回収治具、及び当該回収治具を備えた汚染物回収装置
【課題】ウエハ外周部のみに液体を精度良く接触させることができる回収治具と、当該回収治具を備えることによって、ウエハ外周部の汚染物を簡易に効率良く回収することができる汚染物回収装置とを提供する。
【解決手段】本発明の汚染物回収装置に設けられた回収治具３０は、回収本体３１と制御手段３２とを備えている。制御手段３２は、回収本体３１の上部に螺着することで、液体を貯留した、回収本体３１の貯留部３４を密閉することができる。これにより、貯留部３４に貯留された液体を外部に露出するための、回収本体３１の貫通部３５に、ウエハを挿入した際、ウエハの外周部端面のみ液体を接触させることができる。
【解決手段】本発明の汚染物回収装置に設けられた回収治具３０は、回収本体３１と制御手段３２とを備えている。制御手段３２は、回収本体３１の上部に螺着することで、液体を貯留した、回収本体３１の貯留部３４を密閉することができる。これにより、貯留部３４に貯留された液体を外部に露出するための、回収本体３１の貫通部３５に、ウエハを挿入した際、ウエハの外周部端面のみ液体を接触させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回収治具、及び当該回収治具を備えた汚染物回収装置に関し、詳細には、ウエハ外周部端面のみに汚染物回収用の液体を精度良く接触させることができるとともに、接触させた液体を効率良く回収することができる回収治具と、当該回収治具によって、ウエハ外周部端面の汚染物を精度良く回収することができる汚染物回収装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
切断処理が施された直後のシリコンウエハ（以下、ウエハという）は、外周部端面のエッジ部が尖っているため、以後の取り扱い作業時に欠けが発生し、欠けたチップによってウエハ面が汚れたり、傷やクラックなどが発生したりして、半導体装置の歩留まり低下を招く。このため、一般的には、ウエハの外周部端面のエッジ部をベベリングホイールを用いて削り取るベベリング加工が施されている。
【０００３】
一方、半導体分野において集積回路の高集積化、小型化、高速化が進み、素材となるウエハに対する要求も厳しくなっており、上述したベベリング加工時のベベリングホイールからウエハ外周部端面への金属汚染が問題となっている。
【０００４】
これまで、ウエハの金属汚染を評価するための手法は数多く開発されている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、ウエハを薬液の入った浸漬容器に浸漬させることによって、ウエハ周辺領域中に含まれる微量金属不純物を薬液中に分解回収する構成が記載されている。具体的には、特許文献１の回収装置（不図示）には、図１０に示すように、上面中央長手方向に沿ってスリット状のウエハ浸漬部１１０を有する浸漬容器１０５が配設されている。浸漬容器１０５の薬液注入用穴１０９からマイクロピペットで薬液ｍが注入され、ウエハ浸漬部１１０が薬液ｍで満たされると、図示しない回転体に垂直に保持されているウエハＷのエッジ部が薬液ｍ中に浸漬される。そして、その状態でウエハＷを回転させることによって、ウエハＷの周辺領域の微量金量不純物を薬液ｍ中に分解回収する。
【０００６】
しかしながら、特許文献１の構成の場合、図１０に示すように、ウエハ表面にも薬液が接触するため、上述したウエハ外周部端面（べべリング面）のみの金属汚染の評価を行うことは困難である。
【０００７】
一方、特許文献２には、ウエハを略水平に保持した状態で、図１１に示す回収治具２３０に貯留された液体を接触させる構成が記載されている。回収治具２３０は、図１１（ａ）に示すように、筒状部２３１と、フランジ状に構成されている。貫通孔２３２の寸法及び配設位置は、貫通孔２３２から液体２０４が漏れ出るのを防止するために、適切に設定されている。筒状部２３１には、図１１（ａ）に示すように、液体を貯留可能な内部空間Ｈが設けられており、液体を内部空間Ｈに貯留すると、貯留されている液体２０４の一部が、筒状部２３１の側部に設けられた貫通孔２３２から雰囲気の空間に露出する液体２０４は、接触工程が終了すると、図１１（ｃ）に示すバイアル２３４に回収される。
【特許文献１】特開平１１−２０４６０４号公報（１９９９年７月３０日公開）
【特許文献２】特開２００５−２３６１４５号公報（２００５年９月２日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した特許文献２は、貫通孔２３２の寸法及び配設位置を適切に設定することによって、図１１（ｂ）に示す基板２０１を貫通孔２３２に挿入したときに、貫通孔２３２で露出している液体２０４を、基板２０１の側面のみに接触するように、すなわち、基板２０１の縁の表面には接触しない状況を実現していることが記載されている。しかしながら、上記の回収治具の構造では、基板の表面状態に影響を受けやすく、特に基板表面が親水性の場合は、基板と液体との接触範囲が変化して、液体が基板表面に流れてしまい、側面のみを分析することは困難である。また、例えばウエハ表面に形成された膜（例えば厚さ１００ｎｍのＳｉＯ２）について、ウエハ外周部（ベベリング面）の当該膜中の汚染状態を評価する場合、フッ化水素酸などで接触溶解して当該膜中に含まれる汚染物を回収する必要がある。しかしながら、特許文献２の内部空間Ｈにフッ化水素酸を貯留した場合、フッ化水素酸溶液がＳｉＯ２によって徐々にウエハ表裏面に引き出される虞がある。すなわち、特許文献２の回収治具では、ウエハ外周部の評価を精度良く実施することは事実上困難である。
【０００９】
そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ウエハ外周部のみに液体を精度良く接触させることができる回収治具と、当該回収治具を備えることによって、ウエハ外周部の汚染物を簡易に効率良く回収することができる汚染物回収装置とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る、基板に液体を接触させて当該基板に付着した汚染物を分析するための汚染物回収装置に配設される回収治具は、上述した課題を解決するために、上記液体を貯留する貯留部、及び上記貯留部と外部とを連通し、且つ上記貯留部に貯留されている液体の一部を外部に露出させて上記基板に付着させるように構成された貫通部が設けられており、上記貫通部にて基板と貫通部に露出した液体とが接触したときの、基板への液体の接触範囲を制御する制御手段が、取り外し可能な状態で配されていることを特徴としている。
【００１１】
上記の構成を備えた回収治具を、基板の汚染物を回収するための汚染物回収装置に用いることによって、基板（例えば、ウエハ）の特定の領域のみに、液体を精度よく接触させることができる。そのため、上述した従来技術で実現困難であったウエハ外周部のみへの接液も、精度よく実現させることが可能となる。
【００１２】
具体的には、本発明に係る回収治具によれば、上記制御手段が取り外し可能な状態で取り付けられている。これにより、基板の特定範囲、すなわち汚染物の回収・分析を実施すべき領域のみに液体が接触するように、上記貫通部において上記基板と当該貫通部に露出した上記液体とが接触したときの基板への液体の接触範囲を制御することができる。
【００１３】
すなわち、本発明の上記構成によれば、従来実施困難であった基板の外周部のみへの接液を、精度良く実施することができる。尚、ここで、基板の外周部とは、ウエハをベベリング加工することによって生じた（ウエハの）ベベリング面に相当する。
【００１４】
また、本発明によれば、基板の表面状態に左右されることなく、接触溶解によって上記基板の特定部分の膜中に含まれる汚染物を、精度良く回収・分析することができる。具体的には、本発明によれば、ウエハ表面に形成された膜（例えば厚さ１００ｎｍのＳｉＯ２）を、上述したようにフッ化水素酸などで接触溶解する場合であっても、上記制御手段を具備することによって、フッ化水素酸がウエハ外周部以外の領域、具体的にはウエハ表裏面にまで引き出されることを抑制することができる。すなわち、本発明の構成を用いることによって、従来と比較して、幅広い上記液体の種類を用いて基板の外周部の汚染物を回収することができる。
【００１５】
したがって、上記の構成とすれば、本発明に係る回収治具は、基板（例えば、ウエハ）の特定領域から汚染物を精度良く回収することができ、当該特定領域の汚染状況を精度よく分析・評価することが可能である。
【００１６】
また、本発明に係る回収治具は、上記制御手段が、上記貫通部に露出した液体に対して上記貯留部からかかる圧力を変化させることが好ましい。
【００１７】
これにより、上記貫通部において上記基板と当該貫通部に露出した上記液体とが接触したときの基板への液体の接触範囲を、所望の範囲になるように制御することができる。
【００１８】
また、本発明に係る回収治具は、上記制御手段が、上記貫通部に液体が露出した状態の上記貯留部を密閉することが好ましい。
【００１９】
上記の構成によれば、上記制御手段が、上記貯留部を密閉していることにより、貫通部において露出した液体の、基板との接触量を制限することができる。これにより、基板の特定領域のみに液体が接触して、当該特定領域のみから汚染物を回収することができる。
【００２０】
また、本発明に係る回収治具は、上記制御手段が、上記密閉した状態において上記貯留部の容積を変化させることが好ましい。
【００２１】
上記の構成によれば、上記制御手段によって上記密閉した状態において上記貯留部の容積を変化させることにより、貫通部において露出している液体の、基板との接触量を制御することができる。
【００２２】
また、上記の構成によれば、上記制御手段によって容器の内部の容積を変化させて、基板と液体との接触領域を、回収条件に応じて、所望の領域に変化させることができる。
【００２３】
また、本発明に係る回収治具は、上記制御手段が、上記密閉した状態において上記容器の上記内部に形成されている空間の気圧を変化させる構成とすることもできる。
【００２４】
上記の構成によれば、上記制御手段によって上記容器の内部に形成されている空間の気圧を変化させることにより、貫通部において露出した液体の、基板との接触量を制御することができる。
【００２５】
また、上記の構成によれば、上記制御手段によって上記気圧を変化させて、基板と液体との接触領域を、回収条件に応じて、所望の領域に変化させることができる。
【００２６】
また、本発明に係る回収治具は、上記の構成に加えて、上記貫通部が、上記貯留部と外部とを水平方向に連通するように形成されており、且つ上記基板の厚さよりも大きく開口していることが好ましい。
【００２７】
上記の構成によれば、上記貫通部の上記開口部分に、水平に沿って表面が配置されている基板の外周部を挿入して、当該外周部に、上記貫通部に露出した液体を接触させることができる。
【００２８】
また、上記の構成のほかに、本発明に係る回収治具は、上記貫通部が、上記貯留部と外部とを、水平に対して垂直な方向に連通するように形成されており、且つ上記基板の厚さよりも大きく開口していてもよい。
【００２９】
上記の構成によれば、上記貫通部の上記開口部分に、水平に対して垂直な方向に沿って表面が配置されている当該基板の外周部を挿入して、当該外周部に、上記貫通部に露出した液体を接触させることができる。
【００３０】
また、具体的には、上記回収治具は、内径が互いに異なる筒構造の本体上部と本体下部とが互いの中空部が連通するように一軸方向に上下に並んでいる回収本体を備えており、上記貯留部は、上記本体下部の中空部として形成されており、上記本体上部における上記本体下部との境界部には、当該本体上部と当該本体下部とを繋ぐ、上記筒構造の径方向に延びた底部を有しており、上記制御手段は、上記本体上部の中空部に挿入することによって取り付けられる。
