KR101066461B1

KR101066461B1 - 고순도수 제조시스템 및 그 운전방법

Info

Publication number: KR101066461B1
Application number: KR1020030081600A
Authority: KR
Inventors: 카와다카즈히코; 다카하시켄지; 나가후네히토시; 아라키오사무; 미야모토요시오; 미야타카즈히로
Original assignee: 가부시끼가이샤 르네사스 테크놀로지; 오르가노 코포레이션
Priority date: 2003-03-04
Filing date: 2003-11-18
Publication date: 2011-09-23
Also published as: KR20040078534A; CN100406393C; TWI300404B; CN1526649A; TW200418729A; JP4034668B2; JP2004261768A

Abstract

이차순수 제조계에 있어서의 카트리지폴리셔 교환 후에도, 신속하게 안정된 수질의 고순도수를 유스포인트에 공급할 수 있도록 한다. 교환 가능한 카트리지폴리셔를 구비한 복수개의 이차순수 제조계를 갖는 고순도수제조시스템에 있어서, 높은수질이 요구되는 고수질 이차순수 제조계의 카트리지폴리셔 출구라인과, 상대적으로 낮은 수질이 요구되는 저수질 이차순수 제조계의 카트리지폴리셔 출구라인을, 각 카트리지폴리셔 처리수의 공급처를 서로 바꿀 수 있도록 접속한 고순도수 제조시스템, 및, 고수질 이차순수 제조계의 카트리지폴리셔를 교환한 후, 미리 시험에 의해 구해진 처리성능 안정기간이 경과할 때까지, 상기 고수질 이차순수 제조계 카트리지폴리셔 처리수를 저수질 이차순수 제조계 카트리지폴리셔 출구라인에 공급함과 동시에, 저수질 이차순수 제조계 카트리지폴리셔 처리수를 고수질 이차순수 제조계 카트리지폴리셔 출구라인에 공급하고, 처리성능 안정기간 경과 후에 통상의 공급으로 복귀하는 고순도수 제조시스템의 운전방법.

Description

고순도수 제조시스템 및 그 운전방법{ULTRA PURE WATER PREPARING SYSTEM AND OPERATING METHOD THEREOF}

도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 의한 고순도수 제조시스템의 개략 기기 계통도이다.

도 2는, 본 발명의 다른 실시형태에 의한 고순도수 제조시스템의 카트리지폴리셔의 출구라인 부분을 나타내는 개략 기기 계통도이다.

도 3은, 종래의 고순도수 제조시스템의 개략 기기 계통도이다.

♠♠♠부호의 간단한 설명♠♠♠

1 일차순수 제조계　 2,2a,2b 이차순수 제조계

3 원수 4 전처리장치

5　　2 상 3 탑식 탈염장치 6 역침투막장치(RO장치)

7　 진공탈기장치 8 혼상식 탈염장치

9 일차순수탱크 10a,10b 자외선 산화장치

11a,11b,21a,21b,21c 카트리지폴리셔

12a 막처리장치로서의 한외 여과막 처리장치

12b　 막처리장치로서의 정밀 여과막 처리장치

13a,13b 공급라인 14a,14b 유스포인트

15a,15b 리턴라인 　　

16a,16b,22a,22b,22c 카트리지폴리셔 출구라인

17a,17b,23a,23b,23c,23d 분기라인

V1,V2,V3,V4,V11,V12,V13,V14,V15,V16,V17 밸브

본 발명은, 고순도수 제조시스템 및 그 운전방법에 관한 것으로, 특히, 여러 개가 병렬로 설치된 각 이차 순수 제조계에 각각 카트리지 폴리셔(cartridge polisher)를 구비한 시스템에 있어서, 카트리지 폴리셔를 교환한 후에도 각 유스포인트에 안정된 수질의 고순도수를 공급할 수 있도록 한 고순도수 제조시스템 및 그 운전방법에 관한 것이다.

도 3에, 종래의 대표적인 고순도수 제조시스템의 한 예가 나타나 있다. 이 고순도수 제조시스템은, 원수(原水)(103)로부터 순수를 제조하는 일차순수 제조계(101)와, 이 순수를 고순도수로 정제하는 이차순수 제조계(102)로 구성되어 있다. 이 일차순수 제조계(101)에서는, 예를 들어, 공업용수 등과 같은 원수(103)의 현탁물질이나 유기물의 일부가 전처리장치(104)로 제거되고, 이러한 과정을 거친 처리수가, 탈염장치, 예를 들어, 2 상 3 탑식 탈염장치(105)로 보내어진다. 탈염장치(105)는 이온교환장치로, 전처리장치(104)의 처리수 중의 불순물 이온이 제거된다. 탈염장치(105)의 후단에는 역침투막장치(RO장치)(106)가 접속되어 있고, 이러한 RO장치(106)에서, 탈염장치(105)에 의해 이온의 제거가 행하여진 처리수 중의 무기이온, 유기물, 미립자 등의 불순물의 제거가 행하여진다. RO장치(106)의 후단에는 진공탈기장치(107)가 접속되어 있고, RO장치(106)로부터의 처리수 중의 용존산소가 제거된다. 진공탈기장치(107)의 후단에는 혼상식의 탈염장치(108)가 접속되어 있고, 혼상식 탈염장치(108)에서 고순도의 순수가 제조되고, 이것이 일차순수탱크(109)에 공급된다. 상기 RO장치(106)는, 일차순수탱크(109)의 직전에 배치되어도 좋으며, 예를 들어, 도 3에 있어서의 RO장치(106)와 혼상식 탈염장치(108)의 위치를 바꾸어서 배치하여도 좋다.

