JPH11216468A - 洗浄用機能水製造方法及びこれを用いた機能水製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 純水又は還元性水に、極めて簡易で且つ低コ
ストの手段で、メインラインの圧力変動や流量変動の影
響をうけず、常に、一定の微量アルカリ濃度を注入する
ことができる洗浄用の機能水製造方法及びこれを用いる
製造装置を提供すること。 【解決手段】 純水製造装置１から供給される純水を、
水素ガス溶解槽２、アンモニウムイオン型を含む強酸性
陽イオン交換樹脂と、水酸化物イオン型の強塩基性陰イ
オン交換樹脂を混合したｐＨ調整用イオン交換樹脂カー
トリッジ３に順次供給することにより、電子部品製造に
おける基板洗浄などに有用なアルカリ還元性の機能水が
得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、半導体デ
バイスや液晶デバイスなどの電子部品製造工程で使用さ
れる洗浄用の機能水製造方法及びこれを用いた機能水製
造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体デバイスや液晶デバイスな
どの電子部品製造における基板洗浄工程は、高濃度の
酸、アルカリや洗剤などによる薬品洗浄工程と、超純水
によるすすぎ工程の組み合わせが一般的である。特に、
基板上の微粒子状の汚染物質を除去するための洗浄薬液
としては、アンモニア（約３％）と過酸化水素（約３
％）の混合溶液を約８０℃に加熱したアンモニア過酸化
水素洗浄液（ＡＰＭ洗浄液又はＳＣ−１洗浄液）が多用
されてきた。

【０００３】これらの洗浄手段には、高濃度の薬液をす
すぐために大量の超純水が消費される；薬液購入コスト
が高い；排薬液処理コストが高く、かつ環境への負荷が
大きい；高温、高濃度の薬液からの蒸気を排気する設備
が必要である；高濃度薬液によるエッチングなどにより
基板にダメージを与える、などの問題があった。

【０００４】近年、これらの諸問題を解決するものとし
て、従来の洗浄薬液よりも希薄な溶液でも十分な洗浄効
果が得られる、いわゆる機能水が使用され始めている。
特に、微粒子状の汚染物質を除去する洗浄用途には、還
元性で且つ極微量のアルカリを含む機能水が有効である
ことが知られており、この機能水の製造方法として、例
えば、特開平8-127887号公報には、三槽式の電気分解装
置のカソード室からの排出配管にアルカリ添加手段を設
け、アルカリ性で還元性の水溶液を製造する電解水製造
方法が開示されている。また、特開平9-255998号公報に
は、純水中に水素ガスを気泡式あるいは充填塔式の溶解
方法により溶解させ、さらにアルカリ性溶液を混合させ
た洗浄水が開示されている。これらの機能水は、そのア
ルカリ添加量が、ｐＨ８〜１０程度となるような非常に
低濃度でも十分な洗浄能力を有し、むしろ基板へのダメ
ージを抑制するためには、ｐＨ８前後の超低アルカリ濃
度の機能水が必要となるプロセスも多い。例えば、ベア
のシリコン表面をｐＨ９以上のアルカリ水で洗浄すると
表面平坦度が損なわれたり、アルミニウム配線が露出し
ている表面をｐＨ８．５以上のアルカリ水で洗浄すると
アルミニウムが腐食するという問題などが知られてい
る。

【０００５】これら微量のアルカリを添加する方法とし
ては、注入手段として往復動式定量ポンプ、シリンジ
（プランジャー）ポンプ又は加圧不活性ガスを用い、注
入ラインにマスフローコントローラーなどの流量計や流
量調節弁を設けて注入量を監視、制御する方法；背圧弁
を設けて注入量がメインラインの圧力変動の影響を受け
にくくする方法；メインラインにも流量計を設けてメイ
ンラインの流量変動に追従してアルカリ注入量を制御す
る方法；注入点より下流のメインラインにｐＨ計や抵抗
率計を設けてアルカリ注入量をフィードバック制御する
方法などが提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来のアルカリ注入、制御方法では、半導体、液晶デ
バイスのようなダメージを受けやすい敏感な表面を持つ
電子部品洗浄液のアルカリ濃度調整方法としては不十分
であった。すなわち、最も一般的に使用されている往復
動式定量ポンプによるアルカリ注入方法では、アルカリ
濃度がポンプ脈動によりゼブラ状の濃度分布となり、一
定濃度が得られない；メインラインの圧力変動や流量変
動に対処するため、流量計、流量調節弁、ｐＨ計、抵抗
率計、制御装置など機器類が必要となり、コストが膨大
になるなどの問題がある。また、上記方法は所詮外部変
動に対する受動的な制御方法であり、一定の微量濃度の
アルカリ注入を達成することは不可能である。さらに、
急激な流量変動などの何らかの事故で制御不能になる
と、設定以上の高濃度の薬液が被洗浄基板に達する可能
性があるという大きな問題があった。

