JP2888957B2 - 水評価方法、純水製造方法及びその装置 - Google Patents
水評価方法、純水製造方法及びその装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 水評価方法と純水製造方法及びその装置に関し、純水中
に含まれる極微量の不純物量を容易に、かつ高感度で検
出することのできる純水評価方法と、Si等の半導体基板
に付着し易い極微量の不純物を更に効果的に除去するこ
とができ、より純度の高い高純度純水を製造することの
できる純水製造方法及びその製造装置とを提供すること
を目的とし、 半導体基板を水中に浸漬し、次いで該基板の少くとも
表面近傍を溶液により溶解し、次いで該溶液を分析する
ことにより、該水中に含まれる不純物量を検出するよう
にし、また、半導体基板を洗浄する純水を製造する際、
該半導体基板と同一の半導体材料に水を接触させ、該半
導体材料に該水中の不純物を吸着させることにより、該
水中の不純物を除去するようにし、また、入口管及び出
口管と、該入口管及び該出口管の間に介装され、該出口
管から排出される純水により洗浄される半導体基板と同
一の半導体材料部材を内包する筒状管とを備え、該半導
体材料部材と該入口管から導入される水とが接するよう
に該半導体材料部材を設けるように構成する。
に含まれる極微量の不純物量を容易に、かつ高感度で検
出することのできる純水評価方法と、Si等の半導体基板
に付着し易い極微量の不純物を更に効果的に除去するこ
とができ、より純度の高い高純度純水を製造することの
できる純水製造方法及びその製造装置とを提供すること
を目的とし、 半導体基板を水中に浸漬し、次いで該基板の少くとも
表面近傍を溶液により溶解し、次いで該溶液を分析する
ことにより、該水中に含まれる不純物量を検出するよう
にし、また、半導体基板を洗浄する純水を製造する際、
該半導体基板と同一の半導体材料に水を接触させ、該半
導体材料に該水中の不純物を吸着させることにより、該
水中の不純物を除去するようにし、また、入口管及び出
口管と、該入口管及び該出口管の間に介装され、該出口
管から排出される純水により洗浄される半導体基板と同
一の半導体材料部材を内包する筒状管とを備え、該半導
体材料部材と該入口管から導入される水とが接するよう
に該半導体材料部材を設けるように構成する。
本発明は、半導体基板洗浄に用いられる純水の評価
（純水の純度の評価）と、基板洗浄用の高純度純水の製
造とに適用することができ、特に、純水中に含まれる極
微量の不純物量を容易に、かつ高感度で検出することの
できる水評価方法と、Si等の半導体基板に付着し易い極
微量の不純物を更に効果的に除去することができ、より
純度の高い高純度純水を製造することのできる純水製造
方法及びその製造装置に関する。 近時では、半導体装
置の高度集積化に伴い、半導体製造装置の無塵化と同様
に極微量な不純物を検出することのできる水評価方法
と、高純度純水の製造方法及びその製造装置とが要求さ
れているが、未だ十分に解決されてはいない。
（純水の純度の評価）と、基板洗浄用の高純度純水の製
造とに適用することができ、特に、純水中に含まれる極
微量の不純物量を容易に、かつ高感度で検出することの
できる水評価方法と、Si等の半導体基板に付着し易い極
微量の不純物を更に効果的に除去することができ、より
純度の高い高純度純水を製造することのできる純水製造
方法及びその製造装置に関する。 近時では、半導体装
置の高度集積化に伴い、半導体製造装置の無塵化と同様
に極微量な不純物を検出することのできる水評価方法
と、高純度純水の製造方法及びその製造装置とが要求さ
れているが、未だ十分に解決されてはいない。
このため、純水中に含まれる極微量の不純物量を容易
に、かつ高感度で検出することのできる水評価方法と、
Si等の半導体基板に付着し易い極微量の不純物を更に効
果的に除去することができ、より純度の高い高純度純水
を製造することのできる純水製造方法及びその製造装置
が要求されている。
に、かつ高感度で検出することのできる水評価方法と、
Si等の半導体基板に付着し易い極微量の不純物を更に効
果的に除去することができ、より純度の高い高純度純水
を製造することのできる純水製造方法及びその製造装置
が要求されている。
従来の半導体装置洗浄用の純水中のH2O以外の物質
（不純物）量の検出、即ち、従来の純水評価方法（水評
価方法）としては、第７図に示すものがある。第７図に
示すように、例えばSiウエーハを２種類の純水サンプル
Ａ、Ｂ（純水製造装置による純水を２種類のイオン交換
樹脂でろ過したもの）によりそれぞれ例えば石英容器中
で80℃、10分間洗浄した後乾燥する（P1）。次いで、例
えば950℃のドライ酸化により、ウエーハ上に例えば250
Åのゲート酸化膜を形成し、例えば4000ÅのポリSiをCV
