JPH1199382A - 純水供給システム及び洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 洗浄効率のばらつきが少ない洗浄を可能たら
しめる純水供給システムおよび洗浄装置を提供すること
を目的とする。また、高い洗浄効率を達成することがで
きる純水供給システムおよび洗浄装置を提供することを
目的とする。 【解決手段】 洗浄システムは、純水を製造する純水製
造装置１と、純水製造装置１に接続された純水供給配管
１０と、純水供給配管１０につながる純水使用部３の上
流側の純水供給配管１０ａに接続した純水に基板洗浄に
有用なガスを溶解するガス溶解装置４０とからなる。洗
浄装置は、洗浄槽と、該洗浄槽に至る純水供給配管から
供給される純水に基板洗浄用の有用ガスを溶解するガス
溶解装置とを具備し、有用ガス溶解後の有用ガス含有純
水に超音波を付与するための超音波素子を前記洗浄槽に
設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、純水供給システム
及び洗浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】純水供給システムとしては、従来、例え
ば図１５に示すものが知られている。

【０００３】従来の純水供給システムは、概要的には、
点線で囲まれた純水製造装置１と、純水製造装置１に接
続された純水供給配管１０とからなっている。

【０００４】純水供給配管１０は、純水使用部３につな
がっているが本例では、その間に窒素ガスバブリングタ
ワー１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄと、サブタンク１
２と、いわゆる２次純水処理系１７を介在せしめてあ
る。なお、４は、純水使用部３において未使用の純水を
サブタンクにリターンさせるためのリターン配管であ
る。

【０００５】以下にそれぞれの構成を説明する。

【０００６】純水製造装置１は、市水を貯蔵するための
市水タンク５、activated carbon６、逆浸透膜（ＲＯ）
モジュール７ａ，７ｂ、透過膜脱気装置８、アニオン交
換機９ａ、イオン交換機９ｂから構成されている。acti
vated carbon ６は、市水中の各種の不純物を吸着除去
するために用いる。逆浸透モジュール７ａ，７ｂでは、
微粒子およびＴＯＣの除去が行われる。

【０００７】図１５に示す例では、逆浸透膜装置は７ａ
と７ｂとの二つを設けてある。逆浸透膜としては、低圧
複合膜が好適に用いられそれにより省エネルギー化、Ｔ
ＯＣ除去性能の向上を図っている。

【０００８】アニオン交換器９ａ、イオン交換器９ｂは
イオン交換樹脂により純水中のイオンを除去するための
装置である。

【０００９】窒素ガスバブリングタワーの詳細を図１６
に示す。

【００１０】窒素ガスバブリングタワー１１ａ，１１
ｂ，１１ｃ，１１ｄは純水に窒素をバブリング注入する
ことにより純水中の空気を脱気するための装置である。
これは、洗浄処理を行う場合、純水中に溶存酸素が存在
すると被洗浄物（例えばシリコンウエハの表面を酸化し
表面にポーラスな酸化膜を形成してしまうため、窒素ガ
スを純水にバブリングすることにより酸素の積極的な除
去を行うものである。窒素ガスは不活性なためその純水
への溶解は許容するという考え方が従来の思想であっ
た。

【００１１】本例では４本の窒素ガスバブリングタワー
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄがそれぞれ配管２１
ａ，２１ｂ，２１ｃを介して直列的に接続されている。
窒素バブリングタワー１１ａの上部には純水供給配管１
０が接続されており、純水製造装置１において製造され
た純水は、窒素バブリングタワー１１ａに導入され、さ
らに配管２１ａ，２１ｂ，２１ｃを介して窒素バブリン
グタワー１１ｂ，１１ｃ，１１ｄに導入される。窒素バ
ブリングタワー１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの内部
における下部にはそれぞれデフューザー２２ａ，２２
ｂ，２２ｃ，２２ｄが設けられており、各デフューザー
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄには、窒素ガス導入配
管１６が接続されている。窒素導入配管１６から窒素を
それぞれのデフューザー２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２
ｄに導入すると窒素バブリングタワー２１ａ，２１ｂ，
２１ｃ，２１ｄにおいてバブル化し、純水内の不要ガス
（主に純水製造装置１において大気から混入した空気）
を純水から追い出す。純水から追い出された不要ガスは
導入した窒素ガスとともに、窒素バブリングタワーの上
部に設けられたガス排出管２３を介して外部に排出され
る。

【００１２】サブタンク１２は純水製造装置において製
造された純水を貯蔵するためのタンクであり、窒素ガス
導入配管１６から分岐したガス配管１６ａを介して内部
に窒素ガスを導入できるようになっている。サブタンク
１２内の純水を純水使用部３に供給するとサブタンク内
の純水の水位が下がってくる。そこで、水位調整のため
内部への窒素ガスの導入を行うのである。

【００１３】本例では、サブタンク１２と純水使用部３
との間にいわゆる２次純水処理系１７を設けてある。２
次純水処理系１７は、純水製造装置１において製造した
純水を２次処理し、前記純水に残留する微粒子、コロイ
ダル物質、有機物金属、陰イオン等を可及的に取り除い
て、半導体ウエハなどの高い清浄度を必要とする被処理
物のウェット処理に適する超純水（２次純水）とするも
のである。

