CN116081848A - 温超纯水制造系统及其启动方法、及计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种温超纯水制造系统及其启动方法、及计算机可读存储介质。一种温超纯水制造系统的启动方法，该温超纯水制造系统将超纯水升温至向使用点供给的供给水温来制造温超纯水，在该启动方法中，在常温以上且供给水温以下的水温范围内，将使超纯水升温至高于常温所得到的升温水、以及降温至低于升温水的水温所得到的降温水交替地通入供温超纯水流动的温超纯水配管中。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年10月29日提交日本知识产权局的、申请号为2021-177165的日本专利申请的优先权和权益，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本公开涉及一种温超纯水制造系统的启动方法、计算机可读存储介质及温超纯水制造系统。
背景技术
作为半导体制造工序中使用的超纯水，例如为了提高清洗工序中的清洗效果，有时使用升温到预定水温的温超纯水。在日本特开2010-123897号公报中，记载了一种用超纯水加热装置加热一级纯水，并供给到使用点(use point)的结构。
在制造温超纯水的系统中，大多使用聚偏氟乙烯(PVDF)制成的配管。但是，在启动温超纯水制造系统时，氟从PVDF制成的配管中溶出，因此温超纯水的氟浓度变高。
为了解决这种不良情况，在日本特开2010-123897号公报中记载了，以比供给的温超纯水的水温高的水温进行使用点配管的清洗来作为使用点配管的清洗方法。
即，记载了通过这样以较高水温的清洗水对使用点配管进行清洗，从而促使氟从使用点配管溶出，在短时间内降低溶出后，能够得到所期望的水质。
发明内容
但是，在实际启动温超纯水制造系统时，上述方法在缩短启动时间这一点上是不够的。而且，如果用水温比供给的温超纯水的水温高的清洗水来清洗使用点配管，则有可能促使使用点配管的变形、强度降低或劣化(以下，将它们统一简称为“劣化”)。如果促使使用点配管的劣化，则会因劣化而产生新的溶出物、微粒等，使水质恶化。
本发明的目的在于，抑制温超纯水配管的劣化，并且缩短温超纯水制造系统的启动时间。
在第一方面的温超纯水制造系统的启动方法中，温超纯水制造系统将超纯水加热至向使用点供给的供给水温来制造温超纯水，在该启动方法中，在常温以上且所述供给水温以下的水温范围内，将使所述超纯水升温至高于常温所得到的升温水、以及降温至低于所述升温水的水温所得到的降温水交替地通入供所述温超纯水流动的温超纯水配管中。
即，在该温超纯水制造系统的启动方法中，向温超纯水配管中交替地通入升温水以及降温水。升温水是升温至高于常温且供给水温以下的超纯水，降温水是降温至低于升温水的水温且常温以上的超纯水。
由于升温水的通水，温超纯水配管稍微伸长。与此相对，由于降温水的通水，温超纯水配管稍微收缩。因此，温超纯水配管由于升温水与降温水交替通水而伸缩。通过这样使温超纯水配管伸缩，与例如仅通入升温水、供给水温的超纯水的情况相比，能够在短时间内使温超纯水配管所含有的氟溶出，能够缩短温超纯水制造系统的启动时间。
升温水和降温水的水温范围在常温以上、且在向使用点供给的供给水温以下。即，不需要将超纯水过度加热或冷却。
由于升温水的水温在供给水温以下，因此与将超过了供给水温的高温的水通入温超纯水配管中的情况相比，能够抑制温超纯水配管的劣化。
在第二方面的温超纯水制造系统的启动方法中，所述温超纯水制造系统包括将所述超纯水进行水温调节以变为所述供给水温的水温调节装置，使用所述水温调节装置，对所述超纯水进行所述升温和所述降温。
由于使用温超纯水制造系统所具有的水温调节装置对超纯水进行升温和降温，因此不需要使用与该水温调节装置不同的升温装置、降温装置来控制它们。即，能够容易地进行对超纯水的升温和降温。
在第三方面的温超纯水制造系统的启动方法中，所述升温水的水温为比所述供给水温低10℃的水温以上。
即，作为升温水，由于保持在供给水温以下且接近于供给水温的一定范围内，因此能够切实地起到伸长温超纯水配管的作用。如果升温水的温度为比相对于供给水温低10℃的水温更低的水温(例如在供给水温为75℃的情况下，升温水的水温小于65℃)，则有可能无法使温超纯水配管充分地伸长，但通过使升温水的水温为比供给水温低10℃的水温以上，能够使温超纯水配管充分地伸长。
在第四方面的温超纯水制造系统的启动方法中，所述降温水的水温为50℃以下。
通过这样对降温水的水温设定上限，能够通过降温水使温超纯水配管切实地收缩。如果降温水的水温超过50℃，则有可能无法使温超纯水配管充分地收缩，但通过使降温水的水温为50℃以下，能够使温超纯水配管充分地收缩。
在第五方面的温超纯水制造系统的启动方法中，每次向所述温超纯水配管通入所述升温水的连续通水时间为3小时以上且24小时以下。