【０００７】従って、本発明の目的は、純水又は還元性
水に、極めて簡易で且つ低コストの手段で、メインライ
ンの圧力変動や流量変動の影響をうけず、常に、一定の
微量アルカリ濃度を注入することができる洗浄用の機能
水製造方法及びこれを用いた機能水製造装置を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる実情において、本
発明者は鋭意検討を行った結果、純水に水素ガスを溶解
した水、あるいは純水を電気分解して陰極側から得られ
る水素が溶解された還元性水を、アルカリイオン型又は
アンモニウム型強酸性イオン交換樹脂に接触させれば、
圧力変動や流量変動の影響を全く受けずに常に一定の微
量アルカリ濃度の機能水が得られることを見出し、本発
明を完成するに至った。

【０００９】すなわち、本発明は、純水を、水素ガス溶
解工程、イオン交換樹脂との接触によるアルカリイオン
又はアンモニウムイオン溶解工程に、この順序又はこの
逆の順序で順次供給する洗浄用機能水製造方法を提供す
るものである。

【００１０】また、本発明は、純水製造手段と、水素ガ
ス溶解手段と、イオン交換樹脂との接触によるアルカリ
イオン又はアンモニウムイオン溶解手段と、を有するこ
とを特徴とする洗浄用機能水製造装置を提供するもので
ある。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明において、純水としては、
通常の方法により製造されたものであればよく、例え
ば、水道水、川の水、工業用水などの原水からイオン及
び非イオン性物質を除去する純水製造装置により処理さ
れた抵抗率１ＭΩ・ｃｍ以上の純水が挙げられる。

【００１２】水素ガス溶解工程は、純水に水素ガスを溶
解させる工程又は水の電気分解により水素ガスを含む還
元性水を得る工程であり、具体的には、純水に、２５
℃、１気圧下での溶存水素濃度が０．１ｐｐｍ以上、特
に、１〜２ｐｐｍとなるような水素ガス溶解水を得る工
程である。溶存水素濃度が０．１ｐｐｍ未満であると、
液の酸化還元電位を確実に負の値とすることができなく
なる場合がある。なお、最終的に還元性の機能水を得る
ために、予め、公知の脱ガス装置によって純水に残存す
る溶存酸素を濃度０．１ｐｐｍ以下となるように除去し
ておくことが好ましい。

【００１３】純水に水素ガスを溶解させる方法として
は、特に制限されず、純水にガス透過膜を介して水素ガ
スを注入して溶解させる方法、配管内に直接水素ガスを
バブリングして溶解させる方法、水素注入後にスタティ
クミキサーなどの分散手段を設けて溶解させる方法、ガ
ス溶解槽に純水を供給するポンプの上流側に水素ガスを
供給し、ポンプ内の撹拌によって溶解させる方法などの
水素ガスを外部より導入し溶解させる方法；純水を電気
分解して陰極側から水素ガスを溶解した還元水を得る方
法などが挙げられる。前記水素ガスを外部より注入する
方法で用いる水素ガスとしては、例えば、水素ボンベか
らの水素や、超純水を電気分解して生成させた高純度水
素ガスが挙げられる。

【００１４】また、前記水素ガス溶解工程は、純水に、
溶存酸素と反応して酸化水素を生成させる量よりも過剰
の水素ガスを溶解させ、次いで、白金族金属触媒に接触
させることにより脱酸素と水素ガス溶解を共に行う工程
としてもよい。すなわち、溶存酸素と溶存水素は、触媒
の存在により反応して酸化水素を生成することにより脱
酸素を行う一方、過剰分の水素ガスは純水に溶解され
る。これにより、脱酸素と水素ガスの溶解が同時に達成
される。

