JPH04172355A - 現像液の補充方法および補充装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 、本発明は現像液の補充方法にかかわるもので、とくに
フォトレジストの現像液に新現像液あるいは再生現像液
を補充するための現像液の補充方法に関するものである
。

［従来の技術］ プリント基板製造などの現像工程では、基板等に塗布し
たフォトレジストを現像液により溶解して所定の像を形
成する。この現像液は現像槽を介してこれを循環使用し
ている。こうした現像処理を繰り返すたびに現像槽内の
フォトレジストの溶解濃度が増加するため、現像性に不
安定を来さないように新現像液を補充しつつ現像作業を
継続しているものである。

こうした新現像液の補充管理方法に−は、従来からつぎ
のような方法が知られている。

第一は、基板の処理枚数をカウンタによりカウントし、
このカウント値にもとづき制御を行うもので、現在プリ
ント基板業界で最も多用されている。

しかしながら、基板の寸法、フォトレジストの厚さ、溶
解パターン面積率などによるフォトレジスト溶解量の差
を補正することができないという問題がある。

第二は、フォトレジストの溶解濃度（ローディングレベ
ル）に対応してｐＨが変化することを利用したＰＨ測測
定もとづ制御を行うものである。

しかしながら、現像槽の溶解フォトレジスト等による電
極汚業が著しく、ｐＨ計測の指示が不安定となシやすい
、また、フォトレジストのローディングに対し間接的指
標を補充量制御の基準としているため、ローディングレ
ベルに関するキャリブレーション作業を日常的に必要と
するという問題もある。

第三は、フォトレジストのローディングレベルに対応し
て現像液の着色度が異なることを利用した吸光光度法が
ある。

しかしながら、フォトレジストには着色剤が含有されて
いるものの、その種類によっては色調が異なり、汎用性
が少ない。この方゛法もフォトレジストのローディング
に対し間接的指標を補充量制御の基準としているため、
ローディングレベルに関するキャリブレーション作業を
日常的に必要とする。

第四は、炭酸ナトリウムなどのアルカリ性水溶液をベー
スとする。現像液の場合には、フォトレジストのローデ
ィングが進むと炭酸ナトリウム濃度が下がるため、アル
カリ残留濃度を、計る中和滴定による炭酸ナトリウム測
定を行うことにより現像液を補充制御する方法である。

第３図は、フォトレジストのローディングレベルと、現
像液中に残存する炭酸ナトリウム濃度との関係を示すグ
ラフである。フォトレジストの溶解が進行するにともな
っ−て炭酸ナトリウムの濃度が低下することがわかる。

しかしながら、この方法は現像液中の炭酸すトリウム濃
度の管理にすぎず、炭酸ナトリウム調整濃度が変動した
場合、新現像液の補充量管理を行うことができない。つ
まりこの方法でも、フォトレジストのローディングによ
り消耗する炭酸ナトリウムの量を制御量として補充を行
うため、補充量を間接的にしか管理することができない
という問題がある。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は以上のような諸問題にかんがみてなされたもの
で、新現像液あるいは再生現像液の補充管理を改善し、
フォトレジストの現像液の液質を安定化することにより
、現像性能の安定を図ることができる現像液の補充方法
および補充装置を提供することを課題とするものである
。

［課題を解決するための手段］ すなわち第一の発明は、基板等に塗布したフォトレジス
トを溶解する現像液を補充する現像液の補充方法であっ
て、上記現像液をサンプリングし、その全有機体炭素あ
るいは全炭素の量を計測する炭素量計測工程と、この計
測した全有機体炭素あるいは全炭素の量にもとづいて、
設定全有機体炭素あるいは全炭素の量を維持するように
新現像液の自動補充制御を行う自動補充！１１御工程と
を有することを特徴とする現像液の補充方法である。

また第二の発明は、第一の発明による方法に使用する現
像液の補充装置であって、上記現像液をサンプリングす
る現像液サンプリング手段と、この現像液サンプリング
手段によりサンプリングされた現像液についてその全有
機体炭素あるいは全炭素の量を計測する炭素計測計と、
この計測した全有機体炭素あるいは全炭素の量にもとづ
いて、設定全有機体炭素あるいは全炭素の量を維持する
ように新現像液の自動補充！′！Ｉｎを行う自動補充制
御手段と、この新現像液のタンクとを有することを特徴
とする現像液の補充装置である。

