KR101332191B1 - Concentration computing method and concentration control system for developer including photoresist - Google Patents
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Abstract
본 발명은 더 상세하게는 TFT LCD 또는 반도체 공정 중 포토레지스트(Photoresist)를 포함한 현상액의 실효 농도를 실시간으로 산출하여 조절하기 위한 포토레지스트를 포함한 현상액의 농도 산출 방법 및 그 방법이 적용되는 농도 조절 장치에 관한 것으로, 현상액 원액 공급관; 현상액 탱크에 표준 농도 현상액을 공급하고 유로에는 유량계와 오토밸브가 마련된 표준 농도 현상액 공급관; 현상액 탱크 내의 현상액을 펌프로 배출하여 전도도와 초음파 속도를 측정하여 탄산염의 농도를 산출할 수 있는 농도계와, 흡광도(ABS)를 측정할 수 있는 탁도계를 경유하게 한 후 다시 현상액 탱크에 복귀시키는 현상액 순환관; 상기 현상액 순환관의 농도계에서 측정한 전도도 및 초음파 속도와, 상기 탁도계에서 측정한 흡광도(ABS)를 기초로 현상액의 실시간 농도를 산출하고, 이 현상액 산출 농도와 표준 농도간의 오차를 이용하여 현상액 농도가 표준농도에 수렴하도록 상기 초순수 공급관의 오토밸브, 현상액 원액 공급관의 오토밸브, 또는 표준 농도 현상액 공급관의 오토밸브를 개폐제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.More particularly, the present invention relates to a method for calculating a concentration of a developer including a photoresist for calculating and adjusting in real time an effective concentration of a developer including a photoresist during a TFT LCD or a semiconductor process, and a concentration adjusting device to which the method is applied. It relates to a developer stock solution supply pipe; A standard concentration developer supply pipe for supplying a standard concentration developer to a developer tank and a flow meter and an auto valve; The developer circulates through the developer tank by discharging the developer in the developer tank through a concentration meter capable of measuring the conductivity and ultrasonic velocity, and a turbidimeter capable of measuring the absorbance (ABS), and then returning it back to the developer tank. tube; The real-time concentration of the developer is calculated based on the conductivity and ultrasonic speed measured by the densitometer of the developer circulation tube and the absorbance (ABS) measured by the turbidimeter, and the developer concentration is calculated using the error between the developer calculated concentration and the standard concentration. And a control unit for opening and closing the auto valve of the ultrapure water supply pipe, the auto valve of the developer solution supply pipe, or the auto valve of the standard concentration developer supply pipe so as to converge to a standard concentration.
Description
본 발명은 포토레지스트를 포함한 현상액의 농도 산출 방법 및 농도 조절 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 TFT LCD 또는 반도체 공정 중 포토레지스트(Photoresist)를 포함한 현상액의 실효 농도를 실시간으로 산출하여 조절하기 위한 포토레지스트를 포함한 현상액의 농도 산출 방법 및 그 방법이 적용되는 농도 조절 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for calculating the concentration of a developer including a photoresist and a concentration control device, and more particularly, a photo for calculating and adjusting an effective concentration of a developer including a photoresist in a TFT LCD or semiconductor process in real time. The present invention relates to a method for calculating the concentration of a developer including a resist and a concentration adjusting device to which the method is applied.
액정기판 생산공정에서 알카리용액(테트라메틸암모늄하이드로옥사이드-Tetramethylammonium hydroxide)인 TMAH를 사용하고 있으며 이 알카리 용액은 현상프로세스에서 포토레지스트를 용해하는 용도로 사용된다.
The liquid crystal substrate production process uses an alkali solution (Tetramethylammonium hydroxide) TMAH, which is used for dissolving photoresist in the developing process.
실제 현상공정에서 현상액 사용방식은 스프레이 방식 또는 딥핑방식을 사용하며 기판이 대형화 되면서 포토레지스트 농도, 탄산염 농도가 중요시 되고 있다.
In the actual developing process, the developer is used as a spray method or a dipping method. As the substrate is enlarged, photoresist concentration and carbonate concentration are becoming important.
두가지 방식 모두 대기와 접촉하는 부분이 있는 경우가 대부분이기 때문에 현상액은 사용중에 대기와 접촉을 하게 된다. 현상액이 대기와 접촉할 경우 대기중의 이산화탄소(CO2) 가스를 흡수하여 탄산염(CO3)이 발생되게 되는데 발생된 염은 TMAH 실제 농도를 저하시킨다.
In most cases, both types of parts come into contact with the atmosphere, and thus the developer comes into contact with the atmosphere during use. When the developer contacts the atmosphere, carbon dioxide (CO 2 ) gas in the atmosphere is absorbed to generate carbonate (CO 3 ). The generated salt lowers the actual concentration of TMAH.
농도가 저하된 TMAH는 포토레지스트의 용해 성능이 저하되어 기판 선폭이 굵어지는 결과를 가져오기 때문에 일정한 기판의 선폭을 관리하기 위해서는 현상액에 용해된 포토레지스트의 농도 와 탄산염 농도를 측정하여 변화된 현상액 농도를 관리하는 시스템들이 개발되고 있다.
