JP2019123860A - 撥水性保護膜形成用薬液、及びウェハの表面処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
このため、洗浄液やリンス液を撥水性保護膜形成用薬液で置換してパターン表面に撥水性保護膜を形成することで、当該パターンに作用する毛細管力を小さくすれば、残液高さの違いによる毛細管力の差が低減し、パターン倒れが解消すると期待できる。
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、
下記一般式で表される酸性ケイ素化合物Aと酸Aとを含み、
該酸Aはトリメチルシリルトリフルオロアセテート、トリメチルシリルトリフルオロメタンスルホネート、ジ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メタンスルホネート、ブチルジメチルシリルトリフルオロアセテート、ブチルジメチルシリルトリフルオロメタンスルホネート、ヘキシルジメチルシリルトリフルオロアセテート、ヘキシルジメチルシリルトリフルオロメタンスルホネート、オクチルジメチルシリルトリフルオロアセテート、オクチルジメチルシリルトリフルオロメタンスルホネート、デシルジメチルシリルトリフルオロアセテート、及び、デシルジメチルシリルトリフルオロメタンスルホネートからなる群から選ばれる少なくとも1つであり、
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100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や、
当該薬液を用いたウェハの洗浄方法について開示している。
RaSi(H)bX4−a−b
(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、及び、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、Si元素に結合する元素が窒素である1価の有機基であり、aは1〜3の整数、bは0〜2の整数であり、aとbの合計は1〜3である。)
(I)下記一般式[1]で表されるアミノシラン化合物と
(II)下記一般式[2]で表されるケイ素化合物と
(III)非プロトン性溶剤とを有し、
(I)〜(III)の総量に対する(I)の含有量が0.02〜0.5質量%である、撥水性保護膜形成用薬液(以降、単に「保護膜形成用薬液」や「薬液」と記載する場合がある)である。
(R1)aSi(H)b(NH2)4−a−b [1]
[式[1]中、R1は、それぞれ互いに独立して、一部また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乃至18の1価の炭化水素基を含む1価の有機基である。aは1〜3の整数、bは0〜2の整数であり、aとbの合計は1〜3である。]
(R2)cSi(H)dX4−c−d [2]
[式[2]中、R2は、それぞれ互いに独立して、一部また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乃至18の1価の炭化水素基を含む1価の有機基である。また、Xは、ハロゲン基、−OC(=O)R3、−OS(=O)2−R3、−N(S(=O)2−R3)2、−C(S(=O)2−R3)3からなる群から選ばれる少なくとも1つの基を表す。R3は、炭素数が1乃至6の1価のパーフルオロアルキル基であり、cは1〜3の整数、dは0〜2の整数であり、cとdの合計は1〜3である。]
(R1)eSi(H)fNH2 [3]
[式[3]中、R1は、それぞれ互いに独立して、一部また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乃至18の1価の炭化水素基を含む1価の有機基である。eは1〜3の整数、fは0〜2の整数であり、eとfの合計は3である。]
[(R1)eSi(H)f]2NH [4]
[式[4]中、R1は、それぞれ互いに独立して、一部また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乃至18の1価の炭化水素基を含む1価の有機基である。eは1〜3の整数、fは0〜2の整数であり、eとfの合計は3である。]
(R2)gSi(OC(=O)R3)4−g [5]
[式[5]中、R2は、それぞれ互いに独立して、一部また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乃至18の1価の炭化水素基を含む1価の有機基であり、R3は、炭素数が1乃至6の1価のパーフルオロアルキル基である。また、gは1〜3の整数である。]
ウェハ表面に洗浄液及びリンス液からなる群から選ばれる少なくとも1種の液体が保持された状態で、該液体を、
(I)下記一般式[1]で表されるアミノシラン化合物と
(II)下記一般式[2]で表されるケイ素化合物と
(III)非プロトン性溶剤とを有し、
(I)〜(III)の総量に対する(I)の含有量が0.02〜0.5質量%である、撥水性保護膜形成用薬液で置換し、該薬液をウェハ表面に保持する、撥水性保護膜形成工程、及び、
乾燥工程
を有する、ウェハの表面処理方法である。
(R1)aSi(H)b(NH2)4−a−b [1]
[式[1]中、R1は、それぞれ互いに独立して、一部また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乃至18の1価の炭化水素基を含む1価の有機基である。aは1〜3の整数、bは0〜2の整数であり、aとbの合計は1〜3である。]
(R2)cSi(H)dX4−c−d [2]
[式[2]中、R2は、それぞれ互いに独立して、一部また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乃至18の1価の炭化水素基を含む1価の有機基である。また、Xは、ハロゲン基、−OC(=O)R3、−OS(=O)2−R3、−N(S(=O)2−R3)2、−C(S(=O)2−R3)3からなる群から選ばれる少なくとも1つの基を表す。R3は、炭素数が1乃至6の1価のパーフルオロアルキル基であり、cは1〜3の整数、dは0〜2の整数であり、cとdの合計は1〜3である。]
(R1)eSi(H)fNH2 [3]
[式[3]中、R1は、それぞれ互いに独立して、一部また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乃至18の1価の炭化水素基を含む1価の有機基である。eは1〜3の整数、fは0〜2の整数であり、eとfの合計は3である。]
(IV)下記一般式[4]で表されるシラザン化合物をさらに含有することが薬液の調製のし易さの観点から好ましい。
[(R1)eSi(H)f]2NH [4]
[式[4]中、R1は、それぞれ互いに独立して、一部また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乃至18の1価の炭化水素基を含む1価の有機基である。eは1〜3の整数、fは0〜2の整数であり、eとfの合計は3である。]
