專利名稱：顯影方法及顯影裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光刻法的顯影方法及顯影裝置，特別涉及顯影液的再利用技術(shù)。
背景技術(shù)：
液晶顯示器(LCD)和半導(dǎo)體裝置制造的光刻法是在被處理基片(玻璃基片、半導(dǎo)體晶片等)上涂敷光致抗蝕劑(抗蝕劑涂敷工序)，在抗蝕劑上加工出掩模圖案(曝光工序)后，有選擇地使抗蝕劑的感光部或非感光部在顯影液中溶解(顯影工序)，在基片表面形成抗蝕劑圖案。
一般來說，光致抗蝕劑的顯影液中使用堿性水溶液。特別是在厭惡堿金屬的LCD和半導(dǎo)體的加工處理中，廣泛地使用作為有機(jī)堿的TMAH(氫氧化四甲銨)的2.38％水溶液。
以往，LCD加工的顯影裝置，為了節(jié)約平均1塊基片的顯影液消耗量，采用了使顯影處理中用過的顯影液循環(huán)的再利用系統(tǒng)。該再利用系統(tǒng)，已經(jīng)記載在特開平8-45832號公報(bào)的第4頁到第5頁以及圖2，特開平9-7939號公報(bào)的圖4，特開平10-321517號公報(bào)的第4頁到第5頁以及圖2。這種顯影液循環(huán)再利用系統(tǒng)是在從顯影處理部回收的顯影液中添加新液(即2.38％TMAH水溶液)，或者添加原液(例如20％TMAH水溶液)和純水等，使TMAH濃度恢復(fù)為標(biāo)準(zhǔn)濃度(2.38％)，將該標(biāo)準(zhǔn)濃度(2.38％)的TMAH水溶液作為再生顯影液，提供給顯影處理部。
然而，在上述將顯影液的TMAH濃度復(fù)原或維持為標(biāo)準(zhǔn)濃度(2.38％)的已有顯影液循環(huán)再使用系統(tǒng)中，當(dāng)增加顯影液再利用次數(shù)時(shí)，存在難于維持顯影均勻性、特別是線寬度均勻性(CD均勻性)的問題。也就是，隨著再利用次數(shù)的增加，在顯影液中溶入的抗蝕劑數(shù)量加大，即使將TMAH濃度維持在標(biāo)準(zhǔn)濃度(2.38％)，抗蝕劑數(shù)量或抗蝕劑含有率的增加而使顯影液中溶媒(水)的重量比減少，抗蝕劑成分(樹脂)具有促進(jìn)顯影的作用，二者相結(jié)合使顯影速率增大，線寬度易于有減少傾向。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對以上情況研制的，其目的是提供一種即使多次再利用顯影液也能夠保證顯影均勻性的顯影方法及顯影裝置，并且，提供一種可以大幅度節(jié)減顯影液消耗量的顯影方法及顯影裝置。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的第1顯影方法具有回收在用于溶解被處理基片上的光致抗蝕劑膜的不要部分的顯影處理中使用的堿性顯影液的工序；測定在回收的上述顯影液中抗蝕劑濃度的工序；算出與用于得到顯影均勻性的上述抗蝕劑濃度測定值對應(yīng)的堿濃度值的工序；調(diào)整上述顯影液的成分，使其成為算出的上述堿濃度值的工序；在上述顯影處理中再利用已進(jìn)行成分調(diào)整的上述顯影液的工序。
本發(fā)明的第1顯影裝置具有在堿性顯影液中進(jìn)行溶解被處理基片上的光致抗蝕劑膜的不要部分的顯影處理的處理部；回收在上述處理部的顯影處理中使用的顯影液的回收部；測定回收的上述顯影液的抗蝕劑濃度的抗蝕劑濃度測定部；算出與用于得到顯影均勻性的上述抗蝕劑濃度測定值對應(yīng)的堿濃度值的堿濃度算出部；調(diào)整上述顯影液的成分，使其成為算出的上述堿濃度值的顯影液調(diào)合部；將在上述顯影液調(diào)合部已進(jìn)行成分調(diào)整的上述顯影液供給再利用的上述處理部的顯影液供給部。
上述第1顯影方法或裝置，當(dāng)再利用顯影液時(shí)，根據(jù)抗蝕劑濃度(測定值)將顯影液成分調(diào)整為消除了抗蝕劑成分對顯影速率的影響的堿濃度值，即可確保顯影均勻性。最好在抗蝕劑濃度測定中使用吸光光度法。當(dāng)抗蝕劑濃度的測定范圍存在臨界值時(shí)，可以用規(guī)定溶媒(溶劑)按規(guī)定混合比稀釋顯影液，得到稀釋顯影液，使用吸光光度法測定該稀釋顯影液的抗蝕劑濃度，然后將該稀釋顯影液的抗蝕劑濃度測定值換算為稀釋前的顯影液的抗蝕劑濃度測定值。
當(dāng)進(jìn)行顯影液成分調(diào)整時(shí)，最好一邊測定顯影液的堿濃度，一邊在顯影液中加入顯影液原液和/或溶媒，直到堿濃度測定值與上述算出的堿濃度值一致。裝置的顯影液調(diào)合部最好具有收容顯影液的顯影液容器；將顯影液的原液供給該顯影液容器的原液供給部；將溶媒供給顯影液容器的溶媒供給部；從顯影液容器排出顯影液的顯影液排出部；測定顯影液容器內(nèi)的顯影液堿濃度的堿濃度測定部；控制從顯影液容器排出的顯影液數(shù)量、從原液供給部供給顯影液容器的原液數(shù)量和/或從溶媒供給部供給顯影液容器的溶媒數(shù)量，以便在該堿濃度測定部得到的堿濃度測定值與在堿濃度算出部算出的堿濃度值一致的控制部。
本發(fā)明的第2顯影方法具有回收在對被處理基片上的光致抗蝕劑膜的顯影處理中使用的堿性顯影液的工序；測定回收的上述顯影液的堿濃度的工序；算出與用于得到顯影均勻性的上述堿濃度測定值對應(yīng)的抗蝕劑濃度值的工序；調(diào)整上述顯影液成分，使其成為算出的上述抗蝕劑濃度值的工序；在上述顯影處理中再利用已進(jìn)行成分調(diào)整的上述顯影液的工序。
本發(fā)明的第2顯影裝置具有用堿性顯影液進(jìn)行溶解被處理基片上光致抗蝕劑膜的不要部分的顯影處理的處理部；回收在上述處理部的顯影處理中使用的顯影液的回收部；測定回收的上述顯影液的堿濃度的堿濃度測定部；算出與用于得到顯影均勻性的上述堿濃度測定值對應(yīng)的抗蝕劑濃度值的抗蝕劑濃度算出部；調(diào)整上述顯影液的成分，使其成為算出的上述抗蝕劑濃度值的顯影液調(diào)合部；將在上述顯影液調(diào)合部已進(jìn)行成分調(diào)整的上述顯影液供給再利用的上述處理部的顯影液供給部。
上述第2顯影方法或裝置，當(dāng)再利用顯影液時(shí)，根據(jù)堿濃度(測定值)將顯影液成分調(diào)整為消除了抗蝕劑成分對顯影速率的影響的抗蝕劑濃度值，即可確保顯影均勻性。最好在堿濃度測定中使用電導(dǎo)率測定法。
當(dāng)進(jìn)行顯影液成分調(diào)整時(shí)，可以一邊測定顯影液的抗蝕劑濃度，一邊在顯影液中加入顯影液原液和/或溶媒，直到抗蝕劑濃度測定值與上述算出的抗蝕劑濃度值一致。裝置的顯影液調(diào)合部具有收容顯影液的顯影液容器；將顯像液的原液供給該顯影液容器的原液供給部；將溶媒供給顯影液容器的溶媒供給部；從顯影液容器排出顯影液的顯影液排出部；測定顯影液容器內(nèi)的顯影液抗蝕劑濃度的抗蝕劑濃度測定部；控制從顯影液容器排出的顯影液數(shù)量、從原液供給部供給顯影液容器的原液數(shù)量和/或從溶媒供給部供給顯影液容器的溶媒數(shù)量，以使在該抗蝕劑濃度測定部得到的抗蝕劑(レジスト)濃度測定值與在抗蝕劑濃度算出部算出的抗蝕劑濃度值一致的控制部。
圖面的簡單說明圖1是表示本發(fā)明的顯影方法和顯影裝置可適用的涂敷顯影處理系統(tǒng)構(gòu)成的平面圖。
圖2是表示圖1的涂敷顯影處理系統(tǒng)的第1熱處理部構(gòu)成的側(cè)面圖。
圖3是表示圖1的涂敷顯影處理系統(tǒng)的處理次序的流程圖。
圖4是表示本發(fā)明實(shí)施例的顯影單元整體構(gòu)成的側(cè)面圖。