The lower TMA concentration decreases the dissolution performance of the photoresist, resulting in a thicker line width of the substrate. Therefore, in order to control the line width of a constant substrate, the concentration of the photoresist dissolved in the developer and the concentration of the carbonate are measured. Management systems are being developed.
현상액 농도를 조절하기 위하여서는 실시간으로 현상액의 농도를 측정할 수 있어야 하는 데, 현상액에 포토레지스트나 탄산염이 포함될 경우 TMAH의 농도는 중화적정법에 의하여 측정하는 것 이외에 적절한 방법이 없다. 그러나, 중화적정법을 사용하여 TMAH 농도를 측정할 경우, 측정시간이 지나치게 많이 소요되어 실시간으로 현상액의 농도를 제어하기 어려운 단점이 있다.
In order to control the developer concentration, it is necessary to measure the concentration of the developer in real time. When the developer includes photoresist or carbonate, there is no appropriate method other than the measurement of TMAH concentration by the neutralization titration method. However, when measuring TMAH concentration using the neutralization titration method, there is a disadvantage that it takes too much time to measure the concentration of the developer in real time.
따라서, 본 발명의 제1과제는 현상공정에서 발생된 포토레지스트 농도와 탄산염 농도의 영향을 실시간으로 반영할 수 있는 현상액의 농도 산출 방법을 제공하는 데 있다.
Accordingly, a first object of the present invention is to provide a method for calculating the concentration of a developer that can reflect the influence of photoresist concentration and carbonate concentration generated in a developing step in real time.
본 발명의 제2과제는 현상프로세스 진행시 기판에 도포된 현상액을 다시 공급탱크로 회수하는 현상액 재생시스템을 실효적으로 사용할 수 있게 하여 현상액의 폐수를 획기적으로 줄일 수 있고, 회수된 현상액에 대하여 직접적으로 실시간 농도관리가 가능하기 때문에 현상프로세스에서 대량으로 사용되는 현상액 사용량을 대폭 절감할 수 있는 포토레지스트를 포함한 현상액의 농도 조절 장치를 제공하는 데 있다.
The second object of the present invention is to effectively use the developer regeneration system for recovering the developer applied to the substrate to the supply tank during the development process, which can drastically reduce the waste water of the developer and directly to the recovered developer. The present invention provides a device for controlling the concentration of a developer, including a photoresist, which can greatly reduce the amount of developer used in a large amount in a developing process.
상술한 본 발명의 제1과제는, 포토레지스트(PR:Photoresist)를 표준농도(2.38%-2.58%)현상액에 용해시키되, 일정 속도로 용해량을 늘려나가면서 탁도계에 의하여 흡광도(ABS:Absorbency)를 측정하고, 측정된 매 흡광도(ABS)에서 현상액의 농도차(ΔC1)를 중화적정법에 의하여 실측 확인하여 흡광도(ABS)와 현상액 농도오차(ΔC1)간의 상관함수를 구하는 단계(101); 표준농도현상액을 대기와 접촉시켜 현상액에 탄산염 발생을 유도하면서, 전도도와 초음파 속도를 측정하여 탄산염의 농도를 산출할 수 있는 농도계로 탄산염 농도(C-CO3)를 구하고 매 산출 탄산염 농도에서 현상액의 농도오차(ΔC2)를 중화적정법에 의하여 실측 확인하여 탄산염 농도(C-CO3)와 현상액 농도오차(ΔC2)간의 상관함수를 구하는 단계(102); 현상액을 샘플링하여, 탁도계로 샘플링한 현상액의 흡광도(ABS)를 실측하고, 농도계로 샘플링한 현상액의 전도도 및 초음파 속도를 실측하여 탄산염 농도를 산출한 후, 실측 흡광도(ABS)와, 탄산염 산출 농도와, 상기 101단계에서 구한 흡광도(ABS)와 현상액 농도오차(ΔC1)간의 상관함수와, 상기 102단계에서 구한 탄산염 농도(C-CO3)와 현상액 농도오차(ΔC2)간의 상관함수와, 현상액 표준 농도를 이용하여 샘플링한 현상액의 현상액 산출 농도를 계산하는 단계(103);를 포함하는 포토레지스트를 포함한 현상액의 농도 산출 방법에 의하여 해결된다.
