JPH1099862A

JPH1099862A - 超純水の純化方法及び純化装置

Info

Publication number: JPH1099862A
Application number: JP8276843A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Takayasu; 淳高安; Naoto Miyashita; 直人宮下
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-09-30
Filing date: 1996-09-30
Publication date: 1998-04-21
Anticipated expiration: 2016-09-30
Also published as: JP3568709B2; US6001238A

Abstract

(57)【要約】【課題】金属イオンの濃度を著しく減少させて、ウェ
ーハ洗浄や電解イオン水の原料、洗浄水の希釈などに用
いて有効な純水もしくは超純水を得る。【解決手段】炭素電極７４、７５を純水又は超純水が
収納された超純水貯蔵タンク７１内もしくは、超純水貯
蔵タンクから導出されたライン７３の途中に設けられた
純化槽内に配置し、この１対の炭素電極間に５〜３０Ｖ
の直流電圧７６を加える。炭素電極材料としては比表面
積の大きいものを選択し、炭素片の欠落することの少な
い電極構造を用いる。炭素電極の成形体を形成後にアモ
ルファスなどの炭素層を表面に形成する。成形体表面の
細孔内部にまで炭素層が堆積しているので炭素元素同志
の結合を強めて炭素片を欠落し難くしている。また電極
表面などにフィルタで覆うことにより炭素片が欠落した
としても、フィルタに捕獲して超純水中へのパーティク
ル混入を防ぐようにすることもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エッチングや洗浄
あるいは電解イオン水を生成する際の溶媒などに使用さ
れる純水あるいは超純水を純化する方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来から電解イオン水生成装置により生
成された電解イオン水は、各分野に利用され、とくに半
導体装置の製造や液晶の製造などに多く用いられてい
る。従来半導体装置の製造において半導体基板の洗浄な
どには、フロンなどの弗素系溶剤が用いられていたが、
生活環境に悪影響を及ぼすので敬遠され始め、代わりに
純水や超純水などの水が最も安全な溶剤として利用され
るようになった。純水は、イオン、微粒子、微生物、有
機物などの不純物をほとんど除去した抵抗率が５〜１８
ＭΩｃｍ程度の高純度の水である。超純水は、超純水製
造装置により水中の懸濁物質、溶解物質及び高効率に取
り除いた純水よりさらに純度の高い極めて高純度の水で
ある。これらの水を電気分解することによって酸化性の
強い陽極イオン水（酸性水）や還元性の強い陰極イオン
水（アルカリ性水）などの電解イオン水が生成される。
半導体装置や液晶などの製造においては、これら純水や
超純水から生成された陽極イオン水や陰極イオン水など
の電解イオン水を用いて半導体基板の表面を洗浄した
り、ポリシングすることが検討されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来から純水や超純水
は、イオン交換樹脂により高純度化されている。しかし
この方法では、すべての元素が完全に取り除かれている
わけではない。とくにＮａ、Ｋ、Ｃａ、Ｚｎなどの陽イ
オンは、イオン交換樹脂でも除去しにくい。超純水が半
導体ウェーハ洗浄に用いられた場合、このような可動イ
オンがウェーハに吸着し、容量の変動、ウェーハ上の絶
縁膜の信頼性低下などを引き起こし、半導体装置の製造
に支障を来す。本発明は、このような事情によりなされ
たものであり、金属イオンの濃度を著しく減少させて、
ウェーハ洗浄や電解イオン水の原料、洗浄水の希釈など
に用いて有効な純水もしくは超純水の純化方法を提供す
るものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上のような
課題を解決するために、少なくとも１対の炭素片の欠落
することの少ない炭素電極を純水もしくは超純水が収納
された超純水貯蔵タンク内もしくは、超純水貯蔵タンク
から導出されたラインの途中に設けられた純化槽内に配
置し、この１対の炭素電極間に直流電圧を加えることを
特徴とする。電流を流す場合は、時間設定または水位セ
ンサとの連動などにより自動化できるものとする。炭素
電極材料としては比表面積の大きいものを選択し、炭素
片の欠落することの少ない電極構造を用いる。例えば、
結晶性の炭素成型体の表面にアモルファスの炭素層を被
覆する構造は炭素片の欠落が少ない。また、炭素電極を
フィルタで覆うこともできる。このフィルタは、超純水
を供給するラインの途中に配置することもできる。

