JP2015003765A - 圧送容器、圧送容器を用いた保管方法、及び、圧送容器を用いた移液方法 - Google Patents

圧送容器、圧送容器を用いた保管方法、及び、圧送容器を用いた移液方法 Download PDF

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Abstract

【課題】保護膜形成用薬液や該薬液を調製するための保護膜形成用薬液キットを長期間保管した後であっても、該薬液又は該薬液キット等の液体の清浄性を確保でき、かつ、該液体の帯電を抑制することができる圧送容器を提供すること。【解決手段】内部を加圧することにより移液が可能なように構成された圧送容器20であって、保護膜形成用薬液、処理液A及び処理液Bのいずれかの液体を充填する容器本体21と、容器本体に対して液体を充填及び/又は取り出すために液体を通液する通液ノズル22とを有し、容器本体は、液体と接触する部分が樹脂材料とされている金属缶体から構成されており、通液ノズルには液体の帯電電位を低減する除電機構が設けられており、液ノズルにおいて除電機構を除く接液部分は樹脂材料から構成する。【選択図】図1

Description

本発明は、圧送容器、圧送容器を用いた保管方法、及び、圧送容器を用いた移液方法に関する。詳しくは、半導体デバイス製造等において、表面に凹凸パターンを有し該凹凸パターンの少なくとも一部がケイ素元素を含むウェハの凹凸パターン倒れを誘発しやすい洗浄工程を改善することを目的とした撥水性保護膜形成用薬液又は撥水性保護膜形成用薬液キットを保管するための圧送容器に関する。
ネットワークやデジタル家電用の半導体デバイスにおいて、さらなる高性能・高機能化や低消費電力化が要求されている。そのため回路パターンの微細化が進行しており、それに伴い製造歩留まりの低下を引き起こすパーティクルサイズも微小化している。その結果、微小化したパーティクル等の汚染物質の除去を目的とした洗浄工程が多用されており、それに伴い、半導体製造工程全体の3〜4割にまで洗浄工程が占めている。
その一方で、従来行われていたアンモニアの混合洗浄剤による洗浄では、回路パターンの微細化に伴い、その塩基性によるウェハへのダメージが問題となっている。そのため、よりダメージの少ない例えば希フッ酸系洗浄剤への代替が進んでいる。
これにより、洗浄によるウェハへのダメージの問題は改善されたが、半導体デバイスの微細化に伴うパターンのアスペクト比が高くなることによる問題が顕在化している。すなわち洗浄又はリンス後、気液界面がパターンを通過する時にパターンが倒れる現象を引き起こし、歩留まりが大幅に低下することが大きな問題となっている。
このパターン倒れは、ウェハ表面から洗浄液又はリンス液を除去するときに生じる。これは、パターンのアスペクト比が高い部分と低い部分との間において、残液高さの差ができ、それによってパターンに作用する毛細管力に差が生じることが原因と言われている。
このため、毛細管力を小さくすれば、残液高さの違いによる毛細管力の差が低減し、パターン倒れが解消すると期待できる。毛細管力の大きさは、以下に示される式で求められるPの絶対値であり、この式からγ、もしくは、cosθを小さくすれば、毛細管力を低減できると期待される。
P=2×γ×cosθ/S
(γ:表面張力、θ:接触角、S:パターン寸法(凹部の幅))
特許文献1〜5には、シリコンウェハの凹凸パターンの少なくとも凹部を撥水化するための撥水性洗浄液等を用いることで、パターン倒れを誘発しやすい洗浄工程を改善できることが開示されている。
ところで、半導体デバイス製造の分野では、洗浄工程で使用する洗浄液等は高純度であることが必要である。そのため、洗浄液等の液体を保管するための容器には、これらの液体を高純度で維持することが要求されている。
特許文献6には、導入筒を通じて液体収納物を容器本体に導入することで、収納物が底面で飛び散るのを防ぎ、泡立による帯電を防ぐコンテナ容器が開示されている。特許文献7には、外部の機械的影響から守られた状態の静電気消散装置を備えた輸送用および貯蔵用容器が開示されている。特許文献8には、溶接箇所に断熱材を具備することで、溶接時にライニング材の温度上昇を抑え、該ライニング材の破損を防止したフッ素樹脂ライニングタンクが開示されている。特許文献9には、モノクロロシランを安定した状態で収容することができる容器が開示されている。特許文献10には、化学試薬及び組成を微小気泡及び粒子汚染の発生を抑制して保存・分配する装置及びプロセスが開示されている。
特開2010−192878号公報 特開2010−192879号公報 特開2010−272852号公報 特開2012−033873号公報 特開2012−033881号公報 特開2010−023849号公報 特開2012−071894号公報 特開2003−170994号公報 特開2012−006827号公報 特表2008−539146号公報
特許文献1〜5には、表面に凹凸パターンを有するウェハの該凹凸パターンの少なくとも凹部表面に撥水性保護膜を形成するための撥水性保護膜形成用薬液(以降「保護膜形成用薬液」又は単に「薬液」と記載する場合がある)が記載されている。このような薬液を保管するための容器には、上述のように、該薬液を長期間保管しても薬液の清浄性を維持することが要求されている。
また、容器に貯められた薬液は、窒素等の気体によって容器内部を加圧することにより外部に排出するために、気密性を有する圧送容器に保管されることが多い。なお、圧送容器においては、労働安全衛生法や消防法等の安全性の観点から、その材質が金属材料等に限定されている。ただ、上記薬液には、容器の材質に対して腐食性を有するものもあるため、容器由来の金属不純物が該薬液に大量に溶出しないように、容器内部をフッ素樹脂等の樹脂材料でライニング処理を施すといった方法や、回転成形法、ブロー成形法、アイソスタティック法等によりフッ素樹脂タンク(樹脂缶体)を成形した後、その外装を金属缶体で覆うといった方法が採られている。
しかし、金属材料と異なり、樹脂材料は絶縁性であるため、ライニング処理を施した容器等に対して上記薬液を出し入れする際、薬液が帯電しやすいという問題が生じる。薬液中の帯電電位が増加すると、容器等に人体が接触した際に感電してしまったり、スパーク(火花電流)による火災や容器の損傷を引き起こしてしまったりする恐れがある。
特許文献6及び特許文献7においては、容器の清浄性や気密性について考慮されておらず、帯電電位を抑制する効果も充分とは言えない場合があった。特許文献8においては、清浄性、気密性、帯電電位を抑制する効果について考慮されていない。特許文献9においては、清浄性、帯電電位を抑制する効果について考慮されていない。特許文献10においては、帯電電位を抑制する効果について考慮されていない。
本発明は、保護膜形成用薬液や該薬液を調製するための保護膜形成用薬液キットを長期間保管した後であっても、該薬液又は該薬液キット等の液体の清浄性を確保でき、かつ、該液体の帯電を抑制することができる圧送容器;圧送容器を用いた保管方法;及び圧送容器を用いた移液方法を提供することを目的とする。
本発明の圧送容器は、
表面に凹凸パターンを有し該凹凸パターンの少なくとも一部がケイ素元素を含むウェハ(以降「凹凸パターンを有するウェハ」又は単に「ウェハ」と記載する場合がある)の該凹凸パターンの少なくとも凹部表面に撥水性保護膜を形成するための保護膜形成用薬液、又は、混合することにより上記保護膜形成用薬液となる保護膜形成用薬液キットを保管するとともに、内部を加圧することにより移液が可能なように構成された圧送容器であって、
上記保護膜形成用薬液は、非水有機溶媒と、シリル化剤と、酸又は塩基とを有し、
上記保護膜形成用薬液キットは、非水有機溶媒とシリル化剤とを有する処理液Aと、非水有機溶媒と酸又は塩基とを有する処理液Bとからなり、
上記圧送容器は、上記保護膜形成用薬液、上記処理液A及び上記処理液Bのいずれかの液体を充填する容器本体と、上記容器本体に対して上記液体を充填及び/又は取り出すために上記液体を通液する通液ノズルとを有し、
上記容器本体は、上記液体と接触する部分が樹脂材料とされている金属缶体から構成されており、
上記通液ノズルには上記液体の帯電電位を低減する除電機構が設けられており、上記通液ノズルにおいて上記除電機構を除く接液部分は樹脂材料から構成されていることを特徴とする。
本発明の圧送容器は、内部を加圧することにより移液が可能なように構成されており、表面に凹凸パターンを有するウェハの該凹凸パターンの少なくとも凹部表面に撥水性保護膜を形成するための保護膜形成用薬液(以降、単に「薬液」と記載する場合がある)、又は、混合することにより上記保護膜形成用薬液となる保護膜形成用薬液キット(以降、単に「薬液キット」と記載する場合がある)を保管するための容器である。本発明の圧送容器は、安全性を確保するために金属材料から構成されているものの、液体(保護膜形成用薬液、処理液A又は処理液B)と接触する部分の大半が樹脂材料から構成されている。そのため、容器由来の金属不純物由来のパーティクルが液体に溶出することがなく、液体の清浄性を確保することができる。さらに、本発明の圧送容器は、容器本体に対して液体を出し入れするための通液ノズルに除電機構が設けられているため、液体の帯電電位を低減することができる。
本発明の圧送容器において、上記除電機構は、アース接続された導電性材料から構成されていることが好ましい。この除電機構は、上記液体と接触する上記通液ノズルの表面の一部を、アース接続された導電性材料とすることにより構成されていてもよく、また、上記液体と接触するように、アース接続された導電性材料を上記通液ノズルの中に設けることにより構成されていてもよい。
本発明の圧送容器においては、上記容器本体に、上記液体の帯電電位を低減する除電機構がさらに設けられていることが好ましい。この除電機構は、上記液体と接触する表面の一部を、アース接続された導電性材料とし、上記導電性材料以外の接液部分を樹脂材料とした棒状体から構成されていることが好ましい。
本発明の圧送容器において、上記容器本体は、内部表面に樹脂ライニング処理が施された金属缶体、又は、樹脂缶体の外装を覆った金属缶体から構成されていることが好ましい。
本発明の保管方法は、
表面に凹凸パターンを有し該凹凸パターンの少なくとも一部がケイ素元素を含むウェハの該凹凸パターンの少なくとも凹部表面に撥水性保護膜を形成するための保護膜形成用薬液、又は、混合することにより上記保護膜形成用薬液となる保護膜形成用薬液キットを圧送容器に保管する方法であって、
上記保護膜形成用薬液は、非水有機溶媒と、シリル化剤と、酸又は塩基とを有し、
上記保護膜形成用薬液キットは、非水有機溶媒とシリル化剤とを有する処理液Aと、非水有機溶媒と酸又は塩基とを有する処理液Bとからなり、
上記保護膜形成用薬液、上記処理液A及び上記処理液Bのいずれかの液体を、本発明の圧送容器に、不活性ガスを用いて45℃における内圧がゲージ圧0.01〜0.19MPaとなるように加圧充填し、0〜45℃で保管することを特徴とする。
本発明の移液方法は、
表面に凹凸パターンを有し該凹凸パターンの少なくとも一部がケイ素元素を含むウェハの該凹凸パターンの少なくとも凹部表面に撥水性保護膜を形成するための保護膜形成用薬液、又は、混合することにより上記保護膜形成用薬液となる保護膜形成用薬液キットを、内部を加圧することにより移液が可能なように構成された圧送容器に対して移液する方法であって、
上記保護膜形成用薬液は、非水有機溶媒と、シリル化剤と、酸又は塩基とを有し、
上記保護膜形成用薬液キットは、非水有機溶媒とシリル化剤とを有する処理液Aと、非水有機溶媒と酸又は塩基とを有する処理液Bとからなり、
上記圧送容器は、上記保護膜形成用薬液、上記処理液A及び上記処理液Bのいずれかの液体を充填する容器本体を有し、
上記容器本体は、上記液体と接触する部分が樹脂材料とされている金属缶体から構成されており、
下記(1)及び(2)のうち少なくとも一方を行うことを特徴とする。
(1)上記液体の帯電電位を低減する除電機構が設けられており、上記除電機構を除く接液部分が樹脂材料から構成されている通液部を介して、上記液体を上記容器本体に充填する。
(2)上記液体の帯電電位を低減する除電機構が設けられており、上記除電機構を除く接液部分が樹脂材料から構成されている通液部を介して、上記液体が充填された上記容器本体から上記液体を取り出す。
本発明の移液方法において用いる圧送容器は、除電機構が設けられた本発明の圧送容器であってもよいし、除電機構が設けられていない圧送容器であってもよい。本発明の圧送容器を用いる場合、通液ノズルが通液部に該当し、除電機構が設けられていない圧送容器を用いる場合、除電機構が設けられた配管等が通液部に該当する。
本発明の移液方法において、上記除電機構は、アース接続された導電性材料から構成されていることが好ましい。この除電機構は、上記液体と接触する上記通液部の表面の一部を、アース接続された導電性材料とすることにより構成されていてもよいし、また、上記液体と接触するように、アース接続された導電性材料を上記通液部の中に設けることにより構成されていてもよい。
本発明の移液方法において、上記液体を上記除電機構に接触させる時間は、0.001〜100秒間であることが好ましい。
本発明の移液方法において、上記通液部に上記液体を通液する速度は、0.01〜10m/secであることが好ましい。
本発明の圧送容器によれば、保護膜形成用薬液や該薬液を調製するための保護膜形成用薬液キットを長期間保管した後であっても、該薬液や該薬液キット等の液体の清浄性を確保でき、かつ、該液体の帯電を抑制することができる。
本発明の圧送容器の一例を模式的に示す断面図である。 実施例1及び2における圧送容器の断面図である。 実施例3及び4における圧送容器の断面図である。 実施例5における圧送容器の断面図である。 比較例1における圧送容器の断面図である。 比較例2における圧送容器の断面図である。 実施例31及び32における圧送容器の断面図である。 実施例33及び34における圧送容器の断面図である。 実施例35における圧送容器の断面図である。 比較例13における圧送容器の断面図である。
以下、本発明の実施形態について具体的に説明する。しかしながら、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。
[圧送容器]
