JP2008145384A - Method for evaluating ion-exchange resin - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an evaluation method for simple, easy and high-sensitivity selection of ion-exchange resin, that is suitable for manufacturing ultrapure water for reducing the degree of etching on the surface of a silicon material, when the ultrapure water, used as cleaning water, is to be produced during the manufacturing of semiconductor or liquid crystals. <P>SOLUTION: After the extra-pure water passes through a column filled with the ion-exchange resin and is brought into contact with the silicon material, by comparing the concentration of silica contained in the ultrapure water and the concentration of silica contained in the ultrapure water, obtained by bringing the ultrapure water into contact with the silicon material, without making the ultrapure water pass through the column filled, with the ion-exchange resin, ion-exchange resin which is suitable for manufacturing the ultrapure water for cleaning the silicon material is selected. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、イオン交換樹脂の評価方法に関し、さらに詳しくは、シリコンウエハのエッチングの原因となるアミン類の溶出性を評価する超純水製造用イオン交換樹脂の評価方法に関するものである。   The present invention relates to a method for evaluating an ion exchange resin, and more particularly, to a method for evaluating an ion exchange resin for production of ultrapure water that evaluates the elution of amines that cause etching of a silicon wafer.

IC、LSI等の半導体製造工程や、液晶製造工程、医薬品製造工程などにおいては、超純水が用いられている。このような分野で用いられている超純水は、通常、イオン交換樹脂を含む1次純水製造系で1次純水を製造し、得られる1次純水をイオン交換樹脂、紫外線酸化、逆浸透膜処理等を含む2次純水製造系で処理することにより、不純物をさらに除去して高純度にしたものである。   Ultrapure water is used in semiconductor manufacturing processes such as IC and LSI, liquid crystal manufacturing processes, pharmaceutical manufacturing processes, and the like. Ultrapure water used in such fields usually produces primary pure water in a primary pure water production system containing an ion exchange resin, and the obtained primary pure water is ion exchange resin, ultraviolet oxidation, Impurities are further removed to achieve a high purity by treatment in a secondary pure water production system including reverse osmosis membrane treatment.

このような超純水において、特に半導体製造工程で洗浄用水として使用される超純水としては、半導体集積回路の集積度向上および微細化の進行に伴って、含まれる不純物を極めて低い濃度に維持することが求められてきた。このような超純水に含まれる不純物としては、微粒子、バクテリア、金属元素などとともに、有機物があることが知られている。このうち鉄や亜鉛などの金属元素に関しては、近年の超純水には1ng/L以下とすることが求められている。有機物は全有機炭素(TOC)として測定されるが、近年ではTOC濃度として1μg/L以下とすることが求められている。   In such ultrapure water, particularly as ultrapure water used as cleaning water in the semiconductor manufacturing process, the impurities contained therein are maintained at a very low concentration as the degree of integration of semiconductor integrated circuits increases and miniaturization progresses. It has been sought to do. As impurities contained in such ultrapure water, it is known that there are organic substances as well as fine particles, bacteria, metal elements and the like. Among these, with respect to metal elements such as iron and zinc, recent ultrapure water is required to be 1 ng / L or less. The organic matter is measured as total organic carbon (TOC), but in recent years, the TOC concentration is required to be 1 μg / L or less.

国際半導体製造技術ロードマップ(ITRS:International Technology Roadmap for Semiconductor)にも示されているように、半導体製造工程においては、半導体デバイスの高精細化が進むにしたがい、シリコンウエハ表面の清浄度の維持、平坦度の維持が重要になってきている。   As shown in the International Semiconductor Manufacturing Technology for Semiconductor Roadmap (ITRS), in the semiconductor manufacturing process, as the definition of semiconductor devices increases, maintaining the cleanliness of the silicon wafer surface, Maintaining flatness is becoming important.