【００１５】前記純水を電気分解して陰極側から水素ガ
スを溶解した還元水を得る方法としては、例えば、特開
平8-127887号公報に記載の三槽式電解装置を用いる方法
が挙げられる。すなわち、アノード電極を配したアノー
ド室、カソード電極を配したカソード室、及びその間に
一対の隔膜により区分された中間室の三室で構成された
水の電気分解装置と、当該装置の各三室に各々原水を供
給する供給配管と、当該三室から各々処理液を排出する
排出配管を備えた電解装置を用い、カソード室から排出
されるカソード水を水素ガスを溶解した還元水として得
ればよい。

【００１６】次に、水素ガス溶解工程を経た水素ガス溶
解水は、イオン交換樹脂との接触によるアルカリイオン
又はアンモニウムイオン溶解工程に供給され、ｐＨが調
整される。当該イオン交換樹脂としては、アルカリイオ
ン型又はアンモニウムイオン型を含む強酸性陽イオン交
換樹脂が挙げられ、アルカリイオンとしては、ナトリウ
ムイオン、カリウムイオンなどのアルカリ金属イオン及
びテトラメチルアンモニウムイオン、コリンなどの有機
アルカリイオンが挙げられる。このうち、アンモニウム
イオン型が揮発性であるため、電子デバイスの電気的特
性に対する影響が比較的小さく、且つ安価である点で好
ましい。

【００１７】前記アルカリイオン又はアンモニウムイオ
ンを含む強酸性陽イオン交換樹脂は、樹脂の総交換容量
の少なくとも一部がアルカリイオン型又はアンモニウム
型に調整されている強酸性陽イオン交換樹脂をいう。ア
ルカリ型又はアンモニウム型以外の交換基のイオン形と
しては、水素イオン型である。また、該樹脂中には、ナ
トリウムイオンやその他の陽イオンなどの微量の不純物
が含まれていてもよいが、不純物イオンは樹脂中に存在
すると水中に放出され、機能水を汚染することから極力
少ないことが好ましい。総交換容量は、イオン交換基の
量を示す。

【００１８】前記アルカリイオン又はアンモニウムイオ
ンを含む強酸性陽イオン交換樹脂を、水素ガス溶解水に
接触させる形態としては、特に制限されず、例えば、前
記アルカリイオン又はアンモニウムイオンを含む強酸性
陽イオン交換樹脂単独からなる単床式、前記アルカリイ
オン又はアンモニウムイオンを含む強酸性陽イオン交換
樹脂と水酸化物イオン型の強塩基性陰イオン交換樹脂を
混合した混床式又は複床式が挙げられ、このうち、機能
水中に微量に残存する陰イオン性不純物を同時に除去で
きることから、アルカリイオン又はアンモニウムイオン
を含む強酸性陽イオン交換樹脂と水酸化物イオン型の強
塩基性陰イオン交換樹脂を混合した混床式又は複床式が
好ましい。

【００１９】また、前記アルカリイオン又はアンモニウ
ムイオンを含む強酸性陽イオン交換樹脂を、水素ガス溶
解水に接触させる方法としては、特に制限されず、例え
ば、前記樹脂を充填した再生用機能を有した樹脂塔又は
カートリッジに水を通水する方法が挙げられる。前記樹
脂塔及びカートリッジのいずれかの選択は、機能水の処
理方法及び目的により異なるが、再生処理が不要であ
り、且つ長期間に亘り安定したｐＨ値を実現できること
から、カートリッジとすることが好ましい。また、前記
アルカリイオン又はアンモニウムイオンを含む強酸性陽
イオン交換樹脂の寿命及び交換時期を管理するために、
前記樹脂塔又はカートリッジを２つ以上に分割して直列
に接続し、前記樹脂塔又はカートリッジの出口にｐＨ計
又は抵抗率計を設けて連続測定による管理方法とするこ
とが好ましい。例えば、２つのカートリッジを直列に接
続する場合、前段出口側のｐＨ計が設定された範囲を越
え寿命と判断されたら、前段カートリッジを取り去り、
後段を前段として、さらに後段に新しいカートリッジを
設置して通水し、順次これを繰り返す、所謂メリーゴー
ランド通水方式を採用することもできる。

【００２０】また、機能水のｐＨをより中性付近にする
ためには、前記混合する水酸化物イオン型の強塩基性陰
イオン交換樹脂の総交換容量の一部を重炭酸イオンなど
の弱電解性陰イオン型に調整して用いればよい。これに
より、前記強酸性陽イオン交換樹脂から放出されるアル
カリイオン又はアンモニウムイオンと前記強塩基性陰イ
オン交換樹脂から放出される弱電解性陰イオンからなる
緩衝溶液を機能水として得ることができる。