通过使每次向温超纯水配管通入升温水的连续通水时间为3小时以上，与升温水的连续通水时间不足3小时的情况相比，能够通过升温水使温超纯水配管切实地伸长。
并且，通过使每次向温超纯水配管中通入升温水的连续通水时间为24小时以下，与升温水的连续通水时间超过24小时的情况相比，能够抑制升温水的通水时间过度变长。
在第六方面的温超纯水制造系统的启动方法中，每次向所述温超纯水配管通入所述降温水的连续通水时间为3小时以上且24小时以下。
通过使每次向温超纯水配管通入降温水的连续通水时间为3小时以上，与降温水的连续通水时间不足3小时的情况相比，能够通过降温水使温超纯水配管切实地收缩。
并且，通过使每次向温超纯水配管中通入降温水的连续通水时间为24小时以下，与降温水的连续通水时间超过24小时的情况相比，能够抑制降温水的通水时间过长。
在第七方面的温超纯水制造系统的启动方法中，所述超纯水的升温时和降温时的每单位时间的水温变化的绝对值为0.2℃/分钟以上且5.0℃/分钟以下。
通过使升温时和降温时的每单位时间的水温变化的绝对值为5.0℃/分钟以下，水温变化变得平缓。因此，与急剧发生水温变化的情况相比，能够抑制温超纯水配管的劣化。
此外，通过使水温变化的绝对值为0.2℃/分钟以上，能够抑制水温变化所需的时间过长。
在第八方面的温超纯水制造系统的启动方法中，将向所述温超纯水配管的所述升温水的一次通水和所述降温水的一次通水作为通水循环，并将所述通水循环反复进行3次以上且10次以下。
通过使通水循环为3次以上，与使通水循环为2次以下的情况相比，能够使氟从温超纯水配管切实地溶出。
通过使通水循环为10次以下，与使通水循环为11次以上的情况相比，能够在不使通水循环的次数变得过多的情况下缩短启动时间。
在第九方面的温超纯水制造系统的启动方法中，在从所述温超纯水制造系统向所述使用点供给所述温超纯水之前，向所述温超纯水配管进行所述升温水与所述降温水的交替通水。
由此，能够抑制氟溶出到向使用点供给的温超纯水中。
在第十方面的计算机可读存储介质中，该计算机可读存储介质上存储有用于启动温超纯水制造系统的计算机程序，该温超纯水制造系统用于将超纯水加热至向使用点供给的供给水温来制造温超纯水，该计算机程序被执行时，实现以下步骤：在常温以上且所述供给水温以下的水温范围内，将使所述超纯水升温至高于常温所得到的升温水、以及降温至低于所述升温水的水温所得到的降温水交替地通入供所述温超纯水流动的温超纯水配管中。
即，在存储有用于启动温超纯水制造系统的计算机可读存储介质中，使计算机执行向温超纯水配管中交替地通入升温水和降温水的处理。升温水是升温至高于常温且供给水温以下的超纯水，降温水是降温至低于升温水的水温且常温以上的超纯水。
由于升温水的通水，温超纯水配管稍微伸长。与此相对，由于降温水的通水，温超纯水配管稍微收缩。即，温超纯水配管由于升温水与降温水交替通水而伸缩。通过这样使温超纯水配管伸缩，与例如仅通入升温水、供给水温的超纯水的情况相比，能够在短时间内使温超纯水配管所含有的氟溶出。并且，由此，由于能够使温超纯水配管成为可制造温超纯水的状态，因此能够缩短温超纯水制造系统的启动时间。
升温水和降温水的水温范围在常温以上、且在向使用点供给的供给水温以下。即，不需要将超纯水过度加热或冷却。
由于升温水的水温在供给水温以下，因此与将超过了供给水温的高温的水通入温超纯水配管中的情况相比，能够抑制温超纯水配管的劣化。
在第十一方面的温超纯水制造系统中，温超纯水制造系统具有：制造超纯水的超纯水制造装置；水温调节装置，该水温调节装置对在所述超纯水制造装置中制造的所述超纯水进行水温调节并升温至向使用点供给的供给水温，从而成为温超纯水；温超纯水配管，该温超纯水配管设置在所述水温调节装置的内部以及所述水温调节装置与使用点之间，所述温超纯水在该温超纯水配管中流动；以及控制装置，该控制装置控制所述水温调节装置，使得在常温以上且向所述使用点供给的供给水温以下的水温范围内交替地生成由所述超纯水升温至高于所述常温所得到的升温水、以及降温至低于所述升温水的水温所得到的降温水。
在该温超纯水制造系统中，水温调节装置调节由超纯水制造装置制造的超纯水的水温以使其升温，变为向使用点供给的供给水温。而且，能够通过温超纯水配管来将温超纯水供给到使用点。
在该温超纯水制造系统中，控制装置控制水温调节装置，以交替生成升温水与降温水。在水温调节装置的内部以及水温调节装置与使用点之间设置有温超纯水配管，能够向该温超纯水配管中交替地通入升温水与降温水。
温超纯水配管由于交替地通入升温水与降温水而伸缩，因此与例如仅通入升温水的情况相比，能够在短时间内使温超纯水配管所含有的氟溶出，能够缩短温超纯水制造系统的启动时间。
升温水和降温水的水温范围在常温以上、且在向使用点供给的供给水温以下。即，不需要将超纯水过度加热或冷却。
由于升温水的水温在供给水温以下，因此与将超过了供给水温的高温的水通入温超纯水配管中的情况相比，能够抑制温超纯水配管的劣化。
