(57)【要約】【課題】製造ラインの塗布装置を用いずに、その塗布装置に適用できる塗布膜用溶液を簡便に評価する。【解決手段】カラーレジスト溶液２０と接触する半導体装置製造用の塗布装置の部材と同材料からなり、カラーレジスト溶液２０が密閉状態で充填される評価用容器３０と、塗布装置からカラーレジスト溶液２０を塗布する温度以上、カラーレジスト溶液２０を乾燥する温度未満に、評価用容器３０に充填されたカラーレジスト溶液２０を加熱する恒温槽３２と、加熱後のカラーレジスト溶液２０に含まれる凝集物数を検出する面板ダストカウンタとを備え、その検出結果に基づいて、カラーレジスト溶液２０が塗布装置に適用可能か否かを評価する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置製造用の塗布装置によって塗布される塗布膜用溶液を評価する評価装置であって、
塗布膜用溶液と接触する塗布装置の部材と同材料からなり、上記塗布膜用溶液が密閉状態で充填される評価用容器と、
所定期間経過後の評価用容器内に充填された塗布膜用溶液の特性を計測する計測部とを備え、
計測部の計測結果に基づいて、上記塗布装置への塗布膜用溶液の適用を判定することを特徴とする評価装置。
【請求項２】
塗布装置から塗布膜用溶液が塗布される温度以上、塗布膜用溶液が乾燥する温度未満に、評価用容器に充填された塗布膜用溶液を加熱部を備え、
計測部は、加熱後の評価用容器内に充填された塗布膜用溶液の特性を計測することを特徴とする請求項１に記載の評価装置。
【請求項３】
上記計測部は、塗布膜用溶液の特性として、塗布膜用溶液中の異物を計測することを特徴とする請求項１または２に記載の評価装置。
【請求項４】
上記計測部は、塗布膜用溶液の特性として、評価用容器に付着した付着物を計測することを特徴とする請求項１または２に記載の評価装置。
【請求項５】
上記計測部は、塗布膜用溶液の特性として、洗浄液による洗浄後の評価用容器に付着した付着物数を、計測することを特徴とする請求項４に記載の評価装置。
【請求項６】
上記評価用容器は、塗布膜用溶液と接触する塗布装置の全ての部材のそれぞれについて、設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の評価装置。
【請求項７】
上記加熱部は、塗布膜用溶液を３０℃〜８０℃に加熱することを特徴とする請求項２に記載の評価装置。
【請求項８】
半導体装置製造用の塗布装置によって塗布される塗布膜用溶液を評価する評価方法であって、
塗布膜用溶液と接触する塗布装置の部材と同材料からなる評価用容器に、上記塗布膜用溶液を密閉状態で充填する工程と、
所定期間経過後の評価用容器内に充填された塗布膜用溶液の特性を計測する工程とを含み
上記塗布膜用溶液の特性の計測結果に基づいて、上記塗布装置への塗布膜用溶液の適用を判定することを特徴とする評価方法。
【請求項９】
半導体装置製造用の塗布膜用溶液が塗布される塗布装置を評価する評価方法であって、
塗布膜用溶液と接触する塗布装置と同材料からなる評価用容器に、上記塗布膜用溶液を密閉状態で充填する工程と、
所定期間経過後の評価用容器内に充填された塗布膜用溶液の特性を計測する工程とを含み、
上記塗布膜用溶液の特性の計測結果に基づいて、上記塗布膜用溶液に適した塗布装置を判定することを特徴とする評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の量産に適した塗布膜用溶液を評価するための評価装置および評価方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置を製造する際には、種々の塗布膜用溶液をウエハ（半導体）に塗布して、塗布膜が形成される。例えば、塗布装置によりレジスト材料溶液をウエハに塗布してフォトレジストパターンが形成される。現在では、種々の特性を持ったレジスト材料が数多く開発されており、製造工程の目的や用途に適したレジスト材料溶液が選択される。
【０００３】
しかし、レジスト材料溶液の経時変化により、その溶液中に異物が混在する場合がある。例えば、特許文献１には、カラーフィルタ用の顔料レジストは、凝集物が形成されやすいことが記載されている。レジスト材料溶液に異物が混在していると、レジスト材料溶液の塗布が不均一になったり、異物までもがウエハに塗布されたりしまうため、塗布膜の品質が悪化する。さらに、塗布膜の品質の悪化は、最終製品である半導体装置の品質の悪化にもつながる。このため、このような異物が生じにくく、塗布装置に適したレジスト材料溶液を評価する必要が生じる。
【０００４】
従来、このようなレジスト材料溶液の評価は、実際の製造条件で行われてきた。すなわち、製造ラインに用いられる塗布装置に、評価対象となるレジスト材料溶液を適用して実際にウエハに塗布膜を形成し、そのレジスト材料溶液が、製造ラインの塗布装置に適用できるかどうかを評価する。
【０００５】
一方、特許文献２には、染料レジスト溶液単体の異物の析出を評価するために、室温で１ヶ月保存することが記載されている。
【特許文献１】特開２０００−２８８２３号公報（２０００年１月２８日公開）
【特許文献２】特開２００６−４７４９７号公報（２００６年２月１６日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のように、スケールの大きい実際の製造ラインの塗布装置を用いて塗布膜用溶液を評価すると、塗布装置の全ての部材について一括して評価できるという利点はある。しかし、この場合、適切な塗布膜用溶液を選択するまでに、数ヶ月単位の非常に長い期間が必要となる。また、どこでトラブルが発生しているのかを特定するのも困難である。
【０００７】
さらに、塗布膜用溶液を評価するためだけに、製造ラインの塗布装置を用いることになるため、生産効率が低下したり、評価にかかる費用が高くなったりもする。また、異物が発生した原因を特定するのに、非常に時間もかかる。
【０００８】