The first task of the present invention is to dissolve the photoresist (PR) in a standard concentration (2.38% -2.58%) developer, while increasing the amount of dissolution at a constant rate by using a turbidimeter (ABS: Absorbency) Measuring and measuring the concentration difference (ΔC1) of the developer at each measured absorbance (ABS) by neutralization titration to obtain a correlation function between the absorbance (ABS) and the developer concentration error (ΔC1) (101); Contact the standard concentration developer with the atmosphere to induce carbonate generation, and measure the carbonate concentration (C-CO 3 ) with a concentration meter that can calculate the concentration of carbonate by measuring conductivity and ultrasonic velocity. Determining the correlation error between the carbonate concentration (C-CO 3 ) and the developer concentration error (ΔC2) by actually checking the concentration error (ΔC2) by a neutralization titration method (102); After the developer was sampled, the absorbance (ABS) of the developer sampled by the turbidimeter was measured, and the conductivity and ultrasonic velocity of the developer sampled by the densitometer were measured to calculate the carbonate concentration, and then the measured absorbance (ABS) and the carbonate calculation concentration and , The correlation function between the absorbance (ABS) obtained in step 101 and the developer concentration error (ΔC1), the correlation function between the carbonate concentration (C-CO 3 ) and the developer concentration error (ΔC2) obtained in step 102, and the standard developer concentration It is solved by the method for calculating the concentration of the developer including the photoresist comprising;
상술한 본 발명의 제2과제는, 현상액 재생시스템 및 현상기에 연결된 현상액 탱크;현상액 탱크에 초순수를 공급하고 유로에는 유량계와 오토밸브가 마련된 초순수 공급관; 현상액 탱크에 현상액 원액(25%)을 공급하고 유로에는 유량계와 오토밸브가 마련된 현상액 원액 공급관; 현상액 탱크에 표준 농도 현상액을 공급하고 유로에는 유량계와 오토밸브가 마련된 표준 농도 현상액 공급관; 현상액 탱크 내의 현상액을 펌프로 배출하여 전도도와 초음파 속도를 측정하여 탄산염의 농도를 산출할 수 있는 농도계와, 흡광도(ABS)를 측정할 수 있는 탁도계를 경유하게 한 후 다시 현상액 탱크에 복귀시키는 현상액 순환관; 및 상기 현상액 순환관의 농도계에서 측정한 전도도 및 초음파 속도와, 상기 탁도계에서 측정한 흡광도(ABS)를 기초로 현상액의 실시간 농도를 산출하고, 이 현상액 산출 농도와 표준 농도간의 오차를 이용하여 현상액 농도가 표준농도에 수렴하도록 상기 초순수 공급관의 오토밸브, 현상액 원액 공급관의 오토밸브, 또는 표준 농도 현상액 공급관의 오토밸브를 개폐제어하는 제어부;를 포함하는 포토레지스트를 포함한 현상액의 농도 조절 장치에 의하여 해결된다.
The second subject of the present invention is a developer tank connected to a developer regeneration system and a developer; an ultrapure water supply pipe for supplying ultrapure water to a developer tank and a flow meter and an auto valve provided in a flow path; A developer stock solution supply pipe which supplies a developer stock solution (25%) to a developer tank, and a flow meter and an auto valve are provided in a flow path; A standard concentration developer supply pipe for supplying a standard concentration developer to a developer tank, and a flow meter and an auto valve provided in the flow path; The developer circulates through the developer tank by discharging the developer in the developer tank through a concentration meter capable of measuring the conductivity and ultrasonic velocity, and a turbidimeter capable of measuring the absorbance (ABS), and then returning it back to the developer tank. tube; And calculating the real-time concentration of the developer based on the conductivity and the ultrasonic speed measured by the densitometer of the developer circulation tube and the absorbance (ABS) measured by the turbidimeter, and using the error between the developer calculated concentration and the standard concentration. And a control unit for controlling the opening and closing of the auto valve of the ultrapure water supply pipe, the auto valve of the developer feed solution supply pipe, or the auto valve of the standard concentration developer supply pipe so as to converge to the standard concentration. .
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포토레지스트(PR)의 농도 변화 측정은 현상액의 흡광도를 측정하여 ABS로 수치화 하였으며, 탄산염 수치는 현상프로세스에서 현상액을 대기에 노출시켜 측정된 도전율, 초음파 속도를 기준으로 하여 탄산염의 발생으로 인한 TMAH 실제농도 변화값을 측정하였으며, 발생된 포토레지스트(PR)의 농도 및 탄산염 수치(C2)를 일정양으로 관리하면 일정한 선폭의 현상결과를 얻을 수 있었다.
The change in concentration of photoresist (PR) was measured by absorbance of the developer and quantified by ABS, and the carbonate value was measured by exposure of the developer to the atmosphere in the developing process. The change in concentration was measured, and the result of developing a constant line width was obtained by managing the generated photoresist (PR) concentration and carbonate value (C2) in a predetermined amount.
현 농도관리 시스템을 현상 프로세스에 적용하여 실제 농도를 중화분석 하였을 경우 ±0.008%이내로 관리되었으며, 기판 선폭을 광학 C/D(Critical Dimension)측정 결과 탄산염과 포토레지스트 농도의 변화시에도 일정한 선폭의 결과를 얻을 수 있었다.
When the current concentration management system was applied to the development process and the actual concentration was neutralized and analyzed, it was managed within ± 0.008%. As a result of the optical C / D (Critical Dimension) measurement, the substrate line width resulted in a constant line width even when the carbonate and photoresist concentrations were changed. Could get
도 1은 본 발명에 따른 현상액 농도 조절 장치의 구성도이다.
도 2 내지 도 5는 현상액 농도와 흡광도와 탄산염 농도의 상관 관계를 예시적으로 보여주는 도표이다. 1 is a block diagram of a developer concentration adjusting apparatus according to the present invention.
2 to 5 are diagrams exemplarily showing a correlation between developer concentration, absorbance, and carbonate concentration.
본 발명은 TFT LCD ,반도체 공정 중 포토레지스트를 포함한 현상액의 실효농도를 실시간으로 측정하여 관리하는 방법 및 장치를 제공한다. 현상프로세스를 진행하면 포토레지스트를 포함하여 탄산염이 발생되며 현상에 사용된 현상액은 농도가 저하되게 되고 저하된 현상액을 폐수할 경우 후처리 용량 증가 및 새로운 현상액 사용으로 인하여 비용이 상승하게 된다. 본 발명은 현상액 사용후 변화된 TMAH 농도를 측정하여 재이용가능 하도록 관리하는 장치이다.
