專利名稱：光刻膠剝離液管理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在半導(dǎo)體制造工序或液晶基板制造工序中，用于進(jìn)行光刻膠的剝離的光刻膠剝離液的管理裝置，說得更為詳細(xì)的話，涉及具有把光刻膠剝離液的循環(huán)使用中的連續(xù)自動(dòng)補(bǔ)給機(jī)構(gòu)、水分濃度調(diào)整機(jī)構(gòu)、以及用于抑制在光刻膠剝離中伴隨著已溶出的光刻膠的濃縮化而產(chǎn)生的光刻膠剝離性能的劣化的光刻膠剝離液自動(dòng)排出機(jī)構(gòu)合在一起的裝置。
在半導(dǎo)體或液晶基板制造工序中的光刻工序里所使用的光刻膠材料有因曝光而可溶化的正膠和因曝光而不溶化的負(fù)膠，用得多的主要是正膠。
作為正光刻膠的代表例子，有以萘醌二疊氮化物(naphthoquinonediazide)系感光劑和堿性可溶性樹脂(酚醛樹脂)為主成分的正膠。
在光刻工序的最后階段，必須有把光刻膠從基板上完全剝離下來的工序。
在特開平7-235487號(hào)公報(bào)中，登有一種光刻膠剝離液管理裝置，該裝置具備有下述裝置光刻膠剝離液排出裝置，在用吸光光度計(jì)對(duì)光刻膠剝離液的溶解光刻膠濃度進(jìn)行檢測后把光刻膠剝離液排出去；第1補(bǔ)給裝置，用液面水平計(jì)對(duì)光刻膠剝離液的液面水平進(jìn)行檢測并補(bǔ)給有機(jī)溶劑與鏈烷醇胺(alkanolamine)或者已預(yù)先把有機(jī)溶劑與鏈烷醇胺調(diào)合的光刻膠剝離新液；第2補(bǔ)給裝置，用吸光光度計(jì)檢測光刻膠剝離液的鏈烷醇胺濃度并補(bǔ)給有機(jī)溶劑和鏈烷醇胺中的至少一方。
在液晶基板的光刻膠剝離工序中，雖然如上所述，作為光刻膠剝離液主要使用把有機(jī)堿或有機(jī)溶劑進(jìn)行組合的溶液。但現(xiàn)已明白，再添進(jìn)適量的水的溶液具有優(yōu)良的效果。
即，若使用含有適量的水的光刻膠剝離液，則可使基板的處理溫度從不含水的光刻膠剝離液的約80℃下降到約40℃，具有可以減少對(duì)基板或形成半導(dǎo)體電路的基底金屬的損傷，可以作為不燃物進(jìn)行處理、具有安全性高、蒸發(fā)損耗主要是廉價(jià)的水、剝離速度高等等的效果。
例如，可以以噴射的方式或浸泡方式等等使用二亞甲砜系原液與純水的溶液，N-甲基吡咯烷酮系原液與純水的溶液。鏈烷醇胺與乙二醇醚(glycol-ether)和純水的溶液等等。
在現(xiàn)有方法中，采用批作業(yè)的形態(tài)先向光刻膠剝離處理槽中充填規(guī)定濃度的一定量的光刻膠剝離新液并開始剝離，以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)等等為依據(jù)的基板處理片數(shù)等的指標(biāo)，在光刻膠剝離液邊減量邊達(dá)到了規(guī)定劣化濃度區(qū)域時(shí)、一舉全量換用已事先準(zhǔn)備好了的新液。這一液體交換時(shí)期取決于槽容量和基板的種類、片數(shù)等等并不是固定不變的，但是一般以大約4天前后換一次的頻度來進(jìn)行。
當(dāng)光刻膠剝離液劣化后，就得不到一定的剝離速度，還會(huì)產(chǎn)生剝離殘?jiān)鸪善仿氏陆?。在作為光刻工序的最后階段的光刻膠剝離工序里產(chǎn)生不合格品時(shí)，損害額很大。
含水分的光刻膠剝離液，通常在30～60℃下使用。
光刻膠剝離液中所使用的成分的沸點(diǎn)，有機(jī)堿或有機(jī)溶劑約為160～250℃，水為100℃。
因此，由于與用于對(duì)光刻膠剝離槽進(jìn)行大氣密封的純凈氮?dú)鈪f(xié)同在一起使用時(shí)低沸點(diǎn)的水分優(yōu)先蒸發(fā)，故水分下降而產(chǎn)生濃度變化。因此光刻膠剝離性能將逐次下降、但是以前并不實(shí)時(shí)測定水分濃度，而且也未進(jìn)行過使規(guī)定濃度保持恒定的控制。
當(dāng)水分濃度進(jìn)一步降低時(shí)，就會(huì)變得使之有引火點(diǎn)，會(huì)產(chǎn)生爆炸的危險(xiǎn)性。