圖5是表示本發(fā)明實(shí)施例的噴嘴掃描機(jī)構(gòu)的構(gòu)成例的斜視圖。
圖6是表示本發(fā)明實(shí)施例的顯影液循環(huán)再利用系統(tǒng)整體構(gòu)成的方框圖。
圖7是表示本發(fā)明實(shí)施例中將顯影速率維持為一定的抗蝕劑濃度和TMAH濃度的關(guān)系圖。
圖8是表示本發(fā)明實(shí)施例的濃度測定部的抗蝕劑濃度測定部構(gòu)成的方框圖。
發(fā)明的實(shí)施例以下，參照
本發(fā)明適合的實(shí)施例。
圖1表示作為可適用本發(fā)明的顯影方法和顯影裝置的一構(gòu)成例的涂敷顯影處理系統(tǒng)。該涂敷顯影處理系統(tǒng)10設(shè)置在清潔房間內(nèi)，例如將LCD基片作為被處理基片，在LCD制造加工中，進(jìn)行光刻法工序中的洗凈、抗蝕劑涂敷、預(yù)烘焙、顯影和后期烘焙等各項(xiàng)處理。曝光處理在與該系統(tǒng)相鄰設(shè)置的外部曝光裝置12中進(jìn)行。
該涂敷顯影處理系統(tǒng)10，在中心部配置了橫長的加工工位(P/S)16，在其縱方向(X方向)兩端部配置了盒箱工位(C/S)14和連接工位(I/F)18。
盒箱工位(C/S)14是系統(tǒng)10的盒箱搬入搬出通道，具有在水平方向例如Y方向可4個(gè)并列載置將基片G多級疊置而收存的多個(gè)盒箱C的盒箱工作臺20；對該工作臺20上的盒箱C，進(jìn)行基片G存取的搬送機(jī)構(gòu)22。搬送機(jī)構(gòu)22具有能保持基片G的部件，例如，搬送臂22a，可以X、Y、Z、θ4軸動(dòng)作，與鄰接的加工工位(P/S)16側(cè)進(jìn)行基片G的交接。
加工工位(P/S)16，在系統(tǒng)縱方向(X方向)延伸的平行且逆向的一對生產(chǎn)線A、B上，按照加工流程或工序順序配置各處理部。更詳細(xì)地說，在從盒箱工位(C/S)14側(cè)向連接工位(I F)18側(cè)的上游部加工生產(chǎn)線A上，橫一列配置洗凈加工部24、第1熱處理部26、涂敷加工部28、第2熱處理部30。在從連接工位(I/F)18側(cè)向盒箱工位(C/S)14側(cè)的下游部生產(chǎn)線B上，橫一列配置第2熱處理部30、顯影加工部32、脫色加工部34、第3熱處理部36。在該生產(chǎn)線上，第2熱處理部30位于上游側(cè)加工生產(chǎn)線A的最后尾并位于下游側(cè)加工生產(chǎn)線B的最前面，跨于兩生產(chǎn)線A、B之間。
在兩加工生產(chǎn)線A、B之間設(shè)置輔助搬送空間38，可按1個(gè)單位水平載置基片G的梭動(dòng)件40，由未圖示的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在生產(chǎn)線方向(X方向)雙向移動(dòng)。
在上游部加工生產(chǎn)線A，洗凈加工部24包含洗滌器洗凈單元(SCR)42，在與該洗滌器洗凈單元(SCR)42內(nèi)的盒箱工位(C/S)10鄰接的地方，配置受激準(zhǔn)分子UV照射單元(e-UV)41。洗滌器洗凈單元(SCR)42內(nèi)的洗凈部，利用滾輪運(yùn)送或帶運(yùn)送，以水平姿勢在生產(chǎn)線A方向搬送LCD基片G，并在基片G的上面(被處理面)進(jìn)行刷洗洗凈和噴吹洗凈。
與洗凈加工部24的下游側(cè)鄰接的第1熱處理部26，沿加工生產(chǎn)線A在中心部設(shè)置縱型搬送機(jī)構(gòu)46，在其前后兩側(cè)多級疊層配置多個(gè)單元。如圖2所示，在上游側(cè)的多級單元部(TB)44，從下面開始順序疊置基片交接用通過單元(PASS)50、脫水烘焙用加熱單元(DHP)52、54以及粘著單元(AD)56。這里，通過單元(PASS)50用于與洗滌器洗凈單元(SCR)42進(jìn)行基片G的交接。在下游側(cè)的多級單元部(TB)48，從下面開始順序疊置基片交接用通過單元(PASS)60、冷卻單元(CL)62、64以及粘著單元(AD)66。這里，通過單元(PASS)60用于與涂敷加工部28進(jìn)行基片G的交接。
如圖2所示，搬送機(jī)構(gòu)46具有沿著在鉛垂方向延伸的導(dǎo)軌68，可以升降移動(dòng)的升降搬送體70；在該升降搬送體70上，在θ方向旋轉(zhuǎn)或可旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)搬送體72；在該旋轉(zhuǎn)搬送體72上，支持基片G并可在前后方向進(jìn)退或伸縮的搬送臂或鉗子74。對升降搬送體70進(jìn)行升降驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部76設(shè)置在垂直導(dǎo)軌68的基端，對旋轉(zhuǎn)搬送體72進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部78安裝在升降搬送體70上，對搬送臂74進(jìn)行進(jìn)退驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部80安裝在旋轉(zhuǎn)搬送體72上。各驅(qū)動(dòng)部76、78、80可由電馬達(dá)構(gòu)成。
上述構(gòu)成的搬送機(jī)構(gòu)46進(jìn)行高速升降或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，可在左右相鄰的多級單元部(TB)44、48中的任意單元存取，也能夠與輔助搬送空間38的梭動(dòng)件40交接基片G。
與第1熱處理部26的下游側(cè)鄰接的涂敷加工部28，如圖1所示，沿加工生產(chǎn)線A一列配置了抗蝕劑涂敷單元(CT)82、減壓干燥單元(VD)84以及邊緣去除單元(ER)86。圖示省略了，在涂敷加工部28內(nèi)設(shè)置的按工序順序?qū)⒚?個(gè)基片G搬入·搬出該3個(gè)單元(CT)82、(VD)84、(ER)86的運(yùn)送裝置，在各單元(CT)82、(VD)84、(ER)86內(nèi)，以1個(gè)基片為單位進(jìn)行各種處理。
與涂敷加工部28的下游側(cè)鄰接的第2熱處理部30，具有與上述第1熱處理部26同樣的構(gòu)成，在兩個(gè)加工生產(chǎn)線A、B之間設(shè)置縱型搬送機(jī)構(gòu)90，在加工生產(chǎn)線A側(cè)(最后尾)設(shè)置一個(gè)多級單元部(TB)88，在加工生產(chǎn)線B側(cè)(最前面)設(shè)置另一個(gè)多級單元部(TB)92。
圖示省略了，例如在加工生產(chǎn)線A側(cè)的多級單元部(TB)88，基片交接用通過單元(PASS)設(shè)置在最下級，在其上預(yù)先烘焙用加熱單元(PREBAKE)例如可以3級疊置。在加工生產(chǎn)線B側(cè)的多級單元部(TB)92，基片交接用通過單元(PASS)設(shè)置在最下級，在其上冷卻單元(COL)可以1級重疊，在其上預(yù)先烘焙用加熱單元(PREBAKE)可以3級疊置。
在第2熱處理部30的搬送機(jī)構(gòu)90，通過兩個(gè)多級單元部(TB)88、92的各自通過單元(PASS)，不僅可以1個(gè)為單位與涂敷加工部28和顯影加工部32交接基片G，還可以1個(gè)為單位與輔助搬送空間38內(nèi)的梭動(dòng)件40和后述的連接工位(I/F)18交接基片G。