以下、本発明の圧送容器について説明する。本発明の圧送容器は、表面に凹凸パターンを有し該凹凸パターンの少なくとも一部がケイ素元素を含むウェハの該凹凸パターンの少なくとも凹部表面に撥水性保護膜を形成するための保護膜形成用薬液、又は、混合することにより上記保護膜形成用薬液となる保護膜形成用薬液キットを保管するための容器である。上記保護膜形成用薬液は、非水有機溶媒と、シリル化剤と、酸又は塩基とを有している。上記保護膜形成用薬液キットは、非水有機溶媒とシリル化剤とを有する処理液Aと、非水有機溶媒と酸又は塩基とを有する処理液Bとからなる。本発明の圧送容器に保管する保護膜形成用薬液、処理液A及び処理液Bについては、後で詳細に説明する。
本発明において、撥水性保護膜とは、ウェハ表面に形成されることにより、該ウェハ表面の濡れ性を低くする膜、すなわち撥水性を付与する膜のことである。本発明において撥水性とは、物品表面の表面エネルギーを低減させて、水やその他の液体と該物品表面との間(界面)で相互作用、例えば、水素結合、分子間力などを低減させる意味である。特に水に対して相互作用を低減させる効果が大きいが、水と水以外の液体の混合液や、水以外の液体に対しても相互作用を低減させる効果を有する。該相互作用の低減により、物品表面に対する液体の接触角を大きくすることができる。以降、撥水性保護膜を単に「保護膜」と記載する場合がある。なお、撥水性保護膜は、後述する撥水性保護膜形成剤から形成されたものであってもよいし、撥水性保護膜形成剤を主成分とする反応物を含むものであっても良い。
薬液、又は薬液キットから得られる薬液を用いてウェハの処理を行うと、洗浄液がウェハの凹凸パターンの凹部から除去されるとき、すなわち、乾燥されるとき、少なくとも凹部表面に上記保護膜が形成されているので、該凹部表面の毛細管力が小さくなり、パターン倒れが生じにくくなる。上記薬液によるウェハの処理とは、ウェハの凹凸パターンの少なくとも凹部に上記薬液や薬液キットから得られる薬液を保持する間に少なくとも凹部表面に保護膜を形成させることである。上記ウェハの処理方式は、ウェハの凹凸パターンの少なくとも凹部に薬液を保持できるのであれば、特に限定されない。例えば、ウェハをほぼ水平に保持して回転させながら回転中心付近に薬液を供給してウェハを1枚ずつ処理するスピン処理に代表される枚葉方式や、処理槽内で複数枚のウェハを浸漬し処理するバッチ方式が挙げられる。なお、ウェハの凹凸パターンの少なくとも凹部に上記薬液を供給するときの該薬液の形態としては、該凹部に保持された時に液体になるものであれば特に限定されず、例えば、液体、蒸気などがある。
図1は、本発明の圧送容器の一例を模式的に示す断面図である。図1に示す圧送容器20は、液体を充填する容器本体21と、液体を通液する通液ノズル22と、気体を流通させるガス口ノズル23とを有している。通液ノズル22及びガス口ノズル23は、容器本体21とそれぞれ連結されている。通液ノズル22は、容器本体21に充填された液体と接触する接液ノズル25と接続されている。通液ノズル22には、液体の帯電電位を低減する除電機構26が設けられている。また、通液ノズル22及びガス口ノズル23は、図示しないバルブ又はカプラー等に接続されている。
当該バルブやカプラー等の部材の接液部の材質は、例えば、高密度ポリエチレン(HDPE)、ポリプロピレン(PP)、6,6−ナイロン、テトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレンとパーフロロアルキルビニルエーテルの共重合体(PFA)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体(ECTFE)、エチレン・四フッ化エチレン共重合体(ETFE)、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体(FEP)などの樹脂材料が挙げられる。これらの中では、PTFE、PFA、ETFEが好ましく、PTFE、PFAがより好ましい。また、当該バルブやカプラー等の部材の接液部の材質は、例えば、鉄鋼、合金鋳鉄、マルエージング鋼、ステンレス鋼、ニッケルとその合金、コバルトとその合金、アルミニウム、マグネシウムとその合金、銅とその合金、チタン、ジルコニウム、タンタル、ニオブとその合金、鉛とその合金、金、銀、白金、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、オスミウムなどの貴金属とその合金などの金属材料が挙げられる。これらの中では、耐食性及び経済性の観点からステンレス鋼が好ましい。上記のようなバルブやカプラー等の部材では、通液部の流路が狭いため線速が速くなる傾向があり、その結果、帯電し易くなる。従って除電の観点からは、バルブやカプラー等の部材の接液部の少なくとも一部は上記のような金属材料が好ましい。
それぞれの部材は、フランジを介して接続されていてもよいし、溶着して接続されていてもよい。なお、図1に示す圧送容器20においては、容器本体21と一体的に連結された部材が除電機構26とフランジを介して接続されることにより通液ノズル22が構成されているが、本発明の圧送容器においては、通液ノズル全体が容器本体と一体的に連結されていてもよい。
本発明の圧送容器において、通液ノズルは、容器本体に対して液体を充填及び/又は取り出すためのノズルであり、ガス口ノズルは、容器本体に対して気体を導入及び/又は排出するためのノズルである。なお、容器本体に対して充填及び/又は取り出す液体は、薬液、処理液A及び処理液Bのいずれかである。また、容器本体に対して導入及び/排出する気体としては、不活性ガス等が挙げられ、中でも窒素ガスが好ましい。
本発明の圧送容器において、容器本体は、液体と接触する部分が樹脂材料とされている金属缶体から構成されている。このような容器本体は、内部表面に樹脂ライニング処理が施された金属缶体から構成されていてもよいし、樹脂缶体の外装を覆った金属缶体から構成されていてもよい。なお、図1には、金属缶体の内部表面が樹脂ライニング層24で被覆された容器本体21が示されている。以降、「樹脂ライニング層」を単に「ライニング層」とも記載する場合がある。
本発明の圧送容器において、樹脂ライニング層の厚さは、好ましくは1〜10mm、より好ましくは1.5〜6mmである。また、樹脂缶体の厚さは、好ましくは1〜10mm、より好ましくは1.5〜5mmである。
上記樹脂材料の具体的な例としては、高密度ポリエチレン(HDPE)、ポリプロピレン(PP)、6,6−ナイロン、テトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレンとパーフロロアルキルビニルエーテルの共重合体(PFA)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体(ECTFE)、エチレン・四フッ化エチレン共重合体(ETFE)、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体(FEP)などが挙げられる。これらの中では、PTFE、PFA、ETFEが好ましく、PTFE、PFAがより好ましい。
上記金属缶体を構成する金属材料としては特に限定されないが、例えば鉄鋼、合金鋳鉄、マルエージング鋼、ステンレス鋼、ニッケルとその合金、コバルトとその合金、アルミニウム、マグネシウムとその合金、銅とその合金、チタン、ジルコニウム、タンタル、ニオブとその合金、鉛とその合金、金、銀、白金、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、オスミウムなどの貴金属とその合金などが挙げられる。これらの中では、耐食性及び経済性の観点からステンレス鋼が好ましい。
なお、本発明の圧送容器においては、通液ノズル及びガス口ノズルが上述の金属材料から構成されていることが好ましく、かつ、液体と接触する部分が上述の樹脂材料から構成されていることが好ましい。例えば、図1に示す圧送容器20では、通液ノズル22の内部表面が樹脂ライニング層24で被覆されており、ガス口ノズル23の内部表面が樹脂ライニング層24で被覆されている。さらに、通液ノズル22は、容器本体21に充填された液体と接触する少なくとも表面が樹脂製である接液ノズル25と接続されている。
このように、液体と接触する部分が樹脂材料から構成されていると、液体に金属が溶出することがないため、液体中のパーティクルの数の増大を抑制することができ、液体の清浄性を保つことができる。
薬液中の液相での光散乱式液中粒子検出器によるパーティクル測定において、0.2μmより大きい粒子の数は、薬液の清浄性の観点から、該薬液1mL当たり100個以下であることが好ましい。上記0.2μmより大きい粒子の数が該薬液1mL当たり100個を超えると、パーティクルによるパターンダメージを誘発する恐れがあり、デバイスの歩留まり低下及び信頼性の低下を引き起こす原因となるため好ましくない。また、0.2μmより大きい粒子の数が該薬液1mL当たり100個以下であれば、上記保護膜を形成した後の、溶媒や水による洗浄を省略または低減できるため好ましい。なお、上記0.2μmより大きい粒子の数は少ないほど好ましいが、該薬液1mL当たり1個以上あってもよい。また、薬液キットを構成する処理液A中の液相での光散乱式液中粒子検出器によるパーティクル測定において、0.2μmより大きい粒子の数は、該処理液A1mL当たり100個以下であることが好ましく、処理液B中の液相での上記パーティクルの数は、該処理液B1mL当たり100個以下であることが好ましい。処理液A中、及び、処理液B中の液相での上記パーティクルの数が上記の範囲であると、薬液キットから得られる薬液中の上記パーティクルの数を、1mL当たり100個以下にし易いためである。なお、本発明における薬液や処理液中の液相でのパーティクル測定は、レーザを光源とした光散乱式液中粒子測定方式における市販の測定装置を利用して測定するものであり、パーティクルの粒径とは、PSL(ポリスチレン製ラテックス)標準粒子基準の光散乱相当径を意味する。
ここで、上記パーティクルとは、原料に不純物として含まれる塵、埃、有機固形物、無機固形物などの粒子や、薬液や処理液の調製中に汚染物として持ち込まれる塵、埃、有機固形物、無機固形物などの粒子などであり、最終的に薬液や処理液中で溶解せずに粒子として存在するものが該当する。
ただし、液体と接触する部分がすべて樹脂製であると、液体と樹脂の接触により液体中の帯電電位が増加しやすくなり、特に液体が非水有機溶媒を多く含有する場合は帯電電位が増加しやすい傾向がある。そこで、本発明の圧送容器においては、通液ノズルに、液体の帯電電位を低減する除電機構が設けられていることを特徴としている。なお、除電機構の構成については以下で説明するが、通液ノズルにおいて、除電機構を除く接液部分は樹脂材料から構成されている。
液体の帯電電位を低減するためには、通液ノズルにおいて、アース接続された導電性材料に液体を接触させることが好ましい。したがって、除電機構は、アース接続された導電性材料から構成されていることが好ましい。この場合、除電機構は、液体と接触する通液ノズルの表面の一部を、アース接続された導電性材料とすることにより構成されているか、又は、液体と接触するように、アース接続された導電性材料を通液ノズルの中に設けることにより構成されていることがより好ましい。除電機構の例としては、(a)図1に示すような、導電性材料からなる部材が通液ノズルの一部として接続された構成、(b)通液ノズルの一部に樹脂ライニング層が設けられておらず導電性材料が露出した構成、(c)後述の図3に示すような、樹脂ライニング層で被覆された通液ノズル中に導電性材料からなる部材を設けた構成などが挙げられる。導電性材料からなる部材としては特に限定されず、スリーブ部材やワッシャー部材などが挙げられる。なお、通液ノズルには、除電機構が複数設けられていてもよい。複数の除電機構が設けられている場合、同じ種類の除電機構が設けられていてもよいし、複数種類の除電機構が組み合わされて設けられていてもよい。
上記導電性材料としては、例えば鉄鋼、合金鋳鉄、マルエージング鋼、ステンレス鋼、ニッケルとその合金、コバルトとその合金、アルミニウム、マグネシウムとその合金、銅とその合金、チタン、ジルコニウム、タンタル、ニオブとその合金、鉛とその合金、金、銀、白金、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、オスミウムなどの貴金属とその合金、ダイヤモンド、グラッシーカーボンなどが挙げられる。また、導電性材料として、カーボン等をはじめとする上記の導電性材料が含有された(練り込まれた)樹脂材料を用いてもよい。そのような樹脂材料としては、例えば、株式会社ニチアス製の商品名「ナフロンPFA−ASチューブ」、ダイキン工業株式会社製の商品名「ネオフロンPFA−AP−210AS、PFA−AP−230AS、PFA−AP−230ASL」等が挙げられる。該導電性材料は、上記液体に対する金属溶出量が少ないものが好ましく、例えば、液体と導電性材料が45℃で700時間接触するような条件で、上記液体と該導電性材料のテストピース片を用いた浸漬試験を行い、該浸漬試験におけるテストピース片単位面積あたりのNa、Mg、K、Ca、Mn、Fe、Cu、Li、Al、Cr、Ni、Zn及びAgの各元素の溶出量を求め、それを実設備の条件(上記液体と導電性材料との接触面積、上記液体の処理量)にあてはめて濃度換算し、得られる液体中のNa、Mg、K、Ca、Mn、Fe、Cu、Li、Al、Cr、Ni、Zn及びAgの濃度が各元素0.01質量ppb未満、又は定量下限値が0.01質量ppb以上の元素は定量下限値未満である導電性材料を選択することが好ましい。ここで言う定量下限値未満とは、6回の空試験測定において検出された濃度について標準偏差をとり、その標準偏差を10倍した濃度、または誘導結合プラズマ質量分析装置のノイズの5倍に相当する応答値に対応する濃度のどちらか大きい方により規定した定量下限値未満であることを意味する。また、電気伝導率の高いものがより好ましい。そのような観点から、導電性材料としては、ステンレス鋼、金、白金、ダイヤモンド、グラッシーカーボンなどが特に好ましい。また、液体の清浄性の観点から、上記導電性材料に電解研磨を施したものが好ましく、電解研磨を施したステンレス鋼がより好ましい。
本発明の圧送容器において、通液ノズルに設けられた除電機構の大きさは特に限定されないが、小さすぎると液体の帯電電位を低減する効果が充分に得られず、大きすぎると金属が溶出し、その結果パーティクルが増大してしまって、液体の清浄性を保つことが困難となる。そのため、除電機構における液体と接触する時間が、好ましくは0.001〜100秒間、より好ましくは0.01〜10秒間、さらに好ましくは0.01〜1秒間となるように液体と接触する面積を有することが好ましい。
