DE69227343T2

DE69227343T2 - Vorrichtung zur Kontrolle einer Entwicklerlösung

Info

Publication number: DE69227343T2
Application number: DE69227343T
Authority: DE
Inventors: Toshimoto Kawasakishi Kanagawaken Nakagawa; Shu Nagareyamashi Chibaken Ogawa; Shinichiro Tatsunoshi Hyogoken Shiotsu; Kouzo Yokohamashi Kanagawaken Tsukada
Original assignee: Nagase and Co Ltd; Hirama Rika Kenkyusho Ltd
Current assignee: Nagase and Co Ltd; Hirama Rika Kenkyusho Ltd
Priority date: 1991-08-07
Filing date: 1992-08-07
Publication date: 1999-03-18
Anticipated expiration: 2012-08-08
Also published as: KR930020228A; DE69227343D1; US5223881A; JP2561578B2; EP0527058A1; EP0527058B1; JPH0540345A; KR0119116B1

Description

Vorrichtung zur Kontrolle einer Entwicklerlösung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kontrolle einer alkalischen Entwicklerlösung, die zum Entwickeln von lichtempfindlichem organischem Harz (Photoresist), nachfolgend als "Harz" bezeichnet, in einem Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkristallplatine, einem Verfahren zur Herstellung einer gedruckten Schaltung oder dergleichen verwendet wird.
In einem Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkristallplatine oder einem Verfahren zur Herstellung einer gedruckten Schaltungsplatine wird eine alkalische wäßrige Lösung, wie eine wäßrige Lösung (z. B. mit 2,380 Gew.-%) von Tetramethylammoniumhydroxid (TMAH) und eine wäßrige Kaliumhydroxidlösung als eine Entwicklerlösung für Harz in einer Sprühmethode oder einer Tauchmethode benutzt.
Bei der herkömmlichen Methode wird ein Entwicklungsbehälter mit dem speziellen Volumen einer frischen Entwicklerlösung mit der speziellen Konzentration gefüllt. Die Entwicklerlösung wird verbraucht, und wenn sie eine spezielle verschlechterte Konzentration erreicht hat, wie sich aus einem empirischen Index, wie der Anzahl der verarbeiteten Platinen ergibt, wird das gesamte Volumen durch eine frisch bereitete Lösung als Teil des Ansatzverfahrens ausgetauscht. Die Lösungsaustauschhäufigkeit variiert mit der Platinentype, doch erfolgt sie allgemein etwa einmal alle sechs Stunden.
Die Alkalikonzentration der Entwicklerlösung nimmt allmählich im Verlaufe der Verwendung infolge der Umsetzung mit Säure in dem Harz und infolge der Absorption und Umsetzung von Kohlendioxid und Sauerstoffgas in der Luft ab.
Die Menge von in der Entwicklerlösung gelöstem Harz nimmt allmählich zu. Für einen positiven Resist löst das aufgelöste Harz etwas das Harz in dem unbelichteten Bereich, das nicht gelöst werden sollte, und die restliche Filmdicke des unbelichteten Teils wird allmählich vermindert.
Daher variieren die Alkalikonzentration und die gelöste Harzkonzentration mit dem Verlauf der Zeit und sind nicht konstant, und somit ist es schwierig, die erforderliche Dimensionsgenauigkeit bei Entwicklung der Platinen zu bekommen. Die Produktqualität ist unbeständig, und die Ausbeute wird vermindert.
Da außerdem für das Austauschen der Entwicklerlösung Zeit verbraucht wird, wird der Arbeitsdurchsatz signifikant vermindert, und die beim Austauschen der Entwicklerlösung aufgewendete Arbeit erhöht die Arbeitskosten.
Außerdem sind die Transportkosten enorm, da die Entwicklerlösung so eingestellt wird, daß sie eine spezielle Konzentration und spezielle Qualität hat, und in einem geschlossenen Behälter frei von der Verunreinigung durch Fremdstoffe transportiert wird. Im Vergleich mit unverdünnter Entwicklerlösung sind auch die Materialkosten viel höher.
Die US-A-4,857,750 beschreibt eine Vorrichtung, die einen optischen Sensor verwendet, um die gelöste Harzkonzentration zu messen. Wenn die Konzentration zu hoch ist, wird aus einem Behälter frische Entwicklerlösung zugegeben.
Die JP-A-60 166 950 beschreibt eine Vorrichtung, die einen Sensor zur Messung der Leitfähigkeit der Entwicklerlösung verwendet. Wenn die Leitfähigkeit zu hoch ist, wird aus einer Quelle eine schwache Entwicklerlösung zugesetzt, um die Leitfähigkeit der vorhandenen Entwicklerlösung zu senken.
Die JP-A-63 100 460 beschreibt das Vermischen von konzentrierter Entwicklerlösung mit Wasser und anschließendes Einsprühen der resultierenden verdünnten Entwicklerlösung in den Hauptentwicklungsbehälter.
Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung bekommt man eine Vorrichtung zur Kontrolle einer Lösung, die zur Entwicklung von lichtempfindlichem organischem Harz verwendet wird, mit einer Entwicklerlösungsabgabeeinrichtung zur Abgabe von Entwicklerlösung und Reaktion auf die in der Entwicklerlösung mit Hilfe einer Einrichtung zur Feststellung der gelösten Harzkonzentration festgestellten Konzentration an gelöstem Harz, einer ersten Nachfülleinrichtung zum Nachfüllen der Entwicklerlösung aus einer Quelle von unverdünnter Entwicklerlösung und einer Quelle von reinem Wasser in Reaktion auf den durch ein Flüssigkeitsspiegelmeßgerät festgestellten Flüssigkeitsspiegel der Entwicklerlösung und einer zweiten Nachfülleinrichtung zum Nachfüllen der Entwicklerlösung aus einer Quelle von unverdünnter Entwicklerlösung und/oder einer Quelle von reinem Wasser in Reaktion auf die von einer Alkalikonzentrationsfeststelleinrichtung festgestellten Alkalikonzentration der Entwicklerlösung.
Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung bekommt man eine Vorrichtung zur Kontrolle einer Lösung, die zum Entwickeln von lichtempfindlichem organischem Harz verwendet wird, mit einer Entwicklerlösungsabgabeeinrichtung zur Abgabe von Entwicklerlösung in Reaktion auf die in der Entwicklerlösung durch eine Einrichtung zur Feststellung der gelösten Harzkonzentration festgestellten Konzentration an gelöstem Harz, einer ersten Nachfülleinrichtung zum Nachfüllen der Entwicklerlösung aus einer Quelle von verdünnter Entwicklerlösung in Reaktion auf den von einer Flüssigkeitspiegelmeßeinrichtung festgestellten Flüssigkeitsspiegel der Entwicklerlösung und einer zweiten Nachfülleinrichtung zum Nachfüllen der Entwicklerlösung aus einer Quelle von unverdünnter Entwicklerlösung und/oder einer Quelle von reinem Wasser in Reaktion auf die von einer Alkalikonzentrationsfeststelleinrichtung festgestellten Alkalikonzentration der Entwicklerlösung.
Nach einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung bekommt man eine Vorrichtung zur Kontrolle einer Lösung, die zum Entwickeln von lichtempfinglichem organischem Harz verwendet wird, mit einer ersten Nachfülleinrichtung zum Nachfüllen der Entwicklerlösung aus einer Quelle von unverdünnter Entwicklerlösung und einer Quelle von reinem Wasser in Reaktion auf die von einer Einrichtung zur Feststellung der gelösten Harzkonzentration in der Entwicklerlösung festgestellten Konzentration von gelöstem Harz und einer zweiten Nachfülleinrichtung zum Nachfüllen der Entwicklerlösung aus einer Quelle von unverdünnter Entwicklerlösung und/oder einer Quelle von reinem Wasser in Reaktion auf die von einer Alkalikonzentrationsfeststelleinrichtung festgestellten Alkalikonzentration der Entwicklerlösung.
Nach einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung bekommt man eine Vorrichtung zur Kontrolle einer Lösung, die zum Entwickeln von lichtempfindlichem organischem Harz verwendet wird, mit einer ersten Nachfülleinrichtung zum Nachfüllen der Entwicklerlösung aus einer Quelle von verdünnter Entwicklerlösung in Reaktion auf die in der Entwicklerlösung durch eine Einrichtung zur Feststellung der gelösten Harzkonzentration festgestellte Konzentration von gelöstem Harz und einer zweiten Nachfülleinrichtung zum Nachfüllen der Entwicklerlösung aus einer Quelle von unverdünnter Entwicklerlösung und/oder einer Quelle von reinem Wasser in Reaktion auf die von einer Alkalikonzentrationsfeststelleinrichtung festgestellte Alkalikonzentration der Entwicklerlösung.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, die Entwicklerleistung einer Entwicklerlösung konstant zu halten, während man trotzdem die Verwendung des bequemen Systems nach dem Stand der Technik zur Leitungsförderung verwendet, welches für eine Massenproduktion von Flüssigkristallplatinen, gedruckten Schaltungsplatinen oder dergleichen geeignet ist.
Die vorliegende Erfindung erlaubt eine automatische Kontrolle der Entwicklerlösung, um eine spezielle Alkalikonzentration und eine spezielle Konzentration an gelöstem Harz zu erzielen, indem man selektiv unverdünnte Entwicklerlösung und/oder reines Wasser der Entwicklerlösung zusetzt. So kann das Nachfüllen der Entwicklerlösung in einem Entwicklungsbehälter so gesteuert werden, daß man die Qualität der Entwicklerlösung stets konstant hält, während die Betriebsabschaltzeit gekürzt wird und die Herstellungskosten vermindert werden.
Es ist möglich, die Harzkonzentration durch Messung der Absorptionsfähigkeit der Entwicklerlösung zu messen, da Experimente bestätigten, daß die Konzentration des in der Entwicklerlösung gelösten Harzes mit der Absorptionsfähigkeit nahe verwandt ist. Es ist auch möglich, die Alkalikonzentration durch Messung der elektrischen Leitfähigkeit der Entwicklerlösung einzustellen und zu steuern, da Experimente bestätigt haben, daß die Alkalikonzentration der Entwicklerlösung in enger Relation zu der elektrischen Leitfähigkeit steht.