また第三の発明は、基板等に塗布したフォトレジストを
溶解する現像液の現像廃液を再生し、これを再生現像液
として前記現像液に補充する現像液の補充方法であって
、上記現像廃液をサンプリングし、その全有機体炭素あ
るいは全炭素の量を計測する第１の炭素計測工程と、上
記再生現像液をサンプリングし、その全有機体炭素ある
いは全炭素の量を計測するｊＩ２の炭素計測工程と、こ
れらそれぞれ計測した全有機体炭素あるいは全炭素の量
にもとづいて、設定全有機体炭素あるいは全炭素の量を
維持するように前記再生現像液の自動補充制御を行う自
動補充制御工程とを有することを特徴とする現像液の補
充方法である。

また第四の発明は、第三の発明に使用する現像液の補充
装置であって、上記現像廃液をサンプリングする現像廃
液サンプリング手段と、上記再生現像液をサンプリング
する再生現像液サンプリング手段と、これらサンプリン
グ手段によりサンプリングした現像廃液および再生現像
液の全有機体炭素あるいは全炭素の量を計測する炭素計
測手段と、これらそれぞれ計測した全有機体炭素あるい
は全炭素の量にもとづいて、設定全有機体炭素あるいは
全炭素の量を維持するように上記再生現像液の自動補充
制御を行う自動補充制御手段と、この再生現像液のタン
クとを有することを特徴とする現像液の補充装置である
。

現像処理の進行にともなって現像液にフォトレジストが
溶解した際、このフォトレジストの量を全有機体炭素分
析計（以下、ＴＯＣ計という）により全有機体炭素（以
下、ＴＯＣという）あるいは全炭素（以下、ＴＣという
）の濃度として計測することができる。

すなわち本発明者らは、フォトレジストの溶解濃度（ロ
ーディングレベル）とＴＯＣ濃度あるいはＴＣ濃度との
間には一意的な相関関係があることを見いだした。

第１図は、水溶性フォトレジストをローディングした現
像液のＴＯＣ濃度の一例を示すグラフである。図示のよ
うに、ローディングレベルとＴｏＣｓ度とは正比例の関
係にあり、現像液の設定ローディングレベルに対するＴ
ＯＣ濃度を一意的に決定することができる。

また第２図は、限外ろ過膜とアルカリ土類金属置を備え
た現像液再生装置を組み込んだ現像装置における現像液
および再生現像液の定常状態でのＴＯＣ濃度と、ローデ
ィングレベルとの関係の一例を示すグラフである。

この現像液再生装置を紐み込んだ場合には、再生現像液
にフォトレジスト成分の一部が膜分離能力の限界をこえ
てリークし、Ｔ　ＯＣ４ｍとして計測されるが、現像液
が循環使用されているため、（現像廃液のＴＯＣ）−（
再生現像液のＴＯＣ）をローディングフォトレジストに
対応する全有機体炭素とみなすことができる。

上述のような知見にもとづき第一および第二の発明では
、現像機とＴＯＣ計とをサンプリングチューブ等のサン
プリング手段により接続し、現像液中のＴＯＣあるいは
ＴＣの量ないしは濃度をイン−ラインで計測し、設定Ｔ
ＯＣ濃度あるいは設定ＴＣ濃度に数束するような新現像
液補充の自動制御を行うものである。

さらに第三および第四の発明では、現像液のリサイクル
システム（特願昭６１−１７１８９４号）を採用した補
充装置において、現像廃液と再生現像液のＴＯＣあるい
はＴＣを測定し。

（現像廃液ＴＯＣ）　−（再生現像液ＴＯＣ）、あるい
は（現像廃液ＴＣ）−（再生現像液ＴＣ）をフォトレジ
ストのローディングに対応した有機炭素濃度として上述
と同様の新現像液補充制御を行い、液質の安定化を図る
ものである。

なおプリント基板製造の場合、多くはＬｏｇ／リットル
程度の炭酸ナトリウム水溶液が現像液として使用される
。ＴＯＣ計では ＴＯＣ＝ＴＣ−ＩＣ として算出され（ただし、ＩＣは無機体炭素）、無機体
炭素は炭酸ナトリウム中の炭素が計測される。したがっ
て、新現像液の炭酸ナトリウム調整濃度が一定の場合に
は、フォトレジストの設定ローディングレベルに対応す
るＴＯＣ値をＴＣ値により代表しても良い。この場合、
サンプルの無機体炭素測定は省略され、ＴＣＩ！！定の
みですむ。

さらに、これら補充方法および補充装置の制御方法とし
ては、設定ＴＯＣあるいはＴＣＩＩ度値と設定ＴＯＣあ
るいはＴＣ値の偏差を制御量とする比例ないしＰＩＤ制
御とする。