また、特許文献２には、染料レジスト溶液の保存安定性について記載がある。しかし、この記載は、新規の染料レジスト溶液について経時の保存安定性について評価しているにすぎず、その新規の染料レジスト溶液が製造ラインの塗布装置に適用できるかを評価したものではない。しかも、染料レジスト溶液をどのような容器に入れて評価したかについては、何ら開示されていない。
【０００９】
そこで、本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造ラインの塗布装置を用いなくても、その塗布装置に適用できる塗布膜用溶液を簡便に評価できる評価方法および評価装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者等は、このような課題について鋭意に検討した結果、実際の塗布装置における塗布膜用溶液（半導体塗布用溶液）が接触する部材と同材料から形成した評価用容器に、評価対象となる塗布膜用溶液を充填した後、その評価用容器を密閉し、所定期間経過後の塗布膜用溶液の特性に基づいて、その塗布装置に適用可能な半導体塗布用溶液を判定できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１１】
すなわち、上記の課題を解決するために、本発明の評価装置は、半導体装置製造用の塗布装置によって塗布される塗布膜用溶液を評価する評価装置であって、
塗布膜用溶液と接触する塗布装置の部材と同材料からなり、上記塗布膜用溶液が密閉状態で充填される評価用容器と、
所定期間経過後の評価用容器内に充填された塗布膜用溶液の特性を計測する計測部とを備え、
計測部の計測結果に基づいて、上記塗布装置への塗布膜用溶液の適用を判定することを特徴としている。
【００１２】
また、上記の課題を解決するために、本発明の評価方法は、半導体装置製造用の塗布装置によって塗布される塗布膜用溶液を評価する評価方法であって、
塗布膜用溶液と接触する塗布装置の部材と同材料からなる評価用容器に、上記塗布膜用溶液を密閉状態で充填する工程と、
所定期間経過後の評価用容器内に充填された塗布膜用溶液の特性を計測する工程とを含み
上記塗布膜用溶液の特性の計測結果に基づいて、上記塗布装置への塗布膜用溶液の適用を判定することを特徴としている。
【００１３】
本発明は、半導体装置製造用の塗布装置によって塗布される塗布膜用溶液が、その塗布装置に適用できるかどうかを評価（判定）するものである。具体的には、塗布膜用溶液が充填された評価用容器を密閉状態とし、所定期間経過後の塗布膜用溶液の特性の計測結果に基づいて、塗布装置への塗布膜用溶液の適用を評価（判定）する。
【００１４】
上記の発明によれば、塗布膜用溶液の評価に評価用容器を用いる。しかも、この評価用容器は、半導体装置の製造に実際に用いられる塗布装置の部材であって、塗布膜用溶液と接触する部材と同材料から形成されている。このため、従来のように半導体装置の製造に実際に用いられる塗布装置を用いて評価しなくてもよい。従って、塗布膜用溶液の評価中に、製造ラインを停止させる必要もないため、生産効率も低下しない。また、製造ラインの塗布装置を用いる場合よりも、評価にかかる費用を削減できる。
【００１５】
そして、上記の発明によれば、所定期間経過後の塗布膜用溶液の特性を計測した結果に基づいて、塗布膜用溶液が塗布装置に適用可能か否かを判定する。これにより、その判定結果に基づいて、塗布装置の部材と相性のいい、適切な塗布膜用溶液を選択することができる。
【００１６】
このように、上記の発明によれば、製造ラインの塗布装置を用いることなく、その塗布装置に適用できる塗布膜用溶液を簡便に評価（判定）できる。
【００１７】
なお、「塗布膜用溶液の特性」とは、その塗布膜用溶液の性質（物性）とも言い換えられる。そして、「塗布膜用溶液の特性を計測する」とは、例えば、所定期間経過後の、塗布膜用溶液の物性（例えばゲル化状態または固化状態），塗布膜用溶液中に含まれる異物の発生状態，塗布膜用溶液の粘度，評価用容器に付着した異物数，塗布膜用溶液を基板に塗布したときの膜厚の均一性，耐熱性，耐光性等の特性を計測することである。そして、「塗布膜用溶液の特性の計測結果に基づく」とは、このような、塗布膜用溶液の特性を計測した結果を、塗布膜用溶液の判定に利用することである。
【００１８】
また、塗布膜用溶液の判定基準は、製品となる半導体装置の種類、塗布膜用溶液の特性などに応じて、ユーザが任意に設定すればよく、特に限定されるものではない。つまり、任意に設定した判定基準内に計測結果があれば、評価対象の塗布膜用溶液を塗布装置へ適用「可」と判定し、判定基準を越えていれば「不可」と判定することができる。
【００１９】
なお、所定期間経過後の１点の塗布膜用溶液の特性を計測結果から、判定してもよいし、任意の複数の時点の塗布膜用溶液の特性を計測結果（計測結果の変化量）から、判定してもよい
また、従来は、実際の製造ラインの塗布装置を用いて塗布膜用溶液を評価することしか実施されておらず、塗布装置の部材を切り離して、個別に評価することは実施されてこなかった。このため、その部材の材料別に、塗布膜用溶液を評価することは行われてこなかった。
【００２０】
本発明の評価装置では、塗布装置から塗布膜用溶液が塗布される温度以上、塗布膜用溶液が乾燥する温度未満に、評価用容器に充填された塗布膜用溶液を加熱部を備え、計測部は、加熱後の評価用容器内に充填された塗布膜用溶液の特性を計測することが好ましい。
【００２１】
上記の発明によれば、塗布膜用溶液が充填された評価用容器を密閉状態で加熱し、加熱後の塗布膜用の特性の計測結果に基づいて、塗布装置への塗布膜用溶液の適用を評価（判定）する。
【００２２】
また、上記の発明によれば、塗布装置から塗布膜用溶液を塗布する温度よりも高い温度に、塗布膜用溶液を加熱する。これにより、塗布膜用溶液の特性の変化（例えば、塗布膜用溶液に発生する異物形成）を加速することができる。従って、製造ラインの塗布装置を用いて評価する場合よりも、評価期間を短縮することができる。なお、加熱する温度の上限は、塗布膜用溶液を乾燥する温度未満にとなっているため、塗布膜用溶液は硬化しない。
