JP2006040969A - Supercritical processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体による処理をした後の乾燥における液体の表面張力による微細なパターンの倒れなどの変形を抑制する超臨界処理方法に関する。 The present invention relates to a supercritical processing method that suppresses deformation such as collapse of a fine pattern due to surface tension of a liquid during drying after processing with the liquid.
よく知られているように、LSIを始めとする大規模・高性能デバイスを作製するためには、極微細パターンが必要となる。この極微細パターンは、例えば、露光,現像,リンス処理を経て形成される、光やX線又は電子線に感光性を有するレジストのパターンである。また、これらレジストパターンをマスクとした選択エッチングの後、水や薬液などによる液処理を経て形成される酸化物などの無機材料からなるエッチングパターンである。例えば、シリコンによるパターンは、MEMS(Micro Electro Mechanical System)を構成する微細な構造体などにも利用されている。 As is well known, in order to manufacture a large-scale and high-performance device such as an LSI, an extremely fine pattern is required. This ultrafine pattern is, for example, a resist pattern that is formed by exposure, development, and rinsing, and that has photosensitivity to light, X-rays, or electron beams. Further, the etching pattern is made of an inorganic material such as an oxide formed through a liquid treatment with water or a chemical solution after selective etching using the resist pattern as a mask. For example, a pattern made of silicon is also used for a fine structure constituting a micro electro mechanical system (MEMS).
例えば、シリコンのパターンは、レジストパターンをマスクとしてシリコン基板をエッチング加工することで形成できる。パターンが形成された後、一般には、エッチングマスクに用いたレジストパターンを除去している。レジストパターンは、例えば、薬液によりレジストパターンを溶解して除去することができる。この後、基板の上より薬液を除去するために水洗などの洗浄処理を行い、基板を乾燥して一連の工程が終了する。 For example, a silicon pattern can be formed by etching a silicon substrate using a resist pattern as a mask. After the pattern is formed, the resist pattern used for the etching mask is generally removed. The resist pattern can be removed by, for example, dissolving the resist pattern with a chemical solution. Then, in order to remove a chemical | medical solution from on a board | substrate, washing processes, such as water washing, are performed, a board | substrate is dried and a series of processes are complete | finished.
このような微細パターン形成における乾燥時の大きな問題点として、パターンの倒れがある。液体による処理をした後の乾燥時には、形成したパターンの間に残った液体と、外部の空気との圧力差により、曲げ力(毛細管力)が働く。この結果、パターン倒れが発生する。この倒れる現象は、パターンが高アスペクト比になるほど顕著になる。上記毛細管力は、パターンの間における液体と気体との界面で生じる表面張力に依存することが報告されている(非特許文献1参照)。 A major problem during drying in the formation of such a fine pattern is the collapse of the pattern. At the time of drying after the treatment with the liquid, a bending force (capillary force) works due to a pressure difference between the liquid remaining between the formed patterns and the external air. As a result, pattern collapse occurs. This falling phenomenon becomes more prominent as the pattern has a higher aspect ratio. It has been reported that the capillary force depends on the surface tension generated at the interface between liquid and gas between patterns (see Non-Patent Document 1).
水の表面張力は約72×10-3N/mと大きく、上述した毛細管力は、無機材料であるシリコンなどのより丈夫なパターンをも歪める力を有している。このため、乾燥処理時の液体による表面張力の問題は、重要となっている。
この問題を解消する技術として、超臨界状態の流体を用い、表面張力が作用しない状態としてから乾燥を行うことで、パターンの倒れなどの問題を解消する技術が提案されている(特許文献1,2,3、非特許文献2参照)。
The surface tension of water is as large as about 72 × 10 −3 N / m, and the above-described capillary force has a force to distort a stronger pattern such as silicon which is an inorganic material. For this reason, the problem of surface tension due to the liquid during the drying process is important.
As a technique for solving this problem, there has been proposed a technique for solving problems such as pattern collapse by using a fluid in a supercritical state and drying after the surface tension does not act (Patent Document 1, Patent Document 1). 2, 3, see Non-Patent Document 2).
