JP2017168710A - Wafer cleaning method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、接液部材として塩化ビニル樹脂を含むウェハの洗浄装置を用いるウェハの洗浄方法に関する。 The present invention relates to a wafer cleaning method using a wafer cleaning apparatus including a vinyl chloride resin as a liquid contact member.
ウェハの洗浄装置には、特許文献1〜8のように、洗浄液や処理液に接触する部材(接液部材)に塩化ビニル樹脂を用いたものがあり、使用する洗浄液や処理液には該塩化ビニル樹脂を劣化させないことが求められている。
As described in
本出願人は、特許文献9において、
表面に微細な凹凸パターンを有するシリコンウェハの製造方法において、パターン倒れを誘発しやすい洗浄工程を改善するための、撥水性洗浄液として、
シリコンウェハのSiと化学的に結合可能な反応性部位と疎水性基を含む撥水性化合物からなるもの、又は、該撥水性洗浄液の総量100質量%に対して0.1質量%以上の該撥水性化合物と、有機溶媒とが混合されて含まれるものについて開示しており、該撥水性洗浄液を用いたウェハの洗浄方法について開示している。
また、該撥水性化合物として下記の化合物を用いることを開示している。
R3Si(CH3)2Y
ここで、R3は、炭素数が1〜18の炭化水素基を含む1価の有機基、または、炭素数が1〜8のパーフルオロアルキル鎖を含む1価の有機基である。また、Yは、Siと結合する元素が窒素の1価の有機基を示す。
In the patent document 9, the present applicant
As a water-repellent cleaning solution for improving a cleaning process that easily induces pattern collapse in a method of manufacturing a silicon wafer having a fine uneven pattern on the surface,
A silicon wafer comprising a water-repellent compound containing a reactive site capable of chemically bonding to Si and a hydrophobic group, or 0.1% by weight or more of the water-repellent cleaning liquid with respect to 100% by weight in total. It discloses a mixture containing an aqueous compound and an organic solvent, and discloses a wafer cleaning method using the water-repellent cleaning liquid.
Moreover, it discloses that the following compounds are used as the water repellent compound.
R 3 Si (CH 3 ) 2 Y
Here, R 3 is a monovalent organic group containing a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms or a monovalent organic group containing a perfluoroalkyl chain having 1 to 8 carbon atoms. Y represents a monovalent organic group in which the element bonded to Si is nitrogen.
接液部材として塩化ビニル樹脂を含むウェハの洗浄装置で
表面に微細な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シリコン元素を含むウェハを洗浄する方法において、
特許文献9に記載の撥水性保護膜形成用薬液であっても、薬液に含まれる溶媒として、例えば、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)等のグリコールアセテート類やシクロヘキサノン等のケトン類を用いると、該薬液により上記塩化ビニル樹脂が劣化してしまう場合があった。
また、特許文献9に記載の撥水性保護膜形成用薬液に含まれる撥水性化合物は、プロトン性溶媒と反応し易いため、該撥水性化合物と、例えば、一級アルコールや二級アルコール等のプロトン性溶媒とを混合し長時間保管した後の撥水性保護膜形成用薬液は撥水性付与効果が、保管時間の経過とともに急激に変化(低下)して不安定となってしまう場合や、不十分となってしまう場合があった。
In a method for cleaning a wafer having a fine concavo-convex pattern on the surface with a wafer cleaning apparatus containing a vinyl chloride resin as a liquid contact member and at least a part of the concavo-convex pattern containing silicon
Even in the chemical solution for forming a water repellent protective film described in Patent Document 9, as a solvent contained in the chemical solution, for example, glycol acetates such as propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) and ketones such as cyclohexanone are used. In some cases, the chemical solution deteriorates the vinyl chloride resin.
In addition, since the water-repellent compound contained in the chemical solution for forming a water-repellent protective film described in Patent Document 9 easily reacts with a protic solvent, the water-repellent compound and, for example, a protic property such as a primary alcohol or a secondary alcohol The water-repellent protective film-forming chemical after mixing with a solvent and storing for a long time has a water repellency-imparting effect that suddenly changes (decreases) over time and becomes unstable. There was a case.
そこで本発明は、接液部材として塩化ビニル樹脂を含むウェハの洗浄装置で
表面に微細な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シリコン元素を含むウェハ(以降、単に「ウェハ」と記載する場合がある)を洗浄する方法において、
長時間保管した撥水性保護膜形成用薬液(以降、単に「保護膜形成用薬液」や「薬液」と記載する場合がある)を用いた場合であっても、
上記塩化ビニル樹脂を劣化させることなく、ウェハ表面に安定した撥水性を付与することができるウェハの洗浄方法を提供することを課題とする。
Therefore, the present invention is a wafer cleaning apparatus containing a vinyl chloride resin as a liquid contact member, and a wafer having a fine concavo-convex pattern on the surface and at least a part of the concavo-convex pattern containing silicon element (hereinafter simply referred to as “wafer”). In the method of cleaning)
Even when using a chemical solution for forming a water-repellent protective film that has been stored for a long time (hereinafter sometimes simply referred to as “chemical solution for forming a protective film” or “chemical solution”)
It is an object of the present invention to provide a wafer cleaning method capable of imparting stable water repellency to the wafer surface without deteriorating the vinyl chloride resin.
本発明は、接液部材として塩化ビニル樹脂を含むウェハの洗浄装置で
表面に微細な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シリコン元素を含むウェハを洗浄する方法において、
下記一般式[1]で表されるシリル化剤を含む第1液と、三級アルコールを含む第2液とを混合して、撥水性保護膜形成用薬液を調製する、調製工程、
調製工程後に上記撥水性保護膜形成用薬液を上記凹凸パターンの少なくとも凹部に保持して、該凹部表面に撥水性保護膜(以降、単に「保護膜」と記載する場合がある)を形成する、撥水性保護膜形成工程
を有し、
上記第1液中に含まれることのある非プロトン性の溶媒、及び、
上記第2液中の三級アルコールを含めた非水溶媒
の総量100質量%に対する上記三級アルコールの量が80〜100質量%であり、
上記第1液及び第2液の総量100質量%に対する上記シリル化剤の量(シリル化剤含有量)が1〜20質量%である、
ウェハの洗浄方法である。
(R1)a(H)3−aSi−N(R2)2 [1]
[式[1]中、R1はそれぞれ互いに独立して、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価の炭化水素基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基であり、R2はそれぞれ互いに独立して、炭素数が1〜8の1価の炭化水素基からなる群から選択される基である。aは2又は3である。]
なお、本発明において、調製工程後、撥水性保護膜形成工程前に薬液を保管した時間を「静置時間」と呼ぶ。
The present invention provides a method for cleaning a wafer having a fine concavo-convex pattern on a surface thereof and having at least a part of the concavo-convex pattern containing silicon element by a wafer cleaning apparatus containing a vinyl chloride resin as a liquid contact member.
A first step containing a silylating agent represented by the following general formula [1] and a second solution containing a tertiary alcohol to prepare a chemical solution for forming a water-repellent protective film, a preparation step,
After the preparation step, the water-repellent protective film-forming chemical solution is retained in at least the concave portion of the concave-convex pattern to form a water-repellent protective film (hereinafter sometimes simply referred to as “protective film”) on the concave surface. A water repellent protective film forming step,
An aprotic solvent that may be contained in the first liquid, and
The amount of the tertiary alcohol is 80 to 100% by mass relative to 100% by mass of the total amount of the nonaqueous solvent including the tertiary alcohol in the second liquid,
The amount of the silylating agent (silylating agent content) with respect to 100% by mass of the total amount of the first liquid and the second liquid is 1 to 20% by mass.
A wafer cleaning method.
(R 1 ) a (H) 3-a Si—N (R 2 ) 2 [1]
[In the formula [1], R 1 s are independently of each other from the group consisting of monovalent hydrocarbon groups having 1 to 18 carbon atoms in which some or all of the hydrogen elements may be replaced by fluorine elements. At least one group selected, and each R 2 is independently selected from the group consisting of monovalent hydrocarbon groups having 1 to 8 carbon atoms. a is 2 or 3. ]
In the present invention, the time during which the chemical solution is stored after the preparation step and before the water-repellent protective film forming step is referred to as “standing time”.
上記シリル化剤が、下記一般式[2]で表されるシリル化剤であることが好ましい。
(R3)(CH3)2Si−N(R4)2 [2]
[式[2]中、R3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1〜8の1価の炭化水素基であり、R4はそれぞれ互いに独立して、メチル基又はエチル基である。]
The silylating agent is preferably a silylating agent represented by the following general formula [2].
(R 3 ) (CH 3 ) 2 Si—N (R 4 ) 2 [2]
[In the formula [2], R 3 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms in which some or all of the hydrogen elements may be replaced by fluorine elements, and R 4 is independent of each other. And a methyl group or an ethyl group. ]
上記三級アルコールが、tert−ブチルアルコール、tert−アミルアルコール、2−メチル−2−ペンタノール、3−メチル−3−ペンタノール、3−エチル−3−ペンタノール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。なお、本発明において洗浄液や撥水性保護膜形成用薬液の溶媒として三級アルコールを用いる場合は、該洗浄液や該薬液中で三級アルコールが凝固しないように、液温を制御することが望ましい。三級アルコールを用いる上記の洗浄液や薬液の液温を、該三級アルコールの融点以上の温度とすることがより好ましい。 The tertiary alcohol is at least one selected from the group consisting of tert-butyl alcohol, tert-amyl alcohol, 2-methyl-2-pentanol, 3-methyl-3-pentanol, and 3-ethyl-3-pentanol. It is preferable that In the present invention, when a tertiary alcohol is used as a solvent for a cleaning liquid or a chemical solution for forming a water repellent protective film, it is desirable to control the liquid temperature so that the tertiary alcohol does not coagulate in the cleaning liquid or the chemical liquid. More preferably, the temperature of the cleaning liquid or chemical liquid using a tertiary alcohol is set to a temperature equal to or higher than the melting point of the tertiary alcohol.