此外，如果使用该温超纯水制造系统，则能够将制造超纯水的工序与由该超纯水制造温超纯水的工序分离。换言之，在制造了通过超纯水制造装置充分地去除了杂质的超纯水后，通过水温调节装置对该超纯水进行水温调节而得到温超纯水。在制造温超纯水的工序中，只要调节超纯水的水温即可，因此能够使调节水温的工序最小化。并且，由此，能够减少在超纯水制造装置中调节水温的工序中流入的杂质的量，并且能够缩短调节水温的工序的启动时间。因此，能够减小启动温超纯水制造系统时对温超纯水配管的损伤，能够长期制造高纯度的温超纯水。特别是，如果在该温超纯水制造系统中应用本公开的技术所涉及的启动方法，则能够以更短时间启动温超纯水制造系统。
在第十二方面的温超纯水制造系统中，温超纯水制造系统具有：制造超纯水的超纯水制造装置；水温调节装置，该水温调节装置对在所述超纯水制造装置中制造的所述超纯水进行水温调节并升温至向使用点供给的供给水温，从而成为温超纯水；以及温超纯水配管，该温超纯水配管设置在所述水温调节装置的内部以及所述水温调节装置与使用点之间，所述温超纯水在该温超纯水配管中流动；超纯水配管，该超纯水配管用于供所述超纯水从所述超纯水制造装置直接流向所述使用点；以及分支配管，该分支配管从所述超纯水配管分支，用于供所述超纯水流向所述水温调节装置，其中，所述超纯水制造装置具有：离子交换装置，该离子交换装置通过离子交换从被处理水中去除异物；以及第一超滤膜，该第一超滤膜设置为比所述离子交换装置更靠近所述被处理水的流动方向的下游，所述水温调节装置具有：热交换器，该热交换器用于在所述超纯水与载热体之间进行热交换；以及第二超滤膜，该第二超滤膜设置为比所述热交换器更靠近所述超纯水的流动方向的下游。
在该温超纯水制造系统中，水温调节装置调节由超纯水制造装置制造的超纯水的水温以使其升温变为向使用点供给的供给水温。而且，能够通过温超纯水配管来将温超纯水供给到使用点。
超纯水制造装置具有离子交换装置，通过离子交换能够有效地从被处理水中去除异物。另外，超纯水制造装置在比离子交换装置更靠近被处理水的流动方向的下游处具有第一超滤膜，能够去除无法用离子交换装置去除的异物。由此，能够得到异物被充分地去除后的高纯度的超纯水。
水温调节装置具有热交换器，通过与载热体的热交换，能够高效地对超纯水进行水温调节，从而加热至向使用点的供给水温。此外，水温调节装置具有第二超滤膜，即使在其上游侧产生异物，也能够去除该异物，将温超纯水输送到使用点。
这样，能够通过离子交换装置、第一超滤膜、热交换器和第二超滤膜这一系列工序，来实现得到温超纯水的一系列过程。
并且，在水温调节装置中，通过利用热交换器进行超纯水与载热体之间的热交换，不仅能够得到被加热至供给水温的温超纯水，还能够使超纯水的水温成为所期望的水温。例如，能够使超纯水的水温在常温以上且向使用点供给的供给水温以下的水温范围内，交替地生成升温至高于常温所得到的升温水、以及降温至低于升温水的水温所得到的降温水。而且，能够使升温水与降温水交替地通入温超纯水配管中。
温超纯水配管由于交替地通入升温水与降温水而伸缩，因此与例如仅通入升温水的情况相比，能够在短时间内使温超纯水配管所含有的氟溶出，能够缩短温超纯水制造系统的启动时间。
升温水和降温水的水温范围在常温以上、且在向使用点供给的供给水温以下。即，不需要将超纯水过度加热或冷却。
由于升温水的水温在供给水温以下，因此与将超过了供给水温的高温的水通入温超纯水配管中的情况相比，能够抑制温超纯水配管的劣化。
此外，在该温超纯水制造系统中，作为承担制造温超纯水的工序的水温调节装置的实质要素，例如可以仅采用热交换器和第二超滤膜的必要最小限度的结构。通过这样使水温调节装置的结构为最小限度，能够加快温超纯水制造系统的启动，并且能够连续地供给高纯度的温超纯水，这是优选的。
发明效果
在本公开中，能够抑制温超纯水配管的劣化，并且缩短温超纯水制造系统的启动时间。
附图说明
本公开的示例性实施例将基于以下附图进行详细描述，其中：
图1是第一实施方式的温超纯水制造系统的结构图。
图2是示出了第一实施方式的温超纯水制造系统的一部分的结构图。
图3是示出了构成第一实施方式的温超纯水制造系统的控制装置的计算机的结构图。
图4是示出了在第一实施方式的温超纯水制造系统中通入升温水和降温水情况下的时间变化的图表。
图5是示出了在第一实施方式的温超纯水制造系统中从启动开始起经过的天数与氟离子浓度的关系的图表。
具体实施方式
以下，参照附图对第一实施方式所涉及的温超纯水制造系统12进行说明。
第一实施方式的温超纯水制造系统12具有预处理装置14、一级纯水装置16、纯水罐18、二级纯水装置20、水温调节装置22和使用点24。
对预处理装置14供给原水。作为原水，可列举出工业用水、自来水、地下水、河水等。
在预处理装置14中，进行除浊等处理，得到原水中的悬浮物质及有机物的一部分被去除后的预处理水。另外，根据原水的水质，也可以省略预处理装置14。