【００３１】
また、本発明に係る回収治具は、上記の構成に加えて、上記筒構造が円筒構造であり、上記本体上部の中空部の壁面には、ネジ山が形成されており、上記制御手段には、その側面に上記ネジ山と螺合するネジ山が形成されていることが好ましい。
【００３２】
上記の構成によれば、上記本体上部への制御手段の取り付けが螺合という簡易な操作で実現することができる。
【００３３】
また、本発明に係る回収治具は、上記制御手段が、当該制御手段の底面を上記底部に接触させることによって、当該底部に設けられている上記本体下部の一端である開口部を封止するように構成されていることが好ましい。
【００３４】
上記の構成によれば、上記制御手段の底面を上記底部に接触させて上記本体下部の一端である開口部を封止することによって、上記貫通部に液体が露出した状態の上記貯留部を密閉することができる。
【００３５】
また、本発明に係る回収治具は、上記制御手段が、上記一軸方向に沿って動かすことができる芯部と当該芯部を囲む枠部とを有した二重構造となっており、上記芯部と上記枠部とを相対的に動かすことによって、上記芯部の底面と上記枠部の底面との高さが可変するように構成されていることが好ましい。
【００３６】
上記の構成によれば、上記制御手段の上記底面を、上記芯部の底面と上記枠部の底面とが構成しているので、上述したように上記制御手段の上記底面を上記底部と接触させることによって底部に設けられている上記本体下部の一端である開口部を封止した際に、封止後に、上記芯部の底面を引き上げることによって、上記貯留部を減圧することができる。これにより、上記貫通部に露出する液体の液面を、より貯留部側に引き込むことができる。
【００３７】
また、本発明に係る、基板に液体を接触させて当該基板に付着した汚染物を分析するための汚染物回収装置は、上述した課題を解決するために、上述した構成を備えた回収治具と、上記基板の表面を水平に維持した状態で当該基板を回転させる基板回転体と、上記回収治具と上記基板回転体とを相対移動させるための駆動体とを備えていることを特徴としている。
【００３８】
これにより、本発明に係る汚染物回収装置は、基板回転体によって回転している基板に、回収治具を近づけて、基板の一部を回収治具に設けた貫通部に挿入させることができる。そのため、貫通部から露出した液体を基板の一部に接触させることができる。そして、上述した構成を備えた回収治具を備えていることによって、上述した種々の効果を奏することができるため、半導体ウエハの外周部端面（ベベリング面）に接触した液体を効率よく回収することができる。
【００３９】
よって、本発明に係る汚染物回収装置は、半導体ウエハの特定領域における汚染の有無、及び汚染の程度の正確な評価に寄与することができる。特に、従来困難であった半導体ウエハのべべリング面の汚染物の分析の精度向上と、分析対象とすることができる膜の種類の拡大および液体と接触する領域のバリエーションの拡大とに大きく貢献することができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明に係る、基板に液体を接触させて当該基板に付着した汚染物を回収するための汚染物回収装置に配設される回収治具は、以上のように、上記液体を貯留する貯留部、及び上記貯留部と外部とを連通し、且つ上記貯留部に貯留されている液体の一部を外部に露出させて上記基板に付着させるように構成された貫通部が設けられており、上記貫通部にて基板と貫通部に露出した液体とが接触したときの、基板への液体の接触範囲を制御する制御手段が、取り外し可能な状態で配されていることを特徴としている。また、本発明に係る、基板の汚染物を回収するための汚染物回収装置は、以上のように、上記した構成を備えた回収治具と、上記基板の表面を水平に配置させた状態で当該基板を保持するとともに、垂直な回転中心軸まわりに上記基板を回転させる基板回転体と、上記回収治具と上記基板回転体とを相対移動させるための駆動体とを備えていることを特徴としている。
【００４１】
上記の構成によれば、基板の外周部のみに液体を精度良く接触させて、基板の外周部の汚染物を、簡易に、且つ効率良く回収することができる回収治具、及び当該回収治具を備えた汚染物回収装置を提供することができ、また、フッ化水素酸など従来では使用できなかった回収液を適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
本発明の実施の一形態について図１から図８に基づいて説明すれば、以下の通りである。尚、以下の説明では、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲が以下の実施形態及び図面に限定されるものではない。
【００４３】
図１は、本形態における汚染物回収装置の構成を示した図である。本形態の汚染物回収装置は、半導体ウエハの特定領域に付着または含有した汚染物を捕集することができる液体を用いて、当該液体を、半導体ウエハの特定領域に接触させると同時に回収する装置である。そのため、本形態の汚染物回収装置１は、図１に示すように、ウエハ回転体１０と、駆動体２０と、回収治具３０と、支持台５０とを備えている。
【００４４】
上記ウエハ回転体１０は、図１に示すように、上記支持台５０の上面に載置されている。ウエハ回転体１０は、半導体ウエハＷの表面が水平になるように半導体ウエハＷの下面を下方から保持する保持部１０ａと、当該保持部１０ａを垂直方向の回転中心軸を中心として回転させる回転部１０ｂとを有している。回転部１０ｂは、保持部１０ａに保持された半導体ウエハＷを、その表面を水平に維持した状態で回転させることができる。
【００４５】
上記駆動体２０は、図１に示すように、上記支持台５０の上面に載置されている。駆動体２０は、上記回収治具３０を保持するための回収治具ホルダー２０ａと、当該回収治具ホルダー２０ａに連結して、上記回収治具３０を所定の方向に移動させる駆動機構２０ｂとを有している。
【００４６】
上記回収治具ホルダー２０ａは、端部に貫通穴が設けられており、この貫通穴に、回収治具３０を挿入させることによって、回収治具３０を保持する。
【００４７】
上記駆動機構２０ｂは、回収治具ホルダー２０ａを介して回収治具３０を、支持台５０の上面に沿って平行に、所定の位置に移動させることによって、回収治具３０と半導体ウエハＷとの相対位置を変化させる。駆動機構２０ｂによる回収治具３０の具体的な移動方向について、汚染物回収装置１の上面図である図２を用いて説明する。図２に示すように、駆動機構２０ｂは、回収治具３０に半導体ウエハＷの一部を挿入させる位置（図２の回収治具３０−２の位置）まで回収治具３０を移動させることができ、反対に、その位置から、例えば、半導体ウエハＷの挿入後に半導体ウエハＷを保持部１０ａから取り外す際などには、回収治具３０を、半導体ウエハＷから離間した位置（図２の回収治具３０−１の位置）まで移動させることができる。
【００４８】
尚、図２の回収治具３０−２の位置において、半導体ウエハＷが、所定の位置に挿入されているか否かの確認は、図示しない撮像機器を用いて側面から撮像することによって、確認することができる。
【００４９】
次に、上記回収治具３０について説明する。
【００５０】
回収治具３０は、半導体ウエハの特定領域に付着または含有した汚染物を捕集することができる液体を、内部に貯留させることができるように構成されている。ここで、汚染物とは、後述する実施例に示すような金属元素が挙げられるが、本発明はこれに限定されるものではなく、液体に捕集されるのことが可能な物質であれば適用することができる。回収治具３０は、このような液体を、半導体ウエハＷの外周部端面（以下、半導体ウエハＷのべべリング面と称する）に接触させるとと同時に回収することができるように構成されている。以下に、図３及び図４を用いて、回収治具３０の具体的な構成について説明する。
【００５１】
図３は、回収治具３０の構成を、上記回収治具ホルダー２０ａの一部とともに示した斜視図である。尚、図面の一部分は透視図としている。また、図４は、図３に示す切断線Ａ−Ａ´において回収治具３０を切断した状態を示した矢視断面図である。
【００５２】
回収治具３０は、図３に示すように、回収治具ホルダー２０ａに保持され、保持された状態で、半導体ウエハＷのべべリング面に接触させるための液体を内部に貯留している。そのために、回収治具３０は、図４に示すように回収本体３１を有している。
【００５３】
上記回収本体３１は、内径が互いに異なる円筒構造であって、互いに連通した本体下部３１ａと本体上部３１ｂとから構成されている。
【００５４】
上記本体下部３１ａと上記本体上部３１ｂとは、各々の軸心が、水平に対して垂直である軸Ｃに沿って並んだ構成となっている。本体下部３１ａと本体上部３１ｂとの境界部分には、その外形が、当該軸心から放射状に突出しているフランジ部３３が形成されている。フランジ部３３の外径は、回収治具ホルダー２０ａの端部に設けられた上記貫通穴の径よりも大きく形成されている。そのため、回収治具ホルダー２０ａの上方から、上記貫通穴に本体下部３１ａを挿入してフランジ部３３の下面が回収治具ホルダー２０ａの上面と接触することによって、回収治具３０が回収治具ホルダー２０ａによって保持される。
【００５５】
尚、図４では、フランジ部３３の下面は平坦であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、従来構成として示した図１１のフランジ部の下面と同様に、テーパー形状を有していてもよい。この場合は、上記回収治具ホルダー２０ａの上記貫通穴も、テーパー形状を有していることが好ましい。
【００５６】
本体下部３１ａ、本体上部３１ｂ及びフランジ部３３の材質は、耐薬品性を考慮するとともに、後述する液体を貯留可能な貯留部を制御手段によって密閉する際の密閉性を確保することを考慮すればよく、また、汚染物の分析処理において分析に影響を与えない材料であれば、特に限定されるものではない。また、製造方法も特に限定されるものではないが、例えば、射出成型によって一体成型することができほか、押し出し成型や圧縮成型等を用いることもできる。
【００５７】
上記本体下部３１ａには、上記液体を貯留可能な貯留部３４と、貯留部３４に貯留されている液体の一部を外部に露出させるための、貯留部３４と外部とを連通する貫通部３５とが設けられている。
【００５８】
上記貯留部３４は、上記円筒構造の中空部に相当し、液体を、本体下部３１ａの下端から、上記貫通部３５を覆う高さの水位まで貯留することができる。特に限定されるものではないが、５００μＬ程度の容積であることが好ましい。
【００５９】
上記貫通部３５は、上記円筒構造の曲面部に形成されており、図４に示すように、貯留部３４と外部とを水平方向に連通しており、後述するように半導体ウエハを挿入させることができる。貫通部３５の大きさは、貯留部３４に貯留した液体が漏れ出ない程度の大きさを有している。貫通部３５の形成位置としては、特に限定されないが、本体下部３１ａの高さの中間位置に配置することができる。
【００６０】
上記本体上部３１ｂは、図４に示すように、軸Ｃに沿って、本体下部３１ａの上方に設けられており、本体上部３１ｂの上端は、後述する制御手段３２を挿入することができるように開口している。また、上記円筒構造の中空部に相当する空間の内径は、上記貯留部３４の内径よりも大きく構成されており、且つ、内壁の曲面部分の少なくとも一部分には、図４に示すようにネジ山３６が形成されている。また、一例はネジ式であるが、注射器状のピストン式でも同様の効果を得ることが出来る。
【００６１】
このような回収治具３０には、更に、図４に示すように、制御手段３２が設けられている。
【００６２】
