JP4382569B2 - 塗膜形成装置、塗膜形成方法および製造管理装置 - Google Patents

Description

本発明は、塗膜形成装置および製造管理装置に関し、例えば半導体素子、誘電体素子、光学素子などの素子の製造にあたり使用されるレジスト膜、反射防止膜、絶縁膜などの塗膜形成に用いる塗膜形成装置およびこの塗膜形成装置に接続可能な製造管理装置に関するものである。

素子の製造においては、絶縁層としてのＳＯＧ（Spin On Glass）膜、リソグラフィ工程で用いる反射防止膜およびレジスト膜など、薬液を用いた塗膜形成が多くの工程で採用されている。このような薬液の多くは時間の経過とともに劣化するので、一般的には所定性能を維持するため、一部には製造上の安全性を確保するため、薬液の製造元によって薬液保管条件および品質保証期限が設けられている。

薬液の使用量が薬液容器の容量に比べて十分に多く、１本の容器内の薬液が速やかに消費される場合にはその品質保証期限が問題になることは非常に少ない。しかし、製造対象の素子が多品種少量生産品であるために薬液の使用量が少ない場合、素子製造ラインが何らかの事情で停止していた場合、または当該素子の塗膜製造工程での処理が長期間停止する事態が発生した場合には、薬液の品質保証期限を超過する事態も有り得る。

このため、薬液を塗膜形成装置で使用する場合、その品質保証期限を基準にして薬液が交換される。具体的には、定期的な人的確認によって品質保証期限を超過していないかを逐次確認する方法の他、薬液を塗布装置に装填した段階でその製造日のデータをバーコード等から受け入れて上記品質保証期限に達した段階で警告を発する品質管理装置も実用化されている。

上述した従来技術の問題点のうち、品質期限が超過しているにもかかわらず薬液容器が製造装置に接続されつづける場合として、下記の２点が挙げられる。第１には、定期的な人的確認に依存する場合では、作業者の誤認、または誤った指示によって、品質保証期限を超過した薬液が装填されつづけることがある。第２として、バーコード等によって品質保証期限超過の警告が発せられた場合でも、作業者が誤認を起こした場合である。

さらに、薬液容器内の薬品が品質保証期限内であっても、塗膜形成装置内部の配管内に残留する薬液が品質保証期限を超過していることもある。薬液容器を交換した後に配管内の薬液をすべて廃棄するルールを採用していても、作業者の誤認によって廃棄が不十分である場合も存在する。

このように品質保証期限を超過した薬液を使用する可能性が既存技術では存在する。

また、品質保証期限内であっても、薬液の製造から塗膜形成装置への装填までの薬液の保管状態、特に温度管理状態が不適切であった場合には、品質保証期限内であっても薬液の劣化が進行する。したがって、品質保証期限による管理のみでは不十分である場合が存在する。

さらに、上記薬液の製造から塗膜形成装置への装填までの期間の温度管理が適切であっても、上記塗膜形成装置内の配管の温度が不適切である場合には、品質保証期限内であっても上記配管内において薬液の劣化が進行する。例えば、上記薬液の保管条件が低温である一方で、塗膜形成装置内の配管が室温で放置されている場合が該当する。

この一方、使用する薬液が非常に高価である場合、その使用量を削減することは素子の製造コスト低減に有効である。一般に、製造元は、提供する薬液に対して、ある程度の安全率を見込んで品質保証期限を提示している。したがって、品質保証期限のみで管理している場合には、未だ使用に耐えうる薬液でありながら廃棄してしまっている可能性がある。
特開平７−２０９２７５号公報

本発明の目的は、品質・性能が劣化した薬液の使用を的確に防止して素子の品質劣化および歩留まりの低下を防止するとともに、使用可能な薬液を継続使用することにより素子の製造コスト低減を実現する塗膜形成装置および製造管理装置を提供することにある。

本発明は、以下の手段により上記課題の解決を図る。

薬液を用いて基板上に塗膜を形成する塗膜形成装置であって、
装填される薬液の保管温度のデータを少なくとも含み前記薬液の特性に関連するデータから前記薬液の品質に相関するデータである相関データを作成する相関データ作成手段と、
前記相関データに基づいて前記薬液が所期の品質を保持しているか否かを判定する判定手段と、を備える塗膜形成装置が提供される。