【００１４】図１５に示す例では、２次純水処理系１７
は、紫外線（ＵＶ）酸化装置１３、アニオン交換機１４
ａ、最終イオン交換器１４ｂ、ＵＦ膜装置１５を順次接
続することにより構成されており、ＵＦ膜装置１５は純
水使用部３につながっている。

【００１５】紫外線酸化装置１３は、紫外線を純水に照
射することにより純水中のＴＯＣを分解するための装置
であり、例えば、１８５ｎｍオゾン線を用いたものや、
殺菌紫外線を用いたものも使用されている。

【００１６】アニオン交換器１４ａ、最終イオン交換器
１４ｂはイオン交換樹脂により純水中のイオンを除去す
るための装置である。

【００１７】ＵＦ膜装置１５は熱水滅菌可能な耐熱性の
膜による純水の熱滅菌を行うための装置である。

【００１８】かかる純水供給システムによれば、純水使
用部３においては（すなわち、二次純水処理系を経た後
には）次なる特性の純水が得られる。

【００１９】

【表１】

【００２０】図１７に他の従来例に係る純水供給システ
ムを示す。

【００２１】本例における純水供給システムにおいても
図１５に示す純水供給システムと同様に、点線で囲まれ
た純水製造装置１と、純水製造装置１に接続された純水
供給配管１０とからなっている。

【００２２】純水供給配管１０は、純水使用部３につな
がっているが本例では、その間にイオン交換機９ｃと、
サブタンク１２と、２次純水処理系１７を介在せしめて
ある。

【００２３】以下にそれぞれの構成を説明する。

【００２４】本例における純水製造装置１は、市水を貯
蔵するための市水タンク５、activated carbon ６、逆
浸透膜モジュール７、イオン交換器９ｄ、貯蔵タンク２
５，透過膜脱気装置８、Pd catalyst resin ２４、イオ
ン交換器９ｃから構成されている。Pd catalyst resin
２４はその上流で添加されたＮ₂Ｈ₄を用い、Ｏ₂を除去
するために用いるものである。その他の装置の機能は図
１５に示す従来例において説明したものと同様である。

【００２５】図１７に示す例では、２次純水処理系１７
は、紫外線（ＵＶ）酸化装置１３、アニオン交換機１４
ａ、最終イオン交換器１４ｂ、ＵＦ膜装置１５を順次接
続することにより構成されており、ＵＦ膜装置１５は純
水使用部３につながっている。

【００２６】本例でも、サブタンク１２が設けられてお
り、サブタンク１２は純水製造装置１において製造され
た純水を貯蔵するためのタンクであり、窒素ガス導入配
管１６を介して内部に窒素ガスを導入できるようになっ
ている。

【００２７】ところで、従来の純水供給システムにより
純水を純水使用部３に供給し、被洗浄物を洗浄した場
合、洗浄効率にばらつきが生じることがわかった。かか
るばらつきは超音波を純水に付与しながら洗浄を行う場
合に特に顕著に現れる。

【００２８】また、純水は、洗浄液としてではなく、各
種溶液（例えば、エッチャント、現像液、レジストのス
トリッパー、メッキ液、ＩＰＡ）の溶媒としても使用さ
れるが、従来の純水供給システムにより純水使用部に供
給した純水を溶媒として用いた場合にはそれぞれ原因不
明の不良が発生することがある。

【００２９】すなわち、エッチャントの場合には、エッ
チングむら、酸化還元電位の変動によるエッチング不
足、エッチング中の気泡の発生などである。

【００３０】現像液の場合には、ＴＭＡＨの変質ひいて
は現像能力減少である。レジストのストリッパーの場合
には剥離効果の現象などである。メッキ液の場合にはメ
ッキむらなどである。ＩＰＡの場合には不完全乾燥部の
発生などである。

【００３１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、洗浄効率の
ばらつきが少ない洗浄を可能たらしめる純水供給システ
ムおよび洗浄装置を提供することを目的とする。

【００３２】本発明は、高い洗浄効率を達成することが
できる純水供給システムおよび洗浄装置を提供すること
を目的とする。

【００３３】本発明は各種溶液の原因不明の不良を防止
することが可能な純水を供給することができる純水供給
システムを提供することを目的とする。

【００３４】

【課題を解決するための手段】本発明の純水供給システ
ムは、純水を製造する純水製造装置と、該純水製造装置
に接続された純水供給配管と、該純水供給配管につなが
る純水用部の上流側の純水供給配管に接続した純水に基
板洗浄に有用なガスを溶解するガス溶解装置とからなる
ことを特徴とする。

【００３５】本発明者は、従来の純水供給システムによ
り供給される純水により洗浄を行った場合に洗浄効率に
ばらつきが生じる原因を探求したところその原因は純水
中におけるガスの含有量がばらついているためであるこ
とを解明した。

【００３６】すなわち、純水製造装置１において、純水
中に大気中から空気が混入する。また、純水製造装置に
おいて混入した空気を除去すべく窒素ガスのバブリング
を行うと空気は純水から除去されるがバブリングを行う
ための窒素ガスが純水に混入してしまう。さらに、サブ
タンクを設けた場合には、水位調整のためにサブタンク
内に導入した窒素ガスがやはり純水中に混入してしま
う。

