[发明专利]超纯水制造系统

说明书

本发明提供一种超纯水制造系统，其能够除去水中的粒径20nm以下、特别是10nm以下的微粒，能够高效率且高水量制造超纯水。超纯水制造系统具备预备处理装置、及处理该预备处理装置的处理水的全量过滤装置。该预备处理装置以其处理水中的微粒数成为800～1200个/mL(粒径20nm以上)的方式进行处理。全量过滤装置作为过滤膜具备精密过滤膜或超滤膜，精密过滤膜的膜表面的孔径在0.05～1μm的范围的细孔的开口率为50～90％，膜厚为0.1～1mm；超滤膜的膜表面的孔径在0.005～0.05μm的范围的细孔数为1E13～1E15个/m²，膜厚为0.1～1mm，透过流束为10m³/m²/天时的膜间差压为0.02～0.10MPa。

技术领域

本发明涉及具备除去水中的微粒的过滤装置的超纯水制造系统。具体而言，本发明涉及一种超纯水制造系统，其在使用点(use point)前的次系统或给水线路中，可高度地除去粒径20nm以下、特别是10nm以下的极微小的微粒，并且可以全量过滤方式进行膜透过而有效率地制造超纯水。

背景技术

在半导体制造工艺等中所使用的超纯水的制造/供给系统，通常是图1所示的构成。该系统在次系统3的末端具有微粒除去用的交叉流动型的超滤膜(UF膜)装置17。该系统以水回收率90～99％运转，除去纳米级的微粒。半导体/电子材料洗净用的洗净机近前，作为使用点精炼机，有时设置有微次系统，并且在最后段设置有微粒除去用的UF膜装置。有时在使用点的洗净机内的喷嘴近前设置有微粒除去用的UF膜，高度地除去更小的尺寸的微粒。

随半导体制造工艺的发展，水中的微粒管理逐渐变严苛起来。国际半导体技术发展蓝图(ITRS：International Technology Roadmap for Semiconductors)中，在2019年要求为粒径＞11.9nm的保证值为＜1000个/L。

在下述的专利文献中，公开了在超纯水制造装置中，用于将水中的微粒等杂质高度除去而提高纯度的技术。

在专利文献1中记载了，在次系统中，以水回收率为97％～99.9％的范围通过超滤膜进行加压过滤。但是，记载了若设为水回收率100％的全量过滤，则在液体中所含的微粒会逐渐堆积于膜面，导致经时性的透过液量的降低，难以100％的运转。

在专利文献2中记载了，在次系统中通过电去离子装置除去生菌或微粒。但是，为了使电去离子装置连续地运转，需要使所除去的物质通过装置内的离子交换膜。微粒无法通过离子交换膜，因此，在电去离子装置中无法具有除去微粒的功能。

在专利文献3中记载了，在构成超纯水供给装置的前处理装置、一次纯水装置、二次纯水装置(次系统)或回收装置的任一者设有膜分离机构，在其后段配置了实施了降低胺溶出的处理的逆渗透膜。也可通过逆渗透膜除去微粒，但根据下述理由，不优选设有逆渗透膜。即，为了使逆渗透膜运转必须升压，而透过水量也为较少的以0.75MPa的压力为1m³/m²/日左右。然而，在使用UF膜的现行系统中，以0.1MPa的压力为7m³/m²/日，具有50倍以上的水量，为了以逆渗透膜供给可与UF膜匹敌的水量，必须有庞大的膜面积。通过驱动升压泵，会产生新的微粒及金属类。

在专利文献4中记载了，在超纯水管路的UF膜的后段配置具有阴离子官能基的功能性材料或逆渗透膜。该具有阴离子官能基的功能性材料或逆渗透膜，其目的是降低胺类，不适于除去在本发明中设为除去对象的粒径10nm以下的微粒。配置逆渗透膜，与上述专利文献3中同样地，是不优选的。

在专利文献5中记载了，在次系统中在最终段的UF膜装置前设有逆渗透膜装置。在专利文献5中，存在与上述专利文献3中同样的问题。

在专利文献6中记载了，在使用于超纯水制造管路的膜模组中内置预过滤器而除去粒子。在专利文献6中，其目的是除去粒径0.01mm以上的粒子。在专利文献6中，不能进行除去在本发明中设为除去对象的粒径10nm以下的微粒。