JPH04110085A

JPH04110085A - 超純水輸送配管システム

Info

Publication number: JPH04110085A
Application number: JP23033990A
Authority: JP
Inventors: Yoshiji Kojima; 児島　誉治
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1990-08-30
Filing date: 1990-08-30
Publication date: 1992-04-10

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、半導体素子の製造分野で好適に通用される超
純水輸送配管システムに関する。

（従来の技術）従来、半導体素子の製造において、半導体素子表面の洗
浄に使用される超純水は、原水を逆浸透膜装置、イオン
交換装置、紫外線殺菌器、非再生型純水器、端末濾過装
置又は最終濾過装置を介して、順次不純物を除去しなが
ら高純度化することによって製造される。

上記の各種装置間は超純水輸送配管材料によって連結さ
れており、これらの配管材料として、ポリ塩化ビニル、
塩素化ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリビニリデ
ンフルオライド、ポリエーテルエーテルケトン等の熱可
塑性樹脂が使用或いは提案されている（例えば、配管技
術”８７．１２．　Ｐ　５２〜５８参照）。

ところが、このような熱可塑性樹脂からなる超純水の輸
送配管材料を使用する場合竜、樹脂の種類により程度の
差はあるが、イオン性物質や有機物質が超純水中に溶出
し、超純水の純度が低下するという問題がある。

このように純度が低下した超純水で半導体素子表面を洗
浄すると、表面に付着した極くわずかのイオン性物質が
素子の機能を阻害し、製品の歩留りが低下したり、その
性能が低下したりする。また、溶出した有機物質により
超純水に微生物が繁殖してさらに水の純度が低下する。

（発明が解決しようとする課題）超純水に繁殖する微生物については、一般に過酸化水素
水を配管に通して洗浄殺菌する方法や、８０〜１００℃
近くまで加熱された超純水を配管に通して加熱殺菌する
方法が行われている。

特に、最近では殺菌効果が高く短時間で完全が可能な後
者の加熱殺菌法が主流になりつつある。

ところが、溶出したイオン性物質による汚染は防止でき
ず、半導体素子の集積度が高度化するに伴って、例えば
電気伝導度が２〜５μｓ／ｃｕ＋以下、全有機炭素量が
１００〜４００　ｐｐｂ以下であるような高純度の水（
超純水）、特にイオン性物質の溶出が極めて少ない超純
水の輸送配管材料が要求されている。

本発明は、このような要求に応えるものであり、本発明
の目的とするところは、耐熱性及び耐熱水性に優れ、し
かもイオン性物質の溶出が極めて少ない超純水輸送配管
システムを提供することにある。

（課題を解決するための手段）本発明の超純水輸送配管システムは、超純水の輸送配管
システムにおいて、少なくとも端末濾過装置又は最終濾
過装置以降に、ガラス転移温度が１００℃以上の無定形
熱可塑性樹脂に無機のＯＨ型陰イオン交換体又は／及び
無機のＨ型陽イオン交換体が含有されてなる樹脂組成物
で構成される配管材料を使用することを特徴とする。

本発明において、配管材料を構成する樹脂としては、例
えば射出成形法、押出成形法、ブロー成形法、圧縮成形
法等の方法による溶融成形が可能で、且つ耐熱性に優れ
た無定形の熱可塑性樹脂で、そのガラス転移温度（示差
走査熱量計で測定）が１００″Ｃ以上の樹脂を用いる。

なお、本発明に用いる配管材料は、超純水を輸送するも
のであるから、耐水性を有する樹脂でなければならない
。この場合、一般にＪＴＳ　Ｋ　７２０９による吸水率
が０．５重量％以下の樹脂が使用される。

ルホン樹脂や、ポリエーテルイミドが好適に使用される
。その他、ポリフェニレンオキサイド、変成ポリフェニ
レンオキサイドも好ましい樹脂である。

本発明に用いる配管材料は、このような無定形熱可塑性
樹脂に無機のＯＨ型陰イオン交換体又は／及び無機のＨ
型陽イオン交換体が含有されてなる樹脂組成物で構成さ
れる。

