(57)【要約】半導体ウエハ（Ｗ）などの基板に付着する汚染物質の量を、ウエハを容器内の水と接触させた後に予測する方法について記載する。汚染物質は、ウエハの特性に悪影響を与える物質を含んでいてもよく、このとき、ウエハの表面に付着する汚染物質の量は既知のシステムの検出限界レベル未満の量であってもよい。当該方法は、第１の期間にわたって、前記ウエハを水と接触させる工程であって、前記ウエハがウエハ表面を有する、工程と、前記ウエハを乾燥させる工程と、前記ウエハ表面の汚染物質を決定するために前記ウエハを分析する工程と、第１の期間よりも短い第２の期間にわたって前記ウエハを水と接触させた場合に前記ウエハに付着する汚染物質の量を予測する工程とを含む。
2013516062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハに付着する汚染物質を予測するための方法であって、前記半導体ウエハは少なくとも２つのウエハ表面を有し、当該方法が、
第１の期間にわたって、前記ウエハを水と接触させる工程、
前記ウエハを乾燥させる工程、
前記少なくとも一方のウエハ表面の汚染物質を決定するために前記ウエハを分析する工程、
第１の期間よりも短い第２の期間にわたって前記ウエハを水と接触させた場合に前記ウエハに付着するであろう汚染物質を予測する工程
を含む、方法。
【請求項２】
第１の期間が少なくとも５００分間であり、第２の期間が５０分間未満である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第１の期間が少なくとも７００分間であり、第２の期間が２０分間未満である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
予測される汚染物質の濃度が２ｅ８原子／ｃｍ２未満である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
予測される汚染物質の濃度が１ｅ６原子／ｃｍ２未満である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
検出される汚染物質が金属である、請求項１記載の方法。
【請求項７】
検出される汚染物質がニッケルを含む、請求項６記載の方法。
【請求項８】
容器の垂直な側壁に対して実質的に平行となるように前記ウエハを配置する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
容器の垂直な側壁に対して実質的に垂直となるように前記ウエハを配置する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記ウエハ表面における前記金属含量に基づいて、前記水中の金属含量を決定する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記ウエハを前記水と接触させる前に、前記ウエハ表面における金属含量を決定するために前記ウエハを分析する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記ウエハを水と接触させる前に、容器内に前記ウエハを配置する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
容器内に水が存在する間に、前記容器内に前記ウエハを配置する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記ウエハを水の中に浸漬させることによって、前記ウエハを前記水と接触させる工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記ウエハ表面と接触するように水を流して、前記ウエハを水と接触させる工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
水を含む容器内の金属含量を決定するための方法であって、当該方法が、
予め決められた期間にわたって基板を水と接触させる工程であって、前記基板が表面を有する、工程、
前記基板を乾燥させる工程、
金属含量を決定するために前記基板表面を分析する工程、
前記基板表面における前記金属含量から、前記水中の金属含量を決定する工程
を含む、方法。
【請求項１７】
前記予め決められた期間が少なくとも５００分間である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記予め決められた期間が少なくとも７００分間である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
検出される汚染物質が金属である、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
検出される汚染物質がニッケルを含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
容器内で基板を水と接触させた後に前記基板に付着する汚染物質を予測するための方法であって、当該方法が、