【００３７】従来は、窒素ガスは不活性であるため被洗
浄物へ悪影響（例えば、被洗浄物表面への酸化膜の形
成）をもたらすことはないとして純水中に混入してもさ
しつかえがないと考えられていたのである。しかるに、
たとえ不活性な窒素ガスであってもその純水中への混入
は洗浄効率に悪影響を与えることを本発明者は解明し本
発明をなすに至ったものである。

【００３８】本発明では、純水使用部の上流側にガス溶
解装置が設けられているため、このガス溶解装置におい
て所定量のガスを純水に溶解すれば純水中の含有ガス量
を制御することが可能となり、ひいては洗浄効率のばら
つきをなくすことができる。しかも、溶解するガスは基
板洗浄に有用なガスであるためより高い洗浄効率を達成
することが可能となる。

【００３９】なお、ガス溶解装置の上流側にガス濃度の
センサーを設けておきガス濃度に応じて溶解する有用ガ
ス量を制御することが好ましい。

【００４０】ここで基板洗浄に有用な有用ガスとして、
オゾンガスおよび水素ガスがあげられる。また、有用ガ
スとアルゴンガスなどの不活性ガスとの混合ガスを溶解
せしめてもよい。

【００４１】オゾンガスを溶解せしめたオゾン水は酸化
性が強く有機物の除去に有用である。

【００４２】また、水素ガスを溶解せしめた水素水は、
超音波を付与しながら洗浄に用いると、微細パーティク
ルの除去効果が著しく向上するため有用ガスとして水素
ガスを用いる場合に本発明は特に有効である。除去効果
が著しく向上する原因は必ずしも明らかではないが、水
素ガスのほうが窒素ガスよりも超音波によるキャビテー
ションが良好に起こっているためではないかと推測され
る。

【００４３】なお、有用ガスを純水に溶解するに際して
は、有用ガスを大気圧を超える圧力で純水に溶解せしめ
ることが好ましい。

【００４４】ガスを大気圧において溶解せしめると、所
望のガス濃度に達するまでに時間がかかってしまう。ま
た、ガスの溶解量に限度があり、高濃度のたとえば水素
水が得られない。しかるに、大気圧を超える圧力で溶解
せしめると、高濃度のガス溶解純水を短時間でしかも高
濃度で製造することができる。

【００４５】本発明の純水供給システムは、純水を製造
する純水製造装置と、該純水製造装置に接続された純水
供給配管と、該純水供給配管につながる純水使用部の上
流側の純水供給配管に接続した純水から脱気を行う脱気
装置とからなることを特徴とする。

【００４６】本発明では、純水使用部の上流側の純水供
給配管に接続して脱気装置を設けている。従って、窒素
バブリング時、サブタンクの水位調整時に溶解した窒素
ガスあるいは大気から混入した空気を含む純水中に溶解
している気体を全て（あるいは必要に応じで特定ガス種
を残して）純水から除去することが可能となり、気体を
含まない純水を純水使用部に供給することが可能とな
る。かかる純水を、各種溶液（例えば、エッチャント、
現像液、レジストのストリッパー、メッキ液、ＩＰＡ）
の溶媒として使用した場合には、従来の純水供給システ
ムにより純水使用部に供給した純水を溶媒として用いた
場合に生じていた原因不明の不良の発生を無くすること
が可能となる。

【００４７】本発明の洗浄装置は、洗浄槽と、該洗浄槽
に至る純水供給配管から供給される純水に基板洗浄用の
有用ガスを溶解するガス溶解装置とを具備し、有用ガス
溶解後の有用ガス含有純水に超音波を付与するための超
音波素子を前記洗浄槽に設けたことを特徴とする洗浄装
置。

【００４８】本発明の洗浄装置は、有用ガスを溶解する
ガス溶解装置を備えている。従って、洗浄槽には有用ガ
スを含有した有用ガス含有純水を供給することができ、
しかも洗浄槽には超音波素子が備えられているため高い
洗浄力をもって洗浄を行うことができる。

【００４９】なお、ここで、有用ガスとしては、水素ガ
スまたはオゾンガスが好適に用いられる。

【００５０】

【発明の実施の形態】

（形態例１）図１に形態例１に係る純水供給システムを
示す。

【００５１】本形態における純水供給システムは、純水
を製造する純水製造装置１と、純水製造装置１に接続さ
れた純水供給配管１０と、純水供給配管１０につながる
純水使用部３の上流側の純水供給配管１０ａに接続した
純水に基板洗浄に有用なガスを溶解するガス溶解装置４
０とからなる。

【００５２】以下に本形態をより詳細に説明する。

【００５３】本形態の基本構成は、図１５に示した従来
の純水供給システムと同じである。すなわち、純水製造
装置１に接続されている純水供給配管１０は、窒素バブ
リング装置１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ、サブタン
ク１２、２次純水処理系１７を介して純水使用部３に接
続されている。純水製造装置１、窒素バブリング装置１
１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ、サブタンク１２、２次
純水処理系１７の構成も図１５に示すものについて説明
したものと同様であり説明の重複を避けるため説明を省
略する。

