JP2007256012A - イオン交換樹脂または限外ろ過膜の検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 洗浄工場において出荷の直前に、イオン交換樹脂または限外ろ過膜の品質の良
否を簡易且つ迅速に判定できるイオン交換樹脂または限外ろ過膜の検査方法を提供する。
【解決手段】 被検体としてのイオン交換樹脂を充填したカラムまたは被検体としての限
外ろ過膜を装填した限外ろ過膜装置に、溶存酸素を除去した超純水を供給して通水し、該
カラムから流出したカラム流出水を第１のウエハを装填したウエハホルダに供給して第１
のウエハと接触させ、接触後の第１のウエハの表面状態を測定すると共に、前記溶存酸素
を除去した超純水を樹脂カラムまたは限外ろ過膜装置に通水することなく、第２のウエハ
を装填したウエハホルダに供給して第２のウエハと接触させ、接触後の第２のウエハの表
面状態を測定し、第１のウエハの上記測定結果と第２のウエハの前記測定結果とを対比す
ることにより、当該被検体としてのイオン交換樹脂または限外ろ過膜の良否を判定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体製造用の超純水のサブシステムに使用するイオン交換樹脂または限外
ろ過膜の検査方法に係り、特に樹脂洗浄工場において出荷の直前に製品の品質の検査を実
施することができるイオン交換樹脂または限外ろ過膜の検査方法に関する。

半導体製造向け超純水製造用サブシステムで使用するイオン交換樹脂は、次のように品
質検査が行われている。すなわち、上記のイオン交換樹脂は、樹脂洗浄工場で洗浄後、そ
の一部を取り出してイオン交換樹脂の充填容器に充填した状態で超純水を通水する。そし
て、該通水時の超純水についてＴＯＣ値と抵抗率を測定し、溶出ＴＯＣ値としてグレード
別に１〜１０μｇ／ｌの範囲内であることと、抵抗率として１５〜１８ＭΩ・ｃｍ以上で
あることを確認した後、そのような合格基準を満たしたイオン交換樹脂が製品として出荷
されていた。しかし、出荷時における上記の検査方法がＴＯＣ値と抵抗率のみであったた
め、イオン交換樹脂が半導体製品に対し、どの程度影響するかを評価できなかった。限外
ろ過膜についても上記と同様に、検査方法がＴＯＣ値と抵抗率のみであったため、イオン
交換樹脂が半導体製品に対し、どの程度影響するかを評価できなかった。

そのため、従来の出荷時の検査方法では、合格基準を満たすことを確認した上でイオン
交換樹脂や限外ろ過膜を出荷した場合であっても、最近の半導体製品の急速な性能向上に
は、品質基準が合わなくなってきた。また、このような原因の一つとして、最近の半導体
製品は酸化膜厚さが薄く、数ｎｍ〜数１０ｎｍ程度の厚さになってきていることが挙げら
れる。この傾向は、システムＬＳＩ、特にフラッシュメモリーを製造している工場で顕著
であり、具体的には、交換した新品のイオン交換樹脂から超微量有機物が溶出し、該超微
量有機物によってウエハ面が荒らされ、該ウエハ面上に形成される酸化膜（層間絶縁膜）
が平坦さを失い、Ｉ−Ｖ特性や耐圧不良が発生し、１ヶ月〜６ヶ月もの間、製品の製造を
行えないというトラブルが近年頻発するようになってきた。

