JP6875630B2 - ウェハの洗浄方法及び該洗浄方法に用いる薬液 - Google Patents

ウェハの洗浄方法及び該洗浄方法に用いる薬液 Download PDF

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Description

本発明は、接液部材として塩化ビニル樹脂を含む洗浄装置を用いるウェハの洗浄において、所定の薬液を用いるウェハの洗浄方法に関する。
ウェハの洗浄装置には、特許文献1〜8のように、洗浄液や処理液に接触する部材(接液部材)に塩化ビニル樹脂を用いたものがあり、使用する洗浄液や処理液には該塩化ビニル樹脂を劣化させないことが求められている。接液部材として塩化ビニル樹脂を含む洗浄装置としては、例えば、洗浄処理槽内で洗浄液や処理液に接触する部材の一部又は全てが塩化ビニル樹脂であるようなウェハの洗浄装置や、タンク、配管、連結部材、ノズル等の洗浄液や処理液に接触する部材の一部又は全てが塩化ビニル樹脂であるようなウェハの洗浄装置が挙げられる。
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。パターン倒れの発生を防止するためにパターンの設計を変更せざるを得なかったり、また生産時の歩留まりの低下に繋がったりするため、洗浄工程におけるパターン倒れを防止する方法が望まれている。
パターン倒れを防止する方法として、パターン表面に撥水性保護膜を形成することが有効であることが知られている。この撥水化はパターン表面を乾燥させずに行う必要があるため、パターン表面を撥水化することができる撥水性保護膜形成用薬液により撥水性保護膜を形成する。
本出願人は、特許文献9において、表面に微細な凹凸パターンを有し該凹凸パターンの少なくとも一部がシリコン元素を含むウェハの製造方法において、スループットが損なわれることなく、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として、
表面に微細な凹凸パターンを有し該凹凸パターンの少なくとも一部がシリコン元素を含むウェハの洗浄時に、該凹凸パターンの少なくとも凹部表面に撥水性保護膜を形成するための薬液であり、下記一般式[A]で表されるケイ素化合物A、および、プロトンをケイ素化合物Aに供与する酸又は/および電子をケイ素化合物Aから受容する酸を含み、前記薬液の出発原料中の水分の総量が、該原料の総量に対し5000質量ppm以下であることを特徴とする、撥水性保護膜形成用薬液と、それを用いたウェハの洗浄方法について開示している。
Si(H)(X)4−a−b [A]
(式[A]中、Rは、それぞれ互いに独立して、炭素数が1〜18の炭化水素基を含む1価の有機基、および、炭素数が1〜8のフルオロアルキル鎖を含む1価の有機基から選ばれる少なくとも1つの基であり、Xは、それぞれ互いに独立して、ハロゲン基、Siに結合する元素が酸素または窒素の1価の有機基、ニトリル基から選ばれる少なくとも1つの基であり、aは1〜3の整数、bは0〜2の整数であり、aとbの合計は3以下である。)
特開平05−259136号公報 特開平07−245283号公報 特開平10−189527号公報 特開平10−229062号公報 特開平11−283949号公報 特開2001−087725号公報 特開2008−098440号公報 特開2010−003739号公報 特開2012−033873号公報
接液部材として塩化ビニル樹脂を含むウェハの洗浄装置で
表面に微細な凹凸パターンを有し該凹凸パターンの少なくとも一部がシリコン元素を含むウェハを洗浄する方法において、
特許文献9の、例えば、実施例4に記載の撥水性保護膜形成用薬液を用いると、該薬液により上記塩化ビニル樹脂が劣化してしまう場合があった。
そこで本発明は、接液部材として塩化ビニル樹脂を含むウェハの洗浄装置で
表面に微細な凹凸パターンを有し該凹凸パターンの少なくとも一部がシリコン元素を含むウェハ(以降、単に「ウェハ」と記載する場合がある)を洗浄する方法において、
上記塩化ビニル樹脂を劣化させることなく、ウェハの凹凸パターン表面に撥水性保護膜(以降、単に「保護膜」と記載する場合がある)を形成する、撥水性保護膜形成用薬液(以降、単に「薬液」と記載する場合がある)、及び該薬液を用いるウェハの洗浄方法を提供することを課題とする。
<1>
接液部材として塩化ビニル樹脂を含むウェハの洗浄装置で
表面に微細な凹凸パターンを有し該凹凸パターンの少なくとも一部がシリコン元素を含むウェハを洗浄する方法において、
下記一般式[1]で表されるアルコキシシラン、及び
下記一般式[2]で表されるスルホン酸、該スルホン酸の無水物、該スルホン酸の塩、及び下記一般式[3]で表されるスルホン酸誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種、
並びに希釈溶媒を含み、
上記希釈溶媒が、炭化水素、及び、チオールからなる群から選ばれる少なくとも1種の溶媒を含み、当該炭化水素、及び、チオールの総量が上記希釈溶媒の総量100質量%に対して80〜100質量%である撥水性保護膜形成用薬液を上記凹凸パターンの少なくとも凹部に保持して、該凹部表面に撥水性保護膜を形成する、ウェハの洗浄方法。
(R Si(H) (OR 4−a−b [1]
[式[1]中、R は、それぞれ互いに独立して、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基から選ばれる少なくとも1つの基であり、R は、それぞれ互いに独立して、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基であり、aは、1〜3の整数、bは0〜2の整数であり、aとbの合計は3以下である。]
−S(=O) OH [2]
[式[2]中、R は、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の炭化水素基、及び、水酸基からなる群から選ばれる基である。]
−S(=O) O−Si(H) 3−c (R [3]
[式[3]中、R は、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の炭化水素基であり、R は、それぞれ互いに独立して、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基から選ばれる少なくとも1つの基であり、cは、1〜3の整数である。]
<2>
上記スルホン酸が、下記一般式[4]で表されるスルホン酸からなる群から選ばれる少なくとも1つである、<1>に記載のウェハの洗浄方法。
−S(=O) OH [4]
[式[4]中、R は、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の炭化水素基からなる群から選ばれる基である。]
<3>
上記スルホン酸の無水物が、下記一般式[4]で表されるスルホン酸の、無水物からなる群から選ばれる少なくとも1つである、<1>に記載のウェハの洗浄方法。
−S(=O) OH [4]
[式[4]中、R は、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の炭化水素基からなる群から選ばれる基である。]
<4>
上記スルホン酸の塩が、下記一般式[4]で表されるスルホン酸の、アンモニウム塩、及び、アルキルアミン塩からなる群から選ばれる少なくとも1つである、<1>に記載のウェハの洗浄方法。
−S(=O) OH [4]
[式[4]中、R は、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の炭化水素基からなる群から選ばれる基である。]
<5>
上記スルホン酸誘導体が、下記一般式[5]で表されるスルホン酸誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1つである、<1>に記載のウェハの洗浄方法。
−S(=O) O−Si(CH (R ) [5]
[式[5]中、R は、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の炭化水素基であり、R は、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基である。]
<6>
上記炭化水素が、炭素数が6〜13の炭化水素である、<1>〜<5>のいずれか一つに記載のウェハの洗浄方法。
<7>
上記チオールが、炭素数が6〜13のチオールである、<1>〜<6>のいずれか一つに記載のウェハの洗浄方法。
<8>
上記アルコキシシランが、下記一般式[7]で表されるアルコキシシランからなる群から選ばれる少なくとも1つである、<1>〜<7>のいずれか一つに記載のウェハの洗浄方法。
(R 10 Si(OR 11 4−d [7]
[式[7]中、R 10 は、それぞれ互いに独立して、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基、R 11 は、それぞれ互いに独立して、炭素数が1〜12の1価の炭化水素基であり、dは、2、または、3である。]
<9>
上記アルコキシシランが、下記一般式[8]で表されるモノアルコキシシランからなる群から選ばれる少なくとも1つである、<1>〜<8>のいずれか一つに記載のウェハの洗浄方法。
10 −Si(CH (OR 11 ) [8]
[式[8]中、R 10 は、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基、R 11 は、炭素数が1〜12の1価の炭化水素基である。]
<10>
上記撥水性保護膜形成用薬液中の上記アルコキシシランの濃度が0.5〜35質量%である、<1>〜<9>のいずれか一つに記載のウェハの洗浄方法。
<11>
上記撥水性保護膜形成用薬液中の、上記スルホン酸、上記スルホン酸の無水物、上記スルホン酸の塩、及び上記スルホン酸誘導体の総量の濃度が0.0001〜5質量%である、<1>〜<10>のいずれか一つに記載のウェハの洗浄方法。
<12>
上記撥水性保護膜形成用薬液を上記凹凸パターンの少なくとも凹部に保持して、該凹部表面に撥水性保護膜を形成した後で、該撥水性保護膜形成用薬液を乾燥により上記凹部から除去する、<1>〜<11>のいずれか一つに記載のウェハの洗浄方法。
<13>
上記撥水性保護膜形成用薬液を上記凹凸パターンの少なくとも凹部に保持して、該凹部表面に撥水性保護膜を形成した後で、該凹部の撥水性保護膜形成用薬液を該薬液とは異なる洗浄液に置換し、該洗浄液を乾燥により上記凹部から除去する、<1>〜<11>のいずれか一つに記載のウェハの洗浄方法。
<14>
上記乾燥後のウェハ表面に、加熱処理、光照射処理、オゾン曝露処理、プラズマ照射処理、及びコロナ放電処理からなる群から選ばれる少なくとも1つの処理を施して上記撥水性保護膜を除去する、<12>又は<13>に記載のウェハの洗浄方法。
<15>
少なくとも、
上記一般式[1]で表されるアルコキシシランを含む、又は、
上記一般式[1]で表されるアルコキシシランと、炭化水素、及び、チオールからなる群から選ばれる少なくとも1種の溶媒を含む希釈溶媒を含む、
第一液と、
上記一般式[2]で表されるスルホン酸、該スルホン酸の無水物、該スルホン酸の塩、及び上記一般式[3]で表されるスルホン酸誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む、又は、
上記一般式[2]で表されるスルホン酸、該スルホン酸の無水物、該スルホン酸の塩、及び上記一般式[3]で表されるスルホン酸誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種と、炭化水素、及び、チオールからなる群から選ばれる少なくとも1種の溶媒を含む希釈溶媒を含む、
第二液
とを含み、
第一液と第二液の少なくとも一方が上記希釈溶媒を含む、撥水性保護膜形成用薬液キットを混合することにより、上記撥水性保護膜形成用薬液を得る工程を有する、<1>〜<14>のいずれか一つに記載のウェハの洗浄方法。
<16>
接液部材として塩化ビニル樹脂を含むウェハの洗浄装置で
表面に微細な凹凸パターンを有し該凹凸パターンの少なくとも一部がシリコン元素を含むウェハを洗浄する際に使用される、
下記一般式[1]で表されるアルコキシシラン、及び
下記一般式[2]で表されるスルホン酸、該スルホン酸の無水物、該スルホン酸の塩、及び下記一般式[3]で表されるスルホン酸誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種、
並びに希釈溶媒を含み、
上記希釈溶媒が、炭化水素、及び、チオールからなる群から選ばれる少なくとも1種の溶媒を含み、当該炭化水素、及び、チオールの総量が上記希釈溶媒の総量100質量%に対して80〜100質量%である、撥水性保護膜形成用薬液。
(R Si(H) (OR 4−a−b [1]