上記制御手段３２は、上記本体上部３１ｂの内壁に形成されたネジ山３６に螺合するネジ山３７を外面に有しており、螺合することによって、本体上部３１ｂの所定の位置に螺着することができる。また、制御手段３２は、軸心が、本体上部３１ｂの軸心と一致しており、外面にネジ山３７を有し、且つ軸心部分が雌ネジ３８となっている枠部３２ａと、当該雌ネジ３８のネジ山に螺合するネジ山を有した雄ネジ構造を有した芯部３２ｂとを有している。
【００６３】
上記枠部３２ａは、その底面３９の外径は、貯留部３４の径よりも大きく構成されている。そのため、芯部３２ｂを枠部３２ａの雌ネジ３８に螺着させた状態で、ネジ山３７とネジ山３６とを螺合させて底面３９を本体上部３１ｂの内側の底面４０に接触させることにより、貯留部３４は、貫通部３５を除いて閉鎖空間となる。すなわち、ここに、貫通部３５を覆う高さまで貯留部３４に液体が貯留されていれば、貯留部３４の液体の液面と、底面３９との間に形成された密閉状態となる。これに関しては、後で詳述する。
【００６４】
上記芯部３２ｂは、雌ネジ３８と完全に螺着した状態で、底面が、枠部３２ａの底面３９と面一になるように構成されているが、雌ネジ３８との螺合の程度を変化させることによって、底面を、底面３９よりも上昇させることができる。芯部３２ｂと雌ネジ３８との螺合の調節は、芯部３２ｂを軸心を回転軸として回転させることによって行なうことができ、回転は、図示しない機器が行なってもよく、手動で行なってもよい。
【００６５】
枠部３２ａ及び芯部３２ｂの材質は、耐薬品性を考慮するとともに、後述するように貯留部３４を密閉した際に密閉性を確保することを考慮すればよく、また、汚染物の分析処理において分析に影響を与えない材料であれば、特に制限されるものではない。
【００６６】
本形態の汚染物回収装置１（図１）は、このような構成を具備した制御手段３２を回収治具３０に設けたことにより、貫通部３５に露出した液体を、半導体ウエハＷのべべリング面以外に接触させることなく、べべリング面のみに接触させることができる。以下、図５（ａ）〜（ｃ）を用いて、制御手段３２の作用を詳述する。尚、図５（ａ）〜（ｃ）は、何れも、図４に示した回収治具３０の断面に相当する。
【００６７】
図５（ａ）は、半導体ウエハＷに液体を接触させる接触工程の前の工程（第１準備工程）を示している。図５（ａ）の状態は、本体上部３１ｂの開口端に制御手段３２が挿入されて、本体上部３１ｂのネジ山３６と、制御手段３２のネジ山３７との螺合が開始された状態である。ここでの制御手段３２は、芯部３２ｂが枠部３２ａの雌ネジ３８と完全に螺着している。
【００６８】
尚、この図５（ａ）の段階で、貯留部３４には、既に液体が貯留されている。貯留させる液体は、半導体ウエハＷのべべリング面に付着している汚染物、または当該べべリング面の膜中に含まれている汚染物を回収できるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、後述する実施例で用いている希王水溶液、フッ化水素酸溶液を挙げることができる。特に注目すべきは、本形態の回収治具は、従来の治具にとっては回収液として不適切である膜溶解性のある薬液を用いることができる点にある。具体的には、本形態の回収治具であれば、ＳｉＯ２膜に対してはフッ過水素酸、Ｃｕ膜に対しては硝酸や王水を、回収液として用いることができる。
【００６９】
また、本体上部３１ｂと制御手段３２とを螺合させる前に、各部材を適切な方法で洗浄しておく。これにより、各部材からの対象の汚染物の溶出を抑えることができる。特に、評価対象成分が金属元素であれば適切な酸及び超純水などで洗浄する。
【００７０】
ここで、図５（ａ）では、一見すると、制御手段３２が螺合を開始して回収本体３１の中空部の容積が徐々に減少していくのに伴って、貯留部３４の液体の液面と、制御手段３２の底面（底面３９、及び芯部３２ｂの底面）との間に形成された空間の圧力が圧縮されることによって、当該液面を押し下げて、貫通部３５から液体が流出する虞が懸念されるところである。しかしながら、この制御手段３２には、図５（ａ）に示すように、枠部３２ａに通気孔４１が設けられている。そのため、制御手段３２の螺合によって上記空間の容積が徐々に減少しても、中空部の空気は通気孔４１を通じて外部に排出されるため、述したような流出の虞はない。
【００７１】
ここで、図５（ａ）に示す状態では、貫通部３５にて外部に露出している液体は、露出部分の表面張力と、貫通部３５から流出しようとする圧力とがつり合った状態となっているだけで、その他の圧力は何ら受けていない。従って、仮に、この状態のもとで半導体ウエハを貫通部３５に挿入して、貫通部３５の液体を半導体ウエハのべべリング面のみに接触させようとしても、半導体ウエハの表面の比較的高い濡れ性の影響によって、貫通部３５の液体に対してかかる‘貫通部３５から流出しようとする圧力’が高くなるので、液体が半導体ウエハの表面に流れてしまい、べべリング面のみに接触させることはできない。そこで、図５（ｂ）は、図５（ａ）の状態から、本体上部３１ｂのネジ山３６と、制御手段３２のネジ山３７との螺合を更に進めて、制御手段３２の底面を本体上部３１ｂの内側の底面４０に接触させて螺着を完了させている。
【００７２】
図５（ｂ）の工程（第２準備工程）では、枠部３２ａの通気孔４１は、底面４０によって封止されており、よって、液面から底面３９までの空間が完全な密閉状態となっている。
【００７３】
このように液面から底面３９までの空間が完全な密閉状態となっていると、貫通部３５に露出している液体に対して、貯留部３４の液体からかかる圧力が、図５（ａ）の段階のそれと比較して、小さくなっている。そのため、図５（ｂ）の段階で半導体ウエハを貫通部３５に挿入した場合、半導体ウエハへの液体の接触範囲をべべリング面に限定するように制御することができる場合がある。しかしながら、例えば半導体ウエハ表面に厚さ１００ｎｍのＳｉＯ２の膜が形成され、当該膜のべべリング面の汚染物をフッ化水素酸溶液などを用いて接触溶解させる場合には、ＳｉＯ２によってフッ化水素酸溶液がウエハの表裏面に引き出される虞が高い。従って、このような場合は、図５（ｂ）の段階であっても半導体ウエハへの液体の接触範囲を正確に制御することは困難である。そこで、本形態では、図５（ｂ）の段階に続けて、図５（ｃ）に示すように、芯部３２ｂを、枠部３２ａの雌ネジ３８との螺合を解除させる方向に回転させて、芯部３２ｂの底部を引き上げることができる。
【００７４】
この図５（ｃ）の工程（第３準備工程）によって、上述した密閉された空間が減圧され、これに伴って、貯留部３４の液体の液面が制御手段３２の底面のほうへ引き上げられて、図５（ｂ）の段階で貫通部３５に露出した液体の露出液面が、貯留部３４側に引き込まれる。
【００７５】
この図５（ｃ）の段階とすることで、図５（ｂ）の段階と比較して、貫通部３５に露出している液体が貯留部３４側に強く引き込まれている。そのため、上述したようなＳｉＯ２の膜が形成された半導体ウエハを貫通部３５に挿入した場合であっても、貫通部３５に露出している液体をＳｉＯ２の膜の表面に引き出そうとする力に比べて、制御手段３２による、貫通部３５に露出している液体を貯留部３４側に留めようとする力のほうが上回っている状態を実現することができる。
【００７６】
この図５（ｃ）の段階を実現した後、または実現している間に、半導体ウエハを貫通部３５に挿入した状態を図６に示す。
【００７７】
図６に示すように、図５（ｃ）の段階を実現した後、または実現している間に、半導体ウエハを貫通部３５に挿入すると、半導体ウエハの表面状態に影響を受けることなく、半導体ウエハのべべリング面のみに液体を接触させることができる（接触工程）。このように貫通部３５に露出している液体を半導体ウエハに接触させている間、制御手段３２の枠部３２ａ及び芯部３２ｂの位置を変化させる必要はない。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、半導体ウエハと液体とが接触している最中に、制御手段３２の枠部３２ａを回転させて、貫通部３５への液体の露出状態を制御してもよい。
【００７８】
図５（ｃ）の段階で実現することができる半導体ウエハのべべリング面への液体の接触範囲は、液体の種類や、貫通部３５の大きさ、半導体ウエハの表面の性質にもよるが、後述する実施例に示すように、半導体ウエハのべべリング面の端部から、半導体ウエハの中心に向けて、長さ３００μｍで示される範囲を実現することができる（図６）。
【００７９】
このように、本形態の汚染物回収装置によれば、制御手段３２が回収治具３０に設けられたことによって、貫通部３５にて半導体ウエハと貫通部３５に露出した液体とが接触したときの、半導体ウエハＷへの液体の接触範囲を限定することができる。また、接触させた液体を効率良く回収することができる。このような回収治具３０を具備することによって、汚染物回収装置は、半導体ウエハの特定領域における汚染の有無、及び汚染の程度の正確な評価に寄与することができる。特に、本形態の汚染物回収装置は、半導体ウエハのべべリング面の汚染物の分析の精度向上に大きく貢献することができる。すなわち、本形態の汚染物回収装置は、従来実施困難であったべべリング面のみへの液体接触を、精度良く実施することができる。
【００８０】
また、上記の構成によれば、半導体ウエハの表面状態に左右されることなく、接触溶解によって半導体ウエハの特定部分の膜中に含まれる汚染物を、精度良く回収することができる。そのため、従来と比較して、幅広い上記液体の種類を用いて半導体ウエハのべべリング面に付着した汚染物を回収することができる。
【００８１】
尚、気相分解法などを組み合わせてウエハ表面に形成されたＳｉＯ２膜をフッ化水素蒸気により分解することにより評価する従来法があるが、分解に時間がかかることや、分解時に蒸気がウエハ表面で凝縮することなどで正確な位置情報を得ることが困難であるという理由から精度の良い評価は困難であると言える。したがって、本形態に係る回収治具３０は、基板（例えば、ウエハ）の特定領域から汚染物を精度良く回収することができ、当該特定領域の汚染状況の分析・評価の精度向上に大きく貢献することができる。
【００８２】
このように、本形態の汚染物回収装置の回収治具３０によって回収された液体は、貯留部３４から取り出され、適切な測定装置を用いて汚染物を定量することにより、汚染状況の評価、判定をすればよい。定量操作は、評価対象成分毎に異なるが、特に評価対象成分が金属元素であれば、一般的には誘導結合プラズマ発光分析装置、誘導結合プラズマ質量分析装置、黒鉛炉原子吸光分析装置などにより測定する方法が用いられる。イオン成分、有機酸等についても、適切な溶解液（例えば超純水）の選択、イオンクロマトグラフ法などによって測定することができる。
【００８３】
尚、本形態では、半導体ウエハのべべリング面を液体の接触領域として特定しているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本形態の構成を用いれば、制御手段３２の芯部３２ｂと枠部３２ａの雌ネジ３８との螺合の割合を調整することによって、所望の領域、すなわち汚染物の回収・分析を実施すべき領域のみに液体を接触させることができる。上述した長さ３００μｍで示す範囲から、長さ２ｍｍで示す範囲までの間で制御することが可能である。
【００８４】
また、本形態では半導体ウエハを分析対象として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、液晶基板などの基板であっても分析対象とすることができる。
【００８５】
また、本形態では、ウエハ回転体１０と駆動体２０とを支持台５０の上面に載置しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、回収治具３０と半導体ウエハＷとの相対位置を変化させることによって、図２の回収治具３０−１の位置と、回収治具３０−２の位置とを実現することができるならば、ウエハ回転体１０と駆動体２０とはそれぞれ別体で配置してもよい。
【００８６】
