超純水制造裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種超純水的制造裝置，特別是設(shè)及一種具備一次純水系統(tǒng)與次系統(tǒng) 的超純水制造裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為半導(dǎo)體洗凈用水使用的超純水，其是通過由一次純水系統(tǒng)、次系統(tǒng)(二次純水 系統(tǒng)）等構(gòu)成的超純水制造裝置制造出來。一次純水系統(tǒng)的前段也有設(shè)置前處理系統(tǒng)的情 況。
[0003] 在前處理系統(tǒng)中，通過凝集、加壓浮上(沉淀）、過濾(膜過濾)裝置等，將原水中的 懸浮物質(zhì)或膠體物質(zhì)等去除。
[0004] 在一次純水系統(tǒng)中，利用逆滲透膜分離裝置、脫氣裝置及離子交換裝置(混床式或 4床5塔式等)等，將水中的離子或有機(jī)成分等去除而制造一次純水。在次系統(tǒng)中，利用低壓 紫外線氧化裝置、離子交換純水裝置及超濾膜化F膜)裝置等，將一次純水作高度處理而形 成為超純水。該次系統(tǒng)的最終段配置有IF膜裝置，將由離子交換樹脂等所生的微粒去除。
[0005] 近年來，由于半導(dǎo)體制造工序的發(fā)展，水中的微粒管理日趨嚴(yán)格。半導(dǎo)體國(guó)際技術(shù) 路線圖（International Technology Roa血ap for Semiconductors)要求在2019年能達(dá)到 粒徑> 11.9nm的保證值< 1000個(gè)/L(管理值< 100個(gè)/L)。
[0006] 在次系統(tǒng)最終段所設(shè)置的膜裝置，主要是使用UF膜裝置。為了使用UF膜去除微粒， 人們期望的是使用膜面的細(xì)孔徑較微粒徑為小的膜，然而UF膜面存在有無數(shù)的細(xì)孔，其孔 徑有不均一的情形。因此，有無法完全去除lOnm左右的微粒的缺陷。
[0007] 精密過濾膜(MF膜)的細(xì)孔徑為次微米等級(jí)，較UF膜的細(xì)孔徑為大，因此難W將透 過水中的微粒數(shù)W100個(gè)W下/L(粒徑>10nm)的水平進(jìn)行管理。逆滲透膜(R0膜)的孔徑較 UF膜為小，因此理論上可進(jìn)行高度的微粒去除，但是若采用模組形態(tài)則其清凈度低，而有發(fā) 生微粒(例如來自封裝材料(Potting material)產(chǎn)生的塵埃）的問題，無法作為次系統(tǒng)的末 端微粒去除單元適用。
[000引為了降低超純水中的微粒數(shù)，而有在次系統(tǒng)中將膜分離裝置進(jìn)行2段串聯(lián)設(shè)置的 情況(專利文獻(xiàn)1~4)。在專利文獻(xiàn)1的圖2、3中記載了在超純水制造裝置的最終段，按照順 序串聯(lián)設(shè)置UF膜裝置與離子交換基修飾MF膜裝置。在專利文獻(xiàn)2的圖4(a)中記載了，在2次 純水裝置的末端的UF膜裝置的后段設(shè)置逆滲透膜(R0膜)裝置。在專利文獻(xiàn)3中記載了，在2 次純水裝置中設(shè)置UF膜裝置、及孔徑500~5000A的陰離子吸附膜裝置。在專利文獻(xiàn)4中 記載了，在作為超純水制造用分離膜模組使用的UF或MF(精密過濾)膜裝置的前段，設(shè)置可 阻止粒徑0. 0lmm( ΙΟμπι) W上的粒子的前置過濾器。
[0009] 在如專利文獻(xiàn)1所示串聯(lián)設(shè)置UF膜裝置與離子交換基修飾MF膜的情形下，會(huì)有交 換基體從離子交換基修飾Μ刊莫脫離而成為微粒源的缺點(diǎn)。
