JP5648053B2 - Chemical solution for forming wafer pattern protective film, method for preparing chemical solution, and wafer processing method - Google Patents

Chemical solution for forming wafer pattern protective film, method for preparing chemical solution, and wafer processing method Download PDF

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Description

本発明は微細な凹凸パターンが形成されたウェハ表面の洗浄時に、水による凹凸パターンの倒れ(倒壊とも言う)を防止するために、パターン部の毛細管力を低減させることに奏功する撥水性保護膜を形成するための薬液、薬液の調製方法、および薬液の調製方法を利用したウェハ処理方法に関する。   The present invention is a water-repellent protective film that is effective in reducing the capillary force of the pattern portion in order to prevent the concave-convex pattern from falling down (also referred to as collapse) when cleaning the wafer surface on which a fine concave-convex pattern is formed. The present invention relates to a chemical solution for forming a liquid, a chemical solution preparation method, and a wafer processing method using the chemical solution preparation method.

半導体チップの製造では、リソグラフィやエッチングなどを経てシリコンウェハ表面に微細な凹凸パターンが形成され、その後、ウェハ表面を清浄なものとするために、水(純水)を用いて洗浄がなされる。素子は微細化される方向にあり、凹凸パターンの間隔は益々狭くなってきている。このため、水(純水)を用いて洗浄し、水をウェハ表面から乾燥させるときに生じる毛細管力により、凹凸パターンが倒れるという問題が生じやすくなってきている。この問題は、特に凹凸のパターン間隔がより狭くなったパターンサイズ20nm、10nm台の半導体チップではより顕著になってきている。   In the manufacture of semiconductor chips, a fine uneven pattern is formed on the silicon wafer surface through lithography, etching, and the like, and thereafter, cleaning is performed using water (pure water) in order to clean the wafer surface. The elements are in the direction of miniaturization, and the interval between the concave and convex patterns is becoming narrower. For this reason, the problem that the concavo-convex pattern collapses due to the capillary force generated when washing with water (pure water) and drying the water from the wafer surface is becoming more likely. This problem has become more prominent particularly in semiconductor chips having a pattern size of 20 nm and 10 nm in which the uneven pattern interval is narrower.

パターンの倒れを防止しながらウェハ表面を洗浄する方法として、特許文献1は、ウェハ表面に残っている水をイソプロパノールなどに置換し、その後、乾燥させる方法を開示している。また、特許文献2は、ウェハ表面を水で洗浄した後、凹凸パターン部に撥水性保護膜(この保護膜は最終的には除去される)を形成し、次いで水でリンスしてから乾燥を行う方法を開示している。この方法はアスペクト比が8以上のパターンに対しても効果があるとされている。   As a method for cleaning the wafer surface while preventing the pattern from collapsing, Patent Document 1 discloses a method in which water remaining on the wafer surface is replaced with isopropanol and then dried. In Patent Document 2, after cleaning the wafer surface with water, a water-repellent protective film (this protective film is finally removed) is formed on the uneven pattern portion, and then rinsed with water and then dried. The method of doing is disclosed. This method is said to be effective even for patterns having an aspect ratio of 8 or more.

また、これらとは別にパターン倒れの防止に着目したものではないが、半導体ウェハの洗浄方法として、特許文献3は、純水を貯留した槽にウェハを浸漬し、その後、ウェハを槽から引き上げ、水切りのためにウェハを1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−プロパノールの蒸気を含むガスにさらす方法を開示している。
特開2003−45843号公報 特許第4403202号明細書 特開2009−212445号公報
In addition, although not focusing on prevention of pattern collapse separately from these, as a method for cleaning a semiconductor wafer, Patent Document 3 immerses the wafer in a tank storing pure water, and then lifts the wafer from the tank. A method for exposing a wafer to a gas containing vapor of 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol for draining is disclosed.
JP 2003-45843 A Japanese Patent No. 4403202 JP 2009-212445 A

水にウェハを浸漬し、その後、ウェハを水から引き上げ、ウェハを薬液の蒸気にさらす工程を有するウェハの洗浄方法は、複数枚のウェハの洗浄処理を一度に実施し、半導体ウェハの洗浄プロセスの効率化に有効な方法であるが、凹凸パターンの倒れ防止に着目した撥水性保護膜を形成する洗浄方法に適用しようとする場合、次の2つの課題を解決する必要があることがわかった。   The wafer cleaning method includes the steps of immersing the wafer in water, then pulling the wafer out of the water and exposing the wafer to chemical vapor. The wafer cleaning method includes a process of cleaning a plurality of wafers at a time. Although it is an effective method for increasing efficiency, it has been found that the following two problems need to be solved when applying to a cleaning method for forming a water-repellent protective film with a focus on prevention of collapse of the concavo-convex pattern.

1)撥水性保護膜を形成するための薬液を蒸気化しやすいものとすること
2)蒸気化された薬液と、ウェハ表面に残っている水とが相溶し、凹凸パターン部に撥水性保護膜を形成できること
1) The chemical solution for forming the water-repellent protective film should be easily vaporized. 2) The vaporized chemical solution and the water remaining on the wafer surface are compatible, and the water-repellent protective film is formed on the uneven pattern portion. Can form

本発明は、凹凸パターンが形成されたウェハ表面の洗浄に関し、このウェハ洗浄方法に適用できる薬液を提供することを課題とする。   The present invention relates to cleaning of a wafer surface on which an uneven pattern is formed, and an object thereof is to provide a chemical solution that can be applied to this wafer cleaning method.

請求項1に記載のウェハパターンの保護膜形成用薬液は、表面に微細な凹凸パターンを有するシリコンウェハの洗浄時に、該凹凸パターン表面に撥水性保護膜を形成するための薬液であり、ハイドロフルオロエーテル、ハイドロクロロフルオロカーボンからなる群より選ばれた少なくとも1種以上の含フッ素溶剤を93.5〜97.499質量%;
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2〜5質量%;
ヘキサメチルジシラザン、テトラメチルジシラザンからなる群より選ばれた少なくとも1種以上のシラザン化合物を0.5〜5質量%;
トリフルオロ酢酸、無水トリフルオロ酢酸、トリメチルシリルトリフルオロアセテートからなる群より選ばれた少なくとも1種以上の酸を0.001〜0.25質量%
含むことを特徴とするものである。
Liquid chemical for forming a protective film of a wafer pattern according to claim 1, when cleaning a silicon wafer having a fine irregular pattern on its surface, a chemical solution for forming a water-repellent protective film uneven pattern surface, hydrofluoroether 93.5 to 97.499% by mass of at least one fluorine-containing solvent selected from the group consisting of ether and hydrochlorofluorocarbons ;
2-5% by weight of propylene glycol monomethyl ether acetate ;
0.5-5% by mass of at least one silazane compound selected from the group consisting of hexamethyldisilazane and tetramethyldisilazane;
0.001 to 0.25% by mass of at least one acid selected from the group consisting of trifluoroacetic acid, trifluoroacetic anhydride, and trimethylsilyl trifluoroacetate
It is characterized by including.