【００２１】前記強酸性陽イオン交換樹脂の総交換容量
の少なくとも一部をアルカリイオン又はアンモニウムイ
オン型に調整する方法としては、例えば、アンモニウム
イオン型については、次の方法が挙げられる。 （１）重炭酸アンモニウム水溶液又は塩化アンモニウム
水溶液（例えば、１モル／ｌ）を水素イオン型強酸性陽
イオン交換樹脂に、その体積の２〜５倍量接触させ、１
００％アンモニウムイオン型強酸性陽イオン交換樹脂と
し、これと１００％水素イオン型強酸性陽イオン交換樹
脂を所望の割合で物理混合して調整する方法。 （２）希薄濃度の重炭酸アンモニウム水溶液又は塩化ア
ンモニウム水溶液と水素イオン型強酸性陽イオン交換樹
脂の平衡関係から、一部がアンモニウム型となるように
調整する方法。 （３）水素イオン型強酸性陽イオン交換樹脂にアンモニ
アガスを所定量接触させて、一部がアンモニウムイオン
型となるように調整する方法。

【００２２】本発明において、水素ガス溶解水を、アル
カリイオン型又はアンモニウムイオン型強酸性陽イオン
交換樹脂に接触させると、水のｐＨが上昇する。これ
は、例えば、抵抗率１８ＭΩ・ｃｍの超純水には水その
ものの解離により水素イオンが１０^-7モル／ｌ存在して
おり、これを例えば、アンモニウム型強酸性陽イオン交
換樹脂に通水すると、水中の水素イオンが樹脂中のアン
モニウムイオンと陽イオン交換して、アンモニウムイオ
ンが樹脂中から水中に移動するからである。樹脂中から
水中へ移動するアンモニウムイオンの濃度は、水の流量
や圧力とは無関係で、イオン交換平衡関係に基づく一定
濃度となるので、出口水のｐＨは、樹脂中のアンモニウ
ムイオン濃度を０〜１００％の範囲で変化させることに
より、例えば、アンバーライトIR-124を用いた場合は７
〜８．６の範囲で任意に調整することができる。また、
使用する強酸性陽イオン交換樹脂の種類により、ｐＨ
９．０以上にすることも可能である。従って、本発明に
おけるアンモニウムイオン型強酸性陽イオン交換樹脂中
のアンモニウムイオン型の割合は、特に制限されず、目
的とする機能水のｐＨ及び接触条件等により定めればよ
い。

【００２３】本発明の方法は、前述の如く、純水を、水
素ガス溶解工程、イオン交換樹脂との接触によるアンモ
ニウムイオンなどの溶解工程にこの順序で順次供給する
ものであるが、純水の供給順序はこれに限定されず、こ
の逆の順序である、イオン交換樹脂との接触によるアン
モニウムイオンなどの溶解工程、水素ガス溶解工程の順
序で順次供給してもよい。

【００２４】本発明の方法により得られる機能水のｐＨ
値の範囲としては、特に制限されないが、具体的には、
ｐＨ７〜９．０の範囲、好ましくは、７．５〜８．６の
範囲である。

【００２５】また、本発明の洗浄用機能水製造装置は、
純水製造手段と、水素ガス溶解手段と、イオン交換樹脂
との接触によるアルカリイオン又はアンモニウムイオン
溶解手段とを有するが、好ましい第１の実施の形態を図
１を参照して説明する。図１の機能水製造装置２０は、
ブロック図で示す概略図であり、上流側から下流側に向
けて純水製造装置１、水素ガス溶解槽２、ｐＨ調整用イ
オン交換樹脂カートリッジ３、ｐＨ計４及びｐＨ調整用
イオン交換樹脂カートリッジ５を順次配し、接続管１８
により直列に連接されている。