また、本発明によれば、
薬液を用いて基板上に塗膜を形成する塗膜形成装置であって、
装填される薬液が圧力の印加を受けている時間のデータを少なくとも含む前記薬液の特性に関連する薬液特性関連データから前記薬液の品質に相関するデータである相関データを作成する相関データ作成手段と、
前記相関データに基づいて前記薬液が所期の品質を保持しているか否かを判定する判定手段と、
を備える塗膜形成装置が提供される。
また、本発明によれば、
薬液を用いて基板上に塗膜を形成する方法であって、
前記薬液が圧力の印加を受けている時間のデータを少なくとも含む前記薬液の特性に関連する薬液特性関連データから前記薬液の品質に相関するデータである相関データを作成する工程と、
前記相関データに基づいて前記薬液が所期の品質を保持しているか否かを判定する工程と、
を備える塗膜形成方法が提供される。

また、本発明によれば、
薬液を用いて基板上に塗膜を形成する塗膜形成装置であって、
装填される前記薬液を前記基板に導く配管であって複数の区画に区分可能な配管と、
前記基板上に塗膜を形成する日時である塗膜形成日時と、前記薬液の製造者が提示する品質保持期限とを前記配管の各区間毎に比較し、前記配管の任意の区間において前記薬液が所期の品質を保持しているか否かを判定する判定手段と、
を備える塗膜形成装置が提供される。

また、本発明によれば、
上述した塗膜形成装置が備える前記判定手段の判定結果から前記薬液の前記所期の品質からの裕度を各塗膜形成装置毎に判定し、前記裕度の判定結果から前記塗膜形成装置間の優先順位を決定し、決定した優先順位に基づいて製品ロットの各塗膜形成装置への割り当てを行なう製造管理装置が提供される。

さらに、本発明によれば、
塗膜形成に用いる薬液の品質に相関するデータである相関データを検出する検出手段を有する外部の塗膜形成装置に接続可能な製造管理装置であって、
前記外部の塗膜形成装置から受け取った相関データに基づいて前記薬液の品質を判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果に応じて前記薬液の交換を促す信号を生成して前記外部の塗膜装置に供給する指令手段と、
を備える製造管理装置が提供される。

本発明によれば、品質・性能が劣化した薬液の使用を的確に防止して素子の品質劣化および歩留まりの低下を防止することができる。また、製造元の品質保証期限を経過した後であっても、使用可能な薬液については継続使用を許可することにより、素子の製造コストを低減することができる。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。以下では、半導体装置製造工程中のリソグラフィ工程で使用するレジスト膜、または多層反射防止膜の一部として使用するＳＯＧ膜を成膜する場合を例に取り上げて説明する。なお、以下の各図において、同一の部分には同一の参照番号を付し、その重複説明は必要な場合に限り行なう。

（１）第１の実施の形態にかかる塗膜形成装置
図１は、本実施形態の塗膜形成装置の概略構成を示すブロック図である。同図に示す塗膜形成装置２は、入力装置２２と、メモリＭＲ１と、演算部１４と、判定部１２と、警告信号発生部１６と、を備える。入力装置２２は、塗膜に使用する薬液の温度履歴または演算のための所定の演算パラメータを入力する。本実施形態における薬液の温度履歴は、例えば薬液の特性に関連するデータに対応する。メモリＭＲ１は、入力された温度履歴データ、演算パラメータおよび後述する閾値の情報を格納する。なお、後述するように、閾値はメモリＭＲ１内のデータを用いて演算部１４が算出する場合もある。メモリＭＲ１はまた、後述する塗膜形成方法の一連の手順をレシピファイルの態様で格納することもできる。演算部１４は、本実施形態において例えば相関データ作成手段に対応し、メモリＭＲ１から温度履歴データおよび演算パラメータを引き出して所定の演算処理を行なう。この演算結果は、例えば相関データに対応する。判定部１２は、例えば判定手段に対応し、メモリＭＲ１から閾値の情報を取り出し、演算部１２による演算結果と上記閾値とを対比することにより、使用する薬液の所定特性が所期の能力を有することを判定し、判定結果を出力する。この判定結果が偽である場合は、警告信号発生部１６は、その判定結果を受けて作業者に所定容器または所定区画の薬液の交換を促す警告信号を生成して出力する。