本発明の圧送容器においては、容器本体に、液体の帯電電位を低減する除電機構がさらに設けられていることが好ましい。この除電機構は、容器本体に充填された液体と接触することで液体の帯電電位を低減することができる。容器本体に設けられる除電機構の構成は特に限定されないが、液体と接触する表面の一部を、アース接続された導電性材料とし、導電性材料以外の接液部分を樹脂材料とした棒状体から構成されていることが好ましい。
本発明の圧送容器において、容器本体に設けられる除電機構の大きさは特に限定されないが、小さすぎると液体の帯電電位を低減する効果が充分に得られず、大きすぎると金属が溶出し、その結果パーティクルが増大してしまって、液体の清浄性を保つことが困難となる傾向がある。そのため、除電機構における液体と接触する面積は、好ましくは1〜100,000mm、より好ましくは10〜10,000mm、さらに好ましくは10〜1,000mmである。
なお、帯電電位の測定は、例えば、静電電位測定器によって行うことができる。また、参考までに、薬液や薬液キットに用いる溶媒の帯電電位の管理指標は、独立行政法人労働安全衛生総合研究所発刊の「静電気安全指針2007」p88に記載されたように、液体中の最小着火エネルギーが0.1mJ未満であれば、該液体中の帯電電位を1kV以下に、上記エネルギーが0.1mJ以上、1mJ未満であれば、上記帯電電位を5kV以下に、上記エネルギーが1mJ以上であれば、上記帯電電位を10kV以下に管理することが望ましい。さらには、上記帯電電位をより低く抑えるほど、得られる薬液や薬液キットが着火し難くなるため、安全性の観点からより好ましい。
本発明の圧送容器は、内部を加圧することにより液体の移送が可能なように構成されている。例えば、図1に示す圧送容器20においては、通液ノズル22及びガス口ノズル23が、図示しないバルブ又はカプラー等に接続され、圧送容器20の各構成が、圧送容器20内を密閉に保てるように接続された構造となっている。
本発明の圧送容器において、薬液、処理液A又は処理液Bを加圧充填した際の45℃における初期内圧に対し、45℃で12ヶ月保管した後の45℃における内圧の変化率は、薬液等の性能維持の観点から、±10%以内であることが好ましく、かつ、該保管後の内圧が大気圧を超える気密性を有していることが好ましい。また、45℃における初期内圧は、好ましくはゲージ圧0.01〜0.19MPa、より好ましくはゲージ圧0.03〜0.1MPaである。
上述した気密性は、公知の方法により得ることができる。例えば、バルブとして、ダイヤフラムバルブ、ニードルバルブ、ゲートバルブ、グローブバルブ、ボールバルブ、バタフライバルブ等を使用することができるが、これらの中では気密性に優れ、流体を汚染しない構造であるダイヤフラムバルブを使用することが好ましい。
本発明の圧送容器において、容器の容積や種類は特に限定されず、例えば容積200L程度の円筒型圧送容器や、容積1000L程度のコンテナー型圧送容器などが挙げられる。
本発明の圧送容器において、通液ノズルは、液体を充填及び/又は取り出すためのノズルであるが、液体の充填及び取り出しを1本のノズルで行ってもよいし、2本以上のノズルで別個に行ってもよい。同様に、ガス口ノズルは、気体を導入及び/又は排出するためのノズルであるが、気体の導入及び排出を1本のノズルで行ってもよいし、2本以上のノズルで別個に行ってもよい。
本発明の圧送容器が2本の通液ノズルを有する場合、除電機構は、両方の通液ノズルに設けられていることが好ましいが、一方の通液ノズルに設けられていてもよい。除電機構が一方の通液ノズルに設けられている場合、液体を充填するための通液ノズルに設けられていることが好ましい。また、本発明の圧送容器が2本以上の通液ノズルを有する場合、除電機構は、全ての通液にノズルに設けられていることが好ましいが、少なくとも1本の通液ノズルに設けられていてもよい。
本発明の圧送容器は、図1に示した通液ノズル22、ガス口ノズル23、接液ノズル25以外に、他のノズルをさらに有していてもよい。他のノズルとしては、例えば、容器本体の圧力を測定する圧力計と接続するためのノズル等が挙げられる。
以下、本発明の圧送容器に保管する保護膜形成用薬液及び保護膜形成用薬液キットについて説明する。上述のように、保護膜形成用薬液は、非水有機溶媒と、シリル化剤と、酸又は塩基とを有しており、保護膜形成用薬液キットは、非水有機溶媒とシリル化剤とを有する処理液Aと、非水有機溶媒と酸又は塩基とを有する処理液Bとからなる。
薬液中の非水有機溶媒は、具体的には、トルエン、ベンゼン、キシレン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の炭化水素類、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、アセト酢酸エチル等のエステル類、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、アセトン、アセチルアセトン、メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン、メチルブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン等のケトン類、パーフルオロオクタン、パーフルオロノナン、パーフルオロシクロペンタン、パーフルオロシクロヘキサン、ヘキサフルオロベンゼンなどのパーフルオロカーボン、1、1、1、3、3−ペンタフルオロブタン、オクタフルオロシクロペンタン、2,3−ジハイドロデカフルオロペンタン、ゼオローラH(日本ゼオン製)などのハイドロフルオロカーボン、メチルパーフルオロイソブチルエーテル、メチルパーフルオロブチルエーテル、エチルパーフルオロブチルエーテル、エチルパーフルオロイソブチルエーテル、アサヒクリンAE−3000(旭硝子製)、Novec7100、Novec7200、Novec7300、Novec7600(いずれも3M製)などのハイドロフルオロエーテル、テトラクロロメタンなどのクロロカーボン、クロロホルムなどのハイドロクロロカーボン、ジクロロジフルオロメタンなどのクロロフルオロカーボン、1,1−ジクロロ−2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロパン、1,3−ジクロロ−1,1,2,2,3−ペンタフルオロプロパン、1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン、1,2−ジクロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンなどのハイドロクロロフルオロカーボン、パーフルオロエーテル、パーフルオロポリエーテル等がある含ハロゲン溶媒、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、γ−ヘキサノラクトン、γ−ヘプタノラクトン、γ−オクタノラクトン、γ−ノナノラクトン、γ−デカノラクトン、γ−ウンデカノラクトン、γ−ドデカノラクトン、δ−バレロラクトン、δ−ヘキサノラクトン、δ−オクタノラクトン、δ−ノナノラクトン、δ−デカノラクトン、δ−ウンデカノラクトン、δ−ドデカノラクトン、ε−ヘキサノラクトン等のラクトン系溶媒、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート系溶媒、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、ジプロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラエチレングリコール、テトラプロピレングリコール、グリセリン等のアルコール類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコールモノプロピルエーテル、テトラエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノプロピルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、テトラプロピレングリコールモノメチルエーテル、ブチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールジアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジアセテート、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールジアセテート、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、テトラエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、テトラエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、テトラエチレングリコールジアセテート、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールジアセテート、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルプロピルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールジアセテート、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールジエチルエーテル、トリプロピレングリコールジブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、トリプロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、トリプロピレングリコールジアセテート、テトラプロピレングリコールジメチルエーテル、テトラプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、テトラプロピレングリコールジアセテート、ブチレングリコールジメチルエーテル、ブチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ブチレングリコールジアセテート、グリセリントリアセテート等の多価アルコールの誘導体、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ピリジン等の窒素元素含有溶媒が挙げられる。
上記非水有機溶媒は、炭化水素類、エステル類、エーテル類、ケトン類、含ハロゲン溶媒、スルホキシド系溶媒、ラクトン系溶媒、カーボネート系溶媒、OH基を持たない多価アルコールの誘導体、N−H基を持たない窒素元素含有溶媒からなる群から選ばれる少なくとも1つであることが好ましい。上記シリル化剤はOH基やN−H基を含有する非水有機溶媒と反応し易いことから、上記非水有機溶媒として、OH基やN−H基を含有する非水有機溶媒を用いると、上記シリル化剤の反応性が低減する恐れがあり、その結果、短時間で撥水性を発現し難い恐れがある。一方、上記シリル化剤はOH基やN−H基を含有しない非水有機溶媒と反応し難いことから、上記非水有機溶媒として、OH基やN−H基を含有しない非水有機溶媒を用いると、上記シリル化剤の反応性が低減し難く、その結果、短時間で撥水性を発現し易い。なお、OH基やN−H基を含有しない非水有機溶媒は、OH基やN−H基を含有しない非水極性溶媒とOH基やN−H基を含有しない非水非極性溶媒の両方のことである。
また、上記非水有機溶媒の一部、又は、全てに不燃性のものを使うと、保護膜形成用薬液が不燃性になる、あるいは、引火点が高くなって、該薬液の危険性が低下するので好ましい。含ハロゲン溶媒は不燃性のものが多く、不燃性含ハロゲン溶媒は不燃性有機溶媒として好適に使用できる。
また、上記非水有機溶媒として引火点が70℃を超える溶媒を用いることが、消防法上の安全性の観点から好ましい。
また、「化学品の分類および表示に関する国際的調和システム;GHS」によると、引火点が93℃以下の溶媒を「引火性液体」として定義している。そのため、不燃性溶媒でなくとも、上記非水有機溶媒として引火点が93℃を超える溶媒を用いると、上記保護膜形成用薬液の引火点は93℃超になりやすく、該薬液が「引火性液体」に該当し難くなるため、安全性の観点からさらに好ましい。