【００２３】
そして、上記の発明によれば、加熱による塗布膜用溶液の変化を検出した結果に基づいて、塗布膜用溶液が塗布装置に適用可能か否かを判定する。これにより、この判定結果に基づいて、塗布装置の部材と相性のいい、適切な塗布膜用溶液を適用することができる。
【００２４】
このように、上記の発明によれば、製造ラインの塗布装置を用いることなく、その塗布装置に適用できる塗布膜用溶液を、短期間に評価できる。
【００２５】
本発明の評価装置では、上記計測部は、塗布膜用溶液の特性として、塗布膜用溶液中の異物を計測するものであってもよい。
【００２６】
所定期間経過後に塗布膜用溶液に含まれる異物は、塗布膜用溶液が不均一に塗布されたり、塗布膜用溶液と共に塗布されたりする原因となり、塗布膜の品質を悪化につながる。上記の発明によれば、この異物を検出して、塗布膜用溶液を評価する。これにより、塗布装置に適用しても異物の発生しにくい塗布膜用溶液を選択することができる。
【００２７】
本発明の評価装置では、上記計測部は、塗布膜用溶液の特性として、評価用容器に付着した付着物を計測するものであってもよい。
【００２８】
塗布膜用溶液と評価用容器との組み合わせによっては、塗布膜用溶液の凝集物が、付着物として評価用容器に付着する場合がある。この付着物も、塗布膜用溶液が不均一に塗布されたり、塗布膜用溶液と共に塗布されたりする原因となり、塗布膜の品質を悪化につながる。上記の発明によれば、この付着物を検出して、塗布膜用溶液を評価する。これにより、塗布装置に適用しても付着物の発生しにくい塗布膜用溶液を選択することができる。
【００２９】
本発明の評価装置では、上記計測部は、塗布膜用溶液の特性として、洗浄液による洗浄後の評価用容器に付着した付着物数を、計測するものであってもよい。
【００３０】
上記の発明によれば、洗浄液によって洗浄された評価用容器に付着した付着物を検出する。洗浄液は、塗布装置のメンテナンス時に用いられる。これにより、塗布膜用溶液の評価に加えて、塗布装置のメンテナンスに用いられる洗浄液も評価することになる。従って、洗浄効果の高い洗浄液を選択することができる。
【００３１】
本発明の評価装置では、上記評価用容器は、塗布膜用溶液と接触する塗布装置の全ての部材のそれぞれについて、設けられていることが好ましい。
【００３２】
上記の発明によれば、塗布膜用溶液と接触する塗布装置の全ての部材それぞれと同材料からなる評価用容器を用いて、塗布膜用溶液を評価する。これにより、より正確な評価が可能となる。また、塗布膜用溶液と相性の悪い塗布装置部材を、容易に特定することができる。
【００３３】
本発明の評価装置では、上記加熱部は、塗布膜用溶液を３０℃〜８０℃に加熱することが好ましい。これにより、塗布膜用溶液の特性の変化（例えば、塗布膜用溶液に発生する異物形成）を加速しつつ、評価期間も短縮し、より正確な評価が可能となる。
【００３４】
本発明の別の評価方法は、上記の課題を解決するために、半導体装置製造用の塗布膜用溶液が塗布される塗布装置を評価する評価方法であって、
塗布膜用溶液と接触する塗布装置と同材料からなる評価用容器に、上記塗布膜用溶液を密閉状態で充填する工程と、
所定期間経過後の評価用容器内に充填された塗布膜用溶液の特性を計測する工程とを含み、
上記塗布膜用溶液の特性の計測結果に基づいて、上記塗布膜用溶液に適した塗布装置を判定することを特徴としている。
【００３５】
上記の発明によれば、前述の塗布膜用溶液の塗布装置への適用を評価する方法を応用して、塗布装置を構成する材料を評価対象とすることもできる。、所定期間経過後の塗布膜用溶液の特性を計測した結果に基づいて、塗布膜用溶液を塗布するのに適したを判定する。つまり、その判定結果に基づいて、塗布装置の部材と相性のいい、適切な塗布膜用溶液を選択することができる。
【発明の効果】
【００３６】
以上のように、本発明によれば、塗布膜用溶液が充填された評価用容器を密閉状態で加熱し、加熱後の塗布膜用溶液中に含まれる異物の検出結果に基づいて、塗布装置への塗布膜用溶液の適用を評価する。それゆえ、製造ラインの塗布装置を用いることなく、その塗布装置に適用できる塗布膜用溶液を、短期間に評価できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明する。
【００３８】
本発明は、半導体装置の製造ラインに用いられる塗布装置により塗布される塗布膜用溶液を評価するものである。具体的には、塗布膜用溶液が充填された評価用容器を密閉状態で加熱し、加熱後の塗布膜用溶液中に含まれる異物の検出結果に基づいて、塗布装置への塗布膜用溶液の適用を評価する。これにより、この評価結果に基づいて、塗布装置の部材と相性のいい、最適な塗布膜用溶液を適用することができる。
【００３９】
本実施形態では、塗布膜用溶液として、固体撮像素子のカラーフィルタを形成するカラーレジスト溶液を例に挙げ、その評価について説明する。
【００４０】
図３は、半導体装置の製造ラインに用いられる塗布装置１００の概略図である。塗布装置１００は、カラーレジスト溶液を貯蔵するタンク１と、そのカラーレジスト溶液を塗布するノズル２と、タンク１とノズル２とを接続しレジスト材料の流路となる配管３とを備えている。
【００４１】
また、配管３の途中には、タンク１側から順に、リザーブタンク４，ポンプ５，フィルタ６，およびバルク７が設けられている。なお、リザーブタンク４はレジスト溶液を一時的に貯蔵するものであり、ポンプ５はタンク１およびリザーブタンク４からレジスト材料を配管３に吸い上げるものであり、フィルタ６はレジスト材料中の不純物（粗大粒子など）を除去するものであり、バルブ７はレジスト材料の吐出／非吐出を切換えるものである。
【００４２】
