KR102521177B1 - 온 초순수 제조 시스템의 기동 방법, 기동 프로그램 및 온 초순수 제조 시스템 - Google Patents
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Abstract
초순수를 사용 지점에의 공급 수온으로 승온하여 온 초순수를 제조하는 온 초순수 제조 시스템의 기동 방법으로서, 상온 이상이고 또한 공급 수온 이하의 수온 범위 내에서, 초순수를 상온보다 고온으로 승온시킨 승온수와 승온수보다 저온으로 강온시킨 강온수를 온 초순수가 흐르는 온 초순수 배관에 교대로 통수시키는, 온 초순수 제조 시스템의 기동 방법.
Description
본 발명은 온 초순수 제조 시스템의 기동 방법, 기동 프로그램 및 온 초순수 제조 시스템에 관한 것이다.
반도체 제조 공정에서 이용되는 초순수로서, 예를 들면, 세정 공정에서의 세정 효과를 높이기 위해, 소정의 수온으로 승온한 온 초순수가 사용되는 경우가 있다. 일본 특허 공개 제2010-123897호 공보에는 1차 순수를 초순수 가열 장치로 가열하여 사용 지점에 공급하는 구성이 기재되어 있다.
온 초순수를 제조하는 시스템에는 폴리불화비닐리덴(PVDF)제의 배관이 사용되는 경우가 많다. 그러나, 온 초순수 제조 시스템의 기동 시에는, PVDF제의 배관으로부터 불소가 용출되기 때문에, 온 초순수의 불소 농도가 높아진다.
이와 같은 단점을 해소하기 위해, 일본 특허 공개 제2010-123897호 공보에서는, 사용 지점 배관의 세정 방법으로서, 공급하는 온 초순수의 수온보다 높은 수온에서 사용 지점 배관의 세정을 행하는 것이 기재되어 있다.
즉, 이와 같이 높은 수온의 세정수로 사용 지점 배관을 세정함으로써, 사용 지점 배관으로부터의 불소 용출을 촉진하고, 단시간에 용출을 감소시킨 후에는 소망의 수질로 할 수 있다는 점이 기재되어 있다.
그러나, 실제로 온 초순수 제조 시스템을 기동할 때에는, 상기의 방법에서는 기동 시간의 단축이라는 점에서 불충분하다. 게다가, 공급하는 온 초순수의 수온보다 높은 수온의 세정수로 사용 지점 배관을 세정하면, 사용 지점 배관의 변형, 강도 저하나 열화(이하, 이들을 묶어 단순히 「열화」라고 함)를 촉진할 우려가 있다. 사용 지점 배관의 열화가 촉진되면, 열화에 의해 새롭게 용출물이나 미립자 등이 발생하여, 수질이 악화되어 버린다.
본 발명의 목적은 온 초순수 배관의 열화를 억제하면서, 온 초순수 제조 시스템의 기동 시간을 단축하는 것이다.
제 1 양태의 온 초순수 제조 시스템의 기동 방법은, 초순수를 사용 지점에의 공급 수온으로 가열하여 온 초순수를 제조하는 온 초순수 제조 시스템의 기동 방법으로서, 상온 이상이고 또한 상기 공급 수온 이하의 수온 범위 내에서, 상기 초순수를 상온보다 고온으로 승온시킨 승온수와 상기 승온수보다 저온으로 강온시킨 강온수를 상기 온 초순수가 흐르는 온 초순수 배관에 교대로 통수(通水)시킨다.
즉, 이러한 온 초순수 제조 시스템의 기동 방법에서는, 온 초순수 배관에 승온수와 강온수를 교대로 통수시킨다. 승온수는 상온보다 고온이며 공급 수온 이하로 승온한 초순수이며, 강온수는 승온수보다 저온이며 상온 이상으로 강온한 초순수이다.
승온수의 통수에 의해, 온 초순수 배관은 약간 신장된다. 이에 반해, 강온수의 통수에 의해 온 초순수 배관은 약간 수축된다. 그 때문에, 온 초순수 배관은, 승온수와 강온수가 교대로 통수됨으로써 신축된다. 이와 같이 온 초순수 배관을 신축시킴으로써, 예를 들면, 단순히 승온수나 공급 수온의 초순수를 통수시키는 경우와 비교하여, 온 초순수 배관이 함유하는 불소를 단시간에 용출시킬 수 있어, 온 초순수 제조 시스템의 기동 시간을 단축시킬 수 있다.
승온수 및 강온수의 수온 범위는 상온 이상이고 또한 사용 지점에의 공급 수온 이하이다. 즉, 초순수를 과도하게 가열하거나 냉각시킬 필요는 없다.
승온수의 수온은 공급 수온 이하이므로, 공급 수온을 초과한 고온의 물을 온 초순수 배관에 통수하는 경우와 비교하여, 온 초순수 배관의 열화를 억제할 수 있다.
제 2 양태의 온 초순수 제조 시스템의 기동 방법에서는, 상기 온 초순수 제조 시스템이 상기 초순수를 수온 조정하여 상기 공급 수온으로 하는 수온 조정 장치를 구비하고, 상기 수온 조정 장치를 이용하여, 상기 초순수에의 승온과 강온을 행한다.
초순수에의 승온 및 강온을 온 초순수 제조 시스템이 갖고 있는 수온 조정 장치를 이용하여 행하므로, 이 수온 조정 장치와는 별도의 승온 장치나 강온 장치를 이용하여 이들을 제어할 필요가 없다. 즉, 초순수로의 승온 및 강온을 용이하게 행할 수 있다.
제 3 양태의 온 초순수 제조 시스템의 기동 방법에서, 상기 승온수의 수온은 상기 공급 수온보다 10℃ 낮은 수온 이상이다.
즉, 승온수로서, 공급 수온 이하이고 또한 공급 수온에 가까운 일정 범위를 유지하기 때문에, 온 초순수 배관을 신장하는 작용을 확실하게 발휘할 수 있다. 승온수의 온도가 공급 수온보다 10℃ 낮은 수온보다 더 낮은 수온(예컨대, 공급 수온이 75℃인 경우, 승온수의 수온이 65℃ 미만)이면, 온 초순수 배관을 충분히 신장시킬 수 없을 우려가 있지만, 승온수의 수온을 공급 수온보다 10℃ 낮은 수온 이상으로 함으로써, 온 초순수 배관을 충분히 신장시킬 수 있다.
제 4 양태의 온 초순수 제조 시스템의 기동 방법에서, 상기 강온수의 수온은 50℃ 이하이다.
이와 같이 강온수의 수온에 상한을 마련함으로써, 온 초순수 배관을 강온수에 의해 확실하게 수축시킬 수 있다. 강온수의 수온이 50℃ 초과이면, 온 초순수 배관을 충분히 수축시킬 수 없을 우려가 있지만, 강온수의 수온을 50℃ 이하로 함으로써, 온 초순수 배관을 충분히 수축시킬 수 있다.
제 5 양태의 온 초순수 제조 시스템의 기동 방법에서, 상기 온 초순수 배관에의 상기 승온수의 통수 1회당 연속 통수 시간은 3시간 내지 24시간이다.
온 초순수 배관에의 승온수의 통수 1회당 연속 통수 시간은 3시간 이상인 것이고, 승온수의 연속 통수 시간이 3시간 미만인 경우와 비교하여, 온 초순수 배관을 승온수에 의해 확실하게 신장시킬 수 있다.
또한, 온 초순수 배관에의 승온수의 통수 1회당 연속 통수 시간이 24시간 이하인 것이고, 승온수의 연속 통수 시간이 24시간 초과인 경우와 비교하여, 승온수 의 통수 시간이 과도하게 길어지는 것을 억제할 수 있다.