Beispiele der unverdünnten Entwicklerlösung schließen u. a. eine anorganische alkalische wäßrige Lösung ein, die ein einzelnes anorganisches Alkali, wie Kaliumhydroxid, Natriumhydroxid, Natriumphosphat und Natriumsilikat oder ein Gemisch hiervon umfaßt, sowie auch eine organische alkalische wäßrige Lösung, wie die von Tetramethylammoniumhydroxid (TMAH) und Trimethylmonoethanolammoniumhydroxid (Cholin).
Die Erfindung wird nun anhand nicht beschränkender Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben, in welcher:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Kontrolle einer Entwicklerlösung gemäß der Erfindung ist,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Kontrolle einer Entwicklerlösung gemäß der Erfindung ist,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Kontrolle einer Entwicklerlösung nach der Erfindung ist,
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Kontrolle einer Entwicklerlösung nach der Erfindung ist,
Fig. 5 eine graphische Darstellung ist, die eine typische Beziehung zwischen der Alkalikonzentration und der Linienbreite des Harzes nach der Entwicklung zeigt,
Fig. 6 eine graphische Darstellung ist, die eine typische Beziehung zwischen der elektrischen Leitfähigkeit und der Alkalikonzentration zeigt,
Fig. 7 eine graphische Darstellung ist, die eine typische Beziehung zwischen der Konzentration an gelöstem Harz und der Restfilmdicke von unbelichtetem Harz zeigt,
Fig. 8 eine graphische Darstellung ist, die eine typische Beziehung zwischen der Absorptionsfähigkeit der Entwicklerlösung und der Konzentration an gelöstem Harz zeigt,
Fig. 9 eine graphische Darstellung ist, die eine typische Beziehung zwischen der Alkalikonzentration und der Zeit zeigt, wenn eine Vorrichtung nach der Erfindung verwendet wird,
Fig. 10 eine graphische Darstellung ist, die eine typische Beziehung zwischen der Alkalikonzentration und der Zeit bei Verwendung der herkömmlichen Methode zeigt,
Fig. 11 eine graphische Darstellung ist, die eine typische Beziehung zwischen der Konzentration an gelöstem Harz und der Zeit bei Verwendung einer Vorrichtung nach der Erfindung zeigt, und
Fig. 12 eine graphische Darstellung ist, die eine typische Beziehung zwischen der Konzentration an gelöstem Harz und der Zeit bei Verwendung der herkömmlichen Methode zeigt.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung, die eine Ausführungsform der Erfindung zeigt. In der Darstellung entsprechen die Bezugszeichen 1 bis 13 den Einheiten für den Aufbau der herkömmlichen Entwicklerapparatur. D. h., die herkömmliche Entwicklerapparatur umfaßt einen Entwicklungsbehälter 1 zur Speicherung der Entwicklerlösung, einen Überlaufbehälter 2, ein Meßgerät 3 für die Messung des Flüssigkeitsspiegels, eine Entwicklungsabteilhaube 4, eine Entwicklerlösungsprüheinrichtung 7, eine Flüssigkeitsbeschickungspumpe 8 für das Einführen der Lösung in die Sprüheinrichtung für Entwicklerlösung, ein Filter 9 zur Entfernung von feinen Teilchen aus der Entwicklerlösung, Walzenfördereinrichtungen 5 zur Bewegung der Platinen 6, eine Zirkulationspumpe 11 zum Klären und Rühren von Entwicklerlösung, ein Filter 13 zur Entfernung von feinen Teilchen und Leitungen für N&sub2;, reines Wasser usw.
Bei der ersten Ausführungsform schließen die Einrichtungen, die an die herkömmliche Apparatur angeschlossen sind, eine Meßeinrichtung zum Messen der elektrischen Leitfähigkeit 15, ein Absorptionsphotometer 16, eine Flüssigkeitsabgabepumpe 18, einen Beschickungsbehälter für unverdünnte Entwicklerlösung, ein Regulierventil 21 für die Fließgeschwindigkeit zum Beschicken mit unverdünnter Entwicklerlösung, ein Fließgeschwindigkeitsregulierventil 22 für das Zuführen von reinem Wasser, Leitungsverbindungen für die Verbindung dieser Einrichtun gen, elektrische Instrumente oder pneumatische Instrumente ein. Das in dem Entwicklungsbehälter 1 gespeicherte Flüssigkeitsvolumen ist ausreichend, um die Entwicklerlösungs- Sprüheinrichtung 7 zu beschicken, doch muß es für die Beständigkeit des Verfahrens kontrolliert werden. Das Flüssigkeitsspiegelmeßgerät 3 ermittelt einen Abfall des Flüssigkeitsspiegels infolge spontaner Abnahme, wenn die Lösung an der Platine anhaftet und während der Entwicklung nach außen gebracht wird, oder ermittelt einen Flüssigkeitspiegelabfall, wenn die Lösung unter Verschlechterung der Entwicklungsleistung abgeführt wird, und steuert das Flüssigkeitsvolumen in dem Entwicklungsbehälter 1 in einem speziellen Bereich. Hier geht die alte Lösung in die Ablaufleitung durch Betätigung der Entnahmepumpe 18. Oder die alte Lösung kann auch direkt aus dem System entfernt werden, ohne daß sie durch die Ablaufleitung geht.
