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JP4081728B2 - Ozone-containing ultrapure water supply device - Google Patents

Ozone-containing ultrapure water supply device Download PDF

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JP4081728B2
JP4081728B2 JP33443097A JP33443097A JP4081728B2 JP 4081728 B2 JP4081728 B2 JP 4081728B2 JP 33443097 A JP33443097 A JP 33443097A JP 33443097 A JP33443097 A JP 33443097A JP 4081728 B2 JP4081728 B2 JP 4081728B2
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JP
Japan
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ultrapure water
gas
ozone
containing ultrapure
cleaning
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博志 森田
純一 井田
哲夫 水庭
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Kurita Water Industries Ltd
Original Assignee
Kurita Water Industries Ltd
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気体含有超純水供給装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、半導体用シリコン基板、液晶用ガラス基板などの電子材料を精密に洗浄するウェット洗浄工程において、洗浄及びリンスに有用な、特定の気体を含有する超純水をユースポイントに効果的に供給することができる気体含有超純水供給装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子材料の表面から、微粒子、金属、有機物などの不純物を高度に除去することは、半導体、液晶などの製品の品質と歩留りを確保するために極めて重要である。従来より、半導体用シリコン基板、液晶用ガラス基板などは、RCA洗浄と呼ばれる、硫酸と過酸化水素水の混合液、塩酸と過酸化水素水と水の混合液、アンモニア水と過酸化水素水と水の混合液など、過酸化水素をベースとする濃厚薬液を用いた高温洗浄により清浄化されていた。この洗浄法を採用した場合の多大な薬液コスト、リンス用の超純水コスト、廃液処理コスト、薬品蒸気を排気し新たに清浄空気を作る空調コストを低減し、さらに水の大量使用、薬物の大量廃棄、排ガスの放出といった環境への負荷を低減するために、近年ウェット洗浄工程の見直しが進められている。
例えば、特開平7−14817号公報には、シリコンウェーハの洗浄において、薬液使用量の減少、洗浄時間の短縮、使用薬品数の減少、廃液回収の容易さ、設備投資の減少を可能にする洗浄方法及び装置として、被洗浄物を洗浄槽内に水平に配置し、被洗浄物を回転させつつ、薬液流を被洗浄物表面上方から連続的に供給する薬液洗浄工程と、超純水を供給する超純水洗浄工程を同一洗浄槽内において順次行い、最初の薬液としてオゾン添加超純水を用いる方法及び装置が提案されている。
また、本発明者らは、先に特開平8−316187号公報において、高濃度の塩酸や過酸化水素などの薬品を使用することなく、効率よく半導体基板上の金属汚染物及び有機汚染物の除去を可能にし、洗浄後の廃液処理を容易にする洗浄方法として、塩素化合物を含む酸性水溶液にオゾンを吹き込んで調製した洗浄水を用いる洗浄方法を提案した。本発明者らは、さらに、超純水に水素ガスを溶解した水素ガス含有超純水や、大気飽和濃度より高濃度に溶存酸素ガスを含有する酸素ガス含有超純水も、電子材料の精密洗浄に有効であることを見いだし、これらの気体含有超純水を用いる省資源型の新規な洗浄方法を提案してきた。
本発明者らは、これら特定の気体を超純水に溶解するための気体含有超純水製造装置や、洗浄用の気体含有超純水をユースポイントに供給するための気体含有超純水供給装置についても、いくつかの効果的な提案を行ってきた。しかし、洗浄用の気体含有超純水は、開発からの歴史も浅く、量産工場での無駄のない大量使用を実現するために、気体含有超純水供給装置の一層の改良が求められていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、特定の気体の溶存濃度が制御された洗浄用の気体含有超純水を連続的に製造し、ユースポイントにおける断続的な使用に対しても、安定的かつ迅速に供給し得る気体含有超純水供給装置を提供することを目的としてなされたものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、オゾン含有超純水主配管から分岐してユースポイントに連結する枝管に、オゾン含有超純水を貯留するバッファータンクを配置することにより、供給装置の能力が格段に向上し、オゾン含有超純水のユースポイントへの安定的かつ迅速な供給が可能となることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
(1)オゾンを含有する超純水を移送するオゾン含有超純水供給主配管と、主配管から分岐してユースポイントに連結する枝管と、該枝管1本毎にオゾン含有超純水を貯留するバッファータンクを複数個有し、ユースポイントで使用されなかった余剰のオゾン含有超純水に紫外線を照射してオゾンを分解した水を希釈用水として枝管に供給し、ユースポイントにおいて使用するオゾン含有超純水の溶存オゾン濃度を調整することを特徴とするオゾン含有超純水供給装置、
