(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高清浄度が要求される物品を対象としてその表面に吸着ないし付着している汚染物である有機物質の有無やその濃度を検出するべく、清浄な拭取材および拭取液を用いて対象物の表面に対する拭取操作を行なって該表面の汚染物を拭取った後、拭取りに使用した拭取材および拭取液を回収し、該拭取材および拭取液により拭き取った汚染物の成分を分析する汚染物検出方法であって、
前記拭取材として石英ウールを用いるとともに、前記拭取液としてヘキサン等の有機溶媒を用い、回収した拭取材および拭取液を加熱して汚染物を離脱せしめて分析を行うことを特徴とする汚染物検出方法。
【請求項２】
回収した拭取材および拭取液をガラス捕集管に収納して密封し、そのガラス捕集管を分析計に装着して分析を行うことを特徴とする請求項１記載の汚染物検出方法。
【請求項３】
高清浄度が要求される物品を対象としてその表面に吸着ないし付着している汚染物である金属やイオン物質の有無やその濃度を検出するべく、清浄な拭取材および拭取液を用いて対象物の表面に対する拭取操作を行なって該表面の汚染物を拭取った後、拭取りに使用した拭取材および拭取液を回収し、該拭取材および拭取液により拭き取った汚染物の成分を分析する汚染物検出方法であって、
前記拭取材としてクリーンルーム用ワイパーを用いるとともに、前記拭取液および前記溶媒として超純水を用い、回収した拭取材および拭取液を溶媒に浸漬して汚染物を溶媒中に溶出せしめ、その溶出液を分析することを特徴とする汚染物検出方法。
【請求項４】
回収した拭取材および拭取液を石英容器またはプラスチック容器からなる密封容器に収納して密封し、その密封容器を分析室に持ち込んで分析を行うことを特徴とする請求項３記載の汚染物検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高清浄度が要求される各種の物品（たとえばシリコンウエハや液晶ガラス基板、あるいクリーンルームの内装仕上材等）を対象とし、その対象物の表面に吸着ないし付着している汚染物（たとえば有機物質、金属、イオン物質等）の有無やその濃度を検出するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、半導体や液晶の製造工程においてはシリコンウエハや液晶ガラス基板を高清浄度に維持しなければならず、製造工程の途中段階でそれらの表面の汚染の有無や程度を検査し評価することが重要である。
【０００３】
シリコンウエハの表面に吸着ないし付着した汚染物、特に有機物質の検出方法としては、溶媒抽出法および加熱脱着法が公知である。
【０００４】
溶媒抽出法は、図３に示すように、サンプル１（検査対象のシリコンウエハ）を有機溶媒２中に浸漬してその表面に吸着している汚染物を溶媒２中に抽出し、その溶媒２を濃縮してガスクロマトグラフやガスクロマトグラフ−質量分析計により分析することで、抽出した汚染物の種類や濃度を特定し定量化するものである。
【０００５】
加熱脱着法は、図４に示すように、サンプル１を加熱容器３内においてヒータ４により３００℃程度に加熱することにより表面に吸着している汚染物を気化せしめてサンプル１より離脱せしめ、離脱せしめた汚染物を窒素ガスやヘリウムガス等のキャリアガス５により冷却捕集器６に導いて吸着剤に吸着せしめ、その吸着剤をガスクロマトグラフやガスクロマトグラフ−質量分析計により分析するものである。
【０００６】
また、金属やイオン物質を検出対象とする場合には、上記と同様の溶媒抽出法（ただし、分析にはイオンクロマトグラフ、原子吸光分析計，ＩＣＰ−質量分析計等を用いる）や、表面分析装置（Ｘ線マイクロアナライザー、分析電子顕微鏡等）を用いて分析を行うことが公知である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図３に示した溶媒抽出法では、シリコンウエハ全体を浸漬するために多量の溶媒を必要とする、多量の溶媒を濃縮する必要がある、溶媒を濃縮する段階で汚染が生じる余地がある、溶媒に溶けない汚染物は検出できない、といった問題がある。
【０００８】
また、図４に示した加熱脱着法は、特殊かつ高価な専用の加熱容器３を必要とする、サンプル１を加熱することで汚染物が分解したり変質してしまってそのままの状態では検出することができないことが想定される、加熱容器３内に収納できないような大きなサンプルには適用できない、液晶ガラス基板に対しては適用できない、といった問題がある。
【０００９】