上記シリル化剤含有量が1〜5質量%であることが好ましい。 The silylating agent content is preferably 1 to 5% by mass.
上記調製工程と上記撥水性保護膜形成工程を連続的に行うことが好ましい。 It is preferable to perform the said preparation process and the said water-repellent protective film formation process continuously.
上記撥水性保護膜形成工程の後で、該撥水性保護膜形成用薬液を乾燥により上記凹部から除去することが好ましい。 After the water repellent protective film forming step, it is preferable to remove the water repellent protective film forming chemical from the recesses by drying.
上記撥水性保護膜形成工程の後で、該凹部の撥水性保護膜形成用薬液を該薬液とは異なる洗浄液に置換し、該洗浄液を乾燥により上記凹部から除去することが好ましい。 After the water repellent protective film forming step, it is preferable to replace the chemical liquid for forming the water repellent protective film in the concave portion with a cleaning liquid different from the chemical liquid, and remove the cleaning liquid from the concave portion by drying.
また、上記乾燥後のウェハ表面に、加熱処理、光照射処理、オゾン曝露処理、プラズマ照射処理、及びコロナ放電処理からなる群から選ばれる少なくとも1つの処理を施して上記撥水性保護膜を除去してもよい。 Further, the water-repellent protective film is removed by performing at least one treatment selected from the group consisting of heat treatment, light irradiation treatment, ozone exposure treatment, plasma irradiation treatment, and corona discharge treatment on the wafer surface after the drying. May be.
本発明のウェハの洗浄方法を行っても、ウェハの洗浄装置中の塩化ビニル樹脂製の接液部材は劣化しない。また、本発明のウェハの洗浄方法によると、長時間保管した撥水性保護膜形成用薬液を用いた場合であっても、ウェハ表面に安定した撥水性を付与することができるため、ウェハの凹凸パターン表面の毛細管力を低下させ、ひいては安定したパターン倒れ防止効果を示す。該洗浄方法を実施すると、表面に微細な凹凸パターンを有するウェハの製造方法中の洗浄工程が、スループットが低下することなく改善される。従って、本発明のウェハの洗浄方法を利用したウェハの製造方法は、生産性が高いものとなる。 Even when the wafer cleaning method of the present invention is performed, the liquid contact member made of vinyl chloride resin in the wafer cleaning apparatus does not deteriorate. In addition, according to the wafer cleaning method of the present invention, even when a chemical solution for forming a water-repellent protective film stored for a long time is used, it is possible to impart stable water repellency to the wafer surface. Capillary force on the surface of the pattern is reduced, and as a result, a stable pattern collapse preventing effect is exhibited. When the cleaning method is carried out, the cleaning step in the method for manufacturing a wafer having a fine uneven pattern on the surface is improved without lowering the throughput. Therefore, the wafer manufacturing method using the wafer cleaning method of the present invention has high productivity.
本発明のウェハの洗浄方法は、今後益々高くなると予想される例えば7以上のアスペクト比を有する凹凸パターンにも対応可能であり、より高密度化された半導体デバイス生産のコストダウンを可能とする。しかも従来の装置から接液部材等の大きな変更がなく対応でき、その結果、各種の半導体デバイスの製造に適用可能なものとなる。 The wafer cleaning method of the present invention can cope with a concavo-convex pattern having an aspect ratio of, for example, 7 or more which is expected to become higher in the future, and can reduce the cost of production of higher-density semiconductor devices. In addition, the conventional apparatus can be applied without major changes such as a wetted member, and as a result, can be applied to the manufacture of various semiconductor devices.
本発明の洗浄方法の対象となるウェハとしては、ウェハ表面にシリコン、酸化ケイ素、又は窒化ケイ素などケイ素元素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、少なくともケイ素元素を含む複数の成分から構成されたウェハに対しても、ケイ素元素を含む成分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、窒化ケイ素などケイ素元素を含む成分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、窒化ケイ素などケイ素元素を含む成分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。 As a wafer to be subjected to the cleaning method of the present invention, a wafer in which a film containing a silicon element such as silicon, silicon oxide, or silicon nitride is formed on the wafer surface, or when the above uneven pattern is formed, the uneven pattern is formed. In which at least a part of the surface thereof contains silicon element such as silicon, silicon oxide, or silicon nitride. In addition, a protective film can be formed on the surface of a component containing a silicon element even for a wafer composed of a plurality of components containing at least a silicon element. As the wafer composed of the plurality of components, silicon, silicon oxide, silicon nitride and other components containing silicon elements are formed on the wafer surface, or when the concavo-convex pattern is formed, at least the concavo-convex pattern A part of which includes a silicon element such as silicon, silicon oxide, and silicon nitride is also included. In addition, it is the surface of the part containing the silicon element in the said uneven | corrugated pattern that can form a protective film with the said chemical | medical solution.
一般的に、表面に微細な凹凸パターンを有するウェハを得るには、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、または、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、微細な凹凸パターンを有するウェハが得られる。 In general, in order to obtain a wafer having a fine uneven pattern on the surface, first, a resist is applied to a smooth wafer surface, and then the resist is exposed through a resist mask, and the exposed resist or the exposed resist is exposed. A resist having a desired concavo-convex pattern is produced by etching away the resist that was not present. Moreover, the resist which has an uneven | corrugated pattern can be obtained also by pressing the mold which has a pattern to a resist. Next, the wafer is etched. At this time, the wafer surface corresponding to the concave portion of the resist pattern is selectively etched. Finally, when the resist is removed, a wafer having a fine uneven pattern is obtained.
上記ウェハ表面を微細な凹凸パターンを有する面とした後、水系洗浄液で表面の洗浄を行い、乾燥等により水系洗浄液を除去すると、凹部の幅が小さく、凸部のアスペクト比が大きいと、パターン倒れが生じやすくなる。該凹凸パターンは、図1及び図2に記すように定義される。図1は、表面が微細な凹凸パターン2を有する面とされたウェハ1を斜視したときの模式図を示し、図2は図1中のa−a’断面の一部を示したものである。凹部の幅5は、図2に示すように凸部3と凸部3の間隔で示され、凸部のアスペクト比は、凸部の高さ6を凸部の幅7で割ったもので表される。洗浄工程でのパターン倒れは、凹部の幅が70nm以下、特には45nm以下、アスペクト比が4以上、特には6以上のときに生じやすくなる。
After the surface of the wafer has a fine uneven pattern, the surface is cleaned with an aqueous cleaning solution, and the aqueous cleaning solution is removed by drying or the like. Is likely to occur. The concavo-convex pattern is defined as shown in FIGS. FIG. 1 is a schematic view when a
上記のようにエッチングによって得られた、表面に微細な凹凸パターンを有するウェハは、本発明の洗浄方法に先立って、エッチングの残渣などを除去するために、水系洗浄液で洗浄されてもよいし、該洗浄後に凹部に保持された水系洗浄液を該水系洗浄液とは異なる洗浄液(以降、「洗浄液A」と記載する)に置換してさらに洗浄されてもよい。 Prior to the cleaning method of the present invention, the wafer obtained by etching as described above and having a fine uneven pattern may be cleaned with an aqueous cleaning solution in order to remove etching residues and the like. After the cleaning, the aqueous cleaning liquid held in the recess may be replaced with a cleaning liquid different from the aqueous cleaning liquid (hereinafter referred to as “cleaning liquid A”), and further cleaning may be performed.
上記水系洗浄液の例としては、水、あるいは、水に有機溶媒、過酸化水素、オゾン、酸、アルカリ、界面活性剤のうち少なくとも1種が混合された水溶液(例えば、水の含有率が10質量%以上)とするものが挙げられる。 Examples of the aqueous cleaning liquid include water or an aqueous solution in which at least one of organic solvents, hydrogen peroxide, ozone, acid, alkali, and surfactant is mixed in water (for example, the water content is 10 mass). % Or more).
また、上記洗浄液Aとは、有機溶媒、該有機溶媒と水系洗浄液の混合物、それらに酸、アルカリ、界面活性剤のうち少なくとも1種が混合された洗浄液を示す。 The cleaning liquid A refers to an organic solvent, a mixture of the organic solvent and an aqueous cleaning liquid, and a cleaning liquid in which at least one of acid, alkali, and surfactant is mixed.
本発明において、ウェハの凹凸パターンの少なくとも凹部に上記薬液や洗浄液を保持できるのであれば、該ウェハの洗浄方式は特に限定されない。ウェハの洗浄方式としては、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液体を供給してウェハを1枚ずつ洗浄するスピン洗浄に代表される枚葉方式や、洗浄槽内で複数枚のウェハを浸漬し洗浄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や洗浄液を供給するときの該薬液や洗浄液の形態としては、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、たとえば、液体、蒸気などがある。 In the present invention, the cleaning method of the wafer is not particularly limited as long as the chemical solution or the cleaning solution can be held in at least the concave portion of the concave / convex pattern of the wafer. As a wafer cleaning method, a wafer cleaning method represented by spin cleaning in which a wafer is cleaned one by one by supplying liquid to the vicinity of the rotation center while rotating the wafer while holding the wafer substantially horizontal, or a plurality of cleaning methods in the cleaning tank. One example is a batch system in which a single wafer is immersed and washed. The form of the chemical solution or the cleaning liquid when supplying the chemical solution or the cleaning liquid to at least the concave portion of the concave / convex pattern of the wafer is not particularly limited as long as it becomes liquid when held in the concave portion. And steam.