在一级纯水装置16中，使用活性炭等吸附剂来吸附在预处理水中残留的粒子，并且使用反渗透膜装置等膜过滤装置来去除无机离子、有机物、微粒等。此外，一级纯水装置16可以包括离子交换装置、紫外线辐射装置。离子交换装置从预处理水中去除所残留的离子等。一级纯水装置16还可以通过使用膜脱气装置从预处理水中去除溶解氧等溶解气体。
一级纯水装置16中的上述各种装置的位置，即预处理水的流动方向上的顺序，被设定为适合各处理的顺序，并不限定于特定的顺序。
一级纯水装置16是这样根据需要进一步对在预处理装置14中处理而得到的预处理水进行净化处理，从而去除杂质，得到一级纯水的装置。
在一级纯水装置16中得到的一级纯水被输送到纯水罐18。纯水罐18是用于暂时存积在一级纯水装置16中得到的一级纯水的容器。
在纯水罐18中存积的一级纯水被输送到二级纯水装置20。
如图2所示，第一实施方式的二级纯水装置20具有冷却器26、紫外线氧化装置28、催化剂树脂30、膜脱气装置32、非再生型离子交换树脂34和第一超滤膜36，它们按所输送的一级纯水(被处理水)的流动方向依次配置。
冷却器26是在一级纯水与从未图示的冷媒源供给的冷媒(例如冷水)之间进行热交换、来对一级纯水进行冷却的热交换器。例如，一级纯水的水温从25℃降低至23℃左右。
紫外线氧化装置28通过对一级纯水进行紫外线照射，来分解一级纯水中所含的有机物。由此，一级纯水中的总有机碳(TOC:Total Organic Carbon)的量减少。
通过紫外线氧化装置28的紫外线照射，在一级纯水中产生过氧化氢。在催化剂树脂30中，利用催化剂分解该过氧化氢。具体地，发生H2O2→H2O+(1/2)O2的反应。
在膜脱气装置32中，通过脱气膜去除一级纯水中存在的气体、例如溶解氧。具体地，作为一个示例，膜脱气装置32是通过中空纤维膜将膜脱气装置32的内部分隔为气相部和液相部的结构。然后，通过使一级纯水在液相部流动并使气相部成为真空，从而使一级纯水中的气体透过中空纤维膜并移动到气相部，降低一级纯水中的气体的量。
另外，紫外线氧化装置28、催化剂树脂30及膜脱气装置32也可以根据在被需要的使用点24处所需要的超纯水的种类而省略。
非再生型离子交换树脂34通过与一级纯水之间进行离子交换，来吸附一级纯水中存在的微量离子，并将其从一级纯水中去除。另外，该非再生型离子交换树脂34是“非再生型”，即，是不会将附着的离子从离子交换树脂中去除并使离子交换树脂再生的类型，并且能够以高去除率去除一级纯水中的离子。
第一超滤膜36将在其上游侧无法去除的一级纯水中的异物去除。一级纯水经过二级纯水装置20，从而成为异物进一步被去除后的二级纯水、即超纯水。
超纯水可以直接输送到使用点24。超纯水的水温由冷却器26调节，例如为23℃左右，因此在使用点24处以该水温使用超纯水的情况下，将超纯水直接输送到使用点24。另外，在第一实施方式的温超纯水制造系统12中，还可以将其输送到水温调节装置22来进行水温调节。
水温调节装置22具有预热器40、加热器42和第二超滤膜44。
预热器40是在从二级纯水装置20输送来的超纯水(水温为23℃左右)、与如后所述从使用点24返回的温超纯水(水温为75℃左右)之间进行热交换的热交换器。预热器40通过该热交换加热、作为被处理水的超纯水并使超纯水升温。例如，可以通过预热器40将超纯水的水温升温至60℃～70℃左右。作为预热器40，例如，可以使用板式热交换器等现有的热交换器。
加热器42是通过进行超纯水与从未图示的热源供给的载热体(例如从锅炉供给的蒸气)的热交换、从而使超纯水进一步升温的热交换器。升温后的超纯水的水温是向使用点24供给的水温、即供给水温。在本实施方式中，假设在使用点24使用水温为75℃的温超纯水。因此，通过加热器42将超纯水的水温升温至供给水温即75℃，从而得到温超纯水。作为加热器42，例如，可以使用板式热交换器等现有的热交换器。
另外，在水温调节装置22中，只要能够适当地加热超纯水而使水温成为所期望的范围，则例如也可以将预热器40与加热器42一体化。
第二超滤膜44将在其上游侧无法去除的温超纯水中的异物去除。例如，在预热器40、加热器42中产生的异物能够通过第二超滤膜44去除。由此，温超纯水成为异物进一步被去除后的状态。
特别是，在本实施方式中，由加热器42加热后的温超纯水或升温水通过第二超滤膜44进行处理。因此，作为第二超滤膜44，使用具有与温超纯水的水温相对应的结构的超滤膜。
在第一实施方式中，上述各要素通过配管50连接，实现水向预处理装置14、一级纯水装置16、纯水罐18、二级纯水装置20和使用点24的流动。此外，从二级纯水装置20到使用点24的配管50在途中分支后与水温调节装置22连接，并且水温调节装置22与使用点24之间也通过配管50连接。由此，向使用点24的超纯水的供给，实现了在二级纯水装置20中制造的超纯水向使用点24的直接的流动、以及经由水温调节装置22向使用点24的流动这两个系统。
使用点24与纯水罐18由第一返回配管50A连接，能够将在使用点24未使用的超纯水返回到纯水罐18。此外，使用点24与预热器40由第二返回配管50B连接，能够将在使用点24未使用的温超纯水返回到预热器40。此外，预热器40与纯水罐18通过第三返回配管50C连接，能够使超纯水从预热器40返回到纯水罐18。