さらに、金属やイオン物質を検出対象とする場合に用いる表面分析装置はきわめて大掛かりかつ高価なものであるし、それらによる分析はサンプル表面の１点に対する点分析であるので、サンプルの表面全体の広い範囲にわたって検出を行う場合には多大な分析データが必要となる。
【００１０】
しかも、上記従来の方法は、いずれも全ての手順を分析室や研究室内において行なうことが前提となっており、したがって従来一般にはサンプル１をウエハカセット等の清浄状態を保持可能な容器内に収納して製造ラインから分析室や研究室まで持ち込むようにしているが、ウエハカセット等を用いるとはいえシリコンウエハを持ち運ぶことはその段階で少なからず汚染が生じる余地があると考えられ、好ましいことではない。
【００１１】
ところで、近年においては、クリーンルームの内装仕上材の表面に各種の汚染物（ガス状汚染物、金属、イオン物質等）が吸着することに起因する清浄度の低下が問題とされるようになってきているが、現時点ではクリーンルームの内装仕上材を対象としてそれに対する汚染物の分析や評価を行い得る有効適切な手段は提供されておらず、このためクリーンルームの内装仕上材自体の清浄度の確認を行うことができないという問題があった。なお、従来においてクリーンルームの内装仕上材に対する汚染物の分析や評価を敢えて行うとすれば、対象とする内装仕上材からサンプルを切り取り、そのサンプルに対して上記のような溶媒抽出法や加熱脱着法あるいは表面分析装置を用いての分析を行うしかないが、そのようなことではサンプルの切り取り作業に際して周囲を激しく汚染してしまうことが不可避であり、当然にクリーンルームの稼働を長期にわたって中止しなければならず、またその復旧に大変な手間を要するものとなり、全く現実的ではない。
【００１２】
上記事情に鑑み、本発明は、シリコンウエハや液晶ガラス基板はもとよりクリーンルームの内装仕上材等をも対象として、その表面に対する種々の汚染物の検出を簡便にしかも汚染の懸念なく行い得る有効な方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、高清浄度が要求される物品を対象としてその表面に吸着ないし付着している汚染物の有無やその濃度を検出するための方法であって、清浄な拭取材および拭取液を用いて対象物の表面に対する拭取操作を行なって該表面の汚染物を拭取った後、拭取りに使用した拭取材および拭取液を回収し、該拭取材および拭取液により拭き取った汚染物の成分を分析することを特徴とする。
検出対象の汚染物が有機物質の場合には、拭取材として石英ウールを用いるとともに拭取液としてヘキサン等の有機溶媒を用い、回収した拭取材および拭取液を加熱して汚染物を離脱せしめて分析する。この場合には、回収した拭取材および拭取液をガラス捕集管に収納して密封し、そのガラス捕集管をそのまま分析計に装着して加熱することにより拭取材および拭取液から汚染物を離脱せしめると良い。
検出対象の汚染物が金属やイオン物質の場合には、拭取材としてクリーンルーム用ワイパーを用いるとともに、拭取液および溶媒として超純水を用い、回収した拭取材および拭取液を溶媒に浸漬して汚染物を溶媒中に溶出せしめてその溶出液を分析する。この場合には、回収した拭取材および拭取液を石英容器またはプラスチック容器からなる密封容器に収納して密封し、その密封容器を分析室に持ち込んでそこで拭取材および拭取液から汚染物を溶媒中へ溶出させれば良い。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明方法をシリコンウエハに適用した場合の実施形態を示す概念図である。本実施形態の方法は検出対象の汚染物が有機物質である場合に好適なものであり、拭取材１０として石英ウールを用いるとともに、拭取液１１として有機溶媒たとえばヘキサンを用いることとし、検出対象物であるシリコンウエハのサンプル１表面上に拭取液１１をスポイト１２により所定量滴下し、あるいは拭取液１１を予め拭取材１０に含浸させておき、ピンセット１３を用いて拭取材１０によりサンプル１表面全体を満遍なく拭取る操作を行なうことにより、サンプル１の表面の汚染物を拭取液１１により抽出するとともに拭取材１０により機械的に拭取ってしまうものである。
【００１５】
サンプル１の表面全体に対して上記の拭取操作を必要に応じて数回にわたって繰り返した後、拭取操作において使用した全ての拭取材１０および拭取液１１をその場で回収し、ガラス捕集管（図示せず）に収納して完全気密状態に密封する。そして、そのガラス捕集管をガスクロマトグラフやガスクロマトグラフ−質量分析計に装着し、ガラス捕集管内の拭取材１０および拭取液１１を加熱することにより拭取った汚染物を離脱せしめ、それを分析することによって汚染物の特定と定量化を行なう。なお、拭取操作に使用する全ての器具類、つまり拭取材１０としての石英ウールや、拭取液１１としての有機溶媒、スポイト１２、ピンセット１３、ガラス捕集管は、いずれも清浄度の保証されたものを用いることは当然である。
