JP4743340B1 - 保護膜形成用薬液 - Google Patents

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【課題】半導体デバイス製造において、表面の微細な凹凸パターンの少なくとも一部にチタン、窒化チタン、タングステン、アルミニウム、銅、スズ、窒化タンタル、ルテニウム、及びシリコンからなる群から選ばれる少なくとも1種の物質を含むウェハの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、保護膜形成用薬液を提供することを課題とする。
【解決手段】表面に微細な凹凸パターンを形成されたウェハにおいて該凹凸パターンの少なくとも凹部表面の一部がチタン、窒化チタン、タングステン、アルミニウム、銅、スズ、窒化タンタル、ルテニウム、及びシリコンからなる群から選ばれる少なくとも1種の物質を含むウェハの洗浄時に、少なくとも前記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剤を含む薬液であり、該撥水性保護膜形成剤が非水溶性の界面活性剤であることを特徴とするウェハの撥水性保護膜形成用薬液。
【選択図】図4

Description

本発明は、半導体デバイス製造などにおいて、特に微細でアスペクト比の高い回路パターン化されたデバイスの製造歩留まりの向上を目的とした基板(ウェハ)の洗浄技術に関する。
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、微細化が進行するに伴って、回路パターンのパターン倒れが問題となっている。半導体デバイス製造においては、パーティクルや金属不純物の除去を目的とした洗浄工程が多用されており、その結果、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。この洗浄工程において、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と、洗浄またはリンス後、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がパターン倒れである。
このパターン倒れは、ウェハを洗浄液またはリンス液から引き上げるときに生じる。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)
特許文献1には、γを小さくしてパターン倒れを抑制する手法として気液界面を通過する前に洗浄液を水から2−プロパノールへ置換する技術が開示されている。
また、特許文献2には、cosθを小さくしてパターン倒れを抑制する手法として、レジストパターンを対象とする技術が開示されている。この手法は接触角を90°付近とすることで、cosθを0に近づけ毛細管力を極限まで下げることによって、パターン倒れを抑制する手法である。
しかし、この開示された技術はレジストパターンを対象としており、レジスト自体を改質するものであり、さらに最終的にレジストと共に除去が可能であるため、乾燥後の処理剤の除去方法を想定する必要がなく、本目的には適用できない。
また、特許文献3には、シリコンを含む膜により凹凸形状パターンを形成したウェハ表面を酸化等により表面改質し、該表面に水溶性界面活性剤またはシランカップリング剤を用いて撥水性保護膜を形成し、毛細管力を低減し、パターンの倒壊を防止する洗浄方法が開示されている。
また、特許文献4、5には、N,N−ジメチルアミノトリメチルシランを始めとするシリル化剤及び溶剤を含む処理液を用いて疎水化処理を行うことにより、パターン倒れを防ぐ技術が開示されている。
特開2008−198958号公報 特開平5−299336号公報 特許第4403202号 特開2010−129932 国際公開第10/47196号パンフレット
しかし、表面に微細な凹凸パターンを形成されたウェハにおいて該凹凸パターンの少なくとも凹部表面の一部が、チタン、窒化チタン、タングステン、アルミニウム、銅、スズ、窒化タンタル、ルテニウム、及びシリコンからなる群から選ばれる少なくとも1種の物質(以下「金属系の物質」と記載する)のように、表面に反応性の官能基、例えばシラノール基が十分に存在しない物質を含むウェハ(以下、単に「ウェハ」と記載することがある)の場合、特許文献1乃至5に記載の処理液及び処理方法を用いても撥水性保護膜を形成できないため、パターンの倒壊を防止することができないという問題がある。本発明は、半導体デバイス製造において、表面の微細な凹凸パターンの少なくとも一部に金属系の物質を含むウェハの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、ウェハの凹凸パターン表面に撥水性保護膜を形成する保護膜形成用薬液を提供することを課題とする。
本発明のウェハの凹凸パターン表面に撥水性保護膜を形成する保護膜形成用薬液(以降「保護膜形成用薬液」または単に「薬液」と記載する)は、表面に微細な凹凸パターンを形成されたウェハにおいて該凹凸パターンの少なくとも凹部表面の一部が金属系の物質を含むウェハの洗浄時に、少なくとも前記凹部表面に撥水性保護膜(以降「撥水性保護膜」、または単に「保護膜」と記載する)を形成するための撥水性保護膜形成剤を含む薬液であり、該撥水性保護膜形成剤が非水溶性の界面活性剤であることを特徴とする、ウェハの撥水性保護膜形成用薬液である。非水溶性の界面活性剤を用いることにより、前記の金属系の物質を含むウェハの表面に、前記保護膜を形成することができるため好ましい。該界面活性剤は分子内に疎水部と前記金属系の物質に対して親和性を持つ官能部を併せ持つ物質である。ここで、金属系の物質に対して親和性を持つとは、ファンデルワールス力や静電的相互作用等が金属系の物質表面と前記界面活性剤の官能部の間に働くことにより吸着すること、及び/または金属系の物質表面と前記界面活性剤の官能部が反応して、共有結合を形成することにより吸着することを意味する。該官能部は、該官能部に水の分子が付加(水和)する特性を持つ場合や該官能部と水が化学反応する特性を持つ場合に親水部であるとみなせる。この場合の該官能部と水の付加は、ファンデルワールス力や静電的相互作用、水素結合の生成による付加であってもよいし、水分子が共有結合により付加するものであってもよい。該界面活性剤の疎水部とは、水分子を排除し、水となじみにくい原子団であって、例えば、アルキル基、フェニル基、ナフチル基などの炭化水素基、及びこれら炭化水素基の水素がハロゲンにより一部または全部置換されたフルオロアルキル基、クロロアルキル基などが挙げられる。
本発明において水溶性の界面活性剤とは、1気圧において、温度20℃で同容量の純水と穏やかにかき混ぜた場合、流動が収まった後も当該混合液が均一な外観を維持するものとする。一方、非水溶性の界面活性剤とは、前記の条件において、不均一な外観であるものとする。不均一な外観とは、例えば、散乱を示すものや相分離を示すもの等が挙げられる。
前記の非水溶性の界面活性剤は、Griffin法によるHLB(Hydrophile Lipophile Balance)値が0.001乃至10であることが好ましい。ここで、Griffin法によるHLB値は以下の式から求められる。
HLB値=20×親水部の式量の総和/分子量
0.001未満では撥水性保護膜の形成に長時間を要したり、該保護膜の形成が不十分となったりする傾向がある。10超では、撥水性付与効果が不十分となる傾向がある。より好ましいHLB値は0.005乃至7である。
前記の非水溶性の界面活性剤は、以下の一般式[1]、一般式[2]及びその塩化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種である。
Figure 0004743340
(式[1]中、Rは、炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基、または、炭素数が1乃至8のフルオロアルキル鎖を含む1価の有機基である。Uは、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基、及び、ヨード基からなる群から選ばれる基を示す。)
Figure 0004743340
(式[2]中、Rは、炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基、または炭素数が1乃至8のフルオロアルキル鎖を含む1価の有機基である。Rは、水素原子、または炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基、または炭素数が1乃至8のフルオロアルキル鎖を含む1価の有機基である。Rは、水素原子、または炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基、または炭素数が1乃至8のフルオロアルキル鎖を含む1価の有機基である。)
前記の非水溶性の界面活性剤が、前記一般式[1]で表される非水溶性の界面活性剤において、Rが、炭素数が8乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基である化合物、前記一般式[2]で表される非水溶性の界面活性剤において、Rが、炭素数が6乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基であり、Rが水素原子、または炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基であり、Rが水素原子、または炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基である化合物、及びその塩化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
上記のように、前記の非水溶性の界面活性剤が、分子内に所定の炭素数の炭化水素基を含む1価の有機基からなる疎水部と、金属系の物質に対して親和性を持つ官能部を1個有すると、該界面活性剤を含む薬液で金属系の物質を含むウェハの表面処理を行った際に、前記界面活性剤の疎水部がウェハ表面から遠い方向に向かってさらに並びやすくなるために、撥水性付与効果がさらに高くなるため好ましい。
また、前記の非水溶性の界面活性剤として、以下の一般式[3]乃至[6]からなる群から選ばれる少なくとも1種を用いることができる。
Figure 0004743340
(式[3]中、Rは、炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基、または、炭素数が1乃至8のフルオロアルキル鎖を含む1価の有機基である。Vは、酸素原子、または硫黄原子を示し、Wは、水素原子、アルキル基、芳香族基、ピリジル基、キノリル基、スクシンイミド基、マレイミド基、ベンゾオキサゾール基、ベンゾチアゾール基、及び、ベンゾトリアゾール基からなる群から選ばれる基を示し、これらの基における水素原子は、有機基で置換されていても良い。)
Figure 0004743340
(式[4]中、Xはイソシアネート基、メルカプト基、またはアルデヒド基であり、aは1乃至6の整数、Rは、炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む有機基、または炭素数が1乃至8のフルオロアルキル鎖を含む有機基であり、前記のa個のイソシアネート基、メルカプト基、またはアルデヒド基で同数の水素原子が置換された化合物である。)
Figure 0004743340
(式[5]中、Yは硫黄元素を含む環構造であり、Rは、水素原子、炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基、及び、炭素数が1乃至8のフルオロアルキル鎖を含む1価の有機基からなる群から選ばれる基である。)
Figure 0004743340
(式[6]中、Rは、炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基、または、炭素数が1乃至8のフルオロアルキル鎖を含む1価の有機基である。Rは、炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基、または、炭素数が1乃至8のフルオロアルキル鎖を含む1価の有機基である。Zは、酸素原子、または硫黄原子を示す。)
また、前記撥水性保護膜形成用薬液中に希釈溶媒が含有されてもよい。このとき、保護膜形成用薬液中の、非水溶性の界面活性剤の濃度は、該薬液の総量100質量%に対して0.001質量%以上であることが好ましい。0.001質量%未満では、撥水性付与効果が不十分となる傾向がある。さらに好ましくは0.008質量%以上である。
表面に微細な凹凸パターンを有するウェハとしては、該ウェハの凹凸パターンの少なくとも一部が、チタン、窒化チタン、タングステン、アルミニウム、銅、スズ、窒化タンタル、ルテニウム、及びシリコンからなる群から選ばれる少なくとも1種の物質を含むものが挙げられる。一般的に、金属酸化物においては表面に充分な水酸基が存在する。例えば、酸化ケイ素の場合、表面にはシラノール基(SiOH基)が多数存在し、このシラノール基がシランカップリング剤との反応点となるために、撥水性保護膜を形成しやすい。一方、上記のような金属系の物質においては、シラノール基にあたるような反応点はなく、シランカップリング剤のような化合物で撥水性保護膜を形成することは難しい。また、本発明において、表面に微細な凹凸パターンを有するウェハとは、エッチングまたはインプリント等によって表面に微細な凹凸パターンを形成された後の状態のウェハを意味する。また、前記のウェハに金属配線等の他の加工が施されたものであっても、その表面に微細な凹凸パターンが存在するものであれば、対象とすることができる。
本発明の保護膜形成用薬液は、表面に微細な凹凸パターンを形成されたウェハにおいて該凹凸パターンの少なくとも凹部表面の一部がチタン、窒化チタン、タングステン、アルミニウム、銅、スズ、窒化タンタル、ルテニウム、及びシリコンからなる群から選ばれる少なくとも1種の物質を含むウェハの洗浄工程において洗浄液を該薬液に置換して使用される。また、前記の置換した薬液は他の洗浄液に置換されてもよい。
本発明は、表面に微細な凹凸パターンを形成されたウェハにおいて該凹凸パターンの少なくとも凹部表面の一部がチタン、窒化チタン、タングステン、アルミニウム、銅、スズ、窒化タンタル、ルテニウム、及びシリコンからなる群から選ばれる少なくとも1種の物質を含むウェハの洗浄時に、前記撥水性保護膜形成用薬液を該凹部に保持することにより、前記凹部表面に形成された撥水性保護膜であり、該撥水性保護膜が、撥水性保護膜形成剤である非水溶性の界面活性剤から形成されたものであることを特徴とする、撥水性保護膜である。
前記のように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前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。
本発明において、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。
本発明は、表面に微細な凹凸パターンを形成されたウェハにおいて該凹凸パターンの少なくとも凹部表面の一部がチタン、窒化チタン、タングステン、アルミニウム、銅、スズ、窒化タンタル、ルテニウム、及びシリコンからなる群から選ばれる少なくとも1種の物質を含むウェハの洗浄方法であって、該方法は、少なくとも、
凹凸パターンの少なくとも凹部に保護膜形成用薬液を保持する保護膜形成工程、
乾燥により凹凸パターンから液体を除去する乾燥工程、
ウェハ表面を光照射すること、ウェハを加熱すること、及び、ウェハをオゾン曝露することから選ばれる少なくとも1つの処理を行うことにより保護膜を除去する膜除去工程
を有し、前記保護膜形成用薬液が、少なくとも前記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剤を含む薬液であり、該撥水性保護膜形成剤が非水溶性の界面活性剤であることを特徴とする、洗浄方法である。
本発明では、洗浄液が凹部から除去されるとき、すなわち、乾燥されるとき、前記凹凸パターンの少なくとも凹部表面に前記保護膜が形成されているので、該凹部に働く毛細管力が小さくなり、パターン倒れが生じにくくなる。また、前記保護膜は、ウェハ表面を光照射すること、ウェハを加熱すること、及び、ウェハをオゾン曝露することから選ばれる少なくとも1つの処理により除去できる。
また、前記非水溶性の界面活性剤が、Griffin法によるHLB値で0.001乃至10であることが好ましい。
また、前記非水溶性の界面活性剤が、以下の一般式[1]、一般式[2]及びその塩化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
Figure 0004743340
(式[1]中、Rは、炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基、または、炭素数が1乃至8のフルオロアルキル鎖を含む1価の有機基である。Uは、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基、及び、ヨード基からなる群から選ばれる基を示す。)