另外，因進(jìn)行光刻膠剝離處理使已溶解于光刻膠剝離液中的光刻膠逐次濃縮、變成了使剝離速度降低或產(chǎn)生剝離殘?jiān)裙饪棠z剝離性能劣化的一個(gè)因素，但以前沒有對(duì)溶解光刻膠濃度進(jìn)行過實(shí)時(shí)測定，而且也沒有進(jìn)行過使規(guī)定濃度保持恒定的控制。
因此，由于在這期間的水分濃度和溶解光刻膠濃度時(shí)間性地變化而不恒定，故將產(chǎn)生光刻膠的剝離殘?jiān)?、難于進(jìn)行液晶基板的高精細(xì)尺寸的精度控制、使產(chǎn)品的品質(zhì)不穩(wěn)定，因而使成品率降了下來。
另外，由于在交換液體時(shí)要停止作業(yè)，故會(huì)帶來勞動(dòng)效率大幅度地下降，伴隨著光刻膠剝離液的交換作業(yè)的勞務(wù)成本是必須的。
本發(fā)明是以上述諸點(diǎn)為借鑒的發(fā)明，本發(fā)明的目的是充分利用已應(yīng)用于液晶基板制造工序的大量生產(chǎn)中的簡便的現(xiàn)有技術(shù)的生產(chǎn)線搬運(yùn)方式的長處，同時(shí)消除上邊已說過的現(xiàn)有技術(shù)的那些問題。
就是說，本發(fā)明的目的是在準(zhǔn)備好了具有規(guī)定的成分比的原液后，把光刻膠剝離液自動(dòng)地控制為規(guī)定的水分濃度和溶解光刻膠濃度，且對(duì)于光刻膠剝離處理槽的液體補(bǔ)給進(jìn)行恰當(dāng)?shù)墓芾?，以此使得把光刻膠剝離性能保持穩(wěn)定，同時(shí)還可削減使用的原液量、確保安全、大幅度地縮短作業(yè)停止時(shí)間以降低綜合造價(jià)。
本發(fā)明是這樣一個(gè)發(fā)明由于已用實(shí)驗(yàn)確認(rèn)已溶解于光刻膠剝離處理槽的光刻膠剝離液中的光刻膠濃度，如圖8所示，與其吸光度之間有密切的關(guān)系(高度直線關(guān)系)。故采用測定吸光度的辦法來調(diào)制、控制溶解光刻膠濃度，此外，由于已用實(shí)驗(yàn)確認(rèn)，光刻膠剝離液中的水分濃度，如圖5所示，與其吸光度之間具有密切的關(guān)系(高度直線關(guān)系)，故借助于測定吸光度來調(diào)整、控制水分濃度，并同時(shí)對(duì)水分濃度和光刻膠濃度這兩者進(jìn)行管理。
就是說，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的光刻膠剝離管理液管理裝置的特征是具備下述裝置供給光刻膠剝離原液和純水并保持恒定的液面水平的液面調(diào)節(jié)補(bǔ)給裝置；用吸光光度計(jì)檢測該光刻膠剝離處理槽內(nèi)的光刻膠剝離液的水分濃度并補(bǔ)給光刻膠剝離原液和純水二者中的至少一方的補(bǔ)給裝置。
另外，本發(fā)明的光刻膠剝離液管理裝置的特征是在補(bǔ)給裝置中，不補(bǔ)給光刻膠剝離原液和純水而代之以補(bǔ)給已預(yù)先把光刻膠剝離原液和純水調(diào)合后的光刻膠剝離新液。
就是說，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的光刻膠剝離液管理裝置的特征是具備下述裝置光刻膠剝離液排出裝置，用于在用吸光光度計(jì)檢測光刻膠剝離液的溶解光刻膠濃度后排放光刻膠剝離液；第1補(bǔ)給裝置，用于用液面水平計(jì)檢測光刻膠剝離液的液面水平并補(bǔ)給光刻膠剝離原液和純水；第2補(bǔ)給裝置，用于用吸光光度計(jì)檢測光刻膠剝離液的水分濃度并補(bǔ)給光刻膠剝離原液和純水二者中的至少一方(參看

圖1)。
另外，本發(fā)明的光刻膠剝離液管理裝置的特征是在第1補(bǔ)給裝置中，不補(bǔ)給光刻膠剝離原液和純水，而代之以用已預(yù)先把光刻膠原液和純水進(jìn)行調(diào)合后的光刻膠剝離新液(參看圖2)。
再有，本發(fā)明的光刻膠剝離液管理裝置的特征是具備有第3補(bǔ)給裝置，用于用吸光光度計(jì)檢測光刻膠剝離液的溶解光刻膠濃度并補(bǔ)給光刻膠剝離原液和純水；第2補(bǔ)給裝置，用于用吸光光度計(jì)檢測光刻膠剝離液的水分濃度并補(bǔ)給光刻膠剝離原液和純水這二者中的至少一方(參看圖3)。
