JP5630056B2 - Method for evaluating influence of cleaning water on substrate to be cleaned, water quality setting method based on this evaluation method, and ultrapure water production system for obtaining water having the set water quality - Google Patents
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Description
本発明は、洗浄水中の不純物が被洗浄基板の汚染に及ぼす影響を評価する方法に関する。また、本発明は、この評価された影響に基づき被洗浄基板の洗浄に好適な水質を設定する方法に関する。さらに、本発明は、この設定された被洗浄基板の洗浄に好適な水質を得るために最適な超純水製造システムに関する。 The present invention relates to a method for evaluating the influence of impurities in cleaning water on contamination of a substrate to be cleaned. The present invention also relates to a method for setting water quality suitable for cleaning a substrate to be cleaned based on the evaluated influence. Furthermore, the present invention relates to an ultrapure water production system optimal for obtaining a water quality suitable for cleaning the set substrate to be cleaned.
ICの高集積化に伴い、半導体製品や液晶製品の製造に使用される超純水にも厳しいコンタミネーションコントロールと、変動の少ない水を安定的に供給することが要求されている。洗浄対象となる基板の汚染は、デバイス性能や製品歩留まりに大きく影響するため、ITRSのロードマップなどを基準に、プロセスルールに対応する形で影響物質(不純物)の濃度条件が規定されてきた。さらに、この基準に上乗せする形で、各企業は独自の基準を持つケースが少なくない。これらの基準は、試料水を実際に採取し、高感度の分析装置を使用して不純物濃度を測定し、これらの水質の基準を満たしているか否かを確認している。 As ICs are highly integrated, strict contamination control and stable supply of water with little fluctuation are required for ultrapure water used in the manufacture of semiconductor products and liquid crystal products. Since contamination of the substrate to be cleaned greatly affects device performance and product yield, the concentration condition of the influence substance (impurity) has been defined in a form corresponding to the process rule based on the ITRS roadmap. In addition to this standard, many companies have their own standards. In these standards, sample water is actually collected and the concentration of impurities is measured using a highly sensitive analyzer to check whether these water quality standards are satisfied.
このように金属成分等の含有量を極微量に設定しているのは、従来どの程度の純度の水とすれば必要十分であるかを理論的に設定する方法がなく、より高純度の水とすることで対応せざるを得なかったためである。吸着物として特に問題となる金属の場合を例に説明すれば、水中の濃度を下げることが安全サイドであるため、どの成分をどの程度低減すればよいかという効果の確認はないまま、全般的な濃度低減に注力しているのが現状であった。しかしながら、水の純度の追及には限度があり、コスト等を考えると、限界領域に近づきつつあるという状況になってきている。 In this way, the content of metal components, etc. is set to a very small amount because there is no method for theoretically setting the level of purity that is necessary and sufficient, and higher purity water. This is because we had to deal with it. Taking the case of metals that are particularly problematic as adsorbents as an example, it is safe to reduce the concentration in water, so there is no confirmation of the effect of which component to reduce, and overall At present, we are focusing on reducing the concentration. However, there is a limit to the pursuit of water purity, and considering the cost and the like, the situation is approaching the limit area.
そこで、水質による影響をあらかじめ予測して、影響度の大きな成分を重点的に減少させることが考えられる。例えば、逆浸透膜を用いて水処理を行う場合においては、JIS−K3802に定義されるようなファウリングインデックス(FI)、あるいはASTM−D4189に定義されるようなシルトデンシティインデックス(SDI)等の指標を用いて供給水への影響を予測し、現実的な供給水の清澄度としてから安定運転を継続する方法が実施されている。 Therefore, it is conceivable to predict in advance the influence of the water quality and to reduce the components having a large influence degree. For example, when water treatment is performed using a reverse osmosis membrane, a fouling index (FI) as defined in JIS-K3802, or a silt density index (SDI) as defined in ASTM-D4189, etc. A method of predicting the influence on the supply water using an index and maintaining a stable operation after achieving a realistic clarification of the supply water has been implemented.
また、非特許文献1の7〜10頁には、一般的な水質の管理方法が開示されている。さらに、特許文献1には、超純水の水質を直接評価することが開示されている。しかしながら、これらの方法はいずれも水質自体を評価する方法であって、その水質が被洗浄物であるシリコンウエハにどのような影響を与えるかを理論的に予測する方法ではない。
Non-Patent
そこで、半導体基板としてのシリコンウエハ自体を評価することが試みられている。例えば、非特許文献2には、アルカリ条件下でシリコンウエハのOH基に金属水酸化物が脱水縮合によって吸着するモデルが開示されている。また、特許文献2には、半導体基板の処理表面に対して赤外線による分析を行うことが一般的に行われている旨記載されている。
Therefore, it has been attempted to evaluate a silicon wafer itself as a semiconductor substrate. For example, Non-Patent
さらに、非特許文献1の1〜6頁には、超純水への要求は純度及びコストのバランスを取ることが重要である旨記載されている。そして、この非特許文献1の11〜15頁には、ウエハ表面への吸着挙動を調べることが実験的に可能であることが開示されている。
Further,
しかしながら、非特許文献2に記載された吸着モデルは、アルカリ性溶液での吸着モデルであって、薬液洗浄後の基板のリンスなどに用いられる超純水のpH領域の全てをカバーするモデルではなく、さらにモデルの反応活性点となっているSiOHを直接観察し、その定量結果から水中不純物の影響度を規定して、必要十分な水質を設定するものではない。
However, the adsorption model described in Non-Patent
また、特許文献2では、シリコンウエハの処理表面に赤外線を照射し、赤外線スペクトルによって表面構造を分析することが一般的であることが示されているが、その結果に合わせて、超純水の水質設定に活用するものではない。
Further,
なお、非特許文献1に記載されているように、超純水の水質への要求は純度及びコストのバランスを取ることが重要ではあるが、水中に微量に含まれる金属あるいは有機物がシリコンウエハの汚染に及ぼす影響を予測することなく、純度の許容濃度を上げることは非常にリスクが高く、超純水を使ったデバイスの生産において歩留まりを極端に悪化させるおそれもある、という問題点がある。
As described in Non-Patent
さらに、ウエハ表面への金属あるいは有機物等の不純物の吸着の挙動を調べることは実験により可能であり、非特許文献1ではシリコンウエハ上の金属除去装置も提案されているが、ウエハと汚染物の吸着量との関係付けは明確になっていない。これは以下のような理由による。すなわち、金属あるいは有機物等の不純物の吸着は、吸着対象となる物質の構造によって大きく影響されるものであり、シリコンウエハの洗浄条件が異なる度に、このような実験を繰り返さざるを得ないからである。そして、このように実験を繰り返すことは、時間やコストの面から好ましくない。
Furthermore, it is possible by experiment to investigate the adsorption behavior of impurities such as metals or organic substances on the wafer surface. In
このように従来は、洗浄水中の不純物が基板の汚染に及ぼす影響を予測評価する方法が存在しなかった。そのため、より安全サイドを求めて洗浄水中の不純物濃度をより厳しく管理せざるを得ず、この方針に基づいて、例えば許容金属濃度を厳しく規定した超純水製造システムを構築せざるを得なかった。また、技術進歩の著しい電子産業分野では必ずしも分析できない濃度でも汚染許容量規定が行われ、そのことによって製品歩留まり向上やデバイス性能の向上を達成する努力がなされているため、不純物が基板の汚染に及ぼす影響を予測評価することによって、用途に適した水質を設定する方法が望まれている。 Thus, conventionally, there has been no method for predicting and evaluating the influence of impurities in the cleaning water on the contamination of the substrate. For this reason, we have to manage the impurity concentration in the wash water more strictly in search of a safer side, and based on this policy, for example, we have to construct an ultrapure water production system that strictly limits the allowable metal concentration. . In addition, in the electronics industry where technological advances are significant, contamination tolerances are regulated even at concentrations that cannot always be analyzed, and as a result, efforts are made to improve product yield and device performance. There is a demand for a method for setting the water quality suitable for the application by predicting and evaluating the influence.