Der Beschickungsbehälter 19 für unverdünnte Entwicklerlösung (z. B. 15 bis 20 Gew.-% wäßrige TMAH-Lösung, konzentrierte wäßrige KOH-Lösung) wird beispielsweise auf 1 bis 2 kgf/cm² durch N&sub2;-Gas aus der Leitung 20 unter Druck gesetzt, und die Lösung wird unter Druck eingespeist, wenn das Ventil 21 zur Regulierung der Fließgeschwindigkeit der unverdünnten Entwicklerlösung öffnet. Das reine Wasser wird aus einer Zweigleitung und der vorhandenen Leitung zugeführt und wird eingespeist, wenn das Ventil 22 zur Regulierung des reinen Wasserstroms öffnet. Die unverdünnte Entwicklerlösung und reines Wasser werden eingespeist, wenn die einzelnen Ventile automatisch reguliert werden, und werden bei der Leitung 23 vereinigt und zu der Leitung 12 geführt, so daß sie in den Entwicklungsbehälter 1 eintreten und mit dem zirkulierenden Strom vermischt werden. Es ist auch möglich, die unverdünnte Entwicklerlösung und reines Wasser direkt in die Leitung 12 oder den Entwicklungsbehälter 1 ohne Vereinigung auf dem Weg einzuführen. Es ist jedoch erwünscht, die unverdünnte Entwicklerlösung und reines Wasser bei der Leitung 23 zu vereinigen und dann zu der Zirkulationsleitung 12 zu führen, da sie genügend vermischt sind.
Eine Probenlösung wird aus der Leitung 14 in die Meßvorrichtung 15 zur Messung elektrischer Leitfähigkeit und das Absorptionsphotometer 16 (beispielsweise werden die beiden Instrumente in einem Körper vereinigt), das in der Leitung 10 für die Entwicklerlösungbesprühung installiert ist, eingespeist, und die elektrische Leitfähigkeit und das Absorptionsvermögen werden kontinuierlich gemessen, und die gemessene Lösung wird über die Leitung 17 zu der Leitung 10 zurückgeführt. Es ist auch möglich, das Meßgerät 15 für die Messung elektrischer Leitfähigkeit und das Absorptionsphotometer 16 getrennt zu installieren.
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung der zweiten Ausführungsform der Erfindung. In der zweiten Ausführungsform wird frische (bereits verdünnte) Entwicklerlösung in einem Beschickungsbehälter 27 gespeichert, und ihr Strom wird durch ein Ventil 28 zur Regulierung der Fließgeschwindigkeit frischer Lösung in Reaktion auf den Flüssigkeitsspiegel der Entwicklerlösung gesteuert, der durch das Flüssigkeitsspiegelmeßgerät 3 festgestellt wird. Der Rest der Konstruktion gleicht der in Fig. 1.
Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung, die eine andere Ausführungsform der Erfindung zeigt. Die Ausführungsform ist so aufgebaut, daß sie die gelöste Harzkonzentration in der Entwicklerlösung für das Harz durch das Absorptionsphotometer 16 ermittelt und die Entwicklerlösung mit unverdünnter Entwicklerlösung und reinem Wasser ergänzt. Wie in Fig. 3 gezeigt, ist der Flüssigkeitsspiegel gewöhnlich nahe dem Überlaufwehr. Wenn unverdünnte Entwicklerlösung oder reines Wasser zugegeben wird, läuft alte Entwicklerlösung über das Überlaufwehr und wird automatisch entnommen. Die Entnahmepumpe 18 ist nicht notwendigerweise erforderlich, und ein Ventil kann anstelle der Entnahmepumpe 18 vorgesehen sein. Die übrige Konstruktion ist die gleiche wie in Fig. 1.
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung, die eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt. Die Ausführungsform ist so konstruiert, daß sie eine frische Entwicklerlösung verwendet, die bereits mit der unverdünnten Entwicklerlösung und reinem Wasser vermischt ist, statt daß die unverdünnte Entwicklerlösung und reines Wasser separat zugeführt werden. Die frische Entwicklerlösung wird in einem Beschickungsbehälter 27 gespeichert, und ihr Strom wird durch ein Regulierventil 28 in Reaktion auf die gelöste Harzkonzentration in der Entwicklerlösung gesteuert, wie sie durch das Absorptionsphotometer 16 ermittelt wird. Der Rest der Konstruktion ist gleich wie in Fig. 3.
Das Kontrollsystem der Vorrichtung in der Ausführungsform von Fig. 1 wird nun erklärt. Das Flüssigkeitsspiegelmeßgerät 3 und der Flüssigkeitsspiegel in dem Entwicklungsbehälter 1, das Meßgerät 15 für die Messung elektrischer Leitfähigkeit und die Alkalikonzentration der Entwicklerlösung sowie das Absorptionsphotometer 16 und die gelöste Harzkonzentration in der Entwicklerlösung sind wechselseitig unabhängige Funktionen, doch ist es für diese Ausführungsform charakteristisch, sie gemeinsam zu betrachten.
