No.015

超純水製造装置のしくみ

用水・純水純水・超純水

「超純水製造装置のしくみ」についてお話いたします。半導体製品の洗浄や、半導体製造に使用する薬品の希釈用などには、他と比較的できないほどの高純度の超純水が必要です。今回は、水処理のすべての技術を投入して開発された超純水製造装置のしくみについて解説いたします。

解説

半導体製品の洗浄や半導体製造に使用する薬品の希釈用などには、他と比べものにならないほどの高純度の超純水が必要です。そのため超純水製造には、水処理のすべての技術が投入されているといってもいいでしょう。そのシステムは大きく、前処理システム、一次純水製造システム(以下、一次純水システム)、ポリッシングシステム(サブシステム)の三つに分けられます。使用される処理装置は、原水の水質や要求される水質によって異なります。このうち前処理システムでは、主として工業用水や井戸水に含まれる微粒子が取り除かれます。そして一次純水システムでは、イオン類、TOC(Total Organic Carbon:水中に溶解している全有機炭素)、溶存ガス(酸素、CO₂)、SiO₂のほぼ大部分が除去され、水質としても抵抗率10MΩ・cm以上、良好な場合では17.5MΩ・cm以上になります。

最終安全装置としてのサブシステム

またサブシステムでは、一次純水システムで除去しきれなかった微量のイオン類、TOCを取り除くとともに、一次純水システム以降にシステム構成部材から溶出したイオン類、TOCを取り除きます。このサブシステムは、システム全体の最終安全装置の役目を果たします。一次純水システムがしっかりしていると超純水製造システム全体が非常に安定したものとなります。それぞれの処理で使われる装置や除去対象は、以下に一覧で示してあります。すべての物質を処理するような万能な技術や装置はありません。ですから、半導体製造に求められる高純度の超純水は、最新の技術・装置を組み合わせてつくられているのです。

除去対象項目	前処理システム	一次純水システム			サブシステム
除去対象項目	凝集＋ろ過	RO	イオン交換	脱気	UV殺菌	UV酸化	デミナー	UF
イオン	×	◎	◎	×	×	×	◎	×
TOC	△	◎	◎	△	×	◎	◎	×
微粒子	◎	○	△	×	×	×	×	◎
溶存酸素	×	×	×	◎	×	×	×	×
シリカ	△	○	◎	×	×	×	○	×
生菌	×	△	×	×	◎	×	×	◎
炭酸ガス	×	△	○	○	×	×	△	×

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