また、本形態では、半導体ウエハＷの表面が水平になるように保持する保持部１０ａを備えており、また、半導体ウエハＷの表面が水平に維持されていることに合わせて、図４及び図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、貫通部３５も、貯留部３４と外部とを水平方向に連通している。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、表面を水平面に対して垂直になるようにして半導体ウエハＷを保持する保持部と、貯留部３４と外部とを水平に対して垂直方向に連通する貫通部３５´とを配した構成であってもよい。この場合の回収治具３０´の構成を図７に示す。図７は、本形態の変形例として用いられる回収治具３０´は、図４に示した本体下部３１ａの貫通部３５に代えて、図７に示すように、本体下部３１ａの貯留部３４と外部とを水平に対して垂直方向に連通する貫通部３５´が設けられている。これにより、表面が水平面に対して垂直になるように半導体ウエハＷを保持する保持部が設けられた構成であっても、図５（ａ）〜（ｃ）と同様の段階を経ることによって、半導体ウエハＷのべべリング面のみに、貫通部３５´に露出した液体を接触させることができる。
【００８７】
以下、本発明を実施例および比較例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【実施例】
【００８８】
〔実施例１〕
図４に示した回収治具３０として、図８に示すような寸法の回収治具３０を用いた。すなわち、回収本体３１には、図８に示す寸法のＰＴＦＥ製のものを用いた。また、制御手段３２は、枠部３２ａとして図８に示す寸法のＰＦＡ製のものを用い、芯部３２ｂとして図８に示す寸法のＰＴＦＥ製のものを用いた。
【００８９】
上述した回収治具３０を用いて、貯留部３４に希王水溶液を２００μＬ導入した後、制御手段３２によって貯留部３４を密閉状態にして、回収治具３０の準備を終えた。
【００９０】
次に、図１に示したウエハ回転体１０として、水平保持型基板検査装置（SC-2000；NAS技研社製）を用いて、この水平保持型基板検査装置に、厚さ０．７ｍｍのシリコンウエハを設置し、２ｍｍ／秒の線速度で回転させた。シリコンウエハは、外周部端面がべべリング加工されたベベリング面を有しており、室内に長時間放置されていたものを用いた。
【００９１】
そして、接触工程として、回転中のシリコンウエハのべべリング面を、回収治具３０の貫通部３５から露出した希王水溶液に接触させた。このとき、シリコンウエハのべべリング面の先端が、貫通部３５における最も貯留部３４側まで挿入した。挿入は、回収治具３０の側面を、図示しない撮像機器を用いて観察することによって確認した。接触は、接触開始地点からシリコンウエハを２回転させたところで接触した希王水溶液の回収操作を終了させた。
【００９２】
接触状態を、図９に示す。図９に示すように、本実施例の回収治具を用いることによって、液体がべべリング面のみに接触していることがわかる。
【００９３】
接触処理の終了後、貯留部３４に回収された希王水溶液を用いて、誘導結合プラズマ質量分析法によって液中の汚染物質を定量した。以上の操作を１回として、３回繰り返して実施し、各元素の量をそれぞれ求め（各回）／（３回の合計）の割合から、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｋ、Ｍｎ、Ｚｎの各元素の回収率を求めた。
【００９４】
〔比較例〕
比較例として、制御手段３２を備えていない回収治具を用いて、実施例１と同じ検証を行なった。比較例で用いる回収治具は、実施例１の回収本体３１と同一である。
【００９５】
以下に、実施例１及び比較例の分析結果を示す。
【００９６】
【表１】
【００９７】
上記の表１から、本実施例の回収治具３０を用いた場合、１回目の回収処理における各元素の回収率が、２回目以降の回収率理と比較して著しく高い。これは、本実施例の回収治具３０を用いた場合、希王水溶液の接触範囲がべべリング面に限定されており、また、１回目の回収処理によって各元素の大部分が回収されているためであると言える。これに対して、比較例の回収治具の回収率を検証すると、２回目以降の回収処理でも各元素が回収されていることから、希王水溶液の接触範囲が安定していないことがわかる。また、比較例の回収治具の場合、１回目の回収処理における回収率が、実施例１の回収治具の結果と比較して低く、実施例１の回収治具に比べて、回収率が劣っている。
【００９８】
以上のことから、本形態の構成によれば、ウエハのべべリング面のみに液体を接触させることができるとともに、汚染物を高い回収率で回収することができる回収治具を提供することができる。
【００９９】
〔実施例２〕
上記実施例１で用いたシリコンウエハに代えて、本実施例では１００ｎｍＳｉＯ２膜付きのシリコンウエハを用いた。また、上記実施例１で用いた希王水溶液に代えて、本実施例では、フッ化水素水溶液（ＨＦ溶液）を用いた。回収治具は、実施例１で使用したものと同一である。また、接触処理についても、実施例１の接触処理と同一である。
【０１００】
接触処理の終了後、貯留部３４に回収されたＨＦ溶液を用いて、誘導結合プラズマ質量分析法によって液中の汚染物質を定量した。以上の操作を１回として、３回繰り返して実施し、各元素の量をそれぞれ求め（各回）／（３回の合計）の割合から、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｋ、Ｃａ、Ｔｉの各元素の回収率を求めた。
【０１０１】
以下に、実施例２の分析結果を示す。
【０１０２】
【表２】
【０１０３】
尚、本実施例の比較例として上記比較例１で使用した回収治具にＨＦ溶液を導入して、１００ｎｍＳｉＯ２膜付きのシリコンウエハのベベリング面への接触を試みたが、ＨＦ溶液が当該シリコンウエハの表面に引き出されてしまい、分析不可能であった。
【０１０４】
上記の表２から、本形態の回収治具を用いれば、従来困難であったＨＦ溶液を用いた分析を良好に実施することができる。
【０１０５】
また、本実施例の分析であっても、実施例１と同様に、１回目の回収処理における各元素の回収率が、２回目以降の回収率理と比較して著しく高く、非常に高い回収率で回収することができることが示された。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明に係る、汚染物回収装置に設けられた回収治具は、基板の特定領域のみに回収用の液体を接触させることができる。特に、従来困難であった半導体ウエハのベベリング面のみに液体を接触させ、ベベリング面に付着した汚染物を効率的に回収することができる。
【０１０７】
従って、特定領域のみに回収用の液体を接触させたいあらゆる種類の基板を用いて、当該基板の特定領域に付着した汚染物の定量を実施するための汚染物回収装置に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の一実施形態に係る汚染物回収装置の構成を示した斜視図である。
【図２】図１に示した汚染物回収装置の上面図である。
【図３】図１に示した汚染物回収装置の主要部の構成を示した斜視図である。
【図４】図３に示した主要部を切断線Ａ−Ａ’において切断した状態を示した矢視断面図である。
【図５】図４に示した主要部における制御の仕組みを説明した図である。
【図６】図３に示した主要部に半導体ウエハを挿入した状態を示した断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る汚染物回収装置に用いられる回収治具の変形例を示した断面図である。
【図８】本実施例で用いた回収治具の詳細な構成を示した断面図である。
【図９】本実施例で用いた回収治具にシリコンウエハを挿入し、当該回収治具に貯留された液体とシリコンウエハとを接触させた状態を示した画像である。
【図１０】従来例の構成を示した断面図である。
【図１１】従来例の構成を示した断面図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１ 汚染物回収装置
１０ ウエハ回転体
１０ａ 保持部
１０ｂ 回転部
２０ 駆動体
２０ａ 回収治具ホルダー
２０ｂ 駆動機構
３０、３０´ 回収治具
３０−１ 回収治具
３０−２ 回収治具
３１ 回収本体
３１ａ 本体下部
３１ｂ 本体上部
３２ 制御手段
３２ａ 枠部
３２ｂ 芯部
３３ フランジ部
３４ 貯留部
３５、３５´ 貫通部
３６ ネジ山
３７ ネジ山
３８ 雌ネジ
３９ 底面
４０ 底面
４１ 通気孔
５０ 支持台
Ｗ 半導体ウエハ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回収治具、及び当該回収治具を備えた汚染物回収装置に関し、詳細には、ウエハ外周部端面のみに汚染物回収用の液体を精度良く接触させることができるとともに、接触させた液体を効率良く回収することができる回収治具と、当該回収治具によって、ウエハ外周部端面の汚染物を精度良く回収することができる汚染物回収装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
切断処理が施された直後のシリコンウエハ（以下、ウエハという）は、外周部端面のエッジ部が尖っているため、以後の取り扱い作業時に欠けが発生し、欠けたチップによってウエハ面が汚れたり、傷やクラックなどが発生したりして、半導体装置の歩留まり低下を招く。このため、一般的には、ウエハの外周部端面のエッジ部をベベリングホイールを用いて削り取るベベリング加工が施されている。
【０００３】
一方、半導体分野において集積回路の高集積化、小型化、高速化が進み、素材となるウエハに対する要求も厳しくなっており、上述したベベリング加工時のベベリングホイールからウエハ外周部端面への金属汚染が問題となっている。
【０００４】
これまで、ウエハの金属汚染を評価するための手法は数多く開発されている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、ウエハを薬液の入った浸漬容器に浸漬させることによって、ウエハ周辺領域中に含まれる微量金属不純物を薬液中に分解回収する構成が記載されている。具体的には、特許文献１の回収装置（不図示）には、図１０に示すように、上面中央長手方向に沿ってスリット状のウエハ浸漬部１１０を有する浸漬容器１０５が配設されている。浸漬容器１０５の薬液注入用穴１０９からマイクロピペットで薬液ｍが注入され、ウエハ浸漬部１１０が薬液ｍで満たされると、図示しない回転体に垂直に保持されているウエハＷのエッジ部が薬液ｍ中に浸漬される。そして、その状態でウエハＷを回転させることによって、ウエハＷの周辺領域の微量金量不純物を薬液ｍ中に分解回収する。
【０００６】
しかしながら、特許文献１の構成の場合、図１０に示すように、ウエハ表面にも薬液が接触するため、上述したウエハ外周部端面（べべリング面）のみの金属汚染の評価を行うことは困難である。
【０００７】
一方、特許文献２には、ウエハを略水平に保持した状態で、図１１に示す回収治具２３０に貯留された液体を接触させる構成が記載されている。回収治具２３０は、図１１（ａ）に示すように、筒状部２３１と、フランジ状に構成されている。貫通孔２３２の寸法及び配設位置は、貫通孔２３２から液体２０４が漏れ出るのを防止するために、適切に設定されている。筒状部２３１には、図１１（ａ）に示すように、液体を貯留可能な内部空間Ｈが設けられており、液体を内部空間Ｈに貯留すると、貯留されている液体２０４の一部が、筒状部２３１の側部に設けられた貫通孔２３２から雰囲気の空間に露出する液体２０４は、接触工程が終了すると、図１１（ｃ）に示すバイアル２３４に回収される。
【特許文献１】特開平１１−２０４６０４号公報（１９９９年７月３０日公開）