Außerdem müssen zunächst der Zielwert der Alkalikonzentration der Entwicklerlösung und der Verschlechterungsgrenzwert der gelösten Harzkonzentration, die für die Qualitätskontrolle von Produktplatinen erforderlich sind, in den Steuereinrichtungen auf der Basis von Experimenten oder Berechnungen voreingestellt werden.
Die Alkalikonzentration der Entwicklerlösung nimmt infolge der Reakton mit Platinenharz oder infolge der Absorption oder Reaktion von Kohlendioxid und Sauerstoffgas in Luft ab. Wenn die Alkalikonzentration abnimmt, nimmt die Linienbreite nach Entwicklung des Platinenharzes zu und unterscheidet sich von dem anfänglichen Wert der Gestaltung, was zu einer schlechten Dimensionsgenauigkeit führt (siehe Fig. 5).
Daher muß die Alkalikonzentration der Entwicklerlösung auf einen spezifischen Zielwert, wie beispielsweise 2,38 (± 0,02) Gew.-% im Falle von TMAH, eingesteuert werden.
Die vorliegenden Erfinder untersuchten experimentell die Beziehung zwischen der Alkalikonzentration der Entwicklerlösung und der elektrischen Leitfähigkeit und lernten, daß die Alkalikonzentration vorherrschend gegenüber der elektrischen Leitfähigkeit nahe der Verwendungskonzentration war, wie in Fig. 6 gezeigt, so daß sie mit näherungsweise linearer Funktion gemessen werden konnte.
Das Meßgerät 15 für elektrische Leitfähigkeit, das online in der Leitung 10 installiert ist, hat kompensierende Funktionen, um den Meßfehler zu minimieren, und hat eine Leitfähigkeitssteuereinrichtung 25. Die Leitfähigkeitsmessung der Probenlösung, die zur Leitung 10 eingeführt wird, wird in die Leitfähigkeitssteuereinrichtung 25 eingegeben, und die unverdünnte Entwicklerlösung oder reines Wasser werden automatisch durch die Ventile 21, 22 zur Regulierung der Fließgeschwindigkeit durch das Ausgangssignal so gesteuert, daß sie mit dem Zielwert zusammenfallen, und werden ergänzt, bis die Alkalikonzentration auf den Zielwert eingestellt ist.
Verschlechterung der Entwicklerleistung wird auch mit der gelösten Harzkonzentration außer der Alkalikonzentration in Beziehung gesetzt. Die zur Verarbeitung der Platine verwendete Entwicklerlösung wird aus dem Entwicklungsbehälter 1 durch die Flüssigkeitsbeschickungspumpe 8 entnommen und durch die Entwicklerlösungssprüheinrichtung 7 zirkuliert, und daher wird das gelöste Harz allmählich in der Entwicklerlösung konzentriert. Als ein Ergebnis fällt, wie in Fig. 7 gezeigt, die restliche Filmrate (d. h. Dicke) in dem unbelichteten Bereich und verschlechtert sich die Entwicklungsleistung signifikant.
Die vorliegenden Erfinder untersuchten die Beziehung zwischen der Absorptionsfähigkeit und dem Harzverunreinigungszustand der Entwicklerlösung und erhielten das in Fig. 8 gezeigte experimentelle Ergebnis. Wie in Fig. 8 gezeigt, stehen die gelöste Harzkonzentration und die Absorptionsfähigkeit in einer näherungsweise linearen Beziehung ungeachtet der Alkalikonzen tration, und es ist möglich, die Grenze der Entwicklerleistung durch die gelöste Harzkonzentration selbst ungeachtet der Anzahl der bearbeiteten Platinen zu beurteilen. Da die Entwicklerlösung infolge von gelöstem Harz rot wird, war die Meßwellenlänge 480 nm.
Daher mißt das Absorptionsphotometer 16, das in der Leitung 10 in einem Körper mit dem Meßgerät 15 für die Messung von elektrischer Leitfähigkeit oder getrennt hiervon installiert ist, kontinuierlich die gelöste Harzkonzentration in der Entwicklerlösung, und wenn der die Verschlechterungsgrenze übersteigende Wert festgestellt wird, wird die Entnahmepumpe 18 durch das Ausgangssignal der Absorptionsfähigkeitskontrolleinrichtung 26 in Betrieb gesetzt und wird die verschlechterte Entwicklerlösung aus dem Entwicklungsbehälter 1 abgezogen und in die Ablaufleitung gegeben oder direkt aus dem System entsorgt. Als ein Ergebnis stellt in dem Entwicklungsbehälter 1 mit vermindertem Flüssigkeitsspiegel das Meßgerät für die Bestimmung des Flüssigkeitsspiegels 3 den verminderten Flüssigkeitsspiegel unmittelbar fest, und eine frische Entwicklerlösung wird nachgefüllt, und die gelöste Harzkonzentration wird bis zu dem Wert der Verschlechterungsgrenze verdünnt, so daß die Entwicklerleistung wieder hergestellt wird, und nun wird die Entnahmepumpe 18 angehalten.
Hier wird das Arbeiten des Steuersystems der Vorrichtung der Ausführungsform in Fig. 1 erklärt. Wenn der Entwicklungsbehälter 1 leer ist und sich eine Lösung ansammelt, stellt das Flüssigkeitsspiegelmeßgerät 3 den Flüssigkeitsspiegel fest, und durch das Ausgangssignal von der Flüssigkeitsspiegelsteuereinrichtung 24 werden die unverdünnte Entwicklerlösung und reines Wasser mit einem geeigneten Fließgeschwindigkeitsverhältnis durch Regulierung des Öffnungsgrades des Ventils mit Hilfe von Fließgeschwindigkeitsregulierventilen 21, 22 zugeführt.