上記洗浄液Aの好ましい例の一つである有機溶媒の例としては、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、アルコール類、OH基を持つ多価アルコールの誘導体、OH基を持たない多価アルコールの誘導体、窒素元素含有溶媒等が挙げられる。中でも、塩化ビニル樹脂を劣化させ難いため、炭化水素類、エーテル類、アルコール類、OH基とアセテート基を持たない多価アルコールの誘導体が好ましい。上記洗浄液Aとして有機溶媒を用いる場合は、好適溶媒である、炭化水素類、エーテル類、アルコール類、OH基とアセテート基を持たない多価アルコールの誘導体が、有機溶媒の総量のうち80質量%以上を占めることが望ましい。 Examples of the organic solvent that is one of the preferred examples of the cleaning liquid A include hydrocarbons, esters, ethers, ketones, halogen-containing solvents, sulfoxide solvents, lactone solvents, carbonate solvents, alcohols, Examples include a derivative of a polyhydric alcohol having an OH group, a derivative of a polyhydric alcohol having no OH group, and a nitrogen element-containing solvent. Of these, hydrocarbons, ethers, alcohols, and polyhydric alcohol derivatives having no OH group and acetate group are preferable because the vinyl chloride resin is hardly deteriorated. When an organic solvent is used as the cleaning liquid A, hydrocarbons, ethers, alcohols, polyhydric alcohol derivatives having no OH group and acetate group, which are preferable solvents, are 80% by mass of the total amount of the organic solvent. It is desirable to occupy the above.
本発明の保護膜形成用薬液は、上記の水系洗浄液や洗浄液Aを該薬液に置換して使用される。また、上記の置換した薬液は該薬液とは異なる洗浄液(以降、「洗浄液B」と記載する)に置換されてもよい。 The chemical solution for forming a protective film of the present invention is used by replacing the above-mentioned aqueous cleaning solution or cleaning solution A with the chemical solution. In addition, the replaced chemical liquid may be replaced with a cleaning liquid different from the chemical liquid (hereinafter referred to as “cleaning liquid B”).
本発明の撥水性保護膜形成用薬液は、上記調製工程で、下記一般式[1]で表されるシリル化剤を含む第1液と、三級アルコールを含む第2液とを混合して得られる。
(R1)a(H)3−aSi−N(R2)2 [1]
[式[1]中、R1はそれぞれ互いに独立して、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価の炭化水素基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基であり、R2はそれぞれ互いに独立して、炭素数が1〜8の1価の炭化水素基からなる群から選択される基である。aは2又は3である。]
なお、上記第1液中に含まれることのある非プロトン性の溶媒、及び、
上記第2液中の三級アルコールを含めた非水溶媒
の総量100質量%に対する上記三級アルコールの量が80〜100質量%である。
また、第1液及び第2液の総量100質量%に対する上記シリル化剤の量(シリル化剤含有量)が1〜20質量%である。
The chemical solution for forming a water-repellent protective film of the present invention is a mixture of a first liquid containing a silylating agent represented by the following general formula [1] and a second liquid containing a tertiary alcohol in the preparation step. can get.
(R 1 ) a (H) 3-a Si—N (R 2 ) 2 [1]
[In the formula [1], R 1 s are independently of each other from the group consisting of monovalent hydrocarbon groups having 1 to 18 carbon atoms in which some or all of the hydrogen elements may be replaced by fluorine elements. At least one group selected, and each R 2 is independently selected from the group consisting of monovalent hydrocarbon groups having 1 to 8 carbon atoms. a is 2 or 3. ]
An aprotic solvent that may be contained in the first liquid, and
The amount of the tertiary alcohol is 80 to 100% by mass with respect to 100% by mass of the total amount of the nonaqueous solvent including the tertiary alcohol in the second liquid.
Moreover, the quantity (silylation agent content) of the said silylating agent with respect to 100 mass% of total amounts of a 1st liquid and a 2nd liquid is 1-20 mass%.
(第1液について)
上記シリル化剤がウェハ表面のシラノール基と反応することにより、該ウェハ表面に撥水性の保護膜が形成する。
(About the first liquid)
When the silylating agent reacts with the silanol group on the wafer surface, a water-repellent protective film is formed on the wafer surface.
上記シリル化剤は、下記一般式[2]で表されるシリル化剤であることが好ましい。
(R3)(CH3)2Si−N(R4)2 [2]
[式[2]中、R3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1〜8の1価の炭化水素基であり、R4はそれぞれ互いに独立して、メチル基又はエチル基である。]
The silylating agent is preferably a silylating agent represented by the following general formula [2].
(R 3 ) (CH 3 ) 2 Si—N (R 4 ) 2 [2]
[In the formula [2], R 3 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms in which some or all of the hydrogen elements may be replaced by fluorine elements, and R 4 is independent of each other. And a methyl group or an ethyl group. ]
上記シリル化剤の具体例としては、トリメチルシリルジメチルアミン、トリメチルシリルジエチルアミン、エチルジメチルシリルジメチルアミン、ブチルジメチルシリルジメチルアミン、ヘキシルジメチルシリルジメチルアミン、オクチルジメチルシリルジメチルアミン等が挙げられ、撥水性付与効果の観点から、トリメチルシリルジメチルアミン、トリメチルシリルジエチルアミン、ブチルジメチルシリルジメチルアミン、オクチルジメチルシリルジメチルアミン等が好ましい。 Specific examples of the silylating agent include trimethylsilyldimethylamine, trimethylsilyldiethylamine, ethyldimethylsilyldimethylamine, butyldimethylsilyldimethylamine, hexyldimethylsilyldimethylamine, octyldimethylsilyldimethylamine and the like. From the viewpoint, trimethylsilyldimethylamine, trimethylsilyldiethylamine, butyldimethylsilyldimethylamine, octyldimethylsilyldimethylamine and the like are preferable.
上記シリル化剤が液体状態である場合は、上記第1液には希釈のための溶媒は含まれていなくてもよい。具体的には上記第1液が液体状態のシリル化剤のみからなるものでもよい。
一方、上記シリル化剤が固体状態である場合は、該シリル化剤を溶解して液体とするために上記第1液には溶媒が含まれる。また、上記シリル化剤が液体状態であっても、該シリル化剤を希釈するために上記第1液に溶媒が含まれていてもよい。このとき、第1液に含まれることのある溶媒は、シリル化剤と反応しない非プロトン性の溶媒である。非プロトン性溶媒としては、例えば、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、OH基を持たない多価アルコールの誘導体等が挙げられる。
When the silylating agent is in a liquid state, the first liquid may not contain a solvent for dilution. Specifically, the first liquid may consist only of a liquid silylating agent.
On the other hand, when the silylating agent is in a solid state, the first liquid contains a solvent in order to dissolve the silylating agent into a liquid. Further, even if the silylating agent is in a liquid state, a solvent may be included in the first liquid in order to dilute the silylating agent. At this time, the solvent that may be contained in the first liquid is an aprotic solvent that does not react with the silylating agent. Examples of the aprotic solvent include hydrocarbons, esters, ethers, ketones, halogen-containing solvents, polyhydric alcohol derivatives having no OH group, and the like.
(第2液について)
上記三級アルコールは、上記撥水性保護膜形成用薬液に含まれる溶媒の1つである。三級アルコールではなく、一級アルコールや二級アルコールを用いると、上記シリル化剤と混合した際に該シリル化剤が一級アルコールや二級アルコールと速やかに反応し薬液中のシリル化剤濃度が急激に低下するため、撥水性付与効果が不十分となってしまう。これは、一級アルコールや二級アルコールは、シリル化剤との反応において立体障害が小さいのに対し、三級アルコールは立体障害が大きいためと考えられる。そのため三級アルコールを用いることが重要である。上記三級アルコールの具体例としては、tert−ブチルアルコール、tert−アミルアルコール、2-メチル−2−ペンタノール、3−メチル−3−ペンタノール、3−エチル−3−ペンタノール等が挙げられ、凝固点の観点から、tert−アミルアルコール、2-メチル−2−ペンタノール、3−メチル−3−ペンタノール、3−エチル−3−ペンタノールが好ましい。
なお第2液には、三級アルコール以外の非水溶媒が含まれていてもよい。また、第2液は三級アルコールのみであってもよい。
(About the second liquid)
The tertiary alcohol is one of the solvents contained in the water repellent protective film forming chemical solution. When primary alcohol or secondary alcohol is used instead of tertiary alcohol, when mixed with the silylating agent, the silylating agent reacts quickly with the primary alcohol or secondary alcohol, and the concentration of the silylating agent in the chemical solution increases rapidly. Therefore, the effect of imparting water repellency becomes insufficient. This is probably because primary alcohol and secondary alcohol have a small steric hindrance in the reaction with the silylating agent, whereas tertiary alcohol has a large steric hindrance. Therefore, it is important to use a tertiary alcohol. Specific examples of the tertiary alcohol include tert-butyl alcohol, tert-amyl alcohol, 2-methyl-2-pentanol, 3-methyl-3-pentanol, 3-ethyl-3-pentanol and the like. From the viewpoint of the freezing point, tert-amyl alcohol, 2-methyl-2-pentanol, 3-methyl-3-pentanol, and 3-ethyl-3-pentanol are preferable.
The second liquid may contain a nonaqueous solvent other than the tertiary alcohol. Further, the second liquid may be only a tertiary alcohol.