また、シリコンウエハの処理方法が変化した場合には、ウエハの表面構造の変化を伴う場合があり、シリコンウエハの処理方法の変更の都度、実験等により吸着量を確かめる必要があるという問題もある。 Further, when the silicon wafer processing method is changed, there may be a change in the surface structure of the wafer, and there is a problem that it is necessary to confirm the amount of adsorption by an experiment or the like every time the silicon wafer processing method is changed. .
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、洗浄水中の不純物が、洗浄対象である基板の汚染に及ぼす影響を評価することを目的とする。また、本発明は、この評価に基づき、基板の洗浄に好適な水質を設定する方法を提供することを目的とする。さらに、本発明は、この設定された基板の洗浄に好適な水質を得るために最適な超純水製造システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to evaluate the influence of impurities in cleaning water on the contamination of a substrate to be cleaned. Moreover, an object of this invention is to provide the method of setting the water quality suitable for the washing | cleaning of a board | substrate based on this evaluation. Furthermore, an object of the present invention is to provide an optimum ultrapure water production system for obtaining a water quality suitable for cleaning the set substrate.
上記課題を解決するために、第一に本発明は、被洗浄基板の洗浄に供される洗浄水中の不純物が、該被洗浄基板の汚染に及ぼす影響を評価する方法であって、所定の条件における前記被洗浄基板上に存在する吸着活性点の量の分析値と、前記洗浄水によって洗浄された際の前記被洗浄基板の汚染量と、条件変更後の前記被洗浄基板上に存在する吸着活性点の量の分析値とから前記被洗浄基板への前記不純物の予想吸着量を算出し、この予想吸着量により前記被洗浄基板へ前記洗浄水が汚染に及ぼす影響を評価することを特徴とする洗浄水の影響評価方法を提供する(発明1)。 In order to solve the above-mentioned problems, firstly, the present invention is a method for evaluating the influence of impurities in the cleaning water used for cleaning the substrate to be cleaned on the contamination of the substrate to be cleaned, which includes predetermined conditions. The analysis value of the amount of the adsorption active sites present on the substrate to be cleaned in FIG. 5, the amount of contamination of the substrate to be cleaned when washed with the cleaning water, and the adsorption present on the substrate to be cleaned after the change of conditions A predicted adsorption amount of the impurity to the substrate to be cleaned is calculated from an analysis value of the amount of active sites, and the influence of the cleaning water on the substrate to be cleaned is evaluated based on the predicted adsorption amount. A method for evaluating the influence of washing water is provided ( Invention 1).
上記発明(発明1)によれば、被洗浄基板には金属等の不純物が吸着しやすい特異点、すなわち吸着活性点が存在し、この吸着活性点に吸着しやすい物質は、被洗浄基板の材質や処理条件によって異なる。そこで、被洗浄基板の処理条件を変更する場合などに、変更前を基準とした変更後の吸着活性点に起因する分析測定値の変化率を算定し、変更前後の相関関係に基づいて被洗浄基板への不純物による汚染量を予測することで、洗浄水が被洗浄基板に及ぼす影響を評価することができる。これにより、処理条件等の変更に伴って必要となる洗浄水の水質を予測し、例えば、超純水製造設備の過不足を判断することができる。 According to the above invention ( Invention 1), the substrate to be cleaned has a singular point where an impurity such as a metal is easily adsorbed, that is, an adsorption active site, and the substance that is easily adsorbed to this adsorption active site is the material of the substrate to be cleaned. It depends on the processing conditions. Therefore, when changing the processing conditions of the substrate to be cleaned, calculate the change rate of the analytical measurement value due to the adsorption active point after the change based on the pre-change, and based on the correlation before and after the change By predicting the amount of contamination due to impurities on the substrate, the influence of the cleaning water on the substrate to be cleaned can be evaluated. Accordingly, it is possible to predict the quality of the cleaning water required in accordance with the change in the processing conditions and the like, for example, to determine whether the ultrapure water production facility is excessive or insufficient.
上記発明(発明1)においては、前記被洗浄基板が、シリコンウエハであるのが好ましい(発明2)。 In the above invention ( Invention 1), the substrate to be cleaned is preferably a silicon wafer ( Invention 2).
上記発明(発明2)によれば、シリコンウエハの最表面構造における吸着活性点を分析し、その存在量からシリコンウエハへの不純物の吸着量を予測することができ、この予測された吸着量から、該吸着物の水中存在許容量を算出することができる。 According to the said invention ( invention 2), the adsorption | suction active point in the outermost surface structure of a silicon wafer can be analyzed, and the adsorption amount of the impurity to a silicon wafer can be estimated from the existing amount, From this estimated adsorption amount , The permissible amount of the adsorbate in water can be calculated.
上記発明(発明2)においては、前記吸着活性点が、前記被洗浄基板表面に存在するOH基であるのが好ましい(発明3)。 In the said invention ( invention 2), it is preferable that the said adsorption active site is OH group which exists in the said to-be-cleaned substrate surface ( invention 3).
上記発明(発明3)によれば、被洗浄基板の表面における吸着活性点であるOH基(SiOHに由来)を分析し、その存在量から被洗浄基板への不純物の吸着量を予測することができ、この予想吸着量から、該不純物の水中存在許容量を算出することができる。 According to the above invention ( Invention 3), it is possible to analyze the OH group (derived from SiOH), which is an adsorption active point on the surface of the substrate to be cleaned, and to predict the amount of impurities adsorbed on the substrate to be cleaned from the existing amount. From this predicted adsorption amount, the permissible amount of impurities in water can be calculated.
上記発明(発明1〜3)においては、前記吸着活性点の量の分析の方法が、赤外線を用いる分析方法であるのが好ましい(発明4)。 In the said invention ( invention 1-3), it is preferable that the analysis method of the quantity of the said adsorption | suction active site is an analysis method using infrared rays ( invention 4).