超臨界状態の流体(超臨界流体)は、臨界温度及び臨界圧力を超えた温度及び圧力下の物質であり、液体に近い溶解力を持つが、張力や粘度は気体に近い性質を示すもので、気体の状態を保った液体といえる。このような特徴を有する超臨界流体は、液体と気体との界面を形成しないため、表面張力はゼロになる。従って、超臨界状態で乾燥すれば、表面張力の概念はなくなるため、パターン倒れはなくなることになる。 A fluid in a supercritical state (supercritical fluid) is a substance at a temperature and pressure exceeding the critical temperature and pressure, and has a dissolving power close to that of a liquid, but tension and viscosity exhibit properties close to a gas. It can be said that the liquid is kept in a gaseous state. Since the supercritical fluid having such characteristics does not form an interface between the liquid and the gas, the surface tension becomes zero. Therefore, if it is dried in a supercritical state, the concept of surface tension is eliminated, and pattern collapse is eliminated.
超臨界流体は、気体の拡散性と液体の溶解性(高密度性)を兼ね備えたもので、液体から気体へ平衡線を介さずに状態変化できる。このため、超臨界流体で満たされた状態から徐々にこの超臨界流体を放出すると、液体と気体との界面が形成されないことから、乾燥対象の超微細パターンに表面張力を作用させずに乾燥させることができる。 A supercritical fluid has both gas diffusivity and liquid solubility (high density), and can change state from liquid to gas without an equilibrium line. For this reason, if this supercritical fluid is gradually released from the state filled with the supercritical fluid, the interface between the liquid and gas will not be formed, so the surface is dried without applying surface tension to the ultrafine pattern to be dried. be able to.
超臨界流体としては、多くの場合、臨界点が低く取り扱いの容易な二酸化炭素が使われている。超臨界流体を用いた超臨界乾燥では、薬液処理などをした後、基板表面に付着している液体を、密閉された容器内において液化二酸化炭素に置換することで開始される。二酸化炭素は、6MPa程度に加圧すれば常温で液化するため、上記置換は、容器内の圧力を6MPa程度に圧力上昇させた状態で行う。基板に付着していた液体が液化二酸化炭素に置換された後、容器内を二酸化炭素の臨界点以上の温度と圧力(二酸化炭素の臨界点;31度、7.3MPa)にして液化二酸化炭素を超臨界二酸化炭素に変換する。 In many cases, carbon dioxide, which has a low critical point and is easy to handle, is used as the supercritical fluid. Supercritical drying using a supercritical fluid is started by replacing the liquid adhering to the substrate surface with liquefied carbon dioxide in a sealed container after chemical treatment or the like. Since carbon dioxide liquefies at room temperature when pressurized to about 6 MPa, the above replacement is performed in a state where the pressure in the container is increased to about 6 MPa. After the liquid adhering to the substrate is replaced with liquefied carbon dioxide, the temperature and pressure (critical point of carbon dioxide; 31 ° C., 7.3 MPa) above the critical point of carbon dioxide inside the container Convert to supercritical carbon dioxide.
最後に、上記温度を保持したまま、容器の一部を開放して超臨界二酸化炭素を外部に放出し、容器内を大気圧にまで減圧し、容器内の超臨界二酸化炭素を気化させることで乾燥を終了する。この減圧時には、二酸化炭素は液化せずに気化するため、表面張力が作用する液体と気体との界面は基板の上に形成されない。このため、基板の上に形成されている超微細パターンに倒れを発生させることなく、これらを乾燥させることができる。 Finally, while maintaining the above temperature, a part of the container is opened to release supercritical carbon dioxide to the outside, the inside of the container is reduced to atmospheric pressure, and the supercritical carbon dioxide in the container is vaporized. Finish drying. At the time of this pressure reduction, carbon dioxide is vaporized without being liquefied, so that the interface between the liquid and the gas on which the surface tension acts is not formed on the substrate. For this reason, these can be dried, without producing a fall in the ultra fine pattern currently formed on the board | substrate.
