JPH0645024B2 - 超純水給水系路の自動熱殺菌装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は一次側純水製造装置で得た純水を、ユースポイ
ントの直前で再度処理する二次側給水系路を熱水殺菌処
理するための装置に係り、特に殺菌に用いる熱純水の温
度あるいは温度と圧力を配管系路に悪影響を与えないよ
うに自動的に制御して二次側給水系路の耐久性並びに信
頼性を向上した超純水給水系路の自動熱殺菌装置に関す
る。

〔従来の技術〕

近年、ＬＳＩや超ＬＳＩを生産する電子工業における半
導体ウエハーまたはチップ（以下半導体ウエハーとい
う）の洗浄用水として、微粒子、コロイダル物質、高分
子有機物、発熱性物質等をか可及的に除去した超純水が
用いられている。

このような半導体ウエハーの洗浄用水は通常、次のよう
な方法で製造される。

すなわち、原水を凝集沈澱装置、砂濾過器、活性炭濾過
器、逆浸透膜装置、２床３搭式純水製造装置、混床式ポ
リシャー、精密フィルター等の一次側給水装置で処理し
て純水を得、次いで半導体ウエハーを洗浄する直前で、
前記一次側純水を、第３図に示すような二次側給水装置
で処理している。

二次側給水装置では、一旦純水槽１に貯留した純水２
を、混床式ポリシャー３、紫外線照射装置４、精密濾過
膜装置や超濾過膜装置あるいは逆浸透膜装置のような膜
装置５を通して処理し、一次処理純水中に残留するイオ
ン、微粒子、コロイダル物質等を可及的に除去して半導
体ウエハーの洗浄に適する超純水とするものである。

なお、紫外線照射装置４は混床式ポリシャー３の前段に
配置されることもあり、また膜装置５の透過水である超
純水はユースポイント配管６によって、第３図の一点鎖
線で囲んだユースポイント７まで移送し、ここで洗浄用
水として使用に供され、残余の透過水は戻し配管８を通
して純水槽１に戻す。

このように、二次側給水装置ではその被処理水が一次側
給水装置で得られる純水であるにも拘らず、またユース
ポイント直前で紫外線照射を行っているにも拘らず、長
時間の超純水給水を続行すると、超純水中に生菌や微粒
子の漏洩量が増加し許容限度を超えてしまう。

この原因は超純水中に僅かに存在し、紫外線に耐性を有
する一般細菌が膜装置５や以後のユースポイント配管６
等に次第に繁殖してくるためと考えられる。

膜装置５やユースポイント配管６等が汚染された場合、
洗浄用水として不適となるため、何らかの殺菌処理を施
す必要が生ずるが、従来は殺菌処理方法として、過酸化
水素水や次亜塩素酸ソーダ溶液等の酸化剤を用いる方法
と、特願昭６１−７４２６５号に示されているユースポ
イント配管をも含めた熱水による洗浄方法とが行われて
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

二次側給水系路の殺菌処理方法として前記したような薬
品を用いた場合、膜装置や配管系統を劣化させるという
問題があるほか、殺菌処理後の洗浄に多量の純水を使用
するので経済的に不利になるという問題がある。

一方、ユースポイント配管部をも含めた熱水による洗浄
方法によった場合、薬品処理に伴う不具合点を解決でき
るという利点を有するが、次に示すような新たな問題点
が生ずる。

すなわち、熱交換器のような加熱手段で加熱された熱純
水は７０℃以上の高温となるのであるが、この温度や配
管内圧力の管理は、従来オペレータによる手動操作によ
って行われていたため、急激な温度上昇や下降により配
管類に過度な膨脹・収縮が加わるほか、急激な温度上昇
に伴う管内圧力の上昇等により配管類の耐久性を悪くす
るという欠点があった。また、人為操作のためオペレー
ターミスが生ずる危険性もあり、非省力的であるという
問題点があった。