이차순수 제조계(102)는, 사용하는 고순도수의 수질, 사용 장소나 사용 수량에 따라 복수계열로 설치되는 것이 일반적이다. 도 3은, 이차순수계(102)가 2계열(102a, 102b)로 설치되어 있는 경우를 나타낸다.

이러한 이차순수제조계(102)에 있어서는, 예를 들어, 자외선 산화 장치(110a, 110b)에서 일차 순수 탱크(109)로부터의 순수에 자외선이 조사되어, 순수 중의 유기물, 또는 유기산까지도, 산화 분해됨과 동시에, 박테리아 살균이 행하여진다. 그 후단에는, 교환 가능한 혼상식의 이온 교환 장치인 카트리지 폴리셔(111a, 111b)가 설치되어 있으며, 일차순수제조계(101)로부터 유입된 극미량의 불순물이나, 자외선 산화 장치(110a, 110b)에서 분해, 생성된 성분이 포착, 제거된다. 포착된 이들 불순물 성분이 포화하여 누출(leak)을 일으키기 전에, 각 카트리지 폴리셔는 정기적으로 교환될 필요가 있다. 카트리지 폴리셔(111a, 111b)를 나온 처리수는, 한외 여과막이나, 정밀 여과막, 역침투막을 장착하여 이루어진 막처리 장치(112a, 112b)에 의하여 미립자 등이 제거되어, 고순도수로 정제된다. 정제된 고순도수는, 공급 라인(113a, 113b)를 개재하여 각 유스포인트(114a, 114b)에 공급된다.

공급된 고순도수는, 유스포인트(114a, 114b)에서 사용되고 있는 경우에는 사용되지 않은 잉여의 고순도수가, 유스포인트(114a, 114b)에서 사용되고 있지 않은 경우에는 공급된 고순도수의 전량이, 리턴라인(115a, 115b)을 개재하여 일차순수탱크(109)로 되돌려지며, 일차순수탱크(109) --> 자외선 산화 장치(110a, 110b) --> 카트리지 폴리셔(111a, 111b) --> 막처리장치(112a, 112b) --> 공급라인(113a, 113b) --> 리턴라인(115a, 115b) --> 일차순수탱크(109)로 이루어지는 폐루프를 항상 순환하고 있다. 이와 같이, 고순도수를 순환시키고 있는 것은, 예를 들어, 유스포인트(114a, 114b)에 의한 고순도수 불사용 시에 운전을 정지하면, 정지 시에 배관이나, 시스템을 구성하는 각 유니트 중에 물이 체류하여 박테리아의 증식이 발생하거나, 이온 성분 또는 유기물 등이 미량이지만 관벽 등으로부터 용출하여 고순도수의 수질을 악화시키는 등의 문제점이 있고, 또한, 정지시나 재기동시의 충격으로 각 유니트로부터 미립자가 토출되거나, 용출이 촉진되는 등의 문제점이 있으며, 그리고, 유스포인트(114a, 114b)에서 고순도수를 사용하고 있는 경우에 있어서도, 유스포인트(114a, 114b)로 보내진 고순도수의 전부를 사용해 버리면, 리턴포인트(115a, 115b)의 배관 중에 고순도수가 체류하게 되어 버리므로, 결국, 박테리아의 증식이 일어나거나, 이온 성분 등이 용출하는 등의 문제점이 있기 때문이다.

또한, 상기와 같은 일반적인 고순도수제조시스템에 대하여, 특허문헌 1에는, 이차순수제조계에 복수의 카트리지 폴리셔를 교대로 교환 가능하게 하는 이온 교환 장치와, 상기 이온 교환 장치에서 처리된 처리수를 더욱 처리하는 막 처리 장치와, 상기 막 처리 장치의 비투과수를 세정수로써 그 전단부의 상기 각 이온 교환 장치에 각각 선택적으로 통과시키고, 세정 배수를 일차순수제조계에 회수하도록 한 세정 배관계로 구성된 고순도수제조시스템이 기재되어 있다.

[특허문헌 1]

특개평 6-15264 호 공보(특허청구범위)

그러나, 상기와 같은 종래의 고순도수제조시스템에 있어서는, 이하와 같은 문제점이 여전히 존재한다.