上記の超臨界乾燥のための装置としては、例えば図3に示すように、密閉可能な容器301内の反応室302に、ボンベ303に封入してある液化二酸化炭素を圧送ポンプ304により圧送する装置がある。この装置では、液化二酸化炭素導入側のバルブ305を開けることで、容器301内に液化二酸化炭素を導入し、バルブ305に連通している導入口306先端より液化二酸化炭素を吐出し、反応室302内のステージ312の上に載置されている基板311の上に液化二酸化炭素を注入する。
As an apparatus for the above supercritical drying, for example, as shown in FIG. 3, an apparatus for pumping liquefied carbon dioxide sealed in a
このとき、例えば、ボンベ303内の液化二酸化炭素を圧送ポンプ304により反応室302内に圧送し、この状態で排出側のバルブ307の開度を調節し、排出口309より排出される液化二酸化炭素の量を制限することで、反応室302内の圧力を制御している。排出側のバルブ307に、例えば自動圧力弁などを用いれば、上記圧力制御が可能となる。
At this time, for example, the liquefied carbon dioxide in the
上述したように、液化二酸化炭素を導入口306により基板の上に注入している状態で、ヒータ313により容器301を例えば31℃程度に加温し、反応室302内の圧力を7.5MPa以上とすれば、反応室302内の基板311上に注入された液化二酸化炭素が超臨界状態となる。反応室302内の圧力は、例えば、圧送ポンプ304による圧送量を増加し、また、バルブ307を調節して反応室302から排出される液化二酸化炭素の量を減ずることで、上昇させることができる。
この後、バルブ305を閉じてバルブ307を開放し、反応室302内の圧力を低下させ、反応室302内に注入された超臨界状態の二酸化炭素を気化させれば、超臨界乾燥が終了する。
As described above, in a state where liquefied carbon dioxide is being injected onto the substrate through the
Thereafter, the
なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
しかしながら、上述したような超臨界乾燥を行う場合、リンス液が液化二酸化炭素に完全に置換されないと、パターン倒れなどの問題を完全に解消することができない。
例えば、超臨界乾燥では、図4(a)に示すように、基板401上のパターン402がリンス液403に浸漬されている状態に、図4(b)に示すように、液化二酸化炭素404を追加する。この追加により、図4(c)に示すように、基板401の表面を濡らしていたリンス液403のほとんどは除去される。しかしながら、パターン402の微細な隙間までは液化二酸化炭素404が含浸しにくいため、隙間にはリンス液403が残る場合がある。
However, when supercritical drying as described above is performed, problems such as pattern collapse cannot be completely solved unless the rinse liquid is completely replaced with liquefied carbon dioxide.
For example, in the supercritical drying, as shown in FIG. 4A, the
この状態で液化二酸化炭素404を超臨界状態にしても、図4(d)に示すように、パターン402の間には液体であるリンス液403が残り、結果として、図4(e)に示すように、パターン402の倒れが発生する。
微細なパターンの間であっても、液化二酸化炭素を導入した状態を長時間保持すれば、パターン間のリンス液を液化二酸化炭素に置換することも可能である。しかしながら、置換に長時間を必要とする状態では、実際のプロセスに適用することは現実的ではない。
Even if the
Even between fine patterns, it is possible to replace the rinsing liquid between patterns with liquefied carbon dioxide if the state in which liquefied carbon dioxide is introduced is maintained for a long time. However, in a state that requires a long time for replacement, it is not realistic to apply to an actual process.
また、超臨界流体の高い拡散性を利用して、微細なパターンや微細な孔部が形成された半導体基板より加工に用いたレジストを洗浄除去する技術が検討されているが、二酸化炭素では有機材料が溶解しにくいため、所望とする洗浄効果が得られていない。さらに、二酸化炭素などを用いて超臨界状態を実現するためには、7MPaと非常に高い圧力条件が必要となるため、利用可能な装置が限定されるという問題がある。例えば、上述したような高圧環境を実現するためには、法規制の対象となる高圧容器が必要となる。 In addition, technology that cleans and removes resist used for processing from a semiconductor substrate on which fine patterns and fine holes are formed by utilizing the high diffusivity of supercritical fluid is being studied. Since the material is difficult to dissolve, the desired cleaning effect is not obtained. Furthermore, in order to realize a supercritical state using carbon dioxide or the like, a very high pressure condition of 7 MPa is required, and thus there is a problem that usable apparatuses are limited. For example, in order to realize the high-pressure environment as described above, a high-pressure vessel that is subject to legal regulations is required.
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、より低い圧力で超臨界処理ができるようにすることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to enable supercritical processing at a lower pressure.