第１の期間にわたってウエハを水と接触させる工程であって、前記ウエハがウエハ表面を有する、工程、
前記ウエハを乾燥させる工程、
前記ウエハ表面の汚染物質を決定するために前記ウエハを分析する工程、
第１の期間よりも短い第２の期間にわたって前記基板を容器内の水と接触させた場合に前記基板に付着する汚染物質を予測する工程
を含む、方法。
【請求項２２】
前記基板が、石英、サファイア、ゲルマニウムの少なくとも１つを含む、請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
水を分析する方法および水中で洗浄される基板を分析する方法。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
半導体ウエハなどの基板の表面に存在する不純物は、基板の物性に悪影響を与え得る。基板を洗浄するのに使用する水が基板の表面に不純物を付着し得る場合もある。
従って、ウエハを洗浄する水中に含まれる不純物の量を低減または除去することが望ましい。基板を洗浄するのに使用する水を分析して、その中に存在する不純物の量や種類を決定することがよく行われている。そのために、適切なフィルターや他の改善システムを選択して使用し、水中に含まれる不純物を減少または除去する場合もある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
既知のシステムでは、様々な分析方法によって、基板の表面に付着する不純物の量や種類を決定している。このような分析方法では、所定の検出限界レベルに達するまでは不純物の存在や量を決定することができる。しかし、基板の表面に付着するこのような不純物は、所定の検出限界レベルよりも低い場合であっても、基板やこのような基板から形成される部品（成分、コンポーネント）の特性に悪影響を与え得る場合がある。従って、従来のシステムでは、基板の表面に付着して基板の特性に悪影響を与え得る不純物を検出することはできない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（簡単な要旨）
第１の態様は、容器内で半導体ウエハを水と接触させた後に半導体ウエハに付着する汚染物質（contaminants）を予測するための方法に関する。当該方法は、第１の期間にわたってウエハを水と接触させる工程を含む。その次に、そのウエハを乾燥し、分析して、ウエハ表面における汚染物質を決定する。第１の期間よりも短い第２の期間にわたってウエハを水と接触させた場合にウエハに付着する汚染物質を予測する。
【０００５】
別の態様は、水を含む容器内の金属含量を決定するための方法に関する。当該方法は、予め決められた期間にわたって半導体ウエハを水と接触させる工程を含む。その次に、そのウエハを乾燥し、分析して、ウエハ表面の金属含量を決定する。次いで、ウエハ表面の金属から、水中の金属含量を決定する。
【０００６】
さらに別の態様は、基板を容器内の水と接触させた後、基板に付着する汚染物質を予測するための方法に関する。当該方法は、第１の期間にわたって半導体ウエハを水と接触させる工程を含む。その次に、このウエハを乾燥し、分析して、ウエハ表面における汚染物質を決定する。第１の期間よりも短い第２の期間にわたって基板を容器内の水と接触させた場合に基板に付着する汚染物質を予測する。
【０００７】
上記の態様に関連して記載した特徴について様々な改良が存在する。追加の特徴もまた同様に上記の態様に包含されていてもよい。これらの改良および追加の特徴は、単独あるいは任意の組み合わせで存在してもよい。例えば、以下に例示の実施形態のいずれかに関連して説明する様々な特徴は、上記の態様のいずれかに単独あるいは任意に組み合わせて包含されていてよい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、１つの実施形態に従ってウエハを洗浄するのに用いるタンクの部分概略断面図である。
【図２】図２は、図１および図５に示すタンクに水を供給し、そしてタンクから水をレザバで受けるのに用いるシステムの概略図である。
【図３】図３は、具体的なウエハの上平面図である。
【図４】図４は、別の具体的なウエハの上平面図である。
【図５】図５は、別の実施形態に従ってウエハを洗浄するのに用いるタンクの部分概略断面図である。
【図６】図６は、ウエハの表面に付着する汚染物質の量を予測する方法を示すフロー図である。
【図７】図７は、ウエハの表面に付着する汚染物質の量を予測する別の方法を示すフロー図である。
【図８】図８は、基板の表面に付着する汚染物質の量を予測する方法を示すフロー図である。
【図９】図９は、グラフの形式で実験データを示すものであり、予め決めた期間でのウエハＷの表面に付着する汚染物質の密度の関係を示す。
【図１０】図１０は、グラフの形式で実験データを示すものであり、予め決めた期間でのウエハＷの表面に付着する汚染物質の密度の関係を示す。
【図１１】図１１は、グラフの形式で実験データを示すものであり、予め決めた期間でのウエハＷの表面に付着する汚染物質の密度の関係を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（詳細な説明）
