JPH08124890A - 凹状構造空間への液体の充填方法 - Google Patents
凹状構造空間への液体の充填方法Info
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- JPH08124890A JPH08124890A JP25704994A JP25704994A JPH08124890A JP H08124890 A JPH08124890 A JP H08124890A JP 25704994 A JP25704994 A JP 25704994A JP 25704994 A JP25704994 A JP 25704994A JP H08124890 A JPH08124890 A JP H08124890A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 あらかじめ反応性のガスを凹状構造空間内に
充満させた後、当該ガスと化学的に反応して溶解させる
液体を該凹状構造空間内に注入する。 【効果】 表面張力などにより液体の導入が困難な微細
な凹状構造空間内部へも気泡を残留させること無く、液
体を充填することが出来る。
充満させた後、当該ガスと化学的に反応して溶解させる
液体を該凹状構造空間内に注入する。 【効果】 表面張力などにより液体の導入が困難な微細
な凹状構造空間内部へも気泡を残留させること無く、液
体を充填することが出来る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は凹状構造空間に液体を充
填する方法に関する。更に詳しくは、液体による濡れ性
の悪い材質から成る微細凹状構造空間内、及びあらかじ
め空間に存在するガスと液体との置換が起こりにくい微
細凹状構造空間内に効率良く液体を充填する方法に関す
る。本発明は特に、微細加工された半導体基板表面の洗
浄に利用される。
填する方法に関する。更に詳しくは、液体による濡れ性
の悪い材質から成る微細凹状構造空間内、及びあらかじ
め空間に存在するガスと液体との置換が起こりにくい微
細凹状構造空間内に効率良く液体を充填する方法に関す
る。本発明は特に、微細加工された半導体基板表面の洗
浄に利用される。
【０００２】
【従来の技術】近年、エレクトロニクス技術の著しい進
歩に伴い、半導体製品の高集積化が必須となってきた。
その結果、使用される半導体素子に極めて微細な加工が
施される様になる。一方、微細加工された基板表面を従
来の微細加工のない基板表面と同じく、薬液で洗浄する
事は素子の性能向上のために必須である。
歩に伴い、半導体製品の高集積化が必須となってきた。
その結果、使用される半導体素子に極めて微細な加工が
施される様になる。一方、微細加工された基板表面を従
来の微細加工のない基板表面と同じく、薬液で洗浄する
事は素子の性能向上のために必須である。
【０００３】しかし、著しく微細な表面加工を施された
基板に対する洗浄効率については種種の問題がある。即
ち、固体表面及び液体の両者の間に生まれる表面張力の
ために微細凹状構造空間内部の曲率の大きい部分又は微
細な部分に気泡が付着し、これが液体による濡れを妨げ
る。更に、微細凹状構造空間の径が小さくなるほどまた
微細凹状構造空間の深さが大きくなるほど、微細凹状構
造空間内部への液の完全な到達が困難となる。
基板に対する洗浄効率については種種の問題がある。即
ち、固体表面及び液体の両者の間に生まれる表面張力の
ために微細凹状構造空間内部の曲率の大きい部分又は微
細な部分に気泡が付着し、これが液体による濡れを妨げ
る。更に、微細凹状構造空間の径が小さくなるほどまた
微細凹状構造空間の深さが大きくなるほど、微細凹状構
造空間内部への液の完全な到達が困難となる。
【０００４】これに対し、半導体基板を水蒸気を含む雰
囲気内に置き、表面を結露させることによって濡らす方
法や超音波振動を与えることによって微細凹状構造空間
内部に液体を充填させる方法が今日までに発表されてい
る。しかし、従来開発されたこれらの技術では微細凹状
構造空間内部への液の完全な到達は困難である。
囲気内に置き、表面を結露させることによって濡らす方
法や超音波振動を与えることによって微細凹状構造空間
内部に液体を充填させる方法が今日までに発表されてい
る。しかし、従来開発されたこれらの技術では微細凹状
構造空間内部への液の完全な到達は困難である。
【０００５】すなわち、従来開発されている技術では将
来予想される、より微細化を目指した加工技術に対応す
ることができず、微細凹状構造空間に対する新規な液体
の充填技術の開発が必要となっている。
来予想される、より微細化を目指した加工技術に対応す