【００１６】
上記方法によれば、サンプル１表面に吸着していた汚染物が拭取液１１に溶ける有機物であれば容易に抽出されて確実に拭取ることができることはもとより、溶媒には溶けない微粒子や各種イオン等の汚染物であっても拭取材１０および拭取液１１により機械的に拭取ることが可能であり、したがって有機物のみならず全ての汚染物の検出とその特定、定量化が可能である。
【００１７】
そして、上記の拭取操作はなんら特殊な装置を必要としないから製造ラインの途中において容易に実施できるものであり、そのため従来のようにサンプル１を検査のために製造ラインから持ち出す必要がない。また、拭取りに使用した拭取材１０および拭取液１１はその場で直ちにガラス捕集管に回収して完全密封してしまうことが可能であるし、ガラス捕集管に完全密封してしまえばそれを持ち運ぶことによる汚染の余地は殆どない。したがって、上記方法によれば検査に際して汚染が発生する懸念は従来に比べ格段に少ないものとなる。
【００１８】
また、上記の拭取操作はサンプル１が大型であっても何等支障なく適用できるから、従来の加熱脱着法を適用することのできなかった大型のサンプルたとえば次世代の３００ｍｍウエハや大型の液晶ガラス基板に対しても支障なく適用可能なものである。さらに、拭取液１１として使用する溶媒は少量で済むから、サンプル全体を溶媒中に浸漬する従来の溶媒抽出法のように多量の溶媒を使用したりそれを濃縮する必要がない。勿論、従来の加熱脱着法による場合のように特殊かつ複雑な装置も一切必要としないことから、従来法に比較して検出コストを十分に軽減することができる。しかも、シリコンウエハのみならず液晶製造工程の途中において液晶ガラス基板に対しても同様に適用することが可能である。
【００１９】
図２は上記実施形態による本発明方法と従来の加熱脱着法によりそれぞれ検出したウエハ表面吸着濃度を比較して示したものである。図２から明らかなように、本発明方法では従来の加熱脱着法に比較して検出値が全般にやや低くはなるものの実質的に同様の検出結果が得られ、現場にて簡便に行なう方法として十分に有効であることが実証されている。
【００２０】
なお、拭取液１１としては多種の有機物に対する抽出性や使い易さの点からヘキサンが好適であるが、たとえば四塩化炭素、二硫化炭素、アセトン、トルエン等の他の有機溶媒も採用可能であり、最適な拭取液を適宜選択して採用すれば良い。
【００２１】
以上で説明した実施形態は検出対象の汚染物が有機物質である場合に好適なものであるが、検出対象の汚染物が金属やイオン物質である場合には、以下のようにすることが好ましい。
【００２２】
すなわち、拭取材１０として石英ウールを用いることはナトリウム等の金属成分が溶出する懸念があって好ましくないので、それに代えてクリーンルーム用ワイパーを用いる。クリーンルーム用ワイパーとは、たとえばポリエステル長繊維やポリプロピレン長繊維等を素材とし、クリーンルーム内での使用を前提として清浄度を保証した製品であって、従来よりクリーンルーム内において多用されているものである。また、拭取液１１としては有機溶媒に代えて超純水を用いる。そして、それらの拭取材１０と拭取液１１を用いて拭取操作を行い、それら拭取材１０と拭取液１１を全て回収して密封容器に密封する。ここで用いる密封容器としては上記のガラス捕集管に代えて石英容器あるいはプラスチック容器を用いることが好ましい（ガラス捕集管では石英ウールと同様にナトリウム等の金属成分が溶出する懸念があり、好ましくない）。そして、密封容器を分析室等に持ち込み、そこで、回収した拭取材１０および拭取液１１を溶媒に浸漬して拭き取った汚染物を溶媒中に溶出せしめ、その溶出液に対してイオンクロマトグラフや原子吸光分析計，ＩＣＰ−質量分析計等により分析を行う。汚染物を溶出させるための溶媒としては拭取液１１と同じ超純水を用いれば良い。なお、拭取液１１および溶媒としては超純水以外にも硝酸、水酸化ナトリウム、酢酸、硫酸等が採用可能であり、想定される汚染物の種類に応じて最適なものを選択すれば良い。
【００２３】
以上により、有機物質とほぼ同様の手法により金属やイオン物質の検出も簡便に行うことができ、特に、従来のように大がかりかつ高価な表面分析装置を用いる必要がなく、かつ大型サンプルに対しても支障なく適用できるので、きわめて有効である。
【００２４】