【０００５】焼成などにより成形したグラファイトなど
の結晶性炭素電極は、多くの細孔があり、表面には凹凸
面が形成されている。炭素電極は、表面積が広いので金
属イオンの析出効率が上がる点で望ましい材料である。
そこで電極の成形体を形成後にアモルファスなどの炭素
層を表面に形成する。成形体表面の細孔内部にまで炭素
層が堆積しているので炭素元素同志の結合を強めて炭素
片を欠落し難くしている。また、電極表面などにフィル
タで覆うことにより炭素片が欠落したとしても、フィル
タに捕獲して超純水中へのパーティクル混入を防ぐよう
にすることもできる。電極間を隔離する隔膜は無くても
良い。１対の炭素電極間に５〜３０Ｖ程度の直流電圧を
印加するか、もしくは弱い電流を流すと水中の金属陽イ
オンが陰極に集まり析出する。この陰極に集まった金属
イオンを排除すれば、純水もしくは超純水の金属イオン
濃度を著しく小さくすることができる。また、電圧をか
けず、また電流を流さないときでも、活性炭に代表され
るように炭素は、吸着力が強いのである程度の金属イオ
ンは吸着除去できる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して発明の実施の
形態を説明する。図１は、本発明の超純水の純化方法に
用いる超純水貯蔵タンクの概略断面図であり、超純水な
ど純化する電極構造の第１の実施例である。超純水貯蔵
タンク７１には、超純水製造装置（図示せず）で製造さ
れた純水もしくは超純水が１次純水供給ライン７２から
供給される。純水もしくは超純水は、超純水貯蔵タンク
７１内において蓄えられ、２次純水供給ライン７３から
他の設備、例えば、電解イオン水を生成する電解イオン
水生成装置（図示せず）、ウェーハなどを洗浄する洗浄
装置（図示せず）などに純水もしくは超純水が供給され
る。この実施例では、この超純水貯蔵タンク７１内の純
水もしくは超純水が純化される。そのため、超純水貯蔵
タンク７１内には少なくとも１対の電極（陽極７４及び
陰極７５）を備えている。電極は、外部の直流電源７６
に接続されている。陽極７４は、直流電源７６の正極に
接続され、陰極７５は、負極に接続されている。この電
極に５〜３０Ｖの電圧、例えば、１０Ｖを印加する。純
水もしくは超純水に含まれた金属イオンは、陰極７５に
付着され、純水もしくは超純水の金属イオン濃度は、著
しく減少する。この様に純化された純水もしくは超純水
は、超純水貯蔵タンク７１から供給ライン７３を介して
他のシステムに供給される。超純水貯蔵タンク７１の容
量は、例えば、５０リットルである。電極は、例えば、
厚さ１ｃｍ、縦横１５×３０ｃｍ程度の板状体である。

