TW202317282A - 溫超純水製造系統之初始方法、初始程式及溫超純水製造系統 - Google Patents
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Abstract
溫超純水製造系統之初始方法，其為對超純水送至使用點之供給水溫加熱來製造溫超純水之溫超純水製造系統之初始方法，其係：在常溫以上且前述供給水溫以下之水溫範圍內，將使前述超純水升溫至比常溫高溫之升溫水、及降溫至比前述升溫水低溫之降溫水交替地通水於前述溫超純水流動之溫超純水管道。
Description
本揭露關於一種溫超純水製造系統之初始方法、初始程式及溫超純水製造系統。
作為半導體製造程序中所利用之超純水，例如為了提高洗淨程序中之洗淨效果，有利用升溫至預設水溫的溫超純水。在日本特開2010-123897號公報中，記載有將一次純水以超純水加熱裝置加熱供給至使用點(use point)的構成。
在製造溫超純水的系統中，多利用聚偏二氟乙烯(PVDF)製的管道。然而，在溫超純水製造系統之初始時，由於會從PVDF製之管道溶解出氟，溫超純水之氟濃度會提高。
為了解決像這樣的問題，日本特開2010-123897號公報中，作為使用點管道的洗淨方法，記載有以比供給之溫超純水之水溫高的水溫來進行使用點管道之洗淨。
換言之，其記載有像這樣以高水溫之洗淨水來洗淨使用點管道，促進從使用點管道而來之氟的溶解，短時間降低溶解後，而可得到期望的水質。
然而，實際上在初始溫超純水製造系統時，上述方法中之初始時間縮短之點並不充分。況且，當以水溫比供給之溫超純水之水溫高的洗淨水來洗淨使用點管道時，有促使使用點管道之變形、強度降低或劣化(以下，統稱為「劣化」)的疑慮。若使用點管道被促使劣化，會因劣化發生新的溶解物或微粒子等，水質會惡化。
本揭露之目的為抑制溫超純水管道之劣化，並縮短溫超純水製造系統之初始時間。
第一態樣之溫超純水製造系統之初始方法，其為對超純水送至使用點之供給水溫加熱來製造溫超純水之溫超純水製造系統之初始方法，其係：在常溫以上且前述供給水溫以下之水溫範圍內，將使前述超純水升溫至比常溫高溫之升溫水、及降溫至比前述升溫水低溫之降溫水交替地通水於前述溫超純水流動之溫超純水管道。
換言之，在此溫超純水製造系統之初始方法中，於溫超純水管道交替地通水升溫水及降溫水。升溫水係升溫至比常溫高溫且供給水溫以下之超純水，降溫水係以比升溫水低溫來降溫至常溫以上之超純水。
經由升溫水之通水，溫超純水管道係些微地伸長。相對於此，經由降溫水之通水，溫超純水管道係些微地收縮。藉此，溫超純水管道因升溫水及降溫水交替地通水而伸縮。像這樣使溫超純水管道伸縮，例如與單純通水升溫水或供給水溫之超純水的情況相比，可使溫超純水管道所含有之氟短時間溶解出，而可縮短溫超純水製造系統之初使時間。
升溫水及降溫水之水溫範圍係常溫以上，且為送至使用點之供給水溫以下。換言之，無須對超純水過度地加熱、冷卻。
由於升溫水之水溫為供給水溫以下，相比於將超過供給水溫之高溫水通水於溫超純水管道的情況，可抑制溫超純水管道之劣化。
在第二態樣之溫超純水製造系統之初始方法中，前述溫超純水製造系統包含對前述超純水調整水溫來調整前述供給水溫之水溫調整裝置，利用前述水溫調整裝置，進行對前述超純水之前述升溫及前述降溫。
由於利用溫超純水製造系統所具有之水溫調整裝置來進行對超純水之升溫及降溫，該水溫調整裝置無需利用並控制另外的升溫裝置或降溫裝置。換言之，可容易地進行對超純水之升溫及降溫。
在第三態樣之溫超純水製造系統之初始方法中，前述升溫水之水溫係比前述供給水溫低10℃水溫以內。
換言之，作為升溫水，由於保持在供給水溫以下且靠近供給水溫的一定範圍，可確實地產生讓溫超純水管道伸長的功用。升溫水的溫度為比供給水溫低10℃水溫更低的水溫(例如，供給水溫為75℃的情況，升溫水的水溫為小於65℃)時，會有無法充分地使溫超純水管道伸長的疑慮，但以升溫水之水溫比供給水溫低10℃水溫以內，而可充分地使溫超純水管道伸長。
在第四態樣之溫超純水製造系統之初始方法中，前述降溫水之水溫係50℃以下。
像這樣設置降溫水之水溫之上限，可使溫超純水管道經由降溫水確實地收縮。當降溫水之水溫超過50℃，會有無法使溫超純水管道充分地收縮的疑慮，但以降溫水之水溫為50℃以下，可使溫超純水管道充分地收縮。
在第五態樣之溫超純水製造系統之初始方法中，送至前述溫超純水管道之前述升溫水之每次通水之連續通水時間係3小時以上24小時以下。
以送至溫超純水管道之升溫水之每次通水之連續通水時間為3小時以上，相比於升溫水之連續通水時間為小於3小時的情況，可使溫超純水管道經由升溫水確實地伸長。
又，以送至溫超純水管道之升溫水之每次通水之連續通水時間為24小時以下，相比於升溫水之連續通水時間為超過24小時的情況，可抑制升溫水的通水時間過度地變長。