なお、上記実施形態では拭取材１０による拭取操作をピンセット１３を用いて手作業で行なうものとしたが、汚染が生じる懸念がなければ拭取操作を機械的に行なうことも可能である。たとえば、サンプル１をターンテーブル上に載せてレコード盤のように回転させながら拭取材１０を一定の圧力でサンプル１表面に押し付けつつサンプル１の径方向にスライドさせることでサンプル１表面全体を拭取るようにすることが考えられる。あるいは、サンプル１を固定してその表面全体をスキャニングするように拭取材１０を移動させたり、逆に拭取材１０を固定してサンプル１を同様に移動させることも考えられる。勿論、拭取材１０の寸法や形状、拭取液１１の所要量は、拭取操作を効率的かつ確実に行ない得るように任意に設定して良い。
【００２５】
さらに、本発明は上記のようなシリコンウエハや液晶ガラス基板等を対象とするのみならず、高清浄度が要求される各種の物品に対して同様に広く適用できるものであり、特にクリーンルームの内装仕上材（たとえばパーティションパネルや、間仕切り材として用いられるアクリル板、天井材や床材等）に対する清浄度の確認や評価を行うために好適に採用可能である。すなわち、クリーンルームが完成した時点で、あるいは稼働中のクリーンルームの清浄度が何等かの事情で損なわれたような場合には、クリーンルーム内の仕上材の特定部分を対象とし、その表面に対して上記と同様に石英ウールやクリーンルーム用ワイパー等の拭取材と有機溶媒や超純水等の拭取液を用いて同様の拭取操作を行い、拭取りに使用した拭取材と拭取液をその場で回収してガラス捕集管や石英容器あるいはプラスチック容器等の密閉容器に密封し、それを分析室や研究室に持ち運んで分析すれば良い。したがって本発明によれば、従来においては不可能であったクリーンルームの内装仕上材に対する清浄度の確認や評価が可能となるし、それをクリーンルームを稼働させたままで製造ラインを停止させることなく簡便に実施することが可能である。勿論、内装仕上材のみならず、クリーンルーム内に設置される各種製造装置自体の表面やそれらの付属物に対しても同様に適用可能であることは言うまでもない。
【００２６】
【発明の効果】
以上で説明したように、本発明の検出方法は、有機溶媒や超純水等を拭取液とし石英ウールやクリーンルーム用ワイパー等を拭取材として用いて対象物表面に対する拭取操作を行ない、それら拭取液および拭取材を回収して拭取った汚染物の成分を分析するようにしたので、従来の溶媒抽出法では検出不可能であった溶媒に溶けない汚染物をも機械的に拭取ることで検出可能であり、また、従来の加熱脱着法では分解あるいは変質してしまうことが想定される汚染物もそのまま検出可能であって、有機物質や金属、イオン物質等の種々の汚染物の検出を簡便に行うことができるという効果を奏する。
【００２７】
また、本発明は、拭取操作のために何等特殊かつ高価な装置を必要としないから半導体や液晶の製造ラインの途中においてシリコンウエハや液晶ガラス基板に対して簡便に拭取操作を実施することができ、したがって検査に際してサンプル自体を持ち運ぶ必要がないからサンプルを持ち運ぶことによる汚染の懸念がなく、しかもサンプルの寸法に制約されることもなく、検出コストの削減を実現できる、という優れた効果を奏する。
なお、汚染物が有機物質である場合には、拭取りに使用した拭取材および拭取液をその場で直ちにガラス捕集管に密封してしまえば、汚染の懸念なく持ち運ぶことができるばかりでなく、そのガラス捕集管を分析計に装着することでそのまま拭取材および拭取液を加熱して汚染物を離脱せしめて分析を行うことができる。また、汚染物が金属やイオン物質である場合には、拭取りに使用した拭取材および拭取液をその場で直ちに石英容器またはプラスチック容器からなる密封容器に密封してしまえば、汚染の懸念なく分析室に持ち込んでそこで拭取材および拭取液から汚染物を溶媒中へ溶出させて分析を行うことができる。
【００２８】
そのうえ、本発明はシリコンウエハや液晶ガラス基板のみならず各種の物品に対して広く適用できるものであり、特にクリーンルームの内装仕上材に対して適用することで、従来は不可能であったクリーンルームの内装材自体の清浄度の分析や評価を簡便に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の検出方法をシリコンウエハに適用した場合の一実施形態を示す概念図である。
【図２】本発明方法と従来の加熱脱着法による検出値を比較して示すグラフである。
【図３】従来法の溶媒抽出法を示す概念図である。
【図４】従来法の加熱脱着法を示す概念図である。
【符号の説明】
１  サンプル（対象物）
１０  拭取材
１１  拭取液
【図１】
0003584430.tif 000002
【図２】
0003584430.tif 000003
【図３】
0003584430.tif 000004
【図４】
0003584430.tif 000005