(57)【要約】【課題】本発明は、ウエハ等の洗浄に使用される超純水の評価方法において、より正確かつ短時間に超純水の品質を評価することができる超純水の評価方法の提供を目的とする。【解決手段】超純水の評価方法は、超純水の評価方法であって、超純水をウエハに接触させる接触工程と、走査型電子顕微鏡を用いて、前記超純水と接触した前記ウエハの表面における定められた２次元の領域の表面形状プロファイルを作成するプロファイル作成工程と、前記表面形状プロファイルを用いて前記領域における非平坦部分の数をカウントして、前記非平坦部分の数が多いほど前記超純水が低品質であると評価する評価工程と、を含む。【選択図】図２
2019020154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超純水の評価方法であって、
超純水をウエハに接触させる接触工程と、
走査型電子顕微鏡を用いて、前記超純水と接触した前記ウエハの表面における定められた２次元の領域の表面形状プロファイルを作成するプロファイル作成工程と、
前記表面形状プロファイルを用いて前記領域における非平坦部分の数をカウントして、前記非平坦部分の数が多いほど前記超純水が低品質であると評価する評価工程と、
を含む超純水の評価方法。
【請求項２】
前記評価工程では、前記表面形状プロファイルを用いて前記領域における定められた幅以下かつ平坦部分よりも白い白線で囲まれた第１部分の数、前記定められた幅よりも大きい幅を有しかつ前記平坦部分よりも黒い第２部分の数、及び、前記定められた幅よりも大きい幅を有しかつ前記平坦部分よりも白い第３部分の数のうち、少なくとも何れか１つの部分の数をカウントして前記非平坦部分の数とし、前記非平坦部分の数が多いほど前記超純水が低品質であると評価する、
請求項１に記載の超純水の評価方法。
【請求項３】
前記評価工程では、前記第１部分及び前記第２部分を前記表面に形成された凹みと評価し、前記第３部分を前記表面に付着した異物と評価する、
請求項２に記載の超純水の評価方法。
【請求項４】
前記接触工程後かつ前記プロファイル作成工程前に行われ、前記表面に不活性ガスを当てて乾燥させる乾燥工程、
を含む請求項１〜３の何れか１項に記載の超純水の評価方法。
【請求項５】
前記接触工程後かつ前記プロファイル作成工程前に行われ、前記表面に微粒子を付着させる付着工程、
を含む請求項１〜４の何れか１項に記載の超純水の評価方法。
【請求項６】
前記２次元の領域の面積は、１３，５００μｍ２以下とされている、
請求項１〜５の何れか１項に記載の超純水の評価方法。
【請求項７】
前記接触工程の前に、前記表面に希フッ酸を接触させて前記表面の自然酸化膜を除去し、ベア面を露出させる工程、
を含む請求項１〜６の何れか１項に記載の超純水の評価方法。
【請求項８】
前記評価工程において、前記第１部分、前記第２部分及び前記第３部分のうち少なくとも何れか１つの部分の数が定められた数以上である場合、前記超純水は前記表面の洗浄に不適合であるとみなす、
請求項１〜７の何れか１項に記載の超純水の評価方法。
【請求項９】
超純水の製造に用いられる超純水製造用膜モジュールの評価方法であって、
前記超純水製造用膜モジュールを透過した超純水を用いて請求項１〜７の何れか１項に記載の超純水の評価方法を行い、前記評価工程において前記超純水が低品質であると評価した場合、前記超純水製造用膜モジュールが低品質であると評価する、
超純水製造用膜モジュールの評価方法。
【請求項１０】
超純水の製造に用いられる超純水製造用膜モジュールの評価方法であって、
前記超純水製造用膜モジュールを透過した超純水を用いて請求項８に記載の超純水の評価方法を行い、前記評価工程において前記超純水は前記表面の洗浄に不適合であるとみなした場合、前記超純水製造用膜モジュールは前記超純水の製造に不適合とみなす、
超純水製造用膜モジュールの評価方法。
【請求項１１】
超純水の製造に用いられる超純水製造用イオン交換樹脂の評価方法であって、
前記超純水製造用イオン交換樹脂と接触した超純水を用いて請求項１〜７の何れか１項に記載の超純水の評価方法を行い、前記評価工程において前記超純水が低品質であると評価した場合、前記超純水製造用イオン交換樹脂が低品質であると評価する、
超純水製造用イオン交換樹脂の評価方法。
【請求項１２】
超純水の製造に用いられる超純水製造用イオン交換樹脂の評価方法であって、
前記超純水製造用イオン交換樹脂と接触した超純水を用いて請求項８に記載の超純水の評価方法を行い、前記評価工程において前記超純水は前記表面の洗浄に不適合であるとみなした場合、前記超純水製造用イオン交換樹脂は前記超純水の製造に不適合とみなす、
超純水製造用イオン交換樹脂の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超純水の評価方法、超純水製造用膜モジュールの評価方法及び超純水製造用イオン交換樹脂の評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程では、シリコンウエハ等の被洗浄体の洗浄に超純水が使用される。この超純水を製造するために用いられるイオン交換樹脂または膜の評価方法として以下の方法（特許文献１及び２に記載の方法）が知られている。