【００２６】次に、機能水製造装置２０を用いてアルカ
リ還元性機能水を製造する方法について説明する。ま
ず、工業用水等の原水は図では省略する送液ポンプによ
り純水製造装置１に送られる。該純水製造装置１では凝
集濾過、脱イオン及び脱気等の処理を行い、抵抗率が約
１ＭΩ・ｃｍ以上の純水を製造する。次いで、純水は水
素ガス溶解槽２に送られる。ここでは、中空糸状の膜を
介して水素ガスを純水に溶解させ、溶存水素濃度約１．
５ｐｐｍの水素ガス溶解水を得る。得られた水素ガス溶
解水はｐＨ調整用イオン交換樹脂カートリッジ３に送ら
れる。ｐＨ調整用イオン交換樹脂カートリッジ３には、
アンモニウムイオン型を含む強酸性陽イオン交換樹脂
と、水酸化物イオン型の強塩基性陰イオン交換樹脂が混
合して充填されている。ここでは、水素ガス溶解水中の
水素イオンと強酸性陽イオン交換樹脂中のアンモニウム
イオンが交換されてアルカリ性の水素ガス溶解水が得ら
れる。また、樹脂中のアンモニウムイオンは徐々に消費
されてその量が減少するので、ｐＨ調整用イオン交換樹
脂カートリッジ３の寿命をｐＨ計４で監視する。ｐＨ調
整用イオン交換樹脂カートリッジ３の寿命が尽きて交換
時期に達しても、後段に設置したｐＨ調整用イオン交換
樹脂カートリッジ５によって、最末端のｐＨ値は保障さ
れる。また、ｐＨ調整用イオン交換樹脂カートリッジの
交換は、ｐＨ調整用イオン交換樹脂カートリッジ３を系
外に取り外した後に、後段のｐＨ調整用イオン交換樹脂
カートリッジ５を設置し前段とし、後段に新品のｐＨ調
整用イオン交換樹脂カートリッジ３を設置し、以後、こ
の操作を繰り返して行えば、効率良くイオン交換容量を
利用できる。

【００２７】上記第１の実施の形態における機能水製造
装置２０において、ｐＨ調整用イオン交換樹脂カートリ
ッジとして、例えば、アンバーライトIR-124を用いた場
合はｐＨ７〜８．６の範囲で任意に調整することができ
る。また、上記イオン交換の平衡状態はＳＶ６００以下
の全ての流量と圧力条件下で達成できるため、機能水製
造装置の設計の際、かかる範囲においては流量の変化に
よるｐＨの変動を考慮する必要はなく、濃度調整のため
の制御装置も不要である。また、最初に目的とする機能
水のｐＨが決まれば、これに基づきイオン交換樹脂中の
アンモニウムイオン型の割合を定めるだけで、長期間安
定して一定のｐＨ値の機能水を製造することができる。
すなわち、水素ガス溶解水に、極めて簡易で且つ低コス
トの手段で、メインラインの圧力変動や流量変動の影響
をうけず、常に、一定の微量アルカリ濃度を注入するこ
とができ、特に、半導体デバイスなどの電子部品製造に
おける基板洗浄用として有用なアルカリ還元性水を得る
ことができる。また、設定値以上のｐＨの水が供給され
ることがないため、被洗浄体へのダメージの心配は全く
ない。

【００２８】また、ｐＨ調整用イオン交換樹脂カートリ
ッジ３及び５は、アンモニウムイオン型を含む強酸性陽
イオン交換樹脂と、水酸化物イオン型の強塩基性陰イオ
ン交換樹脂が混合されているので、水素イオンとアンモ
ニウムイオンのイオン交換反応と同時に、その他のイオ
ン性不純物の除去も行われる。したがって、純水装置出
口の脱イオン水の抵抗率が１ＭΩ・ｃｍ程度であって
も、抵抗率１８ＭΩ・ｃｍの超純水と遜色のない不純物
の少ない機能水を得ることができる。

【００２９】次に、本発明における第２の実施の形態を
図２を参照して説明する。第２の実施の形態において、
図１と同一構成要素については同一の符号を付して、そ
の説明を省略し、図１と異なる点についてのみ主に説明
する。すなわち、図２の機能水製造装置３０において、
図１と異なる点は、純水製造装置６と水素ガス溶解槽２
の間に循環タンク６及び循環ポンプ７を順次設けた点並
びにｐＨ調整用イオン交換樹脂カートリッジ３の出口の
接続管１８を分岐弁８、９を経由して、循環タンク６の
入口側に戻した点にある。

【００３０】図２に示す機能水製造装置３０において、
純水は循環タンク６に供給され、循環ポンプ７を介して
水素ガス溶解槽２及びｐＨ調整用イオン交換樹脂カート
リッジ３に通水される。得られたアルカリ還元性機能水
の一部は分岐弁８、分岐弁９で分岐され、必要な量だけ
洗浄工程で使用される。残った機能水は循環タンク６に
戻され、再度循環される。次に、機能水として消費され
た量の純水が循環タンク６に供給される。