上記薬液とすることで、「発明が解決しようとする課題」の項で述べた
1)蒸気化を行いやすい撥水性保護膜を形成するための薬液を提供すること
2)蒸気化された薬液と、ウェハ表面に残っている水とが相溶し、凹凸パターン部に撥水性保護膜を形成できること
を解決し、前記ウェハの洗浄方法に適したものとなる。特に、水にウェハを浸漬し、その後、ウェハを水から引き上げ、ウェハを薬液の蒸気にさらす工程を有するウェハの洗浄方法に適したものとなる。すなわち、この洗浄方法では、表面に酸化ケイ素、窒化ケイ素、シリコンなどのケイ素化合物を有する凹凸パターンを持つシリコンウェハを水に浸漬した時に、これらの層などを含む凹凸パターン表面にOH基が導入される。そして、ウェハを水から引き上げ、前記薬液の蒸気の雰囲気にさらすことで、凹凸パターン部に保持された水に薬液の蒸気が溶け込んでいく。
1) Providing a chemical solution for forming a water-repellent protective film that is easy to evaporate, as described above in the section “Problems to be Solved by the Invention”. This solves the problem that water remaining on the surface of the wafer is compatible with each other and a water-repellent protective film can be formed on the concavo-convex pattern portion, which is suitable for the wafer cleaning method. In particular, the present invention is suitable for a wafer cleaning method including a step of immersing a wafer in water, then pulling the wafer out of water and exposing the wafer to chemical vapor. That is, in this cleaning method, when a silicon wafer having a concavo-convex pattern having a silicon compound such as silicon oxide, silicon nitride, or silicon is immersed in water, OH groups are introduced into the concavo-convex pattern surface including these layers. The Then, the wafer is lifted from the water and exposed to the atmosphere of the chemical solution vapor, so that the chemical solution vapor is dissolved in the water held in the uneven pattern portion.

この過程にて、前記シラザン化合物と凹凸パターン表面のOH基とが反応し、凹凸パターン表面に撥水性保護膜が形成されていく。その後、ウェハの乾燥を実施し、UV照射、オゾン処理、加熱処理などにより撥水性保護膜をウェハから除去する。   In this process, the silazane compound reacts with the OH group on the surface of the concavo-convex pattern to form a water repellent protective film on the surface of the concavo-convex pattern. Thereafter, the wafer is dried, and the water-repellent protective film is removed from the wafer by UV irradiation, ozone treatment, heat treatment or the like.

請求項2に記載の薬液の調製方法は、請求項1に記載の薬液を調製する薬液の調製方法において、混合前の、ハイドロフルオロエーテル、ハイドロクロロフルオロカーボンからなる群より選ばれた少なくとも1種以上の含フッ素溶剤;
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
ヘキサメチルジシラザン、テトラメチルジシラザンからなる群より選ばれた少なくとも1種以上のシラザン化合物;
トリフルオロ酢酸、無水トリフルオロ酢酸、トリメチルシリルトリフルオロアセテートからなる群より選ばれた少なくとも1種以上の酸
及び、混合後の混合液のうち少なくとも1つを精製することにより、前記薬液中の水分量を該薬液総量に対し5000質量ppm以下とすることを特徴とする凹凸パターン表面に撥水性保護膜を形成するための薬液の調製方法である。
The method for preparing a chemical solution according to claim 2 is at least one selected from the group consisting of hydrofluoroether and hydrochlorofluorocarbon before mixing in the method for preparing a chemical solution according to claim 1. A fluorine-containing solvent of
Propylene glycol monomethyl ether acetate ;
At least one silazane compound selected from the group consisting of hexamethyldisilazane and tetramethyldisilazane;
By purifying at least one of at least one acid selected from the group consisting of trifluoroacetic acid, trifluoroacetic anhydride, and trimethylsilyl trifluoroacetate and a mixed liquid after mixing, the amount of water in the chemical liquid Is a method for preparing a chemical solution for forming a water-repellent protective film on the surface of the concavo-convex pattern, characterized in that the total amount of the chemical solution is 5000 mass ppm or less.

請求項3に記載のウェハ処理方法は、ウェハを薬液により処理するウェハ処理方法において、請求項1の薬液に不活性ガスを供給して薬液の蒸気を発生させる蒸気発生工程と、ウェハを収納したチャンバ内を加熱する加熱工程と、前記蒸気発生工程で発生された薬液の蒸気をウェハ表面に供給する供給工程とを有することを特徴とする。 The wafer processing method according to claim 3 is a wafer processing method for processing a wafer with a chemical solution, wherein a vapor generation step of supplying an inert gas to the chemical solution to generate a vapor of the chemical solution, and a wafer are housed. A heating step of heating the inside of the chamber and a supply step of supplying the vapor of the chemical solution generated in the vapor generation step to the wafer surface.

請求項4に記載のウェハ処理方法は、ウェハを薬液により処理するウェハ処理方法において、ウェハを収納したチャンバ内を加熱する加熱工程と、前記チャンバ内を減圧する減圧工程と、前記減圧工程により、請求項1の薬液が貯留されたタンクと前記チャンバ内の圧力差により、前記タンクに貯留された薬液をウェハ表面に供給する供給工程とを有することを特徴とする。 The wafer processing method according to claim 4 is a wafer processing method for processing a wafer with a chemical solution, wherein a heating step for heating the inside of the chamber containing the wafer, a pressure reduction step for reducing the pressure inside the chamber, and the pressure reduction step, A supply step of supplying the chemical solution stored in the tank to the wafer surface due to a pressure difference in the chamber and the tank in which the chemical solution is stored according to claim 1.

本発明のウェハパターンの保護膜形成用薬液は、蒸気化しやすく、しかも水との相溶性に優れるので、ウェハ洗浄方法でウェハの凹凸パターン表面に撥水性保護膜を効率良く形成できる。   Since the chemical solution for forming a protective film for a wafer pattern of the present invention is easily vaporized and is excellent in compatibility with water, a water-repellent protective film can be efficiently formed on the surface of the concave / convex pattern of the wafer by a wafer cleaning method.