Figure 0004743340
(式[2]中、Rは、炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基、または炭素数が1乃至8のフルオロアルキル鎖を含む1価の有機基である。Rは、水素原子、または炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基、または炭素数が1乃至8のフルオロアルキル鎖を含む1価の有機基である。Rは、水素原子、または炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基、または炭素数が1乃至8のフルオロアルキル鎖を含む1価の有機基である。)
また、前記非水溶性の界面活性剤が、前記一般式[1]で表される非水溶性の界面活性剤において、Rが、炭素数が8乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基である化合物、前記一般式[2]で表される非水溶性の界面活性剤において、Rが、炭素数が6乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基であり、また、Rが水素原子、または炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基であり、Rが水素原子、または炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基である化合物、及びその塩化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
また、前記非水溶性の界面活性剤が、以下の一般式[3]乃至[6]からなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
Figure 0004743340
(式[3]中、Rは、炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基、または、炭素数が1乃至8のフルオロアルキル鎖を含む1価の有機基である。Vは、酸素原子、または硫黄原子を示し、Wは、水素原子、アルキル基、芳香族基、ピリジル基、キノリル基、スクシンイミド基、マレイミド基、ベンゾオキサゾール基、ベンゾチアゾール基、及び、ベンゾトリアゾール基からなる群から選ばれる基を示し、これらの基における水素原子は、有機基で置換されていても良い。)
Figure 0004743340
(式[4]中、Xはイソシアネート基、メルカプト基、またはアルデヒド基であり、aは1乃至6の整数、Rは、炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む有機基、または炭素数が1乃至8のフルオロアルキル鎖を含む有機基であり、前記のa個のイソシアネート基、メルカプト基、またはアルデヒド基で同数の水素原子が置換された化合物である。)
Figure 0004743340
(式[5]中、Yは硫黄元素を含む環構造であり、Rは、水素原子、炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基、及び、炭素数が1乃至8のフルオロアルキル鎖を含む1価の有機基からなる群から選ばれる基である。)
Figure 0004743340
(式[6]中、Rは、炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基、または、炭素数が1乃至8のフルオロアルキル鎖を含む1価の有機基である。Rは、炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基、または、炭素数が1乃至8のフルオロアルキル鎖を含む1価の有機基である。Zは、酸素原子、または硫黄原子を示す。)
また、前記撥水性保護膜形成用薬液中に希釈溶媒が含有されることが好ましい。
また、前記膜除去工程において、前記撥水性保護膜の除去を、ウェハを加熱することによって行うことが好ましい。
また、前記膜除去工程において、前記撥水性保護膜の除去を、300℃以下でウェハを加熱することによって行うことが好ましい。
また、前記保護膜形成工程と乾燥工程の間に、
前記保護膜形成用薬液を該薬液とは異なる洗浄液に置換する後洗浄工程
を有する洗浄方法であって、前記洗浄液が、水系洗浄液、有機溶媒、及び、水系洗浄液と有機溶媒の混合物、並びに、それらに保護膜形成用薬液に用いられる非水溶性の界面活性剤が該薬液よりも低濃度に含有されたものからなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
また、前記薬液に、非水溶性の界面活性剤として、以下の一般式[1]で表される化合物が含有されることが好ましい。
Figure 0004743340
(式[1]中、Rは、炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基、または、炭素数が1乃至8のフルオロアルキル鎖を含む1価の有機基である。Uは、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基、及び、ヨード基からなる群から選ばれる基を示す。)
また、前記一般式[1]で表される非水溶性の界面活性剤において、Rが、炭素数が8乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基である化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
また、前記後洗浄工程で用いる洗浄液が、水系洗浄液、有機溶媒、及び、水系洗浄液と有機溶媒の混合物からなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
また、前記後洗浄工程において、置換された洗浄液を10秒間以上保持することが好ましい。
本発明の保護膜形成用薬液によって形成される保護膜は撥水性に優れることから、表面に微細な凹凸パターンを形成されたウェハにおいて該凹凸パターンの少なくとも凹部表面の一部がチタン、窒化チタン、タングステン、アルミニウム、銅、スズ、窒化タンタル、ルテニウム、及びシリコンからなる群から選ばれる少なくとも1種の物質を含むウェハの凹凸パターンに働く毛細管力を低下させ、ひいてはパターン倒れ防止効果を示す。該薬液を用いると、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、本発明の保護膜形成用薬液を用いて行われる表面に微細な凹凸パターンを有するウェハの製造方法は、生産性が高いものとなる。
本発明の保護膜形成用薬液は、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。
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す図である。 図1中のa−a’断面の一部を示したものである。 洗浄工程にて凹部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。 保護膜が形成された凹部4に液体が保持された状態の模式図を示す図である。
本発明の保護膜形成用薬液を用いた洗浄を実施する前に、一般的には次に挙げる前処理工程を経ることが多い。
ウェハ表面を微細な凹凸パターンを有する面とする前処理工程1、
水系洗浄液を用いて、ウェハ表面を洗浄する前処理工程2、及び
前記水系洗浄液を、該水系洗浄液とは異なる洗浄液A(以下、単に「洗浄液A」と記載する)に置換する前処理工程3
なお、この前処理工程1乃至前処理工程3の各工程は、それぞれ場合によっては省略されることもある。
前記前処理工程1において、パターン形成方法は、まず、該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。
なお、前記ウェハとしては、シリコンウェハ、シリコンおよび/またはシリカ(SiO)を含む複数の成分から構成されたウェハ、シリコンカーバイドウェハ、サファイアウェハ、各種化合物半導体ウェハ、プラスチックウェハなどの表面をチタン、窒化チタン、タングステン、アルミニウム、銅、スズ、窒化タンタル、ルテニウム、及びシリコン等の金属系の物質の層で被覆したもの、またはウェハ上に多層膜を形成し、そのうちの少なくとも1層が前記金属系の物質の層であるもの等が挙げられ、上記の凹凸パターン形成工程は、該金属系の物質の層を含む層において行われる。また、上記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該金属系の物質となるものも含まれる。
また、前記金属系の物質を含む複数の成分から構成されたウェハに対しても、該金属系の物質の表面に前記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、前記金属系の物質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該金属系の物質となるものも含まれる。なお、本発明の薬液で保護膜を形成できるのは前記凹凸パターン中の少なくとも前記金属系の物質部分の表面である。
前記前処理工程2において用いる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、アルカリのうち少なくとも1種が混合された水を主成分(例えば、水の含有率が50質量%以上)とするものが挙げられる。
前記前処理工程2において水系洗浄液で表面の洗浄を行った後、そのまま乾燥等により水系洗浄液を除去、或いは水系洗浄液から水に置換した後に乾燥等により水を除去すると、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。
本発明の保護膜形成用薬液は、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金属系の物質を含むウェハの洗浄時に、少なくとも前記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剤を含む薬液であり、該撥水性保護膜形成剤が非水溶性の界面活性剤であるものであり、該薬液によって形成される保護膜は撥水性に優れることから、ウェハの凹凸パターンに働く毛細管力を低下させ、ひいてはパターン倒れ防止効果を示す。
前処理工程3で用いた洗浄液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、アルカリのうち少なくとも1種が混合された洗浄液を示す。さらに、該洗浄液Aを本発明の保護膜形成用薬液に置換することにより、凹凸パターンの少なくとも凹部に該保護膜形成用薬液を保持する工程(保護膜形成工程)を行うことが好ましい。また、前処理工程3において、該洗浄液Aへの置換は2回以上行ってもよい。すなわち、前処理工程2で用いた水系洗浄液から1種類目の洗浄液Aに置換した後、該洗浄液Aとは異なる複数種類の洗浄液Aに順次置換した後、前記保護膜形成用薬液へと置換しても良い。また、前処理工程2で用いた水系洗浄液から前記保護膜形成用薬液へ直接置換可能である場合は、前記洗浄液Aによる置換(前処理工程3)を省略しても構わない。
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前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前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。
前記洗浄液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、アルコール類、多価アルコールの誘導体、含窒素化合物溶媒等が挙げられる。
前記炭化水素類の例としては、トルエン、ベンゼン、キシレン、ヘキサン、ヘプタン、オクタンなどがあり、前記エステル類の例としては、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、アセト酢酸エチルなどがあり、前記エーテル類の例としては、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、ジオキサンなどがあり、前記ケトン類の例としては、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などがあり、前記含ハロゲン溶媒の例としては、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)、Novec HFE−7100、Novec HFE−7200、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などがあり、前記スルホキシド系溶媒の例としては、ジメチルスルホキシドなどがあり、アルコール類の例としては、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、1,3−プロパンジオールなどがあり、前記多価アルコールの誘導体の例としては、ジ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メチルエーテル、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、ジ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メ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、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などがあり、含窒素化合物溶媒の例としては、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、ピリジンなどがある。
図3は、保護膜形成工程にて凹部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3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、保護膜形成用薬液が、凹凸パターン2が形成されたウェハ1に供される。この際、前記薬液は図3に示したように凹部4に保持された状態となり、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。
前記の非水溶性の界面活性剤は、金属系の物質に対して親和性を持つ官能部を有することが好ましい。金属系の物質に対して親和性を持つ官能部としては、非共有電子対を持つ元素を一つ以上含有する官能部であり、例えば、アミノ基、−(C=O)−U結合、−(C=O)−V−W結合、イソシアネート基、メルカプト基、アルデヒド基、チオフェン環(チエニル基)の硫黄原子、−(C=O)−Z−(C=O)−結合、−OH結合等が挙げられる。ここで、Uは、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基、及び、ヨード基からなる群から選ばれる基を示し、Vは、酸素原子、または硫黄原子を示し、Wは、水素原子、アルキル基、芳香族基、ピリジル基、キノリル基、スクシンイミド基、マレイミド基、ベンゾオキサゾール基、ベンゾチアゾール基、及び、ベンゾトリアゾール基からなる群から選ばれる基を示し、これらの基における水素原子は、有機基で置換されていてもよい。また、Zは、酸素原子、または硫黄原子を示す。
また、前記の非水溶性の界面活性剤は、Griffin法によるHLB値が0.001乃至10であるものであると、より高い撥水性を付与することが可能であるため、好ましい。このような非水溶性の界面活性剤としては、例えば、
COF、C11COF、C13COF、C15COF、C17COF、C19COF、C1021COF、C1123COF、C1225COF、C1327COF、C1429COF、C1531COF、C1633COF、C1735COF、C1837COF、CCOF、CFCOF、CCOF、CCOF、CCOF、C11COF、C13COF、C15COF、C17COF、C11COCl、C13COCl、C15COCl、C17COCl、C19COCl、C1021COCl、C1123COCl、C1225COCl、C1327COCl、C1429COCl、C1531COCl、C1633COCl、C1735COCl、C1837COCl、CCOCl、CFCOCl、CCOCl、CCOCl、CCOCl、C11COCl、C13COCl、C15COCl、C17COCl、C17COBr、C19COBr、C1021COBr、C1123COBr、C1225COBr、C1327COBr、C1429COBr、C1531COBr、C1633COBr、C1735COBr、C1837COBr、CCOBr、CCOBr、CCOBr、C11COBr、C13COBr、C15COBr、C17COBr、C1123COI、C1225COI、C1327COI、C1429COI、C1531COI、C1633COI、C1735COI、C1837COI、CCOI、CCOI、C11COI、C13COI、C15COI、C17COI等の化合物が挙げられる。