[式[1]中、R は、それぞれ互いに独立して、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基から選ばれる少なくとも1つの基であり、R は、それぞれ互いに独立して、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基であり、aは、1〜3の整数、bは0〜2の整数であり、aとbの合計は3以下である。]
−S(=O) OH [2]
[式[2]中、R は、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の炭化水素基、及び、水酸基からなる群から選ばれる基である。]
−S(=O) O−Si(H) 3−c (R [3]
[式[3]中、R は、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の炭化水素基であり、R は、それぞれ互いに独立して、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基から選ばれる少なくとも1つの基であり、cは、1〜3の整数である。]
<17>
上記スルホン酸が、下記一般式[4]で表されるスルホン酸からなる群から選ばれる少なくとも1つである、<16>に記載の撥水性保護膜形成用薬液。
−S(=O) OH [4]
[式[4]中、R は、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の炭化水素基からなる群から選ばれる基である。]
<18>
上記スルホン酸の無水物が、下記一般式[4]で表されるスルホン酸の、無水物からなる群から選ばれる少なくとも1つである、<16>に記載の撥水性保護膜形成用薬液。
−S(=O) OH [4]
[式[4]中、R は、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の炭化水素基からなる群から選ばれる基である。]
<19>
上記スルホン酸の塩が、下記一般式[4]で表されるスルホン酸の、アンモニウム塩、及び、アルキルアミン塩からなる群から選ばれる少なくとも1つである、<16>に記載の撥水性保護膜形成用薬液。
−S(=O) OH [4]
[式[4]中、R は、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の炭化水素基からなる群から選ばれる基である。]
<20>
上記スルホン酸誘導体が、下記一般式[5]で表されるスルホン酸誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1つである、<16>に記載の撥水性保護膜形成用薬液。
−S(=O) O−Si(CH (R ) [5]
[式[5]中、R は、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の炭化水素基であり、R は、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基である。]
<21>
上記炭化水素が、炭素数が6〜13の炭化水素である、<16>〜<20>のいずれか一つに記載の撥水性保護膜形成用薬液。
<22>
上記チオールが、炭素数が6〜13のチオールである、<16>〜<21>のいずれか一つに記載の撥水性保護膜形成用薬液。
<23>
上記アルコキシシランが、下記一般式[7]で表されるアルコキシシランからなる群から選ばれる少なくとも1つである、<16>〜<22>のいずれか一つに記載の撥水性保護膜形成用薬液。
(R 10 Si(OR 11 4−d [7]
[式[7]中、R 10 は、それぞれ互いに独立して、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基、R 11 は、それぞれ互いに独立して、炭素数が1〜12の1価の炭化水素基であり、dは、2、または、3である。]
<24>
上記アルコキシシランが、下記一般式[8]で表されるモノアルコキシシランからなる群から選ばれる少なくとも1つである、<16>〜<23>のいずれか一つに記載の撥水性保護膜形成用薬液。
10 −Si(CH (OR 11 ) [8]
[式[8]中、R 10 は、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基、R 11 は、炭素数が1〜12の1価の炭化水素基である。]
<25>
上記撥水性保護膜形成用薬液中の上記アルコキシシランの濃度が0.5〜35質量%である、<16>〜<24>のいずれか一つに記載の撥水性保護膜形成用薬液。
<26>
上記撥水性保護膜形成用薬液中の、上記スルホン酸、上記スルホン酸の無水物、上記スルホン酸の塩、及び上記スルホン酸誘導体の総量の濃度が0.0001〜5質量%である、<16>〜<25>のいずれか一つに記載の撥水性保護膜形成用薬液。
<27>
混合することにより、<16>〜<26>のいずれか一つに記載の撥水性保護膜形成用薬液を得るための撥水性保護膜形成用薬液キットであり、
少なくとも、
上記一般式[1]で表されるアルコキシシランを含む、又は、
上記一般式[1]で表されるアルコキシシランと、炭化水素、及び、チオールからなる群から選ばれる少なくとも1種の溶媒を含む希釈溶媒を含む、
第一液と、
上記一般式[2]で表されるスルホン酸、該スルホン酸の無水物、該スルホン酸の塩、及び上記一般式[3]で表されるスルホン酸誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む、又は、
上記一般式[2]で表されるスルホン酸、該スルホン酸の無水物、該スルホン酸の塩、及び上記一般式[3]で表されるスルホン酸誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種と、炭化水素、及び、チオールからなる群から選ばれる少なくとも1種の溶媒を含む希釈溶媒を含む、
第二液
とを含み、
第一液と第二液の少なくとも一方が上記希釈溶媒を含む、撥水性保護膜形成用薬液キット。
本発明は、上記<1>〜<27>に係る発明であるが、以下、それ以外の事についても参考のため記載した。
本発明は、接液部材として塩化ビニル樹脂を含むウェハの洗浄装置で
表面に微細な凹凸パターンを有し該凹凸パターンの少なくとも一部がシリコン元素を含むウェハを洗浄する方法において、
下記一般式[1]で表されるアルコキシシラン、及び
下記一般式[2]で表されるスルホン酸、該スルホン酸の無水物、該スルホン酸の塩、及び下記一般式[3]で表されるスルホン酸誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種、
並びに希釈溶媒を含み、
上記希釈溶媒が、炭化水素、エーテル、及び、チオールからなる群から選ばれる少なくとも1種の溶媒を含み、当該炭化水素、エーテル、及び、チオールの総量が上記希釈溶媒の総量100質量%に対して80〜100質量%である撥水性保護膜形成用薬液を上記凹凸パターンの少なくとも凹部に保持して、該凹部表面に撥水性保護膜を形成する、ウェハの洗浄方法である。
(RSi(H)(OR4−a−b [1]
[式[1]中、Rは、それぞれ互いに独立して、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基から選ばれる少なくとも1つの基であり、Rは、それぞれ互いに独立して、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基であり、aは、1〜3の整数、bは0〜2の整数であり、aとbの合計は3以下である。]
−S(=O)OH [2]
[式[2]中、Rは、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の炭化水素基、及び、水酸基からなる群から選ばれる基である。]
−S(=O)O−Si(H)3−c(R [3]
[式[3]中、Rは、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の炭化水素基であり、Rは、それぞれ互いに独立して、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基から選ばれる少なくとも1つの基であり、cは、1〜3の整数である。]
上記スルホン酸が、下記一般式[4]で表されるスルホン酸からなる群から選ばれる少なくとも1つであることが好ましい。
−S(=O)OH [4]
[式[4]中、Rは、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の炭化水素基からなる群から選ばれる基である。]
上記スルホン酸の無水物が、下記一般式[4]で表されるスルホン酸の、無水物からなる群から選ばれる少なくとも1つであることが好ましい。
−S(=O)OH [4]
[式[4]中、Rは、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の炭化水素基からなる群から選ばれる基である。]
上記スルホン酸の塩が、下記一般式[4]で表されるスルホン酸の、アンモニウム塩、及び、アルキルアミン塩からなる群から選ばれる少なくとも1つであることが好ましい。
−S(=O)OH [4]
[式[4]中、Rは、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の炭化水素基からなる群から選ばれる基である。]
上記スルホン酸誘導体が、下記一般式[5]で表されるスルホン酸誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1つであることが好ましい。
−S(=O)O−Si(CH(R) [5]
[式[5]中、Rは、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の炭化水素基であり、Rは、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基である。]
上記炭化水素が、炭素数が6〜13の炭化水素であることが好ましい。
上記エーテルが、下記一般式[6]で表されるエーテルであることが好ましい。
−O−R [6]
[式[6]中、R、及び、Rは、それぞれ互いに独立して、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の炭化水素基であり、RとRの炭素数の合計は4〜16である。]
上記チオールが、炭素数が6〜13のチオールであることが好ましい。
上記アルコキシシランが、下記一般式[7]で表されるアルコキシシランからなる群から選ばれる少なくとも1つであることが好ましい。
(R10Si(OR114−d [7]
[式[7]中、R10は、それぞれ互いに独立して、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基、R11は、それぞれ互いに独立して、炭素数が1〜12の1価の炭化水素基であり、dは、2、または、3である。]
上記アルコキシシランが、下記一般式[8]で表されるモノアルコキシシランからなる群から選ばれる少なくとも1つであることが好ましい。
10−Si(CH(OR11) [8]
[式[8]中、R10は、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基、R11は、炭素数が1〜12の1価の炭化水素基である。]
上記撥水性保護膜形成用薬液中の上記アルコキシシランの濃度が0.5〜35質量%であることが好ましい。
上記撥水性保護膜形成用薬液中の、上記スルホン酸、上記スルホン酸の無水物、上記スルホン酸の塩、及び上記スルホン酸誘導体の総量の濃度が0.0001〜5質量%であることが好ましい。
上記撥水性保護膜形成用薬液を上記凹凸パターンの少なくとも凹部に保持して、該凹部表面に撥水性保護膜を形成した後で、該撥水性保護膜形成用薬液を乾燥により上記凹部から除去することが好ましい。
上記撥水性保護膜形成用薬液を上記凹凸パターンの少なくとも凹部に保持して、該凹部表面に撥水性保護膜を形成した後で、該凹部の撥水性保護膜形成用薬液を該薬液とは異なる洗浄液に置換し、該洗浄液を乾燥により上記凹部から除去することが好ましい。
また、上記乾燥後のウェハ表面に、加熱処理、光照射処理、オゾン曝露処理、プラズマ照射処理、及びコロナ放電処理からなる群から選ばれる少なくとも1つの処理を施して上記撥水性保護膜を除去してもよい。
また、上記の洗浄方法は、
少なくとも、
上記一般式[1]で表されるアルコキシシランを含む、又は、
上記一般式[1]で表されるアルコキシシランと、炭化水素、エーテル、及び、チオールからなる群から選ばれる少なくとも1種の溶媒を含む希釈溶媒を含む、
第一液と、
上記一般式[2]で表されるスルホン酸、該スルホン酸の無水物、該スルホン酸の塩、及び上記一般式[3]で表されるスルホン酸誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む、又は、