本発明の薬液を使用してウェハを洗浄する際に使用される装置例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the example of an apparatus used when wash | cleaning a wafer using the chemical | medical solution of this invention. 本発明のウェハ処理方法を実施するための第1のウェハ処理装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the 1st wafer processing apparatus for enforcing the wafer processing method of this invention. 本発明のウェハ処理方法を実施するための第2のウェハ処理装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the 2nd wafer processing apparatus for enforcing the wafer processing method of this invention.

本発明のウェハパターンの保護膜形成用薬液は、表面に微細な凹凸パターンを有するシリコンウェハの洗浄時に、該凹凸パターン表面に撥水性保護膜を形成するための薬液であり、
ハイドロフルオロカーボン、ハイドロフルオロエーテル、パーフルオロカーボン、ハイドロクロロフルオロカーボンからなる群より選ばれた少なくとも1種以上の含フッ素溶剤を93.5〜97.499質量%;
エチ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メチルエーテルアセテートからなる群より選ばれた少なくとも1種以上のグリコールエーテルアセテートを2〜5質量%;
ヘキサメチルジシラザン、テトラメチルジシラザンからなる群より選ばれた少なくとも1種以上のシラザン化合物を0.5〜5質量%;
トリフルオロ酢酸、無水トリフルオロ酢酸、トリメチルシリルトリフルオロアセテート、ジメチルシリルトリフルオロアセテートからなる群より選ばれた少なくとも1種以上の酸を0.001〜0.25質量%含む。
The chemical solution for forming a protective film of the wafer pattern of the present invention is a chemical solution for forming a water-repellent protective film on the surface of the concavo-convex pattern when cleaning a silicon wafer having a fine concavo-convex pattern on the surface,
93.5 to 97.499% by mass of at least one fluorine-containing solvent selected from the group consisting of hydrofluorocarbons, hydrofluoroethers, perfluorocarbons, hydrochlorofluorocarbons;
2 to 5% by mass of at least one glycol ether acetate selected from the group consisting of ethylene glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monomethyl ether acetate;
0.5-5% by mass of at least one silazane compound selected from the group consisting of hexamethyldisilazane and tetramethyldisilazane;
It contains 0.001 to 0.25% by mass of at least one acid selected from the group consisting of trifluoroacetic acid, trifluoroacetic anhydride, trimethylsilyl trifluoroacetate, and dimethylsilyl trifluoroacetate.

前記シラザン化合物は、濃度が低くなると前記撥水性保護膜を十分に形成できない。一方、前記シラザン化合物は可燃性であるため、濃度が高くなると引火性の危険が増加する。本発明の保護膜形成用薬液は蒸気化されるため、引火性の危険を下げることは重要である。以上より、前記シラザン化合物の濃度は、0.5〜5質量%であり、0.7〜4質量%がより好ましい。   When the concentration of the silazane compound is low, the water-repellent protective film cannot be sufficiently formed. On the other hand, since the silazane compound is flammable, the risk of flammability increases as the concentration increases. Since the chemical solution for forming a protective film of the present invention is vaporized, it is important to reduce the risk of flammability. As mentioned above, the density | concentration of the said silazane compound is 0.5-5 mass%, and 0.7-4 mass% is more preferable.

トリフルオロ酢酸、無水トリフルオロ酢酸、トリメチルシリルトリフルオロアセテート、ジメチルシリルトリフルオロアセテートからなる群より選ばれた少なくとも1種以上の酸は、前記シラザン化合物と凹凸パターン表面のOH基との反応を促進することに奏功する。前記酸の濃度が小さいと促進効果が小さくなる。ただし、前記酸は前記シラザン化合物と反応して該シラザン化合物の反応性を減少させるため、前記酸の濃度が大きいと前記保護膜形成用薬液の保管安定性が低下する。このため、前記酸の濃度は、0.001〜0.25質量%であり、0.005〜0.25質量%が特に好ましい。   At least one acid selected from the group consisting of trifluoroacetic acid, trifluoroacetic anhydride, trimethylsilyl trifluoroacetate, and dimethylsilyl trifluoroacetate promotes the reaction between the silazane compound and the OH group on the surface of the concavo-convex pattern. To be successful. When the acid concentration is small, the promoting effect is small. However, since the acid reacts with the silazane compound to reduce the reactivity of the silazane compound, the storage stability of the protective film-forming chemical solution decreases when the acid concentration is high. For this reason, the density | concentration of the said acid is 0.001-0.25 mass%, and 0.005-0.25 mass% is especially preferable.

前記グリコールエーテルアセテートは水溶性であり、本発明の保護膜形成用薬液と水との相溶性を高めることに奏功する。ただし、沸点が高いため、濃度が高くなると該薬液の蒸気化が難しくなる。このため、前記グリコールエーテルアセテートの濃度は、2〜5質量%であり、2.5〜4質量%がより好ましい。   The glycol ether acetate is water-soluble and is effective in enhancing the compatibility between the chemical solution for forming a protective film of the present invention and water. However, since the boiling point is high, it becomes difficult to vaporize the chemical solution when the concentration is high. For this reason, the density | concentration of the said glycol ether acetate is 2-5 mass%, and 2.5-4 mass% is more preferable.

前記フッ素系溶剤は、引火性が低く(すなわち引火点が高く)、沸点が低い。このため、濃度が高いと、前記保護膜形成用薬液は引火性が低くなり(すなわち引火点が高くなり)、安全に蒸気化を行うことができる。ただし、濃度を高くしすぎると、前記シラザン化合物、前記酸、前記グリコールエーテルアセテートの濃度が低くなる。このため、濃度は93.5〜97.499質量%であり、94.0〜97.0質量%がより好ましい。   The fluorinated solvent has low flammability (that is, high flash point) and low boiling point. For this reason, when the concentration is high, the protective film-forming chemical solution has low flammability (that is, the flash point becomes high), and can be vaporized safely. However, if the concentration is too high, the concentrations of the silazane compound, the acid, and the glycol ether acetate are lowered. For this reason, a density | concentration is 93.5-97.499 mass%, and 94.0-97.0 mass% is more preferable.

本発明の保護膜形成用薬液の調製方法は、前記フッ素系溶剤、前記エーテルアセテート、前記シラザン化合物、及び前記酸を所望割合となるよう混合する工程を有することを特徴とする。   The method for preparing a chemical solution for forming a protective film of the present invention comprises a step of mixing the fluorinated solvent, the ether acetate, the silazane compound, and the acid so as to have a desired ratio.

なお、前記シラザン化合物と前記酸は、反応して該シラザン化合物の反応性が低下する可能性がある。このため、シラザン化合物と前記酸を混合するとき、前記シラザン化合物と前記酸の少なくとも一方を、前記含フッ素溶剤や前記エーテルアセテートで希釈しておくと、該反応の急激な進行を防止できるため好ましい。   The silazane compound and the acid may react to reduce the reactivity of the silazane compound. For this reason, when the silazane compound and the acid are mixed, it is preferable to dilute at least one of the silazane compound and the acid with the fluorine-containing solvent or the ether acetate so that the rapid progress of the reaction can be prevented. .