ラクトン系溶媒や、カーボネート系溶媒や、多価アルコールの誘導体のうちOH基を持たないものは、引火点が高いものが多いので、上記保護膜形成用薬液の危険性を低くできるので好ましい。上記の安全性の観点から、具体的には引火点が70℃を超える、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、γ−ヘキサノラクトン、γ−ヘプタノラクトン、γ−オクタノラクトン、γ−ノナノラクトン、γ−デカノラクトン、γ−ウンデカノラクトン、γ−ドデカノラクトン、δ−バレロラクトン、δ−ヘキサノラクトン、δ−オクタノラクトン、δ−ノナノラクトン、δ−デカノラクトン、δ−ウンデカノラクトン、δ−ドデカノラクトン、ε−ヘキサノラクトン、プロピレンカーボネート、エチレングリコールジブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールジアセテート、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジアセテート、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールジアセテート、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、テトラエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、テトラエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、テトラエチレングリコールジアセテート、プロピレングリコールジアセテート、ジプロピレングリコールメチルプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールジアセテート、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールジエチルエーテル、トリプロピレングリコールジブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、トリプロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、トリプロピレングリコールジアセテート、テトラプロピレングリコールジメチルエーテル、テトラプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、テトラプロピレングリコールジアセテート、ブチレングリコールジアセテート、グリセリントリアセテート等を上記非水有機溶媒として用いることがより好ましく、引火点が93℃を超える、γ−ブチロラクトン、γ−ヘキサノラクトン、γ−ヘプタノラクトン、γ−オクタノラクトン、γ−ノナノラクトン、γ−デカノラクトン、γ−ウンデカノラクトン、γ−ドデカノラクトン、δ−バレロラクトン、δ−ヘキサノラクトン、δ−オクタノラクトン、δ−ノナノラクトン、δ−デカノラクトン、δ−ウンデカノラクトン、δ−ドデカノラクトン、ε−ヘキサノラクトン、プロピレンカーボネート、エチレングリコールジアセテート、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールジアセテート、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、テトラエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、テトラエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、テトラエチレングリコールジアセテート、プロピレングリコールジアセテート、ジプロピレングリコールジアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールジエチルエーテル、トリプロピレングリコールジブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、トリプロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、トリプロピレングリコールジアセテート、テトラプロピレングリコールジメチルエーテル、テトラプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、テトラプロピレングリコールジアセテート、ブチレングリコールジアセテート、グリセリントリアセテート等を上記非水有機溶媒として用いることがさらに好ましい。
また、薬液中のシリル化剤(以降、薬液中のシリル化剤を「保護膜形成剤」とも記載する場合がある)は、下記一般式[1]で表されるケイ素化合物からなる群から選ばれる少なくとも1つであることが好ましい。
(RSi(H) 4−a−b [1]
[式1中、Rは、それぞれ互いに独立して、一部または全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1乃至18の1価の炭化水素基を含む1価の有機基である。また、Xは、それぞれ互いに独立して、ケイ素元素と結合する元素が窒素である1価の官能基、ケイ素元素と結合する元素が酸素である1価の官能基、ハロゲン基、ニトリル基、および、−CO−NH−Si(CHからなる群から選ばれる少なくとも1つの基を表す。aは1〜3の整数、bは0〜2の整数であり、aとbの合計は1〜3である。]
上記一般式[1]のRは上記保護膜の表面エネルギーを低減させて、水やその他の液体と該保護膜表面との間(界面)で相互作用、例えば、水素結合、分子間力などを低減させる。特に水に対して相互作用を低減させる効果が大きいが、水と水以外の液体の混合液や、水以外の液体に対しても相互作用を低減させる効果を有する。これにより、物品表面に対する液体の接触角を大きくすることができる。
上記一般式[1]のXは、例えばシリコンウェハの反応サイトであるシラノール基に対して反応性を有する反応性部位であり、該反応性部位とウェハのシラノール基とが反応し、シリル化剤がシロキサン結合を介してシリコンウェハのケイ素元素と化学的に結合することによって上記保護膜が形成される。洗浄液を用いたシリコンウェハの洗浄に際して、ウェハの凹部から洗浄液が除去されるとき、すなわち、乾燥されるとき、上記凹部表面に上記保護膜が形成されていると、該凹部表面の毛細管力が小さくなり、パターン倒れが生じにくくなる。
上記一般式[1]のXの一例であるケイ素元素に結合する元素が窒素の1価の官能基には、水素、炭素、窒素、酸素だけでなく、ケイ素、硫黄、ハロゲンなどの元素が含まれていても良い。該官能基の例としては、イソシアネート基、アミノ基、ジアルキルアミノ基、イソチオシアネート基、アジド基、アセトアミド基、−N(CH)C(O)CH、−N(CH)C(O)CF、−N=C(CH)OSi(CH、−N=C(CF)OSi(CH、−NHC(O)−OSi(CH、−NHC(O)−NH−Si(CH、イミダゾール環(下式[7])、オキサゾリジノン環(下式[8])、モルホリン環(下式[9])、−NH−C(O)−Si(CH、−N(H)2−h(Si(H) 3−i(Rは、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基、hは1又は2、iは0〜2の整数)などがある。
Figure 2015003765
また、上記一般式[1]のXの一例であるケイ素元素に結合する元素が酸素の1価の官能基には、水素、炭素、窒素、酸素だけでなく、ケイ素、硫黄、ハロゲンなどの元素が含まれていても良い。該官能基の例としては、アルコキシ基、−OC(CH)=CHCOCH、−OC(CH)=N−Si(CH、−OC(CF)=N−Si(CH、−O−CO−R10(R10は、一部又は全ての水素元素がフッ素元素で置換されていても良い炭素数が1乃至18の1価の炭化水素基)、一部又は全ての水素元素がフッ素元素で置換されていても良いアルキルスルホネート基などがある。
また、上記一般式[1]のXの一例であるハロゲン基には、クロロ基、ブロモ基、ヨード基などがある。
上記一般式[1]で表されるシリル化剤としては、例えば、CHSi(OCH、CSi(OCH、CSi(OCH、CSi(OCH、C11Si(OCH、C13Si(OCH、C15Si(OCH、C17Si(OCH、C19Si(OCH、C1021Si(OCH、C1123Si(OCH、C1225Si(OCH、C1327Si(OCH、C1429Si(OCH、C1531Si(OCH、C1633Si(OCH、C1735Si(OCH、C1837Si(OCH、(CHSi(OCH、CSi(CH)(OCH、(CSi(OCH、CSi(CH)(OCH、(CSi(OCH、CSi(CH)(OCH、(CSi(OCH、C11Si(CH)(OCH、C13Si(CH)(OCH、C15Si(CH)(OCH、C17Si(CH)(OCH、C19Si(CH)(OCH、C1021Si(CH)(OCH、C1123Si(CH)(OCH、C1225Si(CH)(OCH、C1327Si(CH)(OCH、C1429Si(CH)(OCH、C1531Si(CH)(OCH、C1633Si(CH)(OCH、C1735Si(CH)(OCH、C1837Si(CH)(OCH、(CHSiOCH、CSi(CHOCH、(CSi(CH)OCH、(CSiOCH、CSi(CHOCH、(CSi(CH)OCH、(CSiOCH、CSi(CHOCH、(CSiOCH、C11Si(CHOCH、C13Si(CHOCH、C15Si(CHOCH、C17Si(CHOCH、C19Si(CHOCH、C1021Si(CHOCH、C1123Si(CHOCH、C1225Si(CHOCH、C1327Si(CHOCH、C1429Si(CHOCH、C1531Si(CHOCH、C1633Si(CHOCH、C1735Si(CHOCH、C1837Si(CHOCH、(CHSi(H)OCH、CHSi(H)OCH、(CSi(H)OCH、CSi(H)OCH、CSi(CH)(H)OCH、(CSi(H)OCH等のアルキルメトキシシラン、あるいは、CFCHCHSi(OCH、CCHCHSi(OCH、CCHCHSi(OCH、CCHCHSi(OCH、C11CHCHSi(OCH、C13CHCHSi(OCH、C15CHCHSi(OCH、C17CHCHSi(OCH、CFCHCHSi(CH)(OCH、CCHCHSi(CH)(OCH、CCHCHSi(CH)(OCH、CCHCHSi(CH)(OCH、C11CHCHSi(CH)(OCH、C13CHCHSi(CH)(OCH、C15CHCHSi(CH)(OCH、C17CHCHSi(CH)(OCH、CFCHCHSi(CHOCH、CCHCHSi(CHOCH、CCHCHSi(CHOCH、CCHCHSi(CHOCH、C11CHCHSi(CHOCH、C13CHCHSi(CHOCH、C15CHCHSi(CHOCH、C17CHCHSi(CHOCH、CFCHCHSi(CH)(H)OCH等のフルオロアルキルメトキシシラン、あるいは、上記アルキルメトキシシランや上記フルオロアルキルメトキシシランのメトキシ基のメチル基部分を、炭素数が2〜18の1価の炭化水素基に置き換えたアルコキシシラン化合物、あるいは、上記メトキシ基を、−OC(CH)=CHCOCH、−OC(CH)=N−Si(CH、−OC(CF)=N−Si(CH、−O−CO−R10(R10は、一部又は全ての水素元素がフッ素元素で置換されていても良い炭素数が1乃至18の1価の炭化水素基)、一部又は全ての水素元素がフッ素元素で置換されていても良いアルキルスルホネート基、イソシアネート基、アミノ基、ジアルキルアミノ基、イソチオシアネート基、アジド基、アセトアミド基、−N(CH)C(O)CH、−N(CH)C(O)CF、−N=C(CH)OSi(CH、−N=C(CF)OSi(CH、−NHC(O)−OSi(CH、−NHC(O)−NH−Si(CH、イミダゾール環、オキサゾリジノン環、モルホリン環、−NH−C(O)−Si(CH、−N(H)2−h(Si(H) 3−i(Rは一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基
、hは1又は2、iは0〜2の整数)、クロロ基、ブロモ基、ヨード基、ニトリル基、または、−CO−NH−Si(CHに置き換えた化合物などが挙げられる。
上記一般式[1]において4−a−bで表されるシリル化剤のXの数が1であると、上記保護膜を均質に形成できるのでより好ましい。
また、上記一般式[1]におけるRは、それぞれ互いに独立して、一部または全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1乃至18の1価の炭化水素基から選ばれる少なくとも1つの基、より好ましくは、C2m+1(m=1〜18)、及び、C2n+1CHCH(n=1〜8)から選ばれる少なくとも1つの基であると、上記凹凸パターン表面に保護膜を形成した際に、該表面の濡れ性をより低くできる、すなわち、該表面により優れた撥水性を付与できるためより好ましい。また、mが1〜12、nが1〜8であると、上記凹凸パターン表面に保護膜を短時間に形成できるためより好ましい。
また、薬液中の酸は、塩化水素、硫酸、過塩素酸、下記一般式[2]で表されるスルホン酸およびその無水物、下記一般式[3]で表されるカルボン酸およびその無水物、アルキルホウ酸エステル、アリールホウ酸エステル、トリス(トリフルオロアセトキシ)ホウ素、トリアルコキシボロキシン、トリフルオロホウ素、下記一般式[4]で表されるシラン化合物からなる群から選ばれる少なくとも1つであることが好ましい。
S(O)OH [2]
[式2中、Rは、一部または全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1乃至18の1価の炭化水素基である。]
COOH [3]
[式3中、Rは、一部または全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1乃至18の1価の炭化水素基である。]
(RSi(H) 4−c−d [4]
[式4中、Rは、それぞれ互いに独立して、一部または全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1乃至18の1価の炭化水素基である。また、Xは、それぞれ互いに独立して、クロロ基、−OCO−R(Rは、一部または全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1乃至18の1価の炭化水素基)、および、−OS(O)−R(Rは、一部または全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1乃至18の1価の炭化水素基)からなる群から選ばれる少なくとも1つの基を表す。cは1〜3の整数、dは0〜2の整数であり、cとdの合計は1〜3である。]
上記一般式[2]で表されるスルホン酸およびその無水物としては、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、無水トリフルオロメタンスルホン酸などがあり、上記一般式[3]で表されるカルボン酸およびその無水物としては、酢酸、トリフルオロ酢酸、ペンタフルオロプロピオン酸、無水酢酸、無水トリフルオロ酢酸、無水ペンタフルオロプロピオン酸などがあり、上記一般式[4]で表されるシラン化合物としては、クロロシラン、アルキルシリルアルキルスルホネート、アルキルシリルエステルが好ましく、トリメチルシリルトリフルオロアセテート、トリメチルシリルトリフルオロメタンスルホネート、ジメチルシリルトリフルオロアセテート、ジメチルシリルトリフルオロメタンスルホネート、ブチルジメチルシリルトリフルオロアセテート、ブチルジメチルシリルトリフルオロメタンスルホネート、ヘキシルジメチルシリルトリフルオロアセテート、ヘキシルジメチルシリルトリフルオロメタンスルホネート、オクチルジメチルシリルトリフルオロアセテート、オクチルジメチルシリルトリフルオロメタンスルホネート、デシルジメチルシリルトリフルオロアセテート、デシルジメチルシリルトリフルオロメタンスルホネートなどがある。
また、薬液中の塩基は、アンモニア、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、トリエチレンジアミン、ジメチルアニリン、アルキルアミン、ジアルキルアミン、トリアルキルアミン、ピリジン、ピペラジン、N−アルキルモルホリン、下記一般式[5]で示されるシラン化合物からなる群から選ばれる少なくとも1つが好ましい。