上記一般式[2]で表されるスルホン酸、該スルホン酸の無水物、該スルホン酸の塩、及び上記一般式[3]で表されるスルホン酸誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種と、炭化水素、エーテル、及び、チオールからなる群から選ばれる少なくとも1種の溶媒を含む希釈溶媒を含む、
第二液
とを含み、
第一液と第二液の少なくとも一方が上記希釈溶媒を含む、撥水性保護膜形成用薬液キットを混合することにより、上記撥水性保護膜形成用薬液を得る工程を有していてもよい。
また、本発明は、接液部材として塩化ビニル樹脂を含むウェハの洗浄装置で
表面に微細な凹凸パターンを有し該凹凸パターンの少なくとも一部がシリコン元素を含むウェハを洗浄する際に使用される、
下記一般式[1]で表されるアルコキシシラン、及び
下記一般式[2]で表されるスルホン酸、該スルホン酸の無水物、該スルホン酸の塩、及び下記一般式[3]で表されるスルホン酸誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種、
並びに希釈溶媒を含み、
上記希釈溶媒が、炭化水素、エーテル、及び、チオールからなる群から選ばれる少なくとも1種の溶媒を含み、当該炭化水素、エーテル、及び、チオールの総量が上記希釈溶媒の総量100質量%に対して80〜100質量%である、撥水性保護膜形成用薬液である。
(RSi(H)(OR4−a−b [1]
[式[1]中、Rは、それぞれ互いに独立して、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基から選ばれる少なくとも1つの基であり、Rは、それぞれ互いに独立して、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基であり、aは、1〜3の整数、bは0〜2の整数であり、aとbの合計は3以下である。]
−S(=O)OH [2]
[式[2]中、Rは、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の炭化水素基、及び、水酸基からなる群から選ばれる基である。]
−S(=O)O−Si(H)3−c(R [3]
[式[3]中、Rは、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の炭化水素基であり、Rは、それぞれ互いに独立して、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基から選ばれる少なくとも1つの基であり、cは、1〜3の整数である。]
上記スルホン酸が、下記一般式[4]で表されるスルホン酸からなる群から選ばれる少なくとも1つであることが好ましい。
−S(=O)OH [4]
[式[4]中、Rは、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の炭化水素基からなる群から選ばれる基である。]
上記スルホン酸の無水物が、下記一般式[4]で表されるスルホン酸の、無水物からなる群から選ばれる少なくとも1つであることが好ましい。
−S(=O)OH [4]
[式[4]中、Rは、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の炭化水素基からなる群から選ばれる基である。]
上記スルホン酸の塩が、下記一般式[4]で表されるスルホン酸の、アンモニウム塩、及び、アルキルアミン塩からなる群から選ばれる少なくとも1つであることが好ましい。
−S(=O)OH [4]
[式[4]中、Rは、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の炭化水素基からなる群から選ばれる基である。]
上記スルホン酸誘導体が、下記一般式[5]で表されるスルホン酸誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1つであることが好ましい。
−S(=O)O−Si(CH(R) [5]
[式[5]中、Rは、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の炭化水素基であり、Rは、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基である。]
上記炭化水素が、炭素数が6〜13の炭化水素であることが好ましい。
上記エーテルが、下記一般式[6]で表されるエーテルであることが好ましい。
−O−R [6]
[式[6]中、R、及び、Rは、それぞれ互いに独立して、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の炭化水素基であり、RとRの炭素数の合計は4〜16である。]
上記チオールが、炭素数が6〜13のチオールであることが好ましい。
上記アルコキシシランが、下記一般式[7]で表されるアルコキシシランからなる群から選ばれる少なくとも1つであることが好ましい。
(R10Si(OR114−d [7]
[式[7]中、R10は、それぞれ互いに独立して、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基、R11は、それぞれ互いに独立して、炭素数が1〜12の1価の炭化水素基であり、dは、2、または、3である。]
上記アルコキシシランが、下記一般式[8]で表されるモノアルコキシシランからなる群から選ばれる少なくとも1つであることが好ましい。
10−Si(CH(OR11) [8]
[式[8]中、R10は、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基、R11は、炭素数が1〜12の1価の炭化水素基である。]
上記撥水性保護膜形成用薬液中の上記アルコキシシランの濃度が0.5〜35質量%であることが好ましい。
上記撥水性保護膜形成用薬液中の、上記スルホン酸、上記スルホン酸の無水物、上記スルホン酸の塩、及び上記スルホン酸誘導体の総量の濃度が0.0001〜5質量%であることが好ましい。
また、本発明は、
混合することにより、上記の撥水性保護膜形成用薬液を得るための撥水性保護膜形成用薬液キットであり、
少なくとも、
上記一般式[1]で表されるアルコキシシランを含む、又は、
上記一般式[1]で表されるアルコキシシランと、炭化水素、エーテル、及び、チオールからなる群から選ばれる少なくとも1種の溶媒を含む希釈溶媒を含む、
第一液と、
上記一般式[2]で表されるスルホン酸、該スルホン酸の無水物、該スルホン酸の塩、及び上記一般式[3]で表されるスルホン酸誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む、又は、
上記一般式[2]で表されるスルホン酸、該スルホン酸の無水物、該スルホン酸の塩、及び上記一般式[3]で表されるスルホン酸誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種と、炭化水素、エーテル、及び、チオールからなる群から選ばれる少なくとも1種の溶媒を含む希釈溶媒を含む、
第二液
とを含み、
第一液と第二液の少なくとも一方が上記希釈溶媒を含む、撥水性保護膜形成用薬液キットである。
本発明の撥水性保護膜形成用薬液は、ウェハの洗浄装置中の塩化ビニル樹脂製の接液部材を劣化させることなく、ウェハの凹凸パターン表面に撥水性保護膜を形成させることができる。本発明の撥水性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、ウェハの凹凸パターン表面の毛細管力を低下させ、ひいては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、本発明の撥水性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。
ウェハの回路パターンのアスペクト比は高密度化に伴い今後益々高くなると予想される。本発明の撥水性保護膜形成用薬液は、例えば7以上の該アスペクト比を有する凹凸パターンの洗浄にも適用可能であり、より高密度化された半導体デバイスの生産のコストダウンを可能とする。しかも従来の装置から接液部材等の大きな変更がなく適用でき、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である。 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である。
(1)撥水性保護膜形成用薬液について
本発明の撥水性保護膜形成用薬液は、
下記一般式[1]で表されるアルコキシシラン、及び
下記一般式[2]で表されるスルホン酸、該スルホン酸の無水物、該スルホン酸の塩、及び下記一般式[3]で表されるスルホン酸誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種、
並びに希釈溶媒を含み、
上記希釈溶媒が、炭化水素、エーテル、及び、チオールからなる群から選ばれる少なくとも1種の溶媒を含み、当該炭化水素、エーテル、及び、チオールの総量が上記希釈溶媒の総量100質量%に対して80〜100質量%である。
(RSi(H)(OR4−a−b [1]
[式[1]中、Rは、それぞれ互いに独立して、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基から選ばれる少なくとも1つの基であり、Rは、それぞれ互いに独立して、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基であり、aは、1〜3の整数、bは0〜2の整数であり、aとbの合計は3以下である。]
−S(=O)OH [2]
[式[2]中、Rは、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の炭化水素基、及び、水酸基からなる群から選ばれる基である。]
−S(=O)O−Si(H)3−c(R [3]
[式[3]中、Rは、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の炭化水素基であり、Rは、それぞれ互いに独立して、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基から選ばれる少なくとも1つの基であり、cは、1〜3の整数である。]
上記アルコキシシランのRは、撥水性の官能基である。そして、上記アルコキシシランのアルコキシ基(−OR基)がウェハ表面のシラノール基と反応し、上記撥水性の官能基を有する部位がウェハ表面に固定されることにより、該ウェハ表面に撥水性の保護膜が形成する。該アルコキシシランと、上記スルホン酸、該スルホン酸の無水物、該スルホン酸の塩、及び上記スルホン酸誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種とを用いると、アルコキシシランとウェハ表面が早く反応するようになり、撥水性付与効果が得られる。
上記アルコキシシランの具体例としては、CHSi(OCH、CSi(OCH、CSi(OCH、CSi(OCH、C11Si(OCH、C13Si(OCH、C15Si(OCH、C17Si(OCH、C19Si(OCH、C1021Si(OCH、C1123Si(OCH、C1225Si(OCH、C1327Si(OCH、C1429Si(OCH、C1531Si(OCH、C1633Si(OCH、C1735Si(OCH、C1837Si(OCH、(CHSi(OCH、CSi(CH)(OCH、(CSi(OCH、CSi(CH)(OCH、(CSi(OCH、CSi(CH)(OCH、(CSi(OCH、C11Si(CH)(OCH、C13Si(CH)(OCH、C15Si(CH)(OCH、C17Si(CH)(OCH、C19Si(CH)(OCH、C1021Si(CH)(OCH、C1123Si(CH)(OCH、C1225Si(CH)(OCH、C1327Si(CH)(OCH、C1429Si(CH)(OCH、C1531Si(CH)(OCH、C1633Si(CH)(OCH、C1735Si(CH)(OCH、C1837Si(CH)(OCH、(CHSiOCH、CSi(CHOCH、(CSi(CH)OCH、(CSiOCH、CSi(CHOCH、(CSi(CH)OCH、(CSiOCH、CSi(CHOCH、(CSiOCH、C11Si(CHOCH、C13Si(CHOCH、C15Si(CHOCH、C17Si(CHOCH、C19Si(CHOCH、C1021Si(CHOCH、C1123Si(CHOCH、C1225Si(CHOCH、C1327Si(CHOCH、C1429Si(CHOCH、C1531Si(CHOCH、C1633Si(CHOCH、C1735Si(CHOCH、C1837Si(CHOCH、(CHSi(H)OCH、CHSi(H)OCH、(CSi(H)OCH、CSi(H)OCH、CSi(CH)(H)OCH、(CSi(H)OCH等のアルキルメトキシシラン、あるいは、CFCHCHSi(OCH、CCHCHSi(OCH、CCHCHSi(OCH、CCHCHSi(OCH、C11CHCHSi(OCH、C13CHCHSi(OCH、C15CHCHSi(OCH、C17CHCHSi(OCH、CFCHCHSi(CH)(OCH、CCHCHSi(CH)(OCH、CCHCHSi(CH)(OCH、CCHCHSi(CH)(OCH、C11CHCHSi(CH)(OCH、C13CHCHSi(CH)(OCH、C15CHCHSi(CH)(OCH、C17CHCHSi(CH)(OCH、CFCHCHSi(CHOCH、CCHCHSi(CHOCH、CCHCHSi(CHOCH、CCHCHSi(CHOCH、C11CHCHSi(CHOCH、C13CHCHSi(CHOCH、C15CHCHSi(CHOCH、C17CHCHSi(CHOCH、CFCHCHSi(CH)(H)OCH等のフルオロアルキルメトキシシラン、あるいは、上記メトキシシランのメトキシ基のメチル基部分を、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が2〜18の1価の炭化水素基に置き換えた化合物等が挙げられる。