また、本発明の薬液の調製方法は、前記含フッ素溶剤、前記グリコールエーテルアセテート、前記シラザン化合物、及び前記酸を所望割合となるよう混合する工程を有するものであるが、混合前には、含フッ素溶剤、グリコールエーテルアセテート、シラザン化合物、酸、及び、混合後の混合液のうち少なくとも1つをモレキュラーシーブ等の吸着剤や蒸留等により精製して水分を除去しておいてもよい。なお、前記の混合前のシラザン化合物、及び、酸は、溶剤(含フッ素溶剤、グリコールエーテルアセテート)を含んだ状態であってもよい。混合前に全ての溶液を精製しておいてもよいし、混合後の溶液を精製してもよい。   In addition, the method for preparing a chemical solution of the present invention includes a step of mixing the fluorine-containing solvent, the glycol ether acetate, the silazane compound, and the acid so as to have a desired ratio. At least one of the fluorine solvent, glycol ether acetate, silazane compound, acid, and the mixed solution after mixing may be purified by an adsorbent such as molecular sieve or by distillation to remove moisture. The silazane compound and acid before mixing may be in a state containing a solvent (a fluorine-containing solvent, glycol ether acetate). All the solutions may be purified before mixing, or the solution after mixing may be purified.

また、保護膜形成用薬液中の水分量は、該薬液総量に対し5000質量ppm以下であることが好ましく、特に1000質量ppm以下、さらに500質量ppm以下が好ましい。なお、前記水分量は、50質量ppm以上であってもよい。   The water content in the chemical solution for forming a protective film is preferably 5000 ppm by mass or less, particularly preferably 1000 ppm by mass or less, more preferably 500 ppm by mass or less, based on the total amount of the chemical solution. The moisture content may be 50 mass ppm or more.

また、本発明の保護膜形成用薬液は、前記含フッ素溶剤、前記グリコールエーテルアセテート、前記シラザン化合物、前記酸の他に、本発明の目的を阻害しない範囲で、他の添加剤等を含有してもよい。該添加剤としては、過酸化水素、オゾンなどの酸化剤、界面活性剤等が挙げられる。また、ウェハの凹凸パターンの一部に、前記シラザン化合物では保護膜が形成できない材質がある場合は、該材質に保護膜を形成できるものを添加しても良い。   In addition to the fluorine-containing solvent, the glycol ether acetate, the silazane compound, and the acid, the chemical solution for forming a protective film of the present invention contains other additives and the like as long as the object of the present invention is not impaired. May be. Examples of the additive include oxidizing agents such as hydrogen peroxide and ozone, and surfactants. In addition, when there is a material that cannot form a protective film with the silazane compound in a part of the uneven pattern of the wafer, a material that can form a protective film may be added to the material.

表面に微細な凹凸パターンを有するウェハを洗浄する方法として、本発明の薬液を用いる方法について、以下に説明する。凹凸パターン表面が形成されたウェハWは図1に示すような洗浄装置1内に導入される。ここで、凹凸パターン表面は、例えばRIE法などの各種凹凸パターン形成方法により形成されたものであり、凹凸パターンの間隔として45nm以下、アスペクト比として5以上のものが好適に用いられる。凹凸パターン表面部は、シリコンを含んでおり、表面は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、ポリシリコン、および、単結晶シリコンの少なくとも一つを含んでいる。   As a method for cleaning a wafer having a fine concavo-convex pattern on the surface, a method using the chemical solution of the present invention will be described below. The wafer W on which the concavo-convex pattern surface is formed is introduced into a cleaning apparatus 1 as shown in FIG. Here, the concavo-convex pattern surface is formed by various concavo-convex pattern forming methods such as the RIE method, and a concavo-convex pattern interval of 45 nm or less and an aspect ratio of 5 or more are preferably used. The surface of the concave / convex pattern includes silicon, and the surface includes at least one of silicon oxide, silicon nitride, polysilicon, and single crystal silicon.

ウェハWは、ウェハWのホルダー5により支持材4に保持されており、水洗浄槽3の水系洗浄液2内に支持材4とともに浸漬される。ここで水系洗浄液2は、水、あるいは、水に有機溶媒、酸、アルカリ、酸化性物質のうち少なくとも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。水系洗浄液2は複数あっても良い。なお、清浄度を考慮すると、水系洗浄液は水、あるいは、複数ある場合は最後が水であるのが好ましい。   The wafer W is held on the support material 4 by the holder 5 of the wafer W, and is immersed together with the support material 4 in the aqueous cleaning liquid 2 in the water cleaning tank 3. Here, the aqueous cleaning liquid 2 includes water or water in which at least one of an organic solvent, an acid, an alkali, and an oxidizing substance is mixed with water as a main component (for example, the water content is 50% by mass or more). To do. There may be a plurality of aqueous cleaning liquids 2. In consideration of the cleanliness, the aqueous cleaning liquid is preferably water or, when there are a plurality of water-based cleaning liquids, the last is water.

水系洗浄液2内に例えば0.5〜10分間保持した後、ウェハWは、支持材4ごと引き上げられる。この際、凹凸パターン凹部は、水系洗浄液で満たされた状態となっている。ウェハWが水系洗浄液から引き上げられた後、槽3は、好ましくは、装置1の外に排出されるか、蓋をして装置1内の環境からは閉じられた状態とされる。   For example, after being held in the aqueous cleaning liquid 2 for 0.5 to 10 minutes, the wafer W is pulled up together with the support material 4. At this time, the concave / convex pattern concave portion is in a state filled with the aqueous cleaning liquid. After the wafer W is pulled up from the aqueous cleaning liquid, the tank 3 is preferably discharged out of the apparatus 1 or closed and closed from the environment inside the apparatus 1.

その後、図示しない装置により、保護膜形成用薬液が蒸気化され、蒸気化された保護膜形成用薬液を、配管などを通じて装置1内に導入し、好ましくは、装置1内を保護膜形成用薬液の蒸気で満たす。適宜この状態を保持することで、保護膜形成用薬液の蒸気と凹凸パターン凹部に満たされた水系洗浄液との置換が生じる。   Thereafter, the protective film-forming chemical solution is vaporized by a device (not shown), and the vaporized protective film-forming chemical solution is introduced into the device 1 through piping or the like. Fill with steam. By appropriately maintaining this state, replacement of the vapor of the protective film forming chemical solution with the aqueous cleaning solution filled in the concave and convex pattern recesses occurs.