(2)前記各バッファータンクの容量が、ユースポイントにおいて一度に使用する水量にほぼ等しいことを特徴とする第(1)項記載のオゾン含有超純水供給装置、
(3)ユースポイントにおいて、電子材料を洗浄する第(1)項又は第(2)項記載のオゾン含有超純水供給装置、及び、
(4)バッファータンクにおいて、気液分離を行う第 ( ) 項、第 ( ) 項又は第(3)項記載のオゾン含有超純水供給装置、
を提供するものである。
さらに、本発明の好ましい態様として、
(5)ユースポイントにおいて、電子材料を洗浄する第(1)項記載のオゾン含有超純水供給装置、
を挙げることができる。
【0005】
【発明の実施の形態】
本発明の気体含有超純水供給装置は、気体を含有する超純水を移送する気体含有超純水供給主配管と、主配管から分岐してユースポイントに連結する枝管と、枝管に配置された気体含有超純水を貯留するバッファータンクとを有する。本発明装置によれば、半導体用シリコン基板、液晶用ガラス基板などの電子材料を精密に洗浄するウェット洗浄工程において、洗浄及びリンスに有用な気体を含有する超純水を、ユースポイントに効果的に供給することができる。本発明装置を用いて、電子材料の表面から、微粒子、金属、有機物などの不純物を高度に除去することができる。
本発明装置を用いて供給する気体含有超純水中に含まれる気体に特に制限はなく、例えば、オゾン、水素ガス、酸素ガス、炭酸ガス、塩素ガス、窒素ガス、アルゴンなどの希ガスなどを挙げることができる。オゾンを含有する超純水は、電子材料表面の有機物汚染や金属汚染などの洗浄に使用することができる。オゾン含有超純水中のオゾン濃度は、室温で0.1〜20mg/リットルであることが好ましい。水素ガスを含有する超純水は、電子材料表面に付着した微粒子の除去などに使用することができる。水素ガス含有超純水中の水素ガス濃度は、室温で0.7〜1.5mg/リットルであることが好ましい。酸素ガス含有超純水は、電子材料表面の金属汚染などの洗浄に使用することができる。酸素ガス含有超純水中の酸素ガス濃度は、室温で10〜40mg/リットルであることが好ましい。
炭酸ガス含有超純水は、薬品洗浄後のリンス水として使用することができる。超純水に炭酸ガスを溶解して比抵抗を低下させることにより、電子材料表面の帯電を防止することができる。塩素ガス含有超純水は、電子材料表面の金属汚染などの洗浄に使用することができる。窒素ガス含有超純水は、メガソニックと併用すると、窒素ガスの一部がイオン化して超純水の比抵抗が下がるので、炭酸ガス含有超純水と同様に、リンス水として使用することができる。アルゴンなどの希ガスを含有する超純水は、メガソニックをあてることによりラジカルの発生が促進されるので、電子材料表面の洗浄水として使用することができる。
【0006】
図1は、本発明の気体含有超純水供給装置の一態様の系統図である。装置に送られた超純水は、超純水供給系統1と気体含有超純水供給系統2に分岐される。気体含有超純水供給系統の超純水には、気体供給器3から溶解すべき気体が供給され、気体混合部4において超純水に供給される。気体供給器に特に制限はなく、例えば、オゾン発生器のように装置内で必要とする気体を発生させることができ、あるいは、水素ガス容器のように別途に入手した気体容器を接続して気体供給器とすることもできる。気体混合部に特に制限はなく、例えば、気体を超純水に直接吹き込んで、気液混合状態で気体含有超純水供給主配管中を移送しつつ、気体を超純水に溶解することができ、あるいは、気体透過膜モジュールなどを用いて、超純水に気体を溶解することもできる。
本発明装置は、気体を含有する超純水を移送する気体含有超純水供給主配管5と、主配管から分岐してユースポイントに連結する枝管6と、枝管に配置された気体含有超純水を貯留するバッファータンク7を有する。バッファータンク内の気体含有超純水は、洗浄槽8に送られて、電子材料の洗浄などに使用される。本態様においては、超純水供給系統1にも枝管9を設け、気体含有超純水に超純水を添加することにより、気体含有超純水中の気体濃度を調整することができる。ユースポイントで使用されなかった超純水は、超純水供給系統の返送配管を通じて返送し、ふたたび使用することができる。ユースポイントで使用されなかった気体含有超純水は、そのまま循環使用するか、必要に応じて含有されている気体を除去し、超純水として、あるいは、一次純水として、ふたたび使用することができる。含有されている気体の除去方法に特に制限はなく、例えば、オゾン含有超純水は、活性炭処理、紫外線照射などにより、オゾンを除去することができる。
【0007】
図2は、本発明装置の一態様のバッファータンク近傍を示す系統図である。気体含有超純水は、連続的に製造され、気体含有超純水供給主配管を通り、ユースポイントであるバッチ式や枚葉式などの洗浄機付近まで送られる。気体含有超純水は、主配管から分岐した枝管6を通ってバッファータンク7に貯留される。
本発明装置において、バッファータンクは、ユースポイントへ気体含有超純水の断続供給のための待機容器としての機能を有する。量産工場において、洗浄水としての気体含有超純水は、断続的に使用される。バッチ式洗浄の場合は、空の洗浄槽に迅速に洗浄水を満たす供給工程と、次の供給工程までの待機工程とが繰り返される。待機工程中に、一定量の補給水を洗浄槽に送り続けるオーバーフロー又はダウンフローの流通式洗浄が行われる場合もある。また、枚葉式洗浄の場合も、一定流量の液を被洗浄物に当てる供給工程が、断続的に繰り返される。いずれの場合も、洗浄の場においては、断続的な供給が求められているのに対し、無駄なく溶存気体濃度を制御するには、連続的に気体含有超純水を製造することが好ましいところに問題があった。本発明装置においては、バッファータンクに気体含有超純水を貯留することにより、気体含有超純水の連続的な製造と、断続的な使用の双方の要求を適合させることができる。バッファータンクには、水量の変動に対応し得るよう、給排気弁10を設け、さらに無菌フィルター11も備えることが好ましい。