另外，本發(fā)明的光刻膠剝離液管理裝置的特征是在補(bǔ)給光刻膠剝離原液和純水的第3補(bǔ)給裝置中，不供給光刻膠剝離原液和純水而代之以已把光刻膠剝離原液和純水預(yù)先進(jìn)行了調(diào)合后的光刻膠剝離新液(參看圖4)。
作為光刻膠剝離原液，比如說可以應(yīng)用二甲亞砜(di-methyl-sulfoxide)系原液，N甲基吡咯烷酮(N-methyl-pyrrolidone)系原液。鏈烷醇胺(alkanolamine)和乙二醇醚(glycol-ether)的混合原液等等。
作為鏈烷醇胺，可以舉出單乙醇胺(mono-ethanol-amine)、二乙醇胺(di-ethamol-amine)、三乙醇胺(tri-ethanol-amine)、N，N-二甲基乙醇胺(N，N-di-methyl-ethanol-amine)、N，N-二乙基乙醇胺(N，N-di-ethyl-ethanol-amine)、氨基乙基乙醇胺(amino-ethyl-ethanol-amime)、N-甲基-N，N-二乙醇胺(N-methyl-N，N-di-ethanol-aminme)、N，N-二丁基乙醇胺(N，N-di-butyl-ethanol-amine)、N-甲基乙醇胺(N-methyl-ethanol-amine)、3-氨基-1-丙醇(3-amino-1-propanol)等等。
作為乙二醇醚系溶劑，可以舉出丁基二乙醇(butyl-di-glycol)、二甘醇一甲基醚(di-ethylene-glycol-mono-methyl-ether)、二甘醇一乙基醚(di-ethylene-glycol-mono-ethyl-ether)、二甘醇一丙基醇(di-ethylene-glycol-mono-propyl-ether)等等。
下面說明附圖。
圖1是本發(fā)明的第1實(shí)施例的光刻膠剝離液管理裝置的系統(tǒng)圖。
圖2是本發(fā)明的第2實(shí)施例的光刻膠剝離液管理裝置的系統(tǒng)圖。
圖3是本發(fā)明的第3實(shí)施例的光刻膠剝離液管理裝置的系統(tǒng)圖。
圖4是本發(fā)明的第4實(shí)施例的光刻膠剝離液管理裝置的系統(tǒng)圖。
圖5是本發(fā)明的光刻膠剝離液的水分濃度和吸光度之間的關(guān)系的曲線圖。
圖6是光刻膠剝離處理片數(shù)與溶解光刻膠濃度之間的關(guān)系的作業(yè)例的曲線圖。
圖7的曲線圖示出的是本發(fā)明的光刻膠剝離片數(shù)與溶解光刻膠濃度測定所用的吸光度之間的關(guān)系。
圖8的曲線圖示出的是本發(fā)明的光刻膠剝離處理液的溶解光刻膠濃度與吸光度之間的關(guān)系。
圖9的曲線圖示出的是現(xiàn)有方法中的光刻膠剝離液的水分濃度與作業(yè)時(shí)間之間的關(guān)系。
圖10的曲線圖示出的是在已應(yīng)用了本發(fā)明的裝置的情況下的光刻膠剝離液的水分濃度與作業(yè)時(shí)間的關(guān)系。
圖11的曲線圖示出的是現(xiàn)有方法中的溶解光刻膠濃度與作業(yè)時(shí)間之間的關(guān)系。
圖12的曲線圖示出的是在已應(yīng)用了本發(fā)明的裝置的情況下的溶解光刻膠濃度與作業(yè)時(shí)間之間的關(guān)系。
由于本發(fā)明被構(gòu)成為上述那樣，故具有下述效果。
(1)通過把本發(fā)明應(yīng)用到半導(dǎo)體或液晶基板的光刻膠剝離工序中去，就可以實(shí)時(shí)且連續(xù)地監(jiān)視光刻膠剝離液的水分濃度和溶解光刻膠濃度、可以恒定地、精度良好地控制到規(guī)定的濃度。
因此基板的光刻膠剝離性能也被穩(wěn)定，并且大幅度地提高產(chǎn)品的成品率。
另外，由于可把水分濃度控制為規(guī)定值，故可以確保光刻膠剝離液沒有引火點(diǎn)這一安全性，同時(shí)可以在穩(wěn)定的液面水平下長時(shí)間地連續(xù)操作。
(2)由于可以使用廉價(jià)的光刻膠剝離液且把其品質(zhì)控制為恒定以及可進(jìn)行連續(xù)作業(yè)，消除了液交換的停止和白白的廢棄，故可以實(shí)現(xiàn)液使用量和剝離液價(jià)錢的大幅度降低，可以實(shí)現(xiàn)因裝置運(yùn)轉(zhuǎn)率的提高而帶走的生產(chǎn)性的大幅度的提高，還可以實(shí)現(xiàn)因無人化而產(chǎn)生的勞務(wù)費(fèi)降低等綜合性效果。