このような塗布装置１００は、タンク１のレジスト材料を配管３に通して、先端のノズル３から、ステージ１０に保持されたウエハ１１に対し塗布する。なお、ウエハ１１に塗布されなかった余分なレジスト材料は、ステージ１０に設けられた廃液用配管１２を介して、廃液用タンク１３に回収される。
【００４３】
ここで、カラーレジスト溶液は、固体撮像素子（ＣＣＤセンサ，ＣＭＯＳセンサ）上に形成されるカラーフィルタを形成するためのものである。カラーフィルタは、固体撮像素子の重要な画素部分に形成されるものである。このため、カラーレジスト溶液に発生した異物が塗布されてしまうと、カラーフィルタの品質の悪化ばかりではなく、その固体撮像素子を備えたカメラモジュール（半導体装置）の品質までもが悪化する。従って、塗布装置１００に最適なカラーレジスト溶液を選択することは、非常に重要である。
【００４４】
従来は、評価対象となるカラーレジスト溶液を数ヶ月間に及んで塗布装置１００に適用し、その評価対象のカラーレジスト溶液が、塗布装置１００に適用できるかどうか評価されていた。つまり、実際の製造ラインの塗布装置１００を用いたランニング評価が行われていた。そして、この評価結果に基づいて、複数の評価対象の中から、適切なカラーレジスト溶液を選択されていた。しかし、この方法では、適切なカラーレジスト溶液を選択するまでに、数ヶ月単位の非常に長い期間が必要となってしまう。
【００４５】
また、塗布装置１００によりランニング評価を行うと、カラーレジスト溶液の凝集物が形成されやすいことが明らかとなった。図４は、ポンプ５内の配管３の接続部分の断面図である。図５は、ポンプ５の断面図である。
【００４６】
塗布装置１００にカラーレジスト溶液２０を適用した場合、図４に示すように、ポンプ５内の配管３の接続部分の隙間に、カラーレジスト溶液２０が滞留しやすくなる。その結果、カラーレジスト溶液２０に含まれる顔料成分が成長して塊となった、凝集物２１が形成される。凝集物２１は、カラーレジスト溶液２０と一緒に配管３を流れ、カラーレジスト溶液２０と共に塗布される。このため、カラーフィルタに凝集物２１が付着してしまい、製品の歩留まりが悪化する。
【００４７】
このような凝集物２１は、配管３の接続部分のみならず、配管３の途中に設けられる部材にも形成される。特に、ポンプ５が、図５に示すようなベローズポンプ（蛇腹構造のポンプ）の場合、凝集物２１が形成されやすい。図５に示すようなベローズポンプは、内部構造が複雑となっている。ベローズポンプは、ベローズ部（蛇腹部）の伸縮により、カラーレジスト溶液２０をくみ上げる。このとき、ベローズ部の隙間に、カラーレジスト溶液２０が滞留し、凝集物２１が形成される。この凝集物２１も、前述のように、カラーレジスト溶液２０と共に塗布されるため、製品の歩留まりが悪化する。
【００４８】
また、図示しないが、バルブ７の内部にも、カラーレジスト溶液２０が滞留して、凝集物２１が形成されるため、製品の歩留まりが悪化する。特に、バルブ７はウエハ１１に最も近くにあるため、凝集物２１が形成されることによる影響は、大きい。
【００４９】
このような凝集物２１のうち、比較的大きい凝集物２１は、配管３に付着していたとしても、配管３に洗浄液を流して洗浄すれば除去できる。しかし、前述のような配管３の接続部分およびベローズ部など、狭い領域に形成された小さい凝集物２１は、洗浄しても除去できない。その結果、洗浄後に塗布装置１００の使用を再開すると、短期間（数日）のうちに、凝集物２１が形成されてしまう。このため、洗浄の周期を短くせざるをえず、カラーレジスト溶液２０の評価が中断する。さらに、洗浄しても凝集物２１の形成が改善されない場合、ポンプ５およびバルブ７などの部材を分解して、洗浄しなければならなくなる。その結果、部材の分解，再組み立て，塗布装置１００の再立ち上げ（セットアップ）が必要となり、評価の中断時間がさらに長くなる。
【００５０】
このように、塗布装置１００を用いたカラーレジスト溶液２０のランニング評価は、評価期間が非常に長くなるという問題がある。なお、このような問題は、塗布装置１００を用いずに（配管３を経由させずに）、カラーレジスト溶液を直接ウエハに塗布するビーカーワークでは検証できない。
【００５１】
そこで、本発明者等は、カラーレジスト溶液２０と接触する塗布装置１００の各部材の材料に着目した結果、カラーレジスト溶液２０を短期間で評価することに成功した。なお、これまでは、顔料成分が滞留して凝集物２１が形成される要因として、塗布装置１００の各部材の材料には着目されてこなかった。
【００５２】
具体的には、本実施形態では、製造ラインで用いる塗布装置１００ではなく、評価用容器を用いて、カラーレジスト溶液２０が塗布装置１００に適用できるか否かを評価する。図１は、本実施形態のカラーレジスト溶液２０を評価する方法の工程図である。
【００５３】
図１に示すように、まず、評価用容器３０に、評価対象となるカラーレジスト溶液２０を充填する。評価用容器３０がカラーレジスト溶液２０で満たされれば、評価用容器３０に蓋３１をする。これにより、評価用容器３０に、カラーレジスト溶液２０が密閉状態で充填される。次に、密閉した評価用容器３０を恒温槽（加熱部）３２に投入し、カラーレジスト溶液２０を、一定の温度で加熱する。次に、所定温度に加熱を維持して放置したカラーレジスト溶液２０を、ウエハ３０に塗布する。最後に、ウエハ３０に形成されたカラーレジスト膜（塗布膜）から加熱によるカラーレジスト溶液２０の特性を計測し、その計測結果に基づいて、カラーレジスト溶液２０が塗布装置１００に適用可能かどうかを評価する。
【００５４】
ここで、評価用容器３０は、評価対象となるカラーレジスト溶液２０が、塗布装置１００に適用されたときに接触する塗布装置１００の部材と同材料からなるものである。例えば、配管３に対するカラーレジスト溶液２０の評価をする場合、評価用容器３０は、カラーレジスト溶液２０と接触する配管３の内部と同材料（例えば、テフロン（登録商標）など）から形成される。本実施形態では、チューブ状の評価用容器３０を用いている。