(RSi(H) 4−e−f [5]
[式5中、Rは、それぞれ互いに独立して、一部または全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1乃至18の1価の炭化水素基である。また、Xは、それぞれ互いに独立して、ケイ素元素と結合する元素が窒素であり、フッ素元素やケイ素元素を含んでいても良い1価の官能基である。eは1〜3の整数、fは0〜2の整数であり、eとfの合計は1〜3である。]
薬液中に含まれる上記の酸又は塩基によって、上記シリル化剤と例えばシリコンウェハの凹凸パターン表面の反応サイトであるシラノール基との反応が促進されるため、該薬液による表面処理によりウェハ表面に優れた撥水性を付与することができる。なお、上記酸又は塩基は、保護膜の一部を形成してもよい。
反応促進効果を考慮すると、上記薬液中には酸が含まれることが好ましく、中でも塩化水素や過塩素酸などの強酸のブレンステッド酸、トリフルオロメタンスルホン酸や無水トリフルオロメタンスルホン酸などの、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置換されたアルカンスルホン酸やその酸無水物、トリフルオロ酢酸や無水トリフルオロ酢酸やペンタフルオロプロピオン酸などの、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置換されたカルボン酸やその酸無水物、クロロシラン、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置換されたアルキルシリルアルキルスルホネート、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置換されたアルキルシリルエステルが特に好ましい。なお、アルキルシリルエステルは、ケイ素元素にアルキル基と−O−CO−R’基(R’は、アルキル基)が結合したものである。なお、薬液中に含まれる酸は、反応によって生成されるものであってもよく、例えば、アルキルクロロシランとアルコールを反応させて、生成したアルキルアルコキシシランをシリル化剤とし、生成した塩酸を酸とし、反応で消費されなかったアルコールを非水有機溶媒とする、保護膜形成用薬液を得てもよい。
保護膜形成用薬液としては、例えば、ハイドロフルオロエーテル、ハイドロクロロフルオロカーボン、OH基を持たない多価アルコールの誘導体、および、ラクトン系溶媒からなる群より選ばれた少なくとも1種以上の非水有機溶媒が76〜99.8999質量%、C2x+1基(x=1〜12)又はC2y+1CHCH基(y=1〜8)を持つアルコキシシラン、トリメチルジメチルアミノシラン、トリメチルジエチルアミノシラン、ブチルジメチル(ジメチルアミノ)シラン、ブチルジメチル(ジエチルアミノ)シラン、ヘキシルジメチル(ジメチルアミノ)シラン、ヘキシルジメチル(ジエチルアミノ)シラン、オクチルジメチル(ジメチルアミノ)シラン、オクチルジメチル(ジエチルアミノ)シラン、デシルジメチル(ジメチルアミノ)シラン、デシルジメチル(ジエチルアミノ)シラン、ドデシルジメチル(ジメチルアミノ)シラン、ドデシルジメチル(ジエチルアミノ)シランからなる群より選ばれた少なくとも1種以上のシリル化剤が0.1〜20質量%、トリフルオロ酢酸、無水トリフルオロ酢酸、トリフルオロメタンスルホン酸、無水トリフルオロメタンスルホン酸、トリメチルシリルトリフルオロアセテート、トリメチルシリルトリフルオロメタンスルホネート、ジメチルシリルトリフルオロアセテート、ジメチルシリルトリフルオロメタンスルホネート、ブチルジメチルシリルトリフルオロアセテート、ブチルジメチルシリルトリフルオロメタンスルホネート、ヘキシルジメチルシリルトリフルオロアセテート、ヘキシルジメチルシリルトリフルオロメタンスルホネート、オクチルジメチルシリルトリフルオロアセテート、オクチルジメチルシリルトリフルオロメタンスルホネート、デシルジメチルシリルトリフルオロアセテート、及び、デシルジメチルシリルトリフルオロメタンスルホネートからなる群より選ばれた少なくとも1種以上の酸が0.0001〜4質量%からなる混合物を含むもの、又は当該混合物だけからなるものを使用することが好ましい。
また、例えば、ハイドロフルオロエーテル、ハイドロクロロフルオロカーボン、および、OH基を持たない多価アルコールの誘導体からなる群より選ばれた少なくとも1種以上の非水有機溶媒が76〜99.8999質量%、ヘキサメチルジシラザン、テトラメチルジシラザン、1,3−ジブチルテトラメチルジシラザン、1,3−ジヘキシルテトラメチルジシラザン、1,3−ジオクチルテトラメチルジシラザン、1,3−ジデシルテトラメチルジシラザン、1,3−ジドデシルテトラメチルジシラザンからなる群より選ばれた少なくとも1種以上のシリル化剤が0.1〜20質量%、トリフルオロ酢酸、無水トリフルオロ酢酸、トリフルオロメタンスルホン酸、無水トリフルオロメタンスルホン酸、トリメチルシリルトリフルオロアセテート、トリメチルシリルトリフルオロメタンスルホネート、ジメチルシリルトリフルオロアセテート、ジメチルシリルトリフルオロメタンスルホネート、ブチルジメチルシリルトリフルオロアセテート、ブチルジメチルシリルトリフルオロメタンスルホネート、ヘキシルジメチルシリルトリフルオロアセテート、ヘキシルジメチルシリルトリフルオロメタンスルホネート、オクチルジメチルシリルトリフルオロアセテート、オクチルジメチルシリルトリフルオロメタンスルホネート、デシルジメチルシリルトリフルオロアセテート、及び、デシルジメチルシリルトリフルオロメタンスルホネートからなる群より選ばれた少なくとも1種以上の酸が0.0001〜4質量%からなる混合物を含むもの、又は当該混合物だけからなるものを使用することが好ましい。
本発明の圧送容器を用いて保護膜形成用薬液を保管する場合、上記薬液を、45℃で12ヶ月保管する高温保存試験において、該試験前の薬液中のシリル化剤濃度に対する、該試験後の薬液中のシリル化剤濃度の低下率は、薬液の性能維持の観点から、好ましくは80%以下、より好ましくは50%以下、さらに好ましくは10%以下である。
処理液A又は処理液B中の非水有機溶媒は、上記薬液中の非水有機溶媒と同様のものを用いることができる。
処理液A中のシリル化剤は、上記一般式[1]で表されるケイ素化合物からなる群から選ばれる少なくとも1つであることが好ましい。
さらに、処理液A中のシリル化剤は、下記一般式[6]で表されるケイ素化合物であることが好ましい。
SiX 4−g [6]
[式6中、Rは、それぞれ互いに独立して、水素基、及び、一部または全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1乃至18の1価の炭化水素基から選ばれる少なくとも1つの基であり、ケイ素元素と結合する全ての上記炭化水素基に含まれる炭素数の合計は6以上である。また、Xは、それぞれ互いに独立して、ケイ素元素と結合する元素が窒素である1価の官能基、ケイ素元素と結合する元素が酸素である1価の官能基、ハロゲン基、ニトリル基、および、−CO−NH−Si(CHから選ばれる少なくとも1つの基であり、gは1〜3の整数である。]
上記一般式[6]のRは上記保護膜の表面エネルギーを低減させて、水やその他の液体と該保護膜表面との間(界面)で相互作用、例えば、水素結合、分子間力などを低減させる。特に水に対して相互作用を低減させる効果が大きいが、水と水以外の液体の混合液や、水以外の液体に対しても相互作用を低減させる効果を有する。これにより、物品表面に対する液体の接触角を大きくすることができる。Rは疎水性基であり、疎水性基が大きなもので保護膜を形成すると、処理した後のウェハ表面は良好な撥水性を示す。Rとしてケイ素元素と結合する全ての上記炭化水素基に含まれる炭素数の合計が、6以上であれば、例えばケイ素元素を含むウェハの凹凸パターンの単位面積あたりのOH基数量が少なくても、十分に撥水性能を生ぜせしめる撥水膜を形成することができる。
上記一般式[6]のXは、例えばシリコンウェハの反応サイトであるシラノール基に対して反応性を有する反応性部位であり、該反応性部位とウェハのシラノール基とが反応し、シリル化剤がシロキサン結合を介してシリコンウェハのケイ素元素と化学的に結合することによって上記保護膜が形成される。洗浄液を用いたシリコンウェハの洗浄に際して、ウェハの凹部から洗浄液が除去されるとき、すなわち、乾燥されるとき、上記凹部表面に上記保護膜が形成されていると、該凹部表面の毛細管力が小さくなり、パターン倒れが生じにくくなる。
一般式[6]で示されるケイ素化合物としては、例えば、C(CHSiCl、C11(CHSiCl、C13(CHSiCl、C15(CHSiCl、C17(CHSiCl、C19(CHSiCl、C1021(CHSiCl、C1123(CHSiCl、C1225(CHSiCl、C1327(CHSiCl、C1429(CHSiCl、C1531(CHSiCl、C1633(CHSiCl、C1735(CHSiCl、C1837(CHSiCl、C11(CH)HSiCl、C13(CH)HSiCl、C15(CH)HSiCl、C17(CH)HSiCl、C19(CH)HSiCl、C1021(CH)HSiCl、C1123(CH)HSiCl、C1225(CH)HSiCl、C1327(CH)HSiCl、C1429(CH)HSiCl、C1531(CH)HSiCl、C1633(CH)HSiCl、C1735(CH)HSiCl、C1837(CH)HSiCl、C(CHSiCl、C(CHSiCl、C(CHSiCl、C11(CHSiCl、C13(CHSiCl、C15(CHSiCl、C17(CHSiCl、(CSiCl、C(CSiCl、C(CSiCl、C11(CSiCl、C13(CSiCl、C15(CSiCl、C17(CSiCl、C19(CSiCl、C1021(CSiCl、C1123(CSiCl、C1225(CSiCl、C1327(CSiCl、C1429(CSiCl、C1531(CSiCl、C1633(CSiCl、C1735(CSiCl、C1837(CSiCl、(CSiCl、C11(CSiCl、C13(CSiCl、C15(CSiCl、C17(CSiCl、C19(CSiCl、C1021(CSiCl、C1123(CSiCl、C1225(CSiCl、C1327(CSiCl、C1429(CSiCl、C1531(CSiCl、C1633(CSiCl、C1735(CSiCl、C1837(CSiCl、CF(CSiCl、C(CSiCl、C(CSiCl、C(CSiCl、C11(CSiCl、C13(CSiCl、C15(CSiCl、C17(CSiCl、C11(CH)SiCl、C13(CH)SiCl、C15(CH)SiCl、C17(CH)SiCl、C19(CH)SiCl、C1021(CH)SiCl、C1123(CH)SiCl、C1225(CH)SiCl、C1327(CH)SiCl、C1429(CH)SiCl、C1531(CH)SiCl、C1633(CH)SiCl、C1735(CH)SiCl、C1837(CH)SiCl、C(CH)SiCl、C(CH)SiCl、C11(CH)SiCl、C13(CH)SiCl、C15(CH)SiCl、C17(CH)SiCl、C13SiCl、C15SiCl、C17SiCl、C19SiCl、C1021SiCl、C1123SiCl、C1225SiCl、C1327SiCl、C1429SiCl、C1531SiCl、C1633SiCl、C1735SiCl、C1837SiCl、CSiCl、C11SiCl、C13SiCl、C15SiCl、C17SiClなどのクロロシラン系化合物、あるいは、上記クロロシランのクロロ(Cl)基をアルコキシ基、−OC(CH)=CHCOCH、−OC(CH)=N−Si(CH、−OC(CF)=N−Si(CH、−O−CO−R10(R10は、一部又は全ての水素元素がフッ素元素で置換されていても良い炭素数が1乃至18の1価の炭化水素基)、一部又は全ての水素元素がフッ素元素で置換されていても良いアルキルスルホネート基、イソシアネート基、アミノ基、ジアルキルアミノ基、イソチオシアネート基、アジド基、アセトアミド基、−N(CH)C(O)CH
、−N(CH)C(O)CF、−N=C(CH)OSi(CH、−N=C(CF)OSi(CH、−NHC(O)−OSi(CH、−NHC(O)−NH−Si(CH、イミダゾール環、オキサゾリジノン環、モルホリン環、−NH−C(O)−Si(CH、−N(H)2−h(Si(H) 3−i(Rは、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基、hは1又は2、iは0〜2の整数)、ブロモ基、ヨード基、ニトリル基、または、−CO−NH−Si(CHに置き換えた化合物などが挙げられる。
また、一般式[6]のgは1〜3の整数であればよいが、gが1又は2である場合、上記薬液キットから得られる薬液を長期保存すると、水分の混入などにより、ケイ素化合物の重合が発生し、保存可能期間が短くなる可能性がある。これを考慮すると、一般式[6]のgが3のものが好ましい。
また、一般式[6]で表されるケイ素化合物において、Rのうち1個が、一部または全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が4乃至18の1価の炭化水素基であり、残りのRがメチル基2個からなるものは、凹凸パターン表面やウェハ表面のOH基との反応速度が速いので好ましい。これは、凹凸パターン表面やウェハ表面のOH基と上記ケイ素化合物との反応において、疎水性基による立体障害が反応速度に大きな影響を与えるためであり、ケイ素元素に結合するアルキル鎖は最も長い一つを除く残り二つは短い方が好ましいからである。
また、処理液B中の酸は、上記薬液中の酸と同様のものを用いることができる。
また、処理液B中の塩基は、上記薬液中の塩基と同様のものを用いることができる。
処理液B中に含まれる上記の酸又は塩基によって、薬液キットを混合して調製した撥水性保護膜形成用薬液において、上記シリル化剤と例えばシリコンウェハの凹凸パターン表面の反応サイトであるシラノール基との反応が促進されるため、該薬液による表面処理によりウェハ表面に優れた撥水性を付与することができる。なお、上記酸又は塩基は、保護膜の一部を形成してもよい。