（２）比較例
図１に示す塗膜形成装置２の動作について説明する前に、本実施形態に対する比較例に言及する。図２のブロックチャートは、半導体素子形成工程中のリソグラフィ工程で使用するレジスト溶液を、従来技術の塗膜形成装置で使用した場合における作業手順の概略を示す。

上記レジスト溶液は、レジストメーカーより製造日を起点として、所定保管条件における品質保証期限が設けられている。例えば室温で６ヶ月、他の例では５℃で３ヶ月である（ブロックＢ２，Ｂ９２）。

運搬された上記レジスト薬液容器をレジスト塗布・現像装置に装着し（ブロックＢ４，Ｂ６）、使用を開始する（ブロックＢ９４）。装着の際に、薬液容器に表記されている品質保証期限を所定の記録用紙に記録する（ブロックＢ１０）。バーコード等を用いた品質管理装置を採用している場合には、所定方法によって品質保証期限を入力する。

上記記録用紙と薬液容器とを定期的に点検することにより、薬液が品質保証期間を超過していないかを逐次確認する（ブロックＢ９６）。確認により、上記品質保証期間を超過していた場合には、薬液容器を品質保証期間内のものに交換する（ブロックＢ９８、Ｂ６）。このとき、バーコード等を用いた品質管理装置を採用している場合は、作業者への警告が発せられる（ブロックＢ３４）。このとき、容器の交換のみにとどまらず、塗膜形成装置内の配管中の上記品質保証期限を超過した薬液を廃棄し、新しい薬液で置換することが望ましい。

大多数の薬液種は品質保証期間を超過する前に交換することが通常であって、使用量が少ない場合など、定期的な点検が軽視されている場合は、品質保証期限を超過した薬液が装填されたままとなり、性能が劣化したレジスト膜が形成され、リソグラフィ工程のやり直し、または、製造不良をもたらすことになる。

（３）第１の実施の形態における作業手順
次に、図１に示す塗膜形成装置２の動作について図３および図４を参照しながら説明する。

本実施形態では、変形可能な容器に塗膜形成用の薬液が収納されて使用される場合を取り上げて説明する。このような容器に圧力が印加されることにより容器中の上記薬液が加圧気体と接することなく押し出される。

まず、前処理の手順として、狙いのレジスト膜の成膜に用いるレジスト溶液が経時により劣化する所定特性に関して、保管温度および時間経過に対するデータを予め取得し、上記所定特性が未達となる条件を算出しておく。保管温度をパラメータとする、上記薬液製造からの経過日数とレジストの特性値との相関関係の一例を図３のグラフに示す。図３に示す特性においては、薬液容器の保管条件が室温、半導体装置製造のクリーンルームでは通常２０℃前半、である場合には、製造からの全ての温度履歴が重要である。一方、図３に示す特性において、製造から薬液の塗布装置への装填までの保管および運搬における保管条件が−１０℃である場合には、保管中の経過日数が溶液の所定特性へ及ぼす影響が非常に小さいために保管中の経過日数を事実上無視することが可能であり、塗布装置への装填以降の温度履歴、および、運搬において保管温度が−１０℃よりも高温になった場合があればその期間での温度履歴が重要となる。

上記レジスト溶液が経時により劣化する特性には、例えば所定の露光条件における所定のパターンの露光感度の他、所定の露光条件におけるレジスト形状の変化（所定の方法による測定値、側壁角度等の立体的情報の一つ以上の情報）、塗布欠陥発生数、現像欠陥発生数が含まれる。

次に、図４に示すように、製造され運搬された薬液（ブロックＢ２，Ｂ４）の容器を塗布装置へ装着する（ブロックＢ６）。装着後、薬液が待機状態でいる間に（ブロックＢ８）、上記レジスト溶液について、製造時以降の温度履歴を継続的に記録する（ブロックＢ１２）。なお、薬液が使用状態であっても、製造時以降の温度履歴は継続的に記録する。