D法により堆積した後、このポリSiをフォトレジストマ
スクを用いて選択的にエッチングし、ゲート電極を形成
することによりトランジスタを形成する（P2）。このト
ランジスタと、純水サンプルによる洗浄工程を省略する
上記同様のトランジスタとの電気特性（Ｃ−Ｖ曲線、Ｉ
−Ｖ曲線、絶縁膜破壊電圧の測定等）の比較（P3）を行
い、純水評価をしている。
（不純物）量の検出、即ち、従来の純水評価方法（水評
価方法）としては、第７図に示すものがある。第７図に
示すように、例えばSiウエーハを２種類の純水サンプル
Ａ、Ｂ（純水製造装置による純水を２種類のイオン交換
樹脂でろ過したもの）によりそれぞれ例えば石英容器中
で80℃、10分間洗浄した後乾燥する（P1）。次いで、例
えば950℃のドライ酸化により、ウエーハ上に例えば250
Åのゲート酸化膜を形成し、例えば4000ÅのポリSiをCV
D法により堆積した後、このポリSiをフォトレジストマ
スクを用いて選択的にエッチングし、ゲート電極を形成
することによりトランジスタを形成する（P2）。このト
ランジスタと、純水サンプルによる洗浄工程を省略する
上記同様のトランジスタとの電気特性（Ｃ−Ｖ曲線、Ｉ
−Ｖ曲線、絶縁膜破壊電圧の測定等）の比較（P3）を行
い、純水評価をしている。
また、第８図は、第７図に示す電気特性の比較におい
ての、ウエーハの純水洗浄の有無による絶縁破壊電圧限
界値とウエーハ上のチップの度数を示す図である。第８
図において、横軸は絶縁膜破壊電圧を示し、縦軸はウエ
ーハ上の総チップ数59のうちの破壊電圧に対する度数を
示している。また、この場合の測定条件は、Ｓ（チップ
の表面積）＝25.6mm2、IBD（破壊電流）＝0.05mA、ｔ
（絶縁厚）＝250Åであり、このような条件下で２種類
の純水サンプルを用い純水洗浄処理を行った場合と、純
水洗浄処理を省略した場合とについてそれぞれ３回ずつ
測定したものである。このように、純水洗浄処理を省略
した場合には比較的破壊電圧が高く、純水洗浄処理を行
った場合に比較的破壊電圧が低くなることから純水中に
極微量ながら不純物が含まれており、この不純物が破壊
電圧を低下させていたということが判る。またこれに加
えて、純水サンプル中に含まれる特定のイオン等の量を
例えばフレームレス原子吸光法（原子共鳴線の放電管を
光源とする吸光法）によって検出する方法がある。
ての、ウエーハの純水洗浄の有無による絶縁破壊電圧限
界値とウエーハ上のチップの度数を示す図である。第８
図において、横軸は絶縁膜破壊電圧を示し、縦軸はウエ
ーハ上の総チップ数59のうちの破壊電圧に対する度数を
示している。また、この場合の測定条件は、Ｓ（チップ
の表面積）＝25.6mm2、IBD（破壊電流）＝0.05mA、ｔ
（絶縁厚）＝250Åであり、このような条件下で２種類
の純水サンプルを用い純水洗浄処理を行った場合と、純
水洗浄処理を省略した場合とについてそれぞれ３回ずつ
測定したものである。このように、純水洗浄処理を省略
した場合には比較的破壊電圧が高く、純水洗浄処理を行
った場合に比較的破壊電圧が低くなることから純水中に
極微量ながら不純物が含まれており、この不純物が破壊
電圧を低下させていたということが判る。またこれに加
えて、純水サンプル中に含まれる特定のイオン等の量を
例えばフレームレス原子吸光法（原子共鳴線の放電管を
光源とする吸光法）によって検出する方法がある。
このような純水評価方法（水評価方法）は一般によく
知られている方法であり、純水中の不純物の有無等を比
較的よく判別することができるという利点がある。
知られている方法であり、純水中の不純物の有無等を比
較的よく判別することができるという利点がある。
一方、従来の純水製造方法及びその製造装置として
は、第９図（ａ）、（ｂ）に示すものがある。第９図
（ａ）は限外ろ過膜、あるいは、RO膜（逆浸透膜）、Ｃ
−Ｐ（イオン交換樹脂）、フィルターやその他の吸着性
物質に水道水を通過させ（P1）、さらに真空脱気や紫外
線殺菌等の処理（P2）を施すことによりイオン、溶解酸
素、細菌等の不純物を除去して、ウエーハ洗浄（P3）に
用いる純水を製造する方法、第９図（ｂ）は限外ろ過膜
41等を内部に備え、水道水の入口管42及び出口管43を有
する筒状パイプ装置の概略を示す図である。
は、第９図（ａ）、（ｂ）に示すものがある。第９図
（ａ）は限外ろ過膜、あるいは、RO膜（逆浸透膜）、Ｃ
−Ｐ（イオン交換樹脂）、フィルターやその他の吸着性
物質に水道水を通過させ（P1）、さらに真空脱気や紫外
線殺菌等の処理（P2）を施すことによりイオン、溶解酸
素、細菌等の不純物を除去して、ウエーハ洗浄（P3）に
用いる純水を製造する方法、第９図（ｂ）は限外ろ過膜
41等を内部に備え、水道水の入口管42及び出口管43を有
する筒状パイプ装置の概略を示す図である。
このような純水製造方法及びその装置は、特に半導体