さらに、撥水性付与効果の観点から、上記アルコキシ基(−OR基)のRの炭素数は1〜12が好ましく、また、上記アルコキシ基(−OR基)の数は、1個、または、2個が好ましい。また、保護膜を形成した後の撥水性の維持のし易さの観点から、上記一般式[1]で表されるアルコキシシランの−H基の数(b)は、0個が好ましい。このため、上記アルコキシシランは、下記一般式[7]で表されるアルコキシシランからなる群から選ばれる少なくとも1つが好ましい。
(R10Si(OR114−d [7]
[式[7]中、R10は、それぞれ互いに独立して、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基、R11は、それぞれ互いに独立して、炭素数が1〜12の1価の炭化水素基であり、dは、2、または、3である。]
さらに、上記具体例の中でも、撥水性付与効果の観点から、上記アルコキシシランは、下記一般式[8]で表されるモノアルコキシシランからなる群から選ばれる少なくとも1つが好ましい。
10−Si(CH(OR11) [8]
[式[8]中、R10は、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基、R11は、炭素数が1〜12の1価の炭化水素基である。]
上記一般式[8]で表されるモノアルコキシシランの具体例としては、(CHSiOCH、CSi(CHOCH、CSi(CHOCH、CSi(CHOCH、C11Si(CHOCH、C13Si(CHOCH、C15Si(CHOCH、C17Si(CHOCH、CFCHCHSi(CHOCH、CCHCHSi(CHOCH、CCHCHSi(CHOCH、CCHCHSi(CHOCH、C11CHCHSi(CHOCH、C13CHCHSi(CHOCH等のアルキルジメチルモノアルコキシシラン、あるいは、上記アルキルジメチルモノアルコキシシランのメトキシ基のメチル基部分を、炭素数が2〜12の1価の炭化水素基に置き換えた化合物等が挙げられる。さらに、撥水性付与効果の観点から、上記R10は、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の直鎖炭化水素基が好ましく、さらには炭素数が1〜8の1価の無置換の直鎖炭化水素基が好ましく、特にメチル基が好ましい。また、上記R11は、酸素原子に結合する炭素原子が第一級炭素原子であり、炭素数が1〜8の1価の炭化水素基であることが好ましい。特に好ましいモノアルコキシシランの具体例としては、(CHSiOCH、(CHSiOC、(CHSiOCHCHCH、(CHSiOCHCHCHCH、(CHSiOCHCH(CH、(CHSiOCHCHCHCHCH、(CHSiOCHCHCH(CH、(CHSiOCHCHCHCHCHCH、(CHSiOCHCHCHCH(CH、(CHSiOCHCHCHCHCHCHCH、(CHSiOCHCHCHCHCH(CH、(CHSiOCHCHCHCHCHCHCHCH、(CHSiOCHCHCHCHCHCH(CH等の化合物が挙げられる。さらに、上記スルホン酸、該スルホン酸の無水物、該スルホン酸の塩、及び上記一般式[3]で表されるスルホン酸誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種との溶解性を考慮すると、モノアルコキシシランのアルコキシ基の炭素数は3〜8が好ましく、さらには4〜8が好ましい。
上記アルコキシシランの薬液中の濃度は0.5〜35質量%が好ましい。0.5質量%以上であれば撥水性付与効果を発揮しやすいため好ましい。また、35質量%以下であれば塩化ビニル樹脂を劣化させ難いため好ましい。該濃度は0.7〜30質量%がより好ましく、1.0〜25質量%がさらに好ましい。なお、薬液中のアルコキシシランの濃度とは、上記一般式[1]で表されるアルコキシシラン、上記一般式[2]で表されるスルホン酸、該スルホン酸の無水物、該スルホン酸の塩、及び上記一般式[3]で表されるスルホン酸誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種、及び希釈溶媒の総量に対する、アルコキシシランの質量%濃度を意味する。
上記スルホン酸、該スルホン酸の無水物、該スルホン酸の塩、及び上記スルホン酸誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種は、上記アルコキシシランのアルコキシ基(−OR基)とウェハ表面のシラノール基との反応を促進するものであり、それ自身が保護膜の一部を形成するものであってもよい。なお、スルホン酸以外の酸やその無水物や塩や誘導体を用いると、撥水性付与効果が不十分になったり、塩化ビニル樹脂を劣化させてしまったりする。以降、「上記スルホン酸、該スルホン酸の無水物、該スルホン酸の塩、及び上記スルホン酸誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種」を総称して「スルホン酸類」と記載する場合がある。
上記スルホン酸の具体例としては、硫酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ペンタフルオロエタンスルホン酸、ヘキサフルオロプロパンスルホン酸、ノナフルオロブタンスルホン酸、トリデカフルオロヘキサンスルホン酸等が挙げられる。また、上記の反応促進の観点(ひいては撥水性付与効果の観点)から、上記一般式[2]のR基がパーフルオロアルキル基であることが好ましく、さらに、環境への影響の観点から炭素数が6個以下のパーフルオロアルキル基が好ましく、トリフルオロメタンスルホン酸、ペンタフルオロエタンスルホン酸、ヘプタフルオロプロパンスルホン酸、ノナフルオロブタンスルホン酸、トリデカフルオロヘキサンスルホン酸からなる群から選ばれる少なくとも1つが好ましい。
上記スルホン酸の無水物の具体例としては、上記で例示したスルホン酸の無水物等が挙げられる。また、上記の反応促進の観点(ひいては撥水性付与効果の観点)から、上記一般式[2]のR基がパーフルオロアルキル基であるスルホン酸の無水物が好ましく、さらに、環境への影響の観点から炭素数が6個以下のパーフルオロアルキル基が好ましく、トリフルオロメタンスルホン酸無水物、ペンタフルオロエタンスルホン酸無水物、ヘプタフルオロプロパンスルホン酸無水物、ノナフルオロブタンスルホン酸無水物、トリデカフルオロヘキサンスルホン酸無水物からなる群から選ばれる少なくとも1つが好ましい。
上記スルホン酸の塩の具体例としては、上記で例示したスルホン酸のアンモニウム塩やジメチルアミン塩、ジエチルアミン塩が挙げられ、上記の反応促進の観点(ひいては撥水性付与効果の観点)から、トリフルオロメタンスルホン酸のアンモニウム塩やジメチルアミン塩、ペンタフルオロエタンスルホン酸のアンモニウム塩やジメチルアミン塩、ヘプタフルオロプロパンスルホン酸のアンモニウム塩やジメチルアミン塩、ノナフルオロブタンスルホン酸のアンモニウム塩やジメチルアミン塩が好ましい。
上記スルホン酸の誘導体の具体例としては、トリメチルシリルメタンスルホネート、ジメチルシリルメタンスルホネート、エチルジメチルシリルメタンスルホネート、プロピルジメチルシリルメタンスルホネート、トリプロピルシリルメタンスルホネート、ブチルジメチルシリルメタンスルホネート、オクチルジメチルシリルメタンスルホネート等のメタンスルホネートシラン、あるいは、上記メタンスルホネートシランのメチル基部分を、エチル基、プロピル基、ブチル基、オクチル基、パーフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロブチル基に置き換えた化合物等が挙げられる。また、上記の反応促進の観点(ひいては撥水性付与効果の観点)から、上記メタンスルホネートシランのメチル基部分を、パーフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロブチル基に置き換えた化合物が好ましい。
上記スルホン酸、該スルホン酸の無水物、該スルホン酸の塩、及び上記スルホン酸誘導体の中においては、不純物等の観点から、スルホン酸、スルホン酸の無水物、及び上記スルホン酸誘導体から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
上記スルホン酸、該スルホン酸の無水物、該スルホン酸の塩、及び上記スルホン酸誘導体の総量の薬液中の濃度は0.0001〜5質量%が好ましい。0.0001質量%以上であれば反応促進効果(ひいては撥水性付与効果)を発揮しやすいため好ましい。5質量%以下であれば、ウェハ表面などを浸食し難く、不純物としてウェハに残留し難いため好ましい。また、希釈溶媒に溶解せずに不均質な薬液になるということも起こり難いため好ましい。該濃度は0.01〜2質量%がより好ましく、0.05〜1質量%がさらに好ましい。なお、薬液中の上記スルホン酸、該スルホン酸の無水物、該スルホン酸の塩、及び上記スルホン酸誘導体の総量の濃度とは、上記一般式[1]で表されるアルコキシシラン、上記一般式[2]で表されるスルホン酸、該スルホン酸の無水物、該スルホン酸の塩、及び上記一般式[3]で表されるスルホン酸誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種、及び希釈溶媒の総量に対する、上記スルホン酸、該スルホン酸の無水物、該スルホン酸の塩、及び上記スルホン酸誘導体の総量の質量%濃度を意味する。
上記炭化水素、エーテル、及び、チオールからなる群から選ばれる少なくとも1種の溶媒は、上記アルコキシシランと、上記スルホン酸、該スルホン酸の無水物、該スルホン酸の塩、及び上記スルホン酸誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種を溶解するための溶媒である。上記炭化水素の具体例としては、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ドデカン、テトラデカン、ヘキサデカン、オクタデカン、アイコサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、デカリン、ベンゼン、トルエン、キシレン、ジエチルベンゼン等が挙げられ、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ドデカン、テトラデカン、ヘキサデカン、オクタデカン、アイコサンは直鎖状に限らず、分岐していても構わない。上記炭化水素は、炭素数が少ないと、揮発性が高くなるとともに引火点が低くなるため、安全性や調液作業性という観点で好ましくない。一方、炭素数が多いと、粘度が高くなるため、取扱い易さという観点で好ましくない。このため、該炭化水素の炭素数は6〜13が好ましい。また、安全性や粘性の観点から、炭素数が8〜12の飽和炭化水素がより好ましく、オクタン、ノナン、デカン、ドデカン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、デカリンが好ましく、オクタン、ノナン、デカン、ドデカンは直鎖状に限らず、分岐していても構わない。
また、上記エーテルも、同様に、炭素数が少ないと安全性という観点で好ましくなく、炭素数が多いと取扱い易さという観点で好ましくないため、下記一般式[6]で表されるエーテルであることが好ましい。
−O−R [6]
[式[6]中、R、及び、Rは、それぞれ互いに独立して、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の炭化水素基であり、RとRの炭素数の合計は4〜16である。]