【００５４】本形態では、ガス溶解装置４０が設けられ
ている。ガス溶解装置４０には、有用ガス源４１がガス
フローコントローラ４２を介して接続され、ガス溶解装
置４０に導入する有用ガス量を制御して導入し得るよう
になっている。一定量のガス量をガス溶解装置に導入し
得るようにガスフローコントローラ４２を設定しておい
てもよいが、純水中のガス量に応じて導入する有用ガス
の量を自動的に制御できるようにするためには、ガス溶
解装置４０の上流側に純水供給配管１０中のガス量を検
出するセンサー４３と、センサー４３からの信号に基づ
いてガスフローコントローラ４２を制御するための制御
系４４を設けておけばよい。これにより経時的に純水中
のガス量が変動したとしても純水使用部３に供給する純
水中のガス量は一定にすることができる。

【００５５】（形態例２）図２に第２の実施の形態例を
示す。

【００５６】本形態においては、図１に示す第１の実施
の形態において、さらに脱気装置４５を設けた点に特徴
がある。すなわち、ガス溶解装置４０より上流側の純水
供給配管１０ｂに脱気装置４５を接続してある。他の点
は第１の実施の形態と同様である。

【００５７】従来の純水供給システムにおいては純水使
用部３に供給される純水は各種ガスを含んでいる。この
各種ガスは次なる理由で純水中に混入する。

【００５８】第１に、純水製造装置１は通常大気から完
全には密閉されておらず、従って、純水製造装置におい
て製造された純水中には大気からの混入ガス（空気）が
含まれている。

【００５９】第２に大気から混入したガスを除去する場
合には窒素バブリングが行われるが、窒素バブリングに
より大気から混入したガスの除去は行うことはできる
が、逆に窒素が純水に含まれてしまう。窒素は不活性で
あるため、純水中に含まれていても悪影響を及ぼすもの
ではないという考え方が一般的であり、そのため窒素ガ
スの含有を従来は許容していたことは前述した通りであ
る。

【００６０】第３に、一般的に、純水製造装置１におい
て製造された純水はサブタンク１２に貯蔵される。その
際、サブタンク１２内における水位の調整のためサブタ
ンク１２内部に窒素ガスが導入される。水位調整のため
の窒素ガスはサブタンク内の純水にも溶解する。

【００６１】本形態においては、ガス溶解装置４０より
上流側の純水供給配管１０ｂに脱気装置４５を接続して
おくことにより、純水に溶解している空気、窒素ガスを
脱気し、ついでガス溶解装置において有用ガスを溶解す
ることができる。

【００６２】超音波を純水に付与しながら洗浄を行う場
合、純水にはある程度のガスが溶存していたほうが高い
洗浄効率が達成されることを本発明者は解明しており、
また、所定量のガスを含有せしめた純水に超音波を付与
しながら行う洗浄の場合における洗浄力は、有用ガス
（特に水素ガス）単独含有純水が最も高く、次に、有用
ガス（特に水素ガス）と窒素ガスとの含有純水であり、
窒素ガス単独含有純水が最も低い。

【００６３】しかるに、窒素ガスバブリングを行った場
合であって、ガス溶解装置４０を設けずに脱気装置４５
のみを設けたにすぎない場合には、窒素ガスの単独含有
しか実現できない。また、脱気装置４５を設けずにガス
溶解装置４０のみを設けたにすぎない場合には有用ガス
と窒素ガスとの含有純水しか実現できない。

【００６４】本形態においては、ガス溶解装置４０より
上流側の純水供給配管１０ｂに脱気装置４５を接続して
おくことにより、脱気装置４５で窒素ガスを脱気し、つ
いで、有用ガスを溶解させることができるため有用ガス
の単独含有純水をも製造することができる。脱気装置４
５では純水中に含まれる窒素を完全に脱気することが好
ましい。もし窒素ガス以外に他のガス、例えば酸素、炭
酸ガスを含有している場合（例えば窒素ガスバブリング
を行わない場合）には該他のガスも完全に脱気すること
が好ましい。

【００６５】脱気装置４５としては、図３に示す構造を
有するいわゆる中空糸脱気モジュールを用いることが好
ましい。

【００６６】この脱気モジュールは次なる構造を有して
いる。

【００６７】ハウジング５０は純水導入口５１、純水排
出口５２、真空排気口５３を有している。ハウジング５
０の内部には複数の中空糸５４が内蔵されており、純水
導入口から導入された純水は中空糸５４の内部を通過し
て純水排出口５２から排出されるようになっている。

【００６８】中空糸５４はガス透過性の多孔質膜５５か
ら中空に形成されている。孔の大きさの異なる多孔質膜
５５を適宜選択することにより透過ガスを選択すること
が可能となる。すなわち、窒素ガスを残し、空気の酸素
のみを脱気するように多孔質膜を選択することもできる
し、窒素ガスを含む全ガスを脱気するように多孔質膜を
選択することもできる。

【００６９】純水導入口５１から純水を導入し、純水を
中空糸５４内を通過させるとともに、真空排気口５３か
らハウジング５０内の真空排気を行うと、純水中のガス
は多孔質膜５５を透過して中空糸５４の外部に排出さ
れ、純水からの脱気が行われる。脱気後の純水は純水排
出口５２から排出されてガス溶解装置４０に供給され
る。