先の水系洗浄液により、凹凸パターン表面に水酸基が生じており、この水酸基とシラザン化合物とが反応することで撥水性保護膜が形成される。保護膜の形成後、ウェハWは装置1内で、又は、装置1の外から取り出された状態で、乾燥が行われ、撥水性保護膜の除去が行われる。   Hydroxyl groups are generated on the surface of the concavo-convex pattern by the previous aqueous cleaning liquid, and a water-repellent protective film is formed by the reaction between the hydroxyl groups and the silazane compound. After the formation of the protective film, the wafer W is dried in the apparatus 1 or in a state of being taken out from the apparatus 1, and the water-repellent protective film is removed.

撥水性保護膜の除去は、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つの処理を行うことにより、撥水性保護膜を除去する工程が行われる。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。   The removal of the water-repellent protective film is a process of removing the water-repellent protective film by performing at least one treatment selected from irradiating the wafer surface with light, heating the wafer, and exposing the wafer to ozone. Is done. In this step, plasma irradiation, corona discharge, or the like may be used in combination.

撥水性の程度は、水に対する接触角で測定できる。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。   The degree of water repellency can be measured by the contact angle with water. However, in the case of a wafer having a fine concavo-convex pattern on the surface, since the pattern is very fine, the contact angle of the protective film itself formed on the concavo-convex pattern surface cannot be accurately evaluated. 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、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、表面に熱酸化膜層を有し表面が平滑なシリコンウェハを用いた。   Therefore, in the present invention, the 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 fine uneven pattern formed on the surface. It was considered and evaluated. In the present invention, as a wafer having a smooth surface, a silicon wafer having a thermal oxide film layer on the surface and a smooth surface was used.

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。   Details are described below. In the following, a method for evaluating a wafer provided with a chemical solution for forming a protective film, preparation of the chemical solution for forming the protective film, and an evaluation result after providing the chemical solution for forming a protective film on the wafer are described.

〔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)、(2)の評価を行った。
[Evaluation method of wafer provided with chemical solution for forming protective film]
The following evaluations (1) and (2) were performed as methods for evaluating a wafer provided with a chemical solution for forming a protective film.

(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(表中で○と表記)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). It was measured by Interface Science: CA-X type). Here, the contact angle of the protective film in the range of 50 to 130 ° was determined to be acceptable (denoted as “◯” in the table).

(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、気液界面がウェハ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。パターン寸法:45nm、ウェハ表面:酸化ケイ素の場合、洗浄液が、2−プロパノール(表面張力:22mN/m、酸化ケイ素との接触角:1°)では毛細管力は0.98MN/m2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、酸化ケイ素との接触角:2.5°)では毛細管力は3.2MN/m2となる。そこで中間の2.1MN/m2を目標とし、水が保持されたときの毛細管力が2.1MN/m2以下になれば合格(表中で○と表記)とし、2.1MN/m2を越えるものは不合格(表中で×と表記)とした。
(2) Evaluation of capillary force P was calculated using the following equation, and the capillary force (absolute value of P) was determined.
P = 2 × γ × cos θ / S
Here, γ is the surface tension, θ is the contact angle, and S is the pattern dimension. In the pattern with a line width of 45 nm, the pattern tends to collapse when the cleaning liquid when the gas-liquid interface passes through the wafer is water, and the pattern does not easily collapse when 2-propanol is used. When the pattern size is 45 nm and the wafer surface is silicon oxide, the capillary force is 0.98 MN / m 2 when the cleaning liquid is 2-propanol (surface tension: 22 mN / m, contact angle with silicon oxide: 1 °). On the other hand, the capillary force is 3.2 MN / m 2 in water (surface tension: 72 mN / m, contact angle with silicon oxide: 2.5 °) having the largest surface tension among liquids excluding mercury. Therefore, the target is 2.1 MN / m 2 in the middle, and if the capillary force when water is held becomes 2.1 MN / m 2 or less, it is accepted (indicated by ○ in the table), and 2.1 MN / m 2 Those exceeding the mark were regarded as unacceptable (denoted as x in the table).

実施例1
(1)保護膜形成用薬液の調製
含フッ素溶剤として、3M製ハイドロフルオロエーテル(Novec HFE−7100);95.4g、グリコールエーテルアセテートとして、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA);3g、を混合し、モレキュラーシーブ4A(ユニオン昭和製)により混合液から水分を除去し、精製を行った。次いで得られた混合液に、シラザン化合物として、ヘキサメチルジシラザン〔(H3C)3Si−NH−Si(CH33〕;1.5g、酸として、トリメチルシリルトリフルオロアセテート〔(CH33Si−OC(O)CF3〕;0.1gを混合し、該液中の水分量が10質量ppm以下であり、含フッ素溶剤濃度;95.4質量%、グリコールエーテルアセテート濃度;3質量%、シラザン化合物濃度;1.5質量%、酸濃度;0.1質量%の保護膜形成用薬液を得た。なお、該薬液中の水分量は、カールフィッシャー式水分計(京都電子製、ADP−511型)により測定を行った。
Example 1
(1) Preparation of chemical solution for protective film formation As fluorine-containing solvent, 3M hydrofluoroether (Novec HFE-7100); 95.4 g, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA); 3 g as glycol ether acetate were mixed. Water was removed from the mixed solution by molecular sieve 4A (Union Showa) and purification was performed. Subsequently, hexamethyldisilazane [(H 3 C) 3 Si—NH—Si (CH 3 ) 3 ]; 1.5 g as a silazane compound, 1.5 g as an acid, trimethylsilyl trifluoroacetate [(CH 3 ) 3 Si-OC (O) CF 3 ]; 0.1 g is mixed, and the water content in the liquid is 10 ppm by mass or less, the concentration of the fluorinated solvent: 95.4% by mass, the concentration of glycol ether acetate; 3 A protective film-forming chemical solution having a mass%, a silazane compound concentration of 1.5 mass%, and an acid concentration of 0.1 mass% was obtained. The water content in the chemical solution was measured with a Karl Fischer moisture meter (manufactured by Kyoto Electronics, ADP-511 type).

(2)ウェハの洗浄
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)を室温で1質量%のフッ酸水溶液に2min浸漬し、次いで純水に1min浸漬した。
(2) Cleaning of wafer A silicon wafer with a smooth thermal oxide film (a 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 2 minutes, and then immersed in pure water for 1 min. Soaked.