在下游部的加工生產(chǎn)線G，顯影加工部32以水平姿勢搬送基片G并進(jìn)行一系列的顯影處理工序，包含所謂的平流方式的顯影單元(DEV)94。
在顯影加工部32的下游側(cè)，夾住脫色加工部34配置第3熱處理部36。脫色加工部34具有用于在基片G的被處理面照射i線(波長365nm)進(jìn)行脫色處理的i線UV照射單元(i-UV)96。
第3熱處理部36具有與上述第1熱處理部26和第2熱處理部30同樣的構(gòu)成，沿加工生產(chǎn)線B在縱型運(yùn)送機(jī)構(gòu)1 00和其前后兩側(cè)，設(shè)置一對多級單元部(TB)98、102。
圖示省略了，例如在上游側(cè)的多級單元部(TB)98，通過單元(PASS)設(shè)置在最下級，在其上后期烘焙用加熱單元(POBAKE)例如可以3級疊置。在下游側(cè)的多級單元部(TB)102，后期烘焙·單元(POBAKE)設(shè)置在最下級，在其上基片交接和冷卻用的通過·冷卻單元(PASS·COL)可以1級重疊，在其上后期烘焙用加熱單元(POBAKE)可以2級疊置。
在第3熱處理部36的搬送機(jī)構(gòu)100，通過兩個(gè)多級單元部(TB)98、102的通過單元(PASS)和通過·冷卻單元(PASS·COL)，不僅可以1個(gè)為單位分別與i線UV照射單元(i-UV)96和盒箱工位(C/S)14交接基片G，也可以1個(gè)為單位與輔助搬送空間38內(nèi)的梭動(dòng)件40交接基片G。
連接工位(I/F)18具有與鄰接的曝光裝置12進(jìn)行基片G交換的搬送裝置104，在其周圍配置緩沖工作臺(BUF)106、擴(kuò)展·冷卻工作臺(EXT·COL)108以及外圍裝置110。在緩沖工作臺(BUF)106設(shè)置固定型緩沖盒箱(未圖示)。擴(kuò)展·冷卻工作臺(EXT·COL)108是具有冷卻功能的基片交接臺，在與加工工位(P/S)16側(cè)交接基片G時(shí)使用。外圍裝置110可以是上下疊置信息記錄機(jī)(TITLER)和外圍曝光裝置(EE)的結(jié)構(gòu)。搬送裝置104具有能夠保持基片片G的搬送部件，例如搬送臂104a，與鄰接的曝光裝置12和各單元(BUF)106、(EXT·COL)108、(TITLER/EE)110進(jìn)行基片G的交接。
圖3表示該涂敷顯影處理系統(tǒng)的處理順序。首先，在盒箱工位(C/S)14，搬送機(jī)構(gòu)22從工作臺20上的規(guī)定盒箱C中取出1個(gè)基片G，搬入加工工位(P/S)16的洗凈加工部24的受激準(zhǔn)分子UV照射單元(e-UV)41(步驟S1)。
在受激準(zhǔn)分子UV照射單元(e-UV)41內(nèi)，利用紫外線照射，基片G進(jìn)行干式洗凈(步驟S2)。用該紫外線洗凈，主要是除去基片表面的有機(jī)物。紫外線洗凈結(jié)束后，基片G由盒箱工位(C/S)14的運(yùn)送機(jī)構(gòu)22移送到洗凈加工部24的洗滌器洗凈單元(SCR)42。
在洗滌器洗凈單元(SCR)42，如上所述，采用滾輪運(yùn)送或帶運(yùn)送，以水平姿勢在加工生產(chǎn)線A方向運(yùn)送基片G，同時(shí)在基片G的上面(被處理面)進(jìn)行刷洗洗凈和噴吹洗凈，除去基片表面的顆粒狀污染(步驟S3)。然后，平流式運(yùn)送基片G并進(jìn)行漂洗處理，最后，用氣刀等干燥基片G。
已在洗滌器洗凈單元(SCR)42內(nèi)完成洗凈加理的基片G，被搬入第1熱處理部26的上游側(cè)多級單元部(TB)44內(nèi)的通過單元(PASS)50。
在第1熱處理部26，基片G由運(yùn)送機(jī)構(gòu)46按規(guī)定順序在規(guī)定單元依次傳遞。例如，最初，基片G從通過單元(PASS)50被移送到加熱單元(DHP)52、54的其中之一，在那里接受脫水處理(步驟S4)。接著，基片G被移送到冷卻單元(CDL)62、64的其中之一，在那里冷卻到一定的基片溫度(步驟S5)。然后，基片G被移送到粘著單元(AD)56，在那里接受疏水化處理(步驟S6)。在該疏水化處理結(jié)束后，基片G由冷卻單元(COL)62、64的其中之一冷卻到一定的基片溫度(步驟S7)。最后，基片G被移送到屬于下游側(cè)多級單元部(TB)48的通過單元(PASS)60。
這樣，在第1熱處理部26內(nèi)，基片G可通過運(yùn)送機(jī)構(gòu)46在上游側(cè)的多級單元部(TB)44和下游側(cè)的多級單元部(TB)48之間任意來往。在第2和第3熱處理部30、36中，也能進(jìn)行同樣的基片運(yùn)送動(dòng)作。
在第1熱處理部26，接受了上述一系列的熱或熱系統(tǒng)的處理的基片G，從下游側(cè)多級單元部(TB)48內(nèi)的通過單元(PASS)60移送到下游側(cè)鄰近的涂敷加工部28的抗蝕劑涂敷單元(CT)82。
基片G在抗蝕劑涂敷單元(CT)82，例如使用旋涂法，在基片上面(被處理面)涂敷抗蝕劑液，緊接著在下游側(cè)鄰近的減壓干燥單元(VD)84接受減壓干燥處理，然后在下游側(cè)鄰近的邊緣去除單元(ER)86，去掉基片周邊部的多余(不要)抗蝕劑(步驟S8)。
接受了上述抗蝕劑涂敷處理的基片G，從邊緣去除單元(ER)86交接到屬于相鄰的第2熱處理部30的上游側(cè)多級單元部(TB)88的通過單元(PASS)。
在第2熱處理部30內(nèi)，基片G由運(yùn)送機(jī)構(gòu)90按規(guī)定順序在規(guī)定單元依次傳遞。例如，最初基片G從該通過單元(PASS)被移送到1個(gè)加熱單元(PREBAKE)，在那里接受抗蝕劑涂敷后的烘焙(步驟S9)。然后，基片G被移送到一個(gè)冷卻單元(COL)，在那里冷卻到一定的基片溫度(步驟S10)。此后，基片G經(jīng)由或者不經(jīng)由下游側(cè)多級單元部(TB)92側(cè)的通過單元(PASS)，被交接到連接工位(I/F)18側(cè)的擴(kuò)展·冷卻工作臺(EXT·COL)108。
在連接工位(I/F)18，基片G從擴(kuò)展·冷卻工作臺(EXT·COL)108搬入到外圍裝置110的外圍曝光裝置(EE)，在那里接受用于除去在顯影時(shí)附著在基片G外圍部的抗蝕劑的曝光后，傳送到相鄰的曝光裝置12。
在曝光裝置12，基片G上的抗蝕劑按規(guī)定電路圖案曝光。完成圖案曝光的基片G，從曝光裝置12返回到連接工位(I/F)18時(shí)(步驟S11)，先送到外圍裝置110的信息記錄機(jī)(TITLER)，在那里在基片上的規(guī)定部位記錄規(guī)定信息(步驟S12)。然后，基片G返回到擴(kuò)展·冷卻工作臺(EXT·COL)108。連接工位(I/F)18的基片G的運(yùn)送和與曝光裝置12的基片G的交換都由運(yùn)送裝置104進(jìn)行。
在加工工位(P/S)16，第2熱處理部30的運(yùn)送機(jī)構(gòu)90從擴(kuò)展·冷卻工作臺(EXT·COL)108接收已曝光的基片G，通過加工生產(chǎn)線B側(cè)的多級單元部(TB)92內(nèi)的通過單元(PASS)交接到顯影加工部32。
在顯影加工部32，將從該多級單元部(TB)92內(nèi)的通過單元(PASS)接收的基片G搬入顯影單元(DEV)94。在顯影單元(DEV)94，基片G以平流方式向加工生產(chǎn)線B的下游運(yùn)送，在該運(yùn)送中進(jìn)行顯影、漂洗、干燥的一系列顯影處理工序(步驟S13)。