上記撥水性保護膜形成工程の前に、
(II)上記一般式[2]で表されるケイ素化合物と
(IV)下記一般式[4]で表されるシラザン化合物と
(III)非プロトン性溶剤とを有する原料薬液に、
(II)、(III)、(IV)の総量1kgに対して0.001〜0.3モルの割合でプロトン性化合物を接触させることにより、
上記(I)〜(III)を有し、
(I)〜(III)の総量に対する(I)の含有量が0.02〜0.5質量%である、
撥水性保護膜形成用薬液を調製する、薬液調製工程
を有することが薬液の調製のし易さの観点から好ましい。
[(R1)eSi(H)f]2NH [4]
[式[4]中、R1は、それぞれ互いに独立して、一部また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乃至18の1価の炭化水素基を含む1価の有機基である。eは1〜3の整数、fは0〜2の整数であり、eとfの合計は3である。]
上記撥水性保護膜形成工程の前に、
(II)上記一般式[2]で表されるケイ素化合物と
(IV)下記一般式[4]で表されるシラザン化合物と
(III)非プロトン性溶剤とを有する原料薬液に、
(II)、(III)、(IV)の総量1kgに対して0.001〜0.3モルの割合でプロトン性化合物を接触させることにより、
上記(I)〜(IV)を有し、
(I)〜(III)の総量に対する(I)の含有量が0.02〜0.5質量%である、
撥水性保護膜形成用薬液を調製する、薬液調製工程
を有することが薬液の調製のし易さの観点から好ましい。
[(R1)eSi(H)f]2NH [4]
[式[4]中、R1は、それぞれ互いに独立して、一部また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乃至18の1価の炭化水素基を含む1価の有機基である。eは1〜3の整数、fは0〜2の整数であり、eとfの合計は3である。]
プロトン性化合物を含有する空間中に上記原料薬液を導入して両者を接触させることであると、両者を均一に接触させ易いため好ましい。なお、上記の空間中に含有されたプロトン性化合物は液体状態であっても、気体状態であってもよい。プロトン性化合物が気体状態の場合、空間中のプロトン性化合物の濃度(体積%)と接触させる時間を管理することが好ましい。
上記撥水性保護膜形成工程の前に、
(IV)下記一般式[4]で表されるシラザン化合物と
(III)非プロトン性溶剤とを有する原料薬液に、
(III)、(IV)の総量1kgに対して0.001〜0.3モルの割合で下記一般式[6]で表される酸性化合物を接触させることにより、
上記(I)〜(III)を有し、
(I)〜(III)の総量に対する(I)の含有量が0.02〜0.5質量%である、
撥水性保護膜形成用薬液を調製する、薬液調製工程、
を有することが使用する原料の数が少なくできるため、コストの観点から好ましい。
[(R1)eSi(H)f]2NH [4]
[式[4]中、R1は、それぞれ互いに独立して、一部また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乃至18の1価の炭化水素基を含む1価の有機基である。eは1〜3の整数、fは0〜2の整数であり、eとfの合計は3である。]
H−X [6]
[式[6]中、Xは、ハロゲン基、−OC(=O)R3、−OS(=O)2−R3、−N(S(=O)2−R3)2、−C(S(=O)2−R3)3を表す。R3は、炭素数が1乃至6の1価のパーフルオロアルキル基である。]
上記撥水性保護膜形成工程の前に、
(IV)下記一般式[4]で表されるシラザン化合物と
(III)非プロトン性溶剤とを有する原料薬液に、
(III)、(IV)の総量1kgに対して0.001〜0.3モルの割合で下記一般式[6]で表される酸性化合物を接触させることにより、
上記(I)〜(IV)を有し、
(I)〜(III)の総量に対する(I)の含有量が0.02〜0.5質量%である、
撥水性保護膜形成用薬液を調製する、薬液調製工程
を有することが使用する原料の数が少なくでき、コストの観点から好ましい。
[(R1)eSi(H)f]2NH [4]
[式[4]中、R1は、それぞれ互いに独立して、一部また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乃至18の1価の炭化水素基を含む1価の有機基である。eは1〜3の整数、fは0〜2の整数であり、eとfの合計は3である。]
H−X [6]
[式[6]中、Xは、ハロゲン基、−OC(=O)R3、−OS(=O)2−R3、−N(S(=O)2−R3)2、−C(S(=O)2−R3)3を表す。R3は、炭素数が1乃至6の1価のパーフルオロアルキル基である。]
(R2)gSi(OC(=O)R3)4−g [5]
[式[5]中、R2は、それぞれ互いに独立して、一部また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乃至18の1価の炭化水素基を含む1価の有機基であり、R3は、炭素数が1乃至6の1価のパーフルオロアルキル基である。また、gは1〜3の整数である。]
撥水性保護膜形成用薬液は、被処理体の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)を形成する際に使用される。被処理体の種類は特に限定されない。被処理体としては、「基板(ウェハ)」が好ましい。ここで、処理対象となる「ウェハ」としては、半導体デバイス作製のために使用されるウェハが例示され、「ウェハの表面」とは、ウェハ自体の表面のほか、ウェハ上に設けられた無機パターン及び樹脂パターンの表面、並びにパターン化されていない無機層及び有機層の表面が例示される。
また、上記薬液を蒸気にしてウェハ等の被処理体の表面に供給して(以降、「蒸気法」と記載する場合がある)、当該表面に保持させることもできる。
また、予めプロトン性化合物を含有する空間中において、上記の原料薬液をスピンコート法や浸漬法や蒸気法等の手段によってウェハ等の被処理体の表面に塗布して、後述する反応によって撥水性保護膜形成用薬液を調製し、これを被処理体の表面に保持させることもできる。
上記一般式[1]のR1と、上記一般式[2]のR2は、撥水性の官能基である。そして、上記一般式[1]の−NH2基や上記一般式[2]の−X基が、例えば被処理体がケイ素を含有するウェハの場合であればウェハ表面のシラノール基等と反応し、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。上記(I)と(II)の両方を用いることで、両者がウェハ表面と早く反応するようになり、より優れた撥水性付与効果が得られる。
れる。
本発明の撥水性保護膜形成用薬液は、非プロトン性溶剤を含有する。非プロトン性溶剤を含有することにより、スピンコート法や浸漬法や蒸気法等による被処理体の表面処理を容易に行うことができる。また、薬液の保管安定性を確保しやすい。
本発明の表面処理方法は、
ウェハ表面に洗浄液及びリンス液からなる群から選ばれる少なくとも1種の液体が保持された状態で、該液体を、
