JPH1184679A - 感光性樹脂の連続現像方法及び現像開始剤 - Google Patents

感光性樹脂の連続現像方法及び現像開始剤

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JPH1184679A
JPH1184679A JP9259240A JP25924097A JPH1184679A JP H1184679 A JPH1184679 A JP H1184679A JP 9259240 A JP9259240 A JP 9259240A JP 25924097 A JP25924097 A JP 25924097A JP H1184679 A JPH1184679 A JP H1184679A
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JP
Japan
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photosensitive resin
developing solution
developing
concentration
alkali
Prior art date
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Pending
Application number
JP9259240A
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English (en)
Inventor
Osamu Ogawa
修 小川
Shiro Koyanagi
志郎 小柳
Takahiro Takarayama
隆博 宝山
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Nagase and Co Ltd
Original Assignee
Nagase and Co Ltd
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Publication date
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  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】アルカリ水溶液を現像液として用いる感光性樹
脂の現像方法において、現像液の建浴直後より性能が一
定し、現像装置の運転開始時より安定した品質の基板を
得ることができる感光性樹脂の現像方法及び現像開始剤
を提供する。 【解決手段】露光した感光性樹脂をアルカリ水溶液によ
り現像するに際して、建浴時の現像液の中に感光性樹脂
を溶解し、現像を継続しつつ現像液の中の感光性樹脂の
濃度を分光光度計により検出し、現像液中の感光性樹脂
の濃度が規定値を超えれば現像液を排出し、現像液の液
面を液面レベル計により検出し、現像液のアルカリ濃度
を導電率計により検出して、現像液の量とアルカリ濃度
が規定値を保つよう現像原液と純水とを補給することに
より、現像液の中の感光性樹脂の濃度及びアルカリ濃度
を常に一定に保って現像を行うことを特徴とする感光性
樹脂の連続現像方法、及び、アルカリ可溶性となったポ
ジ型感光性樹脂を含有することを特徴とする現像開始
剤。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、感光性樹脂の連続
現像方法及び現像開始剤に関する。さらに詳しくは、本
発明は、建浴直後より安定した現像後の線幅と残膜率を
得ることができるポジ型感光性樹脂の連続現像方法及び
現像開始剤に関する。
【0002】
【従来の技術】キノンジアジド基を有する化合物を含有
する感光性樹脂は、光照射によりキノンジアジド基が分
解してカルボキシル基が生成することにより、アルカリ
不溶性からアルカリ可溶性に変化する。このため、この
感光性樹脂を塗布した基板を露光したのちアルカリ水溶
液で現像すれば、光が照射された部分の感光性樹脂を除
去することが可能であり、ポジ型感光性樹脂として使用
することができる。ポジ型感光性樹脂は、解像力が著し
く優れていることから、広く利用されるようになってい
る。ポジ型感光性樹脂を使用する半導体製造工程、液晶
基板製造工程、プリント基板製造工程などにおいては、
感光性樹脂の現像液として、テトラメチルアンモニウム
ハイドロキサイド水溶液、コリン水溶液などの有機アル
カリの水溶液や、水酸化カリウム水溶液、炭酸ナトリウ
ム水溶液、メタケイ酸ナトリウム水溶液などの無機アル
カリの水溶液などがスプレー方式あるいはディップ方式
などで使用されている。ポジ型感光性樹脂をこのような
