JP2003334550A - Ultrapure water and production method therefor - Google Patents

Ultrapure water and production method therefor

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JP2003334550A
JP2003334550A JP2002147150A JP2002147150A JP2003334550A JP 2003334550 A JP2003334550 A JP 2003334550A JP 2002147150 A JP2002147150 A JP 2002147150A JP 2002147150 A JP2002147150 A JP 2002147150A JP 2003334550 A JP2003334550 A JP 2003334550A
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exchange resin
ultrapure water
group
general formula
carbon atoms
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Application number
JP2002147150A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirohisa Kubota
裕久 久保田
Masako Yasutomi
雅子 安冨
Yoshimune Aosaki
義宗 青嵜
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide ultrapure water which contains only a trace of impurities and controls the adhesion of impurities to a semiconductor material, and a method for producing the ultrapure water. <P>SOLUTION: In the ultrapure water, the content of substances having a positive zeta potential is 0.3 ppb or below. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、超純水及びその製
造方法に関するものである。更に詳しくは、超LSI等
の製造工程で使用する洗浄水など、電子工業用で用いる
のに好適な高純度の純水、及びこの純水を、イオン交換
樹脂を用いて製造する方法に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to ultrapure water and a method for producing the same. More specifically, it relates to high-purity pure water suitable for use in the electronic industry such as washing water used in the manufacturing process of VLSI and the like, and a method for manufacturing this pure water using an ion exchange resin. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】イオン交換樹脂は、周知のように、水の
脱塩や溶液の精製などの分野で広く用いられている。現
在、最も一般的に用いられているアニオン交換樹脂は、
スチレン−ジビニルベンゼン架橋共重合体をハロメチル
化し、次いでこのハロメチル基に3級アミンを反応させ
た強塩基性アニオン交換樹脂、あるいは、スペーサー基
を有する構造のアニオン交換樹脂である。一方、強酸性
カチオン交換樹脂としては、スチレン−ジビニルベンゼ
ン架橋共重合体のスルホン化物が、超純水の製造用のイ
オン交換樹脂として用いられている。
2. Description of the Related Art As is well known, ion exchange resins are widely used in the fields of desalting water, refining solutions and the like. Currently, the most commonly used anion exchange resins are
It is a strongly basic anion exchange resin obtained by halomethylating a styrene-divinylbenzene cross-linked copolymer and then reacting this halomethyl group with a tertiary amine, or an anion exchange resin having a spacer group structure. On the other hand, as the strongly acidic cation exchange resin, a sulfonated product of a styrene-divinylbenzene cross-linked copolymer is used as an ion exchange resin for producing ultrapure water.

【0003】超純水の製造過程では、最終の製造工程に
おいて、強酸性カチオン交換樹脂と強塩基性アニオン交
換樹脂を混床としたいわゆる(カートリッジ)ポリッシ
ャーを用いて、極微量の金属イオン、炭酸イオン、炭酸
水素イオン、シリカイオンの他、他方のイオン交換樹脂
からの溶出物等を捕捉している。
In the production process of ultrapure water, in the final production process, a so-called (cartridge) polisher in which a strongly acidic cation exchange resin and a strongly basic anion exchange resin are mixed is used, and an extremely small amount of metal ions and carbonates are added. In addition to ions, hydrogencarbonate ions, and silica ions, the eluate from the other ion exchange resin is captured.

【0004】現在、この超純水の水質を表す尺度とし
て、比抵抗、TOC、微粒子、金属イオン濃度等が用い
られている。これらの科学的指標の向上が、半導体の歩
留まりの向上につながってきたと言われている。しかし
ながら、シリコンウエハの微細化技術の進歩により、こ
れだけの科学的指標では充分ではないことが分かってき
た。
At present, resistivity, TOC, fine particles, metal ion concentration, etc. are used as a scale for expressing the water quality of this ultrapure water. It is said that the improvement of these scientific indicators has led to the improvement of the yield of semiconductors. However, due to advances in silicon wafer miniaturization technology, it has become clear that such scientific indicators are not sufficient.

【0005】不純物の除去に対する要求水準が高まるに
つれて、従来の超純水の水質ではこの要求を満足させる
のが困難となりつつある。例えば、半導体製造の歩留ま
りを改善する上で、超純水中のTOCを低減することが
重要であると言われていた。しかしながら、半導体製造
工程が複雑であるために、その因果関係を示す科学的な
根拠は明確でなかった。
[0005] As the requirement level for removing impurities increases, it is becoming difficult to meet this requirement with the water quality of conventional ultrapure water. For example, it has been said that it is important to reduce TOC in ultrapure water in order to improve the yield of semiconductor manufacturing. However, since the semiconductor manufacturing process is complicated, the scientific basis for the causal relationship was not clear.

【0006】本発明に係る混床式イオン交換樹脂床を形
成する際のアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂との混
合比率は、通常は交換容量比で1:1である。更に、超
純水の製造方法の一つとして、前段のTOC−UV工程
により酸化分解された有機酸、無機酸成分を捕捉するた
めに、カートリッジポリッシャーの前段に強塩基性アニ
オン交換樹脂を配置することも知られている。しかしな
がら、強塩基性アニオン交換樹脂に由来する正のゼータ
電位を有する物質に関しては注目されておらず、これら
の物質の漏洩を低減するための工夫はなされていなかっ
た。
When forming the mixed bed type ion exchange resin bed according to the present invention, the mixing ratio of the anion exchange resin and the cation exchange resin is usually 1: 1 in terms of exchange capacity ratio. Furthermore, as one of the methods for producing ultrapure water, a strong basic anion exchange resin is placed in front of the cartridge polisher to capture the organic acid and inorganic acid components oxidatively decomposed in the previous TOC-UV step. It is also known. However, no attention has been paid to substances having a positive zeta potential derived from a strongly basic anion exchange resin, and no measures have been taken to reduce leakage of these substances.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、半導
体製造等に用いられる超純水であって、洗浄時に不純物
の付着の少ない超純水及びその製造方法を提供すること
に存する。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide ultrapure water used for semiconductor manufacturing and the like, and ultrapure water in which impurities are hardly attached during cleaning and a method for producing the same.

【0008】本発明者らは、上記の課題に鑑み鋭意検討
した結果、正のゼータ電位を有する物質が、半導体製造
における製品の不良率と大きくかかわっており、超純水
中の正のゼータ電位を有する物質の漏出をできるだけ低
減することにより、半導体の良品率を向上することを見
いだし本発明に到達した。
As a result of intensive studies made by the present inventors in view of the above problems, a substance having a positive zeta potential is significantly related to the defective rate of products in semiconductor manufacturing, and the positive zeta potential in ultrapure water is high. The inventors have found that the yield rate of semiconductors can be improved by reducing the leakage of substances having the properties as much as possible, and reached the present invention.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の要旨は、
正のゼータ電位を有する物質の含有率が、0.3ppb
以下であることを特徴とする超純水に存する。また、本
発明の別の要旨は、下記一般式(1)で表される繰り返
し単位を有するアニオン交換樹脂と、下記一般式(2)
で表される繰り返し単位を有するカチオン交換樹脂とを
混合してなる混床式イオン交換樹脂に、原水を通液する
ことを特徴とする超純水の製造方法に存する。
The summary of the present invention is as follows.
The content of substances having a positive zeta potential is 0.3 ppb
It exists in ultrapure water characterized by the following. Further, another gist of the present invention is an anion exchange resin having a repeating unit represented by the following general formula (1) and a general formula (2) below.
A method for producing ultrapure water is characterized in that raw water is passed through a mixed bed type ion exchange resin obtained by mixing a cation exchange resin having a repeating unit represented by

