JP2001237289A - 半導体基板の保持容器、及び水質の評価方法 - Google Patents
半導体基板の保持容器、及び水質の評価方法Info
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- JP2001237289A JP2001237289A JP2000047366A JP2000047366A JP2001237289A JP 2001237289 A JP2001237289 A JP 2001237289A JP 2000047366 A JP2000047366 A JP 2000047366A JP 2000047366 A JP2000047366 A JP 2000047366A JP 2001237289 A JP2001237289 A JP 2001237289A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体基板を１枚、内部に収容し、収容した
まゝ半導体基板の表面の清浄化と、半導体基板の表面へ
被評価水を接触させ、半導体基板の特性に悪影響を及ぼ
す可能性がある微量不純物を該基板の表面に付着させる
ことを行えるようにする。 【解決手段】 半導体基板に被評価水を接触させた後、
該基板の表面の分析によって被評価水中の不純物を検出
または測定する水質の評価方法で使用する半導体基板の
保持容器であって、内部に半導体基板Ｗを収容、保持す
る保持手段２４と、被評価水の給水口１１と、被評価水
を排出する排水口２２と、半導体基板の表面を清浄化す
るための洗浄液の供給手段１４を備えている。
まゝ半導体基板の表面の清浄化と、半導体基板の表面へ
被評価水を接触させ、半導体基板の特性に悪影響を及ぼ
す可能性がある微量不純物を該基板の表面に付着させる
ことを行えるようにする。 【解決手段】 半導体基板に被評価水を接触させた後、
該基板の表面の分析によって被評価水中の不純物を検出
または測定する水質の評価方法で使用する半導体基板の
保持容器であって、内部に半導体基板Ｗを収容、保持す
る保持手段２４と、被評価水の給水口１１と、被評価水
を排出する排水口２２と、半導体基板の表面を清浄化す
るための洗浄液の供給手段１４を備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ＬＳＩ製造工程
などで、大量に使用される洗浄用の超純水（被評価水）
中に存在する微量不純物のうち、半導体基板（ウエハと
も称す。）の表面に付着し、ウエハの特性に悪影響を及
ぼす可能性がある物質のみを対象にしてその超純水の水
質を評価する際に使用する半導体基板の保持容器と、こ
の保持容器を使用した超純水の水質の評価方法に関す
る。
などで、大量に使用される洗浄用の超純水（被評価水）
中に存在する微量不純物のうち、半導体基板（ウエハと
も称す。）の表面に付着し、ウエハの特性に悪影響を及
ぼす可能性がある物質のみを対象にしてその超純水の水
質を評価する際に使用する半導体基板の保持容器と、こ
の保持容器を使用した超純水の水質の評価方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ＬＳＩ製造工程においては、超純水が洗
浄用に多量に使用されている。超純水は、洗浄工程の最
後にウエハに接触する物質であるために、超純水に含ま
れる不純物の濃度がシリコン等の基板の表面の清浄度に
影響する。このため、これまでのＬＳＩ集積度の増加と
共に、その製造工程で使用される超純水の全ての不純物
の濃度を低下させる努力がなされてきた。このために高
感度の分析装置を使用して超純水中のあらゆる不純物を
超微量まで分析できるような技術の開発が行われてき
た。しかし、超純水中の不純物の基板に対する悪影響を
考えると、先ず悪影響を及ぼす物質が水中からウエハの
表面に付着し、その後、微粒子性の不純物であればリソ
グラフ工程において露光時の陰影によってパターン形成
を妨害し、金属元素などの不純物であれば加熱などの処
理を行った際に拡散や化学反応などを起こして悪影響を
発現させると考えられる。すなわち超純水中の悪影響を
及ぼす物質は全て水中からウエハ表面に付着する物質に
含まれることになる。従って、水中のあらゆる不純物を
分析して水質を評価しなくても、清浄対象と同じ材質の
基板を、使用する超純水に接触して対象とする不純物を
その表面に付着させ、表面の不純物を分析する手法を用
いて、基板に付着した不純物を分析すれば、超純水から
表面に付着する性質のある、言い換えれば悪影響を及ぼ
す可能性のある不純物だけを検出して超純水の水質を評
価することができる。この目的で、シリコンウエハの清
浄に使用する超純水や薬液をウエハに接触させた後、ウ
エハの表面の付着物の分析を行い、接触によって増加し
た不純物の量をもって超純水や薬液中の不純物濃度を評
価することが行われている。
浄用に多量に使用されている。超純水は、洗浄工程の最
後にウエハに接触する物質であるために、超純水に含ま
れる不純物の濃度がシリコン等の基板の表面の清浄度に
影響する。このため、これまでのＬＳＩ集積度の増加と
共に、その製造工程で使用される超純水の全ての不純物
の濃度を低下させる努力がなされてきた。このために高
感度の分析装置を使用して超純水中のあらゆる不純物を
超微量まで分析できるような技術の開発が行われてき