まず、図１および図２について言及する。ウエハＷ（広義には、基板）を洗浄する（rinsing）ためのシステムを概してシステム（装置）１００と称する。ここで、ウエハＷの表面に付着する汚染物質について言及する。ウエハＷの表面に付着する汚染物質の量を汚染物質の濃度（すなわち、単位面積あたりの汚染物質の原子数）、パーツ・パー表記（すなわち、パーツ・パー・ミリオンまたはパーツ・パー・トリリオン）または単位面積あたりの質量（すなわち、１ｍｍ２あたりのグラム数）で表す場合もある。
【００１０】
図２は、供給源５０、システム１００およびレザバ１５０（またはドレインレザバ）を示す概略図である。供給源５０は、システム１００に水（すなわち、流体）を供給する。供給源５０は、１またはそれよりも多くの璧部または水の供給部（例えば、水道の供給システム（装置））を含んでいてもよい。供給源５０は、１またはそれよりも多くの処理または濾過するための機構（メカニズム）を含んでいてもよく、それによって不純物（例えば、粒子および金属）を水から濾過し、その後、システム１００に水を供給する。任意の適切な流体接続機構（例えば、ホースおよび／またはパイプ）を通して、システム１００と供給源５０とを互いに接続する。１つの実施形態では、供給源５０は、１またはそれよりも多くのポンプを含み、供給源からシステム１００へとポンプで水を供給する。システム１００が供給源５０から供給される水の一部をサンプルとして採取するだけのものであるという実施形態もある。他の実施形態では、システム１００は、供給源５０から供給される水の全部をサンプルとして採取する。従って、供給源５０は、水の連続的な流れ（フロー）をシステム１００に供給してもよく、その結果、水は、システム１００に入り、システム１００を通して、レザバ１５０に流れる。レザバ１５０は、システム１００から水を受けた後、水を廃棄してもよい。レザバ１５０は、他の実施形態では、水を貯蔵したり、さらなる使用や処理のために別の工程（プロセス）に水を供給してもよい。
【００１１】
ここで、図１を参照すると、システム１００はタンク１１０（広義には、「容器」）を備え、タンク１１０は、１つの底部部材（ボトムメンバ）１１２と、この底部部材１１２に結合した４つの垂直な側部部材（サイドメンバ）１１４とを有する。底部部材１１２および側部部材１１６は、金属またはプラスチックなどの任意の適切な材料から形成されていてもよい。さらに、図１のタンク１１０の形状は矩形であるが、他の実施形態において、タンクを異なる形状にしてもよい。
【００１２】
底部部材１１２および側部部材１１４は、水を漏らさない入れ物を形成するが、その上部１１６は、開いている。部材１１２、１１４は、溶接または接着剤結合などの任意の適切な結合手段（メカニズム）によって、互いに結合している。さらに、１つの実施形態では、部材１１２、１１４は、同じ材料のブランクから一体で成形される。このとき、結合手段は必要ない。他の実施形態では、タンク１１０は、側部部材１１４に結合した追加の上部部材（図示せず）を含み、このとき、タンクは密閉され、多面（マルチサイド）構造となる。
【００１３】
液体１３０をタンク１１０に入れる。タンク１１０内の液体１３０の量を十分に増加させて、ウエハＷを液体１３０に完全に沈める。しかし、ある実施形態では、ウエハＷを液体１３０に完全に沈めない場合もある。この実施形態では、液体１３０は水である。他の実施形態では、液体１３０は、タンク１１０を通して流すのに十分な粘度を有する任意の適切な液体（例えば、溶媒）である。
【００１４】
この実施形態のタンク１１０は、入口１１８および出口１２０（またはドレイン)を有し、これらを通して、流体１３０を流すことができる。入口１１８は、供給源５０に接続され、出口１２０はレザバ１５０に接続される。図１の実施形態において、入口１１８および出口１２０は、フィッティング（図示せず）を有する管であり、フィッティングは、入口１１８および出口１２０のそれぞれの外側端部１１９、１２１に配置されている。このフィッティングにより、入口１１８および出口１２０と他の流体フロー手段（例えば、パイプ、ホースまたはチューブ）との接続が可能となり、続いて、この流体フロー手段によって、供給源５０またはレザバ１５０とそれぞれ結合する。
【００１５】
入口１１８および出口１２０の断面積は、タンク１１０を通過する所望の流速を達成するのに十分な大きさにする。例示的な実施形態では、入口１１８および出口１２０の断面積は、流速が０リットル／分〜５０リットル／分であるような大きさにする。図１に示す入口１１８および出口１２０の位置は例示であり、入口１１８および出口１２０は、異なる位置にあってもよい。例えば、入口１１８および出口１２０のいずれか一方あるいは両方が、実施形態の範囲から逸脱することなく、タンク１１０の上部１１６または底部部材１１２に近接した位置であってもよい。さらに、出口１２０を通してタンクから液体１３０がオーバーフローするように出口１２０を形成および配置する実施形態もいくつかある。これらの実施形態では、出口１３０は、水吐き口（スピルウェイ）と機能および形状が似ている。
【００１６】