特開平５−２６４５２４号公報には、イオン交換樹脂の評価方法として、被検体として
のイオン交換樹脂を充填したカラムに純水を通水して、その流出水をウエハと接触させ、
ウエハに吸着した不純物原子を分析する方法が開示されている。また、特開２００３−３
３４５５０号公報には、イオン交換樹脂から溶出するウエハ汚染物質としてポリトリメチ
ルベンジルアンモニウム塩やポリトリメチルスチリルアルキルアンモニウム塩等のアンモ
ニウムポリマ（以下「ＰＳＱ」という。）およびＰＳＱとポリスチレンスルホン酸（以下「ＰＳＡ」という。）との錯体が挙げられている。
特開平５−２６４５２４号公報 特開２００３−３３４５５０号公報 しかしながら、半導体製品への影響についてウエハに吸着した不純物の分析や、イオン交換樹脂の処理水および限外ろ過膜の処理水の水質分析から評価すべき対象物質が完全に判明しない場合が多い。そして、半導体製品の品質に影響する可能性の高い有機物の種類は極めて多く、特定するのが困難であるだけでなく、超純水に含有される量もｎｇ／ｌオーダーと極微量である。このように、仮に主たる汚染源がＰＳＱやＰＳＡであるとした場合であっても、分析下限値レベルの含有量であるため、ＰＳＱやＰＳＡを測定する評価方法では、樹脂洗浄工場においてイオン交換樹脂を製品として出荷する直前に、当該イオン交換樹脂の品質の良否を簡易且つ迅速に判定することは極めて困難である。

新品イオン交換樹脂からの超微量有機物により、半導体製品の不具合が多発するように
なったことは上記した通りである。このような半導体製品の不具合の原因として、イオン
交換樹脂の洗浄が大きく影響することが考えられる。そして、上記の不具合を生じさせる
原因物質が、イオン交換樹脂から溶出する物質（ＰＳＱやＰＳＡ）である可能性が高い。
発明者らも、そのような不具合原因の物質として、ベンゼン環骨格にアミノ基を有し、分
子量としては１５０〜６００程度の化合物を想定した。具体的には、アニオン交換樹脂か
ら溶出する主な化合物であるモノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミンなど
の低分子アミンだけでなく、高分子の疎水性アミンが、上記の不具合原因の物質であると
考えられる。同様に限外ろ過膜からも微量の不具合原因物質が溶出していると考えられる
。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、上記従来の問題点を解決し、樹脂洗
浄工場において出荷の直前に、イオン交換樹脂または限外ろ過膜の品質の良否を簡易且つ
迅速に判定することができるイオン交換樹脂または限外ろ過膜の検査方法を提供すること
を目的とする。

そこで、本発明者らは、製品に近い段階における出荷前の検査法として、シリコンウエ
ハを用いて、この表面荒れを生じさせる物質の有無を間接的に評価する手法を確立した。
すなわち、上記の目的は、本願の特許請求の範囲の各請求項に記載した発明により達成さ
れる。

請求項１に記載の発明は、半導体製造用の超純水のサブシステムに使用するイオン交換
樹脂または限外ろ過膜の検査方法において、被検体としてのイオン交換樹脂を充填したカ
ラムまたは被検体としての限外ろ過膜を装填した限外ろ過膜装置に、溶存酸素を除去した
超純水を通水し、該カラムまたは該限外ろ過膜装置から流出する流出水を第１のウエハを
装填したウエハホルダに供給して第１のウエハと接触させ、接触後の第１のウエハの表面
状態を測定すると共に、前記溶存酸素を除去した超純水をカラムに通水することなく、第
２のウエハを装填したウエハホルダに供給して第２のウエハと接触させ、接触後の第２の
ウエハの表面状態を測定し、第１のウエハの上記測定結果と第２のウエハの前記測定結果
とを対比することにより、当該被検体としてのイオン交換樹脂または限外ろ過膜の良否を
判定することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のイオン交換樹脂または限外ろ過膜の検査方
法において、第１のウエハの表面状態及び第２のウエハの表面状態の測定が、第１のウエ
ハ及び第２のウエハのそれぞれについて、ウエハ表面粗度の平均粗さＲａ値（ｎｍ）と最
大高低差Ｒmax（ｎｍ）の測定手段によって行われ、
次式（１）：（処理水Ｒａ値／給水Ｒａ値）≦許容基準値
及び、次式（２）：（処理水Ｒmax値／給水Ｒmax値）≦許容基準値
によって示される判定式に基づき、判定値である、（処理水Ｒａ値／給水Ｒａ値）およ
び（処理水Ｒmax値／給水Ｒmax値）と、良品を以て予め設定してある許容基準値Ａおよび
Ｂとを比較し、当該判定値がそれぞれ許容基準値ＡおよびＢ以下であるか否かを以て、被
検体としてのイオン交換樹脂の良否を判定することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のイオン交換樹脂または限外ろ過膜
の検査方法において、上記の第１のウエハ及び上記の第２のウエハとして、ｎ型、ｐ型、
及びシリコン単結晶インゴットより該インゴットの（１００）面に対して傾斜角度を持た
せて切り出されたベアシリコンウエハのいずれかを使用したことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のイオン交換樹脂ま
たは限外ろ過膜の検査方法において、上記のイオン交換樹脂を充填したカラムまたは限外
ろ過膜を装填した装置に通水される超純水として、溶存酸素濃度が１００μｇ／ｌ以下の
超純水を用いることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のイオン交換樹脂ま
たは限外ろ過膜の検査方法において、上記の第１のウエハを装填したウエハホルダに供給
する、上記のカラムまたは上記の限外ろ過膜装置から流出する流出水として、脱気処理手
段により脱気処理された超純水を用いたことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のイオン交換樹脂ま
たは限外ろ過膜の検査方法において、上記のカラムまたは上記の限外ろ過膜装置から流出
する流出水を、ウエハ洗浄槽内のウエハホルダ上に載置されたウエハと接触させることを
特徴とする。
る。