(3)在應(yīng)用現(xiàn)有的把有機(jī)堿和有機(jī)溶劑組合起來的光刻膠剝離液的情況下，作為基板的處理溫度需要80℃前后的溫度，但在本發(fā)明的裝置中，由于在光刻膠剝離液中含有適量的水，故可以把基板的處理溫度降低至40℃前后。因此，可以減輕基板和形成半導(dǎo)體電路的基底金屬的損傷，另外，由于可以把已含有水分的光刻膠剝離液作為不燃物來處理，故安全性增高，還有，由于蒸發(fā)損耗主要是便宜的水，故還可發(fā)揮剝離速度增大之類的優(yōu)良的效果。
實(shí)施例以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例詳細(xì)地進(jìn)行說明。但是，在這些實(shí)施例中所述的構(gòu)成機(jī)器的形狀及其相對(duì)配置，只要沒有特別地進(jìn)行特定的說明，就不是把本發(fā)明的范圍限定于這些實(shí)施例的形狀及其相對(duì)配置，而只不過是一個(gè)說明例。
圖1的系統(tǒng)圖示出了本發(fā)明的第1實(shí)施例的光刻膠剝離液管理裝置。圖中的參照序號(hào)1～13是構(gòu)成現(xiàn)有的已設(shè)有的光刻膠剝離處理裝置的機(jī)器。即該現(xiàn)有的光刻膠剝離處理裝置由下述部分構(gòu)成。它們是貯存光刻膠剝離液的光刻膠剝離處理槽1，溢流槽2，液面水平計(jì)3，光刻膠剝離室罩4，光刻膠剝離液噴頭7，向光刻膠剝離液噴頭送液的送液泵8，用于除去光刻膠剝離液中的微細(xì)粒子等等的過濾器9，配置基板且邊進(jìn)行光刻膠剝離邊移動(dòng)的輥式輸送機(jī)5，基板6，用于使光刻膠剝離液凈化和進(jìn)行攪拌的循環(huán)泵11，用于除去微細(xì)粒子的過濾器13以及N2氣、純水等的輸送管等等。
根據(jù)本發(fā)明且被附設(shè)到上述光刻膠剝離處理裝置中去的機(jī)器是吸光光度計(jì)15，吸光光度計(jì)16，排液泵18，光刻膠剝離原液供給罐19，光刻膠剝離原液供給用的流量調(diào)節(jié)閥21，純水供給用的流量調(diào)節(jié)閥22，以及這些各個(gè)機(jī)器的管道類、電氣測量類或空氣測量類的部件等等。
貯存于光刻膠剝離處理槽1中的液量，只要能供給光刻膠剝離液噴頭7所需的量就夠了，但從工序的穩(wěn)定上看，必須進(jìn)行控制。液面水平計(jì)3檢測在光刻膠剝離處理期間附著于基板上，并把基板拿到系統(tǒng)之外時(shí)因自然減量而產(chǎn)生的液面水平降低，或者檢測在已強(qiáng)制性地排放出光刻膠剝離性能已劣化了的液體時(shí)液面水平的降低，把光刻膠剝離處理槽1的液量管理到一定范圍。在這里，光刻膠剝離劣化液采用使排出泵18動(dòng)作的辦法向下流入排放所用的管道。另外，也有不經(jīng)排放用管道而直接把光刻膠剝離劣化液抽出到系統(tǒng)之外的情況。
貯存光刻膠剝離原液，比如說，單乙醇胺(以下簡稱為MEA)和丁基二乙醇(以下簡稱為BDG)的規(guī)定濃度混合液的光刻膠剝離原液供給罐19用來自管道20的N2氣加壓到1～2kgf/cm2，并由光刻膠剝離原液流量調(diào)節(jié)閥21的打開進(jìn)行壓送。另外，純水則通過來自既設(shè)管道的分枝管道，由純水流量調(diào)節(jié)閥22的打開來送液。該光刻膠剝離原液和純水通過調(diào)節(jié)各自的閥門送液，在管道23處合流后流入管道12，進(jìn)行循環(huán)流的同時(shí)，邊被混合邊送入光刻膠剝離處理槽1。
此外，還可以不使光刻膠剝離原液與純水合流地分別連接到管道12或光刻膠剝離槽1上。
另外，對(duì)于已用聯(lián)機(jī)方式設(shè)置于光刻膠剝離液噴頭所用的管道10上的吸光光度計(jì)15和吸光光度計(jì)16(比如說，兩者構(gòu)成一個(gè)整體)從管道14導(dǎo)入樣品液體并連續(xù)測量各自的吸光度，測定完畢的液體則經(jīng)管道17回到管道10。
也可以把吸光光度計(jì)15和吸光光度計(jì)16作為單體進(jìn)行設(shè)置，或者使用測試用的循環(huán)泵把樣品液體導(dǎo)入吸光光度計(jì)15和吸光光度計(jì)16中去。
