(57)【要約】【課題】二次純水製造系におけるカートリッジポリッシャ交換後にも、迅速に安定した水質の超純水をユースポイントに供給できるようにする。【解決手段】交換可能なカートリッジポリッシャを備えた複数の二次純水製造系を有する超純水製造システムにおいて、高水質が要求される高水質二次純水製造系のカートリッジポリッシャ出口ラインと、相対的に低水質が要求される低水質二次純水製造系のカートリッジポリッシャ出口ラインを、各カートリッジポリッシャ処理水の供給先を互いに切り換え可能に接続した超純水製造システム、および、高水質二次純水製造系のカートリッジポリッシャを交換した後、予め試験によって求められた処理性能安定期間が経過するまで、該高水質二次純水製造系カートリッジポリッシャ処理水を低水質二次純水製造系カートリッジポリッシャ出口ラインに供給するとともに、低水質二次純水製造系カートリッジポリッシャ処理水を高水質二次純水製造系カートリッジポリッシャ出口ラインに供給し、処理性能安定期間経過後に通常供給に復帰する超純水製造システムの運転方法。【選択図】  図１
2004261768.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次純水製造系と、該一次純水製造系で製造された純水が供給される一次純水タンクと、少なくとも交換可能なカートリッジポリッシャを備え、前記一次純水タンクからの純水を要求水質の異なる複数種の超純水に精製する、互いに並設された複数の二次純水製造系と、各二次純水製造系で製造された超純水を各ユースポイントに供給する超純水供給ラインとを有する超純水製造システムにおいて、相対的に高水質が要求される高水質二次純水製造系のカートリッジポリッシャ出口ラインと、相対的に低水質が要求される低水質二次純水製造系のカートリッジポリッシャ出口ラインを、各カートリッジポリッシャ処理水の供給先を互いに切り換え可能に接続したことを特徴とする超純水製造システム。
【請求項２】
各カートリッジポリッシャ出口ラインと各超純水供給ラインとの間に、膜処理装置が設けられている、請求項１の超純水製造システム。
【請求項３】
前記超純水供給ラインが、前記ユースポイントから前記一次純水タンクに未使用の超純水を戻すリターンラインに接続されている、請求項１または２の超純水製造システム。
【請求項４】
電子部品部材の洗浄水製造システムとして構成されている、請求項１〜３のいずれかに記載の超純水製造システム。
【請求項５】
一次純水製造系で製造され一次純水タンクに供給された純水を、少なくとも交換可能なカートリッジポリッシャを備えた、要求水質の異なる複数の二次純水製造系により超純水に精製し、各ユースポイントに供給する超純水製造システムの運転方法において、相対的に高水質が要求される高水質二次純水製造系のカートリッジポリッシャを交換した後、予め試験によって求められた処理性能安定期間が経過するまで、該高水質二次純水製造系におけるカートリッジポリッシャ処理水を、相対的に低水質が要求される低水質二次純水製造系のカートリッジポリッシャ出口ラインに供給するとともに、該低水質二次純水製造系におけるカートリッジポリッシャ処理水を高水質二次純水製造系のカートリッジポリッシャ出口ラインに供給し、前記処理性能安定期間経過後に、高水質二次純水製造系におけるカートリッジポリッシャ処理水を高水質二次純水製造系のカートリッジポリッシャ出口ラインに供給し、低水質二次純水製造系におけるカートリッジポリッシャ処理水を低水質二次純水製造系のカートリッジポリッシャ出口ラインに供給する通常供給に復帰することを特徴とする、超純水製造システムの運転方法。
【請求項６】
各カートリッジポリッシャ処理水を膜処理した後各ユースポイントに供給する、請求項５の超純水製造システムの運転方法。
【請求項７】
各ユースポイントで未使用の超純水を前記一次純水タンクに戻す、請求項５または６の超純水製造システムの運転方法。
【請求項８】