無機５ＩＯＨ型陰イオン交換体としては、水酸化ジルコ
ニウム（主に水和酸化ジルコニウム）、水和酸化トリウ
ム、水和酸化クロム、水和酸化スズ、水和酸化チタン、
水和酸化ニオブ、水和酸化タングステン、水和酸化タン
タル、水和酸化バナジウム等がある。これ等の中でも水
酸化ジルコニウムが安定性とイオン交換能力の点で好適
に用いられる。

また、無機のＨ型陽イオン交換体としては、リン酸ジル
コニウム、タングステン酸ジルコニウム、モリブデン酸
ジルコニウム等がある。これ等の中でもリン酸ジルコニ
ウムが安定性とイオン交換能力の点で好適に用いられる
。

これ等のＯＨ型陰イオン交換体又は／及びＨ型陽イオン
交換体は、熱可塑性樹脂１００重量部に対して一般に０
．００１〜４０重量部の範囲で含有される。含有量が０
．００１重量部以下では、樹脂に残留されているイオン
性物質の交換反応が充分でない。逆に、含有量が４０重
量部以上では、通常の押出成形機や射出成形機による成
形加工が困難となる。

本発明に用いる配管材料は、例えば前記の無定形熱可塑
樹脂を粉末状↓こ粉砕し、これに適量のＯＨ型陰イオン
交換体又は／及びＨ型陽イオン交換体を混合しこれをパ
イプ、継ぎ手、バルブなどの各種配管材料に成形するこ
とにより得ることができる。また、ペレント状の前記無
定形熱可塑樹脂に適量のＯＨ型陰イオン交換体又は／及
びＨ型陽イオン交換体を混練しこれを上記のような各種
配管材料に成形することにより得ることができる。

なお、上記の配管材料には、その目的を損なわない範囲
で、安定剤、滑剤、可塑剤、加工助剤、着色剤、補強剤
、充填剤等の添加剤が少量添加されていてもよい。

本発明の超純水輸送配管システムにおいては、このよう
な配管材料をイオン性物質等の不純物の溶出が最も問題
となりやすい、端末濾過装置又は最終濾過装置以降に必
ず使用する。このように配管システムを構成すれば、原
水から端末濾過装置又は最終濾過装置に至る配管システ
ムには従来の配管材料を使用し、且つ加熱殺菌を端末濾
過装置又は最終濾過装置以ｊｌ　４こしか行わなかった
としても、輸送される超純水の純度低下及び微生物の繁
殖は実用上問題とならない。

なお、好ましくは二次純水タンク以降の配管システム、
即ち二次純水タンクと紫外線殺菌器との間、非再生型純
水器と端末濾過装置又は最終濾過装置との間、及び端末
濾過装置又は最終濾過装置以降の配管システムに、上記
の配管材料が使用される。

また、本発明の超純水輸送配管システムは、好ましくは
電気伝導度が５μｓ／ｃｍ以下、全有機炭素量が３００
　ｐｐｂ以下の超純水の輸送に対して好適に適用される
。

（作用）超純水輸送配管システムにおいては、少なくとも端末濾
過装置又は最終濾過装置以降に使用する配管材料が、熱
可塑性樹脂に無機のＨ型陽イオン交換体が適量含有され
てなる樹脂組成物で構成されると、樹脂に残留している
不純物の陽イオンとイオン交換体のＨ゛イオンがイオン
交換し、不純物の陽イオンはイオン交換体に捕捉され樹
脂から溶出することが防止され、その代わりにＨ゛イオ
ン樹脂から溶出する。しかし、Ｈ゛イオン水の成分その
ものであるから、この配管材料により輸送される超純水
には全く問題は生じない。

また、熱可塑性樹脂に無機のＯＨ型陰イオン交換体が適
量含有されていると、樹脂に残留している不純物の陰イ
オンとイオン交換体のＯＨイオンがイオン交換し、不純
物の陰イオンはイオン交換体に捕捉され樹脂から溶出す
ることが防止され、その代わりにＯＨ−イオンが樹脂か
ら溶出する。しかし、ＯＨ−イオンも水の成分そのもの
であるから、この配管材料により輸送される超純水には
全く問題は生じない。

