JPS62136298A - 給水処理装置の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明はＬＳＩや超ＬＳＩを生産する電子工業において
、その中間製品である半導体ウェハーまたはチップ（以
下半導体ウェハーという。）の洗浄用の超純水を製造す
る給水処理装置の処理方法に関するものであり、特に原
水を凝集沈澱、濾過、活性炭処理、逆浸透膜処理、イオ
ン交換処理、精密濾過、紫外線照射処理等を組合わせた
一次処理系の装置によって得られる純水を、末端におい
てさらに処理していわゆる超純水を製造する超濾過膜装
置を含む給水処理装置の処理方法に関するものである。

〈従来の技術〉 ＬＳＩや超ＬＳＩを生産する電子工業においては、その
中間製品である半導体ウェハーの洗浄にあたり、その歩
留りを向上するために、イオンの量および微粒子の量を
Ｉ）Ｉ）ｂオーダーまで減少させるだけでな（、生菌数
を１０−１個／ｍｌまで減少させた、いわゆる超純水を
必要とする。

従って従来ではかかる超純水を製造するにあたり、原水
を凝集沈澱装置、砂濾過機、活性炭濾過機、逆浸透膜装
置、２床３塔式純水製造装置、紫外線照射装置、温床式
ポリシャー等を組合わせた−次処理系で可能なかぎり高
純度の純水を製造し、そして半導体ウェハーを洗浄する
直前で当該純水をさらに超濾過膜（ＵＦ膜）装置で処理
し、いわゆる超純水を得、洗浄水として供している。

〈従来技術の問題点〉 しかしながら超濾過膜装置はその構造上、細菌が発生し
易く、従って定期的に殺菌処理を実施する必要がある。

当該殺菌処理は通常１日に１回、熱水あるいは０．５〜
１％の過酸化水素溶液で２時間程度、超濾過膜装置を洗
浄するものであるが、このような殺菌処理を実施しない
と、超濾過膜装置から多量の生菌が漏洩することとなり
、従って半導体ウェハーを洗浄する直前で超濾過膜装置
を用いるかぎり、当該殺菌処理を省略することができな
い。

ところがこのような殺菌処理をすると、処理直後の透過
水に不純物が漏洩し、透過水の比抵抗値が低下する。従
って処理後に多量の純水で洗浄せねばならないが、当該
純水は前述したごとく種々の装置によって高コストをか
けて製造した純水であり、これを超濾過膜装置の洗浄の
ために多量に用いることは甚だ不経済である。

〈発明の目的〉 本発明は前記−次処理系で処理された純水を再度超濾過
膜装置で処理し、かつ殺菌処理を実施しても洗浄用の純
水を可及的少量とすることを目的とするものである。

く問題点を解決する手段〉 本発明は一次処理系で処理された純水を前段の超濾過膜
装置で処理して、その透過水を次いで紫外線照射装置、
カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂を用いる温床式ポ
リシャーで処理し、次いで再び後段の超濾過膜装置で処
理することを基本フローとするものである。

また超濾過膜装置の殺菌処理に関しては、必ず後段の超
濾過膜装置を殺菌処理し、さらに殺菌処理を終了した超
濾過膜装置を前記基本フローに復帰させる際は必ず前段
の超濾過膜装置として用いることを特徴とするものであ
る。

以下に本発明の実施態様を殺菌処理に過酸化水素溶液を
用いる場合を例にして図面を用いて各工程毎に詳細に説
明する。

図面は本発明の実施態様の一例を示すフローの説明図で
あり、１は第１超濾過膜装置、２は第２超濾過膜装置、
３は滞留槽、４は紫外線照射装置、５は温床式ポリシャ
ーを示す。

まず本発明の第１工程は一次処理系から供給される純水
６をポンプ７で加圧して弁８を介して殺菌処理後の第１
超濾過膜装置１に供給し、ここで純水６中に含まれてい
る微粒子、細菌等を除去し、その透過水を弁９、配管１
０を介して滞留槽３に送水する。一方非透過水１１は一
次処理系に循環回収する。

次いで滞留槽３内の透過水をポンプ１２により紫外線照
射装置４に供給する。

第１超濾過膜装置１は後述する第４工程で述べるごと（
過酸化水素溶液で殺菌処理した直後のものなので、その
透過水に微量の不純物が含まれ、かつ比抵抗値が低下し
ており、さらに微量の過酸化水素が含まれている場合が
あるが、当該透過水を紫外線照射装置４で紫外線処理す
ることにより当該残留する過酸化水素を分解除去するこ
とができ、また比抵抗を低下させる原因物質のうち一部
の有機性不純物を分解除去することができる。