【０００７】以上のように炭素を電極に用いた場合、炭
素片が電極成型体から欠落することが多い。欠落した炭
素片は、純水もしくは超純水に混入し、その品質を低下
させる。この炭素片を純水もしくは超純水から取り除く
ために本発明では、フィルタを用いる。図１に示す実施
例では、このフィルタ７７は、超純水貯蔵タンク７１で
純化された純水もしくは超純水を他のシステムに送る２
次純水供給ライン７３の途中に配置されている。図２
は、電極（陽極）の斜視図及び部分側面図である。この
実施例における陽極７４は、図示のように板状である。
本発明で用いられる形状は様々である。板状はもとよ
り、丸棒状、多角柱などを用いることができる。この陽
極７４は、グラファイトなどの結晶性炭素を成型し、１
０００℃〜１２００℃程度の熱で数時間から数１００時
間焼成して得られる。焼成した成型体４１は、多孔性で
あり、その表面には凹凸が生じている。成型体４１は、
アモルファス炭素材料に浸漬され焼成されて、細孔の中
にまで炭素層４２が形成されている。炭素層４２は、成
型体４１表面の凹凸に沿って密着しているので、炭素元
素同志の結合を強め、炭素片を欠落し難くしている。炭
素層４２を形成する手段としては、この他に、減圧ＣＶ
Ｄ法や真空蒸着法などが用いられる。陰極７５も陰極と
同じ構成を有している。

【０００８】図３は、図１のＡ−Ａ′線に沿う部分の断
面図である。図に示す様に陽極７４及び陰極７５からな
る電極は、複数個の成型体から構成されている。フィル
タ７７は、超純水供給ライン７３の途中に設けられてい
る。陽極７４と陰極７５を隔離するイオン交換膜などの
隔壁は、この図の実施例では配置していないがイオン交
換膜などを間に配置しても良い。フィルタの材料として
は、例えば、ドライフィルタに用いられる石英を焼き固
めたセラミックフィルタ７７がある。セラミックフィル
タは、例えば、粒径の異なる３層の成型体からなり、不
純物を十分取り除くことができる。図４は、フィルタ７
７の斜視図である。図５は、超純水貯蔵タンクの概略断
面図であり、超純水など純化する電極構造の第２の実施
例である。この電極構造が前記第１の実施例と異なると
ころは、電極がフィルタ７８で囲まれていることにあ
る。電極（陽極７４及び陰極７５）は、例えば、図４に
示すシリカ性の清浄度の高いフィルタ７８で覆われてい
る。覆われている度合いは、一部でも全体でも構わない
図では、一部覆われているものを示す。電極とフィルタ
ーの間には３〜１０ｍｍ程度の間隔が開いている。フィ
ルタ７８と超純水貯蔵タンク７１本体とは、例えば、間
にパッキンを挟み、ネジで止めることによって接合され
ている。

【０００９】陽極７４や陰極７５から炭素片の欠落が予
想されるが、欠落した炭素片は、フィルタ７８に捕獲さ
れ、純水もしくは超純水中には含まれない。電極にフィ
ルタ７８を施すので、この実施例では、超純水供給ライ
ン７３にはフィルタを取り付けない。しかし電極をフィ
ルタ７８で被覆するとともに超純水供給ライン７３にの
フィルタ７７を取り付けるようにしても良い。この構造
では炭素片を含むパーティクルの除去効率が一層良くな
る。図６は、超純水貯蔵タンクと純化槽が設けられた超
純水供給ラインの概略断面図であり、電極構造の第３の
実施例である。超純水貯蔵タンク７１には、超純水製造
装置で製造された純水もしくは超純水が超純水供給ライ
ン７２を介して送られてくる。この超純水貯蔵タンク７
１は、純水もしくは超純水を蓄えるのみであり、純化装
置は付いていない。蓄えられた純水もしくは超純水は、
必要に応じて超純水供給ライン７３から必要なシステム
へ供給される。このとき、純化槽７９が超純水供給ライ
ン７３間に配置される。純化装置７９内には少なくとも
１対の電極（陽極７４及び陰極７５）が配置されてい
る。電極は、外部の直流電源７６に接続されている。陽
極７４は、直流電源７６の正極に接続され、陰極７５
は、負極に接続されている。