【特許文献２】特開２００５−２３６１４５号公報（２００５年９月２日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した特許文献２は、貫通孔２３２の寸法及び配設位置を適切に設定することによって、図１１（ｂ）に示す基板２０１を貫通孔２３２に挿入したときに、貫通孔２３２で露出している液体２０４を、基板２０１の側面のみに接触するように、すなわち、基板２０１の縁の表面には接触しない状況を実現していることが記載されている。しかしながら、上記の回収治具の構造では、基板の表面状態に影響を受けやすく、特に基板表面が親水性の場合は、基板と液体との接触範囲が変化して、液体が基板表面に流れてしまい、側面のみを分析することは困難である。また、例えばウエハ表面に形成された膜（例えば厚さ１００ｎｍのＳｉＯ２）について、ウエハ外周部（ベベリング面）の当該膜中の汚染状態を評価する場合、フッ化水素酸などで接触溶解して当該膜中に含まれる汚染物を回収する必要がある。しかしながら、特許文献２の内部空間Ｈにフッ化水素酸を貯留した場合、フッ化水素酸溶液がＳｉＯ２によって徐々にウエハ表裏面に引き出される虞がある。すなわち、特許文献２の回収治具では、ウエハ外周部の評価を精度良く実施することは事実上困難である。
【０００９】
そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ウエハ外周部のみに液体を精度良く接触させることができる回収治具と、当該回収治具を備えることによって、ウエハ外周部の汚染物を簡易に効率良く回収することができる汚染物回収装置とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る、基板に液体を接触させて当該基板に付着した汚染物を分析するための汚染物回収装置に配設される回収治具は、上述した課題を解決するために、上記液体を貯留する貯留部、及び上記貯留部と外部とを連通し、且つ上記貯留部に貯留されている液体の一部を外部に露出させて上記基板に付着させるように構成された貫通部が設けられており、上記貫通部にて基板と貫通部に露出した液体とが接触したときの、基板への液体の接触範囲を制御する制御手段が、取り外し可能な状態で配されていることを特徴としている。
【００１１】
上記の構成を備えた回収治具を、基板の汚染物を回収するための汚染物回収装置に用いることによって、基板（例えば、ウエハ）の特定の領域のみに、液体を精度よく接触させることができる。そのため、上述した従来技術で実現困難であったウエハ外周部のみへの接液も、精度よく実現させることが可能となる。
【００１２】
具体的には、本発明に係る回収治具によれば、上記制御手段が取り外し可能な状態で取り付けられている。これにより、基板の特定範囲、すなわち汚染物の回収・分析を実施すべき領域のみに液体が接触するように、上記貫通部において上記基板と当該貫通部に露出した上記液体とが接触したときの基板への液体の接触範囲を制御することができる。
【００１３】
すなわち、本発明の上記構成によれば、従来実施困難であった基板の外周部のみへの接液を、精度良く実施することができる。尚、ここで、基板の外周部とは、ウエハをベベリング加工することによって生じた（ウエハの）ベベリング面に相当する。
【００１４】
また、本発明によれば、基板の表面状態に左右されることなく、接触溶解によって上記基板の特定部分の膜中に含まれる汚染物を、精度良く回収・分析することができる。具体的には、本発明によれば、ウエハ表面に形成された膜（例えば厚さ１００ｎｍのＳｉＯ２）を、上述したようにフッ化水素酸などで接触溶解する場合であっても、上記制御手段を具備することによって、フッ化水素酸がウエハ外周部以外の領域、具体的にはウエハ表裏面にまで引き出されることを抑制することができる。すなわち、本発明の構成を用いることによって、従来と比較して、幅広い上記液体の種類を用いて基板の外周部の汚染物を回収することができる。
【００１５】
したがって、上記の構成とすれば、本発明に係る回収治具は、基板（例えば、ウエハ）の特定領域から汚染物を精度良く回収することができ、当該特定領域の汚染状況を精度よく分析・評価することが可能である。
【００１６】
また、本発明に係る回収治具は、上記制御手段が、上記貫通部に露出した液体に対して上記貯留部からかかる圧力を変化させることが好ましい。
【００１７】
これにより、上記貫通部において上記基板と当該貫通部に露出した上記液体とが接触したときの基板への液体の接触範囲を、所望の範囲になるように制御することができる。
【００１８】
また、本発明に係る回収治具は、上記制御手段が、上記貫通部に液体が露出した状態の上記貯留部を密閉することが好ましい。
【００１９】
上記の構成によれば、上記制御手段が、上記貯留部を密閉していることにより、貫通部において露出した液体の、基板との接触量を制限することができる。これにより、基板の特定領域のみに液体が接触して、当該特定領域のみから汚染物を回収することができる。
【００２０】
また、本発明に係る回収治具は、上記制御手段が、上記密閉した状態において上記貯留部の容積を変化させることが好ましい。
【００２１】
上記の構成によれば、上記制御手段によって上記密閉した状態において上記貯留部の容積を変化させることにより、貫通部において露出している液体の、基板との接触量を制御することができる。
【００２２】
また、上記の構成によれば、上記制御手段によって容器の内部の容積を変化させて、基板と液体との接触領域を、回収条件に応じて、所望の領域に変化させることができる。
【００２３】
また、本発明に係る回収治具は、上記制御手段が、上記密閉した状態において上記容器の上記内部に形成されている空間の気圧を変化させる構成とすることもできる。
【００２４】
上記の構成によれば、上記制御手段によって上記容器の内部に形成されている空間の気圧を変化させることにより、貫通部において露出した液体の、基板との接触量を制御することができる。
【００２５】
また、上記の構成によれば、上記制御手段によって上記気圧を変化させて、基板と液体との接触領域を、回収条件に応じて、所望の領域に変化させることができる。
【００２６】
また、本発明に係る回収治具は、上記の構成に加えて、上記貫通部が、上記貯留部と外部とを水平方向に連通するように形成されており、且つ上記基板の厚さよりも大きく開口していることが好ましい。
【００２７】
上記の構成によれば、上記貫通部の上記開口部分に、水平に沿って表面が配置されている基板の外周部を挿入して、当該外周部に、上記貫通部に露出した液体を接触させることができる。
【００２８】
また、上記の構成のほかに、本発明に係る回収治具は、上記貫通部が、上記貯留部と外部とを、水平に対して垂直な方向に連通するように形成されており、且つ上記基板の厚さよりも大きく開口していてもよい。
【００２９】
上記の構成によれば、上記貫通部の上記開口部分に、水平に対して垂直な方向に沿って表面が配置されている当該基板の外周部を挿入して、当該外周部に、上記貫通部に露出した液体を接触させることができる。
【００３０】
また、具体的には、上記回収治具は、内径が互いに異なる筒構造の本体上部と本体下部とが互いの中空部が連通するように一軸方向に上下に並んでいる回収本体を備えており、上記貯留部は、上記本体下部の中空部として形成されており、上記本体上部における上記本体下部との境界部には、当該本体上部と当該本体下部とを繋ぐ、上記筒構造の径方向に延びた底部を有しており、上記制御手段は、上記本体上部の中空部に挿入することによって取り付けられる。
【００３１】
また、本発明に係る回収治具は、上記の構成に加えて、上記筒構造が円筒構造であり、上記本体上部の中空部の壁面には、ネジ山が形成されており、上記制御手段には、その側面に上記ネジ山と螺合するネジ山が形成されていることが好ましい。
【００３２】
上記の構成によれば、上記本体上部への制御手段の取り付けが螺合という簡易な操作で実現することができる。
【００３３】
また、本発明に係る回収治具は、上記制御手段が、当該制御手段の底面を上記底部に接触させることによって、当該底部に設けられている上記本体下部の一端である開口部を封止するように構成されていることが好ましい。
【００３４】
上記の構成によれば、上記制御手段の底面を上記底部に接触させて上記本体下部の一端である開口部を封止することによって、上記貫通部に液体が露出した状態の上記貯留部を密閉することができる。
【００３５】
また、本発明に係る回収治具は、上記制御手段が、上記一軸方向に沿って動かすことができる芯部と当該芯部を囲む枠部とを有した二重構造となっており、上記芯部と上記枠部とを相対的に動かすことによって、上記芯部の底面と上記枠部の底面との高さが可変するように構成されていることが好ましい。
【００３６】
上記の構成によれば、上記制御手段の上記底面を、上記芯部の底面と上記枠部の底面とが構成しているので、上述したように上記制御手段の上記底面を上記底部と接触させることによって底部に設けられている上記本体下部の一端である開口部を封止した際に、封止後に、上記芯部の底面を引き上げることによって、上記貯留部を減圧することができる。これにより、上記貫通部に露出する液体の液面を、より貯留部側に引き込むことができる。
【００３７】
また、本発明に係る、基板に液体を接触させて当該基板に付着した汚染物を分析するための汚染物回収装置は、上述した課題を解決するために、上述した構成を備えた回収治具と、上記基板の表面を水平に維持した状態で当該基板を回転させる基板回転体と、上記回収治具と上記基板回転体とを相対移動させるための駆動体とを備えていることを特徴としている。
【００３８】
これにより、本発明に係る汚染物回収装置は、基板回転体によって回転している基板に、回収治具を近づけて、基板の一部を回収治具に設けた貫通部に挿入させることができる。そのため、貫通部から露出した液体を基板の一部に接触させることができる。そして、上述した構成を備えた回収治具を備えていることによって、上述した種々の効果を奏することができるため、半導体ウエハの外周部端面（ベベリング面）に接触した液体を効率よく回収することができる。
【００３９】
よって、本発明に係る汚染物回収装置は、半導体ウエハの特定領域における汚染の有無、及び汚染の程度の正確な評価に寄与することができる。特に、従来困難であった半導体ウエハのべべリング面の汚染物の分析の精度向上と、分析対象とすることができる膜の種類の拡大および液体と接触する領域のバリエーションの拡大とに大きく貢献することができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明に係る、基板に液体を接触させて当該基板に付着した汚染物を回収するための汚染物回収装置に配設される回収治具は、以上のように、上記液体を貯留する貯留部、及び上記貯留部と外部とを連通し、且つ上記貯留部に貯留されている液体の一部を外部に露出させて上記基板に付着させるように構成された貫通部が設けられており、上記貫通部にて基板と貫通部に露出した液体とが接触したときの、基板への液体の接触範囲を制御する制御手段が、取り外し可能な状態で配されていることを特徴としている。また、本発明に係る、基板の汚染物を回収するための汚染物回収装置は、以上のように、上記した構成を備えた回収治具と、上記基板の表面を水平に配置させた状態で当該基板を保持するとともに、垂直な回転中心軸まわりに上記基板を回転させる基板回転体と、上記回収治具と上記基板回転体とを相対移動させるための駆動体とを備えていることを特徴としている。
【００４１】
上記の構成によれば、基板の外周部のみに液体を精度良く接触させて、基板の外周部の汚染物を、簡易に、且つ効率良く回収することができる回収治具、及び当該回収治具を備えた汚染物回収装置を提供することができ、また、フッ化水素酸など従来では使用できなかった回収液を適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