シリコンウエハの表面が、ある種のアミンの存在でエッチングされることは既に古くから知られており(例えば、R.M.Finne and D.L. Klein,A Water−Amine−Complexing Agent System for Etching Silicon,J.Electrochemical Soc.:SOLID STATE SCIENCE,p965,September 1967など)、さらにはアミンによるシリコンウエハ表面の荒れが半導体デバイスを製造する際に問題となることが知られている(特開2003−142447号公報)。したがって半導体製造工程においては、超純水による洗浄時にシリコンウエハ表面の荒れの少ない水を使用することが必要であり、使用する水の性質がシリコンウエハ表面をエッチングする水かエッチングしない水かを判断することが工業的には極めて重要である。そこで、超純水がシリコンウエハに与える影響度を利用した超純水の水質評価方法も提案されている(特開2006−29880号公報)。   It has long been known that the surface of a silicon wafer is etched in the presence of certain amines (eg, RM Finne and DL Klein, A Water-Amine-Complexing Agent System For Etching). (Silicon, J. Electrochemical Soc .: SOLID STATE SCIENCE, p965, September 1967, etc.), and further, it is known that surface roughness of the silicon wafer due to amines becomes a problem in manufacturing semiconductor devices (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-2003). 142447). Therefore, in the semiconductor manufacturing process, it is necessary to use water with less roughness on the surface of the silicon wafer when cleaning with ultrapure water, and it is determined whether the water used is water that etches the silicon wafer surface or not. It is extremely important industrially. Therefore, a method for evaluating the quality of ultrapure water using the degree of influence of ultrapure water on a silicon wafer has also been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-29880).

一方、超純水の製造方法によっては、その製造工程中にイオン交換樹脂などから溶出したアミン類が混入することがある。このアミン類が混入した超純水を用いてシリコンウエハを洗浄すると、リンス工程では好ましくないエッチング作用を起こすことも知られている。そこで従来は、超純水を製造するのに適したイオン交換樹脂を選定するための評価方法として、イオン交換樹脂を充填したカラムに超純水を通水し、カラムから流出する処理水の抵抗率やTOC濃度、トリメチルアミンなどの低分子量のアミン濃度を測定して、それらの濃度が低いものの方が良好な品質のイオン交換樹脂であると判断していた。
特開2003−142447号公報 特開2006−29880号公報
On the other hand, depending on the method for producing ultrapure water, amines eluted from an ion exchange resin or the like may be mixed during the production process. It is also known that when a silicon wafer is cleaned using ultrapure water mixed with amines, an undesirable etching action is caused in the rinsing process. Therefore, conventionally, as an evaluation method for selecting an ion exchange resin suitable for producing ultrapure water, resistance of treated water flowing out of the column by passing ultrapure water through a column packed with ion exchange resin is used. The ratio, TOC concentration, and low molecular weight amine concentration such as trimethylamine were measured, and those having lower concentrations were judged to be better quality ion exchange resins.
JP 2003-142447 A JP 2006-29880 A

イオン交換樹脂の評価のためにイオン交換樹脂から溶出するTOCやアミン類などの濃度を測定しても、これらの不純物濃度が高いときに、半導体製造においてどのような不具合が起こるのか不明であった。また、半導体製造工程で製品の性能低下などの問題が起こったとき、超純水中の不純物濃度を測定して原因を探すことを試みても不純物と性能低下との因果関係がわからず、原因を解明できないことが多かった。   Even if the concentrations of TOC and amines eluted from the ion exchange resin for the evaluation of the ion exchange resin were measured, it was unclear what kind of trouble occurred in semiconductor manufacturing when these impurity concentrations were high. . Also, when problems such as product performance degradation occur in the semiconductor manufacturing process, even if you try to find the cause by measuring the impurity concentration in ultrapure water, the causal relationship between impurities and performance degradation is unknown, There were many cases that could not be solved.