Nacheinander mißt das Meßgerät 15 bei Messung elektrischer Leitfähigkeit kontinuierlich die elektrische Leitfähigkeit der angesammelten Entwicklerlösung und wird durch das Ausgangssignal aus der Leitfähigkeitskontrolleinrichtung 25 die unverdünnte Entwicklerlösung oder reines Wasser mit einer geeigneten kleinen Fließgeschwindigkeit zugeführt, indem der Ventilöffnungsgrad durch die Fließgeschwindigkeit, die das Ventil 21 oder 22 reguliert, geregelt wird, um automatisch gesteuert zu werden und so die Alkalikonzentration des Zielwertes zu erreichen.
Wenn das nächste Entwickeln begonnen wird, folgen eine Erniedrigung der Alkalikonzentration, ein Aball des Flüssigkeitsspiegels infolge des Überführens von Platinen und eine Anreicherung von gelöstem Harz.
Wenn die Alkalikonzentration gesenkt wird, wird die elektrische Leitfähigkeit der Entwicklerlösung kontinuierlich durch das Meßgerät 15 zur Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit gemessen, und durch das Ausgangssignal der Leitfähigkeitskontrolleinrichtung 25 wird die unverdünnte Entwicklerlösung mit einer geeigneten kleinen Fließgeschwindigkeit zugeführt, indem der Ventilöffnungsgrad durch das fließgeschwindigkeitsregulierende Ventil 21 geregelt wird, um automatisch gesteuert zu werden und so die Alkalikonzentration des Zielwertes zu halten.
Wenn der Spiegel der Lösung wegen der Überführung durch die Platinen abfällt, stellt das Flüssigkeitsspiegelmeßgerät 3 den erniedrigten Flüssigkeitsspiegel fest, und durch das Ausgangssignal der Flüssigkeitsspiegelkontrolleinrichtung 24 werden die unverdünnte Entwicklerlösung und reines Wasser mit einem geeigneten Fließgeschwindigkeitsverhältnis durch Regulierung des Ventilöffnungsgrades mit Hilfe der Fließgeschwindigkeitsregulierventile 21, 22 zugeführt.
Wenn das gelöste Harz so konzentriert wird, daß es die Verschlechterungsgrenze erreicht, stellt das Absorptionsphotometer 16 den die Verschlechterungsgrenze übersteigenden Wert durch kontinuierliches Messen der gelösten Harzkonzentration der Entwicklerlösung fest, und durch das Ausgangssignal der Absorptionsfähigkeitskontrolleinrichtung 26 wird die Abgabepumpe 18 betätigt und die verschlechternde Entwicklerlösung aus dem Entwicklungsbehälter 1 abgezogen und in die Ablaufleitung entsorgt oder direkt aus dem System entfernt.
Als ein Ergebnis fällt der Flüssigkeitsspiegel und stellt das Flüssigkeitsspiegelmeßgerät 3 den erniedrigten Flüssigkeitsspiegel fest, und durch das Ausgangssignal der Flüssigkeitsspiegelkontrolleinrichtung 24 werden die unverdünnte Entwicklerlösung und reines Wasser mit einem geeigneten Fließgeschwindigkeitsverhältnis durch Steuerung des Ventilöffnungsgrades durch die fließgeschwindigkeitsregulierenden Ventile 21, 22 zugeführt. Da die frische Entwicklerlösung ergänzt wird, wird die Entwicklerleistung zurückgewonnen, wenn die gelöste Harzkonzentration bis zu der Verschlechterungsgrenze verdünnt wird, und hält dann die Abgabepumpe 18 an.
Oberhalb des Flüssigkeitsspiegelmeßgerätes 3 ist ein Überlaufwehr in einer Position angeordnet, die gewöhnlich keinen Überlauf erlaubt, doch schadet ein geringer Überlauf nicht.
Als nächstes wird das Funktionieren des Kontrollsystems der Vorrichtung der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform erklärt. Wenn der Entwicklungsbehälter 1 leer ist und eine Lösung durch manuelle Betätigkeit ansammelt, werden die unverdünnte Entwicklerlösung und reines Wasser mit einem geeigneten Fließgeschwindigkeitsverhältnis durch Regulierung des Ventilöffnungsgrades durch die fließgeschwindigkeitsregulierenden Ventile 21, 22 zugeführt.
Das Meßgerät für die elektrische Leitfähigkeit 15 mißt kontinuierlich die elektrische Leitfähigkeit der angesammelten Entwicklerlösung, und durch das Ausgangssignal der Leitfähigkeitskontrollvorrichtung 25 wird die unverdünnte Entwicklerlösung oder reines Wasser mit einer geeigneten kleinen Fließgeschwindigkeit durch Regulierung des Ventilöffnungsgrades durch die fließgeschwindigkeitsregulierenden Ventile 21 oder 22 zugeführt, um so automatisch gesteuert zu werden und den Zielwert der Alkalikonzentration zu erreichen.
Wenn die nächste Entwicklung beginnt, erfolgen eine Senkung der Alkalikonzentration, ein Abfall des Flüssigkeitsspiegels infolge der Überführung durch Platinen und die Anreichung von gelöstem Harz.
