(57)【要約】【課題】気泡の影響を簡易な手段によって排除し、水中微粒子数を精度良く測定することができる水中微粒子数の測定方法と、この方法を利用した温純水供給設備とを提供する。【解決手段】溶存ガス濃度の総和が室温、大気圧下での飽和溶存ガス濃度の５０〜１００％であり、かつ水温６０℃以上である温純水をサンプリングし、冷却機構６で冷却後、微粒子計１１で微粒子数を測定する。圧力調整弁１４により、微粒子計１１にかかる水圧を０．０５ＭＰａ以上に調整する。微粒子計１１での温純水の溶存ガス濃度の総和が微粒子計での水温と水圧における飽和溶存ガス濃度の総和に対して所定値以下となるように冷却する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶存ガス濃度の総和が室温、大気圧下での飽和溶存ガス濃度の５０％以上であり、かつ水温が６０℃以上である温純水中の微粒子を微粒子計でモニタリングする方法において、
該微粒子計にかかる水圧を０．０５ＭＰａ以上に調整し、または／及び該微粒子計に導入される温純水を冷却し、その溶存ガス濃度の総和が微粒子計での水温と水圧における飽和溶存ガス濃度の総和に対して所定値以下とすることを特徴とする水中微粒子数の測定方法。
【請求項２】
請求項１において、前記溶存ガスが窒素であるか、又は酸素、水素、炭酸、オゾン、アルゴン及びクリーンエアの１種又は２種以上であることを特徴とする水中微粒子数の測定方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記所定値は０．６〜０．７から選択された値であることを特徴とする水中微粒子数の測定方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、温純水を冷却するための冷却手段における圧力損失が０．０１ＭＰａ以下であることを特徴とする水中微粒子数の測定方法。
【請求項５】
温純水をユースポイントへ送る温純水配管を備えた温純水供給設備において、
該配管から分岐したサンプリング配管と、
該サンプリング配管によって分取された温純水を冷却するための冷却手段と、
該冷却手段で冷却された純水が流れる微粒子計と、
該微粒子計を通過した純水が流れる、圧力調整弁を備えた排出配管と、
該微粒子計の後段側かつ該圧力調整弁よりも前段側に設けられた流量計、圧力計及び温度計と
を備えたことを特徴とする温純水供給設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水中微粒子数の測定方法に係り、特に超純水などの純水中の微粒子数を測定する方法に関する。また、本発明は、この方法による微粒子数測定装置を備えた温純水供給設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品となるシリコンウェハ基板の洗浄には、ＲＣＡ洗浄に類する洗浄が行われ、高濃度の薬液や洗剤と、それを濯ぐための純水、超純水が用いられている。
【０００３】
このなかで比較的温度が高い硫酸過酸化水素混合液（ＳＰＭ）洗浄などの後のリンスには、ウェハへのヒートショック緩和や、リンス性向上のために、おおよそ６０℃以上に昇温された超純水（温純水）が一般的に用いられている。この温純水の水質管理の一つとして、オンライン微粒子計が用いられている。
【０００４】
この温純水に溶存ガスが存在すると、微粒子計の一次側や内部で気泡となりやすく、微粒子計の誤検知の要因となっていた。そのため、温純水中の微粒子をオンラインで正確に測定するために、気泡の影響を排除することが課題となっていた。
【０００５】
特許文献１，２には、微粒子や気泡を含んだ液体をフローセル中に流し、レーザー光を照射し、その結果発生した散乱光及び蛍光をスペクトル分析装置により検出して、粒子と気泡とを区別して水中の微粒子数を測定する方法及び装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−４５２３
【特許文献２】特開２００１−７４６４４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１，２では、試料水にレーザー光を照射した際に発生する蛍光をスペクトル分析するためのスペクトル分析装置が必要であり、測定設備が高価となる。