本発明の目的は、前記した従来の熱水殺菌処理に伴う問
題点を除去し、殺菌に用いる熱純水の温度あるいは温度
と圧力を配管系路に影響を与えないように自動的に制御
して二次側給水系路の耐久性を向上すると共に、自動化
によりオペレーターミス等をなくした超純水給水系路の
自動熱殺菌装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明を詳述すれば、一次側純水製造装置で得た純水
を、ユースポイントの直前で再度処理する二次側給水系
路を熱水殺菌処理するための装置において、一次側純水
製造装置で得た純水を加熱するための熱交換器と、この
熱交換器に熱媒を供給する熱媒供給管と、熱交換器に至
る当該熱媒供給管に付設した温度調節弁と、二次側給水
系路の配管適所に付設した純水の温度検出器と、この温
度検出器からの信号に基づき、予め設定された温度上昇
カーブおよび温度下降カーブに沿って純水を加熱および
冷却するプログラムに従って前記温度調節弁を自動的に
制御する制御回路を有する自動調節器とを具備してなる
ことを特徴とする超純水給水系路の自動熱殺菌装置であ
り、場合によっては、二次側給水系路の配管適所に圧力
調節弁及び圧力検出器を付設し、当該圧力調節弁と圧力
検出器を前記自動調節器に計装的に結合させるようにし
たものである。

〔作用〕

以下、本発明装置の具体的構成並びに作用を図面に基づ
き詳細に説明する。

第１図は本発明の実施態様の一例のフローを示す説明図
であり、図中１０は一次側純水製造装置で得た純水１１
を貯留させておく純水槽を示す。この純水槽１０から始
まる二次側給水系路は、先づ、純水槽１０内の純水を配
管を通して混床式ポリシャー１２、紫外線照射装置１
３、膜装置１４で処理し、その透過水をユースポイント
配管１５を介してユースポイント１６にまで導き、ここ
で半導体ウエハーの洗浄用水として使用されるようにな
っている。消費されなかった超純水は戻し配管１７を介
して純水槽１０内に戻され、繰り返し使用されるように
なっている。

なお、図示しないが、膜装置１４における非透過水も非
透過水循環配管を介して純水槽１０に戻される構造とす
る場合もある。

二次側給水系路を熱水殺菌処理するための装置は、一次
側純水製造装置で得た純水１１を加熱するための熱交換
器１８と、この熱交換器１８に温水又はスチームのよう
な熱媒を供給する熱媒供給管１９と、熱交換器１８に至
る熱媒供給管１９に付設した温度調節弁２０と、二次側
給水系路の配管適所に付設した純水の温度検出器２１
と、この温度検出器２１からの信号に基づき前記温度調
節弁２０を自動的に制御する制御回路を有する自動調節
器２２とからなるもので、この実施例における熱交換器
１８は純水槽１０から混床式ポリシャー１２に至る管路
中に付設されている。

なお、配管内の圧力を必要に応じコントロールするた
め、二次側給水系路の配管適所、すなわち、この実施例
においては膜装置１４からユースポイント１６に至るユ
ースポイント配管１５の管路中に純水の圧力調節弁２３
と圧力検出器２４を付設してあり、圧力検出器２４から
の信号に基づき、前記自動調節器２２によって圧力調節
弁２３が自動的に制御されるようになっている。なお、
使用される配管が二弗化樹脂パイプ（ＴＶＤＦ）のよう
に耐圧性に優れているものである場合は、前記圧力調節
機構を削除することができる。

その他、図中の２５は熱媒供給管１９に付設した自動
弁、２６は必要に応じ熱媒供給管１９に合流するように
配設した例えば、常温水等を冷媒として用いる冷媒供給
管、２７は当該冷媒供給管に付設した自動弁であり、当
該自動弁２５及び２７は共に前記自動調節器２２によっ
て開閉が制御されるようになっている。

２８は混床式ポリシャー１２の入口側と出口側を結ぶバ
イパス管であり、バイパス管２８と混床式ポリシャー１
２の入口側には、それぞれ弁２９，３０が配設されてい
る。また、３１はユースポイント１６後段の戻し配管１
７中に付設した純水戻し弁、３２は熱水ブロー配管３３
中に付設した熱水ブロー弁をそれぞれ示すものである。

次に、本発明装置における熱水による殺菌処理は以下の
ように行われる。

先ず、自動調節器２２からの信号によって純水戻し弁３
１を閉、熱水ブロー弁３２を開とし、加熱工程に入る。
加熱工程では、自動調節器２２からの信号によって熱媒
自動弁２５を自動的に開き、熱媒を熱交換器１８に供給
するが、その際、温度検出器２１からの検温結果に基づ
き、自動調節器２２の演算指令により温度調節弁２０
は、予め設定れた温度上昇カーブに沿って純水が加熱さ
れるよう自動制御される。なお、熱純水から混床式ポリ
シャー１２を保護するため、熱水殺菌処理の際は、弁３
０を閉じ、弁２９を開いて熱純水をバイパス管２８を通
すようにするが、場合によっては熱純水を混床式ポリシ
ャー１２に通すこともできる。