在第六態樣之溫超純水製造系統之初始方法中，送至前述溫超純水管道之前述降溫水之每次通水之連續通水時間係3小時以上24小時以下。
以送至溫超純水管道之降溫水之每次通水之連續通水時間為3小時以上，相比於降溫水之連續通水時間為小於3小時的情況，可使溫超純水管道經由降溫水確實地收縮。
又，以送至溫超純水管道之降溫水之每次通水之連續通水時間為24小時以下，相比於降溫水之連續通水時間為超過24小時的情況，可抑制降溫水的通水時間過度地變長。
在第七態樣之溫超純水製造系統之初始方法中，前述超純水之升溫時及降溫時之每單位時間之水溫變化之絕對值係0.2℃/分以上、5.0℃/分以下。
以升溫時及降溫時之每單位時間之水溫變化之絕對值為5.0℃/分以下，水溫變化會變得平緩。藉此，相比於激烈產生水溫變化的情況，可抑制溫超純水管道之劣化。
又，以水溫變化之絕對值為0.2℃/分以上，可抑制水溫變化所需時間過度地變長。
在第八態樣之溫超純水製造系統之初始方法中，將送至前述溫超純水管道之前述升溫水之一次通水及前述降溫水之一次通水作為通水循環，重複前述通水循環3次以上、10次以下。
以通水循環為3次以上，相比於通水循環為2次以下的情況，可使氟確實地從溫超純水管道溶解出。
以通水循環為10次以下，相比於通水循環為11次以上的情況，不會變為通水循環過多，而可縮短初始時間。
在第九態樣之溫超純水製造系統之初始方法中，送至前述溫超純水管道之前述升溫水與前述降溫水之交替通水係在由前述溫超純水製造系統至前述使用點之前述溫超純水之供給前進行。
藉此，可抑制溶解出氟到供給至使用點之溫超純水。
第十態樣之溫超純水製造系統之初始程式，其係對超純水送至使用點之供給水溫加熱來製造溫超純水之溫超純水製造系統之初始程式，其係於電腦執行包含以下內容之處理：在常溫以上且前述供給水溫以下之水溫範圍內，將使前述超純水升溫至比常溫高溫之升溫水、及降溫至比前述升溫水低溫之降溫水交替地通水於前述溫超純水流動之溫超純水管道。
換言之，在此溫超純水製造系統之初始程式中，在電腦執行於溫超純水管道交替地通水升溫水及降溫水之處理。升溫水係升溫至比常溫高溫且供給水溫以下之超純水，降溫水係以比升溫水低溫來降溫至常溫以上之超純水。
經由升溫水之通水，溫超純水管道係些微地伸長。相對於此，經由降溫水之通水，溫超純水管道係些微地收縮。換言之，溫超純水管道因升溫水及降溫水交替地通水而伸縮。像這樣使溫超純水管道伸縮，例如與單純通水升溫水或供給水溫之超純水的情況相比，可使溫超純水管道所含有之氟短時間溶解出。藉此，由於可讓溫超純水管道為可製造溫超純水的狀態，而可縮短溫超純水製造系統之初使時間。
升溫水及降溫水之水溫範圍係常溫以上，且為送至使用點之供給水溫以下。換言之，無須對超純水過度地加熱、冷卻。
由於升溫水之水溫為供給水溫以下，相比於將超過供給水溫之高溫水通水於溫超純水管道的情況，可抑制溫超純水管道之劣化。
在第十一態樣之溫超純水製造系統中，其包含：超純水製造裝置，其製造超純水；水溫調整裝置，其對前述超純水製造裝置所製造之前述超純水做水溫調整來升溫送至使用點之供給水溫，以作為溫超純水；溫超純水管道，其設置於前述水溫調整裝置之內部、及前述水溫調整裝置與前述使用點間，並流動前述溫超純水；及控制裝置，其以從前述超純水，在常溫以上且送至前述使用點之供給水溫以下之水溫範圍內，交替地產生升溫至比常溫高溫之升溫水、及降溫至比前述升溫水低溫之降溫水之方式來控制前述水溫調整裝置。
在此溫超純水製造系統中，水溫調整裝置調整升溫經由超純水製造裝置製造之超純水之水溫，以成為送至使用點之供給水溫。接著，通過溫超純水管道可將溫超純水供給至使用點。
在此溫超純水製造系統中，以交替地產生升溫水與降溫水的方式，控制裝置控制水溫調整裝置。水溫調整裝置之內部、及水溫調整裝置與使用點間設置有溫超純水管道，於該溫超純水管道可交替地通水升溫水與降溫水。
由於溫超純水管道被交替地通水升溫水與降溫水而伸縮，例如與單純通水升溫水的情況相比，可使溫超純水管道所含有之氟短時間溶解出，而可縮短溫超純水製造系統之初使時間。
升溫水及降溫水之水溫範圍係常溫以上，且為送至使用點之供給水溫以下。換言之，無須對超純水過度地加熱、冷卻。
由於升溫水之水溫為供給水溫以下，相比於將超過供給水溫之高溫水通水於溫超純水管道的情況，可抑制溫超純水管道之劣化。
又，當使用此溫超純水製造系統，可分離製造超純水之程序、及從該超純水製造溫超純水之程序。換言之，在經由超純水製造裝置製造將雜質充分地去除之超純水後，對於該超純水，藉由水溫調整裝置之水溫調整來得到溫超純水。在製造溫超純水之程序中，由於調整超純水之水溫即可，可讓調整水溫之程序最小限度地執行。藉此，在超純水製造裝置中，可減少在調整水溫程序流入之雜質的量，並且可縮短調整水溫之程序的初始時間。因此，可減少溫超純水製造系統之初始時對溫超純水管道之損害，並可長時間地製造高純度之溫超純水。尤其是，於該溫超純水製造系統中應用有關於本揭露之技術之初始方法，可讓溫超純水製造系統在更短時間完成初始。