本願発明は、このような事情のもとで、特に半導体や液晶製造用の洗浄水として使用される超純水を製造するために使用されるイオン交換樹脂について、シリコンウエハに対する影響度を指標として簡易かつ高感度に超純水製造に適するイオン交換樹脂を選定するための評価方法を提供することを目的としている。   Under the circumstances, the present invention is an ion exchange resin used for producing ultrapure water used as cleaning water for manufacturing semiconductors and liquid crystals, in particular, using the degree of influence on a silicon wafer as an index. It aims at providing the evaluation method for selecting the ion exchange resin suitable for ultrapure water manufacture simply and with high sensitivity.

そこで、発明者は、水中の極微量シリカの分析手法を活用して、シリコンのエッチング性と溶出したシリカ濃度の関係を鋭意検討した結果、シリコンをエッチングしやすい水にシリコンウエハを接触させた水の中のシリカ濃度は相対的に高く、エッチングが少ない水へのシリカ溶出は少ないという関係を見出し、この知見に基づいて本願発明を完成するに至った。   Therefore, as a result of intensive studies on the relationship between the etching property of silicon and the concentration of eluted silica by utilizing an analysis method of extremely small amount of silica in water, the inventor has found that water in which a silicon wafer is brought into contact with water that can easily etch silicon. The silica concentration in the water was relatively high and the silica elution into water with little etching was found, and the present invention was completed based on this finding.

本願発明は、次のイオン交換樹脂の評価方法である。   The present invention is the following ion exchange resin evaluation method.

(1) イオン交換樹脂を充填したカラムに超純水を通水し、次いで該超純水をシリコン物質と接触させた後、該超純水中に含有するシリカ濃度と、前記イオン交換樹脂を充填したカラムに通水することなく超純水をシリコン物質と接触させた後、該超純水中に含有するシリカ濃度とを求め、これらのシリカ濃度の差に基づいてイオン交換樹脂の品質を評価することを特徴とするイオン交換樹脂の評価方法。   (1) After passing ultrapure water through a column packed with an ion exchange resin and then bringing the ultrapure water into contact with a silicon substance, the silica concentration contained in the ultrapure water and the ion exchange resin After bringing ultrapure water into contact with the silicon substance without passing through the packed column, the silica concentration contained in the ultrapure water is determined, and the quality of the ion exchange resin is determined based on the difference in the silica concentration. An evaluation method of an ion exchange resin characterized by evaluating.

(2) 超純水と接触させるシリコン物質が、シリコンウエハ、シリコンウエハの小片もしくは粉末、粒状シリコン、シリコン結晶の小片、またはこれらを複数組み合わせたものであることを特徴とする上記(1)に記載のイオン交換樹脂の評価方法。   (2) In the above (1), the silicon substance to be contacted with ultrapure water is a silicon wafer, a piece or powder of silicon wafer, granular silicon, a piece of silicon crystal, or a combination of these. The evaluation method of the ion exchange resin of description.

すなわち、シリコンと接触した水の中にシリカが高い濃度で含まれていれば、その水はシリコン表面をエッチングして平坦なウエハ表面にダメージを与える可能性があるということを判定できる。   That is, if silica in a high concentration is contained in water in contact with silicon, it can be determined that the water can etch the silicon surface and damage the flat wafer surface.

したがってイオン交換樹脂を充填したカラムに通水した超純水を、上記のようなシリコン物質と接触させ、このときの水中のシリカ濃度を測定し、その濃度と、イオン交換樹脂に通水する前の超純水を同様にシリコン物質と接触させて測定した水中のシリカ濃度とを比較し、それらの差が大きいときにはイオン交換樹脂からシリコンをエッチングする物質が多く溶出していると判定することができる。このようにして超純水をシリコン物質と接触させ、溶出したシリカ濃度を測定することによって、その超純水がシリコンをエッチングしやすいか否か、すなわち半導体製造上の問題を起こす物質がイオン交換樹脂から溶出して水中に含まれるか否かを判定する方法を提供することができる。   Therefore, ultrapure water that has been passed through a column filled with ion exchange resin is brought into contact with the silicon substance as described above, and the silica concentration in the water at this time is measured. In the same way, the silica concentration in water measured by contacting ultrapure water with a silicon substance is compared, and when the difference between them is large, it can be determined that a large amount of the substance that etches silicon is eluted from the ion exchange resin. it can. By contacting ultrapure water with a silicon substance in this way and measuring the concentration of the eluted silica, whether the ultrapure water is likely to etch silicon, that is, a substance that causes problems in semiconductor manufacturing is ion-exchanged. It is possible to provide a method for determining whether or not it is eluted from the resin and contained in water.