本発明装置においては、バッファータンクの容量が、ユースポイントにおける洗浄槽の容量又はユースポイントにおいて一度に使用される水量にほぼ等しいことが好ましい。例えば、バッチ式洗浄の場合、洗浄槽の容量が20リットルであれば、バッファータンクの容量も20リットルとすることにより、洗浄水の更新に際して、簡便かつ迅速に対応することができる。すなわち、バッファータンク7を洗浄槽8に対し上部に配置しておくことにより、簡単なバルブ操作のみで所定量の洗浄水を重力を利用して洗浄槽に満たすことができる。給排気弁を、開いた状態とすることにより、洗浄槽への給水速度を高めることができる。バッファータンクには、水量計を設け、コントローラーに信号を送って、自動的にバルブを開閉し、気体含有超純水を補給する機構とすることが好ましい。
【0008】
バッファータンクにおいては、溶存気体濃度の微調整を行うことができる。枝管6に超純水に含有される気体の濃度を測定する気体センサー12を設け、気体センサーから信号をコントローラー13に送り、コントローラーにより気体含有超純水供給主配管から供給される気体含有超純水用のバルブ14の開度と、超純水供給系統1から供給される超純水用のバルブ15の開度を制御することにより、バッファータンクへ補給する気体含有超純水と超純水の量を調節し、バッファータンク内の気体含有超純水の気体濃度を常に一定に保つことができる。
気体含有超純水が洗浄槽に送られ、空になったバッファータンクには、一定流量で送水される主配管から、一定流量で改めて気体含有超純水を供給する。本発明装置においては、1本の枝管に対して、複数個のバッファータンクを設けることが好ましい。一つのユースポイントについて2個以上のバッファータンクを設けることにより、1個のバッファータンクは待機用、他のバッファータンクは補充用と使い分け、ユースポイントにおける洗浄水更新の間隔、すなわち平均使用流量に応じた補充を行うことにより、主配管から枝管への気体含有超純水の取り出しを定常化することができる。枝管への送水により、主配管内の通水量は下流に向かうにつれて減少するが、枝管への送水量の定常化を行うことにより、主配管の通水量も定常化させることができる。
主配管及び枝管における通水量を定常化することにより、オゾンなどの自己分解により経時的な濃度低下を生ずる気体含有超純水の濃度管理が容易になる。すなわち、各ユースポイントにおける希釈は、それぞれ定常的に行うことができるようになり、各バッファータンクにおける自己分解性の気体の濃度管理が容易になる。ユースポイントにおける洗浄水の使用状態が変動する場合には、気体センサーとコントローラーを用いて、枝管又はバッファータンクにおける溶存気体濃度のモニタリングと、それに応じたバルブ操作による希釈機構を、気体の濃度管理に利用することも可能である。オゾンなどの自己分解性の気体を含有する超純水を取り扱う場合は、厳密には、バッファータンク内においても溶存気体濃度が自己分解により低下する。しかし、その濃度低下の進行は、気体含有超純水供給主配管内よりはるかに緩やかであり、極端な長時間待機でなければ、実用上支障が生ずるような濃度低下は生じない。
【0009】
本発明装置においては、バッファータンクにおいてpH調整剤を添加し、バッファータンク内の気体含有超純水のpHを所定の値に調整することができる。例えば、バッファータンク内の気体含有超純水のpHを測定してコントローラーに信号を送り、必要量のpH調整剤を添加することができ、あるいは、バッファータンクへの気体含有超純水の流入量又はユースポイントへの送水量に応じて、必要量のpH調整剤を添加することもできる。
本発明装置においては、バッファータンクにおいて気液分離を行うことができる。含有される気体が、水素ガス、酸素ガス、炭酸ガス、窒素ガス、希ガスなどの、密閉供給系の中で実質的な濃度の変化を起こさない気体である場合は、気体混合部4において気体透過膜モジュールを用い、超純水中に気泡が存在しない状態の気体含有超純水を製造することができる。しかし、オゾンなどのように自己分解性を有する気体を含有させる場合は、超純水にオゾンを含む気体を気液混合状態となるように吹き込み、超純水中で自己分解により減少するオゾンを、気相から超純水内に溶解するオゾンによって補充し、長い供給主配管系にわたって溶存オゾン濃度をほぼ一定に保持することが好ましい。この場合、超純水に未溶解のオゾン及びオゾンと共存する他の気体は、気体の状態のままでバッファータンクに送り込まれるので、バッファータンクにおいて気液分離を行うことにより、気体含有超純水から気泡を分離することができる。気液分離により発生した気体は、バッファータンクに設けた給排気弁より排出することができる。
オゾンなどの自己分解性の気体の濃度を、長い供給主配管系にわたり一定に保持するには、自己分解性の気体を溶解させながら通水する、気液混合型の気体含有超純水供給主配管とすることが効果的である。しかし、この方式を用いても、長い供給系の上流から下流にわたり、一定の気体濃度を保つとは困難である。このため、溶存気体の自己分解が最も進む最下流部のユースポイントにおいても所定の溶存気体濃度が保たれるよう、高めの濃度に設定された気体含有超純水を送水し、各ユースポイント付近で適当な濃度に希釈調整する方式が、実際的な手法となる。また、気体含有超純水供給主配管の途中で、適宜自己分解性の気体を補給することもできる。この場合には、最下流が最も低濃度になるとは限らないが、主配管の途中で気体を補給する場合においても、気体濃度をユースポイントにおける必要な濃度より高めに設定し、各ユースポイント付近で微調整することが好ましい。
【0010】
図3は、オゾン含有超純水を供給するための本発明装置の他の態様の系統図である。装置に送られた超純水には、オゾン供給器16からオゾンを含有する気体が供給され、オゾン混合部17において超純水に供給される。オゾンを含有する気体は超純水に直接吹き込んで、気液混合状態でオゾン含有超純水供給主配管中を移送することが好ましい。気液混合状態でオゾン含有供給主配管中を移送することにより、自己分解により失われる超純水中のオゾンを、気相から超純水に溶け込むオゾンにより補充し、超純水中のオゾン濃度をほぼ一定に保つことができる。