ることができず、微細凹状構造空間に対する新規な液体
の充填技術の開発が必要となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、微細
な凹状構造空間内に液体を充填する技術の提供である。
本発明のもう一つの目的は、微細加工された半導体基板
の凹状構造空間内に液体を充填する方法の提供である。
な凹状構造空間内に液体を充填する技術の提供である。
本発明のもう一つの目的は、微細加工された半導体基板
の凹状構造空間内に液体を充填する方法の提供である。
【０００７】
【問題を解決するための手段】本発明者らは上記の目的
を達成すべく鋭意検討を行った結果、微細凹状構造空間
内部ガスの液への溶解性に着目し、液体に可溶性のガス
を該空間内に充満させた後、当該ガスを溶解する液体を
該空間内に注入することにより微細な凹状構造空間にお
いてもその底部にまで液体を充填させることができるこ
とを見いだし、本発明を完成するに至った。
を達成すべく鋭意検討を行った結果、微細凹状構造空間
内部ガスの液への溶解性に着目し、液体に可溶性のガス
を該空間内に充満させた後、当該ガスを溶解する液体を
該空間内に注入することにより微細な凹状構造空間にお
いてもその底部にまで液体を充填させることができるこ
とを見いだし、本発明を完成するに至った。
【０００８】本発明においては、まず、凹状構造空間に
反応性のガスを該空間内に充満させ、次いで、当該ガス
を化学的に溶解する液体を該空間内に注入する。ここ
で、ガスを化学的に溶解する液体とは、充満した気体と
反応して気体の容積を失わしめる成分を含有する液体を
指す。本発明においては、このような化学的な溶解が起
こるのであれば、どのような気体及び液体の組合せを選
定しても随意である。気体と液体との反応は、酸塩基反
応又は酸化還元反応が利用される。
反応性のガスを該空間内に充満させ、次いで、当該ガス
を化学的に溶解する液体を該空間内に注入する。ここ
で、ガスを化学的に溶解する液体とは、充満した気体と
反応して気体の容積を失わしめる成分を含有する液体を
指す。本発明においては、このような化学的な溶解が起
こるのであれば、どのような気体及び液体の組合せを選
定しても随意である。気体と液体との反応は、酸塩基反
応又は酸化還元反応が利用される。
【０００９】酸塩基反応を利用することにより本発明を
実施する場合、気体、液体のそれぞれどちらに酸、塩基
を割り当てても良く、反応が進行するならばどのような
酸、塩基を選定しても良い。
実施する場合、気体、液体のそれぞれどちらに酸、塩基
を割り当てても良く、反応が進行するならばどのような
酸、塩基を選定しても良い。
【００１０】たとえば、使用する液体がアンモニア、水
酸化テトラメチルアンモニウム、アルカリ金属の水酸化
物、アルカリ金属の炭酸塩、アルカリ金属の炭酸水素塩
又はコリン等を含有する水溶液等の塩基性溶液である場
合は、充満させる気体は塩化水素、臭化水素、フッ化水
素、塩素、二酸化炭素、一酸化窒素、二酸化窒素、二酸
化硫黄又は三酸化硫黄等の酸性ガスが使用でき、特に塩
化水素、フッ化水素、二酸化窒素又は二酸化硫黄が好適
である。
酸化テトラメチルアンモニウム、アルカリ金属の水酸化
物、アルカリ金属の炭酸塩、アルカリ金属の炭酸水素塩
又はコリン等を含有する水溶液等の塩基性溶液である場
合は、充満させる気体は塩化水素、臭化水素、フッ化水
素、塩素、二酸化炭素、一酸化窒素、二酸化窒素、二酸
化硫黄又は三酸化硫黄等の酸性ガスが使用でき、特に塩
化水素、フッ化水素、二酸化窒素又は二酸化硫黄が好適
である。
【００１１】液体中の塩基性成分の濃度は、凹状構造空
間内部の酸性ガスの総てと反応してなお過剰である濃度
とすることが好ましい。塩基性溶液には、過酸化水素を
0.1〜20重量％、好ましくは0.5 〜10重量％含有させて
おくことも好ましい。
間内部の酸性ガスの総てと反応してなお過剰である濃度
とすることが好ましい。塩基性溶液には、過酸化水素を
0.1〜20重量％、好ましくは0.5 〜10重量％含有させて
おくことも好ましい。
【００１２】また、使用する液体が硫酸、塩酸、硝酸、
フッ酸並びにギ酸又は酢酸に例示されるカルボン酸等を
含有する水溶液等の酸性溶液である場合は、充満させる
気体は塩基性ガス、特にアンモニア等が好適である。
フッ酸並びにギ酸又は酢酸に例示されるカルボン酸等を
含有する水溶液等の酸性溶液である場合は、充満させる
気体は塩基性ガス、特にアンモニア等が好適である。
【００１３】液体中の酸性成分の濃度は、凹状構造空間
内部の塩基性ガスの総てと反応してなお過剰である濃度
とすることが好ましい。酸性溶液には、過酸化水素を0.