本願発明のイオン交換樹脂の評価方法によれば、超純水をイオン交換樹脂カラムに通水し、次いでシリコン物質と接触させて該超純水中のシリカ濃度を測定することによって、このイオン交換樹脂と接触した超純水がシリコンウエハ表面をエッチングする性質を有するか否かを容易に判定できるので、シリコンウエハ表面をエッチングする物質を溶出しにくい超純水製造用のイオン交換樹脂を選定することが可能となる。超純水製造に適したイオン交換樹脂を選定して使用することにより、半導体製造上の不具合の発生防止に極めて有効である。   According to the method for evaluating an ion exchange resin of the present invention, ultrapure water is passed through an ion exchange resin column and then contacted with a silicon substance to measure the silica concentration in the ultrapure water. Since it is possible to easily determine whether ultrapure water in contact with the resin has the property of etching the silicon wafer surface, select an ion exchange resin for producing ultrapure water that does not easily elute substances that etch the silicon wafer surface. It becomes possible. By selecting and using an ion exchange resin suitable for ultrapure water production, it is extremely effective in preventing the occurrence of defects in semiconductor production.

シリコンはアルカリでエッチングされること、及び水中にアミンが存在するとアルカリ性を示すことから、アミンの存在によるシリコン表面のエッチングはアルカリによるエッチングと考えられる。アルカリによって溶解したシリコンはSi(OH)の形で水中に溶出し、これが解離してイオン状のシリカとして存在する(通常、SiOと表現される)。 Since silicon is etched with an alkali and alkaline when an amine is present in water, etching of the silicon surface due to the presence of an amine is considered to be an alkali etching. Silicon dissolved by alkali elutes in water in the form of Si (OH) 4 , which dissociates and exists as ionic silica (usually expressed as SiO 2 ).

水中のイオン状シリカSiOはモリブデン酸イオンと反応してモリブデン酸錯体を形成し、これが440nm程度の波長の光を吸収すること、またはこの還元体が880nm程度の光を吸収することを利用してシリカ濃度の分析に用いられている。 Ionic silica SiO 2 in water reacts with molybdate ions to form a molybdate complex, which absorbs light having a wavelength of about 440 nm, or that this reductant absorbs light of about 880 nm. It is used for analysis of silica concentration.

したがって超純水をイオン交換樹脂カラムに通水後、シリコンウエハまたはシリコン結晶の破片等のシリコン物質と接触した超純水中のシリカ濃度を測定し、イオン交換樹脂カラムに通水しない場合のそれと比較することでイオン交換樹脂との接触によって増加したシリカ濃度を測定することができる。シリコン物質と接触する水の中のアミン濃度が増加すると、溶出するシリコンの量、つまり水中のシリカ濃度も増加することから、定期的あるいは連続的にシリカ濃度をモニタリングすることでシリコンに通水する水の水質変動をシリコンへのエッチング度合という形でモニタリングすることができる。また、シリコンへの接触条件を一定にすることによって、複数の水が有するシリコンへのエッチング度合を比較対比することができる。   Therefore, after passing ultrapure water through the ion exchange resin column, measure the silica concentration in the ultrapure water in contact with the silicon substance such as silicon wafer or silicon crystal fragments, By comparison, the silica concentration increased by contact with the ion exchange resin can be measured. As the amine concentration in the water in contact with the silicon material increases, the amount of silicon that elutes, ie the silica concentration in the water, also increases, so water can be passed through the silicon by monitoring the silica concentration periodically or continuously. Changes in water quality can be monitored in the form of the degree of etching into silicon. In addition, by making the contact condition with silicon constant, it is possible to compare and compare the degree of etching of silicon into a plurality of water.