(I)上記一般式[1]で表されるアミノシラン化合物と
(II)上記一般式[2]で表されるケイ素化合物と
(III)非プロトン性溶剤とを有し、
(I)〜(III)の総量に対する(I)の含有量が0.02〜0.5質量%である、撥水性保護膜形成用薬液で置換し、該薬液をウェハ表面に保持する、撥水性保護膜形成工程、及び、
乾燥工程
を有するものである。
少なくとも、(I)、(II)、及び(III)を混合して溶液(撥水性保護膜形成用薬液)として、該薬液をウェハ表面に液体状態又は気体状態で供給して、該ウェハ表面に液体状態の撥水性保護膜形成用薬液を保持させる。
上記薬液の供給は、ウェハ表面に洗浄液やリンス液等の液体が保持された状態で行われ、当該液体を薬液で置換するものである。
置換に際して、ウェハ表面に保持された状態の洗浄液やリンス液等の液体としては特に限定はないが、2−プロパノール(iPA)等が一般的である。
上記置換によって、薬液をウェハ表面に保持することによりウェハ表面に撥水性保護膜を形成する。必要に応じてウェハ表面の上記薬液をリンス液に置換してリンス処理をさらに施しても良い。
そして、乾燥によりウェハ表面から液体を除去する。ウェハ表面に撥水性保護膜が形成されているため、優れた撥水性により乾燥時のパターン倒れを低減することができる。なお、乾燥により除去される液体としては、上記の撥水性保護膜形成用薬液、リンス液、又はそれらの混合液が挙げられる。
なお、除去される液体がリンス液であるときは、上記薬液がリンス液に置換されてリンス処理をさらに施された場合である。また、除去される液体が上記薬液とリンス液の混合液であるときは、上記薬液をリンス液に置換する途中の状態の「混合液」である場合でもよいし、予めリンス液に薬液原料を溶解した「混合液」を用いて上記薬液を置換した場合でもよい。後述の表面処理態様2〜6においても、同様である。
以降、上記の態様を、「表面処理態様1」と記載する。
なお、表面処理態様1において、薬液の原料である(I)〜(III)を混合する順番は特に限定されないが、(III)非プロトン性溶剤に(I)や(II)を混合することが好ましい。
(II)上記一般式[2]で表されるケイ素化合物と
(IV)上記一般式[4]で表されるシラザン化合物と
(III)非プロトン性溶剤とを有する原料薬液に、
(II)、(III)、(IV)の総量1kgに対して0.001〜0.3モルの割合でプロトン性化合物を接触させることにより、
上記(I)〜(III)を有し、又は上記(I)〜(IV)を有し、
(I)〜(III)の総量に対する(I)の含有量が0.02〜0.5質量%である、
撥水性保護膜形成用薬液を調製する、薬液調製工程、
ウェハ表面に洗浄液及びリンス液からなる群から選ばれる少なくとも1種の液体が保持された状態で、該液体を得られた撥水性保護膜形成用薬液で置換し、該薬液をウェハ表面に保持する、撥水性保護膜形成工程、及び、
乾燥工程
を有するものである。
上記(I)〜(III)を有し、又は上記(I)〜(IV)を有し、
(I)〜(III)の総量に対する(I)の含有量が0.02〜0.5質量%である、撥水性保護膜形成用薬液が得られると考えられる。
(R2)cSi(H)dX4-c-d + (4-c-d) A-H → (R2)cSi(H)dA4-c-d + (4-c-d) X-H
X-H + [(R1)eSi(H)f]2NH → (R1)eSi(H)fNH2 + (R1)eSi(H)fX
図2に示すように、
少なくとも、(II)、(III)、及び(IV)を混合して溶液(原料薬液)として、該原料薬液にプロトン性化合物を、(II)、(III)、(IV)の総量1kgに対して0.001〜0.3モルの割合で接触させて、撥水性保護膜形成用薬液を調製する。上記接触に用いるプロトン性化合物は、非プロトン性溶剤で希釈されたもの(相溶しない場合は分散させた状態)であってもよい。当該希釈に用いる非プロトン性溶剤としては、本発明の(III)として述べたものが挙げられる。
薬液調製工程で用いられる原料薬液とプロトン性化合物は、液体状態であっても良く、気体状態であっても良い。例えば、チャンバー内の容器中やタンク中や合流点以降の配管中で液体状態の両者を混合することでもよいし、チャンバー内や気化室中や気化後の合流点以降の配管中で気体状態の両者を混合することでもよいし、チャンバー内の容器中の液体状態の原料薬液を気体状態のプロトン性化合物に曝して接触させることでもよい。なお、該原料薬液中に(I)が含まれていても良い。
上記薬液の供給は、ウェハ表面に洗浄液やリンス液等の液体が保持された状態で行われ、当該液体を薬液で置換するものである。なお、上記の洗浄液やリンス液等の液体がプロトン性化合物である場合は、上記の置換の過程でもさらにプロトン性化合物が接触することになり、上記(II)とプロトン性化合物が反応し、反応生成物(酸性化合物)がさらに上記(IV)と反応することで上記(I)が新たに生成する可能性がある。しかし、上記の置換において、上記の洗浄液やリンス液等の液体は撥水性保護膜形成用薬液に速やかに置換されるため、上記(II)とプロトン性化合物とが反応する影響は殆どない。そのため、上記の置換に際して、上述のような(I)が新たに生成する影響は無視できる程度である。置換に際して、ウェハ表面に保持された状態の洗浄液やリンス液等の液体としては特に限定はないが、2−プロパノール(iPA)等が一般的である。
上記置換によって、薬液をウェハ表面に保持することによりウェハ表面に撥水性保護膜を形成する。必要に応じてウェハ表面の上記薬液をリンス液に置換してリンス処理をさらに施しても良い。
図3に示すように、
少なくとも、(II)、(III)、及び(IV)を混合して溶液(原料薬液)として、該原料薬液を液体状態又は気体状態でウェハ表面に供給して、該ウェハ表面に液体状態の原料薬液を保持させる。
上記原料薬液の供給は、ウェハ表面に洗浄液やリンス液等の液体が保持された状態で行われ、当該液体を原料薬液で置換するものである。なお、上記の洗浄液やリンス液等の液体が水やアルコール等のプロトン性化合物である場合は、上記の置換の過程で上記(II)とプロトン性化合物が反応し、反応生成物(酸性化合物)がさらに上記(IV)と反応することで上記(I)が生成する可能性がある。しかし、上記の置換において、上記の洗浄液やリンス液等の液体は原料薬液に速やかに置換されるため、上記(II)とプロトン性化合物とが反応する影響は殆どない。そのため、上記の置換に際して、上述のような(I)が新たに生成する影響は無視できる程度である。置換に際して、ウェハ表面に保持された状態の洗浄液やリンス液等の液体としては特に限定はないが、2−プロパノール(iPA)等が一般的である。
次に、該原料薬液にプロトン性化合物を、(II)、(III)、(IV)の総量1kgに対して0.001〜0.3モルの割合で接触させて、ウェハ表面において撥水性保護膜形成用薬液を調製する。なお、上述のように反応により(I)アミノシランが生成するため、(I)〜(III)の総量に対する(I)の含有量が0.02〜0.5質量%の範囲となるようにウェハ表面に薬液を保持する。
