水质评价方法、用该方法的超纯水评价装置及制造系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供水质评价方法、使用该水质评价方法的超纯水评价装置以及备有该超纯水评价装置的超纯水制造系统，所述水质评价方法以对硅物质的影响度作为指标、简易且高灵敏度地对作为制造半导体或液晶用的洗涤水而使用的超纯水的腐蚀性进行评价。使超纯水制造装置制造的超纯水等试样水与硅物质接触，测定与该硅物质接触后的试样水的溶解氢浓度，算出相对于与该硅物质接触前的上述试样水的溶解氢浓度的提高部分，基于该溶解氢浓度的提高部分，判断所述试样水是否具有腐蚀硅表面的性质。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水质评价方法。更具体地说，特别是涉及关于作为制造半导体或液晶用的洗涤水而使用的超纯水的腐蚀性等的水质，以对硅物质的影响度作为指标、简易且高灵敏度地进行评价的水质评价方法；使用该方法的超纯水评价装置以及超纯水制造系统。
技术介绍
用于制造半导体或液晶用的超纯水，稳定地供给杂质浓度极低的水是必需的。因此，取出试样水，使用高灵敏度的分析装置测定杂质浓度，以确认水质。以往，在超纯水制造装置的出口等设置能够用电气方法测定·指标化超纯水中的杂质的项目、或者能够直接分析杂质的水质监控器，从而进行水质监测。例如，一直使用电阻率计(比电阻计)、TOC计、二氧化硅计等测量仪器。但是，为了正确测定像最近的超纯水那样的杂质浓度极低的水中所含杂质的浓度，以往的水质监控器是不够的，必须通过采取试样进行高灵敏度分析。例如，有必要对Na或Fe等金属元素的1ppt的极低浓度进行测定，由于与此能够对应的水质监控器不存在，所以必须取样进行高灵敏度分析。另一方面，根据超纯水的制造方法，在其制造工序中，有从离子交换树脂或分离膜溶出的胺类混入的情况。已知使用该混入有胺类的超纯水洗涤硅晶片时，在冲洗工序中发生不希望的腐蚀作用。以往，为了确认该腐蚀作用，例如采取将硅晶片浸泡于作为评价对象的超纯水中之后，用扫描型电子显微镜观察其表面的方法。但是，在该方法中，操作扫描型电子显微镜的高技术是必需的，而且，有测定所费时间过长等问题。在特开2001-208748号公报中，提出了作为用于洗涤硅晶片的超纯水的水质评价方法使硅晶片与试样水接触，使试样水中的杂质吸附于晶片，洗脱所吸附的杂质，从而分析该杂质。但是，这种方法的测定对象是试样水中的微粒子或金属类的杂质，不能成为试样水的腐蚀性的评价。专利文献1特开2001-208748号公报
技术实现思路
在半导体制造工序中，随着半导体装置的高精细化的发展，维持硅表面的清净度、平坦度变得重要。在制造高精细度的半导体的工序中，仅使表面的硅微量溶解的超纯水，有可能成为伴随表面腐蚀的表面粗糙的原因，与此相伴，成为发生电特性降低等问题的原因。因此，在半导体制造工序中，有必要在用超纯水洗涤时使用使硅表面粗糙小的水，因此判断所使用的水是否有腐蚀硅表面的性质，在工业上是非常重要的课题。根据上述事实，本专利技术的目的在于，提供特别是关于作为制造半导体或液晶用的洗涤水而使用的超纯水的腐蚀性等的水质，以对硅物质的影响度作为指标、简易且高灵敏度地进行评价的水质评价方法。进而，本专利技术的目的在于，提供使用该水质评价方法的超纯水评价装置以及备有该超纯水评价装置的超纯水制造系统。因此，专利技术人精心研究了硅表面的腐蚀和与该硅接触后的试样水中的溶解氢浓度的关系，结果发现如下关系在使硅晶片与容易腐蚀硅表面的水接触的情况下，其水中的溶解氢浓度相对变大；就对硅表面腐蚀程度小的水而言，其水中含有的溶解氢浓度相对变小。基于该发现，完成了本专利技术。即，本专利技术提供一种水质评价方法，其特征在于，使试样水与硅物质接触，测定作为与该硅物质接触后的试样水中含有的二氧化硅浓度相关的物性值的溶解氢浓度，基于通过与该硅物质接触而提高的溶解氢浓度，对试样水的水质进行评价。进而，本专利技术提供使用该水质评价方法的超纯水评价装置以及备有该超纯水评价装置的超纯水制造系统。如上所述，如果在试样水中混入胺类等容易腐蚀硅的物质，则使试样水与硅物质接触时在硅表面发生腐蚀，硅在试样水中溶出。认为所溶出的硅与OH-离子或者水分子反应，形成离子状的二氧化硅(硅酸离子)(SiO32-)，另一方面，剩余的氢变成溶解氢而存在于水中。因此，由于溶解氢浓度与二氧化硅浓度有相关关系，因而通过监控溶解氢浓度的提高，可以评价试样水是否是使硅发生腐蚀的水质。