在第十二態樣之溫超純水製造系統中，其包含：超純水製造裝置，其製造超純水；水溫調整裝置，其對前述超純水製造裝置所製造之前述超純水做水溫調整來升溫送至使用點之供給水溫，以作為溫超純水；及溫超純水管道，其設置於前述水溫調整裝置之內部、及前述水溫調整裝置與前述使用點間，並流動前述溫超純水；其中，前述超純水製造裝置包含：離子交換裝置，其經由離子交換從被處理水除去異物；及第一超濾膜，其在前述被處理水之流動方向上設置於比前述離子交換裝置下游；前述水溫調整裝置係以進行前述超純水與熱媒介之熱交換的熱交換器、及在前述超純水之流動方向上設置於比前述熱交換器下游之第二超濾膜來構成，並包含：超純水管道，其讓前述超純水從前述超純水製造裝置直接流至前述使用點；及分岐管道，其從前述超純水管道分岐，讓前述超純水流至前述水溫調整裝置。
在此溫超純水製造系統中，水溫調整裝置調整升溫經由超純水製造裝置製造之超純水之水溫，以成為送至使用點之供給水溫。接著，通過溫超純水管道可將溫超純水供給至使用點。
超純水製造裝置具有離子交換裝置，經由離子交換可從被處理水有效地去除異物。又，超純水製造裝置在被處理水之流動方向上於比離子交換裝置下游具有第一超濾膜，而可去除離子交換裝置未除去之異物。藉此，可得到充分去除異物之高純度之超純水。
水溫調整裝置具有熱交換器，經由與熱媒介之熱交換，可有效率地調整超純水水溫，而可加熱至送至使用點之供給水溫。又，水溫調整裝置具有第二超濾膜，在比其上游側即使產生異物，仍可去除該異物將溫超純水送至使用點。
因此，得到溫超純水之連續製程可利用離子交換裝置、第一超濾膜、熱交換器及第二超濾膜之連續程序來實現。
又，在水溫調整裝置中，經由熱交換器來進行超純水與熱媒介之熱交換，不只可得到加熱至供給水溫的溫超純水，亦可讓超純水之水溫為期望之水溫。例如，可讓超純水之水溫在常溫以上且送至使用點之供給水溫以下之水溫範圍內，交替地產生比常溫升溫之升溫水、及比升溫水降溫之降溫水。接著，可在溫超純水管道交替地通水升溫水及降溫水。
由於溫超純水管道被交替地通水升溫水與降溫水而伸縮，例如與單純通水升溫水的情況相比，可使溫超純水管道所含有之氟短時間溶解出，而可縮短溫超純水製造系統之初使時間。
升溫水及降溫水之水溫範圍係常溫以上，且為送至使用點之供給水溫以下。換言之，無須對超純水過度地加熱、冷卻。
由於升溫水之水溫為供給水溫以下，相比於將超過供給水溫之高溫水通水於溫超純水管道的情況，可抑制溫超純水管道之劣化。
又，在此溫超純水製造系統中，作為擔任製造溫超純水程序之水溫調整裝置之實質要素，例如可利用僅熱交換器及第二超濾膜之最小限度需要之構成。以這樣最小限度之水溫調整裝置之構成，可加速溫超純水製造系統之初始階段，並且可連續地供給高純度之溫超純水，因此較佳。
[發明之效果]
在本揭露中，可抑制溫超純水管道之劣化，並可縮短溫超純水製造系統之初始時間。
以下，參照圖式說明有關第一實施態樣之溫純水製造系統12。
第一實施態樣之溫純水製造系統12具有前處理裝置14、一次純水裝置16、純水槽18、二次純水裝置20、水溫調整裝置22及使用點24。
前處理裝置14被供給原水。作為原水，可例舉如工業用水、自來水、地下水、河川水等。
在前處理裝置14進行除濁等之處理，而得到去除原水中之懸浮物質及有機物之一部分之前處理水。再者，對應原水之水質，前處理裝置14亦可省略。
在一次純水裝置16利用活性碳等之吸附劑，來吸附殘存於前處理水之粒子，並且利用逆滲透膜裝置等之膜過濾裝置，來去除無機離子、有機物、微粒子等。又，一次純水裝置16可包含離子交換裝置或紫外線照射裝置。離子交換裝置係從前處理水除去殘存之離子等。一次純水裝置16更可利用膜除氣裝置，來從前處理進行水溶氧等之溶解氣體之去除。
一次純水裝置16中之上述各種裝置之位置，換言之前處理水之流動方向上之順序，依各處理適切地順序排列，並不限定於特定之順序。
一次純水裝置16係像這樣對前處理裝置14處理所得之前處理水，對應需要更進一步進行清淨化處理來去除不純物，而得到一次純水之裝置。
在一次純水裝置16所得之一次純水被輸送至純水槽18。純水槽18係暫時儲存在一次純水裝置16所得之一次純水之容器。
儲存於純水槽18之一次純水被送至二次純水裝置20。
如圖2所示，第一實施態樣之二次純水裝置20係具有在被輸送之一次純水(被處理水)之流動方向上順序配置之冷卻器(cooler)26、紫外線氧化裝置28、觸媒樹脂30、膜除氣裝置32、非再生型離子交換樹脂34及第一超濾膜36。
冷卻器26係在一次純水與從圖未表示之冷媒源供給之冷媒(例如，冷水)之間進行熱交換，冷卻一次純水之熱交換器。例如，一次純水之水溫從25℃降低至23℃的程度。
紫外線氧化裝置28對一次純水進行紫外線照射，來分解一次純水所含有之有機物。藉此，減少一次純水中之總有機碳量(Total Organic Carbon, TOC)之量。