しかも、上記の熱可塑性樹脂は、ガラス転移温度が１０
０℃以上であるので、耐熱性及び耐熱水性が優れている
。また、無定形樹脂を使用するので、結晶性樹脂を使用
した場合に較べ、パイプ等に成形する際に球晶の生成す
る恐れがない。それゆえ、配管材料の内面が平滑となり
やすく、微生物や微粒子が付着しにくくなる。

（実施例）以下に、本発明の実施例及び比較例を示す。

なお、以下の実施例及び比較例で用いた超純水製造シス
テムは、原水の凝集槽、二種濾過器、濾過水槽、逆浸透
膜装置、−次純水タンク、脱気器、イオン交換装置、二
次純水タンク、紫外線殺菌器、非再生型純水器、端末濾
過装置をこの順に介し、実際に超純水を使用する箇所（
ユースポイント）まで配管材料によって連結した。

そして、端末濾過装置以降の配管形式は、供給／返送組
合せ配管方式（リバースリターン方式）と呼ばれる公知
の方法にしたがった。また、原水には水道水を使用した
が、この水道水の電気伝導度は約２６０μＳ／Ｃ１１、
全有機物炭素量は約３５０　ｐｐｂであった。

夾搭件上ガラス転移温度１９０℃のユーデルポリスルホン樹脂（
Ｕｄｅｌ　Ｐ−１７００：アモコジャパン社製）１００
重量部と、リン酸ジルコニウム（新日本金属化学社製）
１重量部と、水和酸化ジルコニウム（第−稀元素化学社
製）１重量部とを混合し、これを３６０℃で溶融混練し
押出成形機及び射出成形機により、呼び径１３Ａ（外径
２２　ｔｒｍ　）のパイプ及び継ぎ手を成形した。

原水から端末濾過装置までの配管材料として、従来のポ
リフッ化ビニリデン製パイプ（ニスロンＰＶＤＦバイブ
：積水化学社製）及び継ぎ手（呼び径１３Ａ）を使用し
、端末濾過装置以降に上記のパイプ及び継ぎ手を使用し
た。なお、端末濾過装置以降の系統を８０″Ｃで運転し
て、毎時５００１の超純水を製造した。

このようにして７日間連続運転を行い、得られた超純水
の電気伝導度（イオン性物質の溶出性が評価できる）、
全有機炭素！（有機物質の溶出性が評価できる）を測定
し、また端末濾過装置以降の配管材料の外観（内面）変
化を観察した。その結果を第１表に示す。

遺」１性又ガラス転移温度２１９℃のシーデルボリアリールスルホ
ンＩＪＩＷ（Ｒａｄｅｌ　Ａ−１００：アモコジャパン
社製）１００重量部と、リン酸ジルコニウム（新日本金
属化学社製）１重量部と、水和酸化ジルコニウム（第−
稀元素化学社製）１重量部を混合し、これを３５０“Ｃ
で溶融混練し押出成形機及び射出成形機により、呼び径
１３Ａ（外径２２−）のパイプ及び継ぎ手を成形した。

それ以外は実施例１と同様に行った。その結果を第１表
に示す。

実施例ｌガラス転移温度２２５　’Ｃのポリエーテルスルホン樹
脂（４８００Ｇ　：アイ・シー・アイ・ジャパン社製）
１００重量部と、リン酸ジルコニウム（新日本金属化学
社製）１重量部と、水和酸化ジルコニウム（第−稀元素
化学社製）１重量部とを混合し、これを３５０℃で溶融
混練し押出成形機及び射出成形機により、呼び径１３Ａ
（外径２２ｍｍ）のパイプ及び継ぎ手を成形した。

夫崖別１ガラス転移温度２１５℃のポリエーテルイミド樹脂（ウ
ルテム１０００：　Ｇ　Ｅプラスチンク社製）１００重
量部と、リン酸ジルコニウム（新日本金属化学社製）１
重量部と、水和酸化ジルコニウム（第−稀元素化学社製
）１重量部とを混合し、これを３８０℃で溶融混練し押
出成形機及び射出成形機により、呼び径１３Ａ（外径２
２　ａｎ　）のパイプ及び継ぎ手を成形した。