此外，在预热器40中，如上所述，在从二级纯水装置20输送来的超纯水(水温为23℃左右)、与从使用点24返回的温超纯水(水温为75℃左右)之间进行热交换。热交换后的超纯水，例如水温为28℃～30℃左右，通过第三返回配管50C返回到纯水罐18。
在图1以及图2所示的多个配管50中，作为以粗线表示的配管的材质，使用通过通水而溶出氟的材质，特别是在本实施方式中使用聚偏氟乙烯(PVDF)。其中，PVDF与其他材质相比，氟的溶出少，并且，来源于材料的其他杂质的溶出也少，耐热性也高。以下，将聚偏氟乙烯制成的配管特别称为PVDF配管。具体地，如图2所示，从二级纯水装置20的非再生型离子交换树脂34到使用点24的配管50、以及从该配管50分支出来经过水温调节装置22的内部到使用点24的配管50是PVDF配管。特别是，从加热器42到使用点24的PVDF配管是供温超纯水通入的配管，是温超纯水配管50D的一个示例。
另外，PVDF配管以外的配管50的材质没有特别限定，例如，可以使用聚丙烯等树脂、不锈钢等金属。
在第二超滤膜44与使用点24之间的配管50(PVDF配管)上设置有氟离子浓度传感器52。该氟离子浓度传感器52测定从第二超滤膜44流向使用点24的温超纯水、后述的升温水和降温水的氟离子浓度。
图3示出了在第一实施方式中，控制温超纯水制造系统12的启动的计算机54的内部结构。计算机54成为控制水温调节装置22的控制装置的一个示例。
计算机54包括处理器56、存储器(memory)58、储存器(storage)60、显示部62、输入部64、接收部66和通信部68。
在储存器60中储存有用于使计算机54作为控制装置发挥功能的水温控制程序70。通过将该控制程序在存储器58上扩展，进而在处理器56中执行，从而使计算机54作为控制装置发挥功能。
显示部62例如是显示器及显示灯等。显示部62显示计算机54的状态、与该计算机54连接的各种设备的状态等。
输入部64例如是键盘、鼠标以及开关等，输入部64接收来自作业者对计算机54的各种输入。
如后所述，当启动温超纯水制造系统12时，接收部66接收执行本申请所公开的技术的启动方法的指示。实质上，输入部64的一部分能够构成为具有接收部66的功能。也可以将显示部62构成为触摸面板，兼作输入部64和接收部66。
此外，在第一实施方式中，冷却器26、预热器40以及加热器42都是热交换器，在这些热交换器中的超纯水(包括温超纯水)的出口设置有水温传感器。由水温传感器检测出的数据被发送到计算机54。然后，计算机54通过调节这些热交换器的温度调节阀来调节水温。
接着，对第一实施方式的作用以及温超纯水制造系统12的启动方法进行说明。另外，该“启动”是指，在将未使用状态的温超纯水制造系统12设置在使用场所的阶段，调整温超纯水制造系统12的状态，直至实际上能够将所期望的温超纯水供给到使用点24。特别是在本实施方式中，是指将来自温超纯水配管50D(从加热器42到使用点24的PVDF配管)的氟离子的溶出降低到对在使用点24处的温超纯水的使用没有影响的程度。
在此，如果仅使超纯水通入PVDF配管中，则PVDF配管在初始状态下含有微量的作为杂质的氟，因此在超纯水中会含有溶出的氟。特别是，如果将温超纯水通入PVDF配管中，则氟溶出，容易混入温超纯水中。例如，在半导体制造工序中使用超纯水的情况下，如果超纯水中含有氟，则半导体的成品率恶化。因此，优选降低在半导体制造工序中使用的超纯水中氟的含量。
为了降低供给到使用点24的温超纯水的氟含量，考虑在启动温超纯水制造系统12时，即在使用点24不使用温超纯水的状态下，将温超纯水通入温超纯水配管50D中。即，是如下的方法：通过将温超纯水通入温超纯水配管50D中，在实际使用温超纯水制造系统12之前使温超纯水配管50D的氟溶出到温超纯水中。在此，由于在使用点24处不使用通水的温超纯水，因此即使含有氟也不会影响半导体制造工序。
这样，在向温超纯水配管50D通入温超纯水而使氟从温超纯水配管50D溶出的情况下，如果通入更高温的温超纯水，则能够在短时间内实现氟的溶出，缩短启动时间。但是，如果使温度过高的温超纯水通入温超纯水配管50D，则温超纯水配管50D的劣化会加剧。例如，如果使80℃以上水温的温超纯水通入温超纯水配管50D，则温超纯水配管50D的劣化容易加剧。因此，从抑制温超纯水配管50D的劣化的观点出发，优选不提高要通入的温超纯水的水温。但是，若温超纯水的水温低，则每单位时间的氟的溶出量变少，温超纯水制造系统12的启动需要较长时间。
与此相对，在本申请公开的技术的第一实施方式中，通过以下方法进行温超纯水制造系统12的启动。另外，在启动之前，例如在将温超纯水制造系统12设置在预定的设置场所之后，通过使在二级纯水装置20中生成的超纯水在水温为常温的状态下流入水温调节装置22，来进行水温调节装置22的内部的杀菌处理、清洁(cleaning)。
