지스트박리배출수단과 레지스트박리액이 액면레벨을 액면레벨계에 이해 검출해서 유기용매와 알칸올아민을 또는 유기용매와 알칸올아민을 미리 조제한 레지스트박리신액을 보급한 제1보급수단과 레지스트박리액이 알칸올아민농도를 흡광광도계에 의해 검출해서 유기용매 및 알칸올아민의 적어도 한쪽을 보급하는 제2보급수단을 구비한 레지스트박리액관리장치가 기재되어있다.
액정기판의 레지스트박리공정에 있어서는 상기와 같이 레짓트박리액으로서 유기알칼리나 유기용제를 조합한 용액이 주로 사용되고 있으나 다시또 적당량이 물을 첨가한 용액이 우수한 효과를 나타내는 것이 명백해졌다.
즉 적당량의 물을 함유하는 레지스트박리액을 사용하면 기판이 처리온도를 물을 함유하지않은 레지스트박리액의 약 80°C로부터 약 40°C로 저하시킬수가 있고 기판이나 반도체회로를 형성하는 기초금속에의 손상을 감소시킬 수가 있는 것, 불연물(不燃物)로서 취급하여 안전성이 높은 것,증발손실이 주로 낮은 물인것, 박리속도가 빠른것등의 효과를 갖는다.
예를 들면 디메틸술폭시드계원액과 증류수의 용액, N-메틸피롤리돈계원액과 증류수의 용액, 알칸올아민과 글리콜에테르와 증류수의 용액등이 분무방식이나 침지액(浸漬液)방식등으로 사용되고 있다.
종래의 방법에서는 레지스트박리처리탱크에의 소정종도의 일정량이 레지스트박리신(新)액을 충전시켜서 개시하고 경험등에 기초한 기판처리매수등을 지표로해서 레지스트박리액이 감량되면서 소정의 열화농도영역에 달한때 미리 준비한 신액과 일거에 전량교환하는 배치조업이 형태를 취하고 있었다.
이 액이 교환시기는 탱크용량이나 기판이 종류,매수등에 의해 일정하지는 않지만 대략 4일간전후에 1회의 빈도로 행해지고 있었다.
레지스트박리액이 열화하면 일정한 박리속도가 얻어지지 않고 박리잔재가 생겨서 원료에 대한 제품의 비율의 저하를 이르킨다.사진인쇄공정의 최종단계인 레지스트박리공정에서 불량품이 발생하면 손해액이 크다.
수분을 함유하는 레지스트박리액은 통상 30~60°C에서 사용된다. 레지스트박리액에 사용되는 성분의 비점은 유기알칼리나 유기용제가 160~250°C정도이며 물이 100°C이다.
따라서 레지스트박리액은 사용주에 레지스트박리탱크의 대기밀봉을 위한 퍼지(perge)질소가스에 동반해서 저비점의 수분이 우선적으로 증발하므로서 수분농도가하강해서 농도변동이 생긴다. 그 때문에 점차 레지스트박리성능이 저하하지만 종래에는 수분농도를 실제시간으로 측정하는 것이 행해지지 않고 또한 소정농도로 일정하게 제어하는 것이 행해지지 않았다. 수분농도가 다시또 저하하면 인화점을 갖게 되고 폭발의 위험성이 생긴다.
또 레지스트박리처리에 의해 레지스트박리액중에 용해된 레지스트는 점차 농축되어 박리속도의 저하나 박리잔재의 발생등 레지스트박리성능열화의 하나의 원인이 되어있으나 종래에는 용해레지스트농도를 실제시간으로 측정하는 것이 행해지지않고 또한 소정농도로 일정하게 제어하는 것이 행해지지 않고 있었다.
[발명이 이루고자 하는 기술적 과제]
따라서 이 사이의 수분농도 및 용해레지스트농도는 시간경과적으로 변화해서 일정하지 않기 때문에 레지스트의 박리잔재가 생기고 액정기판의 고정밀도 미세치수의 정밀도제어가 곤란하고 제품의 품질이 불안정하고 원료에 대한 제품의 비율을 저하시키고 있었다.