The present invention provides a method and apparatus for measuring and managing the effective concentration of a developer including a photoresist in a TFT LCD and semiconductor process in real time. As the developing process proceeds, carbonate is generated, including photoresist, and the developer used for development is lowered in concentration, and the cost of the developer is increased due to the increase in post-treatment capacity and the use of a new developer. The present invention is a device for managing to re-use by measuring the changed TMAH concentration after using the developer.
포토레지스트를 포함한 현상액의 농도 산출 방법은, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 포토레지스트(PR:Photoresist)를 표준농도(2.38%-2.58%)현상액에 용해시키되, 일정 속도로 용해량을 늘려나가면서 탁도계에 의하여 흡광도(ABS:Absorbency)를 측정하고, 측정된 매 흡광도(ABS)에서 현상액의 농도차(ΔC1)를 중화적정법에 의하여 실측 확인하여 흡광도(ABS)와 현상액 농도오차(ΔC1)간의 상관함수를 구하는 단계(101)를 포함한다. 또한, 포토레지스트를 포함한 현상액의 농도 산출 방법은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 표준농도현상액을 대기와 접촉시켜 현상액에 탄산염 발생을 유도하면서, 전도도와 초음파 속도를 측정하여 탄산염의 농도를 산출할 수 있는 농도계로 탄산염 농도(C-CO3)를 구하고 매 산출 탄산염 농도에서 현상액의 농도오차(ΔC2)를 중화적정법에 의하여 실측 확인하여 탄산염 농도(C-CO3)와 현상액 농도오차(ΔC2)간의 상관함수를 구하는 단계(102)를 포함한다. 또한, 포토레지스트를 포함한 현상액의 농도 산출 방법은, 도 5에 도시된 바와 같이, 현상액을 샘플링하여, 탁도계로 샘플링한 현상액의 흡광도(ABS)를 실측하고, 농도계로 샘플링한 현상액의 전도도 및 초음파 속도를 실측하여 탄산염 농도를 산출한 후, 실측 흡광도(ABS)와, 탄산염 산출 농도와, 상기 101단계에서 구한 흡광도(ABS)와 현상액 농도오차(ΔC1)간의 상관함수와, 상기 102단계에서 구한 탄산염 농도(C-CO3)와 현상액 농도오차(ΔC2)간의 상관함수와, 현상액 표준 농도를 이용하여 샘플링한 현상액의 현상액 산출 농도(C'-TMAH)를 계산하는 단계;를 포함한다. 도 5에서 C-TMAH는 중화적정법에 의하여 확인한 현상액 실측 농도이다.
In the method of calculating the concentration of the developer including the photoresist, as shown in FIGS. 2 and 4, the photoresist (PR: Photoresist) is dissolved in the standard concentration (2.38% -2.58%) developer, but the amount of dissolution is fixed at a constant rate. Absorption (ABS: Absorbency) was measured by a turbidimeter, and the concentration difference (ΔC1) of the developer was measured by neutralization titration at each measured absorbance (ABS) to determine absorbance (ABS) and developer concentration error (ΔC1). A step 101 of obtaining a correlation function between the two is included. In addition, in the method of calculating the concentration of the developer including the photoresist, as shown in FIGS. 3 and 4, the standard concentration developer is brought into contact with the atmosphere to induce carbonate generation in the developer, and the conductivity and ultrasonic velocity are measured to measure the concentration of the carbonate. with a check actually measured by the density error (ΔC2) of the developer in every output carbonate concentration to obtain the carbonate concentration (C-CO 3) to the density meter to the neutralization titration method calculates carbonate concentration (C-CO 3) and the developer density error ( Calculating 102 a correlation function between ΔC2). In addition, in the method for calculating the concentration of the developer including the photoresist, as illustrated in FIG. 5, the absorbance (ABS) of the developer sampled by the turbidimeter by sampling the developer is measured, and the conductivity and the ultrasonic velocity of the developer sampled by the densitometer. After calculating the carbonate concentration by the measurement, the measured absorbance (ABS), the carbonate calculation concentration, the correlation function between the absorbance (ABS) and the developer concentration error (ΔC1) obtained in step 101, and the carbonate concentration obtained in step 102 And calculating a correlation function between (C-CO 3 ) and the developer concentration error (ΔC 2 ) and the developer calculated concentration (C′-TMAH) of the sampled developer using the standard developer concentration. In Figure 5, C-TMAH is the developer measurement concentration confirmed by the neutralization titration method.
이렇게 계산한 현상액 산출 농도(C'-TMAH)는 현상액에 용해되어 있는 포토레이지스트(PR)에 의한 농도 오차와 탄산염에 의하여 농도 오차를 모두 반영한 현상액 농도이므로, 이 현상액 산출 농도(C'-TMAH)는 현상액 실측 농도(C-TMAH) 대신에 현상액의 농도를 자동 조절하는 데 사용할 수 있다.