Im Falle einer Senkung der Alkalikonzentration mißt das Meßgerät 15 zur Bestimmung elektrischer Leitfähigkeit kontinuierlich die elektrische Leitfähigkeit der Entwicklerlösung, und durch das Ausgangssignal der Leitfähigkeitskontrolleinrichtung 25 wird die unverdünnte Entwicklerlösung mit einer geeigneten kleinen Fließgeschwindigkeit zugeführt, indem der Ventilöffnungsgrad durch das Fließgeschwindigkeitsregulierventil 21 so geregelt wird, daß er automatisch gesteuert wird, um den Zielwert der Alkalikonzentration zu erreichen.
Wenn der Flüssigkeitsspiegel infolge der Überführung durch die Platinen abfällt, ist der Flüssigkeitsspiegel etwas geringer als die Wehrposition für den Überlauf.
Wenn das gelöste Harz so angereichert ist, daß es die Verschlechterungsgrenze erreicht, mißt das Absorptionsphotometer 16 kontinuierlich die gelöste Harzkonzentration in der Entwicklerlösung, und wenn ein Wert, der die Verschlechterungsgrenze übersteigt, festgestellt wird, werden durch das Ausgangssignal der Absorptionsfähigkeitskontrolleinrichtung 26 die unverdünnte Entwicklerlösung und reines Wasser in einem geeigneten Fließgeschwindigkeitsverhältnis durch Regulierung des Ventilöffnungsgrades durch die fließgeschwindigkeitsregulierenden Ventile 21, 22 zugeführt. Da eine frische Entwicklerlösung nachgefüllt wird, wird die gelöste Harzkonzentration bis zu dem Verschlechterungsgrenzwert verdünnt, so daß die Entwicklerlösung wieder hergestellt wird.
Der Flüssigkeitsspiegel ist nahe der Wehrposition für den Überlauf, und wenn die unverdünnte Entwicklerlösung oder reines Wasser nachgefüllt werden, läuft die verschlechternde Entwicklerlösung von dem Überlaufwehr über.
Die vorliegenden Erfinder zeigten experimentell durch Vereinigung der verschiedenen Kontrollfunktionen, wie oben beschrieben, daß die Wiederherstellung der Entwicklerleistung, das kontinuierliche Arbeiten und die Einsparung an Verbrauch von Entwicklerlösung leicht und verständlich realisiert werden können.
Außerdem werden für ein leichteres Verständnis die Arbeitsschemata zwischen einer Ausführungsform der Erfindung und dem Stand der Technik in Fig. 9 bis 12 verglichen. Beim Stand der Technik, wie in Fig. 10 gezeigt, war beispielsweise die Ausgangsalkalikonzentration 2,38 Gew.-% und wurde die Lösung ausgetauscht, wenn die Konzentration beispielsweise auf 2,29 Gew.-% im Laufe der Zeit gefallen war. In diesem Fall ist, wie in Fig. 10 gezeigt, die Alkalikonzentrationsänderung in der Form eines Sägezahnprofils, und infolge der Variation der Alkalikonzentration war die Entwicklerleistung nicht konstant.
Mit der Ausführungsform der Erfindung bleibt andererseits, wie in Fig. 9 gezeigt, die Alkalikonzentratin beispielsweise bei 2,38 + 0,02 Gew.-% im Verlauf der Zeit konstant, und es ist nicht erforderlich, die Lösung auszutauschen, und die Entwicklerleistung ist gleichbleibend.
Beim Stand der Technik stieg außerdem, wie in Fig. 12 gezeigt, die Ausgangskonzentration des gelösten Harzes (zu diesem Zeitpunkt ist die Restfilmrate im unbelichteten Bereich beispielsweise 99%), während die Zeit verging, und die Lösung wurde ausgetauscht, wenn die Konzentration einen speziellen Wert erreichte (zu diesem Zeitpunkt ist die Restfilmrate im unbelichteten Bereich beispielsweise 90%). In diesem Fall ist die Zeitverlaufveränderung der gelösten Harzkonzentration, wie in Fig. 12 gezeigt, in der Form eines Sägezahnprofils, und die Veränderung erfolgte in der gelösten Harzkonzentration, und somit war die Entwicklerleistung nicht gleichbleibend.
Mit der Ausführungsform der Erfindung dagegen bleibt die gelöste Harzkonzentration konstant während eines bestimmten Zeitverlaufs, wie in Fig. 11 gezeigt, und somit ist die Restfilmrate im unbelichteten Bereich gleichbleibend, fällt nicht ab, und es ist nicht erforderlich, die Lösung auszutauschen, und die Entwicklerleistung ist konstant.
Durch Anwendung der Erfindung im Verfahren zur Herstellung von Flüssigkristallplatinen oder in Verfahren zur Herstellung von gedruckten Schaltungsplatinen werden die Alkalikonzen tration und die gelöste Harzkonzentration in der Entwicklerlösung immer überwacht und mit dem erwünschten Zielbereich gesteuert, und kontinuierliches Arbeiten ist während einer langen Zeitdauer mit einem stabilen Flüssigkeitsspiegel möglich.
Da die Qualität der Entwicklerlösung konstant gesteuert werden kann, ist die Entwicklerleistung der Platine stabil, und bei Anwendung in einem Verfahren zur Herstellung von Flüssigkristallplatinen werden deutliche Wirkungen erreicht einschließlich einer signifikanten Einsparung des Lösungsverbrauchs, einer Abnahme der Abschaltzeit und einer Verminderung von Arbeits- und Entwicklerlösungskosten.