反応促進効果を考慮すると、上記処理液B中には酸が含まれることが好ましく、中でも塩化水素や過塩素酸などの強酸のブレンステッド酸、トリフルオロメタンスルホン酸や無水トリフルオロメタンスルホン酸などの、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置換されたアルカンスルホン酸やその酸無水物、トリフルオロ酢酸や無水トリフルオロ酢酸やペンタフルオロプロピオン酸などの、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置換されたカルボン酸やその酸無水物、クロロシラン、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置換されたアルキルシリルアルキルスルホネート、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置換されたアルキルシリルエステルが特に好ましい。
保護膜形成用薬液キットの処理液Aとして、例えば、ハイドロフルオロエーテル、ハイドロクロロフルオロカーボン、OH基を持たない多価アルコールの誘導体、および、ラクトン系溶媒からなる群より選ばれた少なくとも1種以上の非水有機溶媒が60〜99.8質量%、C2x+1基(x=1〜10)又はC2y+1CHCH基(y=1〜8)を持つアルコキシシラン、トリメチルジメチルアミノシラン、トリメチルジエチルアミノシラン、ブチルジメチル(ジメチルアミノ)シラン、ブチルジメチル(ジエチルアミノ)シラン、ヘキシルジメチル(ジメチルアミノ)シラン、ヘキシルジメチル(ジエチルアミノ)シラン、オクチルジメチル(ジメチルアミノ)シラン、オクチルジメチル(ジエチルアミノ)シラン、デシルジメチル(ジメチルアミノ)シラン、デシルジメチル(ジエチルアミノ)シラン、ドデシルジメチル(ジメチルアミノ)シラン、ドデシルジメチル(ジエチルアミノ)シランからなる群より選ばれた少なくとも1種以上のシリル化剤が0.2〜40質量%からなる混合物を含むもの、又は当該混合物だけからなるものを使用することが好ましい。また、該薬液キットの処理液Bとして、例えば、ハイドロフルオロエーテル、ハイドロクロロフルオロカーボン、OH基を持たない多価アルコールの誘導体、および、ラクトン系溶媒からなる群より選ばれた少なくとも1種以上の非水有機溶媒が60〜99.9998質量%、トリフルオロ酢酸、無水トリフルオロ酢酸、トリフルオロメタンスルホン酸、無水トリフルオロメタンスルホン酸、トリメチルシリルトリフルオロアセテート、トリメチルシリルトリフルオロメタンスルホネート、ジメチルシリルトリフルオロアセテート、ジメチルシリルトリフルオロメタンスルホネート、ブチルジメチルシリルトリフルオロアセテート、ブチルジメチルシリルトリフルオロメタンスルホネート、ヘキシルジメチルシリルトリフルオロアセテート、ヘキシルジメチルシリルトリフルオロメタンスルホネート、オクチルジメチルシリルトリフルオロアセテート、オクチルジメチルシリルトリフルオロメタンスルホネート、デシルジメチルシリルトリフルオロアセテート、及び、デシルジメチルシリルトリフルオロメタンスルホネートからなる群より選ばれた少なくとも1種以上の酸が0.0002〜40質量%からなる混合物を含むもの、又は当該混合物だけからなるものを使用することが好ましい。なお、上記の処理液Aと処理液Bを混合して撥水性保護膜形成用薬液を調製する際は、調製後の薬液の総量100質量%に対して、上記の非水有機溶媒が76〜99.8999質量%、上記のシリル化剤が0.1〜20質量%、上記の酸が0.0001〜4質量%となるように混合することが好ましい。
また、該薬液キットの処理液Aとして、例えば、ハイドロフルオロエーテル、ハイドロクロロフルオロカーボン、および、OH基を持たない多価アルコールの誘導体からなる群より選ばれた少なくとも1種以上の非水有機溶媒が60〜99.8質量%、ヘキサメチルジシラザン、テトラメチルジシラザン、1,3−ジブチルテトラメチルジシラザン、1,3−ジヘキシルテトラメチルジシラザン、1,3−ジオクチルテトラメチルジシラザン、1,3−ジデシルテトラメチルジシラザン、1,3−ジドデシルテトラメチルジシラザンからなる群より選ばれた少なくとも1種以上のシリル化剤が0.2〜40質量%からなる混合物を含むもの、又は当該混合物だけからなるものを使用することが好ましい。また、該薬液キットの処理液Bとして、例えば、ハイドロフルオロエーテル、ハイドロクロロフルオロカーボン、および、OH基を持たない多価アルコールの誘導体からなる群より選ばれた少なくとも1種以上の非水有機溶媒が60〜99.9998質量%、トリフルオロ酢酸、無水トリフルオロ酢酸、トリフルオロメタンスルホン酸、無水トリフルオロメタンスルホン酸、トリメチルシリルトリフルオロアセテート、トリメチルシリルトリフルオロメタンスルホネート、ジメチルシリルトリフルオロアセテート、ジメチルシリルトリフルオロメタンスルホネート、ブチルジメチルシリルトリフルオロアセテート、ブチルジメチルシリルトリフルオロメタンスルホネート、ヘキシルジメチルシリルトリフルオロアセテート、ヘキシルジメチルシリルトリフルオロメタンスルホネート、オクチルジメチルシリルトリフルオロアセテート、オクチルジメチルシリルトリフルオロメタンスルホネート、デシルジメチルシリルトリフルオロアセテート、及び、デシルジメチルシリルトリフルオロメタンスルホネートからなる群より選ばれた少なくとも1種以上の酸が0.0002〜40質量%からなる混合物を含むもの、又は当該混合物だけからなるものを使用することが好ましい。なお、上記の処理液Aと処理液Bを混合して撥水性保護膜形成用薬液を調製する際は、調製後の薬液の総量100質量%に対して、上記の非水有機溶媒が76〜99.8999質量%、上記のシリル化剤が0.1〜20質量%、上記の酸が0.0001〜4質量%となるように混合することが好ましい。
本発明の圧送容器を用いて処理液Aを保管する場合、上記処理液Aを、45℃で12ヶ月保管する高温保存試験において、該試験前の処理液A中のシリル化剤濃度に対する、該試験後の処理液A中のシリル化剤濃度の低下率は、薬液の性能維持の観点から、好ましくは80%以下、より好ましくは50%以下、さらに好ましくは10%以下である。
本発明の圧送容器を用いて処理液Bを保管する場合、上記処理液Bを、45℃で12ヶ月保管する高温保存試験において、該試験前の処理液B中の酸又は塩基濃度に対する、該試験後の処理液B中の酸又は塩基濃度の低下率は、薬液の性能維持の観点から、好ましくは80%以下、より好ましくは50%以下、さらに好ましくは10%以下である。
表面に凹凸パターンを有するウェハは、以下のような手順で得られる場合が多い。まず、平滑なウェハ表面にレジストを塗布したのち、レジストマスクを介してレジストに露光し、露光されたレジスト、又は、露光されなかったレジストをエッチング除去することによって所望の凹凸パターンを有するレジストを作製する。また、レジストにパターンを有するモールドを押し当てることでも、凹凸パターンを有するレジストを得ることができる。次に、ウェハをエッチングする。このとき、レジストパターンの凹の部分に対応するウェハ表面が選択的にエッチングされる。最後に、レジストを剥離すると、凹凸パターンを有するウェハが得られる。
表面に凹凸パターンを有し該凹凸パターンの少なくとも一部がケイ素元素を含むウェハとしては、ウェハ表面にシリコン、酸化ケイ素、又は窒化ケイ素などシリコンを含む膜が形成されたもの、あるいは、上記凹凸パターンを形成したときに、該凹凸パターンの表面の少なくとも一部がシリコン、酸化ケイ素、又は窒化ケイ素などケイ素元素を含むものが含まれる。
また、シリコン、酸化ケイ素、及び、窒化ケイ素から選ばれる少なくとも1つを含む複数の成分から構成されたウェハに対しても、シリコン、酸化ケイ素、及び、窒化ケイ素から選ばれる少なくとも1つの表面に保護膜を形成することができる。該複数の成分から構成されたウェハとしては、シリコン、酸化ケイ素、及び、窒化ケイ素から選ばれる少なくとも1つがウェハ表面に形成したもの、あるいは、凹凸パターンを形成したときに、該凹凸パターンの少なくとも一部がシリコン、酸化ケイ素、及び、窒化ケイ素から選ばれる少なくとも1つとなるものも含まれる。なお、上記薬液で保護膜を形成できるのは上記凹凸パターン中のケイ素元素を含む部分の表面である。
ウェハの凹凸パターンの少なくとも凹部表面に、保護膜形成用薬液により上記保護膜が形成されたとき、該表面に水が保持されたと仮定したときの接触角は、調製後10分以内の薬液を用いた場合の接触角θに対して、調製後、所定時間保管した薬液を用いた場合の接触角θが、15°以上低下しないことが好ましい(すなわち、θ−θ<15°であることが好ましい)。上記の接触角の低下が15°以上であると、保護膜の撥水性能が安定せず、パターン倒れを誘発しやすい洗浄工程に対する改善効果が十分に持続されない恐れがある(ポットライフが悪い)ため好ましくない。また、上記の接触角θ及びθがいずれも50〜130°であると、パターン倒れが発生し難いためより好ましい。また、該接触角は90°に近いほど凹部に働く毛細管力が小さくなり、パターン倒れが更に発生し難くなるため、60〜120°が特に好ましく、70〜110°がさらに好ましい。
上記ウェハの凹部表面での撥水性保護膜の形成は、上記薬液や上記薬液キットから得られる薬液に含まれるシリル化剤の反応性部位とウェハの反応サイトであるシラノール基とが反応し、シリル化剤がシロキサン結合を介してシリコンウェハ等のケイ素元素と化学的に結合することによってなされる。上記反応性部位は水によって分解したり変質したりして、反応性が低下する場合がある。そのため、上記ケイ素化合物は水との接触を低減させる必要がある。
上記薬液や上記薬液キットを混合して得られる薬液において、上記シリル化剤は薬液の総量100質量%に対して0.1〜50質量%含まれていれば、ウェハの凹部表面に充分な撥水性を付与することができる。当然ながら50質量%を超える濃度であってもウェハの凹部表面に充分な撥水性を付与することができるが、コストの観点から、上記濃度は0.1〜50質量%が好ましい。従って、上記薬液に含まれる成分のうち、上記ケイ素化合物以外の主要成分である非水有機溶媒中の水分濃度を低減することが、ケイ素化合物の反応性部位の反応性低下を低減する上で重要である。
また、上記薬液又は薬液キットは、本発明の目的を阻害しない範囲で、他の添加剤等を含有してもよい。該添加剤としては、過酸化水素、オゾンなどの酸化剤、界面活性剤等が挙げられる。また、ウェハの凹凸パターンの一部に、上記ケイ素化合物では保護膜が形成しない材質がある場合は、該材質に保護膜を形成できるものを添加しても良い。また、触媒以外の目的で他の酸や塩基を添加しても良い。
[保管方法]
以下、本発明の保管方法について説明する。本発明の保管方法は、表面に凹凸パターンを有し該凹凸パターンの少なくとも一部がケイ素元素を含むウェハの該凹凸パターンの少なくとも凹部表面に撥水性保護膜を形成するための保護膜形成用薬液、又は、混合することにより上記保護膜形成用薬液となる保護膜形成用薬液キットを圧送容器に保管する方法である。なお、本発明の保管方法で使用する圧送容器は、上述した本発明の圧送容器であるため、圧送容器の詳細な説明は省略する。
上記保護膜形成用薬液は、非水有機溶媒と、シリル化剤と、酸又は塩基とを有している。上記保護膜形成用薬液キットは、非水有機溶媒とシリル化剤とを有する処理液Aと、非水有機溶媒と酸又は塩基とを有する処理液Bとからなる。本発明の保管方法を用いて保管する保護膜形成用薬液、処理液A及び処理液Bは、本発明の圧送容器に保管する保護膜形成用薬液、処理液A及び処理液Bと同じであるため、その詳細な説明を省略する。
本発明の保管方法においては、保護膜形成用薬液、処理液A及び処理液Bのいずれかの液体を、本発明の圧送容器に、不活性ガスを用いて45℃における内圧がゲージ圧0.01〜0.19MPaとなるように加圧充填する。不活性ガスとしては、窒素ガスを用いることが好ましい。また、45℃における内圧は、好ましくはゲージ圧0.01〜0.19MPa、より好ましくはゲージ圧0.03〜0.1MPaである。
本発明の保管方法において、液体を保管する温度は、0〜45℃であり、好ましくは10〜35℃である。
[移液方法]
以下、本発明の移液方法について説明する。本発明の移液方法は、表面に凹凸パターンを有し該凹凸パターンの少なくとも一部がケイ素元素を含むウェハの該凹凸パターンの少なくとも凹部表面に撥水性保護膜を形成するための保護膜形成用薬液、又は、混合することにより上記保護膜形成用薬液となる保護膜形成用薬液キットを、内部を加圧することにより移液が可能なように構成された圧送容器に対して移液する方法である。
上記保護膜形成用薬液は、非水有機溶媒と、シリル化剤と、酸又は塩基とを有している。上記保護膜形成用薬液キットは、非水有機溶媒とシリル化剤とを有する処理液Aと、非水有機溶媒と酸又は塩基とを有する処理液Bとからなる。本発明の移液方法を用いて移液する保護膜形成用薬液、処理液A及び処理液Bは、本発明の圧送容器に保管する保護膜形成用薬液、処理液A及び処理液Bと同じであるため、その詳細な説明を省略する。
本発明の移液方法においては、下記(1)及び(2)のうち少なくとも一方を行うことを特徴とする。
(1)上記液体の帯電電位を低減する除電機構が設けられており、上記除電機構を除く接液部分が樹脂材料から構成されている通液部を介して、上記液体を上記容器本体に充填する。
(2)上記液体の帯電電位を低減する除電機構が設けられており、上記除電機構を除く接液部分が樹脂材料から構成されている通液部を介して、上記液体が充填された上記容器本体から上記液体を取り出す。
本発明の移液方法で使用する圧送容器は、除電機構が設けられた本発明の圧送容器であってもよいし、除電機構が設けられていない圧送容器であってもよい。例えば、通液ノズルに除電機構が設けられていない圧送容器を使用し、除電機構が設けられた配管等の部材を圧送容器の通液ノズルに接続して移液する態様等が挙げられる。除電機構が設けられた本発明の圧送容器を使用する場合、通液ノズルが「通液部」に該当し、除電機構が設けられていない圧送容器を使用する場合、除電機構が設けられた配管等の部材が「通液部」に該当する。このように、本発明の移液方法は、除電機構が圧送容器の構成の一部であるか圧送容器と別の構成であるかが異なる以外は、同様に移液するものである。また、通液部は複数設けられていてもよく、除電機構が複数設けられていてもよい。さらに、本発明の圧送容器を使用する場合であっても、圧送容器以外の部材に除電機構がさらに設けられていてもよい。