(3)ウェハ表面への保護膜形成用薬液による表面処理
上記「(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100mlを1リットルのビーカーに入れ、該ビーカーをヒーターで加熱して該薬液を沸騰させた。沸騰が安定したところで、上記「(2)ウェハの洗浄」で用意したウェハを水に濡れた状態で、該薬液に浸漬せずにビーカー内に設置して該薬液の蒸気をウェハに供した。この状態を3分間維持した後、ウェハを取出して自然乾燥させた。
(3) Surface treatment with a protective film forming chemical on the wafer surface 100 ml of the protective film forming chemical prepared in “(1) Preparation of protective film forming chemical” is placed in a 1 liter beaker, and the beaker is heated with a heater. The chemical solution was boiled by heating. When the boiling was stabilized, the wafer prepared in the above “(2) Wafer cleaning” was placed in a beaker without being immersed in the chemical solution while being wetted with water, and the vapor of the chemical solution was supplied to the wafer. After maintaining this state for 3 minutes, the wafer was taken out and dried naturally.

得られたウェハを上記「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80°となり、撥水性付与効果を示した。また、水が保持されたときの毛細管力は0.6MN/m2となり、毛細管力は小さかった。When the obtained wafer was evaluated in the manner described in “Method for evaluating wafer provided with protective film forming chemical solution”, as shown in Table 1, the initial contact angle before the surface treatment was less than 10 °. However, the contact angle after the surface treatment was 80 °, which showed the effect of imparting water repellency. Further, the capillary force when water was held was 0.6 MN / m 2 , and the capillary force was small.

Figure 0005648053
Figure 0005648053

実施例2
酸にトリフルオロ酢酸を用いた以外はすべて実施例1と同じとした。結果は、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78°となり、撥水性付与効果を示した。また、水が保持されたときの毛細管力は0.7MN/m2となり、毛細管力は小さかった。
Example 2
All were the same as Example 1 except that trifluoroacetic acid was used as the acid. As a result, as shown in Table 1, the initial contact angle before the surface treatment was less than 10 °, but the contact angle after the surface treatment was 78 °, which showed the effect of imparting water repellency. Moreover, the capillary force when water was held was 0.7 MN / m 2 , and the capillary force was small.

実施例3
酸に無水トリフルオロ酢酸を用いた以外はすべて実施例1と同じとした。結果は、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80°となり、撥水性付与効果を示した。また、水が保持されたときの毛細管力は0.6MN/m2となり、毛細管力は小さかった。
Example 3
The procedure was the same as in Example 1 except that trifluoroacetic anhydride was used as the acid. As a result, as shown in Table 1, the initial contact angle before the surface treatment was less than 10 °, but the contact angle after the surface treatment was 80 °, which showed the effect of imparting water repellency. Further, the capillary force when water was held was 0.6 MN / m 2 , and the capillary force was small.

実施例4
含フッ素溶剤に1,2ジクロロ−3,3,3−トリフルオロプロペン(DCTFP)を用いた以外はすべて実施例1と同じとした。結果は、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82°となり、撥水性付与効果を示した。また、水が保持されたときの毛細管力は0.4MN/m2となり、毛細管力は小さかった。
Example 4
All were the same as Example 1 except that 1,2-dichloro-3,3,3-trifluoropropene (DCTFP) was used as the fluorine-containing solvent. As a result, as shown in Table 1, although the initial contact angle before the surface treatment was less than 10 °, the contact angle after the surface treatment was 82 °, which showed the effect of imparting water repellency. Further, the capillary force when water was held was 0.4 MN / m 2 , and the capillary force was small.

実施例5
シラザン化合物にテトラメチルジシラザン〔(H3C)2Si(H)−NH−Si(H)(CH32〕を用いた以外はすべて実施例1と同じとした。結果は、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82°となり、撥水性付与効果を示した。また、水が保持されたときの毛細管力は0.4MN/m2となり、毛細管力は小さかった。
Example 5
The same procedure as in Example 1 was conducted except that tetramethyldisilazane [(H 3 C) 2 Si (H) —NH—Si (H) (CH 3 ) 2 ] was used as the silazane compound. As a result, as shown in Table 1, although the initial contact angle before the surface treatment was less than 10 °, the contact angle after the surface treatment was 82 °, which showed the effect of imparting water repellency. Further, the capillary force when water was held was 0.4 MN / m 2 , and the capillary force was small.

実施例6
酸にトリフルオロ酢酸を用いた以外はすべて実施例5と同じとした。結果は、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80°となり、撥水性付与効果を示した。また、水が保持されたときの毛細管力は0.6MN/m2となり、毛細管力は小さかった。
Example 6
All were the same as Example 5 except that trifluoroacetic acid was used as the acid. As a result, as shown in Table 1, the initial contact angle before the surface treatment was less than 10 °, but the contact angle after the surface treatment was 80 °, which showed the effect of imparting water repellency. Further, the capillary force when water was held was 0.6 MN / m 2 , and the capillary force was small.

比較例1
シリコン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、撥水化されていない表面状態のウェハを評価した。評価結果は表1に示すとおり、ウェハの接触角は3°と低く、水が保持されたときの毛細管力は3.2MN/m2と大きかった。
Comparative Example 1
The same procedure as in Example 1 was performed except that the silicon wafer was not supplied with the chemical solution for forming the protective film. That is, in this comparative example, a wafer having a surface state that is not water-repellent was evaluated. As shown in Table 1, the contact angle of the wafer was as low as 3 °, and the capillary force when water was held was as large as 3.2 MN / m 2 .

比較例2
シラザン化合物濃度を0.1質量%とし、含フッ素溶剤濃度を96.8質量%とした以外はすべて実施例1と同じとした。評価結果は表1に示すとおり、表面処理後の接触角は30°と低く、水が保持されたときの毛細管力は2.8MN/m2と大きかった。
Comparative Example 2
All were the same as Example 1 except that the silazane compound concentration was 0.1 mass% and the fluorine-containing solvent concentration was 96.8 mass%. As shown in Table 1, the contact angle after the surface treatment was as low as 30 °, and the capillary force when water was retained was as high as 2.8 MN / m 2 as shown in Table 1.

比較例3
酸濃度を0.0001質量%とし、含フッ素溶剤濃度を95.4999質量%とした以外は実施例1と同じとした。評価結果は表1に示すとおり、表面処理後の接触角は36°と低く、水が保持されたときの毛細管力は2.6MN/m2と大きかった。
Comparative Example 3
Example 1 was the same as Example 1 except that the acid concentration was 0.0001% by mass and the fluorine-containing solvent concentration was 95.4999% by mass. As shown in Table 1, the contact angle after the surface treatment was as low as 36 °, and the capillary force when water was retained was as large as 2.6 MN / m 2 .