【0010】[0010]

【化3】 (上記一般式(1)中、Aは炭素数1又は3〜8のアル
キレン基もしくは炭素数4〜8のアルキレンオキシメチ
ル基を表し、R1、R2、R3は各々独立して炭素数1〜
6のアルキル基又は炭素数1〜6のヒドロキシアルキル
基を表し、X-は対アニオンを表す。)
[Chemical 3] (In the general formula (1), A represents an alkylene group having 1 or 3 to 8 carbon atoms or an alkyleneoxymethyl group having 4 to 8 carbon atoms, and R 1 , R 2 and R 3 each independently have a carbon number. 1 to
6 represents an alkyl group having 6 carbon atoms or a hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and X represents a counter anion. )

【0011】[0011]

【化4】 (上記一般式(2)中、Y+は対カチオンを表す。)[Chemical 4] (In the general formula (2), Y + represents a counter cation.)

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】超純水の水質を表現する尺度とし
て、TOC(全有機炭素量)、比抵抗、金属濃度、微粒
子等が用いられている。しかしながら、TOCは全有機
炭素量として表現されているが、その全てがシリコンウ
エハの製造工程で悪影響を及ぼすのではなく、ある特定
の成分が半導体のシリコンウエハやデバイスの製造工程
の製品の歩留まりの低下と強い相関関係があると考えて
いる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION TOC (total organic carbon content), specific resistance, metal concentration, fine particles and the like are used as a scale for expressing the water quality of ultrapure water. However, TOC is expressed as the total amount of organic carbon, but not all of them have an adverse effect on the manufacturing process of silicon wafers, but a certain specific component of the yield of the product in the manufacturing process of semiconductor silicon wafers and devices. We believe that there is a strong correlation with the decline.

【0013】シリコンウエハは、ベアのシリコンウエハ
でも酸化膜のシリコンウエハでも、ほとんどのpH領域
で負のゼータ電位を有することが知られている(クリー
ンテクノロジー 1996, 6巻, P30、大塚電子(株)のホ
ームページを参照)。このことは、超純水に含まれる正
のゼータ電位を有する有機化合物成分が、ベアシリコン
又は酸化膜シリコンウエハに付着しやすいことを示唆し
ている。
It is known that both a bare silicon wafer and an oxide film silicon wafer have a negative zeta potential in most pH regions (Clean Technology 1996, Vol. 6, P30, Otsuka Electronics Co., Ltd.). ) Refer to the home page). This suggests that the organic compound component having a positive zeta potential contained in ultrapure water is likely to adhere to bare silicon or an oxide film silicon wafer.

【0014】本発明者らは、超純水中の正に帯電する物
質のうち、半導体のシリコンウエハを汚染する物質とし
て、アニオン交換樹脂に由来するアンモニウム基を有す
るポリスチレン化合物、又はそれと強酸性カチオン交換
樹脂に由来するポリスチレンスルホン酸塩のイオン錯体
に注目した。そして、これらのゼータ電位が正に帯電す
る物質を制御することが、半導体のシリコンウエハの汚
染を低減する重要な因子であることを見出した。
Among the positively charged substances in ultrapure water, the inventors of the present invention, as a substance contaminating a semiconductor silicon wafer, have a polystyrene compound having an ammonium group derived from an anion exchange resin, or a strong acidic cation. Attention was focused on the ion complex of polystyrene sulfonate derived from the exchange resin. And, it has been found that controlling the substances whose zeta potential is positively charged is an important factor for reducing the contamination of the semiconductor silicon wafer.

【0015】こうした背景を踏まえ、本発明の超純水
は、正のゼータ電位を有する物質の含有率が、0.3p
pb以下であることを特徴としている。これによって、
特に半導体材料の洗浄に用いた場合に、不純物の半導体
材料上への付着が少なく、半導体材料の汚染を効果的に
低減することができる。
On the basis of such a background, the ultrapure water of the present invention contains 0.3 p of the substance having a positive zeta potential.
It is characterized in that it is pb or less. by this,
In particular, when used for cleaning the semiconductor material, the adhesion of impurities onto the semiconductor material is small, and the contamination of the semiconductor material can be effectively reduced.

【0016】なお、本発明の超純水における、正のゼー
タ電位を有する物質の含有率は、上述したように通常は
0.3ppb以下であるが、中でも0.1ppb以下で
あることが好ましい。これによって、不純物の半導体材
料上への付着がより減少し、半導体材料の汚染の更なる
低減につながる。
The content of the substance having a positive zeta potential in the ultrapure water of the present invention is usually 0.3 ppb or less as described above, but it is preferably 0.1 ppb or less. This further reduces the deposition of impurities on the semiconductor material, leading to a further reduction of contamination of the semiconductor material.

【0017】また、本発明の超純水が含有する、正のゼ
ータ電位を有する物質は、トリメチルアンモニウム基を
有するポリスチレン化合物である方が、シリコンウエハ
ーに吸着する可能性がより顕著である。ここで、このト
リメチルアンモニウム基を有するポリスチレン化合物の
数平均分子量は、400以上100,000以下の範囲
であることが好ましい。
Further, the substance having a positive zeta potential contained in the ultrapure water of the present invention is a polystyrene compound having a trimethylammonium group, and the possibility that it is adsorbed on a silicon wafer is more remarkable. Here, the number average molecular weight of the polystyrene compound having a trimethylammonium group is preferably in the range of 400 or more and 100,000 or less.

【0018】一方、本発明においては、上記特徴を有す
る本発明の超純水を製造するために、アニオン交換樹脂
とカチオン交換樹脂とを混合してなる混床式イオン交換
樹脂に、原水を通液する製造方法が用いられる。ここ
で、本明細書において原水とは、超純水を製造するため
の材料となる水のことを指す。原水の種類に特に制限は
無く、精製を施していない状態の水や、前段階における
精製(一次精製)を施した水など、状況に応じて様々な
種類の水が用いられる。
On the other hand, in the present invention, in order to produce the ultrapure water of the present invention having the above characteristics, raw water is passed through a mixed bed type ion exchange resin obtained by mixing an anion exchange resin and a cation exchange resin. A liquid manufacturing method is used. Here, in this specification, raw water refers to water that is a material for producing ultrapure water. There are no particular restrictions on the type of raw water, and various types of water may be used depending on the situation, such as water that has not been purified and water that has been purified (primary purified) in the previous stage.

【0019】ここで、本発明の純水の製造方法では、混
床式イオン交換樹脂を構成するアニオン交換樹脂とし
て、下記一般式(1)で表される繰り返し単位を有する
ポリスチレン化合物が用いられる。
Here, in the method for producing pure water of the present invention, a polystyrene compound having a repeating unit represented by the following general formula (1) is used as the anion exchange resin constituting the mixed bed type ion exchange resin.

