JPH09253639A - Ultrapure water making apparatus - Google Patents

Ultrapure water making apparatus

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JPH09253639A
JPH09253639A JP9316396A JP9316396A JPH09253639A JP H09253639 A JPH09253639 A JP H09253639A JP 9316396 A JP9316396 A JP 9316396A JP 9316396 A JP9316396 A JP 9316396A JP H09253639 A JPH09253639 A JP H09253639A
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JP
Japan
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water
treated
pure water
ultraviolet
toc
Prior art date
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Application number
JP9316396A
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Japanese (ja)
Inventor
Jun Tanaka
順 田中
Takayuki Imaoka
孝之 今岡
Ikuo Shindo
郁夫 神藤
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Organo Corp
Original Assignee
Organo Corp
Japan Organo Co Ltd
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Publication date
Application filed by Organo Corp, Japan Organo Co Ltd filed Critical Organo Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrapure water making apparatus enhanced in the removal ratio of TOC in a secondary pure water system. SOLUTION: An ultraviolet oxidizing device 16 and the degassing device 14 provided on the upstream side thereof to remove dissolved nitrogen in water to be treated are arranged in a secondary pure water system C. By this constitution, almost all of ultraviolet irradiation energy is effectively utilized in the oxidative decomposition of TOC in the ultraviolet oxidizing device 16. An oxygen or ozone adding device 26 adding oxygen gas and/or ozone gas to water to be treated is arranged between the degassing device 14 and the ultraviolet oxidizing device 16. As a result, TOC decomposition efficiency in the ultraviolet oxidizing apparatus 16 is further enhanced.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体産業におけ
るシリコンウェハの洗浄等に用いられる超純水(純水を
含む)の製造装置に関し、さらに詳述すると、2次純水
系システムにおけるTOC除去率を向上させた超純水製
造装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for producing ultrapure water (including pure water) used for cleaning silicon wafers in the semiconductor industry. More specifically, the TOC removal rate in a secondary pure water system will be described. The present invention relates to an ultrapure water production system with improved performance.

【0002】[0002]

【従来の技術】シリコンウェハの洗浄等に用いられる超
純水の製造装置は、一般に、前処理系システムの処理水
が導入される1次純水系システムと、1次純水系システ
ムの処理水が導入される2次純水系システム(サブシス
テム)とを備えている。1次純水系システムは、イオン
交換装置、逆浸透膜装置、脱気装置、紫外線殺菌装置等
により構成され、被処理水中に含まれる微粒子、イオン
成分、有機物、コロイダル成分等の不純物の大部分を除
去するものである。2次純水系システムは、1次純水系
システムの処理水導入タンク、紫外線酸化装置、カート
リッジポリシャ(非再生型混床式イオン交換装置)、限
外濾過膜装置等により構成され、1次純水系システムの
処理水中に残存する微量の不純物を取り除くものであ
る。2次純水系システムでは連続循環運転を行ってお
り、得られた超純水の一部をユースポイントに送るとと
もに、残部を前記タンクに循環している。なお、ユース
ポイントで使用された超純水の排水は回収系システムに
送られて再利用される。
2. Description of the Related Art In general, an apparatus for producing ultrapure water used for cleaning silicon wafers includes a primary pure water system into which treated water from a pretreatment system is introduced and a treated water from the primary pure water system. The secondary pure water system (subsystem) to be introduced is provided. The primary deionized water system is composed of an ion exchange device, a reverse osmosis membrane device, a degassing device, an ultraviolet sterilization device, etc., and removes most of the impurities such as fine particles, ionic components, organic substances and colloidal components contained in the water to be treated. To remove. The secondary deionized water system is composed of a treated water introduction tank of the primary deionized water system, an ultraviolet oxidizer, a cartridge polisher (non-regenerative mixed bed ion exchange device), an ultrafiltration membrane device, etc. It removes traces of impurities that remain in the treated water of the system. In the secondary pure water system, continuous circulation operation is performed, and a part of the obtained ultrapure water is sent to the point of use and the rest is circulated in the tank. The wastewater of ultrapure water used at the point of use is sent to the recovery system for reuse.

