●半導体薬液用容器に適した高密度ポリエチレン
高分子材料研究所

モールドグループ

石原西川
山野

広崇
弘昌
直樹

伴い、200L ドラムでは耐薬品性の要求が高まってき1．はじめにた。

半導体製造プロセスはウェハ洗浄やエッチングなど

本稿では、200L ドラムおよび IBC 向けに新規開発複数の工程から構成され、各工程において各種の薬液した高密度ポリエチレンについて報告する。なお、本が使用されている。薬液の純度が低い場合、薬液中の技術は、半導体洗浄薬液用容器の品質向上により、産不純物によりウェハの回路に欠陥が生じ製品の歩留ま業と技術革新の構築に貢献することを目指す。

りが悪化するため、高純度な薬液が必要とされている。
半導体の集積度は年々向上しており、薬液だけでなく、貯蔵や運搬の役割を担う薬液容器の品質要求も厳しくなってきている。

2．半導体薬液用容器用グレード開発［1］開発ターゲット

薬液容器は、一般に、高密度ポリエチレン容器やフッ半導体洗浄薬液に使用される容器は単層構造から多素樹脂容器が使用されている。薬液容器の品質を評価

層構造を有する容器に移行しており、多層ブロー成形する指標として薬液中の微粒子や金属分の測定が行わにより製造される。多層ブロー容器は、各層に要求されている。この微粒子や金属分の発生源として高密度れる性能を付与できることを特長とする。半導体洗浄ポリエチレン容器では、ポリマーからの低分子量成分

薬液用容器については、容器内層は接液することからや添加剤および触媒に由来する金属成分が考えられてクリーン性や耐薬品性などが求められる。一方、容器いる。当社では、半導体洗浄薬液用容器向けに、微粒外層は耐候性や耐衝撃性などが求められる（図２）。

子や金属分の低減を図った高密度ポリエチレンを開発

開発ターゲットは、半導体洗浄薬液用多層 200L ド1）した 。

ラムおよび多層 IBC の内層用の高密度ポリエチレン2-3）に伴い、薬液の種類およとした。当社は、既存半導体洗浄薬液向け 200L ドラ

び使用量が増加している。また、半導体洗浄用薬液のム用グレード NH8D01A 並みの高クリーン性および、純度向上に伴って、薬液用容器に要求される不純物の既存一般薬液向け IBC 用グレード NH9730 並みの耐低減も求められている。半導体洗浄薬液用容器は、薬薬品性を併せ持つ、グレードを開発することを目指し液使用量の増加や容器の運搬効率の観点から、従来の（図３）、樹脂設計および製造プロセスの最適化により、20L 以下の小型容器や 200L ドラムに加え、1,000L コ

新規半導体洗浄薬液容器用グレードを開発した。

近年、半導体市場拡大

ンテナ（IBC；Intermediate Bulk Containers）の需要が顕在化してきた（図１）。また薬液の種類の増加に
外層：着色樹脂
耐候性、耐衝撃性など

薬液

薬液

小型容器

200L ドラム

図１

内層：ナチュラル樹脂
クリーン性、耐薬品性など

1,000L コンテナ（IBC）

薬液容器

図２

半導体洗浄薬液用多層容器の要求特性

99

TOSOH Research & Technology Review Vol.65（2021）

高［3］耐薬品性開発品

NH9730近年の半導体洗浄用薬液の多様化により、200L ド耐薬品性

ラムおよび IBC は耐薬品性の向上が求められており、耐ストレスクラッキング性（ESCR）が高いことが必要である。開発品の ESCR は、樹脂設計を最適化する
NH8D01A

ことにより、既存一般 IBC 用グレード NH9730 と同低等の 2,000 時間を超えており、耐薬品性に優れる。
少図３

微粒子数

多表１

半導体薬液用容器用グレードの開発目標

評価樹脂
開発品
NH8D01A
NH9730［2］微粒子、金属分
当社は 2019 年 8 月、フィルターを通した外気を導入したクリーン加工室と洗浄度が Class 6（ISO 14644ESCR
ESCR［h］＞2,000160＞2,000− 1）で制御された評価機器室を兼ね備えたカスタマーラボを新設した。クリーン加工室に設置したブロー成［4］成形性