在顯影加工部32接受了顯影處理的基片G被搬入下游側(cè)鄰近的脫色加工部34，接受i線照射的脫色處理(步驟S14)。經(jīng)過脫色處理的基片G，交接到第3熱處理部36的上游側(cè)多級單元部(TB)98內(nèi)的通過單元(PASS)。
在第3熱處理部36，最初，基片G從該通過單元(PASS)被移送到一個(gè)加熱單元(POBAKE)，在那里接受后期烘焙(步驟S15)。然后，基片G被移送到下游側(cè)多級單元部(TB)102內(nèi)的通過·冷卻單元(PASS·COL)，在那里冷卻到規(guī)定的基片溫度(步驟S16)。在第3熱處理部36的基片G的運(yùn)送，由運(yùn)送機(jī)構(gòu)100進(jìn)行。
在盒箱工位(C/S)14側(cè)，運(yùn)送機(jī)構(gòu)22從第3熱處理部36的通過·冷卻單元(PASS·COL)接收結(jié)束了涂敷顯影處理全部工序的基片G，并將接收的基片G收容在任意一個(gè)盒箱C中(步驟S1)。
在該涂敷顯影處理系統(tǒng)10，顯影加工部32的顯影單元(DEV)94可以適用本發(fā)明。以下，參照圖4～圖8，說明將本發(fā)明適用于顯影單元(DEV)94的實(shí)施例。
圖4是圖解表示本發(fā)明實(shí)施例的顯影單元(DEV)94內(nèi)的全部構(gòu)成。該顯影單元(DEV)94，是沿加工生產(chǎn)線B，一列連續(xù)配置了形成在水平方向(X方向)延伸的連續(xù)運(yùn)送通路108的多個(gè)，例如8個(gè)模塊M1～M8構(gòu)成的。
這些模塊M1～M8中，位于最上游端的模塊M1構(gòu)成基片運(yùn)入部110，其后連續(xù)的4個(gè)模塊M2、M3、M4、M5構(gòu)成顯影部112，然后模塊M6構(gòu)成漂洗部114，模塊M7構(gòu)成干燥部116，最后的模塊M8構(gòu)成基片運(yùn)出部118。
在基片運(yùn)入部110，以水平姿勢接受從鄰近基片運(yùn)送機(jī)構(gòu)(未圖示)傳遞的基片G，設(shè)置用于在運(yùn)送通路108上移載的可升降多個(gè)升降銷120。在基片運(yùn)出部118，設(shè)置用于以水平姿勢抬起基片G并傳遞到鄰近基片運(yùn)送機(jī)構(gòu)(未圖示)的可升降多個(gè)升降銷122。
顯影部112，更詳細(xì)地說，在模塊M2設(shè)置預(yù)濕洗部124，在模塊M3、M4設(shè)置顯影處理部126，在模塊M5設(shè)置顯影液丟落部128。在預(yù)濕洗部124，使噴嘴噴出口朝向運(yùn)送通路108，可以沿運(yùn)送通路108雙方向移動(dòng)，設(shè)置1個(gè)或多個(gè)用于供給基片濕洗液例如純水的濕洗液噴嘴PN。在顯影處理部126，使噴嘴噴出口朝向運(yùn)送通路108，沿運(yùn)送通路108設(shè)置1個(gè)或多個(gè)可雙方向移動(dòng)的顯影液噴嘴DN。在該構(gòu)成例中，每個(gè)模塊M3、M4獨(dú)立設(shè)置可移動(dòng)顯像液噴嘴DNa、DNb。在各顯影液噴嘴DN，由后述的顯影液循環(huán)再利用系統(tǒng)180供給顯影液。在顯影液丟落部128和預(yù)濕部124，設(shè)置使基片G傾斜的基片傾斜機(jī)構(gòu)130。
在漂洗部114，使噴嘴噴出口朝向運(yùn)送通路108，沿運(yùn)送通路108可雙方向移動(dòng)，設(shè)置1個(gè)或多個(gè)用于供給基片G漂洗液例如純水的漂洗液噴嘴RN。
在干燥部116，隔著運(yùn)送通路108設(shè)置1對或多對沿著運(yùn)送通路108用于軋液掉附著在基片G上的液體(主要是漂洗液)的氣刀VN。
在顯影部112、漂洗部114以及干燥部116，分別設(shè)置用于收集落在運(yùn)送通路108下面的液體的盆132、134、136、138。更詳細(xì)地說，在顯影部112，預(yù)濕洗部124和顯影處理部126以及顯影液丟落部128分別放置專用盆132、134。在各個(gè)盆132、134、136、138的底部設(shè)置排液口，在這里與排液管140、142、144、146連接。其中排液管142通到顯影液循環(huán)再利用系統(tǒng)180。
在運(yùn)送通路108，沿加工傳送線B按一定間隔敷設(shè)可大致水平載置基片G的運(yùn)送滾筒或滾輪182(圖6)。利用電馬達(dá)(未圖示)的驅(qū)動(dòng)力通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(未圖示)使?jié)L輪182轉(zhuǎn)動(dòng)，在水平方向?qū)⒒珿從模塊M1運(yùn)送到模塊M8。
圖4中，預(yù)濕洗液噴嘴PN、顯影液噴嘴DNa、DNb以及漂洗液噴嘴RN，分別由噴嘴掃描機(jī)構(gòu)SCp、SCN和SCR在運(yùn)送通路108的上方與運(yùn)送通路108平行地移動(dòng)。
圖5表示噴嘴掃描機(jī)構(gòu)SC(SCp，SCN，SCR)的一個(gè)構(gòu)成例。該噴嘴掃描機(jī)構(gòu)SC具有用于支持可動(dòng)噴嘴N(PN，DNa，DNb，RN)的斷面為逆コ字狀的噴嘴運(yùn)送體150；在運(yùn)送通路108的上方與運(yùn)送通路108平行地引導(dǎo)噴嘴運(yùn)送體150的導(dǎo)軌(未圖示)；驅(qū)動(dòng)噴嘴運(yùn)送體150沿著該導(dǎo)軌移動(dòng)的掃描驅(qū)動(dòng)部152。
掃描驅(qū)動(dòng)部152，將通過1個(gè)或多個(gè)垂直支持構(gòu)件154與噴嘴運(yùn)送體150結(jié)合的1個(gè)或多個(gè)無端帶156，與導(dǎo)軌平行地(即與運(yùn)送通路108平行地)架設(shè)在驅(qū)動(dòng)滑輪158和浮動(dòng)滑輪160之間，使驅(qū)動(dòng)滑輪158與電動(dòng)馬達(dá)162的旋轉(zhuǎn)軸動(dòng)作結(jié)合構(gòu)成。電馬達(dá)162的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力通過滑輪158、160和帶156，變換為帶長方向(X方向)的噴嘴運(yùn)送體150的直進(jìn)運(yùn)動(dòng)。通過控制電馬達(dá)162的旋轉(zhuǎn)速度，將噴嘴運(yùn)送體150一直前進(jìn)的移動(dòng)速度調(diào)節(jié)到所希望值，并可通過轉(zhuǎn)換電馬達(dá)162的旋轉(zhuǎn)方向，轉(zhuǎn)換噴嘴運(yùn)送體150一直前進(jìn)的移動(dòng)方向。
在噴嘴運(yùn)送體150，在左右兩側(cè)面的內(nèi)壁分別安裝例如由氣缸等執(zhí)行元件組成的升降驅(qū)動(dòng)部166，在左右一對升降驅(qū)動(dòng)部166之間水平架設(shè)例如由空心管組成的水平支持桿168。然后，在從該水平支持桿168中心部的垂直下方延伸的空心管組成的垂直支持桿170的下端部，水平使噴出口向下安裝筒狀可動(dòng)噴嘴N。噴嘴N的噴出口，可以是在運(yùn)送通路108的寬方向從基片G的一端到另一端可大致均勻供給處理液的范圍內(nèi)，在噴嘴長度方向以一定間隔形成的多個(gè)貫通孔，或者是1個(gè)或多個(gè)切口。