また、例えば、
13NH、C15NH、C17NH、C19NH、C1021NH、C1123NH、C1225NH、C1327NH、C1429NH、C1531NH、C1633NH、C1735NH、C1837NH、CFNH、CNH、CNH、CNH、C11NH、C13NH、C15NH、C17NH、CClNH、CCl11NH、CCl13NH、CCl15NH、CCl17NH、CBrNH、CBr11NH、CBr13NH、CBr15NH、CBr17NH、CNH、C11NH、C13NH、C15NH、C17NH、CNH、C11NH、C15NH、CClNH、CCl11NH、CCl15NH、CBrNH、CBr11NH、CBr15NH、CNH、C11NH、C15NH、CClNH、CBrNH、CNH、(CNH、(CNH、(C11NH、(C13NH、(C15NH、(C17NH、(C19NH、(C1021NH、(C1123NH、(C1225NH、(C1327NH、(C1429NH、(C1531NH、(C1633NH、(C1735NH、(C1837NH、(CFNH、(CNH、(CNH、(CNH、(C11NH、(C13NH、(C15NH、(C17NH、(CClNH、(CCl11NH、(CCl13NH、(CCl15NH、(CCl17NH、(CBrNH、(CBr11NH、(CBr13NH、(CBr15NH、(CBr17NH、(CNH、(C11NH、(C13NH、(C15NH、(C17NH、(CNH、(C11NH、(C15NH、(CClNH、(CCl11NH、(CCl15NH、(CBrNH、(CBr11NH、(CBr15NH、(CNH、(C11NH、(C15NH、(CClNH、(CBrNH、(CNH、(CN、(CN、(CN、(C11N、(C13N、(C15N、(C17N、(C19N、(C1021N、(C1123N、(C1225N、(C1327N、(C1429N、(C1531N、(C1633N、(C1735N、(C1837N、(CFN、(CN、(CN、(CN、(C11N、(C13N、(C15N、(C17N、(CClN、(CCl11N、(CCl13N、(CCl15N、(CCl17N、(CBrN、(CBr11N、(CBr13N、(CBr15N、(CBr17N、(CN、(C11N、(C13N、(C15N、(C17N、(CN、(C11N、(C15N、(CClN、(CCl11N、(CCl15N、(CBrN、(CBr11N、(CBr15N、(CN、(C11N、(C15N、(CClN、(CBrN、(CN、(C11)(CH)NH、(C13)(CH)NH、(C15)(CH)NH、(C17)(CH)NH、(C19)(CH)NH、(C1021)(CH)NH、(C1123)(CH)NH、(C1225)(CH)NH、(C1327)(CH)NH、(C1429)(CH)NH、(C1531)(CH)NH、(C1633)(CH)NH、(C1735)(CH)NH、(C1837)(CH)NH、(CF)(CH)NH、(C)(CH)NH、(C)(CH
)NH、(C)(CH)NH、(C11)(CH)NH、(C13)(CH)NH、(C15)(CH)NH、(C17)(CH)NH、(C)(CHN、(C)(CHN、(C11)(CHN、(C13)(CHN、(C15)(CHN、(C17)(CHN、(C19)(CHN、(C1021)(CHN、(C1123)(CHN、(C1225)(CHN、(C1327)(CHN、(C1429)(CHN、(C1531)(CHN、(C1633)(CHN、(C1735)(CHN、(C1837)(CHN、(CF)(CHN、(C)(CHN、(C)(CHN、(C)(CHN、(C11)(CHN、(C13)(CHN、(C15)(CHN、(C17)(CHN等の化合物、またはその炭酸塩、塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩などの無機酸塩や、酢酸塩、プロピオン酸塩、酪酸塩、フタル酸塩などの有機酸塩が挙げられる。なお、塩を形成する場合は、塩形成前の界面活性剤のHLB値が0.001乃至10であることが好ましい。
また、例えば、
11COOH、C13COOH、C15COOH、C17COOH、C19COOH、C1021COOH、C1123COOH、C1225COOH、C1327COOH、C1429COOH、C1531COOH、C1633COOH、C1735COOH、C1837COOH、CCOOH、C11COOH、C13COOH、C15COOH、C17COOH、CCOOCH、CCOOCH、CCOOCH、C11COOCH、C13COOCH、C15COOCH、C17COOCH、C19COOCH、C1021COOCH、C1123COOCH、C1225COOCH、C1327COOCH、C1429COOCH、C1531COOCH、C1633COOCH、C1735COOCH、C1837COOCH、CCOOCH、CFCOOCH、CCOOCH、CCOOCH、CCOOCH、C11COOCH、C13COOCH、C15COOCH、C17COOCH、CHCOOC、CCOOC、CCOOC、CCOOC、C11COOC、C13COOC、C15COOC、C17COOC、C19COOC、C1021COOC、C1123COOC、C1225COOC、C1327COOC、C1429COOC、C1531COOC、C1633COOC、C1735COOC、C1837COOC、CCOOC、CFCOOC、CCOOC、CCOOC、CCOOC、C11COOC、C13COOC、C15COOC、C17COOC、CHCOOC、CCOOC、CCOOC、CCOOC、C11COOC、C13COOC、C15COOC、C17COOC、C19COOC、C1021COOC、C1123COOC、C1225COOC、C1327COOC、C1429COOC、C1531COOC、C1633COOC、C1735COOC、C1837COOC、CCOOC、CFCOOC、CCOOC、CCOOC、CCOOC、C11COOC、C13COOC、C15COOC、C17COOC、C11COSH、C13COSH、C15COSH、C17COSH、C19COSH、C1021COSH、C1123COSH、C1225COSH、C1327COSH、C1429COSH、C1531COSH、C1633COSH、C1735COSH、C1837COSH、CCOSH、CCOSH、C11COSH、C13COSH、C15COSH、C17COSH、CCOSCH、C11COSCH、C13COSCH、C15COSCH、C17COSCH、C19COSCH、C1021COSCH、C1123COSCH、C1225COSCH、C1327COSCH、C1429COSCH、C1531COSCH、C1633COSCH、C1735COSCH、C1837COSCH、CCOSCH、CFCOSCH、CCOSCH、CCOSCH、CCOSCH、C11COSCH、C13COSCH、C15COSCH、C17COSCH等の化合物が挙げられる。
また、例えば、
NCO、CNCO、C11NCO、C13NCO、C15NCO、C17NCO、C19NCO、C1021NCO、C1123NCO、C1225NCO、C1327NCO、C1429NCO、C1531NCO、C1633NCO、C1735NCO、C1837NCO、CFNCO、CNCO、CNCO、CNCO、C11NCO、C13NCO、C15NCO、C17NCO、C12(NCO)、C14(NCO)、C16(NCO)、C18(NCO)、C1020(NCO)、C1122(NCO)、C1224(NCO)、C1326(NCO)、C1428(NCO)、C1530(NCO)、C1632(NCO)、C1734(NCO)、C1836(NCO)、(NCO)C12NCO、(NCO)C14NCO、(NCO)C16NCO、(NCO)C18NCO、(NCO)C1020NCO、(NCO)C1122NCO、(NCO)C1224NCO、(NCO)C1326NCO、(NCO)C1428NCO、(NCO)C1530NCO、(NCO)C1632NCO、(NCO)C1734NCO、(NCO)C1836NCO、C1019(NCO)、C1121(NCO)、C1223(NCO)、C1325(NCO)、C1427(NCO)、C1529(NCO)、C1631(NCO)、C1733(NCO)、C1835(NCO)、(NCO)1324(NCO)、(NCO)1426(NCO)、(NCO)1528(NCO)、(NCO)1630(NCO)、(NCO)1732(NCO)、(NCO)1834(NCO)、CSH、CSH、C11SH、C13SH、C15SH、C17SH、C19SH、C1021SH、C1123SH、C1225SH、C1327SH、C1429SH、C1531SH、C1633SH、C1735SH、C1837SH、CFSH、CSH、CSH、CSH、C11SH、C13SH、C15SH、C17SH、C10(SH)、C12(SH)、C14(SH)、C16(SH)、C18(SH)、C1020(SH)、C1122(SH)、C1224(SH)、C1326(SH)、C1428(SH)、C1530(SH)、C1632(SH)、C1734(SH)、C1836(SH)、(SH)C10SH、(SH)C12SH、(SH)C14SH、(SH)C16SH、(SH)C18SH、(SH)C1020SH、(SH)C1122SH、(SH)C1224SH、(SH)C1326SH、(SH)C1428SH、(SH)C1530SH、(SH)C1632SH、(SH)C1734SH、(SH)C1836SH、C15(SH)、C17(SH)、C1019(SH)、C1121(SH)、C1223(SH)、C1325(SH)、C1427(SH)、C1529(SH)、C1631(SH)、C1733(SH)、C1835(SH)、(SH)1018(SH)、(SH)1120(SH)、(SH)1222(SH)、(SH)1324(SH)、(SH)1426(SH)、(SH)1528(SH)、(SH)1630(SH)、(SH)1732(SH)、(SH)1834(SH)、CCHO、CCHO、CCHO、C11CHO、C13CHO、C15CHO、C17CHO、C19CHO、C1021CHO、C1123CHO、C1225CHO、C1327CHO、C1429CHO、C1531CHO、C1633CHO、C1735CHO、C1837CHO、CCHO、CFCHO、CCHO、CCHO、CCHO、C11CHO、C13CHO、C15CHO、C17CHO等の化合物が挙げられる。
また、例えば、
S、CHS、CS、CS、CS、C11S、C13S、C15S、C17S、C19S、C1021S、C1123S、C1225S、C1327S、C1429S、C1531S、C1633S、C1735S、C1837S、CNS、CHNS、CNS、CNS、CNS、C11NS、C13NS、C15NS、C17NS、C19NS、C1021NS、C1123NS、C1225NS、C1327NS、C1429NS、C1531NS、C1633NS、C1735NS、C1837NS等の化合物が挙げられる。なお、CSはチオフェン、CSはチオフェン環、CNSはチアゾール、CNSはチアゾール環を示す。
また、例えば、
COOCOC、CCOOCOC、C11COOCOC11、C13COOCOC13、C15COOCOC15、C17COOCOC17、C19COOCOC19、C1021COOCOC1021、C1123COOCOC1123、C1225COOCOC1225、C1327COOCOC1327、C1429COOCOC1429、C1531COOCOC1531、C1633COOCOC1633、C1735COOCOC1735、C1837COOCOC1837、CCOOCOC、CFCOOCOCF、CCOOCOC、CCOOCOC、CCOOCOC、C11COOCOC11、C13COOCOC13、C15COOCOC15、C17COOCOC17等の化合物が挙げられる。
また、前記の非水溶性の界面活性剤は、炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基、または炭素数が1乃至8のフルオロアルキル鎖を含む1価の有機基からなる疎水部を有することが好ましい。前記炭化水素基は直鎖状であっても良いし、分枝状であっても良い。
本発明の非水溶性の界面活性剤は、例えば、前記一般式[1]で表されるような、
CHCOF、CCOF、CCOF、CCOF、C11COF、C13COF、C15COF、C17COF、C19COF、C1021COF、C1123COF、C1225COF、C1327COF、C1429COF、C1531COF、C1633COF、C1735COF、C1837COF、CCOF、CFCOF、CCOF、CCOF、CCOF、C11COF、C13COF、C15COF、C17COF、CHCOCl、CCOCl、CCOCl、CCOCl、C11COCl、C13COCl、C15COCl、C17COCl、C19COCl、C1021COCl、C1123COCl、C1225COCl、C1327COCl、C1429COCl、C1531COCl、C1633COCl、C1735COCl、C1837COCl、CCOCl、CFCOCl、CCOCl、CCOCl、CCOCl、C11COCl、C13COCl、C15COCl、C17COCl、CHCOBr、CCOBr、CCOBr、CCOBr、C11COBr、C13COBr、C15COBr、C17COBr、C19COBr、C1021COBr、C1123COBr、C1225COBr、C1327COBr、C1429COBr、C1531COBr、C1633COBr、C1735COBr、C1837COBr、CCOBr、CFCOBr、CCOBr、CCOBr、CCOBr、C11COBr、C13COBr、C15COBr、C17COBr、CHCOI、CCOI、CCOI、CCOI、C11COI、C13COI、C15COI、C17COI、C19COI、C1021COI、C1123COI、C1225COI、C1327COI、C1429COI、C1531COI、C1633COI、C1735COI、C1837COI、CCOI、CFCOI、CCOI、CCOI、CCOI、C11COI、C13COI、C15COI、C17COI等の化合物が挙げられる。
また、例えば、前記一般式[2]で表されるような、
11NH、C13NH、C15NH、C17NH、C19NH、C1021NH、C1123NH、C1225NH、C1327NH、C1429NH、C1531NH、C1633NH、C1735NH、C1837NH、CFNH、CNH、CNH、CNH、C11NH、C13NH、C15NH、C17NH、CClNH、CCl11NH、CCl13NH、CCl15NH、CCl17NH、CBrNH、CBr11NH、CBr13NH、CBr15NH、CBr17NH、CNH、C11NH、C13NH、C15NH、C17NH、CNH、C11NH、C15NH、CClNH、CCl11NH、CCl15NH、CBrNH、CBr11NH、CBr15NH、CNH、C11NH、C15NH、CClNH、CBrNH、CNH、(CNH、(CNH、(C11NH、(C13NH、(C15NH、(C17NH、(C19NH、(C1021NH、(C1123NH、(C1225NH、(C1327NH、(C1429NH、(C1531NH、(C1633NH、(C1735NH、(C1837NH、(CFNH、(CNH、(CNH、(CNH、(C11NH、(C13NH、(C15NH、(C17NH、(CClNH、(CCl11NH、(CCl13NH、(CCl15NH、(CCl17NH、(CBrNH、(CBr11NH、(CBr13NH、(CBr15NH、(CBr17NH、(CNH、(C11NH、(C13NH、(C15NH、(C17NH、(CNH、(C11NH、(C15NH、(CClNH、(CCl11NH、(CCl15NH、(CBrNH、(CBr11NH、(CBr15NH、(CNH、(C11NH、(C15NH、(CClNH、(CBrNH、(CNH、(CN、(CN、(CN、(C11N、(C13N、(C15N、(C17N、(C19N、(C1021N、(C1123N、(C1225N、(C1327N、(C1429N、(C1531N、(C1633N、(C1735N、(C1837N、(CFN、(CN、(CN、(CN、(C11N、(C13N、(C15N、(C17N、(CClN、(CCl11N、(CCl13N、(CCl15N、(CCl17N、(CBrN、(CBr11N、(CBr13N、(CBr15N、(CBr17N、(CN、(C11N、(C13N、(C15N、(C17N、(CN、(C11N、(C15N、(CClN、(CCl11N、(CCl15N、(CBrN、(CBr11N、(CBr15N、(CN、(C11N、(C15N、(CClN、(CBrN、(CN、(C11)(CH)NH、(C13)(CH)NH、(C15)(CH)NH、(C17)(CH)NH、(C19)(CH)NH、(C1021)(CH)NH、(C1123)(CH)NH、(C1225)(CH)NH、(C1327)(CH)NH、(C1429)(CH)NH、(C1531)(CH)NH、(C1633)(CH)NH、(C1735)(CH)NH、(C1837)(CH)NH、(CF)(CH)NH、(C)(CH