すなわち、特許文献１には、イオン交換樹脂を充填したカラム又は限外ろ過膜を装填した装置に、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ウエハに接触させ、接触後のウエハの表面状態を測定することにより、イオン交換樹脂又は限外ろ過膜の良否を判定することが開示されている。この場合において、ウエハ表面粗度の平均粗さＲa値≦許容基準値Ａ及び最大高低差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Ｒa値及びＲmax値と、良品を以て予め設定してある許容基準値とを比較し、当該判定値がそれぞれ許容基準値Ａ及びＢ以下であるか否かを以て、イオン交換樹脂又は限外ろ過膜の良否を判定するとされている。なお、Ｒa値及びＲmax値は、原子間顕微鏡（ＡＦＭ；Atomic Force Microscope）による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とされている。
【０００３】
また、特許文献２には、イオン交換樹脂を充填したカラム又は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、該カラム又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ともに、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、イオン交換樹脂又は限外ろ過膜の良否を判定することが開示されている。この場合において、第１のウエハ及び第２のウエハのそれぞれについての（処理水Ｒa値／給水Ｒa値）≦許容基準値Ａ及び前記それぞれについての（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）及び（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及びＢとを比較し、当該判定値がそれぞれ許容基準値Ａ及びＢ以下であるか否かを以てイオン交換樹脂の良否を判定するとされている。なお、Ｒa値及びＲmax値は、ＡＦＭ（原子間顕微鏡）による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とされている。
【０００４】
また、特許文献３には、半導体製造工程にて被処理対象物（シリコン基板表面）を液処理するための処理液に含まれる異物を検出する方法が開示されている。この場合の方法は、異物評価を行う処理液で前記被処理対象物を所定時間液処理する工程と、所定時間液処理した後の前記被処理対象物の表面状態を評価する工程とを有する。そして、前記評価する工程では、前記被処理対象物の表面状態を測定することによって前記被処理対象物の表面状態に影響を及ぼす異物を検出するとされている。この場合、異物の検出にはシリコン基板表面に対して行われるＡＴＲ−ＦＴＩＲ測定が用いられるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２５６０１１号公報
【特許文献２】特開２００７−２５６０１２号公報
【特許文献３】特開２００６−５２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１及び特許文献２に記載の方法の場合、ＡＦＭを用いてウエハ表面粗度の粗さを測定する。そのため、単位時間における測定可能な範囲が狭い（短い）。その結果、測定の正確性を担保できる程度の範囲を測定するためには測定時間が長くなる虞がある。また、特許文献３に記載の方法の場合、異物の検出にはシリコン基板表面に対して行われるＡＴＲ−ＦＴＩＲ測定が用いられる。そのため、異物の組成によっては（振動モードによっては）検出できない又は検出精度が低い場合がある。その結果、正確な測定ができない虞がある。
【０００７】
本発明は、ウエハ等の洗浄に使用される超純水の評価方法において、より正確かつ短時間に超純水の品質を評価することができる超純水の評価方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の超純水の評価方法は、超純水の評価方法であって、超純水をウエハに接触させる接触工程と、走査型電子顕微鏡を用いて、前記超純水と接触した前記ウエハの表面における定められた２次元の領域の表面形状プロファイルを作成するプロファイル作成工程と、前記表面形状プロファイルを用いて前記領域における非平坦部分の数をカウントして、前記非平坦部分の数が多いほど前記超純水が低品質であると評価する評価工程と、を含む。
【０００９】
また、本発明の超純水製造用膜モジュールの評価方法は、超純水の製造に用いられる超純水製造用膜モジュールの評価方法であって、前記超純水製造用膜モジュールを透過した超純水を用いて前記超純水の評価方法を行い、前記評価工程において前記超純水が低品質であると評価した場合、前記超純水製造用膜モジュールが低品質であると評価する。
【００１０】
また、本発明の超純水製造用イオン交換樹脂の評価方法は、超純水の製造に用いられる超純水製造用イオン交換樹脂の評価方法であって、前記超純水製造用イオン交換樹脂と接触した超純水を用いて前記超純水の評価方法を行い、前記評価工程において前記超純水が低品質であると評価した場合、前記超純水製造用イオン交換樹脂が低品質であると評価する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の超純水の評価方法によれば、ウエハ等の洗浄に使用される超純水の評価方法において、より正確かつ短時間に超純水の品質を評価することができる。これに伴い、本発明の超純水製造用膜モジュールの評価方法によれば、より正確かつ短時間に超純水製造用膜モジュールの品質を評価することができる。また、本発明の超純水製造用イオン交換樹脂の評価方法によれば、より正確かつ短時間に超純水製造用イオン交換樹脂の品質を評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態における評価対象の超純水を製造する超純水製造装置の概略図である。
