(57)【要約】【課題】シリコンウエーハのエッチング剤として使用できるレベルにまで鉄分およびニッケル分を除去した高純度の苛性ソーダ水溶液を、低コストで工業的に製造する方法を提供すること。【解決手段】苛性ソーダ水溶液を硝酸に浸漬処理して賦活した活性炭と接触させて、その含有鉄分を２００ｐｐｂ以下に、ニッケル分を２０ｐｐｂ以下になるまで除去することを特徴とするウエーハエッチング用高純度苛性ソーダ水溶液の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
苛性ソーダ水溶液を硝酸に浸漬処理して賦活した活性炭と接触させて、その含有鉄分を２００ｐｐｂ以下に、ニッケル分を２０ｐｐｂ以下になるまで除去することを特徴とするウエーハエッチング用高純度苛性ソーダ水溶液の製造方法。
【請求項２】
苛性ソーダ水溶液に微量含まれる鉄分およびニッケル分を除去する方法に供する活性炭の賦活方法おいて、活性炭を硝酸に浸漬処理することを特徴とする活性炭の賦活方法。
【請求項３】
活性炭の炭素材料が椰子殻であることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、食塩の電解によって製造される苛性ソーダに含まれる鉄分およびニッケル分を除去して、シリコンウエーハのエッチング用として好適な苛性ソーダ水溶液を製造する方法、およびその方法に供する活性炭の賦活方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、シリコンウエーハのエッチングは混酸（弗酸＋硝酸＋酢酸）から取り扱いのやさしい苛性ソーダ水溶液に転換が進もうとしている。しかし、苛性ソーダは食塩の電解によって製造されるが一般的に数ｐｐｍの鉄分、ニッケルなどを含有しており、これら鉄分、ニッケルなど金属分はエッチングするときに、シリコンウエーハに浸透して表面に残存し電気特性を変化させるため、これらを含む苛性ソーダ水溶液は、エッチング剤として使えないのが現実である。
【０００３】
苛性ソーダ水溶液をシリコンウエハーエッチング用に供するためには、含有鉄分を２００ｐｐｂ以下に、またニッケル分を２０ｐｐｂ以下に低減しなければならない。
ところで、苛性ソーダ水溶液の精製方法として、活性炭を利用する方法が知られている。しかし、苛性ソーダ水溶液の精製に活性炭をそのまま利用してもシリコンウエハーのエッチング用の要求を満足する程度まで不純物の金属分、特に鉄分の含有量を低減することはできない。
活性炭は通常次のように製造される。炭素材料を炭化した後、７００℃から９００℃の水蒸気で賦活され、次いで、希塩酸に浸漬して活性炭に含まれるアルカリ成分を除去し、水洗した後、乾燥してあるいはそのままの状態で製品として出荷される。
【０００４】
苛性ソーダ水溶液の精製に活性炭を利用した例として、特開昭５２−５２８９８号公報（特許文献１）には活性炭を用いて苛性ソーダ水溶液に含まれる鉄分を除去し次亜塩素酸ソーダの製造に不具合の発生しないようにする方法が開示されている。この特開昭５２−５２８９８号公報には苛性ソーダ水溶液を活性炭層に通過させることで不純物として含まれる鉄分が除去できることを開示しているのであるが、活性炭表面に析出し凝集した鉄分を濾過して除去されるとしており、活性炭に特段の吸着能力を付与したものではない。
また、苛性ソーダ水溶液に含まれる金属不純物を除去し精製する方法として、特開２００２−３１７２８５号公報（特許文献２）には、陽イオン交換膜を用いた苛性ソーダ水溶液の電解による精製方法が開示されている。この方法によれば、苛性ソーダ水溶液中の金属不純物は１０ｐｐｂ以下にできるとされている。しかし、この方法は設備投資が高額になるために精製コストが高くなるという欠点がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭５２−５２８９８号公報
【特許文献２】
特開２００２−３１７２８５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、こうした実情の下に、賦活した活性炭を利用して、シリコンウエーハのエッチング剤として使用できるレベルにまで鉄分およびニッケル分を除去した高純度の苛性ソーダ水溶液を、低コストで工業的に製造する方法を提供することを目的とするものであり、また、その方法に供するための活性炭の賦活方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討した結果、活性炭を硝酸に浸漬処理することで、苛性ソーダ水溶液に微量含まれる鉄分、ニッケル分など金属分を、特に鉄分を極めて高度に除去する能力を付与できるとの知見を得て、本発明に至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、