本態様の装置は、オゾンを含有する超純水を移送するオゾン含有超純水供給主配管18と、主配管から分岐してユースポイントに連結する枝管19と、枝管に配置されたオゾン含有超純水を貯留するバッファータンク20を有する。バッファータンク内のオゾン含有超純水は、洗浄槽21に送られて、電子材料の洗浄などに使用される。本態様においては、ユースポイントで使用されなかったオゾン含有超純水は、オゾン分解装置22に送られてオゾンが分解除去されたのち、返送配管23を経由して返送される。オゾン分解装置の機構に特に制限はなく、例えば、紫外線照射、活性炭処理などにより、オゾンを分解することができる。本態様の装置においては、返送配管にも枝管24を設け、オゾン含有超純水にオゾンが分解除去された超純水を添加して希釈することにより、オゾン含有超純水中のオゾン濃度を調整することができる。使用されなかったオゾンが分解除去された超純水は、超純水として、あるいは、一次純水として、ふたたび使用することができる。各ユースポイントにおいて使用するオゾン含有超純水のpHがすべて同じである場合には、オゾン混合部の上流又は下流の主配管系において、pH調整剤の添加によるpH調整を一括して行うことができる。
【0011】
【発明の効果】
本発明の気体含有超純水供給装置は、ユースポイント付近にバッファータンクを設けることにより、洗浄水の連続的な製造と断続的な使用を結びつけることが可能となり、気体含有超純水を安定に製造して連続供給しつつ、気体濃度が制御された気体含有超純水を、洗浄槽、洗浄ノズルなどへ断続的に、かつ迅速に送水することができる。また、バッファータンクにおいて気液分離機構を行うことができるので、気液混合型の通水を行う場合にも、気液分離のための専用器を設置する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の気体含有超純水供給装置の一態様の系統図である。
【図2】図2は、本発明装置の一態様のバッファータンク近傍を示す系統図である。
【図3】図3は、オゾン含有超純水用の本発明装置の一態様の系統図である。
【符号の説明】
1 超純水供給系統
2 気体含有超純水供給系統
3 気体供給器
4 気体混合部
5 気体含有超純水供給主配管
6 枝管
7 バッファータンク
8 洗浄槽
9 枝管
10 給排気弁
11 無菌フィルター
12 気体センサー
13 コントローラー
14 バルブ
15 バルブ
16 オゾン供給器
17 オゾン混合部
18 オゾン含有超純水供給主配管
19 枝管
20 バッファータンク
21 洗浄槽
22 オゾン分解装置
23 返送配管
24 枝管
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gas-containing ultrapure water supply device. More specifically, the present invention provides a use point of ultrapure water containing a specific gas that is useful for cleaning and rinsing in a wet cleaning process for precisely cleaning electronic materials such as silicon substrates for semiconductors and glass substrates for liquid crystals. The present invention relates to a gas-containing ultrapure water supply device that can be effectively supplied to a gas.
[0002]
[Prior art]
Highly removing impurities such as fine particles, metals, and organic substances from the surface of electronic materials is extremely important to ensure the quality and yield of products such as semiconductors and liquid crystals. Conventionally, silicon substrates for semiconductors, glass substrates for liquid crystals, etc. are called RCA cleaning, a mixture of sulfuric acid and hydrogen peroxide, a mixture of hydrochloric acid, hydrogen peroxide and water, ammonia and hydrogen peroxide. It was cleaned by high-temperature cleaning using a concentrated chemical solution based on hydrogen peroxide, such as a mixture of water. When this cleaning method is adopted, the chemical cost, the ultrapure water cost for rinsing, the waste liquid treatment cost, the air conditioning cost for exhausting chemical vapor and creating new clean air are reduced, and the use of a large amount of water, In recent years, the wet cleaning process has been reviewed in order to reduce environmental burdens such as mass disposal and emission of exhaust gas.