제 6 양태의 온 초순수 제조 시스템의 기동 방법에서, 상기 온 초순수 배관에의 상기 강온수의 통수 1회당 연속 통수 시간은 3시간 내지 24시간이다.
온 초순수 배관에의 강온수의 통수 1회당 연속 통수 시간은 3시간 이상인 것이고, 강온수의 연속 통수 시간이 3시간 미만인 경우와 비교하여, 온 초순수 배관을 강온수에 의해 확실하게 수축시킬 수 있다.
또한, 온 초순수 배관에의 강온수의 통수 1회당 연속 통수 시간이 24시간 이하인 것이고, 강온수의 연속 통수 시간이 24시간 초과인 경우와 비교하여, 강온수 의 통수 시간이 과도하게 길어지는 것을 억제할 수 있다.
제 7 양태의 온 초순수 제조 시스템의 기동 방법에서는, 상기 초순수의 승온 시 및 강온 시의 단위 시간당 수온 변화의 절대값이 0.2℃/분 내지 5.0℃/분이다.
승온 시 및 강온 시의 단위 시간당 수온 변화의 절대값을 5.0℃/분 이하로 함으로써, 수온 변화가 완만해진다. 이 때문에, 수온 변화가 급격하게 발생하는 경우와 비교하여, 온 초순수 배관의 열화를 억제할 수 있다.
또한, 이 수온 변화의 절대값을 0.2℃/분 이상으로 함으로써, 수온 변화에 필요한 시간이 과도하게 길어지는 것을 억제할 수 있다.
제 8 양태의 온 초순수 제조 시스템의 기동 방법에서는, 상기 온 초순수 배관에의 상기 승온수의 1회의 통수와 상기 강온수의 1회의 통수를 통수 사이클로 하여, 상기 통수 사이클을 3회 내지 10회 반복한다.
통수 사이클을 3회 이상으로 함으로써, 통수 사이클을 2회 이하로 한 경우와 비교하여, 온 초순수 배관으로부터 확실하게 불소를 용출시킬 수 있다.
통수 사이클을 10회 이하로 함으로써, 통수 사이클을 11회 이상으로 한 경우와 비교하여, 과도하게 통수 사이클이 많아지지 않아, 기동 시간을 단축시킬 수 있다.
제 9 양태의 온 초순수 제조 시스템의 기동 방법에서, 상기 온 초순수 배관에의 상기 승온수와 상기 강온수의 교대 통수를, 상기 온 초순수 제조 시스템으로부터 상기 사용 지점으로 상기 온 초순수를 공급하기 전에 행한다.
이것에 의해, 사용 지점에 공급되는 온 초순수에 불소가 용출되는 것을 억제할 수 있다.
제 10 양태의 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 온 초순수 제조 시스템의 기동 프로그램은, 초순수를 사용 지점에의 공급 수온으로 가열하여 온 초순수를 제조하는 온 초순수 제조 시스템의 기동 프로그램으로서, 상온 이상이고 또한 상기 공급 수온 이하의 수온 범위 내에서, 상기 초순수를 상온보다 고온으로 승온시킨 승온수와 상기 승온수보다 저온으로 강온시킨 강온수를 상기 온 초순수가 흐르는 온 초순수 배관에 교대로 통수(通水)시키는 것을 포함하는 처리를 컴퓨터로 실행시킨다.
즉, 이러한 온 초순수 제조 시스템의 기동 프로그램에서는, 온 초순수 배관에 승온수와 강온수를 교대로 통수시키는 처리를 컴퓨터로 실행시킨다. 승온수는 상온보다 고온이며 공급 수온 이하로 승온한 초순수이며, 강온수는 승온수보다 저온에서 상온 이상으로 강온시킨 초순수이다.
승온수의 통수에 의해, 온 초순수 배관은 약간 신장된다. 이에 반해, 강온수의 통수에 의해 온 초순수 배관은 약간 수축된다. 즉, 온 초순수 배관은, 승온수와 강온수가 교대로 통수됨으로써 신축된다. 이와 같이 온 초순수 배관을 신축시킴으로써, 예를 들면, 단순히 승온수나 공급 수온의 초순수를 통수시키는 경우와 비교하여, 온 초순수 배관이 함유하는 불소를 단시간에 용출시킬 수 있다. 그리고, 이것에 의해, 온 초순수 배관을, 온 초순수를 제조할 수 있는 상태로 할 수 있으므로, 온 초순수 제조 시스템의 기동 시간을 짧게 할 수 있다.
승온수 및 강온수의 수온 범위는 상온 이상이고 또한 사용 지점에의 공급 수온 이하이다. 즉, 초순수를 과도하게 가열하거나 냉각시킬 필요는 없다.
승온수의 수온은 공급 수온 이하이므로, 공급 수온을 초과한 고온의 물을 온 초순수 배관에 통수하는 경우와 비교하여, 온 초순수 배관의 열화를 억제할 수 있다.
제 11 양태의 온 초순수 제조 시스템은 초순수를 제조하는 초순수 제조 장치와, 상기 초순수 제조 장치로 제조된 상기 초순수를 수온 조정하여 사용 지점에의 공급 수온으로 승온하여 온 초순수로 하는 수온 조정 장치와, 상기 수온 조정 장치의 내부 및 상기 수온 조정 장치와 사용 지점 사이에 마련되어 상기 온 초순수가 흐르는 온 초순수 배관과, 상기 초순수로부터 상온 이상이고 또한 상기 사용 지점에의 공급 수온 이하의 수온 범위 내에서, 상기 상온보다 승온시킨 승온수와, 상기 승온수보다 강온시킨 강온수를 교대로 생성하도록 상기 수온 조절 장치를 제어하는 제어 장치를 갖는다.
이러한 온 초순수 제조 시스템에서는, 초순수 제조 장치에 의해 제조된 초순수의 수온을 수온 조정 장치를 통해 조정하여 승온하고, 사용 지점에의 공급 수온으로 한다. 그리고, 온 초순수 배관을 통해 온 초순수를 사용 지점에 공급할 수 있다.
이러한 온 초순수 제조 시스템은 승온수와 강온수를 교대로 생성하도록 제어 장치가 수온 조정 장치를 제어한다. 수온 조정 장치의 내부 및 수온 조정 장치와 사용 지점 사이에는 온 초순수 배관이 마련되어 있고, 이러한 온 초순수 배관에 승온수와 강온수를 교대로 통수할 수 있다.
온 초순수 배관은, 승온수와 강온수가 교대로 통수되는 것에 의해 신축하므로, 예를 들면, 승온수를 단순히 통수하는 경우와 비교하여, 온 초순수 배관이 함유하는 불소를 단시간에 용출시킬 수 있어 온 초순수 제조 시스템의 기동 시간을 짧게 할 수 있다.
승온수 및 강온수의 수온 범위는 상온 이상이고 또한 사용 지점에의 공급 수온 이하이다. 즉, 초순수를 과도하게 가열하거나 냉각시킬 필요는 없다.
승온수의 수온은 공급 수온 이하이므로, 공급 수온을 초과한 고온의 물을 온 초순수 배관에 통수하는 경우와 비교하여, 온 초순수 배관의 열화를 억제할 수 있다.
