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公開番号2024168190
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-05
出願番号2023084651
出願日2023-05-23
発明の名称pH調整水製造装置、及びpH調整水の製造方法
出願人栗田工業株式会社
代理人個人,個人
主分類H01L 21/304 20060101AFI20241128BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】一部又は全面にスカンジウムやランタンなどの希土類元素、又はこれらの酸化物が露出した半導体ウェハの洗浄・リンス水工程で、ウェハの帯電及び腐食溶解を最小化することの可能なpH調整水の製造装置を提供する。
【解決手段】 pH調整水製造装置1は、超純水Wを供給する超純水供給ライン2と、pH調整剤タンク4に連通した給液ポンプ6を備えたpH調整剤注入ライン5とを有する。この超純水供給ライン2には、真空ポンプ9を備えた吸気管8が接続した膜式脱気装置7と、N₂ガス供給源に連通した不活性ガス供給管11が接続したガス溶解膜10が設けられている。そして、ガス溶解膜10の後段にはpHセンサ及び溶存酸素濃度センサが設けられている。これらセンサは制御手段にデータ送信可能となっていて、制御手段は添加されるpH調整剤の添加量及び脱気度を制御可能となっている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
超純水供給ラインと、
この超純水供給ラインに配置された該超純水にｐＨ調整剤を添加しｐＨ７超として一次ｐＨ調整水を調製するｐＨ調整機構と、
前記超純水に含まれる溶存ガスを除去して脱気ｐＨ調整水を製造する脱気機構と、
前記ｐＨ調整機構の後段に設けられた被処理水のｐＨを監視する水質監視機構と
を有し、前記水質監視機構で測定された水質の監視結果に基づいて、前記ｐＨ調整機構により添加されるｐＨ調整剤の添加量を制御可能な制御機構を備える、ｐＨ調整水製造装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記脱気機構の後段に不活性ガスを溶解するガス溶解機構を備える、請求項１に記載のｐＨ調整水製造装置。
【請求項３】
前記ｐＨ調整剤が、アンモニア水、水酸化ナトリウム溶液、ＴＭＡＨ、水酸化カリウム溶液、炭酸ナトリウム溶液、炭酸水素ナトリウム溶液、アンモニアガスから選ばれた１種又は２種以上である、請求項１に記載のｐＨ調整水製造装置。
【請求項４】
前記ｐＨ調整機構における前記ｐＨ調整剤が気体であり、前記ｐＨ調整機構は該ｐＨ調整剤を気体透過性膜モジュールあるいはエゼクタによる直接気液接触装置を用いたガス溶解により添加可能緒となっている、請求項３に記載のｐＨ調整水製造装置。
【請求項５】
前記ｐＨ調整機構における前記ｐＨ調整剤が液体であり、前記ｐＨ調整機構は該ｐＨ調整剤をポンプあるいは密閉タンクと不活性ガスを用いる加圧手段により薬注可能となっている、請求項３に記載のｐＨ調整水製造装置。
【請求項６】
前記脱気ｐＨ調整水が、一部又は全面にスカンジウム、ランタン又はこれらの酸化物が露出した半導体ウェハの洗浄水用又はリンス水用である、請求項１～５のいずれか１項に記載のｐＨ調整水製造装置。
【請求項７】
超純水にｐＨ調整剤を添加して該超純水をｐＨ７超として一次ｐＨ調整水を調整するｐＨ調整工程と、
この一次ｐＨ調整水に含まれる溶存ガスを除去して脱気ｐＨ調整水を製造する脱気工程と、
得られたｐＨ調整水のｐＨを監視する水質監視工程と、
この水質監視工程の監視結果に基づいて、前記ｐＨ調整工程におけるｐＨ調整剤の添加量を制御する調整工程と
からなる、ｐＨ調整水の製造方法。
【請求項８】
前記脱気工程の後、不活性ガスを溶解させる不活性ガス溶解工程を有する、請求項７に記載のｐＨ調整水の製造方法。
【請求項９】
前記脱気ｐＨ調整水のｐＨを８～１２とし、溶存酸素濃度を５０ｐｐｂ以下とする、請求項８に記載のｐＨ調整水の製造方法。
【請求項１０】
超純水に含まれる溶存ガスを除去する脱気工程と、
この脱気した超純水にｐＨ調整剤を添加してｐＨ７超の脱気ｐＨ調整水を製造するｐＨ調整工程と、
得られた脱気ｐＨ調整水のｐＨを監視する水質監視工程と、
この水質監視工程の監視結果に基づいて、前記ｐＨ調整工程におけるｐＨ調整剤の添加量を制御する調整工程と
からなる、ｐＨ調整水の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造プロセスで使用するｐＨ調整水製造装置、及びこれを用いたｐＨ調整水の製造方法に関し、特に一部又は全面にスカンジウムやランタンなどの希土類元素又はこれらの酸化物が露出した半導体ウェハの洗浄・リンス水工程で、ウェハの帯電及びこれら希土類元素又はこれらの酸化物の腐食溶解を最小化することの可能なｐＨ調整水の製造装置、及びこれを用いたｐＨ調整水の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