【図２】本実施形態における超純水製造用膜モジュールの評価方法（超純水の評価方法を含む。）のフロー図である。
【図３Ａ】走査型電子顕微鏡により撮影した画像の一例であって、超純水に浸されたシリコンウエハの表面に第１凹み（エッチング）が形成されたものである。
【図３Ｂ】走査型電子顕微鏡により撮影した画像の他の一例であって、超純水に浸されたシリコンウエハの表面に第１凹み（エッチング）が形成されたものである。
【図３Ｃ】走査型電子顕微鏡により撮影した画像の一例であって、超純水に浸されたシリコンウエハの表面に第２凹みが形成されたものである。
【図３Ｄ】走査型電子顕微鏡により撮影した画像の他の一例であって、超純水に浸されたシリコンウエハの表面に第２凹みが形成されたものである。
【図３Ｅ】走査型電子顕微鏡により撮影した画像の一例であって、超純水に浸されたシリコンウエハの表面に異物が付着したものである。
【図３Ｆ】走査型電子顕微鏡により撮影した画像の他の一例であって、超純水に浸されたシリコンウエハの表面に異物が付着したものである。
【図４Ａ】変形例（第１変形例）における超純水製造用膜モジュールの評価方法のフロー図である。
【図４Ｂ】変形例（第２変形例）における超純水製造用膜モジュールの評価方法のフロー図である。
【図４Ｃ】変形例（第３変形例）における超純水製造用膜モジュールの評価方法のフロー図である。
【図４Ｄ】変形例（第４変形例）における超純水製造用膜モジュールの評価方法のフロー図である。
【図５】実施例における、走査型電子顕微鏡による観察結果をまとめた表である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
≪概要≫
まず、超純水を製造する超純水製造装置１００（図１参照）について説明する。次いで、本実施形態の超純水製造用膜モジュールの評価方法及びその変形例（第１〜第３変形例）について説明する。次いで、実施例について説明する。なお、本実施形態の超純水の評価方法及びその変形例については、本実施形態の超純水製造用膜モジュールの評価方法及びその変形例の説明の中で説明する。
【００１４】
≪超純水製造装置≫
まず、超純水製造装置１００の構成について説明し、次いで、超純水製造装置１００を用いた超純水の製造方法について説明する。
【００１５】
＜構成＞
超純水製造装置１００は、半導体製造工程にてシリコンウエハＳＷ（図３Ａ〜図３Ｆ参照）の洗浄に使用される超純水（図示省略）を製造するためのものである。ここで、シリコンウエハＳＷは、ウエハの一例である。
超純水製造装置１００は、一例として、図１に示されるように、純水貯槽１０と、熱交換器２０と、紫外線酸化装置３０と、非再生型イオン交換装置４０と、脱気膜装置５０と、ＵＦ膜装置６０と、ユースポイント７０とを含んで構成されている。また、ＵＦ膜装置６０内には、ＵＦ膜モジュール６５が設置されている。ここで、ＵＦ膜モジュール６５は、超純水製造用膜モジュールの一例とされている。純水貯槽１０と、熱交換器２０と、紫外線酸化装置３０と、非再生型イオン交換装置４０と、脱気膜装置５０と、ＵＦ膜装置６０とは、これらの記載順で直列に接続されている。ここで、非再生型イオン交換装置４０には、超純水製造用イオン交換樹脂４５が充填されている。また、ＵＦ膜装置６０を透過した超純水の一部はユースポイント７０へ供給、超純水の一部以外は純水貯槽１０に送り込まれるようになっている。なお、純水貯槽１０は、他の純水システム（図示省略）に接続されている。そして、純水貯槽１０は、他の純水システムから供給される純水を貯蔵するようになっている。
【００１６】
＜超純水の製造方法＞
本実施形態の超純水製造装置１００は、一例として、いわゆる連続運転されている。そして、純水貯槽１０には、他の純水システム（図示省略）から純水が供給される。次いで、純水貯槽１０内の純水は、熱交換器２０、紫外線酸化装置３０、非再生型イオン交換装置４０及び脱気膜装置５０ＵＦ膜装置６０を経て、有機物の分解、脱塩、脱気等の処理がなされる。次いで、ＵＦ膜装置６０を透過して異物等が除去された超純水は、必要に応じてユースポイント７０に供給される。なお、ユースポイント７０に供給されない余剰の超純水は、再度、純水貯槽１０に送り込まれ、純水貯槽１０、熱交換器２０、紫外線酸化装置３０、非再生型イオン交換装置４０、脱気膜装置５０及びＵＦ膜装置６０を含んで構成される循環経路に流されて、再度上記処理がなされる。
【００１７】
以上が、超純水製造装置１００についての説明である。
【００１８】
≪本実施形態≫
＜超純水製造用膜モジュールの評価方法＞
次に、本実施形態のＵＦ膜モジュール６５の評価方法について図２及び図３Ａ〜図３Ｆを参照しながら説明する。
【００１９】
本実施形態のＵＦ膜モジュール６５の評価方法は、図２の制御フローに示されるように、接触工程と、プロファイル作成工程と、評価工程とを含む。
【００２０】
＜接触工程＞
本実施形態の接触工程は、シリコンウエハＳＷの表面Ｓ（図３Ａ〜図３Ｆ参照）に、超純水製造装置１００により製造された超純水を接触させる工程とされている。別言すると、接触工程は、シリコンウエハＳＷの表面Ｓに、ＵＦ膜モジュール６５を透過してユースポイント７０に供給された超純水を接触させる工程とされている。なお、本実施形態の接触工程は、一例として、シリコンウエハＳＷの表面Ｓに超純水を接触させるための装置（図示省略）を用いて行われる。なお、当該装置がシリコンウエハＳＷの表面Ｓに超純水を接触させる機能を有すればよく、例えば、浸水式（ティップ）の装置、枚葉式の装置を用いてもよい。また、ビーカー等を用いて手動で操作を行ってもよい。