)NH、(C)(CH)NH、(C)(CH)NH、(C11)(CH)NH、(C13)(CH)NH、(C15)(CH)NH、(C17)(CH)NH、(C)(CHN、(C)(CHN、(C11)(CHN、(C13)(CHN、(C15)(CHN、(C17)(CHN、(C19)(CHN、(C1021)(CHN、(C1123)(CHN、(C1225)(CHN、(C1327)(CHN、(C1429)(CHN、(C1531)(CHN、(C1633)(CHN、(C1735)(CHN、(C1837)(CHN、(CF)(CHN、(C)(CHN、(C)(CHN、(C)(CHN、(C11)(CHN、(C13)(CHN、(C15)(CHN、(C17)(CHN等の化合物、またはその炭酸塩、塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩などの無機酸塩や、酢酸塩、プロピオン酸塩、酪酸塩、フタル酸塩などの有機酸塩が挙げられる。
また、例えば、前記一般式[3]で表されるような、
11COOH、C13COOH、C15COOH、C17COOH、C19COOH、C1021COOH、C1123COOH、C1225COOH、C1327COOH、C1429COOH、C1531COOH、C1633COOH、C1735COOH、C1837COOH、CCOOH、C11COOH、C13COOH、C15COOH、C17COOH、CHCOOCH、CCOOCH、CCOOCH、CCOOCH、C11COOCH、C13COOCH、C15COOCH、C17COOCH、C19COOCH、C1021COOCH、C1123COOCH、C1225COOCH、C1327COOCH、C1429COOCH、C1531COOCH、C1633COOCH、C1735COOCH、C1837COOCH、CCOOCH、CFCOOCH、CCOOCH、CCOOCH、CCOOCH、C11COOCH、C13COOCH、C15COOCH、C17COOCH、CHCOOC、CCOOC、CCOOC、CCOOC、C11COOC、C13COOC、C15COOC、C17COOC、C19COOC、C1021COOC、C1123COOC、C1225COOC、C1327COOC、C1429COOC、C1531COOC、C1633COOC、C1735COOC、C1837COOC、CCOOC、CFCOOC、CCOOC、CCOOC、CCOOC、C11COOC、C13COOC、C15COOC、C17COOC、CHCOOC、CCOOC、CCOOC、CCOOC、C11COOC、C13COOC、C15COOC、C17COOC、C19COOC、C1021COOC、C1123COOC、C1225COOC、C1327COOC、C1429COOC、C1531COOC、C1633COOC、C1735COOC、C1837COOC、CCOOC、CFCOOC、CCOOC、CCOOC、CCOOC、C11COOC、C13COOC、C15COOC、C17COOC、CCOSH、C11COSH、C13COSH、C15COSH、C17COSH、C19COSH、C1021COSH、C1123COSH、C1225COSH、C1327COSH、C1429COSH、C1531COSH、C1633COSH、C1735COSH、C1837COSH、CCOSH、CCOSH、C11COSH、C13COSH、C15COSH、C17COSH、CHCOSCH、CCOSCH、CCOSCH、CCOSCH、C11COSCH、C13COSCH、C15COSCH、C17COSCH、C19COSCH、C1021COSCH、C1123COSCH、C1225COSCH、C1327COSCH、C1429COSCH、C1531COSCH、C1633COSCH、C1735COSCH、C1837COSCH、CCOSCH、CFCOSCH、CCOSCH、CCOSCH、CCOSCH、C11COSCH、C13COSCH、C15COSCH、C17COSCH等の化合物が挙げられる。
また、例えば、前記一般式[4]で表されるような、
NCO、CNCO、CNCO、C11NCO、C13NCO、C15NCO、C17NCO、C19NCO、C1021NCO、C1123NCO、C1225NCO、C1327NCO、C1429NCO、C1531NCO、C1633NCO、C1735NCO、C1837NCO、CFNCO、CNCO、CNCO、CNCO、C11NCO、C13NCO、C15NCO、C17NCO、CH(NCO)、C(NCO)、C(NCO)、C(NCO)、C10(NCO)、C12(NCO)、C14(NCO)、C16(NCO)、C18(NCO)、C1020(NCO)、C1122(NCO)、C1224(NCO)、C1326(NCO)、C1428(NCO)、C1530(NCO)、C1632(NCO)、C1734(NCO)、C1836(NCO)、(NCO)CNCO、(NCO)CNCO、(NCO)CNCO、(NCO)C10NCO、(NCO)C12NCO、(NCO)C14NCO、(NCO)C16NCO、(NCO)C18NCO、(NCO)C1020NCO、(NCO)C1122NCO、(NCO)C1224NCO、(NCO)C1326NCO、(NCO)C1428NCO、(NCO)C1530NCO、(NCO)C1632NCO、(NCO)C1734NCO、(NCO)C1836NCO、CH(NCO)、C(NCO)、C(NCO)、C(NCO)、C(NCO)、C11(NCO)、C13(NCO)、C15(NCO)、C17(NCO)、C1019(NCO)、C1121(NCO)、C1223(NCO)、C1325(NCO)、C1427(NCO)、C1529(NCO)、C1631(NCO)、C1733(NCO)、C1835(NCO)、C(NCO)、(NCO)(NCO)、(NCO)(NCO)、(NCO)(NCO)、(NCO)(NCO)、(NCO)10(NCO)、(NCO)12(NCO)、(NCO)14(NCO)、(NCO)16(NCO)、(NCO)1018(NCO)、(NCO)1120(NCO)、(NCO)1222(NCO)、(NCO)1324(NCO)、(NCO)1426(NCO)、(NCO)1528(NCO)、(NCO)1630(NCO)、(NCO)1732(NCO)、(NCO)1834(NCO)、CSH、CSH、CSH、C11SH、C13SH、C15SH、C17SH、C19SH、C1021SH、C1123SH、C1225SH、C1327SH、C1429SH、C1531SH、C1633SH、C1735SH、C1837SH、CFSH、CSH、CSH、CSH、C11SH、C13SH、C15SH、C17SH、C(SH)、C10(SH)、C12(SH)、C14(SH)、C16(SH)、C18(SH)、C1020(SH)、C1122(SH)、C1224(SH)、C1326(SH)、C1428(SH)、C1530(SH)、C1632(SH)、C1734(SH)、C1836(SH)、(SH)CSH、(SH)C10SH、(SH)C12SH、(SH)C14SH、(SH)C16SH、(SH)C18SH、(SH)C1020SH、(SH)C1122SH、(SH)C1224SH、(SH)C1326SH、(SH)C1428SH、(SH)C1530SH、(SH)C1632SH、(SH)C1734SH、(SH)C1836SH、C(SH)、C(SH)、C11(SH)、C13(SH)、C15(SH)、C17(SH)、C1019(SH)、C1121(SH)、C1223(SH)、C1325(SH)、C1427(SH)、C1529(SH)、C1631(SH)、C1733(SH)、C1835(SH)、(SH)(SH)、(SH)(SH)、(SH)10(SH)、(SH)12(SH)、(SH)14(SH)、(SH)16(SH)、(SH)1018(SH)、(SH)1120(SH)、(SH)1222(SH)、(SH)1324(SH)、(SH)1426(SH)、(SH)1528(SH)、(SH)1630(SH)、(SH)1732(SH)、(SH)1834(SH)、CHCHO、CCHO、CCHO、CCHO、C11CHO、C13CHO、C15CHO、C17CHO、C19CHO、C1021CHO、C1123CHO、C1225CHO、C13
27CHO、C1429CHO、C1531CHO、C1633CHO、C1735CHO、C1837CHO、CCHO、CFCHO、CCHO、CCHO、CCHO、C11CHO、C13CHO、C15CHO、C17CHO等の化合物が挙げられる。
また、例えば、前記一般式[5]で表されるような、
S、CHS、CS、CS、CS、C11S、C13S、C15S、C17S、C19S、C1021S、C1123S、C1225S、C1327S、C1429S、C1531S、C1633S、C1735S、C1837S等の化合物が挙げられる。なお、CSはチオフェン、CSはチオフェン環を示す。
また、例えば、前記一般式[6]で表されるような、
CHCOOCOCH、CCOOCOC、CCOOCOC、CCOOCOC、C11COOCOC11、C13COOCOC13、C15COOCOC15、C17COOCOC17、C19COOCOC19、C1021COOCOC1021、C1123COOCOC1123、C1225COOCOC1225、C1327COOCOC1327、C1429COOCOC1429、C1531COOCOC1531、C1633COOCOC1633、C1735COOCOC1735、C1837COOCOC1837、CCOOCOC、CFCOOCOCF、CCOOCOC、CCOOCOC、CCOOCOC、C11COOCOC11、C13COOCOC13、C15COOCOC15、C17COOCOC17等の化合物が挙げられる。
前記の非水溶性の界面活性剤が塩を形成する場合、保護膜形成用薬液には該界面活性剤、またはその塩、並びにそれらの混合物を含んでもよい。
また、前記の非水溶性の界面活性剤が、前記一般式[1]で表される非水溶性の界面活性剤において、Rが、炭素数が8乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基である化合物、前記一般式[2]で表される非水溶性の界面活性剤において、Rが、炭素数が6乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基であり、また、Rが、水素原子、または炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基であり、Rが、水素原子、または炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基である化合物、及びその塩化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種であると、より優れた撥水性を付与することが可能であるため好ましい。
また、前記一般式[3]で表される非水溶性の界面活性剤において、Rが、炭素数が6乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基であり、Vが酸素原子で、Wが水素原子である化合物、及び、前記一般式[4]で表される非水溶性の界面活性剤において、aが1であり、Rが、炭素数が6乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基である化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種であると、より優れた撥水性を付与することが可能であるため好ましい。
また、前記の非水溶性の界面活性剤が、炭素原子と水素原子からなる直鎖状の炭化水素基を含む疎水部を有することがより好ましい。該疎水部に含まれる直鎖状の炭化水素基が炭素原子と水素原子からなるものであることにより、保護膜を形成した際に、前記界面活性剤の疎水部が該保護膜の表面に対して垂直方向に向かって並びやすくなるために、より撥水性付与効果が高くなるため、より好ましい。
上記したような非水溶性の界面活性剤の中でも、金属系の物質に対する親和性、及び、撥水性付与効果を考慮して、特に好ましいものは、例えば、前記一般式[1]で表されるような、
17COF、C19COF、C1021COF、C1123COF、C1225COF、C1327COF、C1429COF、C1531COF、C1633COF、C1735COF、C1837COF、C17COCl、C19COCl、C1021COCl、C1123COCl、C1225COCl、C1327COCl、C1429COCl、C1531COCl、C1633COCl、C1735COCl、C1837COCl、C17COBr、C19COBr、C1021COBr、C1123COBr、C1225COBr、C1327COBr、C1429COBr、C1531COBr、C1633COBr、C1735COBr、C1837COBr、C1123COI、C1225COI、C1327COI、C1429COI、C1531COI、C1633COI、C1735COI、C1837COI等の化合物が挙げられる。上記の化合物を用いると、より短時間で前記凹部表面を撥水化された表面状態としやすくなり、かつ、前記後洗浄工程において撥水性の維持効果に優れるため好ましい。
また、例えば、前記一般式[2]で表されるような、
13NH、C15NH、C17NH、C19NH、C1021NH、C1123NH、C1225NH、C1327NH、C1429NH、C1531NH、C1633NH、C1735NH、C1837NH、(CNH、(C11NH、(C13NH、(C15NH、(C17NH、(C19NH、(C1021NH、(C1123NH、(C1225NH、(C1327NH、(C1429NH、(C1531NH、(C1633NH、(C1735NH、(C1837NH、(CN、(C11N、(C13N、(C15N、(C17N、(C19N、(C1021N、(C1123N、(C1225N、(C1327N、(C1429N、(C1531N、(C1633N、(C1735N、(C1837N、(C11)(CH)NH、(C13)(CH)NH、(C15)(CH)NH、(C17)(CH)NH、(C19)(CH)NH、(C1021)(CH)NH、(C1123)(CH)NH、(C1225)(CH)NH、(C1327)(CH)NH、(C1429)(CH)NH、(C1531)(CH)NH、(C1633)(CH)NH、(C1735)(CH)NH、(C1837)(CH)NH、(C)(CHN、(C11)(CHN、(C13)(CHN、(C15)(CHN、(C17)(CHN、(C19)(CHN、(C1021)(CHN、(C1123)(CHN、(C1225)(CHN、(C1327)(CHN、(C1429)(CHN、(C1531)(CHN、(C1633)(CHN、(C1735)(CHN、(C1837)(CHN等の化合物、またはその炭酸塩、塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩などの無機酸塩や、酢酸塩、プロピオン酸塩、酪酸塩、フタル酸塩などの有機酸塩が挙げられる。なお、塩を形成する場合は、塩形成前の界面活性剤のHLB値が0.001乃至10であることが好ましい。
また、例えば、前記一般式[3]で表されるような、
11COOH、C13COOH、C15COOH、C17COOH、C19COOH、C1021COOH、C1123COOH、C1225COOH、C1327COOH、C1429COOH、C1531COOH、C1633COOH、C1735COOH、C1837COOH、CCOOCH、C11COOCH、C13COOCH、C15COOCH、C17COOCH、C19COOCH、C1021COOCH、C1123COOCH、C1225COOCH、C1327COOCH、C1429COOCH、C1531COOCH、C1633COOCH、C1735COOCH、C1837COOCH、CCOOC、C11COOC、C13COOC、C15COOC、C17COOC、C19COOC、C1021COOC、C1123COOC、C1225COOC、C1327COOC、C1429COOC、C1531COOC、C1633COOC、C1735COOC、C1837COOC、CCOOC、C11COOC、C13COOC、C15COOC、C17COOC、C19COOC、C1021COOC、C1123COOC、C1225COOC、C1327COOC、C1429COOC、C1531COOC、C1633COOC、C1735COOC、C1837COOC、C11COSH、C13COSH、C15COSH、C17COSH、C19COSH、C1021COSH、C1123COSH、C1225COSH、C1327COSH、C1429COSH、C1531COSH、C1633COSH、C1735COSH、C1837COSH、CCOSCH、C11COSCH、C13COSCH、C15COSCH、C17COSCH、C19COSCH、C1021COSCH、C1123COSCH、C1225COSCH、C1327COSCH、C1429COSCH、C1531COSCH、C1633COSCH、C1735COSCH、C1837COSCH等の化合物が挙げられる。