또 액교환시 조업정지에 의해 대폭적인 가동률저하를 초래하고 레지스트박리액의 교환작업에 수반하는 노무비용이 필요했었다.
본발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진것으로서 본 발명의 목적은 액정기판제조공정의 대량생산에 적합한 간편한 종래기술에 의한 라인반송방식의 이점을 살리면서 전술한 종래기술의 문제점을 해소시키기위한 것이다.
즉 본 발명의 목적은 소정의 성분비를 갖는 원액을 준비해두면 레지스트박리액을 소정의 수분농도와 용해레지스트농도로 자동제어하고 또한 레지스트박리처리탱크의 액보급에 대해서 적절한 관리를 행하여 이로써 레지스트박리성능을 항상 일정화함과 동시에 사용원액량을 삭감하고 안전을 확보하고 조업정지시간을 대폭으로 단축시켜서 총체적인 제조비용의 절감을 기능하게하는 것이다.
[발명의 구성 및 작용]
본 발명은 레지스트박리처리탱크의 레지스트박리액중에 용해된 레지스트농도는 도8에 나타내는 바와 같이 그 흡광도와 밀접한 관계(고도의 직선관계)에 있는 것을 실험에 의해 확인한 것으로부터 용해레지스트농도를 흡광도측정하므로서 조정, 제어하고 다시 또 레지스트박리액중의 수분농도가 도5에 나타내는 바와같이 그 흡광도와의 사이에 밀접한 관계(고도의 직선관계)에 있는것을 실험에 의해 확인할 것으로부터 수분농도를 흡광도측정에 의해 조정, 제어하도록 한 것이며 수분농도와 레지스트농도의 양쪽을 동시에 관리하도록 한 것이다.
즉 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 레지스트박리액관리장치는 레지스트박리원액가 증류수를 공급해서 일정한 액면레벨로 유지하는 액면조절보급수단과 이 레지스트박리처리탱크내의 레지스트박리액의 수분농도를 흡광광도계에 의해 검출해서 레지스트박리원액 및 증류수의 적어도 한쪽을 보급하는 보급수단을 구비한것을 특징으로 한다.
또 본 발명의 레지스트박리액관리장치는 보급수단에 있어서 레지스트박리원액과 증류수를 보급하는 대신에 레지스트박리원액과 증류수를 미리 조제한 레지스트박리신액을 보급하도록 한 것을 특징으로 하고 있다.
즉 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 레지스트박리액관리장치는 레지스트박리액의 용해리지스트농도를 흡광광도계에 의해 검출해서 레지스트박리액을 배출시키는 레지스트박리액배출수단과,레지스트박리액의 액면레벨을 액면레벨계에 의해 검출해서 레지스트 박리원액과 증류수를 보굽하는 제1보급수단과, 레지스트 박리액의 수분농도를 흡광광도계에 의해 검출해서 레지스트 박리원액 및 증류수의 적어도 한쪽을 보급하는 제2보급수단을 구비한것을 특징으로 한다(도1참조).
또 본 발명의 레지스트박리액관리장치는 제1보급수단에 있어서 레지스트박리원액과 증류수를 보급하는 대신에 레지스트박리원액과 증류수를 미리 조제한 레지스트박리신액을 보급하도록 한것을 특징으로 한다(도2참조).
다시또 본 발명의 레지스트박리액관리장치는 레지스트박리액의 용해레지스트농도를 흡광광도계에 의해 검출해서 레지스트박리원액과 증류수를 보급하는 제3보급수단과 레지스트박리액의 수분농도를 흡광광도계에 의해 검출해서 레지스트박리원액 및 증류수의 적어도 한쪽을 보급하는 제2보급수단을 구비한 것을 특징으로 한다(도3참조).
또 본 발명의 레지스트박리액관리장치는 레지스트박리원액과 증류수를 보급하는 제3보급수단에 있어서 레지스트박리원액과 증류수를 보급하는 대신에 레지스트박리원액과 증류수를 미리 조세한 레지스트박리신액을 보급하도록 한것을 특징으로 한다(도4참조).