对于溶解氢浓度的提高而言，通过使用溶解氢浓度的分析方法以及其分析装置，测定与硅晶片的裂片或者硅结晶、球状硅粒子等硅物质接触后的超纯水中的溶解氢浓度，并与该物质接触前的溶解氢的浓度进行比较，就可以测定因与该物质接触而提高了的溶解氢浓度。另外，作为上述硅物质，除了硅的单晶体以外，也可以使用硅的多晶体。另外，作为上述硅物质没有特别的限定，但是优选使用高纯度的硅，例如，硅晶片或其破碎粒子、单晶硅粒子。于是，通过定期或连续地直接测定或者监控溶解氢的浓度，可以监控超纯水等的水质，特别是腐蚀性的变动。另外，通过将与硅接触的条件设为一定，可以相对地比较多种试样水对硅所具有的腐蚀能力。另外，试样中含有的溶解氢浓度的分析方法没有特别的限定，但是使用隔膜的电化学测定法是最简易的，因而优选。以上的本专利技术的水质评价方法，通过使试样水、特别是超纯水与硅物质接触后测定该超纯水中的溶解氢浓度，可以容易地判断该超纯水是否有腐蚀硅晶片表面的性质，因此在防止半导体制造上的不良发生方面是非常有效的。使用上述本专利技术的水质评价方法的超纯水评价装置，其特征在于，备有具有试样水通水口和试样水排出口且在内部装填硅物质的接触容器、和测定从该排出口排出的试样水中的溶解氢浓度的溶解氢浓度测定装置。上述本专利技术的超纯水评价装置，作为其实施方式，例如，可以如下构成在从超纯水制造装置到使用点(use point)的超纯水输送配管以及从使用点开始的超纯水返回配管的任意位置的水通路上，连接水质评价用的硅接触容器和溶解氢浓度的测定装置。该溶解氢浓度的测定装置，可以与硅接触容器连接，将在硅接触容器中与硅接触后的试样水导入到溶解氢浓度的测定装置中，来测定溶解氢的浓度，另外，也可以将溶解氢浓度的测定装置设置在与硅接触容器不同的地方，将在硅接触容器中与硅接触后的试样水采集到水采集容器中，运送到有溶解氢测定装置的地方，用溶解氢浓度的测定装置进行测定。另外，测定与硅接触之前的溶解氢浓度时，可以将硅接触容器的上游侧的试样水导入、供给到溶解氢浓度的测定装置中。在此，上述实施方式中，对构成超纯水评价装置的硅接触容器没有限制，可以使用使试样水与半导体基板接触后、根据对该基板表面的分析、检出或者测定试样水中的杂质的水质评价方法所使用的半导体基板的保持容器，但是优选使用填充有接触表面积更大的粒子状硅或者硅基板破碎物的柱。本专利技术的超纯水评价装置，优选用于备有子系统的超纯水制造处理装置，所述子系统将从一次纯水制造装置供给的纯水进一步精制处理后供给到使用点。构成该超纯水制造处理装置的一次纯水制造装置，根据原水的水质适当地选择冷凝沉淀装置、砂滤器、活性炭过滤器、逆渗透膜装置、紫外线照射装置、进行真空脱气或者氮气脱气的脱气装置、催化剂脱气装置、非再生型离子交换装置等，排列成任意的顺序而形成。可以适当地组合紫外线杀菌装置、混床式脱盐装置、超滤膜(UF)装置等形成子系统。在超纯水的循环配管上，预先在需要的地方设置分支管，例如，在超纯水制造装置的出口紧邻、使用点的近旁、从使用点返回到超纯水制造装置位置等的任意位置上设置分支管1个地方以上。为了充分发挥本专利技术的效果，分支管优选设置3个地方以上。另外，本专利技术的超纯水评价装置，可以根据进行水质评价的情况而安装在分支管上，但是，为了在紧急时立刻能进行水质评价，优选常设。试样水和硅物质的接触可以如下进行例如，通过向装填有硅物质的接触容器的内部连续供给试样水后，将该供给的试样水连续地或者间歇地供给到与该接触容器连接的溶解氢测定装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水质评价方法，其特征在于，使试样水与硅物质接触，测定与该硅物质接触后的试样水中含有的溶解氢浓度，基于通过与该硅物质接触而提高的所述溶解氢浓度，对试样水的水质进行评价。

【技术特征摘要】
JP 2005-12-19 2005-3654121.一种水质评价方法，其特征在于，使试样水与硅物质接触，测定与该硅物质接触后的试样水中含有的溶解氢浓度，基于通过与该硅物质接触而提高的所述溶解氢浓度，对试样水的水质进行评价。2.根据权利要求1所述的水质评价方法，其特征在于，作为所述硅物质，使用硅的单晶体或者硅的多晶体。3.根据权利要求1或2中的任一项所述的水质评价方法，其特征在于，与硅物质接触的试样水是超纯水。4.一种超纯水...

【专利技术属性】
技术研发人员：小林秀树，森田博志，
申请(专利权)人：栗田工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]