熱純水の通流により、給水系路内の圧力が次第に上昇し
てくるが、この圧力変化は圧力検出器２４にて自動調節
器２２に伝達され、所定圧力以上となった場合は、配管
類保護のため圧力調節弁２３を使用して必要に応じ圧力
をコントロールするものである。熱純水の流通により、
膜装置１４やユースポイント１６配管部に付着している
生菌や微粒子等は殺菌除去され、熱水ブロー配管３３を
通って系外に排出される。

洗浄時間は、少なくとも３０分以上とすることが必要
で、通常は６０分前後熱殺菌処理を継続する。そして、
所定時間の経過後、第１図に示す実施例の場合、熱媒自
動弁２５を冷媒自動弁２７に切り換え、温度調節弁２０
を制御して予め決められた温度下降カーブに沿って純水
を冷却し、純水供給温度まで下げる。

以上の操作はいずれも自動調節器２２を使用して自動的
に処理するものである。なお、熱媒の供給量を温度調節
弁２０によって減少させるのみで予め決められた温度下
降カーブに沿って純水を冷却し得る場合は、前記冷媒の
供給を省略することができるものである。

（実施例） 第１図に示すフローにて、第２図に示す温度上昇・下降
カーブに沿って熱水殺菌処理を行った。加熱工程におい
て、自動調節器２２の温度調節弁２０への演算指令の定
数Ｐ（比例帯）、Ｉ（積分時間）値が、各温度により異
なるため、工程を３段階とし、加熱Ｉ、加熱II及び加熱
IIIとした。

各段階毎のＰの値は、それぞれ８０％、１００％、１２
０％とした。また、Ｉの値をそれぞれ５秒、２０秒、２
０秒とした。

圧力に関しては、常に1.2kg／cm²を維持するようにし
た。

その結果、毎回同じ条件で熱水殺菌処理を行っても配管
類に何らの異常も認められず、充分な熱水殺菌処理を自
動的に行うことが可能となった。

〔効果〕

以上説明した如く、本発明装置によれば、殺菌に用いる
熱純水の温度を給水系路に影響を与えないよう理想的な
温度上昇・下降カーブに従って自動的に制御することが
できるので、二次側給水系路の耐久性が飛躍的に向上す
るものである。

また、配管内の圧力調節も自動的になされるので、従来
のように操作ミスによって配管類に破損を生ずるといっ
た不具合点をも解消することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の実施態様の一例を示すフローの説
明図、第２図は純水の加熱工程における温度上昇・下降
カーブを示すグラフ、第３図は従来の二次側給水装置の
フローの説明図である。 １０：純水槽、１１：純水 １２：混床式ポリシャー １３：紫外線照射装置 １４：膜装置 １５：ユースポイント配管 １６：ユースポイント １７：戻し配管、１８：熱交換器 １９：熱媒供給管、２０：温度調節弁 ２１：温度検出器、２２：自動調節器 ２３：圧力調節弁、２４：圧力検出器 ２５：自動弁、２６：冷媒供給管 ２７：自動弁、２８：バイパス管

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一次側純水製造装置で得た純水を、ユース
   ポイントの直前で再度処理する二次側給水系路を熱水殺
   菌処理するための装置において、一次側純水製造装置で
   得た純水を加熱するための熱交換器と、この熱交換器に
   熱媒を供給する熱媒供給管と、熱交換器に至る当該熱媒
   供給管に付設した温度調節弁と、二次側給水系路の配管
   適所に付設した純水の温度検出器と、この温度検出器か
   らの信号に基づき、予め設定された温度上昇カーブ及び
   温度下降カーブに沿って前記純水を加熱及び冷却するプ
   ログラムに従って前記温度調節弁を自動的に制御する制
   御回路を有する自動調節器とを具備してなることを特徴
   とする超純水給水系路の自動熱殺菌装置。
2. 【請求項２】二次側給水系路の配管適所に圧力調節弁及
   び圧力検出器を付設し、当該圧力調節弁と圧力検出器を
   前記自動調節器に計装的に結合させた特許請求の範囲第
   １項記載の超純水給水系路の自動熱殺菌装置。