また、例えば、前記一般式[4]で表されるような、
NCO、C11NCO、C13NCO、C15NCO、C17NCO、C19NCO、C1021NCO、C1123NCO、C1225NCO、C1327NCO、C1429NCO、C1531NCO、C1633NCO、C1735NCO、C1837NCO、CSH、C11SH、C13SH、C15SH、C17SH、C19SH、C1021SH、C1123SH、C1225SH、C1327SH、C1429SH、C1531SH、C1633SH、C1735SH、C1837SH等の化合物が挙げられる。
また、前記撥水性保護膜形成用薬液中に希釈溶媒が含有されることが好ましい。このとき、保護膜形成用薬液中の、非水溶性の界面活性剤の濃度は、該薬液の総量100質量%に対して0.001質量%以上であることが好ましい。0.001質量%未満では、撥水性付与効果が不十分となる傾向がある。さらに好ましくは0.008質量%以上である。さらに、前記薬液の製造コスト等を勘案すると、0.001〜50質量%が好ましく、0.008〜10質量%であるとより好ましい。
保護膜形成用薬液において非水溶性の界面活性剤に混合されることのある有機溶媒としては、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、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、含窒素化合物溶媒などが好適に使用される。
前記炭化水素類の例としては、トルエン、ベンゼン、キシレン、ヘキサン、ヘプタン、オクタンなどがあり、前記エステル類の例としては、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、アセト酢酸エチルなどがあり、前記エーテル類の例としては、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、ジオキサンなどがあり、前記ケトン類の例としては、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などがあり、前記含ハロゲン溶媒の例としては、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)、Novec HFE−7100、Novec HFE−7200、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などがあり、前記スルホキシド系溶媒の例としては、ジメチルスルホキシドなどがあり、アルコール類の例としては、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、1,3−プロパンジオールなどがあり、前記多価アルコールの誘導体の例としては、ジ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メチルエーテル、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、ジ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メ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、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などがあり、含窒素化合物溶媒の例としては、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、ピリジンなどがある。
また、前記有機溶媒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、前記一般式[1]で表される非水溶性界面活性剤を用いる場合、前記薬液に混合される有機溶媒は、非プロトン性溶媒を用いると、金属系の物質に対して親和性を持つ官能部が溶媒と反応することによって失活することがないため好ましい。なお、非プロトン性溶媒は、非プロトン性極性溶媒と非プロトン性非極性溶媒の両方のことである。このような非プロトン性溶媒としては、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、水酸基を持たない多価アルコールの誘導体、N−H結合を持たない含窒素化合物溶媒が挙げられる。
また、保護膜形成用薬液には、前記の非水溶性界面活性剤による保護膜の形成を促進させるために、触媒が添加されても良い。このような触媒として、トリフルオロ酢酸、無水トリフルオロ酢酸、ペンタフルオロプロピオン酸、無水ペンタフルオロプロピオン酸、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、硫酸、塩化水素などの水を含まない酸、アンモニア、アルキルアミン、ジアルキルアミンなどの塩基、硫化アンモニウム、酢酸カリウム、メチルヒドロキシアミン塩酸塩などの塩、および、スズ、アルミニウム、チタンなどの金属錯体や金属塩が好適に用いられる。
触媒の添加量は、保護膜形成用薬液の総量100質量%に対して、0.0001〜200質量%が好ましい。添加量が少なくなると触媒効果が低下するので好ましくなく、過剰に多くしても触媒効果は向上せず、逆に、ウェハ表面を浸食したり、不純物としてウェハに残留したりする懸念もある。このため、前記触媒添加量は、0.001〜50質量%が特に好ましい。
保護膜形成用薬液は、温度を高くすると、より短時間で前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。前記薬液の温度は、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。
前記保護膜形成工程の後で、該凹凸パターンの少なくとも凹部に保持された前記薬液を、該薬液とは異なる洗浄液(以下、「洗浄液B」と記載する)に置換(後洗浄工程)した後に、乾燥工程に移ってもよい。前記洗浄液Bの例としては、水系洗浄液、有機溶媒、前記水系洗浄液と有機溶媒の混合物、または、それらに酸、アルカリのうち少なくとも1種が混合されたもの、並びに、それらに保護膜形成用薬液に用いられる非水溶性の界面活性剤が該薬液よりも低濃度になるように含有されたもの等が挙げられる。前記洗浄液Bは、パーティクルや金属不純物の除去の観点から、水系洗浄液、有機溶媒、または前記水系洗浄液と有機溶媒の混合物がより好ましい。また、後洗浄工程では、凹部に保持された保護膜形成用薬液を、例えば、水系洗浄液以外の洗浄液Bに置換してから、水系洗浄液に置換するような、多段階での洗浄液の置換を経て、乾燥工程に移ってもよい。
また、前記洗浄液Bとして、パーティクルや金属不純物の除去性に悪影響を及ぼさなければ、保護膜形成用薬液に用いられる前記非水溶性の界面活性剤が該薬液よりも低濃度になるように含有されたものを用いると、該後洗浄を行ってもウェハ表面の撥水性を維持できるため特に好ましい。
なお、前記一般式[1]で表される非水溶性の界面活性剤を含む保護膜形成用薬液でウェハ表面に形成された保護膜は、前記後洗浄工程によって撥水性がほとんど低下することがないので、後洗浄工程の洗浄液として非水溶性の界面活性剤が含有されたものを用いなくてもよい。従って、前記一般式[1]で表される非水溶性の界面活性剤を含む保護膜形成用薬液で保護膜形成工程を行った場合、該工程の後で後洗浄工程を行う際に、洗浄液Bとして、パーティクルや金属不純物の除去の観点からより好適である、水系洗浄液、有機溶媒、または前記水系洗浄液と有機溶媒の混合物を用いて、10秒間以上行うことができるため、特に好ましい。
前記洗浄液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、含窒素化合物溶媒等が挙げられる。
前記炭化水素類の例としては、トルエン、ベンゼン、キシレン、ヘキサン、ヘプタン、オクタンなどがあり、前記エステル類の例としては、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、アセト酢酸エチルなどがあり、前記エーテル類の例としては、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、ジオキサンなどがあり、前記ケトン類の例としては、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などがあり、前記含ハロゲン溶媒の例としては、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)、Novec HFE−7100、Novec HFE−7200、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などがあり、前記スルホキシド系溶媒の例としては、ジメチルスルホキシドなどがあり、アルコール類の例としては、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、1,3−プロパンジオールなどがあり、前記多価アルコールの誘導体の例としては、ジ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メチルエーテル、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、ジ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メ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、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などがあり、含窒素化合物溶媒の例としては、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、ピリジンなどがある。
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4に示す。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。凹凸パターン表面は前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。
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は50〜130°であると、パターン倒れが発生し難いため好ましい。接触角は90°に近いほど該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、70〜110°が特に好ましい。また、毛細管力は2.1MN/m以下であることが好ましい。該毛細管力が2.1MN/m以下であれば、パターン倒れが発生し難いため好ましい。また、該毛細管力が小さくなると、パターン倒れは更に発生し難くなるため、該毛細管力は1.1MN/m以下が特に好ましい。さらに、洗浄液との接触角を90°付近に調整して毛細管力を限りなく0.0MN/mに近づけることが理想的である。
次に、前記乾燥工程に記したように、前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工程が行われる。このとき、凹部に保持されている液体は、保護膜形成工程で用いた前記薬液、後洗浄工程で用いた前記洗浄液B、または、それらの混合液でも良い。前記混合液は、保護膜形成用薬液に含まれる非水溶性の界面活性剤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、前記薬液を洗浄液Bに置換する途中の状態の液でも良いし、あらかじめ前記非水溶性の界面活性剤を洗浄液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、特に、水系洗浄液、有機溶媒、前記水系洗浄液と有機溶媒の混合物が好ましい。また、前記凹凸パターン表面から液体が一旦除去された後で、前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。
なお、前記薬液による表面処理後の洗浄処理(後洗浄工程)を行う場合、該工程の時間、すなわち洗浄液Bが保持される時間は、前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。前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、保護膜形成用薬液に用いられる前記非水溶性の界面活性剤が該薬液よりも低濃度になるように、前記後洗浄工程に用いられる洗浄液に含有されたものを用いると、該後洗浄を行ってもウェハ表面の撥水性を維持できるため好ましい。一方、前記洗浄処理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。
前記乾燥工程では、凹凸パターンに保持された液体が乾燥により除去される。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、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。
次に、前記膜除去工程に記したように、ウェハ表面を光照射すること、ウェハを加熱すること、及び、ウェハをオゾン曝露することから選ばれる少なくとも1つの処理を行うことにより保護膜10を除去する工程が行われる。
光照射で前記保護膜10を除去する場合、該保護膜10中のC−C結合、C−F結合を切断することが有効であり、このためには、それら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/cm以上が好ましく、200mW/cm以上が特に好ましい。なお、照射強度が100mW/cm未満では前記保護膜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前記保護膜10を除去できるので好ましい。
また、光照射で前記保護膜10を除去する場合、紫外線で前記保護膜10の構成成分を分解すると同時にオゾンを発生させ、該オゾンによって前記保護膜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。
ウェハを加熱する場合、400〜700℃、好ましくは、500〜700℃でウェハの加熱を行う。この加熱時間は、1〜60分間、好ましくは10〜30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。
加熱により前記保護膜10を除去する方法は、熱処理炉などの加熱された雰囲気にウェハを置くことで処理が可能であり、複数枚のウェハを処理する場合であっても、ウェハ表面に前記保護膜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。
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。
前記膜除去工程では、前記光照射処理、前記加熱処理、及び、前記オゾン曝露処理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。また、当該工程では、プラズマ照射、コロナ放電などを併用してもよい。
ウェハの表面を微細な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評価を中心に行った。また、背景技術で述べた式
P=2×γ×cosθ/S(γ:表面張力、θ:接触角、S:パターン寸法)
から明らかなようにパターン倒れは、洗浄液のウェハ表面への接触角、すなわち液滴の接触角と、洗浄液の表面張力に大きく依存する。凹凸パターン2の凹部4に保持された洗浄液の場合、液滴の接触角と、パターン倒れと等価なものとして考えてよい該凹部に働く毛細管力とは相関性があるので、前記式と保護膜10の液滴の接触角の評価から毛細管力を導き出してもよい。なお、実施例において、前記洗浄液として、水系洗浄液の代表的なものである水を用いた。
しかしながら、表面に微細な凹凸パターンを有するウェハの場合、パターンは非常に微細なため、該凹凸パターン表面に形成された前記保護膜10自体の接触角を正確に評価できない。
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。
そこで、本発明では前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、該保護膜を表面に微細な凹凸パターン2が形成されたウェハ1の表面に形成された保護膜10とみなし、種々評価を行った。なお、本発明では、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タングステン層を有する「タングステン膜付きウェハ」(表中でWと表記)、及び、表面が平滑なシリコンウェハ上に窒化チタン層を有する「窒化チタン膜付きウェハ」(表中でTiNと表記)を用いた。