圖2的裝置系統(tǒng)圖示出了本發(fā)明的第2實(shí)施例。本實(shí)施例的構(gòu)成為，不用液面水平計(jì)3檢測光刻膠剝離液的液面水平以補(bǔ)給光刻膠剝離原液和純水，而代之以(如圖2所示)用液面水平計(jì)3檢測光刻膠剝離液的液面水平，補(bǔ)給已把光刻膠剝離原液和純水預(yù)先進(jìn)行了調(diào)合后的光刻膠剝離新液。27是光刻膠剝離新液供給罐，28是新液流量調(diào)節(jié)閥，其余的構(gòu)成與圖1的情況相同。
圖3的裝置系統(tǒng)圖示出了本發(fā)明的第3實(shí)施例。本實(shí)施例的構(gòu)成是用吸光光度計(jì)16檢測光刻膠剝離液的溶解光刻膠濃度以補(bǔ)給光刻膠剝離原液和純水。如圖3所示，在通常情況下，液面水平處于溢流用的堤堰的位置附近，在已補(bǔ)給了光刻膠剝離原液和純水二者中的至少一方的情況下，已劣化了的光刻膠剝離液從溢流用的堤堰溢流而自動(dòng)排放出去。另外，排出泵18并不是非要不可，也可不設(shè)置排出泵18而代之以設(shè)一個(gè)閥門。其余的構(gòu)成與圖1的情況一樣。
圖4的裝置系統(tǒng)圖示出了本發(fā)明的第4實(shí)施例。本實(shí)施例的構(gòu)成為在用吸光光度計(jì)16檢測光刻膠剝離液的溶解光刻膠濃度以進(jìn)行補(bǔ)給的第3補(bǔ)給裝置中，不補(bǔ)給光刻膠剝離原液和純水，而如圖4所示。代之以補(bǔ)給已預(yù)先對(duì)光刻膠剝離原液與純水進(jìn)行調(diào)合后的光刻膠剝離新液。其余的構(gòu)成與圖1和圖3的情況一樣。
其次對(duì)圖1的第1實(shí)施例的裝置的控制系統(tǒng)進(jìn)行說明。
液面水平計(jì)3和光刻膠剝離處理槽1的液面水平，吸光光度計(jì)15和光刻膠剝離液的水分濃度，吸光光度計(jì)16和光刻膠剝離液的溶解光刻膠濃度這三者本質(zhì)上分別作為獨(dú)立的功能來起作用，但在本發(fā)明中，其特征是使它們在互相補(bǔ)充的關(guān)連中起作用。
此外，在最初，必須根據(jù)操作的實(shí)際成績和計(jì)算，把制成品基板的質(zhì)量管理上所必須的光刻膠剝離液的水分濃度的目標(biāo)值、溶解光刻膠濃度的濃縮界限值等等事先設(shè)定于各控制器中。
以下，對(duì)把已使MEA與BDG和純水混合后的溶液用作光刻膠剝離液的實(shí)施例進(jìn)行說明。
通常，已被保持為約40℃的恒定溫度的光刻膠剝離液的水分濃度，主要通過與凈化N2氣一起使水分蒸發(fā)，并隨著基板處理片數(shù)的增加而減少，故光刻膠剝離液的光刻膠剝離性能將不斷劣化起來。
因此，水分濃度必須管理為規(guī)定的目標(biāo)值，比如說29.0±1.0％。以往根據(jù)與來自經(jīng)驗(yàn)的基板處理片數(shù)的相關(guān)或根據(jù)化學(xué)分析對(duì)光刻膠剝離液劣化的程度進(jìn)行判定，但難于迅速且正確地進(jìn)行把握。
本發(fā)明人用實(shí)驗(yàn)對(duì)光刻膠剝離液的水分濃度與吸光度之間的關(guān)系進(jìn)行了研究，吸光度的測定波長從近紅外區(qū)的950nm到1010nm的范圍是令人滿意的，在976nm附近敏度高且特別良好。
另外，測定波長可從近紅外區(qū)選擇，并根據(jù)剝離液和光刻膠的種類和濃度分開來使用。
如圖5所示，在測定波長λ＝976nm時(shí)的吸光度與光刻膠剝離液的水分濃度處于高度的直線關(guān)系，因而借助于對(duì)吸光度進(jìn)行檢測，已經(jīng)確認(rèn)可以正確地測定水分濃度。
以聯(lián)機(jī)方式已設(shè)置于管道10上的吸光光度計(jì)15已具備用于把測定誤差定為最小限的各補(bǔ)償功能和吸光度控制器25。把已從管道10導(dǎo)入進(jìn)來的樣品液體的吸光度測定值輸入至吸光度控制器25中去，利用輸出信號(hào)用流量調(diào)節(jié)閥21、22分別對(duì)光刻膠剝離原液和純水中的至少一方進(jìn)行自動(dòng)控制。使吸光度測定值變成目標(biāo)值，然后進(jìn)行補(bǔ)給直到把水分濃度調(diào)整為目標(biāo)值。