電子部品部材の洗浄水を製造する、請求項５〜７のいずれかに記載の超純水製造システムの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超純水製造システムおよびその運転方法に関し、とくに、複数並設された各二次純水製造系にそれぞれカートリッジポリッシャを備えたシステムにおいて、カートリッジポリッシャを交換した後にも各ユースポイントに安定した水質の超純水を供給できるようにした超純水製造システムおよびその運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３に、従来の代表的な超純水製造システムの一例を示す。この超純水製造システムは、原水１０３から純水を製造する一次純水製造系１０１と、その純水を超純水へと精製する二次純水製造系１０２とから構成されている。この一次純水製造系１０１では、たとえば工業用水等の原水１０３の懸濁物質や有機物の一部が前処理装置１０４で除去され、その処理水が、脱塩装置、たとえば２床３塔式脱塩装置１０５に送られる。脱塩装置１０５はイオン交換装置であって、前処理装置１０４の処理水中の不純物イオンが除去される。脱塩装置１０５の後段には逆浸透膜装置（ＲＯ装置）１０６が接続されており、ＲＯ装置１０６で、脱塩装置１０５によりイオンの除去が行われた処理水中の無機イオン、有機物、微粒子等の不純物の除去が行われる。ＲＯ装置１０６の後段には真空脱気装置１０７が接続されており、ＲＯ装置１０６からの処理水中の溶存酸素が除去される。真空脱気装置１０７の後段には混床式の脱塩装置１０８が接続されており、混床式脱塩装置１０８で高純度の純水が製造され、これが一次純水タンク１０９に供給される。上記ＲＯ装置１０６は、一次純水タンク１０９の直前に配置されてもよく、たとえば図３におけるＲＯ装置１０６と混床式脱塩装置１０８の位置を入れ替えて配置されてもよい。
【０００３】
二次純水製造系１０２は、使用する超純水の水質、使用場所や使用水量に応じて複数系列設けられることが一般的である。図３は、二次純水製造系１０２が２系列１０２ａ、１０２ｂの２系列設けられている場合を示している。
【０００４】
この二次純水製造系１０２においては、たとえば、紫外線酸化装置１１０ａ、１１０ｂで一次純水タンク１０９からの純水に紫外線が照射され、純水中の有機物が、あるいは有機酸までもが酸化分解されるとともに、バクテリア殺菌が行われる。この後段には、交換可能な混床式のイオン交換装置であるカートリッジポリッシャ１１１ａ、１１１ｂが設けられており、一次純水製造系１０１から持ち込まれるごく微量の不純物や紫外線酸化装置１１０ａ、１１０ｂで分解生成された成分が捕捉除去される。捕捉されたそれら不純物成分が飽和してリークを起こす前に、各カートリッジポリッシャは定期的に交換される必要がある。カートリッジポリッシャ１１１ａ、１１１ｂを出た処理水は、限外濾過膜や精密濾過膜、逆浸透膜等を装着してなる膜処理装置１１２ａ、１１２ｂによって微粒子等が除去され、超純水に精製される。精製された超純水は、供給ライン１１３ａ、１１３ｂを介して各ユースポイント１１４ａ、１１４ｂに供給される。
【０００５】
供給された超純水は、ユースポイント１１４ａ、１１４ｂで使用されているときには使用されなかった余剰の超純水が、ユースポイント１１４ａ、１１４ｂで使用されていないときには供給された超純水の全量が、リターンライン１１５ａ、１１５ｂを介して一次純水タンク１０９に戻され、一次純水タンク１０９→紫外線酸化装置１１０ａ、１１０ｂ→カートリッジポリッシャ１１１ａ、１１１ｂ→膜処理装置１１２ａ、１１２ｂ→供給ライン１１３ａ、１１３ｂ→リターンライン１１５ａ、１１５ｂ→一次純水タンク１０９からなる閉ループ内を常時循環されている。このように超純水を循環させているのは、たとえばユースポイント１１４ａ、１１４ｂにおける超純水不使用時に運転を停止すると、停止時に配管やシステムを構成する各ユニット中に水が滞留してバクテリアの増殖が起きたり、イオン成分や有機物が微量ながら管壁等から溶出して超純水の水質を悪化させたりすることがあること、また、停止時や再起動時のショックで各ユニットから微粒子が吐き出されたり、溶出が促進されたりすることがあること、さらに、ユースポイント１１４ａ、１１４ｂで超純水を使用している場合であっても、ユースポイント１１４ａ、１１４ｂに送られる超純水の全部を使用してしまうと、リターンライン１１５ａ、１１５ｂの配管中に超純水が滞留してしまい、やはりバクテリアの増殖が起きたり、イオン成分等が溶出したりすることがあるからである。