ここで、本実施形態で使用されるシリコンウエハＳＷ（シリコンチップ）は、一例として、Ｐ型（１００）面とされている。シリコンウエハＳＷとしては、シリコン単結晶インゴット（図示省略）から切り出され、その表面が研磨、洗浄されたウエハが使用できる。特に、鏡面加工された半導体デバイス用シリコンウエハを使用することが好ましい。
【００２１】
＜プロファイル作成工程＞
本実施形態のプロファイル作成工程は、図２に示されるように、接触工程の後に行われる工程とされている。そして、本実施形態のプロファイル作成工程は、走査型電子顕微鏡（図示省略）を用いて、超純水に接触したシリコンウエハＳＷの表面Ｓにおける定められた２次元の領域の表面形状プロファイル（一例として、図３Ａ〜図３Ｆの画像）を作成する工程とされている。本実施形態では、定められた２次元の領域の面積は、一例として、１３，５００μｍ２（（４．２３μｍ×３．２μｍ）以下×１，０００視野相当）とされている。
【００２２】
ここで、走査型電子顕微鏡（SEM；Scanning Electron Microscope）とは、試料の表面（本実施形態の場合はシリコンウエハＳＷの表面Ｓ）に電子線を照射し当該表面から放出される２次電子、反射電子、Ｘ線等（以下、２次電子等という。）を検出して、試料の表面を観察するためのものである。走査型電子顕微鏡では、試料の表面に照射する電子線の照射位置を直線状に走査（スキャン）しながら定められた２次元の領域の各部分から放出される２次電子等を検出する。そして、走査型電子顕微鏡では、各部分から放出されて検出された２次電子等の強度を、２次元の画像として（２次元の表面形状プロファイルとして）可視化するようになっている（図３Ａ〜図３Ｆ参照）。
【００２３】
また、本工程により作成される表面形状プロファイルは、一例として、図３Ａ〜図３Ｆのような２次元の画像とされている。以下、簡単に各画像について説明する。
図３Ａ及び図３Ｂの画像は、本工程において、シリコンウエハＳＷの表面Ｓに形成された第１凹みＥＴが可視化されたものである。第１凹みＥＴは、白い線（白線ＷＬ）で囲まれた部分（以下、第１部分という。）とされている。白線ＷＬは、第１凹みＥＴの周縁とされている。このように、第１凹みＥＴを可視化した場合に第１凹みＥＴの周縁が定められた幅以下の白線ＷＬとなるのは、周縁から反射して検出される２次電子等の検出量が他の部分から反射して検出される２次電子等の検出量に比べて多いためである。なお、図３Ａ及び図３Ｂの場合、白線ＷＬに囲まれた部分以外の部分（第１凹みＥＴ以外の部分）は、平坦部分とされている。
また、図３Ｃ及び図３Ｄの画像は、本工程において、シリコンウエハＳＷの表面Ｓに形成された第２凹みＳＴが可視化されたものである。第２凹みＳＴは、画像の中で色が濃い部分（他よりも黒い部分（以下、第２部分という。））とされている。第２凹みＳＴは、第１凹みＥＴよりも深く凹んでいるものを意味する。第２凹みＳＴは、第１凹みＥＴよりも凹み量が多いため、全体的に黒くなる。
また、図３Ｅ及び図３Ｆの画像は、本工程において、シリコンウエハＳＷの表面Ｓに付着した異物ＡＳが可視化されたものである。異物ＡＳは、画像の中で色が薄い（白い）部分とされている。すなわち、異物ＡＳは、平坦部分よりも白く可視化された部分（以下、第３部分という。）である。なお、異物ＡＳの最小幅は、凹みＥＴの白線ＷＬの幅よりも大きい（太い）。
【００２４】
＜評価工程＞
本実施形態の評価工程は、図２に示されるように、プロファイル作成工程の後に行われる工程とされている。そして、本実施形態の評価工程では、表面形状プロファイル（図３Ａ〜図３Ｆの画像参照）を用いて定められた２次元の領域における非平坦部分の数又は面積を解析する。その結果、評価工程では、非平坦部分の数が多いほど接触工程後の超純水が低品質であると評価する。ここで、非平坦部分とは、第１凹みＥＴ及び第２凹みＳＴが形成された部分並びに異物ＡＳの付着した部分を意味する。すなわち、非平坦部分とは、接触工程後にシリコンウエハＳＷの表面Ｓが平坦部分でなくなった部分（別言すると、２次元の領域における平坦部分以外の部分）を意味する。
【００２５】
以上のとおりであるから、本工程における非平坦部分の数は、プロファイル作成工程で作成した定められた２次元の領域内での、第１部分、第２部分及び第３部分の各部分の数の和と、定められた２次元の領域の面積とを用いて解析される。そして、本工程による評価の結果、定められた２次元の領域における非平坦部分の数の和が多いほど、接触工程後の超純水が低品質であると評価する。すなわち、本工程による評価の結果、定められた２次元の領域における非平坦部分の数が多いほど、超純水製造装置１００（図１参照）で製造した超純水が低品質であると評価する。これに伴い、本工程では、定められた２次元の領域における非平坦部分の数が多いほど、超純水製造装置１００（図１参照）を構成するＵＦ膜モジュール６５を透過した超純水が低品質である（別言すれば、ＵＦ膜モジュール６５が低品質である）と評価する。あるいは、定められた２次元の領域における非平坦部分の数が多いほど、非再生型イオン交換装置４０内に充填されている超純水製造用イオン交換樹脂４５と接触した超純水が低品質であると評価する。また、定められた２次元の領域における非平坦部分の数が多いほど、超純水製造用イオン交換樹脂４５が低品質であると評価する。