光刻膠剝離性能的劣化除去上邊說過的水分濃度的原因之外，與溶解光刻膠濃度也有關(guān)系，由于基板處理的光刻膠剝離液，用送液泵8從光刻膠剝離處理槽1中取出、經(jīng)光刻膠剝離液噴頭7后循環(huán)使用，所以溶解物質(zhì)就在光刻膠剝離液中逐漸濃縮了起來。其主要溶解物質(zhì)是光刻膠，就如在圖6中作為作業(yè)例而示出的那樣，隨著基板處理片數(shù)的增加而濃縮，結(jié)果使光刻膠剝離性能顯著地劣化。以往，未進(jìn)行過對(duì)該濃度變化的實(shí)時(shí)測定。而且，也不曾進(jìn)行過把光刻膠剝離性能管理為恒定值的管理。
就是說，雖然曾把基板的處理片數(shù)當(dāng)作劣化指標(biāo)，但由于基板的形狀或光刻膠的膜厚或光刻膠剝離圖形并不固定，每一基板種類的溶解光刻膠量都不相同，故把處理片數(shù)定為判定因素是不合理的。
本發(fā)明人從因光刻膠中的光刻膠濃縮而產(chǎn)生的污染狀態(tài)的研究開始，在與吸光度之間的關(guān)系中，著眼于測定光刻膠濃度，用實(shí)驗(yàn)得到了圖7和圖8中所示的那樣的結(jié)果。如從圖8中所看到的那樣，溶解光刻膠濃度與吸光度處于高度的直線關(guān)系而無水分濃度之類的影響，可以判定與基板處理片數(shù)無關(guān)的、由溶解光刻膠濃度本身所產(chǎn)生的光刻膠剝離性能界限值。作為溶解光刻膠濃度的妥當(dāng)?shù)臏y定波長使用的是λ＝560nm。另外，測定波長，可從可見光區(qū)域400nm到近紅外區(qū)域800nm的范圍內(nèi)選擇，并根據(jù)光刻膠的種類和濃度而分開使用。
在管道10上與吸光光度計(jì)15形成一體或分成兩個(gè)而設(shè)置的吸光光度計(jì)16，連續(xù)測定光膠剝離液的溶解光刻膠濃度并檢測已超過了劣化界限值的情況。用吸光度控制器26的輸出信號(hào)使排出泵18動(dòng)作，從光刻膠剝離處理槽1中抽出已劣化了的光刻膠剝離液后廢棄于排出管中，或是直接廢棄于系統(tǒng)之外。結(jié)果是向已減量后的光刻膠剝離處理槽1中，采用使液面水平計(jì)3檢測下降后的液面水平的辦法立即補(bǔ)給新鮮的光刻膠剝離液。采用把溶解光刻膠濃度稀釋為劣化界限值的辦法恢復(fù)光刻膠剝離性能，使排出泵18停止。
在這里，對(duì)圖1所示的第1實(shí)施例的裝置所希望的控制系統(tǒng)功能上的關(guān)連進(jìn)行計(jì)述。
在光刻膠剝離處理槽1不存在還原液時(shí)，液面水平計(jì)3檢測是空的這一情況，就用液面水平控制器24的輸出信號(hào)，用流量調(diào)節(jié)閥21、22調(diào)節(jié)閥門打開程度使光刻膠剝離原液和純水以恰當(dāng)?shù)牧髁勘人鸵骸?br> 接著，吸光光度計(jì)15連續(xù)測量還原液光刻膠剝離液的吸光度，并用吸光度控制器25的輸出信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)控制用流量調(diào)節(jié)閥21和22的至少一方調(diào)節(jié)閥門打開程度使光刻膠剝離液和純水中的至少一方以適宜的微小流量送液使之變成目標(biāo)值的水分濃度。
其次，當(dāng)光刻膠剝離處理開始后，就將進(jìn)行因水分濃度下降，及拿出基板而產(chǎn)生的液體的減量和溶解光刻膠濃縮。
在水分濃度下降的情況下。吸光光度計(jì)15連續(xù)測定光刻膠剝離液的吸光度，并用吸光度控制器25的輸出信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)控制用流量調(diào)節(jié)閥門22調(diào)節(jié)閥門打開程序使純水在合適的微小流量下送液，使之變成目標(biāo)值的水分濃度。
在因拿出基板而使液體減量的情況下，液面水平計(jì)3檢測已下降的液面水平，并用液面水平控制器24的輸出信號(hào)，用流量調(diào)節(jié)閥21、22調(diào)節(jié)閥門打開程度使光刻膠剝離原液和純水以正確的流量比送液。