1 〜20重量％、好ましくは0.5 〜10重量％含有させてお
くことも好ましい。
内部の塩基性ガスの総てと反応してなお過剰である濃度
とすることが好ましい。酸性溶液には、過酸化水素を0.
1 〜20重量％、好ましくは0.5 〜10重量％含有させてお
くことも好ましい。
【００１４】酸化還元反応を利用することにより本発明
を実施する場合、気体、液体のそれぞれどちらに酸化
剤、還元剤を割り当てても良く、反応が進行するならば
どのような酸化物、還元物を選定しても良い。
を実施する場合、気体、液体のそれぞれどちらに酸化
剤、還元剤を割り当てても良く、反応が進行するならば
どのような酸化物、還元物を選定しても良い。
【００１５】たとえば、使用する液体がヒドラジン、ハ
イドロサルファイト、チオ硫酸又はその塩、亜硫酸又は
その塩もしくは亜硝酸又はその塩等を含有する水溶液等
の還元性の液体である場合は、充満させる気体は酸素、
オゾン、塩素、フッ素又は臭素等の酸化性のガスが使用
される。液体中の還元性成分の濃度は、凹状構造空間内
部の酸化性ガスの総てと反応してなお過剰である濃度と
することが好ましい。
イドロサルファイト、チオ硫酸又はその塩、亜硫酸又は
その塩もしくは亜硝酸又はその塩等を含有する水溶液等
の還元性の液体である場合は、充満させる気体は酸素、
オゾン、塩素、フッ素又は臭素等の酸化性のガスが使用
される。液体中の還元性成分の濃度は、凹状構造空間内
部の酸化性ガスの総てと反応してなお過剰である濃度と
することが好ましい。
【００１６】また、使用する液体が過酸化水素、過炭酸
塩、過ほう酸塩、過マンガン酸塩又は重クロム酸塩等を
含有する水溶液等の酸化性の液体である場合は、充満さ
せる気体は二酸化硫黄、一酸化窒素、一酸化炭素等の還
元性のガスが使用される。
塩、過ほう酸塩、過マンガン酸塩又は重クロム酸塩等を
含有する水溶液等の酸化性の液体である場合は、充満さ
せる気体は二酸化硫黄、一酸化窒素、一酸化炭素等の還
元性のガスが使用される。
【００１７】過炭酸塩、過ほう酸塩、過マンガン酸塩又
は重クロム酸塩としては、過炭酸、過ほう酸、過マンガ
ン酸又は重クロム酸のアルカリ金属塩が好適に使用され
る。液体中の酸化性成分の濃度は、凹状構造空間内部の
還元性ガスの総てと反応してなお過剰である濃度とする
ことが好ましい。
は重クロム酸塩としては、過炭酸、過ほう酸、過マンガ
ン酸又は重クロム酸のアルカリ金属塩が好適に使用され
る。液体中の酸化性成分の濃度は、凹状構造空間内部の
還元性ガスの総てと反応してなお過剰である濃度とする
ことが好ましい。
【００１８】本発明に使用される気体及び液体は、通
常、気体及び液体更に両者の反応によって生じる生成物
が微細凹状構造を成す物質に対して反応性を有しないも
のが選択されるが、基板又は基板の凹状構造空間内部の
化学的研磨を意図する場合は基板を成す物質に対して反
応性を有するものを選択しても良い。また、あらかじめ
充満させておく気体は高純度のものを使用することが好
ましい。
常、気体及び液体更に両者の反応によって生じる生成物
が微細凹状構造を成す物質に対して反応性を有しないも
のが選択されるが、基板又は基板の凹状構造空間内部の
化学的研磨を意図する場合は基板を成す物質に対して反
応性を有するものを選択しても良い。また、あらかじめ
充満させておく気体は高純度のものを使用することが好
ましい。
【００１９】ガスを溶解する液体を凹状構造空間内に注
入する際の温度は通常、−５〜90℃、好ましくは０〜50
℃、注入する際の圧力は通常１mmHg〜５atm 、好ましく
は300mmHg 〜２atm である。
入する際の温度は通常、−５〜90℃、好ましくは０〜50
℃、注入する際の圧力は通常１mmHg〜５atm 、好ましく
は300mmHg 〜２atm である。
【００２０】ガスを溶解する液体を凹状構造空間内に注
入する際には、該構造体に振動波を加えながら行うこと
も好ましい。注入時の液体の温度を気体の温度より低く
して本発明を実施することも可能である。本発明におい
ては、更に、液体に界面活性剤などの濡れ性向上剤又は
キレート剤を添加することも好ましい。