本発明に係る超臨界処理方法は、基板の上の所定のパターンが、大気圧下でフッ化物の液体に浸漬された状態とする第1工程と、パターンが液体に浸漬されている状態で、密閉されて一定の容積に保持された空間内に基板を配置する第2工程と、パターンが浸漬されている液体を加熱して液体を超臨界状態とし、パターンがフッ化物の超臨界流体に浸漬された状態とする第3工程と、パターンが浸漬されている超臨界流体を気化させる第4工程とを少なくとも備え、第3工程では、加熱されて気化したフッ化物の気体の増加により空間内の圧力をフッ化物の臨界圧力とするようにしたものである。
従って、第3工程では、液体をフッ化物の臨界温度以上とすることで、フッ化物の超臨界状態が得られる。
The supercritical processing method according to the present invention includes a first step in which a predetermined pattern on the substrate is immersed in a fluoride liquid under atmospheric pressure, and a state in which the pattern is immersed in the liquid, A second step of placing the substrate in a space that is sealed and held at a constant volume, and the liquid in which the pattern is immersed is heated to bring the liquid into a supercritical state, and the pattern is immersed in a fluoride supercritical fluid At least a fourth step for vaporizing the supercritical fluid in which the pattern is immersed, and in the third step, in the space due to an increase in the gas of the fluoride that is heated and vaporized, The pressure is set to the critical pressure of fluoride.
Therefore, in the third step, the supercritical state of the fluoride can be obtained by setting the liquid to a temperature higher than the critical temperature of the fluoride.
上記超臨界処理方法において、第2工程では、空間内に気体を導入して大気圧以上としておいてもよい。また、空間を構成する装置の内部に配置されている電界発生源による誘導加熱で、液体の加熱を行うようにしてもよい。
なお、上記超臨界処理方法において、フッ化物は、ハイドロフロロエーテル及びハイドロフロロエステルの少なくとも1つであればよい。
In the supercritical processing method, in the second step, a gas may be introduced into the space to be at atmospheric pressure or higher. Alternatively, the liquid may be heated by induction heating using an electric field generation source arranged inside an apparatus constituting the space.
In the supercritical processing method, the fluoride may be at least one of hydrofluoroether and hydrofluoroester.
以上説明したように、本発明によれば、密閉されて一定の容積に保持された空間内で基板に形成されているパターンが浸漬されているフッ化物の液体を加熱し、超臨界状態としているので、より低い圧力で超臨界処理ができるようになるという優れた効果が得られる。 As described above, according to the present invention, a fluoride liquid in which a pattern formed on a substrate is immersed in a space that is sealed and held at a constant volume is heated to a supercritical state. Therefore, an excellent effect that supercritical processing can be performed at a lower pressure can be obtained.
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
まず、図1(a)に示すように、所定のパターン101aが形成された基板101に対して洗浄処理を行い、基板101の表面及びパターン101aが洗浄液102に浸漬された状態とする。洗浄液102は、例えば水である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, as shown in FIG. 1A, a cleaning process is performed on a
ついで、これらをフッ化物の液体中に浸漬し、図1(b)に示すように、大気雰囲気104において、洗浄液102で表面が濡れている基板101が、フッ化物の液体103に浸漬された状態とする。例えば、フッ化物の液体103が収容された所定の容器を用意し、容器に収容されているフッ化物の液体103中に基板101を浸漬すればよい。
Then, these are immersed in a fluoride liquid, and as shown in FIG. 1B, the
フッ化物の液体103に浸漬している基板101の表面では、相容することなどにより、図1(c)に示すように、一部の洗浄液102がフッ化物の液体103に置換され、最終的に、図1(d)に示すように、基板101の表面及びパターン101aがフッ化物の液体103に浸漬された状態となる。
On the surface of the
次に、所定の密閉されて一定の容積に保持された反応室内で、基板101の表面及びパターン101aが浸漬されているフッ化物の液体103を加熱し、フッ化物を超臨界状態とすることで、図1(e)に示すように、密閉空間105の中において、基板101の表面及びパターン101aがフッ化物の超臨界流体106に覆われた状態とする。加熱されて気化したフッ化物の気体の増加により、密閉されて容積一定とされた反応室内(密閉空間105)の圧力を、フッ化物の臨界圧力とすることができる。臨界圧力の状態で臨界温度以上に加熱されれば、フッ化物の液体103は、超臨界状態となる。なおこの場合、亜臨界の状態の含む。