また、上記発明(発明4)においては、前記赤外線を用いる分析方法により分析された吸着活性点の量が、波数950〜810cm−1に現れるピークがシフトして生じるSiOHに由来するピークの面積で規定されるのが好ましい(発明5)。 Moreover, in the said invention ( invention 4), the quantity of the adsorption active site analyzed by the analysis method using the said infrared is the area of the peak derived from SiOH produced by shifting the peak appearing at the wave number of 950 to 810 cm −1. It is preferable to be defined ( Invention 5).
上記発明(発明4,5)によれば、被洗浄基板の表面処理条件等を変更するにあたり、処理条件の変更の前後で全反射型赤外分光分析をそれぞれ実施し、赤外線吸収スペクトルの波数950〜810cm−1のピークがシフトして生じるSiOH由来のピーク(例えば、波数980cm−1のピーク)の面積をそれぞれ求め、これらのピーク面積の面積比によってOH基の変化率を算定し、この変化率の相関関係に基づいて被洗浄基板への吸着量を予測することで、必要な洗浄水水質を予測し、例えば、超純水製造設備の過不足を判断することができ、結果として必要な水質を満たした超純水を生産することができる。 According to the above inventions ( Inventions 4 and 5), when changing the surface treatment conditions and the like of the substrate to be cleaned, total reflection infrared spectroscopic analysis is performed before and after the change of the treatment conditions, and the wave number 950 of the infrared absorption spectrum is obtained. The areas of SiOH-derived peaks (for example, peaks at a wave number of 980 cm −1 ) generated by shifting the peak at ˜810 cm −1 are obtained, and the change rate of the OH group is calculated by the area ratio of these peak areas. By predicting the amount adsorbed on the substrate to be cleaned based on the correlation of the rate, it is possible to predict the required cleaning water quality, for example, to determine whether the ultrapure water production facility is excessive or insufficient, and as a result It is possible to produce ultrapure water that satisfies the water quality.
上記発明(発明1〜3)においては、前記吸着活性点の量の分析の方法が、X線光電子分光法であることが好ましい(発明6)。 In the said invention ( invention 1-3), it is preferable that the method of the analysis of the quantity of the said adsorption | suction active site is an X-ray photoelectron spectroscopy ( invention 6).
上記発明(発明6)においては、前記X線光電子分光法により分析された吸着活性点の量が、O1sに基づくピークをSi−O−SiとSiOHとに分離することによるSiOH量で規定されるのが好ましい(発明7)。 In the said invention ( invention 6), the quantity of the adsorption active site analyzed by the said X-ray photoelectron spectroscopy is prescribed | regulated by the amount of SiOH by isolate | separating the peak based on O1s into Si-O-Si and SiOH. ( Invention 7)
上記発明(発明6,7)によれば、被洗浄基板の表面処理条件を変更するにあたり、処理の前後においてX線光電子分光法による測定を行ない、O1s軌道に基づく酸素原子のそれぞれのピークシフト量からOH基の変化率を算定し、相関関係に基づいて被洗浄基板への吸着量を予測することで、必要な洗浄水水質を予測し、例えば超純水製造設備の過不足を判断することができ、結果として必要な水質を満たした超純水を生産することができる。 According to the above inventions ( Inventions 6 and 7), when changing the surface treatment conditions of the substrate to be cleaned, measurement is performed by X-ray photoelectron spectroscopy before and after the treatment, and each peak shift amount of oxygen atoms based on the O1s orbital Calculate the rate of change of OH groups from the water and predict the amount of water to be cleaned on the basis of the correlation, thereby predicting the quality of the required cleaning water, for example, determining whether the ultrapure water production facility is excessive or insufficient As a result, ultrapure water satisfying the required water quality can be produced.
上記発明(発明6)においては、前記X線光電子分光法により分析された吸着活性点の量が、C1sピークに基づくカルボキシル基の量で規定されるのが好ましい(発明8)。 In the said invention ( invention 6), it is preferable that the quantity of the adsorption active site analyzed by the said X-ray photoelectron spectroscopy is prescribed | regulated by the quantity of the carboxyl group based on a C1s peak ( invention 8).
上記発明(発明8)によれば、被洗浄基板の表面処理条件を変更するにあたり、処理の前後においてX線光電子分光法による測定を行ない、C1s軌道に基づくそれぞれのピークシフト量からカルボキシル基の変化率を算定し、相関関係に基づいて被洗浄基板への吸着量を予測することで、必要な洗浄水水質を予測し、例えば超純水製造設備の過不足を判断することができ、結果として必要な水質を満たした超純水を生産することができる。 According to the above invention ( Invention 8), when changing the surface treatment conditions of the substrate to be cleaned, measurement by X-ray photoelectron spectroscopy is performed before and after the treatment, and the change of the carboxyl group from each peak shift amount based on the C1s orbital. By calculating the rate and predicting the amount adsorbed on the substrate to be cleaned based on the correlation, it is possible to predict the required cleaning water quality, for example, to determine the excess or deficiency of the ultrapure water production facility, and as a result Ultrapure water that meets the required water quality can be produced.
上記発明(発明1〜8)においては、前記吸着活性点が、1種または2種以上であるのが好ましい(発明9)。 In the said invention ( invention 1-8), it is preferable that the said adsorption | suction active point is 1 type, or 2 or more types ( invention 9).
上記発明(発明9)によれば、吸着活性点の種類を適宜選択して、あるいはこれを組み合わせることにより、洗浄水水質の要求レベルに応じて被洗浄基板への吸着量を予測し、例えば超純水製造設備の過不足を判断することができ、結果として必要な水質を満たした超純水を生産することができる。 According to the above invention ( Invention 9), the adsorption amount on the substrate to be cleaned is predicted according to the required level of the quality of the cleaning water by appropriately selecting the type of the adsorption active sites or combining them, for example, It is possible to determine the excess or deficiency of the pure water production facility, and as a result, it is possible to produce ultrapure water that satisfies the required water quality.
上記発明(発明1〜7)においては、前記不純物が金属含有成分であるのが好ましく(請求項10)、また、前記不純物が有機物であるのが好ましい(発明11)。 In the said invention ( invention 1-7), it is preferable that the said impurity is a metal containing component ( invention 10), and it is preferable that the said impurity is organic substance ( invention 11).
上記発明(発明3〜7及び9〜11)においては、前記不純物の予想吸着量が、基準となる被洗浄基板のOH基量と実際の被洗浄基板のOH基量との比及び予め1点以上得ておいた前記基準となる被洗浄基板のOH基に対応した不純物量から算出された前記実際の被洗浄基板への不純物量であるのが好ましい(発明12)。
In the above inventions (
上記発明(発明12)によれば、全く同じ洗浄水を用いた場合の不純物の吸着量は、OH基の量にある程度比例するので、両者のOH基の量を比較することで、不純物の予想吸着量を算出することができる。 According to the above invention ( Invention 12), the amount of adsorbed impurities when exactly the same washing water is used is proportional to the amount of OH groups to some extent. The amount of adsorption can be calculated.