【0003】近年、半導体素子の集積度向上に伴って、
ウェハ洗浄用超純水に対する要求水質は非常に厳しくな
っている。特に、溶存酸素はウェハ表面に短時間で自然
酸化膜を形成し、素子特性劣化、歩留まり低下を生じさ
せるので、ウェハ洗浄用超純水には溶存酸素濃度ができ
るだけ低いことが要求される。そのため、ウェハ洗浄用
超純水の製造装置では、溶存酸素濃度を低減させる目的
で、従来より一般的に、真空脱気塔、膜脱気装置、窒素
曝気装置といった脱酸素装置を1次純水系システムに設
置するとともに、2次純水系システム入口部のタンク
(1次純水系システムの処理水導入タンク)に窒素を封
入することにより、1次純水系システムで被処理水中の
溶存酸素を除去し、かつ、1次純水系システムから2次
純水系システムへの移行時に水中に酸素が溶解すること
を防止している。ただし、これによっても2次純水系シ
ステムの被処理水中には極微量の溶存酸素が残存してい
るのが通常である。
With the recent increase in the integration of semiconductor devices,
The required water quality for ultrapure water for wafer cleaning has become extremely severe. In particular, dissolved oxygen forms a natural oxide film on the wafer surface in a short time, which causes deterioration of device characteristics and a reduction in yield. Therefore, ultra pure water for wafer cleaning is required to have a dissolved oxygen concentration as low as possible. Therefore, in an apparatus for producing ultrapure water for wafer cleaning, a deoxidizer such as a vacuum degassing tower, a membrane degassing apparatus, or a nitrogen aeration apparatus is generally used in the primary pure water system for the purpose of reducing the dissolved oxygen concentration. The system is installed in the system, and nitrogen is sealed in the tank at the inlet of the secondary pure water system (the treated water introduction tank of the primary pure water system) to remove dissolved oxygen in the water to be treated by the primary pure water system. In addition, oxygen is prevented from being dissolved in water at the time of transition from the primary pure water system to the secondary pure water system. However, even in this case, a very small amount of dissolved oxygen usually remains in the water to be treated in the secondary pure water system.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】半導体素子の集積度向
上に伴い、ウェハ洗浄用超純水には、有機物(有機体炭
素:TOC)の濃度もできるだけ低いことが要求されて
いる。TOCの除去は、現状では、1次純水系システム
のイオン交換装置、逆浸透膜装置等で大部分を取り除い
た後、残りを2次純水系システムの紫外線酸化装置で有
機酸あるいは炭酸に酸化分解することにより行ってお
り、生成した有機酸、炭酸は後段のカートリッジポリシ
ャで除去している。したがって、超純水中のTOC濃度
を極微量にまで低減するためには、2次純水系システム
の紫外線酸化装置でTOCがほぼ完全に分解されること
が必要である。
As the degree of integration of semiconductor devices is improved, ultra pure water for wafer cleaning is required to have a concentration of organic substances (organic carbon: TOC) as low as possible. Currently, TOC is removed by removing most of it with an ion exchange device or reverse osmosis membrane device of the primary pure water system, and then oxidatively decomposing the rest into an organic acid or carbonic acid with an ultraviolet oxidation device of the secondary pure water system. The organic acid and carbonic acid produced are removed by the cartridge polisher in the subsequent stage. Therefore, in order to reduce the TOC concentration in ultrapure water to an extremely small amount, it is necessary that TOC be almost completely decomposed by the ultraviolet oxidizer of the secondary pure water system.

【0005】そこで、本発明者らは、超純水中のTOC
濃度を低減する目的で、2次純水系システムの紫外線酸
化装置におけるTOC分解効率を高めるための検討を行
った。そして、その過程で、従来の超純水製造装置にお
ける2次純水系システムの紫外線酸化装置では、紫外線
放射エネルギーがTOCの分解に十分に寄与せず、満足
すべき分解効率が得られていないことを見い出した。
Therefore, the present inventors have decided to use TOC in ultrapure water.
For the purpose of reducing the concentration, a study was conducted to enhance the TOC decomposition efficiency in the ultraviolet oxidizer of the secondary pure water system. In the process, the ultraviolet radiant energy of the secondary pure water system in the conventional ultrapure water production system does not sufficiently contribute to the decomposition of TOC and the satisfactory decomposition efficiency is not obtained. Found out.

【0006】すなわち、従来の超純水製造装置では、1
次純水系システムに脱酸素装置を設置し、2次純水系シ
ステム入口部のタンクに窒素を封入しているので、タン
ク内(脱酸素装置として窒素曝気装置を用いた場合は該
装置内)で水中に多量の窒素ガスが溶解し、2次純水系
システムの紫外線酸化装置への流入水中には溶存窒素が
高濃度で存在しているが、この溶存窒素に起因して該紫
外線酸化装置におけるTOC分解効率が低下することを
知見したものである。
That is, in the conventional ultrapure water production system, 1
Since a deoxidizer is installed in the secondary deionized water system and nitrogen is sealed in the tank at the inlet of the secondary deionized water system, inside the tank (if a nitrogen aeration device is used as the deoxidizing device, inside the device) A large amount of nitrogen gas is dissolved in water, and dissolved nitrogen is present at a high concentration in the inflow water to the ultraviolet oxidizer of the secondary pure water system. Due to this dissolved nitrogen, the TOC in the ultraviolet oxidizer is increased. It was discovered that the decomposition efficiency decreases.

【0007】また、その理由は、2次純水系システムの
紫外線酸化装置におけるTOCの分解は、紫外線(波長
185nm)の照射によって水からヒドロキシラジカル
(・OH)や過酸化水素が生成し、このヒドロキシラジ
カルや過酸化水素がTOCを酸化することによってなさ
れるものであるが、被処理水中に溶存窒素が存在する
と、紫外線放射エネルギーの一部が溶存窒素と残存溶存
酸素との反応による亜硝酸、硝酸の生成に消費され、本
来の目的であるTOCの酸化分解に使われる紫外線放射
エネルギー量が減少するためであると考えられた。
The reason for this is that the decomposition of TOC in the ultraviolet oxidizer of the secondary deionized water system causes the generation of hydroxy radicals (.OH) and hydrogen peroxide from water upon irradiation with ultraviolet rays (wavelength 185 nm). Radicals and hydrogen peroxide oxidize TOC, but when dissolved nitrogen is present in the water to be treated, part of the ultraviolet radiation energy is due to the reaction between dissolved nitrogen and residual dissolved oxygen, nitrous acid and nitric acid. It is thought that this is because the amount of ultraviolet radiation energy that is consumed in the production of methane and is used for the original purpose of oxidative decomposition of TOC decreases.