【0020】[0020]

【化5】 [Chemical 5]

【0021】上記一般式(1)において、Aは、炭素数
1又は3〜8の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン
基、もしくは炭素数4〜8のアルキレンオキシメチレン
基であり、メチレン基の部分でベンゼン環に結合してい
る。中でも、Aが、炭素数3〜8の直鎖状若しくは分岐
鎖状のアルキレン基、又は、炭素数4〜8のアルキレン
オキシメチル基であってメチレン基の部分でベンゼン環
に結合しているものが好ましい。Aで表されるアルキレ
ン基としては、トリメチレン基、テトラメチレン基、ヘ
キサメチレン基などが挙げられる。また、アルキレンオ
キシメチレン基としては、テトラメチレンオキシメチレ
ン基やヘキサメチレンオキシメチレン基などが挙げられ
る。
In the above general formula (1), A is a linear or branched alkylene group having 1 or 3 to 8 carbon atoms or an alkyleneoxymethylene group having 4 to 8 carbon atoms. It is bonded to the benzene ring at a part. Among them, A is a linear or branched alkylene group having 3 to 8 carbon atoms, or an alkyleneoxymethyl group having 4 to 8 carbon atoms, which is bonded to the benzene ring at the portion of the methylene group. Is preferred. Examples of the alkylene group represented by A include a trimethylene group, a tetramethylene group, and a hexamethylene group. Further, examples of the alkyleneoxymethylene group include a tetramethyleneoxymethylene group and a hexamethyleneoxymethylene group.

【0022】窒素原子に結合するR1、R2、R3で表さ
れる置換基は、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基又
は炭素数1〜6のヒドロキシアルキル基であるが、中で
も、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜
4のヒドロキシアルキル基が好ましい。更に、アンモニ
ウム基のうち置換基Aを除く部分を具体的に挙げると、
トリメチルアンモニム基、トリエチルアンモニウム基、
ジメチルヒドロキシエチルアンモニウム基、ジメチルヒ
ドロキシプロピルアンモニウム基などが挙げられる。こ
れらのうち、トリメチルアンモニウム基又はジメチルヒ
ドロキシエチルアンモニウム基が特に好ましい。
The substituent represented by R 1 , R 2 and R 3 which is bonded to the nitrogen atom is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms. , A hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, 1 to 4 carbon atoms
A hydroxyalkyl group of 4 is preferred. Furthermore, when the portion of the ammonium group excluding the substituent A is specifically mentioned,
Trimethylammonium group, triethylammonium group,
Examples thereof include a dimethyl hydroxyethyl ammonium group and a dimethyl hydroxypropyl ammonium group. Of these, a trimethylammonium group or a dimethylhydroxyethylammonium group is particularly preferable.

【0023】本発明で混床式イオン交換樹脂床に用いる
アニオン交換樹脂は、上記一般式(1)で表される繰り
返し単位と架橋基とから本質的に構成されている。架橋
基として最も一般的なものはジビニルベンゼン単位であ
る。ジビニルベンゼン単位を架橋基とする場合、本発明
で用いられるアニオン交換樹脂は、通常は上記一般式
(1)で表される繰り返し単位1〜99モル%と、ジビ
ニルベンゼン単位0.1〜50モル%とから本質的に構
成される。一般に中性塩分解能力が大きい方が好ましい
ので、上記一般式(1)で表される繰り返し単位の割合
はできるだけ大きい方が好ましい。
The anion exchange resin used in the mixed bed type ion exchange resin bed in the present invention is essentially composed of the repeating unit represented by the above general formula (1) and a crosslinking group. The most common bridging group is the divinylbenzene unit. When a divinylbenzene unit is used as a crosslinking group, the anion exchange resin used in the present invention usually contains 1 to 99 mol% of repeating units represented by the general formula (1) and 0.1 to 50 mol of divinylbenzene units. It consists essentially of% and. Generally, it is preferable that the neutral salt decomposing ability is large, and therefore, it is preferable that the proportion of the repeating unit represented by the general formula (1) is as large as possible.

【0024】本発明で用いられるアニオン交換樹脂が、
第4級アンモニウム基をアニオン交換基とする繰り返し
単位とジビニルベンゼン単位とから本質的に成るもので
ある場合には、その中性塩分解能力は通常は乾燥樹脂1
g当たり、OH形で0.1〜5.0ミリ当量であり、更
には2.5〜4.5ミリ当量であるのが好ましい。湿潤
樹脂1mL当たりの中性塩分解容量は通常0.1〜2.
0ミリ当量であるが、0.5〜1.5ミリ当量であるの
が好ましい。
The anion exchange resin used in the present invention is
When it essentially consists of a repeating unit having a quaternary ammonium group as an anion-exchange group and a divinylbenzene unit, its neutral salt decomposing ability is usually the dry resin 1
The OH form is preferably 0.1 to 5.0 meq, and more preferably 2.5 to 4.5 meq, per g. The neutral salt decomposition capacity per 1 mL of wet resin is usually 0.1 to 2.
It is 0 meq, but preferably 0.5 to 1.5 meq.

【0025】一方、本発明の純水の製造方法では、混床
式イオン交換樹脂を構成するカチオン交換樹脂として、
下記一般式(2)で表される繰り返し単位を有するポリ
スチレン化合物が用いられる。
On the other hand, in the method for producing pure water of the present invention, as the cation exchange resin constituting the mixed bed type ion exchange resin,
A polystyrene compound having a repeating unit represented by the following general formula (2) is used.

【0026】[0026]

【化6】 (上記一般式(2)中、Y+は対カチオンを表す。)[Chemical 6] (In the general formula (2), Y + represents a counter cation.)

【0027】Yとしては、例えば、水素イオン、ナトリ
ウムイオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオン等
が挙げられる。また、強酸性カチオン交換樹脂は金属イ
オンを捕捉することから、Feイオン、Niイオン、C
oイオン、Znイオン、Alイオン等の金属イオンも、
Yの例として挙げられる。上記一般式(2)のカチオン
交換樹脂をポリッシャー用樹脂として使用する場合に
は、対カチオンY+は水素イオン形であることが好まし
い。
Examples of Y include hydrogen ion, sodium ion, magnesium ion, calcium ion and the like. Further, since the strongly acidic cation exchange resin captures metal ions, Fe ions, Ni ions, C
Metal ions such as o ion, Zn ion, Al ion,
As an example of Y. When the cation exchange resin represented by the general formula (2) is used as the resin for polisher, the counter cation Y + is preferably a hydrogen ion type.

【0028】本発明で用いられるカチオン交換樹脂も、
上記一般式(2)で表される繰り返し単位とジビニルベ
ンゼン単位とから架橋基とから本質的に構成されてい
る。架橋基として最も一般的なものはジビニルベンゼン
単位である。ジビニルベンゼン単位を架橋基とする場
合、本発明で用いるカチオン交換樹脂は、通常は上記一
般式(1)で表される繰り返し単位1〜99モル%と、
ジビニルベンゼン単位0.1〜50モル%とから本質的
に構成されるが、一般にイオン交換容量が大きい方が好
ましいので、上記一般式(2)で表される繰り返し単位
の比率はできるだけ大きい方が好ましい。
The cation exchange resin used in the present invention is also
It essentially consists of a repeating unit represented by the general formula (2), a divinylbenzene unit, and a crosslinking group. The most common bridging group is the divinylbenzene unit. When a divinylbenzene unit is used as a crosslinking group, the cation exchange resin used in the present invention usually contains 1 to 99 mol% of repeating units represented by the general formula (1),
Although it is essentially composed of 0.1 to 50 mol% of divinylbenzene units, it is generally preferable that the ion exchange capacity is large, and therefore the ratio of the repeating unit represented by the general formula (2) is preferably as large as possible. preferable.