第二に本発明は、上記発明(発明1〜12)に係る影響評価方法を用いて評価された洗浄水中から前記被洗浄基板への不純物の予想吸着量に基づき、前記不純物の水中濃度の上限を設定することを特徴とする水質設定方法を提供する(発明13)。
Second, the present invention provides an upper limit of the concentration of impurities in water based on the predicted amount of impurities adsorbed from the cleaning water to the substrate to be cleaned, evaluated using the influence evaluation method according to the inventions (
上記発明(発明13)によれば、被洗浄基板の吸着活性点を算出し、その存在量から洗浄水で洗浄した後の被洗浄基板への不純物の吸着量を予測し、この予想吸着量と、許容される吸着量と、所定の条件における不純物の濃度とから洗浄水中における不純物の存在許容量を算出することで、使用目的に合わせた洗浄水水質を設定することができる。ここで、許容される吸着量は、例えば、半導体トランジスタの製造において許容される、キャリアライフタイムの測定結果に基づいて設定することができる。 According to the above invention ( Invention 13), the adsorption active point of the substrate to be cleaned is calculated, and the amount of impurities adsorbed on the substrate to be cleaned after washing with the cleaning water is predicted from the existing amount, By calculating the allowable amount of impurities in the cleaning water from the allowable adsorption amount and the concentration of impurities under a predetermined condition, the quality of the cleaning water can be set in accordance with the purpose of use. Here, the allowable adsorption amount can be set based on, for example, the measurement result of the carrier lifetime that is allowed in the manufacture of the semiconductor transistor.
第三に本発明は、上記発明(発明13)に係る水質設定方法を用いて決定した水質を得るために、最適なシステムの単位操作ユニット構成としたことを特徴とする超純水製造システムを提供する(発明14)。 Thirdly, the present invention provides an ultrapure water production system characterized by having an optimum unit operation unit configuration in order to obtain water quality determined using the water quality setting method according to the above invention ( Invention 13). ( Invention 14)
上記発明(発明14)によれば、被洗浄基板の吸着活性点を検出し、その存在量から所定の濃度における被洗浄基板への不純物の吸着量を予測し、この予想吸着量と、許容される吸着量と、所定の濃度とから水中存在許容量を算出することで、使用目的に合わせた洗浄水水質を設定し、この設定水質に基づいて最適な超純水製造システムの構成を決定することができる。 According to the above invention ( Invention 14), the adsorption active point of the substrate to be cleaned is detected, the amount of impurities adsorbed to the substrate to be cleaned at a predetermined concentration is predicted from the existing amount, and this expected adsorption amount is allowed. By calculating the allowable amount of water present from the adsorbed amount and the predetermined concentration, the wash water quality is set according to the purpose of use, and the optimal ultrapure water production system configuration is determined based on the set water quality be able to.
上記発明(発明14)においては、前記単位操作ユニットが、UV酸化装置、膜分離装置、イオン交換装置のうち少なくとも1つを含むのが好ましい(発明15)。また、上記発明(発明14)においては、前記単位操作ユニットが、イオン交換フィルタを含むのが好ましい(発明15)。
In the said invention ( invention 14), it is preferable that the said unit operation unit contains at least 1 among a UV oxidation apparatus, a membrane separator, and an ion exchange apparatus ( invention 15). Moreover, in the said invention ( invention 14), it is preferable that the said unit operation unit contains an ion exchange filter ( invention 15).
本発明の被洗浄基板の洗浄水の影響評価方法によれば、被洗浄基板の処理条件を変更する場合でも、変更前を基準とした変更前後での吸着活性点に起因する測定値の変化率を算定し、両測定値の相関関係に基づいて被洗浄基板への不純物の吸着量を予測することで、例えば超純水製造設備等から供給される洗浄水の被洗浄基板への汚染に及ぼす影響を評価することができる。また、不純物の存在許容量を算出することで、使用目的に合わせた洗浄水水質を設定し、この設定水質に基づいて最適な超純水製造システムの構成を決定することができる。 According to the method for evaluating the influence of the cleaning water on the substrate to be cleaned according to the present invention, even when the processing conditions of the substrate to be cleaned are changed, the rate of change in the measured value due to the adsorption active point before and after the change based on the pre-change And the amount of impurities adsorbed on the substrate to be cleaned is predicted based on the correlation between the two measured values, thereby affecting the contamination of the substrate to be cleaned supplied from, for example, ultrapure water production equipment. The impact can be evaluated. In addition, by calculating the permissible amount of impurities, it is possible to set the quality of the washing water according to the purpose of use, and to determine the optimum configuration of the ultrapure water production system based on the set water quality.
以下、添付図面を参照して本発明の被洗浄基板の洗浄水の影響評価方法の実施の形態について説明する。 Embodiments of a method for evaluating the influence of cleaning water on a substrate to be cleaned according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は、本実施形態に係る被洗浄基板たる半導体基板の洗浄水の影響評価方法を好適に適用可能な超純水製造システムを示すフロー図である。図1において、超純水製造システム1は、前処理システム2と、一次純水製造システム3と、二次純水製造システム4とからなり、前処理システム2と一次純水製造システム3との間には、タンク5と保安フィルタ6とが設けられているとともに、一次純水製造システム3と二次純水製造システム4との間にはサブタンク7が設けられている。このような超純水製造システム1において、前処理システム2は凝集・ろ過装置からなり、一次純水製造システム3は、RO膜装置11とイオン交換装置12と脱気装置13とからなり、二次純水製造システム4は、UV酸化装置14とイオン交換装置15と限外ろ過装置16とからなる。そして、二次純水製造システム4は、ユースポイントとしてのクリーンルーム8に設けられた薬液洗浄槽、基板リンス槽または個別の洗浄装置などの各種洗浄装置(図示せず)に連通している。また、クリーンルーム8には、生物処理装置17と膜ろ過装置18とからなる排水回収システム9が連通していて、この膜ろ過装置18は、タンク5に連通している。これを基本システムとする。
FIG. 1 is a flowchart showing an ultrapure water production system to which the method for evaluating the influence of cleaning water on a semiconductor substrate as a substrate to be cleaned according to the present embodiment can be suitably applied. In FIG. 1, an ultrapure
上述したような装置において、原水としての処理水Wは、凝集・ろ過装置としての前処理システム2で除濁された後、タンク5に溜められ保安フィルタ6を通って、一次純水製造システム3に供給される。この一次純水製造システム3において、処理水Wに対しRO膜装置11で硬度成分を除去した後、イオン交換装置12でアニオン成分及び/カチオン成分を取り除き、さらに脱気装置13で炭酸成分を除去することで一次純水W1を得る。この一次純水W1はサブタンク7に一旦貯留された後、さらに、二次純水製造システム4において、UV酸化装置14で残留するTOC成分を分解し、イオン交換装置15でこのTOCの分解に伴うアニオン成分及び/カチオン成分を取り除き、そして限外ろ過装置16により、微細な粒子を除去することで高純度の二次純水W2を製造する。
In the apparatus as described above, the treated water W as the raw water is turbidized by the
このようにして得られた二次純水W2を用いて、例えば塩酸/過酸化水素洗浄液で半導体基板としてのシリコンウエハの酸化処理を行ったもの(以下、HPM処理という)に対し、リンス洗浄を行う。そして、残存した二次純水W2は、二次純水製造システム4に戻される。 Using the secondary pure water W2 thus obtained, for example, a silicon wafer as a semiconductor substrate oxidized with a hydrochloric acid / hydrogen peroxide cleaning solution (hereinafter referred to as HPM treatment) is rinsed. Do. Then, the remaining secondary pure water W2 is returned to the secondary pure water production system 4.