【0008】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、2次純水系システムの紫外線酸化装置において、紫
外線照射エネルギーの一部が溶存窒素と残存溶存酸素と
の反応による亜硝酸、硝酸の生成に消費されることを抑
制し、該紫外線照射エネルギーのほぼ全部がTOCの酸
化分解に有効に使われるようにすることにより、前記紫
外線酸化装置におけるTOC分解効率を高めてTOC除
去率を向上させた超純水製造装置を提供することを目的
とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and in the ultraviolet oxidizer of the secondary pure water system, a part of the ultraviolet irradiation energy is converted into nitrous acid or nitric acid by the reaction between dissolved nitrogen and residual dissolved oxygen. By suppressing consumption of the UV irradiation energy so that almost all of the UV irradiation energy is effectively used for the oxidative decomposition of TOC, the TOC decomposition efficiency in the UV oxidizer is increased to improve the TOC removal rate. It is an object of the present invention to provide a device for producing ultrapure water.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、1次純水系システムと2次純水系システム
とを備えた超純水製造装置であって、紫外線酸化装置
と、その上流側に存して被処理水中の溶存窒素を除去す
る脱ガス装置とを2次純水系システムに設置したことを
特徴とする超純水製造装置を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention is an ultrapure water production system comprising a primary pure water system and a secondary pure water system, which comprises an ultraviolet oxidizer and There is provided an ultrapure water production system characterized in that a degassing device existing upstream and for removing dissolved nitrogen in water to be treated is installed in a secondary pure water system.

【0010】本発明では、2次純水系システムにおい
て、溶存窒素を除去する脱ガス装置を紫外線酸化装置の
上流側に設置したことにより、紫外線酸化装置への流入
水中の溶存窒素濃度は低減しているので、該紫外線酸化
装置において紫外線照射エネルギーの一部が溶存窒素と
溶存酸素との反応に消費されることが抑制される。した
がって、紫外線照射エネルギーのほぼ全部がTOCの酸
化分解に有効利用され、TOC分解効率が高くなる。こ
の場合、2次純水系システムの入口部に存するタンクが
窒素封入されており、このタンク内で水中に多量の窒素
が溶解している場合でも、該タンクの下流側に脱ガス装
置を設置することにより、紫外線酸化装置への流入水中
の溶存窒素濃度を低減してTOC分解効率を高めること
ができるものである。
In the present invention, in the secondary pure water system, the degassing device for removing dissolved nitrogen is installed upstream of the ultraviolet oxidation device, so that the concentration of dissolved nitrogen in the inflow water to the ultraviolet oxidation device is reduced. Therefore, in the ultraviolet oxidation device, it is possible to suppress a part of the ultraviolet irradiation energy from being consumed by the reaction between dissolved nitrogen and dissolved oxygen. Therefore, almost all of the ultraviolet irradiation energy is effectively used for the oxidative decomposition of TOC, and the TOC decomposition efficiency becomes high. In this case, the tank existing at the inlet of the secondary pure water system is filled with nitrogen, and even if a large amount of nitrogen is dissolved in the water in this tank, the degassing device is installed on the downstream side of the tank. As a result, the concentration of dissolved nitrogen in the water flowing into the ultraviolet oxidation device can be reduced and the TOC decomposition efficiency can be increased.

【0011】本発明において、2次純水系システムに設
置する脱ガス装置としては、少なくとも被処理水中の溶
存窒素を除去するものを用いる。このような脱ガス装置
としては、被処理水中の溶存窒素濃度を1ppm以下、
特に0.1ppm以下に低減するものが好ましい。ま
た、脱ガス装置として被処理水中の溶存窒素及び溶存酸
素を除去するものを用いた場合には、該脱ガス装置によ
って被処理水中の溶存窒素濃度及び溶存酸素濃度の両方
を低減することができるため、1次純水系システムへの
脱酸素装置の設置及び2次純水系システム入口部のタン
クへの窒素封入を省略することが可能となる。このよう
な脱ガス装置としては、被処理水中の溶存窒素濃度を前
記濃度に低減し、かつ溶存酸素濃度を0.5ppm以
下、特に0.05ppm以下に低減するものが好まし
い。
In the present invention, as the degassing device installed in the secondary pure water system, at least one that removes dissolved nitrogen in the water to be treated is used. As such a degassing device, the dissolved nitrogen concentration in the water to be treated is 1 ppm or less,
It is particularly preferable to reduce it to 0.1 ppm or less. When a degasser that removes dissolved nitrogen and dissolved oxygen in the water to be treated is used, the degasser can reduce both the dissolved nitrogen concentration and the dissolved oxygen concentration in the treated water. Therefore, it is possible to omit the installation of the deoxidizer in the primary pure water system and the filling of the tank at the inlet of the secondary pure water system with nitrogen. As such a degassing device, one that reduces the dissolved nitrogen concentration in the water to be treated to the above concentration and the dissolved oxygen concentration to 0.5 ppm or less, particularly 0.05 ppm or less is preferable.