図１では、適切な支持構造体１４０でタンク１１０の内部にウエハＷを配置する。支持構造体１４０は、ウエハＷの実質的に全ての外側表面の周りに液体１３０が自由に流れ得るように形成される。支持構造体１４０は、液体１３０と反応しない材料から形成されるものであり、なおかつ液体の存在下で汚染物質を放出しないものであり、反応性のない材料の層（例えば、テフロン（登録商標））でコーティングされていてもよい。図１の実施形態では、３つのウエハＷは、支持構造体１４０によってタンク１１０内に配置されるが、他の実施形態では、それよりも多くのまたは数個のウエハＷをタンク内に配置する。さらに、図１では、ウエハＷは、実質的に垂直な配列で支持構造体１４０によって配置されているように示されているが、その代わりに、この開示の範囲を逸脱することなく、ウエハＷは、異なる配向（orientation）で（例えば、図１および５に示すように、底部部材１１２に対して水平あるいは角度をつけて）支持されていてもよい。いくつかの実施形態では、支持構造体１４０は、タンク１１０と一体で形成されるが、他の実施形態では、支持構造体は、タンク１１０内に配置された別体の成分（コンポーネント）である。タンク１１０に液体１３０を充填する前または後のいずれかにおいて、ウエハＷを支持構造体１４０内に配置してもよい。タンク１１０が空であり、液体を含まない実施形態では、バキュームワンド（テフロンまたは他の適切な材料から作製された先端部（チップ）を有するワンドなど）によって、ウエハＷをタンク１１０内に配置してもよい。タンク１１０が実質的に液体１３０で満たされている実施形態では、テフロンまたはテフロンに似た材料でコーティングされたロボット効果器（ロボティック・エフェクタ）によって、タンク１１０内にウエハを配置してもよい。
【００１７】
ここで図３および図４を参照すると、２種類の異なる形状のウエハが示されている。図３の実施形態では、工業上いつも行われるように、インゴットからのスライス加工でウエハＷとし、シリコン、ゲルマニウム、ヒ化ガリウムまたは他の適切な材料からウエハＷを作製することができる。あるいは、ウエハＷは、図４に示す通り、正方形または矩形であってもよい（例えば、太陽電池の製造に一般に使用されるタイプのもの）。他の実施形態では、異なる種類の複数の基板をシステム１００内で洗浄してもよい。基板は、その上に不純物が付着し得る表面を有するものであればどのような種類のものであってもよい。
【００１８】
ここで図５を参照すると、システム（装置）２００が示され、システム２００は、図１のシステム１００に類似するものであり、同様の符号を使用して、その類似する構成要素（コンポーネント）について言及する。システム２００は、概して、ウエハＷを異なる配置で位置決め（配置）する点、ならびに、ウエハＷを液体１３０内に沈めたり浸漬しない点でシステム１００とは異なる。システム２００では、ウエハＷをほぼ水平な向きで配置し、なおかつウエハＷを支持部材（サポートメンバ）１２７で支持する。支持部材１２７は、タンク１１０内の液体１３０の液面よりも上の位置でウエハＷを垂直に支持および配置する。いくつかの実施形態では、支持部材１２７を回転運動装置（例えば、モータ）に接続して、支持部材（すなわち、その上にウエハＷを配置するもの）が選択的に回転できるようにする。ある実施形態によると、支持部材１２７およびその上に配置されたウエハＷは、０ＲＰＭ（すなわち、静止状態）〜２０００ＲＰＭで回転することができる。
【００１９】
タンク１１０の入口１１８は、そこに延長部１２５が取り付けられ、延長部１２５は、ウエハＷの表面のほぼ幾何学上の中心に向けて液体を流せるような形状となっている。従って、延長部１２５は、液体１３０の流れの向きを決めて、液体１３０がウエハＷの表面と接触するようにしたものである。液体１３０は、ウエハＷの表面と接触した後、ウエハＷの表面から流れ落ち、タンク１１０内に回収され、その後、そこから出口１２０を通して流れる。さらに、システム１００で使用する液体の流速よりも遅い流速をシステム２００で使用してもよい。例えば、ウエハＷの表面を液体１３０で十分に濡らした後では、流速は、０リットル／分〜２リットル／分であってもよい。
【００２０】
図６は、ウエハの表面に付着する汚染物質の量を予測する方法３００を示すフロー図である。方法３００において、液体１３０中にウエハを浸漬することによって、ウエハＷを液体と接触させる。既知のシステムでは、典型的には、一定の期間（例えば、１〜１０分間）、ウエハをタンク内で洗浄する。ウエハを洗浄するのに使用する液体（例えば、水）の中に存在する汚染物質は、タンク内でウエハを洗浄する間に、ウエハの表面に付着する場合がよくある。上記で説明したように、洗浄の間にウエハの表面に付着する一定量の汚染物質が以下のように存在していてもよい。汚染物質はウエハＷの特性に悪影響を与えるが、既知の検出システム（例えば、誘導結合プラズマ質量分析法）では、このような量の汚染物質を検出することはできない。このような汚染物質の１つはニッケルであり、ニッケルがウエハＷの表面に存在すると、ウエハに付着するニッケルの量が既知のシステムで検出可能なレベルを下回る場合であっても、ウエハの特性に悪影響を与える。付着し得る他の汚染物質としては、ナトリウム、アルミニウム、カルシウム、チタン、クロム、鉄、コバルト、銅および亜鉛が挙げられる。また、既知のシステムで金属汚染物質の存在が一定の濃度未満であり検出できない場合であっても、他の金属汚染物質がウエハＷの物性に影響を与え得る場合もある。