(撥水性保護膜形成用薬液とその調製について)
本発明の薬液中には上記三級アルコール以外の非水溶媒が含まれていてもよいが、塩化ビニル樹脂の劣化を防止する観点から、薬液原料中に含まれる全溶媒(すなわち、第1液中に含まれることのある非プロトン性の溶媒と第2液中の三級アルコールを含めた非水溶媒の総量100質量%)中の上記三級アルコールの量は80〜100質量%である。より好ましくは90〜100質量%である。
(About water-repellent protective film forming chemical and its preparation)
The chemical solution of the present invention may contain a nonaqueous solvent other than the tertiary alcohol. However, from the viewpoint of preventing the deterioration of the vinyl chloride resin, all the solvents contained in the chemical solution raw material (that is, the first solution) The total amount of the tertiary alcohol in the non-aqueous solvent including the aprotic solvent which may be contained therein and the tertiary alcohol in the second liquid is 100 to 100% by mass. More preferably, it is 90-100 mass%.
上記第1液及び第2液の総量100質量%に対する上記シリル化剤の量(シリル化剤含有量)は1〜20質量%である。1質量%未満では撥水性付与効果が不十分となってしまう。また、20質量%を超えるシリル化剤を用いても、撥水性付与効果のそれ以上の向上はほとんどないため、コストの観点からシリル化剤含有量の上限は20質量%が望ましい。さらに、塩化ビニル樹脂の劣化を防止する観点から、より好ましくは1〜15質量%、更に好ましくは1〜10質量%である。 The amount of the silylating agent (silylating agent content) is 1 to 20% by mass with respect to 100% by mass of the total amount of the first and second liquids. If it is less than 1% by mass, the effect of imparting water repellency will be insufficient. Further, even if a silylating agent exceeding 20% by mass is used, there is almost no further improvement in the water repellency imparting effect. Therefore, the upper limit of the silylating agent content is desirably 20% by mass from the viewpoint of cost. Furthermore, from the viewpoint of preventing deterioration of the vinyl chloride resin, it is more preferably 1 to 15% by mass, and still more preferably 1 to 10% by mass.
また、上記薬液の出発原料中の水分の総量が、該原料の総量に対し5000質量ppm以下であることが好ましい。水分量の総量が5000質量ppm超の場合、上記シリル化剤の効果が低下し、上記保護膜を短時間で形成しにくくなる。このため、上記薬液原料中の水分量の総量は少ないほど好ましく、特に1000質量ppm以下、さらには500質量ppm以下が好ましい。 Moreover, it is preferable that the total amount of water in the starting material of the chemical solution is 5000 ppm by mass or less with respect to the total amount of the material. When the total amount of moisture exceeds 5000 ppm by mass, the effect of the silylating agent is reduced, and it is difficult to form the protective film in a short time. For this reason, it is preferable that the total amount of water in the chemical solution raw material is as small as possible, particularly 1000 ppm by mass or less, more preferably 500 ppm by mass or less.
また、上記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ける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個超であると、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。なお、本発明における薬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。 Moreover, it is preferable that the number of particles larger than 0.2 μm is 100 or less per 1 mL of the chemical liquid in the particle measurement by the light scattering type in-liquid particle detector in the liquid phase of the chemical liquid. If the number of particles larger than 0.2 μm is more than 100 per 1 mL of the chemical solution, pattern damage due to the particles may be induced, which causes a decrease in device yield and reliability. Further, it is preferable that the number of particles larger than 0.2 μm is 100 or less per mL of the chemical solution because washing with a solvent or water after forming the protective film can be omitted or reduced. Although the number of particles larger than 0.2 μm is preferably as small as possible, there may be one or more per 1 mL of the chemical solution. The particle measurement in the liquid phase in the chemical solution in the present invention is performed by using a commercially available measuring device in the light scattering liquid particle measurement method using a laser as a light source. , PSL (polystyrene latex) standard particle-based light scattering equivalent diameter.
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、最終的に薬液中で溶解せずに粒子として存在するものが該当する。 Here, the particles are particles such as dust, dust, organic solids and inorganic solids contained as impurities in the raw materials, and dust, dust, organic solids and inorganic solids brought in as contaminants during the preparation of chemicals. It is a particle such as an object, and finally exists as a particle without being dissolved in a chemical solution.
また、上記薬液中のNa、Mg、K、Ca、Mn、Fe、Cu、Li、Al、Cr、Ni、Zn及びAgの各元素(金属不純物)の各元素の金属不純物含有量が、該薬液総量に対し各0.1質量ppb以下であることが好ましい。上記金属不純物含有量が、該薬液総量に対し0.1質量ppb超であると、デバイスの接合リーク電流を増大させる恐れがありデバイスの歩留まりの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、上記金属不純物含有量が、該薬液総量に対し各0.1質量ppb以下であると、上記保護膜をウェハ表面に形成した後の、溶媒や水による該ウェハ表面(保護膜表面)の洗浄を省略又は低減できるため好ましい。このため、上記金属不純物含有量は少ないほど好ましいが、上記の含有量範囲内であれば該薬液の総量に対して、各元素につき、0.001質量ppb以上であってもよい。 Further, the metal impurity content of each element (metal impurity) of Na, Mg, K, Ca, Mn, Fe, Cu, Li, Al, Cr, Ni, Zn, and Ag in the chemical solution is the chemical solution. It is preferable that it is each 0.1 mass ppb or less with respect to the total amount. If the metal impurity content is more than 0.1 mass ppb with respect to the total amount of the chemical solution, it is likely to increase the junction leakage current of the device, which causes a decrease in device yield and reliability. Absent. Further, when the metal impurity content is 0.1 mass ppb or less with respect to the total amount of the chemical solution, the surface of the wafer (protective film surface) with the solvent or water after the protective film is formed on the wafer surface. This is preferable because cleaning can be omitted or reduced. For this reason, the content of the metal impurities is preferably as small as possible, but may be 0.001 mass ppb or more for each element with respect to the total amount of the chemical solution as long as it is within the above content range.
上記調製工程では、第1液と第2液を混合した際に発熱する場合があるため、液温を室温付近に維持しながら混合することが好ましい。 In the preparation step, since heat may be generated when the first liquid and the second liquid are mixed, it is preferable to mix while maintaining the liquid temperature near room temperature.
(撥水性保護膜の形成について)
そして、図3のように、調製工程後に該薬液を上記凹凸パターンの少なくとも凹部に保持して、該凹部表面に撥水性保護膜を形成する、撥水性保護膜形成工程を行う。
(About formation of water-repellent protective film)
Then, as shown in FIG. 3, a water-repellent protective film forming step is performed in which the chemical solution is held in at least the concave portion of the concave-convex pattern after the preparation step to form a water-repellent protective film on the concave surface.
上記の調製工程から撥水性保護膜形成工程を連続的に行ってもよい。例えば、第1液が流れる流路と第2液が流れる流路が、途中で合流するような流路をつくり、合流部で第1液と第2液とを合流させて撥水性保護膜形成用薬液を調製し、流路末端から撥水性保護膜形成用薬液をウェハに供給することで、上記の調製工程から撥水性保護膜形成工程を連続的に行ってもよい。このように、調製工程から撥水性保護膜形成工程を連続的に行う方法は、上記シリル化剤と三級アルコールとの反応を最小限に抑制でき、ロット間でバラツキの少ない撥水性付与効果を達成し易いため好ましい。 You may perform a water-repellent protective film formation process continuously from said preparation process. For example, a flow path in which the flow path through which the first liquid flows and the flow path in which the second liquid flows are formed in the middle, and the water repellent protective film is formed by merging the first liquid and the second liquid at the merging portion. The water-repellent protective film forming step may be continuously performed from the above preparation step by preparing the chemical solution and supplying the water-repellent protective film-forming chemical solution to the wafer from the end of the flow path. Thus, the method of continuously performing the water-repellent protective film forming step from the preparation step can suppress the reaction between the silylating agent and the tertiary alcohol to the minimum, and has the effect of imparting water repellency with little variation between lots. It is preferable because it is easy to achieve.
上記のように水系洗浄液や洗浄液Aでの洗浄の後に、該洗浄液を保護膜形成用薬液に置換し、凹凸パターンの少なくとも凹部に該薬液が保持されている間に、該凹凸パターンの少なくとも凹部表面に上記保護膜が形成される。本発明の保護膜は、必ずしも連続的に形成されていなくてもよく、また、必ずしも均一に形成されていなくてもよいが、より優れた撥水性を付与できるため、連続的に、また、均一に形成されていることがより好ましい。 After the cleaning with the aqueous cleaning liquid or the cleaning liquid A as described above, the cleaning liquid is replaced with a protective film-forming chemical solution, and at least the surface of the concave and convex pattern has at least the surface of the concave and convex pattern while the chemical liquid is held in at least the concave portion. Then, the protective film is formed. The protective film of the present invention does not necessarily have to be formed continuously, and does not necessarily have to be formed uniformly. However, since it can impart better water repellency, it can be applied continuously and uniformly. More preferably, it is formed.
なお、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。なお、撥水性保護膜は、上記シリル化剤から形成されたものであってもよいし、シリル化剤を主成分とする反応物を含むものであっても良い。 In the present invention, the water-repellent protective film is a film that is formed on the wafer surface to reduce the wettability of the wafer surface, that is, a film that imparts water repellency. In the present invention, the water repellency means that the surface energy of the article surface is reduced and the interaction (for example, hydrogen bond, intermolecular force) between water or other liquid and the article surface is reduced. It is. In particular, the effect of reducing the interaction with water is great, but it has the effect of reducing the interaction with a mixed liquid of water and a liquid other than water or a liquid other than water. By reducing the interaction, the contact angle of the liquid with the article surface can be increased. The water repellent protective film may be formed from the above silylating agent or may contain a reaction product containing the silylating agent as a main component.