For example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-14817 discloses a cleaning that enables a reduction in the amount of chemicals used, a reduction in cleaning time, a reduction in the number of chemicals used, a recovery of waste liquids, and a reduction in capital investment in cleaning silicon wafers. As a method and apparatus, a chemical cleaning process for continuously supplying a chemical flow from above the surface of the object to be cleaned while rotating the object to be cleaned horizontally and supplying ultrapure water as a method and apparatus. A method and an apparatus have been proposed in which the ultrapure water cleaning process is sequentially performed in the same cleaning tank and ozone-added ultrapure water is used as the first chemical solution.
In addition, the present inventors previously disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-316187 that metal contaminants and organic contaminants on a semiconductor substrate can be efficiently removed without using chemicals such as high-concentration hydrochloric acid or hydrogen peroxide. A cleaning method using cleaning water prepared by blowing ozone into an acidic aqueous solution containing a chlorine compound was proposed as a cleaning method that enables removal and facilitates waste liquid treatment after cleaning. Further, the present inventors have also disclosed a hydrogen gas-containing ultrapure water obtained by dissolving hydrogen gas in ultrapure water and an oxygen gas-containing ultrapure water containing dissolved oxygen gas at a concentration higher than the atmospheric saturation concentration. It has been found to be effective for cleaning, and has proposed a new resource-saving cleaning method using these gas-containing ultrapure water.
The present inventors provide a gas-containing ultrapure water production apparatus for dissolving these specific gases in ultrapure water, and a gas-containing ultrapure water supply for supplying gas-containing ultrapure water for cleaning to a point of use. Several effective proposals have also been made for devices. However, gas-containing ultrapure water for cleaning has a short history since its development, and further improvement of the gas-containing ultrapure water supply device has been demanded in order to realize mass-use without waste in mass production factories. .
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention continuously produces gas-containing ultrapure water for cleaning in which the dissolved concentration of a specific gas is controlled, and can be stably and quickly supplied even for intermittent use at a point of use. It is made for the purpose of providing a containing ultrapure water supply device.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive research to solve the above problems, the present inventors have obtained a buffer tank that stores ozone- containing ultrapure water in a branch pipe that branches from the ozone- containing ultrapure water main pipe and is connected to a use point. It has been found that the capability of the supply device is greatly improved, and that stable and rapid supply to the use point of ozone- containing ultrapure water becomes possible, and the present invention is completed based on this knowledge. It came to.
That is, the present invention
(1) and the ozone-containing ultra pure water supply main pipe for transferring ultra-pure water containing ozone, the branch pipe connecting to the point of use branched from the main pipe, the ozone-containing ultrapure water to the branches pipes one for each the plurality have a buffer tank for storing, supplying water to the excess of the ozone-containing ultrapure water which has not been used by ultraviolet irradiation to decompose the ozone in the use point to the branch pipe as dilution water for use in point of use An ozone-containing ultrapure water supply device characterized by adjusting the dissolved ozone concentration of the ozone- containing ultrapure water,
(2) The ozone- containing ultrapure water supply device according to item (1), wherein the capacity of each buffer tank is substantially equal to the amount of water used at one time at a use point;
(3) The ozone- containing ultrapure water supply device according to (1) or (2), which cleans the electronic material at a use point ; and
(4) The ozone- containing ultrapure water supply device according to ( 1 ) , ( 2 ) or (3) , wherein gas-liquid separation is performed in a buffer tank ;
Is to provide.
Furthermore, as a preferred embodiment of the present invention,
(5) The ozone- containing ultrapure water supply device according to item (1) for cleaning the electronic material at a use point;
Can be mentioned.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The gas-containing ultrapure water supply device of the present invention includes a gas-containing ultrapure water supply main pipe for transferring gas-containing ultrapure water, a branch pipe branched from the main pipe and connected to a use point, and a branch pipe And a buffer tank for storing the gas-containing ultrapure water. According to the apparatus of the present invention, ultrapure water containing a gas useful for cleaning and rinsing is effective as a use point in a wet cleaning process for precisely cleaning electronic materials such as a silicon substrate for a semiconductor and a glass substrate for a liquid crystal. Can be supplied to. By using the apparatus of the present invention, impurities such as fine particles, metals, and organic substances can be highly removed from the surface of the electronic material.
There are no particular restrictions on the gas contained in the gas-containing ultrapure water supplied using the apparatus of the present invention, for example, noble gases such as ozone, hydrogen gas, oxygen gas, carbon dioxide gas, chlorine gas, nitrogen gas, argon, etc. Can be mentioned. Ultrapure water containing ozone can be used for cleaning organic material contamination and metal contamination on the surface of electronic materials. The ozone concentration in the ozone-containing ultrapure water is preferably 0.1 to 20 mg / liter at room temperature. Ultrapure water containing hydrogen gas can be used to remove fine particles adhering to the surface of the electronic material. The hydrogen gas concentration in the hydrogen gas-containing ultrapure water is preferably 0.7 to 1.5 mg / liter at room temperature. The oxygen gas-containing ultrapure water can be used for cleaning metal contamination on the surface of the electronic material. The oxygen gas concentration in the oxygen gas-containing ultrapure water is preferably 10 to 40 mg / liter at room temperature.