在噴嘴運(yùn)送體150內(nèi)，可動(dòng)噴嘴N利用升降驅(qū)動(dòng)部170的升降驅(qū)動(dòng)通過水平支持桿168和垂直支持桿170可以升降，在向運(yùn)送通路108上的基片G噴出處理液的高度位置與不噴出處理液時(shí)從運(yùn)送通路108退避的高度位置之間上下移動(dòng)。在水平支持桿168的一端部，從設(shè)置在運(yùn)送通路108外的處理液供給源(顯影液的情況是顯影液循環(huán)再利用系統(tǒng)180)引入撓性處理液供給管172。該處理液供給管172在水平支持桿168和垂直支持桿170中通過，與噴嘴N的處理液導(dǎo)入口連接。
下面，說明該顯影單元(DEV)94的全部作用?；\(yùn)入部110以1個(gè)為單位從鄰近的基片運(yùn)送機(jī)構(gòu)(未圖示)接收基片G并移載到運(yùn)送通路108上。構(gòu)成運(yùn)送通路108的滾輪182(圖6)，如上所述，通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由電馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力旋轉(zhuǎn)，所以放置在運(yùn)送通路108上的基片G立即被運(yùn)送到鄰近的顯影部112。
在顯影部112，基片G首先被搬入預(yù)濕洗部124，在滾輪運(yùn)送中從預(yù)濕洗液噴嘴PN噴射作為預(yù)濕洗液的純水。本實(shí)施例中，利用圖5所示的噴嘴掃描機(jī)構(gòu)SCp的掃描驅(qū)動(dòng)，噴嘴PN沿著運(yùn)送通路108水平移動(dòng)，同時(shí)向運(yùn)送中的基片G上面(被處理面)噴射預(yù)濕洗液。碰觸到基片G后飛散到基片外的預(yù)濕洗液或未碰觸到基片G的預(yù)濕洗液，被收集在設(shè)置于運(yùn)送通路108下面的預(yù)濕洗液盆132中。
在向運(yùn)送通路108上的基片G噴出預(yù)濕洗液并設(shè)定噴嘴PN的掃描方向與基片運(yùn)送方向逆向時(shí)，以噴嘴掃描速度VN與基片運(yùn)送速度VG相配合的相對速度(VN+VG)，噴嘴N(PN)從基片G的前端到后端進(jìn)行掃描，即使基片G的尺寸較大，也可以在極短時(shí)間內(nèi)用預(yù)濕洗液沾濕整個(gè)基片G的被處理面(抗蝕劑表面)。
在預(yù)濕洗部124內(nèi)，當(dāng)基片G到達(dá)下游側(cè)的規(guī)定位置時(shí)，基片傾斜機(jī)構(gòu)動(dòng)作，從運(yùn)送通路108將基片G向上抬起并向后傾斜。由于基片G的傾斜姿勢，則殘留或附著在基片G上的預(yù)濕洗液的大部分流到基片后方，回收在預(yù)濕洗液盆132中。
在預(yù)濕洗部124接受了上述預(yù)濕洗處理的基片G，放置在運(yùn)送通路108上，搬入到顯影處理部126。在顯影處理部126，通過最初的模塊M3時(shí)，從顯影液噴嘴DNa噴射顯影液，通過模塊M4時(shí)，從顯影液噴嘴DNb噴射顯影液。各顯影液噴嘴DNa、DNb，利用圖5所示上述噴嘴掃描機(jī)構(gòu)SCN的掃描驅(qū)動(dòng)，在運(yùn)送通路108的上方沿著運(yùn)送通路108水平移動(dòng)，同時(shí)向滾輪運(yùn)送中的基片G的上面(被處理面)噴射顯影液。由于顯影液的噴射而落在基片G外面的液體，收集在設(shè)置于運(yùn)送通路108下面的顯影液盆134中。
與上述預(yù)濕洗部124同樣，在顯影處理部126，也可以在向運(yùn)送通路108上的基片G噴出顯影液時(shí)，將噴嘴DN的掃描方向設(shè)定為與基片運(yùn)送方向逆向。這樣，噴嘴DN將以噴嘴掃描速度VN與基片運(yùn)送速度VG相配合的相對速度(VN+VG)從基片G的前端到后端進(jìn)行掃描，即使基片G的尺寸較大，也可以在極短時(shí)間內(nèi)將顯影液供給整個(gè)基片G的被處理面(抗蝕劑表面)?？梢杂霉伟宸绞酱鎳婌F器方式實(shí)現(xiàn)對基片G被處理面的顯影液供給，顯影液噴嘴DNa、DNb也可以從噴霧器型變換為液澆填型的排出構(gòu)造。刮板方式不需要預(yù)濕洗部124。
本實(shí)施例中，在每個(gè)模塊M3、M4分別設(shè)置顯影液噴嘴DNa、DNb和噴嘴掃描機(jī)構(gòu)SCN，對于運(yùn)送通路108上的基片G設(shè)置時(shí)間和空間的間隔，則可多次供給顯影液，在第1次和第2次也可以改變顯影液的特性。
在顯影處理部126，已將顯影液供給整個(gè)被處理面的基片G，原封不動(dòng)地乘運(yùn)送通路108搬入顯影液丟落部128。而且在顯影液丟落部128內(nèi)，當(dāng)?shù)竭_(dá)下游側(cè)規(guī)定位置時(shí)，設(shè)置在這里的基片傾斜機(jī)構(gòu)130動(dòng)作，從運(yùn)送通路108向上抬起基片G，使基片G在運(yùn)送方向向前，也就是傾斜基片G，使進(jìn)行前工序的顯影處理部126側(cè)為上側(cè)。由于該傾斜姿勢，則基片G上存留的大部分顯影液流落到基片前方，收集在顯影液盆134中。這樣，由于傾斜基片G使進(jìn)行前工序的顯影處理部126側(cè)為上側(cè)，則在顯影液丟落部128傾斜基片G進(jìn)行液體軋液時(shí)，可以減少進(jìn)回到顯影液盆134的液體附著在顯影處理部126側(cè)的基片G上的可能性。收集到顯影液盆134中的顯影液，從盆134底部的排液口134a通過排液管142，再送到顯影液循環(huán)再利用系統(tǒng)180。
在顯影部112結(jié)束了上述顯影液供給和回收的基片G，乘運(yùn)送通路108搬入漂洗部114。在漂洗部114，利用圖5所示噴嘴掃描機(jī)構(gòu)SCR的掃描驅(qū)動(dòng)，漂洗液噴嘴RN沿著運(yùn)送通路108水平移動(dòng)，同時(shí)向運(yùn)送中的基片G上面(被處理面)噴射漂洗液，例如純水。落到基片G外面的漂洗液，收集在設(shè)置于運(yùn)送通路108下面的漂洗液盆136中。
在漂洗部114，可以向運(yùn)送通路108上的基片G噴出顯影液并設(shè)定噴嘴RN的掃描方向與基片運(yùn)送方向逆向。這樣，噴嘴RN將以噴嘴掃描速度VN與基片運(yùn)送速度VG相配合的相對速度(VN+VG)從基片G的前端到后端進(jìn)行掃描，即使基片G的尺寸較大，也可以在極短時(shí)間內(nèi)將漂洗液供給整個(gè)基片的被處理面(抗蝕劑表面)，能夠迅速進(jìn)行漂洗液的置換(顯影停止)。用于洗凈基片G背面的漂洗液噴嘴(未圖示)也可以設(shè)置在運(yùn)送通路108的下面。
在漂洗部114結(jié)束了上述漂洗工序的基片G，乘運(yùn)送通路108搬入干燥部116。在干燥部116，對于在運(yùn)送通路108上運(yùn)送的基片G，從設(shè)置在所定位置的上下蒸氣刀VNU、VNL，使刀狀銳利的水蒸氣流碰觸基片上面(被處理面)和背面，向基片后方掃落(軋液)附著在基片G上的液體(主要是漂洗液)。