た。しかし、超純水中の不純物の基板に対する悪影響を
考えると、先ず悪影響を及ぼす物質が水中からウエハの
表面に付着し、その後、微粒子性の不純物であればリソ
グラフ工程において露光時の陰影によってパターン形成
を妨害し、金属元素などの不純物であれば加熱などの処
理を行った際に拡散や化学反応などを起こして悪影響を
発現させると考えられる。すなわち超純水中の悪影響を
及ぼす物質は全て水中からウエハ表面に付着する物質に
含まれることになる。従って、水中のあらゆる不純物を
分析して水質を評価しなくても、清浄対象と同じ材質の
基板を、使用する超純水に接触して対象とする不純物を
その表面に付着させ、表面の不純物を分析する手法を用
いて、基板に付着した不純物を分析すれば、超純水から
表面に付着する性質のある、言い換えれば悪影響を及ぼ
す可能性のある不純物だけを検出して超純水の水質を評
価することができる。この目的で、シリコンウエハの清
浄に使用する超純水や薬液をウエハに接触させた後、ウ
エハの表面の付着物の分析を行い、接触によって増加し
た不純物の量をもって超純水や薬液中の不純物濃度を評
価することが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このための接触方法と
して、薬液をウエハに接触させるには、ウエハを洗浄す
る際に使用する容器に薬液を満たし、この薬液中にウエ
ハを保持したウエハカセットを沈めたり、容器に超純水
を連続的に供給しながらウエハを装着したウエハカセッ
トを沈めて行う。しかしこの方法は、ウエハを収納した
カセットを超純水や薬液に浸漬する前後においてウエハ
が環境空気に接触し、空気からの汚染を受けることにな
るため、ＬＳＩを製造する環境のような極めて清浄度の
高い環境でしか操作できない。また、不純物は、ウエハ
の表面のごく近傍の水中からウエハの表面に移行すると
考えられ、ウエハの近傍を通過する水の量が多いほど、
より低濃度の不純物が検出できると考えられる。ウエハ
を水に浸漬する方法では、ウエハの近傍を流れる水の流
速は小さいから、ウエハと接触する水の量は少ない。こ
れを増加させるために長い時間浸漬すると、使用する水
量は極めて大きくなってしまい、実用上問題がある。さ
らに、複数枚のウエハを収納したカセットを容器内の水
に浸漬し、試験水を供給したときには、ウエハの表面近
傍を流れる水の流速をどのウエハに付いても一定にする
ことは不可能であり、不純物の付着量も不均一になる。
何れの方法を用いるにしても、水と接触させるウエハは
前もって洗浄する必要があるが、通常はクリーンルーム
内で薬液を用いて洗浄し、洗浄したウエハを保持容器に
装着するとき、ウエハは空気に接触してこのときに汚染
を受ける。従って、ウエハの表面の不純物濃度が液中の
不純物の濃度を反映しなくなり、不純物が極めて低い超
純水を評価しようとするときに正しい評価を妨害するこ
とになる。
して、薬液をウエハに接触させるには、ウエハを洗浄す
る際に使用する容器に薬液を満たし、この薬液中にウエ
ハを保持したウエハカセットを沈めたり、容器に超純水
を連続的に供給しながらウエハを装着したウエハカセッ
トを沈めて行う。しかしこの方法は、ウエハを収納した
カセットを超純水や薬液に浸漬する前後においてウエハ
が環境空気に接触し、空気からの汚染を受けることにな
るため、ＬＳＩを製造する環境のような極めて清浄度の
高い環境でしか操作できない。また、不純物は、ウエハ
の表面のごく近傍の水中からウエハの表面に移行すると
考えられ、ウエハの近傍を通過する水の量が多いほど、
より低濃度の不純物が検出できると考えられる。ウエハ
を水に浸漬する方法では、ウエハの近傍を流れる水の流
速は小さいから、ウエハと接触する水の量は少ない。こ
れを増加させるために長い時間浸漬すると、使用する水
量は極めて大きくなってしまい、実用上問題がある。さ
らに、複数枚のウエハを収納したカセットを容器内の水
に浸漬し、試験水を供給したときには、ウエハの表面近
傍を流れる水の流速をどのウエハに付いても一定にする
ことは不可能であり、不純物の付着量も不均一になる。
何れの方法を用いるにしても、水と接触させるウエハは
前もって洗浄する必要があるが、通常はクリーンルーム
内で薬液を用いて洗浄し、洗浄したウエハを保持容器に
装着するとき、ウエハは空気に接触してこのときに汚染
を受ける。従って、ウエハの表面の不純物濃度が液中の
不純物の濃度を反映しなくなり、不純物が極めて低い超
純水を評価しようとするときに正しい評価を妨害するこ
とになる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は半導体基板を内
部に保持し、該基板の洗浄と、該基板と超純水（被評価
水）との接触を、半導体基板を空気に接触させることな
く行えるようにしたのであって、請求項１の半導体基板
の保持容器は、半導体基板に被評価水を接触させた後、
該基板の表面の分析によって被評価水中の不純物を検出
または測定する水質の評価方法で使用する半導体基板の
保持容器であって、内部に半導体基板を収容、保持する
保持手段と、被評価水の給水口と、被評価水を排出する
排水口と、半導体基板の表面を清浄化するための洗浄液
の供給手段を備えていることを特徴とする。請求項２の
半導体基板の保持容器は、請求項１に記載の半導体基板
の保持容器において、容器外壁に超音波発信手段を設け