【0029】本発明で用いるカチオン交換樹脂の中性塩
分解能力は、通常、乾燥樹脂1g当たりH形で0.1〜
5.0ミリ当量であり、3.0〜4.5ミリ当量である
のが好ましい。湿潤樹脂1mL当たりの中性塩分解容量
は通常0.1〜2.0ミリ当量であるが、0.8〜1.
9ミリ当量であるのが好ましい。
The neutral salt decomposing ability of the cation exchange resin used in the present invention is usually 0.1 to H type per 1 g of dry resin.
It is 5.0 meq and preferably 3.0 to 4.5 meq. The neutral salt decomposing capacity per 1 mL of the wet resin is usually 0.1 to 2.0 meq, but 0.8 to 1.
It is preferably 9 meq.

【0030】一般に、イオン交換樹脂に由来する溶出物
は、樹脂の製造直後においては、製造工程による溶出物
が主であるが、樹脂が充分洗浄された後は、樹脂からの
線状ポリマーに由来すると考えられている。アニオン交
換樹脂に由来するゼータ電位が正に帯電する物質として
は、アニオン交換基に由来するトリメチルアミン、ジメ
チルアミン、アンモニア、アニオン交換樹脂のポリマー
骨格に由来するポリトリメチルベンジルアンモニウム
塩、ポリトリメチルスチリルアルキルアンモニウム塩、
ポリジメチルベンジルアミン、ポリジメチルスチリルア
ルキルアミン、及びその塩が挙げられる。
Generally, the eluate derived from the ion exchange resin is mainly the eluate produced by the production process immediately after the resin is produced, but after the resin is sufficiently washed, it is derived from the linear polymer from the resin. Is believed to be. Examples of the substance having a positive zeta potential derived from the anion exchange resin include trimethylamine, dimethylamine, ammonia derived from the anion exchange group, polytrimethylbenzylammonium salt derived from the polymer skeleton of the anion exchange resin, and polytrimethylstyrylalkylammonium. salt,
Examples include polydimethylbenzylamine, polydimethylstyrylalkylamine, and salts thereof.

【0031】アンモニウム塩の対イオンとしては、水酸
化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、フッ化物イ
オン等のハロゲン化物イオン、炭酸水素イオン、炭酸イ
オン、硫酸イオン、硝酸イオン、シリカイオン等が挙げ
られる。この中でも、とりわけ、水酸化物イオンがシリ
コンウエハを汚染させやすい。
Examples of the counter ion of ammonium salt include halide ions such as hydroxide ion, chloride ion, bromide ion, fluoride ion, hydrogen carbonate ion, carbonate ion, sulfate ion, nitrate ion, silica ion and the like. To be Among these, hydroxide ions are particularly likely to contaminate the silicon wafer.

【0032】アンモニウム基を有するスチレンポリマー
としては、単分子ばかりでなく高分子量物質も挙げられ
る。アニオン交換樹脂から溶出する不純物としては、ア
ニオン交換樹脂の架橋度により異なるが、アンモニウム
塩ポリマーの分子量は400以上100,000以下で
ある。アンモニウム塩ポリマーの分子量は、TOF−M
Sにより測定された。
The styrene polymer having an ammonium group includes not only a single molecule but also a high molecular weight substance. The impurities eluted from the anion exchange resin differ depending on the degree of crosslinking of the anion exchange resin, but the molecular weight of the ammonium salt polymer is 400 or more and 100,000 or less. The molecular weight of the ammonium salt polymer is TOF-M.
Measured by S.

【0033】これらイオン交換樹脂由来の溶出物の中
で、とりわけ、ポリトリメチルベンジルアンモニウム塩
やポリトリメチルスチリルアルキルアンモニウム塩等の
アンモニウム塩ポリマー(以下、アンモニウム塩ポリマ
ーの総称として、PSQと略す場合がある。)は、シリ
コンウエハ上に付着した後も揮発せず、汚染の原因にな
りやすい。
Among these eluates derived from ion-exchange resins, among others, ammonium salt polymers such as polytrimethylbenzylammonium salt and polytrimethylstyrylalkylammonium salt (hereinafter, PSQ may be abbreviated as a generic term for ammonium salt polymers). .) Does not volatilize even after adhering to the silicon wafer, and is apt to cause contamination.

【0034】アニオン交換樹脂を単床で使用する場合、
アンモニウム塩ポリマーはその濃度にもよるが、純水中
に単独で溶解している。これに対し、カチオン交換樹脂
との混床で使用する場合には、ポリスチレンスルホン酸
(以下、PSAと略す場合がある。)とPSQとがイオ
ン錯体を形成していると考えられる。いずれの場合で
も、PSQを含むポリマーがシリコンウエハ上に付着
し、汚染の原因となる場合がある。この錯体によるシリ
コンウエハの汚染性は、カチオン交換樹脂とアニオン交
換樹脂の比率により異なり、錯体中のカチオン交換樹脂
由来のPSAの割合が高い場合には、シリコンウエハに
は付着しにくくなる。
When the anion exchange resin is used in a single bed,
The ammonium salt polymer is dissolved alone in pure water, depending on its concentration. On the other hand, when used in a mixed bed with a cation exchange resin, it is considered that polystyrene sulfonic acid (hereinafter sometimes abbreviated as PSA) and PSQ form an ionic complex. In either case, the polymer containing PSQ may adhere to the silicon wafer and cause contamination. Contamination of the silicon wafer by this complex depends on the ratio of the cation exchange resin and the anion exchange resin, and when the ratio of PSA derived from the cation exchange resin in the complex is high, it is difficult to adhere to the silicon wafer.

【0035】溶出するPSAの分子量も、カチオン交換
樹脂の架橋度や製造法、使用条件により異なる。また、
一般に両者の分子量が高くなるほど、また溶液の濃度が
高いほど、イオン錯体を形成しやすくなる。両者の線状
ポリマーがそれぞれ複合的に錯体を形成し、大きく成長
する。その大きさは、数nmから数100nmにまで達
する。両線状ポリマーの構成比は、カートリッジポリッ
シャーの両イオン交換樹脂の組成比、樹脂からの溶出性
により異なる。
The molecular weight of PSA to be eluted also differs depending on the degree of crosslinking of the cation exchange resin, the production method and the use conditions. Also,
Generally, the higher the molecular weight of the both and the higher the concentration of the solution, the easier the ionic complex is formed. Both linear polymers each form a complex complex and grow large. Its size reaches several nm to several 100 nm. The composition ratio of both linear polymers varies depending on the composition ratio of both ion exchange resins of the cartridge polisher and the elution property from the resin.

【0036】シリコンウエハの汚染性は、処理温度にも
大きく依存する。正のゼータ電位を有する物質が高い温
度(具体的には、通常30℃以上、更には50℃以上、
特に70℃以上の温度)でシリコンウエハに接触すると
付着しやすい。従って、洗浄性を損なわない程度にでき
る限り低い温度の純水でシリコンウエハを処理すること
が望ましい。その水の温度は、通常は30℃以下、好ま
しくは20℃以下、更に好ましくは15℃以下であり、
また通常は1℃以上である。
The contamination property of a silicon wafer greatly depends on the processing temperature. A substance having a positive zeta potential has a high temperature (specifically, usually 30 ° C or higher, further 50 ° C or higher,
In particular, when it contacts a silicon wafer at a temperature of 70 ° C. or higher), it is likely to adhere. Therefore, it is desirable to treat the silicon wafer with pure water whose temperature is as low as possible without impairing the cleaning property. The temperature of the water is usually 30 ° C. or lower, preferably 20 ° C. or lower, more preferably 15 ° C. or lower,
It is usually 1 ° C or higher.