上記接触に用いるプロトン性化合物は、非プロトン性溶剤で希釈されたもの(相溶しない場合は分散させた状態)であってもよい。当該希釈に用いる非プロトン性溶剤としては、本発明の(III)として述べたものが挙げられる。薬液調製工程で用いられるプロトン性化合物は、液体状態であっても良く、気体状態であっても良い。例えば、チャンバー内でウェハ表面に保持された液体状態の原料薬液に液体状態のプロトン性化合物を添加することでもよいし、チャンバー内でウェハ表面に保持された液体状態の原料薬液を気体状態のプロトン性化合物に曝して接触させることでもよい。後者の場合、例えばチャンバー内を所定の濃度のプロトン性化合物の蒸気雰囲気にしておいて原料薬液の供給を行うことでもよい。
また、原料薬液と気体状態のプロトン性化合物を接触させる場合、ウェハ表面に溶液状態の原料薬液を広げて、気体状態のプロトン性化合物と接触させると、接触面積を大きくでき、短時間でプロトン性化合物を導入できるので好ましい。このとき、空間中の気体状態のプロトン性化合物の濃度は、0.05〜5体積%が好ましく、さらに0.1〜2体積%が好ましい。また、接触時間は、0.1〜600秒が好ましく、さらに2〜180秒が好ましい。ウェハ表面に原料薬液を広げる方法は適宜公知の方法が使用でき、特にスピンコート法が好ましい。
上述のように調製された薬液をウェハ表面に保持することによりウェハ表面に撥水性保護膜を形成する。必要に応じてウェハ表面の上記薬液をリンス液に置換してリンス処理をさらに施しても良い。
そして、乾燥によりウェハ表面から液体を除去する。ウェハ表面に撥水性保護膜が形成されているため、優れた撥水性により乾燥時のパターン倒れを低減することができる。なお、乾燥により除去される液体としては、上記の撥水性保護膜形成用薬液、リンス液、又はそれらの混合液が挙げられる。
(IV)上記一般式[4]で表されるシラザン化合物と
(III)非プロトン性溶剤とを有する原料薬液に、
(III)、(IV)の総量1kgに対して0.001〜0.3モルの割合で、上記一般式[6]で表される酸性化合物を接触させることにより、
上記(I)〜(III)を有し、又は上記(I)〜(IV)を有し、
(I)〜(III)の総量に対する(I)の含有量が0.02〜0.5質量%である、
撥水性保護膜形成用薬液を調製する、薬液調製工程、
ウェハ表面に洗浄液及びリンス液からなる群から選ばれる少なくとも1種の液体が保持された状態で、該液体を得られた撥水性保護膜形成用薬液で置換し、該薬液をウェハ表面に保持する、撥水性保護膜形成工程、及び、
乾燥工程
を有するものである。
上記(I)〜(III)を有し、又は上記(I)〜(IV)を有し、
(I)〜(III)の総量に対する(I)の含有量が0.02〜0.5質量%である、撥水性保護膜形成用薬液が得られると考えられる。
[(R1)eSi(H)f]2NH + X-H → (R1)eSi(H)fNH2 + (R1)eSi(H)fX
図4に示すように、
少なくとも、(III)及び(IV)を混合して溶液(原料薬液)として、該原料薬液に上記一般式[6]で表される酸性化合物を(III)、(IV)の総量1kgに対して0.001〜0.3モルの割合で接触させて、撥水性保護膜形成用薬液を調製する。上記接触に用いる酸性化合物は、非プロトン性溶剤で希釈されたもの(相溶しない場合は分散させた状態)であってもよい。当該希釈に用いる非プロトン性溶剤としては、本発明の(III)として述べたものが挙げられる。
薬液調製工程で用いられる原料薬液と酸性化合物は、液体状態であっても良く、気体状態であっても良い。例えば、チャンバー内の容器中やタンク中や合流点以降の配管中で液体状態の両者を混合することでもよいし、チャンバー内や気化室中や気化後の合流点以降の配管中で気体状態の両者を混合することでもよいし、チャンバー内の容器中の液体状態の原料薬液を気体状態の酸性化合物に曝して接触させることでもよい。
そして、得られた薬液を液体状態又は気体状態でウェハ表面に供給して、該ウェハ表面に液体状態の撥水性保護膜形成用薬液を保持させる。なお、上述のように反応により(I)アミノシランが生成するため、(I)〜(III)の総量に対する(I)の含有量が0.02〜0.5質量%の範囲となった状態の薬液をウェハ表面に供給する。一方で、副反応などの薬液組成への影響を無視しやすいので、上記の接触から1日以内の薬液をウェハ表面に供給することが好ましく、上記の接触から5時間以内の薬液をウェハ表面に供給することがより好ましく、上記の接触から1時間以内の薬液をウェハ表面に供給することが特に好ましい。
上記薬液の供給は、ウェハ表面に洗浄液やリンス液等の液体が保持された状態で行われ、当該液体を薬液で置換するものである。置換に際して、ウェハ表面に保持された状態の洗浄液やリンス液等の液体としては特に限定はないが、2−プロパノール(iPA)等が一般的である。
上記置換によって、薬液をウェハ表面に保持することによりウェハ表面に撥水性保護膜を形成する。必要に応じてウェハ表面の上記薬液をリンス液に置換してリンス処理をさらに施しても良い。
そして、乾燥によりウェハ表面から液体を除去する。ウェハ表面に撥水性保護膜が形成されているため、優れた撥水性により乾燥時のパターン倒れを低減することができる。なお、乾燥により除去される液体としては、上記の撥水性保護膜形成用薬液、リンス液、又はそれらの混合液が挙げられる。
図5に示すように、
少なくとも、(III)及び(IV)を混合して溶液(原料薬液)として、該原料薬液を液体状態又は気体状態でウェハ表面に供給して、該ウェハ表面に液体状態の原料薬液を保持させる。
上記原料薬液の供給は、ウェハ表面に洗浄液やリンス液等の液体が保持された状態で行われ、当該液体を原料薬液で置換するものである。置換に際して、ウェハ表面に保持された状態の洗浄液やリンス液等の液体としては特に限定はないが、2−プロパノール(iPA)等が一般的である。
次に、該原料薬液に酸性化合物を(III)、(IV)の総量1kgに対して0.001〜0.3モルの割合で接触させて、ウェハ表面において撥水性保護膜形成用薬液を調製する。なお、上述のように反応により(I)アミノシランが生成するため、(I)〜(III)の総量に対する(I)の含有量が0.02〜0.5質量%の範囲となるようにウェハ表面に薬液を保持する。
上記接触に用いる酸性化合物は、非プロトン性溶剤で希釈されたもの(相溶しない場合は分散させた状態)であってもよい。当該希釈に用いる非プロトン性溶剤としては、本発明の(III)として述べたものが挙げられる。薬液調製工程で用いられる酸性化合物は、液体状態であっても良く、気体状態であっても良い。例えば、チャンバー内でウェハ表面に保持された液体状態の原料薬液に液体状態の酸性化合物を添加することでもよいし、チャンバー内でウェハ表面に保持された液体状態の原料薬液を気体状態の酸性化合物に曝して接触させることでもよい。後者の場合、例えばチャンバー内を所定の濃度の酸性化合物の蒸気雰囲気にしておいて原料薬液の供給を行うことでもよい。