上記エーテルの具体例としては、ジプロピルエーテル、エチルブチルエーテル、ジブチルエーテル、エチルアミルエーテル、ジアミルエーテル、メチルシクロペンチルエーテル、エチルヘキシルエーテル、ジヘキシルエーテル、ジオクチルエーテル、ジフェニルエーテル、メチルパーフルオロプロピルエーテル、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、メチルパーフルオロヘキシルエーテル、エチルパーフルオロヘキシルエーテル等が挙げられ、上記エーテルは直鎖状に限らず、分岐していても構わない。特に、エチル−t−ブチルエーテル、メチルシクロペンチルエーテルは、酸化し難い点で好ましく、メチルパーフルオロプロピルエーテル、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、メチルパーフルオロヘキシルエーテル、エチルパーフルオロヘキシルエーテルは不燃性という点で好ましく、ジブチルエーテル、ジアミルエーテル、ジヘキシルエーテル、ジオクチルエーテルは、調液作業性や引火点が高いという点で好ましい。
上記チオールは、炭化水素の水素原子をメルカプト基に置き換えたものである。上記チオールは、炭素数が少ないと安全性や環境への影響という観点や塩化ビニル樹脂を劣化させる可能性があるという観点で好ましくなく、炭素数が多いと取扱い易さという観点で好ましくない。このため、該チオールの炭素数は6〜13が好ましい。また、上記チオールは、メルカプト基を複数持つものでも良いが、メルカプト基を1個持つものが好ましい。
上記チオールの具体例としては、1−ヘキサンチオール、2−ヘキサンチオール、3−ヘキサンチオール、2−メチル−1−ペンタンチオール、3−メチル−1−ペンタンチオール、4−メチル−1−ペンタンチオール、2−メチル−2−ペンタンチオール、3−メチル−2−ペンタンチオール、4−メチル−2−ペンタンチオール、2−メチル−3−ペンタンチオール、3−メチル−3−ペンタンチオール、2,2−ジメチル−1−ブタンチオール、3,3−ジメチル−1−ブタンチオール、3,3−ジメチル−2−ブタンチオール、2−エチル−1−ブタンチオール、1−ヘプタンチオール、2−ヘプタンチオール、3−ヘプタンチオール、4−ヘプタンチオール、ベンジルチオール、1−オクタンチオール、2−オクタンチオール、3−オクタンチオール、4−オクタンチオール、2−エチル−1−ヘキサンチオール、1−ノナンチオール、2−ノナンチオール、3−ノナンチオール、4−ノナンチオール、5−ノナンチオール、1−デカンチオール、2−デカンチオール、3−デカンチオール、4−デカンチオール、5−デカンチオール、tert−デカンチオール、1−ウンデカンチオール、2−ウンデカンチオール、3−ウンデカンチオール、4−ウンデカンチオール、5−ウンデカンチオール、6−ウンデカンチオール、1−ドデカンチオール、2−ドデカンチオール、3−ドデカンチオール、4−ドデカンチオール、5−ドデカンチオール、6−ドデカンチオール、tert−ドデカンチオール、1−トリデカンチオール、2−トリデカンチオール、3−トリデカンチオール、4−トリデカンチオール、5−トリデカンチオール、6−トリデカンチオール、7−トリデカンチオール等が挙げられる。
また、撥水性付与効果の観点から、1−ヘキサンチオール、2−メチル−1−ペンタンチオール、3−メチル−1−ペンタンチオール、4−メチル−1−ペンタンチオール、2,2−ジメチル−1−ブタンチオール、3,3−ジメチル−1−ブタンチオール、2−エチル−1−ブタンチオール、1−ヘプタンチオール、ベンジルチオール、1−オクタンチオール、2−エチル−1−ヘキサンチオール、1−ノナンチオール、1−デカンチオール、1−ウンデカンチオール、1−ドデカンチオール、1−トリデカンチオール等の1級チオールが好ましい。
本発明の薬液中には、炭化水素、エーテル、及び、チオールからなる群から選ばれる少なくとも1種の溶媒以外の有機溶媒が含まれていてもよいが、塩化ビニル樹脂の劣化を防止する観点、及び/又は、撥水性付与効果の観点から、その他の有機溶媒は、溶媒総量100質量%に対して20質量%未満である。塩化ビニル樹脂の劣化防止と撥水性付与効果をバランスよく実現する観点から、好ましくは10質量%未満であり、5質量%未満がより好ましい。すなわち、溶媒総量100質量%に対して、炭化水素、エーテル、及び、チオールからなる群から選ばれる少なくとも1種の溶媒は80〜100質量%であり、好ましくは90〜100質量%であり、95〜100質量%がより好ましい。
炭化水素、エーテル、及び、チオールからなる群から選ばれる少なくとも1種の溶媒以外の有機溶媒としては、例えば、エステル類、ケトン類、含ハロゲン溶媒、スルホキシド系溶媒、ラクトン系溶媒、カーボネート系溶媒、アルコール類、多価アルコールの誘導体等が挙げられる。特に、アルコール類、および、OH基を有する多価アルコールの誘導体は、スルホン酸類の溶解性を改善するとの観点で好ましく、エステル類、ケトン類、含ハロゲン溶媒、OH基を有さない多価アルコールの誘導体は、撥水性付与効果の観点から好ましい。
また、上記薬液中に含まれるアルコキシシランとスルホン酸は、反応によって得られたものであってもよい。例えば、以下の式[9]のようにシリル化剤とアルコールを反応させて得られたものであってもよい。
(RSi(H)3−a−OS(=O)−R + ROH
→ (RSi(H)3−a−OR + R−S(=O)−OH [9]
上記の反応式において、RとRとaは一般式[1]と同様であり、Rは一般式[2]と同様である。
また、一般式[1]で表されるアルコキシシランは、一般式[2]で表されるスルホン酸や、該スルホン酸の無水物や、該スルホン酸の塩と反応して、一般式[3]で表されるスルホン酸誘導体を形成する可能性がある。従って、本発明の薬液において、一般式[1]で表されるアルコキシシランと、一般式[2]で表されるスルホン酸や、該スルホン酸の無水物や、該スルホン酸の塩と、一般式[3]で表されるスルホン酸誘導体とが共存していても良い。
本発明の薬液には、該薬液の安定性をさらに高めるために、重合禁止剤や連鎖移動剤、酸化防止剤等の添加剤を含んでいてもよい。例えば、4−メトキシフェノール、ジブチルヒドロキシトルエン、ブチルヒドロキシアニソール、1,4−ベンゼンジオール、2−(1,1−ジメチルエチル)−1,4−ベンゼンジオール、1,4−ベンゾキノン、1−オクタンチオール、1−ノナンチオール、1−デカンチオール、1−ウンデカンチオール、1−ドデカンチオール、オクチル−3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロ肉桂酸(BASF製、Irganox1135)、6−tert−ブチル−2,4−キシレノール等が挙げられる。
また、薬液の清浄性の観点から上記の添加剤は液体が好ましく、例えば、25℃大気圧で液体の1−ドデカンチオール、オクチル−3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロ肉桂酸(BASF製、Irganox1135)、6−tert−ブチル−2,4−キシレノール等が好ましい。
また、上記薬液の出発原料中の水分の総量が、該原料の総量に対し2000質量ppm以下であることが好ましい。水分量の総量が2000質量ppm超の場合、上記アルコキシシラン、上記スルホン酸や該スルホン酸の無水物や該スルホン酸の塩や上記スルホン酸誘導体の効果が低下し、上記保護膜を短時間で形成しにくくなる。このため、上記薬液原料中の水分量の総量は少ないほど好ましく、特に500質量ppm以下、さらには200質量ppm以下が好ましい。さらに、水の存在量が多いと、上記薬液の保管安定性が低下しやすいため、水分量は少ない方が好ましく、100質量ppm以下、さらには50質量ppm以下が好ましい。なお、上記水分量は少ないほど好ましいが上記の含有量範囲内であれば、上記薬液原料中の水分量は0.1質量ppm以上であってもよい。従って、上記薬液に含まれるアルコキシシラン、上記スルホン酸、該スルホン酸の無水物、該スルホン酸の塩、及び上記スルホン酸誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種、上記希釈溶媒は水を多く含有しないものであることが好ましい。
また、上記薬液中の液相での光散乱式液中粒子検出器によるパーティクル測定における0.2μmより大きい粒子の数が該薬液1mL当たり100個以下であることが好ましい。上記0.2μmより大きい粒子の数が該薬液1mL当たり100個超であると、パーティクルによるパターンダメージを誘発する恐れがありデバイスの歩留まり低下及び信頼性の低下を引き起こす原因となるため好ましくない。また、0.2μmより大きい粒子の数が該薬液1mL当たり100個以下であれば、上記保護膜を形成した後の、溶媒や水による洗浄を省略又は低減できるため好ましい。なお、上記0.2μmより大きい粒子の数は少ないほど好ましいが上記の含有量範囲内であれば該薬液1mL当たり1個以上あってもよい。なお、本発明における薬液中の液相でのパーティクル測定は、レーザを光源とした光散乱式液中粒子測定方式における市販の測定装置を利用して測定するものであり、パーティクルの粒径とは、PSL(ポリスチレン製ラテックス)標準粒子基準の光散乱相当径を意味する。
ここで、上記パーティクルとは、原料に不純物として含まれる塵、埃、有機固形物、無機固形物などの粒子や、薬液の調製中に汚染物として持ち込まれる塵、埃、有機固形物、無機固形物などの粒子などであり、最終的に薬液中で溶解せずに粒子として存在するものが該当する。
また、上記薬液中のNa、Mg、K、Ca、Mn、Fe、Cu、Li、Al、Cr、Ni、Zn及びAgの各元素(金属不純物)の含有量が、該薬液総量に対し各0.1質量ppb以下であることが好ましい。上記金属不純物含有量が、該薬液総量に対し0.1質量ppb超であると、デバイスの接合リーク電流を増大させる恐れがありデバイスの歩留まりの低下及び信頼性の低下を引き起こす原因となるため好ましくない。また、上記金属不純物含有量が、該薬液総量に対し各0.1質量ppb以下であると、上記保護膜をウェハ表面に形成した後の、溶媒や水による該ウェハ表面(保護膜表面)の洗浄を省略又は低減できるため好ましい。このため、上記金属不純物含有量は少ないほど好ましいが、上記の含有量範囲内であれば該薬液の総量に対して、各元素につき、0.001質量ppb以上であってもよい。
また、本発明の薬液は、上述した第一液と第二液を含む、撥水性保護膜形成用薬液キットを混合することにより、得られたものであってもよい。
(2)撥水性保護膜について
本発明において、撥水性保護膜とは、ウェハ表面に形成されることにより、該ウェハ表面の濡れ性を低くする膜、すなわち撥水性を付与する膜のことである。本発明において撥水性とは、物品表面の表面エネルギーを低減させて、水やその他の液体と該物品表面との間(界面)で相互作用、例えば、水素結合、分子間力などを低減させる意味である。特に水に対して相互作用を低減させる効果が大きいが、水と水以外の液体の混合液や、水以外の液体に対しても相互作用を低減させる効果を有する。該相互作用の低減により、物品表面に対する液体の接触角を大きくすることができる。なお、撥水性保護膜は、上記アルコキシシランから形成されたものであってもよいし、アルコキシシランを主成分とする反応物を含むものであっても良い。
(3)ウェハについて
上記のウェハとしては、ウェハ表面にシリコン、酸化ケイ素、又は窒化ケイ素などケイ素元素を含む膜が形成されたもの、あるいは、上記凹凸パターンを形成したときに、該凹凸パターンの表面の少なくとも一部がシリコン、酸化ケイ素、又は窒化ケイ素などケイ素元素を含むものが含まれる。また、少なくともケイ素元素を含む複数の成分から構成されたウェハに対しても、ケイ素元素を含む成分の表面に保護膜を形成することができる。該複数の成分から構成されたウェハとしては、シリコン、酸化ケイ素、及び、窒化ケイ素などケイ素元素を含む成分がウェハ表面に形成したもの、あるいは、凹凸パターンを形成したときに、該凹凸パターンの少なくとも一部がシリコン、酸化ケイ素、及び、窒化ケイ素などケイ素元素を含む成分となるものも含まれる。なお、上記薬液で保護膜を形成できるのは上記凹凸パターン中のケイ素元素を含む部分の表面である。
一般的に、表面に微細な凹凸パターンを有するウェハを得るには、まず、平滑なウェハ表面にレジストを塗布したのち、レジストマスクを介してレジストに露光し、露光されたレジスト、又は、露光されなかったレジストをエッチング除去することによって所望の凹凸パターンを有するレジストを作製する。また、レジストにパターンを有するモールドを押し当てることでも、凹凸パターンを有するレジストを得ることができる。次に、ウェハをエッチングする。このとき、レジストパターンの凹の部分に対応するウェハ表面が選択的にエッチングされる。最後に、レジストを剥離すると、微細な凹凸パターンを有するウェハが得られる。
上記ウェハ表面を微細な凹凸パターンを有する面とした後、水系洗浄液で表面の洗浄を行い、乾燥等により水系洗浄液を除去すると、凹部の幅が小さく、凸部のアスペクト比が大きいと、パターン倒れが生じやすくなる。該凹凸パターンは、図1及び図2に記すように定義される。図1は、表面が微細な凹凸パターン2を有する面とされたウェハ1を斜視したときの模式図を示し、図2は図1中のa−a’断面の一部を示したものである。凹部の幅5は、図2に示すように隣り合う凸部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。
(4)ウェハの洗浄方法について