（１）苛性ソーダ水溶液を硝酸に浸漬処理して賦活した活性炭と接触させて、その含有鉄分を２００ｐｐｂ以下に、ニッケル分を２０ｐｐｂ以下になるまで除去することを特徴とするウエーハエッチング用高純度苛性ソーダ水溶液の製造方法、
（２）苛性ソーダ水溶液に微量含まれる鉄分およびニッケル分を除去する方法に供する活性炭の賦活方法おいて、活性炭を硝酸に浸漬処理することを特徴とする活性炭の賦活方法、
（３）活性炭の炭素材料が椰子殻であることを特徴とする前記（１）または（２）に記載の方法、
に関する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明においては、シリコンウエーハのエッチング用苛性ソーダ水溶液の製造に使用する活性炭を硝酸に浸漬処理することが重要である。
活性炭を他の鉱酸、例えば硫酸、塩酸に浸漬処理しても十分な吸着能の得ることはできない。
活性炭の硝酸による浸漬処理は、実質的に活性炭が硝酸に接触すればよく、充填塔に充填したままの状態で硝酸を通液してもよい。処理温度は室温でもよい。硝酸浸漬処理の後、純水洗浄を行い、活性炭表面の水分を除去した状態あるいは乾燥した状態で、苛性ソーダ水溶液の精製に供される。
【００１０】
本発明において硝酸に浸漬処理された活性炭を苛性ソーダ水溶液と接触させることにより、そこに含まれていた鉄分を２００ｐｐｂ以下に、またニッケル分を２０ｐｐｂ以下にまで精製することができる。本発明で使用する活性炭の炭素材料は椰子殻やフェノール樹脂、ピッチや石炭等いずれでもよいが椰子殻が好ましい。活性炭は粒状、繊維状など種々の形状のものを使用することができる。本発明の硝酸は金属不純物のないものであることが望ましいが工業用途の硝酸でもよい。
【００１１】
苛性ソーダ水溶液と活性炭との接触は、特に制限はなくどのような方法でもよいが、活性炭を充填した充填塔に苛性ソーダ水溶液を連続式にまたはバッチ式に通液する方法が好ましい。また、その際、接触時間を３０分以上とするのが好ましい。
【００１２】
【実施例】
以下に実施例を用いて本発明を詳細に説明する。
実施例１〜２
活性炭を５０ｃｃ、賦活剤１００ｃｃをポリエチレン製の瓶に入れて６０分間浸漬する。
賦活剤を活性炭から分離し３倍量の純水で活性炭を洗浄し８０〜１００℃で熱風乾燥する。
乾燥した活性炭７ｇを鉄分３０００ｐｐｂおよびニッケル分４０ｐｐｂ含む苛性ソーダ水溶液５０ｃｃに４時間撹拌しながら浸漬する。処理を終えた苛性ソーダ水溶液は活性炭から分離して鉄分およびニッケル分濃度を発光プラズマ分析装置（ＩＣＰ）で測定する。
活性炭はクラレコールＧＬＣを用いた。
【００１３】
【表１】
2005001955.tif 000002
【００１４】
このように、硝酸に浸漬処理した活性炭は苛性ソーダ水溶液に含まれる鉄分およびニッケル分の除去率が極めて高いことが分かる。
【００１５】
実施例３
濃度６．５モル／リットルの硝酸をポリエチレン製の瓶に入れた活性炭が浸るまで注ぎ、６０分間浸漬処理をする。浸漬後、硝酸を除去し純水で充分洗浄した後８０〜１００℃で熱風乾燥する。
こうして得られた活性炭１４ｇを直径２０ｍｍ、長さ３３０ｍｍの石英ガラス製カラムに充填し、下部から３４００ｐｐｂの鉄分を含む４８％苛性ソーダ水溶液２００ｃｃを４ｃｃ／ｍｉｎ．で循環接触し、所定時間毎に苛性ソーダ水溶液に含まれている鉄分濃度をＩＣＰで測定する。
活性炭はクラレコールＧＬＣを使用した。こうして処理した結果を表２に示す。
【００１６】
【表２】
2005001955.tif 000003
このように、硝酸で処理することにより、苛性ソーダ水溶液に含まれる不純物の金属分、特に鉄分の除去能力が著しく向上することが明らかである。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば活性炭の鉄分、ニッケル分等の金属分、特に鉄分の吸着能力が大幅に向上するので、低コストでシリコンウエーハのエッチングに好適な高純度の苛性ソーダ水溶液を製造できるようになる。