詳細を下記に述べる。以下では、保護膜形成用薬液が供されたウェハの評価方法、該保護膜形成用薬液の調製、そして、ウェハに該保護膜形成用薬液を供した後の評価結果が述べられる。
〔保護膜形成用薬液が供されたウェハの評価方法〕
保護膜形成用薬液が供されたウェハの評価方法として、以下の(1)〜(4)の評価を行った。
(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)で測定した。ここでは保護膜の接触角が50〜130°の範囲であったものを合格とした。
(2)毛細管力の評価
下式を用いてPを算出し、毛細管力(Pの絶対値)を求めた。
P=2×γ×cosθ/S
ここで、γは表面張力、θは接触角、Sはパターン寸法を示す。なお、線幅:45nmのパターンでは、ウェハが気液界面を通過するときの洗浄液が水の場合はパターンが倒れやすく、2−プロパノールの場合はパターンが倒れ難い傾向がある。ウェハ表面が例えば、窒化チタン、または、タングステンである場合、該表面に対する2−プロパノールの接触角はともに0.5°であり、同様に水の接触角はともに2°である。また、他の金属系の物質(チタン、アルミニウム、銅、スズ、窒化タンタル、ルテニウム、シリコン等)においても同程度である。ウェハのパターン寸法:45nm、ウェハ表面:タングステン(タングステン膜付きウェハ)または窒化チタン(窒化チタン膜付きウェハ)の場合、洗浄液が、2−プロパノール(表面張力:22mN/m)では毛細管力は0.98MN/mとなる。一方、水銀を除く液体の中で表面張力が最も大きい水(表面張力:72mN/m)では毛細管力は3.2MN/mとなる。そこで中間の2.1MN/mを目標とし、水が保持されたときの毛細管力が2.1MN/m以下になれば合格とした。
(3)保護膜の除去性
以下の条件でメタルハライドランプのUV光をサンプルに2時間照射し、膜除去工程における保護膜の除去性を評価した。照射後に水滴の接触角が30°以下となったものを合格とした。
・ランプ:アイグラフィックス製M015−L312(強度:1.5kW)
・照度:下記条件における測定値が128mW/cm
・測定装置:紫外線強度計(コニカミノルタセンシング製、UM−10)
・受光部:UM−360
(受光波長:310〜400nm、ピーク波長:365nm)
・測定モード:放射照度測定
(4)保護膜除去後のウェハの表面平滑性評価
原子間力電子顕微鏡(セイコ−電子製:SPI3700、2.5μm四方スキャン)によって表面観察し、ウェハ洗浄前後の表面の中心線平均面粗さ:Ra(nm)の差ΔRa(nm)を求めた。なお、Raは、JIS B 0601で定義されている中心線平均粗さを測定面に対し適用して三次元に拡張したものであり、「基準面から指定面までの偏差の絶対値を平均した値」として次式で算出した。
Figure 0004743340
ここで、X、X、Y、Yは、それぞれ、X座標、Y座標の測定範囲を示す。Sは、測定面が理想的にフラットであるとした時の面積であり、(X−X)×(Y−Y)の値とした。また、F(X,Y)は、測定点(X,Y)における高さ、Zは、測定面内の平均高さを表す。
保護膜形成前のウェハ表面のRa値、及び保護膜を除去した後のウェハ表面のRa値を測定し、両者の差(ΔRa)が±1nm以内であれば、洗浄によってウェハ表面が浸食されていない、および、前記薬液の残渣がウェハ表面にないとし、合格とした。
[実施例1]
(I−1)保護膜形成用薬液の調製
非水溶性の界面活性剤として、HLB値が2.5であるオクチルアミン〔C17NH〕;3g、有機溶媒として、トルエン;97gを混合し、約5分間撹拌して、保護膜形成用薬液の総量に対する前記界面活性剤の濃度(以降「界面活性剤濃度」と記載する)が3質量%の保護膜形成用薬液を得た。
(I−2)タングステン膜付きウェハの洗浄
前処理工程2として、平滑なタングステン膜付きウェハ(表面に厚さ50nmのタングステン層を有するシリコンウェハ)を1質量%のアンモニア水に1分間浸漬し、次いで純水に1分間浸漬し、さらに前処理工程3として、イソプロピルアルコール(以下「iPA」と記載する)に1分間浸漬した。
(I−3)タングステン膜付きウェハ表面への保護膜形成用薬液による表面処理
保護膜形成工程として、タングステン膜付きウェハを、20℃にて、上記「(I−1)保護膜形成用薬液の調製」で調製した保護膜形成用薬液に、10分間浸漬させた。その後、後洗浄工程として、該タングステン膜付きウェハをiPAに5秒間浸漬し、乾燥工程として、タングステン膜付きウェハをiPAから取出し、エアーを吹き付けて、表面のiPAを除去した。
得られたタングステン膜付きウェハを上記「保護膜形成用薬液が供されたウェハの評価方法」に記載した要領で評価したところ、表1に示すとおり、表面処理前の初期接触角が10°未満であったものが、表面処理後の接触角は91°となり、優れた撥水性付与効果を示した。また、上記「毛細管力の評価」に記載した式を使って水が保持されたときの毛細管力を計算したところ、毛細管力は0.06MN/mとなり、毛細管力は小さかった。また、UV照射後の接触角は10°未満であり保護膜は除去できた。さらに、UV照射後のウェハのΔRa値は±0.5nm以内であり、洗浄時にウェハは浸食されず、さらにUV照射後に保護膜の残渣は残らないことが確認できた。
Figure 0004743340
[実施例2〜16]
実施例1で用いた非水溶性界面活性剤、有機溶媒、界面活性剤濃度、表面処理時間などの条件を適宜変更して、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1に示す。
なお、表中で、「C1021NH」はデシルアミンを意味し、「C13NH」はヘキシルアミンを意味し、「(C13NH」はジヘキシルアミンを意味し、「C17NHの炭酸塩」はオクチルアミンの炭酸塩を意味する。該炭酸塩はオクチルアミンをシャーレに入れて、炭酸ガスに16時間曝露することで得た固形物である。
また、表中で、「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し、「HFE−7100」はハイドロフルオロエーテル(住友3M製HFE−7100)を意味し、「HFE−7100、iPA」は質量比でHFE−7100:iPA=85:12である混合溶液を意味する。「DCTFP」はcis−1,2−ジクロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを意味し、「DCTFP、iPA」は質量比でDCTFP:iPA=85:12である混合溶液を意味する。「CTFP」は1−クロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを意味し、「CTFP、iPA」は質量比でCTFP:iPA=85:12である混合溶液を意味する。
[実施例17]
(II−1)保護膜形成用薬液の調製
非水溶性の界面活性剤として、HLB値が2.5であるオクチルアミン〔C17NH〕;3g、有機溶媒として、トルエン;97gを混合し、約5分間撹拌して、界面活性剤濃度が3質量%の保護膜形成用薬液を得た。
(II−2)窒化チタン膜付きウェハの洗浄
前処理工程2として、平滑な窒化チタン膜付きウェハ(表面に厚さ50nmの窒化チタン層を有するシリコンウェハ)を1質量%の過酸化水素水に1分間浸漬し、次いで純水に1分間浸漬し、さらに前処理工程3として、iPAに1分間浸漬した。
(II−3)窒化チタン膜付きウェハ表面への保護膜形成用薬液による表面処理
保護膜形成工程として、窒化チタン膜付きウェハを、20℃にて、上記「(II−1)保護膜形成用薬液の調製」で調製した保護膜形成用薬液に、10分間浸漬させた。その後、後洗浄工程として、該窒化チタン膜付きウェハをiPAに5秒間浸漬し、乾燥工程として、窒化チタン膜付きウェハをiPAから取出し、エアーを吹き付けて、表面のiPAを除去した。
得られた窒化チタン膜付きウェハを上記「保護膜形成用薬液が供されたウェハの評価方法」に記載した要領で評価したところ、表1に示すとおり、表面処理前の初期接触角が10°未満であったものが、表面処理後の接触角は85°となり、優れた撥水性付与効果を示した。また、上記「毛細管力の評価」に記載した式を使って水が保持されたときの毛細管力を計算したところ、毛細管力は0.3MN/mとなり、毛細管力は小さかった。また、UV照射後の接触角は10°未満であり保護膜は除去できた。さらに、UV照射後のウェハのΔRa値は±0.5nm以内であり、洗浄時にウェハは浸食されず、さらにUV照射後に保護膜の残渣は残らないことが確認できた。
[実施例18〜32]
実施例17で用いた非水溶性界面活性剤、有機溶媒、界面活性剤濃度、表面処理時間などの条件を適宜変更して、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1及び表2に示す。
Figure 0004743340
[実施例33]
(III−1)保護膜形成用薬液の調製
非水溶性の界面活性剤として、HLB値が5.8であるラウリン酸クロリド〔C1123COCl〕;3g、有機溶媒として、トルエン;97gを混合し、約5分間撹拌して、界面活性剤濃度が3質量%の保護膜形成用薬液を得た。
(III−2)タングステン膜付きウェハの洗浄
前処理工程2として、平滑なタングステン膜付きウェハ(表面に厚さ50nmのタングステン層を有するシリコンウェハ)を1質量%のアンモニア水に1分間浸漬し、次いで純水に1分間浸漬し、さらに前処理工程3として、PGMEAに1分間浸漬した。
(III−3)タングステン膜付きウェハ表面への保護膜形成用薬液による表面処理
保護膜形成工程として、タングステン膜付きウェハを、20℃にて、上記「(III−1)保護膜形成用薬液の調製」で調製した保護膜形成用薬液に、10分間浸漬させた。その後、後洗浄工程として、該タングステン膜付きウェハをiPAに5秒間浸漬した。乾燥工程として、タングステン膜付きウェハをiPAから取出し、エアーを吹き付けて、表面のiPAを除去した。
得られたタングステン膜付きウェハを上記「保護膜形成用薬液が供されたウェハの評価方法」に記載した要領で評価したところ、表2に示すとおり、表面処理前の初期接触角が10°未満であったものが、表面処理後の接触角は89°となり、優れた撥水性付与効果を示した。また、上記「毛細管力の評価」に記載した式を使って水が保持されたときの毛細管力を計算したところ、毛細管力は0.06MN/mとなり、毛細管力は小さかった。また、UV照射後の接触角は10°未満であり保護膜は除去できた。さらに、UV照射後のウェハのΔRa値は±0.5nm以内であり、洗浄時にウェハは浸食されず、さらにUV照射後に保護膜の残渣は残らないことが確認できた。
[実施例34〜49]
実施例33で用いた非水溶性界面活性剤、有機溶媒、界面活性剤濃度、前処理工程3で用いる溶媒、表面処理時間などの条件を適宜変更して、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2に示す。
なお、表中で、「C1531COCl」はパルミチン酸クロリドを意味し、「C15COCl」はオクタノイルクロリドを意味し、「C1327COCl」はミリスチン酸クロリドを意味する。
また、表中で、「HFE−7100、PGMEA」は質量比でHFE−7100:PGMEA=90:7である混合溶液を意味する。「EGMEA」はエチレングリコールモノメチルエーテルアセテートを意味し、「HFE−7100、EGMEA」は質量比でHFE−7100:EGMEA=90:7である混合溶液を意味する。「ゼオローラH」は1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタン(日本ゼオン製ゼオローラH)を意味し、「ゼオローラH、PGMEA」は質量比でゼオローラH:PGMEA=90:7である混合溶液を意味する。「DCTFP、PGMEA」は質量比でDCTFP:PGMEA=90:7である混合溶液を意味する。「CTFP、PGMEA」は質量比でCTFP:PGMEA=90:7である混合溶液を意味する。
また、実施例40、実施例42、実施例48、実施例49において、「(III−2)タングステン膜付きウェハの洗浄」として、前処理工程2として、タングステン膜付きウェハを、1質量%のアンモニア水に1分間浸漬し、次いで純水に1分間浸漬した後、前処理工程3として、iPAに1分間浸漬した。
[実施例50]
(IV−1)保護膜形成用薬液の調製
非水溶性の界面活性剤として、HLB値が5.1であるミリスチン酸クロリド〔C1327COCl〕;3g、有機溶媒として、トルエン;97gを混合し、約5分間撹拌して、界面活性剤濃度が3質量%の保護膜形成用薬液を得た。
(IV−2)窒化チタン膜付きウェハの洗浄
前処理工程2として、平滑な窒化チタン膜付きウェハ(表面に厚さ50nmの窒化チタン層を有するシリコンウェハ)を1質量%の過酸化水素水に1分間浸漬し、次いで純水に1分間浸漬し、さらに前処理工程3として、PGMEAに1分間浸漬した。
(IV−3)窒化チタン膜付きウェハ表面への保護膜形成用薬液による表面処理
保護膜形成工程として、窒化チタン膜付きウェハを、20℃にて、上記「(IV−1)保護膜形成用薬液の調製」で調製した保護膜形成用薬液に、10分間浸漬させた。その後、後洗浄工程として、該窒化チタン膜付きウェハをiPAに5秒間浸漬した。乾燥工程として、窒化チタン膜付きウェハをiPAから取出し、エアーを吹き付けて、表面のiPAを除去した。
得られた窒化チタン膜付きウェハを上記「保護膜形成用薬液が供されたウェハの評価方法」に記載した要領で評価したところ、表2に示すとおり、表面処理前の初期接触角が10°未満であったものが、表面処理後の接触角は91°となり、優れた撥水性付与効果を示した。また、上記「毛細管力の評価」に記載した式を使って水が保持されたときの毛細管力を計算したところ、毛細管力は0.06MN/mとなり、毛細管力は小さかった。また、UV照射後の接触角は10°未満であり保護膜は除去できた。さらに、UV照射後のウェハのΔRa値は±0.5nm以内であり、洗浄時にウェハは浸食されず、さらにUV照射後に保護膜の残渣は残らないことが確認できた。
[実施例51〜66]
実施例50で用いた非水溶性界面活性剤、有機溶媒、界面活性剤濃度、前処理工程3で用いる溶媒、表面処理時間などの条件を適宜変更して、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2及び表3に示す。
なお、表中で、「ゼオローラH、EGMEA」は質量比でゼオローラH:EGMEA=90:7である混合溶液を意味する。
また、実施例55、実施例56、実施例59、実施例64において、「(IV−2)窒化チタン膜付きウェハの洗浄」として、前処理工程2として、窒化チタン膜付きウェハを、1質量%の過酸化水素水に1分間浸漬し、次いで純水に1分間浸漬し、さらに前処理工程3として、iPAに1分間浸漬した。
Figure 0004743340
[実施例67〜82]
上記の実施例1〜実施例32で用いた非水溶性界面活性剤、有機溶媒、界面活性剤濃度、前処理工程3で用いる溶媒、表面処理手順、表面処理時間などの条件を適宜変更して、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。
なお、表中で、「C1225NCO」はイソシアン酸ドデシルを意味し、「C1837NCO」はイソシアン酸オクタデシルを意味し、「C17NCO」はイソシアン酸オクチルを意味し、「C13NCO」はイソシアン酸ヘキシルを意味し、「C17SH」はオクタンチオールを意味し、「C1225SH」はドデカンチオールを意味し、「C15COOH」はオクタン酸を意味し、「C17COOH」はノナン酸を意味し、「(C15CO)O」はオクタン酸無水物を意味し、「C15CHO」はオクチルアルデヒドを意味し、「C11S」は2−ペンチルチオフェンを意味する。
また、実施例81において、「(I−3)タングステン膜付きウェハ表面への保護膜形成用薬液による表面処理」で、乾燥工程として、タングステン膜付きウェハを保護膜形成用薬液から取出した後、エアーを吹き付けて、表面の保護膜形成用薬液を除去した。すなわち後洗浄工程を行わなかった。また、実施例82において、「(II−3)窒化チタン膜付きウェハ表面への保護膜形成用薬液による表面処理」で、乾燥工程として、窒化チタンウェハを保護膜形成用薬液から取出した後、エアーを吹き付けて、表面の保護膜形成用薬液を除去した。すなわち後洗浄工程を行わなかった。結果を表3に示す。
[実施例83、84]
上記の実施例1、及び、実施例17で用いた非水溶性界面活性剤をそれぞれ変更して、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。なお、表中で、「C13NH」はヘキシルアミンを意味する。
[実施例85〜90]
実施例50〜実施例66で用いた非水溶性界面活性剤、有機溶媒、界面活性剤濃度、前処理工程3で用いる溶媒、表面処理手順、表面処理時間、後洗浄時間などの条件を適宜変更して、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。
[実施例91〜92]