さらに、製造から塗膜形成装置２に薬液が接続されるまでのレジスト薬液の温度履歴や前述した所定の演算パラメータを塗膜形成装置２のメモリＭＲ１へ入力装置２２を介して入力する。レジスト薬液の使用（ブロックＢ１０）、すなわち塗膜形成処理（ブロックＢ３２）に先立って、塗膜形成装置２の演算部１４が温度履歴データおよび演算パラメータから上述した演算処理を行なう（ブロックＢ１３）。この演算結果を受けて判定部１２が、使用する薬液の所定特性が所期の性能を有することを判定する（ブロックＢ１６）。判定結果が真である場合は、そのまま塗膜形成処理に移行する（ブロックＢ３２）。この一方、判定結果が偽である場合、塗膜形成装置２の警告信号発生部１６は、その判定結果を受けて、作業者に所定容器または所定区画の薬液の交換を促す警告信号を生成して出力し（ブロックＢ３４）、図示しないディスプレイまたは警告音により交換すべき旨を知らされた作業者によってその容器またはその区画の薬液が交換される（ブロックＢ３６）。

薬液の特性の経時変化は、一般的には温度および時間の関数であるが、その関数形は反応機構に応じて異なると考えられる。最も単純な機構として、レジスト溶液中の経時変化を起こす組成物の反応係数は温度依存性を有するが、反応性組成物が反応速度に殆ど影響しない場合が考えられる。この場合、反応係数の一次の展開までを考慮すると、上記組成物の変化量は、温度と経過時間の区分求積に比例する。したがって、薬液の特性が所定の性能を有することの判定にあたっては、温度と経過時間の区分求積に対して閾値を設定し、この閾値を基準にして判定すれば良い。

反応次数が複雑である場合には、上記温度と経過時間との相関データに対してモデル関数を仮定し、このモデル関数に対して閾値を設定することができる。

また、上記経時により劣化する特性が複数存在する場合、または特性が複数の反応機構に由来する場合には、個々の判定に対する論理積による判定を行なう。この際、主要でない判定は省略しても良い。

さらに、上記レジスト特性の変化を間接的に示す特性には、粘度または所定シーケンスにおける塗布膜厚、レジスト樹脂の平均分子量（および分子量分布）、または酸分解性官能基の量などが含まれる。もしも、これらの物理的特性または化学組成を直接的に高精度で再現性良く測定することが可能であり、かつ上記レジスト特性との相関が得られるのであれば、これらのレジスト特性を間接的に示す値の測定結果を判定に加えても良い。

ここで、温度履歴を記録する方法のいくつかを例示的に記述する。

まず、複数の温度測定装置による測定結果情報を統合する手法を説明する。これらの情報の具体例には、製造から薬液容器への注入までは製造元の管理規定に定める温度または当該注入装置の温度履歴、薬液容器の製造元における保管期間については該当保管個所の温度履歴記録または管理規定に定める温度、製造元から半導体素子製造者への運搬中に関しては運搬車両の運搬庫内の温度履歴または存在する場合には管理規定温度、および、半導体素子製造者における倉庫での保管中は倉庫内の温度履歴または存在する場合には管理規定温度が含まれる。塗膜装置への装着後は、その露光装置が保管されているクリーンルーム内の温度、またはクリーンルームの管理規定温度を使用する。なお、上記薬液容器を塗膜装置へ接続するまでの温度履歴については、そこまでの温度と時間の積を入力装置２２から直接入力し、接続後の温度履歴と経過時間の積を逐次加算しても良い。

さらに簡便な方法として、近年種々の産業において着目されているＩＣタグの利用が考えられる。

ＩＣタグの第１の利用形態としては、上記保管個所を移動するたびに、それまでの保管個所の温度履歴と保管時間の積を加算する方法、または所定の演算結果を保持する方法がある。

ＩＣタグの第２の利用形態として、ＩＣタグに、少なくとも、サーミスタまたはゼーベック効果を利用した素子などの温度測定ユニット、記録ユニット、タイマーユニットを装備させる。タイマーユニットが定める一定間隔毎の温度測定値、または測定温度の積算値、または所定演算値もしくは所定演算値の加算値を、記録ユニットに記憶させる。この第２の利用形態の場合には、薬液容器自身の温度履歴を使用でき、上記（レジスト）薬液が所定特性に対して所期性能を有することの判定を高い精度で行なうことが可能になる。