また上記ＴＯＣ計としては、サンプリングした現像液中
の炭素を燃焼させ、二酸化炭素の濃度を計測することと
した分析針を使用することが望ましい。たとえば特開昭
５９−１９６４６１号、特開昭５９−１６８３６８号、
特開昭６０−１４３７６７号、特開昭６２−７６４５９
号、特開昭６２−１９０４６５号、特開昭６３−５８１
６０号、および特開平１−２１９５５９号などに開示が
ある。

なお当該フォトレジストは、架橋剤としての光重合性モ
ノマーあるいはオリゴマー、光重合開始剤、その他必要
に応じて安定剤、着色剤、ないしはフィルふ形成用ポリ
マーなどからなる。さらに、エポキシ樹脂を加えて耐熱
性を高めたフォトレジストなどがある。

架橋剤としては、たとえばアクリロイル基やメタクリロ
イル基を有するモノマーやオリゴマーが用いられる。

光重合開始剤としては、たとえばアントラキノン類、ベ
ンゾフェノン類、ベンゾイソフェノール類などが用いら
れる。

安定剤には、たとえばハイドロキノンなどが用いられる
。

着色剤には、たとえば置県や緑系の染料などが使用され
る。

フィルム形成用ポリマーとしては、たとえばアクリル酸
エステル、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸など
を共重合成分とし、側鎖にカルボキシル基を導入したも
のなどが用いられる。

なお本発明は、プリント基板製造におけるフォトレジス
トの現像液以外にも、液晶デイスプレィ製造、半導体製
造、印刷版製造などにおける現像液の補充についても応
用可能である。

［作用］ 本発明による現像液の補充方法および補充装置において
は、既述のように現像液等の全有機体炭素あるいは全炭
素の量ないしは濃度を計測し、フォトレジストの設定ロ
ーディングレベルに対するＴＯＣ値を現像液が維持する
ように新現像液あるいは再生現像液を自動補充すること
により、現像液中のフォトレジストのローディングレベ
ルを自動的に一定に維持し、安定した現像性能を維持さ
せることができる。

［実施例］ つぎに本発明の第一の実施例による現像液の補充装置を
装備した現像装置を第４図にもとづき説明する。

ｆＪ４図はこの現像装置１を示す概略説明図であって、
現像装置１は現像機２と、現像液補充装置３とを有する
６現像機２は現像槽４と、基板搬送用のコンベア５と、
このコンベア５の上下に配置した現像液スプレー６と、
溢流管７とを有する。

現像槽４は、現像処理にともなってフォトレジストが溶
解する現像液Ｒを取容するもので、スプレーポンプ８に
より現像液スプレー６に現像液Ｒを圧送し、基板搬送用
のコンベア５上に載置した基板９に現像液Ｒを散布可能
としである。

現像液補充装置３は、現像液サンプリングチューブ１０
と、サンプリングポンプ１１と、Ｔ。

Ｃ計１２と、分析値出力信号処理制御器１３と、新現像
液タンク１４と、新現像液供給ポンプ１５とを有する。

こうした構成において、サンプリングポンプ１１を駆動
して現像液サンプリングチューブ１０から現像液Ｒを採
取し、ＴＯＣ計１２でＴＯＣあるいはＴＣの量ないしは
濃度を計測し、分析値出力信号処理制御器１３により制
御信号を新現像液供給ポンプ１５に出力し、適宜現像液
Ｒを現像槽４に補充するものである。

第５図は本発明による現像液補充装置の第二の実施例を
示すもので、第１図と同様の部分には同一符号を付し、
その詳述はこれを省略し、以下説明する。

この現像装置２０は、上記現像機２と現像液補充装置２
１とを有する。

この現像液補充装置２１は、現像液再生装置２２と、再
生現像液タンク２３と、現像廃液サンプリングチューブ
２４と、再生現像液サンプリングチューブ２５と、切替
え弁２６と、サンプリングポンプ１１と、ＴＯＣ計１２
と、分析値出力信号処理制御器１３と、再生現像液供給
ポンプ２７とを有する。

こうした構成において、現像廃液サンプリングチューブ
２４および再生現像液サンプリングチューブ２５により
それらの現像液ＲのＴＯＣをＴＯＣ計１２において計測
監視し、分析値出力信号処理制御器１３からの制御信号
により再生現像液供給ポンプ２７を駆動して再生現像液
Ｒを現像槽４に供給補充可能としである。