在溶解光刻膠濃度被濃縮并已達(dá)到了劣化界限值的情況下，吸光光度計(jì)16連續(xù)測定光刻膠剝離液的溶解光刻膠濃度以檢測超過了劣化界限值的情況后，就用吸光度控制器26的輸出信號(hào)使排出泵18動(dòng)作，從光刻膠剝離處理槽1中抽出已劣化了的光刻膠剝離液后，或者廢棄于排放管中，或者直接廢棄于系統(tǒng)之外。
結(jié)果是，由于液面水平將降低，故液面水平計(jì)3檢測已下降了的液面水平，并用液面水平控制器24的輸出信號(hào)，用流量調(diào)節(jié)閥21，22調(diào)節(jié)閥門打開程度使光刻膠剝離原液和純水以正確的流量比送液。由于向光刻膠剝離槽1中補(bǔ)給新鮮的光刻膠剝離液，把溶解光刻膠濃度稀釋至劣化界限值恢復(fù)光刻膠剝離性能，使排出泵18停止下來。
雖然已把溢流用的堤堰設(shè)置于從液面水平計(jì)3往上通常不溢流的位置上，但也可使之有某種程度的溢流。
其次，對(duì)示于圖3的第3實(shí)施例的裝置所希望的控制系統(tǒng)的功能上的關(guān)連進(jìn)行說明。
在光刻膠剝離處理槽1不存在還原液時(shí)，借助于手動(dòng)操作，用流量調(diào)節(jié)閥21、22調(diào)節(jié)閥門打開程度，使光刻膠剝離原液和純水以正確的流量比送液，直到達(dá)到規(guī)定的液面水平。
其次，吸光光度計(jì)15連續(xù)測定還原液光刻膠剝離液的吸光度并用吸光度控制器25的輸出信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)控制用流量調(diào)節(jié)閥21和22中的至少一方調(diào)節(jié)閥門打開程度使光刻膠剝離原液和純水的至少一方以恰當(dāng)?shù)奈⑿×髁克鸵菏怪_(dá)到目標(biāo)值的水分濃度。
其次，當(dāng)開始光刻膠剝離處理后，就將進(jìn)行因水分濃度下降及拿出基板而形成的液體減量和溶解光刻膠濃縮。
在水分濃度下降的情況下，吸光光度計(jì)15連續(xù)測定光刻膠剝離液的吸光度并用吸光度控制器25的輸出信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)控制用流量調(diào)節(jié)閥22調(diào)節(jié)閥門打開程度使純水從適當(dāng)?shù)奈⑿×髁克鸵?，使之變成目?biāo)值的水分濃度。
在因拿出基板而形成液體減量的情況下，液面水平計(jì)的位置比溢流所用的堤堰的位置低一些。
在溶解光刻膠濃度被濃縮后達(dá)到了極限值的情況下，吸光光度計(jì)16連續(xù)測定光刻膠剝離液的溶解光刻膠濃度并在檢測到已超過了劣化界限值的情況時(shí)，用吸光度控制器26的輸出信號(hào)，用流量調(diào)節(jié)閥21和22調(diào)節(jié)閥門打開程度使光刻膠剝離原液和純水以合適的流量比送液。
由于補(bǔ)給了新鮮的光刻膠剝離液，故溶解光刻膠濃度被稀釋到劣化界限值，恢復(fù)光刻膠剝離性能。
液面水平處于溢流用的堤堰的位置附近，在已供給了光刻膠剝離原液或純水的時(shí)候，已劣化了的光刻膠剝離液就從溢流用的堤堰溢流出去。
本發(fā)明人從實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)通過采用用互相補(bǔ)充完善的關(guān)連來像上述那樣地運(yùn)用以各控制功能為基礎(chǔ)的結(jié)果的辦法，就可以容易地實(shí)現(xiàn)綜合性地光刻膠剝離性能的恢復(fù)、連續(xù)作業(yè)和光刻膠剝離液使用量的削減。
其次，為了進(jìn)行概念上的理解，圖9～圖12中示出了本發(fā)明與現(xiàn)有法的作業(yè)圖形的效果的比較。在現(xiàn)有法中，如圖9所示，開始時(shí)的水分濃度比如說為30.0wt％、該濃度隨著時(shí)間的流逝而下降，在達(dá)到了比如說20.09wt％(化學(xué)分析值)時(shí)進(jìn)行液交換。在這種情況下，由于水分濃度的時(shí)間性變化變成為鋸齒狀，在其濃度上產(chǎn)生了幅度變化，故光刻膠剝離性能不固定。
但是，若應(yīng)用本發(fā)明的裝置，則如圖10所示即使時(shí)間流逝水分濃度也是恒定的，比如說為29.0±1.0wt％，光刻膠剝離性能穩(wěn)定、同時(shí)也不再需要液交換作業(yè)。