本発明の検査方法によれば、合格とされたイオン交換樹脂または限外ろ過膜を用いてサ
ブシステムのイオン交換樹脂または限外ろ過膜を交換することにより、当該交換後１日経
過した後にＬＳＩ製品等の製造を開始した場合であっても、不良品が製造される割合を極
めて低減することができる。

また、本発明の検査方法は、イオン交換樹脂または限外ろ過膜の品質の良否を簡易且つ
迅速に判定することができる。したがって、本発明によれば、樹脂・膜の洗浄工場におい
て出荷の直前に製品の品質の検査を実施することができるだけでなく、製品の出荷先の客
先半導体工場における品質の検査を好適に行うことができる。

図１は、本発明の検査方法を実施するために構成されたイオン交換樹脂の検査装置の構
成概要の一例を示す。本装置は、脱気膜装置１、カラム２、ウエハホルダ３４及びウエハ
ホルダ５４を備えている。

この図において、脱気膜装置１は、ウエハホルダ３４及びウエハホルダ５４内に超純水
を導入する際に、溶存酸素（ＤＯ）を１００μｇ／ｌ以下にし、ウエハ表面に自然酸化膜
の成長を抑制するために設けられる。上記の脱気膜装置１は超純水通水管２１及び３２に
連結されており、該脱気膜装置１により脱気処理された超純水は、超純水通水管２１を通
じ、入口弁２２を介して、樹脂カラム２に導入される。また、上記の脱気処理された超純
水は、入口弁３１を介して超純水通水管２１と連結する超純水通水管３２を通じ、更に入
口弁３３を介して、第２ウエハホルダ３４に導入される。そして、脱気処理された超純水
は、第２ウエハホルダ３４内で第２のウエハと接触し、出口弁３６を介して第２ウエハ接
触水移送管３７から外部に取り出される。

尚、超純水を脱気処理する必要があるのは、通水する超純水中に溶存酸素があると、第
１ウエハホルダ５４及び第２ウエハホルダ３４にそれぞれ装着されたシリコンウエハに酸
化膜が形成されて、被検体としてのイオン交換樹脂を正確に検査できない恐れがあるため
である。従って、第１ウエハホルダ５４及び第２ウエハホルダ３４に導入される超純水と
して、溶存酸素を除去した超純水を使用する。或いは、図１の検査装置に示されるように
、超純水が樹脂カラムに供給される以前に、上記の脱気膜装置１等の脱気処理手段により
該超純水を脱気処理する。該脱気処理手段としては、既知の手段を採用でき、小型の脱気
膜装置を用いるのが好ましい。尚、超純水製造装置から供給される超純水が、溶存酸素濃
度１００μｇ／ｌ以下の水質であれば、本発明の構成から、脱気膜装置１を省略すること
ができる。