実施例24で行った後洗浄時間、後洗浄工程に用いた洗浄液などの条件を適宜変更して、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。
Figure 0004743340
[実施例93]
保護膜の除去方法として、300℃に調温したホットプレート上にサンプルをのせ、5分間加熱処理したこと以外は、実施例24と同様の処理を行い、さらにその評価を行った。結果を表4に示す。
[比較例1]
タングステン膜付きウェハに保護膜形成用薬液を供さなかった以外は、実施例1と同じとした。すなわち、本比較例では、保護膜が形成されていないウェハ表面を評価した。評価結果は表5に示すとおり、ウェハの接触角は14°と低く、水が保持されたときの毛細管力は3.1MN/mと大きかった。
Figure 0004743340
[比較例2]
先ず、保護膜形成剤としてシランカップリング剤であるトリメチルシリルクロリド〔(CHSiCl〕;3g、及び、有機溶媒として、トルエン;97gを混合し、約5分間撹拌して、該混合溶液の総量に対するシランカップリング剤の濃度が3質量%の保護膜形成用薬液を得た。続いて、実施例33と同様の方法で、タングステン膜付きウェハの洗浄、及び表面処理を行った。評価結果は表5に示すとおり、表面処理後の接触角は13°となり、撥水性付与効果は見られなかった。また、水が保持されたときの毛細管力は3.1MN/mとなり、毛細管力は大きかった。
[比較例3]
窒化チタン膜付きウェハに保護膜形成用薬液を供さなかった以外は、実施例17と同じとした。すなわち、本比較例では、保護膜が形成されていないウェハ表面を評価した。評価結果は表5に示すとおり、ウェハの接触角は14°と低く、水が保持されたときの毛細管力は3.1MN/mと大きかった。
[比較例4]
先ず、保護膜形成剤としてシランカップリング剤であるトリメチルシリルクロリド〔(CHSiCl〕;3g、及び、有機溶媒として、トルエン;97gを混合し、約5分間撹拌して、該混合溶液の総量に対するシランカップリング剤の濃度が3質量%の保護膜形成用薬液を得た。続いて、実施例50と同様の方法で、窒化チタン膜付きウェハの洗浄、及び表面処理を行った。評価結果は表5に示すとおり、表面処理後の接触角は18°となり、撥水性付与効果は見られなかった。また、水が保持されたときの毛細管力は3.0MN/mとなり、毛細管力は大きかった。
[比較例5]
保護膜形成用薬液中の保護膜形成剤として、推定HLB値が10超であり、水溶性界面活性剤であるポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム(東邦化学工業株式会社、アルスコープTH−330)とし、保護膜形成用薬液中の有機溶媒として、iPAを用いた以外はすべて実施例17と同じとした。評価結果は表5に示すとおり、表面処理後の接触角は13°となり、撥水性付与効果は見られなかった。また、水が保持されたときの毛細管力は3.1MN/mとなり、毛細管力は大きかった。
[比較例6]
先ず、保護膜形成剤としてシランカップリング剤であるヘキサメチルジシラザン〔[(CHSi]NH〕;3g、及び、有機溶媒として、トルエン;97gを混合し、約5分間撹拌して、該混合溶液の総量に対するシランカップリング剤の濃度が3質量%の保護膜形成用薬液を得た。続いて、実施例33と同様の方法で、タングステン膜付きウェハの洗浄、及び表面処理を行った。評価結果は表5に示すとおり、表面処理後の接触角は7°となり、撥水性付与効果は見られなかった。また、水が保持されたときの毛細管力は3.2MN/mとなり、毛細管力は大きかった。
[比較例7]
先ず、保護膜形成剤としてシランカップリング剤であるトリメチルシリルジメチルアミン〔(CHSiN(CH〕;3g、及び、有機溶媒として、ジエチレングリコールジエチルエーテル(以下「DGDE」と記載する);97gを混合し、約5分間撹拌して、該混合溶液の総量に対するシランカップリング剤の濃度が3質量%の保護膜形成用薬液を得た。続いて、実施例33と同様の方法で、タングステン膜付きウェハの洗浄、及び表面処理を行った。評価結果は表5に示すとおり、表面処理後の接触角は9°となり、撥水性付与効果は見られなかった。また、水が保持されたときの毛細管力は3.2MN/mとなり、毛細管力は大きかった。
[比較例8]
先ず、保護膜形成剤としてシランカップリング剤であるヘキサメチルジシラザン〔[(CHSi]NH〕;3g、及び、有機溶媒として、トルエン;97gを混合し、約5分間撹拌して、該混合溶液の総量に対するシランカップリング剤の濃度が3質量%の保護膜形成用薬液を得た。続いて、実施例50と同様の方法で、窒化チタン膜付きウェハの洗浄、及び表面処理を行った。評価結果は表5に示すとおり、表面処理後の接触角は19°となり、撥水性付与効果は見られなかった。また、水が保持されたときの毛細管力は3.0MN/mとなり、毛細管力は大きかった。
[比較例9]
先ず、保護膜形成剤としてシランカップリング剤であるトリメチルシリルジメチルアミン〔(CHSiN(CH〕;3g、及び、有機溶媒として、DGDE;97gを混合し、約5分間撹拌して、該混合溶液の総量に対するシランカップリング剤の濃度が3質量%の保護膜形成用薬液を得た。続いて、実施例50と同様の方法で、窒化チタン膜付きウェハの洗浄、及び表面処理を行った。評価結果は表5に示すとおり、表面処理後の接触角は22°となり、撥水性付与効果は見られなかった。また、水が保持されたときの毛細管力は3.0MN/mとなり、毛細管力は大きかった。
[比較例10]
先ず、保護膜形成剤として水溶性の界面活性剤であるジエチルアミン〔(CNH〕;3g、及び、有機溶媒として、トルエン;97gを混合し、約5分間撹拌して、該混合溶液の総量に対する水溶性の界面活性剤の濃度が3質量%の保護膜形成用薬液を得た。続いて、実施例17と同様の方法で、窒化チタン膜付きウェハの洗浄、及び表面処理を行った。評価結果は表5に示すとおり、表面処理後の接触角は21°となり、撥水性付与効果は見られなかった。また、水が保持されたときの毛細管力は3.0MN/mとなり、毛細管力は大きかった。
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

Claims (20)

  1. 表面に微細な凹凸パターンを形成されたウェハにおいて該凹凸パターンの少なくとも凹部表面の一部がチタン、窒化チタン、タングステン、アルミニウム、銅、スズ、窒化タンタル、ルテニウム、及びシリコンからなる群から選ばれる少なくとも1種の物質を含むウェハの洗浄時に、少なくとも前記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剤を含む薬液であり、該撥水性保護膜形成剤が非水溶性の界面活性剤であることを特徴とする、ウェハの撥水性保護膜形成用薬液。
  2. 前記非水溶性の界面活性剤が、Griffin法によるHLB値で0.001乃至10であることを特徴とする、請求項1に記載のウェハの撥水性保護膜形成用薬液。
  3. 前記非水溶性の界面活性剤が、以下の一般式[1]、一般式[2]及びその塩化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載のウェハの撥水性保護膜形成用薬液。
    Figure 0004743340
    (式[1]中、Rは、炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基、または、炭素数が1乃至8のフルオロアルキル鎖を含む1価の有機基である。Uは、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基、及び、ヨード基からなる群から選ばれる基を示す。)
    Figure 0004743340
    (式[2]中、Rは、炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基、または炭素数が1乃至8のフルオロアルキル鎖を含む1価の有機基である。Rは、水素原子、または炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基、または炭素数が1乃至8のフルオロアルキル鎖を含む1価の有機基である。Rは、水素原子、または炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基、または炭素数が1乃至8のフルオロアルキル鎖を含む1価の有機基である。)
  4. 前記非水溶性の界面活性剤が、前記一般式[1]で表される非水溶性の界面活性剤において、Rが、炭素数が8乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基である化合物、前記一般式[2]で表される非水溶性の界面活性剤において、Rが、炭素数が6乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基であり、Rが水素原子、または炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基であり、Rが水素原子、または炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基である化合物、及びその塩化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のウェハの撥水性保護膜形成用薬液。
  5. 前記非水溶性の界面活性剤が、以下の一般式[3]乃至[6]からなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載のウェハの撥水性保護膜形成用薬液。
    Figure 0004743340
    (式[3]中、Rは、炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基、または、炭素数が1乃至8のフルオロアルキル鎖を含む1価の有機基である。Vは、酸素原子、または硫黄原子を示し、Wは、水素原子、アルキル基、芳香族基、ピリジル基、キノリル基、スクシンイミド基、マレイミド基、ベンゾオキサゾール基、ベンゾチアゾール基、及び、ベンゾトリアゾール基からなる群から選ばれる基を示し、これらの基における水素原子は、有機基で置換されていても良い。)
    Figure 0004743340
    (式[4]中、Xはイソシアネート基、メルカプト基、またはアルデヒド基であり、aは1乃至6の整数、Rは、炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む有機基、または炭素数が1乃至8のフルオロアルキル鎖を含む有機基であり、前記のa個のイソシアネート基、メルカプト基、またはアルデヒド基で同数の水素原子が置換された化合物である。)
    Figure 0004743340
    (式[5]中、Yは硫黄元素を含む環構造であり、Rは、水素原子、炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基、及び、炭素数が1乃至8のフルオロアルキル鎖を含む1価の有機基からなる群から選ばれる基である。)
    Figure 0004743340
    (式[6]中、Rは、炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基、または、炭素数が1乃至8のフルオロアルキル鎖を含む1価の有機基である。Rは、炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基、または、炭素数が1乃至8のフルオロアルキル鎖を含む1価の有機基である。Zは、酸素原子、または硫黄原子を示す。)
  6. 前記撥水性保護膜形成用薬液中に希釈溶媒が含有されることを特徴とする、請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のウェハの撥水性保護膜形成用薬液。
  7. 表面に微細な凹凸パターンを形成されたウェハにおいて該凹凸パターンの少なくとも凹部表面の一部がチタン、窒化チタン、タングステン、アルミニウム、銅、スズ、窒化タンタル、ルテニウム、及びシリコンからなる群から選ばれる少なくとも1種の物質を含むウェハの洗浄時に、請求項1乃至請求項6のいずれかに記載のウェハの撥水性保護膜形成用薬液を少なくとも該凹部に保持することにより、前記凹部表面に形成された撥水性保護膜であり、該撥水性保護膜が、撥水性保護膜形成剤である非水溶性の界面活性剤から形成されたものであることを特徴とする、撥水性保護膜。
  8. 表面に微細な凹凸パターンを形成されたウェハにおいて該凹凸パターンの少なくとも凹部表面の一部がチタン、窒化チタン、タングステン、アルミニウム、銅、スズ、窒化タンタル、ルテニウム、及びシリコンからなる群から選ばれる少なくとも1種の物質を含むウェハの洗浄方法であって、該方法は、少なくとも、
    凹凸パターンの少なくとも凹部に保護膜形成用薬液を保持する保護膜形成工程、
    乾燥により凹凸パターンから液体を除去する乾燥工程、
    ウェハ表面を光照射すること、ウェハを加熱すること、及び、ウェハをオゾン曝露することから選ばれる少なくとも1つの処理を行うことにより保護膜を除去する膜除去工程
    を有し、前記保護膜形成用薬液が、少なくとも前記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剤を含む薬液であり、該撥水性保護膜形成剤が非水溶性の界面活性剤であることを特徴とする、前記洗浄方法。
  9. 前記非水溶性の界面活性剤が、Griffin法によるHLB値で0.001乃至10であることを特徴とする、請求項8に記載の洗浄方法。
  10. 前記非水溶性の界面活性剤が、以下の一般式[1]、一般式[2]及びその塩化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする、請求項8または請求項9に記載の洗浄方法。
    Figure 0004743340
    (式[1]中、Rは、炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基、または、炭素数が1乃至8のフルオロアルキル鎖を含む1価の有機基である。Uは、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基、及び、ヨード基からなる群から選ばれる基を示す。)
    Figure 0004743340
    (式[2]中、Rは、炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基、または炭素数が1乃至8のフルオロアルキル鎖を含む1価の有機基である。Rは、水素原子、または炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基、または炭素数が1乃至8のフルオロアルキル鎖を含む1価の有機基である。Rは、水素原子、または炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基、または炭素数が1乃至8のフルオロアルキル鎖を含む1価の有機基である。)
  11. 前記非水溶性の界面活性剤が、前記一般式[1]で表される非水溶性の界面活性剤において、Rが、炭素数が8乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基である化合物、前記一般式[2]で表される非水溶性の界面活性剤において、Rが、炭素数が6乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基であり、Rが水素原子、または炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基であり、Rが水素原子、または炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基である化合物、及びその塩化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする、請求項8乃至請求項10のいずれかに記載の洗浄方法。
  12. 前記非水溶性の界面活性剤が、以下の一般式[3]乃至[6]からなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする、請求項8または請求項9に記載の洗浄方法。
    Figure 0004743340
    (式[3]中、Rは、炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基、または、炭素数が1乃至8のフルオロアルキル鎖を含む1価の有機基である。Vは、酸素原子、または硫黄原子を示し、Wは、水素原子、アルキル基、芳香族基、ピリジル基、キノリル基、スクシンイミド基、マレイミド基、ベンゾオキサゾール基、ベンゾチアゾール基、及び、ベンゾトリアゾール基からなる群から選ばれる基を示し、これらの基における水素原子は、有機基で置換されていても良い。)
    Figure 0004743340