ここで使われたリンス水(二次純水W2)は、排水回収システム9において、生物処理装置17及び膜ろ過装置18で処理された後、タンク5に還流することで再利用され、一部は放流される。
The rinse water (secondary pure water W2) used here is reused by being returned to the
上述したようなシリコンウエハの洗浄工程において、HPM処理のオゾン水による処理への変更、原水の水質の変動、あるいは洗浄水の温度の変更等の処理条件に変更が生じた場合に、どのような超純水製造システムとすれば必要十分な洗浄水を供給できるかを正確に決定することはこれまで困難であった。そこで、安全性を考慮して超純水製造システムを設計せざるを得ず、当該超純水製造システムがオーバースペックになりやすかった。 In the silicon wafer cleaning process as described above, if any change occurs in the processing conditions such as the change of the HPM process to ozone water, the quality of the raw water, or the change of the temperature of the cleaning water. Until now, it has been difficult to accurately determine whether the ultrapure water production system can supply the necessary and sufficient cleaning water. Therefore, the ultrapure water production system has to be designed in consideration of safety, and the ultrapure water production system tends to be over-spec.
本発明者らは、本実施形態の一例として、被洗浄基板であるシリコンウエハの表面における汚染は、シリコンウエハ上に存在するSiOH等が吸着活性点となることによって、ここに金属含有成分(金属イオン、金属水酸化物、金属錯体等)や有機物が吸着することにより生じることを見出し、吸着活性点としてのSiOH量に基づいて影響を評価することに想到したものである。 As an example of the present embodiment, the present inventors have reported that contamination on the surface of a silicon wafer, which is a substrate to be cleaned, is caused by the presence of a metal-containing component (metal Ion, metal hydroxide, metal complex, etc.) and organic substances are found to be adsorbed, and the inventors have conceived of evaluating the influence based on the amount of SiOH as an adsorption active site.
すなわち、基本システムを用いて最初に洗浄した場合を所定の条件として、その最初の洗浄処理条件での洗浄後のシリコンウエハ上に存在するSiOHの量を測定するとともに、二次純水W2中の吸着量の測定対象となる不純物の濃度及びシリコンウエハ上のこの不純物の吸着量を測定する。一方、このシリコンウエハ上における不純物の許容吸着量を設定する。次に、シリコンウエハの洗浄条件を変動させて洗浄した後のSiOHの量を同様に測定することにより、洗浄処理条件の変更の前後によるSiOHの量の比を求める。 That is, assuming that the first cleaning is performed using the basic system as a predetermined condition, the amount of SiOH present on the silicon wafer after the cleaning under the first cleaning processing condition is measured, and in the secondary pure water W2 The concentration of the impurity to be measured for the adsorption amount and the adsorption amount of the impurity on the silicon wafer are measured. On the other hand, an allowable adsorption amount of impurities on the silicon wafer is set. Next, the ratio of the amount of SiOH before and after the change of the cleaning treatment condition is obtained by measuring the amount of SiOH after the cleaning is performed by changing the cleaning condition of the silicon wafer.
そして、変更前の基本システムにより製造される二次純水W2中の不純物の濃度及びシリコンウエハ上の吸着量と、シリコンウエハ上の不純物の許容吸着量と、前述した両SiOHの比とから、変更後に必要とされる水質を設定することができる。そして、この設定された水質に基づき、最適なシステム設定となるように基本システムを組み換えたり、システムの構成要素の仕様を変更したりすればよい。上記吸着量の不純物としては、水中に含まれシリコンウエハに対して悪影響を及ぼすものであれば特に制限はなく、各種金属含有成分(金属イオン、金属水酸化物、金属錯体など)、あるいは有機物などを影響度に応じて適宜選択すればよい。 And, from the concentration of impurities in the secondary pure water W2 produced by the basic system before the change and the adsorption amount on the silicon wafer, the allowable adsorption amount of the impurities on the silicon wafer, and the ratio of both SiOH described above, The water quality required after the change can be set. Then, based on the set water quality, the basic system may be rearranged or the specifications of system components may be changed so as to obtain an optimum system setting. The adsorbed amount of impurities is not particularly limited as long as it is contained in water and adversely affects the silicon wafer. Various metal-containing components (metal ions, metal hydroxides, metal complexes, etc.), organic substances, etc. May be appropriately selected depending on the degree of influence.
具体的には、吸着活性点としてのSiOHの分析方法として、全反射型赤外分光分析を用いことができる。この全反射型赤外分光分析では、Si−OHに由来する赤外吸収スペクトルのピークは、一般に波数1050cm−1に現れるSi−O−Si結合の横波光学振動モード(TO)のピークよりも低波数側に現れる波数950〜810cm−1のピークがシフトして、例えば波数980cm−1あたりに生じる。そこで、洗浄処理条件、あるいはプロセスやシステムの変更前後のシリコンウエハに対し、赤外吸収スペクトルを求め、SiOHに由来するピークの面積をそれぞれ求め、両者のピーク面積の増減に基づいてシリコンウエハ上のOH基の変化率を算定する。そして、両者の変化率と、変更前の基本システムにより製造される二次純水W2中の不純物の濃度及びシリコンウエハの吸着量との相関関係に基づいて、変更後のシリコンウエハへの不純物の吸着量を予測する。さらに、不純物の許容吸着量と予想吸着量との比率から、変更後に必要とされる水質を設定することができる。この設定水質に基づいて、基本システムの過不足を判断して、適宜変更することで必要十分な水質の超純水を生産することができる。 Specifically, total reflection infrared spectroscopic analysis can be used as a method for analyzing SiOH as an adsorption active site. In this total reflection infrared spectroscopic analysis, the peak of the infrared absorption spectrum derived from Si—OH is generally lower than the peak of the transverse optical vibration mode (TO) of the Si—O—Si bond appearing at a wave number of 1050 cm −1. The peak of the wave number 950 to 810 cm −1 appearing on the wave number side is shifted, for example, around the wave number 980 cm −1 . Therefore, an infrared absorption spectrum is obtained for the silicon wafer before and after the change of the cleaning process condition or process or system, and the peak area derived from SiOH is obtained, and the silicon wafer surface on the basis of the increase / decrease of the peak area of both. Calculate the rate of change of OH groups. Based on the correlation between the rate of change of both, the concentration of impurities in the secondary pure water W2 produced by the basic system before the change, and the amount of adsorption of the silicon wafer, the impurity concentration on the silicon wafer after the change is determined. Predict the amount of adsorption. Furthermore, the water quality required after the change can be set from the ratio between the allowable adsorption amount of impurities and the expected adsorption amount. Based on the set water quality, it is possible to produce ultrapure water having a necessary and sufficient water quality by judging whether the basic system is excessive or insufficient and changing it appropriately.