【0037】半導体用の超純水は通常、1次純水を製造
した後、TOC−UV工程を経て、混床樹脂(カートリ
ッジポリッシャー)を通液し、最後にUF膜で精密濾過
されて製造されている。TOC−UV工程で酸化分解さ
れた有機物が、有機酸、炭酸ガス、炭酸水素イオン、硫
酸イオンとして混床樹脂で捕捉される。また、この混床
樹脂の前段又は上層に、アニオン交換樹脂単床を配置す
る製造法もある。混床樹脂の前にアニオン交換樹脂を配
置する場合を含め、強塩基性アニオン交換樹脂からの溶
出物が漏洩する機会が多く、これがシリコンウエハの汚
染の原因になっている可能性がある。
Ultrapure water for semiconductors is usually produced by producing primary pure water, passing through a TOC-UV step, passing a mixed bed resin (cartridge polisher), and finally microfiltration with a UF membrane. Has been done. The organic matter oxidatively decomposed in the TOC-UV step is captured by the mixed bed resin as organic acid, carbon dioxide gas, hydrogen carbonate ion, and sulfate ion. There is also a manufacturing method in which a single bed of anion exchange resin is arranged in the front stage or the upper layer of this mixed bed resin. The eluate from the strongly basic anion exchange resin often leaks, including the case where the anion exchange resin is placed in front of the mixed bed resin, which may cause contamination of the silicon wafer.

【0038】こうした背景を踏まえ、本発明では、2次
系のイオン交換樹脂で精製する最終段階において、アニ
オン交換樹脂由来の線状ポリマーの漏出をできる限り抑
制する観点から、カチオン交換樹脂/アニオン交換樹脂
の混合比を中性塩分解能力の比で1.1以上3.0以下
の範囲とすることが好ましい。また、混床樹脂内では、
カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂の粒子ができるだ
け均一に混合した状態で存在していることが好ましい。
こうすることによりイオン交換樹脂床内において無限段
に近いイオン交換反応が繰り返され、不純物が極限にま
で除去される。
Based on such a background, in the present invention, from the viewpoint of suppressing the leakage of the linear polymer derived from the anion exchange resin as much as possible in the final stage of purification with the secondary ion exchange resin, the cation exchange resin / anion exchange resin is used. The mixing ratio of the resins is preferably in the range of 1.1 to 3.0 in terms of neutral salt decomposing ability. In the mixed bed resin,
It is preferable that the particles of the cation exchange resin and the particles of the anion exchange resin are present in a state of being mixed as uniformly as possible.
By doing so, the ion exchange reaction close to an infinite stage is repeated in the ion exchange resin bed, and impurities are removed to the utmost limit.

【0039】更に、アニオン交換樹脂由来の溶出物を可
能な限り捕捉するため、カートリッジポリッシャーの下
層又は後段に、強酸性カチオン交換樹脂の交換容量比率
を高くした混床樹脂を配置することが好ましい。また、
中性塩分解能力の比が通常1.1以上3以下の範囲、特
に1.2以上2以下の範囲となるように、カチオン交換
樹脂/アニオン交換樹脂の混床樹脂を調製することが好
ましい。これにより、アニオン交換樹脂からの線状ポリ
マーの溶出量が減少するので、カチオン交換樹脂からの
溶出量は増加するものの、シリコンウエハの汚染性に及
ぼす影響は極めて小さくなることがわかった。ここで使
用されるカチオン交換樹脂及びアニオン交換樹脂の物理
的な構造は、ゲル型であってもポーラス型の樹脂であっ
ても良いが、線状ポリマーをできるだけ長期間捕捉でき
るような樹脂構造であることが望ましい。
Further, in order to capture the eluate derived from the anion exchange resin as much as possible, it is preferable to dispose a mixed bed resin having a high exchange ratio of the strongly acidic cation exchange resin in the lower layer or the latter stage of the cartridge polisher. Also,
It is preferable to prepare a mixed bed resin of a cation exchange resin / anion exchange resin so that the ratio of neutral salt decomposing ability is usually in the range of 1.1 or more and 3 or less, particularly 1.2 or more and 2 or less. As a result, the elution amount of the linear polymer from the anion exchange resin was decreased, so that the elution amount from the cation exchange resin was increased, but it was found that the influence on the contamination property of the silicon wafer was extremely small. The physical structure of the cation exchange resin and the anion exchange resin used here may be a gel type resin or a porous type resin, but it is a resin structure capable of capturing a linear polymer for as long as possible. Is desirable.

【0040】ここで、シリコンウエハには、洗浄(硫
酸、硝酸、過酸化水素水、HF、アンモニア水等)によ
り酸化膜を溶解したベアウエハと、酸化膜を形成したオ
キサイドウエハとがある。両ウエハとも、全pH領域で
ゼータ電位が負であるため、正に帯電する物質はシリコ
ンウエハに付着しやすくなる。しかし、一般に酸化膜ウ
エハの方は親水性であるため、酸化膜ウエハに対しては
アンモニウム塩ポリマーが付着しやすくなる。従って、
酸化膜を形成したシリコンウエハは汚染されやすくなる
ため、超純水による洗浄には充分注意を払わなければな
らない。
Here, the silicon wafer includes a bare wafer in which an oxide film is dissolved by cleaning (sulfuric acid, nitric acid, hydrogen peroxide solution, HF, ammonia water, etc.) and an oxide wafer in which an oxide film is formed. Since both wafers have a negative zeta potential in the entire pH range, positively charged substances are likely to adhere to the silicon wafer. However, since the oxide film wafer is generally more hydrophilic, the ammonium salt polymer is more likely to adhere to the oxide film wafer. Therefore,
Since the silicon wafer on which the oxide film is formed is easily contaminated, care must be taken when cleaning with ultrapure water.

【0041】アニオン交換樹脂からの溶出物を低減化す
る方法、及びシリコンウエハを汚染させにくい方法とし
て、低温で超純水を製造する方法が有効であることがわ
かった。
It has been found that a method of producing ultrapure water at a low temperature is effective as a method of reducing the amount of eluate from the anion exchange resin and a method of preventing the silicon wafer from being contaminated.

【0042】通常、超純水は室温/空調温度で製造され
るため、超純水の水温は25℃前後である。これに対し
て、上記一般式(1)で表されるアニオン交換樹脂及び
上記一般式(2)で表されるカチオン交換樹脂は、室温
で使用するよりも低温で使用した方が、樹脂からの溶出
物が少なく、TOCをより効果的に低減することが可能
である。好適な温度としては、通常は20℃以下、更に
は15℃以下、特には10℃以下であり、また通常は1
℃以上である。
Normally, ultrapure water is produced at room temperature / air conditioning temperature, so the water temperature of ultrapure water is around 25.degree. On the other hand, when the anion exchange resin represented by the general formula (1) and the cation exchange resin represented by the general formula (2) are used at a lower temperature than at room temperature, The amount of eluate is small and TOC can be reduced more effectively. Suitable temperature is usually 20 ° C. or lower, further 15 ° C. or lower, especially 10 ° C. or lower, and usually 1
℃ or above.