本発明の移液方法において、除電機構の構成は、本発明の圧送容器に設けられている除電機構の構成と同様である。除電機構は、アース接続された導電性材料から構成されていることが好ましい。この場合、除電機構は、液体と接触する通液部の表面の一部を、アース接続された導電性材料とすることにより構成されているか、又は、液体と接触するように、アース接続された導電性材料を通液部の中に設けることにより構成されていることがより好ましい。除電機構の例としては、(a)導電性材料からなる部材が通液ノズルの一部として接続された構成、(b)通液ノズルの一部に樹脂ライニング層が設けられておらず導電性材料が露出した構成、(c)樹脂ライニング層で被覆された通液ノズル中に導電性材料からなる部材を設けた構成、(d)導電性材料からなる配管、内部表面の一部に樹脂ライニング層が設けられておらず導電性材料が露出した配管、内部表面全体が樹脂ライニング層で被覆されている中に導電性材料からなる部材が設けられた配管等が、圧送容器の通液ノズルと接続された構成などが挙げられる。なお、導電性材料については、既に説明したとおりである。
本発明の移液方法で使用する圧送容器においては、容器本体に、液体の帯電電位を低減する除電機構がさらに設けられていることが好ましい。なお、容器本体に除電機構が設けられている本発明の圧送容器を使用してよいことはもちろんのこと、通液ノズルに除電機構は設けられていないが、容器本体に除電機構が設けられている圧送容器を使用してもよい。容器本体に設けられる除電機構の構成は特に限定されないが、液体と接触する表面の一部を、アース接続された導電性材料とし、導電性材料以外の接液部分を樹脂材料とした棒状体から構成されていることが好ましい。
本発明の移液方法において、除電機構が設けられていない圧送容器を使用する場合、除電機構を除く圧送容器の構成は、本発明の圧送容器の構成と同様である。
本発明の移液方法においては、上記(1)及び(2)の両方を行うことが好ましいが、(1)及び(2)の一方のみを行ってもよい。(1)及び(2)の一方のみを行う場合、(1)のみを行うことが好ましい。また、(1)及び(2)の両方を行う場合、除電機構が設けられた通液部は同じであってもよいし、異なっていてもよい。
本発明の移液方法において、保護膜形成用薬液、処理液A及び処理液Bのいずれかの液体を除電機構に接触させる時間は、帯電電位を下げる観点からは長い方が好ましいが、液体による金属溶出がもたらすパーティクル増加の観点からは短い方が好ましい。そのため、接触時間は、好ましくは0.001〜100秒間、より好ましくは0.001〜10秒間、さらに好ましくは0.01〜1秒間である。なお、除電機構が複数設けられている場合、接触時間とは、液体をすべての除電機構に接触させる時間の合計である。
本発明の移液方法において、保護膜形成用薬液、処理液A及び処理液Bのいずれかの液体を通液部に通液する速度は、帯電電位を下げる観点からは遅い方が好ましいが、経済性の観点からは速い方が好ましい。そのため、通液する速度は、好ましくは0.01〜10m/sec、より好ましくは0.1〜1m/secである。
以下、本発明の実施形態をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
本実施例及び比較例では、保護膜形成用薬液又は保護膜形成用薬液キット(以降「サンプル液」と記載する場合がある)を、圧送容器に充填、保管、及び、取り出して、以下に示す方法により評価を行った。
[内圧(45℃)変化]
圧送容器にサンプル液を充填し、45℃で12ヶ月間高温保存し、該高温保存の開始時及び終了時の45℃における内圧(絶対圧)を容器付随のベローズ式圧力計で測定して、以下の式から内圧の変化率を算出した。薬液等の性能維持の観点から該変化率は小さいほど好ましく、±10%以内を合格とした。
内圧の変化率(%)=(高温保存終了時内圧−高温保存開始時内圧)×100/(高温保存開始時内圧)
[サンプル液の濃度変化]
予めガスクロマトグラフでサンプル液の濃度(「保護膜形成剤濃度」、「シリル化剤濃度」又は「酸又は塩基の濃度」)を測定したサンプル液を圧送容器に充填し、45℃で12ヶ月間高温保存した後に、サンプル液の濃度(「保護膜形成剤濃度」、「シリル化剤濃度」又は「酸又は塩基の濃度」)を測定し、以下の式によって得られる絶対値から濃度低下率を算出した。薬液等の性能維持の観点から該低下率は小さいほど好ましく、10%以下が特に好ましい。
濃度低下率(%)=(高温保存開始前濃度−高温保存終了後濃度)×100/(高温保存開始前濃度)
[サンプル液のパーティクル数変化]
サンプル液を圧送容器に充填した後、該サンプル液を後述するサンプル液取出し用ノズル7から一部抜き出して、液相での光散乱式液中粒子検出器によるパーティクル測定で、0.2μmより大きいパーティクルの1mL当たりの数(以降、単に「パーティクル数」と記載する場合がある)を測定した。このときのパーティクル数は「高温保存前のパーティクル数」である。圧送容器内でサンプル液を45℃で12ヶ月間高温保存した後に、該サンプル液のパーティクル数を同様に測定した。このときのパーティクル数は「高温保存後のパーティクル数」である。清浄性の観点から高温保存後もパーティクル数は少ないほど好ましい。
[サンプル液の帯電電位]
圧送容器にサンプル液を充填した後、該サンプル液を後述するサンプル液取出し用ノズル7から一部抜き出して、サンプル液の帯電電位を防爆タイプデジタル静電電位測定器(春日電機製、型式KSD−0108)により測定した。このときの帯電電位は「充填後の帯電電位」である。また、充填後に圧送容器を振幅70mmの往復式振とう条件で1時間振とうした後、該サンプル液を後述するサンプル液取出し用ノズル7から一部抜き出して、サンプル液の帯電電位を同様に測定した。このときの帯電電位は「振とう後の帯電電位」である。さらに、上記と同様に充填後、振とうせずに後述するサンプル液出入り用ノズル8から取り出した際のサンプル液の帯電電位を同様に測定した。このときの帯電電位は「取出し後の帯電電位」である。安全性の観点から上記のいずれの状態のサンプル液においても帯電電位が小さいほど好ましい。
本実施例及び比較例において、サンプル液として、以下のサンプル液(1)〜(6)を用いた。
[サンプル液(1)]
ヘキサメチルジシラザン〔(HC)Si−NH−Si(CH〕を5質量部、無水トリフルオロ酢酸〔{CFC(O)}O〕を0.7質量部、非水有機溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)を94.3質量部の比率で混合して反応させることにより、酸としてトリメチルシリルトリフルオロアセテート〔(CHSi−OC(O)CF〕、保護膜形成剤(シリル化剤)としてヘキサメチルジシラザンを含む液を得たのち、除粒子径0.05μmの除粒子膜付イオン交換樹脂膜(日本インテグリス株式会社製プロテゴプラスLTX、製品No.PRLZ02PQ1K、膜の表面積1.38m)で金属不純物とパーティクルを除去することにより、保護膜形成用薬液であるサンプル液(1)を調製した。なお、本実施例の薬液に含まれるヘキサメチルジシラザンは、上記の酸を得るための反応で消費されなかったヘキサメチルジシラザンであり、該成分は保護膜形成剤(シリル化剤)として機能するものである。サンプル液(1)の保護膜形成剤濃度は4.5質量%である。
[サンプル液(2)]
シリル化剤としてオクチルジメチル(ジメチルアミノ)シラン〔C17Si(CH−N(CH〕を10質量部、非水有機溶媒としてPGMEAを90質量部の比率で混合した後、除粒子径0.05μmの除粒子膜付イオン交換樹脂膜(日本インテグリス株式会社製プロテゴプラスLTX、製品No.PRLZ02PQ1K、膜の表面積1.38m)で金属不純物とパーティクルを除去することにより、保護膜形成用薬液キット(処理液A)であるサンプル液(2)を調製した。なお、サンプル液(2)のシリル化剤濃度は10質量%である。
[サンプル液(3)]
トリメチルクロロシラン〔(CHSiCl〕を10質量部、非水有機溶媒として2−プロパノール(iPA)を90質量部の比率で混合して反応させることにより、酸として塩化水素、保護膜形成剤(シリル化剤)としてトリメチルイソプロポキシシラン〔(CHSiOC〕を含む液を得たのち、除粒子径0.05μmの除粒子膜付イオン交換樹脂膜(日本インテグリス株式会社製プロテゴプラスLTX、製品No.PRLZ02PQ1K、膜の表面積1.38m)で金属不純物とパーティクルを除去することにより、保護膜形成用薬液であるサンプル液(3)を調製した。なお、サンプル液(3)の保護膜形成剤濃度は12.2質量%である。
[サンプル液(4)]
シリル化剤としてトリメチルシリルジメチルアミン〔(CHSi−N(CH〕を5.5質量部、非水有機溶媒としてPGMEAを94.5質量部の比率で混合した後、除粒子径0.05μmの除粒子膜付イオン交換樹脂膜(日本インテグリス株式会社製プロテゴプラスLTX、製品No.PRLZ02PQ1K、膜の表面積1.38m)で金属不純物とパーティクルを除去することにより、保護膜形成用薬液キット(処理液A)であるサンプル液(4)を調製した。なお、サンプル液(4)のシリル化剤濃度は5.5質量%である。
[サンプル液(5)]
酸として無水トリフルオロ酢酸〔{CFC(O)}O〕を1.5質量部、非水有機溶媒としてPGMEAを98.5質量部の比率で混合した後、除粒子径0.05μmの除粒子膜付イオン交換樹脂膜(日本インテグリス株式会社製プロテゴプラスLTX、製品No.PRLZ02PQ1K、膜の表面積1.38m)で金属不純物とパーティクルを除去することにより、保護膜形成用薬液キット(処理液B)であるサンプル液(5)を調製した。なお、サンプル液(5)の酸濃度は1.5質量%である。
[サンプル液(6)]
塩基としてジエチルアミン〔(CNH:DEA〕を2質量部、非水有機溶媒として3M製Novec7100を93質量部とiPAを5質量部の比率で混合した後、除粒子径0.05μmの除粒子膜付イオン交換樹脂膜(日本インテグリス株式会社製プロテゴプラスLTX、製品No.PRLZ02PQ1K、膜の表面積1.38m)で金属不純物とパーティクルを除去することにより、保護膜形成用薬液キット(処理液B)であるサンプル液(6)を調製した。なお、サンプル液(6)の塩基濃度は2質量%である。
[実施例1]
本実施例では図2に示す圧送容器A1を用いた。該容器A1は、容器本体1aと、ノズル4、5、6、7と、帯電電位を低減する除電機構10aとを有する。ノズル4、5、6、7と除電機構10aはSUS304製である。容器本体1aは、SUS304製の金属缶体の内部表面がPFA製のライニング層2aで被覆された構造である。容器本体1aとノズル4、5、6、7のサンプル液と接触する内部の表面はPFA製のライニング層2aで被覆されている。ノズル4はPFA製のサンプル液出入り用ノズル8と接続されており、ノズル5は接液部がPFA製のベローズ式圧力計9と接続されている。また、ノズル4、6、7は図示しないバルブ若しくはカプラー等に接続されており、上記した本容器の各構成は容器内を密閉に保てるように接続された構造となっている。サンプル液と接触する表面は、除電機構10a(SUS304製)の部分を除いて、PFA製のライニング層2aで被覆されているか、あるいはPFA製のノズルである。すなわち、除電機構10aの部分(内径:28.4mmφ、長さ:50mm、接液面積:44.6cm)では、SUS304が表面に露出した状態であり、サンプル液と接触しうる状態である。さらに、除電機構10aは、図示しない配線等によりアース接続されている。なお、除電機構10aの接液部分以外(例えばアース接続のための配線等)はサンプル液に接触しない。
清浄な圧送容器の内部をガス口ノズル6を通じて窒素ガスで満たした後、室温(25℃)で、通液ノズル4からサンプル液出入り用ノズル8を経てサンプル液3として上記サンプル液(1)を注液した。なお、注液は、除粒子径0.05μmの除粒子膜付イオン交換樹脂膜(日本インテグリス株式会社製プロテゴプラスLTX、製品No.PRLZ02PQ1K、膜の表面積1.38m)を通液ノズル4に連結し、サンプル液(1)を上記除粒子膜付イオン交換樹脂膜に通液させて、パーティクルを除去しながら行った。このとき、注液とともにガス口ノズル6を通じて窒素ガスを排気し、注液完了後、ガス口ノズル6より容器の内圧がゲージ圧0.043MPaとなるようにして充填を完了した。
上記の容器を45℃の温度で12ヶ月間保存した。なお、45℃の保管開始時の容器の内圧はゲージ圧0.05MPaであった。12ヶ月間保存後の45℃における容器の内圧はゲージ圧0.05MPaであり、内圧の変化率は0%であった。また、12ヶ月間保存後のサンプル液(1)の保護膜形成剤濃度は4.5質量%であり、濃度低下率は0%であった。また、12ヶ月間保存後のサンプル液(1)のパーティクル数は13個/mLであった。
また、別途、清浄な圧送容器の内部をガス口ノズル6を通じて窒素ガスで満たした後、通液ノズル4からサンプル液出入り用ノズル8を経てサンプル液3としてサンプル液(1)を注液し、充填を完了した後、サンプル液取出し用ノズル7からサンプル液(1)を抜き出して該液の帯電電位を測定したところ0.6kVであった。また、上記操作後、圧送容器を振とうし、同様にサンプル液取出し用ノズル7からサンプル液(1)を抜き出して該液の帯電電位を測定したところ0.6kVであった。さらに、上記と同様に充填後、振とうせずにサンプル液出入り用ノズル8を経て通液ノズル4からサンプル液(1)を抜き出して該液の帯電電位を測定したところ0.1kVであった。なお、本実施例でサンプル液の充填及び取り出し時の通液速度は0.5m/secであり、サンプル液を上記除電機構に接触させる場合の時間(接液時間)は0.1秒間であった。評価条件を表1に、評価結果を表2に示す。
[実施例2]
容器本体1aの金属缶体、および、除電機構10aをSUS316Lの電解研磨製とした以外は実施例1と同様の操作を行った。評価条件を表1に、評価結果を表2に示す。
[実施例3]
本実施例では図3に示す圧送容器A2を用いた。該容器A2は、除電機構10bとして、SUS304製のスリーブ部材(内径:28.4mmφ、長さ:10mm、接液面積:8.9cm)をノズル4に組み込んだ構造であり、該スリーブ部材がサンプル液と接触しうる状態である。さらに、除電機構10b(スリーブ部材)は図示しない配線等によりアース接続されている。なお、除電機構10bの接液部分以外(例えばアース接続のための配線等)はサンプル液に接触しない。上記以外は図2の圧送容器A1と同様の構造である。上記の圧送容器A2を用いる以外は実施例1と同様の操作を行った。評価条件を表1に、評価結果を表2に示す。
[実施例4]
容器本体1aの金属缶体、および、除電機構10b(スリーブ部材)をSUS316Lの電解研磨製とした以外は実施例3と同様の操作を行った。評価条件を表1に、評価結果を表2に示す。
[実施例5]