なお、本発明による調製方法により調製された薬液を使用する装置は、図1に示した洗浄装置に限るものではない。   In addition, the apparatus which uses the chemical | medical solution prepared by the preparation method by this invention is not restricted to the washing | cleaning apparatus shown in FIG.

図2は、本発明のウェハ処理方法を実施するための第1のウェハ処理装置の概略構成を示す図である。この第1のウェハ処理装置では、チャンバ10とタンク20を備えている。 FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a first wafer processing apparatus for carrying out the wafer processing method of the present invention. The first wafer processing apparatus includes a chamber 10 and a tank 20.

チャンバ10内には、ウェハWを保持するために保持機構11が収納されている。この保持機構11の下面にはモータ12が連結されている。このモータ12が回転駆動することにより、ウェハWを保持した状態の保持機構11が回転する。保持機構11の内部には、ウェハWを加熱するためのヒータ13が内蔵されている。 A holding mechanism 11 is accommodated in the chamber 10 to hold the wafer W. A motor 12 is connected to the lower surface of the holding mechanism 11. When the motor 12 is driven to rotate, the holding mechanism 11 holding the wafer W rotates. A heater 13 for heating the wafer W is built in the holding mechanism 11.

保持機構11の上側には、保持機構11に保持されたウェハWの表面と対向する円筒状のノズル14を備えている。このノズルには、ウェハWの表面に前記薬液の蒸気を供給するための複数の孔(図示省略)が形成されている。   On the upper side of the holding mechanism 11, a cylindrical nozzle 14 facing the surface of the wafer W held by the holding mechanism 11 is provided. A plurality of holes (not shown) for supplying the chemical vapor to the surface of the wafer W are formed in the nozzle.

チャンバ10とタンク20との間には、前記薬液の蒸気をタンク20からチャンバ10内のノズル14へ供給するための供給配管21が接続されている。 Connected between the chamber 10 and the tank 20 is a supply pipe 21 for supplying the vapor of the chemical solution from the tank 20 to the nozzle 14 in the chamber 10.

タンク20には、薬液を供給するための薬液供給配管22の下流側が接続されている。さらに、タンク20には、不活性ガスである窒素ガスをタンク20へ供給するための窒素ガス供給配管24の下流端が接続されている。窒素ガスがタンク20に貯留された薬液中に供給されると薬液がバブリングされ、タンク20内に薬液の蒸気が発生する。 The tank 20 is connected to the downstream side of the chemical liquid supply pipe 22 for supplying the chemical liquid. Further, the downstream end of a nitrogen gas supply pipe 24 for supplying nitrogen gas, which is an inert gas, to the tank 20 is connected to the tank 20. When nitrogen gas is supplied into the chemical solution stored in the tank 20, the chemical solution is bubbled and chemical vapor is generated in the tank 20.

この第1のウェハ処理装置を使用したウェハ処理方法は以下のような工程となる。
まず、薬液供給配管22を介して薬液をタンク20へ供給する。
The wafer processing method using this first wafer processing apparatus is as follows.
First, the chemical solution is supplied to the tank 20 through the chemical solution supply pipe 22.

次に、供給配管24を介して、窒素ガスをタンク20に貯留された薬液中に供給する。この窒素ガスにより薬液がバブリングされ、薬液の蒸気がタンク20内に発生する。 Next, nitrogen gas is supplied into the chemical solution stored in the tank 20 through the supply pipe 24. The chemical liquid is bubbled by the nitrogen gas, and chemical vapor is generated in the tank 20.

次に、モータ12の駆動を開始するとともに、ヒータ13によるウェハWの加熱を開始する。このときのウェハWの加熱温度は、室温から80℃の間である。そして、タンク20内に発生された薬液の蒸気がチャンバ10へ供給され、ノズル14から保持機構11に保持されたウェハWへ供給される。これにより、本発明の薬液により、ウェハWの表面が撥水化されるため、微細パターンが表面張力により倒壊されることを防止できる。 Next, driving of the motor 12 is started, and heating of the wafer W by the heater 13 is started. The heating temperature of the wafer W at this time is between room temperature and 80 ° C. The chemical vapor generated in the tank 20 is supplied to the chamber 10 and supplied from the nozzle 14 to the wafer W held by the holding mechanism 11. Thereby, since the surface of the wafer W is water-repellent by the chemical solution of the present invention, the fine pattern can be prevented from being collapsed by the surface tension.

なお、タンク20に、洗浄液を供給するための洗浄液供給配管23の下流側を接続し、前記薬液とは別のタイミングでタンク20に洗浄液を供給し、蒸気を発生させ、ウェハへ供給しても良い。 Note that the downstream side of the cleaning liquid supply pipe 23 for supplying the cleaning liquid to the tank 20 is connected, and the cleaning liquid is supplied to the tank 20 at a timing different from that of the chemical liquid so that vapor is generated and supplied to the wafer. good.

図3は、本発明のウェハ処理方法を実施するための第2のウェハ処理装置の概略構成を示す図である。図2に示す第1のウェハ処理装置との違いは、タンク20に貯留された薬液をバブリングして薬液の蒸気を発生させるか、チャンバ10内を減圧して、チャンバ10内とタンク20内との圧力差を利用して、薬液の蒸気をチャンバ10へ供給するかの違いだけである。したがって、第2のウェハ処理装置では、チャンバ10内を減圧するための減圧配管18がチャンバ10の側部に接続されている。なお、第2のウェハ処理装置では、タンク20に窒素ガスを供給するための窒素ガス供給配管24(図2参照)は、設けられていない。 FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a second wafer processing apparatus for carrying out the wafer processing method of the present invention. The difference from the first wafer processing apparatus shown in FIG. 2 is that the chemical liquid stored in the tank 20 is bubbled to generate chemical vapor, or the inside of the chamber 10 is decompressed, The only difference is whether the chemical vapor is supplied to the chamber 10 by utilizing the pressure difference. Therefore, in the second wafer processing apparatus, the decompression pipe 18 for decompressing the inside of the chamber 10 is connected to the side portion of the chamber 10. In the second wafer processing apparatus, the nitrogen gas supply pipe 24 (see FIG. 2) for supplying nitrogen gas to the tank 20 is not provided.

この第2のウェハ処理装置を使用したウェハ処理方法は以下のような工程になる。
まず、薬液供給配管22を介して薬液をタンク20へ供給する。
次に、まず、減圧配管18を介してチャンバ10内を減圧する。
The wafer processing method using this second wafer processing apparatus is as follows.
First, the chemical solution is supplied to the tank 20 through the chemical solution supply pipe 22.
Next, the inside of the chamber 10 is first depressurized via the decompression pipe 18.