たことを特徴とする。請求項３の半導体基板の保持容器
は、請求項１、請求項２のどれか１項に記載の半導体基
板の保持容器において、内部に収容した半導体基板を高
速回転させる回転駆動手段を備えていることを特徴とす
る。請求項４の半導体基板の保持容器は、請求項１から
３のどれか１項に記載の半導体基板の保持容器におい
て、被評価水を半導体基板の中央に供給し、その外周に
向かって表面を半径方向外向きに流す構造を有し、基板
の表面と容器内面との距離が基板中心部から外周に向か
って半径方向に移行するに従って短くなっていることを
特徴とする。請求項５の水質の評価方法は、請求項１か
ら４のどれか１項に記載の半導体保持容器を用いて、保
持容器に洗浄液を供給し、内部に収容した半導体基板の
表面を清浄または改質した後、被評価液と該基板を接触
させ、該半導体基板の表面分析により被評価水中の不純
物を検出または測定することを特徴とする。
部に保持し、該基板の洗浄と、該基板と超純水（被評価
水）との接触を、半導体基板を空気に接触させることな
く行えるようにしたのであって、請求項１の半導体基板
の保持容器は、半導体基板に被評価水を接触させた後、
該基板の表面の分析によって被評価水中の不純物を検出
または測定する水質の評価方法で使用する半導体基板の
保持容器であって、内部に半導体基板を収容、保持する
保持手段と、被評価水の給水口と、被評価水を排出する
排水口と、半導体基板の表面を清浄化するための洗浄液
の供給手段を備えていることを特徴とする。請求項２の
半導体基板の保持容器は、請求項１に記載の半導体基板
の保持容器において、容器外壁に超音波発信手段を設け
たことを特徴とする。請求項３の半導体基板の保持容器
は、請求項１、請求項２のどれか１項に記載の半導体基
板の保持容器において、内部に収容した半導体基板を高
速回転させる回転駆動手段を備えていることを特徴とす
る。請求項４の半導体基板の保持容器は、請求項１から
３のどれか１項に記載の半導体基板の保持容器におい
て、被評価水を半導体基板の中央に供給し、その外周に
向かって表面を半径方向外向きに流す構造を有し、基板
の表面と容器内面との距離が基板中心部から外周に向か
って半径方向に移行するに従って短くなっていることを
特徴とする。請求項５の水質の評価方法は、請求項１か
ら４のどれか１項に記載の半導体保持容器を用いて、保
持容器に洗浄液を供給し、内部に収容した半導体基板の
表面を清浄または改質した後、被評価液と該基板を接触
させ、該半導体基板の表面分析により被評価水中の不純
物を検出または測定することを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】図１は請求項１、２のウエハの保
持容器の一実施形態であって、上蓋１０と、上面に有す
る円形の窪み２１を上記上蓋によって塞がれる底盤２０
とからなる。上蓋１０と底盤２０の外形は例えば円形
で、上蓋の中心には給水口１１、底盤２０の中心には排
水口２２が開設されている。底盤２０の上面の周縁部に
は円周方向に等間隔に位置決め突起２３が設けてあり、
これに対応して上蓋の下面の周縁部には上記位置決め突
起を受入れる凹部が設けてある。従って、底盤の上面上
に上蓋を載せ、上蓋の凹部を前記位置決め突起２３に嵌
めると、上蓋は正しく底盤の上に重なり、底盤の円形の
窪み２１の上面を塞ぐ。
持容器の一実施形態であって、上蓋１０と、上面に有す
る円形の窪み２１を上記上蓋によって塞がれる底盤２０
とからなる。上蓋１０と底盤２０の外形は例えば円形
で、上蓋の中心には給水口１１、底盤２０の中心には排
水口２２が開設されている。底盤２０の上面の周縁部に
は円周方向に等間隔に位置決め突起２３が設けてあり、
これに対応して上蓋の下面の周縁部には上記位置決め突
起を受入れる凹部が設けてある。従って、底盤の上面上
に上蓋を載せ、上蓋の凹部を前記位置決め突起２３に嵌
めると、上蓋は正しく底盤の上に重なり、底盤の円形の
窪み２１の上面を塞ぐ。
【０００６】底盤の円形の窪み２１の内径は保持すべき
ウエハＷの直径よりも充分に大であり、その窪みの底の
中心に前記排水口２２の上端が開口している。窪み２１
の底面上にはウエハの保持手段として円周方向に等間隔
に複数の、図では３つの放射状畝２４が隆設してある。
この放射状畝２４の内端は排水口２２の回りに位置し、
外端は窪み２１の内周面から内側に間隔を保って離れて
いる。
ウエハＷの直径よりも充分に大であり、その窪みの底の
中心に前記排水口２２の上端が開口している。窪み２１
の底面上にはウエハの保持手段として円周方向に等間隔
に複数の、図では３つの放射状畝２４が隆設してある。
この放射状畝２４の内端は排水口２２の回りに位置し、
外端は窪み２１の内周面から内側に間隔を保って離れて
いる。
【０００７】そして、ウエハＷは表面を上に向けて上記
複数の放射状畝２４の上に水平に保持する。そのため、
各畝の外端部上にはウエハの周縁部を載せる段２６を有
する階段形の支持台２５が設けてある。段２６の段差は
ウエハの厚さ（約０．６ｍｍ）に対応している。又、必
要に応じ、各畝２４の中間部上にウエハの半径方向の途
中の下面を支持する支持部２７を突設する。
複数の放射状畝２４の上に水平に保持する。そのため、
各畝の外端部上にはウエハの周縁部を載せる段２６を有
する階段形の支持台２５が設けてある。段２６の段差は
ウエハの厚さ（約０．６ｍｍ）に対応している。又、必