一方、樹脂カラム２は、カラム流出水通水管２４及び５２に連結されており、該樹脂カ
ラム２に流入した超純水は、被検体としてのイオン交換樹脂２３と接触した後に、樹脂カ
ラム２から流出し、出口弁２５を介して外部に取り出される。また、上記の樹脂カラム２
から流出する超純水は、入口弁５１を介してカラム流出水通水管２４と連結するカラム流
出水通水管５２を通じ、更に入口弁５３を介して、第１ウエハホルダ５４に導入される。
そして、第１ウエハホルダ５４に導入された上記の超純水は、第１ウエハホルダ５４内で
第１のウエハ５５と接触し、出口弁５６を介して第１ウエハ接触水移送管５７から外部に
取り出される。

次に、図１に示すイオン交換樹脂の検査装置による、イオン交換樹脂の検査方法を説明
する。まず、予め超純水（ＵＰＷ）洗浄したイオン交換樹脂を被検体として樹脂カラム２
に充填する。樹脂カラム２へのイオン交換樹脂の充填量は、５００ｍｌ〜２０００ｍｌと
する。

また、直径６インチ〜１２インチのシリコンウエハを用意し、該シリコンウエハをクリ
ーンな環境下で希フッ酸処理し、表面の自然酸化膜を除去する前処理を行う。次いで、ク
リーンな環境下で、前処理後のシリコンウエハを第１ウエハホルダ５４及び第２ウエハホ
ルダ３４にそれぞれ装着する。尚、使用するシリコンウエハとして、ｎ型、ｐ型、或いは
それらのシリコン単結晶インゴットより該インゴットの（１００）面に対して傾斜角度を
持たせて切り出されたベアシリコンウエハのいずれでも良い。但し、切り出されるシリコ
ンウエハの該傾斜角度は、前記（１００）面に対して［０１１］方向に角度３°＜θ＜５
°の範囲であることが好ましい。例えば、本発明の検査方法において、４°ｏｆｆ型シリ
コンウエハを使用すれば、シリコン結晶を全体的に曝露した状態で評価することができる
ので、より厳格な検査をすることができる。

次に、上記したように構成されたイオン交換樹脂の検査装置において、超純水が脱気膜
装置１内に導入されて脱気処理された後、樹脂カラム２に通水される。通水時は、第１ウ
エハホルダ５４及び第２ウエハホルダ３４内に空気溜まりが生じないように、脱気処理の
状態を十分確認する。超純水を脱気処理する必要があるのは、上記したように、第１ウエ
ハホルダ５４及び第２ウエハホルダ３４にそれぞれ装着されたシリコンウエハに酸化膜が
形成されるのを防止するためである。尚、樹脂カラム２に通水するための超純水の溶存酸
素濃度は、ＤＯ１００μｇ／ｌ以下とする。また、超純水の通水速度は２５０〜２０００
ｍｌ／ｍｉｎとし、通水時間は、通水時間は１５ｍｉｎ〜１２０ｍｉｎとする。

上記の脱気膜装置１により脱気処理された超純水は、分岐されて樹脂カラム２に導入さ
れるとともに、第２ウエハホルダ３４に導入される。第２ウエハホルダ３４に導入された
超純水は、第２ウエハホルダ３４内で第２のウエハ３５と接触し、第２ウエハ接触水移送
管３７から外部に流出させる。

一方、樹脂カラム２に導入された超純水は、被検体としてのイオン交換樹脂２３と接触
した後に、樹脂カラム２から流出し、当該流出した超純水の一部は、第１ウエハホルダ５
４に導入され、その内部で第１のウエハ５５と接触し、第１ウエハ接触水移送管５７から
外部に流出させる。

第１のウエハ５５及び第２のウエハ３５のそれぞれのウエハに、１５ｍｉｎ〜１２０ｍ
ｉｎの所定時間の範囲内で、上記したように超純水を接触させた後、第１ウエハホルダ５
４及び第２ウエハホルダ３４からそれぞれウエハを取り出し、これらのウエハをスピンド
ライヤー等の使用により、クリーンな状態で室温〜１５０℃の範囲内で乾燥する。