레지스트박리원액으로서는 예를 들면 디메틸술폭시드계원액,N-메틸피롤리돈계원액, 알칸올아민과 글리콜에테르계용제와의 혼하원액등이 사용된다.
알칸올아민으로서는 모노에탄올아민, 이에탄올아민, 트리에탄올아민,N,N-디메틸에탄올아민,N,N-디에틸에탄올아민, 아미노에틸에탄올아민, N-메틸-N,N-디에탄올아민,N,N-디부틸에탄올아민,N- 메틸에탄올아민,3-아미노-1-프로판올등을 들수가 있다.
글리콜에테르계용제로서는 부틸디글리콜, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르,디에틸렌글리콜모노에틸에테르,디에틸렌글리콜모노프로필에테르 등을 들수 있다.
[실시예]
다음에 도면을 참조해서 본 발명의아주 적당한 실시의 형태를 상세히 설명한다. 단 이들 실시형태에 기재되어 있는 구성기기의 형상, 그 상대배치등을 특히 특징적인 기재가 없는한 본 발명의 범위를 그들만에 한정하는 것이 아니고 단순한 설명예에 지나지 않는다.
도1은 본발명의 제1실시형태에 의한 레지스트박리액관리장치를 나타내는 계통도이다. 도면중 참조번호1~13은 종래의 기존의 레지스트박리처리장치를 구성하는 기기이다. 즉 이 종래의 레지스트박리처리장치는 레지스트박리액을 저장하는 레지스트박리처리탱크(1),오우버플로우(overflow)탱크(2),액면레벨계(3),레지스트박리실후드(4),레지스트박리액분무기(7),레지스트박리액분무기에의 송액펌프(8),레지스트박리액중의 미세입자등을 제거하기위한 필터(9),기판을 배치해서 레지스트박리하면서 이동하는 로울러컨베이어(5),기판(6),및 레지스트박리액의 청정화와 교반을 위한 순환펌프(11),미세입자제거용필터(13) 및 N2,증류수등의 배관등으로 되어있다.
본발명에 기초하여 상기한 레지스트박리처리장치에 부설되어있는 기기는 흡광광도계(15),흡광광도계(16),액배출펌프(18) 및 레지스트박리원액공급탱크(19),레지스트박리원액공급용의 유량조절밸브(21),증루수공급용의 유량조절밸브(22)와 이들 각기기를 접속하는 배관류, 전기계장류 또는 공기계장류등이다.
레지스트박리처리탱크(1)에 저장되어있는 액량은 레지스트박리액분무기(7)의 소요량을 공급할수있으면 되지만 공정의 안정상으로는 제어되는 것이 필요하다. 액면레벨계(3)는 레지스트박리처리중에 기판에 부착해서 계외로 반출되므로서 자연감량되는 것에 의한 액면렙레저하를 검출하고 레지스트박리처리탱크(1)의 액량을 일정범위로 관리한다. 여기서 레지스트박리열화액은 배출펌프(18)를 작동시키므로서 배출용배관으로 유출된다. 또한 열화액을 배출용배관을 경유하지 않고 직접 계외로 배출시키는 경우도 있다.
레지스트박리원액 예를 들면 모노에탄올아민(이하 MEA라 약칭한다)과 부틸디글리콜(이하 BDG라 약칭한다)의 소정농도혼합액을 저장하는 레지스트박리원액공급탱크(19)는 배관(20)으로부터의 N2가스로 1~2kgf/cm2가압되어 있고 레지스트박리원액유량조절밸브(21)의 개방에 의해 압송된다. 또 증류수는 기설배관으로부터의 분기관으로 통하고 있고 증류수유량조절벨브(22)의 개방에 의해 송액된다. 이 레지스트박리원액 및 증류수는 각각의 밸브를 자동조절해서 송액되고 관고(23)에서 합류해서 관로(12)로 유입되고 순환류와 함께 혼합되면서 레지스트박리처리탱크(1)로 들어간다.
또한 레지스트박리원액과 증류수는 합류하지 않고 관로(12)또는 레지스트박리처리탱크(1)로 각각 연결하는 것도 가능하다.