우선, 도 3에 도시된 바와 같은, 종래의 일반적인 고순도수제조시스템에 있어서는, 카트리지 폴리셔(111a, 111b)의 어느 하나를 교환하는 경우, 고순도수의 제조를 정지할 필요가 있어서, 그 사이에는 고순도수를 사용할 수 없게 되고, 통수를 개시하여도 초기에는 교환한 카트리지 폴리셔 내의 이온 교환 수지의 초기 용출물과 교환 작업에 수반되는 배관 등의 오염을 제거하기 위하여 대량의 순수로 세정할 필요가 있어서, 교환 작업을 조속히 행하였다고 하더라도, 유스포인트에 급수할 수 있기 까지는 장시간을 요하게 되고 있다. 결국, 교환 후의 카트리지 폴리셔가 규정하는 성능에 이를때까지 세정, 블로우(blow)할 필요가 있으나, 단순히 규정 성능에 달하였다고 하여 곧바로 유스포인트에 급수하여 버리면, 세정 제품, 예를 들어, 반도체 제품의 수율이 나빠지는 경우가 많으므로, 충분한 시간(예를 들어, 1주간-1개월간) 경과 후에 유스포인트에 급수하도록 하고 있다.

또한, 상기 특허 문헌 1에는, 카트리지 폴리셔 교환 작업 후의 순수 세정 시간을 단축하기 위하여, 카트리지 폴리셔를 서로 교환가능하게 하는 이온 교환 장치를 설치하고, 각 이온 교환 장치에 각각 선택적으로 통수하여 유스포인트에 급수하면서 카트리지 폴리셔를 세정하는 방법이 제안되고 있으나, 세정 용수 비율, 이차순수제조계의 규모를 크게할 필요가 있어서, 설비의 설치 면적 증대나 에너지 코스트의 상승을 초래하게 된다.

따라서, 본 발명의 과제는, 이차순수제조계에 있어서의 카트리지 폴리셔 교환 후에도, 조속하게 안정한 수질의 고순도수를 유스포인트에 공급할 수 있도록 하는 동시에, 종래의 일반적인 시스템에 비하여 실질적으로 설치 면적이나 에너지 코스트의 증대를 발생시키지 않는, 고순도수제조시스템 및 그 운전 방법을 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 의한 고순도수제조시스템은, 일차순수제조계와, 상기 일차순수제조계에서 제조된 순수가 공급되는 일차순수탱크와, 교환 가능한 카트리지 폴리셔를 구비하고, 상기 일차순수탱크로부터의 순수를 요구 수질이 다른 여러 종류의 고순도수로 정제하는, 서로 병렬로 설치된 복수의 이차순수제조계와, 각 이차순수제조계에서 제조된 고순도수를 각 유스 포인트에 공급하는 고순도수 공급 라인을 가지는 고순도수제조시스템에 있어서, 상대적으로 높은 수질이 요구되는 고수질 이차순수제조계의 카트리지 폴리셔 출구 라인과, 상대적으로 낮은 수질이 요구되는 저수질 이차순수제조계의 카트리지 폴리셔 출구 라인을, 각 카트리지 폴리셔 처리수의 공급처를 서로 바꿀 수 있도록 접속한 것을 특징으로 하는 것이다.

이러한 고순도수제조시스템에 있어서는, 각 카트리지폴리셔 출구 라인과 각 고순도수공급라인의 사이에, 막처리장치, 예를 들어, 한외 여과막이나 정밀 여과막, 역침투막 등을 장착하여 이루어지는 막처리 장치가 설치되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 고순도수공급라인이, 상기 유스포인트로부터 상기 일차순수탱크로 미사용된 고순도수를 되돌리는 리턴라인에 접속되어 있으며, 이차순수제조계로부터 유스포인트에 대하여, 미사용된 고순도수가 항상 순환되도록 구성되어 있음이 바람직하다.

본 발명에 의한 고순도수제조시스템의 운전 방법은, 일차순수제조계에서 제조되어 일차순수탱크에 공급되는 순수를, 교환 가능한 카트리지폴리셔를 구비하는, 요구 수질이 다른 복수의 이차순수제조계를 통하여 고순도수로 정제하고, 각 유스 포인트에 공급하는 고순도수제조시스템의 운전 방법에 있어서, 상대적으로 높은 수질이 요구되는 고수질 이차순수제조계의 카트리지 폴리셔를 교환한 후, 미리 시험에 의해 구해진 처리 성능 안정 기간(예를 들어, 후술하는 실시예에서는 1주간)이 경과하기 전까지, 상기 고수질 이차순수제조계에 의한 카트리지 폴리셔 처리수를, 상대적으로 낮은 수질이 요구되는 저수질 이차순수제조계의 카트리지 폴리셔 출구 라인에 공급하는 동시에, 상기 저수질 이차순수제조계에 의한 카트리지 폴리셔 처리수를 고수질 이차순수제조계의 카트리지 폴리셔 출구 라인에 공급하고, 상기 처리 성능 안정 기간이 경과한 후에, 고수질 이차순수제조계에 의한 카트리지 폴리셔 처리수를 고수질 이차순수제조계의 카트리지 폴리셔 출구 라인에 공급하고, 저수질 이차순수제조계에 의한 카트리지 폴리셔 처리수를 저수질 이차순수제조계의 카트리지 폴리셔 출구 라인에 공급하는 통상의 공급에 복귀하는 것을 특징으로 하는 방법이다.