図4は、凹部4が保護膜形成用薬液8を保持した状態の模式図を示している。図4の模式図のウェハは、図1のa−a’断面の一部を示すものである。この際に、凹部4の表面に保護膜が形成されることにより該表面が撥水化される。
FIG. 4 is a schematic view showing a state in which the
保護膜形成用薬液は、温度を高くすると、より短時間で上記保護膜を形成しやすくなる。均質な保護膜を形成しやすい温度は、10℃以上、該薬液の沸点未満であり、特には15℃以上、該薬液の沸点よりも10℃低い温度以下で保持されることが好ましい。上記薬液の温度は、凹凸パターンの少なくとも凹部に保持されているときも当該温度に保持されることが好ましい。なお、該薬液の沸点は該保護膜形成用薬液に含まれる成分のうち、質量比で最も量の多い成分の沸点を意味する。 When the temperature of the protective film-forming chemical is increased, the protective film is easily formed in a shorter time. The temperature at which a homogeneous protective film is easily formed is preferably 10 ° C. or higher and lower than the boiling point of the chemical solution, and particularly preferably 15 ° C. or higher and 10 ° C. lower than the boiling point of the chemical solution. The temperature of the chemical solution is preferably maintained at the temperature even when held in at least the concave portion of the concavo-convex pattern. The boiling point of the chemical solution means the boiling point of the component having the largest amount by mass ratio among the components contained in the protective film forming chemical solution.
(撥水性保護膜形成工程の後の工程について)
上記のように保護膜を形成した後で、凹凸パターンの少なくとも凹部に残った上記薬液を、洗浄液Bに置換した後に、乾燥工程に移ってもよい。該洗浄液Bの例としては、水系洗浄液、有機溶媒、水系洗浄液と有機溶媒の混合物、または、それらに酸、アルカリ、界面活性剤のうち少なくとも1種が混合されたもの、並びに、それらと保護膜形成用薬液の混合物等が挙げられる。上記洗浄液Bは、パーティクルや金属不純物の除去の観点から、水、有機溶媒、または水と有機溶媒の混合物がより好ましい。
(About the process after the water repellent protective film forming process)
After forming the protective film as described above, the chemical solution remaining in at least the concave portion of the concave / convex pattern may be replaced with the cleaning liquid B, and then the drying process may be performed. Examples of the cleaning liquid B include an aqueous cleaning liquid, an organic solvent, a mixture of an aqueous cleaning liquid and an organic solvent, a mixture of at least one of an acid, an alkali, and a surfactant, and a protective film with them. Examples include a mixture of chemicals for forming. The cleaning liquid B is more preferably water, an organic solvent, or a mixture of water and an organic solvent from the viewpoint of removing particles and metal impurities.
上記洗浄液Bの好ましい例の一つである有機溶媒の例としては、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、アルコール類、多価アルコールの誘導体、窒素元素含有溶媒等が挙げられる。中でも、塩化ビニル樹脂を劣化させ難いため、炭化水素類、エーテル類、アルコール類、OH基とアセテート基を持たない多価アルコールの誘導体が好ましい。上記洗浄液Bとして有機溶媒を用いる場合は、好適溶媒である、炭化水素類、エーテル類、アルコール類、OH基とアセテート基を持たない多価アルコールの誘導体が、有機溶媒の総量のうち80質量%以上を占めることが望ましい。 Examples of the organic solvent that is one of the preferred examples of the cleaning liquid B include hydrocarbons, esters, ethers, ketones, halogen-containing solvents, sulfoxide solvents, alcohols, polyhydric alcohol derivatives, nitrogen elements Examples thereof include a solvent. Of these, hydrocarbons, ethers, alcohols, and polyhydric alcohol derivatives having no OH group and acetate group are preferable because the vinyl chloride resin is hardly deteriorated. When an organic solvent is used as the cleaning liquid B, hydrocarbons, ethers, alcohols, polyhydric alcohol derivatives having no OH group and acetate group, which are preferable solvents, are 80% by mass of the total amount of the organic solvent. It is desirable to occupy the above.
また、本発明の薬液によりウェハ表面に形成された保護膜は、上記洗浄液Bとして有機溶媒を用いると、該洗浄液Bの洗浄によって撥水性が低下しにくい傾向がある。 In addition, when an organic solvent is used as the cleaning liquid B, the protective film formed on the wafer surface with the chemical liquid of the present invention tends to be less likely to have reduced water repellency due to the cleaning of the cleaning liquid B.
保護膜形成用薬液により撥水化された凹部4に液体が保持された場合の模式図を図5に示す。図5の模式図のウェハは、図1のa−a’断面の一部を示すものである。凹凸パターン表面は上記薬液により保護膜10が形成され撥水化されている。そして、該保護膜10は、液体9が凹凸パターンから除去されるときもウェハ表面に保持される。
FIG. 5 shows a schematic diagram in the case where the liquid is held in the
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保護膜10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が50〜130°であると、パターン倒れが発生し難いため好ましい。接触角が大きいと撥水性に優れるため、60〜130°が更に好ましく、65〜130°が特に好ましい。
When the
次に、上記薬液により保護膜が形成された凹部4に保持された液体を乾燥により凹凸パターンから除去する。このとき、凹部に保持されている液体は、上記薬液、上記洗浄液B、または、それらの混合液でも良い。上記混合液は、保護膜形成用薬液に含まれる各成分が該薬液よりも低濃度になるように含有されたものであり、該混合液は、上記薬液を洗浄液Bに置換する途中の状態の液でも良いし、あらかじめ上記各成分を洗浄液Bに混合して得た混合液でも良い。ウェハの清浄度の観点からは、水、有機溶媒、または、水と有機溶媒の混合物が好ましい。また、上記凹凸パターン表面から液体が一旦除去された後で、上記凹凸パターン表面に洗浄液Bを保持させて、その後、乾燥しても良い。
Next, the liquid held in the
なお、保護膜形成後に洗浄液Bで洗浄する場合、該洗浄の時間、すなわち洗浄液Bが保持される時間は、上記凹凸パターン表面のパーティクルや不純物の除去の観点から、10秒間以上、より好ましくは20秒間以上行うことが好ましい。上記凹凸パターン表面に形成された保護膜の撥水性能の維持効果の観点から、洗浄液Bとして有機溶媒を用いると、該洗浄を行ってもウェハ表面の撥水性を維持し易い傾向がある。一方、上記洗浄の時間が長くなりすぎると、生産性が悪くなるため15分間以内が好ましい。 In the case of cleaning with the cleaning liquid B after the formation of the protective film, the cleaning time, that is, the time for which the cleaning liquid B is held is 10 seconds or more, more preferably 20 from the viewpoint of removing particles and impurities on the uneven pattern surface. It is preferable to carry out for 2 seconds or more. From the viewpoint of the effect of maintaining the water repellency of the protective film formed on the surface of the uneven pattern, when an organic solvent is used as the cleaning liquid B, the water repellency of the wafer surface tends to be easily maintained even after the cleaning. On the other hand, if the washing time is too long, productivity is deteriorated.
上記乾燥によって、凹凸パターンに保持された液体が除去される。当該乾燥は、スピン乾燥法、IPA(2−プロパノール)蒸気乾燥、マランゴニ乾燥、加熱乾燥、温風乾燥、送風乾燥、真空乾燥などの周知の乾燥方法によって行うことが好ましい。 By the drying, the liquid held in the uneven pattern is removed. The drying is preferably performed by a known drying method such as a spin drying method, IPA (2-propanol) vapor drying, Marangoni drying, heat drying, hot air drying, air drying, or vacuum drying.
上記乾燥の後で、さらに保護膜10を除去してもよい。撥水性保護膜を除去する場合、該撥水性保護膜中のC−C結合、C−F結合を切断することが有効である。その方法としては、上記結合を切断できるものであれば特に限定されないが、例えば、ウェハ表面を光照射すること、ウェハを加熱すること、ウェハをオゾン曝露すること、ウェハ表面にプラズマ照射すること、ウェハ表面にコロナ放電すること等が挙げられる。
The
光照射で保護膜10を除去する場合、該保護膜10中のC−C結合、C−F結合の結合エネルギーである83kcal/mol、116kcal/molに相当するエネルギーである340nm、240nmよりも短い波長を含む紫外線を照射することが好ましい。この光源としては、メタルハライドランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、エキシマランプ、カーボンアークなどが用いられる。紫外線照射強度は、メタルハライドランプであれば、例えば、照度計(コニカミノルタセンシング製照射強度計UM−10、受光部UM−360〔ピーク感度波長:365nm、測定波長範囲:310〜400nm〕)の測定値で100mW/cm2以上が好ましく、200mW/cm2以上が特に好ましい。なお、照射強度が100mW/cm2未満では保護膜10を除去するのに長時間要するようになる。また、低圧水銀ランプであれば、より短波長の紫外線を照射することになるので、照射強度が低くても短時間で保護膜10を除去できるので好ましい。
When removing the
また、光照射で保護膜10を除去する場合、紫外線で保護膜10の構成成分を分解すると同時にオゾンを発生させ、該オゾンによって保護膜10の構成成分を酸化揮発させると、処理時間が短くなるので特に好ましい。この光源として、低圧水銀ランプやエキシマランプなどが用いられる。また、光照射しながらウェハを加熱してもよい。
Further, when the
ウェハを加熱する場合、400〜1000℃、好ましくは、500〜900℃でウェハの加熱を行うことが好ましい。この加熱時間は、10秒〜60分間、好ましくは30秒〜10分間の保持で行うことが好ましい。また、当該工程では、オゾン曝露、プラズマ照射、コロナ放電などを併用してもよい。また、ウェハを加熱しながら光照射を行ってもよい。 When heating the wafer, it is preferable to heat the wafer at 400 to 1000 ° C., preferably 500 to 900 ° C. The heating time is preferably 10 seconds to 60 minutes, preferably 30 seconds to 10 minutes. In this process, ozone exposure, plasma irradiation, corona discharge, etc. may be used in combination. Further, light irradiation may be performed while heating the wafer.
