JP2011200814A

JP2011200814A - イオン交換装置の交換方法

Info

Publication number: JP2011200814A
Application number: JP2010071678A
Authority: JP
Inventors: Shin Sato; 伸佐藤
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2010-03-26
Publication date: 2011-10-13
Anticipated expiration: 2030-03-26
Also published as: JP5598048B2

Abstract

【課題】イオン交換装置の交換作業中にイオン交換装置やその接続部等に空気中から混入する汚染物質量を著しく少なくすることができるイオン交換装置の交換方法を提供する。
【解決手段】超純水製造装置に設けられたイオン交換装置を交換するイオン交換装置の交換方法において、イオン交換装置付近をビニールシート好ましくは透明ビニールシートなどの囲繞材で囲んで閉スペースとし、この閉スペース内にクリーンエア等の清浄気体を供給してイオン交換装置の交換作業を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は超純水製造装置等に組み込まれたイオン交換装置を交換する作業方法に関するものであり、特にイオン交換装置が非再生型混床式イオン交換装置である場合に好適なイオン交換装置の交換方法に関する。

半導体のウエハ洗浄水として用いられる超純水の製造システムの構成例（特開２００３−１０８４９）を図１に示す。

原水（工業用水、市水、井水等）は、凝集、加圧浮上（沈殿）、濾過装置等よりなる前処理装置１で、懸濁物質やコロイド物質が除去された後、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）を備える一次純水製造装置２で、イオンや有機成分が除去され、一次純水が製造される。一次純水はサブタンクを経て、二次純水製造装置（一般に「サブシステム」と称される。）３の給水ポンプにより、熱交換器、低圧紫外線（ＵＶ）酸化装置、非再生型混床式イオン交換樹脂塔等のイオン交換純水装置及び限外濾過（ＵＦ）膜分離装置に順次通水され、水の純度がより一層高められ超純水が製造される。この二次純水製造装置３において、低圧ＵＶ酸化装置では、低圧ＵＶランプより出される１８５ｎｍのＵＶによりＴＯＣを有機酸さらにはＣＯ_２にまで分解する。生成した有機酸及びＣＯ_２は後段のイオン交換樹脂で除去される。ＵＦ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。

二次純水製造装置３からの超純水はユースポイントに送給され、余剰の超純水はサブタンクに戻され、再利用される。

二次純水製造装置３は一般に、給水ポンプ、熱交換器、ＵＶ照射装置、イオン交換装置、膜濾過装置等で構成される。

特開２００３−１０８４９

上記のイオン交換装置として非再生型混床式イオン交換装置を用いることがある。この非再生型混床式イオン交換装置は、超純水製造装置を設置した現場で再生処理されることもあるが、新品又は再生済みのイオン交換装置が充填された非再生型混床式イオン交換装置と交換され、使用済みのイオン交換装置については再生処理センター等に搬入して再生処理を行うこともある。

後者のようにイオン交換装置を交換する場合、新たなイオン交換装置や、超純水製造装置のイオン交換装置接続部等に空気中の埃などの汚染物質が混入するため、イオン交換装置を交換した後、処理水の水質がイオン交換装置交換前の水質に戻るまで時間がかかる。

近年、非再生型混床式イオン交換装置の処理水の金属濃度要求値が低くなってきており（例えばＮａ＝１ｐｐｔ以下）、１２〜２４時間の通水を行わないと、交換前と同等の水質まで、立ち上がらないことがある。

さらに金属の水質の値を低く安定させようとすると（例えばＮａ＝０．１ｐｐｔ以下）、数日以上（長い場合は数週間）を要することがある。

本発明は、イオン交換装置の交換作業中にイオン交換装置やその接続部等に空気中から混入する汚染物質量を著しく少なくすることができるイオン交換装置の交換方法を提供することを目的とする。

請求項１のイオン交換装置の交換方法は、超純水製造装置に設けられたイオン交換装置を交換するイオン交換装置の交換方法において、イオン交換装置付近を囲繞材で囲んで閉スペースとし、この閉スペース内に清浄気体を供給してイオン交換装置の交換作業を行うことを特徴とするものである。

請求項２のイオン交換装置の交換方法は、請求項１において、囲繞材の少なくとも一部がシートであることを特徴とするものである。

請求項３のイオン交換装置の交換方法は、請求項１又は２において、囲繞材の少なくとも一部が透明であることを特徴とするものである。

請求項４のイオン交換装置の交換方法は、請求項１ないし３のいずれか１項において、新たに設置されるイオン交換装置が、出荷前の通水検査により処理水質金属濃度０．１ｐｐｔ以下となることを確認したものであることを特徴とするものである。

本発明では、イオン交換装置付近を囲繞材で囲んで閉スペースとし、この閉スペース内に清浄気体を供給し、閉スペース内の大気中の汚染物質を著しく少なくするので、新たなイオン交換装置や、イオン交換装置接続部への汚染物質の混入量が著しく減少する。

この囲繞材としてシートを用いると、搬出入、構築、撤去作業を容易に行うことができる。

囲繞材の少なくとも一部を透明とすることにより、閉スペース内部での作業を外部から見ることができる。また、閉スペース内の照度も高くなる。

超純水製造装置のフロー図である。

以下、本発明についてさらに詳細に説明する。

本発明は、超純水製造装置に組み込まれているイオン交換装置好ましくは非再生型混床式イオン交換装置の交換を行うものである。超純水製造装置としては、前記図１に示したものが例示されるが、これに限定されない。