検出するシリカ濃度は必ずしもSiOの濃度である必要はなく、前述のシリカ濃度の変化が検知できる物理量(例えば光の吸収度(吸光度)など)であれば良く、他のイオン濃度等の条件が一定であれば、電気抵抗のような物性値でも良い。 The silica concentration to be detected is not necessarily the SiO 2 concentration, and any physical quantity (for example, light absorbance (absorbance), etc.) that can detect the change in silica concentration described above may be used. As long as it is constant, a physical property value such as electrical resistance may be used.

本願発明のイオン交換樹脂の評価方法において、イオン交換樹脂に超純水を接触させる方法としては、超純水の入口と出口が設けられた任意の容器にイオン交換樹脂を充填し、超純水をイオン交換樹脂と接触させた後、容器から超純水を取り出すことができれば良く、各種容器を使用可能である。超純水とイオン交換樹脂との効率的な接触およびイオン交換樹脂から溶出する微量のアミン濃度を考慮すると、イオン交換樹脂を充填したカラムに超純水を通水する方法が望ましい。   In the method for evaluating an ion exchange resin of the present invention, as a method for bringing ultrapure water into contact with the ion exchange resin, any container provided with an inlet and an outlet of ultrapure water is filled with the ion exchange resin, and ultrapure water is used. As long as the ultrapure water can be taken out from the container after contacting with the ion exchange resin, various containers can be used. Considering efficient contact between the ultrapure water and the ion exchange resin and a small amount of amine concentration eluted from the ion exchange resin, a method of passing ultrapure water through the column filled with the ion exchange resin is desirable.

イオン交換樹脂に通水する超純水としては、後段のシリコン物質から溶出するシリカ濃度が検出できる程度の低シリカ濃度の水であれば使用可能であるが、極めてシリカ濃度が低く、他の不純物をほとんど含まない超純水を使用することが望ましい。このような超純水としては比抵抗18メグオーム・センチメートル以上、シリカ濃度1μg/L以下であることが好ましい。   The ultrapure water that passes through the ion-exchange resin can be used as long as the silica concentration is low enough to detect the silica concentration eluted from the subsequent silicon material, but the silica concentration is extremely low and other impurities can be used. It is desirable to use ultrapure water that contains almost no water. Such ultrapure water preferably has a specific resistance of 18 megohm · centimeter or more and a silica concentration of 1 μg / L or less.

イオン交換樹脂カラムに通水した超純水を接触させるシリコン物質としては、この超純水がシリコンウエハをエッチングする性質のものであるか否かを判定することができれば良く、シリコンウエハ、シリコンウエハの小片、シリコンウエハの粉末、粒状シリコン、シリコン結晶の小片、またはこれらを複数組み合わせたものが好適に使用可能である。シリコンは高純度のシリコンを使用する方が好ましい。シリコン結晶は単結晶体以外に、シリコン多結晶体を用いることもできる。高純度のシリコン物質としては、シリコンウエハを用いるのが好ましい。また、本願発明のイオン交換樹脂の評価に用いるシリコン物質は、シリコン物質の表面に生成している自然酸化膜を除去して用いるのが望ましい。それには濃度0.1〜1.0重量%に調製した希フッ酸にシリコン物質を浸漬することにより表面に生成した自然酸化膜を除去することができる。   As the silicon substance that contacts the ultrapure water that has passed through the ion exchange resin column, it is only necessary to determine whether or not the ultrapure water has the property of etching the silicon wafer. A small piece of silicon, a powder of silicon wafer, granular silicon, a small piece of silicon crystal, or a combination of these can be suitably used. It is preferable to use high purity silicon. In addition to a single crystal, a silicon polycrystal can be used as the silicon crystal. A silicon wafer is preferably used as the high purity silicon material. Moreover, it is desirable that the silicon material used for the evaluation of the ion exchange resin of the present invention is used after removing the natural oxide film formed on the surface of the silicon material. For this purpose, a natural oxide film formed on the surface can be removed by immersing a silicon substance in dilute hydrofluoric acid prepared to a concentration of 0.1 to 1.0% by weight.