또한, 이러한 온 초순수 제조 시스템을 사용하면, 초순수를 제조하는 공정과, 이 초순수로부터 온 초순수를 제조하는 공정을 분리할 수 있다. 환언하면, 초순수 제조 장치에 의해 불순물을 충분히 제거한 초순수를 제조한 후에, 이 초순수에 대해, 수온 조정 장치에 의한 수온 조정으로 온 초순수를 얻는다. 온 초순수를 제조하는 공정에서는, 초순수의 수온을 조정하면 충분하기 때문에, 수온을 조정하는 공정을 최소로 할 수 있다. 그리고, 이것에 의해, 초순수 제조 장치에서, 수온을 조정하는 공정에서 유입되는 불순물의 양을 적게 함과 동시에, 수온을 조정하는 공정의 기동 시간을 짧게 할 수 있다. 그 때문에, 온 초순수 제조 시스템의 기동 시의 온 초순수 배관에의 손상을 작게 할 수 있어, 장기간에 걸쳐 고순도의 온 초순수를 제조할 수 있다. 특히, 이러한 온 초순수 제조 시스템에서, 본 발명의 기술에 따른 기동 방법을 적용하면, 보다 단시간에 온 초순수 제조 시스템을 기동시킬 수 있다.
제 12 양태의 온 초순수 제조 시스템에서는, 초순수를 제조하는 초순수 제조 장치와, 상기 초순수 제조 장치에 의해 제조된 상기 초순수를 수온 조정하여 사용 지점에의 공급 수온으로 승강하여 온 초순수로 하는 수온 조정 장치와, 상기 수온 조정 장치의 내부 및 상기 수온 조정 장치와 사용 지점 사이에 마련되어 상기 온 초순수가 흐르는 온 초순수 배관을 구비하고, 상기 초순수 제조 장치는 피처리수로부터 이온 교환에 의해 이물질을 제거하는 이온 교환 장치와, 상기 이온 교환 장치보다 상기 피처리수의 흐름 방향의 하류에 마련되는 제 1 한외 여과막을 갖고, 상기 수온 조정 장치는 상기 초순수와 열 매체의 열 교환을 행하는 열 교환기와 상기 열 교환기보다 상기 초순수의 흐름 방향의 하류에 마련되는 제 2 한외 여과막으로 구성되고, 상기 초순수 제조 장치로부터 상기 사용 지점으로 상기 초순수가 직접 흐르는 초순수 배관과, 상기 초순수 배관으로부터 분기되어 상기 초순수가 상기 수온 조정 장치로 흐르는 분기 배관을 구비한다.
이러한 온 초순수 제조 시스템에서는, 초순수 제조 장치에 의해 제조된 초순수의 수온을 수온 조정 장치를 통해 조정하여 승온하고, 사용 지점에의 공급 수온으로 한다. 그리고, 온 초순수 배관을 통해 온 초순수를 사용 지점에 공급할 수 있다.
초순수 제조 장치는 이온 교환 장치를 구비하고, 이온 교환에 의해 피처리수로부터 이물질을 효과적으로 제거할 수 있다. 또한, 초순수 제조 장치는 이온 교환 장치보다 피처리수의 흐름 방향의 하류에 제 1 한외 여과막을 구비하고 있어, 이온 교환 장치에서는 제거할 수 없었던 이물질을 제거할 수 있다. 이것에 의해, 이물질을 충분히 제거한 고순도의 초순수를 얻을 수 있다.
수온 조정 장치는 열 교환기를 구비하고, 열 매체와의 열 교환에 의해, 초순수를 효율적으로 수온 조정하여, 사용 지점에의 공급 수온으로 가열할 수 있다. 또한, 수온 조정 장치는 제 2 한외 여과막을 구비하고, 이것보다 상류 측에서 이물질이 발생되고 있어도, 이 이물질을 제거하여 온 초순수를 사용 지점으로 보낼 수 있다.
이와 같이, 온 초순수를 얻는 일련의 공정을, 이온 교환 장치, 제 1 한외 여과막, 열 교환기 및 제 2 한외 여과막까지의 일련의 공정으로 실현할 수 있다.
또한, 수온 조정 장치에서는, 열 교환기에 의해 초순수와 열 매체의 열 교환을 행함으로써, 단순히 공급 수온으로 가열된 온 초순수를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 초순수의 수온을 소망의 수온으로 하는 것도 가능하다. 예를 들면, 초순수의 수온을, 상온 이상이고 또한 사용 지점에의 공급 수온 이하인 수온 범위 내에서, 상온보다 승온시킨 승온수와 승온수보다 강온시킨 강온수를 교대로 생성할 수 있다. 그리고, 온 초순수 배관에, 승온수와 강온수를 교대로 통수시킬 수 있다.
온 초순수 배관은, 승온수와 강온수가 교대로 통수되는 것에 의해 신축하므로, 예를 들면, 승온수를 단순히 통수하는 경우와 비교하여, 온 초순수 배관이 함유하는 불소를 단시간에 용출시킬 수 있어 온 초순수 제조 시스템의 기동 시간을 짧게 할 수 있다.
승온수 및 강온수의 수온 범위는 상온 이상이고 또한 사용 지점에의 공급 수온 이하이다. 즉, 초순수를 과도하게 가열하거나 냉각시킬 필요는 없다.
승온수의 수온은 공급 수온 이하이므로, 공급 수온을 초과한 고온의 물을 온 초순수 배관에 통수하는 경우와 비교하여, 온 초순수 배관의 열화를 억제할 수 있다.
또한, 이러한 온 초순수 제조 시스템에서, 온 초순수를 제조하는 공정을 담당하는 수온 조정 장치의 실질적인 요소로는, 예를 들면, 열 교환기와 제 2 한외 여과막만의 필요 최소한의 구성으로 할 수도 있다. 이와 같이 수온 조정 장치의 구성을 최소한으로 함으로써, 온 초순수 제조 시스템의 기동을 빠르게 함과 동시에, 고순도의 온 초순수를 연속적으로 공급할 수 있어 바람직하다.
본 발명은 온 초순수 배관의 열화를 억제하면서, 온 초순수 제조 시스템의 기동 시간을 단축할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예는 다음의 도면에 기초하여 상세히 설명될 것이다.
도 1은 제 1 실시형태의 온 초순수 제조 시스템의 구성도이고.
도 2는 제 1 실시형태의 온 초순수 제조 시스템의 일부를 나타내는 구성도이고,
도 3은 제 1 실시형태의 온 초순수 제조 시스템의 제어 장치를 구성하는 컴퓨터를 나타내는 구성도이고,
도 4는 제 1 실시형태의 온 초순수 제조 시스템에서 승온수 및 강온수를 통수하는 경우의 시간 변화를 나타내는 그래프이며,
도 5는 제 1 실시형태의 온 초순수 제조 시스템에서의 기동 개시로부터 경과 일수와 불소이온 농도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 1은 제 1 실시형태의 온 초순수 제조 시스템의 구성도이고.
도 2는 제 1 실시형태의 온 초순수 제조 시스템의 일부를 나타내는 구성도이고,
도 3은 제 1 실시형태의 온 초순수 제조 시스템의 제어 장치를 구성하는 컴퓨터를 나타내는 구성도이고,
도 4는 제 1 실시형태의 온 초순수 제조 시스템에서 승온수 및 강온수를 통수하는 경우의 시간 변화를 나타내는 그래프이며,
도 5는 제 1 실시형태의 온 초순수 제조 시스템에서의 기동 개시로부터 경과 일수와 불소이온 농도의 관계를 나타내는 그래프이다.
이하, 도면을 참조하여 제 1 실시형태에 관한 온 초순수 제조 시스템(12)에 대하여 설명한다.
제 1 실시형태의 온 초순수 제조 시스템(12)은 전처리 장치(14), 1차 순수 장치(16), 순수 탱크(18), 2차 순수 장치(20), 수온 조정 장치(22) 및 사용 지점(24)을 구비하고 있다.