【００２１】
本明細書中に記載のように、方法３００によれば、液体１３０に存在する汚染物混入（コンタミネーション）をかなり少ない量でも検出することができる。そうでなければ、既知のシステムではこのような汚染物混入を検出することはできない。例えば、既知のシステムでは、一般に、ウエハＷの表面の汚染物質の濃度が約２ｅ８原子／ｃｍ２（約２×ｅ８原子／ｃｍ２）よりも大きいものについてだけ検出することができる。以下に説明する方法３００では、汚染物質の濃度が実質的に２ｅ８原子／ｃｍ２（２×ｅ８原子／ｃｍ２）未満のものについても検出することができる。例えば、この方法３００では、汚染物質の濃度が１ｅ５原子／ｃｍ２（１×ｅ５原子／ｃｍ２）の範囲のものを検出することができる。
【００２２】
この実施形態の方法３００は、ブロック３１０からはじまり、ここでウエハＷをタンク１１０に配置する。タンク１１０を清掃した後にウエハＷをタンク内に配置してもよく、それによって汚染物混入のないタンクを確保してもよい。いくつかの実施形態では、タンク１１０を酸で洗浄してもよい。ウエハＷをタンク１１０内に入れ、ウエハ用の支持体でウエハＷをタンク１１０内に位置決め（配置）する。ここでは複数のウエハＷをタンク１１０内に配置することについて言及しているが、その代わりに、１つのウエハをタンク内に配置してもよい。タンク１１０内に複数のウエハＷを配置することによって、それに対応して、方法３００に従って得られるデータのサンプルが多く得られる。
【００２３】
ブロック３２０では、タンク１１０を通して、液体１３０を流し始める。この実施形態では、液体１３０は水である。他の実施形態では、液体１３０は、任意の適切な液体（溶媒など）であってもよい。まず、入口１１８を通して、液体１３０をタンク１１０内に流す。最初に、液体１３０を濾過して、その後に、入口１１８を通してタンク１１０に液体を入れてもよい。１つの実施形態では、液体１３０（例えば、水）は、濾過してもよく、その結果、十分に低いレベルの汚染物質を含む超純水と呼ばれる水（すなわち、１パーツ・パー・トリリオン（ｐｐｔ）未満の何らかの金属汚染物質を含む水）としてもよい。液体１３０をタンク１１０に流すと、液体の高さ（レベル）が上昇し、最終的にタンクの出口１２０の高さ（レベル）にまで達する。次に、液体１３０は、出口１２０を通してタンク１１０から流出する。次いで、液体１３０は、タンク１１０から流出した後、廃棄してもよいし、再利用してもよい。また、上記の通り、タンク１１０を液体１３０で満たした後に、ウエハＷをタンク１１０内に配置してもよい。
【００２４】
ブロック３３０では、予め決められた期間にわたって、タンク１１０を通して液体１３０を流し続ける。いくつかの実施形態では、この予め決められた期間を浸漬時間と称する。多数の因子（ファクター）に従って、この予め決められた期間を選択してもよい。例えば、ウエハＷの表面における汚染物質の検出限界が２ｅ８原子／ｃｍ２（２×ｅ８原子／ｃｍ２）である場合、この予め決められた期間を選択して、ウエハＷの表面に付着する汚染物混入の量がその検出限界レベルを超え得るようにしてもよい。いくつかの実施形態によると、この予め決められた期間は、通常の洗浄時間よりも約１００〜１５０倍長い。従って、洗浄時間が５分間であると、この予め決められた期間は、５００〜１０００分間の範囲内である。１つの実施形態では、この予め決められた期間は、７５０分間である。
【００２５】
ブロック３４０では、タンク１１０を通る液体１３０の流れを止める。液体１３０の流れを止めた後、この液体を排出してもよいし、あるいはタンクから除去してもよい。次いで、ウエハＷを乾燥して、表面に存在し得る残渣の液体１３０を除去するようにしてもよい。別の実施形態では、ウエハＷをタンク１１０から取り出してもよいが、このとき、液体はまだタンク内に存在するので、ウエハをこの液体に少なくとも部分的に浸漬した後にウエハを取り出してもよい。この実施形態では、上記と同じ種類のロボット機構（ロボティック・メカニズム）を用いて、タンク１１０からウエハＷを取り出してもよい。
【００２６】
ブロック３５０では、ウエハＷの表面に付着する汚染物質の量を決定する。様々な方法を使用して、ウエハＷの表面に付着する汚染物質の量および／または濃度を決定してもよい。例えば、誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ）を使用してウエハＷの表面を分析して、方法３００の間にウエハに付着する汚染物質の量および／または濃度を決定してもよい。汚染物質の濃度は、ウエハ表面の所定の面積に付着する汚染物質の原子数として示してもよい（例えば、１ｃｍ２あたりの原子数）。他の実施形態では、異なる方法を使用して、ウエハＷの表面に付着する汚染物質の量および／または濃度を決定してもよい（例えば、全反射蛍光Ｘ線分析法（ＴＸＲＦ））。