Carbon dioxide-containing ultrapure water can be used as rinse water after chemical cleaning. By dissolving carbon dioxide gas in ultrapure water and reducing the specific resistance, charging of the surface of the electronic material can be prevented. The chlorine gas-containing ultrapure water can be used for cleaning metal contamination on the surface of the electronic material. When combined with Megasonic, nitrogen gas-containing ultrapure water ionizes part of the nitrogen gas and lowers the specific resistance of ultrapure water, so it can be used as rinse water, just like carbon dioxide-containing ultrapure water. it can. Ultrapure water containing a rare gas such as argon can be used as cleaning water for the surface of an electronic material because generation of radicals is accelerated by applying megasonic.
[0006]
FIG. 1 is a system diagram of one embodiment of the gas-containing ultrapure water supply device of the present invention. The ultrapure water sent to the apparatus is branched into an ultrapure water supply system 1 and a gas-containing ultrapure water supply system 2. The gas to be dissolved is supplied from the gas supplier 3 to the ultrapure water of the gas-containing ultrapure water supply system, and is supplied to the ultrapure water in the gas mixing unit 4. There is no particular limitation on the gas supply device, for example, a gas required in the apparatus can be generated, such as an ozone generator, or a gas container obtained separately such as a hydrogen gas container can be connected to gas. It can also be a feeder. There is no particular limitation on the gas mixing part, for example, by blowing gas directly into ultrapure water and transferring it in the gas-containing ultrapure water supply main pipe in a gas-liquid mixed state, the gas can be dissolved in ultrapure water. Alternatively, the gas can be dissolved in ultrapure water using a gas permeable membrane module or the like.
The apparatus of the present invention includes a gas-containing ultrapure water supply main pipe 5 for transferring gas-containing ultrapure water, a branch pipe 6 branched from the main pipe and connected to a use point, and a gas containing pipe disposed in the branch pipe It has a buffer tank 7 for storing ultrapure water. The gas-containing ultrapure water in the buffer tank is sent to the cleaning tank 8 and used for cleaning electronic materials. In this embodiment, the branch pipe 9 is also provided in the ultrapure water supply system 1, and the gas concentration in the gas-containing ultrapure water can be adjusted by adding the ultrapure water to the gas-containing ultrapure water. Ultrapure water that has not been used at the point of use can be returned through the return pipe of the ultrapure water supply system and used again. Gas-containing ultrapure water that has not been used at the point of use can be recycled as it is, or it can be reused as ultrapure water or as primary pure water by removing the contained gas as necessary. it can. There is no restriction | limiting in particular in the removal method of contained gas, For example, ozone containing ultra pure water can remove ozone by activated carbon treatment, ultraviolet irradiation, etc.
[0007]
FIG. 2 is a system diagram showing the vicinity of the buffer tank according to one aspect of the apparatus of the present invention. The gas-containing ultrapure water is continuously produced and sent through the gas-containing ultrapure water supply main pipe to the vicinity of a cleaning machine such as a batch type or a single wafer type which is a use point. The gas-containing ultrapure water is stored in the buffer tank 7 through the branch pipe 6 branched from the main pipe.
In the apparatus of the present invention, the buffer tank has a function as a standby container for intermittent supply of gas-containing ultrapure water to the use point. In mass production plants, gas-containing ultrapure water as cleaning water is used intermittently. In the case of batch cleaning, a supply process for quickly filling an empty cleaning tank with cleaning water and a standby process until the next supply process are repeated. During the standby process, there may be an overflow or down-flow circulation type cleaning in which a certain amount of makeup water is continuously sent to the cleaning tank. Also in the case of single wafer cleaning, the supply process of applying a liquid at a constant flow rate to the object to be cleaned is repeated intermittently. In any case, intermittent supply is required in the place of cleaning, but in order to control the dissolved gas concentration without waste, it is preferable to continuously produce gas-containing ultrapure water. There was a problem. In the apparatus of the present invention, the requirement for both continuous production and intermittent use of gas-containing ultrapure water can be met by storing gas-containing ultrapure water in the buffer tank. The buffer tank is preferably provided with a supply / exhaust valve 10 and a sterile filter 11 so as to cope with fluctuations in the amount of water.
In the apparatus of the present invention, the capacity of the buffer tank is preferably substantially equal to the capacity of the washing tank at the use point or the amount of water used at one time at the use point. For example, in the case of batch cleaning, if the capacity of the cleaning tank is 20 liters, the capacity of the buffer tank is also set to 20 liters, so that the cleaning water can be updated easily and quickly. That is, by disposing the buffer tank 7 above the cleaning tank 8, a predetermined amount of cleaning water can be filled into the cleaning tank using gravity only by a simple valve operation. The water supply speed to the cleaning tank can be increased by opening the supply / exhaust valve. The buffer tank is preferably provided with a water meter, and a mechanism for sending a signal to the controller to automatically open and close the valve to replenish the gas-containing ultrapure water.
