JPH04161290A

JPH04161290A - 純水製造装置および半導体基板の純水処理方法

Info

Publication number: JPH04161290A
Application number: JP2289164A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Niwayama; 庭山　信夫; Nobuo Fujie; 藤江　信夫; Mitsuo Igarashi; 五十嵐　三男; Akihiko Maeda; 昭彦前田; Hisao Yonetsuka; 米塚　寿生
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1990-10-26
Filing date: 1990-10-26
Publication date: 1992-06-04
Anticipated expiration: 2012-04-16
Also published as: JP2600476B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔概要〕純水製造装置および半導体基板の純水処理方法に関し。

全有機カーボン（ＴＯＣ）値が１ｐｐｂ以下の純水の製
造装置および半導体基板表面に清浄な自然酸化膜を形成
する方法の提供を目的とし。

理水供給側から主純水装置を経て、マイクロポーラス型
樹脂、紫外線酸化装置、ゲル型樹脂がこの順に配置され
た構成を含み、水のＴＯＣ値を低下させ、且つ半導体基
板に対して吸着性を有する有機物を除去する純水製造装
置により構成する。

また、紫外線酸化装置、イオン交換樹脂、フィルタをこ
の順に通って純水処理槽に水を供給する経路と、該純水
処理槽から流出する水を該紫外線酸化装置へ返す経路と
からなるリサイクル系を含み、該純水処理槽に供給する
水のＴＯＣ値を低下させる純水製造装置により構成する
。

また、半導体基板をＴＯＣ値がＩｐｐｂ以下の純水に浸
漬して、該半導体基板表面に自然酸化膜を形成する半導
体基板の純水処理方法により構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は純水製造装置および半導体基板の純水処理方法
に関する。

近年、半導体デバイスの微細化、高密度化が進む中で、
それに供する純水の高清浄化は極めて重要になってきて
いる。そのため、純水中の全有機カーボン（Ｔ　ＯＣ：
　Ｔｏｔａｌ　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｃａｒｂｏｎ）値を低
下させる必要かある。

また、半導体基板を極めて清浄な純水で処理することか
要求されている。

〔従来の技術〕第４図は従来の純水製造装置の構成例で、１は主純水装
置、１６はカートリッジポリラシャ−，１５は紫外線殺
菌装置、　１１はウルトラフィルタを表す。

主純水装置ｌは前処理装置、逆浸透装置、イオン交換装
置、紫外線酸化装置等からなる。

イオン交換樹脂は、ゲル型樹脂あるいはマイクロポーラ
ス型樹脂を使用する。マイクロポーラス型樹脂はその機
械的強度と吸着特性においてケル型樹脂より優れている
か、一方、樹脂の重合か不十分なことにより有機物か溶
出するという欠点かある。それゆえ、有機物の溶出か問
題となる所では、溶出が少ないゲル型樹脂を使用するの
か一般的である。イオン交換処理を行った水は紫外線殺
菌装置１５を通り、さらにウルトラフィルタ１１てろ過
されてユースポイントに供給される。

また、最近では紫外線殺菌装置１５に加えて紫外線酸化
装置を用いることにより、ＴＯＣ値を低下させることも
行われるようになった。このメカニズムは紫外線照射に
より、溶出した有機物か分解し、ＣＯ２，Ｃ００Ｈ−、
Ｈ２ＣＯ，−等を生じさせ、それを除去するものと言わ
れている。

しかし、従来の純水製造装置においてはイオン交換樹脂
や供給配管から溶出するＴＯＣを完全に除去するのは困
難であった。それゆえ、従来に優るＴＯＣ除去技術の開
発か望まれる。

さらに、従来、半導体基板の洗浄は、基板を親水性状態
ｌこするため、薬液処理を行い、その後。

純水による洗浄を行っている。その時、基板表面に極く
薄い自然酸化膜か形成され１それか純水中の不純物の種
類や量によってはいわゆる汚い膜となり、その後その上
に形成される酸化膜の欠陥になるといった問題があった
。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、極めてＴＯＣ値が小さく、且つ半導体基板に
対して吸着性を有する有機物を除去した純水を供給する
純水製造装置を提供することを目的とする。

さらに、半導体基板表面に極めて清浄な自然酸化膜を形
成する純水処理方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は純水製造装置の構成例Ｉ、第２図は純水製造装
置の構成例■、第３図は半導体基板の純水処理を説明す
るための図である。

上記課題は、理水供給側から主純水装置１を経て、マイ
クロポーラス型樹脂２．紫外線酸化装置３、ゲル型樹脂
４がこの順に配置された構成を含み、水のＴＯＣ値を低
下させ、且つ半導体基板に対して吸着性を有する有機物
を除去する純水製造装置によって解決される。