ところで、シリコンウエハ表面は、露出したウエハのシリコン原子に水素原子が結合す
ることにより、ウエハ外表面のシリコンの全てが水素終端処理されることになり、これに
よって洗浄処理後のシリコンウエハ表面は、化学的に安定であるといわれる。しかし、水
素終端処理されたシリコンウエハがエッチングされると、シリコン原子と水素原子の結合
度合いが低くなり、該シリコンウエハ表面の水素原子が部分的に除去される。

ウエハの表面状態の測定方法として、ウエハ表面粗度の平均粗さＲａ値（ｎｍ）と最大
高低差Ｒmax（ｎｍ）の測定を行い、上記の（１）式及び（２）式に代入して判定値を算
出し、当該判定値と許容基準値とを比較し、当該判定値が許容基準値以下であるか否かを
以て、被検体としてのイオン交換樹脂の良否を判定することもできる。以下、「第１のウ
エハ５５のＲａ値」及び「第２のウエハ５５のＲａ値」をそれぞれ、「処理水Ｒａ値」及
び「給水Ｒａ値」という。「Ｒmax」についても同様とする。

上記（１）式及び（２）の許容基準値としては、イオン交換樹脂の使用目的によって異
なるが、最近の半導体製品の急速な性能向上に対応した品質を確保するには、１．２に設
定するのが好適である。すなわち、本発明において、上記（１）式及び（２）式により算
出された判定値がいずれも１．２以下であることを確認して、樹脂カラム２内のイオン交
換樹脂２３を品質上の合格製品として出荷及び／又は使用することが好ましい。尚、Ｒａ
値及びＲmaxは、ＡＭＦ（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ 原子間顕
微鏡）、タッピングモード原子間力顕微鏡等の測定手段を用いることにより、測定するこ
とができる。

図１のイオン交換樹脂の検査装置において、第２ウエハホルダ３４及び第１ウエハホル
ダ５４として、いずれも同一の構造のウエハホルダが使用される。そのようなウエハホル
ダの一実施形態を図２（Ａ）及び（Ｂ）に示す。図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すウエハホル
ダは、上蓋１１０と、上面に有する円形の窪み１２１を上記上蓋によって塞がれる底盤１
２０とからなる。上蓋１１０と底盤１２０の外形は例えば円形で、上蓋の中心には給水口
１１１、底盤１２０の中心は排水口１２２が開設されている。底盤１２０の上面の周縁部
には円周方向に等間隔に位置決め突起１２３が設けてあり、これに対応して上蓋の下面の
周縁部には上記位置決め突起を受入れる凹部が設けてある。従って、底盤の上面上に上蓋
を載せ、上蓋の凹部を前記位置決め突起１２３に嵌めると、上蓋は正しく底盤の上に重な
り、底盤の円形の窪み１２１の上面を塞ぐ。

底盤の円形の窪み１２１の内径は保持すべきウエハＷの直径よりも充分に大であり、そ
の窪みの底の中心に前記排水口１２２の上端が開口している。窪み１２１の底面上には円
周方向に等間隔に複数の、図では３つの放射状畝１２４が隆設してある。この放射状畝１
２４の内端は排水口１２２の回りに位置し、外端は窪み１２１の内周面から内側に間隔を
保って離れている。そして、ウエハＷは上記複数の放射状畝１２４の上に水平に保持する
。そのため、各畝の外端部上にはウエハの周縁部を載せる段１２６を有する階段形の支持
台１２５が設けてある。段１２６の段差はウエハの厚さ（約０．６ｍｍ）に対応している
。又、必要に応じ、各畝１２４の中間部上にウエハの半径方向の途中の下面を支持する支
持部１２７を突設する。

上蓋１１０の下面には、給水口１１１の下端に連なった富士山形の通水用凹部１１２が
設けてある。この通水用凹部１１２の内径は、底盤の円形の窪み１２１の内径に等しい。
通水用凹部１１２を富士山形と称したのは、断面形状において、凹部１１２の下面が半径
方向外向きに、前記階段形の支持台１２５に水平に支持されたウエハＷの上面に次第に近
付くようにしてある。上記窪みの底の周縁部１２１′に達した水は、窪み１２１の底と放
射状の畝によって持ち上げられたウエハの下面との間の隙間を通って中心の排水口１２２
に向かって流れ、該排出口１２２から外に流出する。