入する際には、該構造体に振動波を加えながら行うこと
も好ましい。注入時の液体の温度を気体の温度より低く
して本発明を実施することも可能である。本発明におい
ては、更に、液体に界面活性剤などの濡れ性向上剤又は
キレート剤を添加することも好ましい。
【００２１】
【実施例】以下に実施例により本発明の効果を説明す
る。 実施例１〜８ 下端にコックを取り付け上端に円錐状の漏斗を取り付け
た、内径0.05mm、長さ30cmのテフロン管に試験気体を流
し、完全に管の中に気体を置換した。次に、コックを閉
じ、直ちに試験液体を漏斗に注ぎ、満たした。１atm 、
20℃で30分静置後、管内の液滴の下端位置を調べた。液
体がコックにまで到達したことが確認された場合を○、
液滴の下端とコックとの間に空間部分が残った場合を×
として表１に示した。結果が○であることはテフロン管
内の隅々にまで液体が充填されたことを意味する。な
お、試験液体水溶液の濃度はいずれも１重量％とした。
る。 実施例１〜８ 下端にコックを取り付け上端に円錐状の漏斗を取り付け
た、内径0.05mm、長さ30cmのテフロン管に試験気体を流
し、完全に管の中に気体を置換した。次に、コックを閉
じ、直ちに試験液体を漏斗に注ぎ、満たした。１atm 、
20℃で30分静置後、管内の液滴の下端位置を調べた。液
体がコックにまで到達したことが確認された場合を○、
液滴の下端とコックとの間に空間部分が残った場合を×
として表１に示した。結果が○であることはテフロン管
内の隅々にまで液体が充填されたことを意味する。な
お、試験液体水溶液の濃度はいずれも１重量％とした。
【００２２】
【表１】 気体 液体 結果 実施例１ アンモニア 硫酸水溶液 ○ 実施例２ アンモニア 塩酸水溶液 ○ 実施例３ アンモニア 硝酸水溶液 ○ 実施例４ 塩素 水酸化ナトリウム水溶液 ○ 実施例５ 塩素 アンモニア水溶液 ○ 実施例６ 塩素 炭酸ナトリウム水溶液 ○ 実施例７ 塩化水素 アンモニア水溶液 ○ 実施例８ 塩化水素 水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液 ○
【００２３】比較例１〜７ 気体と液体の組合せを変更した他は、実施例１〜８と同
様の実験を繰り返した結果を表２に示す。なお、試験液
体水溶液の濃度はいずれも１重量％とした。
様の実験を繰り返した結果を表２に示す。なお、試験液
体水溶液の濃度はいずれも１重量％とした。
【００２４】
【表２】 気体 液体 結果 比較例１ 空気 水 × 比較例２ 空気 硫酸水溶液 × 比較例３ 窒素 水 × 比較例４ 窒素 硫酸水溶液 × 比較例５ 窒素 水酸化ナトリウム水溶液 ×
【００２５】実施例９〜１２ 気体と液体の組合せを変更し、静置条件を45℃で３時間
とした他は、実施例１〜８と同様の実験を繰り返した結
果を表３に示す。なお、試験液体水溶液の濃度はいずれ
も10重量％とした。
とした他は、実施例１〜８と同様の実験を繰り返した結
果を表３に示す。なお、試験液体水溶液の濃度はいずれ
も10重量％とした。
【００２６】
【表３】 気体 液体 結果 実施例９ オゾン／酸素混合ガス ハイドロサルファイト水溶液 ○ 実施例１０ オゾン／酸素混合ガス 水加ヒドラジン水溶液 ○ 実施例１１ 二酸化硫黄 過マンガン酸カリウム水溶液 ○ 実施例１２ 二酸化硫黄 過酸化水素水溶液 ○
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、凹状構造内部の隅々に
まで液体を完全に充填することができ、該構造内部と液
体との接触による様々な作用を生む基礎を作り上げるこ
とが出来る。
まで液体を完全に充填することができ、該構造内部と液
体との接触による様々な作用を生む基礎を作り上げるこ
とが出来る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 寛史 東京都葛飾区新宿６丁目１番１号 三菱瓦 斯化学株式会社東京研究所内
Claims (9)
- 【請求項１】凹状構造空間に液体を充填する方法におい
て、あらかじめ反応性のガスを凹状構造空間内に充満さ