The developer calculated concentration (C'-TMAH) calculated as described above is a developer concentration reflecting both the concentration error due to the photoresist (PR) dissolved in the developer and the concentration error due to the carbonate. ) Can be used to automatically adjust the concentration of the developer instead of the developer measured concentration (C-TMAH).
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 포토레지스트를 포함한 현상액의 농도 조절 장치는, 현상액 재생시스템 및 현상기에 연결된 현상액 탱크(1)와, 현상액 탱크(1)에 초순수를 공급하고 유로에는 유량계(4b)와 오토밸브(S6)가 마련된 초순수 공급관(P9)과, 현상액 탱크(1)에 현상액 원액(25%)을 공급하고 유로에는 유량계(4c)와 오토밸브(S7)가 마련된 현상액 원액 공급관(P10)과, 현상액 탱크(1)에 표준 농도 현상액을 공급하고 유로에는 유량계(4d)와 오토밸브(S9)가 마련된 표준 농도 현상액 공급관(P11)과, 현상액 탱크(1) 내의 현상액을 펌프(2a 또는 2b)로 배출하여 전도도와 초음파 속도를 측정하여 탄산염의 농도를 산출할 수 있는 농도계(5)와, 흡광도(ABS)를 측정할 수 있는 탁도계(6)를 경유하게 한 후 다시 현상액 탱크에 복귀시키는 현상액 순환관(P1 ~ P5)을 포함한다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 포토레지스트를 포함한 현상액의 농도 조절 장치는 상기 현상액 순환관(P1 ~ P5)의 농도계(5)에서 측정한 전도도 및 초음파 속도와, 상기 탁도계(6)에서 측정한 흡광도(ABS)를 기초로 현상액의 실시간 농도를 산출하고, 이 현상액 산출 농도와 표준 농도간의 오차를 이용하여 현상액 농도가 표준농도에 수렴하도록 상기 초순수 공급관(P9)의 오토밸브(4b), 현상액 원액 공급관(P10)의 오토밸브(4c), 또는 표준 농도 현상액 공급관(S9)의 오토밸브(S9)를 개폐제어하는 제어부;를 포함한다.
As shown in FIG. 1, the apparatus for adjusting the concentration of a developer including a photoresist according to the present invention supplies a developer tank 1 connected to a developer regeneration system and a developer, ultrapure water to a developer tank 1, and a flow meter to a flow path. Ultrapure water supply pipe (P9) provided with (4b) and auto valve (S6) and developer stock solution (25%) are supplied to developer tank (1), and developer stock solution supply pipe provided with flow meter (4c) and auto valve (S7) in the flow path. (P10), the standard concentration developer is supplied to the developer tank 1, and the
현상액의 알카리(TMAH) 농도가 높을 경우 초순수 공급관(P9)의 오토밸브(S6)를 열어 초순수(DIW)를 공급한다. 현상액의 알카리(TMAH) 농도가 낮을 경우 현상액 원액 공급관(P10)의 오토밸브(P10)를 열어 고농도 알카리(TMAH)를 공급한다.
When the alkali (TMAH) concentration of the developing solution is high, the auto valve S6 of the ultrapure water supply pipe P9 is opened to supply ultrapure water (DIW). When the alkali (TMAH) concentration of the developer is low, the auto valve (P10) of the developer feed solution supply pipe (P10) is opened to supply a high concentration of alkali (TMAH).
상기 제어부는 상기 농도계(5)에서 산출한 탄산염 농도가 일정수준이상으로 초과하면 표준 농도 현상액 오토밸브(S9)를 열어, 탄산염이 포함되지 않은 표준 농도 현상액을 주입함으로써, 탄산염 농도를 실시간으로 일정수준 이하로 유지하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제어부는 탁도계(6)에서 실측한 ABS가 일정수준이상으로 초과하면 표준 농도 현상액 오토밸브(S9)를 열어 포토레지스트가 포함되지 않은 표준 농도 현상액을 주입함으로써, 현상액의 ABS를 실시간으로 일정수준 이하로 유지하는 것이 바람직하다. 도 5는 이렇게 탄산염 및 포토레지스트의 농도를 조절하면서 얻은 현상액 산출 농도(C'-TMAH) 및 현상액 실측 농도(C-TMAH) 도표이다.
The control unit opens the standard concentration developer auto valve S9 when the carbonate concentration calculated by the
상기 농도계(6) 직전에는 유량계(4a)를 마련하고, 상기 펌프(2a, 2b)는 인버터 펌프를 사용하여, 농도계(6)에 유입되는 현상액 유량이 일정한 유속 및 유량이 유지되도록 하면 농도계(6)에 유입되는 현상액의 농도 헌팅(hunting)을 막을 수 있다.
A
상기 초순수 공급관(P9)은 초순수 탱크에 연결되고, 상기 현상액 원액 공급관(P10) 및 표준 농도 현상액 공급관(P11)은 CCSS(Central Chemical Supply System)에 연결된다.
The ultrapure water supply pipe P9 is connected to the ultrapure water tank, and the developer stock solution supply pipe P10 and the standard concentration developer supply pipe P11 are connected to a central chemical supply system (CCSS).