また、原料薬液と気体状態の酸性化合物を接触させる場合、ウェハ表面に溶液状態の原料薬液を広げて、気体状態の酸性化合物と接触させると、接触面積を大きくでき、短時間で酸性化合物を導入できるので好ましい。このとき、空間中の気体状態の酸性化合物の濃度は、0.05〜5体積%が好ましく、さらに0.1〜2体積%が好ましい。また、接触時間は、0.01〜600秒が好ましく、さらに0.1〜180秒が好ましい。ウェハ表面に原料薬液を広げる方法は適宜公知の方法が使用でき、特にスピンコート法が好ましい。
上述のように調製された薬液をウェハ表面に保持することによりウェハ表面に撥水性保護膜を形成する。必要に応じてウェハ表面の上記薬液をリンス液に置換してリンス処理をさらに施しても良い。
そして、乾燥によりウェハ表面から液体を除去する。ウェハ表面に撥水性保護膜が形成されているため、優れた撥水性により乾燥時のパターン倒れを低減することができる。なお、乾燥により除去される液体としては、上記の撥水性保護膜形成用薬液、リンス液、又はそれらの混合液が挙げられる。
(表面処理態様6)
例えばアンモニア成分を有するSC−1での前処理を施すと、ウェハ表面にアンモニア成分に由来するNH2基を含む成分(プロトン性化合物)が分子レベルで残留しやすい傾向がある。上記NH2基を含む成分(プロトン性化合物)が分子レベルで所定量残留したウェハ表面に対して、図6に示すように、少なくとも、(II)、(III)、及び(IV)を混合して得た溶液(原料薬液)を液体状態又は気体状態で供給して、上記SC−1やSC−1処理後に置換した洗浄液等を、液体状態の原料薬液に置換する。そして、当該原料薬液と上記分子レベルで所定量残留したNH2基を含む成分(プロトン性化合物)とを接触させて、ウェハ表面において本発明に記載の撥水性保護膜形成用薬液を調製し、該薬液をウェハ表面に保持する、撥水性保護膜形成工程、及び、乾燥工程を有する。
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、80°以上を合格とした。
(1−1)撥水性保護膜形成用薬液の調製
(II)ケイ素化合物であるトリメチルシリルトリフルオロアセテート〔TMS−TFA:(CH3)3Si−OC(=O)CF3〕:15g、
(IV)シラザン化合物であるヘキサメチルジシラザン〔HMDS:(CH3)3Si−NH−Si(CH3)3〕:70g、
(III)非プロトン性溶剤である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):915gを混合して溶液状態の原料薬液を得た。
次に、プロトン性化合物である水:3.6gを原料薬液に添加することで、TMS−TFA、HMDS、PGMEAの総量1kgに対して0.2モルのプロトン性化合物(液体状態の水)を原料薬液に接触させて、撥水性保護膜形成用薬液を調製した。
平滑な熱酸化膜付きシリコンウェハ(表面に厚さ1μmの熱酸化膜層を有するSiウェハ)を1質量%のフッ酸水溶液に室温で10分浸漬し、純水に室温で1分、2−プロパノール(iPA)に室温で1分浸漬した。
上記洗浄後のシリコンウェハを、上記「(1−1)撥水性保護膜形成用薬液の調製」で調製した撥水性保護膜形成用薬液に25℃で30秒浸漬し、iPAに室温で30秒浸漬した。最後に、シリコンウェハをiPAから取出し、エアーを吹き付けて、表面のiPAを除去して乾燥させた。
実施例1−1で用いたプロトン性化合物の種類や接触方法や接触量、および、アミノシラン化合物やケイ素化合物やシラザン化合物の種類や含有量を変更した以外は実施例1−1と同様にウェハの表面処理を行い、さらにその評価を行った。結果を表1に示す。
なお、表中で、「iPA」は2−プロパノールを意味し、「MeOH」はメタノールを意味し、「EtOH」はエタノールを意味し、「nBuOH」は1−ブタノールを意味し、「PGME」はプロピレングリコールモノメチルエーテルを意味し、「TFAcA」はトリフルオロアセトアミドを意味する。
次に、プロトン性化合物である水:0.9gを原料薬液に添加することで、BDMS−TFA、DBTMDS、PGMEAの総量1kgに対して0.05モルのプロトン性化合物(液体状態の水)を原料薬液に接触させて、撥水性保護膜形成用薬液を調製した。
次に、プロトン性化合物である水:0.9gを原料薬液に添加することで、ODMS−TFA、DOTMDS、PGMEAの総量1kgに対して0.05モルのプロトン性化合物(液体状態の水)を原料薬液に接触させて、撥水性保護膜形成用薬液を調製した。
実施例1−1で用いたプロトン性化合物の種類や接触量を変更した以外は実施例1−1と同様にウェハの表面処理を行い、さらにその評価を行った。結果を表1に示す。いずれも表面処理後の接触角が80°未満となり、撥水性付与効果は実施例よりも劣るものであった。
図7、8より、プロトン性化合物(液体状態の水)を接触させない比較例1−1や、該接触量が多すぎる比較例1−2では、(I)〜(III)の総量中の(I)アミノシラン化合物(TMS−NH2)の含有量がいずれも少なすぎる((I)〜(III)の総量に対する(I)の含有量が0.02〜0.5質量%の範囲から外れる)ため、表面処理後の接触角は80°未満であった。
これに対し、プロトン性化合物(液体状態の水)を接触させることにより、(I)〜(III)の総量に対する(I)の含有量が0.02〜0.5質量%である撥水性保護膜形成用薬液を用いた実施例1−1〜1−3は、いずれも表面処理後の接触角が80°を超え、より優れた撥水性付与効果を示した。
実施例1−4〜1−6、比較例1−1、1−3の結果から、プロトン性化合物(液体状態のiPA)の接触量に対する表面処理後の接触角のプロットを図9に、(I)〜(III)の総量中の(I)アミノシラン化合物(TMS−NH2)の含有量に対する表面処理後の接触角のプロットを図10に、それぞれ示す。
図9、10より、プロトン性化合物(液体状態のiPA)を接触させない比較例1−1や、該接触量が多すぎる比較例1−3では、(I)〜(III)の総量中の(I)アミノシラン化合物(TMS−NH2)の含有量がいずれも少なすぎる((I)〜(III)の総量に対する(I)の含有量が0.02〜0.5質量%の範囲から外れる)ため、表面処理後の接触角は80°未満であった。
これに対し、プロトン性化合物(液体状態のiPA)を接触させることにより、(I)〜(III)の総量に対する(I)の含有量が0.02〜0.5質量%である撥水性保護膜形成用薬液を用いた実施例1−4〜1−6は、いずれも表面処理後の接触角が80°を超え、より優れた撥水性付与効果を示した。
(2−1)原料薬液の調製
(II)ケイ素化合物であるTMS−TFA:15g、
(IV)シラザン化合物であるHMDS:70g、
(III)非プロトン性溶剤であるPGMEA:915gを混合して溶液状態の原料薬液を得た。
実施例1−1と同様の方法で洗浄したシリコンウェハを、上記「(2−1)原料薬液の調製」で調製した原料薬液に浸漬し、次いでプロトン性化合物である液体状態の水:3.6gを当該原料薬液に添加することで、TMS−TFA、HMDS、PGMEAの総量1kgに対して0.2モルのプロトン性化合物(液体状態の水)を原料薬液に接触させて、撥水性保護膜形成用薬液を調製した。当該撥水性保護膜形成用薬液に30秒浸漬後にシリコンウェハを取出し、iPAに室温で30秒浸漬後、シリコンウェハをiPAから取出し、エアーを吹き付けて、表面のiPAを除去して乾燥させた。