せた後、当該ガスを化学的に溶解する液体を該空間内に
注入することを特徴とする、液体の充填方法。 - 【請求項２】反応性のガスが酸性のガスで、当該ガスを
化学的に溶解する液体が塩基性の液体である請求項１記
載の方法。 - 【請求項３】酸性のガスが塩化水素、臭化水素、フッ化
水素、塩素、二酸化炭素、一酸化窒素、二酸化窒素、二
酸化硫黄及び三酸化硫黄からなる群から選ばれた少なく
とも１種であり、塩基性の液体がアンモニア、水酸化テ
トラメチルアンモニウム、アルカリ金属の水酸化物、ア
ルカリ金属の炭酸塩、アルカリ金属の炭酸水素塩及びコ
リンからなる群から選ばれた少なくとも１種を含有する
水溶液である請求項２記載の方法。 - 【請求項４】反応性のガスが塩基性のガスで、当該ガス
を化学的に溶解する液体が酸性の液体である請求項１記
載の方法。 - 【請求項５】塩基性のガスがアンモニアであり、酸性の
液体が硫酸、塩酸、硝酸、フッ酸及びカルボン酸からな
る群から選ばれた少なくとも１種又はこれを含有する水
溶液である請求項４記載の方法。 - 【請求項６】反応性のガスが酸化性のガスで、当該ガス
を化学的に溶解する液体が還元性の液体である請求項１
記載の方法。 - 【請求項７】酸化性のガスが酸素、オゾン、塩素、フッ
素及び臭素からなる群から選ばれた少なくとも１種であ
り、還元性の液体がヒドラジン、ハイドロサルファイ
ト、チオ硫酸及びその塩、亜硫酸及びその塩並びに亜硝
酸及びその塩からなる群から選ばれた少なくとも１種を
含有する水溶液である請求項６記載の方法。 - 【請求項８】反応性のガスが還元性のガスで、当該ガス
を化学的に溶解する液体が酸化性の液体である請求項１
記載の方法。 - 【請求項９】還元性のガスが二酸化硫黄、一酸化窒素及
び一酸化炭素からなる群から選ばれた少なくとも１種で
あり、酸化性の液体が過酸化水素、過炭酸塩、過ほう酸
塩、過マンガン酸塩及び重クロム酸塩からなる群から選
ばれた少なくとも１種を含有する水溶液である請求項８
記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25704994A JPH08124890A (ja) | 1994-10-21 | 1994-10-21 | 凹状構造空間への液体の充填方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25704994A JPH08124890A (ja) | 1994-10-21 | 1994-10-21 | 凹状構造空間への液体の充填方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08124890A true JPH08124890A (ja) | 1996-05-17 |
Family
ID=17301033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25704994A Pending JPH08124890A (ja) | 1994-10-21 | 1994-10-21 | 凹状構造空間への液体の充填方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08124890A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007067072A (ja) * | 2005-08-30 | 2007-03-15 | Shibaura Mechatronics Corp | 基板の処理装置及び処理方法 |
-
1994
- 1994-10-21 JP JP25704994A patent/JPH08124890A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007067072A (ja) * | 2005-08-30 | 2007-03-15 | Shibaura Mechatronics Corp | 基板の処理装置及び処理方法 |
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