상기 표준 농도 현상액 공급관(P11)에는 표준 농도 현상액과 선택적으로 현상 재생액을 공급할 수 있는 현상 재생액 공급관(P12)을 더 마련할 수 있다. 현상 재생액은 탄산염의 농도가 일정수준을 초과하거나 포토레지스트의 농도가 일정수준을 넘어갈 때 표준 농도 현상액을 대신하여 주입된다. 상기 현상 재생액 공급관(P12)에는 오토밸브(S8)가 마련되고, 상기 제어부는 표준 농도 현상액 공급관(P11)의 오토밸브(S9)와 상기 현상 재생액 공급관(P12)의 오토밸브(S8)를 항상 택일적으로 개폐한다. 이때 상기 현상 재생액 공급관(P12)은 상기 현상액 재생시스템(DRS:Developer Recycling System)에 연결된다.
The standard concentration developer supply pipe P11 may further include a developer regeneration solution supply pipe P12 for supplying a standard concentration developer and a developer regeneration solution. The developing regeneration solution is injected in place of the standard concentration developer when the carbonate concentration exceeds a certain level or the photoresist concentration exceeds a certain level. The developing regeneration solution supply pipe P12 is provided with an auto valve S8, and the control unit controls the auto valve S9 of the standard concentration developer supply pipe P11 and the auto valve S8 of the developing regeneration solution supply pipe P12. Always open and close alternatively. At this time, the developer regeneration solution supply pipe P12 is connected to the developer recycling system (DRS).
상기 표준 농도 현상액 공급관(P11)에는 상기 현상액 순환관(ㅖ1 ~ P5)에 마련된 탁도계(6)의 현상액 유입구에 표준 농도 현상액을 유입시킬 수 있는 표준 농도 현상액 분지관(P8)을 더 마련하여, 표준 농도 현상액으로 탁도계(6)를 주기적으로 세척하는 것이 바람직하다.
The standard concentration developer supply pipe (P11) is further provided with a standard concentration developer branch pipe (P8) for introducing a standard concentration developer into the developer inlet of the turbidimeter (6) provided in the developer circulation pipe (ㅖ 1 ~ P5), It is preferable to periodically wash the
상기 현상액 순환관(P1 ~ P5)에는 현상액을 상기 농도계(5) 및 탁도계(6)에 투입하기 전에 현상액으로부터 기포를 제거하는 기포제거필터(3)를 더 마련하고, 상기 기포제거필터(3)에는 진공펌프(7)를 연결하여 기포를 제거하는 것이 바람직하다. 진공펌프(7)에서 제거된 기포는 대기로 배출된다.
In the developer circulation pipe (P1 ~ P5) is further provided with a bubble removing filter (3) for removing bubbles from the developer before introducing the developer into the densitometer (5) and turbidity meter (6), the bubble removing filter (3) It is preferable to remove the bubbles by connecting the vacuum pump (7). Bubbles removed in the vacuum pump 7 are discharged to the atmosphere.
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이와 같이, 본 발명에 따른 본 발명에 따른 포토레지스트를 포함한 현상액의 농도 조절 장치는 TMAH원액(현상액 원액), 초순수, 표준 농도 현상액으로 현상액 농도 관리를 하며, 이 가운데 TMAH원액과 초순수는 현상액 농도을 직접관리 하기 위한 것이다.
As described above, the apparatus for controlling the concentration of the developer including the photoresist according to the present invention manages the developer concentration with TMAH stock solution (developing stock), ultrapure water, and standard concentration developer, among which TMAH stock solution and ultrapure water directly control the developer concentration. It is for management.
또한, 본 발명에 따른 포토레지스트를 포함한 현상액의 농도 조절 장치는 표준 농도 현상액에 의하여 탄산염 농도를 관리한다. 탄산염 관리를 위하여 표준 농도 현상액을 사용하는데 본 발명에서 사용되는 농도관리 시스템은 현상프로세스 진행시 별도의 폐수가 필요 없기 때문에 탄산염은 공급탱크에 누적되게 된다. 누적된 탄산염 농도가 어느정도 진해지면 현상성능에 저하가 발생되기 때문에 탄산염이 포함되지 않은 표준 농도 현상액을 주입하여 현상액에 포함된 탄산염 농도가 너무 높아지지 않도록 관리한다.
Further, the concentration control apparatus of the developer including the photoresist according to the present invention manages the carbonate concentration by the standard concentration developer. Standard concentration developer is used to manage the carbonate. In the concentration control system used in the present invention, the carbonate is accumulated in the supply tank because no separate waste water is required during the development process. If the cumulative carbonate concentration increases to some extent, a decrease in developing performance occurs, and a standard concentration developer containing no carbonate is injected to manage the carbonate concentration contained in the developer so as not to be too high.
본 발명에 따른 본 발명에 따른 포토레지스트를 포함한 현상액의 농도 조절 장치는 현상프로세스 진행시 기판에 도포된 현상액을 다시 공급탱크로 회수하여 현상액의 폐수를 획기적으로 줄일 수 있는 관리장치이며 회수된 현상액에 대하여 직접적인 농도관리가 가능하기 때문에 현상프로세스에서 대량으로 사용되는 현상액 사용량을 대폭 절감할 수 있는 시스템이다.
