DE69327749T2

DE69327749T2 - Verfahren zum Einstellen der Konzentration eines Entwicklers

Info

Publication number: DE69327749T2
Application number: DE69327749T
Authority: DE
Inventors: Koichi Kotake
Original assignee: Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Current assignee: Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Priority date: 1992-07-10
Filing date: 1993-07-09
Publication date: 2000-10-12
Anticipated expiration: 2013-07-10
Also published as: EP0578505B1; DE69327749D1; JPH0629207A; JP2670211B2; US5843602A; KR940005997A; TW217462B; KR100232861B1; EP0578505A3; EP0578505A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verdünnen eines hochkonzentrierten Vorratsentwicklers auf eine vorbestimmte Konzentration.
Manche Prozesse zum Herstellen integrierter Schaltungen von Halbleitern beinhalten einen Photoätzungsschritt, bei dem ein belichteter Abdecklack (Resist) durch einen Entwickler entwickelt wird. Bei dem Entwicklungsvorgang sollte die Konzentration des verwendeten Entwicklers sehr genau hinsichtlich jedes der zu entwickelnden Abdecklacke gesteuert/geregelt werden, um irgendwelche Unterschiede zwischen den tatsächlichen Empfindlichkeiten der Abdecklacke zu minimieren.
Es ist uneffektiv und zeitraubend, die Konzentration des Entwicklers in Fabriken genau zu steuern/regeln, wo integrierte Schaltungen von Halbleitern hergestellt werden. Es war für einen Entwicklerhersteller üblich, einen hochkonzentrierten Vorratsentwickler auf eine gewünschte Konzentration zu verdünnen und den verdünnten Entwickler an die Fabriken zu liefern.
Hierfür wurde der Vorratsentwickler fünf- bis zehnfach mit Reinwasser verdünnt. Eine solche Arbeitsweise ist nachteilig, da die Kosten des Entwicklers durch die Verwendung einer Anzahl von Mehrwegkanistern und hohen Transportkosten erhöht werden. Da die Fabriken, welche den Entwickler verbrauchen, keinen Vorratsentwickler verdünnen ist ein weiteres Problem, daß sie dazu neigen, Schwierigkeiten bei der Bestandsregulierung zu haben, die sich aus einem Verbrauch von Entwicklern der gewünschten Konzentrationen und einer Überversorgung von Entwicklern der ungewünschten Konzentrationen ergeben.
Der Entwickler, welcher von den Entwicklerherstellern verdünnt wurde, neigt dazu, seine Beschaffenheit während des Transports und der Lagerung zu verändern.
Die japanische Offenlegungsschrift Nr. 61-61164 offenbart ein herkömmliches Verfahren zum Zuführen eines Entwicklerauffrischers, um einen Entwickler aktiv zu halten, der bei einem photosensitiven lithographischen Prozeß verwendet wird. Die Menge des dem Entwickler zuzugebenden Entwicklerauffrischers wird durch Messen der Leitfähigkeit des Entwicklers bestimmt, welche für die Verschlechterung des Entwicklers kennzeichnend ist.
Die japanische Offenlegungsschrift Nr. 64-27624 offenbart eine Vorrichtung zum Verdünnen eines Vorratsentwicklers mit Reinwasser. Der Vorratsentwickler und das Reinwasser werden einem Mischer zugeführt, von welchem eine Mischlösung in einen Rührbehälter strömt. Die Rate, mit welcher der Vorratsentwickler oder das Reinwasser in den Mischer strömt, wird basierend auf der Leitfähigkeit der Mischlösung, die aus dem Rührbehälter extrahiert wird, gesteuert/geregelt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Verdünnen eines hochkonzentrierten Vorratsentwicklers mit hoher Genauigkeit auf eine gewünschte Konzentration bereitzustellen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Einstellen der Konzentration eines Entwicklers bereitgestellt, umfassend:
Zuführen einer Stickstoffgasatmosphäre durch einen Blasenbehälter zu einem Mischbehälter und einem Speicherbehälter und Halten einer feuchten Stickstoffgasatmosphäre sowohl im Mischbehälter als auch im Speicherbehälter;