이러한 고순도수제조시스템의 운전 방법에 있어서는, 각 카트리지 폴리셔 처리수를 막 처리한 후, 예를 들어, 한외 여과막이나, 정밀 여과막, 역침투막 등으로 처리하고 나서, 각 유스 포인트에 공급하는 것이 바람직하다.

또한, 각 유스포인트에서 미사용된 고순도수는 상기 일차순수탱크로 되돌아가고, 유스포인터에서 미사용된 고순도수는 항상 순환되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 고순도수제조시스템 및 그 운전 방법은, 전자부품재, 예를 들어, 반도체의 제조에 사용되는 세정수, 보다 구체적으로는 웨이퍼나 칩, 각종 회로 기판, 액정 기판 등의 전자부품재의 제조에 사용되는 세정수를 제조하는데 적합하다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 고순도수 제조 시스템 및 그 운전 방법은, 요구 수질이 다른 복수의 이차순수제조계가 병렬로 설치되어 있는 것을 전제로 하고, 특히, 상대적으로 높은 수질이 요구되는 고수질 이차순수제조계의 카트리지 폴리셔가 교환되는 경우에 적용되는 것이다. 또한, 이 때 교환되지 않고 남아있는, 상대적으로 낮은 수질이 요구되는 저수질 이차순수제조계의 카트리지 폴리셔에 의한 처리수의 수질이, 그 때까지 안정적으로 사용되어온 결과, 그 처리수가 그대로 고수질 이차순수제조계의 카트리지 폴리셔 출구라인에 공급되더라도 특별한 문제가 발생하지 안을 정도로 우수한 수질로 유지되고 있는 것에 착안하여 완성된 발명이다.

즉, 고수질 이차순수제조계의 카트리지 폴리셔를 교환한 후, 그 카트리지 폴리셔 처리수는, 저수질 이차순수제조계의 카트리지 폴리셔 출구 라인, 다시 말해, 보다 낮은 수질의 고순도수 밖에 요구되고 있지 않은 저순수 계통에 공급되고, 그 공급 계통이 소정의 처리 성능 안정 기간에도 계속됨으로써, 그 기간에 교환된 카트리지 폴리셔가 작동되고 있는 상태에서 충분히 세정된다. 또한, 교환되지 않고 남아있는 저수질 이차순수제조계의 카트리지 폴리셔로부터의 처리수는, 고수질 이차순수제조계의 카트리지 폴리셔 출구 라인, 다시 말해, 보다 높은 수질의 고순도수가 요구되는 고순수 계통에 공급되나, 이러한 카트리지 폴리셔 처리수는 그때까지 안정적으로 우수한 수질으로 유지되고 있었으므로, 상술한 바와 같이, 고순수계통으로 돌려지더라도 실질적으로 어떠한 문제도 발생시키지 않고, 고순수 계통에 요구되는 수질의 고순도수가 조속히 안정적으로 공급된다. 이러한 라인 교체의 결과, 상기 카트리지 폴리셔를 교환한 후, 극히 짧은 시간 내에, 각 유스포인트에 요구 수질을 만족하는 고순도수가 공급될 수 있다. 본 발명에서는, 단순히, 카트리지 폴리셔 출구 측에 라인 교체 기구를 설치한데 불과하기 때문에, 시스템 전체의 설치 면적의 증대가 없으며, 또한, 에너지 코스트의 증대도 없다. 또한, 교환한 카트리지 폴리셔의 세정에 사용되는 물은, 그대로 저수질 이차순수제조계에 공급가능하여, 예를 들어, 세정수를 블로우하는 경우에 있어서도, 그 블로우 수량은 조금만으로 완료되고, 그 면으로부터 셀치 면적이나 에너지 코스트의 증대는 발생하지 않는다.

상기 소정의 처리 성능 안정 기간 경과 후에는, 통상의 처리 계통, 다시 말해, 고수질이차순수제조계에 의한 카트리지 폴리셔 처리수가 그대로 고수질 이차순수제조계의 카트리지 폴리셔 출구 라인에 공급되고, 저수질 이차순수제조계에 의한 카트리지 폴리셔 처리수가 그대로 저수질 이차순수제조계의 카트리지 폴리셔 출구 라인으로 공급되어, 통상의 공급 계통에 복귀된다.

[실시예]

이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태를, 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 의한 고순도수 제조 시스템을 나타낸다. 이러한 고순도수 제조 시스템은, 원수(3)으로부터 순수를 제조하는 일차순수제조계(1)와, 그 순수를 고순도수로 정제하는 이차순수제조계(2)로 구성되어 있다. 이러한 일차순수제조계(1)에서는, 예를 들어, 공업 용수 등의 원수(3)의 현탁 물질이나, 유기물의 일부가 전처리 장치(4)에서 제거되고, 그 처리수가, 탈염 장치, 예를 들어, 2 상 3탑식 탈염 장치(5)에 보내진다. 탈염장치(5)는 이온 교환 장치로서, 전처리 장치(4)의 처리수 중의 불순물 이온이 제거된다. 탈염 장치(5)의 후단에는 역침투막장치(RO장치)(6)가 접속되어 있고, RO장치(6)에서, 탈염장치(5)에 의해 이온의 제거가 행하여진 처리수 중의 무기이온, 유기물, 미립자 등의 불순물의 제거가 행하여진다. RO장치(6)의 후단에는 진공탈기장치(7)가 접속되어 있고, RO장치(6)로부터의 처리수 중의 용존산소가 제거된다. 진공탈기장치(7)의 후단에는 혼상식의 탈염장치(8)가 접속되어 있고, 혼상식 탈염장치(8)에서 고순도의 순수가 제조되고, 이것이 일차순수탱크(9)에 공급된다. 상기 RO장치(6)는, 일차순수탱크(9)의 직전에 배치되어도 좋으며, 예를 들어, 도 1에 있어서의 RO장치(6)와 혼상식 탈염장치(8)의 위치를 바꾸어서 배치하여도 좋다.