An apparatus for controlling the concentration of a developer including a photoresist according to the present invention according to the present invention is a management device that can significantly reduce the waste water of the developer by recovering the developer applied to the substrate to the supply tank during the development process. It is a system that can drastically reduce the amount of developer used in a large amount in the developing process because direct concentration management is possible.
이하에서 도 1에 사용된 각 구성 요소의 기능을 구체적으로 설명한다.
Hereinafter, the function of each component used in FIG. 1 will be described in detail.
현상액 탱크(1)는 현상프로세스에 공급되는 현상액을 집수하여 저장하는 수조로 구성되어 있으며 현상액의 온도관리와 현상액의 용량을 관리한다.
The developer tank 1 is composed of a tank for collecting and storing the developer supplied to the developing process, and manages the temperature management of the developer and the capacity of the developer.
펌프(2a, 2b)는 현상액 샘플링을 위하여 현상액 탱크(1)로부터 농도조절 장치의 현상액 순환관(P1 ~ P5)로 현상액을 순환하는 펌프이다. 펌프 2b는 예비용이다. 도 1에서 부호 V1은 매뉴얼 다이어프램 밸브이고, P6은 바이패스관이다.
The
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기포제거필터(3)는 현상액 탱크(1)로부터 샘플링된 현상액 내부에 기포를 제거하는 필터로 도전율과 초음파측정에 있어 기포에 대한 오차를 방지하기 위한 필터이다.
The
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유량계(4a)는 농도계(5)로 공급되는 현상액의 유량을 측정하는 위한 부품이다.
The
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농도계(5)는 도전율과 초음파속도로 현상액의 농도를 측정하여 측정된 농도값을 제어부(또는 중앙처리장치(PLC))로 출력하는 부품이다.
The
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탁도계(6)는 현상액에 포함된 포토레지스트의 흡광도를 측정하여 제어부로 출력하는 부품이다.
The
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진공펌프(7)는 기포제거 필터에 진공을 조성하여 주는 역할을 하며 기포제거 필터를 보조하는 역할을 하는 부품이다.
The vacuum pump 7 is a component that serves to form a vacuum in the bubble removing filter and to assist the bubble removing filter.
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초순수 오토밸브(S6)는 현상탱크에 알카리 농도가 높을 경우 초순수를 공급하기 위한 부품이다.
Ultrapure water auto valve (S6) is a component for supplying ultrapure water when the alkali concentration is high in the developing tank.
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고농도 알카리 오토밸브(S7)는 현상액 탱크(1)에 알카리 농도가 낮을 경우 고농도 알카리(현상액 원액)를 공급하기 위한 부품이다.
The high concentration alkali auto valve S7 is a component for supplying high concentration alkali (developing solution) when the alkali concentration is low in the developer tank 1.
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표준 농도 현상액 오토밸브(S9)는 현상액 탱크(1)에 현상액(표준 농도 현상액)을 공급하기 위한 부품이다.
The standard concentration developer auto valve S9 is a component for supplying a developer (standard concentration developer) to the developer tank 1.
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현상 재생액 오토밸브(S8)는 현상액 탱크(1)에 재사용되는 현상액을 공급하기 위한 부품이다.
The developing regeneration solution auto valve S8 is a component for supplying a developing solution to be reused to the developing solution tank 1.
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도 5에 예시된 바와 같이, 본 발명을 현상 프로세스에 적용하여 실제 농도(C-TMAH)를 중화분석 하였을 경우 ±0.008%이내로 관리되었으며, 기판 선폭을 광학 C/D 측정 결과 탄산염과 포토레지스트 농도의 변화시에도 일정한 선폭의 결과를 얻을 수 있었다.
As illustrated in FIG. 5, when the present invention was applied to a development process and neutralized by the actual concentration (C-TMAH), the concentration was managed within ± 0.008%, and the substrate line width of the carbonate and photoresist concentrations was determined by optical C / D measurement. Even with the change, a constant line width was obtained.