【0043】低温で通液する場合、予め通液する水を冷
却してもよく、また、イオン交換樹脂を備えたイオン交
換装置(通常はカラムにイオン交換樹脂を充填したも
の)を冷却しておき、通液中に水を冷却しても良い。通
液する水を予め冷却しない場合でも、少なくとも装置の
出口においては1℃以上15℃以下であることが好まし
い。
When the liquid is passed at a low temperature, the water to be passed may be cooled in advance, or an ion exchange device equipped with an ion exchange resin (usually a column packed with the ion exchange resin) may be cooled. Alternatively, the water may be cooled during the passage. Even when the water to be passed is not cooled in advance, it is preferable that the temperature is 1 ° C. or higher and 15 ° C. or lower at least at the outlet of the apparatus.

【0044】上述のアニオン交換樹脂と組み合わせ、本
発明の超純水の製造方法に使用される混床式イオン交換
樹脂床を形成するカチオン交換樹脂は、上記一般式
(2)で表される繰り返し単位を有するものである。こ
れはスチレンと架橋剤、通常はジビニルベンゼンとの共
重合体のスルホン化物である。共重合体に占める架橋剤
の比率は通常は1〜50重量%の範囲であるが、中でも
3〜30重量%の範囲が好ましい。
The cation exchange resin which forms the mixed bed type ion exchange resin bed used in the method for producing ultrapure water of the present invention in combination with the above-mentioned anion exchange resin is represented by the above general formula (2). It has a unit. This is a sulfonated product of a copolymer of styrene and a crosslinking agent, usually divinylbenzene. The proportion of the cross-linking agent in the copolymer is usually in the range of 1 to 50% by weight, and preferably in the range of 3 to 30% by weight.

【0045】解離性基を有する水溶性高分子としては、
通常はゲルパーミュエーションクロマトグラフィーによ
る数平均分子量又はTOF−MSによる分子量が4×1
2〜1×106の範囲のものを用いる。この範囲のう
ち、好ましくは1×103〜5×105の範囲、特に好ま
しくは4×103〜1×105の範囲である。水溶性高分
子の分子量が小さすぎると、本来は表面電荷を中和すべ
き水溶性高分子がイオン交換樹脂の内部にまで拡散して
しまい、好ましくない。逆に分子量が大きすぎても、イ
オンの拡散が阻害されて好ましくない。
As the water-soluble polymer having a dissociative group,
Usually, the number average molecular weight by gel permeation chromatography or the molecular weight by TOF-MS is 4 × 1.
A material having a range of 0 2 to 1 × 10 6 is used. Of this range, the range is preferably 1 × 10 3 to 5 × 10 5 , and particularly preferably 4 × 10 3 to 1 × 10 5 . When the molecular weight of the water-soluble polymer is too small, the water-soluble polymer that should originally neutralize the surface charge diffuses into the ion exchange resin, which is not preferable. On the contrary, if the molecular weight is too large, the diffusion of ions is hindered, which is not preferable.

【0046】カラム出口における水中のアルキルアミン
濃度は、通水速度(空間速度)や通水温度により大きく
変わる。ここで、空間速度(以下SVと略)とは1時間
に樹脂容積の何倍の溶液を通液するかを示すパラメータ
ーである。一般に超純水を製造するときの通水速度は、
SV10からSV1000である。更に好ましくは、S
V50からSV500である。SVが大きい方が、樹脂
からの溶出物が希釈され、特に、正のゼータ電位を有す
る物質が希釈される。従って、できる限りSVを大きく
設定することが重要である。
The concentration of alkylamine in water at the outlet of the column largely changes depending on the water flow rate (space velocity) and the water flow temperature. Here, the space velocity (hereinafter abbreviated as SV) is a parameter indicating how many times the resin volume of the solution is passed in one hour. Generally, the water flow rate when producing ultrapure water is
SV10 to SV1000. More preferably, S
V50 to SV500. The larger SV dilutes the eluate from the resin, particularly the substance having a positive zeta potential. Therefore, it is important to set SV as large as possible.

【0047】[0047]

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるもので
はなく、その趣旨を変更しない範囲において、種々変形
して実施することが可能である。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to the following examples, and various modifications may be made without departing from the scope of the invention. It is possible to

【0048】[実施例1] PSQ(ポリトリメチルベ
ンジルアンモニウム塩)の汚染性 アニオン交換樹脂の代表的な溶出物であるPSQがシリ
コンウエハを汚染していることを、実施例1によって検
証した。
[Example 1] It was verified by Example 1 that PSQ (polytrimethylbenzylammonium salt) contaminating PSQ, which is a typical eluate of anion exchange resin, contaminates silicon wafers.

【0049】<試験用超純水の作製>ここで使用された
超純水は、ポリッシャー用樹脂として、ダイヤイオンR
(ダイヤイオンは三菱化学の登録商標)SMT1200
を用いた。この樹脂に公知のアニオン交換樹脂を用いて
得られた原水をSV800で通液した。比抵抗18.2
4MΩ・cm、TOC0.1ppb、0.05μm以上
の微粒子数が1個/mL以下、正のゼータ電位を有する
化合物の濃度は、0.05ppbである。この超純水の
TOCはAnatelのTOC計を用い、オンラインで
測定した。また、正のゼータ電位を有する化合物は、T
OF−MSやレーザー表面検査装置で測定した。
<Preparation of Ultrapure Water for Testing> The ultrapure water used here was used as a resin for polisher, Diaion R
(Diaion is a registered trademark of Mitsubishi Chemical) SMT1200
Was used. Raw water obtained by using a known anion exchange resin for this resin was passed through SV800. Specific resistance 18.2
The concentration of the compound having 4 MΩ · cm, TOC of 0.1 ppb, the number of fine particles of 0.05 μm or more is 1 / mL or less, and the compound having a positive zeta potential is 0.05 ppb. The TOC of this ultrapure water was measured online using an Anatel TOC meter. Further, a compound having a positive zeta potential is T
It was measured by an OF-MS and a laser surface inspection device.

【0050】下記のような処理により、ベアウエハと酸
化膜シリコンウエハを調製した。 <ウエハの前処理>シリコンウエハには、4インチシリ
コンウエハ(住友シチックス製、SC2洗浄品)を用
い、下記の処理を実施した後、実験に用いた。酸化膜ウ
エハは次のような手法で調製した。所定の枚数のシリコ
ンウエハをPFA製キャリヤーに並べ、上述の超純水で
10分間洗浄し、SC1(水:H22:NH4OH=
5:1:1洗浄液)に10分浸漬、その後さらに超純水
で10分間洗浄したものを実験に供した。ベアウエハは
次のような手法で調製した。上記の酸化膜ウエハと同様
の手法で、上述の超純水で10分洗浄、SC1に10分
浸漬、超純水で10分洗浄を行なったのち、0.5%H
F水溶液で5分洗浄、超純水で10分洗浄したものを実
験に供した。
A bare wafer and an oxide film silicon wafer were prepared by the following processing. <Wafer Pretreatment> As a silicon wafer, a 4-inch silicon wafer (manufactured by Sumitomo Sitix, SC2 cleaning product) was used, and the following treatments were performed and then used in the experiment. The oxide film wafer was prepared by the following method. A predetermined number of silicon wafers are arranged on a PFA carrier, washed with the above ultrapure water for 10 minutes, and SC1 (water: H 2 O 2 : NH 4 OH =
It was immersed in a 5: 1: 1 cleaning solution) for 10 minutes, and then further washed with ultrapure water for 10 minutes, and used for the experiment. The bare wafer was prepared by the following method. In the same manner as for the oxide film wafer, the above-mentioned ultrapure water was washed for 10 minutes, immersed in SC1 for 10 minutes, washed with ultrapure water for 10 minutes, and then washed with 0.5% H
What was washed with F aqueous solution for 5 minutes and washed with ultrapure water for 10 minutes was used for the experiment.