[0010] 在如專利文獻(xiàn)2所示串聯(lián)配置UF膜裝置與R0膜裝置的情形，由于從R0膜會(huì)發(fā)生微 粒，因此，有可能超純水的水質(zhì)降低。
[00川在專利文獻(xiàn)3中，作為陰離子吸附膜，具體地，示出了一種孔徑0.2μπι(2000為）、 空孔率60%、膜厚0.35mm的中空絲膜(第0023段）。根據(jù)此陰離子吸附膜，可將二氧化娃高度 地去除，但仍有無法將超純水等級(jí)的微小的微粒去除的缺點(diǎn)。
[0012] 在專利文獻(xiàn)4中的前置過濾器，其是用來防止lOymW上的塵埃與最終段的UF或MF 膜沖撞而造成膜破損，但是，無法去除比10皿小的粒子。
[0013] 如上所述地，在專利文獻(xiàn)1~4中，作為次系統(tǒng)的末端微粒去除單元，雖然記載有多 段設(shè)置膜裝置的情形，但不論是任一者均無法獲得可令人充分滿意的微粒去除效果。
[0014] [現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]
[00巧]巧利文獻(xiàn)]
[0016] 專利文獻(xiàn)1:日本特開2004-283710;
[0017] 專利文獻(xiàn)2:日本特開2003-190951;
[001引專利文獻(xiàn)3:日本特開平10-216721;
[0019] 專利文獻(xiàn)4:日本特開平4-338221。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020] [發(fā)明要解決的課題]
[0021] 本發(fā)明的目的是提供一種可穩(wěn)定地制造微粒經(jīng)高度去除的高水質(zhì)超純水的超純 水制造裝置。
[0022] [解決課題的手段]
[0023] 本發(fā)明的超純水制造裝置，具有從一次純水制造超純水的次系統(tǒng)。該次系統(tǒng)的最 終段設(shè)置有膜裝置。該膜裝置W串聯(lián)的方式設(shè)置有多段，第1段的膜裝置為UF膜裝置、MF膜 裝置或R0膜裝置，最終段的膜裝置為IF膜裝置或未經(jīng)離子交換基修飾的Μ刊莫裝置。
[0024] 本發(fā)明中優(yōu)選的是，作為上述膜裝置，W串聯(lián)的方式設(shè)置有2段的UF膜裝置。作為 上述膜裝置，也可W依照Μ刊莫裝置、R0膜裝置及IF膜裝置的順序設(shè)置有3段。
[0025] 本發(fā)明中優(yōu)選的是，設(shè)置有微粒測(cè)定機(jī)構(gòu)，該微粒測(cè)定機(jī)構(gòu)測(cè)定膜裝置的處理水 的微粒數(shù)，并管理處理水的微粒。從所獲得的超純水可穩(wěn)定地進(jìn)行高度的微粒管理的層面 而言，優(yōu)選的是設(shè)置測(cè)定最終段緊鄰的前段(從最后起算的第2段）的膜裝置的處理水的微 粒數(shù)的微粒測(cè)定機(jī)構(gòu)、和/或測(cè)定最終段的處理水的微粒數(shù)的微粒測(cè)定機(jī)構(gòu)，檢測(cè)來自運(yùn)些 膜裝置的微粒的泄漏或微粒去除率的降低，并且根據(jù)需要進(jìn)行膜更換等的維護(hù)處理。
[0026] 在測(cè)定兩個(gè)W上的膜裝置的處理水的微粒數(shù)的情形下，在構(gòu)成上，微粒測(cè)定機(jī)構(gòu) 可針對(duì)各個(gè)膜裝置每個(gè)設(shè)置1臺(tái)，也可針對(duì)復(fù)數(shù)個(gè)膜裝置設(shè)置1臺(tái)的微粒測(cè)定機(jī)構(gòu)，為了微 粒數(shù)測(cè)定，依序切換從各個(gè)膜裝置送給至該微粒測(cè)定機(jī)構(gòu)的處理水，由此，通過1臺(tái)的微粒 測(cè)定機(jī)構(gòu)即可進(jìn)行各個(gè)膜裝置的處理水的微粒數(shù)的測(cè)定。