要に応じ、各畝２４の中間部上にウエハの半径方向の途
中の下面を支持する支持部２７を突設する。
【０００８】上蓋１０の下面には、給水口１１の下端に
連なった富士山形の通水用凹部１２が設けてある。この
通水用凹部１２の内径は、底盤の円形の窪み２１の内径
に等しい。通水用凹部１２を富士山形と称したのは、断
面形状において、凹部１２の下面が半径方向外向きに、
前記階段形の支持台２５に水平に支持されたウエハＷの
表面に次第に近付くようにしたからである。
連なった富士山形の通水用凹部１２が設けてある。この
通水用凹部１２の内径は、底盤の円形の窪み２１の内径
に等しい。通水用凹部１２を富士山形と称したのは、断
面形状において、凹部１２の下面が半径方向外向きに、
前記階段形の支持台２５に水平に支持されたウエハＷの
表面に次第に近付くようにしたからである。
【０００９】例えば、ウエハの半径が７５ｍｍの場合、
水平に支持されたウエハの上面からの通水用凹部１２の
距離は、ウエハの中心から半径方向外向きに５ｍｍの位
置で１５ｍｍ、同じく１０ｍｍの位置で７．５ｍｍ、同
じく１５ｍｍの位置で５ｍｍ、２０ｍｍの位置で３．７
５ｍｍ、３０ｍｍの位置で２．５ｍｍ、４０ｍｍの位置
で１．８７５ｍｍ、６０ｍｍの位置で１．２５ｍｍ、外
周の７５ｍｍの位置で１ｍｍである。これは、給水口１
１から内部に供給された超純水などの液が、ウエハＷの
表面上を半径方向外向きに均一な流量、流速で流れ、窪
みの内周面と放射状畝の外端との間の間隔を含む窪みの
底の周縁部２１′に達するようにしてある。これによ
り、 繰り返し試験するときにも接触水量を制御でき、再現
性の高い評価ができる。そして、供給された液が効率よ
くウエハに接触するため、短時間でも多量の液をウエハ
と接触させることができ、感度が高い。 基板の表面を半径方向外向きに流れる水流の流速が均
一のため、不純物のウエハ表面への付着も均一となり、
表面分析による付着物の評価の信頼度が高い。 又、液がウエハと接触する際に、ウエハからの不純物
溶出が極めて少ないため、供給する液中からのウエハへ
の汚染量が感度良く検出できる。との効果がある。
水平に支持されたウエハの上面からの通水用凹部１２の
距離は、ウエハの中心から半径方向外向きに５ｍｍの位
置で１５ｍｍ、同じく１０ｍｍの位置で７．５ｍｍ、同
じく１５ｍｍの位置で５ｍｍ、２０ｍｍの位置で３．７
５ｍｍ、３０ｍｍの位置で２．５ｍｍ、４０ｍｍの位置
で１．８７５ｍｍ、６０ｍｍの位置で１．２５ｍｍ、外
周の７５ｍｍの位置で１ｍｍである。これは、給水口１
１から内部に供給された超純水などの液が、ウエハＷの
表面上を半径方向外向きに均一な流量、流速で流れ、窪
みの内周面と放射状畝の外端との間の間隔を含む窪みの
底の周縁部２１′に達するようにしてある。これによ
り、 繰り返し試験するときにも接触水量を制御でき、再現
性の高い評価ができる。そして、供給された液が効率よ
くウエハに接触するため、短時間でも多量の液をウエハ
と接触させることができ、感度が高い。 基板の表面を半径方向外向きに流れる水流の流速が均
一のため、不純物のウエハ表面への付着も均一となり、
表面分析による付着物の評価の信頼度が高い。 又、液がウエハと接触する際に、ウエハからの不純物
溶出が極めて少ないため、供給する液中からのウエハへ
の汚染量が感度良く検出できる。との効果がある。
【００１０】上記窪みの底の周縁部２１′に達した液は
窪み２１の底と放射状の畝によって持ち上げられたウエ
ハの裏面との間の隙間を通って中心の排水口２２に向か
って流れ、排水口から外に流出する。
窪み２１の底と放射状の畝によって持ち上げられたウエ
ハの裏面との間の隙間を通って中心の排水口２２に向か
って流れ、排水口から外に流出する。
【００１１】上蓋の給水口１１に下端を接続した超純水
供給用の給水管１３の上下に開閉弁Ｖ1，Ｖ2を設け、こ
の両開閉弁の間の上部に開閉弁Ｖ3を有する洗浄液の供
給手段としての注入管１４、その下部に開閉弁Ｖ4を有
する排出管１５を接続する。又、排水口２２に接続した
排水管１６には開閉弁Ｖ5を設ける。
供給用の給水管１３の上下に開閉弁Ｖ1，Ｖ2を設け、こ
の両開閉弁の間の上部に開閉弁Ｖ3を有する洗浄液の供
給手段としての注入管１４、その下部に開閉弁Ｖ4を有
する排出管１５を接続する。又、排水口２２に接続した
排水管１６には開閉弁Ｖ5を設ける。
【００１２】図２は請求項３のウエハの保持容器の一実
施形態であって、その構成の大部分は図１の保持容器と
同じであるため、図１の構成要素と同じ構成要素には同
じ符号を付して説明を省略する。図２の保持容器が図１
と相違する点は、底盤の円形の窪み２１の底には窪み２
１より直径が少し小さいターンテーブル２８が設けてあ
り、ターンテーブルの中心軸２８′はメカニカルシール
２９により底盤の底の中心を気密に貫いて下に突出し、
カップリングを介してモータＭの回転軸と連結してい
る。そして、ウエハＷを水平に支持する複数（図では３
条）の放射状畝２４は上記ターンテーブル２８の上面に
設けてある。窪みの底の中心にはターンテーブルの軸が
通っているため、排水管１６は窪みの底の周縁部に複数
設けてある。
施形態であって、その構成の大部分は図１の保持容器と
同じであるため、図１の構成要素と同じ構成要素には同
じ符号を付して説明を省略する。図２の保持容器が図１
と相違する点は、底盤の円形の窪み２１の底には窪み２