이차순수 제조계(2)는, 사용하는 고순도수의 수질, 사용 장소나 사용 수량에 따라 복수계열로 설치되는 것이 일반적이며, 본 실시 형태에서는, 이차순수제조계(2)가 A 계열(2a)과 B 계열(2b)의 2계열로 설치되어 있는 경우를 나타내고 있다.

이러한 이차순수제조계(2)에 있어서는, 예를 들어, 자외선 산화 장치(10a, 10b)에서 일차 순수 탱크(9)로부터의 순수에 자외선이 조사되어, 순수 중의 유기물, 또는 유기산까지도, 산화 분해됨과 동시에, 박테리아 살균이 행하여진다. 그 후단에는, 교환 가능한 혼상식의 이온 교환 장치인 카트리지 폴리셔(11a, 11b)가 설치되어 있으며, 일차순수제조계(1)로부터 유입된 극미량의 불순물이나, 자외선 산화 장치(10a, 10b)에서 분해, 생성된 성분이 포착, 제거된다. 포착된 이들 불순물 성분이 포화하여 누출(leak)을 일으키기 전에, 각 카트리지 폴리셔는 정기적으로 교환될 필요가 있다. 카트리지 폴리셔(11a, 11b)를 나온 처리수는, 본 실시 형태에서는 막 처리 장치로서의 한외 여과막 처리 장치(12a)에 의하여 미립자 등이 제거되어, 고순도수로 정제된다. 정제된 고순도수는, 공급 라인(13a, 13b)를 개재하여 각 유스포인트(14a, 14b)에 공급된다.

공급된 고순도수는, 유스포인트(14a, 14b)에서 사용되고 있는 경우에는 사용되지 않은 잉여의 고순도수가, 유스포인트(14a, 14b)에서 사용되고 있지 않은 경우에는 공급된 고순도수의 전량이, 리턴라인(15a, 15b)을 개재하여 일차순수탱크(9)로 되돌려지며, 일차순수탱크(9) --> 자외선 산화 장치(10a, 10b) --> 카트리지 폴리셔(11a, 11b) --> 막처리장치(12a, 12b) --> 공급라인(13a, 13b) --> 리턴라인(15a, 15b) --> 일차순수탱크(9)로 이루어지는 폐루프를 항상 순환하고 있다. 이와 같이, 고순도수를 순환시키고 있는 것은, 전술한 바와 같이, 고순도수의 체류에 의해 박테리아의 증식이 발생하거나, 이온 성분 또는 유기물 등이 미량이지만 관벽 등으로부터 용출하여 고순도수의 수질을 악화시키는 등의 문제점을 방지하거나, 정지시나 재기동시의 충격으로 각 유니트로부터 미립자가 토출되거나, 용출이 촉진되는 등의 문제점을 방지하기 위한 것이다.

이상에서는, 통상의 운전 라인으로써 설명하였으므로, 실질적으로, 도 3에 도시된 종래의 구성과 차이가 없다. 본 발명에 있어서는, 상대적으로 높은 수질이 요구되는 고수질 이차순수제조계의 카트리지 폴리셔 출구 라인과, 상대적으로 낮은 수질이 요구되는 저수질 이차순수제조계의 카트리지 폴리셔 출구 라인이, 각 카트리지 폴리셔 처리수의 공급처를 서로 바꿀 수 있도록 접속된다.

즉, 본 발명의 실시 형태에 있어서는, 이차순수제조계(2)는, 0.25㎛세대 이하의 LSI 제조 공정 동안 비교적 고순도(고수질)의 고순도수가 요구되는 공정, 예를 들면, 소자 분리 형성에서 게이트 전극 형성 까지의 공정에 사용되는 A 계열(2a)과, 비교적 요구되는 수질이 높지 않은 공정, 예를 들면, 배선 공정에 사용되는 B 계열(2b)로 구성되어 있다. 다만, 고순도수 라인의 구분은 상기에 한정된 것은 아니며, 예를 들면, 고신뢰성이 요구되는 DRAM의 캐퍼시터 공정이나, 배선 공정에 있어서도 낮은 저항 접촉이 요구되는 콘택홀 하부의 기판 세정에 대해서는 비교적 고순도의 고순도수가 요구된다.