전처리 장치(14)에는 원수(原水)가 공급된다. 원수로는 공업용수, 수돗물, 지하수, 하천수 등을 들 수 있다.
전처리 장치(14)에서는 제탁(除濁) 등의 처리를 행하여, 원수 중의 현탁 물질 및 유기물의 일부가 제거된 전처리수를 획득한다. 또, 원수의 수질에 따라서는 전처리 장치(14)는 생략하여도 좋다.
1차 순수 장치(16)에서는, 활성탄 등의 흡착제를 사용하여, 전처리수에 잔존하는 입자를 흡착함과 동시에, 역삼투막 장치 등의 막 여과 장치를 이용하여 무기 이온, 유기물, 미립자 등을 제거한다. 또한, 1차 순수 장치(16)는 이온 교환 장치나 자외선 조사 장치를 구비하고 있어도 좋다. 이온 교환 장치는 전처리 수로부터 잔존하는 이온 등을 제거한다. 더욱이, 1차 순수 장치(16)는 막 탈기 장치를 사용하여, 전처리수로부터 용존 산소 등의 용존 가스의 제거를 행하도록 되어 있어도 좋다.
1차 순수 장치(16)에서의 상기한 각종 장치의 위치, 즉, 전처리수의 흐름 방향에서의 순서는 각 처리에 적합한 순서로 되고, 특정 순서로 한정되는 것은 아니다.
1차 순수 장치(16)는, 이와 같이 하여, 전처리 장치(14)에서 처리하여 얻어진 전처리수에 대하여, 필요에 따라 추가의 청정화 처리를 행하여 불순물을 제거하고, 1차 순수를 얻는 장치이다.
1차 순수 장치(16)에서 얻어진 1차 순수는 순수 탱크(18)로 보내진다. 순수 탱크(18)는 1차 순수 장치(16)에서 얻어진 1차 순수를 일시적으로 저장하는 용기이다.
순수 탱크(18)에 저장된 1차 순수는 2차 순수 장치(20)로 보내진다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 제 1 실시형태의 2차 순수 장치(20)는, 전달된 1차 순수(피처리수)의 흐름 방향으로 순서대로 배치된, 쿨러(26), 자외선 산화 장치(28), 촉매 수지(30), 막 탈기 장치(32), 비재생형 이온 교환 수지(34) 및 제 1 한외 여과막(36)을 구비하고 있다.
쿨러(26)는, 1차 순수와 도시하지 않은 냉매원으로부터 공급된 냉매(예컨대, 냉수) 사이에서 열 교환을 행하여, 1차 순수를 냉각하는 열 교환기이다.
예를 들어, 1차 순수의 수온은 25℃에서 23℃ 정도로 저하된다.
자외선 조사 장치(28)는, 1차 순수에 대하여 자외선을 조사함으로써, 1차 순수에 포함되는 유기물을 분해한다. 이것에 의해, 1차 순수 중의 전체 유기 탄소(TOC: Total Organic Carbon)의 양이 감소된다.
자외선 산화 장치(28)에 의한 자외선 조사에서는, 1차 순수 내에 과산화수소가 생성된다. 촉매 수지(30)에서는, 이 과산화수소를 촉매에 의해 분해한다. 구체적으로는, H2O2→H2O+(1/2)O2의 반응이 생성된다.
막 탈기 장치(32)에서는, 1차 순수 내에 존재하는 기체, 예를 들면, 용존 산소를 탈기막에 의해 제거한다. 구체적으로는, 일례로서, 막 탈기 장치(32)는 중공사 막에 의해 막 탈기 장치(32)의 내부가 기상부와 액상부로 분리되어 있는 구조이다. 그리고, 액상부에 1차 순수를 흘리면서 기상부를 진공으로 하는 것에 의해, 1차 순수 중의 기체를 중공사 막을 투과시켜 기상부로 이동시킴으로써 1차 순수 내의 기체의 양을 감소시킨다.
또, 요구되는 사용 지점(24)에서 구해지는 초순수의 종류에 따라서는, 자외선 산화 장치(28), 촉매 수지(30) 및 막 탈기 장치(32)는 생략하여도 좋다.
비재생형 이온 교환 수지(34)는, 1차 순수와의 사이에서 이온 교환을 행함으로써, 1차 순수 내에 존재하는 미량의 이온을 흡착하고, 1차 순수로부터 제거된다. 또, 이 비재생형 이온 교환 수지(34)는, 「비재생형」, 즉, 부착된 이온을 이온 교환 수지로부터 제거하여 재생하는 것을 행하지 않는 유형이며, 높은 제거율로 1차 순수 내의 이온을 제거할 수 있다.
제 1 한외 여과막(36)에서는, 이것보다 상류 측에서 제거할 수 없었던 1차 순수 중의 이물질을 제거한다. 1차 순수는 2차 순수 장치(20)를 경유하는 것에 의해, 이물질이 더 제거된 2차 순수, 즉, 초순수로 된다.
초순수는 그대로의 상태에서 사용 지점(30)으로 보내져도 좋다. 초순수의 수온은 쿨러(26)에 의해 조정되고, 예를 들면, 23℃ 정도이므로, 사용 지점(24)에서 이 수온의 초순수를 사용하는 경우에는, 초순수는 그대로 사용 지점(24)으로 보내진다. 또한, 제 1 실시형태의 온 초순수 제조 시스템(12)에서는, 수온 조정 장치(22)에 보내어 수온 조정을 행할 수도 있다.
수온 조정 장치(22)는, 프리히터(40), 히터(42) 및 제 2 한외 여과막(44)을 구비한다.
프리히터(40)는, 2차 순수 장치(20)로부터 보내진 초순수(수온은 23℃ 정도)와, 후술하는 바와 같이, 사용 지점(24)의로부터 되돌려진 온 초순수(수온 75℃ 정도) 사이에서 열 교환을 행하는 열 교환기이다. 프리히터(40)는 이 열 교환에 의해 피처리수인 초순수를 가열하여 승온시킨다. 예를 들면, 초순수의 수온을 프리히터(40)에 의해 60℃∼70℃ 정도로 승온하는 것이 가능하다. 예열기(40)로는, 예를 들면, 플레이트형 열 교환기 등의 기존의 열 교환기를 이용할 수 있다.
히터(42)는 초순수와 도시하지 않은 열원으로부터 공급된 열 매체(예컨대, 보일러로부터 공급된 증기)와의 열 교환을 행하는 것에 의해 초순수를 더욱 승온시키는 열 교환기이다. 승온 후의 초순수의 수온은 사용 지점(24)에 공급하는 수온, 즉, 공급 수온이다. 본 실시형태에서는, 사용 지점(24)에서 수온이 75℃인 온 초순수를 사용하는 것을 상정하고 있다. 이 때문에, 히터(42)에 의해 초순수의 수온을 공급 수온인 75℃까지 승온하여 온 초순수를 얻도록 되어 있다. 히터(42)로는, 예를 들면, 플레이트형 열 교환기 등의 기존의 열 교환기를 이용할 수 있다.
또, 수온 조정 장치(22)에서, 초순수를 적절하게 가열하여 수온을 소망 범위로 하는 것이 가능하면, 예를 들면, 프리히터(40)와 히터(42)는 일체화되어 있어도 좋다.
제 2 한외 여과막(44)에서는, 이것보다 상류측에서 제거할 수 없었던 온 초순수 내의 이물질을 제거한다. 예를 들면, 프리히터(40)나 히터(42)에서 생긴 이물질을 제 2 한외 여과막(44)에 의해 제거할 수 있다. 이것에 의해, 온 초순수는 이물질이 더 제거된 상태로 된다.