【００５５】
このように、本実施形態では、カラーレジスト溶液２０の評価に評価用容器３０を用いる。しかも、この評価用容器３０は、製造ラインの塗布装置１００の部材であって、カラーレジスト溶液２０と接触する部材と同材料から形成されている。このため、製造ラインの塗布装置１００を用いて評価しなくてもよい。従って、カラーレジスト溶液２０の評価中に、製造ラインを停止させる必要もないため、生産効率も低下しない。また、製造ラインの塗布装置１００を用いる場合よりも、評価にかかる費用を削減できる。
【００５６】
また、本実施形態では、評価用容器３０は、蓋３１をして、カラーレジスト溶液２０を密閉状態で充填できるようになっている。しかも、本実施形態では、評価用容器３０いっぱいに、カラーレジスト２０が充填されているため、カラーレジスト溶液２０と大気とが接触しない。これにより、大気との接触によるカラーレジスト溶液２０の蒸発、および、その蒸発によるカラーレジスト溶液２０の凝集を、防ぐことができる。
【００５７】
なお、カラーレジスト溶液２０と接触する塗布装置１００の全ての部材の材料からなる評価用容器３０をそれぞれ準備して評価すれば、より正確な評価が可能となる。
【００５８】
また、評価用容器３０の形状，サイズ（大きさ），体積などは、特に限定されるものではなく、カラーレジスト溶液２０の特性の経時変化を評価できる程度であればよい。例えば、評価用容器３０内の異物（異物量）を測定できる容量と、評価用容器３０内を観察できれば十分である。
【００５９】
また、恒温槽３２は、カレーレジスト溶液２０が充填された評価用容器３０を加熱する。加熱温度は、カラーレジスト溶液２０を塗布装置１００に適用した場合に、塗布装置１００からカラーレジスト溶液２０を塗布する温度以上（塗布装置１００の使用温度以上）、カラーレジスト溶液２０を乾燥する温度未満の範囲であれば、特に限定されるものではない。このように、恒温槽３２は、塗布装置１００からカラーレジスト溶液２０を塗布する温度よりも高い温度に、カラーレジスト溶液２０を加熱する。つまり、塗布装置１００の使用温度よりも高い温度に、カラーレジスト溶液２０が加熱される。このため、カラーレジスト溶液２０の凝集が加速され、凝集による異物形成（凝集物の形成）も加速される。従って、製造ラインの塗布装置１００を用いて評価する場合よりも、評価期間を短縮することができる。なお、加熱する温度の上限は、カラーレジスト溶液２０を乾燥する温度（ベーク温度）未満にとなっているため、カラーレジスト溶液２０は硬化しない。
【００６０】
ここで、恒温槽３２の加熱温度が低すぎると評価期間が長くなり、加熱温度が高すぎると凝集物の発生が加速されすぎる可能性があるため、加熱温度は、３０℃〜８０℃であることが好ましい。これにより、評価期間を短縮しつつ、より正確な評価が可能となる。
【００６１】
また、本実施形態では、恒温槽３２は、密閉された評価用容器３０を加熱するようになっている。これにより、カラーレジスト溶液２０の蒸発およびその蒸発による凝集物の発生を防ぐことができる。従って、カラーレジスト溶液３０の評価を、より正確に行うことができる。
【００６２】
なお、恒温槽３２による加熱期間は、評価対象によって異なるため、特に限定されるものではない。加熱期間は、加熱温度を高くするほど、短くなる。また、加熱温度は、カラーレジスト溶液２０の種類や判定基準によって異なるため、特に限定されるものではない。ただし、加熱時間の上限は、評価対象であるカラーレジスト溶液２０の仕様の最大温度またはその最大温度を若干外れる程度であればよい。
【００６３】
本実施形態では、恒温槽３２に所定期間放置した評価用容器３０内のカラーレジスト溶液２０の特性を計測し、その計測結果に基づいて、カラーレジスト溶液２０を評価する。ここで、カラーレジスト溶液２０の特性を計測するとは、熱加速によるカラーレジスト溶液２０の特性を計測するものであれば、特に限定されるものではない。本実施形態では、この特性を計測するために、熱加速後のカラーレジスト溶液２０に含まれる凝集物（異物）の数を計測する。具体的には、熱加速後のカラーレジスト溶液２０を、ウエハ３３に塗布して、ウエハ３３上に含まれる凝集物数を計測する。その凝集物数を計測した結果、凝集物数が、任意に設定した基準値よりも少なければカラーレジスト溶液２０が塗布装置１００に適用可能であると判定する。
【００６４】
なお、例えば、面板ダストカウンタ（計測部；図示せず）を用いれば、カラーレジスト溶液２０を塗布したウエハ３３上の凝集物を計測することができる。また、熱加速後のカラーレジスト溶液２０を手動でウエハ３３に塗布し、表面欠陥測定装置にてカウントする方法、または、顕微鏡を用いて視野内を観察する方法によっても、凝集物を計測することができる。
【００６５】
このように、本実施形態では、熱加速後のカラーレジスト溶液２０を塗布したウエハ３３上に含まれる凝集物数を検出した結果に基づいて、カラーレジスト溶液２０が塗布装置１００に適用可能か否かを評価（判定）する。これにより、この評価結果に基づいて、塗布装置１００を用いることなく、塗布装置１００の部材と相性のいい、適切なカラーレジスト２０溶液を選択することができる。
【００６６】
なお、本実施形態では、加熱によるカラーレジスト溶液２０の特性として、加熱前後のカラーレジスト溶液２０に含まれる凝集物（異物）数を検出して、カラーレジスト溶液２０を評価している。しかし、カラーレジスト溶液２０の特性は、加熱前後のカラーレジスト溶液２０の物性変化を検出できれば、特に限定されるものではなく、例えば、カラーレジスト溶液２０の物性（例えばゲル化状態または固化状態），カラーレジスト溶液２０中に含まれる異物の発生状態，カラーレジスト溶液２０の粘度，評価用容器３０に付着した異物数，カラーレジスト溶液２０を基板に塗布したときの膜厚の均一性，カラーレジスト溶液２０の耐熱性，カラーレジスト溶液２０の耐光性等、カラーレジスト溶液２０の特性を計測してもよい。