【０００８】
本発明は、気泡の影響を簡易な手段によって排除し、水中微粒子数を精度良く測定することができる水中微粒子数の測定方法と、この方法を利用した温純水供給設備とを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の水中微粒子数の測定方法は、溶存ガス濃度の総和が室温、大気圧下での飽和溶存ガス濃度の５０％以上であり、かつ水温が６０℃以上である温純水中の微粒子を微粒子計でモニタリングする方法において、該微粒子計にかかる水圧を０．０５ＭＰａ以上に調整し、または／及び該微粒子計に導入される温純水を冷却し、その溶存ガス濃度の総和が微粒子計での水温と水圧における飽和溶存ガス濃度の総和に対して所定値以下とすることを特徴とする。
【００１０】
本発明の温純水供給設備は、温純水をユースポイントへ送る温純水配管を備えた温純水供給設備において、該配管から分岐したサンプリング配管と、該サンプリング配管によって分取された温純水を冷却するための冷却手段と、該冷却手段で冷却された純水が流れる微粒子計と、該微粒子計を通過した純水が流れる、圧力調整弁を備えた排出配管と、該微粒子計の後段側かつ該圧力調整弁よりも前段側に設けられた流量計、圧力計及び温度計とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
水中の溶存ガスは水温が高いと溶解度が低下するため気泡化しやすい。高い溶解度を維持して気泡化を抑えるため、微粒子計に流入する前にサンプル水（温純水）を冷却する必要がある。しかし、冷却手段における圧力損失が大きいと、冷却手段の出口や微粒子計内で気泡化するため、微粒子数を正確に測定することができなくなる。
【００１２】
本発明は、微粒子計にかかる水圧（ゲージ圧）を０．０５ＭＰａ以上に調整すること、又は／及び微粒子計に導入される温純水を冷却することにより、微粒子計内の飽和溶存ガス濃度を高めて気泡発生を抑制し、微粒子数を正確に測定することを可能にしたものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態に係る温純水供給設備の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図１を参照して実施の形態について説明する。図１は、本発明の水中微粒子数の測定方法を利用した温純水供給設備の構成の一例を示している。
【００１５】
温純水（温超純水）は温純水供給配管１によりユースポイントへ送られる。この配管１に温度計２及び溶存ガス濃度計３が設けられている。配管１の材質としては、清浄度と耐熱性能を満たせば、特に制限はないが、通常はＰＶＤＦが用いられる。
【００１６】
温純水としては、本発明が課題とする微粒子測定レンジは０〜０．２μｍ程度であるので、その程度の微粒子を含むものが対象となる。温度計２によって検出される温純水の温度は通常６０〜９０℃である。溶存ガスは、通常、窒素であるか、又は酸素、水素、炭酸、オゾン、アルゴン及びクリーンエアの１種又は２種以上である。溶存ガスが窒素である場合、溶存ガス濃度計３の検出溶存窒素濃度は、通常１０〜１８ｐｐｍ程度であるが、室温、大気圧下での飽和溶存ガス濃度の５０％以上、例えば５０〜１００％であれば、これに限定されない。
【００１７】
配管１を流れる温純水の一部は、配管１から分岐するサンプリング配管４に分取され、サンプル水入口弁５を経て、冷却機構６内の冷却配管７へ送られる。冷却機構６へは冷水入口配管８から冷水が送られ冷水出口配管９により冷水が排出される。この冷水により、冷却配管７内を流れるサンプル水が冷却される。
【００１８】
本発明では、各水温と水圧における飽和溶存ガス濃度に対して、温純水（サンプル水）中の溶存ガス濃度の割合が所定値（好ましくは０．６〜０．７から選ばれた値、例えば０．７）以下となる水温までサンプル水を冷却することが望ましい。
【００１９】
冷却配管７は、微粒子測定値に影響を与えない清浄度の高い材質であることが要求され、好ましくはＰＴＦＥやＰＦＡが用いられる。また、圧力損失が高いと後段での気泡化の一因となるので、好ましくない。構造上、あまり圧力損失がないように、コイル形チューブ状にするなどして、圧力損失を０．０１ＭＰａ以下とすることが望ましい。温度計２と溶存ガス濃度計３、冷水供給条件、サンプリング水量などから、チューブ径やチューブ長を決定するのが好ましい。