上記のようなシリコン物質に超純水を接触させる方法としては、シリコン物質を容器に入れてそこへ超純水を通水すれば良く、各種の方法が利用可能であるが、簡単かつ効率良く接触させるためには、シリコン物質を充填したカラムに超純水を通水する方法が好ましい。この場合、カラムに充填するシリコン物質の大きさに特に制限はないが、接触効率及び圧損を考慮すると通常0.1〜5mm、好ましくは0.3〜1mmの大きさのものを使用することができる。また、カラムの長さは通常20〜200mm、好ましくは50〜150mmのものを使用することができる。シリコン物質を充填したカラムへの超純水の通水速度は通常10〜200ml/分、好ましくは50〜150ml/分である。   As a method of bringing ultrapure water into contact with the silicon material as described above, it is only necessary to put the silicon material into a container and pass ultrapure water therethrough, and various methods can be used, but simple and efficient. In order to make contact, a method of passing ultrapure water through a column filled with a silicon substance is preferable. In this case, there is no particular limitation on the size of the silicon substance packed in the column. However, considering the contact efficiency and pressure loss, it is usually 0.1 to 5 mm, preferably 0.3 to 1 mm. it can. Moreover, the column length is usually 20 to 200 mm, preferably 50 to 150 mm. The flow rate of ultrapure water through the column filled with the silicon substance is usually 10 to 200 ml / min, preferably 50 to 150 ml / min.

シリコン物質と接触させた超純水中のシリカ濃度の検出方法としては、モリブデン酸錯体の吸光度によるシリカ濃度測定法以外に、イオンクロマトグラフによる濃縮分析法、誘導結合プラズマ−質量分析法(ICP−MS)、黒鉛炉原子吸光光度法(GF−AA)などの原子吸光光度法、その他水中のシリカ(シリコン酸化物)を検出できる方法が適用可能である。   As a method for detecting the silica concentration in ultrapure water contacted with a silicon substance, in addition to the silica concentration measurement method based on the absorbance of the molybdate complex, concentration analysis by ion chromatography, inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-) MS), atomic absorption spectrophotometry such as graphite furnace atomic absorption spectrophotometry (GF-AA), and other methods capable of detecting silica (silicon oxide) in water are applicable.

上記のような本願発明を利用することにより、シリコンウエハ表面を平坦に保つことができる超純水を製造することができる。すなわち、シリコンウエハ表面をエッチングする物質を溶出しにくいイオン交換樹脂を比較検討することが可能となり、半導体や液晶製造時に問題を生じない超純水製造用のイオン交換樹脂を容易に選択することができるようになる。   By utilizing the present invention as described above, ultrapure water capable of keeping the silicon wafer surface flat can be produced. In other words, it becomes possible to compare and examine ion exchange resins that are less likely to elute substances that etch the silicon wafer surface, and it is possible to easily select ion exchange resins for ultrapure water production that do not cause problems during semiconductor or liquid crystal production. become able to.

以下に実施例を挙げて本願発明をさらに詳細に説明するが、本願発明はこれら実施例に限定されるものではない。   The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.

[実施例1]
図1に、本願発明のイオン交換樹脂の評価に用いたシリコン物質接触装置1の一実施例の態様を示す。内径8mm、長さ10cmの両端目皿つきのフッ素樹脂製カラム6に、直径約0.5mmのシリコン粒子7を約5ml充填し、フッ素樹脂製カラム6の両端にチューブ継ぎ手4、5を用いて外径6mmのフッ素樹脂製チューブ8、9を接続した。カラム6の入口および出口側にはコック2、3をつけて閉止可能とした。
[Example 1]
In FIG. 1, the aspect of one Example of the silicon substance contact apparatus 1 used for evaluation of the ion exchange resin of this invention is shown. A fluororesin column 6 having an inner diameter of 8 mm and a length of 10 cm is packed with about 5 ml of silicon particles 7 having a diameter of about 0.5 mm, and the ends of the fluororesin column 6 are removed using tube joints 4 and 5. Fluororesin tubes 8 and 9 having a diameter of 6 mm were connected. Cocks 2 and 3 were attached to the inlet and outlet sides of the column 6 so that they could be closed.