変更前の処理条件による不純物の吸着量を維持したい場合には、この吸着量を許容吸着量とし、処理条件の変更の前後でOH基ピーク面積が2倍になっていたら、2倍量の不純物が吸着すると予測して、例えば、変更前の処理条件(プロセスやシステム)によりイオン交換装置12の仕様を変更したり、イオン交換フィルタを追加したりして、二次純水W2中の不純物が1/2となるように基本システムを変更すればよい。例えば、ICの高集積化のために微細化がより進み、例えばキャリア量が1/2になり、不純物とキャリアの会合確率が維持され、キャリアライフタイムが不純物濃度に比例するような場合には、同様のデバイス性能を得るためにキャリアライフタイムを2倍に延ばすため、許容不純物濃度を1/2に設定し、この結果をシステムに反映するなどすればよい。
If it is desired to maintain the amount of adsorbed impurities under the processing conditions before the change, this amount of adsorption is set as the allowable amount of adsorption. If the OH group peak area has doubled before and after the change of the processing conditions, double the amount of impurities. For example, by changing the specifications of the
また、SiOHの分析方法として、上記全反射型赤外分光分析に代えて、X線光電子分光法を用いることができる。この場合、処理条件の変更前後のシリコンウエハ表面に対し、X線光電子分光法による測定を行い、O1s軌道に基づくピークをSi−O−SiとSi−OHに分離することで処理前後のSiOH量を算出し、変更前の基本システムにより製造される二次純水W2中の不純物の濃度及びシリコンウエハの不純物の吸着量との相関関係に基づいてシリコンウエハへの不純物の吸着量を予測する。そして、許容吸着量と予想吸着量との比率から、変更後に必要とされる水質を設定することができる。この設定水質に基づいて、基本システムの過不足を判断し、適宜変更することで必要十分な水質の超純水を生産することができる。 Further, as a method for analyzing SiOH, X-ray photoelectron spectroscopy can be used in place of the total reflection infrared spectroscopy. In this case, the silicon wafer surface before and after the change of the processing conditions is measured by X-ray photoelectron spectroscopy, and the peak based on the O1s orbital is separated into Si—O—Si and Si—OH, so that the amount of SiOH before and after the processing And the amount of impurities adsorbed on the silicon wafer is predicted based on the correlation between the concentration of impurities in the secondary pure water W2 produced by the basic system before the change and the amount of impurities adsorbed on the silicon wafer. Then, the water quality required after the change can be set from the ratio between the allowable adsorption amount and the predicted adsorption amount. Based on this set water quality, it is possible to produce ultrapure water with a necessary and sufficient water quality by determining the excess or deficiency of the basic system and changing it appropriately.
例えば、変更前の処理条件による不純物の吸着量を維持したい場合には、この吸着量を許容吸着量とし、処理条件の変更の前後でO1s軌道に基づく酸素原子のピークシフト量が2倍になっていたら、2倍量の不純物が吸着すると予測して、例えば、イオン交換装置12の仕様を変更したり、イオン交換フィルタを追加したりして、二次純水W2中の不純物が1/2となるように基本システムを変更すればよい。
For example, when it is desired to maintain the amount of impurities adsorbed under the processing conditions before the change, this amount of adsorption is set as an allowable amount of adsorption, and the peak shift amount of oxygen atoms based on the O1s orbit is doubled before and after the change of the processing conditions. If this is the case, it is predicted that twice the amount of impurities will be adsorbed, and for example, by changing the specifications of the
以上、本発明について上記実施形態に基づいて説明してきたが、本発明は前記実施形態に限らず種々の変更実施が可能である。例えば、前記実施形態においては、被洗浄基板としてシリコンウエハの場合を例に説明したが、これに限定されず種々の被洗浄基板に対して適用可能である。また、この被洗浄基板の素材(例えば、GaAs、GaP、GaN、InP等)及び洗浄処理条件により、吸着活性点、及びこの吸着活性点に吸着される被吸着物が異なるので、吸着活性点に応じて、各種金属含有成分(金属イオン、金属水酸化物、金属錯体など)、あるいは有機物等を不純物として選定すればよい。 As mentioned above, although this invention has been demonstrated based on the said embodiment, this invention is not restricted to the said embodiment, A various change implementation is possible. For example, in the above-described embodiment, the case where a silicon wafer is used as the substrate to be cleaned has been described as an example. However, the present invention is not limited to this and can be applied to various types of substrates to be cleaned. In addition, the adsorption active point and the adsorbed substance adsorbed on the adsorption active point differ depending on the material of the substrate to be cleaned (for example, GaAs, GaP, GaN, InP, etc.) and the cleaning processing conditions. Accordingly, various metal-containing components (metal ions, metal hydroxides, metal complexes, etc.) or organic substances may be selected as impurities.
また、SiOHに由来するOH基の測定方法として、全反射型赤外分光分析、X線光電子分光法を用いたが、これに限定されず種々の方法で測定することができる。さらに、吸着活性点としては、SiOHに由来するOH基に限らず、カルボキシル基、あるいはダングリングボンドなど電子的に活性なサイト等を例示することができる。 Further, as a method for measuring OH groups derived from SiOH, total reflection infrared spectroscopic analysis and X-ray photoelectron spectroscopy are used, but the present invention is not limited to this, and various methods can be used. Furthermore, the adsorption active site is not limited to an OH group derived from SiOH, and examples include an electronically active site such as a carboxyl group or a dangling bond.
上述したような本実施形態のシリコンウエハへの洗浄水の影響評価方法は、シリコンウエハの処理条件を変更するにあたり、その処理条件の変更前後でSiOHに由来するOH基等の吸着活性点に起因する測定値の変化率を算定し、両測定値の相関関係に基づいてシリコンウエハへの吸着量を予測することで、超純水製造設備から供給される洗浄水によるシリコンウエハの汚染に及ぼす影響を評価することができる。これにより、処理条件の変更に伴い必要な超純水の水質を予測し、超純水製造設備の過不足を判断することができるので、半導体等の製造上の不具合の発生を防止しつつ半導体等の洗浄装置の最適化を図ることができる。 The method for evaluating the influence of cleaning water on the silicon wafer according to the present embodiment as described above is caused by adsorption active points such as OH groups derived from SiOH before and after the change of the processing condition when the processing condition of the silicon wafer is changed. By calculating the rate of change of measured values to be measured and predicting the amount adsorbed to silicon wafers based on the correlation between the two measured values, thereby affecting the contamination of silicon wafers by cleaning water supplied from ultrapure water production equipment Can be evaluated. As a result, it is possible to predict the quality of ultrapure water required in accordance with changes in processing conditions and determine the excess or deficiency of ultrapure water production facilities. It is possible to optimize the cleaning device.