【００２０】
冷却機構６で冷却されたサンプル水は、送水配管１０を介して微粒子計１１へ送られ、次いで流量計１２を通過し、その後、配管１３、圧力調整弁１４を経て排出される。この配管１３に圧力計１５及び温度計１６が設けられている。圧力計１５で微粒子計１１にかかる水圧を確認しながら、圧力調整弁１４により配管１３を流れる純水の流量と圧力が調整される。冷却機構６での冷却状況は温度計１６で確認される。これらの流量計１２、圧力計１５及び温度計１６は、微粒子測定結果に影響を与えないように微粒子計１１の二次側かつ、圧力調整弁１４の一次側に設置することが好ましい。流量計１２、圧力計１５及び温度計１６の設置順は任意であり、図示のものに限定されない。
【００２１】
微粒子計１１としては、特に制限はないが、通常、レーザー散乱方式の微粒子計が用いられる。流量計１２の指示値は微粒子計１１によって異なるが、０．１〜２Ｌ／ｍｉｎ程度であることが好ましい。溶存ガス濃度と微粒子計１１の耐圧仕様にもよるが、発泡を十分に抑制するために、圧力計１５の検出圧がゲージ圧として０．０５〜０．２ＭＰａ特に０．１ＭＰａ程度となるように圧力調整弁１４を調整するのが好ましい。微粒子計１１にかかる圧力をこのように調整することにより、微粒子計１１内での気泡発生を抑制することができる。微粒子計１１に流入するサンプル水の水温は、溶存ガス濃度によるが、通常は常温以下が望ましく、２０℃程度が好適である。ただし、溶存ガスがオゾンの場合、自己分解してオゾンより飽和溶解度の小さい酸素になるため発泡しやすいので、溶存オゾンが全量酸素に分解したと仮定して、酸素の飽和溶解量に対して一定値を超えないように圧力を調整し、水温も低くするのが好ましい。
【実施例】
【００２２】
図１に示す設備に温純水を供給し、微粒子数を測定した。主な条件は次の通りである。
【００２３】
温純水供給配管１を流れる温純水の水温：６０℃又は８０℃
微粒子計：栗田工業株式会社製「Ｋ−ＬＡＭＩＣ（登録商標）」
冷却配管７：ＰＦＡチューブ（直径１／４インチ、長さ２０ｍ）
サンプリング配管４に分取するサンプル水量：０．５Ｌ／ｍｉｎ
溶存ガス濃度：溶存窒素  １６ｍｇ／Ｌ（室温、大気圧下での飽和窒素濃度２０ｍｇ／Ｌに対して８０％）
冷却後水温：２０℃
微粒子計出口圧：０．０５ＭＰａ、０．１ＭＰａ又は０．２ＭＰａ（いずれもゲージ圧）
微粒子計のレンジ：０．０５μｍ以上
各水温の大気圧下、ゲージ圧０．０５ＭＰａと０．１ＭＰａにおける飽和窒素濃度を表１に示す。なお、各水圧における飽和窒素濃度はヘンリーの法則が成立すると仮定して算出した。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
表２に、微粒子計出口側の圧力と、冷却後のサンプル水（微粒子計流入サンプル水）の水温を種々変えたときの微粒子計１１の指示値と、溶存ガス濃度の各飽和濃度に対する割合を示す。なお、温純水の原水である超純水の微粒子数は０．５個／ｍＬであった。
【００２６】
【表２】
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【００２７】
表２のＣａｓｅ．１−１〜１−４とＣａｓｅ．２−１〜２−３のように、各水温と水圧における飽和窒素濃度に対する割合が０．７を超えると、微粒子数の測定が困難になるか又は精度を欠く。これに対し、Ｃａｓｅ．２−４やＣａｓｅ．３のように、微粒子計出口圧における飽和窒素濃度に対する割合が０．７以下であれば、微粒子数値は原水の超純水の値と同等であり、温純水でも超純水と同様な計測を行うことができる。
【００２８】
この実施例より、従来、微粒子測定が困難であった、水温の高い温純水でかつ溶存ガス濃度の高い場合でも高精度の微粒子測定が可能となり、品質管理ができることが認められる。
【符号の説明】
【００２９】
２，１６  温度計
３  溶存ガス濃度計
４  サンプリング配管
６  冷却機構
１５  圧力計
【図１】
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