JPS61111199A - 半導体ウエハ−またはチツプの洗浄水を製造する方法 - 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（以
下半導体ウェハーという。）の洗浄水を製造する方法に
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の洗浄にあたり、その歩
留りを向上するためにイオンの量をｐｐｂオーダーまで
減少させるだけでなく、Ｔ。

０、　Ｃ（全有機炭素）を数１０ｐｐｂまで、および生
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。一方最近の水不足および廃水排出
制限により、近年では前記半導体ウェハーの洗浄廃水の
一部を回収し、これを原水と混合して超純水を製造する
ことが行われている。

このような混合水を処理して超純水を製造する場合、前
記洗浄廃水中の有機物を除去する目的で活性炭濾過塔を
加えることが不可欠となり、通常、原水を凝集沈澱装置
（または浮上分離装置）、砂濾過塔で処理し、当該濾過
水に前記洗浄廃水を混合し４、次いで当該混合水を活性
炭濾過塔、カチオン交換樹脂塔、脱炭酸塔、アニオン交
換樹脂塔からなる純水製造装置、逆浸透膜装置の順に処
理して脱塩水を得、当該脱塩水を温床式ポリシャー、紫
外線処理等を経て超純水を製造し、当該超純水を前記半
導体ウェハーの洗浄水として用いている。

〈従来技術の問題点〉 ところが前述の従来技術については以下のような問題点
がある。

すなわち活性炭濾過塔は水中の有機物の除去に関しては
、十分にその能力を発揮するが、活性炭層は菌の温床と
なりやすく、活性炭濾過塔で混合水を処理すると、その
処理水の有機物量は大幅に減少するが、生菌数が大幅に
増加するという欠点がある。特に前述したごとく半導体
ウェハーを洗浄した洗浄廃水には細菌の繁殖に適した各
種の有機物が含まれており、通常の水処理における活性
炭濾過塔よりも生菌数の増加量が大きい。

当該活性炭濾過塔の処理水は次いで純水製造装置、逆浸
透膜装置などで処理されるが、このように生菌数が増加
すると末端純水中の生菌数も増加することとなり、半導
体ウェハーの洗浄水としては好ましくないものとなる。

なお、このような細ｒ　　　　　　菌が繁殖した活性炭
濾過塔を定期的に熱水あるいは各種の殺菌剤で洗浄して
殺菌処理することも考えられるが、操作が繁雑となり、
また熱水を使用する場合は塔および配管等を耐熱性のも
のとする必要があり、設備費が増加し、また殺菌剤を用
いる場合は処理コストの増加とともに、活性炭の有機物
吸着量を低下させたり、あるいは当該殺菌剤が通水中に
リークしてくるなどの問題があって好ましくない。

〈発明の目的〉 本発明は°従来の半導体ウェハーの洗浄水を製造する際
におけるかかる欠点を解決し、熱水あるいは殺菌剤等を
全く使用することなく、かつ定期的な殺菌処理等を行う
ことなく、さらに低コストで活性炭濾過塔に°おける細
菌の繁殖を防止することを目的とするものである。

く問題点を解決する手段〉 微生物の生育はその環境のｐＨによって影響を受け、そ
れぞれの微生物にはその生育好適ｐＨ帯がある。たとえ
ば細菌は中性から弱アルカリ性（ｐＨ７〜８）に、酵母
と黴は弱酸性（ｐ　Ｈ６〜７）に最適ｐＨ帯があると言
われている。また最適ｐＨ帯から酸性側あるいはアルカ
リ性側に移るに従って微生物の生育は次第に抑制され、
追には死滅するとも言われている。従って通常の細菌は
ｐＨが低くなればなる程、その生育が抑制されるよ゛　
　うになる。

