JPH02187190A - 超純水製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明はＬＳＩや超ＬＳＩを生産する電子工業において
、その中間製品である半導体ウェハーまたはチップの洗
浄用水として使用される、いわゆる超純水を製造する装
置に関するものである。

〈従来の技術〉 ＬＳＩや超ＬＳＩを生産する電子工業においては、その
中間製品である半導体ウェハーまたはチップ（以下半導
体ウェハーという）の洗浄にあたり、その歩留まりを向
上させるために、イオンの量および微粒子の量をＩ）Ｉ
）ｂオーダーまで減少させるだけでなく、生菌数を１０
−１個／　ｍ　ｌまで減少させた、いわゆる超純水を必
要とする。

従来は、かかる超純水を製造するにあたり、原水を凝集
沈殿装置、砂濾過器、活性炭濾過器、逆浸透膜装置、２
床３塔式純水製造装置、混床式ポリシャー等を組み合わ
せた一次側純水製造装置で処理して純水を得、当該純水
を更に紫外線照射装置、混床式ポリシャー等で処理し、
最終的に半導体ウェハーを洗浄する直前、すなわちユー
スポイント（使用箇所）の直前で精密濾過膜（ＭＦ膜）
装置や超濾過膜（ＵＦ膜）装置等の、いわゆる末端濾過
膜装置で処理して超純水を得、これを洗浄用水として供
している。

このような用途の末端に使用される濾過膜装置において
は、その被処理水が一次側純水製造装置で得られる純水
であるにもかかわらず、また直前で紫外線照射を行って
いるにもかかわらず、長時間の超純水製造を続行すると
透過水である超純水中に生菌や微粒子の漏洩量が増加し
、許容限度を超えてしまう。

この原因は、当該濾過膜装置の被処理水である純水中に
わずかに存在する紫外線に耐性を有する一般細菌が膜面
等に繁殖するためと考えられる。

従って、使用する濾過膜が上述のような汚染を受けた場
合、何らかの殺菌処理を施す必要がある。

従来から行われている上記濾過膜の殺菌処理は、１〜５
％過酸化水素水、または次亜塩素酸ソーダ溶液等の酸化
剤溶液、あるいは酸、アルカリ等の溶液に浸漬したりも
しくは通液洗浄する、いわゆる化学薬品を用いる殺菌処
理や濾過膜をたとえば７０℃以上の熱水で洗浄して殺菌
する熱水殺菌処理等であり、このような殺菌処理を定期
的に行いながら超純水製造を行っていた。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上述した末端濾過膜装置に使用されている従来の精密濾
過膜や超濾過膜は、たとえばポリスルホン、ポリ塩化ビ
ニール、ポリビニルアルコール等の合成高分子、あるい
は酢酸セルロース等の天然高分子を素材とするもので、
要するに有機物を素材とするものであった。

従って、耐熱性あるいは耐薬品性の点でやや難があり、
そのため上述のような殺菌処理を行った場合に濾過膜が
劣化し、殺菌処理後の超純水製造の際に透過水である超
純水中の生菌数や微粒子数が増加したり、あるいは膜自
身から有機物が溶出するようになったり、更には膜の交
換頻度が多くなったりするという問題点があった。また
、膜の劣化を防ぐために熱水の温度や使用薬品の濃度も
制限され、そのために殺菌効果が不十分となって良質の
超純水が得られないという問題を生じることもあった。

本発明はこのような問題点を解決するもので、末端濾過
膜装置の濾過膜として耐熱性および耐薬品性に極めて優
れた膜を使用することによって上述したような殺菌処理
時における膜の劣化をなくすとともに、従来より苛酷な
条件での殺菌処理を可能とし、故に生菌数や微粒子数の
極めて少ない良質の超純水を常に安定して得ることの出
来る超純水製造装置を提供することを目的とするもので
ある。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明は一次側純水製造装置と１、当該純水製造装置で
得られる純水をユースポイントの直前で再度濾過処理す
る末端濾過膜装置とを備えてなり、当該濾過膜装置は濾
過膜として無機性多孔質膜を用いたものであることを特
徴とする超純水製造装置である。

以下に本発明を図面に基づいて詳細に説明する。

第１図は本発明の実施態様の一例を示すフローの説明図
であり、Ａの部分は一次側純水製造装置、Ｂの部分は末
端濾過膜装置を含む二次側純水製造装置を指し、また−
点鎖線で囲んだ部分は半導体ウェハーの洗浄用水として
採水する、いわゆるユースポイントを指している。