또 레지스트박리액분무기용의 관로(10)에 온라인으로 설치한 흡광광도계(15)와 흡광광도계(16)(예를 들면 양기기는 일체로 구성)에는 관로(14)로부터 시료액이 도입되어서 각각의 흡광도가 연속측정되고 측정이 종료된 액은 관로(17)로부터 관로(10)로 복귀된다.
또한 흡광광도계(15)와 흡광광도계(16)와를 별개로 해서 설치하는것이나 측정용의 순환펌프를 사용해서 시료액을 흡광광도계(15)와 흡광광도계(16)에 도입하는 것도 가능하다.
도2는 본 발명의 제2의 실시형태를 나타내는 장치계통도이다. 본 실시형태는 레지스트박리액의 액면레벨을 액면레벨계(3)에 의해 검출해서 레지스트박리원액과 증류수를 보급하는 대신에 도2에 나타내는 바와 같이 레지스트박리액의 액면레벨을 액면레벨계(3)에 의해 검출해서 레지스트박리원액과 증류수을 미리 조제한 레지스트박리신액을 보급하도록 구성한것이다. (27)은 레지스트박리신액공급탱크,(28)은 신액유량조절밸브이다. 다른 구성은 도1의 경우와 동일하다.
도3은 본 발명의 제3의 실시형태를 나타내는 장치계통도이다.
본 실시형태는 레지스트박리액의 용해레지스트농도를 흡광광도계(16)에 의해 검출해서 레지스트박리원액과 증류수를 보급하도록 구성한것이다. 도3에 나타내는 바와 같이 통상에 있어서 액면레벨은 오우버플로우용의 욱의 위치부근에 있고 레지스트박리원액 및 증류수의 적어도 한 쪽이 보급된 경우에는 오우버플로우용의 둑으로부터 열화된 레지스트박리액이 오우버플로우해서 자동배출된다. 또한 배출펌프(18)는 반드시 필요한것은 아니고 배출펌프(18)대신에 밸브를 설치해도 된다. 기타의 구성은 도1의 경우와 같다.
도4는 본 발명의 제4의 실시형태를 나타내는 장치계통도이다. 본 실시형태는레지스트박리액의 용해레지스트농도를 흡광광도계(16)에 의해 검출해서 보급하는 제3보급수단에 있어서 레지스트박리원액과 증류수를 보급하는 대신에 도4에 나타내는 바와 같이 레지스트박리원액과 증류수를 미리 조제한 레지스트박리신액을 보급하도록 구성한 것이다.다른 구성은 도1및 도3의 경우와 동일하다.
다음에 도1에 나타내는 제1실시형태에 의한 장치의 제어계통에 대해 설명한다. 액면레벨계(3)와 레지스트박리처리탱크(1)의 액면레벨, 흡광광도계(15)와 레지스트박리액의 수분농도, 흡광광도계(16)과 레지스트박리액의 용해레지스트농도의 3자는 본질적으로는 각각 독립기능으로서 작용하지만 본 발명에 있어서는 이들을 상호의 보완적인 관련에 있어서 기능시키는 것을 특징으로 하고 있다.
또 처음에 제품기판의 품질관리상에서 필요한 레지스트박리액의 수분농도의 목표치, 용해레지스트농도의 농축한계치등은 조업실적 또는 계산에 기초하여 미리 각 제어기에 설정해두지 않으면 안된다.
다음에 레지스트박리액으로서 MEA와 BDG와 증류수를 혼합한 용액을 사용한 실시형태에 대해 설명한다.
통상 약 40C의 일정액온으로 유지된 레지스트박리액의 수분농도는 주로 퍼지(perge)N2가스에 동방해서 수분이 증발하므로서 기판처리매수의 증가와 함꼐 감소하기 때문에 레지스트박리액의 레지스트박리성능이 열화해간다.
이 때문에 수분농도는 소정의 목표치,예를 들면 29.0±1.0%로 관리할 필요가 있다 종래에는 경험으로부터의 기판처리매수와의 상관 혹은 화학분석들에 의해 레지스트박리액의 열화의 정도를 판정하고 있었으나 신속하고 또한 정확한 파악이 곤란했었다.