加熱により保護膜10を除去する方法は、ウェハを熱源に接触させる方法、熱処理炉などの加熱された雰囲気にウェハを置く方法などがある。なお、加熱された雰囲気にウェハを置く方法は、複数枚のウェハを処理する場合であっても、ウェハ表面に保護膜10を除去するためのエネルギーを均質に付与しやすいことから、操作が簡便で処理が短時間で済み処理能力が高いという工業的に有利な方法である。
Methods for removing the
ウェハをオゾン曝露する場合、低圧水銀灯などによる紫外線照射や高電圧による低温放電等で発生させたオゾンをウェハ表面に供することが好ましい。ウェハをオゾン曝露しながら光照射してもよいし、加熱してもよい。 When the wafer is exposed to ozone, it is preferable that ozone generated by ultraviolet irradiation with a low-pressure mercury lamp or the like or low-temperature discharge with a high voltage is provided on the wafer surface. The wafer may be irradiated with light while being exposed to ozone, or may be heated.
上記の光照射、加熱、オゾン曝露、プラズマ照射、コロナ放電を組み合わせることによって、効率的にウェハ表面の保護膜を除去することができる。 By combining the light irradiation, heating, ozone exposure, plasma irradiation, and corona discharge, the protective film on the wafer surface can be efficiently removed.
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。 Examples that specifically disclose the embodiments of the present invention will be described below. In addition, this invention is not limited only to these Examples.
ウェハの表面を凹凸パターンを有する面とすること、凹凸パターンの少なくとも凹部に保持された洗浄液を他の洗浄液で置換することは、他の文献等にて種々の検討がなされ、既に確立された技術であるので、本発明では、保護膜形成用薬液の撥水性付与効果と塩化ビニル樹脂の該薬液に対する耐性について、評価を行った。なお、実施例において、接触角を評価する際にウェハ表面に接触させる液体としては、水系洗浄液の代表的なものである水を用いた。 Making the surface of the wafer a surface having a concavo-convex pattern, replacing the cleaning liquid held at least in the concave portion of the concavo-convex pattern with another cleaning liquid, various studies have been made in other literatures, etc. and already established techniques Therefore, in the present invention, the water repellency imparting effect of the chemical solution for forming the protective film and the resistance of the vinyl chloride resin to the chemical solution were evaluated. In the examples, water, which is a typical water-based cleaning liquid, was used as the liquid to be brought into contact with the wafer surface when the contact angle was evaluated.
ただし、表面に凹凸パターンを有するウェハの場合、該凹凸パターン表面に形成された上記保護膜10自体の接触角を正確に評価できない。
However, in the case of a wafer having an uneven pattern on the surface, the contact angle of the
水滴の接触角の評価は、JIS R 3257「基板ガラス表面のぬれ性試験方法」にもあるように、サンプル(基材)表面に数μlの水滴を滴下し、水滴と基材表面のなす角度の測定によりなされる。しかし、パターンを有するウェハの場合、接触角が非常に大きくなる。これは、Wenzel効果やCassie効果が生じるからで、接触角が基材の表面形状(ラフネス)に影響され、見かけ上の水滴の接触角が増大するためである。 The contact angle of water droplets is evaluated by dropping several μl of water droplets on the sample (base material) surface as in JIS R 3257 “Test method for wettability of substrate glass surface”, and the angle between the water droplet and the substrate surface. It is made by measuring. However, in the case of a wafer having a pattern, the contact angle becomes very large. This is because a Wenzel effect and a Cassie effect occur, and the contact angle is affected by the surface shape (roughness) of the substrate, and the apparent contact angle of water droplets increases.
そこで、本実施例では上記薬液を表面が平滑なウェハに供して、ウェハ表面に保護膜を形成して、該保護膜を表面に凹凸パターンが形成されたウェハの表面に形成された保護膜とみなし、種々評価を行った。なお、本実施例では、表面が平滑なウェハとして、表面が平滑なシリコンウェハ上にSiO2層を有する「SiO2膜付きウェハ」(表中でSiO2と表記)を用いた。 Therefore, in this embodiment, the above chemical solution is applied to a wafer having a smooth surface, a protective film is formed on the wafer surface, and the protective film is formed on the surface of the wafer having a concavo-convex pattern formed on the surface. Various evaluations were made. In this example, a “wafer with SiO 2 film” (indicated as SiO 2 in the table) having a SiO 2 layer on a silicon wafer having a smooth surface was used as the wafer having a smooth surface.
詳細を下記に述べる。以下では、評価方法、保護膜形成用薬液の調製、保護膜形成用薬液を用いたウェハの洗浄方法、評価結果を記載する。 Details are described below. Hereinafter, an evaluation method, preparation of a protective film forming chemical solution, a wafer cleaning method using the protective film forming chemical solution, and evaluation results will be described.
〔評価方法〕
以下の(1)〜(2)の評価を行った。
〔Evaluation method〕
The following (1) to (2) were evaluated.
(1)ウェハ表面に形成された保護膜の接触角評価
保護膜が形成されたウェハ表面上に純水約2μlを置き、水滴とウェハ表面とのなす角(接触角)を接触角計(協和界面科学製:CA−X型)で測定し、接触角が50°以上である場合を合格とした。
(1) Contact angle evaluation of the protective film formed on the wafer surface About 2 μl of pure water is placed on the surface of the wafer on which the protective film is formed, and the angle (contact angle) formed between the water droplet and the wafer surface is measured by a contact angle meter (Kyowa). When the contact angle was 50 ° or more, it was determined to be acceptable.
(2)塩化ビニル樹脂の該薬液に対する耐性
本発明の実施例では、接液部材として塩化ビニル樹脂を含むウェハの洗浄装置でウェハを洗浄した際の該接液部材の劣化の有無を評価する代わりに、保護膜形成用薬液に塩化ビニル樹脂を浸漬して該塩化ビニル樹脂の劣化の有無を評価した。具体的には、保護膜形成用薬液に、塩化ビニル樹脂(表面は艶あり)を浸漬し、40℃で4週間浸漬したのち、塩化ビニル樹脂の劣化を目視で観察し、変色や膨潤などの劣化の有無を確認した。劣化がないものを合格、あるものを不合格とした。
(2) Resistance of the vinyl chloride resin to the chemical solution In the embodiment of the present invention, instead of evaluating whether or not the liquid contact member is deteriorated when the wafer is cleaned by a wafer cleaning apparatus containing a vinyl chloride resin as the liquid contact member. Furthermore, the presence or absence of deterioration of the vinyl chloride resin was evaluated by immersing the vinyl chloride resin in a chemical solution for forming a protective film. Specifically, after immersing a vinyl chloride resin (the surface is glossy) in a chemical solution for forming a protective film and immersing it at 40 ° C. for 4 weeks, the deterioration of the vinyl chloride resin is visually observed, and discoloration, swelling, etc. The presence or absence of deterioration was confirmed. Those with no deterioration were accepted and those with no deterioration were rejected.
[撥水性保護膜形成用薬液の調製]
表1のように第1液及び第2液を準備し、それらを20℃に維持しながら混合することで撥水性保護膜形成用薬液をそれぞれ調製した(調製工程)。ただし、三級アルコールであるt−ブチルアルコールを用いる場合は、第1液及び第2液を27℃に維持しながら混合した。
なお、表中で、
「TMSDMA」はトリメチルシリルジメチルアミンを意味し、
「tAA」は三級アルコールであるt−アミルアルコールを意味し、
「tBA」は三級アルコールであるt−ブチルアルコールを意味し、
「iPA」は二級アルコールであるイソプロピルアルコールを意味し、
「2E1HA」は一級アルコールである2−エチル−1−ヘキサノールを意味し、
「EA」は一級アルコールであるエタノールを意味し、
「nOA」は一級アルコールであるn−オクタノールを意味し、
「3M1BA」は一級アルコールである3−メチル−1−ブタノールを意味し、
「PGMEA」はプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを意味する。
[Preparation of chemical for forming water-repellent protective film]
As shown in Table 1, the first liquid and the second liquid were prepared, and the water-repellent protective film-forming chemicals were prepared by mixing them while maintaining them at 20 ° C. (preparation step). However, when t-butyl alcohol which is a tertiary alcohol is used, the first liquid and the second liquid were mixed while being maintained at 27 ° C.
In the table,
“TMSDMA” means trimethylsilyldimethylamine,
“TAA” means tertiary alcohol, t-amyl alcohol,
“TBA” means tertiary alcohol t-butyl alcohol,
“IPA” means secondary alcohol, isopropyl alcohol,
“2E1HA” means 2-ethyl-1-hexanol, which is a primary alcohol,
“EA” means ethanol, a primary alcohol,
“NOA” means n-octanol, which is a primary alcohol;
“3M1BA” means 3-methyl-1-butanol, which is a primary alcohol;
“PGMEA” means propylene glycol monomethyl ether acetate.