当該−次側純水製造装置Ａは、たとえば凝集沈殿装置２
、砂やアンスラサイト等による濾過装置３、孔径１０μ
程度のカートリッジフィルタ４、逆浸透膜装置５．２床
３塔式純水製造装置６、混床式純水製造装置７．０゜４
５〜０．８μ程度のカートリッジフィルタ８等によって
構成され、原水１を処理してイオン、微粒子等を可及的
に除去したいわゆる一次側純水９を製造するものである
。

なお、原水１の水質によっては、凝集沈殿装置２と、濾
過装置３とを省略して両装置が一体となった凝集剤ボデ
ィーフィード式濾過装置やマイクロフロック式・濾過装
置等のいわゆる簡易除濁装置を設置してもよく、更に水
質がよい場合は直接カートリッジフィルタ４に原水を通
してもよく、逆に原水１中に多量の有機物が存在する場
合は、濾過装置３以降に活性炭濾過器が設置されること
もある。

また、原水のイオン量が少ない場合は逆浸透膜装置５が
省略される場合もあり、あるいは当該逆浸透膜装置５の
後段に設置される２床３塔式純水製造装置６が省略され
る場合もある。

更に、必要に応じ一次側純水製造装置Ａ内に紫外線照射
装置が設置される場合もあり、かつ脱酸素の目的で真空
脱気器が設置されることもある。

次に、二次側純水製造装置Ｂは、前述したような−次側
純水製造装置Ａで得た一次側純水９を貯留する純水槽１
０、当該純水９を更に処理する混床式ポリシャー１１、
紫外線照射装置１２、および−点鎖線で囲んだユースポ
イント部１４の直前に設置した、濾過膜として無機性多
孔質膜を用いた末端濾過膜装置１３で構成される。

本発明の特徴は、末端濾過膜装置１３の濾過膜として、
上述の如く無機性多孔質膜を用いる点にあるが、当該無
機性多孔質膜とは、たとえば５ｔＯ２ガラス、アルミナ
質、ケイ酸アルミ等の無機物を素材とする、いわゆるセ
ラミック膜であり、かつポアサイズがたとえば０．１〜
数１０μというような、一般に精密濾過膜の範祷に属す
るもの、あるいはポアサイズが数１０人というような、
−般に限外濾過膜の範晴に属する多孔質膜を指し、膜形
状としては中空状（管状）に成形したものを用いるのが
よい。このような微細孔を有する中空状セラミック膜は
最近になって開発されたものであり、直径数１量という
ような従来の中空糸状膜に近い径のものも既に実用化さ
れている。

なお、図中１５は紫外線照射装置１２と末端濾過膜装置
１３との間に設置した熱交換器を、１６は当該熱交換器
１５に熱水、スチーム等の熱媒を供給する熱媒供給管を
示しているが、当該熱交換器１５は前記末端濾過膜装置
１３を熱水によって殺菌処理する際に用いるもので、通
常の処理においては当該熱交換器１５に熱媒を通流させ
ない。

また、１７は末端濾過膜装置１３の透過水である超純水
をユースポイント部に移送するためのユースポイント配
管、１８は当該濾過膜装置１３の非透過水を排出するた
めの非透過木管、１９は前記ユースポイント配管１７の
適所に付設したブロー管をそれぞれ示している。

第１図に示した二次側純水製造装置Ｂにおいては、混床
式ポリシャー１１が前段に、紫外線照射装置１２が後段
に設置されているが、場合によっては紫外線照射装置１
２を前段に、混床式ポリシャー１１を後段に設置しても
差し支えない。

く作用〉 本発明は上述のような構成からなり、超純水を製造する
通常の処理においては、従来と同じように原水１を先ず
−１次側純水製造装置Ａで処理し、イオン、微粒子等を
可及的に除去した一次側純水９を得て当該純水９を純水
槽１０に一旦貯留する。

次いで、純水槽１０内に貯留した一次側純水９を、混床
式ポリシャー１１、紫外線照射装置１２、および濾過膜
として前述した中空状の無機性多孔質膜を用いた末端濾
過膜装置１３でこの順に処理し、−次側純水９中に残留
するイオン、微粒子、生菌、ＴＯＣ等を可及的に除去し
た、いわゆる超純水を末端濾過膜装置１３の透過側から
得る。得られた超純水はユースポイント配管１７によっ
てユースポイント部１４まで移送し、ここで必要な超純
水を半導体ウェハーの洗浄用水として使用し、残余の超
純水は純水槽１０に循環する。

なお、末端濾過膜装置１３の非透過側から得られる非透
過水は、非透過水配管１８を介して一次側純水製造装置
Ａあるいは純水槽１０に循環して回収する。

上述のような超純水製造を続行するうちに、末端濾過膜
装置１３に使用している無機性多孔質膜の膜面に細菌類
が繁殖するので、末端濾過膜装置１３を定期的に殺菌処
理する。たとえば、当該濾過膜装置１３を熱水によって
殺菌する場合は以下のようにして行う。