본 발명자는 레지스트박리액의 수분농도와 흡광도와의 관계를 실험에 의해 검토하여 흡광도의 측정파장은 근적외선영역의 960mg으로부터 1010nm의 범위가 적당하며 976nm부근이 감도가 크고 특히 양호했다.
또한 측정파장은 근 적외선영역으로부터 선택되고 박리액과 레지스트의 종류나 농도에 따라 구분 사용된다.
도5에 나타내는 바와 같이 측정파장 λ=976nm에 있어서의 흡광도와 레지스트박리액의 수분농도와는 고도의 직선관계에 있고 흡광도를 검출하므로서 수분농도가 정확히 측정될수 있는 것을 확인했다.
관고(10)에 온라인으로 설치된 흡광광도계(15)는 측정오차를 최소한으로 하기 위해 제 보상기능과 흡광도제어기(25)를 구비하고 있다. 관로(10)으로부터 도입한 시료액의 흡광도측정치를 흡광도제어기(25)에 입력시켜서 그 값이 목표치가 되도록 출력신호에 의해 레지스트박리원액 및 증류수의 적어도 한쪽을 유량조절밸브(21)(22)에 의해 각각 자동제어해서 수분농도를 목표치로 조정될때까지 보급한다.
레지스트박리성능의 열화는 상기한 수분농도에 의한 외에 용해레지스트농도도 관여하고 잇다. 기판처리의 레지스트박리액은 송액펌프(8)에 의해 레지스트러리탱크(1)로 부터 꺼내지고 레지스트박리액분무기(7)를 경유해서 순환사용되기때문에 용해물질이 레지스트박리액중에 점차 농축해간다. 그 주된 용해물질은 레지스트이며 도6에 조업예로서 나타내는 바와 같이 기판처리매수의 증가에 의해 농축되어있고 결과적으로 레지스트박리성능을 현저히열화시키고 있다. 종래에는 이 농도변화를 실제시간으로 측정하는 것이 행해지지 않고 또한 레지스트박리성능을 일정치로 관리하는 것이 행해지지 않고 있었다.
즉 기판의 처리매수를 열화의 지표로하고 있든가 했으나 기판의 형상이나 레지스트막의 두께나 레지스트박리패턴이 일정하지 않기때문에 기판종류마다의 용해레지스트랑도 다르기때문에 처리매수를 판정요인으로 하는 것에는 무리가 있다.
본 발명자는 레지스트박리액중의 레지스트농축에 의한 오염상태의 연구로부터 레지스트농도를 흡광도과의 관계에 있어서 측정하는 것에 착안하여 실험에 의해 도7및 도8에 나타내는 바와 같은 결과를 얻었다. 도8에서 보는 바와 같이 용해레지스트농도와 흡광도와는 수분농도등의 영향없이 고도의 직선관계에 있고 기판처리매수에 의하지 않는 용해레지스트농도자체에 의한 레지스트박리성능 한계치를 판정가능하게 되었다. 용해레지스트농도의 타당한 측정파장으로서는 λ=560nm를 사용했다. 또한 측정파장은 가시광선영역의 400nm으로부터 근적외선영역의 800nm의 범위로부터 선택되고 레지스트의 종류나 농도에 따라 구분사용된다.
관로(10)에 흡광광도계(15)와 일체로 또는 별개로 설치한 흡광광도계(16)이 레지스트박리액의 용해레지스트농도를 연속측정해서 열화한계치를 초과한것을 검출하고 흡광도제어기(26)의 출력신호에 의해 배출펌프(18)가 작동하고 열화한 레지스트박리액을 레지스트박리처리탱크(1)로부터 빼내어 배출관으로 폐기하든가 또는 직접 계외로 폐기한다. 그 결과 감량된 레지스트박리처리탱크(1)에는 즉시 액면레벨계(3)가 하강한 액면레벨을 검출하므로서 신선한 레지스트박리액이 보급되고 용해레지스트농도는 열화한계치로 희석되므로서 레지스트박리성능이 회복되고 배출펌프(18)는 정지한다.