특히, 본 실시형태에서는, 히터(42)에 의해 가열된 온 초순수 또는 승온수가 제 2 한외 여과막(44)에 의해 처리된다. 따라서, 제 2 한외 여과막(44)으로는 온 초순수의 수온에 대응한 구성인 것이 사용된다.
제 1 실시형태에서, 전술한 각 요소는 배관(50)에 의해 접속되어 있고, 전처리 장치(14), 1차 순수 장치(16), 순수 탱크(18), 2차 순수 장치(20) 및 사용 지점(24)으로의 물의 흐름이 실현되어 있다. 또한, 2차 순수 장치(20)로부터 사용 지점(24)으로의 배관(50)은 도중에 분기되어 수온 조정 장치(22)에 접속됨과 동시에, 수온 조정 장치(22)와 사용 지점(24) 사이도 배관(50)으로 접속되어 있다. 이것에 의해, 사용 지점(24)에의 초순수의 공급은 2차 순수 장치(20)에서 제조된 초순수의 사용 지점(24)으로의 직접적인 흐름과, 수온 조정 장치(22)를 경유한 사용 지점(24)으로의 흐름의 두 계통이 실현되어 있다.
사용 지점(24)과 순수 탱크(18)는 제 1 리턴 배관(50A)으로 접속되어 있고, 사용 지점(24)에서 사용되지 않던 초순수를 순수 탱크(18)로 되돌릴 수 있다. 또한, 사용 지점(24)과 프리히터(40)는 제 2 리턴 배관(50B)에 의해 접속되어 있고, 사용 지점(24)에서 사용되지 않았던 온 초순수를 프리히터(40)로 되돌릴 수 있다. 더욱이, 프리히터(40)와 순수 탱크(18)도 제 3 리턴 배관(50C)으로 접속되어 있고, 프리히터(40)로부터 순수 탱크(18)로 초순수를 되돌릴 수 있다.
또한, 프리히터(40)에서는, 상기한 바와 같이, 2차 순수 장치(20)로부터 보내진 초순수(수온은 23℃ 정도)와 사용 지점(24)으로부터 되돌려진 온 초순수(수온 75℃ 정도) 사이에서 열 교환을 행한다. 열 교환된 초순수는, 예를 들어, 수온이 28℃∼30℃ 정도로 되고, 제 3 리턴 배관(50C)을 통하여 순수 탱크(18)로 되돌아간다.
도 1 및 도 2에 나타내는 복수의 배관(50) 중 굵은 선으로 나타내는 배관은, 재질로서, 통수에 의해 불소가 용출되는 재질, 특히, 본 실시형태에서는 폴리불화비닐리덴(PVDF)이 사용되고 있다. 단, PVDF는, 다른 재질과 비교하면, 불소의 용출은 적고, 또한 재료에 유래하는 다른 불순물의 용출도 적고, 내열성도 높다. 이하에서는, 폴리불화비닐리덴제의 배관을, 특히, PVDF 배관으로 한다. 구체적으로는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 2차 순수 장치(20)의 비재생형 이온 교환 수지(34)로부터 사용 지점(24)에 이르는 배관(50)과, 이 배관(50)으로부터 분기하여 수온 조정 장치(22)의 내부를 지나 사용 지점(24)에 이르는 배관(50)이 PVDF 배관이다. 특히, 히터(42)로부터 사용 지점(24)까지의 PVDF 배관은 온 초순수가 통수되는 배관이며, 온 초순수 배관(50D)의 일례이다.
또, PVDF 배관 이외의 배관(50)의 재질은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 폴리 프로필렌 등의 수지나 스테인리스 등의 금속을 사용할 수 있다.
제 2 한외 여과막(44)과 사용 지점(24) 사이의 배관(50)(PVDF 배관)에는 불소이온 농도 센서(52)가 마련되어 있다. 이 불소이온 농도 센서(52)는 제 2 한외 여과막(44)으로부터 사용 지점(24)으로 흐르는 온 초순수, 후술하는 승온수 및 강온수의 불소이온 농도를 측정한다.
도 3에는, 제 1 실시형태에서, 온 초순수 제조 시스템(12)의 기동을 제어하는 컴퓨터(54)의 내부 구성을 나타내고 있다. 컴퓨터(54)는 수온 조정 장치(22)를 제어하는 제어 장치의 일례를 구성한다.
컴퓨터(54)는 프로세서(56), 메모리(58), 스토리지(60), 표시부(62), 입력부(64), 접수부(66) 및 통신부(68)를 갖고 있다.
스토리지(60)에는, 컴퓨터(54)를 제어 장치로서 기능하게 하기 위한 수온 제어 프로그램(70)이 저장되어 있다. 이 제어 프로그램이 메모리(58) 상에 전개되고, 프로세서(56)에서 추가로 실행됨에 따라, 컴퓨터(54)는 제어 장치로서 기능한다.
표시부(62)는, 예를 들면, 디스플레이 및 표시 램프 등이다. 표시부(62)는 컴퓨터(54)의 상태나, 이 컴퓨터(54)에 접속된 각종 기기의 상태 등을 표시한다.
입력부(64)는, 예를 들면, 키보드, 마우스 및 스위치 등이고, 입력부(64)는 작업자로부터 컴퓨터(54)에 대한 각종 입력을 접수한다.
접수부(66)는, 후술하는 바와 같이, 온 초순수 제조 시스템(12)의 기동 시에, 본원 개시의 기술의 기동 방법을 실행하는 지시를 접수한다. 실질적으로, 입력부(64)의 일부는 접수부(66)의 기능을 갖도록 구성될 수 있다. 표시부(62)를 터치 패널로 구성하여, 입력부(64) 및 접수부(66)를 겸하도록 하여도 좋다.
또한, 제 1 실시형태에서, 쿨러(26), 프리히터(40) 및 히터(42)는 모두 열 교환기이며, 이들 열 교환기에서의 초순수(온 초순수를 포함함)의 출구에는 수온 센서가 마련되어 있다. 수온 센서에 의해 검출된 데이터는 컴퓨터(54)로 송신된다. 그리고, 이들 열 교환기의 온도 조정 밸브를 조정함으로써, 컴퓨터(54)가 수온을 조정하도록 되어 있다.
다음에, 제 1 실시형태의 작용 및 온 초순수 제조 시스템(12)의 기동 방법에 대하여 설명한다. 또, 이 「기동」이란, 미사용 상태의 온 초순수 제조 시스템(12)을 사용 장소에 설치한 단계에서, 실제 소망의 온 초순수를 사용 지점(24)에 공급할 수 있게 될 때까지, 온 초순수 제조 시스템(12)의 상태를 갖추는 것을 말한다. 특히, 본 실시형태에서는, 온 초순수 배관(50D)(히터(42)로부터 사용 지점(24)까지의 PVDF 배관)으로부터의 불소이온의 용출을 사용 지점(24)에서의 온 초순수의 사용에 영향이 없을 정도까지 감소시키는 것을 말한다.
여기서, 단순히 PVDF 배관에 초순수를 통수하면, PVDF 배관은 초기 상태에서 불소를 불순물로서 미량 함유하고 있기 때문에, 용출된 불소가 초순수에 포함되어 버리게 된다. 특히, 온 초순수를 PVDF 배관에 통수하면, 불소가 용출되어, 온 초순수에 혼입되기 쉽다. 예를 들면, 초순수를 반도체 제조 공정에서 사용하는 경우에는, 초순수에 불소가 포함되어 있으면, 반도체의 수율이 악화되어 버린다. 따라서, 반도체 제조 공정에서 사용하는 초순수는 불소의 함유량을 감소시키는 것이 바람직하다.