上記のようにエッチングによって得られた、表面に微細な凹凸パターンを有するウェハは、本発明の洗浄方法に先立って、エッチングの残渣などを除去するために、水系洗浄液で洗浄されてもよいし、該洗浄後に凹部に保持された水系洗浄液を該水系洗浄液とは異なる洗浄液(以降、「洗浄液A」と記載する)に置換してさらに洗浄されてもよい。
上記水系洗浄液の例としては、水、あるいは、水に有機溶媒、過酸化水素、オゾン、酸、アルカリ、界面活性剤のうち少なくとも1種が混合された水溶液(例えば、水の含有率が10質量%以上)とするものが挙げられる。
また、上記洗浄液Aとは、有機溶媒、該有機溶媒と水系洗浄液の混合物、それらに酸、アルカリ、界面活性剤のうち少なくとも1種が混合された洗浄液を示す。
本発明において、ウェハの凹凸パターンの少なくとも凹部に上記薬液や洗浄液を保持できる洗浄装置を用いるのであれば、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装置を用いる洗浄方法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洗浄装置を用いるバッチ方式が挙げられる。なお、ウェハの凹凸パターンの少なくとも凹部に上記薬液や洗浄液を供給するときの該薬液や洗浄液の形態としては、該凹部に保持された時に液体になるものであれば特に限定されず、たとえば、液体、蒸気などがある。
上記洗浄液Aの好ましい例の一つである有機溶媒の例としては、炭化水素類、エステル類、エーテル類、ケトン類、含ハロゲン溶媒、スルホキシド系溶媒、ラクトン系溶媒、カーボネート系溶媒、アルコール類、多価アルコールの誘導体、窒素元素含有溶媒等が挙げられる。中でも、塩化ビニル樹脂を劣化させ難いため、炭化水素類、エーテル類、アルコール類、OH基とアセテート基を持たない多価アルコールの誘導体が好ましい。上記洗浄液Aとして有機溶媒を用いる場合は、好適溶媒である、炭化水素類、エーテル類、アルコール類、OH基とアセテート基を持たない多価アルコールの誘導体が、有機溶媒の総量のうち80質量%以上を占めることが望ましい。
本発明の保護膜形成用薬液は、上記の水系洗浄液や洗浄液Aを該薬液に置換して使用される。また、上記の置換した薬液は該薬液とは異なる洗浄液(以降、「洗浄液B」と記載する)に置換されてもよい。
また、本発明のウェハの洗浄方法は、水系洗浄液や洗浄液Aから薬液への置換に先立って、上述したように、第一液と第二液を含む、撥水性保護膜形成用薬液キットを混合することにより、当該薬液を得る工程を有していてもよい。
上記のように水系洗浄液や洗浄液Aでの洗浄の後に、該洗浄液を保護膜形成用薬液に置換し、凹凸パターンの少なくとも凹部に該薬液が保持されている間に、該凹凸パターンの少なくとも凹部表面に上記保護膜が形成される。本発明の保護膜は、必ずしも連続的に形成されていなくてもよく、また、必ずしも均一に形成されていなくてもよいが、より優れた撥水性を付与できるため、連続的に、また、均一に形成されていることがより好ましい。
図3は、凹部4が保護膜形成用薬液8を保持した状態の模式図を示している。図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、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。
保護膜形成用薬液は、温度を高くすると、より短時間で上記保護膜を形成しやすくなる。均質な保護膜を形成しやすい温度は、10℃以上、該薬液の沸点未満であり、特には15℃以上、該薬液の沸点よりも10℃低い温度以下で保持されることが好ましい。上記薬液の温度は、凹凸パターンの少なくとも凹部に保持されているときも当該温度に保持されることが好ましい。なお、該薬液の沸点は該保護膜形成用薬液に含まれる成分のうち、質量比で最も量の多い成分の沸点を意味する。
上記のように保護膜を形成した後で、凹凸パターンの少なくとも凹部に残った上記薬液を、洗浄液Bに置換した後に、乾燥工程に移ってもよい。該洗浄液Bの例としては、水系洗浄液、有機溶媒、水系洗浄液と有機溶媒の混合物、又は、それらに酸、アルカリ、界面活性剤のうち少なくとも1種が混合されたもの、並びに、それらと保護膜形成用薬液の混合物等が挙げられる。上記洗浄液Bは、パーティクルや金属不純物の除去の観点から、水、有機溶媒、又は水と有機溶媒の混合物がより好ましい。
上記洗浄液Bの好ましい例の一つである有機溶媒の例としては、炭化水素類、エステル類、エーテル類、ケトン類、含ハロゲン溶媒、スルホキシド系溶媒、アルコール類、多価アルコールの誘導体、窒素元素含有溶媒等が挙げられる。中でも、塩化ビニル樹脂を劣化させ難いため、炭化水素類、エーテル類、アルコール類、OH基とアセテート基を持たない多価アルコールの誘導体が好ましい。上記洗浄液Bとして有機溶媒を用いる場合は、好適溶媒である、炭化水素類、エーテル類、アルコール類、OH基とアセテート基を持たない多価アルコールの誘導体が、有機溶媒の総量のうち80質量%以上を占めることが望ましい。
また、本発明の薬液によりウェハ表面に形成された保護膜は、上記洗浄液Bとして有機溶媒を用いると、該洗浄液Bの洗浄によって撥水性が低下しにくい場合がある。
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上記薬液により保護膜10が形成され撥水化されている。そして、該保護膜10は、液体9が凹凸パターンから除去されるときもウェハ表面に保持される。
ウェハの凹凸パターンの少なくとも凹部表面に、保護膜形成用薬液により保護膜10が形成されたとき、該表面に水が保持されたと仮定したときの接触角が50〜130°であると、パターン倒れが発生し難いため好ましい。接触角が大きいと撥水性に優れるため、60〜130°が更に好ましく、65〜130°が特に好ましい。また、洗浄液Bでの洗浄の前後で上記接触角の低下量(洗浄液Bの洗浄前の接触角−洗浄液Bの洗浄後の接触角)が10°以下であることが好ましい。
次に、上記薬液により保護膜が形成された凹部4に保持された液体を乾燥により凹凸パターンから除去する。このとき、凹部に保持されている液体は、上記薬液、上記洗浄液B、又は、それらの混合液でも良い。上記混合液は、保護膜形成用薬液に含まれる各成分が該薬液よりも低濃度になるように含有されたものであり、該混合液は、上記薬液を洗浄液Bに置換する途中の状態の液でも良いし、あらかじめ上記各成分を洗浄液Bに混合して得た混合液でも良い。ウェハの清浄度の観点からは、水、有機溶媒、又は、水と有機溶媒の混合物が好ましい。また、上記凹凸パターン表面から液体が一旦除去された後で、上記凹凸パターン表面に洗浄液Bを保持させて、その後、乾燥しても良い。
なお、保護膜形成後に洗浄液Bで洗浄する場合、該洗浄の時間、すなわち洗浄液Bが保持される時間は、上記凹凸パターン表面のパーティクルや不純物の除去の観点から、10秒間以上、より好ましくは20秒間以上行うことが好ましい。上記凹凸パターン表面に形成された保護膜の撥水性能の維持効果の観点から、洗浄液Bとして有機溶媒を用いると、該洗浄を行ってもウェハ表面の撥水性を維持し易い傾向がある。一方、上記洗浄の時間が長くなりすぎると、生産性が悪くなるため15分間以内が好ましい。
上記乾燥によって、凹凸パターンに保持された液体が除去される。当該乾燥は、スピン乾燥法、IPA(2−プロパノール)蒸気乾燥、マランゴニ乾燥、加熱乾燥、温風乾燥、送風乾燥、真空乾燥などの周知の乾燥方法によって行うことが好ましい。
上記乾燥の後で、さらに保護膜10を除去してもよい。撥水性保護膜を除去する場合、該撥水性保護膜中のC−C結合、C−F結合を切断することが有効である。その方法としては、上記結合を切断できるものであれば特に限定されないが、例えば、ウェハ表面を光照射すること、ウェハを加熱すること、ウェハをオゾン曝露すること、ウェハ表面にプラズマ照射すること、ウェハ表面にコロナ放電すること等が挙げられる。
光照射で保護膜10を除去する場合、該保護膜10中のC−C結合、C−F結合の結合エネルギーである83kcal/mol、116kcal/molに相当するエネルギーである340nm、240nmよりも短い波長を含む紫外線を照射することが好ましい。この光源としては、メタルハライドランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、エキシマランプ、カーボンアークなどが用いられる。紫外線照射強度は、メタルハライドランプであれば、例えば、照度計(コニカミノルタセンシング製照射強度計UM−10、受光部UM−360〔ピーク感度波長:365nm、測定波長範囲:310〜400nm〕)の測定値で100mW/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未満では保護膜10を除去するのに長時間要するようになる。また、低圧水銀ランプであれば、より短波長の紫外線を照射することになるので、照射強度が低くても短時間で保護膜10を除去できるので好ましい。
また、光照射で保護膜10を除去する場合、紫外線で保護膜10の構成成分を分解すると同時にオゾンを発生させ、該オゾンによって保護膜10の構成成分を酸化揮発させると、処理時間が短くなるので特に好ましい。この光源として、低圧水銀ランプやエキシマランプなどが用いられる。また、光照射しながらウェハを加熱してもよい。
ウェハを加熱する場合、400〜1000℃、好ましくは、500〜900℃でウェハの加熱を行うことが好ましい。この加熱時間は、10秒〜60分間、好ましくは30秒〜10分間の保持で行うことが好ましい。また、当該工程では、オゾン曝露、プラズマ照射、コロナ放電などを併用してもよい。また、ウェハを加熱しながら光照射を行ってもよい。
加熱により保護膜10を除去する方法は、ウェハを熱源に接触させる方法、熱処理炉などの加熱された雰囲気にウェハを置く方法などがある。なお、加熱された雰囲気にウェハを置く方法は、複数枚のウェハを処理する場合であっても、ウェハ表面に保護膜10を除去するためのエネルギーを均質に付与しやすいことから、操作が簡便で処理が短時間で済み処理能力が高いという工業的に有利な方法である。
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。
上記の光照射、加熱、オゾン曝露、プラズマ照射、コロナ放電を組み合わせることによって、効率的にウェハ表面の保護膜を除去することができる。
以下、本発明の実施形態をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
下記実施例1〜16、22、23、28、40〜42、70〜74、90、91はそれぞれ参考例1〜16、22、23、28、40〜42、70〜74、90、91に読み替えるものとする。
ウェハの表面を凹凸パターンを有する面とすること、凹凸パターンの少なくとも凹部に保持された洗浄液を他の洗浄液で置換することは、他の文献等にて種々の検討がなされ、既に確立された技術であるので、本発明では、保護膜形成用薬液の撥水性付与効果と塩化ビニル樹脂の該薬液に対する耐性について、評価を行った。なお、実施例において、接触角を評価する際にウェハ表面に接触させる液体としては、水系洗浄液の代表的なものである水を用いた。
ただし、表面に凹凸パターンを有するウェハの場合、該凹凸パターン表面に形成された上記保護膜10自体の接触角を正確に評価できない。
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、本実施例では上記薬液を表面が平滑なウェハに供して、ウェハ表面に保護膜を形成して、該保護膜を表面に凹凸パターンが形成されたウェハの表面に形成された保護膜とみなし、種々評価を行った。なお、本実施例では、表面が平滑なウェハとして、表面が平滑なシリコンウェハ上にSiO層を有する「SiO膜付きウェハ」を用いた。
詳細を下記に述べる。以下では、評価方法、保護膜形成用薬液の調製、保護膜形成用薬液を用いたウェハの洗浄方法、評価結果を記載する。
〔評価方法〕
以下の(A)〜(C)の評価を行った。
(A)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。
(B)水接触時の接触角低下
保護膜が形成されたウェハを60℃温水に10分浸漬させたときの、接触角の低下量を評価した。接触角の低下量が小さいほど、保護膜形成後の洗浄で接触角が低下しにくいことを意味し、該低下量が10°以下であれば特に好ましい。
(C)塩化ビニル樹脂の保護膜形成用薬液に対する耐性
本発明の実施例では、接液部材として塩化ビニル樹脂を含むウェハの洗浄装置でウェハを洗浄した際の該接液部材の劣化の有無を評価する代わりに、保護膜形成用薬液に塩化ビニル樹脂を浸漬して該塩化ビニル樹脂の劣化の有無を評価した。具体的には、保護膜形成用薬液に、塩化ビニル樹脂(表面は艶あり)を浸漬し、40℃で4週間浸漬したのち、塩化ビニル樹脂の劣化を目視で観察し、変色や膨潤などの劣化の有無を確認した。劣化がないものを合格、あるものを不合格とした。
[実施例1]
(1)保護膜形成用薬液の調製