여기서 도1에 나타내는 제1실시형태에 의한 장치가 의도하는 제어계통의 기능적관련에 대해 기술한다.
레지스트박리처리탱크(1)가 빈 공탱크시에 있어서는 액면레벨계(3)가 빈것인것을 검출해서 액면레벨제어기(24)의 출력신호에 의해 레지스트박리원액 및 증류수가 적정한 유량비에 있어서 유량조절밸브(21),(22)에 이해 밸브개방도를 조절해서 송액된다.
이어서 흡광광도계(15)가 공탱크레지스트박리액의 흡광도를 연속 측정해서 흡광도제어기(25)의 출력신호에 의해 레지스트박리원액 및 증류수의 적어도 한쪽이 적당한 미소유량에 있어서 유량조절밸브(21)및 (22)의 적어도 한쪽에 의 해 밸브개방도를 조절해서 송액되고 목표치의 수분농도로 되도록 자동제어된다.
다음에 레지스트박리처리가 개시되면 수분농도의 하강, 기판의 들어냄에 의한 액의 감량 및 용해레지스트농축이 진행된다.
수분농도하강의 경우에는 흡광광도계(15)가 레지스트박리액의 흡광도를 연속측정하여 흡광도제어기(25)의 출력신호에 의해 증류수가 적당한 미소유량에 있어서 유량조절밸브(22)에 의해 밸브개방도를 조절해서 송액되고 목표치의 수분농도가 되도록 자동제어된다.
기판의 들어냄에 의한 액의 감량의 경우에는 액면레벨계(3)가 하강한 액면레벨을 검출해서 액면레벨제어기(24)의 출력신호에 의해 레지스트박리원액 및 증류수가 적당한 유량비에 있어서 유량조절밸브(21),(22)에 의해 밸브개방도를 조절해서 송액된다.
용해레지스트농도가 농축되어서 한계치에 달한경우에는 흡광광도계(16)가 레지스트박리액의 용해레지스트농도를 연속측정하여 열화한계치를 초과한것을 검출하여 흡광도제어기(26)의 출력신호에 의해 배출펌프(18)가 작동하고 열화된 레지스트박리액을 레지스트박리처리탱크(1)로부터 빼내서 배출관으로 폐기하든가 또는 직접 계외로 폐기한다.
그 결과 액면레벨이 저하하므로 액면레벨계(3)가 하강한 액면레벨을 검출해거 액면레벨제어기(24)의 출력신호에 의해 레지스트박리원액 및 증류수가 적당한 유량비에 있어서 유량조절밸브(21),(22)에 의해 밸브개방도를 조절해서 송액된다. 레지스트박리처리탱크(1)에는 신선한 레지스트박리액이 보급되므로 용해레지스트농도는 열화한계치로 희석되므로서 레지스트박리성능이 회복되고 배출펌프(18)는 정지한다.
액면레벨계(3)보다 상부에 오우버플로우용의 둑이 통상에서는 오우버플로우하지 않는 위치에 설치되어있으나 약간 오우버플로우 하는 일이 있어도 된다.
다음에 도3에 나타내는 제3실시형태에 의한 장치가 의도하는 제어계통의 기능적관련에 대해 설명한다.
레지스트박리처리탱크(1)이 빈 공탱크시에 있어서는 수동조작에 의해 레지스트박리원액 및 증류수가 적당한 유량비에 있어서 유량좆러밸브(21),(22)에 의해 밸브개방도를 조절해서 소정의 액면레벨에 달하기까지 송액된다.
이어서 흡광광도계(15)가 공탱크레지스트박리액의 흡광도를 연속측정해서 흡광도제어기(25)의 출력신호에 의해 레지스트박리원액 및 증류구의 적어도 한쪽이 적당한 미소유량에 있어서 유량조절밸브(21),(22)의 적어도 한쪽에 의해 밸브개방도를 조절해서 송액되고 목표치의 수분농도가 되도록 자동제어시킨다.
다음에 레지스트박리처리가 개시되면 수분농도하강,가판의 들어냄에 의한 액의 감량 및 용해레지스트농축이 진행된다.