このシリコン物質接触装置1に小流量ポンプ(図示せず)を用いて超純水を供給し、シリコン粒子7を充填したフッ素樹脂製カラム6の内部から空気を取り除いた後、プラスチック製注射器を用いて、濃度0.5重量%に調製した希フッ酸5mlを注入した。希フッ酸を注入後、2分間静置し、シリコン粒子表面の自然酸化膜を除去した。その後、超純水を15ml注入してカラム内部の希フッ酸を除去した。   Ultra pure water is supplied to the silicon substance contact device 1 using a small flow pump (not shown), air is removed from the inside of the fluororesin column 6 filled with silicon particles 7, and then a plastic syringe is used. Then, 5 ml of diluted hydrofluoric acid prepared to a concentration of 0.5% by weight was injected. After injecting dilute hydrofluoric acid, it was allowed to stand for 2 minutes to remove the natural oxide film on the surface of the silicon particles. Thereafter, 15 ml of ultrapure water was injected to remove dilute hydrofluoric acid inside the column.

小流量ポンプを用いて1分間に100mlの速度で超純水200mlをこのカラム6に供給し、カラムの出口側に設けたフッ素樹脂製チューブ9からの排出水を清浄な容器に受けた。この排出水はJIS K−0101工業用水試験方法に記載のモリブデン青によるシリカ分析法を用いてシリカ濃度を分析した結果、80μg/Lの濃度を示した。   Using a small flow rate pump, 200 ml of ultrapure water was supplied to the column 6 at a rate of 100 ml per minute, and the water discharged from the fluororesin tube 9 provided on the outlet side of the column was received in a clean container. As a result of analyzing the silica concentration using the silica analysis method by molybdenum blue described in JIS K-0101 Industrial Water Test Method, this discharged water showed a concentration of 80 μg / L.

一方、内径50mm、長さ1mのアクリル製カラムを2本用意し、この一方には銘柄Aの陰イオン交換樹脂1Lを充填し、他方のカラムには銘柄Bの陰イオン交換樹脂1Lを充填した。これらの樹脂を充填した2本のアクリルカラムに超純水をそれぞれ1L/分の流量で5時間通水し、5時間通水後のカラム出口水を採取した。   On the other hand, two acrylic columns having an inner diameter of 50 mm and a length of 1 m were prepared, one of which was filled with 1 L of brand A anion exchange resin, and the other column was filled with 1 L of brand B anion exchange resin. . Ultrapure water was passed through each of the two acrylic columns filled with these resins at a flow rate of 1 L / min for 5 hours, and the column outlet water after 5 hours was collected.

前記と同様にフッ素樹脂製カラムにシリコン粒子を充填し、希フッ酸でシリコン粒子表面の自然酸化膜の除去を行ったシリコン物質接触装置のカラムに、上記で採取した5時間通水後のカラム出口水を200ml通水した。シリコン粒子を充填したカラムから得られた排出水のシリカ濃度をJIS K−0101に記載のシリカ分析法によって分析した。その結果、銘柄Aの陰イオン交換樹脂の処理水をシリコン粒子充填カラムに通過させた方の排出水には140μg/L、銘柄Bの陰イオン交換樹脂の処理水をシリコン粒子充填カラムに通過させた方の排出水には95μg/Lのシリカがそれぞれ検出された。この結果を表1にまとめた。   In the same manner as described above, a column of silicon material contact apparatus in which silicon particles are packed in a fluororesin column and the natural oxide film on the surface of the silicon particles is removed with dilute hydrofluoric acid. 200 ml of outlet water was passed. The silica concentration of the discharged water obtained from the column packed with silicon particles was analyzed by the silica analysis method described in JIS K-0101. As a result, 140 μg / L was passed through the treated water of the brand A anion exchange resin through the silicon particle packed column, and the treated water of the brand B anion exchange resin was passed through the silicon particle packed column. 95 μg / L of silica was detected in the other discharged water. The results are summarized in Table 1.

