JPH02293003A - 加熱脱気超純水装置 - Google Patents

加熱脱気超純水装置

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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） 本発明は半導体製造技術分野で素子の最終洗浄性を向上
させるために、特に溶存酸素、ＴＯＣを極限にまで低下
させた高温超純水を供給することを可能にする装置に関
する． （従来の技術） 高度に集積された半導体製造の最終洗浄工程では、加熱
アルゴン、窒素ガス等により洗浄に用いた超純水を乾燥
させる．この工程のパフォーマンスを一層゜効率的にす
るにはウェハの温度を８０”〜９０℃に保って洗浄を行
うことが望ましいとされ、これに伴い洗浄用超純水も洗
浄性の向上を図り、ウエハの温度の保持を図るため８０
″〜凹℃前後に加温して使用される． 第３図はこの目的の従来技術の超純水装置の１例を示す
。その２次超純水装置系（ａ）では、超純水タンク（ｂ
）に１次純水装置系（Ｃ）の前処理装置（ｄ）、１次純
水装置（ｅ）からの純水を受入れ、超純水ポンプ（ｆ）
によりＴＯＣ分解装置（樽、ポリシヤ（ロ）、限外濾過
器０）を通過させて常温のままの超純水としてユースポ
イント（ｊ）に送給し、使用されなかった分は超純水タ
ンク（ｂ）に帰流させて循環させる他に、２次超純水を
分岐経路（ト）に分流させ超純水加熱装置（ｌで熱源（
ニ）により加熱し高温ユースポイン｝　（ｎ）に送給す
る．超純水加熱装！（２）としては、従来、接水部の材
質として４弗化樹脂、合成石英等を用いて構成し、加熱
超純水の配管として２弗化樹脂等が用いられて来た． （発明が解決しようとする課題） しかし、前記従来技術の装置では、いずれの場合も高温
超純水に対して弗素樹脂からのＴＯＣ（有機物）、弗素
等の溶出が起こること、また超純水加熱装置（Ｉｌ）に
は２次超純水中の溶存酸素の脱気機能がないために残存
する溶存酸素が高温ユースポイント（ｎ）でウエハ表面
に自然酸化膜を形成することは避けられなかった。この
自然酸化膜はコンタクトレジスタンスを増加させるので
、半導体の集積度が進み超微細な加工が必要となるのに
伴って、無視できないほど機能を阻害する原因となって
いる。
本発明は従来技術の上記問題点に解決を与えて高温ユー
スポイントでの高密度集積回路の洗浄用として最も満足
すべき加熱超純水を供給できる装置を提供することを課
題とする。
（課題を解決するための手段） 上記課題解決のため、本発明においては、超純水加熱装
置は加熱だけでなく上昇温度での脱気機能も発揮するも
のとして構成して超純水中の溶存酸素を２　ｐｐｂ以下
程度まで極減させるようにし、さらにオーステナイト系
ステンレス鋼を電解研磨後に高温酸化雰囲気下で加熱処
理して不動態膜を形成した材料により加熱脱気装置以降
の高温超純水に接触する部分のなるべく多くの部分を構
成して高温下であるに拘わらず超純水中に素材からのＴ
ＯＣ、金属イオンの溶出を殆ど無視できる程度の極小に
まで低下させるようにする。
またこのことを実現するための装置構成としては、２次
超純水装置系のポリシヤより下流に２次超純水の分岐経
路を設けて、上記の加熱脱気装置を経由したのち高温ユ
ースポイントに直接供給するか、あるいはさらに昇圧ポ
ンプおよび／または限外濾過器等のファイナルフィルタ
を経たのち高温ユースポイントに送給するようにする． これらを総合して、本発明の加熱脱気超純水装置は、全
体的構成としては、超純水装置における２次超純水装置
系から高温ユースポイントに至る経路内に脱気機能を有
する加熱脱気装置を設けたことを特徴とする。