[実施例1−1〜1−6]
平滑な熱酸化膜付きシリコンウェハ(表面に厚さ1μmの熱酸化膜層を有するSiウェハ)を1質量%のフッ酸水溶液に室温で10分浸漬し、純水に室温で1分、2−プロパノール(iPA)に室温で1分浸漬した。
上記[撥水性保護膜形成用薬液の調製]で調製した薬液1を20℃で表2の「静置時間」で示される時間静置した薬液に、上記のシリコンウェハを20℃で1分浸漬した(撥水性保護膜形成工程)。次いでiPAに室温で1分、純水に室温で1分浸漬した。最後に、シリコンウェハを純水から取出し、エアーを吹き付けて、表面の純水を除去した。
表2の「静置時間」は、調製工程後、撥水性保護膜形成工程前に薬液を静置した時間を意味する。
上記(1)〜(2)に記載した要領で評価を実施した。結果を表2に示す。
[Examples 1-1 to 1-6]
A silicon wafer with a smooth thermal oxide film (Si wafer having a 1 μm thick thermal oxide film layer on the surface) is immersed in a 1% by mass hydrofluoric acid aqueous solution at room temperature for 10 minutes, and then immersed in pure water at room temperature for 1 minute. It was immersed in propanol (iPA) for 1 minute at room temperature.
The above silicon wafer is immersed at 20 ° C. for 1 minute in the chemical solution prepared in the above-mentioned [Preparation of water repellent protective film forming chemical solution] at 20 ° C. for a period of time as indicated by “Standing time” in Table 2. (Water repellent protective film forming step). Subsequently, it was immersed in iPA at room temperature for 1 minute and in pure water at room temperature for 1 minute. Finally, the silicon wafer was taken out from the pure water and air was blown to remove the pure water on the surface.
“Standing time” in Table 2 means the time during which the chemical solution was allowed to stand after the preparation step and before the water repellent protective film forming step.
Evaluation was carried out in the manner described in (1) to (2) above. The results are shown in Table 2.
[実施例2−1〜2−6]
薬液1の代わりに薬液2を用いた以外は実施例1−1〜1−6と同様にウェハの表面処理を行い、さらにその評価を行った。結果を表3に示す。
[Examples 2-1 to 2-6]
Except that the
[実施例3−1〜3−6]
薬液1の代わりに薬液3を用いた以外は実施例1−1〜1−6と同様にウェハの表面処理を行い、さらにその評価を行った。結果を表4に示す。
[Examples 3-1 to 3-6]
Except that the
[実施例4−1〜4−6]
薬液1の代わりに薬液4を用いた以外は実施例1−1〜1−6と同様にウェハの表面処理を行い、さらにその評価を行った。結果を表5に示す。
[Examples 4-1 to 4-6]
Except that the
[比較例5−1〜5−6]
薬液1の代わりに薬液5を用いた以外は実施例1−1〜1−6と同様にウェハの表面処理を行い、さらにその評価を行った。その結果、接触角は50°未満であり撥水性付与効果は不十分であった。結果を表6に示す。
[Comparative Examples 5-1 to 5-6]
Except that the chemical solution 5 was used instead of the
表2〜6の静置時間と接触角の関係をプロットしたグラフを図6に示す。薬液中の溶媒として三級アルコール(t−アミルアルコール)のみを用いた場合は、24時間程度の静置時間に対して接触角がほとんど変化しなかった。シリル化剤含有量が1.0質量%以上の薬液を用いるとウェハ表面に安定した撥水性を付与できることが確認された。一方、シリル化剤含有量が1.0質量%未満の薬液を用いると静置時間に対して接触角の変化は小さいものの撥水性付与効果は不十分であった。 The graph which plotted the relationship between the stationary time of Tables 2-6 and a contact angle is shown in FIG. When only tertiary alcohol (t-amyl alcohol) was used as the solvent in the chemical solution, the contact angle hardly changed with respect to the standing time of about 24 hours. It was confirmed that when a chemical solution having a silylating agent content of 1.0% by mass or more is used, stable water repellency can be imparted to the wafer surface. On the other hand, when a chemical solution having a silylating agent content of less than 1.0% by mass was used, the effect of imparting water repellency was insufficient although the change in the contact angle was small with respect to the standing time.
[実施例6−1〜6−7]
薬液1の代わりに薬液6を用い、静置する温度及び撥水性保護膜形成工程の薬液の温度を27℃とし、静置時間を変えた以外は実施例1−1と同様にウェハの表面処理を行い、さらにその評価を行った。結果を表7に示す。
[Examples 6-1 to 6-7]
The surface treatment of the wafer was carried out in the same manner as in Example 1-1, except that the
表7の静置時間と接触角の関係をプロットしたグラフを図7に示す。薬液中の溶媒として三級アルコール(t−ブチルアルコール)のみを用いた場合も、24時間程度の静置時間に対して接触角がほとんど変化せず、さらには、より長い30日間程度の静置時間に対しても接触角がほとんど変化しなかった。このことからも、長時間保管した撥水性保護膜形成用薬液を用いた場合であっても、ウェハ表面に安定した撥水性を付与することができることが確認された。 A graph plotting the relationship between the standing time and the contact angle in Table 7 is shown in FIG. Even when only tertiary alcohol (t-butyl alcohol) is used as the solvent in the chemical solution, the contact angle hardly changes with respect to the standing time of about 24 hours, and further, the standing for about 30 days longer. The contact angle hardly changed over time. This also confirmed that stable water repellency can be imparted to the wafer surface even when a chemical solution for forming a water repellent protective film stored for a long time is used.
[比較例7−1〜7−3]
薬液1の代わりに薬液7を用いた以外は実施例1−1、1−2、1−5と同様にウェハの表面処理を行い、さらにその評価を行った。結果を表8に示す。
[Comparative Examples 7-1 to 7-3]
Except that the
[比較例8−1〜8−3]
薬液1の代わりに薬液8を用いた以外は実施例1−1、1−2、1−5と同様にウェハの表面処理を行い、さらにその評価を行った。結果を表9に示す。
[Comparative Examples 8-1 to 8-3]
Except that the
実施例4−1、4−2、4−5、及び表8、9の静置時間と接触角の関係をプロットしたグラフを図8に示す。薬液中の溶媒として三級アルコール(t−アミルアルコール)のみを用いた実施例4−1、4−2、4−5では、静置時間に対して接触角がほとんど変化しなかった。
一方、薬液中の溶媒として二級アルコール(イソプロピルアルコール)のみを用いた比較例7−1〜7−3では、静置時間に対して接触角が急激に低下し30分後には5°と撥水性を示さなくなった。
また、薬液中の溶媒として一級アルコール(2−エチル−1−ヘキサノール)のみを用いた比較例8−1〜8−3では、静置時間10分で接触角が40°と撥水性付与効果が不十分であり、さらに静置時間に対して接触角が急激に低下し30分後には6°と撥水性を示さなくなった。
従って、一級アルコールや二級アルコールではなく、三級アルコールを溶媒として用いると、長時間保管した撥水性保護膜形成用薬液を用いた場合であっても、ウェハ表面に安定した撥水性を付与することができることが確認された。
FIG. 8 shows a graph plotting the relationship between the standing time and the contact angle in Examples 4-1, 4-2, 4-5, and Tables 8 and 9. In Examples 4-1, 4-2, and 4-5 using only tertiary alcohol (t-amyl alcohol) as a solvent in the chemical solution, the contact angle hardly changed with respect to the standing time.
On the other hand, in Comparative Examples 7-1 to 7-3 using only the secondary alcohol (isopropyl alcohol) as the solvent in the chemical solution, the contact angle rapidly decreases with respect to the standing time, and after 30 minutes, 5 ° repellent. No more water.
In Comparative Examples 8-1 to 8-3 using only a primary alcohol (2-ethyl-1-hexanol) as a solvent in the chemical solution, the contact angle is 40 ° and the water repellency imparting effect is 10 minutes after standing. Further, the contact angle rapidly decreased with respect to the standing time, and after 30 minutes, the water repellency was not exhibited at 6 °.
Therefore, when tertiary alcohol is used as a solvent instead of primary alcohol or secondary alcohol, a stable water repellency is imparted to the wafer surface even when a chemical solution for forming a water-repellent protective film stored for a long time is used. It was confirmed that it was possible.
[比較例9−1〜11−1]
薬液1の代わりに薬液9〜11を用いた以外はそれぞれ実施例1−1と同様にウェハの表面処理を行い、さらにその評価を行った。その結果、接触角は5°程度であり撥水性を示さなかった。本比較例では静置時間10分で撥水性を示さなかったため、それ以降の静置時間での接触角の評価は行わなかった。結果を表10に示す。
[Comparative Examples 9-1 to 11-1]
Except that the chemical solutions 9 to 11 were used in place of the
[比較例12−1、12−2]
薬液1の代わりに薬液12を用いた以外は実施例1−1、1−6と同様にウェハの表面処理を行い、さらにその評価を行った。その結果、24時間程度の静置時間に対して接触角がほとんど変化しなかったものの、塩化ビニル樹脂の耐性は、膨潤が発生したため不十分であった。結果を表11に示す。
[Comparative Examples 12-1, 12-2]
Except that the chemical solution 12 was used instead of the
[比較例13−1、13−2]
薬液1の代わりに薬液13を用いた以外は実施例1−1、1−6と同様にウェハの表面処理を行い、さらにその評価を行った。その結果、24時間程度の静置時間に対して接触角がほとんど変化しなかったものの、塩化ビニル樹脂の耐性は、膨潤が発生したため不十分であった。結果を表12に示す。
[Comparative Examples 13-1 and 13-2]
Except that the chemical solution 13 was used instead of the
[比較例14−1、14−2]
薬液1の代わりに薬液14を用いた以外は実施例1−1、1−6と同様にウェハの表面処理を行い、さらにその評価を行った。その結果、24時間程度の静置時間に対して接触角がほとんど変化しなかったものの、塩化ビニル樹脂の耐性は、膨潤が発生したため不十分であった。結果を表13に示す。
[Comparative Examples 14-1 and 14-2]
Except that the
本発明のウェハの洗浄方法において、
全溶媒中の三級アルコールの量が80〜100質量%であり、
一般式[1]で表されるシリル化剤含有量が1〜20質量%である
実施例では、長時間保管した撥水性保護膜形成用薬液を用いた場合であっても、塩化ビニル樹脂を劣化させることなく、ウェハ表面に安定した撥水性を付与することができることが確認された。
In the wafer cleaning method of the present invention,
The amount of tertiary alcohol in the total solvent is 80-100% by mass,
In Examples where the content of the silylating agent represented by the general formula [1] is 1 to 20% by mass, a vinyl chloride resin is used even when a chemical solution for forming a water-repellent protective film stored for a long time is used. It was confirmed that stable water repellency can be imparted to the wafer surface without deterioration.