【0012】脱ガス装置の種類に限定はなく、真空脱気
塔や加熱脱気装置等を用いることもできるが、膜脱気装
置を用いることが設備のコンパクト化の点で好ましい。
膜脱気装置は、ガス透過膜で仕切られた一方の室に被処
理水を流すとともに、他方の室を減圧することにより、
被処理水中に含まれるガスをガス透過膜を通して他方の
室に移行させて除去する装置である。
The type of degassing device is not limited, and a vacuum degassing tower, a heating degassing device, or the like can be used, but it is preferable to use a membrane degassing device in terms of downsizing of equipment.
The membrane degassing device allows the water to be treated to flow into one of the chambers partitioned by the gas permeable membrane and decompresses the other chamber,
It is an apparatus for transferring the gas contained in the water to be treated to the other chamber through the gas permeable film and removing it.

【0013】脱ガス装置の設置位置は、2次純水系シス
テム中の紫外線酸化装置の上流側であればどの位置でも
よいが、脱ガス装置と紫外線酸化装置との間で水中に窒
素が再溶解しないことが必要である。この点で、紫外線
酸化装置の直前であることが、脱ガス装置と紫外線酸化
装置との間で水中に窒素が溶解する可能性が低い点で好
適である。また、2次純水系システム入口部に存する1
次純水系システムの処理水導入タンクが窒素封入されて
いる場合には、脱ガス装置の設置位置は該タンクの下流
側である。
The degasser may be installed at any position upstream of the ultraviolet oxidizer in the secondary deionized water system, but nitrogen is redissolved in water between the degasser and the ultraviolet oxidizer. It is necessary not to. In this respect, it is preferable to be immediately before the ultraviolet oxidation device, since nitrogen is unlikely to dissolve in water between the degassing device and the ultraviolet oxidation device. In addition, at the entrance of the secondary pure water system 1
When the treated water introduction tank of the next pure water system is filled with nitrogen, the installation position of the degassing device is the downstream side of the tank.

【0014】紫外線酸化装置としては、流通型、浸漬型
といった任意の構成のものを用いることができるが、流
通型紫外線酸化装置を用いることが処理効率等の点で適
当である。また、紫外線酸化装置としては、波長185
nm及び254nmの紫外線を放出する低圧水銀ランプ
を設置した通常のものを使用することができる。なお、
紫外線酸化装置の後段には、カートリッジポリシャを設
置してTOCの分解で生じた有機酸、炭酸を除去するこ
とが適当である。
The UV oxidizer may be of any type such as a circulation type or a dipping type, and it is suitable to use the circulation type oxidizer in terms of processing efficiency. Further, as an ultraviolet oxidation device, a wavelength of 185
A conventional one equipped with a low-pressure mercury lamp that emits ultraviolet rays of nm and 254 nm can be used. In addition,
It is suitable to install a cartridge polisher after the ultraviolet oxidation device to remove the organic acid and carbonic acid generated by the decomposition of TOC.

【0015】本発明では、脱ガス装置と紫外線酸化装置
との間に、被処理水に酸素ガス及び/又はオゾンガスを
添加する酸素又はオゾン添加装置を設置することがで
き、これにより紫外線酸化装置におけるTOC分解効率
をさらに向上させることが可能となる。すなわち、膜脱
気装置、真空脱気塔等の脱気装置では、通常、溶存窒素
とともに溶存酸素も除去されるが、紫外線酸化装置にお
いては、被処理水中に溶存酸素が存在している方が波長
185nmの紫外線照射によってヒドロキシラジカルや
過酸化水素が容易に生成し、また溶存オゾンが存在して
いると波長254nmの紫外線照射によってもヒドロキ
シルラジカルや過酸化水素が生成するため、被処理水中
に溶存酸素及び/又は溶存オゾンが存在していると、存
在しない場合に比べてTOC分解効率が向上する。した
がって、前記酸素又はオゾン添加装置を設置し、溶存窒
素及び溶存酸素を除去した後に脱ガス装置と紫外線酸化
装置との間で被処理水に酸素ガス及び/又はオゾンガス
を添加した場合、特にオゾンガスを添加した場合には、
TOC分解効率を大きく向上させることが可能となり、
被処理水中のTOC濃度が高い場合でも該TOCをほぼ
完全に除去することができるようになる。
In the present invention, an oxygen or ozone addition device for adding oxygen gas and / or ozone gas to the water to be treated can be installed between the degassing device and the ultraviolet oxidation device. It is possible to further improve the TOC decomposition efficiency. That is, in a deaerator such as a membrane deaerator or a vacuum deaerator, dissolved oxygen is usually removed together with dissolved nitrogen, but in an ultraviolet oxidation device, it is better that dissolved oxygen exists in the water to be treated. Hydroxyl radicals and hydrogen peroxide are easily generated by UV irradiation with a wavelength of 185 nm, and when dissolved ozone is present, hydroxyl radicals and hydrogen peroxide are also generated by UV irradiation with a wavelength of 254 nm, so they are dissolved in the water to be treated. The presence of oxygen and / or dissolved ozone improves the TOC decomposition efficiency as compared to the case where oxygen and dissolved ozone are not present. Therefore, when the oxygen or ozone addition device is installed and oxygen gas and / or ozone gas is added to the water to be treated between the degassing device and the ultraviolet oxidation device after removing the dissolved nitrogen and dissolved oxygen, particularly ozone gas If added,
It becomes possible to greatly improve the TOC decomposition efficiency,
Even if the TOC concentration in the water to be treated is high, the TOC can be removed almost completely.