經由紫外線氧化裝置28之紫外線照射，一次純水中產生過氧化氫。觸媒樹脂30經由觸媒分解該過氧化氫。具體而言，產生H
2O
2→H
2O+(1/2)O
2之反應。
在膜除氣裝置32中，將一次純水中存在之氣體，例如溶氧，經由除氣膜來去除。具體而言，作為一例，膜除氣裝置32經由中空纖維透膜(hollow fiber membrane)在膜除氣裝置32之內部分隔有氣相部及液相部之構造。接著，一次純水流至液相部，且讓氣相部為真空，來使一次純水中之氣體透過中空纖維透膜移動至氣相部，而降低一次純水中之氣體量。
再者，紫外線氧化裝置25、觸媒樹脂30及膜除氣裝置32依需求之使用點24之需求的超純水種類，亦可省略。
非再生型離子交換樹脂34利用與一次純水間進行離子交換，來吸附一次純水中存在之微量離子，來從一次純水去除。再者，此非再生型離子交換樹脂34係「非再生型」，換言之，不進行將附著之離子從離子交換樹脂去除之再生程序之形式，而可以高去除率除去一次純水中之離子。
在第一超濾膜36中，將比其上游側無法除去之一次純水中之異物去除。一次純水藉由經過二次純水裝置20，成為更進一步除去異物之二次純水，即超純水。
超純水亦可就此狀態送至使用點24。超純水之水溫由於經過冷卻器26調整，例如為23℃的程度，於使用點24以此水溫使用超純水的情況，超純水就此狀態送至使用點24。又，第一實施態樣之溫超純水製造系統12中，更甚者，亦可送至水溫調整裝置22來調整水溫。
水溫調整裝置22具有預熱器40、加熱器42及第二超濾膜44。
預熱器40係在從二次純水裝置20送來之超純水(水溫係23℃的程度)、及如下述從使用點24返回之溫超純水(水溫75℃的程度)之間進行熱交換之熱交換器。預熱器40經由此熱交換，加熱升溫被處理水之超純水。例如，可以將超純水之水溫經由預熱器40升溫至60℃~70℃之程度。作為預熱器40，例如可利用板式熱交換器等之現有的熱交換器。
加熱器42係利用進行超純水、及從圖未表示之熱源所供給之熱媒(例如，從鍋爐供給之蒸氣)之熱交換，來更進一步升溫超純水之熱交換器。升溫後之超純水之水溫係供給至使用點24之水溫，即供給水溫。在本實施態樣中，設想使用點24中使用水溫75℃之溫超純水。藉此，經由加熱器42，將超純水之水溫升溫至供給水溫之75℃，來得到溫超純水。作為加熱器42，例如可利用板式熱交換器等之現有的熱交換器。
再者，在水溫調整裝置22中，若可以適切地加熱超純水來讓水溫在期望的範圍，例如亦可將預熱器40與加熱器42 一體化。
在第二超濾膜44中，將比其上游側無法除去之溫超純水中之異物去除。例如，預熱器40或加熱器42中產生之異物可在第二超濾膜44去除。溫超純水藉此會成為更進一步除去異物之狀態。
尤其是在本實施態樣中，經由加熱器42加熱之溫超純水或升溫水係藉由第二超濾膜44被處理。因此，作為第二超濾膜44，利用對應於溫超純水之水溫之構成。
在第一實施態樣中，上述各要素經由管道50連接，來實現往前處理裝置14、一次純水裝置16、純水槽18、二次純水裝置20及使用點24之水的流動。又，從二次純水裝置20至使用點24之管道50在中途分岐連接至水溫調整裝置22，並且水溫調整裝置22與使用點24之間亦以管道50連接。藉此，往使用點24之超純水之供給係可實現於二次純水裝置20製造之超純水往使用點24之直接的流路、及經由水溫調整裝置22往使用點24之流路的兩個系統。
使用點24與純水槽18以第一回管50A連接，而可將於使用點24未使用之超純水輸回純水槽18。又，使用點24與預熱器40經由第二回管50B連接，而可將於使用點24未使用之溫超純水輸回預熱器40。再者，預熱器40與純水槽18亦以第三回管50C連接，而可從預熱器40將超純水輸回至純水槽18。
又，在預熱器40中，如上述，在從二次純水裝置20送來之超純水(水溫係23℃的程度)、與從使用點24返回之溫超純水(水溫75℃的程度)之間進行熱交換。熱交換後之超純水，例如為水溫28℃~30℃之程度，通過第三回管50C返回至純水槽18。
圖1及圖2所示之複數管道50之中，粗線表示之管道，做為材質，經過通水會溶解出氟之材質，特別是在本實施態樣中使用聚偏二氟乙烯(PVDF)。不過，PVDF與其他材質相比氟的溶解較少，又從材料而來的其他不純物之溶解亦較少，耐熱性也較高。以下，聚偏二氟乙烯製之管道，特別以PVDF管道說明。具體而言，如圖2所示，二次純水裝置20之從非再生型離子交換樹脂34至使用點24之管道50、及從該管道50分岐通過水溫調整裝置22之內部到達使用點24之管道50為PVDF管道。尤其是，從加熱器42至使用點24之PVDF管道係通水溫超純水之管道，溫超純水管道50D之一例。
再者，PVDF管道以外之管道50之材質非限制性，例如，可利用聚丙烯等之樹脂或不鏽鋼等之金屬。