具体地，通过由计算机54执行水温控制程序70，水温调节装置22被控制如下。即，通过水温调节装置22，交替地生成将超纯水升温至高于常温所得到的超纯水即升温水、以及降温至低于该升温水的水温所得到的超纯水即降温水。其中，对超纯水的水温调节范围是在常温以上、且在向使用点24供给的供给水温以下。因此，升温水的水温上限是供给水温，下限例如是比供给水温低10℃的水温。此外，降温水的水温的下限为常温，上限例如为50℃。另外，这里所说的“常温”是指通过水温调节装置22进行水温调节的前一阶段的超纯水的水温，在本实施方式中为23℃。
而且，如图4所示，将升温水与降温水交替地通入温超纯水配管50D中。在此，将向温超纯水配管50D通入升温水的一次操作和其后向温超纯水配管50D通入降温水的一次操作作为一个“通水循环”。在本实施方式中，进行多次该通水循环。该通水循环例如可以反复进行预设的预定次数。另外，在各通水循环中，升温水的通水时间可以不同，同样，降温水的通水时间也可以不同。
此外，在本实施方式中，也可以基于氟离子浓度传感器52测定的氟离子浓度的测定值，结束上述通水循环。即，也可以在由氟离子浓度传感器52测定的氟离子浓度为预定值以下的状态下结束通水循环，实质上结束温超纯水制造系统12的启动。
也可以代替由氟离子浓度传感器52检测氟离子浓度，而例如在该位置设置取样阀，通过离线(即，在温超纯水制造系统12的外部)来分析所摄取的样品水，来测定氟离子浓度。无论是使用氟离子浓度传感器52的情况，还是基于样本水的离线分析的情况，都可以例如设定进行通水循环的循环次数的下限(例如3个循环)和上限(例如10个循环)。此外，也可以根据每个通水循环的氟离子浓度的倾向，判断是否继续进行通水循环。在这种情况下，在通水循环次数达到上限以后，或者在通水循环结束以后，只要在供给水温下连续向使用点24供给温超纯水，定期地使用氟离子浓度传感器52，或者基于采样水的离线分析，来确认启动结束即可。在该启动方法中，能够抑制对超纯水的过多的反复升温以及降温，因此起到能够抑制温超纯水配管的劣化的效果。
PVDF配管在通入升温水时稍微伸长。与此相对，如果通入降温水，则PVDF配管会稍微收缩。即，PVDF配管由于交替通入升温水与降温水而伸缩(反复伸长和收缩)。PVDF的问题在于，作为合成时的原料未反应物的含氟成分、或存在于聚合缺陷部分的含氟成分脱离而混入温超纯水中。特别是原料未反应物保持在PVDF的分子骨架的内部。在本申请公开的技术中，通过PVDF配管的伸缩，保持在分子骨架的内部、或聚合物结构的间隙等中的含氟成分以被挤出的方式而排出。
与此相对，即使将水温恒定的超纯水通入PVDF配管中，PVDF配管就算能够仅伸长或仅收缩，也不会伸缩。例如，如果在温超纯水配管50D中通入的超纯水是升温至向使用点24供给的供给水温的温超纯水，则与通入常温的超纯水的情况相比，PVDF配管有时会伸长。但是，由于通入水温恒定的温超纯水，因此温超纯水配管50D不会收缩。因此，不会发生如上所述的含氟成分以被挤出的方式而排出的现象。
另外，在本公开的技术中，可作为温超纯水配管50D使用的材料优选上述PVDF，但不限于此。只要是能够承受向使用点24供给温超纯水的材料即可，例如，也可以是聚四氟乙烯(PTFE)等树脂。
在本公开的温超纯水制造系统12的启动方法中，通过这样使温超纯水配管50D伸缩，与将水温恒定的超纯水通入温超纯水配管50D中的情况相比，增加了每单位时间的氟离子的溶出量。并且，通过增加来自温超纯水配管50D的每单位时间的氟离子的溶出量，从而缩短减少温超纯水配管50D中含有的氟离子所需的时间，缩短启动时间。
在来自温超纯水配管50D的氟离子的溶出量充分降低的状态下，“启动结束”。在启动结束以后，将调节到使用点24处的供给水温的温超纯水供给到使用点24。
图5示出了在第一实施方式的温超纯水制造系统12中，从开始启动作业起经过的天数与在使用点24测定的氟离子浓度的关系。以虚线表示的实施例1与以实线表示的实施例2分别在不同的条件下进行启动作业。
在此，作为一个示例，将温超纯水制造系统12的启动结束的基准设定为氟离子浓度达到5ppt的时刻。5ppt的氟离子浓度是半导体制造工序中要求的基准的一个示例。
在此，例如，在保持向使用点24供给的温超纯水的供给水温即75℃并连续地向温超纯水配管50D通水的情况下，氟离子浓度降低到5ppt有时需要90天～100天左右。
与此相对，在本公开的技术中，在实施例1中约70天氟离子浓度降低至5ppt，在实施例2中约60天氟离子浓度降低至5ppt。
如此，在本公开的技术中，能够缩短启动温超纯水制造系统12所需要的时间。
在本公开的技术中，为了从在二级纯水装置20中得到的超纯水中获得升温水和降温水，使用水温调节装置22。水温调节装置22是在温超纯水制造系统12中为了加热超纯水而得到温超纯水所具备的装置。不需要设置与水温调节装置22不同的热交换器等以获得用于得到温超纯水的升温水和降温水，能够简化温超纯水制造系统12的结构。此外，由于不需要控制另外设置的热交换器，因此能够容易地执行温超纯水制造系统12的启动方法。