非再生型混床式イオン交換装置は、容器内にアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とを収容したものである。新たに交換する非再生型混床式イオン交換装置としては、出荷前の通水検査により、処理水中の金属濃度が０．１ｐｐｔ以下となることを確認したものが好適である。この金属としては、Ｎａ、Ｃａ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ａｌが例示される。

イオン交換装置の交換作業を行う場合、まず超純水製造装置のイオン交換装置付近を囲繞材で囲んで閉スペースとする。イオン交換装置付近とは、少なくともイオン交換装置とその接続部を含む領域である。なお、イオン交換装置から離隔した機器を囲繞材で囲んでもよいが、清浄気体の供給量が徒に増え、好ましくない。

囲繞材としては、シート、パネルなどが例示されるが、シートが好適であり、特に透明シート例えばビニールシートが好適である。

シートでイオン交換装置付近を囲むには、パイプなどを用いてフレームを構築しておき、このフレームにシートを掛けるのが好ましい。このシートには部分的に作業者の出入口部を設けておくのが好ましい。シート同士の継目は、周囲から大気が漏れ込まないようにシールしておくのが好ましい。また、シートの下端と超純水製造装置設置室の床面との間も、同様に大気が漏れ込まないようにする。

この閉スペース内に清浄気体好ましくは清浄空気を供給する。清浄気体としては、０．３μｍ微粒子数が１０００個／ｆｔ^３以下のものが好適である。さらに好ましくは３００個／ｆｔ^３以下のものがより好適である。なお、空気以外の窒素、アルゴンなどを用いてもよいが、コスト高であると共に内部の作業者に酸素供給が必要となるので、空気を用いるのが好ましい。空気としては、ヘパフィルタ等で処理したクリーンエアが好適である。

清浄気体の供給量は、囲繞材の隙間から大気が閉スペース内に流入することを十分に防止できる量とする。具体的には１分間当り閉スペースの容積の１〜１０％程度を目安とするのが好ましい。

その後、既設のイオン交換装置を、その接続用配管から分離し、新たなイオン交換装置を接続する。この際、配管内部を手で触ったりしないように、汚染に留意する。次いで、イオン交換装置への通水を開始すると共に、囲繞材を撤去する。

この交換方法によれば、新たに設置するイオン交換装置や、その周辺機器への空気中の汚染物質の混入が著しく少なくなり、通水開始から短時間のうちに超純水水質が要求値を満すものとなる。

［実施例１］
非再生型混床式イオン交換装置として栗田工業製ＫＲ−ＦＭ１（イオン交換樹脂約８０Ｌ）を８本備えた超純水製造装置において、８本のイオン交換装置を本発明方法に従って交換した。なお、交換する新たなイオン交換装置についてはすべて精製工場にて処理水中の金属濃度０．１ｐｐｔ以下を確認したものを用いた。

交換すべきイオン交換装置の周囲にフレームを組み、透明ビニールシートをかけて２．０×３．０×２．０ｍの閉スペースを形成した。この中にクリーンエア（０．３μｍ微粒子数１００個／ｆｔ^３以下）を１ｍ^３／ｍｉｎにて供給した。クリーンエア供給開始後、４時間が経過し、閉スペース内をクリーンエア雰囲気とした後、イオン交換装置を交換した。その後、ＳＶ＝５０／Ｈで通水を再開して超純水を製造した。通水再開後、８時間経過したときのイオン交換装置流出水の水質を表１に示す。

［比較例１］
ビニールシートで閉スペースを形成しなかったこと以外は実施例１と同様にしてイオン交換装置を交換した。通水再開後、８時間経過したときのイオン交換装置流出水の水質を表１に示す。

表１の通り、実施例１によると通水再開後の金属濃度が著しく低くなる。

［試験例］
空気中の微粒子数が異なる様々な環境にて超純水を広口容器（１Ｌ）にふたをせずに一定期間放置（１２時間）した際の水中の金属濃度と、環境空気中の埃を微粒子数として計測した。表２の通り、空気中の微粒子数と超純水の汚染レベルとは強く関係することが認められた。また、空気中の埃成分が有機物等ではなく金属の汚染とも関連することも認められた。

１前処理装置
２一次純水製造装置
３二次純水製造装置（サブシステム）

Claims

超純水製造装置に設けられたイオン交換装置を交換するイオン交換装置の交換方法において、イオン交換装置付近を囲繞材で囲んで閉スペースとし、この閉スペース内に清浄気体を供給してイオン交換装置の交換作業を行うことを特徴とするイオン交換装置の交換方法。
請求項１において、囲繞材の少なくとも一部がシートであることを特徴とするイオン交換装置の交換方法。
請求項１又は２において、囲繞材の少なくとも一部が透明であることを特徴とするイオン交換装置の交換方法。
請求項１ないし３のいずれか１項において、新たに設置されるイオン交換装置が、出荷前の通水検査により処理水質金属濃度０．１ｐｐｔ以下となることを確認したものであることを特徴とするイオン交換装置の交換方法。