本発明の実施の一形態について図１から図８に基づいて説明すれば、以下の通りである。尚、以下の説明では、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲が以下の実施形態及び図面に限定されるものではない。
【００４３】
図１は、本形態における汚染物回収装置の構成を示した図である。本形態の汚染物回収装置は、半導体ウエハの特定領域に付着または含有した汚染物を捕集することができる液体を用いて、当該液体を、半導体ウエハの特定領域に接触させると同時に回収する装置である。そのため、本形態の汚染物回収装置１は、図１に示すように、ウエハ回転体１０と、駆動体２０と、回収治具３０と、支持台５０とを備えている。
【００４４】
上記ウエハ回転体１０は、図１に示すように、上記支持台５０の上面に載置されている。ウエハ回転体１０は、半導体ウエハＷの表面が水平になるように半導体ウエハＷの下面を下方から保持する保持部１０ａと、当該保持部１０ａを垂直方向の回転中心軸を中心として回転させる回転部１０ｂとを有している。回転部１０ｂは、保持部１０ａに保持された半導体ウエハＷを、その表面を水平に維持した状態で回転させることができる。
【００４５】
上記駆動体２０は、図１に示すように、上記支持台５０の上面に載置されている。駆動体２０は、上記回収治具３０を保持するための回収治具ホルダー２０ａと、当該回収治具ホルダー２０ａに連結して、上記回収治具３０を所定の方向に移動させる駆動機構２０ｂとを有している。
【００４６】
上記回収治具ホルダー２０ａは、端部に貫通穴が設けられており、この貫通穴に、回収治具３０を挿入させることによって、回収治具３０を保持する。
【００４７】
上記駆動機構２０ｂは、回収治具ホルダー２０ａを介して回収治具３０を、支持台５０の上面に沿って平行に、所定の位置に移動させることによって、回収治具３０と半導体ウエハＷとの相対位置を変化させる。駆動機構２０ｂによる回収治具３０の具体的な移動方向について、汚染物回収装置１の上面図である図２を用いて説明する。図２に示すように、駆動機構２０ｂは、回収治具３０に半導体ウエハＷの一部を挿入させる位置（図２の回収治具３０−２の位置）まで回収治具３０を移動させることができ、反対に、その位置から、例えば、半導体ウエハＷの挿入後に半導体ウエハＷを保持部１０ａから取り外す際などには、回収治具３０を、半導体ウエハＷから離間した位置（図２の回収治具３０−１の位置）まで移動させることができる。
【００４８】
尚、図２の回収治具３０−２の位置において、半導体ウエハＷが、所定の位置に挿入されているか否かの確認は、図示しない撮像機器を用いて側面から撮像することによって、確認することができる。
【００４９】
次に、上記回収治具３０について説明する。
【００５０】
回収治具３０は、半導体ウエハの特定領域に付着または含有した汚染物を捕集することができる液体を、内部に貯留させることができるように構成されている。ここで、汚染物とは、後述する実施例に示すような金属元素が挙げられるが、本発明はこれに限定されるものではなく、液体に捕集されるのことが可能な物質であれば適用することができる。回収治具３０は、このような液体を、半導体ウエハＷの外周部端面（以下、半導体ウエハＷのべべリング面と称する）に接触させるとと同時に回収することができるように構成されている。以下に、図３及び図４を用いて、回収治具３０の具体的な構成について説明する。
【００５１】
図３は、回収治具３０の構成を、上記回収治具ホルダー２０ａの一部とともに示した斜視図である。尚、図面の一部分は透視図としている。また、図４は、図３に示す切断線Ａ−Ａ´において回収治具３０を切断した状態を示した矢視断面図である。
【００５２】
回収治具３０は、図３に示すように、回収治具ホルダー２０ａに保持され、保持された状態で、半導体ウエハＷのべべリング面に接触させるための液体を内部に貯留している。そのために、回収治具３０は、図４に示すように回収本体３１を有している。
【００５３】
上記回収本体３１は、内径が互いに異なる円筒構造であって、互いに連通した本体下部３１ａと本体上部３１ｂとから構成されている。
【００５４】
上記本体下部３１ａと上記本体上部３１ｂとは、各々の軸心が、水平に対して垂直である軸Ｃに沿って並んだ構成となっている。本体下部３１ａと本体上部３１ｂとの境界部分には、その外形が、当該軸心から放射状に突出しているフランジ部３３が形成されている。フランジ部３３の外径は、回収治具ホルダー２０ａの端部に設けられた上記貫通穴の径よりも大きく形成されている。そのため、回収治具ホルダー２０ａの上方から、上記貫通穴に本体下部３１ａを挿入してフランジ部３３の下面が回収治具ホルダー２０ａの上面と接触することによって、回収治具３０が回収治具ホルダー２０ａによって保持される。
【００５５】
尚、図４では、フランジ部３３の下面は平坦であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、従来構成として示した図１１のフランジ部の下面と同様に、テーパー形状を有していてもよい。この場合は、上記回収治具ホルダー２０ａの上記貫通穴も、テーパー形状を有していることが好ましい。
【００５６】
本体下部３１ａ、本体上部３１ｂ及びフランジ部３３の材質は、耐薬品性を考慮するとともに、後述する液体を貯留可能な貯留部を制御手段によって密閉する際の密閉性を確保することを考慮すればよく、また、汚染物の分析処理において分析に影響を与えない材料であれば、特に限定されるものではない。また、製造方法も特に限定されるものではないが、例えば、射出成型によって一体成型することができほか、押し出し成型や圧縮成型等を用いることもできる。
【００５７】
上記本体下部３１ａには、上記液体を貯留可能な貯留部３４と、貯留部３４に貯留されている液体の一部を外部に露出させるための、貯留部３４と外部とを連通する貫通部３５とが設けられている。
【００５８】
上記貯留部３４は、上記円筒構造の中空部に相当し、液体を、本体下部３１ａの下端から、上記貫通部３５を覆う高さの水位まで貯留することができる。特に限定されるものではないが、５００μＬ程度の容積であることが好ましい。
【００５９】
上記貫通部３５は、上記円筒構造の曲面部に形成されており、図４に示すように、貯留部３４と外部とを水平方向に連通しており、後述するように半導体ウエハを挿入させることができる。貫通部３５の大きさは、貯留部３４に貯留した液体が漏れ出ない程度の大きさを有している。貫通部３５の形成位置としては、特に限定されないが、本体下部３１ａの高さの中間位置に配置することができる。
【００６０】
上記本体上部３１ｂは、図４に示すように、軸Ｃに沿って、本体下部３１ａの上方に設けられており、本体上部３１ｂの上端は、後述する制御手段３２を挿入することができるように開口している。また、上記円筒構造の中空部に相当する空間の内径は、上記貯留部３４の内径よりも大きく構成されており、且つ、内壁の曲面部分の少なくとも一部分には、図４に示すようにネジ山３６が形成されている。また、一例はネジ式であるが、注射器状のピストン式でも同様の効果を得ることが出来る。
【００６１】
このような回収治具３０には、更に、図４に示すように、制御手段３２が設けられている。
【００６２】
上記制御手段３２は、上記本体上部３１ｂの内壁に形成されたネジ山３６に螺合するネジ山３７を外面に有しており、螺合することによって、本体上部３１ｂの所定の位置に螺着することができる。また、制御手段３２は、軸心が、本体上部３１ｂの軸心と一致しており、外面にネジ山３７を有し、且つ軸心部分が雌ネジ３８となっている枠部３２ａと、当該雌ネジ３８のネジ山に螺合するネジ山を有した雄ネジ構造を有した芯部３２ｂとを有している。
【００６３】
上記枠部３２ａは、その底面３９の外径は、貯留部３４の径よりも大きく構成されている。そのため、芯部３２ｂを枠部３２ａの雌ネジ３８に螺着させた状態で、ネジ山３７とネジ山３６とを螺合させて底面３９を本体上部３１ｂの内側の底面４０に接触させることにより、貯留部３４は、貫通部３５を除いて閉鎖空間となる。すなわち、ここに、貫通部３５を覆う高さまで貯留部３４に液体が貯留されていれば、貯留部３４の液体の液面と、底面３９との間に形成された密閉状態となる。これに関しては、後で詳述する。
【００６４】
上記芯部３２ｂは、雌ネジ３８と完全に螺着した状態で、底面が、枠部３２ａの底面３９と面一になるように構成されているが、雌ネジ３８との螺合の程度を変化させることによって、底面を、底面３９よりも上昇させることができる。芯部３２ｂと雌ネジ３８との螺合の調節は、芯部３２ｂを軸心を回転軸として回転させることによって行なうことができ、回転は、図示しない機器が行なってもよく、手動で行なってもよい。
【００６５】
枠部３２ａ及び芯部３２ｂの材質は、耐薬品性を考慮するとともに、後述するように貯留部３４を密閉した際に密閉性を確保することを考慮すればよく、また、汚染物の分析処理において分析に影響を与えない材料であれば、特に制限されるものではない。
【００６６】
本形態の汚染物回収装置１（図１）は、このような構成を具備した制御手段３２を回収治具３０に設けたことにより、貫通部３５に露出した液体を、半導体ウエハＷのべべリング面以外に接触させることなく、べべリング面のみに接触させることができる。以下、図５（ａ）〜（ｃ）を用いて、制御手段３２の作用を詳述する。尚、図５（ａ）〜（ｃ）は、何れも、図４に示した回収治具３０の断面に相当する。
【００６７】
図５（ａ）は、半導体ウエハＷに液体を接触させる接触工程の前の工程（第１準備工程）を示している。図５（ａ）の状態は、本体上部３１ｂの開口端に制御手段３２が挿入されて、本体上部３１ｂのネジ山３６と、制御手段３２のネジ山３７との螺合が開始された状態である。ここでの制御手段３２は、芯部３２ｂが枠部３２ａの雌ネジ３８と完全に螺着している。
【００６８】
尚、この図５（ａ）の段階で、貯留部３４には、既に液体が貯留されている。貯留させる液体は、半導体ウエハＷのべべリング面に付着している汚染物、または当該べべリング面の膜中に含まれている汚染物を回収できるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、後述する実施例で用いている希王水溶液、フッ化水素酸溶液を挙げることができる。特に注目すべきは、本形態の回収治具は、従来の治具にとっては回収液として不適切である膜溶解性のある薬液を用いることができる点にある。具体的には、本形態の回収治具であれば、ＳｉＯ２膜に対してはフッ過水素酸、Ｃｕ膜に対しては硝酸や王水を、回収液として用いることができる。
【００６９】
また、本体上部３１ｂと制御手段３２とを螺合させる前に、各部材を適切な方法で洗浄しておく。これにより、各部材からの対象の汚染物の溶出を抑えることができる。特に、評価対象成分が金属元素であれば適切な酸及び超純水などで洗浄する。
【００７０】
ここで、図５（ａ）では、一見すると、制御手段３２が螺合を開始して回収本体３１の中空部の容積が徐々に減少していくのに伴って、貯留部３４の液体の液面と、制御手段３２の底面（底面３９、及び芯部３２ｂの底面）との間に形成された空間の圧力が圧縮されることによって、当該液面を押し下げて、貫通部３５から液体が流出する虞が懸念されるところである。しかしながら、この制御手段３２には、図５（ａ）に示すように、枠部３２ａに通気孔４１が設けられている。そのため、制御手段３２の螺合によって上記空間の容積が徐々に減少しても、中空部の空気は通気孔４１を通じて外部に排出されるため、述したような流出の虞はない。
【００７１】