【００７０】なお、真空排気は必ずしも行う必要はない
が完全な脱気を短時間で行おうとする場合には真空排気
を行うことが好ましい。また、真空度を変えることによ
り必要に応じ脱気量を制御することが可能となる。

【００７１】（形態例３）図４に形態例３を示す。

【００７２】本形態においては、ガス溶解装置４０の上
流側の純水供給配管１０ｂを、脱気装置４５が接続した
第一の純水供給配管１０ｃと脱気装置４５を具備しない
第二の純水供給配管１０ｄとに分け、これら配管１０
ｃ，１０ｄを切り替えてガス溶解装置４０に接続可能と
している。なお、配管１０ｃ，１０ｄをの切り替えは例
えば三方バルブ４６を用いて行えばよい。

【００７３】純水使用部３には、その用途に応じて、脱
気せずに有用ガスを含有せしめた純水（有用ガスと窒素
ガスとを含有する純水）と、脱気してから有用ガスを含
有せしめた純水（有用ガスのみ含有純水）とを切り替え
て供給することができる。

【００７４】窒素ガスを含有した純水に超音波を照射す
ると、ＮＨ₄ ⁺イオンを生成し、純水の比抵抗を下げ、純
水による基板の帯電の防止に役立つ。また、場合によっ
て脱気せずに有用ガスを含有せしめた純水での洗浄で十
分であれば脱気するコストを低下せしめて使用すること
が可能となる。

【００７５】（形態例４）図５に形態例４に係る純水供
給システムを示す。

【００７６】本形態は、図１７に示す従来の純水供給シ
ステムにガス溶解装置４０を設けたものである。

【００７７】なお、センサー４３、ガスフローコントロ
ーラ４２、制御系４４も設けてあり、これらは形態例１
で述べたものと同様である。

【００７８】（形態例５）図６に形態例５に係る純水供
給システムを示す。

【００７９】本例は図１７に示す純水供給システムに脱
気装置４５とガス溶解装置４０を加えたものである。

【００８０】図１７に示す純水供給システムを基本構成
とする本例では、窒素バブリングタワーを設けておら
ず、従って、純水製造装置１で製造された純水には空気
が含有されている。従って、純水使用部３における純水
の使用に際して酸素の含有を嫌う場合（例えば半導体ウ
エハの洗浄に際しての酸化膜の形成を回避したい場合）
などには脱気装置４５により少なくとも酸素の除去を行
うことができる。

【００８１】本形態においても、図４に示したように、
ガス溶解装置４０の上流側の純水供給配管１０ｂを、脱
気装置４５が接続した第一の純水供給配管１０ｃと脱気
装置４５を具備しない第二の純水供給配管１０ｄとに分
け、これら配管１０ｃ，１０ｄを切り替えてガス溶解装
置４０に接続可能としてもよい。

【００８２】（形態例６）図７に形態例６に係る純水供
給システムを示す。

【００８３】本形態に係る純水供給システムは、純水を
製造する純水製造装置１と、純水製造装置１に接続され
た純水供給配管１０と、純水供給配管１０につながる純
水使用部３の上流側の純水供給配管１０ａに接続した純
水から脱気を行う脱気装置４５とからなる。

【００８４】本形態では、純水使用部３の上流側の純水
供給配管１０ａに接続して脱気装置４５を設けているた
め、窒素バブリング時、サブタンクの水位調整時に溶解
した窒素ガスあるいは純水製造装置１において大気から
混入した空気を含む純水中に溶解している気体を純水か
ら除去することが可能となり、気体を含まない純水を純
水使用部３に供給することが可能となる。

【００８５】純水使用部３における純水取出口にからか
かる純水を取出し、各種溶液（例えば、エッチャント、
現像液、レジストのストリッパー、メッキ液、ＩＰＡ）
の溶媒として使用した場合には、従来の純水供給システ
ムにより純水使用部に供給した純水を溶媒として用いた
場合に生じていた原因不明の不良の発生を無くすること
が可能となる。

【００８６】（形態例７）図８に形態例７に係る純水供
給システムを示す。

【００８７】本形態例は図１７に示す従来の純水供給シ
ステムに脱気装置４５を設けたものである。

【００８８】本例における純水製造システムにおいては
純水製造装置１において製造された純水から窒素バブリ
ングによる空気の脱気を行っていない。その一方、サブ
タンク１２において窒素ガスが純水中に混入する。従っ
て、脱気装置４５としては、窒素ガスと空気の両方を除
去できる脱気装置を用いることが好ましい。例えば、図
３に示した中空糸脱気モジュールにおいて多孔質膜５５
の孔の径を窒素ガスと空気が透過し得るようなものを用
いればよい。

【００８９】（形態例８）図９に形態例８を示す。

【００９０】図９に示すように、形態例６、形態例７で
示した純水供給システムにおいて、純水使用部３の上流
側の純水供給配管１０ｅを脱気装置４５が接続した第一
の純水供給配管１０ｆと脱気装置４５を具備しない第二
の純水供給配管１０ｇとに分け、これら配管１０ｆ，１
０ｇを切り替えて純水使用部３に接続可能としている。
なお、４６は三方バルブである。

【００９１】純水使用部３には、その用途に応じて窒素
ガスを含有したままの方がいい場合、あるいは窒素ガス
を含有したままで十分な場合がある、その場合には第二
の純水供給配管１０がのラインから純水を純水使用部３
に供給すれば脱気装置４５作動に伴うコストを低減させ
ることができる。