【０００６】
また、上記のような一般的な超純水製造システムに対し、特許文献１には、二次純水製造系に複数のカートリッジポリッシャを交互交換可能とするイオン交換装置と、該イオン交換装置で処理された処理水をさらに処理する膜処理装置と、該膜処理装置の非透過水を洗浄水としてぞの前段部の前記各イオン交換装置にそれぞれ選択的に通水し、洗浄排水を一次純水製造系に回収するようにした洗浄配管系とから構成した超純水製造システムが提案されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−１５２６４号公報（特許請求の範囲）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のような従来の超純水製造システムにおいては、以下のような問題点が残されている。
まず、図３に示したような従来一般の超純水製造システムにおいては、カートリッジポリッシャ１１１ａ、１１１ｂのいずれかを交換する際、超純水の製造を停止する必要があり、その間は超純水の使用ができなくなり、通水を開始しても初期には交換したカートリッジポリッシャ内のイオン交換樹脂の初期溶出物と交換作業に伴う配管等の汚れを取り除くために大量の純水で洗浄する必要があり、交換作業を迅速に行ったとしても、ユースポイントに給水できるまでには長時間を要することとなっていた。つまり、交換後のカートリッジポリッシャが規定の性能に立ち上がるまで洗浄、ブローする必要があるが、単に規定性能に達したからといってすぐにユースポイントに給水してしまうと、洗浄製品、たとえば半導体製品の歩留りが悪化することが多いので、十分な時間（たとえば、１週間〜１カ月）経過後にユースポイントに給水するようにしている。
【０００９】
また、上記特許文献１には、カートリッジポリッシャ交換作業後の純水洗浄時間を短縮するために、カートリッジポリッシャを交互交換可能とするイオン交換装置を設け、各イオン交換装置にそれぞれ選択的に通水しユースポイントに給水しながらカートリッジポリッシャを洗浄する方法が提案されているが、洗浄用水分、二次純水製造系の規模を大きくする必要があり、設備の設置面積の増大やエネルギーコストの高騰を招くこととなっている。
【００１０】
そこで本発明の課題は、二次純水製造系におけるカートリッジポリッシャ交換後にも、迅速に安定した水質の超純水をユースポイントに供給できるようにするとともに、従来一般のシステムに比べて実質的に設置面積やエネルギーコストの増大を生じさせない、超純水製造システムおよびその運転方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る超純水製造システムは、一次純水製造系と、該一次純水製造系で製造された純水が供給される一次純水タンクと、少なくとも交換可能なカートリッジポリッシャを備え、前記一次純水タンクからの純水を要求水質の異なる複数種の超純水に精製する、互いに並設された複数の二次純水製造系と、各二次純水製造系で製造された超純水を各ユースポイントに供給する超純水供給ラインとを有する超純水製造システムにおいて、相対的に高水質が要求される高水質二次純水製造系のカートリッジポリッシャ出口ラインと、相対的に低水質が要求される低水質二次純水製造系のカートリッジポリッシャ出口ラインを、各カートリッジポリッシャ処理水の供給先を互いに切り換え可能に接続したことを特徴とするものからなる。
【００１２】
この超純水製造システムにおいては、各カートリッジポリッシャ出口ラインと各超純水供給ラインとの間に、膜処理装置、たとえば、限外濾過膜や精密濾過膜、逆浸透膜等を装着してなる膜処理装置が設けられていることが好ましい。
【００１３】
また、前記超純水供給ラインが、前記ユースポイントから前記一次純水タンクに未使用の超純水を戻すリターンラインに接続されており、二次純水製造系からユースポイントについて、未使用の超純水が常時循環されるよう構成されていることが好ましい。