装置洗浄用の純水の製造によく用いられ、上記方法の工
程を上記装置を用いて繰り返すことにより、非常に高い
純度の純水を製造することができる。
装置洗浄用の純水の製造によく用いられ、上記方法の工
程を上記装置を用いて繰り返すことにより、非常に高い
純度の純水を製造することができる。
しかしながら、このような従来の純水評価方法（水評
価方法）、純水製造方法及びその製造装置にあっては、
以下のような問題が生じていた。
価方法）、純水製造方法及びその製造装置にあっては、
以下のような問題が生じていた。
純水洗浄処理を行ったSiウエーハと純水洗浄処理を省
略したSiウエーハの絶縁膜破壊電圧等の電気特性の比較
を行う場合にあっては、純水中の不純物の有無は顕著に
判定できるものの具体的にどのような不純物が含まれて
いるかを限定することができず、このためこの純水をさ
らに精製するための異体的な処理を行うことができない
という問題があった。これに加えて、ウエーハにトラン
ジスタ等の集積回路を形成する必要があったため、純水
評価方法としての処理工数が多くなりすぎてしまうとい
う問題があった。
略したSiウエーハの絶縁膜破壊電圧等の電気特性の比較
を行う場合にあっては、純水中の不純物の有無は顕著に
判定できるものの具体的にどのような不純物が含まれて
いるかを限定することができず、このためこの純水をさ
らに精製するための異体的な処理を行うことができない
という問題があった。これに加えて、ウエーハにトラン
ジスタ等の集積回路を形成する必要があったため、純水
評価方法としての処理工数が多くなりすぎてしまうとい
う問題があった。
また、純水サンプル中に含まれるイオン等の量をフレ
ームレス原子吸光法によって検出する方法は、上記した
電気特性の比較の場合に比べて容易に行うことができる
等の利点こそあるものの、予めほとんどの不純物が除去
されているサンプル中のイオン等の濃度が非常に低いた
めほとんどのイオンが検出限界濃度が以下で測定不可
能、即ち、イオン等を感度良く検出することが不可能だ
った。
ームレス原子吸光法によって検出する方法は、上記した
電気特性の比較の場合に比べて容易に行うことができる
等の利点こそあるものの、予めほとんどの不純物が除去
されているサンプル中のイオン等の濃度が非常に低いた
めほとんどのイオンが検出限界濃度が以下で測定不可
能、即ち、イオン等を感度良く検出することが不可能だ
った。
一方、限外ろ過膜等に水道水を通過させて不純物を除
去する方法、及び、限外ろ過膜41等を内部に備えた筒状
パイプ型の純水製造装置にあっては、極微量ながら限外
ろ過膜41を通過し除去されない、別えばNa+等の不純物
があったため、このような不純物がコンタミネーション
としてSiウエーハ等への付着が、特に高度集積回路のVt
h（しきい値電圧）等の電気特性劣化の原因となり、こ
の結果、歩留りの低下が生じるという問題があった。す
なわち、半導体装置の高度集積化の急進展に伴い、特に
Si等の半導体に付着し易い極微量のNa+等の不純物の除
去が不十分となってきた。
去する方法、及び、限外ろ過膜41等を内部に備えた筒状
パイプ型の純水製造装置にあっては、極微量ながら限外
ろ過膜41を通過し除去されない、別えばNa+等の不純物
があったため、このような不純物がコンタミネーション
としてSiウエーハ等への付着が、特に高度集積回路のVt
h（しきい値電圧）等の電気特性劣化の原因となり、こ
の結果、歩留りの低下が生じるという問題があった。す
なわち、半導体装置の高度集積化の急進展に伴い、特に
Si等の半導体に付着し易い極微量のNa+等の不純物の除
去が不十分となってきた。
そこで、本発明は、純水中に含まれる極微量の不純物
量を容易に、かつ高感度で検出することのできる水評価
方法と、Si等の半導体基板に付着し易い極微量の不純物
を更に効果的に除去することができ、より純度の高い高
純度純水を製造することのできる純水製造方法及びその
装置とを提供することを目的としている。
量を容易に、かつ高感度で検出することのできる水評価
方法と、Si等の半導体基板に付着し易い極微量の不純物
を更に効果的に除去することができ、より純度の高い高
純度純水を製造することのできる純水製造方法及びその
装置とを提供することを目的としている。
本発明による水評価方法と純水製造方法及びその製造
装置は上記目的達成のため、半導体基板を水中に浸漬
し、次いで該基板の少くとも表面近傍を半導体溶解性溶
液により溶解し、次いで該基板の成分が溶解する該溶液
を分析することにより、該水中に含まれる不純物量を検
出するようにし、また、半導体基板を洗浄する純水を製
造する際、該半導体基板と同一の半導体材料に水を通過
させ、該半導体材料に該水中の不純物を吸着させること
により、該水中の不純物を除去するようにし、また、入
口管及び出口管と、該入口管及び該出口管の間に介装さ
れ、該出口管から排出される純水により洗浄される半導