【００２７】
ブロック３６０において、ブロック３３０で予め決められた期間よりも短い期間にわたってウエハＷの表面に付着する汚染物質の量を予測する。ある実施形態では、この予め決められた期間よりも短い期間は、ウエハＷの典型的な洗浄時間（例えば、１〜１０分間）である。ある実施形態では、この典型的な洗浄時間が５分間であり、この予め決められた期間が７５０分間である。
【００２８】
いくつかの実施形態において、ブロック３１０〜３５０で行われる工程は、汚染物混入のベースラインレベルを確立するため、あるいは、予測した汚染物混入のレベルを確かめるためだけに実施してもよい。ブロック３５０で決定を一度行うと、ウエハをこの液体中で洗浄するごとに毎回独立して、ブロック３６０で行う予測を実施してもよい。つまり、ブロック３５０で行う決定は、ブロック３６０での予測を行うごとに毎回実施する必要はない。あるいは、ブロック３１０〜３５０で行われる工程を実施して、洗浄システムを較正してもよく、この洗浄システムで洗浄された各ウエハについて、ブロック３６０で行う予測を実施する。
【００２９】
ウエハＷの表面への汚染物混入の付着の割合（速度）がほぼ直線的（一次関数）であると仮定する。つまり、このような線形補間法を使用して、典型的なウエハの洗浄時間にわたってウエハの表面に付着する汚染物質の量および／または濃度を予測または決定する。例えば、ある実施形態では、７５０分間でウエハの表面に付着したのは２ｅ１０原子／ｃｍ２（２×ｅ１０原子／ｃｍ２）であり、ウエハＷの洗浄時間は５分間である。従って、ブロック３５０で決定した汚染物質の濃度と、典型的な洗浄時間（例えば、５分間）／予め決められた期間（例えば、７５０分間）の比とを積算することによって、ウエハＷの表面に付着する汚染物混入の濃度を決定する。従って、この実施形態では、典型的な洗浄の間にウエハの表面に付着する汚染物質の濃度を１．３３ｅ８原子／ｃｍ２（１．３３×ｅ８原子／ｃｍ２）であると決定する。従って、線形補間法は、このように以下の方程式で示される。
ｃ＝（Ｔｒ／Ｔｐ）×Ｅｃ
式中、
ｃは、ウエハＷの典型的な洗浄の間にウエハの表面に付着する汚染物質の濃度であり、
Ｔｒは、典型的なウエハの洗浄にかかる期間（時間の長さ）であり、
Ｔｐは、予め決められた期間であり、
Ｅｃは、ブロック３５０で決定した汚染物質の濃度である。
【００３０】
他の実施形態では、表面Ｗへの汚染物混入の付着の割合（速度）は、一般に、直線的（一次関数）ではない。これらの実施形態では、方法３００を数回繰り返してもよく、毎回、予め決められた期間を変更してもよい。従って、汚染物質の濃度レベルの値と、それに対応する予め決められた期間の値との組み合わせを多数決定する。次いで、これらの値の組み合わせを数値補間法（任意の回数）にあてはめて、ウエハＷのその表面への汚染物質の付着の割合（速度）を決定してもよい。次いで、決定した付着の割合（速度）をウエハの洗浄時間（その量に到達するまでの時間）および／またはウエハの表面に付着する汚染物質の濃度と積算してもよい。
【００３１】
従って、上記の方法３００によって、液体１３０中の汚染物質の量を検出することができ、この量は、既知のシステムによって検出可能な量よりもずいぶん低い量である。既知のシステムにおいて、最も感度の高いＩＣＰ−ＭＳ法でも検出限界の下限は約０．１ｐｐｔである。従って、液体１３０中の汚染物質の存在およびウエハＷの表面における汚染物質の存在は、この方法３００によって検出することが可能であり、汚染物質の量が既知のシステムでの検出可能な量よりもずいぶん低くても、検出可能である。
【００３２】
図７は、ウエハの表面に付着する汚染物質の量を予測する方法４００を示すフロー図である。この方法４００では、液体１３０がウエハＷの表面と接触するようにその流れ（フロー）を向けることによって、ウエハＷを液体と接触させる。この方法４００は、概して、上記の方法３００と同様である。ただし、方法４００では、ウエハに向けて液体を流すことが方法３００とは異なる。いくつかの実施形態では、上記のシステム１００またはシステム２００とともに、この方法４００を使用する。この実施形態の方法４００は、ブロック４１０からはじまり、ここでタンク１１０にウエハＷを配置する。タンク１１０を清掃した後にウエハＷをタンク内に配置してもよく、汚染物混入のないタンクを確保してもよい。いくつかの実施形態では、タンク１１０を酸で洗浄してもよい。ウエハＷをタンク１１０内に入れ、支持部材１２７でウエハをタンク内に位置決め（配置）する。
【００３３】
ブロック４２０でウエハＷの表面に液体１３０を流しはじめる。この実施形態では、液体１３０は水である。他の実施形態では、液体１３０は、任意の適切な液体（溶媒など）であってもよい。まず、入口１１８を通してタンク１１０内に液体１３０を流す。最初に、液体１３０を濾過した後に、入口１１８を通してタンク１１０に液体を入れてもよい。ある実施形態では、液体１３０（例えば、水）を濾過して、汚染物質のレベルが十分に低く、超純水と呼ばれるものとなるようにしてもよい。入口１１８に接続した延長部１２５によって、液体１３０をウエハＷの表面に向けて流してもよい。ウエハＷの表面の全域にわたって液体を流した後、液体１３０は、次いで、タンク１１０内に流れる。次に、液体１３０は、出口１２０を通って、タンク１１０から流出する。次いで、液体１３０をタンク１１０から廃棄してもよく、タンク１１０から流出した後に再使用してもよい。別の実施形態では、ウエハＷの表面に液体を流しながらウエハＷを支持部材１２７で回転させてもよい。