사용 지점(24)에 공급되는 온 초순수의 불소 함유량을 감소시키기 위해서는, 온 초순수 제조 시스템(12)의 기동 시, 즉, 온 초순수를 사용 지점(24)에서 사용하지 않은 상태에서, 온 초순수를 온 초순수 배관(50D)에 통수하는 것을 생각할 수 있다. 즉, 온 초순수를 온 초순수 배관(50D)에 통수함으로써, 온 초순수 제조 시스템(12)의 실제 사용 전에 온 초순수 배관(50D)의 불소를 온 초순수 중에 용출시켜 버리는 방법이다. 여기서, 통수한 온 초순수는 사용 지점(24)에서 사용하지 않기 때문에, 불소를 함유하고 있어도 반도체 제조 공정에 영향을 미치지 않는다.
이와 같이, 온 초순수 배관(50D)에 온 초순수를 통수하여 온 초순수 배관(50D)으로부터 불소를 용출시키는 경우, 더 고온인 온 초순수를 통수시키면, 단시간에 불소의 용출을 도모하여, 기동 시간을 단축시킬 수 있다. 그러나, 너무 고온인 온 초순수를 온 초순수 배관(50D)에 통수시키면, 온 초순수 배관(50D)의 열화가 진행된다. 예를 들면, 80℃ 이상의 수온의 온 초순수를 온 초순수 배관(50D)에 통수시키면, 온 초순수 배관(50D)의 열화가 진행되기 쉽다. 따라서, 온 초순수 배관(50D)의 열화를 억제하는 관점에서는, 통수하는 온 초순수의 수온을 높게 하지 않는 것이 바람직하다. 그러나, 온 초순수의 수온이 낮으면, 단위 시간당 불소의 용출량이 적어져, 온 초순수 제조 시스템(12)의 기동에 장시간이 필요하다.
이에 반해, 본원의 개시 기술의 제 1 실시형태에서는, 이하의 방법에 의해, 온 초순수 제조 시스템(12)의 기동을 행한다. 또, 기동에 앞서, 예를 들면, 온 초순수 제조 시스템(12)을 소정의 설치 장소에 설치한 후, 2차 순수 장치(20)에서 생성된 초순수를 수온이 상온인 상태로 수온 조정 장치(22)로 흘림으로써, 수온 조정 장치(22) 내부의 살균 처리나 클리닝을 행한다.
구체적으로는, 컴퓨터(54)에 의해 수온 제어 프로그램(70)이 실행됨으로써, 수온 조정 장치(22)가 이하와 같이 제어된다. 즉, 수온 조정 장치(22)에 의해, 초순수를 상온보다 고온으로 승온한 초순수인 승온수와, 이 승온수의 수온보다 저온으로 강온한 초순수인 강온수를 교대로 생성한다. 단, 초순수에 대한 수온 조정의 범위는 상온 이상이고, 또한 사용 지점(24)에의 공급 수온 이하이다. 따라서, 승온수의 수온의 상한은 공급 수온이고, 하한은 일례로서 공급 수온보다 10℃ 낮은 수온이다. 또한, 강온수의 수온의 하한은 상온이며, 상한은 일례로 50℃이다. 또, 여기서 말하는 「상온」이란, 수온 조정 장치(22)에 의해 수온 조정이 행해지는 전(前) 단계에서의 초순수의 수온이며, 본 실시형태에서는 23℃이다.
그리고, 도 4에 나타내는 바와 같이, 승온수와 강온수를 교대로 온 초순수 배관(50D)에 통수시킨다. 여기서, 승온수를 온 초순수 배관(50D)에 통수시키는 1회의 동작과, 그 후 강온수를 온 초순수 배관(50D)에 통수시키는 1회의 동작을 한 번의 「통수 사이클」이라 한다. 본 실시형태에서는 이 통수 사이클을 복수회 행한다. 이 통수 사이클은, 예를 들면, 사전 설정된 소정 횟수 반복하여 행할 수 있다. 또, 각 통수 사이클에서, 승온수의 통수 시간은 달라도 좋고, 마찬가지로, 강온수의 통수 시간도 달라도 좋다.
또한, 본 실시형태에서는, 불소이온 농도 센서(52)에 의한 불소이온 농도의 측정값에 기초하여, 상기의 통수 사이클을 종료시키도록 하여도 좋다. 즉, 불소이온 농도 센서(52)에 의해 측정된 불소이온 농도가 소정값 이하로 된 상태에서, 통수 사이클을 종료하고, 실질적으로 온 초순수 제조 시스템(12)의 기동을 완료하여도 좋다.
불소이온 농도 센서(52)에 의한 불소이온 농도의 검출을 대신하여, 예를 들면, 해당 개소에 샘플링 콕을 설치하고, 유입된 샘플 수를 오프라인으로(즉, 온 초순수 제조 시스템(12)의 외부에서) 분석함으로써 불소이온 농도를 측정할 수 있다. 불소이온 농도 센서(52)를 사용하는 경우 및 샘플 수에 의한 오프라인 분석의 경우의 어느 쪽이든, 예를 들면, 통수 사이클을 행하는 사이클 수의 하한(예컨대, 3 사이클) 및 상한(예컨대, 10 사이클)을 설정해 둘 수 있다. 또한, 통수 사이클마다 불소이온 농도의 경향으로부터, 통수 사이클을 계속할지를 판단할 수도 있다. 이 경우, 통수 사이클 수가 상한에 도달한 이후나 통수 사이클이 종료된 이후에는, 사용 지점(24)에 공급 수온으로 온 초순수를 연속하여 공급하고, 정기적으로, 불소이온 농도 센서(52)를 사용하거나 샘플 수의 채취에 의한 오프라인 분석에 의해, 기동 완료를 확인하는 것이면 좋다. 이 기동 방법에서는, 초순수에 대한 승온 및 강온의 반복이 과도하게 많아지는 것을 억제할 수 있으므로, 온 초순수 배관의 열화를 억제할 수 있다는 효과를 갖는다.
PVDF 배관은 승온수가 통수되면 약간 신장된다. 이에 반해, 강온수가 통수되면 PVDF 배관은 약간 수축된다. 즉, PVDF 배관은 승온수와 강온수가 교대로 통수됨으로써 신축(신장과 수축을 반복함)된다. PVDF에서는, 합성 시의 원료 미반응물로서의 불소 함유 성분, 혹은 중합 결손 부분에 존재하는 불소 함유 성분이 탈리하여 온 초순수에 혼입되어 버리는 것이 문제이다. 특히, 원료 미반응물은 PVDF의 분자 골격의 내부에 유지되어 있다. 본원에 개시된 기술에서는, PVDF 배관이 신축됨으로써, 분자 골격의 내부 혹은 폴리머 구조의 간극 등에 유지되어 있던 불소 함유 성분이 추출되도록 하여 배출된다.
이것에 비해, 수온이 일정한 초순수를 PVDF 배관에 통수하여도, PVDF 배관은 단순히 신장되거나 수축되는 경우는 있어도, 신축되지는 않는다. 예를 들어, 온 초순수 배관(50D)에 통수되는 초순수가, 사용 지점(24)에의 공급 수온까지 승온된 온 초순수이면, 상온의 초순수를 통수하는 경우와 비교하여, PVDF 배관이 신장되는 경우가 있다. 그러나, 수온이 일정한 온 초순수를 통수하고 있으므로, 온 초순수 배관(50D)은 수축되지 않는다. 이 때문에, 상기한 불소 함유 성분이 추출되도록 하여 배출되는 현상은 발생되지 않는다.
또, 본 발명의 기술에서, 온 초순수 배관(50D)으로 사용 가능한 소재는, 상기한 PVDF가 바람직하지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 사용 지점(24)에의 온 초순수의 공급을 견딜 수 있는 소재이면 좋고, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PTFE) 등의 수지이더라도 좋다.