以上のとおりであるから、本実施形態の場合、第１部分、第２部分及び第３部分の各部分の数の和、すなわち、非平坦部分の数の和を評価基準として評価するといえる。また、別の見方をすると、本実施形態の場合、定められた２次元の領域における、第１部分、第２部分及び第３部分の各部分の数の割合を評価基準として評価するといえる。更に別の見方をすると、本実施形態の場合、定められた視野数（この場合は１，０００視野）における、第１部分、第２部分及び第３部分の各部分の数の割合を評価基準として評価するといえる。
【００２６】
なお、本実施形態の評価工程は、一例として、走査型電子顕微鏡により作成された２次元の画像のデータを用いて前述の第１〜第３部分の数をカウントし、解析する。ここで、解析には、ソフトウェアを備えたコンピュータを用いて行われる。
【００２７】
以上が、ＵＦ膜モジュール６５の評価方法についての説明である。
【００２８】
＜効果＞
次に、本実施形態の効果について図面を参照しながら説明する。
【００２９】
〔第１の効果〕
本実施形態の第１の効果は、走査型電子顕微鏡により作成した表面形状プロファイル（図３Ａ〜図３Ｆの画像参照）を用いて定められた２次元の領域における非平坦部分の数をカウントし、カウントした非平坦部分の数から超純水の品質を評価することの効果である。第１の効果については、本実施形態を、後述する第１〜第３比較形態と比較して説明する。なお、第１〜第３比較形態の説明において本実施形態の場合と同じ名称等を用いる場合、その名称等について本実施形態のものを使用する。
【００３０】
例えば、前述の特許文献１及び２に開示されている技術をシリコンウエハＳＷの表面Ｓの表面形状プロファイルを作成するための工程に適用した方法（第１比較形態）の場合、表面Ｓの表面粗度の平均粗さＲa値と、最大高低差Ｒmax値とを測定して評価工程を行う。すなわち、第１比較形態の場合、１次元のパラメーターによる評価のため、第１凹みＥＴ、第２凹みＳＴ、異物ＡＳの形状等によっては測定精度が低い場合がある。
【００３１】
また、例えば、前述の特許文献３に開示されている技術をシリコンウエハＳＷの表面Ｓの表面形状プロファイルを作成するための工程に適用した方法（第２比較形態）の場合、第１凹みＥＴ、第２凹みＳＴ、異物ＡＳの組成によっては第１凹みＥＴ、第２凹みＳＴ、異物ＡＳが検出できない又は検出精度が低い場合がある。
【００３２】
また、仮に、前述の特許文献１及び２に開示されている原子間力顕微鏡を用いてベア面ＢＳの表面形状プロファイルを作成するための工程に適用した方法（第３比較形態）の場合、本実施形態の場合に比べて単位時間における測定可能な範囲が狭い（短い）。なお、第３比較形態の場合、カンチレバー（図示省略）にいわゆるマルチチップ現象が生じると測定精度が不安定になる。また、その性質上、第１凹みＥＴ及び第２凹みＳＴと、異物ＡＳとの区別ができない場合がある。
【００３３】
これに対して、本実施形態の場合、走査型電子顕微鏡を用いて作成した表面形状プロファイル（図３Ａ〜図３Ｆの画像参照）を用いて定められた２次元の領域における非平坦部分の数をカウントし、非平坦部分の数から超純水の品質を評価する。すなわち、本実施形態の場合、２次元の表面形状プロファイルを用いて解析を行うため、第１及び第２比較形態の場合（１次元のプロファイルを用いて解析を行う場合）に比べて、検出精度が高い。
また、本実施形態の場合、第２比較形態の場合（ＡＴＲ−ＦＴＩＲ測定を用いた場合）に比べて、異物ＡＳの検出精度が高い。
さらに、本実施形態の場合、第３比較形態の場合に比べて、プロファイル作成時間が短い。
【００３４】
したがって、本実施形態の超純水の評価方法によれば、前述の第１〜第３比較形態の場合に比べて、より正確かつ短時間に超純水の品質の評価をすることができる。これに伴い、本実施形態のＵＦ膜モジュール６５の評価方法によれば、より正確かつ短時間にＵＦ膜モジュール６５の品質の評価をすることができる。
【００３５】
〔第２の効果〕
また、本実施形態の場合、表面形状プロファイルにおける第１凹みＥＴについては定められた幅以下の白線ＷＬで囲まれた部分とし、第２凹みＳＴを画像の中で色が濃い部分とし、異物ＡＳについてはその最小幅が凹みＥＴの白線ＷＬの幅よりも太くかつ平坦部分よりも白く可視化された部分としている（図３Ａ〜図３Ｆ参照）。すなわち、本実施形態の場合、走査型電子顕微鏡による２次元の画像のプロファイルに、表面Ｓに生じるすべての不具合（第１凹みＥＴ、第２凹みＳＴ及び異物ＡＳの付着）を合わせ込んでいる。
そのうえで、本実施形態の場合、第１部分、第２部分及び第３部分の各部分の数を別々にカウントして、超純水の品質を評価することができる。
したがって、本実施形態の超純水の評価方法によれば、不具合の種類を把握したうえで超純水の品質を評価することができる。これに伴い、本実施形態のＵＦ膜モジュール６５の評価方法によれば、不具合の種類を把握したうえでＵＦ膜モジュール６５の品質を評価することができる。別の見方をすれば、本実施形態の超純水の評価方法によれば、上記不具合の種類別に超純水の品質を評価することができる。さらに別の見方をすれば、本実施形態のＵＦ膜モジュール６５及び超純水製造用イオン交換樹脂４５の評価方法によれば、上記不具合の種類別にＵＦ膜モジュール６５及び超純水製造用イオン交換樹脂４５の品質を評価することができる。
【００３６】
〔第３の効果〕
また、本実施形態では、定められた２次元の領域の面積は、一例として、１３，５００μｍ２とされている。本願の発明者らの試験研究によれば、２次元の領域の面積を１３，５００μｍ２よりも大きくしても評価結果はほぼ同等であることが見出されている。