以下、本発明を第１図および第２図の具体例により詳細
に説明する。第１図はその全般的構成を示すフロー図で
、第２図はその加熱説気装置の代表的１例を示す。
１次純水装置系（１）では、原水は先ず前処理装置（２
）で凝集沈澱処理、濾過処理等により除濁される。次い
で１次純水装置（３）でｐＨｔＰ］整、逆浸透装置、真
空脱気装置、イオン交換装置、ミクロンフィルター等に
より処理されて１次純水となり、超純水タンク（４）に
供給され、２次超純水装置系（５）でさらにポリシング
されることになる。
２次超純水装置系（５）では、超純水タンク（４）内の
純水は、超純水ポンプ（６）により加圧され、短波長の
紫外線を用いたＴＯＣ分解装置（７）で処理され、ポリ
シヤ（８）で脱イオン処理されて超純水となる．超純水
を常温で使用する場合にはそのままさらに限外濾過器（
９）またはサブミクロンフィルターで濾過され、ループ
経路０ωを通じてユースポイントＯＤに供給される。ユ
ースポイント０１）で使用されなかった残りの超純水は
超純水タンク（４）にリサイクルされる。
本発明装置としては、超純水を高温として使用するため
、この例ではポリシヤ（８）の出口例の下流のところか
ら分岐経路０クを設け、超純水を加熱脱気装置側に供給
する。
第３図は加熱脱気装置０湯の１例を示し、経路０２１か
ら供給された超純水はスプレイ弁０４）から器内にスプ
レイされて、ここで加熱と１次脱気とが行われる．１次
脱気された超純水はスクラバ０５）に導入され、ここで
は分岐経路０２）から分流させた一部の超純水が蒸気発
生装置０６）で熱源Ｑ７）により高温高圧水蒸気に変換
されて、蒸気人口０８）を経て吹込まれ、強く撹拌され
、溶存酸素濃度２　ｐＧ１ｂ以下に最終脱気されて、下
部の貯槽Ｏｇｌに入る．この加熱脱気超純水は熱交換器
［相］で８０゜〜９０℃の所望温度に調整され、前記系
統とは別の高温の限外濾過器（２ｌ）を経て高温ユース
ポイント（２２）に供給される． 一方、加熱脱気装置内で脱気された酸素を含むガスはベ
ントコンデンサ（２３》を通り、水蒸気は凝縮してもと
の超純水に戻り、非凝縮性ガスを多く含む状態でベント
（２４）から放出される．加熱脱気装置面としては、各
種の形式を用いることができるが、なるべく大気圧以上
の飽和温度以上に加熱して、加熱脱気超純水の温度を１
０５〜１３０゜Ｃ程度とする．このようにすることによ
って、脱気効果が向上し低沸点の有機物等も除去される
とともに、有圧の処理水となって処理水ポンプを設けな
くても高温ユースポイント（２２）に送水することが可
能になる。
ただし、加熱脱気装置としては、上記例示の他、接触面
積を多くするためのトレイ方式、あるいは熱水、スチー
ムまたは電気ヒータを組込む方式等も採用できる。また
、１００℃以下の温度で加熱脱気処理する場合には、器
内を大気圧以下に保つために、エゼクター、真空ポンプ
等の負圧発生装置が必要になる。そして、通水のために
加熱脱気装置の出口側に昇圧ボンプを設けることも必要
になる． また加熱脱気を行う超純水は、上記例示の他、ユースポ
イントＯＤまでの例えば限外濾過器（９）よりも下流の
ループ経路側から分岐させることもでき、この場合、高
温限外濾過装置（２１）は省略することも可能である． そして本発明の効果を確実なものにするためには、高温
超純水に接触する加熱脱気装置面、送水用昇圧ポンプ、
熱交換器（至）、高温限外濾過器（２ｌ）、ならびにそ
れらの下流配管の部分は、全部あるいは少なくとも一部
は、オーステナイト系ステンレス鋼を電解研磨したのち
高温酸化雰囲気下で加熱処理して不動態膜を形成した材
料により構成して、溶出により加熱脱気超純水の純度の
低下が起こることを橿力防止する．（作用） 以上のように、本発明によれば、電子産業の加熱超純水