본 발명의 온 초순수 제조 시스템(12)의 기동 방법에서는, 이와 같이, 온 초순수 배관(50D)을 신축시킴으로써, 수온이 일정한 초순수를 온 초순수 배관(50D)에 통수하는 경우와 비교하여, 단위 시간당 불소이온의 용출량을 증가시키고 있다. 그리고, 온 초순수 배관(50D)으로부터의 단위 시간당 불소이온의 용출량을 증가시킴으로써, 온 초순수 배관(50D)에 함유되는 불소이온의 감소에 필요한 시간을 단축하여, 기동 시간을 짧게 하고 있다.
온 초순수 배관(50D)으로부터의 불소이온의 용출량이 충분히 감소된 상태에서, 「기동 완료」로 된다. 기동 완료 후에는, 사용 지점(24)에서의 공급 수온으로 조정된 온 초순수를 사용 지점(24)에 공급한다.
도 5는, 제 1 실시형태의 온 초순수 제조 시스템(12)에서, 기동 작업의 개시로부터의 경과 일수와 사용 지점(24)에서 측정한 불소이온 농도의 관계를 나타내고 있다. 점선으로 나타낸 실시예 1과 실선으로 나타낸 실시예 2는 각각 다른 조건으로 기동 작업을 행하고 있다.
여기서, 일례로서, 온 초순수 제조 시스템(12)의 기동 완료 기준을 불소이온 농도가 5ppt로 된 시점으로 설정한다.
5ppt의 불소이온 농도는 반도체 제조 공정에서 요구되는 기준의 일례이다.
여기서, 예를 들면, 사용 지점(24)에의 온 초순수의 공급 수온인 75℃로 유지하여 연속적으로 온 초순수 배관(50D)에 통수한 경우에는, 불소이온 농도가 5ppt까지 저하하는 데 90일 내지 100일 정도를 필요로 하는 경우가 있었다.
이것에 비해, 본 발명의 기술에서는, 실시예 1에서 약 70일, 실시예 2에서 약 60일에 불소이온 농도가 5ppt까지 감소되고 있다.
이와 같이, 본 발명의 기술에서는, 온 초순수 제조 시스템(12)의 기동에 필요한 시간을 단축할 수 있다.
본 발명의 기술에서는, 2차 순수 장치(20)에서 얻어지는 초순수로부터, 승온수 및 강온수를 얻기 위해 수온 조정 장치(22)를 사용하고 있다. 수온 조정 장치(22)는 온 초순수 제조 시스템(12)에서 초순수를 가열하여 온 초순수를 얻기 위해 구비되는 장치이다. 온 초순수를 얻기 위한 승온수 및 강온수를 얻기 위해, 수온 조정 장치(22)와는 별도의 열 교환기 등을 마련할 필요가 없어, 온 초순수 제조 시스템(12)의 구성을 간소화할 수 있다. 또한, 별도로 마련된 열 교환기의 제어가 불필요하기 때문에, 온 초순수 제조 시스템(12)의 기동 방법을 용이하게 실행할 수 있다.
수온 조정 장치(22)는 2차 순수 장치(20)와는 분리되어 있고, 2차 순수 장치(20)에 의해 불순물을 충분히 제거한 초순수를 제조한 후에, 이 초순수에 대하여, 수온 조정 장치(22)에 의한 수온 조정을 통해 온 초순수를 얻는다. 수온 조정 장치(22)에서는, 실질적으로 초순수의 수온을 조정하면 충분하므로, 수온 조정 장치(22)의 구성(및 수온을 조정하는 공정)을 최소로 할 수 있다. 이것에 의해, 수온 조정 장치(22)(수온을 조정하는 공정)에서 유입되는 불순물의 양을 적게 함과 동시에, 수온을 조정하는 공정의 기동 시간을 짧게 할 수 있다. 그 때문에, 온 초순수 제조 시스템(12)의 기동 시의 온 초순수 배관(50D)에의 손상을 작게 할 수 있어, 장기간에 걸쳐 고순도의 온 초순수를 제조할 수 있다.
또한, 수온 조정 장치(22)로는, 본 발명의 기술과 같이, 열 교환기(프리히터(40) 및 히터(42), 또는 이들이 일체화된 열 교환기)와, 제 2 한외 여과막(44)을 갖는 것이면 충분하다. 이와 같이 수온 조정 장치(22)의 구성을 최소한으로 함으로써, 온 초순수 제조 시스템(12)의 기동을 빠르게 함과 동시에, 고순도의 온 초순수를 연속적으로 공급할 수 있게 된다.
본 발명의 기술에서, 승온수의 수온의 하한은, 사용 지점(24)에의 온 초순수의 공급 수온보다 10℃ 낮은 수온으로 설정되어 있다. 즉, 승온수의 수온은 공급 수온보다 10℃ 낮은 수온 이상이다. 이것에 의해, 승온수의 수온은 공급 수온에 가까운 일정 범위를 유지하므로, 온 초순수 배관(50D)을 신장하는 작용을 확실하게 발휘할 수 있다. 예를 들면, 사용 지점(24)으로의 공급 수온이 75℃인 경우에, 승온수의 수온이 65℃ 미만이면, 온 초순수 배관(50D)을 충분히 신장시킬 수 없을 우려가 있다. 이에 비해, 승온수의 수온을 공급 수온보다 10℃ 낮은 수온 이상(상기의 예에서는 65℃ 내지 75℃)으로 함으로써, 온 초순수 배관(50D)을 충분히 신장시킬 수 있다.
본 발명의 기술에서, 승온수를 온 초순수 배관(50D)에 통수하는 경우의 통수 1회당 연속 통수 시간은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 3시간 내지 24시간으로 할 수 있다. 승온수의 연속 통수 시간이 3시간 이상인 것에 의해, 온 초순수 배관(50D)을 승온수에 의해 확실하게 신장시킬 수 있다.
또한, 온 초순수 배관(50D)으로의 승온수의 통수 1회당 연속 통수 시간이 24시간 이하인 것에 의해, 승온수의 통수 시간이 과도하게 길어지는 것을 억제하여, 온 초순수 제조 시스템(12)의 기동 시간 단축에 기여할 수 있다.
또한, 본 발명의 기술에서, 강온수의 수온의 상한은 50℃이다. 강온수의 수온에 상한을 마련함으로써, 온 초순수 배관(50D)을 강온수에 의해 확실하게 수축시킬 수 있다. 예를 들어, 강온수의 수온이 50℃ 초과이면, 온 초순수 배관(50D)을 충분히 수축시킬 수 없을 우려가 있지만, 강온수의 수온을 50℃ 이하로 함으로써, 온 초순수 배관(50D)을 충분히 수축시킬 수 있다. 물론, 강온수의 수온은 이 범위(상온 내지 50℃)를 유지하면서, 승온수보다 낮은 수온으로 된다. 예를 들면, 사용 지점(24)에의 온 초순수의 공급 수온이 40℃이고, 승온수의 수온이 35℃인 경우는, 강온수의 수온을 30℃로 하는 등, 수온 설정은 공급 수온 등의 조건에 따라 적절하게 설정할 수 있다.
본 발명의 기술에서, 강온수를 온 초순수 배관(50D)에 통수하는 경우의 통수 1회당 연속 통수 시간은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 3시간 내지 24시간으로 할 수 있다. 강온수의 연속 통수 시간이 3시간 이상인 것에 의해, 온 초순수 배관(50D)을 강온수에 의해 확실하게 수축시킬 수 있다.