Zuführen eines Vorratsentwicklers und Reinwassers zum Mischbehälter, der auf einer Meßdose abgestützt ist;
Mischen des Vorratsentwicklers und des Reinwassers im Mischbehälter, um eine Mischlösung auszubilden;
Analysieren der Konzentration der Mischlösung;
Berechnen des in den Mischtank einzuleitenden Gewichts an Vorratsentwickler oder Reinwasser, basierend auf der analysierten Konzentration, um eine vorbestimmte Konzentration zu erreichen;
Zuführen entweder eines Vorratsentwicklers oder Reinwassers des berechneten Gewichts zum Mischbehälter, bis das durch die Meßdose gemessene Gewicht des die Mischlösung enthaltenden Mischbehälters um das berechnete Gewicht erhöht ist, um die Konzentration des Entwicklers einzustellen; und
anschließendes Leiten des eingestellten Entwicklers vom Mischbehälter zum Speicherbehälter.
Mit dem obigen Verfahren kann ein Entwicklerbenutzer nur mit einem hochkonzentrierten Vorratsentwickler von einem Entwicklerhersteller oder - lieferanten versorgt werden und einen verdünnten Entwickler zubereiten. Daher sind die Transportkosten des Entwicklers relativ gering, da es für den Entwicklerhersteller nicht notwendig ist, dem Entwicklerbenutzer einen verdünnten Entwickler zu liefern. Insoweit als der Entwicklerbenutzer jederzeit eine gewünschte Menge an verdünntem Entwickler herstellen kann, muß der Entwicklerbenutzer keine große Menge an verdünntem Entwickler für eine lange Zeitspanne lagern und ist folglich frei vom Risiko einer Veränderung eines verdünnten Entwicklers bei der Lagerung.
Der Vorratsentwickler kann sehr genau auf eine gewünschte Konzentration verdünnt werden, da die gewünschte Konzentration durch Messen des Gewichts des Mischbehälters mit der Meßdose erreicht wird, der den Vorratsentwickler und das Reinwasser enthält. Dieser Konzentrationssteuerungs/- regelungsprozeß kann genauere Konzentrationen erreichen, als wenn zum Steuern/Regeln einer dem Mischbehälter zuzuführenden zusätzlichen Menge des Vorratsentwicklers oder des Reinwassers eine Pumpe zum Zuführen des Vorratsentwicklers oder des Reinwassers zum Mischbehälter gesteuert/geregelt würde.
Die obige und weitere Aufgaben, Details und Vorteile der folgenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform derselben offenbar, wenn sie zusammen mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird.
Die einzige Figur ist eine schematische Darstellung einer Verdünnungsvorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens zum Verdünnen eines Vorratsentwicklers gemäß der vorliegenden Erfindung.
Wie in der einzigen Figur gezeigt ist, besitzt eine Verdünnungsvorrichtung zum Durchführen eines Verdünnungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung Mehrwegkanister 1, einen Mischbehälter 2, einen Speicherbehälter 3, einen automatischen Analysator 4, eine Reinwasserzufuhr 5 und eine Stickstoffgaszufuhr 6.
Jeder der Mehrwegkanister 1 enthält einen hochkonzentrierten Vorratsentwickler, der von einem Entwicklerhersteller hergestellt wurde. Die Mehrwegkanister 1 sind durch Verbindungen 7 mit einem Rohr 8 von der Stickstoffgaszufuhr 6 und durch Verbindungen 9 mit einem Rohr 10 verbindbar, das zum Mischbehälter 2 führt. Von der Stickstoffgaszufuhr 6 erstreckt sich auch ein Rohr 11 zu einem Blasenbehälter 12, der mit dem Mischbehälter 2 und dem Speicherbehälter 3 verbunden ist. Der Blasenbehälter 12 erzeugt eine Stickstoffgasatmosphäre mit einem Wassergehalt, welche oberen Räumen zugeführt wird, die in den jeweiligen Misch- und Speicherbehältern 2, 3 definiert sind.