実施例2−1で用いたプロトン性化合物の種類や接触方法や接触量、および、アミノシラン化合物やケイ素化合物やシラザン化合物の種類や含有量を変更した以外は実施例2−1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2に示す。
実施例2−1で用いたプロトン性化合物の種類や接触量を変更した以外は実施例2−1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2に示す。いずれも表面処理後の接触角が80°未満となり、撥水性付与効果は実施例よりも劣るものであった。
(IV)シラザン化合物であるHMDS:71g、
(III)非プロトン性溶剤であるPGMEA:929gを混合して溶液状態の原料薬液を得た。
次に、酸性化合物であるトリフルオロ酢酸〔TFA:CF3COOH〕:22.8gを原料薬液に添加することで、HMDS、PGMEAの総量1kgに対して0.2モルの酸性化合物(液体状態のTFA)を原料薬液に接触させて、撥水性保護膜形成用薬液を調製した。それ以外は、実施例1−1と同様にウェハの表面処理を行い、さらにその評価を行った。結果を表3に示す。
実施例3−1で用いた酸性化合物の種類や接触量、および、アミノシラン化合物やケイ素化合物やシラザン化合物の種類や含有量を変更した以外は実施例3−1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3に示す。なお、表中で、「TFMSA」はトリフルオロメタンスルホン酸〔CF3SO3H〕を意味し、「TMS−TFMSA」はトリメチルシリルトリフルオロメタンスルホネート〔(CH3)3Si−OS(=O)2CF3〕を意味する。
実施例3−1で用いた酸性化合物の接触量を変更した以外は実施例3−1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3に示す。いずれも表面処理後の接触角が80°未満となり、撥水性付与効果は実施例よりも劣るものであった。
(4−1)原料薬液の調製
(IV)シラザン化合物であるHMDS:71g、
(III)非プロトン性溶剤であるPGMEA:929gを混合して溶液状態の原料薬液を得た。
実施例1−1と同様の方法で洗浄したシリコンウェハを、上記「(4−1)原料薬液の調製」で調製した原料薬液に浸漬し、次いで酸性化合物である液体状態のTFA:22.8gを当該原料薬液に添加することで、HMDS、PGMEAの総量1kgに対して0.2モルの酸性化合物(液体状態のTFA)を原料薬液に接触させて、撥水性保護膜形成用薬液を調製した。当該撥水性保護膜形成用薬液に30秒浸漬後にシリコンウェハを取出し、iPAに室温で30秒浸漬後、シリコンウェハをiPAから取出し、エアーを吹き付けて、表面のiPAを除去して乾燥させた。
実施例4−1で用いた酸性化合物の種類や接触量、および、アミノシラン化合物やケイ素化合物やシラザン化合物の種類や含有量を変更した以外は実施例4−1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4に示す。
実施例4−1で用いた酸性化合物の接触量を変更した以外は実施例4−1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4に示す。いずれも表面処理後の接触角が80°未満となり、撥水性付与効果は実施例よりも劣るものであった。
「撥水性保護膜形成用薬液の調製」において、プロトン性化合物である水を非プロトン性溶剤であるPGMEAに希釈した状態で(相溶しない場合は分散させた状態で)、原料薬液に添加すること以外は、実施例1−1と同様の操作を行って、同様の評価を行った。なお、水の添加量は、TMS−TFA、HMDS、原料薬液に含まれるPGMEA、及び希釈に用いるPGMEAの総量1kgに対して0.2モルとなるようにした。結果を表5に示す。なお、希釈に用いたPGMEAの量と原料薬液に含まれるPGMEAの量を同量となるようにした。
実施例1−1aで用いたプロトン性化合物の種類や接触方法や接触量、および、アミノシラン化合物やケイ素化合物やシラザン化合物の種類や含有量を変更した以外は実施例1−1a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。なお、実施例1−20a、1−21aについては、気体状態のプロトン性化合物を気体状態の非プロトン性溶剤に希釈して原料薬液に接触させた。結果を表5に示す。
なお、プロトン性化合物を接触させない比較例については、比較例1−1の結果を記載した。
「撥水性保護膜形成用薬液の調製と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」において、プロトン性化合物である水を非プロトン性溶剤であるPGMEAに希釈した状態で(相溶しない場合は分散させた状態で)、原料薬液に添加すること以外は、実施例2−1と同様の操作を行って、同様の評価を行った。なお、水の添加量は、TMS−TFA、HMDS、原料薬液に含まれるPGMEA、及び希釈に用いるPGMEAの総量1kgに対して0.2モルとなるようにした。結果を表6に示す。なお、希釈に用いたPGMEAの量と原料薬液に含まれるPGMEAの量を同量となるようにした。
実施例2−1aで用いたプロトン性化合物の種類や接触方法や接触量、および、アミノシラン化合物やケイ素化合物やシラザン化合物の種類や含有量を変更した以外は実施例2−1a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。なお、実施例2−13a、2−14aについては、気体状態のプロトン性化合物を気体状態の非プロトン性溶剤に希釈して原料薬液に接触させた。結果を表6に示す。
なお、プロトン性化合物を接触させない比較例については、比較例2−1の結果を記載した。
「撥水性保護膜形成用薬液の調製」において、酸性化合物であるTFAを非プロトン性溶剤であるPGMEAに希釈した状態で(相溶しない場合は分散させた状態で)、原料薬液に添加すること以外は、実施例3−1と同様の操作を行って、同様の評価を行った。なお、TFAの添加量は、HMDS、原料薬液に含まれるPGMEA、及び希釈に用いるPGMEAの総量1kgに対して0.2モルとなるようにした。結果を表7に示す。なお、希釈に用いたPGMEAの量と原料薬液に含まれるPGMEAの量を同量となるようにした。
実施例3−1aで用いた酸性化合物の種類や接触量、および、アミノシラン化合物やケイ素化合物やシラザン化合物の種類や含有量を変更した以外は実施例3−1aと同様にウェハの表面処理を行い、さらにその評価を行った。結果を表7に示す。
なお、酸性化合物を接触させない比較例については、比較例3−1の結果を記載した。
「撥水性保護膜形成用薬液の調製と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」において、酸性化合物であるTFAを非プロトン性溶剤であるPGMEAに希釈した状態で(相溶しない場合は分散させた状態で)、原料薬液に添加すること以外は、実施例4−1と同様の操作を行って、同様の評価を行った。なお、TFAの添加量は、HMDS、原料薬液に含まれるPGMEA、及び希釈に用いるPGMEAの総量1kgに対して0.2モルとなるようにした。結果を表8に示す。なお、希釈に用いたPGMEAの量と原料薬液に含まれるPGMEAの量を同量となるようにした。