本実施形態によれば、経時により劣化する薬液について、所期の特性を発揮する期間をより正確に見積もることができる。より具体的には、得られる効果には２種類存在し、第１の効果としては、特性が劣化した薬液を使用する事態を回避することにより、素子の品質を改善し、ひいては素子の製造歩留まりを向上させることができる。第２の効果として、製造者が付与した品質保証期限を超過していても所期の特性を有する場合には継続使用を許容することにより、薬液のコストおよび廃液処理のコストを低減することができる。

上記第１の効果についてより詳細に説明する。上記薬液について、その製造から塗膜形成装置による塗膜形成までの間に、温度管理が不適切な管理工程が存在した場合、品質保証期限内であっても所定の特性を満足し得ない場合が存在する。例えば、夏季における運搬車両や保管倉庫での事故等で、薬液の保管温度が上昇する可能性がある。このような場合であっても、本実施形態の塗膜形成装置２により、温度履歴に基づいてその薬液が所期特性を有することが偽であると判定することにより、または、劣化した薬液を廃棄することで、そのような劣化した薬液を使用することによる素子の特性劣化や特性不良を防止でき、歩留まりを向上させることが可能となる。

上記第２の効果についてより詳細に説明する。薬液製造者において上記品質保証期限がある程度の安全係数を見込んで設定されていた場合、品質保証期限による管理では、未だ所期の特性を示し得る薬液も廃棄することとなり、そのような部分については薬液コストおよび廃液コストを増加させることとなる。本実施形態により、予め取得したデータを元に、薬液の温度履歴を利用して、上記薬液が所定特性を有することが真であると判定されれば、使用可能な薬液を継続して使用することでコスト低減が可能となる。本効果は、高価な薬液を使用する場合において特に顕著となる。

（４）第２の実施の形態
次に、本発明の第２の実施の形態について図５を参照しながら説明する。

本実施形態では、上述した第１の実施形態とは異なり、使用対象の薬液が、圧力を印加する気体（例えば窒素または塩基物質を除去した空気）によって薬液を流出させる容器に容れられている場合を取り上げて説明する。

本実施形態においても、図１に示す塗膜形成装置２を用いることができる。演算部１４が実行する、薬液特性の経時変化を記述するための所定の演算としては、第１の実施の形態中で最も簡便な方法として取り上げた、温度と経過時間との区分求積値を利用する演算を用いる。

本実施形態で想定する薬液瓶の場合、レジスト液は、塗膜装置に装着されて上記圧力を印加する気体に接している経過時間に依存してその性能が劣化する。劣化する性能の典型例は、限界解像性である。この場合、上記装着後の時間をも考慮して、上記レジストが所定特性に対して所定性能を有することを判定することが望ましい。

この場合、上記圧力印加気体と接している時間、温度（例えば薬液の特性に関連するデータに対応する）によって、レジスト性能が劣化する関係を求めるデータ（例えば相関データに対応する）を取得し、第１の実施の形態と同様にして薬液温度と経過時間の積の総和に対する閾値を算出する（図５、ブロックＢ２２，Ｂ２４，Ｂ２６）。

塗膜形成装置２の演算部１４は、装着後における薬液容器温度と経過時間の積の総和を算出し、判定部１２が上記閾値との判定を行なう。判定の基準は、第１の実施の形態と同様である。

ただし、本実施形態では、薬品製造元または素子製造者における保管温度が高温もしくは長時間または高温および長時間に渡る場合を典型例として、上述した第１の実施の形態と同様の方法によって、薬液製造からの温度履歴を考慮しても良い。本実施形態においては、薬液製造を起点とした温度履歴を用いた演算値に対する判定（ブロックＢ１６）と、薬液容器の装着を起点とした温度履歴を用いた演算値に対する判定（ブロックＢ２６）との論理積（ＬＣ２）を用いて判定を行なう。すなわち、上記２つの判定がともに真である場合を真とする。

（５）第３の実施の形態
次に、本発明の第３の実施の形態について図６および図７を参照しながら説明する。

図６は、本実施形態の塗膜形成装置の概略構成を示すブロック図である。図１との対比において明らかなように、図６に示す塗膜形成装置４は、図１の構成に加え、薬液廃棄指令部１８をさらに備える。塗膜形成装置４のその他の構成は、第１の実施の形態の塗膜形成装置２と実質的に同一である。