【００１０】この電極に５〜３０Ｖの電圧、例えば、１
０Ｖを印加する。純水もしくは超純水に含まれた金属イ
オンは、陰極７５に付着され、純水もしくは超純水の金
属イオン濃度は、著しく減少する。この様に、工業的に
価値の高い純水もしくは超純水は、所定のシステムに供
給される前に純化され、良質な製品となる。純水もしく
は超純水は、そのまま半導体装置や液晶などに、例え
ば、洗浄水として用いられる。又、やはり半導体装置や
液晶の洗浄工程やエッチング工程に利用される電解イオ
ン水の原材料に用いられる。さらに電解イオン水を洗浄
剤に用いる際の希釈剤に用いることもできる。以下、本
発明の方法で純化された純水もしくは超純水を用いて電
解イオン水を生成する方法を説明する。図７は、金属電
極を備えた電解イオン水生成装置の概略断面図である。
電解槽５０は、陰極室５２と陽極室５３とを備え、陰極
室５２には陰極５４１が配置され、陽極室５３には陽極
５４２が配置されている。そして、これら電極５４（陰
極５４１、陽極５４２）は共に白金又はチタンなどから
構成されている。

【００１１】陰極室５２で形成される陰極イオン水５８
及び陽極室５３で形成される陽極イオン水５９とを効率
よく分離するために陰極室と陽極室とはセラミックや高
分子などの多孔質の隔膜５６で仕切られている。電解槽
５０の陰極５４１は、直流電源６６の負極６７に接続さ
れ、陽極５４２は、その正極６８に接続されている。電
解槽５０では電源６６からの電源電圧を印加して電解槽
５０の超純水供給ライン６１から供給された純水に、例
えば、塩化アンモニウムなどの支持電解質を添加した希
釈電解質溶液５１を電気分解する。この電気分解の結果
陰極５４１側で生成される陰極イオン水はアルカリ性水
であり、陽極５４２側で生成される陽極イオン水は酸性
水である。陰極室５２で生成された陰極イオン水５８
は、陰極イオン水供給ライン６２から外部に供給され、
陽極室５３で生成された陽極イオン水５９は、陽極イオ
ン水供給ライン６３から外部に供給される。通常は陰極
室５２でアルカリ性水が生成されるので、例えば、半導
体装置の製造に用いられるポリッシング装置を使用する
場合、アルカリ性水を用いてポリッシングを行うには、
電解槽５０に接続された陰極イオン水供給ライン６２を
イオン水供給ラインとしてアルカリ性水をポリッシング
装置の研磨布に供給する。

【００１２】この場合、陽極室５３で生成される酸性水
は不要なので廃棄される。したがって、陽極イオン水供
給ライン６３はイオン水を排出するイオン水排出ライン
に接続される。また、酸性水を用いてポリッシングを行
うには、電解槽５０に接続された陽極イオン水供給ライ
ン６３がイオン水供給ラインとなって酸性水を研磨布に
供給する。この場合、陰極室５２で生成されるアルカリ
性水は不要なので廃棄される。従って陰極イオン水供給
ライン６２がイオン水を排出するイオン水排出ラインに
接続される。以上のように、電解槽５０は、隔膜５６に
より２槽に分離され、各電極は分離されたそれぞれの槽
に配置されるので、それぞれの槽からアルカリ性水又は
酸性水を目的に応じて取り出すことができる。しかし、
この方法では、電解質溶液に含まれる金属イオンや電極
から発生する金属イオンも電極で発生する電界に引か
れ、電解槽、特にアルカリ槽（陰極室）内に多く入り込
み、電解イオン水の純度を低下させていた。最近電解イ
オン水を半導体装置の製造におけるウェーハなどの洗浄
用として使用する要求が強くなってきた。このような現
状において半導体装置では微量な金属不純物がデバイス
特性に大きな影響を与えるために電解イオン水の高純度
化及びが必要となっている。