【0016】酸素又はオゾン添加装置の構成に特に限定
はなく、ガス透過膜装置、曝気装置等の任意のものを用
いることができるが、ガス透過膜装置を用いることがガ
ス添加効率、設備コンパクト化の点で好適である。ガス
透過膜装置は、ガス透過膜で仕切られた一方の室に被処
理水を流すとともに、他方の室に添加すべきガス(酸素
ガス又はオゾン含有ガス)を供給することにより、前記
ガスをガス透過膜を通して被処理水中に溶解させる装置
である。
The configuration of the oxygen or ozone addition device is not particularly limited, and any device such as a gas permeable membrane device and an aeration device can be used. However, using the gas permeable membrane device makes gas addition efficiency and equipment compactification. Is preferable in terms of. The gas permeable membrane device supplies the gas to be added (oxygen gas or ozone-containing gas) to one of the chambers partitioned by the gas permeable membrane, and supplies the gas to the other chamber to gas the gas. It is a device that dissolves in the water to be treated through a permeable membrane.

【0017】酸素又はオゾン添加装置によって被処理水
に酸素ガスを添加する場合には、溶存酸素濃度が0.5
〜2ppmとなるように添加することが好ましく、オゾ
ンガスを添加する場合には、溶存オゾン濃度が0.1〜
1ppmとなるように添加することが好ましい。これに
より、2次純水系システムで得られる超純水中に溶存酸
素や溶存オゾンが必要以上に残存することを防止するこ
とができる。なお、酸素又はオゾン添加装置でオゾン含
有ガスを添加する場合、該オゾン含有ガスとしては酸素
を原料としたオゾン含有ガスを使用することが適当であ
り、空気を原料としたオゾン含有ガスを用いると該ガス
中に窒素が含まれ、窒素が被処理水中に添加されて本発
明の目的が達成されないことがある。
When oxygen gas is added to the water to be treated by an oxygen or ozone addition device, the dissolved oxygen concentration is 0.5.
It is preferable to add it so that the concentration of dissolved ozone is 0.1 to 2 ppm.
It is preferable to add it so as to be 1 ppm. As a result, it is possible to prevent dissolved oxygen and dissolved ozone from remaining unnecessarily in the ultrapure water obtained by the secondary pure water system. When adding an ozone-containing gas with an oxygen or ozone adding device, it is appropriate to use an ozone-containing gas that uses oxygen as a raw material as the ozone-containing gas, and use an ozone-containing gas that uses air as a raw material. If the gas contains nitrogen and nitrogen is added to the water to be treated, the object of the present invention may not be achieved.

【0018】本発明の超純水製造装置は、1次純水系シ
ステムと、前述した脱ガス装置及び紫外線酸化装置が設
置された2次純水系システムとを備えたものであり、そ
の他の構成装置としては任意のものを用いることができ
る。例えば、1次純水系システムには2床3塔式イオン
交換装置、逆浸透膜装置、脱気装置、紫外線殺菌装置、
再生型混床式イオン交換装置等を設置することができ、
2次純水系システムには1次純水系システムの処理水導
入タンク、カートリッジポリシャ、限外濾過膜装置、低
圧逆浸透膜装置等を設置することができる。
The ultrapure water production system of the present invention comprises a primary pure water system and a secondary pure water system in which the degassing device and the ultraviolet oxidation device described above are installed. Any can be used as. For example, for a primary pure water system, a two-bed, three-column type ion exchange device, a reverse osmosis membrane device, a degassing device, an ultraviolet sterilizer,
It is possible to install a regenerative mixed bed type ion exchanger,
The treated water introduction tank of the primary pure water system, the cartridge polisher, the ultrafiltration membrane device, the low pressure reverse osmosis membrane device and the like can be installed in the secondary pure water system.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

[第1実施形態例]図1は、本発明に係る超純水製造装
置の第1実施形態例を示すフロー図である。本装置にお
いて、Aは前処理系システム、Bは1次純水系システ
ム、Cは2次純水系システムを示す。前処理系システム
Aは、凝集沈殿装置、濾過装置、活性炭塔等を備え、原
水2中の主に懸濁物質を除去した後、処理水を1次純水
系システムBに供給するものである。また、1次純水系
システムBにおいて、4はカチオン塔、脱炭酸塔及びア
ニオン塔を備えた2床3塔式イオン交換装置、6はタン
ク、8は逆浸透膜装置、10は再生型混床式イオン交換
装置を示す。1次純水系システムBの処理水は、2次純
水系システムCに供給される。2次純水系システムCに
おいて、12は1次純水系システムの処理水導入タン
ク、14は被処理水中の溶存窒素及び溶存酸素を除去す
る膜脱気装置(脱ガス装置)、16は流通型紫外線酸化
装置、18はカートリッジポリシャ、20は限外濾過膜
装置を示す。2次純水系システムCでは連続循環運転を
行っており、得られた超純水の一部をユースポイント2
4に送るとともに、残部をタンク12に循環している。
なお、ユースポイントで使用された超純水の排水(ウェ
ハ等を洗浄した洗浄排水)は回収系システム(図示せ
ず)に送られて再利用される。
[First Embodiment] FIG. 1 is a flowchart showing a first embodiment of the ultrapure water production system according to the present invention. In this apparatus, A is a pretreatment system, B is a primary pure water system, and C is a secondary pure water system. The pretreatment system A is provided with a coagulating sedimentation device, a filtration device, an activated carbon tower, etc., and mainly removes suspended substances in the raw water 2, and then supplies the treated water to the primary pure water system B. In the primary pure water system B, 4 is a two-bed, three-column type ion exchange device equipped with a cation tower, a decarboxylation tower, and an anion tower, 6 is a tank, 8 is a reverse osmosis membrane device, and 10 is a regenerative mixed bed. 1 shows a type ion exchange device. The treated water of the primary pure water system B is supplied to the secondary pure water system C. In the secondary pure water system C, 12 is a treated water introduction tank of the primary pure water system, 14 is a membrane degassing device (degassing device) for removing dissolved nitrogen and dissolved oxygen in the water to be treated, and 16 is a circulation type ultraviolet ray. An oxidizer, 18 is a cartridge polisher, and 20 is an ultrafiltration membrane device. In the secondary pure water system C, continuous circulation operation is performed, and a part of the obtained ultrapure water is used at the use point 2
4 and the rest is circulated to the tank 12.
The waste water of ultrapure water used at the point of use (cleaning waste water after cleaning the wafer and the like) is sent to a recovery system (not shown) for reuse.