図６に示す塗膜形成装置４では、判定部１２の判定結果が偽である場合、薬液廃棄指令部１８が廃棄指令信号を生成し、図示しないバルブ開閉装置へ送り、これにより、薬液容器の薬液排出口（図８参照）から、基板への吐出ノズルＮＺ（図８参照）までに残留する薬液が自動的に廃棄される（図７、ブロックＢ４２）。

本実施形態においては、塗膜形成装置４が備える各配管の各区画における薬液の残留容量を的確に把握することが必要になる。

薬液の廃棄に際しては、上述した第１および第２の実施形態のように、廃棄指令と同時に薬液容器の交換を促す指示を出し（ブロックＢ３４）、この容器の交換が終了した後に（ブロックＢ３６）、残留薬液を廃棄させる制御を行っても良い。

本実施形態によれば、配管内の各部位に位置する薬液が所定特性を有することを判定し、判定が偽である場合は廃棄すべき薬液量をより正確に算出することが可能となる。これにより、性能が劣化した薬液を誤って継続使用することを的確に防止することができる上、廃液処理コストを低減でき、さらに、交換した薬液を配管内に流す量を減らすことから薬液コストの低減が可能となる。

（６）第４の実施の形態
本実施形態の特徴は、複数の塗膜形成装置を備える半導体製造ラインにおいて、着目する塗膜形成装置で処理すべき製造ロット（Lot）の処理予定時刻までの温度履歴等を予測しておき、必要な薬液が所期の特性を有することを予め判定することにより、素子特性のばらつきを抑制する点にある。

一般的な半導体製造ラインには、ライン上の装置に対して情報連結された上位の製品製造計画システムが設置されており、この製品製造計画システムから、各塗膜形成装置で処理すべきロットの到着予定時刻が下位の各塗膜形成装置に伝送される。このような塗膜形成装置において、着目する製造ロットの処理に必要な薬液について、判定処理実施時点から当該製造ロットの処理予定開始時刻までの薬液容器の温度履歴を予測する。次いで、第１または第２の実施の形態で前述した方法と同様の方法で、上記製造ロット処理予定時刻における、製造からの経過時間と上記予測を含む温度履歴、及び、薬液容器の上記塗膜装置への接続からの経過時間と上記予測を含む温度履歴の少なくともいずれかを用いて、薬液が所定特定について所期特性を有することの判定を行なう。上記判定が偽である場合には、上記塗膜形成装置において関連する区画の薬液配管内の薬液の交換を促す信号を作業者に対して発するとともに、当該区画の配管内の上記薬液を自動的に廃棄する機構を上記塗膜形成装置に具備させる。

この結果、上記特性に関して偽の判定が下された薬液を廃棄することにより、劣化した薬液の使用を防止することができる。また、本実施形態では、当該製造ロットの当該塗膜装置への到着前に、特にウェーハ処理の直前でなく、ある程度の時間的余裕を確保して当該薬液を交換するので、特性が劣化した薬液を交換する間に塗膜形成装置が停止して待ち時間が出現することを防止することが可能になる。さらに、上記判定を製造ロット単位で行なうことにより、廃棄処理を製造ロットと製造ロットの合間に行なうことができるので、各製造ロットを構成する複数の基板の処理途中で上記薬液が切り替わることによる製造ロット間の塗膜特性の変化、ひいては素子特性の不安定さを抑制することができる。

上記ロット処理までの温度履歴を予測する方法には、例えば、
１）判定開始時点より以前の温度履歴を外挿して予測する方法、
２）着目する塗膜形成装置が稼動しているクリーンルーム環境の管理基準温度を規定値として用いる方法、
３）上記クリーンルームの温度記録を用いる方法、
の３手法が考えられる。勿論、妥当なものであればこれら以外の方法も採用できる。

（７）第５の実施の形態
次に、本発明の第５の実施の形態について図６、図８および図９を参照しながら説明する。

本実施形態の特徴は、図６に示す塗膜形成装置４において、薬液が所期の特性を有することの判定を薬液が通過する配管の各区間毎に判定部１２が行ない、判定結果が偽である区間があれば、薬液廃棄指令部１８からの指令信号により、上記判定結果が偽である区間とノズル先端までの配管容量にほぼ相当する量の薬液が自動的に廃棄されるように構成される点にある。