また、理水供給側から主純水装置１を経て、紫外線酸化
装置９．イオン交換樹脂１０．　フィルタ１１をこの順
に通って純水処理槽１２に水を供給する経路と、該純水
処理槽１２から流出する水を該紫外線酸化装置９へ返す
経路とからなるリサイクル系を含み、該純水処理槽１２
に供給する水のＴＯＣ値を低下させる純水製造装置によ
って解決される。

また、半導体基板１３をＴＯＣ値が１ｐｐｂ以下純水に
浸漬して、該半導体基板１３表面に自然酸化膜を形成す
る半導体基板の純水処理方法によって解決される。

〔作用〕

本発明の純水処理装置の構成例Ｉては、源水供給側から
主純水装置ｌを経て、その後にマイクロポーラス型樹脂
２．紫外線酸化装置３．ゲル型樹脂４がこの順に配置さ
れた構成を含んでいるので。

マイクロポーラス型樹脂２とゲル型樹脂４か相補的に作
用する。即ち、マイクロポーラス型樹脂２は吸着能力に
優れており、源水供給側から主純水装置１を経て残留す
る有機物を吸着のメカニズムで更に除去する。しかし、
イオン交換樹脂そのものか溶出する欠点かあり、その点
に関しては、紫外線酸化装置３によりイオン交換樹脂か
ら溶出した有機物を専用に分解した後、ゲル型樹脂４て
吸着する。その結果、ＴＯＣ値の極めて低い２例えは、
ＴＯＣ値が１ｐｐｂ以下で、且つ半導体基板に対して吸
着性を有する有機物を含まない純水を製造することかで
きる。

また２本発明の純水処理装置の構成例■ては。

源水供給側から主純水装置１を経て、紫外線酸化装置９
．イオン交換樹脂１０．フィルタ１１をこの順に通って
純水処理槽１２に水を供給する経路と、該純水処理槽１
２から流出する水を該紫外線酸化装置９へ返す経路とか
らなるリサイクル系を含んでいる。この構成は純水処理
の最終段階でリサイクル系を構成し、還流する水に対し
て紫外線照射を行うので、純水処理槽１２に供給する純
水の紫外線照射時間か実効的に長くなり、ＴＯＣ値の低
下に効果的である。また、紫外線酸化装置９は純水処理
槽１２の大きさに応じて小型でよく、シかもリサイクル
系の構成により紫外線照射時間を実効的に長くてきるか
ら、その点からも小型でよい。イオン交換樹脂ＩＯの部
分も小型化でき、イオン交換樹脂１０からの溶出による
ＴＯＣ値の増加も小さくすることかできる。

この構成は純水の使用効率かよ＜、ＴＯＣ値の極めて低
い１例えば、ＴＯＣ値がＩｐｐｂｌ下の純水を純水処理
槽１２に定常的に供給することかできる。

また、半導体基板１３をＴＯＣ値が１ｐｐｂ以下の極め
て純度の高い純水に浸漬すれば、半導体基板１３表面に
極めて清浄な自然酸化膜が形成される。

このような清浄な自然酸化膜の上に成長する酸化膜は、
耐圧性や電荷の熱安定性に優れることかわかった。

なお、現段階において、ＴＯＣ値評価装置の測定限界は
１ｐｐｂであるため、上記の１ｐｐｂＪＪ下というのは
測定で検出されない程度と解すべきである。

〔実施例〕

第１図は本発明による純水製造装置の構成例Ｉてあり、
１は主純水装置、２はマイクロポーラス型樹脂、３は紫
外線酸化装置、４はケル型樹脂。

５はウルトラフィルタを表す。主純水装置１は。

前処理装置、逆浸透装置、イオン交換装置、紫外線酸化
装置等からなる。

原水側から供給された水は、主純水装置１を通過した後
、マイクロポーラス型樹脂２．紫外線酸化装置３．ゲル
型樹脂で処理されて、ＴＯＣ値がＩ　ｐｐｂ以下となる
。その後、ウルトラフィルタ５て微粒子かろ過され、ユ
ースポイントに供給される。