Ein Zusatzbehälter 26, eine Filtereinheit 13 und ein Luftventil 27 sind in dem Rohr 10 hintereinandergeschaltet. Der Zusatzbehälter 26 ist mit einem Niveausensor verbunden. Das Luftventil 27 ist in der Lage, einen großen Entwicklerfluß zu steuern/regeln und ein anderes Luftventil 28 zur Feineinstellung eines Entwicklerflusses ist in Bypass-Beziehung mit dem Luftventil 27 verbunden. Wenn ein Vorratsentwickler in den Mischbehälter 2 ausgetragen wird, wird das Luftventil 27 verwendet, um den Fluß des Vorratsentwicklers zu steuern/regeln, bis eine vorbestimmte Menge des Vorratsentwicklers dem Mischbehälter 2 zugeführt ist. Danach wird das Luftventil 28 verwendet, um den Fluß des Vorratsentwicklers so einzustellen, daß eine genaue Menge des Vorratsentwicklers dem Mischbehälter 2 zugeführt wird.
In ähnlicher Weise ist ein Luftventil 29 zur Steuerung/Regelung eines großen Reinwasserflusses in einem Rohr 14 vorgesehen, das sich von der Reinwasserzufuhr 5 zum Mischbehälter 2 erstreckt, und ein Luftventil 30 zur Feineinstellung eines Reinwasserflusses ist in Bypass-Beziehung mit dem Luftventil 29 verbunden. Die Luftventile 29, 30 werden selektiv verwendet, um eine genaue Menge an Reinwasser dem Mischbehälter 2 zum einfachen und genauen Einstellen der Konzentration eines verdünnten Entwicklers in dem Mischbehälter 2 zuzuführen.
Der mit dem Zusatztank 26 verbundene Niveausensor kann erfassen, wenn einer der Mehrwegbehälter 1 leer wird. Wenn einer der Mehrwegbehälter 1 leer wird, wie durch den Niveausensor erfaßt, wird ohne eine merkliche Verzögerung damit begonnen, den Vorratsentwickler aus dem anderen Mehrwegbehälter 1 zuzuführen, so daß der Vorratsentwickler kontinuierlich dem Mischbehälter 2 zugeführt werden kann.
Der Mischbehälter 2 besitzt eine Rührvorrichtung 15 zum Mischen des von dem Rohr 10 zugeführten Vorratsentwicklers und dem von dem Rohr 14 zugeführten Reinwassers. Der Mischbehälter 2 ist auf einer Meßdose 16 abgestützt, welche das Gesamtgewicht des Mischbehälters 2 mißt, der den Vorratsentwickler und das Reinwasser enthält, die diesem zugeführt wurden.
Der Mischbehälter 2 und der Speicherbehälter 3 sind miteinander durch eine Versorgungsleitung 17 zum Zuführen eines verdünnten oder konzentrationseingestellten Entwicklers vom Mischbehälter 2 zum Speicherbehälter 3 verbunden. Eine Pumpe 18 und eine Filtereinheit 19 sind mit der Versorgungsleitung 17 verbunden und ein Rohr 20 ist von der Versorgungsleitung stromabwärts der Filtereinheit 19 verzweigt und mit dem automatischen Analysator 4 verbunden. Der automatische Analysator 4 ist mit dem Mischbehälter 2 durch eine Rückleitung 21 verbunden. Ein Abschaltventil 22 ist in der Versorgungsleitung 17 stromabwärts der Verbindung vorgesehen, wo die Leitung 20 von der Versorgungsleitung 17 abzweigt ist und ein weiteres Abschaltventil 23 ist in einem Rohr vorgesehen, das die Versorgungsleitung 21 und die Rückleitung 21 verbindet.
Die oberen Räume in den Misch- und Speicherbehältern 2, 3 und der Blasenbehälter 12 sind durch eine Verbindungsleitung 24 verbunden. Die Stickstoffgasatmosphäre, welche von dem Blasenbehälter 21 in die oberen Räume in den Misch- und Speicherbehältern 2, 3 durch die Verbindungsleitung 24 eingeleitet wird, dient dazu, eine Verschlechterung der Entwickler in den Misch- und Speicherbehältern 2, 3 zu verhindern. Ein Rohr 25 erstreckt sich vom Boden des Speicherbehälters 3 zur Zufuhr des verdünnten Entwicklers von dem Speicherbehälter 3 zu den Orten, wo der verdünnte Entwickler verwendet werden wird.
Nun wird nachfolgend ein Verfahren zum Verdünnen eines Vorratsentwicklers auf eine gewünschte Konzentration beschrieben.
Zuerst wird ein Vorratsentwickler von einem der Mehrwegkanister 1 dem Mischbehälter 2 durch das Rohr 10 zugeführt, und Reinwasser wird von der Reinwasserzufuhr 5 dem Mischbehälter 2 durch das Rohr 14 zugeführt. Die dem Mischbehälter 2 zuzuführende Menge an Reinwasser wird so ausgewählt, daß sie im wesentlichen mit einem gewünschten Verdünnungsverhältnis im Einklang steht.