１施１ガラス転移温度１９０℃のニーデルポリスルホン樹脂（
Ｕｄｅｌ　Ｐ−１７００：　７　モｍｌジャパン社製）
１００重量部と、リン酸ジルコニウム（新日本金属化学
社製）１重量部とを混合し、これを３６０″Ｃで溶融混
練し押出成形機及び射出成形機により、呼び径１３Ａ（
外径２２閣）のパイプ及び継ぎ手を成形した。

１施徴ｉガラス転移温度１９０　’Ｃのニーデルポリスルホン樹
脂（Ｕｄｅｌ　Ｐ−１７００：アモコジャパン社製）１
００重量部と、水和酸化ジルコニウム（第−稀元素化学
社製）１重量部とを混合し、これを３６０℃で溶融混練
し押出成形機及び射出成形機により、呼び径１３Ａ（外
径２２ｍ）のパイプ及び継ぎ手を成形した。

災隻■工実施例１において、原水から端末濾過装置までの配管材
料として、従来のポリフッ化ビニリデン製パイプ及び継
ぎ手に替えて、従来の塩素化ポリ塩化ビニル製パイプ（
ＨＴエスロクリーンパイプ：積木化学社製）及び継ぎ手
（呼び径１３Ａ）を使用した。

スｌ孕Ｊ実施例１において、原水から端末濾過装置までの配管材
料として、従来のポリフン化ビニリデン製パイプ及び継
ぎ手に替えて、従来のポリ塩化ビニル製パイプ（エスロ
クリーンパイブ：積水化学社製）及び継ぎ手（呼び径１
３Ａ）を使用した。

ル藍貰」− 原水からユースポイン）・に至る全ての配管材料として
、従来のポリフン化ビニリデン製パイプ（ニスロンＰｖ
叶パイプ）及び継ぎ手（呼び径１３Ａ）及び継ぎ手を使
用した。

ル校件１原水からユースポイントに至る全ての配管材料として、
従来の塩素化ポリ塩化ビニル製パイプ（ＨＴエスロクリ
ーンパイプ）及び継ぎ手（呼び径１３Ａ）及び継ぎ手を
使用した。

ル較桝↓ 原水からユースポイントに至る全ての配管材料として、
従来のポリ塩化ビニル製パイプ（エスロクリーンパイプ
）および継ぎ手（呼び径１３Ａ）を及び継ぎ手を使用し
た。

（以下余白）（発明の効果）上述の通り、本発明の超純水輸送配管システムにおいて
は、少なくとも端末濾過装置又は最終濾過装置以降に使
用する配管材料が、熱可塑性樹脂に無機のＨ型陽イオン
交換体又は／及びＯＨ型陰イオン交換体が含有されてな
る樹脂組成物で構成されているので、樹脂に残留してい
る不純物の陽イオン又は／及び陰イオンはイオン交換反
応によってイオン交換体に捕捉されて樹脂から溶出する
ことが防止され、その代わりに水の成分であるＨ′″イ
オン又は／及びＯＨ−イオンが樹脂から溶出する。

しかも、上記の熱可塑性樹脂は、ガラス転移温度が１０
０℃以上であるので、耐熱性及び耐熱水性の優れ、さら
に、上記の熱可塑性樹脂は無定形であるので、配管材料
の内面が平滑となりやすく、微生物や微粒子の汚染が少
ない超純水輸送配管システムが構成される。

したがって、本発明の超純水輸送配管システムは、半導
体素子表面の洗浄に用いる超純水の輸送に好適に使用さ
れる。

Claims

【特許請求の範囲】１、超純水の輸送配管システムにおいて、少なくとも端
末濾過装置又は最終濾過装置以降に、ガラス転移温度が
１００℃以上の無定形熱可塑性樹脂に無機のＯＨ型陰イ
オン交換体又は／及び無機のＨ型陽イオン交換体が含有
されてなる樹脂組成物で構成される配管材料を使用する
ことを特徴とする超純水輸送配管システム。２、無機のＯＨ型陰イオン交換体として水酸化ジルコニ
ウムを用い、無機のＨ型陽イオン交換体としてリン酸ジ
ルコニウムを用いることを特徴とする請求項１記載の超
純水輸送配管システム。３、ガラス転移温度が１００℃以上の無定形熱可塑樹脂
として、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルイミドから選
ばれる樹脂を用いることを特徴とする請求項１又は２記
載の超純水輸送配管システム。