上蓋の給水口１１１と、底盤の排水口１２２には外気と容器の内部を遮断するために弁
をねじ込んで設け、クリーンルーム以外への容器持ち運び時は、前記弁を閉とし、水との
接触を実施する際にのみ開にする。給水口１１１に設ける弁は３方弁（原水→容器内、原
水→排出を切り換える）１１３を用いることが好ましい。本容器を水に接触させる前に、
該弁１１３を「原水→排出」を切り換えておいて容器内に水を入れないで水を流すことが
できるようにしておけば、サンプリング用の流路の洗浄ができるという効果がある。又、
排水口１２２に設ける弁１２８は開閉用の２方弁でよい。

上蓋１１０、底盤１２０の材質としては、加工が比較的容易で耐久性のある合成樹脂を
使用する。そのような合成樹脂として、ポリプロピレン樹脂、フッ素系樹脂、及びアクリ
ル樹脂等を挙げることができる。又、容器の表面に付着している不純物を除去するために
、容器使用前に加温超純水による洗浄や、超音波を使った洗浄を行う。

ところで、通水時に第１ウエハホルダ５４及び第２ウエハホルダ３４内部に空気が残留
していると、装着されたシリコンウエハに酸化膜が形成される恐れがある。そこで、ウエ
ハホルダ内部の空気を除去するため、エア抜き用の２方弁１１４を設けることが好ましい
。該エア抜き用の２方弁１１４は上蓋１１０の上側に設けられ、通水用凹部１１２とウエ
ハホルダ外部とを連通している。そして、超純水が上記ウエハホルダ内部に通水されるよ
うに、３方弁１１３を「原水→容器内」に切り換えるとともに、弁１２８を閉じ、超純水
をウエハホルダ内部に導入すれば、ウエハホルダ内部の空気は２方弁１１４を介して押し
出される。

尚、図２（Ａ）の例では、エア抜き用の２方弁を備えたエア抜き管は、上蓋１１０を貫
通するように設けられたものであるが、底盤１２０を貫通するように構成することもでき
、この場合には、ウエハホルダを逆さにしてエア抜きを行う。

また、シリコン接触容器としては、カラム型の接触容器を使用しても良い。カラム内の
集水板上にシリコン物質を所定量充填し、充填物上方から試料水を供給すると共に充填物
下方から接触済みの試料水を排出する。構成材料としては水と接触しても溶出物が極めて
少ない材料であれば良く、アクリル樹脂が好ましい。

また、本例においては、出口弁２５を介して、樹脂カラム２に導入された超純水を図示
しないイオンクロマト分析装置に送水し、金属類の不純物やＳＯ₄イオン濃度等を測定す
ることができる。第１ウエハホルダ５４及び第２ウエハホルダ３４に導入された超純水に
ついても、それぞれ出口弁５６及び出口弁３６を介して図示しないイオンクロマト分析装
置に送水し、金属類の不純物やＳＯ₄イオン濃度等を測定することにより、超純水の水質
評価も同時に行うことができる。

また、上述のイオン交換樹脂は、カチオン交換樹脂単独、アニオン交換樹脂単独または
カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂を混合した場合のいずれにおいても本発明の検査方
法を実施することができる。また、本発明の検査方法は、再生洗浄工場で再生洗浄処理さ
れたイオン交換樹脂、或いは新品のイオン交換樹脂のいずれに対しても実施することがで
きる。

以上カラム２に充填したイオン交換樹脂の検査方法について述べたが、カラム２に代え
て、限外ろ過膜を装填した装置を配置して、同様に限外ろ過膜の検査を行うことができる
。

以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定さ
れるものではない。

（従来例の検査方法）
洗浄済みのカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂とを交換容量比１：１で混合し、混合
したイオン交換樹脂（以下、「混合樹脂Ａ」という。）を調製した。該混合樹脂Ａの一部
をイオン交換樹脂の検査装置の樹脂カラムに充填した。次いで、超純水を該樹脂カラムに
通水し、該樹脂カラムから流出する超純水の水質を測定した。上記の混合樹脂Ａに接触し
た超純水の水質を測定した結果、ＴＯＣは１ｐｐｂ以下、比抵抗率は１８．２ＭΩ・ｃｍ
であった。