수분농도하강의 경우에는 흡광광도계(15)가 레지스트박리액의 흡광도를 연속측정해서 흡광도제어기(25)의 출력신호에 의해 증류수가 적당한 미소유량에 있어서 유량조절밸브(22)에 의해 밸브개방도를 조절해서 송액되고 목표치의 수분농도가 되도록 자동제어된다.
기판의 들어냄에 의한 액의 감량의 경우에는 액변레벨계는 오유버플로우 용의 둑의 위치보다 약간 저하한다.
용해레지스트농도가 농축되어서 열화한계치에 도달한 경우에는 흡광광도계(16)가 레지스트박리액의 용해레지스트농도를 연속 측정해서 열화한계치를 초과한것을 검출하고 흡광도제어기(26)의 출력신호에 의해 레지스트박리원액 및 증류수가 적당한 유량비에 있어서 유량조절밸브(21),(22)에 의해 밸브개방도를 조절해서 송액된다.
신선한 레지스트박리액이 보급되므로 용해레지스트 농도는 열화한계치로 희석되어서 레지스트박리성능이 회복된다. 액변레벨은 오우버플로우용의 둑의 위치부근에 있고 레지스트박리원액 또는 증류수가 보급된때에는 오우버플로우용의 둑으로부터 열화한 레지스트박리액이 오유버플로우 한다.
본 발명자는 이상과 같이 각 제어기능에 기초한 결과를 상호보완적인 관련으로 운용하므로서 총체적으로 레지스트박리성능의 회복, 연속조업, 및 레지스트박리액사용량의 삭감을 용이하게 실현할 수 있는 것을 실험에 의해 발견했다.
다음에 개념적 이해를 위해 본 발명과 종래방법의 조업패턴의 효과의 비교를 도9내지 도12에 나타낸다.종래방법에서는 도9에 나타내는 바와 같이 개시시의 수분농도가예를 들면 30.0중량%로서 그 농도가 시간의 경과에 따라서 하강하고 예를 들면 20.0중량%(화학분석치)에 달한때에 액교환을 행하고 있었다. 이 경우수분농도의 시간 경과변화는 톱니상으로 되고 그 농도에 변화폭이 생기기 때문에 레지스트박리성능이 일정하지 않았다. 그러나 본 발명의 장치를 사용하면 도10에 나타내는 바와 같이 수분농도는 시간이 경과해도 예를 들면 29.0±1.0중량%로 일정하면 레지스트박리성능이 안정됨과 동시에 액교환작업의 필요도 없어진다.
또 종래방법에서는 도11에 나타내는 바와 같이 개시시로부터 용해레지스트농도가 시간의 경과와 함께 증가하고 이 농도가 레지스트박리성능을 저하시키능 영역치에 달해서 액교환을 행하고 있었다. 이경우 도11에 나타내는 바와 같이 용해레지스트농도의 시간경과 변화는 톱니상으로 되고 용해레지스트농도의 변화폭이 생기므로 레지스트박리성능이 일정하지 않았다.
그러나 본 발명의 장치를 사용하면 도12에 나타내는 바와 같이 용해레지스트농도는 어떤 시간의 경과후는 일정하게 되고 따라서 레지스트박리성능이 안정됨과 동시에 액교환작업의 필요도 없어진다.
또한 이상에 있어서 본 발명은 레지스트박리액으로서 MEA와 BDG와 증류수이 용액을 사용한 경우에 한정되지 않고 레지스트박리액으로서 유기알칼리와 증류수의 용액, 유기용제와 증류스의 용액, 유기알칼리와 유기용제와 증류수의 용액, 유기알칼리와 유기용제와 증류수와 첨가제와의 용액등을 사용한 경우에도 적용된다.
상기한 실시형태는 분무식방식의 경우에 대해 설명했으나 침지액방식이나 스핀방식으로 하는 것도 가능하다. 또 레지스트박리처리탱크를 복수대 설치하여 저장 탱크 및 상기한 관리수단을 조합하는 것도 가능하다.