在第二超濾膜44與使用點24之間的管道50(PVDF管道)設有氟離子濃度感測器52。氟離子濃度感測器52係測定從第二超濾膜44流至使用點24之溫超純水、下述之升溫水及降溫水之氟離子濃度。
在圖3中，顯示第一實施態樣之溫超純水製造系統12之控制初始之電腦54之內部構成。電腦54為控制水溫調整裝置22之控制裝置之一例。
電腦54具有處理器56、記憶體58、儲存器60、顯示部62、輸入部64、接收部66及通訊部68。
在儲存器60記憶有用來使電腦54作為控制裝置產生功能之水溫控制程式70。經由該控制程式在記憶體58上展開，並於處理器56執行，電腦54作為控制裝置產生功能。
顯示部62例如為顯示器及表示燈等。顯示部62係表示電腦54之狀態或連接於該電腦54之各種機器之狀態等。
輸入部64例如為鍵盤、滑鼠及開關等。輸入部64係接收操作者對於電腦54之各種輸入。
接收部66係如下所述，於超純水製造系統12之初始時，接收執行本案揭露之技術之初始方法之指示。實質來說，可利用輸入部64之一部分具有接收部66之功能的方式來構成。顯示部62以觸控面板來構成，兼具輸入部64及接收部66的方式亦可。
又，在第一實施態樣中，冷卻器26、預熱器40及加熱器42任一者皆為熱交換器，於該等熱交換器中之超純水(包含溫超純水)之出口設有水溫感測器。經由水溫感測器檢測出之資料傳送至電腦54。接著，電腦54藉由調整該等熱交換器之溫度調整閥，來調整水溫。
接著，說明有關於第一實施態樣之作用及溫超純水製造系統12之初始方法。再者，此「初始」係指在將未使用狀態之溫超純水製造系統12設置於使用場所之階段後，整備溫超純水製造系統12之狀態，直到實際上可將期望之溫超純水供給至使用點24。尤其是在本實施態樣中，將從溫超純水管道50D(從加熱器42至使用點24之PVDF管道)溶解出之氟離子，降低至對於使用點24之溫超純水之使用沒有影響之程度。
於此，當單純地將超純水通水於PVDF管道，由於PVDF管道在初期狀態微量含有作為不純物之氟，溶解出之氟會被含有於超純水中。尤其是，當溫超純水通水於PVDF管道，氟被溶解出，容易混入溫超純水中。例如，將超純水使用於半導體製造程序的情況，當超純水含有氟，會使得半導體之良率惡化。因此，在半導體製造程序使用超純水係期望降低氟之含有量。
為了降低供給至使用點24之溫超純水之氟含有量，溫超純水製造系統12之初始時，即不使用溫超純水於使用點24之狀態，可考量將溫超純水通水於溫超純水管道50D。換言之，藉由將溫超純水通水於溫超純水管道50D，於溫超純水製造系統12之實際使用前，使溫超純水管道50D之氟溶解出至溫超純水中之方法。由於於此通水之溫超純水不使用於使用點24，即使含有氟亦不影響半導體製造程序。
藉此，將溫超純水通水於溫超純水管道50D，從溫超純水管道50D溶解出氟的情況，若通水更高溫之溫超純水，嘗試短時間溶解出氟，則有可能縮短初始時間。然而，當通水過多高溫之溫超純水於溫超純水管道50D時，會造成溫超純水管道50D之劣化。例如，80℃以上之水溫的溫超純水通水於溫超純水管道50D時，容易造成溫超純水管道50D之劣化。因此，從抑制溫超純水管道50D之劣化的觀點來說，通水之溫超純水之水溫不要太高較佳。然而，溫超純水之水溫較低時，每單位時間之氟溶出量變少，溫超純水製造系統12之初始會需要長時間。
相對於此，本案揭露之技術之第一實施態樣中，經由以下方法，進行溫超純水製造系統12之初始。再者，初始之前，例如，溫超純水製造系統12設置於預設之設置場所後，將二次純水裝置20所生成之超純水在水溫為常溫之狀態下流至水溫調整裝置22，進行水溫調整裝置22之內部之殺菌處理或清潔。
具體來說，經由電腦54執行水溫控制程式70，水溫調整裝置22被控制如下。換言之，經由水溫調整裝置22，交替地產生將超純水升溫至比常溫高溫之超純水即升溫水、及降溫至比升溫水之水溫低溫之超純水即降溫水。然而，對於超純水之水溫調整範圍係常溫以上，且送至使用點24之供給水溫以下。因此，升溫水之水溫之上限為供給水溫，作為下限之一例為比供給水溫低10℃之水溫。又，降溫水之水溫之下限為常溫，作為上限之一例為50℃。再者，這邊所謂的「常溫」係經由水溫調整裝置22調整水溫前之階段之超純水之水溫，在本實施態樣為23℃。
接著，如圖4所示，將升溫水及降溫水交替地通水於溫超純水管道50D。於此，將升溫水通水於溫超純水管道50D一次的動作、及其後將降溫水通水於溫超純水管道50D一次的動作作為一個「通水循環」。本實施態樣中，進行複數次此通水循環。此通水循環，例如，可為重複進行預先設定之預設次數。再者，通水循環之各者中，升溫水之通水時間亦可為不同，相同地，降溫水之通水時間亦可為不同。
又，本實施態樣中，根據經由氟離子濃度感測器52之氟離子濃度之測定值，來使上述之通水循環終止亦可。換言之，在經由氟離子濃度感測器52所測定之氟離子濃度成為預設值以下之狀態，終止通水循環，來實質地完成溫超純水製造系統12之初始亦可。