[0008]
In the buffer tank, the dissolved gas concentration can be finely adjusted. The branch pipe 6 is provided with a gas sensor 12 for measuring the concentration of the gas contained in the ultrapure water, a signal is sent from the gas sensor to the controller 13, and the gas-containing ultrapure water supply main pipe is supplied by the controller from the main pipe. By controlling the opening of the pure water valve 14 and the opening of the ultra pure water valve 15 supplied from the ultra pure water supply system 1, the gas-containing ultra pure water and the ultra pure water to be replenished to the buffer tank are controlled. By adjusting the amount of water, the gas concentration of the ultrapure water containing gas in the buffer tank can always be kept constant.
The gas-containing ultrapure water is sent to the washing tank, and the empty buffer tank is supplied again with the gas-containing ultrapure water at a constant flow rate from the main pipe that is fed at a constant flow rate. In the apparatus of the present invention, it is preferable to provide a plurality of buffer tanks for one branch pipe. By providing two or more buffer tanks for one point of use, one buffer tank is used for standby and the other buffer tank is used for replenishment, depending on the interval between cleaning water updates at the point of use, that is, the average flow rate used By performing the replenishment, it is possible to make steady the extraction of gas-containing ultrapure water from the main pipe to the branch pipe. Although the amount of water flow in the main pipe decreases as the water flows to the branch pipes as it goes downstream, the water flow amount of the main pipe can also be made steady by performing the steady state of the water supply amount to the branch pipes.
By stabilizing the amount of water flow in the main pipe and the branch pipe, the concentration management of gas-containing ultrapure water that causes a decrease in concentration over time due to self-decomposition of ozone or the like is facilitated. That is, the dilution at each use point can be performed constantly, and the concentration management of the self-decomposable gas in each buffer tank is facilitated. When the use condition of the washing water at the point of use fluctuates, gas concentration management is performed by monitoring the dissolved gas concentration in the branch pipe or buffer tank using a gas sensor and controller, and a dilution mechanism by operating the valve accordingly. It is also possible to use it. Strictly speaking, when handling ultrapure water containing a self-decomposable gas such as ozone, the dissolved gas concentration in the buffer tank also decreases due to self-decomposition. However, the progress of the concentration decrease is much more gradual than in the gas-containing ultrapure water supply main pipe, and there is no concentration decrease that causes a practical problem unless it is in an extremely long time standby.
[0009]
In the apparatus of the present invention, a pH adjuster can be added in the buffer tank to adjust the pH of the gas-containing ultrapure water in the buffer tank to a predetermined value. For example, you can measure the pH of gas-containing ultrapure water in the buffer tank and send a signal to the controller to add the required amount of pH adjuster, or the inflow of gas-containing ultrapure water to the buffer tank Alternatively, a necessary amount of a pH adjusting agent can be added according to the amount of water sent to the use point.
In the apparatus of the present invention, gas-liquid separation can be performed in a buffer tank. When the gas contained is a gas that does not cause a substantial change in concentration in the closed supply system, such as hydrogen gas, oxygen gas, carbon dioxide gas, nitrogen gas, or rare gas, the gas is mixed in the gas mixing unit 4. Using the permeable membrane module, it is possible to produce gas-containing ultrapure water in which no bubbles are present in the ultrapure water. However, in the case of containing a self-decomposing gas such as ozone, a gas containing ozone is blown into ultrapure water so as to be in a gas-liquid mixed state, and ozone that decreases due to self-decomposition in ultrapure water is reduced. It is preferable to replenish with ozone dissolved in the ultrapure water from the gas phase and keep the dissolved ozone concentration substantially constant over a long supply main piping system. In this case, ozone undissolved in ultrapure water and other gases coexisting with ozone are sent to the buffer tank in a gaseous state. Therefore, by performing gas-liquid separation in the buffer tank, gas-containing ultrapure water is obtained. Air bubbles can be separated from The gas generated by the gas-liquid separation can be discharged from a supply / exhaust valve provided in the buffer tank.
In order to keep the concentration of self-decomposing gas such as ozone constant over a long supply main piping system, a gas-liquid mixed gas-containing ultrapure water supplier that passes water while dissolving the self-decomposing gas It is effective to use piping. However, even if this method is used, it is difficult to maintain a constant gas concentration from upstream to downstream of a long supply system. For this reason, gas-containing ultrapure water set to a higher concentration is sent so that the prescribed dissolved gas concentration can be maintained even at the most downstream use point where the self-decomposition of dissolved gas is most advanced. The method of adjusting the dilution to an appropriate concentration is a practical method. In addition, a self-decomposable gas can be appropriately supplied in the middle of the gas-containing ultrapure water supply main pipe. In this case, the lowest concentration is not necessarily the lowest in the downstream, but even when gas is replenished in the middle of the main pipe, the gas concentration is set higher than the required concentration at the point of use and around each point of use. It is preferable to make fine adjustment with.