【００１４】
本発明に係る超純水製造システムの運転方法は、一次純水製造系で製造され一次純水タンクに供給された純水を、少なくとも交換可能なカートリッジポリッシャを備えた、要求水質の異なる複数の二次純水製造系により超純水に精製し、各ユースポイントに供給する超純水製造システムの運転方法において、相対的に高水質が要求される高水質二次純水製造系のカートリッジポリッシャを交換した後、予め試験によって求められた処理性能安定期間（たとえば、後述の実施例では１週間）が経過するまで、該高水質二次純水製造系におけるカートリッジポリッシャ処理水を、相対的に低水質が要求される低水質二次純水製造系のカートリッジポリッシャ出口ラインに供給するとともに、該低水質二次純水製造系におけるカートリッジポリッシャ処理水を高水質二次純水製造系のカートリッジポリッシャ出口ラインに供給し、前記処理性能安定期間経過後に、高水質二次純水製造系におけるカートリッジポリッシャ処理水を高水質二次純水製造系のカートリッジポリッシャ出口ラインに供給し、低水質二次純水製造系におけるカートリッジポリッシャ処理水を低水質二次純水製造系のカートリッジポリッシャ出口ラインに供給する通常供給に復帰することを特徴とする方法からなる。
【００１５】
この超純水製造システムの運転方法においては、各カートリッジポリッシャ処理水を膜処理した後、たとえば、限外濾過膜や精密濾過膜、逆浸透膜等で処理した後、各ユースポイントに供給することが好ましい。
【００１６】
また、各ユースポイントで未使用の超純水は前記一次純水タンクに戻し、ユースポイントで未使用の超純水は常時循環されることが好ましい。
【００１７】
本発明に係る超純水製造システムおよびその運転方法は、電子部品部材、たとえば半導体の製造に使用される洗浄水、より具体的にはウエハーやチップ、各種回路基板、液晶基板等の電子部品部材の製造に使用される洗浄水を製造するのに好適である。
【００１８】
上記のような本発明に係る超純水製造システムおよびその運転方法は、要求水質の異なる複数の二次純水製造系が並設されていることを前提とし、とくに相対的に高水質が要求される高水質二次純水製造系のカートリッジポリッシャが交換される際に適用されるものである。また、そのとき交換されずに残されている、相対的に低水質が要求される低水質二次純水製造系のカートリッジポリッシャによる処理水の水質が、それまで安定使用されてきた結果、その処理水がそのまま高水質二次純水製造系のカートリッジポリッシャ出口ラインに供給されても別段問題が生じない程度に優れた水質に維持されていることに着目して完成された発明である。
【００１９】
すなわち、高水質二次純水製造系のカートリッジポリッシャの交換後、そのカートリッジポリッシャ処理水は、低水質二次純水製造系のカートリッジポリッシャ出口ライン、つまり、より低水質の超純水しか要求されていない低純水系統へと供給され、この供給系統が所定の処理性能安定期間継続されることにより、その間に交換されたカートリッジポリッシャがインサービスの状態で十分に洗浄される。また、交換されずに残されていた低水質二次純水製造系のカートリッジポリッシャからの処理水は、高水質二次純水製造系のカートリッジポリッシャ出口ライン、つまり、より高水質の超純水が要求される高純水系統へと供給されるが、このカートリッジポリッシャ処理水はそれまで安定的に優れた水質に維持されていたので、上述の如く、高純水系統に回されても実質的に全く問題は発生せず、高純水系統に要求される水質の超純水が迅速に安定して供給されることになる。このライン切り換えの結果、上記カートリッジポリッシャの交換後、極めて迅速に、各ユースポイントに要求水質を満足する超純水が供給されることになる。本発明では、単にカートリッジポリッシャ出口側にライン切り換え機構を設けるだけであるから、システム全体の設置面積の増大はなく、かつ、エネルギーコストの増大もない。また、交換したカートリッジポリッシャの洗浄に使用された水は、そのまま低水質二次純水製造系に供給可能であり、たとえ洗浄水をブローする場合にあってもそのブロー水量は僅かで済み、この面からも設置面積やエネルギーコストの増大は生じない。