形機には Class 7（ISO 14644 − 1）で制御されたクリー成形性の指標として、開発品の溶融張力を図６に示ンブースを付帯、評価機器室には超純水製造装置と 0.1す。多層 200L ドラムおよび多層 IBC の成形では、ブμ m 以上の微粒子数が計測可能なパーティクルカウ

ロー成形時のパリソン重量が重いため、高い溶融張力ンタを設置しており、半導体洗浄薬液用容器の成形おが必要とされる。開発品の溶融張力は NH8D01A と同よび成形容器のクリーン性評価が可能である。

等であり、NH9730 よりもわずかに劣るものの、外層開発品、既存半導体洗浄薬液向け 200L ドラム用グに溶融張力の高い高密度ポリエチレンを使用すること

レード NH8D01A および既存一般薬液向け IBC 用グ

で多層 200L ドラムおよび多層 IBC の成形が可能であ

レード NH9730 容器を同一条件でブロー成形し、約る。

1 ヶ月静置保管後の充填水中の微粒子数を測定した結果、開発品の微粒子数は NH8D01A と同等であった（図≧0.1μｍ微粒子数［個／mL］り（図５）、開発品は高いクリーン性を有していた。
1000200
溶融張力［mN］４）。また、金属分についても NH8D01A と同等であ

800

150
100500600400

開発品

図６NH8D01A

NH9730

溶融張力（190℃）

2000開発品

NH8D01A

図４微粒子数NH9730［5］開発品の物性開発品の物性値を表２に示す。樹脂設計技術および製造プロセス技術により、IBC 容器と 200L ドラム容器の成形が可能な高クリーン性と高耐薬品性を併せ持つ半導体洗浄薬液容器用グレードを開発した。

金属分［ppm］

2001503．まとめ

100500半導体洗浄薬液用の 200L ドラムおよび IBC の内層開発品

図５100

NH8D01A

金属分

NH9730に適した高密度ポリエチレンの開発検討により、既存の半導体洗浄用グレードでは達成されなかった、高クリーン性と高耐薬品性を併せ持つ半導体洗浄薬液容器

東ソー研究・技術報告表２
項目
HLMFR
密度
引張降伏応力
引張破壊応力引張破壊呼びひずみ
引張弾性率
曲げ弾性率
シャンピー衝撃強さ
デュロメータ D 硬度
荷重たわみ温度
溶融温度（DSC）
ESCR

試験法
JIS K 6922－1
JIS K 6922－1
JIS K 6922－1
JIS K 6922－2
東ソー法
JIS K 6922－2
東ソー法
JIS K 6922－2
JIS K 6922－2
JIS K 6922－2
JIS K 7215
JIS K 6922－2
JIS K 6922－2
JIS K 6922－2

第 65 巻（2021）

開発品の物性値

単位g ／ 10minkg ／ m3
MPa
MPa
MPa％％
MPa
MPa
kJ ／ m2
－℃℃h

用途

開発品
8.0
947
26
＜3241＞690
780
1,170
1,060
206880130＞2,000
半導体洗浄薬液用
多層 200L ドラム内層
多層 IBC 内層

NH8D01A
8.0957
29＞2644＞700
1,000
1,300
1,260
267084133160NH9730
5.594724－45－850960950266777127＞2,000

半導体洗浄薬液用
200L ドラム

一般薬液用
IBC

用グレードを開発した。
今後は、現行品および開発品の迅速な拡販のため、容器成形メーカーおよび薬液メーカーに対し、カスタマーラボを活用した技術サービスや新しい容器開発の支援をおこなっていく。また、当社の樹脂設計技術と製造プロセス技術を駆使し、より高性能な高密度ポリエチレンを開発し、一層の差別化を図っていく予定である。

参考文献
１）山本昭彦、中村賢一、東ソー研究・技術報告、
45、49 − 53（2001）２）富士経済、2018 年半導体材料市場の現状と将来展望
３）電子情報技術産業協会、2021 年春季半導体市場予測について

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