このような紫外線処理後の処理水を次いで温床式ポリシ
ャー５で処理する。

本発明では紫外線照射後に温床式ポリシャー５で処理す
るので、比抵抗を低下させる原因となる不純物を完全に
除去することができ、ここで極限値まで比抵抗値を上昇
させることができる。

本発明に用いる温床式ポリシャー５は、充分に再生され
たＨ形カチオン交換樹脂とＯＨ形アニオン交換樹脂の混
合樹脂を充填した再生機構を有していない、いわゆる温
床式カートリッジを用いるが、再生機構を有する通常の
温床式ポリシャーを用いても差し支えない。

次いで当該温床式ポリシャー５の処理水をポンプ１３に
より加圧し、弁１４を介して第２超濾過膜装置２に供給
し、ここで最終的に微粒子、細菌等を除去した透過水を
得、当該透過水を弁１５を介して半導体ウェハー洗浄工
程へ送給する。なお生ずる非透過水１１は一次処理系に
循環回収する。

このように処理の最終段に超濾過膜装置を設置している
ので、その前段の処理装置たとえば温床式ポリシャーに
用いるイオン交換樹脂の劣化等に起因してたとえ微細の
微粒子が漏洩しても最終段の超濾過膜装置で当該微粒子
を可及的に低減することができる。

以上の処理が本発明の第１工程であり、第１工程におい
ては弁１６〜２２は閉じている。

次に本発明の第２工程を説明する。

前述した第１工程の処理を一定時間行った後、第２超濾
過膜装置２を以下のような殺菌処理するため、通水フロ
ーから切り離す。

すなわちポンプ７の手前で弁２２を開口して過酸化水素
水を注入し、純水６で希釈した過酸化水素溶液を弁１７
を介して第２超濾過膜装置２に供給し、過酸化水素を含
む透過水を弁２１を介して排出し、また過酸化水素を含
む非透過水も排出する。

前記過酸化水素溶液の洗浄が終了したら、次いで弁２２
を閉じ、純水６のみを第２超濾過膜装置２に送給し、洗
浄を行う。当該洗浄は約１時間程度で充分である。

このような殺菌処理をしている間に、第１超濾過膜装置
１は以下のような処理を行う。すなわち滞留槽３の滞留
水をポンプ１２、紫外線照射装置４、温床式ポリシャー
５、ポンプ１３、弁１６を介して第１超濾過膜装置１に
供給し、得られる透過水を弁２０を介して半導体ウェハ
ー洗浄工程へ送給する。

すなわち第２工程における殺菌処理の間に第１工程で前
段に用いていた第１超濾過膜装置１を後段として用い、
透過処理を続行するものである。

また本実施態様のごとく２基の超濾過膜装置の中間に滞
留槽３を設置することにより、一方の超濾過膜装置を殺
菌処理している間でも、当該滞留水を被処理水として透
過水を連続的に供給することができる。

本発明の第２工程は以上の通りであり、その他の弁すな
わち８、Ｉ４．１８．９、Ｉ９、工５は閉じている。

第２超濾過膜装置２の殺菌処理が終了したら、第２超濾
過膜装置２を前段に位置させて処理する本発明の第３工
程に移行させる。すなわち、純水６をポンプ７で加圧し
て、弁１７を介して第２超濾過膜装置２に供給し、その
透過水を弁１９、配管１０を介して滞留槽３に送給し、
当該滞留槽３内の滞留水をポンプ１２、紫外線照射装置
４、池床式ポリシャー５、ポンプ１３、弁１６を介して
第１超濾過膜装置１に供給し、得られる透過水を弁２０
を介して半導体ウェハー洗浄工程へ送給する。殺菌処理
した直後の第２超濾過膜装置２の透過水に、たとえ微量
の不純物あるいは過酸化水素が残留していても、第１工
程で述べたと同じように当該透過水を紫外線照射し、次
いで温床式ポリシャー５で処理するので安全である。な
お第３工程においてはその他の弁、すなわち２２．８．
１４．１８．９．２１．１５は閉じている。

次に本発明の第４工程を説明する。

前述した第３工程の処理を一定時間行った後、第１超濾
過膜装置１を通水フローから切り離し、殺菌処理する。

すなわちポンプ７の手前で弁２２を開口して過酸化水素
を注入し、純水６で希釈した過酸化水素溶液を弁８を介
して第１超濾過膜装Ｗ１に供給し、過酸化水素を含む透
過水を弁１８を介して排出し、また過酸化水素を含む非
透過水も排出する。