在干燥部116，經(jīng)過軋液的基片G，仍舊乘運(yùn)送通路108傳送到基片運(yùn)出部118。基片搬出部118具有與基片運(yùn)入部110同樣的構(gòu)成，僅是基片運(yùn)送方向?yàn)榘崛肱c搬出的反向，與基片運(yùn)入部110同樣地動(dòng)作。也就是，使基片交接用升降銷122在比運(yùn)送通路108低的位置待機(jī)，等待基片G從上游側(cè)(干燥部116)的到來，當(dāng)基片G到達(dá)升降銷122的正上方規(guī)定位置時(shí)，向上方推舉升降銷122，將基片G水平姿勢舉起，交接到鄰近的基片運(yùn)送機(jī)構(gòu)(未圖示)。
在顯影單元(DEV)94，在運(yùn)送通路108上以規(guī)定間隔一列運(yùn)送多個(gè)基片G，同時(shí)在預(yù)濕洗部124、顯影處理部126、顯影液丟落部128、漂洗部114和干燥部116順序進(jìn)行各項(xiàng)處理，以所謂流水線方式實(shí)現(xiàn)高效率和高生產(chǎn)量的顯影處理工序。
以下，參照圖6和圖7說明本實(shí)施例的顯影液循環(huán)再利用系統(tǒng)180的構(gòu)成。如圖6所示，該顯影液循環(huán)再利用系統(tǒng)具有例如3個(gè)顯影液容器，即回收罐184、調(diào)合罐186和供給罐188。
回收罐184是暫時(shí)貯存從顯影處理部126和顯影液丟落部128回收的顯影液的容器。該回收罐184，與顯影液盆134的排液管142、通到調(diào)合罐186的傳送管190、通到排泄罐(未圖示)的排泄管192連接。在傳送管190和排泄管192的中途分別設(shè)置開關(guān)閥194、196。
調(diào)合罐186是將回收的顯影液堿濃度也就是TMAH濃度調(diào)整到下次再利用的濃度值的容器。該調(diào)合罐186，與回收罐184的傳送管190、TMAH原液供給源198的TMAH原液供給管200、溶媒供給源202的溶媒給管204、通到供給罐188的傳送管206、通到排泄罐(未圖示)的排泄管208連接。在TMAH原液供給管200、溶媒供給管204、傳送管206和排泄管208的中途，分別設(shè)置開關(guān)閥210、212、214、216。調(diào)合罐186，與用于混合罐內(nèi)顯影液的循環(huán)用配管218和泵220連接，也與用于測定罐內(nèi)顯影液的抗蝕劑濃度和堿濃度的濃度測定部222連接。
供給罐188是將在調(diào)合罐186調(diào)整了TMAH濃度的顯影液供給顯影處理部126的顯影液噴嘴DN之前，暫時(shí)貯存的容器。該供給罐188，與調(diào)合罐186的傳送管206、通到顯影液噴嘴DN的顯影液供給管224、通到排泄罐(未圖示)的排泄管225連接。在傳送管206的中途，除了設(shè)置上述開關(guān)閥214之外，還可以設(shè)置泵226。在顯影液供給管224的中途，設(shè)置泵228、過濾器230、開關(guān)閥232，必要時(shí)也可以設(shè)置壓力控制閥或流量控制閥(未圖示)等。在排泄管225的中途，設(shè)置開關(guān)閥234。顯影液供給管224，在開關(guān)閥232的下游側(cè)位置，與TMAH新液供給源235的TMAH新液供給管236連接。在TMAH新液供給管236中途，設(shè)置開關(guān)閥238。
濃度測定部222通過監(jiān)測管242取出調(diào)合罐186內(nèi)的顯影液，測定顯影液的抗蝕劑濃度和堿濃度?？刮g劑濃度的測定，能采用例如吸光光度法。堿濃度的測定，可采用例如電導(dǎo)率測定法。
控制部240包含微型計(jì)算機(jī)，控制該系統(tǒng)1 80內(nèi)各部分，特別是控制開關(guān)閥(194，196，210，212，214，216，232，238)以及泵(220，226，228)等。并且，控制部240具有根據(jù)在濃度測定部222得到的抗蝕劑濃度測定值，對調(diào)合罐186內(nèi)顯影液計(jì)算下次再利用的堿濃度值的部件。
控制部240作為堿濃度值計(jì)算部件，如圖7所示，例如以查找表形式將維持顯影速率為一定(確保顯影均勻性)的抗蝕劑濃度與TMAH濃度的對應(yīng)關(guān)系或函數(shù)數(shù)據(jù)庫化。例如，在維持顯影速率K2(一定值)的情況下，設(shè)定某個(gè)抗蝕劑濃度值Ra時(shí)，參照查找表，即可算出對應(yīng)于Ra的TMAH濃度值Ta。當(dāng)設(shè)定另一個(gè)抗蝕劑濃度值Rb時(shí)，與上述同樣，參照查找表，即可算出對應(yīng)于Rb的TMAH濃度值Tb。從圖7的特性曲線可見，當(dāng)抗蝕劑濃度從Ra增大到Rb時(shí)，進(jìn)行將TMAH濃度從Ta減少到Tb的調(diào)整，即可維持顯影速率在所希望的值K2(一定值)。這種查找表可以根據(jù)例如實(shí)驗(yàn)值數(shù)據(jù)構(gòu)建在存儲(chǔ)器上。
下面，說明該顯影液循環(huán)再利用系統(tǒng)180的作用。如上所述，在顯影處理部126顯影液從基片G周邊部溢落，被收集到顯影液盆134中，在顯影液丟落部128，由于基片G的傾斜姿勢，顯影液從基片G的被處理面整體流落，也被收集到顯影液盆134中。
收集到顯影液盆134中的顯影液，從盆底的排液口134a通過排液管142回收到回收罐184中。在回收罐184積蓄的顯影液的量，隨著顯影處理次數(shù)即基片的處理個(gè)數(shù)的增加而增大。當(dāng)處理個(gè)數(shù)的計(jì)數(shù)值達(dá)到一定值時(shí)，在控制部240的控制下，打開開關(guān)閥194，積存在回收罐184中的回收顯影液，通過傳送管194被傳送到調(diào)合罐186中。這時(shí)，希望調(diào)合罐186有預(yù)留空間。
回收顯影液從回收罐184轉(zhuǎn)移到調(diào)合罐186后，開關(guān)閥194返回到關(guān)閉狀態(tài)。濃度測定部222采取一部分調(diào)合罐186內(nèi)的顯影液，用吸光光度法測定抗蝕劑濃度，將測定結(jié)果(抗蝕劑濃度測定值)傳送到控制部240?？刂撇?40從濃度測定部222接收抗蝕劑濃度測定值時(shí)，參照上述查找表，算出對應(yīng)于將預(yù)先設(shè)定的顯影速率維持為一定的該抗蝕劑濃度測定值的TMAH濃度值。也可以將顯影速率置換為線寬度CD(Critical Dimension)。
然后，在控制部240的控制下，進(jìn)行顯影液成分的調(diào)整，使得調(diào)合罐186內(nèi)顯影液的TMAH濃度為上述算出的TMAH濃度值。更詳細(xì)地說，即適當(dāng)打開TMAH原液供給管200、溶媒供給管204以及排泄管208的各個(gè)開關(guān)閥210、212、216。當(dāng)打開開關(guān)閥210時(shí)，作為TMAH原液的TMAH的例如20％水溶液從TMAH原液供給源198通過TMAH原液供給管200送入調(diào)合罐186內(nèi)。當(dāng)打開開關(guān)閥212時(shí)，作為溶媒的例如純水從溶媒供給源202通過溶媒供給管204送入調(diào)合罐186內(nèi)。當(dāng)打開開關(guān)閥216時(shí)，調(diào)合罐186內(nèi)的顯影液通過排泄管208向外面排出(廢棄)。
這樣，通過在調(diào)合罐186內(nèi)的顯影液中加入TMAH原液(TMAH 20％水溶液)和/或溶媒(純水)，將顯影液的抗蝕劑濃度大致維持為一定，改變顯影液的TMAH濃度。通常，隨著顯影液使用次數(shù)即再利用次數(shù)的增加，抗蝕劑濃度上升，如圖7所示，使TMAH濃度向降低方向變化。因此，主要是通過在調(diào)合罐186內(nèi)的顯影液中加入溶媒，即可進(jìn)行下次再利用的TMAH濃度調(diào)整。