【００９２】（形態例９）図１０に形態例９に係る洗浄
装置を示す。

【００９３】本形態では、洗浄槽６３，６４と、該洗浄
槽６３，６４に至る純水供給配管７４から供給される純
水に基板洗浄用の有用ガスを溶解するガス溶解装置６６
とを具備し、有用ガス溶解後の有用ガス含有純水に超音
波を付与するための超音波素子８０を洗浄槽６３，６４
に設けてある。

【００９４】以下に本形態に係る洗浄装置をより詳細に
説明する。

【００９５】本形態では、洗浄槽は２つ設けてある。た
だし、洗浄槽は１つのみでもよい。さらに必要に応じて
３つと増加してもよい。

【００９６】両洗浄槽６３，６４とも洗浄装置ハウジン
グ内に収納されている。洗浄槽を洗浄槽ハウジング内に
収納することにより、洗浄槽６３，６４から発生する洗
浄に伴い発生するミストによる洗浄装置が設置されてい
る環境（例えばクリーンルーム）の汚染を防止してい
る。

【００９７】洗浄槽ハウジング６１内には洗浄槽６３，
６４のほかに洗浄装置ハウジング６１外部と開閉可能な
ローダー６２、アンローダー６５が設けられており、ロ
ーダー６２から被洗浄物を洗浄装置ハウジング６１内に
搬入し、アンローダー６５から被洗浄物を洗浄装置ハウ
ジング６１外に搬出する。これにより洗浄装置ハウジン
グ内が外部大気にできるだけさらされないようにしてい
る。

【００９８】洗浄槽６３，６４には供給配管７０を通じ
てガス溶解装置６６が接続されている。ガス溶解装置６
６は純水導入口６７と、有用ガス導入口６８と、排気口
６９とを有し、その内部はガス透過膜７５を介して純水
通路とガス通路とに隔離されている。純水導供給配管７
４から供給される純水を純水導入口６７から内部に流す
とともに、有用ガスを有用ガス導入口６８から内部に流
すと有用ガスはガス透過膜７５を透過して純水内に移動
する。その結果、有用ガス含有純水を得ることができ
る。

【００９９】洗浄槽６３，６４は被洗浄物を実際に洗浄
を行う槽であり、その例を図１１（ａ），（ｂ）に示
す。

【０１００】図１１（ａ）に示す洗浄槽はシャワーノズ
ルタイプである。すなわち、供給配管７０の先端にシャ
ワーノズル８１が設けられており、その背面にはシャワ
ーノズル８１中の純水に超音波を付与するための超音波
素子８０が設けられている。従って、供給配管７０から
純水供給すると超音波素子８０により超音波が付与され
た純水がシャワー状に噴出し、保持体８３に保持された
被洗浄物８２を洗浄する。なお、図１１（ａ）に示す例
では被洗浄物８２は回転軸８４により回転しておりいわ
ゆるスピン洗浄が行われる。

【０１０１】図１１（ｂ）に示す洗浄槽はデップ洗浄イ
プである。すなわち、供給配管７０から供給される純水
は、内槽８５内に溜められ、内槽８５内の純水に被洗浄
物８２を浸漬することにより被洗浄物８２の洗浄を行
う。図１１（ｂ）に示す例では内槽８５の外部側面に超
音波素子８０が設けられており、内槽８５の壁を介して
超音波は内槽８５内の純水に付与される。もちろん超音
波素子８０は側面ではなく、底面に設けてもよい。

【０１０２】図１１（ａ），（ｂ）のいずれの洗浄槽に
しろ純水に超音波を付与しながら洗浄を行うものであ
り、しかもは、供給配管７０から供給される純水はガス
溶解装置６６において有用ガスを溶解せしめた純水であ
るため、有用ガス（特に水素ガス）と超音波との相乗作
用により著しい洗浄効率の向上が達成される。

【０１０３】特に、純水供給配管７４を、図６、図７、
図８に示した形態例に係る純水供給システムの純水使用
部３に接続した場合には、供給配管７０からは脱気した
純水が供給されるため、脱気と有用ガス（特に水素ガ
ス）と超音波との相乗作用によりパーティクルの除去効
果は著しい。特に、０．５μｍから０．１μｍの粒子の
除去効果の向上が著しくなる。

【０１０４】有用ガスとして水素ガスを用いる場合を例
にとると、脱気を行わない場合には、水素ガスの溶解濃
度は０．３ｐｐｍ〜５ｐｐｍが好ましく、１．２ｐｐｍ
〜２ｐｐｍがより好ましい。また、純水に付与する超音
波の周波数は０．１ＭＨｚ〜５ＭＨｚが好ましく、０．
２ＭＨｚ〜３ＭＨｚがより好ましい。

【０１０５】一方、脱気を行なう場合でも、水素ガスの
溶解濃度は、０．３ｐｐｍ〜５ｐｐｍが好ましく、１．
２ｐｐｍ〜２ｐｐｍがより好ましい。水素ガス以外のガ
スは１ｐｐｍ以下までと脱気することが好ましく、０．
３ｐｐｍ以下まで脱気することがより好ましい。純水に
付与する超音波の周波数はやはり０．１ＭＨｚ〜５ＭＨ
ｚが好ましく、０．２ＭＨｚ〜３ＭＨｚがより好まし
い。