카트리지 폴리셔(11a)와 카트리지 폴리셔(11b)의 처리수 측의 배관, 다시 말해 카트리지 폴리셔(11a, 11b)와 각 막 처리 장치(12a, 12b)를 접속하고 있는 카트리지 폴리셔 출구 라인(16a, 16b)에는, 각각 분기부가 설치되어 있어서, 카트리지 폴리셔(11a)의 처리수가, 한외 여과막 장치(12a)와 정밀 여과막 장치(12b)의 어느 하나의 막 처리 장치에도 공급 가능하도록 되어 있다. 카트리지 폴리셔(11a)의 출구 라인(16a)에는 밸브(V1)가, 그 분기 라인(17a)에는 밸브(V3)가, 카트리지 폴리셔(11b)의 출구 라인(16b)에는 밸브(V2)가, 그 분기 라인(17b)에는 밸브(V4)가, 각각 설치되어 있으며, 이들 밸브(V1-V4)의 개폐에 의하여, 각 카트리지 폴리셔 처리수를 어느 카트리지 폴리셔 출구 라인, 또는 어느 막 처리 장치에 선택적으로 공급할 것인가를 제어할 수 있도록 이루어져 있다.

통상 운전시에는, 밸브(V1)를 개방하고 밸브(V3)를 폐지하여, A 계열(2a)에서, 카트리지 폴리셔(11a)부터의 처리수가 한외 여과막 장치(12a)에 공급되어 고순도 고순도수가 제조되며, 유스포인트(14a)에서 예를 들어 LSI 기판의 세정수 등으로써 사용되고, 또한, B 계열(2b)에서는, 밸브(V2)를 개방하고 밸브(V4)를 폐지하여, 카트리지 폴리셔(11b)부터의 처리수가 정밀 여과막 장치(12b)에 공급되어 일반 고순도수가 제조되며, 유스포인트(14b)에서 사용된다.

A 계열(2a)의 카트리지 폴리셔(11a)는, 일차순수제조계(1)로부터 유입된 극미량의 불순물이나 자외선 산화 장치(10a)에서 생성된 성분을 제거하고 있고, 포착한 이들 불순물이 포화하기 전에 1년에 1회 정도의 빈도로 교환이 실시되고 있다.

A 계열(2a)의 카트리지 폴리셔(11a)의 교환 작업을 실시한 후, 초기의 계내 오염을 제거하기 위하여, 수시간 카트리지 폴리셔 처리수를 블로우하고 나서(소량의 블로우수로 완료), 처리수를 일반 고순도수가 요구되는 유스 포인트(14b)로 보내기 위하여, 밸브(V3)를 개방하고, 동시에 밸브(V1)를 페지한다. 이에 의하여, 교환된 카트리지 폴리셔(11a)의 처리수는, 정밀 여과막 장치(12b)에서 처리되고, 유스포인트(14b)에 공급된다. 병행하여 높은 순도의 고순도수를 요구하는 유스포인트(143a)에 고순도수를 공급하기 위하여, 밸브(V4)를 개방하고 밸브(V2)를 폐지하여, 카트리지 폴리셔(11b)로부터의 처리수를 한외 여과막 장치(12a)로 공급함으로써, 카트리지 폴리셔(11b)로부터 처리수는, 한외 여과막 장치(12a)에서 처리되어 유스포인트(14a)에 공급된다. 카트리지 폴리셔(11b)는, 교환되지 않고 이제까지 사용되어 왔으므로, 상술한 바와 같이, 높은 순도의 고순도수를 요구하는 계통에 공급되더라도 충분히 높은 수질의 고순도수를 안정적으로 공급할 수 있으며, 한외 여과막 장치(12a)에서 처리됨으로써, 유스포인트(14a)에서의 요구 수질을 만족하는 고순도수가 극히 짧은 시간 내에 공급된다.

이와 같이, 특히 요구 수질이 높은 쪽의 카트리지 폴리셔(11a)의 교환 직후에, 본래 카트리지 폴리셔로부터의 처리수가 공급되어야 하는 계열을 바꾸어 고순도수를 공급하였을 때의, 유스포인트에 의한 세정 디바이스로의 영향을 조사하였다. 표 1은, 카트리지 폴리셔(11b)로부터의 처리수를 고순도 순수계(유스포인트 14a의 계통)로 공급하여 세정을 행하였을 때의, 모니터용의 실리콘 웨이퍼에 부착된 금속의 양(단위 : 원자수/cm²)과 교체하여 통수한 일수를 나타내었다. 이 때, 카트리지 폴리셔(11b)는, 6개월간 사용되어 왔다. 여기서 0일은, 교환을 실시한 당일을 나타낸다.

[표 1]

	교환전	0일	1일	3일	1주간	30일
금속량	1×10⁹	1×10⁹	1×10⁹	1×10⁹	1×10⁹	1×10⁹

또한, 표 2는, 카트리지 폴리셔(11a)로부터의 처리수를 일반 순수계에 공급하여 왔던 기간과, 그 공급 기간 후 즉시 밸브를 바꾸고 고순도 순수계에 카트리지 폴리셔(11a)로부터의 처리수를 공급하여 유스포인트(14a)에서 세정을 행하였을 때의, 모니터용 실리콘 웨이퍼에 부착된 금속량(단위 : 원자수/cm²)과 그 때까지 변경되어 통수하여온 일수를 나타내고 있다. 여기서 0일은, 카트리지 폴리셔(11a)의 교환 후 바로, 그 처리수를 고순도 순수계 유스포인트(14a)에 공급한 것을 나타낸다.