【0020】本装置においては、膜脱気装置14で被処
理水中の溶存窒素及び溶存酸素を除去し、溶存窒素濃度
及び溶存酸素濃度の低減した処理水を紫外線酸化装置1
6に供給するようになっている。なお、本装置では、2
次純水系システムCの膜脱気装置14で溶存酸素を除去
しているので、1次純水系システムBには脱酸素装置を
設置しておらず、2次純水系システムCのタンク12へ
の窒素封入も行っていない。
In this apparatus, the membrane deaerator 14 removes the dissolved nitrogen and dissolved oxygen in the water to be treated, and the treated water having a reduced dissolved nitrogen concentration and dissolved oxygen concentration is treated with the ultraviolet oxidation device 1.
6. In this device, 2
Since the dissolved oxygen is removed by the membrane deaerator 14 of the secondary pure water system C, the primary pure water system B is not equipped with a deoxidizer, and the tank 12 of the secondary pure water system C is not installed. Nitrogen is not included.

【0021】[第2実施形態例]図2は、本発明に係る
超純水製造装置の第2実施形態例を示すフロー図であ
る。本装置は、第1実施形態例の装置において、2次純
水系システムCの脱ガス装置14と紫外線酸化装置16
との間に、被処理水に酸素ガス及び/又はオゾンガスを
添加するガス透過膜装置(酸素又はオゾン添加装置)2
6を設置したものであり、その他の点は第1実施形態例
と同じであるから、図1の装置と同一構成の部分には同
一参照符号を付してその説明を省略する。
[Second Embodiment] FIG. 2 is a flow chart showing a second embodiment of the ultrapure water production system according to the present invention. This apparatus is the same as the apparatus of the first embodiment except that the degasser 14 and the ultraviolet oxidizer 16 of the secondary pure water system C are used.
And a gas permeable membrane device (oxygen or ozone addition device) for adding oxygen gas and / or ozone gas to the water to be treated 2
6 is installed and the other points are the same as those of the first embodiment, and therefore, the same components as those of the apparatus of FIG. 1 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0022】本装置においては、膜脱気装置14で被処
理水中の溶存窒素及び溶存酸素を除去した後、ガス透過
膜装置26で被処理水に酸素ガス及び/又はオゾンガス
を添加することにより、溶存窒素濃度が低減し、かつ溶
存酸素及び/又は溶存オゾンを含む処理水を紫外線酸化
装置16に供給するようになっている。
In this apparatus, after removing the dissolved nitrogen and dissolved oxygen in the water to be treated by the membrane degassing apparatus 14, by adding oxygen gas and / or ozone gas to the water to be treated by the gas permeable membrane apparatus 26, Dissolved nitrogen concentration is reduced, and treated water containing dissolved oxygen and / or dissolved ozone is supplied to the ultraviolet oxidation device 16.

【0023】[第3実施形態例]図3は、本発明に係る
超純水製造装置の第3実施形態例を示すフロー図であ
る。本装置は、第1実施形態例の装置において、1次純
水系システムBの逆浸透膜装置8と再生型混床式イオン
交換装置10との間に真空脱気塔28を設置するととも
に、2次純水系システムCのタンク12には窒素封入を
行っているものであり、その他の点は第1実施形態例と
同じであるから、図1の装置と同一構成の部分には同一
参照符号を付してその説明を省略する。
[Third Embodiment] FIG. 3 is a flow chart showing a third embodiment of the ultrapure water production system according to the present invention. In this apparatus, a vacuum degassing tower 28 is installed between the reverse osmosis membrane apparatus 8 of the primary pure water system B and the regenerative mixed bed type ion exchange apparatus 10 in the apparatus of the first embodiment. Since the tank 12 of the next pure water system C is filled with nitrogen and the other points are the same as those of the first embodiment, the same reference numerals are given to the same components as those of the apparatus of FIG. The description is omitted.