【００２０】
上記所定の処理性能安定期間経過後には、通常の処理系統、つまり、高水質二次純水製造系におけるカートリッジポリッシャ処理水がそのまま高水質二次純水製造系のカートリッジポリッシャ出口ラインに供給され、低水質二次純水製造系におけるカートリッジポリッシャ処理水がそのまま低水質二次純水製造系のカートリッジポリッシャ出口ラインに供給され、通常の供給系統に復帰される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る超純水製造システムを示している。この超純水製造システムは、原水３から純水を製造する一次純水製造系１と、その純水を超純水へと精製する二次純水製造系２とから構成されている。この一次純水製造系１では、たとえば工業用水等の原水３の懸濁物質や有機物の一部が前処理装置４で除去され、その処理水が、脱塩装置、たとえば２床３塔式脱塩装置５に送られる。脱塩装置５はイオン交換装置であって、前処理装置４の処理水中の不純物イオンが除去される。脱塩装置５の後段には逆浸透膜装置（ＲＯ装置）６が接続されており、ＲＯ装置６で、脱塩装置５によりイオンの除去が行われた処理水中の無機イオン、有機物、微粒子等の不純物の除去が行われる。ＲＯ装置６の後段には真空脱気装置７が接続されており、ＲＯ装置６からの処理水中の溶存酸素が除去される。真空脱気装置７の後段には混床式の脱塩装置８が接続されており、混床式脱塩装置８で高純度の純水が製造され、これが一次純水タンク９に供給される。上記ＲＯ装置６は、一次純水タンク９の直前に配置されてもよく、たとえば図１におけるＲＯ装置６と混床式脱塩装置８の位置を入れ替えて配置されてもよい。
【００２２】
二次純水製造系２は、使用する超純水の水質、使用場所や使用水量に応じて複数系列設けられることが一般的であり、本実施態様では、二次純水製造系２がＡ系列２ａとＢ系列２ｂの２系列設けられている場合を示している。
【００２３】
この二次純水製造系２においては、たとえば、紫外線酸化装置１０ａ、１０ｂで一次純水タンク９からの純水に紫外線が照射され、純水中の有機物が、あるいは有機酸までもが酸化分解されるとともに、バクテリア殺菌が行われる。この後段には、交換可能な混床式のイオン交換装置であるカートリッジポリッシャ１１ａ、１１ｂが設けられており、一次純水製造系１から持ち込まれるごく微量の不純物や紫外線酸化装置１０ａ、１０ｂで分解生成された成分が捕捉除去される。捕捉されたそれら不純物成分が飽和してリークを起こす前に、各カートリッジポリッシャは定期的に交換される必要がある。カートリッジポリッシャ１１ａ、１１ｂを出た処理水は、本実施態様では膜処理装置としての限外濾過膜処理装置１２ａおよび膜処理装置としての精密濾過膜処理装置１２ｂによって微粒子等が除去され、超純水に精製される。精製された超純水は、供給ライン１３ａ、１３ｂを介して各ユースポイント１４ａ、１４ｂに供給される。
【００２４】
供給された超純水は、ユースポイント１４ａ、１４ｂで使用されているときには使用されなかった余剰の超純水が、ユースポイント１４ａ、１４ｂで使用されていないときには供給された超純水の全量が、リターンライン１５ａ、１５ｂを介して一次純水タンク９に戻され、一次純水タンク９→紫外線酸化装置１０ａ、１０ｂ→カートリッジポリッシャ１１ａ、１１ｂ→膜処理装置１２ａ、１２ｂ→供給ライン１３ａ、１３ｂ→リターンライン１５ａ、１５ｂ→一次純水タンク９からなる閉ループ内を常時循環されている。このように超純水を循環させているのは、前述の如く、超純水の滞留によりバクテリアの増殖が起きたり、イオン成分や有機物が微量ながら管壁等から溶出して超純水の水質を悪化させたりすることを防止したり、停止時や再起動時のショックで各ユニットから微粒子が吐き出されたり、溶出が促進されたりすることを防止したりするためである。
【００２５】
ここまでは、通常の運転ラインとして説明したので、実質的に、図３に示した従来構成と変わらない。本発明においては、相対的に高水質が要求される高水質二次純水製造系のカートリッジポリッシャ出口ラインと、相対的に低水質が要求される低水質二次純水製造系のカートリッジポリッシャ出口ラインとが、各カートリッジポリッシャ処理水の供給先を互いに切り換え可能に接続される。