したがって、本実施形態によれば、２次元の領域の面積を１３，５００μｍ２よりも大きくしてプロファイル作成工程を行う場合に比べて、同等の評価の信頼性のまま、評価時間を短縮することができる。なお、２次元の領域の面積を１３，５００μｍ２よりも大きくしてプロファイル作成工程を行う場合であっても、前述の第１及び第２の効果を奏する構成であることから、本発明の技術的範囲に属するといえる。
【００３７】
以上が、本実施形態についての説明である。
【００３８】
≪本実施形態の変形例≫
次に、本実施形態の変形例について図面を参照しながら説明する。なお、各変形例の説明において本実施形態の場合と同じ名称等を用いる場合、その名称等について本実施形態のものを使用する。
【００３９】
＜第１変形例＞
第１変形例のＵＦ膜モジュール６５の評価方法（図４Ａの制御フロー参照）は、本実施形態のＵＦ膜モジュール６５の評価方法（図２の制御フロー参照）と異なり、接触工程後かつプロファイル作成工程前に、表面Ｓに窒素ガス（不活性ガスの一例）を当てて乾燥させる乾燥工程を有している。本変形例における本実施形態と異なる点は以上である。
乾燥工程を含んでいない本実施形態では、例えば、接触工程後からプロファイル作成工程までの期間に表面Ｓを自然乾燥させることにより、表面Ｓに自然乾燥に起因した異物の付着や凹み等が発生する虞がある。
これに対して、本変形例の場合、接触工程後かつプロファイル作成工程前に、超純水に接触された表面Ｓが窒素ガスにより乾燥される。そのため、本変形例の場合、本実施形態の場合に比べて、自然乾燥に起因した異物が付着し難く、凹みが発生し難い。
したがって、本変形例によれば、本実施形態の場合に比べて、より正確に超純水（ＵＦ膜モジュール６５）の品質を評価することができる。
【００４０】
＜第２変形例＞
第２変形例のＵＦ膜モジュール６５の評価方法（図４Ｂの制御フロー参照）は、本実施形態のＵＦ膜モジュール６５の評価方法（図２の制御フロー参照）と異なり、接触工程後かつプロファイル作成工程前に、表面Ｓに微粒子（図示省略、一例として、ＰＳＬ、シリカ等の標準粒子）を付着させる付着工程を有している。本変形例における本実施形態と異なる点は以上である。
付着工程を含んでいない本実施形態では、例えば、表面Ｓは鏡面であることから、走査型電子顕微鏡による焦点合わせが難しい場合がある。
これに対して、本変形例の場合、プロファイル作成工程の前、すなわち、走査型電子顕微鏡による表面Ｓの観察前に表面Ｓに微粒子を付着させる。そのため、本変形例の場合、本実施形態の場合に比べて、走査型電子顕微鏡による焦点合わせが容易となる。
したがって、本変形例によれば、本実施形態の場合に比べて、より短時間に超純水（及びＵＦ膜モジュール６５）の品質の評価をすることができる。
【００４１】
＜第３変形例＞
第３変形例のＵＦ膜モジュール６５の評価方法（図４Ｃの制御フロー参照）は、本実施形態のＵＦ膜モジュール６５の評価方法（図２の制御フロー参照）と異なり、評価工程が判断ステップとされている。具体的には、本変形例の判断工程では、算出した非平坦部分の数が定められた値以上である場合、接触工程の超純水はシリコンウエハＳＷの洗浄に不適合である（ＵＦ膜モジュール６５は超純水の製造に不適合である）とみなすようになっている。本変形例における本実施形態と異なる点は以上である。なお、本実施形態の評価工程（判断ステップ）は、一例として、走査型電子顕微鏡により作成された２次元の画像のデータを用いて前述の第１〜第３部分の有無又は第１〜第３部分の各部分の数をカウントし、かつ、当該各部分の数が定められた数以上であるか否かを判定するソフトウェアを備えたコンピュータを用いて行われる。また、さらには必要に応じて２次元の領域の面積に対する非平坦部分の面積（第１〜第３部分の各部分の面積の和をいう意味）の割合を解析してもよい。
本変形例によれば、設定した定められた数以上である場合、すなわち、判断工程で肯定判断をすれば一律に超純水（ＵＦ膜モジュール６５）に不適合であると評価し、判断工程で否定判断をすれば一律に超純水（ＵＦ膜モジュール６５）に適合であると評価することができる。この場合、全面積（定められた２次元の領域の面積）に対する非平坦部分の数の割合を評価基準として評価する。また、設定した定められた２次元の領域の面積に対する非平坦部分の数の割合が定められた割合以上である場合、すなわち、判断工程で肯定判断をすれば一律に超純水（ＵＦ膜モジュール６５）に不適合であると評価し、判断工程で否定判断をすれば一律に超純水（ＵＦ膜モジュール６５）に適合であると評価することができる。この場合、全面積（定められた２次元の領域の面積）に対する非平坦部分の面積の割合を評価基準として評価してもよい。
【００４２】
＜第４変形例＞
第４変形例のＵＦ膜モジュール６５の評価方法（図４Ｄの制御フロー参照）は、本実施形態のＵＦ膜モジュール６５の評価方法（図２の制御フロー参照）と異なり、接触工程に先立ち、シリコンウエハＳＷの表面Ｓに希フッ酸を接触させ、シリコンウエハＳＷの自然酸化膜（ＳｉＯ２）を除去し、ベア面（Ｓｉ）を露出させる前処理工程を行う。すなわち、本明細書において、「ベア面」とは、シリコンウエハＳＷの表面Ｓに希フッ酸を接触させて、自然酸化膜を除去したものをいう。本変形例における本実施形態と異なる点は以上である。
ところで、ベア面は活性が強く、不純物（汚染物）による影響を大きく受ける。つまり、ベア面上では、自然酸化膜面上に比べて、不純物（汚染物）の影響を高感度に検知することができる。すなわち、本変形例の場合、接触工程に先立ちベア面（Ｓｉ）を露出させる前処理工程を行わない場合に比べて、不純物（汚染物）の影響を高感度に検知することができる。