[표 2]

	교환전	0일	1일	3일	1주간	30일
금속량	1×10⁹	9×10⁹	3×10⁹	2×10⁹	1×10⁹	1×10⁹

표 1을 통해서도 명백히 드러나는 바와 같이, 고순도 고순도수계의 A 계열(2a)용 카트리지 폴리셔(11a)를 교환하였을 때, 일반 고순도수계인 B 계열(2b)의 카트리지 폴리셔(11b)의 처리수를 고순도 고순도수계 유스포인트(14a)에 공급하여도 기판의 표면에 부착된 금속량의 증가가 관찰되지 않았으므로, 계열 전환이 금속 부착량을 제어하기 위하여 유효한 수단임이 확인되었다. 또한, 표 2로부터, 본 시험예에서는, 처리 성능 안정 기간으로써 1 주간 이상 통수한 카트리지 폴리셔(11a)를 통상 처리 계통로 되돌려 사용하면, 기판의 표면에 부착된 금속량의 증가가 보이지 않았으므로, 계열의 전환 기간은 적어도 1 주간으로 하는 것이 적절하다는 것이 명확하게 되었다. 다만, 그 처리 성능 안정 기간은, 본 발명을 적용하는 시스템에 따라, 시험에 의하여 미리 가장 적합한 기간을 구하여 놓는 것이 바람직하고, 시스템에 따라 그 최적치는 변화한다.

그리고, 상기와 마찬가지의 시험에 의하여, TOC(전유기체 탄소량)에 관해서도 조사하였다. 즉, 원인 물질은 명확하게는 되어 있지 않으나, 카트리지 폴리셔 교환 직후의 고순도수로 반도체 등의 디바이스 제조를 행하면, 수율이 악화되는 면이 있으며, 또한, 카트리지 폴리셔 교환 직후의 고순도수 중의 TOC가 안정화되기 까지는, 통수 기간이 필요하다는 점이 관찰되었다.

카트리지 폴리셔 교환 직후에 본래의 카트리지 폴리셔가 공급하여야 하는 계열을 바꾸어 고순도수를 공급한 때의 유스포인트 공급수 중의 TOC를 조사하였다. 표 3은, 카트리지 폴리셔(11b)로부터의 처리수를 고순도 순수계(유스포인트(14a)의 계통)에 공급한 때의, 세정수의 TOC 농도와, 바꾸어 통수한 일수를 나타내고 있다. 이 때, 카트리지 폴리셔(11b)는 6개월간 사용되어 왔다. 여기서 0일은, 교환을 실시한 당일을 나타내고 있다.

[표 3]

	교환전	0일	1일	3일	1주간	30일
TOC	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5

표 4는, 카트리지 폴리셔(11a)로부터의 처리수를 일반 순수계에 공급하여 왔던 기간과, 그 공급 기간 후 즉시 밸브를 바꾸고 고순도 순수계에 카트리지 폴리셔(11a)로부터의 처리수를 공급하여 유스포인트(14a)에서 세정을 행하였을 때의, 세정수 중의 TOC 농도와 그 때까지 변경되어 통수하여온 일수를 나타내고 있다. 여기서 0일은, 카트리지 폴리셔(11a)의 교환 후 바로, 그 처리수를 고순도 순수계 유스포인트(14a)에 공급한 것을 나타낸다.

[표 4]