【００２６】
すなわち、本実施態様においては、二次純水製造系２は、０．２５μｍ世代以降のＬＳＩ製造工程のうち比較的高純度（高水質）の超純水が要求される工程、例えば素子分離形成からゲート電極形成までの工程に使用されるＡ系列２ａと、比較的要求される水質が高くない工程、例えば配線工程に使用されるＢ系列２ｂから構成されている。但し、超純水ラインの区分は上記に限定されるものではなく、例えば、高信頼性が要求されるＤＲＡＭのキャパシタ工程や、配線工程であっても低抵抗接触が要求されるコンタクトホール下部の基板洗浄に対しては比較的高純度の超純水が要求される。
【００２７】
カートリッジポリッシャ１１ａとカートリッジポリッシャ１１ｂの処理水側の配管、つまり各カートリッジポリッシャ１１ａ、１１ｂと各膜処理装置１２ａ、１２ｂとを接続しているカートリッジポリッシャ出口ライン１６ａ、１６ｂには、それぞれ分岐部が設けられていて、カートリッジポリッシャ１１ａの処理水が、限外濾過膜装置１２ａと精密濾過膜装置１２ｂのいずれの膜処理装置にも供給可能となっており、またカートリッジポリッシャ１１ｂの処理水も、限外濾過膜装置１２ａと精密濾過膜装置１２ｂのいずれの膜処理装置にも供給可能となっている。カートリッジポリッシャ１１ａの出口ライン１６ａにはバルブＶ１が、その分岐ライン１７ａにはバルブＶ３が、カートリッジポリッシャ１１ｂの出口ライン１６ｂにはバルブＶ２が、その分岐ライン１７ｂにはバルブＶ４が、それぞれ設けられており、これらバルブＶ１〜Ｖ４の開閉により、各カートリッジポリッシャ処理水をいずれのカートリッジポリッシャ出口ライン、さらにはいずれの膜処理装置に選択的に供給するかを制御できるようになっている。
【００２８】
通常運転時には、バルブＶ１を開放してバルブＶ３を閉止することで、Ａ系列２ａで、カートリッジポリッシャ１１ａからの処理水が限外濾過膜装置１２ａに供給されて高純度超純水を製造され、ユースポイント１４ａでたとえばＬＳＩ基板の洗浄水などとして使用され、またＢ系列２ｂでは、バルブＶ２を開放してバルブＶ４を閉止することで、カートリッジポリッシャ１１ｂからの処理水が精密濾過膜装置１２ｂに供給されて一般超純水を製造され、ユースポイント１４ｂで使用される。
【００２９】
Ａ系列２ａのカートリッジポリッシャ１１ａは、一次純水製造系１から持ち込まれる極微量不純物や紫外線酸化装置１０ａで生成された成分を除去しており、捕捉したそれらの不純物が飽和する前に１年に１回程度の頻度で交換が実施されている。
【００３０】
Ａ系列２ａのカートリッジポリッシャ１１ａの交換作業を実施した後、初期の系内汚れを取り除くために、数時間カートリッジポリッシャ処理水をブローしてから（少量のブロー水で済む）、処理水を一般超純水を要求するユースポイント１４ｂへ送るために、バルブＶ３を開放して、同時にバルブＶ１を閉止する。これにより、交換されたカートリッジポリッシャ１１ａの処理水は、精密濾過膜装置１２ｂで処理され、ユースポイント１４ｂに供給される。並行して高純度超純水を要求するユースポイント１４ａに超純水を供給するために、バルブＶ４を開放してバルブＶ２を閉止し、カートリッジポリッシャ１１ｂからの処理水を限外濾過膜装置１２ａへ供給することで、カートリッジポリッシャ１１ｂから処理水は、限外濾過膜装置１２ａで処理されてユースポイント１４ａに供給される。カートリッジポリッシャ１１ｂは、交換されずにそれまで使用されていたので、前述の如く、高純度超純水を要求する系統に供給されても十分に高い水質の超純水を安定して供給することができ、限外濾過膜装置１２ａで処理されることにより、ユースポイント１４ａでの要求水質を満足する超純水が極めて迅速に供給されることになる。
【００３１】