[0027] 在膜裝置具有并聯(lián)設(shè)置的兩個(gè)W上的膜模組的情形下，優(yōu)選的是針對(duì)各個(gè)膜模組 進(jìn)行微粒管理。因此，優(yōu)選的是設(shè)置有具備自動(dòng)閥的采水配管，該具備自動(dòng)閥的采水配管是 從該并聯(lián)設(shè)置的兩個(gè)W上的膜模組的各自的處理水的取出配管分歧出來的采水配管，并且 用于對(duì)微粒數(shù)測(cè)定用的水進(jìn)行采水并送給至微粒測(cè)定機(jī)構(gòu);并且，通過該自動(dòng)閥，對(duì)采水的 膜模組進(jìn)行切換，順序進(jìn)行各個(gè)膜模組的處理水的微粒數(shù)的測(cè)定。再者，為了能針對(duì)將來自 構(gòu)成膜裝置的膜模組的各處理水進(jìn)行合流的該膜裝置的處理水也能同樣地進(jìn)行微粒數(shù)的 測(cè)定，優(yōu)選的是在此合流水流過的集合配管上也同樣地分歧設(shè)置有具備自動(dòng)閥的采水配 管。代替自動(dòng)閥，也可設(shè)置手動(dòng)閥。
[0028] [發(fā)明的效果]
[0029] 本發(fā)明的超純水制造裝置中，在次系統(tǒng)的最終段W串聯(lián)的方式設(shè)置有多段的UF膜 裝置等，可制造微粒數(shù)顯著減少的高水質(zhì)的超純水。根據(jù)本發(fā)明，可制造粒徑lOnmW上的微 粒數(shù)低于100個(gè)/L的高水質(zhì)的超純水。
[0030] 本發(fā)明中，將多段配置的膜裝置中的最下游側(cè)的膜裝置采用UF膜裝置或未經(jīng)離子 交換基修飾的MF膜裝置，因此不會(huì)如R0膜裝置那樣地有從膜裝置本身發(fā)生微粒的可能。作 為MF膜裝置使用未經(jīng)離子交換基修飾的MF膜裝置，因此，也不會(huì)有交換基體脫離而成為微 粒源的缺點(diǎn)。
[0031] 通過設(shè)置測(cè)定最終段緊鄰的前膜裝置的處理水和/或最終段的膜裝置的處理水的 微粒數(shù)的微粒測(cè)定機(jī)構(gòu)，并基于此微粒測(cè)定機(jī)構(gòu)的測(cè)定結(jié)果，根據(jù)需要進(jìn)行膜更換等的維 護(hù)處理，可穩(wěn)定且確實(shí)地制造粒徑lOnmW上的微粒數(shù)低于100個(gè)/L的高水質(zhì)的超純水。
[0032] 具體而言，在膜裝置中，持續(xù)進(jìn)行處理而在膜面上會(huì)經(jīng)時(shí)地有微粒蓄積，因此，有 微粒泄漏于處理水中的情形，另外，在由于某種外在負(fù)荷的施加導(dǎo)致膜破損的情形下，也會(huì) 有微粒泄漏于處理水中，從而產(chǎn)生所獲得的超純水水質(zhì)降低的危險(xiǎn)性，但是，如上所述，通 過設(shè)置微粒測(cè)定機(jī)構(gòu)而監(jiān)視膜處理水的微粒數(shù)進(jìn)行管理，可防范微粒對(duì)于處理水的泄漏于 未然。
【附圖說明】
[0033] 圖1是表示超純水制造裝置的實(shí)施方式的流程圖。
[0034] 圖2是表示超純水制造裝置的實(shí)施方式的流程圖。
[0035] 圖3是表示超純水制造裝置的實(shí)施方式的流程圖。
[0036] 圖4是表示在第1膜裝置與第2膜裝置設(shè)