体基板と同一の半導体材料部材を内包する筒状管とを備
え、該半導体材料部材と該入口管から導入される水とが
接するように該半導体材料部材を設けるように構成す
る。
装置は上記目的達成のため、半導体基板を水中に浸漬
し、次いで該基板の少くとも表面近傍を半導体溶解性溶
液により溶解し、次いで該基板の成分が溶解する該溶液
を分析することにより、該水中に含まれる不純物量を検
出するようにし、また、半導体基板を洗浄する純水を製
造する際、該半導体基板と同一の半導体材料に水を通過
させ、該半導体材料に該水中の不純物を吸着させること
により、該水中の不純物を除去するようにし、また、入
口管及び出口管と、該入口管及び該出口管の間に介装さ
れ、該出口管から排出される純水により洗浄される半導
体基板と同一の半導体材料部材を内包する筒状管とを備
え、該半導体材料部材と該入口管から導入される水とが
接するように該半導体材料部材を設けるように構成す
る。
第１の発明は、特に半導体基板洗浄に用いられる純水
を評価する場合に用いられるものであるが、この他に水
中の例えばNa+、Ca2+等の分析として用いてもよい。
を評価する場合に用いられるものであるが、この他に水
中の例えばNa+、Ca2+等の分析として用いてもよい。
また、第１の発明において用いられる溶液としては、
例えばSi等を溶解させることができるとともに、例えば
Na+、Ca2+等、即ち、Si等に吸着し易いために半導体基
板特性劣化を引き起こし易いアルカリ金属類と化学変化
を生じないHF、HNO3、HFとHNO3の混合液等が挙げられ
る。
例えばSi等を溶解させることができるとともに、例えば
Na+、Ca2+等、即ち、Si等に吸着し易いために半導体基
板特性劣化を引き起こし易いアルカリ金属類と化学変化
を生じないHF、HNO3、HFとHNO3の混合液等が挙げられ
る。
また、第１の発明においては、実際に基板の洗浄によ
く用いられる温純水と同一の温度、例えば80℃に加熱し
て不純物量を検出する場合であってもよい。この場合、
常温純水を用いる場合に比ベて、ユースポイントでの基
板洗浄効果高めることができ好ましい。
く用いられる温純水と同一の温度、例えば80℃に加熱し
て不純物量を検出する場合であってもよい。この場合、
常温純水を用いる場合に比ベて、ユースポイントでの基
板洗浄効果高めることができ好ましい。
第２、第３の発明においては、不純物の吸着以前、吸
着最中、吸着以後の少なくとも１つの工程段階に水を例
えば80℃に加熱する、あるいは加熱手段を有する場合で
あってもよい。この場合、第１の発明と同様に基板洗浄
効果を高めることができ好ましい。また、半導体材料、
あるいは半導体材料部材に水が接するときに、水が予め
ユースポイントでの温度と同一の温度に加熱されると、
ユースポイントでの基板吸着の可能性があるイオン等の
略全てが吸着されるため、特に、吸着以前の水を加熱す
る、あるいは加熱手段を有する場合が最も好ましい。
着最中、吸着以後の少なくとも１つの工程段階に水を例
えば80℃に加熱する、あるいは加熱手段を有する場合で
あってもよい。この場合、第１の発明と同様に基板洗浄
効果を高めることができ好ましい。また、半導体材料、
あるいは半導体材料部材に水が接するときに、水が予め
ユースポイントでの温度と同一の温度に加熱されると、
ユースポイントでの基板吸着の可能性があるイオン等の
略全てが吸着されるため、特に、吸着以前の水を加熱す
る、あるいは加熱手段を有する場合が最も好ましい。
第３の発明においては、半導体材料部材としてはSi等
からなり、水の内部通過が可能なパイプ状ののもの、あ
るいは、水の通路に隙間なく詰め込まれたSi等から成る
小粒等を用いる場合が挙げられる。特に、Si粒を用いる
場合は、水と半導体材料部材との接触面積をより大きく
することができ好ましい。
からなり、水の内部通過が可能なパイプ状ののもの、あ
るいは、水の通路に隙間なく詰め込まれたSi等から成る
小粒等を用いる場合が挙げられる。特に、Si粒を用いる
場合は、水と半導体材料部材との接触面積をより大きく
することができ好ましい。
本発明では、半導体基板４が水１中に浸漬され、この
基板４が溶液８により溶解された後にこの溶液８が分析
される。したがって、半導体基板４に付着し易い水１中
の極微量の不純物９が十分に吸着されるとともに溶液８
中において濃縮され、不純物９量が容易に、かつ高感度
で検出される。
基板４が溶液８により溶解された後にこの溶液８が分析
される。したがって、半導体基板４に付着し易い水１中
の極微量の不純物９が十分に吸着されるとともに溶液８
中において濃縮され、不純物９量が容易に、かつ高感度
で検出される。
また、本発明では、洗浄される半導体基板と同一の半
導体材料あるいは半導体材料部材18、22に接するように
水が通過する。したがって、半導体基板に付着し易い水