Figure 2008145384
この結果から、銘柄Aの陰イオン交換樹脂処理水のシリカ濃度は、超純水(ブランク)を通水したシリカ濃度に比べて60μg/L増加し、銘柄Bの陰イオン交換樹脂処理水のシリカ濃度は15μg/L増加したことがわかる。つまり、銘柄Bの陰イオン交換樹脂に比べて銘柄Aの陰イオン交換樹脂の方がシリコン表面をエッチングする成分がより多く溶出したということがわかる。これより、銘柄Bの陰イオン交換樹脂を使用して超純水を製造することによって、銘柄Aを使用した時よりもシリコンウエハ表面へのダメージが少ない超純水を製造することができると判断される。
Figure 2008145384
From this result, the silica concentration of the anion exchange resin treated water of the brand A is increased by 60 μg / L compared with the silica concentration of the ultrapure water (blank) passed through, and the silica of the anion exchange resin treated water of the brand B It can be seen that the concentration increased by 15 μg / L. In other words, it can be seen that the anion exchange resin of brand A eluted more of the components that etch the silicon surface than the anion exchange resin of brand B. From this, it is determined that by producing ultrapure water using the anion exchange resin of brand B, ultrapure water can be produced with less damage to the silicon wafer surface than when brand A is used. Is done.

本願発明のイオン交換樹脂の評価に用いたシリコン物質接触装置の一実施例の態様である。It is the aspect of one Example of the silicon substance contact apparatus used for evaluation of the ion exchange resin of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 シリコン物質接触装置
2 入口側コック
3 出口側コック
4、5 チューブ継ぎ手
6 フッ素樹脂製カラム
7 シリコン粒子
8、9 フッ素樹脂製チューブ








DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Silicon substance contact apparatus 2 Inlet side cock 3 Outlet side cock 4, 5 Tube joint 6 Fluororesin column 7 Silicon particle 8, 9 Fluororesin tube








Claims (2)

イオン交換樹脂を充填したカラムに超純水を通水し、次いで該超純水をシリコン物質と接触させた後、該超純水中に含有するシリカ濃度と、前記イオン交換樹脂を充填したカラムに通水することなく超純水をシリコン物質と接触させた後、該超純水中に含有するシリカ濃度とを求め、これらのシリカ濃度の差に基づいてイオン交換樹脂の品質を評価することを特徴とするイオン交換樹脂の評価方法。   Ultrapure water is passed through a column filled with an ion exchange resin, and then the ultrapure water is brought into contact with a silicon substance, and then the silica concentration contained in the ultrapure water and the column filled with the ion exchange resin are filled. After bringing ultrapure water into contact with a silicon substance without passing through the water, the silica concentration contained in the ultrapure water is obtained, and the quality of the ion exchange resin is evaluated based on the difference in the silica concentration. Evaluation method of ion exchange resin characterized by this. 超純水と接触させるシリコン物質が、シリコンウエハ、シリコンウエハの小片もしくは粉末、粒状シリコン、シリコン結晶の小片、またはこれらを複数組み合わせたものであることを特徴とする請求項1に記載のイオン交換樹脂の評価方法。   2. The ion exchange according to claim 1, wherein the silicon substance brought into contact with the ultrapure water is a silicon wafer, a piece or powder of silicon wafer, granular silicon, a piece of silicon crystal, or a combination thereof. Evaluation method of resin.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017067616A (en) * 2015-09-30 2017-04-06 栗田工業株式会社 Method for analyzing silica concentration of carbonic water
WO2022074817A1 (en) * 2020-10-09 2022-04-14 三菱重工業株式会社 Analysis system and management system, analysis method, and analysis program

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