図８は、本実施形態の塗膜形成装置５の要部を示す。ドレインタンクＤＴ２，ＤＴ４、フィルタＦには図示しないバルブ開閉装置が設けられており、薬液廃棄指令部１８（図６参照）から指令信号が送られた場合に、各バルブが開放され、配管内に残留する薬液が廃棄される。また、塗膜形成装置５の判定部１２（図６参照）の判定結果が真である場合は、図８の矢印ＡＲに示すように吐出ノズルＮＺがウェーハＷ上に位置するように配管Ｐ１０が搬送され、薬液がウェーハＷに塗布される。

本実施形態においても、使用する薬液は液体であるため、配管内の同一位置に存在する薬液であっても、厳密には熱履歴が異なる薬液が混合している。したがって、薬液の混合を想定した方法には、例えば下記２つの方法が考えられる。

１）判定に際して、薬液容器からの距離で判定し、判定が偽になった位置からノズル先端までの配管容量に対して一定量もしくは一定比率、または一定量及び一定比率の廃棄を行なう。

２）着目する判定箇所を中心とした一定距離内で薬液が混合しているものと想定して、最も判定に対して不利である位置の薬液（実質的には、着目判定位置よりノズル先端側の所定位置）で判定を行ない、判定箇所または判定箇所よりも上記一定距離だけ薬液容器側の箇所からノズル先端までの配管容量だけの薬液廃棄を行なう（図９、ブロックＢ４６）。

本実施形態によれば、前述した第４の実施の形態と比較して、薬液の廃棄量をさらに低減することが可能になる。

（８）第６の実施の形態
第４の実施の形態で取り上げた上位の製品製造計画システムが設けられた半導体製造ラインにおいて、上記複数の塗膜形成装置への製造ロット処理の割り当てに際し、上記着目する塗膜形成に用いる薬液の製造日からの経過時間、もしくは装置への装填からの経過時間、または、製造日からの経過時間および装置への装填からの経過時間と温度履歴とによる所定演算結果と所定の閾値との裕度が最も小さい薬液が装填されている装置に対して、上記着目薬液を使用する製造ロットを優先的に割り当てる。この結果、上記複数の塗膜形成装置全体における上記薬液の廃棄量をさらに低減することが可能になる。

（９）第７の実施の形態
図１０は、本発明の第７の実施の形態を説明するブロック図である。同図は、上位システムである製造管理装置７と、この製造管理装置７に接続された下位システムとしての塗膜形成装置ＦＦ１〜ＦＦＮ（Ｎは自然数）とを備える塗膜形成システムを示す。

各塗膜形成装置ＦＦ１〜ＦＦＮは、装填される薬液の温度、および必要な場合に印加圧力を測定し、測定結果を装填からの経過時間の情報とともに製造管理装置７に供給する検出器ＤＲ１〜ＤＲＮをそれぞれ備える。

製造管理装置７は、塗膜形成装置ＦＦ１〜ＦＦＮとの間の情報伝達を可能にするインタフェイス３４と、メモリＭＲ１と、演算部１４と、判定部１２と、薬液廃棄指令部１８と、判定部１２の判定結果を表示する表示部３２とを備える。本実施形態における薬液廃棄指令部１８は、例えば指令手段に対応する。製造管理装置７は、各塗膜形成装置ＦＦ１〜ＦＦＮから供給される測定値に基づき、第１および第２の実施形態で上述した方法と同様の方法で薬液の温度履歴または圧力履歴を算出し、各塗膜形成装置に装填された薬液が所期の品質を有することを装置毎に、かつ、装置が有する配管の各区間毎に判定し、その判定結果を表示部３２に表示する。さらに、製造管理装置７の薬液廃棄指令部１８は、判定部１２の判定結果に従い、いずれの装置のどの区画の配管内の薬液を廃棄し交換すべきかを指令する信号を塗膜形成装置毎、各装置の配管の各区間毎に生成して各塗膜形成装置ＦＦ１〜ＦＦＮに供給する。この指令信号を受けた塗膜形成装置は、薬液廃棄指令部１８の指令に従って薬液の廃棄・交換を実行する。

本実施形態によれば、品質・性能が劣化した薬液の使用を的確かつ系統的に防止できる一方、使用可能な薬液の継続使用を系統的に実現できるので、高い歩留まりでかつ低い製造コストで塗膜を形成できる塗膜形成システムが提供される。