１より直径が少し小さいターンテーブル２８が設けてあ
り、ターンテーブルの中心軸２８′はメカニカルシール
２９により底盤の底の中心を気密に貫いて下に突出し、
カップリングを介してモータＭの回転軸と連結してい
る。そして、ウエハＷを水平に支持する複数（図では３
条）の放射状畝２４は上記ターンテーブル２８の上面に
設けてある。窪みの底の中心にはターンテーブルの軸が
通っているため、排水管１６は窪みの底の周縁部に複数
設けてある。
【００１３】この実施形態でも上蓋の給水口１１に下端
を接続した超純水用の給水管１３の上下に開閉弁Ｖ1，
Ｖ2を設け、この両開閉弁の間の上部に開閉弁Ｖ3を有す
る洗浄液の注入管１４、その下部に開閉弁Ｖ4を有する
排水管１５を接続する。尚、窪み２１の底の周縁部から
垂下する複数の排水管１６には図１の実施形態とは異な
り開閉弁を設けていない。
を接続した超純水用の給水管１３の上下に開閉弁Ｖ1，
Ｖ2を設け、この両開閉弁の間の上部に開閉弁Ｖ3を有す
る洗浄液の注入管１４、その下部に開閉弁Ｖ4を有する
排水管１５を接続する。尚、窪み２１の底の周縁部から
垂下する複数の排水管１６には図１の実施形態とは異な
り開閉弁を設けていない。
【００１４】図１，図２のどちらの実施形態も、上蓋１
０、底盤２０の材質としては、供試水中の金属成分やイ
オンを評価しようとする場合には、金属やイオンなどの
不純物含有量が少なく、加工が比較的容易で耐久性のあ
る合成樹脂又は石英を使用する。又、容器の表面に付着
している不純物を除去するために、容器使用前に加温超
純水による洗浄や、超音波を使った洗浄を行う一方、供
試水中の有機性不純物を評価しようとするときには、上
蓋や底盤を有機物の溶出がないステンレスやアルミニウ
ムなどの金属又は石英で作るか、又は上蓋や底盤の接液
部に上記金属や石英を使用する。
０、底盤２０の材質としては、供試水中の金属成分やイ
オンを評価しようとする場合には、金属やイオンなどの
不純物含有量が少なく、加工が比較的容易で耐久性のあ
る合成樹脂又は石英を使用する。又、容器の表面に付着
している不純物を除去するために、容器使用前に加温超
純水による洗浄や、超音波を使った洗浄を行う一方、供
試水中の有機性不純物を評価しようとするときには、上
蓋や底盤を有機物の溶出がないステンレスやアルミニウ
ムなどの金属又は石英で作るか、又は上蓋や底盤の接液
部に上記金属や石英を使用する。
【００１５】図１の実施形態では底盤の窪み２１の底に
設けた放射状畝２４の上にシリコンウエハＷを載せ、図
２の実施形態では底盤の窪み２１の底の上に位置するタ
ーンテーブル２８の上面上に設けた放射状畝２４の上に
シリコンウエハＷを載せ、夫々底盤の上に上蓋１０を重
ねて底盤の窪み２１を密閉し、ウエハを保持容器内に装
着する。
設けた放射状畝２４の上にシリコンウエハＷを載せ、図
２の実施形態では底盤の窪み２１の底の上に位置するタ
ーンテーブル２８の上面上に設けた放射状畝２４の上に
シリコンウエハＷを載せ、夫々底盤の上に上蓋１０を重
ねて底盤の窪み２１を密閉し、ウエハを保持容器内に装
着する。
【００１６】次いで弁Ｖ1，Ｖ4を閉、弁Ｖ3，Ｖ2を開に
し、注入管１４からアンモニア過酸化水素混合液や、塩
酸過酸化水素混合液、硫酸過酸化水素混合液などの洗浄
液を保持容器の内部に供給することでシリコンウエハを
清浄化する。尚、ウエハを洗浄化した洗浄液は排水管１
６から排出される。
し、注入管１４からアンモニア過酸化水素混合液や、塩
酸過酸化水素混合液、硫酸過酸化水素混合液などの洗浄
液を保持容器の内部に供給することでシリコンウエハを
清浄化する。尚、ウエハを洗浄化した洗浄液は排水管１
６から排出される。
【００１７】図１，図２のどちらの実施形態においても
底盤２０の下面に超音波振動子３０を取付け、洗浄液の
供給中に超音波発振器３１で超音波振動子３０を作動
し、洗浄液とウエハとに超音波を与えると洗浄効果を高
めることができると共に、洗浄時間を短縮することがで
きる。
底盤２０の下面に超音波振動子３０を取付け、洗浄液の
供給中に超音波発振器３１で超音波振動子３０を作動
し、洗浄液とウエハとに超音波を与えると洗浄効果を高
めることができると共に、洗浄時間を短縮することがで
きる。
【００１８】ウエハの洗浄化が終わったら弁Ｖ3，Ｖ4を
閉、弁Ｖ1，Ｖ2を開にし、超純水を保持容器の内部に供
給して保持容器の内部及びウエハに付着している洗浄液
を排水管１６から洗い流す。このときも超音波振動子３
０を作動することにより洗い流す時間を短縮できる。洗
い流し終わっても、継続して超純水を保持容器の内部に
供給すれば、空気に接触させることなくウエハに超純水
を接触させることができる。従って、周囲の空気が清浄
でない所、例えばクリーンルーム以外の場所でもウエハ
の清浄化と、ウエハと超純水との接触を行うことができ
る。
閉、弁Ｖ1，Ｖ2を開にし、超純水を保持容器の内部に供
給して保持容器の内部及びウエハに付着している洗浄液
を排水管１６から洗い流す。このときも超音波振動子３
０を作動することにより洗い流す時間を短縮できる。洗
い流し終わっても、継続して超純水を保持容器の内部に
供給すれば、空気に接触させることなくウエハに超純水
を接触させることができる。従って、周囲の空気が清浄
でない所、例えばクリーンルーム以外の場所でもウエハ
の清浄化と、ウエハと超純水との接触を行うことができ
る。
【００１９】また、通水した状態で供給する水に例えば