すわなち、熱交換器１５に熱媒供給管１６を介して熱水
、スチーム等の熱媒を供給し、末端濾過膜装置１３の供
給水を熱交換器１５によって間接的に加熱してたとえば
９０℃前後の熱水とし、当該熱水を末端濾過膜装置１３
に濾過処理と同じ方向に供給する。次いでその熱透過水
をユースポイント配管１７に流し、ユースポイント１４
を通過させた後にブロー管１９より糸外にブローする。

また、末端濾過膜装置１３に供給した熱水の一部は、非
透過熱水として非透過木管１８よりブローする。

本発明の超純水製造装置においては、上記末端濾過膜装
置１３に用いている濾過膜が、前述したようなガラス等
の無機物を素材としたいわゆるセラミック膜であるので
、有機物を素材とした従来の濾過膜に比べて耐熱性の点
で格段に優れており、通常９００℃程度の耐熱温度を有
している。従って、上述した程度の温度の熱水による殺
菌処理では、当該処理を定期的に繰り返しても濾過膜は
材質的にまた性能的に全く劣化しない。故に、前述した
超純水製造に際し、−次側純水中に残留する生菌や微粒
子等を長期間良好に除去することが出来、よって良質の
超純水を安定して製造することが出来る。

なお、上述の実施態様では濾過膜装置１３を熱水によっ
て殺菌する場合について説明したが、本発明装置におい
ては当該濾過膜装置１３に、上記熱水よりも更に温度の
高い１００℃以上の高温スチームを直接供給して殺菌処
理することも出来、その場合は上記熱水殺菌に比べてよ
り完全な殺菌を行うことが出来る。

また、本発明に用いるいわゆるセラミック膜の場合、耐
薬品性においても一般的に従来の有機性膜に比べて優れ
ており、従って殺菌処理を酸化剤、酸、アルカリ等の化
学薬品を含有する溶液を用いて行うことも出来、更にこ
のような殺菌処理に際して前記溶液を加温して用いるこ
とも可能である。

なお、上記高温スチームによる熱殺菌、あるいは上記化
学薬品による殺菌を行う場合は、濾過膜を装着する容器
等の、膜以外の濾過膜装置１３構成部材も耐熱性あるい
は耐薬品性に優れたものを使用しなければならないこと
は言うまでもないことである。

く効果〉 以上説明した如く、本発明の超純水製造装置は一次側純
水製造装置で得られる純水をユースポイントの直前で最
終的に濾過処理する末端濾過膜装置の濾過膜として、ガ
ラス、アルミナ等を素材とする耐熱性および耐薬品性に
優れた無機性多孔質膜、いわゆるセラミック膜を用いる
ので、当該膜を従来から行われているような熱水や化学
薬品による殺菌方法によって殺菌しても膜が劣化するよ
うなことは全くなく、よって生菌数や微粒子数の極めて
少ない超純水を長期間安定して得ることが出来る。

また、上記セラミック膜は特にその耐熱性において極め
て優れており、通常９００℃程度の耐熱温度を有してい
るので、従来の有機性膜においては適用出来ないような
高温条件での殺菌処理を施すことが出来、従ってより効
果的な殺菌を行うことが可能となる。

更に、従来の超純水製造装置においては上述の如く末端
濾過膜装置に有機性膜を使用していたので、殺菌処理に
より膜の劣化が進行するにつれて膜自身から有機物が溶
出するようになり、従って得られる超純水の水質が悪化
するという問題もあったが、本発明装置においては無機
性膜を用いるのでこのような心配は全くない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施態様の一例を示すフローの説明図
である。 １・・・原水　　　　　　　　２・・・凝集沈殿装置３
・・・濾過装置 ４．８・・・カートリッジフィルタ ５・・・逆浸透膜装置 ６・・・２床３塔式純水製造装置 ７・・・混床式純水製造装置 ９・・・−次側純水　　　　１０・・・純水槽１１・・
・混床式ポリシャー　１２・・・紫外線照射装置１３・
・・末端濾過膜装置 １４・・・ユースポイント部　１５・・・熱交換器１６
・・・熱媒供給管 １７・・・ユースポインｌ−配管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一次側純水製造装置と、当該純水製造装置で得られる純
   水をユースポイントの直前で再度濾過処理する末端濾過
   膜装置とを備えてなり、当該濾過膜装置は濾過膜として
   無機性多孔質膜を用いたものであることを特徴とする超
   純水製造装置。