アルカリ水溶液により現像すると、現像液の中に露光に
よりアルカリ可溶性となったポジ型感光性樹脂が溶出
し、バッチ式運転では溶出した感光性樹脂は現像液の中
に蓄積し、基板の処理枚数の増加とともにその蓄積量も
増加する。現像液中の感光性樹脂の濃度が増加するに伴
い、基板上の残膜率が減少する。残膜率とは、現像後の
感光性樹脂の膜厚(TAD)と現像前の感光性樹脂の膜
厚(TBD)の比であり、 残膜率(%)=(TAD/TBD)×100 により表される値である。図1は、従来の現像方法にお
ける基板処理枚数と現像液中の感光性樹脂濃度及び残膜
率の関係の一例を示す図である。本図において、横軸は
基板処理枚数を、左縦軸は現像液の450nmにおける吸
光度を、右縦軸は基板の残膜率を示す。現像液の450
nmにおける吸光度は、現像液中の感光性樹脂の濃度に比
例する値である。従来の現像方法によれば、本図のよう
に基板処理枚数とともに残膜率が減少するので、現像さ
れた基板の品質が安定しない上に、ある処理枚数に達し
た時点で現像液を全部入れ替える必要が生ずる。現像さ
れた基板の品質が常に一定に保つことができるような連
続現像方法が検討されている。例えば、特開平5−40
345号公報には現像液の溶解樹脂濃度を吸光光度計に
より検出して現像液を排出する現像液排出手段と、現像
液の液面レベルを液面レベル計により検出して現像原液
と純水とを補給する第一補給手段と、現像液のアルカリ
濃度を導電率計により検出して現像原液又は純水を補給
する第二補給手段とを設けることにより、現像液の現像
性能を常時一定化する現像液管理装置が提案されてい
る。図2は、このような現像液管理装置を用いた場合の
基板処理枚数と現像液中の感光性樹脂濃度及び残膜率の
関係の一例を示す図である。本図において、基板処理枚
数が400枚を超えると現像液中の感光性樹脂濃度はほ
ぼ一定となり、それに伴って基板の残膜率はほぼ一定と
なるが、建浴後、基板処理枚数が400枚に達するまで
は、現像液中の感光性樹脂の濃度は次第に増加し、それ
に伴って基板の残膜率も変動している。このため、現像
液の建浴直後より現像性能が一定し、常に安定して現像
を行うことができる感光性樹脂の連続現像方法が求めら
れていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、アルカリ水
溶液を現像液として用いる感光性樹脂の連続現像方法に
おいて、現像液の建浴直後より現像性能が一定し、現像
装置の運転開始時より安定して現像を行うことができ、
一定した品質の基板を得ることができる感光性樹脂の連
続現像方法及びそれに使用する現像開始剤を提供するこ
とを目的としてなされたものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、建浴時の現像液
の中にアルカリ可溶性となった感光性樹脂を含有せしめ
ることにより、現像装置の運転開始直後より基板の残膜
率を一定せしめることが可能になることを見いだし、こ
の知見に基づいて本発明を完成するに至った。すなわ
ち、本発明は、(1)露光した感光性樹脂をアルカリ水
溶液により現像するに際して、建浴時の現像液の中に感
光性樹脂を溶解し、現像を継続しつつ現像液の中の感光
性樹脂の濃度を分光光度計により検出し、現像液中の感
光性樹脂の濃度が規定値を超えれば現像液を排出し、現
像液の液面を液面レベル計により検出し、現像液のアル
カリ濃度を導電率計により検出して、現像液の量とアル
カリ濃度が規定値を保つよう現像原液と純水とを補給す
ることにより、現像液の中の感光性樹脂の濃度及びアル
カリ濃度を常に一定に保って現像を行うことを特徴とす
る感光性樹脂の連続現像方法、(2)感光性樹脂が露光
によりアルカリ可溶性となったポジ型感光性樹脂である
第(1)項記載の感光性樹脂の連続現像方法、(3)建浴
時の現像液の中の感光性樹脂の濃度が、定常時の現像液
の中の感光性樹脂の濃度に実質的に等しい第(1)又は
(2)項記載の感光性樹脂の連続現像方法、及び、(4)
アルカリ可溶性となったポジ型感光性樹脂を含有するこ
とを特徴とする現像開始剤、を提供するものである。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明方法において使用される感
光性樹脂は、露光によりアルカリ水溶液に可溶性となる
ものであれば、特に制限なく使用することができ、この
ような感光性樹脂としては、例えば、樹脂成分としてク
レゾールノボラック樹脂を、増感剤としてo−ナフトキ
ノンジアジドスルホン酸とポリヒドロキシベンゾフェノ
ンのエステルを用いた感光性樹脂などを挙げることがで
きる。本発明方法において用いられる現像液としては、
露光した感光性樹脂を溶解除去し得るアルカリ水溶液で