水温调节装置22与二级纯水装置20分离，在制造了通过二级纯水装置20充分地去除了杂质的超纯水后，通过水温调节装置22对该超纯水进行水温调节而得到温超纯水。在水温调节装置22中，实质上只要调节超纯水的水温即可，因此能够使水温调节装置22的结构(以及调节水温的工序)最小化。由此，能够减少在水温调节装置22(调节水温的工序)中流入的杂质的量，并且能够缩短调节水温的工序的启动时间。因此，能够减小温超纯水制造系统12启动时对温超纯水配管50D的损伤，并能够长期制造高纯度的温超纯水。
此外，如本公开的技术所述，作为水温调节装置22，具有热交换器(预热器40和加热器42、或者将它们一体化的热交换器)和第二超滤膜44即可。通过这样使水温调节装置22的结构为最小限度，能够加快温超纯水制造系统12的启动，并且能够连续地供给高纯度的温超纯水。
在本公开的技术中，升温水的水温的下限被设定为比向使用点24供给的温超纯水的供给水温低10℃的水温。即，升温水的水温为比供给水温低10℃的水温以上。由此，升温水的水温保持在接近于供给水温的一定范围内，因此能够切实地起到使温超纯水配管50D伸长的作用。例如，在向使用点24的供给水温为75℃的情况下，如果升温水的水温小于65℃，则有可能无法使温超纯水配管50D充分地伸长。与此相对，通过将升温水的水温设定为比供给水温低10℃的水温以上(在上述示例中设定为65℃以上且75℃以下)，能够使温超纯水配管50D充分地伸长。
在本公开的技术中，将升温水通入温超纯水配管50D的情况下、对每次通水的连续通水时间没有特别限定，例如可以设为3小时以上且24小时以下。通过使升温水的连续通水时间为3小时以上，能够通过升温水使温超纯水配管50D切实地伸长。
并且，通过使每次向温超纯水配管50D中通入升温水的连续通水时间为24小时以下，能够抑制升温水的通水时间过长，有助于温超纯水制造系统12的启动时间的缩短。
此外，在本公开的技术中，降温水的水温上限为50℃。通过对降温水的水温设定上限，能够通过降温水使温超纯水配管50D切实地收缩。例如，如果降温水的水温超过50℃，则有可能无法使温超纯水配管50D充分地收缩，但通过使降温水的水温为50℃以下，能够使温超纯水配管50D充分地收缩。当然，降温水的水温被设定为维持在该范围(常温以上且50℃以下)内，并且低于升温水的水温。例如，在向使用点24的温超纯水的供给水温为40℃、升温水的水温为35℃的情况下，降温水的水温设定可以根据供给水温等条件适当地设定，如降温水的水温设定为30℃等。
在本公开的技术中，将降温水通入温超纯水配管50D的情况下、对每次通水的连续通水时间没有特别限定，例如可以设为3小时以上且24小时以下。通过使降温水的连续通水时间为3小时以上，能够通过降温水使温超纯水配管50D切实地收缩。
并且，通过使每次向温超纯水配管50D中通入降温水的连续通水时间为24小时以下，能够抑制降温水的通水时间过长，并能够有助于温超纯水制造系统12的启动时间的缩短。
在本公开的技术中，升温水和降温水的水温在常温以上且向使用点24的供给水温以下的水温范围内。由于升温水的水温不会过高，因此能够抑制向温超纯水配管50D通入高温的超纯水所导致的劣化。例如如果通入80℃左右的超纯水，则有可能促使温超纯水配管50D的劣化，但在本申请公开的技术中没有这样的担忧。
在本公开的技术中，在通过水温调节装置22使超纯水升温和降温的情况下、每单位时间的变化率没有特别限定，作为升温时和降温时的每单位时间的水温变化的绝对值，能够设定为0.2℃/分钟以上且5.0℃/分钟以下。通过将水温变化的绝对值设为5.0℃/分以下，水温变化变得平缓，因此与水温急剧变化的情况相比，能够减小对温超纯水配管50D劣化的影响。
此外，通过将该水温变化的绝对值设为0.2℃/分以上，能够抑制从升温水到降温水以及从降温水到升温水的水温变化所需的时间过长，并能够有助于缩短温超纯水制造系统12的启动时间。
在本公开的技术中，对温超纯水配管的通水循环的次数例如设定为3次以上且10次以下。通过使通水循环为3次以上，与使通水循环为2次以下的情况相比，能够使氟从温超纯水配管50D切实地溶出。
此外，通过使通水循环为10以下，与使通水循环为11以上的情况相比，能够在不使通水循环的次数变得过多的情况下缩短启动时间。
在本公开的技术中，作为温超纯水制造系统的启动方法，在从温超纯水制造系统12向使用点24供给温超纯水之前，进行向温超纯水配管50D的升温水与降温水交替通水的操作。在从温超纯水配管50D充分地溶出氟的阶段，由于向使用点24供给温超纯水，因此能够抑制氟向该温超纯水中溶出。