Next, the
ところで、図1(e)では、便宜上、密閉空間105を示しているが、フッ化物が超臨界状態となった後、反応室内の密閉されている空間内は、瞬時に超臨界流体で充填された状態になる。従って、フッ化物が超臨界状態となった段階で、実質的には、超臨界流体のない空間は存在しないものと考えられ、反応室の内部は超臨界流体で充填された状態になる。
By the way, in FIG. 1 (e), the sealed
この後、上述した内部温度を保持した状態で、例えば上述した反応室を一部解放状態として内部の流体を徐々に排出し、反応室の内部圧力を低下させることで、フッ化物の超臨界流体を気化させ、図1(f)に示すように、パターン101aが形成された基板101の表面が乾燥した状態とする。本実施の形態によれば、この乾燥が行われる過程で、パターン101aには液体状の物質(液体)が付着していない状態となっている。また、本実施の形態によれば、フッ化物の超臨界状態を用いているので、以降に説明するように、二酸化炭素などを用いた場合に比較して、より低い圧力で超臨界処理を可能としている。
Thereafter, in a state where the above-described internal temperature is maintained, for example, the above-described reaction chamber is partially released, the internal fluid is gradually discharged, and the internal pressure of the reaction chamber is reduced, thereby reducing the supercritical fluid of fluoride. As shown in FIG. 1F, the surface of the
なお、図1(e)に示す状態において、超臨界流体106は、洗浄液102などの液体に比較して非常に拡散しやすい状態となり、微細なパターン101aの間に容易に入り込む。従って、パターン101aの間に微量の洗浄液102が残っていたとしても、超臨界状態とすることで、超臨界流体106に迅速に置換されて除去された状態が得られる。
In the state shown in FIG. 1E, the
ところで、フッ化物の液体に、10%以下の割合で、メタノールやエタノールなどのアルコールを添加し、上述と同様に用いるようにしてもよい。例えば、洗浄液102が水の場合、フッ化物の液体にアルコールを添加しておくことで、相溶性を向上させることができる。また、アルコールの添加量が10%程度以下であれば、フッ化物の液体の難燃性が保たれる。
By the way, an alcohol such as methanol or ethanol may be added to the fluoride liquid at a ratio of 10% or less and used in the same manner as described above. For example, when the cleaning
なお、上述では、液処理の後の乾燥に適用した場合について説明したが、本発明の超臨界処理方法は、これに限るものではない。例えば、基板の上に形成されている有機材料からなるレジストパターンの除去を行うようにしてもよい。レジストパターンが形成されている基板を、フッ化物の液体に浸漬された状態とし、レジストをフッ化物の液体に溶解させた後、前述と同様に、加熱によりフッ化物の液体を超臨界状態とし、この後、超臨界状態のフッ化物を気化させればよい。 In addition, although the case where it applied to the drying after a liquid process was demonstrated above, the supercritical processing method of this invention is not restricted to this. For example, the resist pattern made of an organic material formed on the substrate may be removed. The substrate on which the resist pattern is formed is immersed in the fluoride liquid, and after dissolving the resist in the fluoride liquid, the fluoride liquid is heated to a supercritical state as described above, Thereafter, the supercritical fluoride may be vaporized.
例えば、基板の上には、レジストパターンをマスクとしたエッチングによりパターンが形成されているが、上述した超臨界処理により、レジストパターンの除去に加え、パターン倒れなく乾燥した状態が得られる。フッ化物の液体は、極性を有するため、有機物のレジストパターンが溶解できる。 For example, a pattern is formed on the substrate by etching using a resist pattern as a mask. By the above-described supercritical processing, a dry state without pattern collapse can be obtained in addition to the removal of the resist pattern. Since the fluoride liquid has polarity, the organic resist pattern can be dissolved.
次に、フッ化物について説明する。フッ化物は、例えば、COC結合を有するハイドロフロロエーテルや、COO基を有するハイドロフロロエステルである。
ハイドロフロロエーテルとしては、例えば、CF3CF2CH2OCHF2,CF3CF2OCH2CF3,C3F7OCH3,CHF2CF2OCH2CF3,CF3CHFOCHF2がある。
Next, fluoride will be described. The fluoride is, for example, a hydrofluoroether having a COC bond or a hydrofluoroester having a COO group.
Examples of the hydrofluoroether include CF 3 CF 2 CH 2 OCHF 2 , CF 3 CF 2 OCH 2 CF 3 , C 3 F 7 OCH 3 , CHF 2 CF 2 OCH 2 CF 3 , and CF 3 CHFOCHF 2 .