以下、実施例及び比較例により本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention in detail, this invention is not limited at all by these Examples.
〔初期設定〕
図1に示されるような超純水製造システム(基本システム)において、二次純水W2を製造し、この二次純水W2を用いてクリーンルーム(ユースポイント)8において、HPM処理したシリコンウエハを洗浄した。なお、基準となる不純物をカルシウム(Ca)とした。この二次純水W2中のCa濃度が1.2pptのときに、シリコンウエハ上に1×109atoms/cm2のCaが吸着した。このCaの吸着量は、シリコンウエハの歩留まりを一定以上に保つために維持したい吸着量であり、これを許容Ca吸着量とした。
〔Initial setting〕
In the ultrapure water production system (basic system) as shown in FIG. 1, the secondary pure water W2 is produced, and the HPM-treated silicon wafer is produced in the clean room (use point) 8 using the secondary pure water W2. Washed. The reference impurity was calcium (Ca). When the Ca concentration in the secondary pure water W2 was 1.2 ppt, 1 × 10 9 atoms / cm 2 of Ca was adsorbed on the silicon wafer. This amount of adsorption of Ca is the amount of adsorption that is desired to be maintained in order to keep the yield of silicon wafers above a certain level, and this was taken as the allowable amount of adsorption of Ca.
〔実施例1〕
シリコンウエハの洗浄工程をHPM処理から、二次純水W2に所定の濃度にオゾンを溶解したオゾン溶解水により処理した後、この二次純水W2で洗浄した。に変更した。変更前の酸化膜付きのシリコンウエハ表面を全反射赤外分析装置(ATR−FTIR)で分析し、波数980cm−1のピーク面積を測定した。赤外分析結果を図2のグラフに示す。次にオゾン溶解水による洗浄に変更した後にシリコンウエハ表面をATR−FTIRにより分析し、同様にして波数980cm−1のピーク面積を測定した。赤外分析結果を図3のグラフに示す。
[Example 1]
The silicon wafer was washed with the ozone pure water obtained by dissolving ozone in the secondary pure water W2 at a predetermined concentration from the HPM process, and then washed with the secondary pure water W2. Changed to The silicon wafer surface with the oxide film before the change was analyzed with a total reflection infrared analyzer (ATR-FTIR), and the peak area at a wave number of 980 cm −1 was measured. The results of infrared analysis are shown in the graph of FIG. Next, after changing to cleaning with ozone-dissolved water, the silicon wafer surface was analyzed by ATR-FTIR, and the peak area at a wave number of 980 cm −1 was measured in the same manner. The result of infrared analysis is shown in the graph of FIG.
図2及び図3において、HPM処理による変更前の波数980cm−1におけるピーク面積と、オゾン溶解水による洗浄に変更した後の波数980cm−1におけるピーク面積とを比較したとこと、変更前に対して変更後は約3倍であった。この結果から洗浄処理条件の変更に伴いCaは3倍以上吸着すると予測し、変更後の二次純水W2の水質をCa濃度で0.4pptと設定した。 2 and 3, the peak area at wave number 980 cm −1 before the change by HPM treatment was compared with the peak area at wave number 980 cm −1 after changing to cleaning with ozone-dissolved water. After the change, it was about 3 times. From this result, it was predicted that Ca was adsorbed 3 times or more with the change of the cleaning treatment condition, and the water quality of the secondary pure water W2 after the change was set to 0.4 ppt in terms of Ca concentration.
そこで、この設定水質を満足するために、二次純水製造システム4の限外ろ過装置16の後段にイオン交換フィルタを設置して二次純水W2中のCa濃度を0.3pptとして、クリーンルーム8において同様にしてオゾン溶解水によるシリコンウエハの洗浄を行ったところ、シリコンウエハ上のCa吸着量は0.8×109atoms/cm2となり、シリコンウエハの歩留まりを一定以上に保つための許容Ca吸着量以下に維持することができた。
Therefore, in order to satisfy the set water quality, an ion exchange filter is installed at the subsequent stage of the
〔比較例1〕
前述した実施例1において、基本システムを変更せず二次純水W2の水質を変更することなく、クリーンルーム8において同様にしてオゾン溶解水によるシリコンウエハの洗浄を行ったところ、シリコンウエハ上のCa吸着量は4×109atoms/cm2となり、シリコンウエハの歩留まりを一定以上に保つための許容Ca吸着量を超えることとなった。
[Comparative Example 1]
In Example 1 described above, when the silicon wafer was cleaned with ozone-dissolved water in the
〔実施例2〕
シリコンウエハの洗浄工程のHPM処理温度を65℃から25℃に変更した。変更前の酸化膜付きのシリコンウエハ表面をXPSで分析した結果を図4に示す。次に、変更後の酸化膜付きのシリコンウエハ表面をXPSで分析した結果を図4に合わせて示す。
[Example 2]
The HPM processing temperature in the silicon wafer cleaning process was changed from 65 ° C. to 25 ° C. FIG. 4 shows the result of XPS analysis of the silicon wafer surface with the oxide film before the change. Next, the result of analyzing the silicon wafer surface with the oxide film after the change by XPS is shown together with FIG.
図4から明らかなように、変更前のOs1におけるピークでSi−OHのピークのSi−O−Siピークに対するピークシフトは0.5eVであったのに対し、変更後のピークは0.2eVであった。この結果から洗浄処理条件の変更に伴いOH基の量は約40%になり、Ca吸着量は1/3程度になると予測し、設定水質をCa濃度で3pptと設定した。 As is clear from FIG. 4, the peak shift of the Si—OH peak relative to the Si—O—Si peak at Os1 before the change was 0.5 eV, whereas the peak after the change was 0.2 eV. there were. From this result, it was predicted that the amount of OH groups would be about 40% and the Ca adsorption amount would be about 1/3 with the change of the cleaning treatment conditions, and the set water quality was set to 3 ppt as the Ca concentration.