このようにとくに要求水質の高い方のカートリッジポリッシャ１１ａの交換直後に、本来カートリッジポリッシャからの処理水が供給されるべき系列を入れ替えて超純水を供給したときの、ユースポイントにおける洗浄デバイスへの影響を調査した。表１は、カートリッジポリッシャ１１ｂからの処理水を高純度純水系（ユースポイント１４ａの系統）に供給して洗浄を行ったときの、モニタ用のシリコンウエハに付着した金属の量（単位：原子数／ｃｍ２  ）と入れ替えて通水した日数とを示している。このとき、カートリッジポリッシャ１１ｂは、６ヶ月間使用されていた。ここで０日は、交換を実施した当日を示している。
【００３２】
【表１】
2004261768.tif 000003
【００３３】
また表２は、カートリッジポリッシャ１１ａからの処理水を一般純水系に供給していた期間と、その供給期間後直ちにバルブを切り換えて高純度純水系にカートリッジポリッシャ１１ａからの処理水を供給してユースポイント１４ａで洗浄を行ったときの、モニタ用のシリコンウエハに付着した金属の量（単位：原子数／ｃｍ２  ）とそれまでに入れ替えられて通水していた日数とを示している。ここで０日とは、カートリッジポリッシャ１１ａの交換後直ちに、その処理水を高純度純水系ユースポイント１４ａに供給したことを表している。
【００３４】
【表２】
2004261768.tif 000004
【００３５】
表１から明らかなように、高純度超純水系のＡ系列２ａ用カートリッジポリッシャ１１ａを交換したときに、一般超純水系であるＢ系列２ｂのカートリッジポリッシャ１１ｂの処理水を高純度超純水系ユースポイント１４ａに供給しても基板の表面に付着した金属量の増加が見られなかったことから、系列切換が金属付着量を制御するために有効な手段であることが確認された。また表２から、本試験例では、処理性能安定期間として１週間以上通水したカートリッジポリッシャ１１ａを通常処理系統に戻して使用することで、基板の表面に付着した金属量の増加が見られなかったことから、系列の切換期間は少なくとも１週間とすることが適切であることが明らかとなった。ただし、この処理性能安定期間は、本発明を適用するシステムに応じて、試験によって予め最適な期間を求めておくことが好ましく、システムによってその最適値は変化する。
【００３６】
さらに、上記同様の試験により、ＴＯＣ（全有機体炭素量）に関しても調査した。すなわち、原因物質は明確にはなっていないが、カートリッジポリッシャ交換直後の超純水で半導体等のデバイス製造を行うと歩留まりが悪化することがあり、また、カートリッジポリッシャ交換直後の超純水中のＴＯＣが安定化するまでに、ある通水期間が必要なことも見出した。
【００３７】
カートリッジポリッシャ交換直後に本来カートリッジポリッシャが供給するべき系列を入れ替えて超純水を供給したときのユースポイント供給水中のＴＯＣを調査した。表３は、カートリッジポリッシャ１１ｂからの処理水を高純度純水系（ユースポイント１４ａの系統）に供給したときの、洗浄水中のＴＯＣ濃度と入れ替えて通水した日数とを示している。このとき、カートリッジポリッシャ１１ｂは、６ヶ月間使用されていた。ここで０日は、交換を実施した当日を示している。
【００３８】
【表３】
2004261768.tif 000005
【００３９】
表４は、カートリッジポリッシャ１１ａからの処理水を一般純水系に供給していた期間と、その供給期間後直ちにバルブを切り換えて高純度純水系にカートリッジポリッシャ１１ａからの処理水を供給してユースポイント１４ａで洗浄を行ったときの、洗浄水中のＴＯＣ濃度とそれまでに入れ替えられて通水していた日数とを示している。ここで０日とは、カートリッジポリッシャ１１ａの交換後直ちに、その処理水を高純度純水系ユースポイント１４ａに供給したことを表している。
【００４０】
【表４】
2004261768.tif 000006
【００４１】
表３から明らかなように、高純度超純水系のＡ系列２ａ用カートリッジポリッシャ１１ａを交換したときに、一般超純水系であるＢ系列２ｂのカートリッジポリッシャ１１ｂの処理水を高純度超純水系ユースポイント１４ａに供給しても洗浄水中のＴＯＣ濃度の増加が見られなかったことから、系列切換がＴＯＣを安定に低いレベルで制御するために有効な手段であることが確認された。また表４から、本試験例では、処理性能安定期間として１週間以上通水したカートリッジポリッシャ１１ａを通常処理系統に戻して使用することで、洗浄水中のＴＯＣ濃度の増加が見られなかったことから、系列の切換期間は少なくとも１週間とすることが適切であることが明らかとなった。ただし、この処理性能安定期間も、本発明を適用するシステムに応じて、試験によって予め最適な期間を求めておくことが好ましく、システムによってその最適値は変化する。