【００３１】本第２の実施の形態における機能水製造装
置３０では、循環タンク６から送り出される水のｐＨが
ユースポイントにおける機能水使用量によって常に変動
するが、本実施の形態におけるｐＨ調整方法を採用すれ
ば、原水のｐＨ変動の影響を受けることが無い。これ
は、ｐＨ調整用イオン交換樹脂カートリッジ３の出口の
ｐＨは入口水のｐＨとは無関係であり、充填されている
イオン交換樹脂のアンモニウムイオンと水素イオンの比
率にのみ規定されるからである。このように、入口水の
ｐＨ変動に完全にしかも瞬時に追従させることは、従来
のｐＨ調整手段では全く不可能であった。さらに、イオ
ン交換樹脂カートリッジはｐＨ調整だけではなく、不純
物除去機能も有するため、図では省略するが、洗浄に使
用された後の使用済機能水を循環タンク６に戻し、再利
用することが可能である。

【００３２】次に、本発明における第３の実施の形態を
図３を参照して説明する。第３の実施の形態において、
図１と同一構成要素については同一の符号を付して、そ
の説明を省略し、図１と主に異なる点についてのみ説明
する。すなわち、図３の機能水製造装置４０において、
図１と異なる点は、図１の水素ガス溶解槽２で示される
水素ガス溶解手段内において、純水に、純水中の溶存酸
素と反応して酸化水素（H₂O 、水）を生成する理論量を
越える量まで水素ガスを溶解させ、且つ該水素ガス溶解
手段の後段に設けた白金族金属触媒と接触させて、溶存
酸素を酸化水素の形として除去する手段を設けた点にあ
る。すなわち、純水の溶存酸素濃度を溶存酸素計１０で
測定し、制御装置１１で前記理論値より約１ｐｐｍ越え
る量の溶存水素濃度となるような注入量を計算する。計
算された注入量となるようにマスフローコントローラー
１２で調節された水素ガスを純水に注入した後に、例え
ば、パラジウムを固定したイオン交換樹脂などの白金族
金属触媒１３と接触させる。このような第３の実施の形
態における機能水製造装置４０によれば、機能水製造と
同時に溶存酸素除去も達成できるため、より高性能な洗
浄効果が期待できる。

【００３３】

【実施例】次に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明する。 実施例１ 強酸性陽イオン交換樹脂アンバーライトIR-124を用い、
１００％アンモニウムイオン型強酸性陽イオン交換樹脂
と１００％水素イオン型強酸性陽イオン交換樹脂をそれ
ぞれ調整した。また、強塩基性陰イオン交換樹脂アンバ
ーライトIRA-402BL を使用して、１００％水酸化物イオ
ン型強塩基性陰イオン交換樹脂を調製した。次に、１０
０％アンモニウムイオン型強酸性陽イオン交換樹脂と、
１００％水素イオン型強酸性陽イオン交換樹脂と、１０
０％水酸化物イオン型強塩基性陰イオン交換樹脂を容積
基準で、それぞれ１／４／１の割合で混合したものをカ
ートリッジに２０リットル充填した。これを図１に示し
た機能水製造装置２０のｐＨ調整用イオン交換樹脂カー
トリッジ３とｐＨ調整用イオン交換樹脂カートリッジ５
に使用したところ、ｐＨ８．０±０．１のアルカリ還元
性機能水を連続３０日間以上、安定して供給できた。

【００３４】実施例２ 図１で示す機能水製造装置２０を用いた。供給する純水
の流量を、図４に示すように、10リットル／時間〜1,00
0 リットル／時間の範囲で、１０分刻みで矩形状に変化
させたところ、製造された機能水のｐＨ値は流量変動の
影響を全く受けずに常に一定の値（８．０±０．１）を
維持した。