除了經由氟離子濃度感測器52之氟離子濃度之檢測，例如，該處設置取樣閥(sampling cock)，將擷取之取樣水以離線方式(即，在溫超純水製造系統12之外部)分析來測定氟離子濃度亦可。使用氟離子濃度感測器52的情況、及經由取樣水離線分析的情況之任一者皆可設定，例如，進行通水循環之循環數之下限(例如，3循環)及上限(例如，10循環)。又，從每次通水循環之氟離子濃度之傾向，亦可判斷是否繼續通水循環。在這個情況，通水循環數到達上限以後、或者通水循環終止以後，如果以供給水溫連續供給溫超純水至使用點24，並定期地藉由利用氟離子濃度感測器52或經由取樣水之擷取離線分析，來確認初始完成亦可。在此初始方法中，由於可抑制對超純水重複過多之升溫及降溫，而可達成抑制溫超純水管道之劣化之功效。
PVDF管道當被通水升溫水時會略為伸長。相對於此，被通水降溫水時，PVDF管道會略為收縮。換言之，PVDF管道被交替地通水升溫水及降溫水會伸縮(重複伸長及收縮)。PVDF中，有作為合成時之原料未反應物之含有氟成分、或存在於聚合缺陷部分之含有氟成分會脫離混入溫超純水之問題。尤其是原料未反應物會被保持於PVDF之分子框架內部。在本案揭露之技術中，藉由PVDF管道伸縮，可擠壓保持於分子框架內部、或者聚合物構造之間隙等之含氟成分來排出。
相對於此，將水溫固定之超純水通水於PVDF管道，PVDF管道即使伸長或收縮，並不伸縮。例如，通水於溫超純水管道50D之超純水若為升溫至往使用點24之供給水溫之溫超純水，相比於通水常溫之超純水的情況，PVDF管道係有伸長的情況。然而，由於通水水溫固定之溫超純水，溫超純水管道50D並不收縮。因此，不會產生如上述以擠壓方式排出含氟成分之現象。
再者，在本揭露之技術中，作為溫超純水管道50D可使用之材料較佳為上述之PVDF，但非限制性。適用於送至使用點24之溫超純水之供給的材料亦可，例如，聚四氟乙烯(PTFE)等之樹脂亦可。
本揭露之溫超純水製造系統12之初始方法中，像這樣使溫超純水管道50D伸縮，相比於將水溫固定之超純水通水於溫超純水管道50D的情況，可使每單位時間之氟離子之溶出量增加。接著，藉由來自溫超純水管道50D之每單位時間之氟離子之溶出量增加，降低溫超純水管道50D所含有之氟離子之所需時間縮短，並縮短初始時間。
在來自溫超純水管道50D之氟離子之溶出量充分地被降低之狀態，會成為「初始完成」。初始完成以後，將調整至使用點24之供給水溫之溫超純水供給至使用點24。
圖5表示第一實施態樣之溫超純水製造系統12中，從初始程序開始之經過天數與於使用點24測定之氟離子濃度之關係。虛線所示之實施例1與實線所示之實施例2分別以不同之條件進行初始程序。
於此，作為一例，溫超純水製造系統12之初始完成之基準，設定為氟離子濃度成為5 ppt的時點。5 ppt之氟離子濃度係半導體製造程序中所要求之基準之一例。
於此，例如，送至使用點24之溫超純水之供給水溫保持75℃連續地通水於溫超純水管道50D的情況，氟離子濃度降低至5 ppt需要90天~100天的程度。
相對於此，在本揭露之技術中，實施例1約70天，實施例2中約60天，氟離子濃度降低至5 ppt。
像這樣，本揭露之技術中，可縮短溫超純水製造系統12之初始所需時間。
在本揭露之技術中，為了從二次純水裝置20所得之超純水得到升溫水及降溫水，使用水溫調整裝置22。水溫調整裝置22係在溫超純水製造系統12中，為了加熱超純水得到溫超純水所具備之裝置。為了取得用於得到溫超純水之升溫水及降溫水，水溫調整裝置22不需要設置其他的熱交換器等，可讓溫超純水製造系統12之構成簡單化。又，由於不需要控制另外設置之熱交換器，溫超純水製造系統12之初始方法可容易地執行。
水溫調整裝置22與二次純水裝置20分離，經由二次純水裝置20製造充分地去除雜質之超純水後，對於該超純水，經由水溫調整裝置22來調整水溫以得到溫超純水。在水溫調整裝置22若可實質地調整超純水之水溫就已足夠，因此可讓水溫調整裝置22之構成(及調整水溫之程序)最小化。藉此，於水溫調整裝置22(調整水溫之程序)流入之雜質量較少，並且可縮短調整水溫之程序之初始時間。因此，可減少溫超純水製造系統12之初始時對於溫超純水管道50D之損害，而可長時間製造高純度之溫超純水。
又，作為水溫調整裝置22，如本揭露之技術，若具有熱交換器(預熱器40及加熱器42、或將該等一體化之熱交換器)、及第二超濾膜44就已足夠。像這樣，藉由讓水溫調整裝置22之構成為最小限度，可加速溫超純水製造系統12之初始，並且可連續地供給高純度之溫超純水。