フッ酸を少量注入してウエハ表面の酸化膜を溶解して表
面の汚染物を除去し、金属シリコンを露出させ、その状
態で次にフッ酸注入をやめて評価したい水（超純水）だ
けをウエハに接触させることも可能である。このことに
よって、汚染物が付着しやすいシリコン表面を直接、供
試水に接触させることができ、ウエハに付着しやすい不
純物を高感度で検出しようとする本来の目的を達するこ
とができる。
フッ酸を少量注入してウエハ表面の酸化膜を溶解して表
面の汚染物を除去し、金属シリコンを露出させ、その状
態で次にフッ酸注入をやめて評価したい水（超純水）だ
けをウエハに接触させることも可能である。このことに
よって、汚染物が付着しやすいシリコン表面を直接、供
試水に接触させることができ、ウエハに付着しやすい不
純物を高感度で検出しようとする本来の目的を達するこ
とができる。
【００２０】注入する洗浄液は上記のような洗浄用の薬
液やフッ酸だけでなく、表面の清浄化につながるもので
あるなら、どのようなものでも良い。また、超純水に少
量の水素あるいはオゾンを溶解させたいわゆる機能水
や、超純水の電気分解法で得られる電解イオン水という
洗浄に効果のある洗浄水でも良い。
液やフッ酸だけでなく、表面の清浄化につながるもので
あるなら、どのようなものでも良い。また、超純水に少
量の水素あるいはオゾンを溶解させたいわゆる機能水
や、超純水の電気分解法で得られる電解イオン水という
洗浄に効果のある洗浄水でも良い。
【００２１】実施例１ 直径６インチのｎ型シリコンウエハを６枚用意し、この
うちの４枚を石英製の槽を用いて、通常のＲＣＡ洗浄を
行い、ウエハの表面を清浄化した。この内の２枚は洗浄
後、乾燥して表面の金属元素（Ｆｅ）の濃度を全反射蛍
光Ｘ線分析装置を用いて測定した。その結果洗浄後のウ
エハ表面のＦｅ濃度は２×１０9ａｔｏｍ／ｃｍ2以下で
あった。洗浄した残りの２枚について、洗浄後ピンセッ
トを用いて図１に示す構造のポリプロピレン製のウエハ
保持容器にシリコンウエハを装着し、超純水を１立／分
の流速で１時間、即ち６０立を通水した。その後、ウエ
ハを汚染させないように容器から取出して乾燥させ、表
面の金属元素（鉄）の濃度を全反射蛍光Ｘ線分析装置を
用いて測定し、平均値を求めた。その結果、ウエハ表面
には５×１０9ａｔｏｍ／ｃｍ2の鉄が検出された。即
ち、６０立の水から平均で５×１０9ａｔｏｍ／ｃｍ2だ
けの汚染を起こさせる水であると評価できる。
うちの４枚を石英製の槽を用いて、通常のＲＣＡ洗浄を
行い、ウエハの表面を清浄化した。この内の２枚は洗浄
後、乾燥して表面の金属元素（Ｆｅ）の濃度を全反射蛍
光Ｘ線分析装置を用いて測定した。その結果洗浄後のウ
エハ表面のＦｅ濃度は２×１０9ａｔｏｍ／ｃｍ2以下で
あった。洗浄した残りの２枚について、洗浄後ピンセッ
トを用いて図１に示す構造のポリプロピレン製のウエハ
保持容器にシリコンウエハを装着し、超純水を１立／分
の流速で１時間、即ち６０立を通水した。その後、ウエ
ハを汚染させないように容器から取出して乾燥させ、表
面の金属元素（鉄）の濃度を全反射蛍光Ｘ線分析装置を
用いて測定し、平均値を求めた。その結果、ウエハ表面
には５×１０9ａｔｏｍ／ｃｍ2の鉄が検出された。即
ち、６０立の水から平均で５×１０9ａｔｏｍ／ｃｍ2だ
けの汚染を起こさせる水であると評価できる。
【００２２】用意した６枚の内の未洗浄の２枚について
は、図２に示す薬液注入口を取付けたウエハ保持容器に
装着し、薬液注入口からアンモニア過酸化水素混合液、
塩酸過酸化水素混合液を、ＲＣＡ洗浄時と同様の順序で
通液する。この時、超音波照射を併用すると洗浄時間を
１／２以下に短縮できる。洗浄後、１立／分の流速で１
時間連続的に供給してウエハに超純水を接触させた。そ
の後１０００から１５００ｒｐｍで３０秒間ウエハを回
転させ、ウエハの表面上の水分を取り除いた後、直ちに
ウエハ表面の金属元素濃度を全反射蛍光Ｘ線分析装置を
用いて測定した。その結果、この処理を行ったウエハ表
面には平均値で４×１０9ａｔｏｍ／ｃｍ2の鉄が検出さ
れた。即ち、ウエハに超純水を接触させる際に空気中に
開放することなく、洗浄後直ちに超純水を通水し、通水
後も本容器内で速やかに水分を乾燥し、金属元素濃度の
測定を行うことによって、一旦空気中でウエハを出し入
れする方法に比べて、操作時の汚染を受けずに水からの
付着不純物だけを評価することができている。この結果
から、本発明によるウエハ保持容器を使用して超純水を
ウエハに接触することによって、より正確に超純水から
の汚染を評価できることがわかる。
は、図２に示す薬液注入口を取付けたウエハ保持容器に
装着し、薬液注入口からアンモニア過酸化水素混合液、
塩酸過酸化水素混合液を、ＲＣＡ洗浄時と同様の順序で
通液する。この時、超音波照射を併用すると洗浄時間を
１／２以下に短縮できる。洗浄後、１立／分の流速で１
時間連続的に供給してウエハに超純水を接触させた。そ
の後１０００から１５００ｒｐｍで３０秒間ウエハを回
転させ、ウエハの表面上の水分を取り除いた後、直ちに
ウエハ表面の金属元素濃度を全反射蛍光Ｘ線分析装置を
用いて測定した。その結果、この処理を行ったウエハ表
面には平均値で４×１０9ａｔｏｍ／ｃｍ2の鉄が検出さ
れた。即ち、ウエハに超純水を接触させる際に空気中に
開放することなく、洗浄後直ちに超純水を通水し、通水
後も本容器内で速やかに水分を乾燥し、金属元素濃度の