本実施例では図4に示す圧送容器A3を用いた。該容器A3は、図2の圧送容器A1に、さらに帯電電位を低減する除電機構12を有する構造である。圧送容器A3内において、SUS304製の棒状体11の表面のうち除電機構12の部分を除いては、PFA製のライニング層2aで被覆されている。すなわち、除電機構12の部分(接液面積200mm)では、SUS304製の棒状体11が表面に露出した状態でありサンプル液と接触しうる状態である。さらに除電機構12(棒状体11)は図示しない配線等によりアース接続されている。なお、除電機構12(棒状体11の接液部分)以外(例えばアース接続のための配線等)はサンプル液に接触しない。上記の圧送容器A3を用いる以外は実施例1と同様の操作を行った。評価条件を表1に、評価結果を表2に示す。
[比較例1]
図5に示す圧送容器B1、すなわち除電機構がない圧送容器を用いる以外は実施例1と同様の操作を行った。評価条件を表1に、評価結果を表2に示す。
[比較例2]
図6に示す圧送容器B2、すなわちライニング層がない圧送容器を用いる以外は実施例1と同様の操作を行った。評価条件を表1に、評価結果を表2に示す。
Figure 2015003765
Figure 2015003765
[実施例6〜10、比較例3〜4]
サンプル液としてサンプル液(2)を用いた以外はそれぞれ実施例1〜5、比較例1〜2と同様の操作を行った。評価条件を表3に、評価結果を表4に示す。
Figure 2015003765
Figure 2015003765
[実施例11〜15、比較例5〜6]
サンプル液としてサンプル液(3)を用いた以外はそれぞれ実施例1〜5、比較例1〜2と同様の操作を行った。評価条件を表5に、評価結果を表6に示す。
Figure 2015003765
Figure 2015003765
[実施例16〜20、比較例7〜8]
サンプル液としてサンプル液(4)を用いた以外はそれぞれ実施例1〜5、比較例1〜2と同様の操作を行った。評価条件を表7に、評価結果を表8に示す。
Figure 2015003765
Figure 2015003765
[実施例21〜25、比較例9〜10]
サンプル液としてサンプル液(5)を用いた以外はそれぞれ実施例1〜5、比較例1〜2と同様の操作を行った。評価条件を表9に、評価結果を表10に示す。
Figure 2015003765
Figure 2015003765
[実施例26〜30、比較例11〜12]
サンプル液としてサンプル液(6)を用いた以外はそれぞれ実施例1〜5、比較例1〜2と同様の操作を行った。評価条件を表11に、評価結果を表12に示す。
Figure 2015003765
Figure 2015003765
[実施例31]
本実施例では図7に示す圧送容器A4を用いた。該容器A4は、容器本体1bと、ノズル4、5、6、7と、帯電電位を低減する除電機構10aとを有する。ノズル4、5、6、7と除電機構10aはSUS304製である。容器本体1bは、PFAを回転成形法により筒袋状に成形した樹脂缶体2b(以降「PFA層2b」とも記載する)の外装をSUS304製の金属缶体で覆った構造である。実施例1〜30と同様、容器本体1bとノズル4、5、6、7のサンプル液と接触する表面はPFA層2bで被覆されている。ノズル4はPFA製のサンプル液出入り用ノズル8と接続されており、ノズル5は接液部がPFA製のベローズ式圧力計9と接続されている。また、ノズル4、6、7は図示しないバルブ若しくはカプラー等に接続されており、上記した本容器の各構成は容器内を密閉に保てるように接続された構造となっている。サンプル液と接触する表面は、除電機構10a(SUS304製)の部分を除いて、PFA層2bか、あるいはPFA製のノズルである。すなわち、除電機構10aの部分(内径:28.4mmφ、長さ:50mm、接液面積:44.6cm)では、SUS304が表面に露出した状態でありサンプル液と接触しうる状態である。さらに、除電機構10aは図示しない配線等によりアース接続されている。なお、除電機構10aの接液部分以外(例えばアース接続のための配線等)はサンプル液に接触しない。
清浄な圧送容器の内部をガス口ノズル6を通じて窒素ガスで満たした後、室温(25℃)で、通液ノズル4からサンプル液出入り用ノズル8を経てサンプル液3として上記サンプル液(1)を注液した。なお、注液は、除粒子径0.05μmの除粒子膜付イオン交換樹脂膜(日本インテグリス株式会社製プロテゴプラスLTX、製品No.PRLZ02PQ1K、膜の表面積1.38m)を通液ノズル4に連結し、サンプル液(1)を上記除粒子膜付イオン交換樹脂膜に通液させて、パーティクルを除去しながら行った。このとき、注液とともにガス口ノズル6を通じて窒素ガスを排気し、注液完了後、ガス口ノズル6より容器の内圧がゲージ圧0.043MPaとなるようにして充填を完了した。
上記の容器を45℃の温度で12ヶ月間保存した。なお、45℃の保管開始時の容器の内圧はゲージ圧0.05MPaであった。12ヶ月間保存後の45℃における容器の内圧はゲージ圧0.05MPaであり、内圧の変化率は0%であった。また、12ヶ月間保存後のサンプル液(1)の保護膜形成剤濃度は4.5質量%であり、濃度低下率は0%であった。また、12ヶ月間保存後のサンプル液(1)のパーティクル数は17個/mLであった。
また、別途、清浄な圧送容器の内部をガス口ノズル6を通じて窒素ガスで満たした後、通液ノズル4からサンプル液出入り用ノズル8を経てサンプル液3としてサンプル液(1)を注液し、充填を完了した後、サンプル液取出し用ノズル7からサンプル液(1)を抜き出して該液の帯電電位を測定したところ0.5kVであった。また、上記操作後、圧送容器を振とうし、同様にサンプル液取出し用ノズル7からサンプル液(1)を抜き出して該液の帯電電位を測定したところ0.5kVであった。さらに、上記と同様に充填後、振とうせずにサンプル液出入り用ノズル8を経て通液ノズル4からサンプル液(1)を抜き出して該液の帯電電位を測定したところ0.1kVであった。なお、本実施例でサンプル液の充填及び取り出し時の通液速度は0.5m/secであり、サンプル液を上記除電機構に接触させる場合の時間(接液時間)は0.1秒間であった。評価条件を表13に、評価結果を表14に示す。
[実施例32]
上記樹脂缶体2bの外装を被覆する金属缶体、および、除電機構10aをSUS316Lの電解研磨製とした以外は実施例31と同様の操作を行った。評価条件を表13に、評価結果を表14に示す。
[実施例33]
本実施例では図8に示す圧送容器A5を用いた。該容器A5は、除電機構10bとして、SUS304製のスリーブ部材(内径:28.4mmφ、長さ:10mm、接液面積:8.9cm)をノズル4に組み込んだ構造であり、該スリーブ部材がサンプル液と接触しうる状態である。さらに、除電機構10b(スリーブ部材)は図示しない配線等によりアース接続されている。なお、除電機構10bの接液部分以外(例えばアース接続のための配線等)はサンプル液に接触しない。上記以外は図7の圧送容器A4と同様の構造である。上記の圧送容器A5を用いる以外は実施例31と同様の操作を行った。評価条件を表13に、評価結果を表14に示す。
[実施例34]
上記樹脂缶体2bの外装を被覆する金属缶体、および、除電機構10b(スリーブ部材)をSUS316Lの電解研磨製とした以外は実施例33と同様の操作を行った。評価条件を表13に、評価結果を表14に示す。
[実施例35]
本実施例では図9に示す圧送容器A6を用いた。該容器A6は、図7の圧送容器A4に、さらに帯電電位を低減する除電機構12を有する構造である。圧送容器A6内において、SUS304製の棒状体11の表面のうち除電機構12の部分を除いては、PFA製のライニング層2aで被覆されている。すなわち、除電機構12の部分(接液面積200mm)では、SUS304製の棒状体11が表面に露出した状態でありサンプル液と接触しうる状態である。さらに除電機構12(棒状体11)は図示しない配線等によりアース接続されている。なお、除電機構12(棒状体11の接液部分)以外(例えばアース接続のための配線等)はサンプル液に接触しない。上記の圧送容器A6を用いる以外は実施例31と同様の操作を行った。評価条件を表13に、評価結果を表14に示す。
[比較例13]
図10に示す圧送容器B3、すなわち除電機構がない圧送容器を用いる以外は実施例31と同様の操作を行った。評価条件を表13に、評価結果を表14に示す。
Figure 2015003765
Figure 2015003765
A1、A2、A3、A4、A5、A6、B1、B2、B3 圧送容器
1a、1b 容器本体
2a ライニング層
2b PFA層(樹脂缶体)
3 サンプル液
4 通液ノズル
5 圧力計用ノズル
6 ガス口ノズル
7 サンプル液取出し用ノズル(通液ノズル)
8 サンプル液出入り用ノズル(接液ノズル)
9 圧力計
10a、10b 除電機構(通液ノズルに設けられた除電機構)
11 棒状体
12 除電機構(容器本体に設けられた除電機構)
20 圧送容器
21 容器本体
22 通液ノズル
23 ガス口ノズル
24 樹脂ライニング層
25 接液ノズル
26 除電機構(通液ノズルに設けられた除電機構)

Claims (14)

  1. 表面に凹凸パターンを有し該凹凸パターンの少なくとも一部がケイ素元素を含むウェハの該凹凸パターンの少なくとも凹部表面に撥水性保護膜を形成するための保護膜形成用薬液、又は、混合することにより前記保護膜形成用薬液となる保護膜形成用薬液キットを保管するとともに、内部を加圧することにより移液が可能なように構成された圧送容器であって、
    前記保護膜形成用薬液は、非水有機溶媒と、シリル化剤と、酸又は塩基とを有し、
    前記保護膜形成用薬液キットは、非水有機溶媒とシリル化剤とを有する処理液Aと、非水有機溶媒と酸又は塩基とを有する処理液Bとからなり、
    前記圧送容器は、前記保護膜形成用薬液、前記処理液A及び前記処理液Bのいずれかの液体を充填する容器本体と、前記容器本体に対して前記液体を充填及び/又は取り出すために前記液体を通液する通液ノズルとを有し、
    前記容器本体は、前記液体と接触する部分が樹脂材料とされている金属缶体から構成されており、
    前記通液ノズルには前記液体の帯電電位を低減する除電機構が設けられており、前記通液ノズルにおいて前記除電機構を除く接液部分は樹脂材料から構成されていることを特徴とする圧送容器。
  2. 前記除電機構は、アース接続された導電性材料から構成されている請求項1に記載の圧送容器。
  3. 前記除電機構は、前記液体と接触する前記通液ノズルの表面の一部を、アース接続された導電性材料とすることにより構成されている請求項2に記載の圧送容器。
  4. 前記除電機構は、前記液体と接触するように、アース接続された導電性材料を前記通液ノズルの中に設けることにより構成されている請求項2に記載の圧送容器。
  5. 前記容器本体に、前記液体の帯電電位を低減する除電機構がさらに設けられている請求項1〜4のいずれかに記載の圧送容器。
  6. 前記容器本体に設けられた除電機構は、前記液体と接触する表面の一部を、アース接続された導電性材料とし、前記導電性材料以外の接液部分を樹脂材料とした棒状体から構成されている請求項5に記載の圧送容器。
  7. 前記容器本体は、内部表面に樹脂ライニング処理が施された金属缶体、又は、樹脂缶体の外装を覆った金属缶体から構成されている請求項1〜6のいずれかに記載の圧送容器。
  8. 表面に凹凸パターンを有し該凹凸パターンの少なくとも一部がケイ素元素を含むウェハの該凹凸パターンの少なくとも凹部表面に撥水性保護膜を形成するための保護膜形成用薬液、又は、混合することにより前記保護膜形成用薬液となる保護膜形成用薬液キットを圧送容器に保管する方法であって、
    前記保護膜形成用薬液は、非水有機溶媒と、シリル化剤と、酸又は塩基とを有し、
    前記保護膜形成用薬液キットは、非水有機溶媒とシリル化剤とを有する処理液Aと、非水有機溶媒と酸又は塩基とを有する処理液Bとからなり、
    前記保護膜形成用薬液、前記処理液A及び前記処理液Bのいずれかの液体を、請求項1〜7のいずれかに記載の圧送容器に、不活性ガスを用いて45℃における内圧がゲージ圧0.01〜0.19MPaとなるように加圧充填し、0〜45℃で保管することを特徴とする保管方法。
  9. 表面に凹凸パターンを有し該凹凸パターンの少なくとも一部がケイ素元素を含むウェハの該凹凸パターンの少なくとも凹部表面に撥水性保護膜を形成するための保護膜形成用薬液、又は、混合することにより前記保護膜形成用薬液となる保護膜形成用薬液キットを、内部を加圧することにより移液が可能なように構成された圧送容器に対して移液する方法であって、
    前記保護膜形成用薬液は、非水有機溶媒と、シリル化剤と、酸又は塩基とを有し、
    前記保護膜形成用薬液キットは、非水有機溶媒とシリル化剤とを有する処理液Aと、非水有機溶媒と酸又は塩基とを有する処理液Bとからなり、
    前記圧送容器は、前記保護膜形成用薬液、前記処理液A及び前記処理液Bのいずれかの液体を充填する容器本体を有し、
    前記容器本体は、前記液体と接触する部分が樹脂材料とされている金属缶体から構成されており、
    下記(1)及び(2)のうち少なくとも一方を行うことを特徴とする移液方法。
    (1)前記液体の帯電電位を低減する除電機構が設けられており、前記除電機構を除く接液部分が樹脂材料から構成されている通液部を介して、前記液体を前記容器本体に充填する。
    (2)前記液体の帯電電位を低減する除電機構が設けられており、前記除電機構を除く接液部分が樹脂材料から構成されている通液部を介して、前記液体が充填された前記容器本体から前記液体を取り出す。
  10. 前記除電機構は、アース接続された導電性材料から構成されている請求項9に記載の移液方法。
  11. 前記除電機構は、前記液体と接触する前記通液部の表面の一部を、アース接続された導電性材料とすることにより構成されている請求項10に記載の移液方法。
  12. 前記除電機構は、前記液体と接触するように、アース接続された導電性材料を前記通液部の中に設けることにより構成されている請求項10に記載の移液方法。
  13. 前記液体を前記除電機構に接触させる時間は、0.001〜100秒間である請求項9〜12のいずれかに記載の移液方法。
  14. 前記通液部に前記液体を通液する速度は、0.01〜10m/secである請求項9〜13のいずれかに記載の移液方法。


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