次に、超純水製造装置のサブシステムに設けられた非再生型のイオン交換塔に充填され
ていた混合樹脂を全て除去し、上記の混合樹脂Ａを該イオン交換塔に新たに充填した。こ
のように、混合樹脂Ａに交換した非再生型のイオン交換塔を使用して超純水を製造し、得
られた超純水を使用してシリコンウエハを洗浄した。

その結果、混合樹脂の交換前は、正常なシリコンウエハを生産できたにも関わらず、上
記のように、非再生型のイオン交換塔に充填される混合樹脂を混合樹脂Ａに交換した後は
、交換後１日目で、洗浄されたシリコンウエハの酸化膜が耐圧不良となる不具合が生じた
。

［実施例１］
（本発明の検査方法）
直径６インチのｎ型シリコンウエハを２枚用意し、テフロン（登録商標）製の槽を用い
て、希フッ酸洗浄を行い、ウエハの表面を洗浄化した。洗浄後のｎ型シリコンウエハを図
２に図示される構造の第１ウエハホルダ５４及び第２ウエハホルダ３４に装着した。次い
で、図１に示した装置に、上記第１ウエハホルダ５４及び第２ウエハホルダ３４を装着し
、イオン交換樹脂の検査装置を構成した。

一方、上記の混合樹脂Ａを一次合格品として、更に、混合樹脂Ａの洗浄を継続した。そ
して、上記の図１の検査装置を用いた検査を行い、上記（１）式および（２）式によって
算出される判定値が許容基準値１．２を下回るまで混合樹脂Ａの洗浄を行い、合格混合樹
脂を調製した。尚、該合格混合樹脂の検査項目及び検査結果は、表１に示す通りであった
。

次に、超純水製造装置のサブシステムに設けられた非再生型のイオン交換塔に充填され
ていた混合樹脂を全て除去し、上記の合格混合樹脂を該イオン交換塔に新たに充填した。
このように、合格混合樹脂に交換した非再生型のイオン交換塔を使用して超純水を製造し
、得られた超純水を使用してシリコンウエハを洗浄した。

その結果、上記のように、非再生型のイオン交換塔に充填される混合樹脂を合格混合樹
脂に交換した後、交換後１日目から３ヶ月間の運転期間中、良品率は９０％以上であり、
洗浄されたシリコンウエハの酸化膜が耐圧不良となる不具合は発生しなかった。

このように、本発明の検査方法によれば、樹脂洗浄工場において、出荷の直前に製品の
品質の検査を実施することができ、本発明の検査方法により良品とされた製品は、サブシ
ステムのイオン交換樹脂を交換して１日経過後に半導体製品の製造を開始した場合であっ
ても、品質不良は生じ難くなることが確認された。

［実施例２］
実施例１において、図１における被検体である混合樹脂Ａを充填したカラム２に代えて
、被検体である限外ろ過膜モジュール（栗田工業株式会社製ＵＦ膜、ＫＵ−１５１０ＨＳ
、中空糸系ポリサルホン、分画分子量８００００）を装填した装置を配置し、超純水を通
水し、実施例１と同様に、上記（１）式および（２）式によって算出される判定値が許容
基準値１．２を下回るまで超純水で洗浄を行い、限外ろ過膜モジュールの合格品を得た。
次にこの合格品を超純水製造装置のサブシステムに設けられている限外ろ過膜装置の膜モ
ジュールと交換して超純水を製造し、得られた超純水を使用してシリコンウエハを洗浄し
たところ、実施例１と同様に、交換後１日目から通常操業が可能であった。

本発明の検査方法を実施するために構成されたイオン交換樹脂の検査装置の構成概要の一実施態様である。 （Ａ）図１に示すイオン交換樹脂の検査装置において使用される、該検査装置を構成するシリコン接触容器の一実施形態の断面図である。（Ｂ）図２（Ａ）のシリコン接触容器の底盤１２０の斜視図である。