1 : 현상액 탱크 2a, 2b : 순환펌프
3 : 기포제거필터 5 : 농도계
6 : 탁도계 7 : 진공펌프
S1 ~ S9 : 오토밸브 V1 : 매뉴얼 다이어프램 밸브
P1 ~ P5 : 현상액 순환관1:
3: bubble removal filter 5: concentration meter
6: turbidimeter 7: vacuum pump
S1 ~ S9: Auto Valve V1: Manual Diaphragm Valve
P1 ~ P5: Developer circulation tube
Claims (4)
표준농도현상액을 대기와 접촉시켜 현상액에 탄산염 발생을 유도하면서, 전도도와 초음파 속도를 측정하여 탄산염의 농도를 산출할 수 있는 농도계로 탄산염 농도(C-CO3)를 구하고 매 산출 탄산염 농도에서 현상액의 농도오차(ΔC2)를 중화적정법에 의하여 실측 확인하여 탄산염 농도(C-CO3)와 현상액 농도오차(ΔC2)간의 상관함수를 구하는 단계(102);
현상액을 샘플링하여, 탁도계로 샘플링한 현상액의 흡광도(ABS)를 실측하고, 농도계로 샘플링한 현상액의 전도도 및 초음파 속도를 실측하여 탄산염 농도(C-CO3)를 산출한 후, 실측 흡광도(ABS)와, 탄산염 산출 농도(C-CO3)와, 상기 101단계에서 구한 흡광도(ABS)와 현상액 농도오차(ΔC1)간의 상관함수와, 상기 102단계에서 구한 탄산염 농도(C-CO3)와 현상액 농도오차(ΔC2)간의 상관함수와, 현상액 표준 농도를 이용하여 샘플링한 현상액의 현상액 산출 농도를 계산하는 단계;를 포함하는 포토레지스트를 포함한 현상액의 농도 산출 방법.Dissolve the photoresist (PR) in the standard concentration developer, and measure the absorbance (ABS) by the turbidimeter while increasing the amount of dissolution at a constant rate, and the concentration difference (ΔC1) of the developer at each measured absorbance (ABS). Determining the correlation function by neutralization titration to obtain a correlation function between absorbance ABS and developer concentration error ΔC1 (101);
Contact the standard concentration developer with the atmosphere to induce carbonate generation, and measure the carbonate concentration (C-CO 3 ) with a concentration meter that can calculate the concentration of carbonate by measuring conductivity and ultrasonic velocity. Determining the correlation error between the carbonate concentration (C-CO 3 ) and the developer concentration error (ΔC2) by actually checking the concentration error (ΔC2) by a neutralization titration method (102);
After the developer was sampled, the absorbance (ABS) of the developer sampled with the turbidimeter was measured, and the conductivity and ultrasonic velocity of the developer sampled with the densitometer were measured to calculate the carbonate concentration (C-CO 3 ), and then the measured absorbance (ABS). And a carbonate yield concentration (C-CO 3 ), a correlation function between the absorbance (ABS) obtained in step 101 and the developer concentration error (ΔC1), and the carbonate concentration (C-CO 3 ) and developer concentration obtained in step 102. Calculating a developer calculation concentration of the developer sampled using the correlation function between the error ΔC2 and the developer standard concentration; and a method for calculating the concentration of the developer including the photoresist.
현상액 탱크에 초순수를 공급하고 유로에는 유량계와 오토밸브가 마련된 초순수 공급관;
현상액 탱크에 현상액 원액(25%)을 공급하고 유로에는 유량계와 오토밸브가 마련된 현상액 원액 공급관;
현상액 탱크에 표준 농도 현상액을 공급하고 유로에는 유량계와 오토밸브가 마련된 표준 농도 현상액 공급관;
현상액 탱크 내의 현상액을 펌프로 배출하여 전도도와 초음파 속도를 측정하여 탄산염의 농도를 산출할 수 있는 농도계와, 흡광도(ABS)를 측정할 수 있는 탁도계를 경유하게 한 후 다시 현상액 탱크에 복귀시키는 현상액 순환관;
상기 현상액 순환관의 농도계에서 측정한 전도도 및 초음파 속도와, 상기 탁도계에서 측정한 흡광도(ABS)를 기초로 현상액의 실시간 농도를 산출하고, 이 현상액 산출 농도와 표준 농도간의 오차를 이용하여 현상액 농도가 표준농도에 수렴하도록 상기 초순수 공급관의 오토밸브, 현상액 원액 공급관의 오토밸브, 또는 표준 농도 현상액 공급관의 오토밸브를 개폐제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트를 포함한 현상액의 농도 조절 장치.
A developer tank connected to the developer regeneration system and the developer;
An ultrapure water supply pipe for supplying ultrapure water to a developing tank and a flow meter and an auto valve provided in a flow path;
A developer stock solution supply pipe which supplies a developer stock solution (25%) to a developer tank, and a flow meter and an auto valve are provided in a flow path;
A standard concentration developer supply pipe for supplying a standard concentration developer to a developer tank, and a flow meter and an auto valve provided in the flow path;
The developer circulates through the developer tank by discharging the developer in the developer tank through a concentration meter capable of measuring the conductivity and ultrasonic velocity, and a turbidimeter capable of measuring the absorbance (ABS), and then returning it back to the developer tank. tube;
The real-time concentration of the developer is calculated based on the conductivity and ultrasonic speed measured by the densitometer of the developer circulation tube and the absorbance (ABS) measured by the turbidimeter, and the developer concentration is calculated using the error between the developer calculated concentration and the standard concentration. And a control unit configured to open and close the auto valve of the ultrapure water supply pipe, the auto valve of the developer solution supply pipe, or the auto valve of the standard concentration developer supply pipe to converge to a standard concentration.
상기 제어부는 상기 제 1 항에 기재된 현상액의 농도 산출 방법에 의하여 현상액의 실시간 농도를 산출하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트를 포함한 현상액의 농도 조절 장치.
3. The method of claim 2,
The control unit calculates the real-time concentration of the developer by the method of calculating the concentration of the developer according to claim 1, wherein the concentration control apparatus of a developer including a photoresist.
상기 표준 농도 현상액 공급관에는, 오토밸브의 개폐에 의하여 표준 농도 현상액과 선택적으로 현상 재생액을 상기 현상액 탱크에 공급할 수 있는 현상 재생액 공급관을 더 마련한 것을 특징으로 포토레지스트를 포함한 현상액의 농도 조절 장치.
3. The method of claim 2,
The standard concentration developer supply pipe is further provided with a developer regeneration solution supply pipe for supplying a standard concentration developer and a developer regeneration solution to the developer tank by opening and closing an auto valve.
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