【００１３】半導体基板の洗浄に電解イオン水を使用す
る際、パーティクル、金属汚染などのないことが不可欠
である。金属電極を用いた場合、電極は通常一般室で製
造されており、様々な金属元素が電極中に含有されてい
る。耐酸化性の高いＰｔ等の貴金属でコーティングされ
ているような電極を使用しても、陽極側では微量ながら
Ｐｔを含めて多種の金属元素が溶出してきて、生成され
る電解イオン水中に含まれてしまう。このような現象
は、金属酸化物から構成された電極を用いても同様であ
る。また、電極に炭素を用いることも知られているが、
炭素電極を電解槽に用いると、水の電気分解によって酸
素が発生し、とくに陽極側では次式（１）示すように炭
素が発生した酸素と反応して電極が著しく消耗する。Ｃ＋Ｏ₂→ＣＯ₂↑ ・・・（１）その結果電極表面が侵されて炭素片が電極からこぼれ落
ちる。この炭素片がパーティクルの原因となってしま
う。そこで、電解イオン水生成装置に金属イオンの発生
の少ない炭素電極を用いるにあったってつぎのような電
極構成にすることを発明者らは先に提案した。

【００１４】すなわち、陽極及び陰極からなる電極は、
結晶性炭素の成形体及びその表面に形成されたアモルフ
ァス炭素層から構成されている炭素片欠落の少ないもの
を選ぶこと。電極は、少なくとも一部が所定の間隔をお
いてフィルタに覆われているようにすること。及び電気
分解される電解質溶液は、塩酸を支持電解質としその濃
度は、１０００〜１０００００ｐｐｍの範囲の高濃度で
あること。このような電極構成によって、炭素電極を用
いても高純度な電解イオン水が得られる。これは、次の
ような理由によるものと考えられる。

【００１５】支持電解質である塩酸を高濃度で添加する
ことにより、電極反応において前記（１）式の反応が著
しく少なくなり、酸素発生主体の反応から塩素発生主体
の反応となるのでとくに陽極側で問題となる炭素欠落を
十分抑制できる。また陽極では、酸素が発生する
（（２）式）他に支持電解質である塩酸中の塩素イオン
が陽極で反応して塩素が発生する（（３）式）。２Ｈ₂Ｏ→４Ｈ^＋＋Ｏ₂↑＋２ｅ⁻・・・（２）２Ｃｌ⁻→Ｃｌ₂↑＋２ｅ⁻ ・・・（３）上記表面に炭素層を形成した本願発明の炭素電極を用
い、１０００ｐｐｍ以上の高濃度塩酸を含む電解質溶液
を電気分解すると前記のように塩素発生が支配的になり
酸素発生が少なくなって酸素による悪影響が著しく少な
くなる。その結果電極から欠落してくるパ−ティクルが
含まれない高純度の電解イオン水を生成することができ
る。図１０は、本発明の純化方法を適用したときの純化
効果を説明する特性図である。縦軸は、純水又は超純水
の金属不純物濃度（ｐｐｔ）を示し、横軸は、金属不純
物の種類を示している。図のように電解処理を施さない
従来の純水又は超純水に比較して本発明の電解処理を行
って純化した純水又は超純水は、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｚｎ
などの不純物の濃度が著しく低くなっている。

【００１６】図８は、前記炭素電極を用いた電解電解イ
オン水生成装置の概略断面図である。電解槽１は、陽極
室２と陰極室３とに分かれており、両者は、その境界に
配置されたイオン交換膜６で分離されている。炭素電極
は、陽極４と陰極５とからなり、陽極４は陽極室２、陰
極５は陰極室３に配置されている。陽極４及び陰極５の
一端はいずれも電解槽１の上蓋に固定されている。図示
はしないが、陽極４は、電源の正極に接続され、陰極５
は、電源の負極に接続されている。電解槽１の下部から
支持電解質の添加された超純水もしくは純水が電解質添
加超純水供給ライン８、９を介して供給される。陽極室
２には第１の電解質添加超純水供給ライン８が接続され
ており、陰極室３には第２の電解質添加超純水供給ライ
ン９が接続されている。電極４、５間に通電して供給ラ
イン８、９から供給される支持電解質の添加された超純
水、すなわち、電解質溶液を電気分解することによって
電解イオン水を生成する。陽極４のある陽極室２では酸
性水が生成され、陰極５のある陰極室３ではアルカリ性
水が生成される。陽極室２及び陰極室３にはそれぞれ電
解イオン水排水ライン１０、１１（すなわち、酸性水排
水ライン１０及びアルカリ性水排水ライン１１）が形成
され、そこから電解イオン水が排出される。電解質溶液
の電解質濃度は、陽極室側の電解質溶液が塩酸１０００
〜１０００００ｐｐｍ（０．１〜１０ｗｔ％）程度、陰
極室側の電解質溶液がアンモニア１０〜５００ｐｐｍ程
度にするのが適当である。