中の極微量の不純物21が予め半導体材料あるいは半導体
材料部材18、22に吸着され、不純物21が効果的に除去さ
れる。
導体材料あるいは半導体材料部材18、22に接するように
水が通過する。したがって、半導体基板に付着し易い水
中の極微量の不純物21が予め半導体材料あるいは半導体
材料部材18、22に吸着され、不純物21が効果的に除去さ
れる。
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
第１、２図は本発明に係る一実施例の水評価方法を説
明する図であり、第３図はそのフレームレス原子吸光測
定の結果を示す図であり、第４図は比較例の純水のフレ
ームレス原子吸光測定の結果を示す図である。第１、２
図に示すように、従来の純水製造装置によって製造され
た純水の２種類のイオン交換樹脂層の通過により得られ
る２種類の純水サンプル１（ＡとＢ）を例えば石英槽２
中に用意した後、このサンプル１をヒーター３により例
えば80℃に加熱する（P1）。次いで、Siウエーハ４をサ
ンプル１中に例えば10分間浸漬した後、このSiウエーハ
４を乾操させる（P2）。次いで、Siウエーハ４に形成さ
れた自然酸化膜５をHF溶液で溶解し、この溶液を例えば
白金皿６上で蒸発乾固することにより得られる粉状物７
を極少量のHNO3でさらに溶解する（P3）。次いで、この
HNO3溶液８を例えばフレームレス原子吸光法によって分
析し純水中の不純物イオン９量を検出する（P4）。すな
わち、以上の工程ではSiウェーハ４の表面の自然酸化膜
５を選択除去して分析するようにしている。またこの場
合、純水サンプル１に浸漬を省略したSiウエーハ、即ち
ブランク10のHNO3溶解液も比較のため同様にフレームレ
ス原子吸光法による分析を行う。
明する図であり、第３図はそのフレームレス原子吸光測
定の結果を示す図であり、第４図は比較例の純水のフレ
ームレス原子吸光測定の結果を示す図である。第１、２
図に示すように、従来の純水製造装置によって製造され
た純水の２種類のイオン交換樹脂層の通過により得られ
る２種類の純水サンプル１（ＡとＢ）を例えば石英槽２
中に用意した後、このサンプル１をヒーター３により例
えば80℃に加熱する（P1）。次いで、Siウエーハ４をサ
ンプル１中に例えば10分間浸漬した後、このSiウエーハ
４を乾操させる（P2）。次いで、Siウエーハ４に形成さ
れた自然酸化膜５をHF溶液で溶解し、この溶液を例えば
白金皿６上で蒸発乾固することにより得られる粉状物７
を極少量のHNO3でさらに溶解する（P3）。次いで、この
HNO3溶液８を例えばフレームレス原子吸光法によって分
析し純水中の不純物イオン９量を検出する（P4）。すな
わち、以上の工程ではSiウェーハ４の表面の自然酸化膜
５を選択除去して分析するようにしている。またこの場
合、純水サンプル１に浸漬を省略したSiウエーハ、即ち
ブランク10のHNO3溶解液も比較のため同様にフレームレ
ス原子吸光法による分析を行う。
次に、実験結果に基づいて本発明の効果を説明する。
第４図に示すように、比較例のフレームレス原子吸光
測定を行った場合では、純水中の不純物が極微量である
ためサンプルＢでのZnを除いて検出限界濃度以下であ
り、フレームレス原子吸光法による不純物量の検出が限
界に達して十分に分析することができないことが判る。
それに対して、第３図に示ように本発明のフレームレス
原子吸光測定を行った場合では、ほとんどの不純物イオ
ン９が検出限界濃度以下であるものの、純水サンプル１
のＡ、ＢのCaイオン及び純水サンプル１のＢのNaイオン
がそれぞれ検出されており、少なくともCaイオンとNaイ
オンは本発明により高濃度に濃縮されて十分に検出され
ることが判る。また、ブランク10のHNO3溶液８の場合と
比較して、純水サンプル１にSiウエーハ４を浸した場合
のイオン検出濃度がかなり大きく、ブランク10の場合と
の濃度サンプルから純水サンプル１中のCa、Naイオンを
定量することができる。
測定を行った場合では、純水中の不純物が極微量である
ためサンプルＢでのZnを除いて検出限界濃度以下であ
り、フレームレス原子吸光法による不純物量の検出が限
界に達して十分に分析することができないことが判る。
それに対して、第３図に示ように本発明のフレームレス
原子吸光測定を行った場合では、ほとんどの不純物イオ
ン９が検出限界濃度以下であるものの、純水サンプル１
のＡ、ＢのCaイオン及び純水サンプル１のＢのNaイオン
がそれぞれ検出されており、少なくともCaイオンとNaイ
オンは本発明により高濃度に濃縮されて十分に検出され
ることが判る。また、ブランク10のHNO3溶液８の場合と
比較して、純水サンプル１にSiウエーハ４を浸した場合
のイオン検出濃度がかなり大きく、ブランク10の場合と
の濃度サンプルから純水サンプル１中のCa、Naイオンを
定量することができる。