另外，在現(xiàn)有法中，如圖11所示，從開始時(shí)開始，溶解光刻膠濃度隨著時(shí)間的流逝而增加，在該濃度達(dá)到了使光刻膠剝離性能降低的區(qū)域值后進(jìn)行液交換。在這種情況下，如圖11所示，溶解光刻膠濃度的時(shí)間性變化將變成鋸齒狀，由于將產(chǎn)生溶解光刻膠濃度的幅度變化，故光刻膠剝離性能不固定。
但是，倘應(yīng)用本發(fā)明的裝置，則如圖12所示，溶解光刻膠濃度在經(jīng)過某一時(shí)間之后變?yōu)楹愣?，因此，光刻膠剝離性能穩(wěn)定下來的同時(shí)，也不再需要進(jìn)行換液。
另外，在以上說明中，本發(fā)明不限于把MEA和BDG和純水作為光刻膠剝離液使用的情況，也可適用于把有機(jī)堿和純水的溶液，有機(jī)溶劑與純水的溶液，有機(jī)堿與有機(jī)溶劑與純水的溶液，有機(jī)堿與有機(jī)溶劑與純水與添加劑的溶液等等作為光刻膠剝離液使用的情況。
上述實(shí)施例雖然說明的是噴射方式的情況，但是也可以作成為浸泡方式和旋轉(zhuǎn)方式。另外，也可設(shè)置多臺(tái)光刻膠剝離處理槽、并和循環(huán)槽(reserver tank)及上述管理裝置組合起來。
權(quán)利要求
1.一種光刻膠剝離液管理裝置，其特征是具備有下述裝置供給光刻膠剝離原液和純水以保持恒定液面水平的液面調(diào)節(jié)補(bǔ)給裝置；用吸光光度計(jì)檢測該光刻膠剝離處理槽內(nèi)的光刻膠剝離液的水分濃度并補(bǔ)給光刻膠剝離原液與純水之中的至少一方的補(bǔ)給裝置。
2.權(quán)利要求1所述的光刻膠剝離液管理裝置，其特征是在補(bǔ)給裝置中，不供給光刻膠剝離原液和純水，而代之以補(bǔ)給已預(yù)先把光刻膠原液與純水調(diào)合之后的光刻膠剝離新液。
3.一種光刻膠剝離液管理裝置，其特征是具備下述裝置光刻膠剝離液排出裝置，用于用吸光光度計(jì)檢測光刻膠剝離液的溶解光刻膠濃度并排出光刻膠剝離液；第1補(bǔ)給裝置，用于用液面水平計(jì)檢測光刻膠剝離液的液面水平并補(bǔ)給光刻膠剝離原液和純水；第2補(bǔ)給裝置，用于用吸光光度計(jì)檢測光刻膠剝離液的水分濃度并補(bǔ)給光刻膠剝離原液和純水中的至少一方。
4.權(quán)利要求3所述的光刻膠剝離液管理裝置，其特征是在第1補(bǔ)給裝置中，不補(bǔ)給光刻膠剝離原液和純水，而代之以補(bǔ)給已預(yù)先把光刻膠剝離原液和純水調(diào)合后的光刻膠剝離新液。
5.一種光刻膠剝離液管理裝置，其特征是具備下述裝置第3補(bǔ)給裝置，用于用吸光光度計(jì)檢測光刻膠剝離液的溶解光刻膠濃度并補(bǔ)給光刻膠剝離原液和純水；第2補(bǔ)給裝置，用于用吸光光度計(jì)檢測光刻膠剝離液的水分濃度并補(bǔ)給光刻膠剝離原液和純水中的至少一方。
6.權(quán)利要求5所述的光刻膠剝離液管理裝置，其特征是在第3補(bǔ)給裝置中，不補(bǔ)給光刻膠剝離原液和純水，而代之以補(bǔ)給已預(yù)先把光刻膠剝離原液與純水調(diào)合后的光刻膠剝離新液。
全文摘要
光刻膠剝離液管理裝置,為把光刻膠剝離液品質(zhì)控制為恒定,削減液體使用量、減少工作時(shí)間和降低價(jià)格,構(gòu)成為具有:光刻膠剝離液排出裝置,用于用吸光光度計(jì)16檢測光刻膠剝離液的溶解光刻膠濃度以排出光刻膠剝離液;第1補(bǔ)給裝置,用于用液面水平計(jì)3檢測光刻膠剝離液的液面水平以補(bǔ)給光刻膠剝離原液和純水;第2補(bǔ)給裝置,用于用吸光光度計(jì)15檢測光刻膠剝離液的水分濃度以補(bǔ)給光刻膠剝離原液和純水中的至少一方。
文檔編號(hào)H01L21/027GK1174343SQ9711079
公開日1998年2月25日 申請日期1997年4月23日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月2日
發(fā)明者中川俊元, 田光三, 小川修, 寶山隆博, 西佳孝 申請人:株式會(huì)社平間理化研究所, 長瀨產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社