	교환전	0일	1일	3일	1주간	30일
TOC	0.5	3.0	0.9	0.7	0.5	0.5

표 3을 통해서도 명백히 드러나는 바와 같이, 고순도 고순도수계의 A 계열(2a)용 카트리지 폴리셔(11a)를 교환하였을 때, 일반 고순도수계인 B 계열(2b)의 카트리지 폴리셔(11b)의 처리수를 고순도 고순도수계 유스포인트(14a)에 공급하여도 세정수 중의 TOC 농도의 증가가 관찰되지 않았으므로, 계열 전환이 TOC를 안정적으로 낮은 레벨로 제어하기 위하여 유효한 수단임이 확인되었다. 또한, 표 4로부터, 본 시험예에서는, 처리 성능 안정 기간으로써 1 주간 이상 통수한 카트리지 폴리셔(11a)를 통상 처리 계통로 되돌려 사용하면, 세정수 중의 TOC 농도의 증가가 보이지 않았으므로, 계열의 전환 기간은 적어도 1 주간으로 하는 것이 적절하다는 것이 명확하게 되었다. 다만, 그 처리 성능 안정 기간도, 본 발명을 적용하는 시스템에 따라, 시험에 의하여 미리 가장 적합한 기간을 구하여 놓는 것이 바람직하고, 시스템에 따라 그 최적치는 변화한다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 이차 순수 제조계가 2 계열(2a, 2b)인 경우에 대하여 설명하였으나, 본 발명에 있어서는, 3 계열 이상으로 병렬 설치하는 것도 가능하다. 3 계열 이상 병렬 설치한 경우에는, 상대적으로 보자 낮은 수질이 요구되는 계통의 카트리지 폴리셔와의 사이에, 처리수 출구 라인을 바꿀 수 있도록 하면 좋다. 예를 들어, 도 2에 3 계통의 경우의 카트리지 폴리셔의 출구 라인 부분을 나타낸 바와 같이, 병렬 설치된 카트리지 폴리셔(21a, 21b, 21c)(차례대로 고순도에서 저순도로 되는 계통)의 각 출구 라인(22a, 22b, 22c)에 대하여 분기라인(23a, 23b, 23c, 23d)과 밸브(V11, V12, V13, V14, V15, V16, V17)을 설치하고, 카트리지 폴리셔(21a)를 교환한 경우에는 출구 라인(22a)와 출구라인(22b)의 사이에서, 카트리지 폴리셔(21b)를 교환한 경우에는 출구라인(22b)와 출구라인(22c)의 사이에서, 각각 공급처를 바꾸도록 하면 좋다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 고순도수 제조 시스템 및 그 운전 방법에 의하면, 극히 간단한 장치 구성이면서도, 고순도수 수질을 고수질로 유지하는 것이 가능하게 되며, 카트리지 폴리셔의 교환에 요구되는 필요 최소량의 정지 시간만으로 고순도수 제조 시스템을 안정한 상태로 운전할 수 있고, 블로우 수량을 극력 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 극히 짧은 시간 내에 유스포인트로 소정의 고순도수를 공급하는 것이 가능하게 된다. 또한, 시스템 설치 면적이나 에너지 코스트의 증대도 실질적으로 발생하지 않으므로, 실용적으로 용이하게 실시 가능한 고순도수 제조 시스템으로써 제공될 수 있다.

Claims

일차순수제조계와, 상기 일차순수제조계에서 제조된 순수가 공급되는 일차순수탱크와, 교환 가능한 카트리지 폴리셔를 구비하고, 상기 일차순수탱크로부터의 순수를 요구 수질이 다른 여러 종류의 고순도수로 정제하는, 서로 병렬로 설치된 복수의 이차순수제조계와, 각 이차순수제조계에서 제조된 고순도수를 각 유스 포인트에 공급하는 고순도수 공급 라인을 가지는 고순도수 제조시스템에 있어서, 상대적으로 높은 수질이 요구되는 고수질 이차순수제조계의 카트리지 폴리셔 출구 라인과, 상대적으로 낮은 수질이 요구되는 저수질 이차순수제조계의 카트리지 폴리셔 출구 라인을, 각 카트리지 폴리셔 처리수의 공급처를 서로 바꿀 수 있도록 접속한 것을 특징으로 하는 고순도수 제조 시스템.
제 1 항에 있어서,

각 카트리지폴리셔 출구라인과 각 고순도수 공급라인의 사이에, 막처리장치가 설치되어 있는 고순도수 제조시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 고순도수 공급라인이, 상기 유스포인트로부터 상기 일차순수탱크로, 사용하지 않은 고순도수를 되돌리는 리턴라인에 접속되어 있는 고순도수 제조시스템.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 전자부품부재의 세척수 제조시스템으로서 구성되어 있는 고순도수 제조시스템.
일차순수제조계에서 제조되어 일차순수탱크에 공급되는 순수를, 교환 가능한 카트리지폴리셔를 구비하는, 요구 수질이 다른 복수의 이차순수제조계를 통하여 고순도수로 정제하고, 각 유스 포인트에 공급하는 고순도수제조시스템의 운전 방법에 있어서, 상대적으로 높은 수질이 요구되는 고수질 이차순수제조계의 카트리지 폴리셔를 교환한 후, 미리 시험에 의해 구해진 처리 성능 안정 기간이 경과하기 전까지, 상기 고수질 이차순수제조계에 의한 카트리지 폴리셔 처리수를, 상대적으로 낮은 수질이 요구되는 저수질 이차순수제조계의 카트리지 폴리셔 출구 라인에 공급하는 동시에, 상기 저수질 이차순수제조계에 의한 카트리지 폴리셔 처리수를 고수질 이차순수제조계의 카트리지 폴리셔 출구 라인에 공급하고, 상기 처리 성능 안정 기간이 경과한 후에, 고수질 이차순수제조계에 의한 카트리지 폴리셔 처리수를 고수질 이차순수제조계의 카트리지 폴리셔 출구 라인에 공급하고, 저수질 이차순수제조계에 의한 카트리지 폴리셔 처리수를 저수질 이차순수제조계의 카트리지 폴리셔 출구 라인에 공급하는 통상의 공급에 복귀하는 것을 특징으로 하는 고순도수 제조 시스템의 운전 방법.
제 5 항에 있어서,

각 카트리지폴리셔 처리수를 막처리한 후, 각 유스포인트에 공급하는 고순도수 제조시스템의 운전방법.
제 5 항에 있어서,

각 유스포인트에서 사용하지 않은 고순도수를 상기 일차순수탱크에 되돌리는 고순도수 제조시스템의 운전방법.
제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 전자부품부재의 세척수를 제조하는 고순도수 제조시스템의 운전방법.