JPH0929251A - 超純水製造装置 - Google Patents

超純水製造装置

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JPH0929251A
JPH0929251A JP18001895A JP18001895A JPH0929251A JP H0929251 A JPH0929251 A JP H0929251A JP 18001895 A JP18001895 A JP 18001895A JP 18001895 A JP18001895 A JP 18001895A JP H0929251 A JPH0929251 A JP H0929251A
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JP
Japan
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water
ultrapure water
membrane
dissolved oxygen
ion exchange
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JP18001895A
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English (en)
Inventor
Masahiro Furukawa
征弘 古川
Motomu Koizumi
求 小泉
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Kurita Water Industries Ltd
Original Assignee
Kurita Water Industries Ltd
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  • Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶存酸素量が著しく低い超純水を製造する。 【解決手段】 前処理工程より得られた一次純水をサブ
タンク11、ポンプ12、熱交換器13、低圧紫外線酸
化装置14、イオン交換装置15、膜式脱気装置16及
び限外濾過膜分離装置17に順次に通水し、得られた極
低溶存酸素の超純水をユースポイント18に送る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は超純水製造装置に係
り、特に溶存酸素濃度がきわめて低い超純水を得る超純
水製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体洗浄用水として用いられて
いる超純水は、図2に示すように前処理システム1、一
次純水システム2及びサブシステム3から構成される超
純水製造装置で原水(工業用水、市水、井水等)を処理
することにより製造されている。図2において、各シス
テムの役割は次の通りである。
【0003】凝集、加圧浮上(沈殿)、濾過装置等より
なる前処理システム1では、原水中の懸濁物質やコロイ
ド物質の除去を行う。逆浸透膜分離装置、脱気装置及び
イオン交換装置(混床式又は4床5塔式)を備える一次
純水システム2では原水中のイオンや有機成分の除去を
行う。なお、逆浸透膜分離装置では、塩類除去のほかに
イオン性、コロイド性のTOCを除去する。イオン交換
装置では、塩類除去のほかにイオン交換樹脂によって吸
着又はイオン交換されるTOC成分を除去する。脱気装
置(窒素脱気又は真空脱気)では溶存酸素の除去を行
う。
【0004】熱交換器、低圧紫外線酸化装置、ポリッシ
ャー(非再生式イオン交換樹脂装置)及び限外濾過膜分
離装置を備えるサブシステム4では、水の純度をより一
層高め超純水にする。なお、低圧紫外線酸化装置では、
低圧紫外線ランプより出される185nmの紫外線によ
りTOCを有機酸さらにはCO2 まで分解する。分解さ
れた有機物及びCO2 は後段のイオン交換樹脂で除去さ
れる。限外濾過膜分離装置では、微小粒子が除去されイ
オン交換樹脂の流出粒子も除去される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】超純水中の溶存酸素
は、シリコンウェハーの自然酸化膜の厚さをコントロー
ルする上で重要な因子であるが、上記従来の超純水製造
装置によれば、溶存酸素濃度が5〜10ppb程度とな
ってしまい、さらに低い溶存酸素値が要求されるケース
では要求水質を満足できなくなる。
【0006】本発明は、超純水中の溶存酸素を効率的に
除去できる超純水製造装置を提供することを目的とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の超純水製造装置
は、一次純水を導入し、少なくとも紫外線照射酸化装置
(紫外線酸化装置)とイオン交換純水装置とを有するサ
ブシステムに通水して超純水を得る超純水製造装置にお
いて、該イオン交換純水装置の後段に膜式脱気装置を配
置したことを特徴とする。
【0008】本発明者らは、図2に示されるような超純
水製造装置における溶存酸素濃度の推移を調べた結果、
サブシステム内の低圧紫外線酸化装置出口で一旦溶存酸
素濃度は低下するが、後段のポリッシャー出口で再度低
圧紫外線酸化装置入口の溶存酸素濃度まで(場合によっ
てはそれ以上に)上昇してしまい、結果的に低圧紫外線
酸化装置の溶存酸素除去効果が表れないことを確認し
た。即ち、一次純水システムの流出水の溶存酸素濃度は
約5〜10ppbであり、この水が低圧紫外線酸化装置
で処理されることにより、溶存酸素濃度は0〜5ppb
に低減するが、ポリッシャー出口水の溶存酸素濃度は再
び5〜10ppb程度に上昇しており、結果として得ら
れる超純水の溶存酸素濃度は5〜10ppbとなる。
【0009】本発明者らは、この現象について鋭意検討
した結果、下記(1)式のような反応が低圧紫外線酸化
装置からポリッシャーの間で生じていることを見出し
た。
【0010】
【化1】
【0011】即ち、低圧紫外線酸化装置入口では水(H
2 O)とTOCが存在するが、一次純水中のTOCが極
めて低い場合、紫外線酸化装置における紫外線照射量が
設計値よりも過剰となる。(例えば、紫外線照射量をT
OC10ppbに対応した照射量とした紫外線酸化装置
にTOC5ppbの一次純水が流入する場合、紫外線照