近年の半導体の微細化に伴い、配線幅も縮小が進んでいる。以前から半導体製造プロセスにおける配線製造工程では、製造装置由来による配線の位置ずれが発生していたが、配線幅が広かったため配線の位置ずれによる影響は無視できるものであり、歩留まりにも影響しなかった。しかしながら、配線幅の微細化が進んだことで、従来は無視できていた配線の位置ずれが、例え極僅かであって歩留まりに影響するため、無視できなくなってきた。配線の微細化は今後も続く上、配線の位置ずれは製造装置に起因するため、配線の位置ずれそのものの発生を防止することは困難である。
【０００３】
そこで、配線の位置ずれによる半導体の性能の劣化を防止する方法として、配線層の極微小エッチング技術の開発が進められている。この極微小エッチング技術とは、予め配線層を極微小に溶解しておくことで、配線間に存在する層間絶縁膜を堤防のように利用し、万一配線の位置ずれが発生した場合でも配線同士が接触しないような構造とすることで、短絡を防止する技術であり、微細化が進む限り必要とされる技術である。
【０００４】
このような半導体の製造工程では、ウェハの表面を清浄に保つため、洗浄水として超純水を用い、ウェハ表面を洗浄するリンス工程がある。この際、超純水の比抵抗値が高いため、ウェハ表面の帯電による静電破壊の発生や、静電気によって微粒子がウェハ表面に付着するという問題が生じる。そこで、超純水に炭酸ガスを溶解させ比抵抗を低下させた炭酸水をリンス水として使用する方法が一般的に用いられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、炭酸水は弱酸性であるため、半導体材料として用いられる金属の多くを溶解してしまうという特徴を有する。そのため、ウェハ表面の帯電防止はできても、半導体材料の溶解防止には適していない。
【０００６】
特に次世代半導体製造で適用が見込まれるスカンジウムやランタンなどの希土類元素やこれらの酸化物のリンス工程においても、同様にリンス水として超純水を用いた場合には、帯電が防止できず、スカンジウムやランタンなどの希土類元素やこれらの酸化物の腐食溶解が発生し、半導体性能が低下するという問題がある。また、リンス水として炭酸水超純水を用いた場合には、帯電は防止できるものの、スカンジウムやランタンなどの希土類元素やこれらの酸化物の腐食溶解が超純水の場合よりも大きく発生し、半導体性能が低下するという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、一部又は全面にスカンジウムやランタンなどの希土類元素、又はこれらの酸化物が露出した半導体ウェハの洗浄・リンス水工程で、ウェハの帯電及びこれら希土類元素又はこれらの酸化物の腐食溶解を最小化することの可能なｐＨ調整水の製造装置を提供することを目的とする。また、本発明は、一部又は全面にスカンジウムやランタンなどの希土類元素、又はこれらの酸化物が露出した半導体ウェハの洗浄・リンス水工程で、ウェハの帯電及びこれら希土類元素、又はこれらの酸化物の腐食溶解を最小化することの可能なｐＨ調整水の製造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】
【０００８】
上記目的に鑑み、本発明は第一に、超純水供給ラインと、この超純水供給ラインに配置された該超純水にｐＨ調整剤を添加しｐＨ７超として一次ｐＨ調整水を調製するｐＨ調整機構と、前記超純水に含まれる溶存ガスを除去して脱気ｐＨ調整水を製造する脱気機構と、前記ｐＨ調整機構の後段に設けられた被処理水のｐＨを監視する水質監視機構とを有し、前記水質監視機構で測定された水質の監視結果に基づいて、前記ｐＨ調整機構により添加されるｐＨ調整剤の添加量を制御可能な制御機構を備える、ｐＨ調整水製造装置を提供する（発明１）。
【０００９】
かかる発明（発明１）によれば、超純水にｐＨ調整剤を添加してｐＨ７超とするとともに、超純水に含まれる溶存ガスを脱気機構により除去する。この結果、得られるｐＨ調整水のｐＨを適切にコントロールするとともに安定した状態に維持することができる。これらにより、ウェハの帯電防止に加え、ウェハ表面の一部もしくは全面に露出したスカンジウムやランタンなどの希土類元素、又はこれらの酸化物の溶解を極力抑制可能なｐＨ調整水を製造することができる。
【００１０】
上記発明（発明１）においては、前記前記脱気機構の後段に不活性ガスを溶解するガス溶解機構を備える、ことが好ましい（発明２）。
（【００１１】以降は省略されています）

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