以上、本発明の実施の形態のいくつかについて説明したが、本発明は上記実施形態に限るものでは決してなく、その技術的範囲内で種々変形して実施できることは明らかである。例えば上述した実施形態では半導体素子に適用する場合について説明したが、本発明が適用される素子は、半導体素子に限定されるものでは決してなく、塗膜を製造中に形成する液晶素子、誘電体素子、光学素子、有機素子等についても適用可能である。また、薬液の種類についても、レジスト膜、上記ＳＯＧ膜に限定されるものではなく、例えば一般の塗布型反射防止膜や層間絶縁膜、カラーフィルタ材料などにも適用できることは勿論である。例えば塗布型反射防止膜において経時により劣化する特性としては、複素屈折率（による反射防止性能）、塗布欠陥数、膜中の酸性物質濃度（によるレジスト形状変化）、エッチング速度（による加工後パターン形状変化）等がある。層間絶縁膜において経時により劣化する特性は、誘電率、膜密度などの絶縁性に関わる値である。

また、薬液が特定特性について所期特性を有することの判定が真であることを基準にして判定したが、判定式および処理が概ね同等である処理、例えば対偶としても良い。

本発明の第１の実施の形態にかかる塗膜形成装置の概略構成を示すブロック図である。 比較例としての従来の技術による塗膜形成手順の一例を示すブロックチャートである。 保管温度をパラメータとする、薬液製造からの経過日数とレジストの特性値との相関関係の一例を示すグラフである。 図１に示す塗膜形成装置の動作手順を示すブロックチャートである。 本発明の第２の実施の形態の概略手順を示すブロックチャートである。 本発明の第３の実施の形態にかかる塗膜形成装置の概略構成を示すブロック図である。 図６に示す塗膜形成装置の動作手順を示すブロックチャートである。 本発明の第５の実施の形態にかかる塗膜形成装置の要部を示す図である。 本発明の第５の実施の形態の概略手順を示すブロックチャートである。 本発明の第７の実施の形態にかかる製造管理装置とこれに接続される塗膜形成装置を示すブロック図である。

符号の説明

２，４，５，ＦＦ１〜ＦＦＮ 塗膜形成装置
７ 製造管理装置
１２ 判定部
１４ 演算部
１６ 警告信号発生部
１８ 薬液廃棄指令部
３４ インタフェイス
ＣＴ 薬液容器
ＤＴ２，ＤＴ４ ドレインタンク
ＤＲ１〜ＤＲＮ 検出器
Ｆ フィルタ
ＬＣ２ ＡＮＤ回路
ＭＲ１ メモリ
ＮＺ 吐出ノズル
Ｗ ウェーハ

Claims (6)

1. 薬液を用いて基板上に塗膜を形成する塗膜形成装置であって、
   装填される薬液が圧力の印加を受けている時間のデータを少なくとも含む前記薬液の特性に関連する薬液特性関連データから前記薬液の品質に相関するデータである相関データを作成する相関データ作成手段と、
   前記相関データに基づいて前記薬液が所期の品質を保持しているか否かを判定する判定手段と、
   を備える塗膜形成装置。
2. 前記薬液の特性に関連するデータは、前記薬液に印加される前記圧力のデータをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の塗膜形成装置。
3. 前記薬液の特性に関連するデータは、前記薬液の装填から使用までの温度履歴データをさらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載の塗膜形成装置。
4. 前記薬液は、将来の特定の時期において使用され、
   前記判定手段は、前記将来の特定の時期において前記薬液が所期の品質を保持しているか否かを予測的に判定する、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の塗膜成形装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の塗膜形成装置が備える前記判定手段の判定結果から前記薬液の前記所期の品質からの裕度を各塗膜形成装置毎に判定し、前記裕度の判定結果から前記塗膜形成装置間の優先順位を決定し、決定した優先順位に基づいて製品ロットの各塗膜形成装置への割り当てを行なう製造管理装置。
6. 薬液を用いて基板上に塗膜を形成する方法であって、
   前記薬液が圧力の印加を受けている時間のデータを少なくとも含む前記薬液の特性に関連する薬液特性関連データから前記薬液の品質に相関するデータである相関データを作成する工程と、
   前記相関データに基づいて前記薬液が所期の品質を保持しているか否かを判定する工程と、
   を備える塗膜形成方法。

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