一方殺菌処理をしている間に、第２超濾過膜装置２は以
下のような処理を行う。すなわち滞留槽３の滞留水をポ
ンプ１２、紫外線照射装置４、温床式ポリシャー５、ポ
ンプ１３、弁１４、を介して第２超濾過膜装置２に供給
し、得られる透過水を弁１５を介して半導体ウェハー洗
浄工程へ送給する。

すなわち第４工程における殺菌処理の間に、第３工程で
前段に用いていた第２超濾過膜装置２を後段として用い
るものである。なお第４工程においては弁１６．１７．
９．１９．２１．２ｏは閉じている。

本発明は第４工程における第１超濾過膜装置１の殺菌処
理が終了した時点で、再び本発明の第１工程の処理を行
うものであり、このように第１工程から第４工程を順に
繰り返すものである。

〈発明の効果〉 以上説明したごとく、本発明は処理装置の最終段に超濾
過膜装置を設置しているので、水中の微粒子、細菌等を
可及的に低減することができるとともに、２基の超濾過
膜装置を巧みに組合わせ、かつ２基の超濾過膜装置の間
に紫外線照射装置と温床式ポリシャーを設置しているの
で、殺菌処理をしても最終処理水に不純物が漏洩するこ
とを極力排除することができる。

すなわち殺菌処理後の超濾過膜装置を通水処理工程に復
帰させる際には必ず前段とすることにより、たとえ殺菌
処理により不純物が透過水に漏洩しても後段の紫外線照
射装置で当該不純物の一部を分解することができ、かつ
後段の温床式ポリシャーで残留する不純物を極限値まで
除去でき、さらにたとえ温床式ポリシャーから微粒子が
漏洩したとしても後段の超濾過膜装置でこれを可及的に
低減することができる。

さらに殺菌処理後に前段として用いられる超濾過膜装置
は、後段の超濾過膜装置を殺菌処理するまでの間、透過
処理中に充分に洗浄されるので、当該前段に用いた超濾
過膜装置を後段として用いる時は、殺菌処理に起因する
不純物が完全に洗浄されており、従って最終処理水に不
純物が漏洩することは全くない。

このように２基の超濾過膜装置を巧みに用い、殺菌処理
後の超濾過膜装置を常に前段とし、殺菌処理後に微量残
留する不純物を超濾過膜装置の透過処理中に洗浄するこ
とができるので、殺菌処理後に用いる洗浄水の使用量を
大幅に低減することができる。

前述した実施態様では殺菌処理に過酸化水素溶液を用い
たが、本発明の殺菌処理は過酸化水素溶液処理に限定さ
れず、要は超濾過膜の膜面に付着した細菌類を殺菌でき
る他の薬剤による処理あるいは熱水処理でも差し支えな
い。

以下に本発明の詳細な説明する。

実施例 除濁濾過装置で除濁した原水を逆浸透膜装置で処理した
後、２床３塔式純水製造装置で処理し、その処理水を真
空脱気塔で脱気後、温床式純水製造装置で処理し、当該
純水を純水槽へ貯水した。

この純水を前段の超濾過膜装置へポンプで送水した。そ
の時の圧力は６ｋｇ／ｃｊＧである。

当該透過水を紫外線照射装置、温床式カートリッジで処
理した後、ポンプで後段の超濾過膜装置へ送水した。後
段の超濾過膜装置については、９時間透過処理をした後
に１回の割で、０．５％過酸化水素溶液で２時間殺菌処
理し、その後純水で１時間洗浄を行った。

このような殺菌処理を順に行い、殺菌処理をした超濾過
膜装置を常に前段とし、運転を３．０００時間続行した
ところ、後段超濾過膜装置の透過水の水質は第１表の通
りであった。

第１表

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施態様の一例を示すフローの説明図で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被処理水を殺菌処理後の第１超濾過膜装置で処理して、
   その透過水を紫外線照射装置、温床式ポリシャーで処理
   した後、第２超濾過膜装置で処理する第１工程、第２超
   濾過膜装置を殺菌処理する第２工程、被処理水を殺菌処
   理後の第２超濾過膜装置で処理して、その透過水を紫外
   線照射装置、温床式ポリシャーで処理した後、第１超濾
   過膜装置で処理する第３工程、第１超濾過膜装置を殺菌
   処理する第４工程からなり、第１工程から第４工程を順
   に繰り返すことを特徴とする半導体ウェハーおよびチッ
   プの洗浄用の超純水を製造する給水処理装置の処理方法
   。