実施例4−1aで用いた酸性化合物の種類や接触量、および、アミノシラン化合物やケイ素化合物やシラザン化合物の種類や含有量を変更した以外は実施例4−1aと同様にウェハの表面処理を行い、さらにその評価を行った。結果を表8に示す。
なお、酸性化合物を接触させない比較例については、比較例4−1の結果を記載した。
「撥水性保護膜形成用薬液の調製」において、プロトン性化合物をNH3とし、非プロトン性溶剤であるジオキサンに希釈した状態で、原料薬液に添加すること以外は、実施例1−2と同様の操作を行って、同様の評価を行った。なお、NH3の添加量は、TMS−TFA、HMDS、原料薬液に含まれるPGMEA、及び希釈に用いるジオキサンの総量1kgに対して0.05モルとなるようにした。結果を表9に示す。なお、原料薬液に添加する際のNH3/ジオキサン溶液の濃度は0.4モル/リットルとした。
実施例5−1で希釈に用いた非プロトン性溶剤の種類をテトラヒドロフラン〔THF〕に変更した以外は実施例5−1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9に示す。
なお、プロトン性化合物を接触させない比較例については、比較例1−1の結果を記載した。
「撥水性保護膜形成用薬液の調製と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」において、プロトン性化合物をNH3とし、非プロトン性溶剤であるジオキサンに希釈した状態で、原料薬液に添加すること以外は、実施例2−2と同様の操作を行って、同様の評価を行った。なお、NH3の添加量は、TMS−TFA、HMDS、原料薬液に含まれるPGMEA、及び希釈に用いるジオキサンの総量1kgに対して0.05モルとなるようにした。結果を表10に示す。なお、原料薬液に添加する際のNH3/ジオキサン溶液の濃度は0.4モル/リットルとした。
実施例6−1で希釈に用いた非プロトン性溶剤の種類をテトラヒドロフラン〔THF〕に変更した以外は実施例6−1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10に示す。
なお、プロトン性化合物を接触させない比較例については、比較例2−1の結果を記載した。
Claims (19)
- (I)下記一般式[1]で表されるアミノシラン化合物と
(II)下記一般式[2]で表されるケイ素化合物と
(III)非プロトン性溶剤とを有し、
(I)〜(III)の総量に対する(I)の含有量が0.02〜0.5質量%である、撥水性保護膜形成用薬液。
(R1)aSi(H)b(NH2)4−a−b [1]
[式[1]中、R1は、それぞれ互いに独立して、一部また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乃至18の1価の炭化水素基を含む1価の有機基である。aは1〜3の整数、bは0〜2の整数であり、aとbの合計は1〜3である。]
(R2)cSi(H)dX4−c−d [2]
[式[2]中、R2は、それぞれ互いに独立して、一部また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乃至18の1価の炭化水素基を含む1価の有機基である。また、Xは、ハロゲン基、−OC(=O)R3、−OS(=O)2−R3、−N(S(=O)2−R3)2、−C(S(=O)2−R3)3からなる群から選ばれる少なくとも1つの基を表す。R3は、炭素数が1乃至6の1価のパーフルオロアルキル基であり、cは1〜3の整数、dは0〜2の整数であり、cとdの合計は1〜3である。] - 前記(I)が、下記一般式[3]で表される化合物である、請求項1に記載の撥水性保護膜形成用薬液。
(R1)eSi(H)fNH2 [3]
[式[3]中、R1は、それぞれ互いに独立して、一部また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乃至18の1価の炭化水素基を含む1価の有機基である。eは1〜3の整数、fは0〜2の整数であり、eとfの合計は3である。] - (IV)下記一般式[4]で表されるシラザン化合物をさらに含有する、請求項1又は2に記載の撥水性保護膜形成用薬液。
[(R1)eSi(H)f]2NH [4]
[式[4]中、R1は、それぞれ互いに独立して、一部また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乃至18の1価の炭化水素基を含む1価の有機基である。eは1〜3の整数、fは0〜2の整数であり、eとfの合計は3である。] - 前記(I)〜(III)の総量に対する(II)の含有量が0.05〜20質量%である、請求項1〜3のいずれかに記載の撥水性保護膜形成用薬液。
- 前記(II)が、下記一般式[5]からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物である、請求項1〜4のいずれかに記載の撥水性保護膜形成用薬液。
(R2)gSi(OC(=O)R3)4−g [5]
[式[5]中、R2は、それぞれ互いに独立して、一部また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乃至18の1価の炭化水素基を含む1価の有機基であり、R3は、炭素数が1乃至6の1価のパーフルオロアルキル基である。また、gは1〜3の整数である。] - ウェハ表面に洗浄液及びリンス液からなる群から選ばれる少なくとも1種の液体が保持された状態で、該液体を、
(I)下記一般式[1]で表されるアミノシラン化合物と
(II)下記一般式[2]で表されるケイ素化合物と
(III)非プロトン性溶剤とを有し、
(I)〜(III)の総量に対する(I)の含有量が0.02〜0.5質量%である、撥水性保護膜形成用薬液で置換し、該薬液をウェハ表面に保持する、撥水性保護膜形成工程、及び、
乾燥工程
を有する、ウェハの表面処理方法。
(R1)aSi(H)b(NH2)4−a−b [1]
[式[1]中、R1は、それぞれ互いに独立して、一部また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乃至18の1価の炭化水素基を含む1価の有機基である。aは1〜3の整数、bは0〜2の整数であり、aとbの合計は1〜3である。]
(R2)cSi(H)dX4−c−d [2]
[式[2]中、R2は、それぞれ互いに独立して、一部また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乃至18の1価の炭化水素基を含む1価の有機基である。また、Xは、ハロゲン基、−OC(=O)R3、−OS(=O)2−R3、−N(S(=O)2−R3)2、−C(S(=O)2−R3)3からなる群から選ばれる少なくとも1つの基を表す。R3は、炭素数が1乃至6の1価のパーフルオロアルキル基であり、cは1〜3の整数、dは0〜2の整数であり、cとdの合計は1〜3である。] - 前記(I)が、下記一般式[3]で表される化合物である、請求項6に記載のウェハの表面処理方法。