【0051】<強制汚染実験>強制汚染実験に使用する
PSQの水溶液は、下記の方法で調製した。PSQとし
ては、三菱化学製PSQ−A(分子量約10,000)
の5.6%水溶液において対イオンをOH形に変換した
ものを使用した。温度計、ヒーターを備えた石英製容器
に、上述の超純水を所定量入れ、そこにPSQ水溶液を
所望の濃度となるように添加し、液温を25℃に調整し
た。前処理したシリコンウエハを、所定枚数PFA製キ
ャリヤーに並べ、PSQ水溶液に10分間浸漬した。P
SQの濃度は、0.1ppm、1.0ppm、10pp
mである。ウエハはPSQ水溶液に浸漬後、超純水で1
0分洗浄を行ない、スピン乾燥機を用いて乾燥させ、表
面分析を行なった。シリコンウエハの汚染性の評価は、
日立電子エンジニアリング社製レーザー表面検査装置:
LS−5000を用いた。0.2μm以上の付着物の数
を計測し、汚染性を評価した。その結果を下記第1表に
示す。
<Forced Contamination Experiment> An aqueous solution of PSQ used in the forced contamination experiment was prepared by the following method. As PSQ, Mitsubishi Chemical's PSQ-A (molecular weight about 10,000)
The counter ion was converted to the OH form in a 5.6% aqueous solution of. A predetermined amount of the above-mentioned ultrapure water was placed in a quartz container equipped with a thermometer and a heater, and the PSQ aqueous solution was added thereto to a desired concentration, and the liquid temperature was adjusted to 25 ° C. A predetermined number of pretreated silicon wafers were arranged on a PFA carrier and immersed in a PSQ aqueous solution for 10 minutes. P
The concentration of SQ is 0.1ppm, 1.0ppm, 10pp
m. After dipping the wafer in the PSQ aqueous solution, 1
It was washed for 0 minutes, dried using a spin drier, and surface-analyzed. To evaluate the contamination of silicon wafers,
Hitachi Electronic Engineering's laser surface inspection equipment:
LS-5000 was used. The number of deposits having a size of 0.2 μm or more was measured to evaluate the contamination property. The results are shown in Table 1 below.

【0052】[0052]

【表1】 上記第1表内の濃度は、N原子当たりの濃度で表した。
PSQによって、シリコンウエハが汚染されていること
が判る。
[Table 1] The concentrations in Table 1 above are expressed as the concentration per N atom.
The PSQ reveals that the silicon wafer is contaminated.

【0053】[実施例2] PSQの汚染性の評価 実施例2では、PSQ水溶液との接触温度を25℃から
70℃に上げた他は実施例1と同様の条件にて、シリコ
ンウエハの汚染性を評価した。この結果を下記第2表に
示す。
Example 2 Evaluation of PSQ Contamination Property In Example 2, the silicon wafer was contaminated under the same conditions as in Example 1 except that the contact temperature with the PSQ aqueous solution was raised from 25 ° C. to 70 ° C. The sex was evaluated. The results are shown in Table 2 below.

【0054】[0054]

【表2】 上記第2表内の濃度も、N原子当たりの濃度で表した。
また、上記第2表内の計測不能とは、シリコンウエハの
全面にPSQが付着したため、粒子として検出できず、
結果、計測できないことを意味する。PSQ水溶液との
接触温度が上がったことにより、シリコンウエハがより
汚染されていることが判る。
[Table 2] The concentrations in Table 2 above are also expressed as the concentration per N atom.
In addition, the fact that measurement is impossible in Table 2 above means that PSQ has adhered to the entire surface of the silicon wafer and cannot be detected as particles,
As a result, it means that it cannot be measured. It can be seen that the silicon wafer is more contaminated due to the increase in the contact temperature with the PSQ aqueous solution.

【0055】[実施例3] PSA(ポリスチレンスル
ホン酸)の汚染性の検証 同じくアニオン交換樹脂の代表的な溶出物であるPSA
がシリコンウエハを汚染するかどうかを実施例3により
検証した。実験は、PSQをPSAに換えた他は、実施
例1と同様の条件にて行なった。PSAとしては、東ソ
ー製PS−1(分子量約10,000)の20%水溶液
において対イオンをH形に変換したものを使用した。そ
の結果を下記第3表に示す。
Example 3 Verification of Contamination Property of PSA (Polystyrene Sulfonic Acid) PSA which is also a typical eluate of anion exchange resin.
It was verified according to Example 3 whether or not it would contaminate the silicon wafer. The experiment was performed under the same conditions as in Example 1 except that PSQ was replaced with PSA. As the PSA, a product obtained by converting the counter ion into H form in a 20% aqueous solution of PS-1 (molecular weight of about 10,000) manufactured by Tosoh Corporation was used. The results are shown in Table 3 below.

【0056】[0056]

【表3】 上記第3表内の濃度はS原子当たりの濃度で表した。P
SQと同様PSAによっても、シリコンウエハが汚染さ
れていることが判る。
[Table 3] The concentrations in Table 3 above are expressed as the concentration per S atom. P
It can be seen that the silicon wafer is contaminated by PSA as well as SQ.

【0057】[実施例4] PSQ・PSA混合系での
汚染性の検証 PSQとPSAとを混合した場合、シリコンウエハを汚
染するかどうかを実施例4によって検証した。実験は、
溶液との接触温度を70℃とした点、及び、PSQの水
溶液に加えてPSAの水溶液を添加し、5分間攪拌した
後にシリコンウエハの浸漬を開始した点の他は、実施例
1と同様の条件にて行なった。PSQ及びPSAの各水
溶液としては、それぞれ実施例1,2及び実施例3と同
様のものを用いた。この結果を下記第4表に示す。
Example 4 Verification of Contamination Property in PSQ / PSA Mixing System It was verified in Example 4 whether PSQ and PSA were mixed to contaminate a silicon wafer. The experiment is
Same as Example 1 except that the contact temperature with the solution was 70 ° C., and that the PSA aqueous solution was added to the PSQ aqueous solution and the immersion of the silicon wafer was started after stirring for 5 minutes. It was performed under the conditions. As the respective aqueous solutions of PSQ and PSA, those similar to those in Examples 1 and 2 and Example 3 were used. The results are shown in Table 4 below.

【0058】[0058]

【表4】 上記第4表内の濃度は、PSQの場合N原子当たりの濃
度、PSAの場合S原子当たりの濃度を表した。PSQ
とPSAとが混合されても、シリコンウエハが汚染され
ていることが判る。
[Table 4] The concentrations in Table 4 above represent the concentration per N atom in the case of PSQ and the concentration per S atom in the case of PSA. PSQ
It can be seen that the silicon wafer is contaminated even if PSA and PSA are mixed.