原料のアルコキシシランとしてトリメチルメトキシシラン〔(CHSi−OCH〕;10g、スルホン酸類としてメタンスルホン酸〔CHS(=O)OH〕;0.5g、希釈溶媒としてジイソアミルエーテル〔(CHCHCHCH−O−CHCHCH(CH:DiAE〕;89.5gを混合し、保護膜形成用薬液を得た。
(2)シリコンウェハの洗浄
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1質量%のフッ酸水溶液に室温で10分浸漬し、純水に室温で1分、2−プロパノール(iPA)に室温で1分浸漬した。
(3)シリコンウェハ表面への保護膜形成用薬液による表面処理
上記洗浄後のシリコンウェハを、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に室温で2分浸漬し、iPAに室温で1分、純水に室温で1分浸漬した。最後に、シリコンウェハを純水から取出し、エアーを吹き付けて、表面の純水を除去した。
上記(A)〜(C)に記載した要領で評価を実施したところ、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76°となり、撥水性付与効果を示した。また、接触角の低下は2°となり、撥水性の維持のし易さは良好であった。さらに、塩化ビニル樹脂の耐性は、40℃で4週間保管後でも、外観上変化はなく良好であった。
Figure 0006875630
[実施例2〜83]
実施例1で用いたアルコキシシランの種類や濃度、スルホン酸類の種類や濃度、希釈溶媒の種類などの条件を変更して、それ以外は実施例1と同様にウェハの表面処理を行い、さらにその評価を行った。結果を表1〜表3に示す。なお、表中で、「DnAE」はジノルマルアミルエーテルを意味し、「DnHE」はジノルマルヘキシルエーテルを意味し、「EME」はエチルメチルエーテルを意味し、「DnDE」はジノルマルデシルエーテルを意味し、「DiAE/PGMEA−95」は質量比でDiAE:PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)=95:5の混合溶媒を意味し、「DiAE/PGMEA−90」は質量比でDiAE:PGMEA=90:10の混合溶媒を意味し、「DiAE/nHA−95」は質量比でDiAE:nHA(n−ヘキサノール)=95:5の混合溶媒を意味し、「DiAE/酢酸エチル−95」は質量比でDiAE:酢酸エチル=95:5の混合溶媒を意味し、「DiAE/シクロヘキサノン−95」は質量比でDiAE:シクロヘキサノン=95:5の混合溶媒を意味し、「デカン/PGMEA−95」は質量比でデカン:PGMEA=95:5の混合溶媒を意味し、「デカン/nHA−95」は質量比でデカン:nHA=95:5の混合溶媒を意味し、「デカン/nHA−90」は質量比でデカン:nHA=90:10の混合溶媒を意味し、「1−ドデカンチオール/PGMEA−95」は質量比で1−ドデカンチオール:PGMEA=95:5の混合溶媒を意味し、「1−ドデカンチオール/PGMEA−90」は質量比で1−ドデカンチオール:PGMEA=90:10の混合溶媒を意味し、「1−ドデカンチオール/nHA−95」は質量比で1−ドデカンチオール:nHA=95:5の混合溶媒を意味し、「1−ドデカンチオール/nHA−90」は質量比で1−ドデカンチオール:nHA=90:10の混合溶媒を意味し、「1−ドデカンチオール/酢酸エチル−95」は質量比で1−ドデカンチオール:酢酸エチル=95:5の混合溶媒を意味し、「1−ドデカンチオール/シクロヘキサノン−95」は質量比で1−ドデカンチオール:シクロヘキサノン=95:5の混合溶媒を意味する。
Figure 0006875630
Figure 0006875630
いずれの実施例においても、表面処理前の初期接触角が10°未満であったものが、表面処理後に撥水性付与効果を示した。また、接触角の低下は軽微であり、撥水性の維持のし易さは良好であった。さらに、塩化ビニル樹脂の耐性は、40℃で4週間保管後でも、外観上変化はなく良好であった。
なお、実施例5で用いたアルコキシシランは、ケイ素原子に水素原子が1つ結合した構造(すなわち、一般式[1]のbが1である構造)であり、水接触時の接触角低下の度合いが、一般式[1]のbが0である構造のアルコキシシランを用いた実施例4に比べ大きい傾向が確認された。従って、保護膜を形成した後の撥水性の維持のし易さの観点から、一般式[1]で表されるアルコキシシランの−H基の数(b)は、0個である方が好ましいことがわかった。
実施例1、22、23を比較すると、一般式[1]のRで表される炭化水素基の炭素数が少ないほど表面処理後の接触角が大きく、特にメチル基であるとより優れた撥水性付与効果が得られることがわかった。
実施例1、2、3を比較すると、表面処理後の接触角は、実施例1>実施例2>実施例3(モノアルコキシシラン>ジアルコキシシラン>トリアルコキシシラン)という順番となり、撥水性付与効果の観点からモノアルコキシシランである方が好ましいことがわかった。また、実施例40、41、42の比較からも同様の傾向が確認できる。
実施例8、12を比較すると、一般式[2]のRがパーフルオロアルキル基である方がより優れた撥水性付与効果を得られることがわかった。また、一般式[2]のRがパーフルオロアルキル基であるスルホン酸を用いた実施例17、24、25はいずれも優れた撥水性付与効果を示した。
実施例26ではスルホン酸類として、実施例17で用いたスルホン酸の無水物を用いており、優れた撥水性付与効果を示した。
実施例27ではスルホン酸類として、トリフルオロメタンスルホン酸の−OH基を−OSi(CH基に置き換えたスルホン酸誘導体を用いており、優れた撥水性付与効果を示した。
また、実施例29〜32ではスルホン酸類として、トリフルオロメタンスルホン酸、および、実施例27で用いたスルホン酸誘導体の2種類を用いており、優れた撥水性付与効果を示した。さらに、実施例33ではスルホン酸類として、実施例26で用いたスルホン酸の無水物、および、実施例27で用いたスルホン酸誘導体の2種類を用いており、優れた撥水性付与効果を示した。
希釈溶媒としてDiAE、DnAE、DnHEをそれぞれ用いた実施例12、13、14はいずれも良好な評価結果であった。また、希釈溶媒としてEMEを用いた実施例15は良好な評価結果であったが、希釈溶媒の揮発性が高いため、溶媒揮発による濃度変化を抑制するために冷却しながら調液する必要があった。また、希釈溶媒としてDnDEを用いた実施例16は良好な評価結果であったが、希釈溶媒の粘度が高いため、均一な撥水性保護膜形成用薬液を得るための撹拌時間が長くなる傾向があった。
希釈溶媒としてデカン、ドデカン、デカリンをそれぞれ用いた実施例17、18、19はいずれも良好な評価結果であった。また、希釈溶媒としてペンタンを用いた実施例20は良好な評価結果であったが、希釈溶媒の揮発性が高いため、溶媒揮発による濃度変化を抑制するために冷却しながら調液する必要があった。また、希釈溶媒としてペンタデカンを用いた実施例21は良好な評価結果であったが、希釈溶媒の粘度が高いため、均一な撥水性保護膜形成用薬液を得るための撹拌時間が長くなる傾向があった。
また、希釈溶媒としてチオールを用いた実施例43〜69についても、上述と同様の傾向であった。
また、希釈溶媒として混合溶媒を用いた実施例70〜83においても、いずれも良好な評価結果であった。
[実施例84〜89]
実施例84、85の薬液は、それぞれ、実施例17、実施例75の薬液に、その他の添加剤として1−ドデカンチオールを1質量%の濃度となるように添加して得られた薬液であり、いずれも良好な評価結果であった。また、実施例86、87の薬液は、それぞれ、実施例17、実施例75の薬液に、その他の添加剤としてBHT(ジブチルヒドロキシトルエン)を0.1質量%の濃度となるように添加して得られた薬液であり、いずれも良好な評価結果であった。さらに、実施例88、89の薬液は、それぞれ、実施例17、実施例75の薬液に、その他の添加剤としてtert−ブチルキシレノール(6−tert−ブチル−2,4−キシレノール)を0.1質量%の濃度となるように添加して得られた薬液であり、いずれも良好な評価結果であった。結果を表4に示す。
Figure 0006875630
[実施例90]
(第一液の調製)
アルコキシシランとしてトリメチルメトキシシラン;10g、希釈溶媒としてジイソアミルエーテル;40gを混合し、第一液を得た。
(第二液の調製)
スルホン酸類としてトリフルオロメタンスルホン酸の−OH基を−OSi(CH基に置き換えたスルホン酸誘導体〔CFS(=O)O−Si(CH〕;0.5g、希釈溶媒としてジイソアミルエーテル;49.5gを混合し、第二液を得た。
上記第一液と第二液を混合して保護膜形成用薬液を得た以外は、実施例1と同じとした。
上記(A)〜(C)に記載した要領で評価を実施したところ、表5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87°となり、撥水性付与効果を示した。また、接触角の低下は0°となり、撥水性の維持のし易さは良好であった。さらに、塩化ビニル樹脂の耐性は、40℃で4週間保管後でも、外観上変化はなく良好であった。
Figure 0006875630
[実施例91〜94]
実施例90で用いたアルコキシシランの種類や濃度、スルホン酸類の濃度、希釈溶媒の種類などの条件を変更して、それ以外は実施例90と同様にウェハの表面処理を行い、さらにその評価を行った。結果を表5に示す。
いずれの実施例においても、表面処理前の初期接触角が10°未満であったものが、表面処理後に撥水性付与効果を示した。また、接触角の低下は軽微であり、撥水性の維持のし易さは良好であった。さらに、塩化ビニル樹脂の耐性は、40℃で4週間保管後でも、外観上変化はなく良好であった。
[比較例1〜12]
表6に示すように、スルホン酸類の種類や濃度、希釈溶媒の種類などの条件を変更して、それ以外は実施例1と同様にウェハの表面処理を行い、さらにその評価を行った。
比較例1は、スルホン酸を含まない保護膜形成用薬液を用いた場合であり、表面処理後の接触角が10°未満と低く、撥水性付与効果は見られなかった。
比較例2は、比較例1の希釈溶媒をDiAEに変更した例であり、比較例1と同様の評価結果であった。また、比較例3は、比較例1の希釈溶媒を1−ドデカンチオールに変更した例であり、比較例1と同様の評価結果であった。
比較例4〜12は、炭化水素、エーテル、及び、チオールの総量が希釈溶媒の総量100質量%に対して70質量%である撥水性保護膜形成用薬液を用いた例であり、いずれも塩化ビニル樹脂の保護膜形成用薬液に対する耐性評価において、保管後に塩化ビニル樹脂の膨潤が確認されたため、不合格であった。
Figure 0006875630
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 (27)

  1. 接液部材として塩化ビニル樹脂を含むウェハの洗浄装置で
    表面に微細な凹凸パターンを有し該凹凸パターンの少なくとも一部がシリコン元素を含むウェハを洗浄する方法において、
    下記一般式[1]で表されるアルコキシシラン、及び
    下記一般式[2]で表されるスルホン酸、該スルホン酸の無水物、該スルホン酸の塩、及び下記一般式[3]で表されるスルホン酸誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種、
    並びに希釈溶媒を含み、
    前記希釈溶媒が、炭化水素、及び、チオールからなる群から選ばれる少なくとも1種の溶媒を含み、当該炭化水素、及び、チオールの総量が前記希釈溶媒の総量100質量%に対して80〜100質量%である撥水性保護膜形成用薬液を前記凹凸パターンの少なくとも凹部に保持して、該凹部表面に撥水性保護膜を形成する、ウェハの洗浄方法。
    (RSi(H)(OR4−a−b [1]
    [式[1]中、Rは、それぞれ互いに独立して、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基から選ばれる少なくとも1つの基であり、Rは、それぞれ互いに独立して、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基であり、aは、1〜3の整数、bは0〜2の整数であり、aとbの合計は3以下である。]
    −S(=O)OH [2]
    [式[2]中、Rは、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の炭化水素基、及び、水酸基からなる群から選ばれる基である。]
    −S(=O)O−Si(H)3−c(R [3]
    [式[3]中、Rは、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の炭化水素基であり、Rは、それぞれ互いに独立して、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基から選ばれる少なくとも1つの基であり、cは、1〜3の整数である。]