符号の説明

１ 脱気膜装置
２ 樹脂カラム
２１ 超純水通水管
２３ 被検体としてのイオン交換樹脂
２４ カラム流出水通水管
３２ 超純水通水管
３４ 第２ウエハホルダー
３５ 第２のウエハ
５２ カラム流出水通水管
５４ 第１ウエハホルダー
５５ 第１のウエハ
１１０ 上蓋
１１１ 上蓋の給水口
１１２ 上蓋の通水用凹部
１１４ エア抜き用の２方弁
１２０ 底盤
１２１ 底盤の円形の窪み
１２２ 底盤の排水口
１２４ 底盤の放射状畝
１２５ 放射状畝の階段形支持台
Ｗ ウエハ

Claims (6)

1. 半導体製造用の超純水のサブシステムに使用するイオン交換樹脂または限外ろ過膜の検査
   方法において、
   被検体としてのイオン交換樹脂を充填したカラムまたは被検体としての限外ろ過膜を装
   填した限外ろ過膜装置に、溶存酸素を除去した超純水を通水し、該カラムまたは該限外ろ
   過膜装置から流出する流出水を第１のウエハを装填したウエハホルダに供給して第１のウ
   エハと接触させ、接触後の第１のウエハの表面状態を測定すると共に、
   前記溶存酸素を除去した超純水をカラムに通水することなく、第２のウエハを装填した
   ウエハホルダに供給して第２のウエハと接触させ、接触後の第２のウエハの表面状態を測
   定し、
   第１のウエハの上記測定結果と第２のウエハの前記測定結果とを対比することにより、
   当該被検体としてのイオン交換樹脂または限外ろ過膜の良否を判定することを特徴とする
   、イオン交換樹脂または限外ろ過膜の検査方法。
2. 第１のウエハの表面状態及び第２のウエハの表面状態の測定が、第１のウエハ及び第２の
   ウエハのそれぞれについて、ウエハ表面粗度の平均粗さＲａ値（ｎｍ）と最大高低差Ｒma
   x（ｎｍ）の測定手段によって行われ、
   次式（１）：（処理水Ｒａ値／給水Ｒａ値）≦許容基準値Ａ
   及び、次式（２）：（処理水Ｒmax値／給水Ｒmax値）≦許容基準値Ｂ
   によって示される判定式に基づき、判定値である、（処理水Ｒａ値／給水Ｒａ値）およ
   び（処理水Ｒmax値／給水Ｒmax値）と、良品を以て予め設定してある許容基準値Ａおよび
   Ｂとを比較し、当該判定値がそれぞれ許容基準値ＡおよびＢ以下であるか否かを以て、被
   検体としてのイオン交換樹脂の良否を判定することを特徴とする、請求項１に記載のイオ
   ン交換樹脂または限外ろ過膜の検査方法。
3. 上記の第１のウエハ及び上記の第２のウエハとして、ｎ型、ｐ型、及びシリコン単結晶イ
   ンゴットより該インゴットの（１００）面に対して傾斜角度を持たせて切り出されたベア
   シリコンウエハのいずれかを使用したことを特徴とする、請求項１または２に記載のイオ
   ン交換樹脂または限外ろ過膜の検査方法。
4. 上記のイオン交換樹脂を充填したカラムまたは限外ろ過膜を装填した装置に通水される超
   純水として、溶存酸素濃度が１００μｇ／ｌ以下の超純水を用いることを特徴とする、請
   求項１乃至請求項３のいずれかに記載のイオン交換樹脂または限外ろ過膜の検査方法。
5. 上記の第１のウエハを装填したウエハホルダに供給する、上記のカラムまたは上記の限外
   ろ過膜装置から流出する流出水として、脱気処理手段により脱気処理された超純水を用い
   たことを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のイオン交換樹脂または限
   外ろ過膜の検査方法。
6. 上記のカラムまたは上記の限外ろ過膜装置から流出する流出水を、ウエハ洗浄槽内のウエ
   ハホルダ上に載置されたウエハと接触させることを特徴とする、請求項１乃至請求項４の
   いずれかに記載のイオン交換樹脂または限外ろ過膜の検査方法。
   
   

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