【００１７】導電性を上げるには陰極室側へ供給される
電解質溶液にさらに塩酸を１０〜５００ｐｐｍ程度アン
モニアの量に合わせて添加すると良い。電解質溶液のｐ
Ｈは、８〜９程度になるようにする。電解イオン水排水
ライン１０、１１は、ウェーハ洗浄装置などの他の装置
へ電解イオン水を供給する電解イオン水供給ラインでも
ある。電気分解を行っている間は、電解イオン水排出ラ
イン１０、１１の開閉バルブ１８、１９は開き、電解イ
オン水排出ライン１０、１１の分岐ラインである酸性水
分岐ライン２７及びアルカリ性水分岐ライン２８の開閉
バルブ２０、２１は閉じておく。電解槽１内の電極（陽
極４及び陰極５）は、例えば、シリカ性の清浄度の高い
フィルタ７で覆われている。覆われている度合いは、一
部でも全体でも構わない。図では、一部覆われているも
のを示す。電極とフィルターの間には３〜１０ｍｍ程度
の間隔が開いている。フィルタ７と電解槽１本体とは、
例えば、間にパッキン２４、２５を挟み、ネジ２６で止
めることによって接合されている。電気分解により陽極
４や陰極５から炭素片の欠落が予想されるが、欠落した
炭素片は、フィルタ７に捕獲され、電解イオン水中には
含まれない。

【００１８】このような電極構造の改良により電極から
の炭素片の欠落は著しく減少するが、電気分解を長時間
続けるとフィルタ７内の炭素片は多少とも残っている。
これを排除するため、電解槽１に洗浄用超純水供給ライ
ン及び排水ラインを取り付ける。陽極室４上部には、第
１の洗浄用超純水供給ライン１２を接続し、下部には第
１の洗浄用超純水排水ライン１４を接続する。陰極室５
上部には、第２の洗浄用超純水供給ライン１３を接続
し、下部には第２の洗浄用超純水排水ライン１５を接続
する。フィルタ内を洗浄する時には電気分解処理を止
め、電解イオン水排出ライン１０、１１の開閉バルブ１
８、１９を閉める。そして洗浄用超純水供給ライン１
２、１３の開閉バルブ１６、１７を開き、酸性水分岐ラ
イン２７及びアルカリ性水分岐ライン２８の開閉バルブ
２０、２１及び洗浄用超純水供給ライン１４、１５の開
閉バルブ２２、２３を開く。フィルター内の炭素片を洗
い流した後は、前記開閉バルブ１６、１７及び２０〜２
３を閉め、前記電解イオン水排出ライン１０、１１の開
閉バルブ１８、１９を開いて電気分解を行う。さらに万
一のために電解イオン水排水ライン１０、１１にパーテ
ィクルフィルタ２９、３０を設置する。