すなわち、上記実施例では、Siウエーハ４が純水サン
プル１中に浸漬され、このSiウエーハ４の表面の自然酸
化膜５がHF、そしてHNO3により溶解さた後に、自然酸化
膜５の成分を含むHNO3溶液８がフレームレス原子吸光法
により分析されるので、Siウエーハ４に付着し易い純水
サンプル１中の極微量の不純物イオン９が十分に吸着さ
れるとともにHNO3溶液８中において純水サンプル１中の
不純物イオン９が濃縮され、不純物イオン９量を比較的
容易に、かつ高感度で検出することができる。
プル１中に浸漬され、このSiウエーハ４の表面の自然酸
化膜５がHF、そしてHNO3により溶解さた後に、自然酸化
膜５の成分を含むHNO3溶液８がフレームレス原子吸光法
により分析されるので、Siウエーハ４に付着し易い純水
サンプル１中の極微量の不純物イオン９が十分に吸着さ
れるとともにHNO3溶液８中において純水サンプル１中の
不純物イオン９が濃縮され、不純物イオン９量を比較的
容易に、かつ高感度で検出することができる。
また、第５図（ａ）、（ｂ）は本発明に係る一実施例
の純水製造方法及びその製造装置を説明する図である。
第５図（ａ）に示すように、従来の純水製造装置によっ
て作られた純水（P1）が例えばSi、即ち、洗浄に用いら
れるウエーハと同一の半導体材料と接するように通過し
（P2）、このときに、特にSiに付着し易いCa、Naイオン
等のウエーハ特性劣化を起こし易いアルカリ金属イオン
等が吸着され（第３図参照）、このように得られた高純
度純水がユースポイントにおいて、Siウエーハ洗浄に用
いられる（P3）。
の純水製造方法及びその製造装置を説明する図である。
第５図（ａ）に示すように、従来の純水製造装置によっ
て作られた純水（P1）が例えばSi、即ち、洗浄に用いら
れるウエーハと同一の半導体材料と接するように通過し
（P2）、このときに、特にSiに付着し易いCa、Naイオン
等のウエーハ特性劣化を起こし易いアルカリ金属イオン
等が吸着され（第３図参照）、このように得られた高純
度純水がユースポイントにおいて、Siウエーハ洗浄に用
いられる（P3）。
また、第５図（ｂ）において、11、12は入口管及び出
口管であり、入口管11及び出口管12は各々一対の第１外
部部材13に連結するように固定される。一対の第１外部
部材13の間には、ヒーター14を備えられるとともにヒー
ターコントローラー15が連結されている筒状の第２外部
部材16が脱着可能に設けられている。この第２外部部材
16は例えば塩化ビニル製の筒状の内部部材17を内包し、
この内部部材17は例えばSiからなる筒状のSiパイプ18を
内包している。またこのSiパイプ18と第１外部部材13と
により純水通路19が形成されており、純水とSiパイプ18
が接するようになっている。更に、この純水通路19内部
には純水の温度を計るための熱電対20が設けられてお
り、この熱電対20はヒーターコントローラー15に連結さ
れている。
口管であり、入口管11及び出口管12は各々一対の第１外
部部材13に連結するように固定される。一対の第１外部
部材13の間には、ヒーター14を備えられるとともにヒー
ターコントローラー15が連結されている筒状の第２外部
部材16が脱着可能に設けられている。この第２外部部材
16は例えば塩化ビニル製の筒状の内部部材17を内包し、
この内部部材17は例えばSiからなる筒状のSiパイプ18を
内包している。またこのSiパイプ18と第１外部部材13と
により純水通路19が形成されており、純水とSiパイプ18
が接するようになっている。更に、この純水通路19内部
には純水の温度を計るための熱電対20が設けられてお
り、この熱電対20はヒーターコントローラー15に連結さ
れている。
すなわち、本発明の本実施例では、洗浄されるウエー
ハと同一の半導体材料からなるSiパイプ18に接するよう
に、従来の純水製造装置で作られた純水が純水通路19を
通過するので、純水中のウエーハに付着し易い極微量の
不純物21が予めSiパイプ18に吸着される。したがって純
水中の極微量の不純物イオン21が効果的に除去すること
ができ、通過純水をユースポイントにおいてウエーハを
洗浄するためのより純度の高い高純度純水を製造するこ
とができる。
ハと同一の半導体材料からなるSiパイプ18に接するよう
に、従来の純水製造装置で作られた純水が純水通路19を
通過するので、純水中のウエーハに付着し易い極微量の
不純物21が予めSiパイプ18に吸着される。したがって純
水中の極微量の不純物イオン21が効果的に除去すること
ができ、通過純水をユースポイントにおいてウエーハを
洗浄するためのより純度の高い高純度純水を製造するこ
とができる。
また、不純物21の吸着効果が弱まった場合、すなわ
ち、Siパイプ18に十分に不純物21が吸着されている場合
には、第１外部部材13と第２外部部材16を取り外し、Si