在本公开的技术中，温超纯水制造系统12具有非再生型离子交换树脂34(离子交换装置的一个示例)、第一超滤膜36、加热器42(热交换器的一个示例)和第二超滤膜44。因此，被处理水在二级纯水装置20中依次通过非再生型离子交换树脂34(离子交换装置的一个示例)和第一超滤膜36，从而获得超纯水，并且，该超纯水依次通过加热器42和第二超滤膜44，从而被升温至向使用点24供给的供给水温，同时获得杂质进一步被去除后的温超纯水。而且，能够通过连续的一系列的超纯水的流动来实现从利用二级纯水装置20生成超纯水的工序到利用水温调节装置22得到升温水和降温水的工序。
Claims (12)
1.一种温超纯水制造系统的启动方法，所述温超纯水制造系统将超纯水加热至向使用点供给的供给水温来制造温超纯水，在所述温超纯水制造系统的启动方法中，
在常温以上且所述供给水温以下的水温范围内，将使所述超纯水升温至高于常温所得到的升温水、以及降温至低于所述升温水的水温所得到的降温水交替地通入供所述温超纯水流动的温超纯水配管中。
2.根据权利要求1所述的温超纯水制造系统的启动方法，其中，
所述温超纯水制造系统包括将所述超纯水进行水温调节以变为所述供给水温的水温调节装置，
使用所述水温调节装置，对所述超纯水进行所述升温和所述降温。
3.根据权利要求2所述的温超纯水制造系统的启动方法，其中，所述升温水的水温在比所述供给水温低10℃的水温以上。
4.根据权利要求3所述的温超纯水制造系统的启动方法，其中，所述降温水的水温为50℃以下。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的温超纯水制造系统的启动方法，其中，每次向所述温超纯水配管通入所述升温水的连续通水时间为3小时以上且24小时以下。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的温超纯水制造系统的启动方法，其中，每次向所述温超纯水配管通入所述降温水的连续通水时间为3小时以上且24小时以下。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的温超纯水制造系统的启动方法，其中，所述超纯水的升温时和降温时的每单位时间的水温变化的绝对值为0.2℃/分钟以上且5.0℃/分钟以下。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的温超纯水制造系统的启动方法，其中，将向所述温超纯水配管的所述升温水的一次通水和所述降温水的一次通水作为通水循环，并将所述通水循环反复进行3次以上且10次以下。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的温超纯水制造系统的启动方法，其中，在从所述温超纯水制造系统向所述使用点供给所述温超纯水之前，向所述温超纯水配管进行所述升温水与所述降温水的交替通水。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有用于启动温超纯水制造系统的计算机程序，所述温超纯水制造系统用于将超纯水加热至向使用点供给的供给水温来制造温超纯水，
所述计算机程序被执行时，实现以下步骤：在常温以上且所述供给水温以下的水温范围内，将使所述超纯水升温至高于常温所得到的升温水、以及降温至低于所述升温水的水温所得到的降温水交替地通入供所述温超纯水流动的温超纯水配管中。
11.一种温超纯水制造系统，所述温超纯水制造系统具有：
制造超纯水的超纯水制造装置；
水温调节装置，所述水温调节装置对在所述超纯水制造装置中制造的所述超纯水进行水温调节并升温至向使用点供给的供给水温，从而成为温超纯水；
温超纯水配管，所述温超纯水配管设置在所述水温调节装置的内部以及所述水温调节装置与使用点之间，所述温超纯水在所述温超纯水配管中流动；以及
控制装置，所述控制装置控制所述水温调节装置，使得在常温以上且向所述使用点供给的供给水温以下的水温范围内交替地生成由所述超纯水升温至高于所述常温所得到的升温水、以及降温至低于所述升温水的水温所得到的降温水。
12.一种温超纯水制造系统，所述温超纯水制造系统具有：
制造超纯水的超纯水制造装置；
水温调节装置，所述水温调节装置对在所述超纯水制造装置中制造的所述超纯水进行水温调节并升温至向使用点供给的供给水温，从而成为温超纯水；
温超纯水配管，所述温超纯水配管设置在所述水温调节装置的内部以及所述水温调节装置与使用点之间，所述温超纯水在所述温超纯水配管中流动，
超纯水配管，所述超纯水配管用于供所述超纯水从所述超纯水制造装置直接流向所述使用点；以及
分支配管，所述分支配管从所述超纯水配管分支，用于供所述超纯水流向所述水温调节装置，
其中，
所述超纯水制造装置具有：
离子交换装置，所述离子交换装置通过离子交换从被处理水中去除异物；以及
第一超滤膜，所述第一超滤膜设置为比所述离子交换装置更靠近所述被处理水的流动方向的下游，
所述水温调节装置具有：
热交换器，所述热交换器用于在所述超纯水与载热体之间进行热交换，以及
第二超滤膜，所述第二超滤膜设置为比所述热交换器更靠近所述超纯水的流动方向的下游。
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