［発明の効果コ 以上のように本発明によれば、全有機体炭素分析針を用
いて現像液の炭素量、すなわちフォトレジストが溶解す
る濃度に直結する指標であるＴＯＣあるいはＴＣを計測
することにより現像液の液質管理を行うこととしたので
、現像液補充必要量を適切に把握し、現像液自体に直結
した管理を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、水溶性フォトレジストをローディングした現
像液のＴＯＣ１１度の一例を示すグラフ、本発明の一実
施例による現像液の補充方法第２図は、現像液再生装置
を組み込んだ現像装置における現像液および再生現像液
の定常状態でのＴＯＣ濃度と、ローディングレベルとの
関係の一例を示すグラフ、 第３図は、フォトレジストのローディングレベルと、現
像液中に残存する炭酸ナトリウム濃度との関係を示すグ
ラフ、 第４図は本発明の第一の実施例による現像液の補充装置
３を装備した現像装置１を示す概略説明図、 第５図は本発明の第二の実施例による現像液補充装置２
１を装備した現像装置２０を示す概略説明図である。 １　、、、、、、現像装置 ２　、、、、、、現像機 ３　、、、、、、Ｑ像液補充装置 ４　、、、、、、現像槽 ５　、、、、、、基板搬送用のコンベア６・・・・・・
現像液スプレー ７・・・・・・溢流管 ８　、、、、、、スプレーポンプ ９　、、、、、、基板 １０　、、、、、、！像液サンプリングチューブ、１１
　、、、、、、サンプリングポンプ１２、、、、、、Ｔ
ＯＣ針・（全有機体炭素分析針）１３　、、、、、、分
析値出力信号処理制御器１４　、、、、、、新現像液タ
ンク １５　＋＋＋＋＋＋新現像液供給ポンプ　　　−２０、
、、、、、現像装置 ２１　、、、、、、現像液補充装置 ２２゜６１８．６現像液再生装置 ２３　、、、、、、再生現像液タンク ２４、、、、、、現像廃液サンプリングチューブ２５、
、、、、、再生現像液サンプリングチューブ２６　、、
、、、、切替え弁 ２７　、、、、、、再生現像液供給ポンプＴＯＣ・・・
・全有機体炭素 ＴＣ・・・・・・全炭素 Ｉ　Ｃ，、、、、、無機体炭素 Ｒ，、、、、、、、現像液、再生現像液特許出願人　住
友重機械工業株式会社 復代理人　弁理士　池澤　寛

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板等に塗布したフォトレジストを溶解する現像
   液を補充する現像液の補充方法であって、前記現像液を
   サンプリングし、その全有機体炭素あるいは全炭素の量
   を計測する炭素量計測工程と、 この計測した全有機体炭素あるいは全炭素の量にもとづ
   いて、設定全有機体炭素あるいは全炭素の量を維持する
   ように新現像液の自動補充制御を行う自動補充制御工程
   とを有することを特徴とする現像液の補充方法。
2. （２）基板等に塗布したフォトレジストを溶解する現像
   液を補充する現像液の補充装置であって、前記現像液を
   サンプリングする現像液サンプリング手段と、 この現像液サンプリング手段によりサンプリングした現
   像液についてその全有機体炭素あるいは全炭素の量を計
   測する炭素計測計と、 この計測した全有機体炭素あるいは全炭素の量にもとづ
   いて、設定全有機体炭素あるいは全炭素の量を維持する
   ように新現像液の自動補充制御を行う自動補充制御手段
   と、 この新現像液のタンクとを有することを特徴とする現像
   液の補充装置。
3. （３）基板等に塗布したフォトレジストを溶解する現像
   液の現像廃液を再生し、これを再生現像液として前記現
   像液に補充する現像液の補充方法であつて、 前記現像廃液をサンプリングし、その全有機体炭素ある
   いは全炭素の量を計測する第１の炭素計測工程と、 前記再生現像液をサンプリングし、その全有機体炭素あ
   るいは全炭素の量を計測する第２の炭素計測工程と、 これらそれぞれ計測した全有機体炭素あるいは全炭素の
   量にもとづいて、設定全有機体炭素あるいは全炭素の量
   を維持するように前記再生現像液の自動補充制御を行う
   自動補充制御工程とを有することを特徴とする現像液の
   補充方法。
4. （４）基板等に塗布したフォトレジストを溶解する現像
   液の現像廃液を再生し、これを再生現像液として前記現
   像液に補充する現像液の補充装置であって、 前記現像廃液をサンプリングする現像廃液サンプリング
   手段と、 前記再生現像液をサンプリングする再生現像液サンプリ
   ング手段と、 これらサンプリング手段によりサンプリングした現像廃
   液および再生現像液の全有機体炭素あるいは全炭素の量
   を計測する炭素計測手段と、これらそれぞれ計測した全
   有機体炭素あるいは全炭素の量にもとづいて、設定全有
   機体炭素あるいは全炭素の量を維持するように前記再生
   現像液の自動補充制御を行う自動補充制御手段と、この
   再生現像液のタンクとを有することを特徴とする現像液
   の補充装置。