これらは、20℃・大気圧程度の状態で液体であるが、2〜4MPaの範囲で150〜200℃に加熱すると、超臨界状態となる。例えば、CF3CHFOCHF2の臨界点は、155℃・3MPaである。また、CF3CF2OCH2CF3の臨界点は、148℃・2.3MPaである。
また、ハイドロフロロエステルとしては、例えば、CHF2COOCH2CH3,(CF3)2CHCOOCH3がある。これらは、20℃・大気圧程度の状態で液体であるが、150〜200℃程度に加熱することで超臨界状態となる。なお、臨界温度が低いフッ化物を用いるほど、処理のコストが低減できることはいうまでもない。
These are liquids at a temperature of about 20 ° C. and atmospheric pressure, but when heated to 150 to 200 ° C. in the range of 2 to 4 MPa, they become supercritical. For example, the critical point of CF 3 CHFOCHF 2 is 155 ° C. · 3 MPa. The critical point of CF 3 CF 2 OCH 2 CF 3 is 148 ° C. · 2.3 MPa.
Examples of the hydrofluoroester include CHF 2 COOCH 2 CH 3 and (CF 3 ) 2 CHCOOCH 3 . These are liquids in a state of about 20 ° C./atmospheric pressure, but become supercritical by heating to about 150 to 200 ° C. It goes without saying that the treatment cost can be reduced as the fluoride having a lower critical temperature is used.
次に、上述した超臨界処理方法を実施する超臨界乾燥装置について説明する。図2は、上述した超臨界処理方法を実施する超臨界乾燥装置201の構成例を示す模式的な断面図である。超臨界乾燥装置201は、例えばSUSなどの金属材料から外壁が構成されて内部に密閉可能な処理室202を備えている。
また、超臨界乾燥装置201は、処理室202の底部に誘電子203を備えている。誘電子203は、制御部204に制御され、誘電子203の上部に数MHz〜数10MHzの高周波交流電界を形成する。
Next, a supercritical drying apparatus that performs the above-described supercritical processing method will be described. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration example of a
Further, the
また、処理室202には排出口205が接続され、排出口205は、圧力制御バルブ206を備えている。例えば、圧力制御バルブ206を全閉としておけば、処理室202の内部に密閉されて一定の容積に保持された空間が得られる。また、図示しない圧力計による処理室202の内部圧力の測定結果により、圧力制御バルブ206の開度を制御すれば、排出口205より排出する流体の量や、処理室202の内部圧力が制御可能となる。
Further, a
この超臨界乾燥装置201の動作例について説明すると、まず、処理対象の基板213が浸漬されているフッ化物の液体212が収容された容器211を、処理室202の内部に搬入して誘電子203の上部に載置する。
この状態で、制御部204の制御により誘電子203を動作させ、誘電子203の上部に数MHz〜数10MHzの高周波交流電界を形成し、容器211に収容されているフッ化物の液体212を誘導加熱する。
An operation example of the
In this state, the dielectric 203 is operated under the control of the control unit 204, a high-frequency AC electric field of several MHz to several tens of MHz is formed on the dielectric 203, and the
上記誘導加熱により、フッ化物の液体212を臨界点以上の温度に加熱して超臨界状態とすることができる。誘導加熱によりフッ化物の液体212の一部が気化し、気化したフッ化物の気体が、密閉された処理室202の内部に充満し、処理室202の内部の圧力を上昇させる。このことにより、処理室202の内部は、フッ化物の臨界圧力以上となり、誘導加熱により臨界温度以上とされているフッ化物の液体212が、超臨界状態となる。
By the induction heating, the
なお、処理室202の内部に、窒素などの不活性ガスや二酸化炭素ガスなどを導入し、予め所定圧力にまで処理室202の内部を加圧しておいてもよい。処理室202の内部が、大気圧より高い状態となっていれば、上述した加熱により、より迅速にフッ化物が超臨界状態となる。
Note that an inert gas such as nitrogen, carbon dioxide gas, or the like may be introduced into the
以下、本発明の超臨界処理方法について、実施例を持ってより詳細に説明する。
まず、酸化シリコン層の上に単結晶シリコン層が形成された基板を用意し、公知の電子線リソグラフィー技術及びエッチング技術により、単結晶シリコン層に酸化シリコン層にまで貫通する開口パターンを形成する。例えば、50nmの間隔で50nmの幅の複数のストライプ状の開口パターンが、単結晶シリコン層に形成された状態とする。この後、パターン形成領域の酸化シリコン層を、フッ酸を用いたウエットエッチングにより除去し、ステンシル構造とする。
Hereinafter, the supercritical processing method of the present invention will be described in more detail with examples.