Dann wird die Rührvorrichtung 15 betätigt, um den Entwickler und das Reinwasser gleichmäßig in dem Mischbehälter 2 zu mischen. Ein Anteil der Mischlösung, d. h. der verdünnte Entwickler, wird dann dem automatischen Analysator 4 durch die Versorgungsleitung 17 und die Leitung 20 zugeführt, während die Abschaltventile 22, 23 geschlossen sind. Der automatische Analysator 4 mißt unter Verwendung einer der verschiedenen bekannten chemischen oder physikalischen Prozesse die Konzentration des diesem zugeführten verdünnten Entwicklers.
Nachdem er die Konzentration des verdünnten Entwicklers analysiert hat, berechnet der automatische Analysator 4 das Gewicht des dem Mischbehälter 2 zuzuführenden Vorratsentwicklers oder Reinwassers basierend auf der analysierten Konzentration, so daß eine gewünschte Entwicklerkonzentration erreicht wird. Dann wird entweder der Vorratsentwickler oder das Reinwasser mit dem berechneten Gewicht von dem Mehrwegbehälter 1 oder der Reinwasserzufuhr 5 dem Mischbehälter 2 zugeführt. Zu diesem Zeitpunkt wird das Gewicht des Mischbehälters 2, der den verdünnten Entwickler enthält, durch die Meßdose 16 gemessen, um zu bestimmen, ob der Vorratsentwickler oder das Reinwasser des berechneten Gewichts dem Mischbehälter 2 zugegeben wurde oder nicht.
Wenn das von der Meßdose 16 gemessene Gewicht des Mischbehälters 2 um das berechnete Gewicht erhöht ist, wird die Zufuhr des Vorratsentwicklers oder des Reinwassers zum Mischbehälter 2 unterbrochen. Dann wird der Vorratsentwickler und das Reinwasser in dem Mischbehälter 2 durch die Rührvorrichtung 15 einheitlich vermischt. Ein Teil der Mischlösung oder des verdünnten Entwicklers wird wiederum dem automatischen Analysator 4 zugeführt, welcher bestimmt, ob die Konzentration des verdünnten Entwicklers in einen vorbestimmten Konzentrationsbereich fällt. Daraufhin wird das Ventil 22 geöffnet und die Pumpe 18 betätigt, um den verdünnten Entwickler vom Mischbehälter 2 durch die Versorgungsleitung 17 zum Speicherbehälter 3 zu leiten. Das Verfahren zum Einstellen der Konzentration des Entwicklers oder Verdünnung des Vorratsentwicklers ist nun beendet.
Das obige Verfahren erlaubt es einem Entwicklerbenutzer, nur mit einem hochkonzentrierten Vorratsentwickler von einem Entwicklerhersteller oder Lieferanten versorgt zu werden. Daher sind die Transportkosten des Entwicklers relativ gering, da es für den Entwicklerhersteller nicht notwendig ist, dem Entwickterbenutzer einen verdünnten Entwickler zu liefern. Insoweit als der Entwicklerbenutzer eine gewünschte Menge des verdünnten Entwicklers jederzeit herstellen kann, muß der Entwicklerbenutzer keine große Menge an verdünntem Entwickler über eine lange Zeitspanne lagern und folglich ist er frei vom Risiko der Verschlechterung eines verdünnten Entwicklers bei der Lagerung.
Gemäß des obigen Verdünnungsprozesses kann der Vorratsentwickler sehr genau auf eine gewünschte Konzentration verdünnt werden, da die gewünschte Konzentration durch Messen des Gewichts des Mischbehälters 2, der den Vorratsentwickler und das Reinwasser enthält, mit der Meßdose erreicht wird.
Obwohl beschrieben wurde, was gegenwärtig als bevorzugte Ausführungsform der Erfindung betrachtet wird, wird verstanden werden, daß die Erfindung in anderen spezifischen Formen ausgeführt sein kann, ohne von deren wesentlichen Kennzeichen abzuweichen. Die vorliegende Erfindung wird daher in jeder Hinsicht als illustrativ und nicht restriktiv betrachtet. Der Schutzbereich der Erfindung wird vielmehr durch die angehängten Ansprüche als durch die vorangehende Beschreibung bezeichnet.