【００３５】

【発明の効果】本発明の洗浄用機能水製造装置におい
て、ｐＨ調整用イオン交換樹脂入口水中の水素イオンと
樹脂中のアンモニウムイオンが交換されるが、樹脂中か
ら水中へ移動するアンモニウムイオンの濃度は、イオン
交換平衡関係に基づく一定濃度となるので、出口水のｐ
Ｈ値は、樹脂中のアンモニウムイオン濃度を０〜１００
％の範囲で変化させることにより、例えば、アンバーラ
イトIR-124を用いた場合はｐＨ７〜９．５の範囲で任意
に調整することができる。また、上記イオン交換の平衡
状態はＳＶ６００以下の全ての流量と圧力条件下で達成
できるため、機能水製造装置の設計の際、かかる範囲に
おいては流量の変化によるｐＨの変動を考慮する必要は
なく、濃度調整のための制御装置も不要である。また、
最初に目的とする機能水のｐＨが決まれば、これに基づ
きイオン交換樹脂中のアンモニウムイオン型の割合を定
めるだけで、長期間安定して一定のｐＨ値の機能水を製
造することができる。すなわち、純水又は水素ガス溶解
水に、極めて簡易で且つ低コストの手段で、メインライ
ンの圧力変動や流量変動の影響をうけず、常に、一定の
微量アルカリ濃度を注入することができ、特に、半導体
デバイスなどの電子部品製造における基板洗浄用として
有用なアルカリ還元性水を得ることができる。また、設
定値以上のｐＨの水が供給されることがないため、被洗
浄体へのダメージの心配は全くない。

【００３６】また、アンモニウムイオン型を含む強酸性
陽イオン交換樹脂と、水酸化物イオン型の強塩基性陰イ
オン交換樹脂を混合するｐＨ調整用イオン交換樹脂を用
いれば、水素イオンとアンモニウムイオンのイオン交換
反応と同時に、その他のイオン性不純物の除去も行われ
る。したがって、純水装置出口の脱イオン水の抵抗率が
１ＭΩ・ｃｍ程度であっても、抵抗率１８ＭΩ・ｃｍの
超純水と遜色のない不純物の少ない機能水を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における機能水製造
装置のブロック図を示す。

【図２】本発明の第２の実施の形態における機能水製造
装置のブロック図を示す。

【図３】本発明の第３の実施の形態における機能水製造
装置のブロック図を示す。

【図４】実施例２の機能水供給条件を示す図である。

【符号の説明】

１ 純水製造装置 ２ 水素ガス溶解槽 ３ ｐＨ調整用イオン交換樹脂カートリッジ ４ ｐＨ計 ５ ｐＨ調整用イオン交換樹脂カートリッジ ６ 循環タンク ７ 循環ポンプ ８、９ 分岐弁 １０ 溶存酸素計 １１ 制御装置 １２ マスフローコントローラー １３ 白金族金属触媒 １８ 接続管 ２０、３０、４０ 機能水製造装置

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 純水を、水素ガス溶解工程、イオン交換
   樹脂との接触によるアルカリイオン又はアンモニウムイ
   オン溶解工程に、この順序又はこの逆の順序で順次供給
   することを特徴とする洗浄用機能水製造方法。
2. 【請求項２】 前記アルカリイオン又はアンモニウムイ
   オン溶解工程に用いるイオン交換樹脂が、アンモニウム
   イオン型を含む強酸性陽イオン交換樹脂と、水酸化物イ
   オン型を含む強塩基性陰イオン交換樹脂の混床式又は複
   床式であることを特徴とする請求項１記載の洗浄用機能
   水製造方法。
3. 【請求項３】 前記水素ガス溶解工程が、純水に、溶存
   酸素と反応して酸化水素を生成させる量よりも過剰の水
   素ガスを溶解させ、次いで、白金族金属触媒に接触させ
   ることにより脱酸素と水素ガス溶解を共に行うことを特
   徴とする請求項１又は２記載の洗浄用機能水製造方法。
4. 【請求項４】 純水製造手段と、水素ガス溶解手段と、
   イオン交換樹脂との接触によるアルカリイオン又はアン
   モニウムイオン溶解手段と、を有することを特徴とする
   洗浄用機能水製造装置。
5. 【請求項５】 前記アルカリイオン又はアンモニウムイ
   オン溶解手段が、アンモニウムイオン型を含む強酸性陽
   イオン交換樹脂と、水酸化物イオン型を含む強塩基性陰
   イオン交換樹脂の混床式又は複床式であることを特徴と
   する請求項４記載の洗浄用機能水製造装置。
6. 【請求項６】 前記水素ガス溶解手段が、水素ガスを溶
   解する手段と、白金族金属触媒接触による脱酸素手段と
   を有するものである請求項４記載の洗浄用機能水製造装
   置。