【００６７】
また、カラーレジスト溶液２０の判定基準は、製品となる半導体装置の種類、カラーレジスト溶液２０の特性などに応じて、ユーザが任意に設定すればよく、特に限定されるものではない。つまり、任意に設定した判定基準内に計測結果があれば、評価対象のカラーレジスト溶液２０を塗布装置へ適用「可」と判定し、判定基準を越えていれば「不可」と判定することができる。
【００６８】
また、加熱せずに所定期間経過後のカラーレジスト溶液２０の特性を計測した結果に基づいて、カラーレジスト溶液２０を判定することもできる。
【００６９】
ここで、図１において、評価用容器３０からウエハ３３にカラーレジスト溶液２０を塗布しても、空になった評価用容器３０には、カラーレジスト溶液２０の凝集物が付着している場合がある。このような凝集物の付着は、塗布装置１００にカラーレジスト溶液２０を適用した場合にも起こる。このため、塗布装置１００は、周期的なメンテナンスが必要となる。このメンテナンスは、塗布装置１００に洗浄液を流すことによって、配管３に付着した凝集物を洗い流す。このため、塗布装置１００にカラーレジスト溶液２０を適用した場合には、この洗浄液の選択も重要となる。
【００７０】
そこで、本実施形態では、ウエハ３３にカラーレジスト溶液２０を塗布して空になった評価用容器３０を洗浄する洗浄液も評価することが好ましい。図２は、図１に続く、本実施形態のカラーレジスト溶液２０を評価する方法の工程図である。図２に示すように、加熱後のカラーレジスト溶液２０を除去した評価用容器３０に、洗浄液３４を充填し、所定期間（例えば、１〜２日）放置する。次に、充填した洗浄液３４を、ウエハ３５に塗布し、ウエハ３５上に含まれる凝集物数を検出する。この凝集物の検出は、前述したウエハ３３上に含まれる凝集物数の検出と同様に、例えば、面板ダストカウンタ（計測部；図示せず）を用いて行うことができる。その凝集物数を検出した結果、空になった評価用容器３０に凝集物数が少なく、ウエハ３５上に凝集物が多ければ、その洗浄液３４が適切であると判定することができる。これにより、カラーレジスト溶液２０の評価に加え、それを洗浄する洗浄液３４の評価が可能となる。従って、カラーレジスト溶液２０に適した洗浄液３４を選択することができる。
【００７１】
なお、ウエハ３５の代わりに、ガラス基板を用いることもできる。また、カラーレジスト溶液２０の洗浄液３４としては、例えば、ＰＧＭＥＡ（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）などが挙げられる。
【００７２】
以上のように、本実施形態によれば、評価用容器３０を用いてカラーレジスト溶液２０を評価する。また、評価用容器３０に充填したカラーレジスト溶液２０を加熱して、凝集物の形成を加速する。さらに、加熱前後のカラーレジスト溶液２０の特性に基づいて、カラーレジスト溶液２０を評価する。これにより、製造ラインに適用する前に塗布装置１００に適したカラーレジスト溶液２０をスクリーニングすることが可能となる。従って、製造ラインの塗布装置１００を用いることなく、その塗布装置１００に適用できるカラーレジスト溶液２０を、短期間に評価できる。また、量産化を実施するまでの時間を大幅に短縮できるとともに、カラーレジスト溶液２０の凝集物発生による塗布装置１００の停止率も大幅に減少できる。
【００７３】
なお、本実施形態では、塗布装置１００を用いて評価しないため、次のような利点もある。
・製造ラインの塗布装置（量産機）を用いないため、製造ラインが停止せず、生産能力が低下しない。
・製造ラインの塗布装置（量産機）を用いないため、評価対象を変えるときには、新たな評価用容器を準備すればよい。このため、別の評価対象を評価するときにも入れ替えが不要であり、稼働率が低下しない。
・製造ラインの塗布装置（量産機）を用いず、塗布装置の部材ごとに評価用容器を形成するため、凝集物（異物；固化物）の発生原因（発生しやすい場所）を特定しやすい。
・製造ラインの塗布装置（量産機）を用いず、評価期間も短縮されるため、評価対象の量を減らすことができる。つまり、評価対象にかかる費用を削減できる。
・評価対象が新規材料であっても、評価期間を短縮できる。
・評価結果に基づいて適切な材料を選択できるため、製造ラインに適用したときに製品良品率は低下しない。
【００７４】
なお、本実施形態では、塗布膜形成用溶液として、カラーレジスト溶液２０を例に説明したが、半導体装置の製造工程中にウエハ（基板）に塗布され塗布膜を形成するための溶液であれば、特に限定されるものではない。また、この塗布膜は、例えば、カラーフィルタのように最終製品中に残るものであってもよいし、製造過程で剥離されるフォトレジスト膜のように最終製品に残らないものであってもよい。
【００７５】
また、本実施形態では、カラーレジスト溶液２０を評価対象としたが、評価対象は、半導体装置の製造用の塗布装置１００によって塗布される塗布膜用溶液であれば、特に限定されるものではない。これにより、既存の塗布装置１００に対する、評価対象となる塗布膜用溶液の評価が可能となる。従って、塗布装置１００に適した塗布膜用溶液を選択できる。
【００７６】
また、本実施形態を応用すれば、塗布装置１００を構成する材料を、評価対象とすることもできる。具体的には、特定のカラーレジスト溶液２０を塗布するために適切な塗布装置１００を構成する材料を評価することもできる。例えば、配管３の材料を評価する場合、評価したい材料からなる評価用容器３０を準備する。次に、前述の方法と同様にして、各評価用容器３０に、特定のカラーレジスト溶液２０を充填して加熱し、加熱後のカラーレジスト溶液２０の特性を計測する。これにより、この計測結果に基づいて、特定のカラーレジスト溶液２０に適した配管３の材料を選択できる。
【００７７】