ここで、図５（ａ）に示す状態では、貫通部３５にて外部に露出している液体は、露出部分の表面張力と、貫通部３５から流出しようとする圧力とがつり合った状態となっているだけで、その他の圧力は何ら受けていない。従って、仮に、この状態のもとで半導体ウエハを貫通部３５に挿入して、貫通部３５の液体を半導体ウエハのべべリング面のみに接触させようとしても、半導体ウエハの表面の比較的高い濡れ性の影響によって、貫通部３５の液体に対してかかる‘貫通部３５から流出しようとする圧力’が高くなるので、液体が半導体ウエハの表面に流れてしまい、べべリング面のみに接触させることはできない。そこで、図５（ｂ）は、図５（ａ）の状態から、本体上部３１ｂのネジ山３６と、制御手段３２のネジ山３７との螺合を更に進めて、制御手段３２の底面を本体上部３１ｂの内側の底面４０に接触させて螺着を完了させている。
【００７２】
図５（ｂ）の工程（第２準備工程）では、枠部３２ａの通気孔４１は、底面４０によって封止されており、よって、液面から底面３９までの空間が完全な密閉状態となっている。
【００７３】
このように液面から底面３９までの空間が完全な密閉状態となっていると、貫通部３５に露出している液体に対して、貯留部３４の液体からかかる圧力が、図５（ａ）の段階のそれと比較して、小さくなっている。そのため、図５（ｂ）の段階で半導体ウエハを貫通部３５に挿入した場合、半導体ウエハへの液体の接触範囲をべべリング面に限定するように制御することができる場合がある。しかしながら、例えば半導体ウエハ表面に厚さ１００ｎｍのＳｉＯ２の膜が形成され、当該膜のべべリング面の汚染物をフッ化水素酸溶液などを用いて接触溶解させる場合には、ＳｉＯ２によってフッ化水素酸溶液がウエハの表裏面に引き出される虞が高い。従って、このような場合は、図５（ｂ）の段階であっても半導体ウエハへの液体の接触範囲を正確に制御することは困難である。そこで、本形態では、図５（ｂ）の段階に続けて、図５（ｃ）に示すように、芯部３２ｂを、枠部３２ａの雌ネジ３８との螺合を解除させる方向に回転させて、芯部３２ｂの底部を引き上げることができる。
【００７４】
この図５（ｃ）の工程（第３準備工程）によって、上述した密閉された空間が減圧され、これに伴って、貯留部３４の液体の液面が制御手段３２の底面のほうへ引き上げられて、図５（ｂ）の段階で貫通部３５に露出した液体の露出液面が、貯留部３４側に引き込まれる。
【００７５】
この図５（ｃ）の段階とすることで、図５（ｂ）の段階と比較して、貫通部３５に露出している液体が貯留部３４側に強く引き込まれている。そのため、上述したようなＳｉＯ２の膜が形成された半導体ウエハを貫通部３５に挿入した場合であっても、貫通部３５に露出している液体をＳｉＯ２の膜の表面に引き出そうとする力に比べて、制御手段３２による、貫通部３５に露出している液体を貯留部３４側に留めようとする力のほうが上回っている状態を実現することができる。
【００７６】
この図５（ｃ）の段階を実現した後、または実現している間に、半導体ウエハを貫通部３５に挿入した状態を図６に示す。
【００７７】
図６に示すように、図５（ｃ）の段階を実現した後、または実現している間に、半導体ウエハを貫通部３５に挿入すると、半導体ウエハの表面状態に影響を受けることなく、半導体ウエハのべべリング面のみに液体を接触させることができる（接触工程）。このように貫通部３５に露出している液体を半導体ウエハに接触させている間、制御手段３２の枠部３２ａ及び芯部３２ｂの位置を変化させる必要はない。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、半導体ウエハと液体とが接触している最中に、制御手段３２の枠部３２ａを回転させて、貫通部３５への液体の露出状態を制御してもよい。
【００７８】
図５（ｃ）の段階で実現することができる半導体ウエハのべべリング面への液体の接触範囲は、液体の種類や、貫通部３５の大きさ、半導体ウエハの表面の性質にもよるが、後述する実施例に示すように、半導体ウエハのべべリング面の端部から、半導体ウエハの中心に向けて、長さ３００μｍで示される範囲を実現することができる（図６）。
【００７９】
このように、本形態の汚染物回収装置によれば、制御手段３２が回収治具３０に設けられたことによって、貫通部３５にて半導体ウエハと貫通部３５に露出した液体とが接触したときの、半導体ウエハＷへの液体の接触範囲を限定することができる。また、接触させた液体を効率良く回収することができる。このような回収治具３０を具備することによって、汚染物回収装置は、半導体ウエハの特定領域における汚染の有無、及び汚染の程度の正確な評価に寄与することができる。特に、本形態の汚染物回収装置は、半導体ウエハのべべリング面の汚染物の分析の精度向上に大きく貢献することができる。すなわち、本形態の汚染物回収装置は、従来実施困難であったべべリング面のみへの液体接触を、精度良く実施することができる。
【００８０】
また、上記の構成によれば、半導体ウエハの表面状態に左右されることなく、接触溶解によって半導体ウエハの特定部分の膜中に含まれる汚染物を、精度良く回収することができる。そのため、従来と比較して、幅広い上記液体の種類を用いて半導体ウエハのべべリング面に付着した汚染物を回収することができる。
【００８１】
尚、気相分解法などを組み合わせてウエハ表面に形成されたＳｉＯ２膜をフッ化水素蒸気により分解することにより評価する従来法があるが、分解に時間がかかることや、分解時に蒸気がウエハ表面で凝縮することなどで正確な位置情報を得ることが困難であるという理由から精度の良い評価は困難であると言える。したがって、本形態に係る回収治具３０は、基板（例えば、ウエハ）の特定領域から汚染物を精度良く回収することができ、当該特定領域の汚染状況の分析・評価の精度向上に大きく貢献することができる。
【００８２】
このように、本形態の汚染物回収装置の回収治具３０によって回収された液体は、貯留部３４から取り出され、適切な測定装置を用いて汚染物を定量することにより、汚染状況の評価、判定をすればよい。定量操作は、評価対象成分毎に異なるが、特に評価対象成分が金属元素であれば、一般的には誘導結合プラズマ発光分析装置、誘導結合プラズマ質量分析装置、黒鉛炉原子吸光分析装置などにより測定する方法が用いられる。イオン成分、有機酸等についても、適切な溶解液（例えば超純水）の選択、イオンクロマトグラフ法などによって測定することができる。
【００８３】
尚、本形態では、半導体ウエハのべべリング面を液体の接触領域として特定しているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本形態の構成を用いれば、制御手段３２の芯部３２ｂと枠部３２ａの雌ネジ３８との螺合の割合を調整することによって、所望の領域、すなわち汚染物の回収・分析を実施すべき領域のみに液体を接触させることができる。上述した長さ３００μｍで示す範囲から、長さ２ｍｍで示す範囲までの間で制御することが可能である。
【００８４】
また、本形態では半導体ウエハを分析対象として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、液晶基板などの基板であっても分析対象とすることができる。
【００８５】
また、本形態では、ウエハ回転体１０と駆動体２０とを支持台５０の上面に載置しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、回収治具３０と半導体ウエハＷとの相対位置を変化させることによって、図２の回収治具３０−１の位置と、回収治具３０−２の位置とを実現することができるならば、ウエハ回転体１０と駆動体２０とはそれぞれ別体で配置してもよい。
【００８６】
また、本形態では、半導体ウエハＷの表面が水平になるように保持する保持部１０ａを備えており、また、半導体ウエハＷの表面が水平に維持されていることに合わせて、図４及び図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、貫通部３５も、貯留部３４と外部とを水平方向に連通している。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、表面を水平面に対して垂直になるようにして半導体ウエハＷを保持する保持部と、貯留部３４と外部とを水平に対して垂直方向に連通する貫通部３５´とを配した構成であってもよい。この場合の回収治具３０´の構成を図７に示す。図７は、本形態の変形例として用いられる回収治具３０´は、図４に示した本体下部３１ａの貫通部３５に代えて、図７に示すように、本体下部３１ａの貯留部３４と外部とを水平に対して垂直方向に連通する貫通部３５´が設けられている。これにより、表面が水平面に対して垂直になるように半導体ウエハＷを保持する保持部が設けられた構成であっても、図５（ａ）〜（ｃ）と同様の段階を経ることによって、半導体ウエハＷのべべリング面のみに、貫通部３５´に露出した液体を接触させることができる。
【００８７】
以下、本発明を実施例および比較例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【実施例】
【００８８】
〔実施例１〕
図４に示した回収治具３０として、図８に示すような寸法の回収治具３０を用いた。すなわち、回収本体３１には、図８に示す寸法のＰＴＦＥ製のものを用いた。また、制御手段３２は、枠部３２ａとして図８に示す寸法のＰＦＡ製のものを用い、芯部３２ｂとして図８に示す寸法のＰＴＦＥ製のものを用いた。
【００８９】
上述した回収治具３０を用いて、貯留部３４に希王水溶液を２００μＬ導入した後、制御手段３２によって貯留部３４を密閉状態にして、回収治具３０の準備を終えた。
【００９０】
次に、図１に示したウエハ回転体１０として、水平保持型基板検査装置（SC-2000；NAS技研社製）を用いて、この水平保持型基板検査装置に、厚さ０．７ｍｍのシリコンウエハを設置し、２ｍｍ／秒の線速度で回転させた。シリコンウエハは、外周部端面がべべリング加工されたベベリング面を有しており、室内に長時間放置されていたものを用いた。
【００９１】
そして、接触工程として、回転中のシリコンウエハのべべリング面を、回収治具３０の貫通部３５から露出した希王水溶液に接触させた。このとき、シリコンウエハのべべリング面の先端が、貫通部３５における最も貯留部３４側まで挿入した。挿入は、回収治具３０の側面を、図示しない撮像機器を用いて観察することによって確認した。接触は、接触開始地点からシリコンウエハを２回転させたところで接触した希王水溶液の回収操作を終了させた。
【００９２】
接触状態を、図９に示す。図９に示すように、本実施例の回収治具を用いることによって、液体がべべリング面のみに接触していることがわかる。
【００９３】
接触処理の終了後、貯留部３４に回収された希王水溶液を用いて、誘導結合プラズマ質量分析法によって液中の汚染物質を定量した。以上の操作を１回として、３回繰り返して実施し、各元素の量をそれぞれ求め（各回）／（３回の合計）の割合から、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｋ、Ｍｎ、Ｚｎの各元素の回収率を求めた。
【００９４】
〔比較例〕
比較例として、制御手段３２を備えていない回収治具を用いて、実施例１と同じ検証を行なった。比較例で用いる回収治具は、実施例１の回収本体３１と同一である。
【００９５】
以下に、実施例１及び比較例の分析結果を示す。
【００９６】
【表１】
【００９７】
上記の表１から、本実施例の回収治具３０を用いた場合、１回目の回収処理における各元素の回収率が、２回目以降の回収率理と比較して著しく高い。これは、本実施例の回収治具３０を用いた場合、希王水溶液の接触範囲がべべリング面に限定されており、また、１回目の回収処理によって各元素の大部分が回収されているためであると言える。これに対して、比較例の回収治具の回収率を検証すると、２回目以降の回収処理でも各元素が回収されていることから、希王水溶液の接触範囲が安定していないことがわかる。また、比較例の回収治具の場合、１回目の回収処理における回収率が、実施例１の回収治具の結果と比較して低く、実施例１の回収治具に比べて、回収率が劣っている。