Claims

1. Verfahren zum Einstellen der Konzentration eines Entwicklers, umfassend:

Zuführen einer Stickstoffgasatmosphäre durch einen Blasenbehälter zu einem Mischbehälter und einem Speicherbehälter und Halten einer feuchten Stickstoffgasatmosphäre sowohl im Mischbehälter als auch im Speicherbehälter;

Zuführen eines Vorratsentwicklers und Reinwassers zum Mischbehälter, der auf einer Meßdose abgestützt ist;

Mischen des Vorratsentwicklers und des Reinwassers im Mischbehälter, um eine Mischlösung auszubilden;

Analysieren der Konzentration der Mischlösung;

Berechnen des in den Mischtank einzuleitenden Gewichts an Vorratsentwickler oder Reinwasser, basierend auf der analysierten Konzentration, um eine vorbestimmte Konzentration zu erreichen;

Zuführen entweder eines Vorratsentwicklers oder Reinwassers des berechneten Gewichts zum Mischbehälter, bis das durch die Meßdose gemessene Gewicht des die Mischlösung enthaltenden Mischbehälters um das berechnete Gewicht erhöht ist, um die Konzentration des Entwicklers einzustellen; und

anschließendes Leiten des eingestellten Entwicklers vom Mischbehälter zum Speicherbehälter.

2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend den Schritt:

selektives Zuführen des Vorratsentwicklers von mehreren Mehrwegbehältern zum Mischbehälter.

3. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend den Schritt:

Zuführen des Vorratsentwicklers zum Mischbehälter mit einer höheren Rate und dann mit einer niedrigeren Rate, bis eine vorbestimmte Menge des Vorratsentwicklers in den Mischbehälter eingeleitet ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend den Schritt:

Zuführen des Reinwassers zum Mischbehälter mit einer höheren Rate und dann mit einer niedrigeren Rate, bis eine vorbestimmte Menge an Reinwasser in den Mischbehälter eingeleitet ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend den Schritt:

Zuführenden des verdünnten Entwicklers vom Mischbehälter zu einem Analysator durch ein Rohr, um die Konzentration des verdünnten Entwicklers zu analysieren.

6. Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend den Schritt:

Leiten des verdünnten Entwicklers vom Mischbehälter zum Speicherbehälter durch das Rohr.