あれば、特に制限なく使用することができ、このような
アルカリ水溶液としては、例えば、水酸化カリウム、水
酸化ナトリウム、リン酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム
などの無機アルカリの単独又は混合物からなる無機アル
カリ水溶液や、テトラメチルアンモニウムハイドロキサ
イド、コリンなどの有機アルカリの単独又は混合物から
なる有機アルカリ水溶液を挙げることができる。
【0006】本発明方法において、露光された液晶基
板、プリント基板などは、現像工程においてアルカリ性
の現像液により現像される。本発明方法において、建浴
時の現像液の中には、感光性樹脂が溶解される。感光性
樹脂は、現像する基板の上に塗布されているものと同一
であることが好ましく、さらに、感光性樹脂が露光によ
りアルカリ可溶性となったポジ型感光性樹脂であること
がより好ましい。建浴時の現像液の中の感光性樹脂の濃
度は、定常時の現像液の中の感光性樹脂の濃度に実質的
に等しいことが好ましい。建浴時の現像液の感光性樹脂
の濃度が、定常時の現像液の中の感光性樹脂の濃度に実
質的に等しいとは、建浴時の現像液の感光性樹脂の濃度
が、定常時の現像液の中の感光性樹脂の濃度の0.8〜
1.2倍であることをいう。現像液の中の感光性樹脂の
濃度は、分光光度計により現像液の特定波長における吸
光度を測定することにより求めることができる。吸光度
を測定する波長は、感光性樹脂に応じて任意に選択する
ことができるが、例えば、450nmの波長を好適に使用
することができる。定常時の現像液の中の感光性樹脂の
濃度は、あらかじめ現像装置の運転条件を定めることに
より予測し、予備的な実験を行うことにより推定し、あ
るいは、過去の操業実績に基づいて想定することができ
る。
【0007】本発明方法において、建浴時の現像液の中
に感光性樹脂を溶解するために、あらかじめ現像開始剤
を調製する。現像開始剤は、アルカリ可溶性となったポ
ジ型感光性樹脂の水溶液であり、例えば、ポジ型感光性
樹脂を露光することによりアルカリ可溶性とすることが
できる。現像開始剤中の感光性樹脂の濃度には特に制限
はなく、任意に選定することができ、例えば、現像開始
剤中の感光性樹脂の濃度を、定常時の現像液の中の感光
性樹脂の濃度の2〜100倍とすることができる。本発
明方法において、現像原液、現像開始剤及び純水を混合
することにより、現像液が建浴される。現像原液とは、
高濃度のアルカリを含有する水溶液であり、例えば、テ
トラメチルアンモニウムハイドロキサイドの20重量%
水溶液を用いることができる。現像原液、現像開始剤及
び純水を混合することにより、定常時の現像液の中のア
ルカリ濃度及び感光性樹脂濃度に実質的に等しいアルカ
リ及び感光性樹脂を含有する現像液が建浴される。本発
明方法においては、建浴した現像液を用いて現像を開始
したのち、連続的に現像液中の感光性樹脂濃度、アルカ
リ濃度及び液量を測定し、現像液中の感光性樹脂の濃度
が規定値を超えれば現像液を排出し、規定のアルカリ濃
度及び液量が維持されるよう、現像原液及び純水を補給
する。本発明方法によれば、現像装置の運転開始直後よ
り、現像液中の感光性樹脂濃度及びアルカリ濃度は一定
に保たれ、変動することがないので、常に一定した現像
が行われ、安定した品質の基板を得ることができる。
【0008】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明はこの実施例によってなんら限定さ
れるものではない。 実施例1 現像原液として、テトラメチルアンモニウムハイドロキ
サイドの20重量%水溶液を調製した。また、キノンジ
アジド系ポジ型感光性樹脂を露光してアルカリ可溶性と
したものをテトラメチルアンモニウムハイドロキサイド
の20重量%水溶液に溶解し、その10倍希釈液につい
て、450nmにおいて測定した吸光度が1.20である
現像開始剤を調製した。図3は、本実施例に用いた現像
装置の系統図である。現像室フード4を備えた現像処理
槽1の中を、基板6がローラーコンベア5によって移動
し、基板に現像液が現像液スプレー7よりスプレーされ
て基板が現像される。現像処理槽には、現像液スプレー
への送液ポンプ8、現像液中の微細粒子などを除去する
ためのフィルター9、現像液の清浄化と撹拌のための循
環ポンプ11、微細粒子除去用フィルター13、分光光
度計16、液面レベル計3、導電率計15、オーバーフ
ロー槽2、現像液排出ポンプ18、現像原液供給缶1
9、現像原液供給用の流量調節弁21、純水供給用の流
量調節弁22が備えられている。なお、現像処理槽の中
の現像液の量は100リットルである。現像開始剤1
0.0リットル、現像原液1.9リットル及び純水88.