すなわち、本発明は、半導体装置の製造用の塗布膜用溶液が塗布される塗布装置を評価する評価装置（または評価方法）であって、塗布膜用溶液と接触する塗布装置の評価対象部材と同材料からなり、塗布膜用溶液が密閉状態で充填される評価用容器と、所定期間経過後の評価用容器内に充填された塗布膜用溶液の特性を計測する計測部とを備え、その計測結果に基づいて、評価対象部材の塗布装置への適用を評価（判定）することを特徴とする評価装置（または評価方法）であってもよい。この構成では、塗布装置から塗布膜用溶液を塗布する温度以上、塗布膜用溶液を乾燥する温度未満に、評価用容器に充填された塗布膜用溶液を加熱する加熱部を備え、計測部が、加熱後の評価用容器内に充填された塗布膜用溶液の特性を計測することことが好ましい。
【００７８】
また、本実施形態を応用すれば、塗布装置１００を構成する材料およびカラーレジスト溶液を、評価対象とすることもできる。具体的には、まず、複数種類のカラーレジスト溶液２０と、塗布装置１００の材料となりうる材料から形成された複数種類の評価用容器３０とを準備する。次に、前述の方法と同様にして、各評価用容器３０に、各カラーレジスト溶液２０を充填して加熱し、加熱後のカラーレジスト溶液２０の特性を計測する。これにより、カラーレジスト溶液２０と評価用容器３０との複数の組み合わせから、最適な組み合わせを選択することができる。
【００７９】
すなわち、本発明は、半導体装置の製造用の塗布装置によって塗布される塗布膜用溶液、および、その塗布溶液が塗布される塗布装置を評価する評価装置（または評価方法）であって、塗布膜用溶液と接触する塗布装置の部材と同材料からなり、塗布膜用溶液が密閉状態で充填される評価用容器と、所定期間経過後の評価用容器内に充填された塗布膜用溶液の特性を計測する計測部とを備え、その計測結果に基づいて、塗布膜用溶液と塗布装置との好適な組み合わせを評価（判定）することを特徴とする評価装置（または評価方法）であってもよい。また、この場合も、塗布装置から塗布膜用溶液を塗布する温度以上、塗布膜用溶液を乾燥する温度未満に、評価用容器に充填された塗布膜用溶液を加熱する加熱部を備え、計測部が、加熱後の評価用容器内に充填された塗布膜用溶液の特性を計測することことが好ましい。
【００８０】
なお、本発明を以下のように表現することもできる。
【００８１】
〔１〕本発明は、塗布装置にてパターンを形成する顔料レジスト（特に好ましくはカラーフィルタ用レジスト）を量産装置へ適用する前に評価する方法であって、その顔料レジストを塗布する塗布装置内に設けられた配管と同材料のチューブに、その顔料レジストを充填し熱加速する方法であるともいえる。これにより、顔料レジストの凝集およびゲル化状態を、短時間で評価できる。
【００８２】
〔２〕上記〔１〕の評価方法に用いられるチューブは、密閉状態で用いられることが好ましい。つまり、顔料レジストは、チューブ内に密閉されることが好ましい。これにより、より短時間かつ正確な評価が可能となる。
【００８３】
〔３〕上記〔１〕の評価方法は、顔料レジストが接触する塗布装置の各部品（例えば、ポンプ，バルブ，およびフィルタ等）と同材料のチューブを用いて行うこともできる。これにより、顔料レジストと接触する各部材について、顔料レジストの凝集およびゲル化状態を評価できる。
【００８４】
〔４〕上記〔１〕，〔２〕の評価方法では、チューブ内の顔料レジストを除去した後、チューブ内を洗浄することが好ましい。これにより、チューブ内に付着したダストの洗浄効果を評価できる。
【００８５】
〔５〕上記〔１〕，〔２〕の評価方法では、熱加速を、３０℃〜８０℃にて行うことが好ましい。これにより、より好ましい温度で熱加速を行うことができる。従って、より短時間での評価が可能となる。
【００８６】
これらの評価方法によれば、評価した結果に基づいて、顔料レジストおよび塗布装置の部材の材料を、最適化することができる。つまり、評価結果を、顔料レジストの材料の選択、塗布装置を構成する部材の材料の選択、およびレジスト材料とそのレジスト材料が接触する塗布装置の部材との最適な組み合わせの選択が可能となる。これにより、塗布装置内の使用材料の適正化、および、塗布装置に適用する溶液の適正化を短期間に行うことができる。従って、塗布装置の開発期間、塗布装置に適用する溶液の開発期間の短縮を図ることができる。
【００８７】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合せて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【実施例】
【００８８】
以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００８９】
〔実施例１〕
実施例１では、図１の評価用容器３０として、塗布装置の配管に使用され、異なる材料からなる２種類のチューブ（材料Ａ：ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン(４フッ化)））からなるチューブＡ，材料Ｂ：ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）からなるチューブＢ）を用いた。まず、各チューブＡ・Ｂに、カラーレジスト溶液をいっぱいに充填し、各チューブに蓋をしてカラーレジスト溶液を密閉する。次に、密閉した各チューブＡ・Ｂを、恒温槽で４５℃に加熱し、５日間放置した。
【００９０】
なお、図６に示すように、本実施例のカラーレジスト溶液は、５０℃以上になると異物（凝集物）が増加し、レジストの硬化もみられた。また、図７に示すように、恒温槽による加熱温度の違いよる、１ヵ月間の放置日数と凝集物数との関係を調べたところ、２０℃および２５℃では、凝集物数にほとんど変化がみられず、５０℃では１０日以降の凝集物数の増加が大きかった。このため、恒温槽の温度を比較的凝集物の増加が安定した４５℃とし、放置期間を５日とした。なお、図６および図７の縦軸は、凝集物数の相対値を示している。また、図７には示していないが、チューブを開封状態で５０℃に加熱したときには、カラーレジスト溶液が固化してしまい、チューブから吐出させることができなくなった。