【００４３】
以上が、変形例についての説明である。
【００４４】
≪実施例≫
次に、実施例について、図５の表を参照しながら説明する。
【００４５】
＜試験方法＞
以下に説明する、試料１〜３について走査型電子顕微鏡による観察を行った。
〔試料１〕
本実施形態の超純水製造装置１００（図１参照）に、超純水製造用としては不適合であると判断されたＵＦ膜モジュールをセットした。そして、上記ＵＦ膜モジュールをセットした超純水製造装置１００を作動させて超純水を製造した。
また、Ｐ型シリコンウエハから長方形状のチップ（約１０ｍｍ×１５ｍｍ）を切り出し、当該チップに超純水を接触させる超純水リンスを行った。次いで、超純水リンスをし、次いで当該チップを０．５重量％希フッ酸に３分間浸漬して当該チップからベア面を露出させ、次いで超純水製造装置１００で製造した超純水で２０時間オーバーフローリンスをし、次いでベア面を窒素乾燥させた。
その後、ＰＳＬ（ＰｏｌｙＳｔｙｒｅｎｅ Ｌａｔｅｘ：ポリスチレンラテックス）水溶液にチップを浸漬させ、次いで窒素乾燥させ、次いでベア面に白金コーティングをして試料１を作製した。
〔試料２〕
ＵＦ膜モジュールの入り口水（ＵＦ膜モジュールに入る前の水）を用いて２０時間オーバーフローリンスをした以外は、試料１と同じ方法により試料２を作製した。
〔試料３〕
本実施形態の超純水製造装置１００（図１参照）に、超純水製造用としては適合であると判断されたＵＦ膜モジュール（すなわち、良品のＵＦ膜モジュール）をセットした以外は、試料１と同じ方法により試料３を作製した。
【００４６】
＜評価結果＞
図５の表は、走査型電子顕微鏡による各試料（試料１〜３）の評価結果（観察結果）を示す。この評価では、定められた２次元の領域における、第１凹みＥＴ及び第２凹みＳＴの数をカウントした。また、この評価では、定められた２次元の領域の面積を１３，５００μｍ２で、視野１，０００枚とした。超純水製造用としては不適合であると判断されたＵＦ膜モジュールを透過した超純水で洗浄した試料１は、他の試料（試料２及び３）に比べて、第１凹みＥＴ及び第２凹みＳＴの数が格段に多かった。また、試料２及び３については、第１凹みＥＴ及び第２凹みＳＴの数がほぼ同程度であった。
以上の結果より、本発明の超純水の評価方法（ＵＦ膜モジュール６５の評価方法）は、適切な評価（高感度な評価）をできるといえる。なお、本実施例の場合、第１部分及び第２部分の各部分の数の和を評価基準として評価する。
【００４７】
以上のとおり、本発明について前述の実施形態を例として説明したが、本発明の技術的範囲は本実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明の技術的範囲には、下記のような形態も含まれる。
【００４８】
また、本実施形態及び各変形例では、シリコンウエハＳＷを超純水に洗浄される対象（被洗浄体）であるとして説明した。しかしながら、実施例の場合のように、シリコンウエハＳＷから切り出したチップ（図示省略）を被洗浄体としてもよい。
【００４９】
また、本実施形態及び各変形例における被洗浄体の一例は、半導体製造工程にて用いられるシリコンウエハＳＷであるとして説明した。しかしながら、超純水を用いて洗浄されると変化が見られるものであれば、被洗浄体の一例はシリコンウエハＳＷでなくてもよい。
【００５０】
また、本実施形態及び各変形例では、ＵＦ膜モジュール６５の評価方法の各工程は前述の各装置を用いて行われるとして説明した。しかしながら、当該評価方法に含まれる各工程を行うことができれば、各工程の一部又は全部は各装置を用いて行われなくてもよい。例えば、評価者の作業等により装置を用いずに行ってもよい。
【００５１】
また、本実施形態、各変形例及び実施例は、本発明の技術的範囲に含まれる具体的な形態を一例として例示したものである。本発明の技術的範囲に含まれる形態には、本実施形態、各変形例及び各実施例のうちの一の形態を基本的構成としたうえで、当該基本的構成に、当該一の形態以外の他の形態の技術要素を組み合わせてもよい。例えば、第１変形例（図４Ａ参照）に第２変形例の付着工程を組み合わせた工程としてもよい。
【００５２】
また、第３変形例の評価工程（判断ステップ）は、前述のコンピュータを用いて行われるとして説明した。しかしながら、走査型電子顕微鏡により作成された２次元の画像のデータを用いて前述の第１〜第３部分の有無及び前述の第１〜第３部分の数をカウントし、さらには必要に応じて前述の第１〜第３部分の大きさ（面積）を算出して２次元の領域の面積に対する非平坦部分の面積の割合を解析し、かつ、当該割合が定められた割合以上であるか否かを判定することができれば、当該判断ステップは評価者の作業によりコンピュータを用いずに行ってもよい。また、当該判断ステップの一部を評価者の作業により、残りの一部をコンピュータにより行ってもよい。
【００５３】
また、本実施形態及び各変形例では、第１部分、第２部分及び第３部分の各部分の数の和を算出して超純水（又はＵＦ膜モジュール６５）の品質の評価を行うとして説明した。しかしながら、例えば、評価工程において、第１凹みＥＴ、第２凹みＳＴ及び異物ＡＳを、それぞれ別々に評価してもよい。別言すれば、第１部分、第２部分及び第３部分の各部分の何れか１つの数を評価基準として評価してもよい。これによれば、第１凹みＥＴ、第２凹みＳＴ及び異物ＡＳに注目して、超純水（又はＵＦ膜モジュール６５）を評価することができる。