測定を行うことによって、一旦空気中でウエハを出し入
れする方法に比べて、操作時の汚染を受けずに水からの
付着不純物だけを評価することができている。この結果
から、本発明によるウエハ保持容器を使用して超純水を
ウエハに接触することによって、より正確に超純水から
の汚染を評価できることがわかる。
【００２３】
【発明の効果】本発明のウエハ保持容器を使用すること
によって、クリーンルーム外にある超純水製造装置内の
純水製造工程中の水質を、ウエハと接触させて分析する
方法を用いて評価すると共に、外気からの汚染を低下さ
せて、より正確な水の評価ができる。このことによって
超純水の水質の向上やコストの低減など超純水製造技術
の向上に役立てることができる。又、底盤の下面に超音
波振動子を取付け、洗浄液を供給して洗浄するときや、
洗浄液を洗い流すときに、超音波発振器で超音波振動子
を作動して洗浄液とウエハに超音波を与え、洗浄効果の
向上、洗浄時間の短縮を図ることができる。更に、容器
内にウエハを保持するターンテーブルを設けて外部から
モータで高速回転できるようにしておくと、超純水や洗
浄液を供給する際にターンテーブルでウエハを回転させ
て接触の均一化を図ると共に、接触終了時には超純水供
給を停止してウエハを高速回転させ、ウエハの表面の水
を振り切り、迅速に乾燥させることができる。
によって、クリーンルーム外にある超純水製造装置内の
純水製造工程中の水質を、ウエハと接触させて分析する
方法を用いて評価すると共に、外気からの汚染を低下さ
せて、より正確な水の評価ができる。このことによって
超純水の水質の向上やコストの低減など超純水製造技術
の向上に役立てることができる。又、底盤の下面に超音
波振動子を取付け、洗浄液を供給して洗浄するときや、
洗浄液を洗い流すときに、超音波発振器で超音波振動子
を作動して洗浄液とウエハに超音波を与え、洗浄効果の
向上、洗浄時間の短縮を図ることができる。更に、容器
内にウエハを保持するターンテーブルを設けて外部から
モータで高速回転できるようにしておくと、超純水や洗
浄液を供給する際にターンテーブルでウエハを回転させ
て接触の均一化を図ると共に、接触終了時には超純水供
給を停止してウエハを高速回転させ、ウエハの表面の水
を振り切り、迅速に乾燥させることができる。
【図１】（Ａ）はウエハの保持容器の一実施形態の断面
図、（Ｂ）は同上の底盤の斜視図。
図、（Ｂ）は同上の底盤の斜視図。
【図２】（Ａ）はウエハの保持容器の他の一実施形態の
断面図、（Ｂ）は同上の底盤の斜視図。
断面図、（Ｂ）は同上の底盤の斜視図。
１０ 保持容器の上蓋 １１ 上蓋の給水口 １２ 上蓋の通水用凹部 １３ 給水管 １４ 洗浄液の注入管（洗浄液の供給手段） ２０ 保持容器の底盤 ２１ 底盤の円形の窪み ２２ 底盤の排水口 ２４ 底盤の放射状畝（ウエハの保持手段） ２５ 放射状畝の階段形支持部 ２８ ターンテーブル ３０ 超音波振動子 ３１ 超音波発振器 Ｗ 半導体基板（ウエハ）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/304 ６４７ Ｈ０１Ｌ 21/68 Ｎ ６４８ Ｇ０１Ｎ 1/28 Ｚ 21/68 Ｗ Ｆターム(参考） 2G001 AA01 BA04 CA01 KA01 LA11 MA05 QA02 QA10 RA10 RA20 4M106 AA01 AA20 BA20 CB01 DH25 DJ32 5F031 DA13 MA23 MA33
Claims (5)
- 【請求項１】 半導体基板に被評価水を接触させた後、
該基板の表面の分析によって被評価水中の不純物を検出
または測定する水質の評価方法で使用する半導体基板の
保持容器であって、内部に半導体基板を収容、保持する
保持手段と、被評価水の給水口と、被評価水を排出する
排水口と、半導体基板の表面を清浄化するための洗浄液
の供給手段を備えていることを特徴とする半導体基板の
保持容器。 - 【請求項２】 請求項１に記載の半導体基板の保持容器
において、容器外壁に超音波発信手段を設けたことを特
徴とする半導体基板の保持容器。 - 【請求項３】 請求項１、請求項２のどれか１項に記載
の半導体基板の保持容器において、内部に収容した半導
体基板を高速回転させる回転駆動手段を備えていること
を特徴とする半導体基板の保持容器。 - 【請求項４】 請求項１から３のどれか１項に記載の半
導体基板の保持容器において、被評価水を半導体基板の
中央に供給し、その外周に向かって表面を半径方向外向
きに流す構造を有し、基板の表面と容器内面との距離が
基板中心部から外周に向かって半径方向に移行するに従
って短くなっていることを特徴とする半導体基板の保持
容器。 - 【請求項５】 請求項１から４のどれか１項に記載の半
導体保持容器を用いて、保持容器に洗浄液を供給し、内
部に収容した半導体基板の表面を清浄または改質した
後、被評価液と該基板を接触させ、該半導体基板の表面
分析により被評価水中の不純物を検出または測定するこ