【0024】本装置においては、真空脱気塔28で被処
理水中の溶存酸素を除去した後、膜脱気装置14で被処
理水中の溶存窒素を除去することにより、溶存窒素濃度
及び溶存酸素濃度の低減した処理水を紫外線酸化装置1
6に供給するようになっている。本装置では、2次純水
系システムのタンク12内で水中に窒素が多量に溶解し
ているが、その溶存窒素を膜脱気装置14で除去するこ
とができる。
In the present apparatus, the dissolved oxygen in the water to be treated is removed by the vacuum degassing tower 28, and then the dissolved nitrogen in the water to be treated is removed by the membrane deaerator 14 to obtain the dissolved nitrogen concentration and the dissolved oxygen concentration. Oxidizer 1 for reducing treated water
6. In this device, a large amount of nitrogen is dissolved in water in the tank 12 of the secondary pure water system, but the dissolved nitrogen can be removed by the membrane degassing device 14.

【0025】[0025]

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に示す
が、本発明は下記実施例に限定されるものではない。図
1〜4の装置を用い、下記試験を行って本発明の効果を
確認した。図4の装置は従来の超純水製造装置であり、
タンク12と紫外線酸化装置16との間に膜脱気装置を
設置しないこと以外は第3実施形態例の装置と同じもの
である。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples. The effects of the present invention were confirmed by performing the following tests using the apparatus shown in FIGS. The apparatus of FIG. 4 is a conventional ultrapure water production apparatus,
The apparatus is the same as that of the third embodiment except that no membrane degassing device is installed between the tank 12 and the ultraviolet oxidation device 16.

【0026】なお、図1〜4の装置において、膜脱気装
置14、紫外線酸化装置16、ガス透過膜装置26とし
ては下記のものを用いた。 膜脱気装置:ガス透過膜として大日本インキ化学工業
(株)MJ−520Pを使用した。真空度は25tor
rとした。 紫外線酸化装置:波長185nm及び254nmの紫外
線を放出する低圧水銀ランプを設置した千代田工販
(株)製の流通型紫外線酸化装置を用いた。紫外線照射
量は、0.35kW・h/m3とした。 ガス透過膜装置:ガス透過膜として上記膜脱気装置と同
じMJ−520Pを使用した。
In the apparatus shown in FIGS. 1 to 4, the following were used as the membrane degassing apparatus 14, the ultraviolet oxidation apparatus 16 and the gas permeable membrane apparatus 26. Membrane deaerator: Dainippon Ink and Chemicals MJ-520P was used as a gas permeable membrane. Vacuum degree is 25 torr
r. Ultraviolet oxidizer: A distribution type ultraviolet oxidizer manufactured by Chiyoda Kousaku Co., Ltd., which was equipped with a low-pressure mercury lamp that emits ultraviolet rays having wavelengths of 185 nm and 254 nm, was used. The ultraviolet irradiation amount was 0.35 kW · h / m 3 . Gas permeable membrane apparatus: The same MJ-520P as the membrane degassing apparatus was used as the gas permeable membrane.

【0027】また、下記実施例、比較例において、TO
C除去率は下記式により求めた。なお、紫外線酸化装置
16の流入水中のTOC濃度は18〜20ppbであっ
た。 TOC除去率(%)=[(A−B)/A]×100 A:紫外線酸化装置16の流入水中のTOC濃度 B:カートリッジポリシャ18の流出水中のTOC濃度
In the following examples and comparative examples, TO
The C removal rate was calculated by the following formula. The TOC concentration in the inflow water of the ultraviolet oxidation device 16 was 18 to 20 ppb. TOC removal rate (%) = [(AB) / A] × 100 A: TOC concentration in the inflow water of the ultraviolet oxidation device 16 B: TOC concentration in the outflow water of the cartridge polisher 18

【0028】[実施例1]図1の装置を用いて超純水の
製造を行った。その結果、紫外線酸化装置16への流入
水中の溶存窒素濃度は1ppm以下、溶存酸素濃度は5
0ppb、TOC除去率は90%であった。
[Example 1] Ultrapure water was produced using the apparatus shown in FIG. As a result, the dissolved nitrogen concentration in the inflow water to the ultraviolet oxidation device 16 was 1 ppm or less, and the dissolved oxygen concentration was 5 ppm.
The removal rate was 0 ppb and the TOC removal rate was 90%.

【0029】[実施例2]図2の装置を用いて超純水の
製造を行った。この場合、被処理水中の溶存酸素濃度が
1ppmとなるようにガス透過膜装置26から被処理水
中に酸素ガスを添加した。その結果、紫外線酸化装置1
6への流入水中の溶存窒素濃度は1ppm以下、TOC
除去率は95%であった。実施例1に比べてTOC除去
率が向上したのは、被処理水中に実施例1の場合より多
量の溶存酸素が存在しているために波長185nmの紫
外線照射によってヒドロキシラジカルや過酸化水素が容
易に生成するからである。
Example 2 Ultrapure water was produced using the apparatus shown in FIG. In this case, oxygen gas was added to the water to be treated from the gas permeable membrane device 26 so that the dissolved oxygen concentration in the water to be treated was 1 ppm. As a result, the ultraviolet oxidation device 1
Dissolved nitrogen concentration in the water flowing into 6 is less than 1 ppm, TOC
The removal rate was 95%. Compared with Example 1, the TOC removal rate was improved because the amount of dissolved oxygen was larger than that in Example 1 in the water to be treated, so that hydroxyl radicals and hydrogen peroxide were easily generated by irradiation with ultraviolet light having a wavelength of 185 nm. This is because it is generated.