マイクロポーラス型樹脂２としては、特に吸着特性に優
れた樹脂１例えばＭＲ・工等を使用するのか効果的であ
る。

第２図は本発明による純水製造装置の構成例■てあり、
ｌは主純水装置、６はイオン交換樹脂。

７はウルトラフィルタ、８はタンク、９は小型紫外線酸
化装置、】０はイオン交換樹脂、】１はウルトラフィル
タ、１２は純水処理槽を表す。

この構成の特徴は純水処理の終段において、小型紫外線
酸化装置９からイオン交換樹脂１０．　　ウルトラフィ
ルタ１１を経て純水処理槽１２に純水を供給する経路と
、純水処理槽１２から流出する水をタンク８を経て小型
紫外線酸化装置９に返す経路からなるリサイクル系を含
むことである。小型紫外線酸化装置９とイオン交換樹脂
１０によりＴＯＣ値の低下した水をさらに還流して小型
紫外線酸化装置９に返し、処理を繰り返すと、紫外線照
射時間か実効的に長くなり、ＴＯＣ値をさらに低下させ
ることかでき２例えば、ＴＯＣ値を１１）Ｉ）ｂ以下に
することかできる。紫外線酸化装置９は純水処理槽１２
に応じて小型であってもよい。また、イオン交換樹脂１
０も少量てよく、溶出の少ないゲル型樹脂を使用するの
が効果的である。

終段にこのような小規模なリサイクル系を付加すること
により、ＴＯＣ値が１ｐｐｂ以下の純水を、純水処理槽
１２に定常的に供給することができる。

第３図は本発明による半導体基板の純水処理を説明する
ための図であり、１２は純水処理槽、１３は半導体基板
、１４は半導体基板処理キャリアを表す。

純水処理槽１２中の純水はＴＯＣ値が１　ｐｐｂ以下の
純水で、さらに半導体基板に吸着するような不純物は極
力除去されている。その純水中に半導体基板１３を浸漬
する。この時、半導体基板１３表面には極く薄い自然酸
化膜か形成される。この膜は極めて清浄で、その後、こ
の自然酸化膜の上に成長する酸化膜の膜質か向上し、耐
圧や電荷の熱安定性か従来の自然酸化膜上に成長した酸
化膜に比較して、はるかに良好となる。

この半導体基板の純水処理用の純水として、前述の純水
製造装置の構成例Ｉあるいは■により製造した。’ｒｏ
ｃｉｔｐｐｂ以下て、半導体基板に吸着する有機物が極
力除去された純水を採用することかできる。

なお、半導体基板をＴＯＣ値が１１）Ｉ）ｂより大きい
純水に浸漬する時は、成長する酸化膜の膜質の向上か十
分でない。

〔発明の効果〕

以上説明したように９本発明によれば、ＴＯＣ値が１ｐ
ｐｂ以下で半導体基板に吸着する有機物を極力減少させ
た純水を供給する純水製造装置を提供することかできる
。終段にリサイクル系をもつ純水製造装置を採用すれば
、小型の装置を付加するだけでＴＯＣ値がＩｐｐｂ以下
の純水の製造を効率よく行うことかでき、半導体装置の
コストダウンに寄与する。

また、このようなＴＯＣ値の低い純水により半導体基板
を処理する時は、その後半導体基板上に極めて膜質のよ
い絶縁膜を形成することかでき。

半導体装置の性能向上に寄与する効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は純水製造装置の構成例■。第２図は純水製造装置の構成例■。第３図は半導体基板の純水処理を説明するための図。第４図は従来の純水製造装置の構成例である。図において。１は主純水装置。２はマイクロポーラス型樹脂。３は紫外線酸化装置。４はゲル型樹脂。５はフィルタてあ、ってウルトラフィルタ。６はイオン交換樹脂。７はフィルタであってウルトラフィルタ。８はタンク。９は紫外線酸化装置であって小型紫外線酸化装置。１０はイオン交換樹脂。ＩＩはフィルタであってウルトラフィルタ。１２は純水処理槽。１３は半導体基板。１４は半導体基板処理キャリア１５は紫外線殺菌装置。１６はカートリッジポリッシャー純米製造製屓内構成例１も　１　口粁東製遁隻置ｎ鎮八例■

Claims

【特許請求の範囲】〔１〕源水供給側から主純水装置（１）を経て、マイク
ロポーラス型樹脂（２）、紫外線酸化装置（３）、ゲル
型樹脂（４）がこの順に配置された構成を含み、水の全
有機カーボン（ＴＯＣ）値を低下させ、且つ半導体基板
に対して吸着性を有する有機物を除去することを特徴と
する純水製造装置。〔２〕源水供給側から主純水装置（１）を経て、紫外線
酸化装置（９）、イオン交換樹脂（１０）、フィルタ（
１１）をこの順に通って純水処理槽（１２）に水を供給
する経路と、該純水処理槽（１２）から流出する水を該
紫外線酸化装置（９）へ返す経路とからなるリサイクル
系を含み、該純水処理槽（１２）に供給する水の全有機
カーボン（ＴＯＣ）値を低下させることを特徴とする純
水製造装置。〔３〕半導体基板（１３）を全有機カーボン（ＴＯＣ）
値が１ｐｐｂ以下の純水に浸漬して、該半導体基板（１
３）表面に自然酸化膜を形成することを特徴とする半導
体基板の純水処理方法。