【００９１】
次に、５日間放置後の各チューブＡ・Ｂから、カラーレジスト溶液を抽出しウエハに塗布し、面板ダストカウンタにより、ウエハ上の凝集物を測定した。その結果、図８に示すように、チューブＡよりもチューブＢの方が、凝集物数が少なかった。
【００９２】
また、図９に示すように、カラーレジスト溶液を抜いた各チューブＡ・Ｂについて、チューブ内に残存する凝集物（残存モノマー）を確認したところ、チューブＢの凝集物数が少なかった（図９の洗浄前のグラフ）。次に、この凝集物の洗浄効果を確認するため、チューブＡ・ＢにＰＧＭＥＡを充填して、室温で１日間放置した。そして、放置後にチューブＡ・Ｂに残存する凝集物（残存モノマー）を確認した。その結果、図９の洗浄後のグラフに示すように、チューブＢの洗浄効果が高いことが確認できた。
【００９３】
〔実施例２〕
次に、実施例１のチューブＡ・Ｂを配管として備えた量産機（製造ラインに用いる塗布装置）を用いて、実施例１で用いたカラーレジスト溶液のランニング評価を行った。その結果、図１０に示すように、配管が材料Ａから形成された量産機では、凝集物の発生が多く、量産機を停止させる機会が多かった。これに対し、実施例１で良い評価結果が得られた材料Ｂから配管を形成した量産機では、初期の凝集物の発生が低減され、その状態が維持された。なお、図１０の縦軸は、凝集物数の相対値を示している。
【００９４】
また、図１１に示すように、各量産機について凝集物の発生による停止率を調べた結果、材料Ｂの配管を備えた量産機では、停止率が大幅に減少された。なお、停止率は、ＭＴＢＦ（一定時間／一定時間内の故障回数）によって求めた。
【００９５】
〔実施例３〕
次に、実施例１のチューブＡを配管として備えた量産機（製造ラインに用いる塗布装置）から、チューブＢを配管として備えた量産機に変更して、カラーレジスト溶液のランニング評価を行った。その結果、図１２に示すように、配管が材料Ａから形成された量産機では、凝集物の発生が多く、量産機を停止させる機会が多かった。これに対し、実施例１で良い評価結果が得られた材料Ｂから配管を形成した量産機に変更すると、目標値以上の凝集物が発生しない状態が維持された。
【００９６】
実施例１〜３の結果から、実施例１の評価結果が、実際の製造ラインの塗布装置を用いたランニング評価の結果に結びつくことが確認できた。つまり、評価用容器を用いた熱加速後のカラーレジスト溶液に含まれる凝集物の生成数の検出結果から、カラーレジスト溶液に対する適切な塗布装置の材料を、短期間で評価できた。従って、従来数ヶ月を要した評価期間を、数日にまで短縮することが可能となる。それゆえ、塗布装置の材料とそれに用いる塗布膜用溶液との最適化を実現することが可能となる。
【００９７】
特に、実施例で用いたカラーフィルタ形成用の顔料レジストは、ＣＣＤ／ＣＭＯＳセンサの重要な画素部分に形成される。このため、カラーレジスト溶液の塗布が不均一であったり、カラーフィルタの表面に凝集物が付着したりと、良品率が低下するなど、製品に悪影響を及ぼす。しかし、実施例１の評価方法を適用すれば、凝集物を低減した状態を維持できるため、歩留まりを向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明によれば、製造ラインに用いられ、量産性の要求される塗布膜用溶液の評価を、製造ラインの塗布装置を用いず、簡便かつ短期間に評価できる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本実施形態にかかるカラーレジスト溶液の評価方法の工程図である。
【図２】図１に続く、カラーレジスト溶液の評価方法の工程図である。
【図３】半導体装置の製造ラインに用いられる塗布装置の概略図である。
【図４】図３の塗布装置におけるポンプ内の配管の接続部分の断面図である。
【図５】図３の塗布装置におけるポンプの断面図である。
【図６】実施例１のカラーレジスト溶液における温度と凝集物数との関係を示すグラフである。
【図７】実施例１のカラーレジスト溶液における放置日数と凝集物との関係を示すグラフである。
【図８】実施例１における加熱放置後のカラーレジスト溶液に含まれる凝集物数を示すグラフである。
【図９】実施例１における加熱放置後のチューブの洗浄効果を示すグラフである。
【図１０】実施例２のランニング評価に用いた各塗布装置における凝集物数の経時変化を示すグラフである。
【図１１】実施例２の各塗布装置の停止率を示すグラフである。
【図１２】実施例３の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１００】
１    タンク
２    ノズル
３    配管
４    リザーブタンク
５    ポンプ
６    フィルタ
７    バルク
１０    ステージ
１１    ウエハ
１２    廃液用配管
１３    廃液用タンク
２０    カラーレジスト溶液（塗布膜用溶液）
２１    凝集物（異物、付着物）
３０    評価用容器
３１    蓋
３２    恒温槽（加熱部）
３３    ウエハ（基板）
３４    洗浄液
３５    ウエハ
１００    塗布装置
【図１】
2008158234.tif 000003
【図２】
2008158234.tif 000004
【図３】
2008158234.tif 000005
【図４】
2008158234.tif 000006
【図５】
2008158234.tif 000007
【図６】
2008158234.tif 000008
【図７】
2008158234.tif 000009
【図８】
2008158234.tif 000010
【図９】
2008158234.tif 000011
【図１０】
2008158234.tif 000012
【図１１】
2008158234.tif 000013
【図１２】
2008158234.tif 000014