パイプ18内の例えば研磨樹脂を用いた研磨、あるいは、
純水通路19内に例えばHFとHNO3の混合液を通過させるこ
とによるSiパイプ18の表面エッチングによって、吸着効
果を再生することができる。更に、ヒーター14によって
純水が加熱され、熱電対20がヒーターコントローラー15
によって温度制御されるので、ウエーハの洗浄効果の高
い、例えば80℃に温度設定をすることにより、常温の純
水を用いる場合よりも更に洗浄効果を高めることができ
る。
ち、Siパイプ18に十分に不純物21が吸着されている場合
には、第１外部部材13と第２外部部材16を取り外し、Si
パイプ18内の例えば研磨樹脂を用いた研磨、あるいは、
純水通路19内に例えばHFとHNO3の混合液を通過させるこ
とによるSiパイプ18の表面エッチングによって、吸着効
果を再生することができる。更に、ヒーター14によって
純水が加熱され、熱電対20がヒーターコントローラー15
によって温度制御されるので、ウエーハの洗浄効果の高
い、例えば80℃に温度設定をすることにより、常温の純
水を用いる場合よりも更に洗浄効果を高めることができ
る。
なお、本実施例は、Siパイプ18に接するように純水が
純水通路19を通過する場合であるが、第６図に示すよう
に、純水通路19内全体一様に小形のSi粒22を詰め込み、
装置本体と従来の純水製造装置の間に純水加熱用の熱変
換器23を設ける場合であってもよい。
純水通路19を通過する場合であるが、第６図に示すよう
に、純水通路19内全体一様に小形のSi粒22を詰め込み、
装置本体と従来の純水製造装置の間に純水加熱用の熱変
換器23を設ける場合であってもよい。
この場合では、第４図（ｂ）に示す場合と同様の効果
を得られるだけではなく、純水とSi粒22、即ちSi等の半
導体材料との接触面積が大きくなるとともに、予め通過
する純水が例えば80℃に加熱されるので、更に不純物イ
オン21の吸着効果を高めることができるという利点があ
る。
を得られるだけではなく、純水とSi粒22、即ちSi等の半
導体材料との接触面積が大きくなるとともに、予め通過
する純水が例えば80℃に加熱されるので、更に不純物イ
オン21の吸着効果を高めることができるという利点があ
る。
本発明によれば、純水中に含まれる極微量の不純物量
を容易に、かつ高感度で検出することができ、また、Si
等の半導体基板に付着し易い極微量の不純物をさらに効
果的に除去することができ、より純度の高い高純度純水
を製造することができるという効果がある。
を容易に、かつ高感度で検出することができ、また、Si
等の半導体基板に付着し易い極微量の不純物をさらに効
果的に除去することができ、より純度の高い高純度純水
を製造することができるという効果がある。
第１、２図は一実施例の水評価方法を説明する図、 第３図は一実施例の水評価方法のフレームレス原子吸光
測定の結果を示す図、 第４図は比較例の純水のフレームレス原子吸光測定の結
果を示す図、 第５図は一実施例の純水製造方法及びその装置を説明す
る図、 第６図は他の実施例の純水製造装置を説明する図、 第７図は従来例や水評価方法を説明する図、 第８図はウエーハの純水洗浄の有無による絶縁破壊電圧
限界植とウエーハ上のチップの度数を示す図、 第９図は従来例の純水製造方法及びその装置を説明する
図である。 １……純水サンプル（純水）、４……Siウエーハ（半導
体基板）、８……HNO3溶液（溶液）、９……不純物イオ
ン（不純物）、11……入口管、12……出口管、14……ヒ
ーター（加熱手段）、18……Siパイプ（半導体材料部
材）、21……不純物イオン（不純物）、22……Si粒（半
導体材料部材）。
測定の結果を示す図、 第４図は比較例の純水のフレームレス原子吸光測定の結
果を示す図、 第５図は一実施例の純水製造方法及びその装置を説明す
る図、 第６図は他の実施例の純水製造装置を説明する図、 第７図は従来例や水評価方法を説明する図、 第８図はウエーハの純水洗浄の有無による絶縁破壊電圧
限界植とウエーハ上のチップの度数を示す図、 第９図は従来例の純水製造方法及びその装置を説明する
図である。 １……純水サンプル（純水）、４……Siウエーハ（半導
体基板）、８……HNO3溶液（溶液）、９……不純物イオ
ン（不純物）、11……入口管、12……出口管、14……ヒ
ーター（加熱手段）、18……Siパイプ（半導体材料部
材）、21……不純物イオン（不純物）、22……Si粒（半
導体材料部材）。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−243959（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−262055（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−103497（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−119989（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 30/00 G01N 33/18 G01N 1/10 B01D 15/00 C02F 1/28 B01J 20/02