【００１９】図９に、本発明の純化装置が備えられてい
る超純水貯蔵タンクを備えた純水もしくは超純水を供給
するシステムを用いて図８に示した電解イオン水生成装
置が生成する電解イオン水を半導体ウェーハの洗浄に適
用する半導体製造装置のシステムを説明する。このシス
テムは、基本的には、超純水もしくは純水を収容してい
る超純水貯蔵タンク７１、電解槽１を含む電解イオン水
生成装置及び半導体ウェーハ洗浄槽３９から構成されて
いる。電解槽１に接続されている図８に示された洗浄用
超純水供給ライン及び排水ラインは、半導体ウェーハの
洗浄に直接関わっていないのでこの図２では記載を省略
する。超純水貯蔵タンク７１からは、第１の超純水ライ
ン３１及び第２の超純水ライン３２が導出されている。
第１の超純水ライン３１は、電解質添加超純水供給ライ
ン（電解質溶液供給ライン）８を分岐し、酸性水排水ラ
イン１０と合流して洗浄槽３９に接続されている。第２
の超純水ライン３２は、電解質添加超純水供給ライン
（電解質溶液供給ライン）９を分岐し、アルカリ性水排
水ライン１１と合流して洗浄槽３９に接続されている。
電解質溶液供給ライン８は、電解質タンク４８から供給
された塩酸（ＨＣｌ）と超純水とをミキサー４６でミキ
シングされて形成された電解質溶液を電解槽１に供給す
る。

【００２０】電解質溶液供給ライン９は、電解質タンク
４３から供給された塩酸（ＨＣｌ）と電解質タンク４９
から供給されたアンモニア（ＮＨ₃）と超純水とをミキ
サー４７でミキシングして形成された電解質溶液を電解
槽１に供給する。陽極室側で生成された酸性水は、希釈
後の溶存塩素濃度が２〜２０ｐｐｍ程度になるように超
純水ライン３１で希釈され、ミキサー３７でミキシング
されて半導体ウェーハ４０の洗浄に用いられる。陰極室
側で生成されるアルカリ性水も超純水ライン３２におい
て希釈され、ミキサー３８でミキシングされる。その希
釈の度合いは、１０〜１００倍程度とする。洗浄につい
ては、パーティクルや金属コンタミの除去効果を上げる
ため、弗酸、硝酸、塩酸等のほかの薬液と組み合わせて
使用する。アルカリ性水も界面活性剤などの薬液と組み
合わせて使用する。ほか薬液の濃度は、０．１〜５％程
度が適当である。これらは薬液タンク３３、３４からポ
ンプ３５、３６により吸い上げられ混合される。

【００２１】ミキサー３７、３８により均一に混合され
た電解イオン水は、洗浄槽３９へ供給され、半導体基板
４０の洗浄を行う。電解イオン水を半導体ウェーハの洗
浄に用いる場合、金属系電極を用いればパーティクルは
抑えられるものの、金属がイオンとなって陽極から溶出
してくる。炭素電極単体では、陽極が酸化すること（Ｃ
Ｏ₂発生）により表面が浸食され、炭素片が欠落し多量
のパーティクルが発生してしまう。このように、電気分
解後に電解イオン水を本発明により純化された純水もし
くは超純水で希釈すればこの電解イオン水をウェーハ洗
浄などに実用化できる。希釈後の電解イオン水は、稀薄
濃度で電解し生成した電解イオン水と特性は変わらな
い。

【００２２】

【発明の効果】本発明の方法によれば、純水もしくは超
純水中に電圧をかけるか弱い電流を流すことにより金属
イオンが陰極に集まり、析出する。その結果純水もしく
は超純水中の金属イオン濃度を著しく減少させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の超純水の純化方法に用いる超純水貯蔵
タンクの概略断面図。