本発明はこの点に鑑みてなされたもので、カチオン交換
樹脂塔の処理水が通常ｐＨ３前後の酸性であることから
、前記混合水をまずカチオン交換樹脂塔で処理し、当該
酸性の処理水を活性炭濾過塔に通水することにより、有
機物を除去するとともに活性炭濾過塔における細菌の繁
殖を効果的に防止し、次いで当該濾過水をアニオン交換
樹脂塔またはカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂の混
合床、逆浸透膜装置で処理することを特徴とする半導体
ウェハーの洗浄水を製造する方法に関するものである。

図面は本発明の実施態様の一例を示すフローの説明図で
あるが、原水１をまず凝集沈澱装置２および砂濾過塔３
で処理し、原水中に含有される懸濁物質、有機物、コロ
イドシリカ等を除去し、当該濾過水を貯槽４に供給する
。なお原水１の水質によっては凝集沈澱装置２を省略し
ても差し支えなく、あるいは砂濾過塔３の入口水に凝集
剤等を添加するマイクロフロック濾過を行ってもよい。

一方半導体つエバーの洗浄廃水５を貯槽４に供給し、貯
槽４で砂濾過水と洗浄廃水５とを混合する。

次いで貯槽４内の混合水をカチオン交換樹脂塔６で処理
する。当該カチオン交換樹脂塔６は、Ｈ膨強酸性カチオ
ン交換樹脂単独あるいはＨ形弱酸性カチオン交換樹脂と
Ｈ膨強酸性カチオン交換樹脂を複層床に充填したもので
、ここで水中のカチオンを対応するＨイオンにイオン交
換する。

したがってその処理水は水中に含まれるＣＩイオン、Ｓ
０４イオン等の鉱酸イオンに相当する鉱酸が生成される
とともに、水中に含まれているＨＣＯ３イオンは遊離炭
酸となりそのｐＨは通常３前後の酸性を呈する。次いで
当該酸性軟水を脱炭酸塔７出処理する。

当該脱炭酸塔７はラシヒリング等の充填層の上部から酸
性軟水を流下するとともに、充填層の下部から空気、窒
素等の気体を流入するもの、ある、いは脱炭酸塔７内を
減圧して溶解気体を排除する、いわゆる真空脱気装置で
このような気液接触あるいは減圧処理により、酸性軟水
中の遊離炭酸が除去される。なお酸性軟水中に揮発性の
有機物等が含まれている場合は当該有機物もここで除去
することができる。従って洗浄廃水５に揮発性の有機物
が含まれている場合は、これを除去するのに効果的であ
る。

本発明は次いで脱炭酸塔７からの脱炭酸水を活性炭濾過
塔８に通水し、脱炭酸水中の有機物を除去する。

当該活性炭濾過塔８は粒状活性炭を充填したものである
が、本発明においては当該充填層に常にｐＨ３前後の酸
性水が接触するので、当該充填層に細菌が繁殖するのを
効果的に防止することができる。また一般に水中に含ま
れる有機物の内、親ｌ　　　　　水性有機酸類は系のｐ
Ｈが酸性となると溶解度が減少するので、その結果とし
て水に対する親和力が減少し、活性炭によりよく吸着さ
れると言われており、従って本発明においてはこれらの
親水性有機酸類の除去効果を向上することにも効果を発
揮する。

このような処理により有機物を除去した活性炭濾過塔８
の処理水を次いでアニオン交換樹脂塔９に通水し、鉱酸
イオン、シリカ、残留遊離炭酸および残留有機物等を吸
着し、脱塩水を得る。なおアニオン交換樹脂塔９にかえ
てこの部分をカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂の混
床塔としても差し支えない。要は活性炭濾過塔８の後段
で鉱酸イオン、シリカ、残留遊離炭酸等のアニオン成分
を除去することができるイオン交換塔を用いればよい。

次いで逆浸透膜装置１０にて当該脱塩水を処理し、残留
する各種イオン、シリカおよびコロイド状物質を除去し
た透過水を得、当該透過水をカチオン交換樹脂とアニオ
ン交換樹脂を充填した温床式ポリシャー１１で処理し、
さらに紫外線処理等（図示せず）をして超純水を得る。