또한, 온 초순수 배관(50D)으로의 강온수의 통수 1회당 연속 통수 시간이 24시간 이하인 것에 의해, 강온수의 통수 시간이 과도하게 길어지는 것을 억제할 수 있어, 온 초순수 제조 시스템(12)의 기동 시간 단축에 기여할 수 있다.
본 발명의 기술에서, 승온수 및 강온수의 수온은 상온 이상이고 또한 사용 지점(24)에의 공급 수온 이하의 수온 범위 내이다. 승온수의 수온이 과도하게 높지 않기 때문에, 온 초순수 배관(50D)에 고온의 초순수가 통수되는 것에 의한 열화를 억제할 수 있다. 예를 들어, 80℃ 정도의 초순수가 통수되면, 온 초순수 배관(50D)의 열화를 촉진할 우려가 있지만, 본원의 개시 기술에서는 그와 같은 우려는 없다.
본 발명의 기술에서, 수온 조정 장치(22)에 의해 초순수를 승온 및 강온시키는 경우의 단위 시간당 변화율은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 승온시 및 강온시의 시간당 수온 변화의 절대값으로서, 0.2℃/분 내지 5.0℃/분으로 설정할 수 있다. 수온 변화의 절대값을 5.0℃/분 이하로 하는 것에 의해 수온 변화가 완만해지기 때문에, 수온 변화가 급격하게 발생하는 경우와 비교하여, 온 초순수 배관(50D)의 열화에의 영향을 작게 할 수 있다.
또한, 이 수온 변화의 절대값을 0.2℃/분 이상으로 함으로써, 승온수로부터 강온수 및 강온수로부터 승온수로의 수온 변화에 필요한 시간이 과도하게 길어지는 것을 억제할 수 있어, 온 초순수 제조 시스템(12)의 기동 시간의 단축에 기여할 수 있다.
본 발명의 기술에서, 온 초순수 배관에 대한 통수 사이클의 횟수는, 예를 들면, 3회 내지 10회로 설정된다. 통수 사이클을 3회 이상으로 함으로써, 2회 이하인 경우와 비교하여, 온 초순수 배관(50D)으로부터 확실하게 불소를 용출시킬 수 있다.
또한, 통수 사이클을 10회 이하로 함으로써, 통수 사이클을 11회 이상으로 한 경우와 비교하여, 과도하게 통수 사이클이 많아지지 않아, 기동 시간을 단축시킬 수 있다.
본 발명의 기술에서는, 온 초순수 제조 시스템(12)의 기동 방법으로서, 승온수와 강온수를 온 초순수 배관(50D)에 교대로 통수하는 동작을, 온 초순수 제조 시스템(12)으로부터 사용 지점(24)으로의 온 초순수의 공급 전에 행하고 있다.
온 초순수 배관(50D)으로부터 불소가 충분히 용출된 단계에서, 사용 지점(24)에 온 초순수를 공급하므로, 이러한 온 초순수에 불소가 용출되는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 기술에서는, 온 초순수 제조 시스템(12)이 비재생형 이온 교환 수지(34)(이온 교환 장치의 일례), 제 1 한외 여과막(36), 히터(42)(열 교환기의 일례) 및 제 2 한외 여과막(44)을 구비하고 있다. 따라서, 피처리수가, 2차 순수 장치(20)에서, 비재생형 이온 교환 수지(34)(이온 교환 장치의 일례) 및 제 1 한외 여과막(36)을 순서대로 경유하는 것에 의해 초순수가 얻어지고, 또한 이 초순수가 히터(42) 및 제 2 한외 여과막(44)을 순서대로 거치는 것에 의해 사용 지점(24)으로의 공급 수온으로 승온됨과 동시에 이물질이 제거된 온 초순수를 또한 얻을 수 있다. 그리고, 2차 순수 장치(20)에 의해 초순수를 생성하는 공정으로부터, 수온 조정 장치(22)에 의해 승온수 및 강온수를 얻는 공정까지를 연속한 일련의 초순수의 흐름으로 실현할 수 있다.
Claims (12)
- 초순수를 사용 지점에의 공급 수온으로 가열하여 온 초순수를 제조하는 온 초순수 제조 시스템의 기동 방법으로서,
상온 이상이고 또한 상기 공급 수온 이하의 수온 범위 내에서, 상기 초순수를 상온보다 고온으로 승온시킨 승온수, 및 상기 승온수보다 저온으로 강온시킨 강온수를 상기 온 초순수가 흐르는 온 초순수 배관에 교대로 통수시키는,
온 초순수 제조 시스템의 기동 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 온 초순수 제조 시스템은,
상기 초순수를 수온 조정하여 상기 공급 수온으로 하는 수온 조정 장치를 구비하고 있고,
상기 수온 조정 장치를 이용하여, 상기 초순수로의 상기 승온과 상기 강온을 행하는,
온 초순수 제조 시스템의 기동 방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 승온수의 수온은, 상기 공급 수온보다 10℃ 낮은 수온 이상인, 온 초순수 제조 시스템의 기동 방법. - 제 3 항에 있어서,
상기 강온수의 수온은, 50℃ 이하인, 온 초순수 제조 시스템의 기동 방법. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 온 초순수 배관으로의 상기 승온수의 통수 1회당 연속 통수 시간은, 3시간 내지 24시간인, 온 초순수 제조 시스템의 기동 방법. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 온 초순수 배관에의 상기 강온수의 통수 1회당 연속 통수 시간은, 3시간 내지 24시간인, 온 초순수 제조 시스템의 기동 방법. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 초순수의 승온 시 및 강온 시의 단위 시간당 수온 변화의 절대값은, 0.2℃/분 내지 5.0℃/분인, 온 초순수 제조 시스템의 기동 방법. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 온 초순수 배관으로의 상기 승온수의 1회의 통수와 상기 강온수의 1회의 통수를 통수 사이클로 하여, 상기 통수 사이클을 3회 내지 10회 반복하는, 온 초순수 제조 시스템의 기동 방법. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 온 초순수 배관으로의 상기 승온수와 상기 강온수의 교대 통수를, 상기 온 초순수 제조 시스템으로부터 상기 사용 지점으로의 상기 온 초순수의 공급 전에 행하는, 온 초순수 제조 시스템의 기동 방법. - 초순수를 사용 지점에의 공급 수온으로 가열하여 온 초순수를 제조하는 온 초순수 제조 시스템의 기동 프로그램으로서,
상온 이상이고 또한 상기 공급 수온 이하의 수온 범위 내에서, 상기 초순수를 상온보다 고온으로 승온시킨 승온수와, 상기 승온수보다 저온으로 강온시킨 강온수를 상기 온 초순수가 흐르는 온 초순수 배관에 교대로 통수시키는 것을 포함하는 처리를 컴퓨터로 실행시키는, 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 온 초순수 제조 시스템의 기동 프로그램. - 초순수를 제조하는 초순수 제조 장치와,
상기 초순수 제조 장치로 제조된 상기 초순수를 수온 조정하여 사용 지점에의 공급 수온으로 승온하여 온 초순수로 하는 수온 조정 장치와,
상기 수온 조정 장치의 내부 및 상기 수온 조정 장치와 사용 지점 사이에 마련되어 상기 온 초순수가 흐르는 온 초순수 배관과,
상기 초순수로부터, 상온 이상이고 또한 상기 사용 지점에의 공급 수온 이하의 수온 범위 내에서, 상기 상온보다 승온시킨 승온수와, 상기 승온수보다 강온시킨 강온수를 교대로 생성하도록, 상기 수온 조정 장치를 제어하는 제어 장치
를 구비하는 온 초순수 제조 시스템. - 삭제
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