1リットルを混合することにより、現像処理槽中に現像
液を建浴した。キノンアジド系ポジ型感光性樹脂を塗布
し、露光した基板を、この現像装置を用いて現像し、基
板200枚を処理するごとに、現像液の450nmにおけ
る吸光度及び基板の残膜率を測定した。図4は、本実施
例における基板処理枚数と現像液中の感光性樹脂濃度及
び残膜率の関係を示す図である。本図から、本発明の連
続現像方法によれば、現像開始直後より現像液中の感光
性樹脂の濃度は一定し、現像された基板の残膜率も最初
から一定していることが分かる。
【0009】
【発明の効果】本発明方法によれば、現像開始剤を使用
することにより、定常時の濃度に実質的に等しい感光性
樹脂を溶解した現像液を用いて現像装置の運転を開始す
ることができるので、運転の最初から一定の品質に現像
された基板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、従来の現像方法における基板処理枚数
と現像液中の感光性樹脂濃度及び残膜率の関係の一例を
示す図である。
【図2】図2は、現像液管理装置を用いた場合の基板処
理枚数と現像液中の感光性樹脂濃度及び残膜率の関係の
一例を示す図である。
【図3】図3は、実施例に用いた現像装置の系統図であ
る。
【図4】図4は、実施例における基板処理枚数と現像液
中の感光性樹脂濃度及び残膜率の関係を示す図である。
【符号の説明】
1 現像処理槽 2 オーバーフロー槽 3 液面レベル計 4 現像室フード 5 ローラーコンベア 6 基板 7 現像液スプレー 8 送液ポンプ 9 フィルター 11 循環ポンプ 13 微細粒子除去用フィルター 15 導電率計 16 分光光度計 18 現像液排出ポンプ 19 現像原液供給缶 21 現像原液供給用の流量調節弁 22 純水供給用の流量調節弁

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】露光した感光性樹脂をアルカリ水溶液によ
    り現像するに際して、建浴時の現像液の中に感光性樹脂
    を溶解し、現像を継続しつつ現像液の中の感光性樹脂の
    濃度を分光光度計により検出し、現像液中の感光性樹脂
    の濃度が規定値を超えれば現像液を排出し、現像液の液
    面を液面レベル計により検出し、現像液のアルカリ濃度
    を導電率計により検出して、現像液の量とアルカリ濃度
    が規定値を保つよう現像原液と純水とを補給することに
    より、現像液の中の感光性樹脂の濃度及びアルカリ濃度
    を常に一定に保って現像を行うことを特徴とする感光性
    樹脂の連続現像方法。
  2. 【請求項2】感光性樹脂が露光によりアルカリ可溶性と
    なったポジ型感光性樹脂である請求項1記載の感光性樹
    脂の連続現像方法。
  3. 【請求項3】建浴時の現像液の中の感光性樹脂の濃度
    が、定常時の現像液の中の感光性樹脂の濃度に実質的に
    等しい請求項1又は2記載の感光性樹脂の連続現像方
    法。
  4. 【請求項4】アルカリ可溶性となったポジ型感光性樹脂
    を含有することを特徴とする現像開始剤。
JP9259240A 1997-09-08 1997-09-08 感光性樹脂の連続現像方法及び現像開始剤 Pending JPH1184679A (ja)

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