在本揭露之技術中，升溫水之水溫下限係設定為比送至使用點24之溫超純水之供給水溫低10℃之水溫。換言之，升溫水之水溫係比供給水溫低10℃以內之水溫。藉此，由於升溫水之水溫係保持在靠近供給水溫之一定範圍，可確實地達成讓溫超純水管道50D伸長之作用。例如，送至使用點24之供給水溫為75℃的情況，升溫水之水溫為小於65℃時，有無法充分地使溫超純水管道50D伸長之疑慮。相對於此，讓升溫水之水溫為比供給水溫低10℃以內之水溫(在上述之例中，65℃以上75℃以下)，可充分地使溫超純水管道50D伸長。
在本揭露之技術中，將升溫水通水於溫超純水管道50D之情況之每次通水之連續通水時間並未限定，例如，可為3小時以上24小時以下。藉由升溫水之連續通水時間為3小時以上，可使溫超純水管道50D經由升溫水確實地伸長。
又，藉由送至溫超純水管道50D之升溫水之每次通水之連續通水時間為24小時以下，可抑制升溫水之通水時間不會過度長，而可讓溫超純水製造系統12之初始時間縮短。
又，在本揭露之技術中，降溫水之水溫上限為50℃。藉由設置降溫水之水溫之上限，可使溫超純水管道50D經由降溫水確實地收縮。例如，當降溫水之水溫超過50℃，有無法充分地使溫超純水管道50D收縮之疑慮，讓降溫水之水溫為50℃以下，可充分地使溫超純水管道50D收縮。當然，降溫水之水溫係維持在此範圍(常溫以上50℃以下)，並且為比升溫水低之水溫。例如，送至使用點24之溫超純水之供給水溫為40℃，升溫水之水溫為35℃的情況，降溫水之水溫以30℃等，水溫設定可因應供給水溫等之條件適切地設定。
本揭露之技術中，降溫水通水於溫超純水管道50D之情況之每次通水之連續通水時間並未限定，例如，可為3小時以上24小時以下。藉由降溫水之連續通水時間為3小時以上，可使溫超純水管道50D經由升溫水確實地收縮。
又，藉由送至溫超純水管道50D之降溫水之每次通水之連續通水時間為24小時以下，可抑制降溫水之通水時間不會過度長，而可讓溫超純水製造系統12之初始時間縮短。
本揭露之技術中，升溫水及降溫水之水溫係常溫以上且送至使用點24之供給水溫以下之水溫範圍內。由於升溫水之水溫不會過高，可抑制溫超純水管道50D因通水高溫之超純水而劣化的問題。例如，通水80℃程度之超純水時，有促使溫超純水管道50D之劣化的疑慮，本揭露之技術則沒有那樣的顧慮。
本揭露之技術中，經由水溫調整裝置22使超純水升溫及降溫之情況之每單位時間之變化率並無特別限制，作為升溫時及降溫時之每單位時間之水溫變化之絕對值，可設定為0.2℃/分以上、5.0℃/分以下。藉由水溫變化之絕對值為5.0℃/分以下，由於水溫變化變得平緩，相比於激烈產生水溫變化的情況，可降低對溫超純水管道50D之劣化的影響。
又，藉由水溫變化之絕對值為0.2℃/分以上，可抑制從升溫水至降溫水、及從降溫水至升溫水之水溫變化所需時間過度地變長，而可讓溫超純水製造系統12之初始時間縮短。
本揭露之技術中，對於溫超純水管道之通水循環之次數，例如設定為3次以上、10次以下。以通水循環為3次以上，相比於2次以下的情況，可使氟確實地從溫超純水管道50D溶解出。
又，以通水循環為10次以下，相比於通水循環為11次以上的情況，不會變為通水循環過多，而可縮短初始時間。
本揭露之技術中，作為溫純水製造系統12之初始方法，送至溫超純水管道50D之升溫水及降溫水之交互通水動作，在從溫純水製造系統12往使用點24之溫超純水之供給前進行。由於在已從溫超純水管道50D充分溶解出氟的階段供給溫超純水至使用點24，而可抑制氟溶解出至該溫超純水。
本揭露之技術中，溫純水製造系統12具有非再生型離子交換樹脂34(離子交換裝置之一例)、第一超濾膜36、加熱器42(熱交換器之一例)及第二超濾膜44。因此，被處理水在二次純水裝置20中，依序經過非再生型離子交換樹脂34(離子交換裝置之一例)及第一超濾膜36而可得到超純水，再者，該超純水依序經過加熱器42及第二超濾膜44，升溫至送往使用點24之供給水溫，並且可得到除去異物之溫超純水。接著，可實現從經由二次純水裝置20產生超純水之程序，至經由水溫調整裝置22得到升溫水及降溫水之程序之連續的超純水流程。
使用於此且未另外定義，「實質上」及「大約」等用語係用於描述及敘述小變化。當結合於一事件或情況，該用語可包含事件或情況發生精確的當下、以及事件或情況發生至一接近的近似點。例如，當結合於一數值，該用語可包含一變化範圍小於或等於該數值之±10%，如小於或等於±5%、小於或等於±4%、小於或等於±3%、小於或等於±2%、小於或等於±1%、小於或等於±0.5%、小於或等於±0.1%、或小於或等於±0.05%。
以上概述了數個實施例的部件、使得在本發明所屬技術領域中具有通常知識者可以更理解本發明實施例的概念。在本發明所屬技術領域中具有通常知識者應該理解、可以使用本發明實施例作為基礎、來設計或修改其他製程和結構、以實現與在此所介紹的實施例相同的目的及/或達到相同的好處。在本發明所屬技術領域中具有通常知識者也應該理解、這些等效的結構並不背離本發明的精神和範圍、並且在不背離本發明的精神和範圍的情況下、在此可以做出各種改變、取代和其他選擇。因此、本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定為準。