【０１０６】（形態例１０）図１２に形態例１０に係る
洗浄装置を示す。

【０１０７】本形態では、ガス溶解装置６６を洗浄装置
ハウジング６１の内部に設けている。他の点は形態例９
と同様である。

【０１０８】例えば、オゾンガス含有純水を洗浄に用い
る場合、ガス溶解装置６６を洗浄装置ハウジング６１の
外部に設けると、ガス溶解装置から洗浄槽６３，６４ま
での距離が長くなる。オゾンの半減期は非常に短いた
め、ガス溶解装置から洗浄槽までの距離が長いと実際に
オゾンガス含有純水を使用する洗浄槽６３，６４におい
てはオゾンガスが所望した濃度から低下してしまったオ
ゾンガス含有純水により洗浄を行わざるを得ず、洗浄効
率の低下を招いてしまう。

【０１０９】本形態では、ガス溶解装置６６ｓを洗浄装
置ハウジング６１内部に設けているため、洗浄槽６３，
６４においてオゾンガスの濃度の低下が少ないオゾンが
含有純水を用いて洗浄を行うことができる。

【０１１０】オゾンガスを例にとって説明したが、水素
ガスの場合であっても水素ガスの濃度低下を防ぐために
ガス溶解装置６６は洗浄装置ハウジング６１内に設ける
ことが好ましい。

【０１１１】なお、図１２に示す例では、ガス溶解装置
６６はローダー６２の近傍に設けているが、洗浄槽６
３，６４の直近に設けることがより好ましい。

【０１１２】（形態例１１）図１３に形態例１１に係る
洗浄装置を示す。

【０１１３】本形態は図１０に示す洗浄装置において、
ガス溶解装置６６の上流側の純水供給配管７４ａに脱気
装置９０を接続して設けてある。脱気装置としては図３
に示す脱気装置を用いればよい。なお、図１３において
９２は純水導入口、９１は真空排気口である。

【０１１４】純水供給配管７４の先端は純水供給システ
ムの純水使用部の純水取出口に接続すればよい。その純
水供給システムは脱気装置を有しているものであっても
有していないものであってもよい。純水供給システムが
脱気装置を有している場合には二重脱気を行うことが可
能であり、より完全な脱気が行うことができる。また、
純水供給システムの脱気装置と洗浄装置の脱気装置とで
別異のガスを脱気することもできる。

【０１１５】他の点は実施の形態例９と同様である。

【０１１６】（形態例１２）図１４に形態例１２に係る
洗浄装置を示す。

【０１１７】本例では、実施の形態例１１で示したガス
溶解装置６６と脱気装置９０とを洗浄装置ハウジング６
１内に収納したものである。

【０１１８】ガス溶解装置６６、脱気装置９０は洗浄装
置ハウジング６１内に収納されているためこれら装置と
純水を実際に使用する洗浄槽６３，６４との距離が短く
なり、その間における溶解ガス量の減水や不要ガスの混
入を少なくすることができる。また、洗浄装置ハウジン
グ６１により大気から遮断されているため、この点から
も不要ガスの混入を低減することができる。

【０１１９】

【発明の効果】本発明によれば、洗浄効率のばらつきが
少ない洗浄を可能たらしめる純水供給システムおよび洗
浄装置を提供することができる。

【０１２０】本発明によれば、高い洗浄効率を達成する
ことができる純水供給システムおよび洗浄装置を提供す
ることができる。

【０１２１】本発明によれば、各種溶液の原因不明の不
良を防止することが可能な純水を供給することができる
純水供給システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態例１に係る純水供給システムのシス
テム概念図である。