次に、モータ12の駆動を開始するとともに、ヒータ13によるウェハWの加熱を開始する。このときのウェハWの加熱温度は、室温から80℃の間である。そして、チャンバ10内とタンク20内との圧力差によりタンク20内に発生された薬液の蒸気がチャンバ10へ供給され、ノズル14から保持機構11に保持されたウェハWへ供給される。これにより、本発明の薬液により、ウェハWの表面が撥水化されるため、微細パターンが表面張力により倒壊されることを防止できる。 Next, driving of the motor 12 is started, and heating of the wafer W by the heater 13 is started. The heating temperature of the wafer W at this time is between room temperature and 80 ° C. Then, the chemical vapor generated in the tank 20 due to the pressure difference between the chamber 10 and the tank 20 is supplied to the chamber 10 and supplied from the nozzle 14 to the wafer W held in the holding mechanism 11. Thereby, since the surface of the wafer W is water-repellent by the chemical solution of the present invention, the fine pattern can be prevented from being collapsed by the surface tension.

なお、タンク20に、洗浄液を供給するための洗浄液供給配管23の下流側を接続し、前記薬液とは別のタイミングでタンク20に洗浄液を供給し、蒸気を発生させ、ウェハへ供給しても良い。 Note that the downstream side of the cleaning liquid supply pipe 23 for supplying the cleaning liquid to the tank 20 is connected, and the cleaning liquid is supplied to the tank 20 at a timing different from that of the chemical liquid so that vapor is generated and supplied to the wafer. good.

W 凹凸パターン表面が形成された半導体ウェハ
1 本発明の薬液を使用してウェハを洗浄する際に使用される装置
2 水系洗浄液
3 水洗浄槽
4 ウェハWの支持材
5 ウェハWのホルダー
W Semiconductor wafer 1 on which an uneven pattern surface is formed 1 Apparatus used when cleaning a wafer using the chemical solution of the present invention 2 Water-based cleaning solution 3 Water cleaning tank 4 Wafer W support material 5 Wafer W holder

Claims (4)

表面に微細な凹凸パターンを有するシリコンウェハの洗浄時に、該凹凸パターン表面に撥水性保護膜を形成するための薬液であり、前記薬液は凹凸パターン表面にOH基が導入された後に、蒸気として凹凸パターン表面に供給されるものであり、
ハイドロフルオロエーテル、ハイドロクロロフルオロカーボンからなる群より選ばれた少なくとも1種以上の含フッ素溶剤を93.5〜97.499質量%;
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2〜5質量%;
ヘキサメチルジシラザン、テトラメチルジシラザンからなる群より選ばれた少なくとも1種以上のシラザン化合物を0.5〜5質量%;
トリフルオロ酢酸、無水トリフルオロ酢酸、トリメチルシリルトリフルオロアセテートからなる群より選ばれた少なくとも1種以上の酸を0.001〜0.25質量%
含むことを特徴とする薬液。
This is a chemical solution for forming a water-repellent protective film on the surface of the concavo-convex pattern when cleaning a silicon wafer having a fine concavo-convex pattern on the surface, and the chemical solution is concavo-convex as vapor after OH groups are introduced into the concavo-convex pattern surface. Supplied to the surface of the pattern,
93.5 to 97.499% by mass of at least one fluorine-containing solvent selected from the group consisting of hydrofluoroethers and hydrochlorofluorocarbons ;
2-5% by weight of propylene glycol monomethyl ether acetate ;
0.5-5% by mass of at least one silazane compound selected from the group consisting of hexamethyldisilazane and tetramethyldisilazane;
0.001 to 0.25% by mass of at least one acid selected from the group consisting of trifluoroacetic acid, trifluoroacetic anhydride, and trimethylsilyl trifluoroacetate
A chemical solution characterized by containing.
請求項1に記載の薬液を調製する薬液の調製方法において、混合前の
ハイドロフルオロエーテル、ハイドロクロロフルオロカーボンからなる群より選ばれた少なくとも1種以上の含フッ素溶剤;
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
ヘキサメチルジシラザン、テトラメチルジシラザンからなる群より選ばれた少なくとも1種以上のシラザン化合物;
トリフルオロ酢酸、無水トリフルオロ酢酸、トリメチルシリルトリフルオロアセテートからなる群より選ばれた少なくとも1種以上の酸
及び、混合後の混合液のうち少なくとも1つを精製することにより、前記薬液中の水分量を該薬液総量に対し5000質量ppm以下とすることを特徴とする凹凸パターン表面に撥水性保護膜を形成するための薬液の調製方法。
A method for preparing a chemical solution for preparing the chemical solution according to claim 1, wherein
At least one fluorine-containing solvent selected from the group consisting of hydrofluoroethers and hydrochlorofluorocarbons ;
Propylene glycol monomethyl ether acetate ;
At least one silazane compound selected from the group consisting of hexamethyldisilazane and tetramethyldisilazane;
By purifying at least one of at least one acid selected from the group consisting of trifluoroacetic acid, trifluoroacetic anhydride, and trimethylsilyl trifluoroacetate and a mixed liquid after mixing, the amount of water in the chemical liquid The preparation method of the chemical | medical solution for forming a water-repellent protective film on the uneven | corrugated pattern surface characterized by making 5000 mass ppm or less into this chemical | medical solution total amount.
ウェハを薬液により処理するウェハ処理方法において、
請求項1の薬液に不活性ガスを供給して薬液の蒸気を発生させる蒸気発生工程と、
ウェハを収納したチャンバ内を加熱する加熱工程と、
前記蒸気発生工程で発生された薬液の蒸気をウェハ表面に供給する供給工程とを有することを特徴とするウェハ処理方法。
In a wafer processing method for processing a wafer with a chemical,
A steam generation step of supplying an inert gas to the chemical liquid of claim 1 to generate a vapor of the chemical liquid;
A heating step for heating the inside of the chamber containing the wafer;
And a supplying step of supplying the vapor of the chemical solution generated in the vapor generating step to the wafer surface.
ウェハを薬液により処理するウェハ処理方法において、
ウェハを収納したチャンバ内を加熱する加熱工程と、
前記チャンバ内を減圧する減圧工程と、
前記減圧工程により、請求項1の薬液が貯留されたタンクと前記チャンバ内の圧力差により、前記タンクに貯留された薬液をウェハ表面に供給する供給工程とを有することを特徴とするウェハ処理方法。
In a wafer processing method for processing a wafer with a chemical,
A heating step for heating the inside of the chamber containing the wafer;
A decompression step of decompressing the chamber;
2. A wafer processing method comprising: a tank in which the chemical solution of claim 1 is stored by the pressure reducing step; and a supply step of supplying the chemical solution stored in the tank to the wafer surface due to a pressure difference in the chamber. .
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