【図２】本発明の電極（陽極）の斜視図及び部分側部断
面図。

【図３】図１のＡ−Ａ′線に沿う部分の断面図。

【図４】本発明に用いる高純度フィルタの斜視図。

【図５】本発明に用いる超純水貯蔵タンクの概略断面
図。

【図６】本発明に用いられる純化槽を備えた超純水供給
ラインの概略断面図。

【図７】金属電極を備えた電解イオン水生成装置の概略
断面図。

【図８】炭素電極を用いた電解イオン水生成装置の概略
断面図。

【図９】本発明の純化装置が備えられている超純水貯蔵
タンクを備えた純水もしくは超純水を供給するシステム
を用いた半導体製造装置のシステム図。

【図１０】本発明及び従来の特性を説明する特性図。

【符号の説明】

１、５０・・・電解槽、２、５３・・・陽極室、
３、５２・・・陰極室、４、７４、５４２・・・陽
極、５、７５、５４１・・・陰極、６、５６・・・
イオン交換膜、７、７７、７８・・・高純度フィルタ、
８、９・・・電解質添加超純水（電解質溶液）供給ライ
ン、１０・・・酸性水排水ライン、１１・・・アル
カリ性水排水ライン、１２、１３・・・洗浄用超純水供
給ライン、１４、１５・・・洗浄用超純水排水ライン、
１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３・・
・開閉バルブ、２４、２５・・・パッキン、２６・
・固定ネジ、２７・・・酸性水分岐ライン、２８・
・・アルカリ性水分岐ライン、２９、３０・・・パーテ
ィクルフイルタ、３１、３２・・・超純水ライン、
３３、３４・・・薬液タンク、３５、３６、４９、４
４、７０・・・ポンプ、３７、３８、４６、４７・・・
ミキサー、３９・・・洗浄槽、４０・・・半導体ウ
ェーハ、４１・・・成型体、４２・・・炭素層、
４５・・・超純水タンク、４３、４８、４９・・・支
持電解質タンク、５１・・・電解質溶液、５４・・
・電極、５８・・・陰極イオン水、５９・・・陽極
水、６１・・・電解水供給ライン、６２・・・陰極
イオン水供給ライン、６３・・・陽極イオン水供給ライ
ン、６６、７６・・・直流電源、６７・・・負極、
６８・・・正極、７１・・・超純水貯蔵タンク、７
２・・・１次純水供給ライン、７３・・・２次純水
供給ライン、７９・・・純化槽。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】純水又は超純水中に少なくとも１対の陽
極及び陰極からなる炭素電極を配置する段階と、前記炭素電極に所定の大きさの直流電圧を印加して前記
陰極に前記純水又は超純水中に存在する金属イオンを吸
着することを特徴とする超純水の純化方法。
【請求項２】前記陽極及び陰極からなる炭素電極は、
結晶性炭素の成形体及びその表面に形成されたアモルフ
ァス炭素層から構成されていることを特徴とする請求項
１に記載の超純水の純化方法。
【請求項３】前記純水又は超純水は、前記陰極に金属
イオンを吸着されてからフィルタによって濾過されるこ
とを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の超純水の
純化方法。
【請求項４】前記炭素電極は、少なくとも一部が所定
の間隔をおいてフィルタに覆われていることを特徴とす
る請求項３に記載の超純水の純化方法。
【請求項５】前記直流電圧は、前記陰極に金属イオン
を吸着させることができる大きさであることを特徴とす
る請求項１に記載の超純水の純化方法。
【請求項６】前記直流電圧は、５〜３０Ｖであること
を特徴とする請求項５に記載の超純水の純化方法。
【請求項７】純水又は超純水が蓄えられている超純水
貯蔵タンクと、前記超純水貯蔵タンク内に配置された少なくとも１対の
陽極及び陰極からなる炭素電極と、前記炭素電極の少なくとも一部分が所定の間隔をおいて
覆われているフィルタと、前記炭素電極に接続された直流電源とを備えていること
を特徴とする超純水の純化装置。
【請求項８】純水又は超純水が蓄えられている超純水
貯蔵タンクと、前記超純水貯蔵タンクから導出される超純水供給ライン
と、前記超純水供給ライン内に配置された純化槽内に設けら
れた少なくとも１対の陽極及び陰極からなる炭素電極
と、前記炭素電極が少なくとも一部分が所定の間隔をおいて
覆われているフィルタと、前記炭素電極に接続された直流電源とを備えていること
を特徴とする超純水の純化装置。