First, a substrate having a single crystal silicon layer formed on a silicon oxide layer is prepared, and an opening pattern penetrating to the silicon oxide layer is formed in the single crystal silicon layer by a known electron beam lithography technique and etching technique. For example, a plurality of stripe-shaped opening patterns having a width of 50 nm at intervals of 50 nm are formed in the single crystal silicon layer. Thereafter, the silicon oxide layer in the pattern formation region is removed by wet etching using hydrofluoric acid to obtain a stencil structure.
ウエットエッチングに続いて上記基板を水洗処理した後、基板が水で濡れている状態のまま、所定の容器に収容されているCF3CHFOCHF2液中に上記基板を浸漬する。
ついで、基板が浸漬されているCF3CHFOCHF2液を収容している容器を、反応室内の搬入し、反応室を密閉状態とした後、容器に収容されているCF3CHFOCHF2液を加熱することで、CF3CHFOCHF2液を超臨界状態にする。
この後、上記容器内部の圧力を低下させることで、超臨界状態のCF3CHFOCHF2を気化させる。反応室の内部圧力が大気圧程度となったところで、基板を搬出する。搬出された基板においては、形成されているステンシル構造のパターンに変形などがない状態で、乾燥された状態が得られる。
After the wet etching, the substrate is washed with water, and the substrate is immersed in a CF 3 CHFOCHF 2 solution contained in a predetermined container while the substrate is wet with water.
Next, the container containing the CF 3 CHFOCHF 2 liquid in which the substrate is immersed is carried into the reaction chamber, the reaction chamber is sealed, and the CF 3 CHFOCHF 2 liquid contained in the container is heated. As a result, the CF 3 CHFOCHF 2 liquid is brought into a supercritical state.
Thereafter, the supercritical CF 3 CHFOCHF 2 is vaporized by lowering the pressure inside the container. When the internal pressure of the reaction chamber reaches about atmospheric pressure, the substrate is unloaded. In the unloaded substrate, a dried state can be obtained in a state where the formed stencil structure pattern is not deformed.
まず、単結晶シリコンの基板を用意し、公知の電子線リソグラフィー技術により、基板の上にレジストパターンが形成された状態とする。例えば、50nmの間隔で50nmの幅の複数のストライプ状のレジストパターンが、基板の上に形成された状態とする。ついで、形成したレジストパターンをマスクとし、反応性イオンエッチング法により基板をエッチングし、基板の上にシリコンパターンが形成された状態とする。シリコンパターンは、レジストパターンの形状が転写される。 First, a single crystal silicon substrate is prepared, and a resist pattern is formed on the substrate by a known electron beam lithography technique. For example, a plurality of striped resist patterns having a width of 50 nm at intervals of 50 nm are formed on the substrate. Next, using the formed resist pattern as a mask, the substrate is etched by reactive ion etching to form a silicon pattern on the substrate. The shape of the resist pattern is transferred to the silicon pattern.
ついで、所定の容器に収容されている(CF3)2CHCOOCH3液中に上記基板を浸漬する。このことにより、シリコンパターンの上などに形成されているレジストパターンは、(CF3)2CHCOOCH3液に溶解する。
ついで、基板が浸漬されている(CF3)2CHCOOCH3液を収容している容器を、反応室内の搬入し、反応室を密閉状態とした後、容器に収容されている(CF3)2CHCOOCH3液を加熱することで、(CF3)2CHCOOCH3液を超臨界状態にする。
Next, the substrate is immersed in a (CF 3 ) 2 CHCOOCH 3 solution contained in a predetermined container. Thus, the resist pattern formed on the silicon pattern or the like is dissolved in the (CF 3 ) 2 CHCOOCH 3 solution.
Next, the container containing the (CF 3 ) 2 CHCOOCH 3 solution in which the substrate is immersed is carried into the reaction chamber, the reaction chamber is sealed, and then contained in the container (CF 3 ) 2. By heating the CHCOOCH 3 liquid, the (CF 3 ) 2 CHCOOCH 3 liquid is brought into a supercritical state.
この後、上記容器内部の圧力を低下させることで、超臨界状態の(CF3)2CHCOOCH3を気化させる。反応室の内部圧力が大気圧程度となったところで、基板を搬出する。搬出された基板においては、形成されているシリコンパターンに変形や倒れなどがない状態で、レジストが除去されて乾燥された状態が得られる。 Thereafter, the pressure inside the container is reduced to vaporize (CF 3 ) 2 CHCOOCH 3 in a supercritical state. When the internal pressure of the reaction chamber reaches about atmospheric pressure, the substrate is unloaded. In the unloaded substrate, the resist is removed and dried in a state where the formed silicon pattern is not deformed or collapsed.