【0030】[実施例3]図3の装置を用いて超純水の
製造を行った。この場合、被処理水中の溶存オゾン濃度
が0.5ppmとなるようにガス透過膜装置26から被
処理水中にオゾン含有酸素ガスを添加した。その結果、
紫外線酸化装置16への流入水中の溶存窒素濃度は1p
pm以下、TOC除去率は98%であった。実施例2に
比べてTOC除去率が向上したのは、溶存オゾンが存在
していると波長185nmの紫外線のみならず波長25
4nmの紫外線照射によってもヒドロキシルラジカルや
過酸化水素が生成するからである。
Example 3 Ultrapure water was produced using the apparatus shown in FIG. In this case, ozone-containing oxygen gas was added to the water to be treated from the gas permeable membrane device 26 so that the dissolved ozone concentration in the water to be treated was 0.5 ppm. as a result,
Dissolved nitrogen concentration in the inflow water to the ultraviolet oxidation device 16 is 1p
pm or less, the TOC removal rate was 98%. Compared with Example 2, the TOC removal rate was improved not only by the presence of dissolved ozone but by the wavelength of 185 nm as well as by the wavelength of 25.
This is because hydroxyl radicals and hydrogen peroxide are also generated by 4 nm ultraviolet irradiation.

【0031】[比較例]図4の装置を用いて超純水の製
造を行った。その結果、紫外線酸化装置16への流入水
中の溶存窒素濃度は17ppm以上、TOC除去率は8
5%であり、本発明の装置に比べてTOC除去率が劣っ
ていた。
[Comparative Example] Ultrapure water was produced using the apparatus shown in FIG. As a result, the dissolved nitrogen concentration in the inflow water to the ultraviolet oxidation device 16 was 17 ppm or more, and the TOC removal rate was 8
It was 5%, and the TOC removal rate was inferior to that of the device of the present invention.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明の超純水製造装置は、2次純水系
システムの紫外線酸化装置において紫外線照射エネルギ
ーのほぼ全部がTOCの酸化分解に有効利用されるた
め、優れたTOC除去効果を有する。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The ultrapure water production system of the present invention has an excellent TOC removal effect because almost all of the ultraviolet irradiation energy is effectively utilized for the oxidative decomposition of TOC in the ultraviolet oxidation system of the secondary pure water system. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る超純水製造装置の第1実施形態例
を示すフロー図である。
FIG. 1 is a flowchart showing a first embodiment example of an ultrapure water production system according to the present invention.

【図2】本発明に係る超純水製造装置の第2実施形態例
を示すフロー図である。
FIG. 2 is a flow diagram showing a second embodiment of an ultrapure water production system according to the present invention.

【図3】本発明に係る超純水製造装置の第3実施形態例
を示すフロー図である。
FIG. 3 is a flow chart showing a third embodiment of the ultrapure water production system according to the present invention.

【図4】従来の超純水製造装置の一例を示すフロー図で
ある。
FIG. 4 is a flow chart showing an example of a conventional ultrapure water production system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A 前処理系システム B 1次純水系システム C 2次純水系システム 12 タンク 14 膜脱気装置(脱ガス装置) 16 紫外線酸化装置 26 ガス透過膜装置(酸素又はオゾン添加装置) A Pretreatment system B Primary pure water system C Secondary pure water system 12 Tank 14 Membrane degasser (degasser) 16 UV oxidizer 26 Gas permeable membrane device (oxygen or ozone addition device)

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1次純水系システムと2次純水系システ
ムとを備えた超純水製造装置であって、紫外線酸化装置
と、その上流側に存して被処理水中の溶存窒素を除去す
る脱ガス装置とを2次純水系システムに設置したことを
特徴とする超純水製造装置。
1. An ultrapure water production apparatus comprising a primary pure water system and a secondary pure water system, which removes dissolved nitrogen in the water to be treated, which is located on the upstream side of the ultraviolet oxidation device. An ultrapure water production system characterized in that a degasser is installed in a secondary pure water system.
【請求項2】 2次純水系システムの入口部に存する1
次純水系システムの処理水導入タンクが窒素封入されて
おり、かつ該タンクの下流側に脱ガス装置が設置されて
いる請求項1記載の超純水製造装置。
2. A device located at the inlet of the secondary pure water system
The ultrapure water production system according to claim 1, wherein the treated water introduction tank of the next pure water system is filled with nitrogen, and a degassing device is installed on the downstream side of the tank.
【請求項3】 脱ガス装置が膜脱気装置である請求項1
又は2記載の超純水製造装置。
3. The degassing device is a membrane degassing device.
Or the ultrapure water production system described in 2.
【請求項4】 脱ガス装置と紫外線酸化装置との間に、
被処理水に酸素ガス及び/又はオゾンガスを添加する酸
素又はオゾン添加装置を設置した請求項1、2又は3記
載の超純水製造装置。
4. Between the degasser and the ultraviolet oxidizer,
The ultrapure water production system according to claim 1, 2 or 3, wherein an oxygen or ozone addition device for adding oxygen gas and / or ozone gas to the water to be treated is installed.
【請求項5】 酸素又はオゾン添加装置がガス透過膜装
置である請求項4記載の超純水製造装置。
5. The ultrapure water production system according to claim 4, wherein the oxygen or ozone addition device is a gas permeable membrane device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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