【0059】[実施例5] ポリトリメチルベンジルア
ンモ二ウム塩(PSQ)とポリトリメチルスチリルブチ
ルアンモニウム塩(PBSQ)との汚染性の比較 三菱化学製PBSQを使用した。実施例5は、溶液の温
度を70℃に昇温後、PSQ及びPBSQをそれぞれ添
加し、更に5分経過後にシリコンウエハの浸漬を開始し
た点以外は、実施例1と同様の条件にて行なった。シリ
コンウエハとしては、全て酸化膜ウエハを使用した。こ
の結果を下記第5表に示す。
Example 5 Comparison of Contamination between Polytrimethylbenzylammonium Salt (PSQ) and Polytrimethylstyrylbutylammonium Salt (PBSQ) PBSQ manufactured by Mitsubishi Chemical was used. Example 5 was carried out under the same conditions as in Example 1 except that PSQ and PBSQ were respectively added after the temperature of the solution was raised to 70 ° C., and immersion of the silicon wafer was started after 5 minutes had elapsed. It was An oxide film wafer was used as the silicon wafer. The results are shown in Table 5 below.

【0060】[0060]

【表5】 上記第5表内の濃度は、PSQの場合及びPBSQの場
合ともに、N原子当たりの濃度で表す。PBSQの方が
PSQに比較して汚染性が小さいことが判る。
[Table 5] The concentrations in Table 5 above are expressed as the concentration per N atom in both PSQ and PBSQ. It can be seen that PBSQ has less contamination than PSQ.

【0061】[0061]

【発明の効果】本発明は、半導体製造におけるシリコン
ウエハの汚染が少ない超純水を提供するものである。本
発明は、高品質の超純水を必要とする半導体製造用途で
は、製品の歩留まりが向上し生産性が大きく改善され
る。この効果は顕著である。
The present invention provides ultrapure water with less contamination of silicon wafers in semiconductor manufacturing. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention improves the yield of products and greatly improves the productivity in semiconductor manufacturing applications that require high-quality ultrapure water. This effect is remarkable.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青嵜 義宗 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石1番1号 三菱化学株式会社内 Fターム(参考) 4D025 AA04 AB08 AB14 AB38 BA09 BA14 BB04 BB07 CA08 CA10   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Yoshimune Aozaki             1-1 Kurosaki Shiroishi, Hachiman Nishi Ward, Kitakyushu City, Fukuoka Prefecture               Within Mitsubishi Chemical Corporation F-term (reference) 4D025 AA04 AB08 AB14 AB38 BA09                       BA14 BB04 BB07 CA08 CA10

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 正のゼータ電位を有する物質の含有率
が、0.3ppb以下であることを特徴とする、超純
水。
1. Ultrapure water, characterized in that the content of a substance having a positive zeta potential is 0.3 ppb or less.
【請求項2】 前記の正のゼータ電位を有する物質の含
有率が、0.1ppb以下であることを特徴とする、請
求項1記載の超純水。
2. The ultrapure water according to claim 1, wherein the content of the substance having the positive zeta potential is 0.1 ppb or less.
【請求項3】 前記の正のゼータ電位を有する物質が、
トリメチルアンモニウム基を有するポリスチレン化合物
であることを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載
の超純水。
3. The substance having the positive zeta potential is:
The ultrapure water according to claim 1 or 2, which is a polystyrene compound having a trimethylammonium group.
【請求項4】 前記のトリメチルアンモニウム基を有す
るポリスチレン化合物の数平均分子量が、400以上1
00,000以下の範囲であることを特徴とする、請求
項1〜3の何れか一項に記載の超純水。
4. The number average molecular weight of the polystyrene compound having a trimethylammonium group is 400 or more and 1 or more.
The ultrapure water according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the ultrapure water is in a range of 0,000 or less.
【請求項5】 スルホン酸基を有するポリスチレン化合
物を含むことを特徴とする、請求項1〜4の何れか一項
に記載の超純水。
5. The ultrapure water according to claim 1, which contains a polystyrene compound having a sulfonic acid group.
【請求項6】 下記一般式(1)で表される繰り返し単
位を有するアニオン交換樹脂と、下記一般式(2)で表
される繰り返し単位を有するカチオン交換樹脂とを混合
してなる混床式イオン交換樹脂に、原水を通液すること
を特徴とする、超純水の製造方法。 【化1】 (上記一般式(1)中、Aは炭素数1又は3〜8のアル
キレン基もしくは炭素数4〜8のアルキレンオキシメチ
ル基を表し、R1、R2、R3は各々独立して水素原子、
炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数1〜6のヒドロキ
シアルキル基を表し、X-は対アニオンを表す。) 【化2】 (上記一般式(2)中、Y+は対カチオンを表す。)
6. A mixed bed system comprising a mixture of an anion exchange resin having a repeating unit represented by the following general formula (1) and a cation exchange resin having a repeating unit represented by the following general formula (2). A method for producing ultrapure water, which comprises passing raw water through an ion exchange resin. [Chemical 1] (In the general formula (1), A represents an alkylene group having 1 or 3 to 8 carbon atoms or an alkyleneoxymethyl group having 4 to 8 carbon atoms, and R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom. ,
It represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and X represents a counter anion. ) [Chemical 2] (In the general formula (2), Y + represents a counter cation.)
【請求項7】 上記一般式(1)において、Aが炭素数
3〜8のアルキレン基又は炭素数4〜8のアルキレンオ
キシメチル基を表わすことを特徴とする、請求項6記載
の超純水の製造方法。
7. The ultrapure water according to claim 6, wherein A in the general formula (1) represents an alkylene group having 3 to 8 carbon atoms or an alkyleneoxymethyl group having 4 to 8 carbon atoms. Manufacturing method.
【請求項8】 該混床式イオン交換樹脂の下層におい
て、上記一般式(1)で表される繰り返し単位を有する
アニオン交換樹脂と、上記一般式(2)で表される繰り
返し単位を有するカチオン交換樹脂の混床の割合が、交
換容量比で1.1以上3.0以下の範囲であることを特
徴とする、請求項6又は請求項7に記載の超純水の製造
方法。
8. An anion exchange resin having a repeating unit represented by the general formula (1) and a cation having a repeating unit represented by the general formula (2) in a lower layer of the mixed bed type ion exchange resin. The method for producing ultrapure water according to claim 6 or 7, wherein the mixed bed ratio of the exchange resin is in the range of 1.1 or more and 3.0 or less in terms of exchange capacity ratio.
【請求項9】 該混床式イオン交換樹脂に通液する前記
原水の温度が、1℃以上15℃以下の範囲であることを
特徴とする、請求項6〜8の何れか一項に記載の超純水
の製造方法。
9. The temperature of the raw water passing through the mixed bed type ion exchange resin is in the range of 1 ° C. or higher and 15 ° C. or lower, according to claim 6. Method for producing ultrapure water.
【請求項10】 該混床式イオン交換樹脂に、空間速度
SV100以上の条件下で前記原水を通液することを特
徴とする、請求項6〜9の何れか一項に記載の超純水の
製造方法。
10. The ultrapure water according to claim 6, wherein the raw water is passed through the mixed bed type ion exchange resin under conditions of a space velocity SV of 100 or more. Manufacturing method.
【請求項11】 該混床式イオン交換樹脂に、空間速度
SV300以上の条件下で前記原水を通液することを特
徴とする、請求項6〜10の何れか一項に記載の超純水
の製造方法。
11. The ultrapure water according to claim 6, wherein the raw water is passed through the mixed bed type ion exchange resin under conditions of a space velocity SV of 300 or more. Manufacturing method.
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