【００９８】
以上のことから、本形態の構成によれば、ウエハのべべリング面のみに液体を接触させることができるとともに、汚染物を高い回収率で回収することができる回収治具を提供することができる。
【００９９】
〔実施例２〕
上記実施例１で用いたシリコンウエハに代えて、本実施例では１００ｎｍＳｉＯ２膜付きのシリコンウエハを用いた。また、上記実施例１で用いた希王水溶液に代えて、本実施例では、フッ化水素水溶液（ＨＦ溶液）を用いた。回収治具は、実施例１で使用したものと同一である。また、接触処理についても、実施例１の接触処理と同一である。
【０１００】
接触処理の終了後、貯留部３４に回収されたＨＦ溶液を用いて、誘導結合プラズマ質量分析法によって液中の汚染物質を定量した。以上の操作を１回として、３回繰り返して実施し、各元素の量をそれぞれ求め（各回）／（３回の合計）の割合から、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｋ、Ｃａ、Ｔｉの各元素の回収率を求めた。
【０１０１】
以下に、実施例２の分析結果を示す。
【０１０２】
【表２】
【０１０３】
尚、本実施例の比較例として上記比較例１で使用した回収治具にＨＦ溶液を導入して、１００ｎｍＳｉＯ２膜付きのシリコンウエハのベベリング面への接触を試みたが、ＨＦ溶液が当該シリコンウエハの表面に引き出されてしまい、分析不可能であった。
【０１０４】
上記の表２から、本形態の回収治具を用いれば、従来困難であったＨＦ溶液を用いた分析を良好に実施することができる。
【０１０５】
また、本実施例の分析であっても、実施例１と同様に、１回目の回収処理における各元素の回収率が、２回目以降の回収率理と比較して著しく高く、非常に高い回収率で回収することができることが示された。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明に係る、汚染物回収装置に設けられた回収治具は、基板の特定領域のみに回収用の液体を接触させることができる。特に、従来困難であった半導体ウエハのベベリング面のみに液体を接触させ、ベベリング面に付着した汚染物を効率的に回収することができる。
【０１０７】
従って、特定領域のみに回収用の液体を接触させたいあらゆる種類の基板を用いて、当該基板の特定領域に付着した汚染物の定量を実施するための汚染物回収装置に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の一実施形態に係る汚染物回収装置の構成を示した斜視図である。
【図２】図１に示した汚染物回収装置の上面図である。
【図３】図１に示した汚染物回収装置の主要部の構成を示した斜視図である。
【図４】図３に示した主要部を切断線Ａ−Ａ’において切断した状態を示した矢視断面図である。
【図５】図４に示した主要部における制御の仕組みを説明した図である。
【図６】図３に示した主要部に半導体ウエハを挿入した状態を示した断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る汚染物回収装置に用いられる回収治具の変形例を示した断面図である。
【図８】本実施例で用いた回収治具の詳細な構成を示した断面図である。
【図９】本実施例で用いた回収治具にシリコンウエハを挿入し、当該回収治具に貯留された液体とシリコンウエハとを接触させた状態を示した画像である。
【図１０】従来例の構成を示した断面図である。
【図１１】従来例の構成を示した断面図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１ 汚染物回収装置
１０ ウエハ回転体
１０ａ 保持部
１０ｂ 回転部
２０ 駆動体
２０ａ 回収治具ホルダー
２０ｂ 駆動機構
３０、３０´ 回収治具
３０−１ 回収治具
３０−２ 回収治具
３１ 回収本体
３１ａ 本体下部
３１ｂ 本体上部
３２ 制御手段
３２ａ 枠部
３２ｂ 芯部
３３ フランジ部
３４ 貯留部
３５、３５´ 貫通部
３６ ネジ山
３７ ネジ山
３８ 雌ネジ
３９ 底面
４０ 底面
４１ 通気孔
５０ 支持台
Ｗ 半導体ウエハ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に液体を接触させて当該基板に付着した汚染物を回収するための汚染物回収装置に配設される回収治具であって、
上記液体を貯留する貯留部、及び
上記貯留部と外部とを連通し、且つ上記貯留部に貯留されている液体の一部を外部に露出させて上記基板に付着させるように構成された貫通部が設けられており、
上記貫通部にて、貫通部に露出した液体と基板とが接触したときの液体の接触範囲を制御する制御手段が、取り外し可能な状態で配されていることを特徴とする回収治具。
【請求項２】
上記制御手段は、上記貫通部に露出した液体に対して上記貯留部からかかる圧力を制御することを特徴とする請求項１に記載の回収治具。
【請求項３】
上記制御手段は、上記貫通部に液体が露出した状態の上記貯留部を密閉していることを特徴とする請求項１に記載の回収治具。
【請求項４】
上記制御手段は、上記密閉した状態において上記貯留部の容積を変化させることを特徴とする請求項３に記載の回収治具。
【請求項５】
上記制御手段は、上記貯留部に上記液体が貯留されたときに上記貯留部に形成される空間に隣接して配置されており、当該空間の気圧を変化させることを特徴とする請求項３に記載の回収治具。
【請求項６】
上記貫通部は、上記貯留部と外部とを水平方向に連通するように形成されており、且つ上記基板の厚さよりも大きく開口していることを特徴とする請求項１から５までの何れか１項に記載の回収治具。
【請求項７】
上記貫通部は、上記貯留部と外部とを、水平に対して垂直な方向に連通するように形成されており、且つ上記基板の厚さよりも大きく開口していることを特徴とする請求項１から５までの何れか１項に記載の回収治具。
【請求項８】
上記回収治具は、内径が互いに異なる筒構造の本体上部と本体下部とが互いの中空部が連通するように一軸方向に上下に並んでいる回収本体を備えており、
上記貯留部は、上記本体下部の中空部として形成されており、
上記本体上部における上記本体下部との境界部には、当該本体上部と当該本体下部とを繋ぐ、上記筒構造の径方向に延びた底部を有しており、
上記制御手段は、上記本体上部の中空部に挿入することによって取り付けられることを特徴とする請求項１から７までの何れか１項に記載の回収治具。
【請求項９】
上記筒構造は、円筒構造であり、
上記本体上部の中空部の壁面には、ネジ山が形成されており、
上記制御手段には、その側面に上記ネジ山と螺合するネジ山が形成されていることを特徴とする請求項８に記載の回収治具。
【請求項１０】
上記制御手段は、当該制御手段の底面を上記底部に接触させることによって、当該底部に設けられている上記本体下部の一端である開口部を封止するように構成されていることを特徴とする請求項８または９に記載の回収治具。
【請求項１１】
上記制御手段は、上記一軸方向に沿って動かすことができる芯部と当該芯部を囲む枠部とを有した二重構造となっており、
上記芯部と上記枠部とを相対的に動かすことによって、上記芯部の底面と上記枠部の底面との高さが可変するように構成されていることを特徴とする請求項８から１０までの何れか１項に記載の回収治具。
【請求項１２】
請求項１から１１までの何れか１項に記載の回収治具と、
上記基板の表面を水平に維持した状態で当該基板を回転させる基板回転体と、
上記回収治具と上記基板回転体とを相対移動させるための駆動体とを備えていることを特徴とする、基板の汚染物を回収するための汚染物回収装置。
【請求項１】
基板に液体を接触させて当該基板に付着した汚染物を回収するための汚染物回収装置に配設される回収治具であって、
上記液体を貯留する貯留部、及び
上記貯留部と外部とを連通し、且つ上記貯留部に貯留されている液体の一部を外部に露出させて上記基板に付着させるように構成された貫通部が設けられており、
上記貫通部にて、貫通部に露出した液体と基板とが接触したときの液体の接触範囲を制御する制御手段が、取り外し可能な状態で配されていることを特徴とする回収治具。
【請求項２】
上記制御手段は、上記貫通部に露出した液体に対して上記貯留部からかかる圧力を制御することを特徴とする請求項１に記載の回収治具。
【請求項３】
上記制御手段は、上記貫通部に液体が露出した状態の上記貯留部を密閉していることを特徴とする請求項１に記載の回収治具。
【請求項４】
上記制御手段は、上記密閉した状態において上記貯留部の容積を変化させることを特徴とする請求項３に記載の回収治具。
【請求項５】
上記制御手段は、上記貯留部に上記液体が貯留されたときに上記貯留部に形成される空間に隣接して配置されており、当該空間の気圧を変化させることを特徴とする請求項３に記載の回収治具。
【請求項６】
上記貫通部は、上記貯留部と外部とを水平方向に連通するように形成されており、且つ上記基板の厚さよりも大きく開口していることを特徴とする請求項１から５までの何れか１項に記載の回収治具。
【請求項７】
上記貫通部は、上記貯留部と外部とを、水平に対して垂直な方向に連通するように形成されており、且つ上記基板の厚さよりも大きく開口していることを特徴とする請求項１から５までの何れか１項に記載の回収治具。
【請求項８】
上記回収治具は、内径が互いに異なる筒構造の本体上部と本体下部とが互いの中空部が連通するように一軸方向に上下に並んでいる回収本体を備えており、
上記貯留部は、上記本体下部の中空部として形成されており、
上記本体上部における上記本体下部との境界部には、当該本体上部と当該本体下部とを繋ぐ、上記筒構造の径方向に延びた底部を有しており、
上記制御手段は、上記本体上部の中空部に挿入することによって取り付けられることを特徴とする請求項１から７までの何れか１項に記載の回収治具。
【請求項９】
上記筒構造は、円筒構造であり、
上記本体上部の中空部の壁面には、ネジ山が形成されており、
上記制御手段には、その側面に上記ネジ山と螺合するネジ山が形成されていることを特徴とする請求項８に記載の回収治具。
【請求項１０】
上記制御手段は、当該制御手段の底面を上記底部に接触させることによって、当該底部に設けられている上記本体下部の一端である開口部を封止するように構成されていることを特徴とする請求項８または９に記載の回収治具。
【請求項１１】
上記制御手段は、上記一軸方向に沿って動かすことができる芯部と当該芯部を囲む枠部とを有した二重構造となっており、
上記芯部と上記枠部とを相対的に動かすことによって、上記芯部の底面と上記枠部の底面との高さが可変するように構成されていることを特徴とする請求項８から１０までの何れか１項に記載の回収治具。
【請求項１２】
請求項１から１１までの何れか１項に記載の回収治具と、
上記基板の表面を水平に維持した状態で当該基板を回転させる基板回転体と、
上記回収治具と上記基板回転体とを相対移動させるための駆動体とを備えていることを特徴とする、基板の汚染物を回収するための汚染物回収装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図９】
【公開番号】特開２００９−２４６１９２（Ｐ２００９−２４６１９２Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９２１７８（Ｐ２００８−９２１７８）
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（３９００００６８６）株式会社住化分析センター (72)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（３９００００６８６）株式会社住化分析センター (72)
【Ｆターム（参考）】
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