[발명의 효과]
본 발명은 상기와 같이 구성되어 있기 때문에 다음과 같은 효과를 나타낸다.
(1)본 발명을 반도체나 액정기판의 레지스트박리공정에 적용하므로서 레지스트박리액의 수분농도 및 용해레지스트농도를 실제시간으로 연속적으로 감시할 수가 있고 소정농도로 정밀도가 양호하게 제어할 수가 있다. 그 때문에 기판의 레지스트박리성능을 안정화해서 제품의 원료에 대한 비율을 대폭으로 향상시킨다.
또 수분농도가 소정의 값으로 제어되므로 레지스트박리액이 인화점을 갖지 않는다고 하는 안전성을 확보하면서 안정된 액변레벨에 있어서 장시간의 연속조업이 가능해진다.
(2)안정된값의 레지스트박리액을 사용해서 그 품질을 일정하게 제어하는 것, 및 연속조업이 가능하게 되는 것 때문에 액 교환이 정지시간과 헛된 폐기가 없어져서 액사용량과 박리액비용의 대폭삭감, 가동율의 향상에 의한 생산성의 대폭적인 향상, 무인화에 의한 노무비의 절감등 총체적 효과도 달성된다.
(3)종래의 유기알칼리와 유기용매를 조합한 레지스트박리액을 사용한 경우에는 기판의 처리온도로서 80°C전후를 필요로 했으나 본 발명이 장치에 있어서는 레지스트박리액에 적당량의 물이 함유되므로 가핀의 처리온도를 40°C전후로 저하시킬수가 있다. 이 때문에 기판이나 반도체회로를 형성하는 기초금속의 손상을 경감시킬수가 있고 또 수분을 함유시킨 레지스트박리액을 불연물로서 취급할수가 있으므로 안전성이 높아지고 또 증발손실이 주로 낮은 물이며 다시또 박리속도가 빠르게 되는 등의 우수한 효과가 발휘된다.

Claims (6)

  1. 레지스트박리원액과 증류수를 공급해서 일정한 액면레벨로 유지하는 액면조절ㆍ보급수단과 이 레지스트박리처리탱크(1)내의 레지스트박리액의 수분농도를 흡광광도계(15)에 의해 검출해서 레지스ㅌ박리원액 및 증류수의 적어도 한쪽을 보급하는 보급 수단을 구비한것을 특징으로 하는 레지스트박리액관리장치
  2. 제1항에 있어서 보급수단에 있어서 레지스트박리원액과 증류수를 보급하는 대신에 레지스트박리원액과 증류수를 미리 조제한 레지스트박리신액을 보급하도록한 것을 특징으로 하는 레지스트박리액관리장치.
  3. 레지스트박리액의 용해레지스트농도를 흡광광도계(16)에 의해 검출해서 레지스트박리액을 배출시키는 레지스트박리액배출수단과, 레지스트박리액의 액면레벨을 액면레벨계(3)에 의해 검출해서 레지스트박리원액 및 증류수의 적어도 한쪽을 보급하는 제2보급수단을 구비한것을 특징으로 하는 레지스트박리액관리장치.
  4. 제3항에 있어서 제1보급수단에 있어서 레지스트박리원액과 증류수를 보급하는 대신에 레지스트박리원액과 증류수를 미리 조제한 레지스트박리신액을 보급하도록 한것을 특징으로 하는 레지스트박리액관리장치.
  5. 레지스트박리액의 용해레지스트농도를 흡광광도계(16)에 의해 검출해서 레지스트박리원액과 증류수를 보급하는 제3보급수단과 레지스트박리액의 수분농도를 흡광광도계(15)에 의해 검출해서 레지스트박리원액 및 증류수의 적어도 한쪽을 보급하는 제2보급수단을 구비한 것을 특징으로 하는 레지스트박리액관리장치.
  6. 제5항에 있어서 제3보급수단에 있어서 레지스트박리원액과 증류수를 보급하는 대신에 레지스트박리원액과 증류수를 미리 조제한 레지스트박리신액을 보급하도록한 것을 특징으로 하는 레지스트박리액관리장치.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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