を用いる工程において、超純水中の溶存酸素を極滅する
ことができ、さらに残存する微量の低分子量有機物も系
外に放出することができ、高温水に接触する構成材料か
らの溶出により溶出物が入り込むことを防止することが
可能となるので、高度に集積化された半導体の最終洗浄
の工程を効率化し処理結果を優れたものにすることがで
きる効果がある． （実施例） 実施例として第１図の本発明実施例装置の各種特性数値
を第３図の従来技術の装置のそれと比較して示せば、次
のとおりとなる． （発明の効果） 以上のように本発明によると、溶存酸素は常温の真空脱
気に依存する従来技術に較べて格段に少なく殆ど極限ま
で低下させることができ、また溶存低分子有機物は系外
に放出されるとともに溶出による取込みも殆どなくなる
ので溶存低分子有機物は、従来技術よりはるかに少なく
なる．
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例の加熱脱気超純水装置の流通線
図、第２図はその加熱脱気装置の１例縦断側面図、第３
図は従来技術の加熱超純水装置の流通線図である。 （１）・・・１次純水装置系、（２）・・・前処理装置
、（３）・・・１次純水装置、（４）・・・超純水タン
ク、（５）・・・２次超純水装置系、（６）・・・超純
水ポンプ、（７）・・・ＴＯＣ分解装置、（８）・・・
ポリシャ、（９）・・・限外濾過器、０＠・・・ループ
経路、（１０・・・ユースポイント、０２）・・・分岐
経路、０３）・・・加熱脱気装置、０４）・・・スブレ
イ弁、０９・・・スクラバ、Ｑ６）・・・蒸気発生装置
、０７）・・・熱源、ｑΦ・・・蒸気入口、ａつ・・・
貯槽、Ｑｌ）・・・熱交換器、（２１）・・・高温限外
濾過器、（２２）・・・高温ユースポイント、（２３）
・・・ベントコンデンサ、（２４）・・・ベント、（ａ
）・・・２次超純水装置系、（ｂ）・・・超純水タンク
、（Ｃ）・・・１次純水装置系、（ｄ）・・・前処理装
置、（ｅ）・・・１次純水装置、（ｆ）・・・超純水ポ
ンプ、（６）・・・ＴＯＣ分解装置、（５）・・・ポリ
シャ、（ｉ）・・・限外濾過器、（ｊ）・・・ユースポ
イント、（ト）・・・分岐経路、（２）・・・超純水加
熱装置、（ホ）・・・熱源、（ロ）・・・高温ユースポ
イント。 第２ ′ｌ／ｉｏ熱月先先に置

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）超純水装置における２次超純水装置系から高温ユ
    ースポイントに至る経路内に脱気機能を有する加熱装置
    を設けたことを特徴とする加熱脱気超純水装置。
  2. （２）１次純水装置系と２次超純水装置系とからなりユ
    ースポイントに超純水を供給するようにした超純水装置
    において、２次超純水装置系の少なくともポリシヤの出
    口部より下流でユースポイントまでの間から超純水の分
    岐経路を設け、この分岐経路に脱気機構を有する加熱脱
    気装置を設けて昇温脱気超純水を高温ユースポイントに
    向けて供給するようにしたことを特徴とする特許請求の
    範囲第１項記載の加熱脱気超純水装置。
  3. （３）前記分岐経路における高温超純水に接触する部材
    のすべてまたは少なくとも一部として、オーステナイト
    系ステンレス鋼の表面を電解研磨したのち高温酸化雰囲
    気下で加熱処理して不動態膜を形成した材料を充当する
    特許請求の範囲第１項および第２項のいずれかに記載の
    加熱脱気超純水装置。
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