Claims

1. Vorrichtung zur Kontrolle einer Lösung, die zur Entwicklung von lichtempfindlichem organischem Harz verwendet wird, mit

einer Entwicklerlösungabgabeeinrichtung (16, 18, 26) zur Abgabe von Entwicklerlösung in Reaktion auf die in der Entwicklerlösung mit Hilfe einer Einrichtung (16) zur Feststellung der gelösten Harzkonzentration festgestellten Konzentration an gelöstem Harz,

einer ersten Nachfülleinrichtung (3, 21, 22, 24) zum Nachfüllen der Entwicklerlösung aus einer Quelle (19) von unverdünnter Entwicklerlösung und einer Quelle von reinem Wasser in Reaktion auf den durch ein Flüssigkeitsspiegelmeßgerät (3) festgestellten Flüssigkeitsspiegel der Entwicklerlösung und

eine zweite Nachfülleinrichtung (15, 21, 22, 25) zum Nachfüllen der Entwicklerlösung aus einer Quelle (19) von unverdünnter Entwicklerlösung und/oder einer Quelle von reinem Wasser in Reaktion auf die von einer Alkalikonzentrationsfeststelleinrichtung (15) festgestellten Alkalikonzentration der Entwicklerlösung.

2. Vorrichtung zur Kontrolle einer Lösung, die zum Entwickeln von lichtempfindlichem organischem Harz verwendet wird, mit

einer Entwicklerlösungsabgabeeinrichtung (16, 18, 26) zur Abgabe von Entwicklerlösung in Reaktion auf die in der Entwicklerlösung durch eine Einrichtung (16) zur Feststellung der gelösten Harzkonzentration festgestellten Konzentration an gelöstem Harz,

eine erste Nachfülleinrichtung (3, 24, 28) zum Nachfüllen der Entwicklerlösung aus einer Quelle (27) von verdünnter Entwicklerlösung in Reaktion auf den von einer Flüssigkeitsspiegelmeßeinrichtung (3) festgestellten Flüssigkeitsspiegel der Entwicklerlösung und

einer zweiten Nachfülleinrichtung (15, 21, 22, 25) zum Nachfüllen der Entwicklerlö sung aus einer Quelle (19) von unverdünnter Entwicklerlösung und/oder einer Quelle von reinem Wasser in Reaktion auf die von einer Alkalikonzentrationsfeststelleinrichtung (15) festgestellten Alkalikonzentration der Entwicklerlösung.

3. Vorrichtung zur Kontrolle einer Lösung, die zum Entwickeln von lichtempfindlichem organischem Harz verwendet wird, mit

einer ersten Nachfülleinrichtung (16, 21, 22, 26) zum Nachfüllen der Entwicklerlösung aus einer Quelle (19) von unverdünnter Entwicklerlösung und einer Quelle von reinem Wasser in Reaktion auf die von einer Einrichtung (16) zur Feststellung der gelösten Harzkonzentration in der Entwicklerlösung festgestellten Konzentration von gelöstem Harz und

einer zweiten Nachfülleinrichtung (15, 21, 22, 25) zum Nachfüllen der Entwicklerlösung aus einer Quelle (19) von unverdünnter Entwicklerlösung und/oder einer Quelle von reinem Wasser in Reaktion auf die von einer Alkalikonzentrationsfeststelleinrichtung (15) festgestellten Alkalikonzentration der Entwicklerlösung.

4. Vorrichtung zur Kontrolle einer Lösung, die zum Entwickeln von lichtempfindlichem organischem Harz verwendet wird, mit

einer ersten Nachfülleinrichtung (16, 26, 28) zum Nachfüllen der Entwicklerlösung aus einer Quelle (27) von verdünnter Entwicklerlösung in Reaktion auf die in der Entwicklerlösung durch eine Einrichtung (16) zur Feststellung der gelösten Harzkonzentration festgestellte Konzentration von gelöstem Harz und

einer zweiten Nachfülleinrichtung (15, 21, 22, 25) zum Nachfüllen der Entwicklerlösung aus einer Quelle (19) von unverdünnter Entwicklerlösung und/oder einer Quelle von reinem Wasser in Reaktion auf die von einer Alkalikonzentrationsfeststelleinrichtung (15) festgestellte Alkalikonzentration der Entwicklerlösung.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Einrichtung zur Feststellung der gelösten Harzkonzentration ein Absorptionsphotometer (16) umfaßt und die Alkalikonzentrationsfeststelleinrichtung ein elektrisches Leitfähigkeitsmeßgerät (15) umfaßt.