【００３４】
ブロック４３０では、予め決められた期間にわたって、ウエハＷの表面に液体１３０を流し続ける。例えば、ウエハＷの表面での汚染物質の検出の限界値が２ｅ８原子／ｃｍ２（２×ｅ８原子／ｃｍ２）である場合、この予め決められた期間を選択して、ウエハＷの表面に付着する汚染物の量がその検出限界レベルを超え得るようにしてもよい。いくつかの実施形態によると、この予め決められた期間は、通常の洗浄時間よりも長く、その約１００〜１５０倍である。洗浄時間が５分間であると、この予め決められた期間は、従って、５００〜１０００分間の範囲内である。１つの実施形態では、この予め決められた期間は７５０分間である。
【００３５】
ブロック４４０では、ウエハＷの表面に液体１３０を流すのを止める。液体１３０の流れを止めた後、この液体を排出してもよく、あるいは、タンクから液体を除去してもよい。次にウエハＷを乾燥し、その表面に存在し得る残渣の液体１３０を除去するようにしてもよい。
【００３６】
ブロック４５０では、ブロック３５０で上記で記載した方法と同様の方法または同じ方法でウエハＷの表面に付着する汚染物質の量を決定する。ブロック４６０では、ブロック４３０において予め決められた期間よりも短い期間にわたって、ウエハＷの表面に付着する汚染物質の量を予測する。ある実施形態では、この予め決められた期間よりも短い期間は、ウエハＷの典型的な洗浄時間（例えば、１〜１０分間）である。ある実施形態では、この典型的な洗浄時間は５分間であり、この予め決められた期間は７５０分間である。ブロック４６０で行う予測は、ブロック３６０で上記で記載した方法と実質的に同様の方法または同一の方法で行う。
【００３７】
従って、上記の方法４００によって、液体１３０内の汚染物質の量の検出が可能となり、既知のシステムで検出可能な量よりもずいぶん低い量での検出が可能となる。従って、液体１３０内の汚染物質の存在およびウエハＷの表面における汚染物質の存在を検出することが可能であり、汚染物質の量が既知のシステムで検出が可能な量よりもずいぶんと低い量であっても、検出することができる。
【００３８】
図８は、基板の表面に付着する汚染物質の量を予測する方法５００を示すフロー図である。方法５００は、概して、上記の方法３００と同様である。ただし、方法５００は、ウエハではなく、方法５００が基板の表面に付着する汚染物質を予測するのに使用される点で、方法３００とは異なる。この方法５００は、ウエハＷの表面に付着する汚染物質の量を用いて、基板の表面に付着する汚染物質の量を予測する。この方法５００は、基板に付着する汚染物質の量を予測するのに有用であり、典型的な汚染物質の試験方法（例えば、ＩＣＰ−ＭＳ）では不適切となる物性を有し得る基板の場合に有用である。それは、これらの試験方法では酸や他の薬品を使用するからである。このような基板の例としては、石英、サファイア、ゲルマニウム、または典型的な汚染物質の試験方法に不適切な任意の他の物質を含むものが挙げられる。ウエハを使用して、この実施形態の基板の表面に付着する汚染物質の量を予測するが、このウエハの代わりに別の基板を使用してこの目的を達成してもよい。さらに、また、この方法５００を使用して、ウエハＷを入れる水中の金属含量を決定する。
【００３９】
本明細書中、方法５００をシステム１００とともに使用すると記載するが、この方法は、システム１００あるいは上記のシステム２００とともに使用してもよい。従って、ウエハＷを液体１３０に沈めてもよく、あるいは、ウエハＷの表面を液体１３０の流れ（フロー）と接触させてもよい。
【００４０】
この実施形態の方法５００は、ブロック５１０からはじまり、ここでタンク１１０にウエハＷを位置決め（配置）する。上記のような適切なバキュームワンドでタンク内にウエハＷを配置してもよい。タンク１１０を洗浄した後にウエハＷをタンク内に配置し、汚染物混入のないタンクを確保してもよい。いくつかの実施形態では、タンク１１０を酸で洗浄してもよい。ウエハＷをタンク１１０内の支持部材１４０に配置する。
【００４１】
ブロック５２０でウエハＷの表面に液体１３０を流しはじめる。この実施形態において液体１３０は水である。他の実施形態では、液体１３０は、任意の適切な液体（溶媒など）であってもよい。まず、入口１１８を通してタンク１１０に液体１３０を流す。最初に、液体１３０を濾過した後、入口１１８を通してタンク１１０に液体を入れてもよい。ある実施形態では、液体１３０（例えば、水）を濾過し、その汚染物質のレベルを十分に低くして、超純水と呼ばれるようにしてもよい。次いで、出口１２０を通して、タンク１１０から液体１３０を流出させる。次に、液体１３０をタンク１１０から流出させた後、液体を廃棄または再使用してもよい。
【００４２】