在該調(diào)合處理時(shí)，循環(huán)泵220起動(dòng)，攪拌調(diào)合罐186內(nèi)的顯影液。濃度測定部222隨時(shí)采取調(diào)合罐1 86內(nèi)的顯影液，用電導(dǎo)率測定法測定堿濃度即TMAH濃度，將測定結(jié)果(TMAH濃度測定值)傳送到控制部240?？刂撇?40使?jié)舛葴y定部222的TMAH濃度測定值達(dá)到上述算出的濃度值，再將開關(guān)閥210、212、216全部返回關(guān)閉狀態(tài)，停止循環(huán)泵220。
上述TMAH濃度調(diào)整的調(diào)合處理結(jié)束后，斟酌適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)時(shí)，將調(diào)合罐186內(nèi)的顯影液移送到供給罐188。在控制部240的控制下，一旦供給罐188有空間，則傳送管206的開關(guān)閥214打開，泵226動(dòng)作。這樣，在調(diào)合罐186調(diào)整了TMAH濃度的再利用顯影液集中補(bǔ)給供給罐188。
在顯影處理部126，如上述那樣對上述各基片G的被處理面噴射或澆填顯影液時(shí)，在控制部240的控制下打開開關(guān)閥232，由于泵228的驅(qū)動(dòng)，供給罐188內(nèi)的顯影液通過顯影液供給管224送到顯影液噴嘴DN?；珿上的抗蝕劑膜浸入由顯影液噴嘴DN供給的顯影液中，抗蝕劑圖案以外的不要部分(感光部分或非感光部分)溶解在顯影液中。這里，對于再利用顯影液，以前溶入的抗蝕劑成分(樹脂)僅積蓄了與再利用次數(shù)成比例的量，另外通過上述調(diào)和罐186的成分調(diào)整，TMAH濃度按照與再利用次數(shù)的比例低于標(biāo)準(zhǔn)值(2.38％)。這樣，這次再利用時(shí)，將以與上述再利用時(shí)不變的一定顯影速率進(jìn)行顯影處理，可以確保CD均勻性或顯影均勻性。
必要時(shí)，也可以停止上述供給罐188的再利用顯影液的供給，轉(zhuǎn)換為TMAH新液供給源235的新液(2.38％TMAH水溶液)供給。這時(shí)，新液即新的顯影液，在顯影處理部126使用一次后，由上述回收機(jī)構(gòu)編入到回收顯影液。然后，在調(diào)合罐186內(nèi)接受TMAH濃度調(diào)整的成分調(diào)整或調(diào)合處理后，經(jīng)由供給罐188進(jìn)行再利用。
如上所述，在該顯影液循環(huán)再利用系統(tǒng)180中，再利用顯影液時(shí)，不是按照已有技術(shù)將顯影液的TMAH濃度維持在與新液相同的標(biāo)準(zhǔn)值(2.38％)，而是根據(jù)抗蝕劑濃度調(diào)整為可以抵消抗蝕劑對顯影速率的影響的TMAH濃度值，確保顯影的均勻性。這樣，可以高可靠地多次有效再利用顯影液，大幅度節(jié)約顯影液的使用量。
隨著顯影液再利用次數(shù)的增加，溶入顯影液中的抗蝕劑數(shù)量也增大。由于通常的吸光光度法在抗蝕劑濃度的測定范圍方面存在一定限度(例如0.1～1.5Abs)，則在本實(shí)施例中即使顯影液本身有再利用的可能，由于抗蝕劑濃度測定范圍的限度，也將限制再利用次數(shù)。針對這個(gè)問題，在濃度測定部222，用溶媒按規(guī)定混合比稀釋從調(diào)合罐186取出的樣品顯影液，利用吸光光度法測定該稀釋顯影液的抗蝕劑濃度，再將稀釋顯影液的抗蝕劑濃度測定值換算為樣品顯影液的抗蝕劑濃度測定值。
圖8表示濃度測定部222的抗蝕劑濃度測定部的構(gòu)成。該抗蝕劑濃度測定部具有透明的測定容器242；隔著該測定容器242對向配置的發(fā)光元件244和受光元件246；用于將調(diào)合罐186(圖6)內(nèi)的顯影液供給測定容器242的液量可控制泵即圓筒型泵248；用于將溶媒容器(未圖示)中的溶媒如純水供給測定容器242的液量可控制泵即圓筒型泵250；用于進(jìn)行抗蝕劑濃度測定的演算處理的測定電路252。在測定容器242底部設(shè)置的排液口242a與排泄管254連接，該排泄管254設(shè)有開關(guān)閥256。測定電路252包含控制各部的控制電路。
在抗蝕劑濃度測定部，通常，通過泵248僅將調(diào)合罐186(圖6)內(nèi)的顯影液取回測定容器242中。然后，從發(fā)光元件244射出具有規(guī)定(已知)光強(qiáng)度的光線L0，并使該光線L0入射到測定容器242內(nèi)的樣品液(顯影液)中，受光元件246接收在相對側(cè)透過的光線L1，測定透過光線L1的光強(qiáng)度。測定電路252根據(jù)入射光L0和透過光L1的光強(qiáng)度之比，加以適當(dāng)?shù)男拚?，算出樣品液的抗蝕劑濃度測定值。
當(dāng)這樣得到的抗蝕劑濃度測定值達(dá)到測定范圍的上限或飽和值(1.5Abs.)時(shí)，按規(guī)定混合比例如1∶2將調(diào)合罐186的顯影液和溶媒容器的純水取回測定容器242中，調(diào)制成使抗蝕劑濃度下降到1/3的稀釋顯影液。然后，對于該測定容器242內(nèi)的稀釋顯影液，采用與上述同樣的吸光光度法測定抗蝕劑濃度后，通過換算(將該抗蝕劑濃度測定值乘以稀釋率的倒數(shù)即3)，即可得到調(diào)合罐186內(nèi)的顯影液的抗蝕劑濃度測定值。
當(dāng)然，抗蝕劑濃度過高時(shí)，難以維持顯影均勻性，所以在換算后的抗蝕劑濃度測定值達(dá)到所定的容許上限值例如2.0Abs.時(shí)，可以中止調(diào)合處理，廢棄調(diào)合罐186內(nèi)的顯影液。
上述實(shí)施例中，測定收容在調(diào)合罐186中的回收顯影液的抗蝕劑濃度，根據(jù)該測定結(jié)果(抗蝕劑濃度測定值)算出為了得到顯影均勻性的堿濃度值，調(diào)整顯影液成分，達(dá)到該算出的堿濃度值。
另一種方式也可以是下述方法，即測定收容在調(diào)合罐186中的回收顯影液的堿濃度，根據(jù)該測定結(jié)果(堿濃度測定值)算出為了得到顯影均勻性的抗蝕劑濃度值，調(diào)整顯影液成分，達(dá)到該算出的抗蝕劑濃度值。這時(shí)，濃度測定部222可以利用與上述同樣的電導(dǎo)率測定法，測定回收顯影液的堿濃度(TMAH濃度)?？刂撇?40與上述同樣，參照將維持顯影速率為一定的抗蝕劑濃度與TMAH濃度的對應(yīng)關(guān)系或函數(shù)數(shù)據(jù)庫化的查找表，根據(jù)TMAH濃度測定值即可算出與其對應(yīng)的抗蝕劑濃度測定值。
然后，在控制部240的控制下，進(jìn)行顯影液的成分調(diào)整，使調(diào)合罐186內(nèi)顯影液的抗蝕劑濃度達(dá)到上述算出的抗蝕劑濃度值。通常，由于重復(fù)再利用，TMAH濃度測定值降低，為了確保顯影均勻性，從圖7的關(guān)系，向降低抗蝕劑濃度的方向調(diào)整。為了降低調(diào)合罐186內(nèi)顯影液的抗蝕劑濃度，可在因通過排泄管208的排液減少顯影液的同時(shí)，適當(dāng)增加TMAH原液(TMAH 20％水溶液)和溶媒(純水)。在調(diào)合處理時(shí)，即可將新液(TMAH 2.38％水溶液)供給調(diào)合罐186。