    (式[4]中、Xはイソシアネート基、メルカプト基、またはアルデヒド基であり、aは1乃至6の整数、Rは、炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む有機基、または炭素数が1乃至8のフルオロアルキル鎖を含む有機基であり、前記のa個のイソシアネート基、メルカプト基、またはアルデヒド基で同数の水素原子が置換された化合物である。)
    Figure 0004743340
    (式[5]中、Yは硫黄元素を含む環構造であり、Rは、水素原子、炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基、及び、炭素数が1乃至8のフルオロアルキル鎖を含む1価の有機基からなる群から選ばれる基である。)
    Figure 0004743340
    (式[6]中、Rは、炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基、または、炭素数が1乃至8のフルオロアルキル鎖を含む1価の有機基である。Rは、炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基、または、炭素数が1乃至8のフルオロアルキル鎖を含む1価の有機基である。Zは、酸素原子、または硫黄原子を示す。)
  13. 前記撥水性保護膜形成用薬液中に希釈溶媒が含有されることを特徴とする、請求項8乃至請求項12のいずれかに記載の洗浄方法。
  14. 前記膜除去工程において、前記撥水性保護膜の除去を、ウェハを加熱することによって行うことを特徴とする、請求項8乃至請求項13のいずれかに記載の洗浄方法。
  15. 前記膜除去工程において、前記撥水性保護膜の除去を、300℃以下でウェハを加熱することによって行うことを特徴とする、請求項8乃至請求項14のいずれかに記載の洗浄方法。
  16. 前記保護膜形成工程と乾燥工程の間に、
    前記保護膜形成用薬液を該薬液とは異なる洗浄液に置換する後洗浄工程
    を有する洗浄方法であって、前記洗浄液が、水系洗浄液、有機溶媒、及び、水系洗浄液と有機溶媒の混合物、並びに、それらに保護膜形成用薬液に用いられる非水溶性の界面活性剤が該薬液よりも低濃度に含有されたものからなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする、請求項8乃至請求項15のいずれかに記載の洗浄方法。
  17. 前記薬液に、非水溶性の界面活性剤として、以下の一般式[1]で表される化合物が含有されることを特徴とする、請求項8乃至請求項16のいずれかに記載の洗浄方法。
    Figure 0004743340
    (式[1]中、Rは、炭素数が1乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基、または、炭素数が1乃至8のフルオロアルキル鎖を含む1価の有機基である。Uは、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基、及び、ヨード基からなる群から選ばれる基を示す。)
  18. 前記一般式[1]で表される非水溶性の界面活性剤において、Rが、炭素数が8乃至18の炭化水素基を含む1価の有機基である化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする、請求項17に記載の洗浄方法。
  19. 前記後洗浄工程で用いる洗浄液が、水系洗浄液、有機溶媒、及び、水系洗浄液と有機溶媒の混合物からなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする、請求項17または請求項18に記載の洗浄方法。
  20. 前記後洗浄工程において、置換された洗浄液を10秒間以上保持することを特徴とする、請求項17乃至請求項19のいずれかに記載の洗浄方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014050587A1 (ja) * 2012-09-25 2014-04-03 セントラル硝子株式会社 保護膜形成用薬液
KR20160067090A (ko) 2013-10-04 2016-06-13 샌트랄 글래스 컴퍼니 리미티드 웨이퍼의 세정 방법

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4743340B1 (ja) * 2009-10-28 2011-08-10 セントラル硝子株式会社 保護膜形成用薬液
US8617993B2 (en) * 2010-02-01 2013-12-31 Lam Research Corporation Method of reducing pattern collapse in high aspect ratio nanostructures
JP5481366B2 (ja) * 2010-12-22 2014-04-23 東京エレクトロン株式会社 液処理方法および液処理装置
JP6098741B2 (ja) * 2010-12-28 2017-03-22 セントラル硝子株式会社 ウェハの洗浄方法
JP2013102109A (ja) * 2011-01-12 2013-05-23 Central Glass Co Ltd 保護膜形成用薬液
JP5288147B2 (ja) 2011-11-29 2013-09-11 セントラル硝子株式会社 保護膜形成用薬液の調製方法
JP6119285B2 (ja) 2012-03-27 2017-04-26 三菱瓦斯化学株式会社 微細構造体のパターン倒壊抑制用処理液及びこれを用いた微細構造体の製造方法
JP2014039014A (ja) * 2012-07-20 2014-02-27 Central Glass Co Ltd 撥水性保護膜及び保護膜形成用薬液
KR102084073B1 (ko) * 2012-12-21 2020-03-04 에스케이하이닉스 주식회사 반도체 장치의 표면 처리 방법
JP6139890B2 (ja) 2013-01-18 2017-05-31 株式会社東芝 半導体装置の製造方法および半導体製造装置
CA2995117A1 (en) * 2015-08-21 2017-03-02 The Procter & Gamble Company Feminine pad with barrier cuffs
EP3644925A1 (en) 2017-06-30 2020-05-06 The Procter and Gamble Company Length-to-side silhouettes for boxer brief/boyshort type disposable absorbent articles and arrays
US11432972B2 (en) 2017-06-30 2022-09-06 The Procter & Gamble Company Length-to-side silhouettes for bikini/low rise brief type disposable absorbent articles and arrays
CN110785155A (zh) 2017-06-30 2020-02-11 宝洁公司 一次性吸收制品及系列的长度对髋部轮廓和长度对腰部轮廓
JP6730417B2 (ja) * 2017-12-31 2020-07-29 ローム アンド ハース エレクトロニック マテリアルズ エルエルシーRohm and Haas Electronic Materials LLC フォトレジスト組成物および方法
US20200339850A1 (en) * 2018-02-13 2020-10-29 Central Glass Company, Limited Chemical solution for forming water-repellent protective film, method for preparing same, and method for manufacturing surface-treated body
US11518153B2 (en) * 2018-03-29 2022-12-06 Toyobo Co., Ltd. Antifouling film equipped with protective film and method for manufacturing same
JP6968765B2 (ja) * 2018-08-10 2021-11-17 ダイキン工業株式会社 1,2−ジクロロ−3,3,3−トリフルオロプロペンを含む組成物
CN113394074A (zh) * 2020-03-11 2021-09-14 长鑫存储技术有限公司 半导体结构的处理方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007191509A (ja) * 2006-01-17 2007-08-02 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd エレクトロニクス用洗浄液及びパターン形成方法

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3957672A (en) * 1973-11-23 1976-05-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Displacement of organic liquid films from solid surfaces by non aqueous systems
US5326672A (en) 1992-04-23 1994-07-05 Sortec Corporation Resist patterns and method of forming resist patterns
US5374502A (en) 1992-04-23 1994-12-20 Sortec Corporation Resist patterns and method of forming resist patterns
JPH06105683B2 (ja) 1992-04-23 1994-12-21 株式会社ソルテック レジストパターン形成方法
JPH07142349A (ja) * 1993-11-16 1995-06-02 Mitsubishi Electric Corp 現像工程におけるフォトレジストパターンの倒れを防止する方法
US5752659A (en) 1996-05-07 1998-05-19 Caterpillar Inc. Direct operated velocity controlled nozzle valve for a fluid injector
CN1188410C (zh) * 1999-08-06 2005-02-09 詹森药业有限公司 非类固醇类的il-5抑制剂,其制备的方法以及包含该抑制剂的医药组合物
JP2001334457A (ja) 2000-05-25 2001-12-04 Shin Etsu Handotai Co Ltd ラッププレート及びそれを用いた加工装置
KR100795112B1 (ko) * 2001-02-05 2008-01-17 후지필름 가부시키가이샤 포지티브 레지스트 조성물
JP4264689B2 (ja) * 2001-06-05 2009-05-20 ダイキン工業株式会社 酸の分離方法
FR2842541B1 (fr) * 2002-07-18 2004-10-01 Eastman Kodak Co Materiau destine a la formation d'images par impression par jet d'encre
JP4350364B2 (ja) 2002-12-12 2009-10-21 昭和電工株式会社 洗浄剤組成物、半導体ウェーハの洗浄方法および製造方法
WO2004080443A1 (en) * 2003-03-14 2004-09-23 Epistem Limited Treatment and/or prevention of non-viral epithelial damage
JP4493393B2 (ja) * 2004-04-23 2010-06-30 東京応化工業株式会社 リソグラフィー用リンス液
JP4237184B2 (ja) 2005-03-31 2009-03-11 エルピーダメモリ株式会社 半導体装置の製造方法
EP1893355A1 (en) 2005-06-16 2008-03-05 Advanced Technology Materials, Inc. Dense fluid compositions for removal of hardened photoresist, post-etch residue and/or bottom anti-reflective coating layers
JP4797662B2 (ja) 2006-02-03 2011-10-19 東京エレクトロン株式会社 塗布、現像方法、塗布、現像装置及び記憶媒体
JP2008078308A (ja) * 2006-09-20 2008-04-03 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd ホトレジストパターンの形成方法、及びこれに用いる保護膜形成用材料並びに保護膜洗浄除去液
JP2008177180A (ja) 2007-01-16 2008-07-31 Ebara Corp 配線基板研磨用前処理液、研磨方法、配線基板製造方法及び配線基板製造装置
JP2008198958A (ja) 2007-02-16 2008-08-28 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置および基板処理方法
US20080207743A1 (en) * 2007-02-28 2008-08-28 Rodger Lamb Biologically Active Taxane Analogs and Methods of Treatment
JP4985082B2 (ja) 2007-05-07 2012-07-25 東京エレクトロン株式会社 塗布膜形成装置、塗布膜形成装置の使用方法及び記憶媒体
JP5151629B2 (ja) * 2008-04-03 2013-02-27 東京エレクトロン株式会社 基板洗浄方法、基板洗浄装置、現像方法、現像装置及び記憶媒体
US7838425B2 (en) * 2008-06-16 2010-11-23 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of treating surface of semiconductor substrate
WO2010047196A1 (ja) 2008-10-21 2010-04-29 東京応化工業株式会社 表面処理液及び表面処理方法、並びに疎水化処理方法及び疎水化された基板
JP2010129932A (ja) 2008-11-28 2010-06-10 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd 表面処理方法及び表面処理液
US9053924B2 (en) * 2008-12-26 2015-06-09 Central Glass Company, Limited Cleaning agent for silicon wafer
JP4743340B1 (ja) * 2009-10-28 2011-08-10 セントラル硝子株式会社 保護膜形成用薬液
US8828144B2 (en) * 2010-12-28 2014-09-09 Central Grass Company, Limited Process for cleaning wafers
JP6191372B2 (ja) * 2013-10-04 2017-09-06 セントラル硝子株式会社 ウェハの洗浄方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007191509A (ja) * 2006-01-17 2007-08-02 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd エレクトロニクス用洗浄液及びパターン形成方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014050587A1 (ja) * 2012-09-25 2014-04-03 セントラル硝子株式会社 保護膜形成用薬液
KR20160067090A (ko) 2013-10-04 2016-06-13 샌트랄 글래스 컴퍼니 리미티드 웨이퍼의 세정 방법
US10037882B2 (en) 2013-10-04 2018-07-31 Central Glass Company, Limited Method for cleaning wafer

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