101…基板、101a…パターン、102…洗浄液、103…フッ化物の液体、104…大気雰囲気、105…密閉空間、106…フッ化物の超臨界流体。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記パターンが前記液体に浸漬されている状態で、前記基板を密閉されて一定の容積に保持された空間内に配置する第2工程と、
前記パターンが浸漬されている液体を加熱して前記液体を超臨界状態とし、前記パターンが前記フッ化物の超臨界流体に浸漬された状態とする第3工程と、
前記パターンが浸漬されている前記超臨界流体を気化させる第4工程と
を少なくとも備え、
前記第3工程では、加熱されて気化した前記フッ化物の気体の増加により前記空間内の圧力を前記フッ化物の臨界圧力とする
ことを特徴とする超臨界処理方法。 A first step in which a predetermined pattern on the substrate is immersed in a fluoride liquid under atmospheric pressure;
A second step of placing the substrate in a space that is sealed and held at a constant volume in a state where the pattern is immersed in the liquid;
A third step in which the liquid in which the pattern is immersed is heated to bring the liquid into a supercritical state, and the pattern is immersed in the fluoride supercritical fluid;
And at least a fourth step of vaporizing the supercritical fluid in which the pattern is immersed,
In the third step, the pressure in the space is made the critical pressure of the fluoride by increasing the gas of the fluoride that is heated and vaporized.
前記第2工程では、前記空間内に気体を導入して大気圧以上としておく
ことを特徴とする超臨界処理方法。 The supercritical processing method according to claim 1,
In the second step, a gas is introduced into the space so as to be at or above atmospheric pressure.
前記液体の加熱は、誘導加熱により行い、
前記誘導加熱のための電界発生源は、前記空間を構成する装置の内部に配置されている
ことを特徴とする超臨界処理方法。 In the supercritical processing method according to claim 1 or 2,
The liquid is heated by induction heating,
The supercritical processing method, wherein the electric field generation source for the induction heating is arranged inside an apparatus constituting the space.
前記フッ化物は、ハイドロフロロエーテル及びハイドロフロロエステルの少なくとも1つである
ことを特徴とする超臨界処理方法。
In the supercritical processing method according to any one of claims 1 to 3,
The supercritical processing method, wherein the fluoride is at least one of hydrofluoroether and hydrofluoroester.
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JP2012221986A (en) * | 2011-04-04 | 2012-11-12 | Toshiba Corp | Supercritical drying method and apparatus of semiconductor substrate |
WO2012165377A1 (en) * | 2011-05-30 | 2012-12-06 | 東京エレクトロン株式会社 | Method for treating substrate, device for treating substrate and storage medium |
JP2013179244A (en) * | 2011-05-30 | 2013-09-09 | Toshiba Corp | Method for processing substrate, device for processing substrate and storage medium |
JP2013179245A (en) * | 2011-05-30 | 2013-09-09 | Toshiba Corp | Method for processing substrate, device for processing substrate and storage medium |
WO2023054055A1 (en) * | 2021-09-30 | 2023-04-06 | 東京応化工業株式会社 | Method for processing substrate, chemical solution, and method for providing chemical solution |
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8143203B2 (en) | 2006-04-05 | 2012-03-27 | Asahi Glass Company, Limited | Method for washing device substrate |
US8568534B2 (en) | 2006-04-05 | 2013-10-29 | Asahi Glass Company, Limited | Method for washing device substrate |
JP2010074140A (en) * | 2008-08-22 | 2010-04-02 | Toshiba Corp | Substrate treatment apparatus, and substrate treatment method |
JP2012221986A (en) * | 2011-04-04 | 2012-11-12 | Toshiba Corp | Supercritical drying method and apparatus of semiconductor substrate |
WO2012165377A1 (en) * | 2011-05-30 | 2012-12-06 | 東京エレクトロン株式会社 | Method for treating substrate, device for treating substrate and storage medium |
JP2013179244A (en) * | 2011-05-30 | 2013-09-09 | Toshiba Corp | Method for processing substrate, device for processing substrate and storage medium |
JP2013179245A (en) * | 2011-05-30 | 2013-09-09 | Toshiba Corp | Method for processing substrate, device for processing substrate and storage medium |
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