【００４２】
なお、前記実施態様では、二次純水製造系が２系列２ａ、２ｂの場合について説明したが、本発明においては、３系列以上並設することも可能である。３系列以上並設される場合には、相対的により高水質が要求される系統のカートリッジポリッシャが交換された場合に、相対的により低水質が要求される系統のカートリッジポリッシャとの間で、処理水出口ラインを切り換えるようにすればよい。たとえば図２に３系統の場合のカートリッジポリッシャの出口ライン部分を示すように、並設されたカートリッジポリッシャ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ（順に高純度から低純度になる系統）の各出口ライン２２ａ、２２ｂ、２２ｃに対し、分岐ライン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄと、バルブＶ１１、Ｖ１２、Ｖ１３、Ｖ１４、Ｖ１５、Ｖ１６、Ｖ１７とを設け、カートリッジポリッシャ２１ａを交換した場合には出口ライン２２ａと出口ライン２２ｂとの間で、カートリッジポリッシャ２１ｂを交換した場合には出口ライン２２ｂと出口ライン２２ｃとの間で、それぞれ供給先を入れ替えるようにすればよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る超純水製造システムおよびその運転方法によれば、極めて簡単な装置構成でありながら、超純水水質を高水質に維持することが可能となり、カートリッジポリッシャの交換に要する必要最小限の停止時間のみで超純水製造システムを安定した状態で運転でき、ブロー水量を極力抑えることができるだけでなく、極めて迅速にユースポイントへ所定の超純水を供給することが可能になる。また、システムの設置面積やエネルギーコストの増大も実質的に生じないので、実用的で容易に実施可能な超純水製造システムとして提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様に係る超純水製造システムの概略機器系統図である。
【図２】本発明の別の実施態様に係る超純水製造システムのカートリッジポリッシャの出口ライン部分を示す概略機器系統図である。
【図３】従来の超純水製造システムの概略機器系統図である。
【符号の説明】
１  一次純水製造系
２、２ａ、２ｂ  二次純水製造系
３  原水
４  前処理装置
５  ２床３塔式脱塩装置
６  逆浸透膜装置（ＲＯ装置）
７  真空脱気装置
８  混床式脱塩装置
９  一次純水タンク
１０ａ、１０ｂ  紫外線酸化装置
１１ａ、１１ｂ、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ  カートリッジポリッシャ
１２ａ  膜処理装置としての限外濾過膜処理装置
１２ｂ  膜処理装置としての精密濾過膜処理装置
１３ａ、１３ｂ  供給ライン
１４ａ、１４ｂ  ユースポイント
１５ａ、１５ｂ  リターンライン
１６ａ、１６ｂ、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ  カートリッジポリッシャ出口ライン
１７ａ、１７ｂ、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ  分岐ライン
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１３、Ｖ１４、Ｖ１５、Ｖ１６、Ｖ１７  バルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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