一方、シリル化剤含有量が1.0質量%未満である比較例5−1〜5−6では、接触角は50°未満であり撥水性付与効果は不十分であった。
また、三級アルコールではなく、二級アルコールを用いた比較例7−1〜7−3では、静置時間に対して接触角が急激に低下し30分後には5°と撥水性を示さなくなった。従って長時間保管した撥水性保護膜形成用薬液を用いた場合に、ウェハ表面に安定した撥水性を付与することができなかった。
また、三級アルコールではなく、一級アルコールを用いた比較例8−1〜8−3、比較例9−1〜11−1では、接触角は50°未満であり撥水性付与効果は不十分であった。
また、全溶媒中の三級アルコールの量が80質量%未満でありそれ以外の溶媒がグリコールアセテート類である比較例12−1〜12−2、13−1〜13−2、14−1〜14−2では、静置時間に対して接触角がほとんど変化せず、ウェハ表面に安定した撥水性を付与することができるものの、塩化ビニル樹脂の耐性が不十分であった。
On the other hand, in Comparative Examples 5-1 to 5-6 in which the silylating agent content was less than 1.0% by mass, the contact angle was less than 50 °, and the water repellency imparting effect was insufficient.
Further, in Comparative Examples 7-1 to 7-3 using a secondary alcohol instead of a tertiary alcohol, the contact angle rapidly decreased with respect to the standing time, and the water repellency was not exhibited as 5 ° after 30 minutes. It was. Therefore, when the chemical solution for forming a water-repellent protective film stored for a long time was used, stable water repellency could not be imparted to the wafer surface.
Moreover, in Comparative Examples 8-1 to 8-3 and Comparative Examples 9-1 to 11-1 using a primary alcohol instead of a tertiary alcohol, the contact angle is less than 50 ° and the water repellency imparting effect is insufficient. there were.
In addition, Comparative Examples 12-1 to 12-2, 13-1 to 13-2, and 14-1 to 13-2, in which the amount of the tertiary alcohol in the total solvent is less than 80% by mass and the other solvents are glycol acetates. In 14-2, the contact angle hardly changed with respect to the standing time, and although stable water repellency could be imparted to the wafer surface, the resistance of the vinyl chloride resin was insufficient.
[実施例15]
平滑な熱酸化膜付きシリコンウェハ(表面に厚さ1μmの熱酸化膜層を有するSiウェハ)を1質量%のフッ酸水溶液に室温で10分浸漬し、純水に室温で1分、2−プロパノール(iPA)に室温で1分浸漬した。
TMSDMAとtAAを2本のチューブでそれぞれ20℃に維持しながら別々に送液し、途中でY字管にて該2液を合流させて撥水性保護膜形成用薬液を調製し、当該薬液(20℃)をチューブ先端から吐出させた。
このとき、上記のシリコンウェハを、上記チューブ先端から吐出される薬液が当たるように設置しておいたため、当該吐出によりシリコンウェハ表面に薬液が保持された状態となった。上記薬液保持状態を1分間継続した。次いで、シリコンウェハをiPAに室温で1分、純水に室温で1分浸漬し、最後にシリコンウェハを純水から取出し、エアーを吹き付けて、表面の純水を除去した。
本操作を別々のシリコンウェハ3枚に対しそれぞれ実施した。
[Example 15]
A silicon wafer with a smooth thermal oxide film (Si wafer having a 1 μm thick thermal oxide film layer on the surface) is immersed in a 1% by mass hydrofluoric acid aqueous solution at room temperature for 10 minutes, and then immersed in pure water at room temperature for 1 minute. It was immersed in propanol (iPA) for 1 minute at room temperature.
TMSDMA and tAA are separately fed through two tubes while being maintained at 20 ° C., and the two liquids are joined together in the middle of the Y-tube to prepare a chemical solution for forming a water-repellent protective film. 20 ° C.) was discharged from the tube tip.
At this time, since the silicon wafer was placed so that the chemical liquid discharged from the tube tip hits, the chemical liquid was held on the surface of the silicon wafer by the discharge. The chemical solution holding state was continued for 1 minute. Next, the silicon wafer was immersed in iPA at room temperature for 1 minute and in pure water at room temperature for 1 minute. Finally, the silicon wafer was taken out from the pure water and air was blown to remove the pure water on the surface.
This operation was performed on three separate silicon wafers.
すなわち、本実施例では、別々の配管から第1液と第2液を供給し、混合するとともにすぐにシリコンウェハに供給するものである。
結果を表14に示す。本実施例で得られた3枚のウェハの接触角はほとんど差異が見られなかった。これより、第1液と第2液を混合する調製工程と撥水性保護膜形成工程を連続的に行う場合は、ウェハ表面にロット間でバラツキの少ない撥水性を付与することができることが確認された。
That is, in this embodiment, the first liquid and the second liquid are supplied from separate pipes, mixed and supplied to the silicon wafer immediately.
The results are shown in Table 14. There was almost no difference in the contact angles of the three wafers obtained in this example. From this, it is confirmed that when the preparation step of mixing the first liquid and the second liquid and the water-repellent protective film forming step are continuously performed, the wafer surface can be given water repellency with little variation between lots. It was.
1 ウェハ
2 ウェハ表面の微細な凹凸パターン
3 パターンの凸部
4 パターンの凹部
5 凹部の幅
6 凸部の高さ
7 凸部の幅
8 凹部4に保持された保護膜形成用薬液
9 凹部4に保持された液体
10 保護膜
DESCRIPTION OF
Claims (8)
表面に微細な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シリコン元素を含むウェハを洗浄する方法において、
下記一般式[1]で表されるシリル化剤を含む第1液と、三級アルコールを含む第2液とを混合して、撥水性保護膜形成用薬液を調製する、調製工程、
調製工程後に前記撥水性保護膜形成用薬液を前記凹凸パターンの少なくとも凹部に保持して、該凹部表面に撥水性保護膜を形成する、撥水性保護膜形成工程
を有し、
前記第1液中に含まれることのある非プロトン性の溶媒、及び、
前記第2液中の三級アルコールを含めた非水溶媒
の総量100質量%に対する前記三級アルコールの量が80〜100質量%であり、
前記第1液及び第2液の総量100質量%に対する前記シリル化剤の量(シリル化剤含有量)が1〜20質量%である、
ウェハの洗浄方法。
(R1)a(H)3−aSi−N(R2)2 [1]
[式[1]中、R1はそれぞれ互いに独立して、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価の炭化水素基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基であり、R2はそれぞれ互いに独立して、炭素数が1〜8の1価の炭化水素基からなる群から選択される基である。aは2又は3である。] In a method for cleaning a wafer having a fine concavo-convex pattern on the surface with a wafer cleaning apparatus containing a vinyl chloride resin as a liquid contact member and at least a part of the concavo-convex pattern containing silicon
A first step containing a silylating agent represented by the following general formula [1] and a second solution containing a tertiary alcohol to prepare a chemical solution for forming a water-repellent protective film, a preparation step,
Holding the water-repellent protective film-forming chemical solution in at least the concave portion of the concave-convex pattern after the preparation step, and forming a water-repellent protective film on the concave surface;
An aprotic solvent that may be contained in the first liquid; and
The amount of the tertiary alcohol is 80 to 100% by mass relative to 100% by mass of the total amount of the nonaqueous solvent including the tertiary alcohol in the second liquid,
The amount of the silylating agent (silylating agent content) with respect to 100% by mass of the total amount of the first liquid and the second liquid is 1 to 20% by mass.
Wafer cleaning method.
(R 1 ) a (H) 3-a Si—N (R 2 ) 2 [1]
[In the formula [1], R 1 s are independently of each other from the group consisting of monovalent hydrocarbon groups having 1 to 18 carbon atoms in which some or all of the hydrogen elements may be replaced by fluorine elements. At least one group selected, and each R 2 is independently selected from the group consisting of monovalent hydrocarbon groups having 1 to 8 carbon atoms. a is 2 or 3. ]
(R3)(CH3)2Si−N(R4)2 [2]
[式[2]中、R3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1〜8の1価の炭化水素基であり、R4はそれぞれ互いに独立して、メチル基又はエチル基である。] The wafer cleaning method according to claim 1, wherein the silylating agent is a silylating agent represented by the following general formula [2].
(R 3 ) (CH 3 ) 2 Si—N (R 4 ) 2 [2]
[In the formula [2], R 3 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms in which some or all of the hydrogen elements may be replaced by fluorine elements, and R 4 is independent of each other. And a methyl group or an ethyl group. ]
The wafer surface after the drying is subjected to at least one treatment selected from the group consisting of heat treatment, light irradiation treatment, ozone exposure treatment, plasma irradiation treatment, and corona discharge treatment to remove the water-repellent protective film. Item 8. The wafer cleaning method according to Item 6 or 7.
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