ブロック５３０では、一定の予め決められた期間にわたって、タンク１１０に液体１３０を流し続ける。例えば、ウエハＷの表面への汚染物質の検出限界値が、２ｅ８原子／ｃｍ２（２×ｅ８原子／ｃｍ２）である場合、この予め決められた期間を選択して、ウエハＷの表面に付着する汚染物混入の量がこの検出限界レベルを超え得るようにしてもよい。いくつかの実施形態によると、この予め決められた期間は、通常の洗浄時間よりも長く、その約１００〜１５０倍である。洗浄時間が５分間であると、この予め決められた期間は、従って、５００〜１０００分間の範囲内である。ある実施形態では、この予め決められた期間は、７５０分間である。
【００４３】
ブロック５４０では、タンク１１０に液体１３０を流すのを止める。液体１３０の流れ（フロー）を止めた後、タンク１１０からこの液体を廃棄あるいは除去してもよい。次いで、ウエハＷを乾燥して、その表面上に存在し得る残渣の液体１３０を除去するようにしてもよい。
【００４４】
ブロック５５０では、ブロック３５０またはブロック４５０で上記に記載の方法と同様の方法または同じ方法によって、ウエハＷの表面に付着する汚染物質の量を決定する。ブロック５６０では、ブロック５３０で予め決められた期間よりも短い期間にわたって、基板の表面に付着する汚染物質の量を予測する。ある実施形態では、この予め決められた期間よりも短い期間は、基板の典型的な洗浄時間（例えば、１〜１０分間）である。ある実施形態では、この典型的な洗浄時間は５分間であり、この予め決められた期間は７５０分間である。ブロック５６０で行われる予測は、ブロック３６０において上記に記載の方法と実質的に類似する方法または同一の方法によって行われる。
【実施例】
【００４５】
（実験データ）
図９〜１１では、グラフの形式で実験データを例示する。これらのグラフは、概して、予め決められた時間（例えば、「浸漬（soak）時間」または「浸漬（immersion）時間」）においてウエハＷの表面に付着する様々な汚染物質の密度を示す。
【００４６】
図９において、グラフ６００は、コバルトおよび銅の密度を様々な浸漬（soak）時間との関数として示す。グラフ６００に示す通り、ウエハＷの表面のコバルトおよび銅の密度は、浸漬時間が増加するにつれて、ほぼ一次関数の様式で増加する。
【００４７】
図１０および図１１のグラフ７００、８００に示すデータは、そのいくつかは、それぞれ、汚染物質を含む溶液を用いて、ウエハを浸漬した水を「スパイク（spiking））」することによって得られた。異なる浸漬（immersion）時間のそれぞれについて、３つのデータ値を示す。第１のデータ値を「ブランク」と称し、これは、汚染物質を含む溶液による水のスパイクを行わなかった場合を示す。しかし、スパイクしなかった水の場合であっても、比較的低いバックグラウンド（背景）レベルの汚染物質が水中に存在していた。第２のデータ値は、汚染物質を含む溶液（６０ｐｐｑ（パーツ・パー・クアドリリオン）の汚染物質濃度）を用いて水をスパイクした場合を示す。第３のデータ値は、汚染物質を含む溶液（６００ｐｐｑ（パーツ・パー・クアドリリオン）の汚染物質濃度）を用いて水をスパイクした場合を示す。
【００４８】
図１０のグラフ７００は、ニッケルを含む３種類の溶液について、ウエハＷの表面でのニッケルの密度を様々な浸漬（immersion）時間との関数として示す。ウエハＷの表面のニッケルの密度は、ニッケル６００ｐｐｑ（パーツ・パー・クアドリリオン）の溶液に関しては、浸漬（immersion）時間が増加するにつれて、ほぼ一次関数の様式で増加する。
【００４９】
図１１（グラフ８００）は、クロムを含む３種類の溶液について、ウエハＷの表面でのクロムの密度を様々な浸漬時間との関数として示す。また、第１のデータ値を「ブランク」と称し、これは、汚染物質を含む溶液で水をスパイクしなかった場合を示す。グラフ８００に示す通り、クロム６００ｐｐｑ（パーツ・パー・クアドリリオン）の溶液については、浸漬（immersion）時間が増加するにつれて、ウエハＷの表面でのクロムの密度は、ほぼ一次関数の様式で増加する。
【００５０】
本発明またはその実施形態（単数または複数）の構成要素（成分、エレメント）を説明する際、冠詞「ある〜（a）」、「ある〜（an）」、「前記の〜、この〜（the）」および「前記の〜（said）」は、１またはそれよりも多くの構成要素が存在することを意味することを意図する。用語「含む（含有する、備える、包含する、挙げられる）（comprising）」、「含む（含有する、備える、包含する、挙げられる）（including）」、「有する（having）」は、包含的であることを意図し、記載した構成要素以外の他のさらなる構成要素が存在していてもよいことを意味する。
【００５１】
本発明の範囲から逸脱することなく様々な変更が上記構成でなされ得るが、その意図するところは、上記説明に含まれ添付の図面に示されるすべての事項は、例示的であり、限定的な意味はないと解釈されるべきであることである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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