[0010]
FIG. 3 is a system diagram of another aspect of the apparatus of the present invention for supplying ozone-containing ultrapure water. The ultrapure water sent to the apparatus is supplied with a gas containing ozone from the ozone supplier 16 and supplied to the ultrapure water in the ozone mixing unit 17. It is preferable that the ozone-containing gas is blown directly into the ultrapure water and transferred through the ozone-containing ultrapure water supply main pipe in a gas-liquid mixed state. By transferring the ozone-containing supply main pipe in a gas-liquid mixed state, the ozone in the ultrapure water lost due to self-decomposition is supplemented by the ozone dissolved in the ultrapure water from the gas phase, and the ozone concentration in the ultrapure water Can be kept almost constant.
The apparatus of this aspect includes an ozone-containing ultrapure water supply main pipe 18 for transferring ultrapure water containing ozone, a branch pipe 19 branched from the main pipe and connected to a use point, and ozone disposed in the branch pipe. It has the buffer tank 20 which stores the containing ultrapure water. The ozone-containing ultrapure water in the buffer tank is sent to the cleaning tank 21 and used for cleaning electronic materials. In this embodiment, the ozone-containing ultrapure water that has not been used at the point of use is sent to the ozone decomposing device 22 where ozone is decomposed and removed, and then returned via the return pipe 23. There is no restriction | limiting in particular in the mechanism of an ozonolysis apparatus, For example, ozone can be decomposed | disassembled by ultraviolet irradiation, activated carbon treatment, etc. In the apparatus of this aspect, the branch pipe 24 is also provided in the return pipe, and the ozone concentration in the ozone-containing ultrapure water is diluted by adding and diluting the ultrapure water from which ozone is decomposed and removed to the ozone-containing ultrapure water. Can be adjusted. Ultrapure water from which ozone that has not been used has been decomposed and removed can be used again as ultrapure water or as primary pure water. When the pH of ozone-containing ultrapure water used at each use point is the same, pH adjustment by adding a pH adjuster can be performed collectively in the main piping system upstream or downstream of the ozone mixing section. it can.
[0011]
【The invention's effect】
The gas-containing ultrapure water supply device according to the present invention can connect continuous production and intermittent use of cleaning water by providing a buffer tank near the point of use, and can stably supply gas-containing ultrapure water. Gas-containing ultrapure water whose gas concentration is controlled can be intermittently and rapidly sent to a cleaning tank, a cleaning nozzle or the like while being manufactured and continuously supplied. In addition, since the gas-liquid separation mechanism can be performed in the buffer tank, it is not necessary to install a dedicated device for gas-liquid separation even when performing gas-liquid mixed type water flow.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system diagram of one embodiment of a gas-containing ultrapure water supply device of the present invention.
FIG. 2 is a system diagram showing the vicinity of a buffer tank according to an aspect of the apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a system diagram of one embodiment of the device of the present invention for ozone-containing ultrapure water.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrapure water supply system 2 Gas containing ultrapure water supply system 3 Gas supply 4 Gas mixing part 5 Gas containing ultrapure water supply main pipe 6 Branch pipe 7 Buffer tank 8 Washing tank 9 Branch pipe 10 Supply / exhaust valve 11 Aseptic filter 12 Gas Sensor 13 Controller 14 Valve 15 Valve 16 Ozone Supply 17 Ozone Mixer 18 Ozone-Containing Ultrapure Water Supply Main Pipe 19 Branch Pipe 20 Buffer Tank 21 Washing Tank 22 Ozone Decomposition Device 23 Return Pipe 24 Branch Pipe

Claims (4)

オゾンを含有する超純水を移送するオゾン含有超純水供給主配管と、主配管から分岐してユースポイントに連結する枝管と、該枝管1本毎にオゾン含有超純水を貯留するバッファータンクを複数個有し、ユースポイントで使用されなかった余剰のオゾン含有超純水に紫外線を照射してオゾンを分解した水を希釈用水として枝管に供給し、ユースポイントにおいて使用するオゾン含有超純水の溶存オゾン濃度を調整することを特徴とするオゾン含有超純水供給装置。Storing the ozone-containing ultra pure water supply main pipe for transferring ultra-pure water containing ozone, the branch pipe connecting to the point of use branched from the main pipe, the ozone-containing ultrapure water to the branches pipes one for each the buffer tank plurality Yes, supplying water to the excess of the ozone-containing ultrapure water which has not been used by ultraviolet irradiation to decompose the ozone in the use point to the branch pipe as dilution water, ozone-containing used in point of use An ozone- containing ultrapure water supply device that adjusts the dissolved ozone concentration of ultrapure water. 前記各バッファータンクの容量が、ユースポイントにおいて一度に使用する水量にほぼ等しいことを特徴とする請求項1記載のオゾン含有超純水供給装置。2. The ozone- containing ultrapure water supply device according to claim 1, wherein the capacity of each buffer tank is substantially equal to the amount of water used at one time at a use point. ユースポイントにおいて、電子材料を洗浄する請求項1又は2記載のオゾン含有超純水供給装置。The ozone- containing ultrapure water supply device according to claim 1 or 2 , wherein the electronic material is washed at a use point . バッファータンクにおいて、気液分離を行う請求項1、2又は3記載のオゾン含有超純水供給装置。 4. The ozone- containing ultrapure water supply device according to claim 1 , wherein gas-liquid separation is performed in a buffer tank .
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