Claims (6)
- 【請求項１】半導体基板（４）を水（１）中に浸漬し、
次いで該基板（４）の少くとも表面近傍を溶液（８）に
より溶解し、次いで該溶液（８）を分析することによ
り、該水（１）中に含まれる不純物（９）量を検出する
ことを特徴とする水評価方法。 - 【請求項２】前記半導体基板（４）の水（１）中への浸
漬を、前記水（１）を予め加熱した状態で行うことを特
徴とする請求項１記載の水評価方法。 - 【請求項３】半導体基板を洗浄する純水を製造する際、
該半導体基板と同一の半導体材料に水を接触させ、該半
導体材料に該水中の不純物（21）を吸着させることによ
り、該水中の不純物（21）を除去することを特徴とする
純水製造方法。 - 【請求項４】前記水中の不純物（21）の除去を、前記水
を加熱しながら行うことを特徴とする請求項３記載の純
水製造方法。 - 【請求項５】入口管（11）及び出口管（12）と、該入口
管（11）及び該出口管（12）の間に介装され、該出口管
（12）から排出される純水により洗浄される半導体基板
と同一の半導体材料部材（18、22）を内包する筒状管
（17）とを備え、 該半導体材料部材（18、22）と該入口管（11）から導入
される水とが接するように該半導体材料部材（18、22）
を設けることを特徴とする純水製造装置。 - 【請求項６】前記水を加熱する加熱手段（14）を設ける
ことを特徴とする請求項５記載の純水製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27178390A JP2888957B2 (ja) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | 水評価方法、純水製造方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27178390A JP2888957B2 (ja) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | 水評価方法、純水製造方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04147060A JPH04147060A (ja) | 1992-05-20 |
| JP2888957B2 true JP2888957B2 (ja) | 1999-05-10 |
Family
ID=17504792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27178390A Expired - Fee Related JP2888957B2 (ja) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | 水評価方法、純水製造方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2888957B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6037182A (en) * | 1997-12-29 | 2000-03-14 | Vlsi Technology, Inc. | Method for detecting a location of contaminant entry in a processing fluid production and distribution system |
| JP4505918B2 (ja) * | 2000-01-31 | 2010-07-21 | 栗田工業株式会社 | 水質評価用基板の保持容器 |
| JP4524834B2 (ja) * | 2000-02-02 | 2010-08-18 | 栗田工業株式会社 | 水質の評価方法 |
| JP4693268B2 (ja) * | 2001-04-02 | 2011-06-01 | オルガノ株式会社 | 試料水の水質評価方法 |
-
1990
- 1990-10-09 JP JP27178390A patent/JP2888957B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04147060A (ja) | 1992-05-20 |
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