本発明においては逆浸透膜装置１０の前段で逆浸透膜を
汚染するような、Ｃａイオン、Ｍｇイオン、ＳＯ４イオ
ン、シリカ、有機物等を除去しているので、逆浸透膜装
置１０の透過水回収率を可能なかぎり高めることができ
、全体の処理コストを低下させて半導体ウェハーの洗浄
に適した超純水を得ることができる。なお逆浸透膜装置
１０の非゛透過水は原水ｌの貯槽（図示せず）に回収す
ることも可能である。

〈発明の効果〉 以上説明したごとく、本発明は混合水を先にカチオン交
換樹脂塔で処理して酸性水を得、当該酸性水を活性炭濾
過塔で処理するので、活性炭濾過塔に細菌を繁殖させる
ことなく、半導体ウェハーの洗浄に理想的な超純水を得
ることができる。

また本発明は、活性炭層を殺菌するための余分な操作を
することなく、かつ余分な薬剤を全（使用しないので、
低コストで超純水を供給できる。

以下に本発明の効果を明確にするために実施例を説明す
る。

実施例 本発明の実施例として、まず砂濾過水と半導体ウェハー
洗浄廃水を１対１に混合したｐ　Ｈ５，４〜６．２の混
合水をカチオン交換樹脂塔、脱炭酸塔で処理した。その
結果ｐＨ２，７〜２．９の酸性軟水が得られた。この酸
性軟水を活性炭濾過塔にＬＶ。

２０　ｍ　／　ｈ　ｒの条件で３．０００時間通水運転
を行った結果、処理水に流出した生菌数は運転初期４〜
１２個／　ｍ　１！、運転中期３〜８個／ｍ　Ｉ！　、
３，０００時間時間−１０個／　ｍ　ｌであり、処理水
に流出した生菌数の増加はなかった。なお混合水中の生
菌数は１１〜１８個／ｍｌであった。

この活性炭処理水をアニオン交換樹脂塔で処理した後、
低圧逆浸透膜装置で処理し、その透過水中の生菌数を測
定したところ１個／ｍ１以下であった。

一方比較のために本発明の実施例に用いたと同じｐ　Ｈ
５，４〜６．２の混合水を先に活性炭濾過塔でＬＶ、２
０ｍ／ｈｒの条件で３，０００時間通水運転を行った結
果、処理水に流出した生菌数は運転初期５〜１１個／　
ｍ　ｌ、運転中期９２〜１８０個／ｍ　ｌ　、３．００
０時間後２１０〜２９０個／　ｍ　ｌであり、処理水中
に流出した生菌数は大変に増加した。

なお混合水中の生菌数は本発明の実施例と同じ１１〜１
８個／　ｍ　Ｉ！である。

この活性炭処理水をカチオン交換樹脂塔、脱炭酸塔、ア
ニオン交換樹脂塔で処理した後、本発明の実施例と同じ
逆浸透膜装置で処理し、その透過水中の生菌数を測定し
たところ運転３，０００時間経過後で１８〜２８個／ｍ
ｅであった。

【図面の簡単な説明】

図面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・・・凝集沈澱装置３・・
・砂濾過塔　　　　４・・・貯槽５・・・洗浄廃水　　
　　６・・・カチオン交換樹脂塔７・・・脱炭酸塔　　
　　８・・・活性炭濾過塔９・・・アニオン交換樹脂塔 １０・・・逆浸透膜装置　１１・・・混床式ポリシャー
１２・・・非透過水

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体ウェハーまたはチップの洗浄廃水を回収して原水
   と混合し、当該混合水をカチオン交換樹脂塔、活性炭濾
   過塔、アニオン交換樹脂塔またはカチオン交換樹脂とア
   ニオン交換樹脂の混床塔、逆浸透膜装置の順に処理する
   ことを特徴とする半導体ウェハーまたはチップの洗浄水
   を製造する方法。