這時(shí)，濃度測定部222隨時(shí)采取調(diào)合罐186內(nèi)的顯影液，用吸光光度法測定抗蝕劑濃度，將測定結(jié)果(抗蝕劑濃度測定值)傳送到控制部240?？刂撇?40在濃度測定部222的抗蝕劑濃度測定值達(dá)到上述算出的抗蝕劑濃度值時(shí)，將開關(guān)閥210、212、216全部返回關(guān)閉狀態(tài)，停止循環(huán)泵220，結(jié)束調(diào)合處理。
上述實(shí)施例關(guān)系到平流方式的顯影單元(DEV)94。然而，本發(fā)明并不限定于上述平流方式，例如通過使基片旋轉(zhuǎn)將顯影液供給基片被處理面的旋轉(zhuǎn)方式，以及將基片浸漬在顯影液中的浸漬方式等各種顯影方法和顯影裝置也可適用。并且，顯影液的種類也不限于TMAH水溶液，也可以是其他堿性水溶液。
此外，本發(fā)明的被處理基片不限于LCD用玻璃基片，平板顯示用各種基片、半導(dǎo)體晶片、CD基片、玻璃基片、光掩模、印刷電路基板等也可以。
如上所述，若采用本發(fā)明的顯影方法和顯影裝置，即使多次再利用顯影液，也可以確保顯影均勻性。能夠高可靠地多次有效再利用顯影液，節(jié)約大量顯影液的消耗量。
權(quán)利要求
1.一種顯影方法，具有回收在對被處理基片上的抗蝕劑膜的顯影處理中使用的堿性顯影液的工序；測定回收的上述顯影液的抗蝕劑濃度的工序；計(jì)算與為了得到顯影均勻性的上述抗蝕劑濃度測定值對應(yīng)的堿濃度值的工序；調(diào)整上述顯影液成分以達(dá)到計(jì)算出的上述堿濃度值的工序；將經(jīng)過成分調(diào)整的上述顯影液再利用于上述顯影處理的工序。
2.權(quán)利要求1記載的顯影方法，其特征是上述抗蝕劑濃度測定工序中，采用吸光光度法測定上述抗蝕劑濃度。
3.權(quán)利要求2記載的顯影方法，其特征是上述抗蝕劑濃度測定工序包含按規(guī)定混合比用規(guī)定溶媒稀釋上述顯影液，得到稀釋顯影液的工序；用吸光光度法測定上述稀釋顯影液的抗蝕劑濃度的工序；將從上述稀釋顯影液求得的抗蝕劑濃度測定值換算為稀釋前的上述顯影液的抗蝕劑濃度測定值的工序。
4.權(quán)利要求1記載的顯影方法，其特征是上述顯影液成分調(diào)整工序具有測定上述顯影液堿濃度的工序；在上述顯影液中加入顯影液原液和/或溶媒，使上述堿濃度測定值與上述算出的堿濃度值一致的工序。
5.權(quán)利要求1記載的顯影方法，其特征是上述顯影液是TMAH水溶液，上述堿濃度是TMAH濃度。
6.一種顯影方法，具有回收在對被處理基片上的光致抗蝕劑膜的顯影處理中使用的堿性顯影液的工序；測定回收的上述顯影液的堿濃度的工序；計(jì)算與為了得到顯影均勻性的上述堿濃度測定值對應(yīng)的抗蝕劑濃度值的工序；調(diào)整上述顯影液的成分，實(shí)現(xiàn)計(jì)算出的上述抗蝕劑濃度值的工序；將經(jīng)過成分調(diào)整的上述顯影液再利用于上述顯影處理的工序。
7.權(quán)利要求6記載的顯影方法，其特征是上述堿濃度測定工序中，采用電導(dǎo)率測定法測定上述堿濃度。
8.權(quán)利要求6記載的顯影方法，其特征是上述顯影液成分調(diào)整工序具有測定上述顯影液抗蝕劑濃度的工序；在上述顯影液中加入顯影液原液和/或溶媒，使上述抗蝕劑濃度的測定值與上述算出的抗蝕劑濃度值一致的工序。
9.權(quán)利要求6記載的顯影方法，其特征是上述顯影液是TMAH水溶液，上述堿濃度是TMAH濃度。
10.一種顯影裝置，具有進(jìn)行用堿性顯影液溶解被處理基片上的光致抗蝕劑膜的不要部分的顯影處理的處理部；回收在上述處理部的顯影處理中使用的顯影液的回收部；測定回收的上述顯影液的抗蝕劑濃度的抗蝕劑濃度測定部；計(jì)算與為了得到顯影均勻性的上述抗蝕劑濃度測定值對應(yīng)的堿濃度值的堿濃度計(jì)算部；調(diào)整上述顯影液的成分，實(shí)現(xiàn)計(jì)算出的上述堿濃度值的顯影液調(diào)合部；將在上述顯影液調(diào)合部進(jìn)行了成分調(diào)整的上述顯影液供給再利用的上述處理部的顯影液供給部。
11.權(quán)利要求10記載的顯影裝置，其特征是上述顯影液調(diào)合部具有收容上述顯影液的顯影液容器；將上述顯影液的原液供給上述顯影液容器的原液供給部；將溶媒供給上述顯影液容器的溶媒供給部；從上述顯影液容器排出顯影液的顯影液排出部；測定上述顯影液容器內(nèi)的上述顯影液堿濃度的堿濃度測定部；為了使在上述堿濃度測定部得到的堿濃度測定值與在上述堿濃度計(jì)算部算出的堿濃度值一致，對從上述顯影液容器排出的上述顯影液數(shù)量、從上述原液供給部供給上述顯影液容器的上述原液數(shù)量和/或從上述溶媒供給部供給上述顯影液容器的上述溶媒數(shù)量進(jìn)行控制的控制部。
12.一種顯影裝置，具有用堿性顯影液進(jìn)行溶解被處理基片上的光致抗蝕劑膜的不要部分的顯影處理的處理部；回收在上述處理部的顯影處理中使用的顯影液的回收部；測定回收的上述顯影液堿濃度的堿濃度測定部；計(jì)算與為了得到顯影均勻性的上述堿濃度測定值對應(yīng)的抗蝕劑濃度值的抗蝕劑濃度計(jì)算部；調(diào)整上述顯影液的成分，實(shí)現(xiàn)計(jì)算出的上述抗蝕劑濃度值的顯影液調(diào)合部；將在上述顯影液調(diào)合部進(jìn)行了成分調(diào)整的上述顯影液供給再利用的上述處理部的顯影液供給部。
13.權(quán)利要求12記載的顯影裝置，其特征是上述顯影液調(diào)合部具有收容上述顯影液的顯影液容器；將上述顯影液的原液供給上述顯影液容器的原液供給部；將溶媒供給上述顯影液容器的溶媒供給部；從上述顯影液容器排出顯影液的顯影液排出部；測定上述顯影液容器內(nèi)的上述顯影液的抗蝕劑濃度的抗蝕劑濃度測定部；為了使在上述抗蝕劑濃度測定部得到的抗蝕劑濃度測定值與在上述抗蝕劑濃度計(jì)算部算出的抗蝕劑濃度值一致，對從上述顯影液容器排出的上述顯影液數(shù)量、從上述原液供給部供給上述顯影液容器的上述原液數(shù)量和/或從上述溶媒供給部供給上述顯影液容器的上述溶媒數(shù)量進(jìn)行控制的控制部。
全文摘要
本發(fā)明的顯影方法和顯影裝置中，濃度測定部(222)采取一部分調(diào)合罐(186)內(nèi)的顯影液，用吸光光度法測定抗蝕劑濃度，將測定結(jié)果(抗蝕劑濃度測定值)傳送到控制部(240)?？刂撇?240)控制TMAH原液供給管(200)、溶媒供給管(204)以及排泄管(208)的各個(gè)開關(guān)閥(210)、(212)、(216)，進(jìn)行顯影液的成分調(diào)整，使調(diào)合罐(186)內(nèi)顯影液的TMAH濃度是與維持顯影速率為一定的抗蝕劑濃度測定值對應(yīng)的TMAH濃度值。從調(diào)合罐(186)向供給罐(188)移送的顯影液，由泵(228)驅(qū)動(dòng)通過顯影液供給管(224)送到顯影處理部(126)的顯影液噴嘴DN。因此，在顯影處理中，即使多次再利用顯影液，也能確保顯影均勻性。
文檔編號H01L21/027GK1501177SQ200310123329
公開日2004年6月2日 申請日期2003年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月15日
發(fā)明者立山清久, 野村雅文, 筱木武虎, 文, 虎 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社