とを特徴とする水質の評価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000047366A JP4487364B2 (ja) | 2000-02-24 | 2000-02-24 | 半導体基板の保持容器、及び水質の評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000047366A JP4487364B2 (ja) | 2000-02-24 | 2000-02-24 | 半導体基板の保持容器、及び水質の評価方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001237289A true JP2001237289A (ja) | 2001-08-31 |
| JP4487364B2 JP4487364B2 (ja) | 2010-06-23 |
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ID=18569621
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000047366A Expired - Fee Related JP4487364B2 (ja) | 2000-02-24 | 2000-02-24 | 半導体基板の保持容器、及び水質の評価方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4487364B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005274400A (ja) * | 2004-03-25 | 2005-10-06 | Kurita Water Ind Ltd | 超純水評価装置及び超純水製造システム |
| JP2006295091A (ja) * | 2005-04-07 | 2006-10-26 | Tsukishima Kankyo Engineering Ltd | 基板の洗浄方法 |
| JP2007256181A (ja) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Kurita Water Ind Ltd | 水質評価方法及びそれに用いられる基板保持容器 |
| JP2008046087A (ja) * | 2006-08-21 | 2008-02-28 | Kurita Water Ind Ltd | 水質評価方法及びそれに用いられる基板接触器具 |
| JP2016206168A (ja) * | 2015-04-20 | 2016-12-08 | ヨン パク，ジェ | 船舶平衡水のｔｒｏ測定装置及びその設置構造 |
| CN107706125A (zh) * | 2017-11-28 | 2018-02-16 | 威士达半导体科技(张家港)有限公司 | 胶丝检测装置 |
-
2000
- 2000-02-24 JP JP2000047366A patent/JP4487364B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005274400A (ja) * | 2004-03-25 | 2005-10-06 | Kurita Water Ind Ltd | 超純水評価装置及び超純水製造システム |
| JP4507659B2 (ja) * | 2004-03-25 | 2010-07-21 | 栗田工業株式会社 | 超純水の評価方法 |
| JP2006295091A (ja) * | 2005-04-07 | 2006-10-26 | Tsukishima Kankyo Engineering Ltd | 基板の洗浄方法 |
| JP4606936B2 (ja) * | 2005-04-07 | 2011-01-05 | 月島環境エンジニアリング株式会社 | 基板の洗浄方法 |
| JP2007256181A (ja) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Kurita Water Ind Ltd | 水質評価方法及びそれに用いられる基板保持容器 |
| JP2008046087A (ja) * | 2006-08-21 | 2008-02-28 | Kurita Water Ind Ltd | 水質評価方法及びそれに用いられる基板接触器具 |
| US8012755B2 (en) * | 2006-08-21 | 2011-09-06 | Kurita Water Industries Ltd. | Water quality evaluation method and substrate contacting apparatus used |
| KR101217037B1 (ko) * | 2006-08-21 | 2013-01-02 | 쿠리타 고교 가부시키가이샤 | 수질 평가 방법 및 그에 이용하는 기판 접촉 기구 |
| JP2016206168A (ja) * | 2015-04-20 | 2016-12-08 | ヨン パク，ジェ | 船舶平衡水のｔｒｏ測定装置及びその設置構造 |
| CN107706125A (zh) * | 2017-11-28 | 2018-02-16 | 威士达半导体科技(张家港)有限公司 | 胶丝检测装置 |
| CN107706125B (zh) * | 2017-11-28 | 2024-05-31 | 威士达半导体科技(张家港)有限公司 | 胶丝检测装置 |
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