12:溫超純水製造系統
14:前處理裝置
16:一次純水裝置
18:純水槽
20:二次純水裝置
22:水溫調整裝置
24:使用點
50:管道
50A:第一回管
50B:第二回管
50C:第三回管
50D:溫超純水管道
在以下附圖以及說明中闡述了本說明書中所描述之主題之一或多個實施例的細節。從說明、附圖和申請專利範圍，本說明書之主題的其他特徵、態樣與優點將顯得明瞭，其中：
圖1為第一實施態樣之溫超純水製造系統之構成圖；
圖2為表示第一實施態樣之溫超純水製造系統之一部分之構成圖；
圖3為表示成為第一實施態樣之溫超純水製造系統之控制裝置之電腦之構成圖；
圖4為表示第一實施態樣之溫超純水製造系統中通水升溫水及降溫水之情況之時間變化之曲線圖；及
圖5為表示第一實施態樣之溫超純水製造系統中從初始開始經過天數及氟離子濃度之關係之曲線圖。
12:溫超純水製造系統
14:前處理裝置
16:一次純水裝置
18:純水槽
20:二次純水裝置
22:水溫調整裝置
24:使用點
50:管道
50A:第一回管
50B:第二回管
50C:第三回管
50D:溫超純水管道
Claims (12)
- 一種溫超純水製造系統之初始方法，其對超純水送至使用點之供給水溫加熱來製造溫超純水，其係： 在常溫以上且前述供給水溫以下之水溫範圍內，將使前述超純水升溫至比常溫高溫之升溫水、及降溫至比前述升溫水低溫之降溫水交替地通水於前述溫超純水流動之溫超純水管道。
- 如請求項1所述的溫超純水製造系統之初始方法，其中前述溫超純水製造系統包含水溫調整裝置，其對前述超純水調整水溫來調整前述供給水溫， 利用前述水溫調整裝置，進行對前述超純水之前述升溫及前述降溫。
- 如請求項2所述的溫超純水製造系統之初始方法，其中前述升溫水之水溫係比前述供給水溫低10℃水溫以內。
- 如請求項3所述的溫超純水製造系統之初始方法，其中前述降溫水之水溫係50℃以下。
- 如請求項1~4任一項所述的溫超純水製造系統之初始方法，其中送至前述溫超純水管道之前述升溫水之每次通水之連續通水時間係3小時以上24小時以下。
- 如請求項1~4任一項所述的溫超純水製造系統之初始方法，其中送至前述溫超純水管道之前述降溫水之每次通水之連續通水時間係3小時以上24小時以下。
- 如請求項1~4任一項所述的溫超純水製造系統之初始方法，其中前述超純水之升溫時及降溫時之每單位時間之水溫變化之絕對值係0.2℃/分以上、5.0℃/分以下。
- 如請求項1~4任一項所述的溫超純水製造系統之初始方法，其中將送至前述溫超純水管道之前述升溫水之一次通水及前述降溫水之一次通水作為通水循環，重複前述通水循環3次以上、10次以下。
- 如請求項1~4任一項所述的溫超純水製造系統之初始方法，其中送至前述溫超純水管道之前述升溫水與前述降溫水之交替通水係在由前述溫超純水製造系統至前述使用點之前述溫超純水之供給前進行。
- 一種溫超純水製造系統之初始程式，其對超純水送至使用點之供給水溫加熱來製造溫超純水，其係於電腦執行包含以下內容之處理： 在常溫以上且前述供給水溫以下之水溫範圍內，將使前述超純水升溫至比常溫高溫之升溫水、及降溫至比前述升溫水低溫之降溫水交替地通水於前述溫超純水流動之溫超純水管道。
- 一種溫超純水製造系統，其包含： 超純水製造裝置，其製造超純水； 水溫調整裝置，其對前述超純水製造裝置所製造之前述超純水做水溫調整來升溫送至使用點之供給水溫，以作為溫超純水； 溫超純水管道，其設置於前述水溫調整裝置之內部、及前述水溫調整裝置與前述使用點間，並流動前述溫超純水；及 控制裝置，其以從前述超純水，在常溫以上且送至前述使用點之供給水溫以下之水溫範圍內，交替地產生升溫至比常溫高溫之升溫水、及降溫至比前述升溫水低溫之降溫水之方式來控制前述水溫調整裝置。
- 一種溫超純水製造系統，其包含： 超純水製造裝置，其製造超純水； 水溫調整裝置，其對前述超純水製造裝置所製造之前述超純水做水溫調整來升溫送至使用點之供給水溫，以作為溫超純水；及 溫超純水管道，其設置於前述水溫調整裝置之內部、及前述水溫調整裝置與前述使用點間，並流動前述溫超純水； 其中，前述超純水製造裝置包含： 離子交換裝置，其經由離子交換從被處理水除去異物；及 第一超濾膜，其在前述被處理水之流動方向上設置於比前述離子交換裝置下游； 前述水溫調整裝置係以， 進行前述超純水與熱媒介之熱交換的熱交換器，及 在前述超純水之流動方向上設置於比前述熱交換器下游之第二超濾膜， 來構成，並包含： 超純水管道，其讓前述超純水從前述超純水製造裝置直接流至前述使用點；及 分岐管道，其從前述超純水管道分岐，讓前述超純水流至前述水溫調整裝置。
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