そこで、この設定水質を満足するには、イオン交換装置15の層高は半分でも十分であると判断できたため、メンテナンス時の樹脂全量交換で量を半分とし、メンテナンスコストを40%削減することができた。そして、同様にしてオゾン溶解水によるシリコンウエハの洗浄を行ったところ、シリコンウエハ上のCa吸着量は、0.9×109atoms/cm2となり、シリコンウエハの歩留まりを一定以上に保つための許容Ca吸着量を維持することができた。
In order to satisfy the set water quality, it can be determined that even a half layer height of the
〔比較例2〕
前述した実施例2において、低温処理に変更するにあたり、変更による影響が不明であるため、Ca吸着量が増加することを懸念して限外ろ過装置の後段にイオン交換フィルタを増設した。さらに、樹脂も低溶出でグレードの高いものに切り替えたところ、水中のCa濃度は0.3pptとなった。この結果、シリコンウエハ上のCa濃度は0.1×109atoms/cm2となり、シリコンウエハの歩留まりを一定以上に保つための許容Ca吸着量は達成できたが、メンテナンスコストが2倍となってしまった。
[Comparative Example 2]
In Example 2 described above, since the influence of the change is unknown when changing to a low temperature treatment, an ion exchange filter was added to the rear stage of the ultrafiltration device in fear of an increase in the amount of Ca adsorption. Furthermore, when the resin was switched to one having a low elution and a high grade, the Ca concentration in the water was 0.3 ppt. As a result, the Ca concentration on the silicon wafer was 0.1 × 10 9 atoms / cm 2 , and the allowable Ca adsorption amount for maintaining the yield of the silicon wafer above a certain level was achieved, but the maintenance cost was doubled. I have.
〔実施例3〕
シリコンウエハのオゾン水処理において、オゾンの濃度を下記表1に示すように条件BからAに変更したところ、C1s起動の解析結果から、OH基よりも30倍以上不純物への影響が高いカルボキシル基(O−C=O)が増えていることがわかった。また、同時にO1sの解析結果から、OH基の量に変化はなかった。この結果から、処理条件の変更に伴い吸着活性点としてカルボキシル基が増えることで20%程度Ca吸着量が増えると予測し、設定水質をCa濃度で0.9pptとした。
Example 3
In ozone water treatment of silicon wafers, the ozone concentration was changed from condition B to A as shown in Table 1 below. From the analysis result of C1s activation, carboxyl groups that are 30 times more affected than impurities by OH groups It was found that (O—C═O) increased. At the same time, the amount of OH groups was not changed from the analysis result of O1s. From this result, it is predicted that the amount of adsorbed Ca will be increased by about 20% due to an increase in carboxyl groups as the adsorption active points with the change of the processing conditions, and the set water quality was set to 0.9 ppt in terms of Ca concentration.
そこで、この設定水質を満足するために、Caを40%除去することができる相対コスト1のイオン交換フィルタを設置して、二次純水W2中のCa濃度を0.8pptとして、クリーンルーム8においてウエハの洗浄を行ったところ、シリコンウエハ上のCa吸着量は0.9×109atom/cm2となり、シリコンウエハの処理後の歩留まりを一定に保つための許容Caを維持することができた。
Therefore, in order to satisfy the set water quality, an ion exchange filter having a relative cost of 1 capable of removing Ca by 40% is installed, and the Ca concentration in the secondary pure water W2 is set to 0.8 ppt in the
〔実施例4〕
シリコンウエハのオゾン水処理において、オゾンの濃度を表1に示すように条件BからAに変更したところ、C1s起動の解析結果から、OH基よりも3倍不純物の影響が高いカルボキシル基が6%増えていることがわかった。また、この時、同時にO1sの解析結果から、OH基の量に変化はなかった。この結果から、処理条件の変更に伴い吸着活性点としてカルボキシル基が6%増えることで20%程度Ca吸着量が増えると予測し、このカルボキシル基の原因となる有機物を低減することが金属吸着量の低減に有効であることから、低圧UV酸化器の出力を0.5kwh/m3から1.0kwh/m3に変更したところ、最終的に生成するカルボキシル基の量は検出下限値以下となった。このシリコンウエハの洗浄を行ったところ、シリコンウエハ上のCaの吸着量は1.0×109atom/cm2となり、シリコンウエハの処理後の歩留まりを一定に保つための許容Ca吸着量を維持することができた。この時、低圧UV酸化器の出力を上げたことによる相対コストは1であった。
Example 4
In ozone water treatment of silicon wafers, the ozone concentration was changed from Condition B to A as shown in Table 1. From the analysis result of C1s activation, 6% of the carboxyl groups were 3 times more affected by impurities than OH groups. I found that it was increasing. At the same time, the amount of OH groups was not changed from the analysis result of O1s. From this result, it is predicted that the amount of adsorption of Ca will be increased by about 20% when the carboxyl group increases by 6% as the adsorption active site with the change of the processing conditions, and the amount of metal adsorption can be reduced by reducing the organic matter causing this carboxyl group. Therefore, when the output of the low-pressure UV oxidizer is changed from 0.5 kwh / m 3 to 1.0 kwh / m 3 , the amount of carboxyl groups finally produced is below the detection lower limit value. It was. When this silicon wafer was cleaned, the amount of Ca adsorbed on the silicon wafer was 1.0 × 10 9 atoms / cm 2 , and the allowable amount of Ca adsorbed to keep the yield after processing the silicon wafer constant was maintained. We were able to. At this time, the relative cost by increasing the output of the low-pressure UV oxidizer was 1.
〔比較例3〕
前述した実施例3、4において、処理条件の変更によるCa吸着量の変化が不明だったため、Caを50%除去することができる相対コスト2のイオン交換フィルタを設置して、二次純水W2中のCa濃度を0.6pptとして、クリーンルーム8においてウエハの洗浄を行ったところ、シリコンウエハ上のCa吸着量は0.7×109atom/cm2となりシリコンウエハの歩留まりを一定以上に保つための許容Ca吸着量は達成できたが、追加の設置コストが2倍となってしまった。
[Comparative Example 3]
In Examples 3 and 4 described above, since the change in the amount of Ca adsorption due to the change in the processing conditions was unknown, an ion exchange filter with a relative cost of 2 that can remove Ca by 50% was installed, and the secondary pure water W2 When the wafer was cleaned in the
1…超純水製造システム
11…RO膜装置(膜分離装置)
12…イオン交換装置
14…UV酸化装置
15…イオン交換装置
16…限外ろ過装置(膜分離装置)
1 ... Ultrapure
DESCRIPTION OF
Claims (13)
所定の条件における前記被洗浄基板上に存在する吸着活性点の量の分析値と、
前記洗浄水によって洗浄された際の前記被洗浄基板の汚染量と、
条件変更後の前記被洗浄基板上に存在する吸着活性点の量の分析値とから前記被洗浄基板への前記不純物の予想吸着量を算出し、この予想吸着量により前記被洗浄基板へ前記洗浄水が汚染に及ぼす影響を評価することを特徴とする洗浄水の影響評価方法。 A method for evaluating the influence of impurities in cleaning water used for cleaning a substrate to be cleaned on contamination of the substrate to be cleaned,
An analytical value of the amount of adsorption active sites present on the substrate to be cleaned under predetermined conditions;
The amount of contamination of the substrate to be cleaned when cleaned with the cleaning water;
The predicted adsorption amount of the impurity to the substrate to be cleaned is calculated from the analysis value of the amount of the active site existing on the substrate to be cleaned after changing the conditions, and the substrate to be cleaned is cleaned based on the predicted adsorption amount. A method for evaluating the influence of washing water, characterized by evaluating the influence of water on pollution.
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