射量がTOC5ppb分だけ過剰となる。)そして、H
2 Oが、この過剰な紫外線の照射によりOHラジカルを
介してH22 (過酸化水素)となり、溶存酸素はTO
C分解に使用されるために見掛け上溶存酸素濃度が低下
する。しかし、生成したH22 はポリッシャー(特に
ポリッシャー内のアニオン交換樹脂)の接触触媒作用で
分解され、再度O2 が発生するため、ポリッシャー出口
水の溶存酸素濃度が上昇する。
【0012】本発明は、紫外線酸化装置からイオン交換
装置を通ることにより発生した溶存酸素を膜式脱気装置
で除去することにより、得られる超純水中の溶存酸素値
を低下させるようにしたものである。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明する。
【0014】図1は本発明の超純水製造装置の一実施例
を示す系統図である。
【0015】各種前処理工程より得られた一次純水(通
常の場合、TOC濃度2ppb以下の純水)をサブタン
ク11、ポンプ12、熱交換器13、低圧紫外線酸化装
置14、イオン交換装置(本実施例ではアニオン交換樹
脂とカチオン交換樹脂とをイオン負荷に応じて混合した
デミナー)15、膜式脱気装置16及び限外濾過膜分離
装置17に順次に通水し、得られた極低溶存酸素の超純
水をユースポイント18に送る。
【0016】膜式脱気装置としては、脱気膜の一方の側
に水を流し、他方の側を真空ポンプで排気し、溶存酸素
を膜を透過させて真空側に移行させて除去するようにし
たものが用いられる。なお、この膜の真空側には若干の
水分が脱気膜を透過して出てくるので、この真空側に窒
素等のガスを流し、水分を除去して膜性能の低下を防止
するのが好ましい。N2 流量は一定でも良く、変動させ
ても良い。
【0017】脱気膜は、酸素、窒素、蒸気等のガスは通
過するが水は透過しない膜であれば良く、例えば、シリ
コンゴム系、ポリテトラフルオロエチレン系、ポリオレ
フィン系、ポリウレタン系等がある。この脱気膜として
は市販の各種のものを用いることができる。
【0018】この膜式脱気装置の真空度は55〜70T
orr、N2 等のガスの真空側流量は水流量の5〜25
%とするのが好ましい。なお、この運転条件は、膜性能
により任意に設定できるが、通常上記のような範囲が好
ましい。真空度が過度に低いと脱気効率が低下し、逆に
過度に大きいと膜を通して水も透過側に出てきて効率が
悪くなる。N2 流量は過度に少ないと水分除去が十分で
なく脱気効率が低下し、大きすぎると真空度が上がらず
脱気効率が低下する。
【0019】なお、図1の構成は本発明の一例であり、
本発明はサブシステムにおいて紫外線酸化装置、イオン
交換装置及び膜式脱気装置を備えている限り各種の機器
を組み合わせることができる。例えば、膜脱気の後に限
外濾過(UF)装置や逆浸透膜装置を設置しても良い。
また、原水をpH4.5以下の酸性下、かつ、酸化剤存
在下で加熱分解処理して原水中の尿素及び他のTOC成
分を分解した後、脱イオン処理する装置を組み込むこと
もできる。紫外線酸化装置、イオン交換装置、膜式脱気
装置は多段に設置されても良い。なお、図1のように、
膜式脱気装置の後段にUF装置を設置することにより、
脱気膜で発生した微粒子を除去し、ユースポイントへの
持ち込みを阻止できる。
【0020】本発明においては、紫外線酸化装置で紫外
線照射された水をイオン交換樹脂に接触させた後、膜脱
気処理することが重要であり、膜式脱気装置を紫外線酸
化装置とイオン交換樹脂との間に配置しても、得られる
超純水中の溶存酸素は低減しない。
【0021】
【実施例】以下に比較例及び実施例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。
【0022】比較例1 原水(厚木市水:TOC700〜800ppb、溶存酸
素8000ppb、電導度240μS/cm)を図2の
装置によって処理して超純水を製造した。
【0023】実施例1〜3 サブシステムを、膜式脱気装置を組み込んだ図1のもの
とし、膜式脱気装置の運転条件及び通水量を表1の通り
としたほかは比較例1と同様にして超純水を製造した。
【0024】この比較例及び実施例における各装置の仕
様は下記の通りである。
【0025】低圧紫外線照射酸化装置:80W×4本
(0.32kW) (発生波長:185nm及び254nm) ポリッシャー(デミナー):カチオン交換樹脂とアニオ
ン交換樹脂とを混合充填した混床式イオン交換装置 SV=70〜80hr-1 限外濾過膜分離装置:KU−1010(栗田工業株式会
社製) 脱気膜: Hoechst Celanese 製Liqui−Cel 1
本 ハウジング:5PCH−120 カートリッジ:5PCH−118,SN:1221
【0026】
【表1】
【0027】得られた超純水の電導度と低圧紫外線酸化
装置以降の各装置の流出水の溶存酸素は表2に示す通り
であった。
【0028】
【表2】
【0029】表2より、本発明例によると溶存酸素濃度
が極めて低い超純水が得られることが明らかである。
【0030】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の超純水製造
装置によると、溶存酸素濃度が著しく低い超純水を製造
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の超純水製造装置の一実施例を示す系統
図である。
【図2】従来の超純水製造装置を示す系統図である。
【符号の説明】 1 前処理システム 2 一次純水システム 3 サブシステム 11 サブタンク 12 ポンプ 13 熱交換器 14 低圧紫外線酸化装置 15 イオン交換装置(デミナー) 16 膜式脱気装置 17 限外濾過膜分離装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一次純水を導入し、少なくとも紫外線照
    射酸化装置とイオン交換純水装置とを有するサブシステ
    ムに通水して超純水を得る超純水製造装置において、 該イオン交換純水装置の後段に膜式脱気装置を配置した
    ことを特徴とする超純水製造装置。
JP18001895A 1995-07-17 1995-07-17 超純水製造装置 Pending JPH0929251A (ja)

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