すなわち、本変形例の場合、例えば、エッチング等に起因する凹み（第１凹みＥＴ及び第２凹みＳＴ）と、異物ＡＳの付着とを区別したうえで超純水の品質の評価をすることができる。すなわち、第１部分及び第２部分の各部分の数の和を評価基準として評価してもよい。また、第３部分の数を評価基準として評価してもよい。
すなわち、本明細書には、例えば、以下の付記１〜８の発明が開示されている。
-----------------------------------------------------------------------------
＜付記１（第１凹みＳＴに着目した評価を行う方法）＞
超純水の評価方法であって、
超純水をウエハに接触させる接触工程と、
走査型電子顕微鏡を用いて、前記超純水と接触した前記ウエハの表面における定められた２次元の領域の表面形状プロファイルを作成するプロファイル作成工程と、
前記表面形状プロファイルを用いて前記領域における定められた幅以下かつ平坦部分よりも白い白線で囲まれた部分の数をカウントし、前記数が多いほど前記超純水の低品質であると評価する評価工程と、
を含む超純水の評価方法。
＜付記２（第２凹みＥＴに着目した評価を行う方法）＞
超純水の評価方法であって、
超純水をウエハに接触させる接触工程と、
走査型電子顕微鏡を用いて、前記超純水と接触した前記ウエハの表面における定められた２次元の領域の表面形状プロファイルを作成するプロファイル作成工程と、
前記表面形状プロファイルを用いて前記領域における定められた幅よりも大きい幅を有しかつ平坦部分よりも黒い部分の数をカウントし、前記数が多いほど前記超純水の低品質であると評価する評価工程と、
を含む超純水の評価方法。
＜付記３（異物ＡＳに着目した評価を行う方法）＞
超純水の評価方法であって、
超純水をウエハに接触させる接触工程と、
走査型電子顕微鏡を用いて、前記超純水と接触した前記ウエハの表面における定められた２次元の領域の表面形状プロファイルを作成するプロファイル作成工程と、
前記表面形状プロファイルを用いて前記領域における定められた幅よりも大きい幅を有しかつ平坦部分よりも白い部分の数をカウントし、前記数が多いほど前記超純水の低品質であると評価する評価工程と、
を含む超純水の評価方法。
＜付記４（付記１〜３と判断ステップとの組み合わせ）＞
前記評価工程において、前記数が定められた数以上である場合、前記超純水は前記被洗浄体の洗浄に不適合であるとみなす、
付記１〜３の何れか１つに記載の超純水の評価方法。
＜付記５（付記１〜３と超純水製造用膜モジュールとの組み合わせ）＞
超純水の製造に用いられる超純水製造用膜モジュールの評価方法であって、
前記超純水製造用膜モジュールを透過した超純水を用いて付記１〜３の何れか１つに記載の超純水の評価方法を行い、前記評価工程において前記超純水が低品質であると評価した場合、前記超純水製造用膜モジュールが低品質であると評価する、
超純水製造用膜モジュールの評価方法。
＜付記６（付記５と判断ステップとの組み合わせ）＞
超純水の製造に用いられる超純水製造用膜モジュールの評価方法であって、
前記超純水製造用膜モジュールを透過した超純水を用いて付記５に記載の超純水の評価方法を行い、前記評価工程において前記超純水は前記被洗浄体の洗浄に不適合であるとみなした場合、前記超純水製造用膜モジュールは前記超純水の製造に不適合とみなす、
超純水製造用膜モジュールの評価方法。
＜付記７（付記１〜３と超純水製造用イオン交換樹脂との組み合わせ）＞
超純水の製造に用いられる超純水製造用膜モジュールの評価方法であって、
前記超純水製造用イオン交換樹脂と接触した超純水を用いて付記１〜３の何れか１つに記載の超純水の評価方法を行い、前記評価工程において前記超純水が低品質であると評価した場合、前記超純水製造用イオン交換樹脂が低品質であると評価する、
超純水製造用イオン交換樹脂の評価方法。
＜付記８（付記５と判断ステップとの組み合わせ）＞
超純水の製造に用いられる超純水製造用イオン交換樹脂の評価方法であって、
前記超純水製造用イオン交換樹脂と接触した超純水を用いて付記５に記載の超純水の評価方法を行い、前記評価工程において前記超純水は前記被洗浄体の洗浄に不適合であるとみなした場合、前記超純水製造用イオン交換樹脂は前記超純水の製造に不適合とみなす、
超純水製造用イオン交換樹脂の評価方法。
-----------------------------------------------------------------------------
【符号の説明】
【００５４】
１０   超純水製造装置
４５   超純水製造用イオン交換樹脂
６５   ＵＦ膜モジュール（超純水製造用膜モジュール）
Ｓ     シリコンウエハの表面
ＳＷ   シリコンウエハ（ウエハの一例）
【図１】
2019020154.tif 000003
【図２】
2019020154.tif 000004
【図３Ａ】
2019020154.tif 000005
【図３Ｂ】
2019020154.tif 000006
【図３Ｃ】
2019020154.tif 000007
【図３Ｄ】
2019020154.tif 000008
【図３Ｅ】
2019020154.tif 000009
【図３Ｆ】
2019020154.tif 000010
【図４Ａ】
2019020154.tif 000011
【図４Ｂ】
2019020154.tif 000012
【図４Ｃ】
2019020154.tif 000013
【図４Ｄ】
2019020154.tif 000014
【図５】
2019020154.tif 000015