【図２】実施の形態例２に係る純水供給システムのシス
テム概念図である。

【図３】脱気装置例を示す一部破砕斜視図である。

【図４】実施の形態例４に係る純水供給システムの純水
供給配管系統図である。

【図５】実施の形態例４に係る純水供給システムのシス
テム概念図である。

【図６】実施の形態例５に係る純水供給システムのシス
テム概念図である。

【図７】実施の形態例６に係る純水供給システムのシス
テム概念図である。

【図８】実施の形態例７に係る純水供給システムのシス
テム概念図である。

【図９】実施の形態例８に係る純水供給システムの純水
供給配管系統図である。

【図１０】実施の形態例９に係る洗浄装置のシステム概
念図である。

【図１１】洗浄槽の断面図である。

【図１２】実施の形態例１０に係る洗浄装置のシステム
概念図である。

【図１３】実施の形態例１１に係る洗浄装置のシステム
概念図である。

【図１４】実施の形態例１２に係る洗浄装置のシステム
概念図である。

【図１５】従来例に係る純水供給システムのシステム概
念図である。

【図１６】窒素バブリングタワーの構成概念図である。

【図１７】従来例に係る純水供給システムのシステム概
念図である。

【符号の説明】

１ 純水製造装置、 ３ 純水使用部、 ４ リターン配管、 ５ 市水タンク、 ６ activated carbon、 ７、７ａ，７ｂ 逆浸透膜（ＲＯ）モジュール、 ８ 透過膜脱気装置、 ９ａ アニオン交換器、 ９ｂ、９ｃ、９ｄ イオン交換器、 １０、１０ｂ 純水供給配管、 １０ｃ 第一の純水供給配管、 １０ｄ 第二の純水供給配管、 １１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ 窒素バブリング装
置、 １２ サブタンク、 １３ 紫外線（ＵＶ）酸化装置、 １４ａ アニオン交換機、 １４ｂ 最終イオン交換器、 １５ ＵＦ膜装置、 １６ ガス導入配管、 １６ａ 分岐したガス配管、 １７ ２次純水処理系、 ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ 配管、 ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ デフューザー、 ２４ Pd catalyst resin、 ２５ 貯蔵タンク、 ４０ ガス溶解装置、 ４１ 有用ガス源、 ４２ ガスフローコントローラ、 ４３ センサー、 ４４ 制御系、 ４５ 脱気装置、 ４６ 三方バルブ、 ５０ ハウジング、 ５１ 純水導入口、 ５２ 純水排出口、 ５３ 真空排気口、 ５４ 中空糸、 ５５ 多孔質膜、 ６０ 洗浄装置、 ６１ 洗浄装置ハウジング、 ６２ ローダー、 ６２，６４ 洗浄槽、 ６５ アンローダー、 ６６ ガス溶解装置、 ６７ 純水導入口、 ６８ 有用ガス導入口、 ６９ 排気口、 ７０ 供給配管、 ７１，７２ バルブ、 ７３ 排出配管、 ７４ 純水供給配管、 ７５ ガス透過膜、 ８０ 超音波素子、 ８１ シャワーノズル、 ８２ 被洗浄物、 ８３ 保持体、 ８４ 回転軸、 ９０ 脱気装置、 ９１ 排気口、 ９２ 純水導入口。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三森 健一 宮城県仙台市泉区明通三丁目31番地株式会 社フロンテック内 (72)発明者 呉 義烈 宮城県仙台市泉区明通三丁目31番地株式会 社フロンテック内 (72)発明者 笠間 泰彦 宮城県仙台市泉区明通三丁目31番地株式会 社フロンテック内 (72)発明者 今岡 孝之 埼玉県戸田市川岸１丁目４番９号オルガノ 株式会社総合研究所内 (72)発明者 大見 忠弘 宮城県仙台市青葉区米ケ袋２の１の17の 301

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 純水を製造する純水製造装置と、該純水
   製造装置に接続された純水供給配管と、該純水供給配管
   につながる純水使用部の上流側の純水供給配管に接続し
   た純水に基板洗浄に有用なガスを溶解するガス溶解装置
   とからなることを特徴とする純水供給システム。
2. 【請求項２】 前記ガス溶解装置より上流側の前記純水
   供給配管に脱気装置を接続したことを特徴とする請求項
   １記載の純水供給システム。
3. 【請求項３】 前記ガス溶解装置の上流側の純水供給配
   管を前記脱気装置が接続した第一の純水供給配管と前記
   脱気装置を具備しない第二の純水供給配管とに分け、こ
   れら配管を切り替えて前記ガス溶解装置に接続可能とし
   たことを特徴とする請求項２記載の純水供給システム。
4. 【請求項４】 前記純水製造装置において製造した純水
   を貯蔵するタンクを有することを特徴とする請求項１記
   載の純水供給システム。
5. 【請求項５】 前記ガス溶解装置が、純水に水素ガスま
   たはオゾンガスを溶解させることを特徴とする請求項１
   記載の純水供給システム。
6. 【請求項６】 純水を製造する純水製造装置と、該純水
   製造装置に接続された純水供給配管と、該純水供給配管
   につながる純水使用部の上流側の純水供給配管に接続し
   た純水から脱気を行う脱気装置とからなることを特徴と
   する純水供給システム。
7. 【請求項７】 前記純水使用部の上流側の純水供給配管
   を前記脱気装置が接続した第一の純水供給配管と前記脱
   気装置を具備しない第二の純水供給配管とに分け、これ
   ら配管を切り替えて前記純水使用部に接続可能としたこ
   とを特徴とする請求項６記載の純水供給システム。
8. 【請求項８】 前記純水製造装置において製造した純水
   を貯蔵するタンクを有することを特徴とする請求項６記
   載の純水供給システム。
9. 【請求項９】 洗浄槽と、該洗浄槽に至る純水供給配管
   から供給される純水に基板洗浄用の有用ガスを溶解する
   ガス溶解装置とを具備し、有用ガス溶解後の有用ガス含
   有純水に超音波を付与するための超音波素子を前記洗浄
   槽に設けたことを特徴とする洗浄装置。
10. 【請求項１０】 前記ガス溶解装置が、純水に水素ガス
    またはオゾンガスを溶解させることを特徴とする請求項
    ９記載の洗浄装置。
11. 【請求項１１】 前記ガス溶解装置の上流側の前記純水
    供給配管に脱気装置を接続して設けたことを特徴とする
    請求項９記載の洗浄装置。
12. 【請求項１２】 請求項６ないし８のいずれか１項記載
    の純水供給システムにおける前記脱気装置の下流側の純
    水供給配管が前記洗浄槽に至る純水供給配管であること
    を特徴とする請求項９記載の洗浄装置。