  2. 前記スルホン酸が、下記一般式[4]で表されるスルホン酸からなる群から選ばれる少なくとも1つである、請求項1に記載のウェハの洗浄方法。
    −S(=O)OH [4]
    [式[4]中、Rは、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の炭化水素基からなる群から選ばれる基である。]
  3. 前記スルホン酸の無水物が、下記一般式[4]で表されるスルホン酸の、無水物からなる群から選ばれる少なくとも1つである、請求項1に記載のウェハの洗浄方法。
    −S(=O)OH [4]
    [式[4]中、Rは、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の炭化水素基からなる群から選ばれる基である。]
  4. 前記スルホン酸の塩が、下記一般式[4]で表されるスルホン酸の、アンモニウム塩、及び、アルキルアミン塩からなる群から選ばれる少なくとも1つである、請求項1に記載のウェハの洗浄方法。
    −S(=O)OH [4]
    [式[4]中、Rは、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の炭化水素基からなる群から選ばれる基である。]
  5. 前記スルホン酸誘導体が、下記一般式[5]で表されるスルホン酸誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1つである、請求項1に記載のウェハの洗浄方法。
    −S(=O)O−Si(CH(R) [5]
    [式[5]中、Rは、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の炭化水素基であり、Rは、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基である。]
  6. 前記炭化水素が、炭素数が6〜13の炭化水素である、請求項1〜5のいずれか一項に記載のウェハの洗浄方法。
  7. 前記チオールが、炭素数が6〜13のチオールである、請求項1〜のいずれか一項に記載のウェハの洗浄方法。
  8. 前記アルコキシシランが、下記一般式[7]で表されるアルコキシシランからなる群から選ばれる少なくとも1つである、請求項1〜のいずれか一項に記載のウェハの洗浄方法。
    (R10Si(OR114−d [7]
    [式[7]中、R10は、それぞれ互いに独立して、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基、R11は、それぞれ互いに独立して、炭素数が1〜12の1価の炭化水素基であり、dは、2、または、3である。]
  9. 前記アルコキシシランが、下記一般式[8]で表されるモノアルコキシシランからなる群から選ばれる少なくとも1つである、請求項1〜のいずれか一項に記載のウェハの洗浄方法。
    10−Si(CH(OR11) [8]
    [式[8]中、R10は、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基、R11は、炭素数が1〜12の1価の炭化水素基である。]
  10. 前記撥水性保護膜形成用薬液中の前記アルコキシシランの濃度が0.5〜35質量%である、請求項1〜のいずれか一項に記載のウェハの洗浄方法。
  11. 前記撥水性保護膜形成用薬液中の、前記スルホン酸、前記スルホン酸の無水物、前記スルホン酸の塩、及び前記スルホン酸誘導体の総量の濃度が0.0001〜5質量%である、請求項1〜10のいずれか一項に記載のウェハの洗浄方法。
  12. 前記撥水性保護膜形成用薬液を前記凹凸パターンの少なくとも凹部に保持して、該凹部表面に撥水性保護膜を形成した後で、該撥水性保護膜形成用薬液を乾燥により前記凹部から除去する、請求項1〜11のいずれか一項に記載のウェハの洗浄方法。
  13. 前記撥水性保護膜形成用薬液を前記凹凸パターンの少なくとも凹部に保持して、該凹部表面に撥水性保護膜を形成した後で、該凹部の撥水性保護膜形成用薬液を該薬液とは異なる洗浄液に置換し、該洗浄液を乾燥により前記凹部から除去する、請求項1〜11のいずれか一項に記載のウェハの洗浄方法。
  14. 前記乾燥後のウェハ表面に、加熱処理、光照射処理、オゾン曝露処理、プラズマ照射処理、及びコロナ放電処理からなる群から選ばれる少なくとも1つの処理を施して前記撥水性保護膜を除去する、請求項12又は13に記載のウェハの洗浄方法。
  15. 少なくとも、
    前記一般式[1]で表されるアルコキシシランを含む、又は、
    前記一般式[1]で表されるアルコキシシランと、炭化水素、及び、チオールからなる群から選ばれる少なくとも1種の溶媒を含む希釈溶媒を含む、
    第一液と、
    前記一般式[2]で表されるスルホン酸、該スルホン酸の無水物、該スルホン酸の塩、及び前記一般式[3]で表されるスルホン酸誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む、又は、
    前記一般式[2]で表されるスルホン酸、該スルホン酸の無水物、該スルホン酸の塩、及び前記一般式[3]で表されるスルホン酸誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種と、炭化水素、及び、チオールからなる群から選ばれる少なくとも1種の溶媒を含む希釈溶媒を含む、
    第二液
    とを含み、
    第一液と第二液の少なくとも一方が前記希釈溶媒を含む、撥水性保護膜形成用薬液キットを混合することにより、前記撥水性保護膜形成用薬液を得る工程を有する、請求項1〜14のいずれか一項に記載のウェハの洗浄方法。
  16. 接液部材として塩化ビニル樹脂を含むウェハの洗浄装置で
    表面に微細な凹凸パターンを有し該凹凸パターンの少なくとも一部がシリコン元素を含むウェハを洗浄する際に使用される、
    下記一般式[1]で表されるアルコキシシラン、及び
    下記一般式[2]で表されるスルホン酸、該スルホン酸の無水物、該スルホン酸の塩、及び下記一般式[3]で表されるスルホン酸誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種、
    並びに希釈溶媒を含み、
    前記希釈溶媒が、炭化水素、及び、チオールからなる群から選ばれる少なくとも1種の溶媒を含み、当該炭化水素、及び、チオールの総量が前記希釈溶媒の総量100質量%に対して80〜100質量%である、撥水性保護膜形成用薬液。
    (RSi(H)(OR4−a−b [1]
    [式[1]中、Rは、それぞれ互いに独立して、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基から選ばれる少なくとも1つの基であり、Rは、それぞれ互いに独立して、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基であり、aは、1〜3の整数、bは0〜2の整数であり、aとbの合計は3以下である。]
    −S(=O)OH [2]
    [式[2]中、Rは、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の炭化水素基、及び、水酸基からなる群から選ばれる基である。]
    −S(=O)O−Si(H)3−c(R [3]
    [式[3]中、Rは、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の炭化水素基であり、Rは、それぞれ互いに独立して、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基から選ばれる少なくとも1つの基であり、cは、1〜3の整数である。]
  17. 前記スルホン酸が、下記一般式[4]で表されるスルホン酸からなる群から選ばれる少なくとも1つである、請求項16に記載の撥水性保護膜形成用薬液。
    −S(=O)OH [4]
    [式[4]中、Rは、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の炭化水素基からなる群から選ばれる基である。]
  18. 前記スルホン酸の無水物が、下記一般式[4]で表されるスルホン酸の、無水物からなる群から選ばれる少なくとも1つである、請求項16に記載の撥水性保護膜形成用薬液。
    −S(=O)OH [4]
    [式[4]中、Rは、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の炭化水素基からなる群から選ばれる基である。]
  19. 前記スルホン酸の塩が、下記一般式[4]で表されるスルホン酸の、アンモニウム塩、及び、アルキルアミン塩からなる群から選ばれる少なくとも1つである、請求項16に記載の撥水性保護膜形成用薬液。
    −S(=O)OH [4]
    [式[4]中、Rは、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の炭化水素基からなる群から選ばれる基である。]
  20. 前記スルホン酸誘導体が、下記一般式[5]で表されるスルホン酸誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1つである、請求項16に記載の撥水性保護膜形成用薬液。
    −S(=O)O−Si(CH(R) [5]
    [式[5]中、Rは、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜8の1価の炭化水素基であり、Rは、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基である。]
  21. 前記炭化水素が、炭素数が6〜13の炭化水素である、請求項1620のいずれか一項に記載の撥水性保護膜形成用薬液。
  22. 前記チオールが、炭素数が6〜13のチオールである、請求項1621のいずれか一項に記載の撥水性保護膜形成用薬液。
  23. 前記アルコキシシランが、下記一般式[7]で表されるアルコキシシランからなる群から選ばれる少なくとも1つである、請求項1622のいずれか一項に記載の撥水性保護膜形成用薬液。
    (R10Si(OR114−d [7]
    [式[7]中、R10は、それぞれ互いに独立して、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基、R11は、それぞれ互いに独立して、炭素数が1〜12の1価の炭化水素基であり、dは、2、または、3である。]
  24. 前記アルコキシシランが、下記一般式[8]で表されるモノアルコキシシランからなる群から選ばれる少なくとも1つである、請求項1623のいずれか一項に記載の撥水性保護膜形成用薬液。
    10−Si(CH(OR11) [8]
    [式[8]中、R10は、一部又は全ての水素元素がフッ素元素に置き換えられていても良い炭素数が1〜18の1価の炭化水素基、R11は、炭素数が1〜12の1価の炭化水素基である。]
  25. 前記撥水性保護膜形成用薬液中の前記アルコキシシランの濃度が0.5〜35質量%である、請求項1624のいずれか一項に記載の撥水性保護膜形成用薬液。
  26. 前記撥水性保護膜形成用薬液中の、前記スルホン酸、前記スルホン酸の無水物、前記スルホン酸の塩、及び前記スルホン酸誘導体の総量の濃度が0.0001〜5質量%である、請求項1625のいずれか一項に記載の撥水性保護膜形成用薬液。
  27. 混合することにより、請求項1626のいずれか一項に記載の撥水性保護膜形成用薬液を得るための撥水性保護膜形成用薬液キットであり、
    少なくとも、
    前記一般式[1]で表されるアルコキシシランを含む、又は、
    前記一般式[1]で表されるアルコキシシランと、炭化水素、及び、チオールからなる群から選ばれる少なくとも1種の溶媒を含む希釈溶媒を含む、
    第一液と、
    前記一般式[2]で表されるスルホン酸、該スルホン酸の無水物、該スルホン酸の塩、及び前記一般式[3]で表されるスルホン酸誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む、又は、
    前記一般式[2]で表されるスルホン酸、該スルホン酸の無水物、該スルホン酸の塩、及び前記一般式[3]で表されるスルホン酸誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種と、炭化水素、及び、チオールからなる群から選ばれる少なくとも1種の溶媒を含む希釈溶媒を含む、
    第二液
    とを含み、
    第一液と第二液の少なくとも一方が前記希釈溶媒を含む、撥水性保護膜形成用薬液キット。
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