(R1)eSi(H)fNH2 [3]
[式[3]中、R1は、それぞれ互いに独立して、一部また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乃至18の1価の炭化水素基を含む1価の有機基である。eは1〜3の整数、fは0〜2の整数であり、eとfの合計は3である。] - 前記撥水性保護膜形成用薬液が、
(IV)下記一般式[4]で表されるシラザン化合物をさらに含有する、請求項6又は7に記載のウェハの表面処理方法。
[(R1)eSi(H)f]2NH [4]
[式[4]中、R1は、それぞれ互いに独立して、一部また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乃至18の1価の炭化水素基を含む1価の有機基である。eは1〜3の整数、fは0〜2の整数であり、eとfの合計は3である。] - 前記撥水性保護膜形成工程の前に、
(II)前記一般式[2]で表されるケイ素化合物と
(IV)下記一般式[4]で表されるシラザン化合物と
(III)非プロトン性溶剤とを有する原料薬液に、
(II)、(III)、(IV)の総量1kgに対して0.001〜0.3モルの割合でプロトン性化合物を接触させることにより、
前記(I)〜(III)を有し、
(I)〜(III)の総量に対する(I)の含有量が0.02〜0.5質量%である、
撥水性保護膜形成用薬液を調製する、薬液調製工程
を有する、請求項6〜8のいずれかに記載のウェハの表面処理方法。
[(R1)eSi(H)f]2NH [4]
[式[4]中、R1は、それぞれ互いに独立して、一部また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乃至18の1価の炭化水素基を含む1価の有機基である。eは1〜3の整数、fは0〜2の整数であり、eとfの合計は3である。] - 前記撥水性保護膜形成工程の前に、
(II)前記一般式[2]で表されるケイ素化合物と
(IV)下記一般式[4]で表されるシラザン化合物と
(III)非プロトン性溶剤とを有する原料薬液に、
(II)、(III)、(IV)の総量1kgに対して0.001〜0.3モルの割合でプロトン性化合物を接触させることにより、
前記(I)〜(IV)を有し、
(I)〜(III)の総量に対する(I)の含有量が0.02〜0.5質量%である、
撥水性保護膜形成用薬液を調製する、薬液調製工程
を有する、請求項8に記載のウェハの表面処理方法。
[(R1)eSi(H)f]2NH [4]
[式[4]中、R1は、それぞれ互いに独立して、一部また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乃至18の1価の炭化水素基を含む1価の有機基である。eは1〜3の整数、fは0〜2の整数であり、eとfの合計は3である。] - 前記薬液調製工程が、
プロトン性化合物を含有する空間中に前記原料薬液を導入して両者を接触させることである、請求項9又は10に記載のウェハの表面処理方法。 - 前記プロトン性化合物が気体状態である、請求項9〜11のいずれかに記載のウェハの表面処理方法。
- 前記プロトン性化合物が液体状態である、請求項9〜11のいずれかに記載のウェハの表面処理方法。
- 前記プロトン性化合物が、−OH基、及び/又は、−NH2基を有する化合物である、請求項9〜13のいずれかに記載のウェハの表面処理方法。
- 前記プロトン性化合物が水、及び/又は、2−プロパノールである、請求項9〜14のいずれかに記載のウェハの表面処理方法。
- 前記撥水性保護膜形成工程の前に、
(IV)下記一般式[4]で表されるシラザン化合物と
(III)非プロトン性溶剤とを有する原料薬液に、
(III)、(IV)の総量1kgに対して0.001〜0.3モルの割合で下記一般式[6]で表される酸性化合物を接触させることにより、
前記(I)〜(III)を有し、
(I)〜(III)の総量に対する(I)の含有量が0.02〜0.5質量%である、
撥水性保護膜形成用薬液を調製する、薬液調製工程、
を有する、請求項6〜8のいずれかに記載のウェハの表面処理方法。
[(R1)eSi(H)f]2NH [4]
[式[4]中、R1は、それぞれ互いに独立して、一部また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乃至18の1価の炭化水素基を含む1価の有機基である。eは1〜3の整数、fは0〜2の整数であり、eとfの合計は3である。]
H−X [6]
[式[6]中、Xは、ハロゲン基、−OC(=O)R3、−OS(=O)2−R3、−N(S(=O)2−R3)2、−C(S(=O)2−R3)3を表す。R3は、炭素数が1乃至6の1価のパーフルオロアルキル基である。] - 前記撥水性保護膜形成工程の前に、
(IV)下記一般式[4]で表されるシラザン化合物と
(III)非プロトン性溶剤とを有する原料薬液に、
(III)、(IV)の総量1kgに対して0.001〜0.3モルの割合で下記一般式[6]で表される酸性化合物を接触させることにより、
前記(I)〜(IV)を有し、
(I)〜(III)の総量に対する(I)の含有量が0.02〜0.5質量%である、
撥水性保護膜形成用薬液を調製する、薬液調製工程
を有する、請求項8に記載のウェハの表面処理方法。
[(R1)eSi(H)f]2NH [4]
[式[4]中、R1は、それぞれ互いに独立して、一部また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乃至18の1価の炭化水素基を含む1価の有機基である。eは1〜3の整数、fは0〜2の整数であり、eとfの合計は3である。]
H−X [6]
[式[6]中、Xは、ハロゲン基、−OC(=O)R3、−OS(=O)2−R3、−N(S(=O)2−R3)2、−C(S(=O)2−R3)3を表す。R3は、炭素数が1乃至6の1価のパーフルオロアルキル基である。] - 前記(I)〜(III)の総量に対する(II)の含有量が0.05〜20質量%である、請求項6〜17のいずれかに記載のウェハの表面処理方法。
- 前記(II)が、下記一般式[5]からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物である、請求項6〜18のいずれかに記載のウェハの表面処理方法。
(R2)gSi(OC(=O)R3)4−g [5]
[式[5]中、R2は、それぞれ互いに独立して、一部また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乃至18の1価の炭化水素基を含む1価の有機基であり、R3は、炭素数が1乃至6の1価のパーフルオロアルキル基である。また、gは1〜3の整数である。]
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