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JP2019067799A - Product washing apparatus and washing method - Google Patents

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Abstract

To provide product washing apparatus and method in which a metal contamination inhibitor-containing ultrapure water having a specified concentration is supplied to a washing machine.SOLUTION: A primary pure water is treated in a subsystem 2 to produce an ultrapure water. The ultrapure water is supplied to a use point via an ultrapure water supply line 3. A polymer-containing metal contamination inhibitor having an ion exchange group is added to the ultrapure water supply line 3 by a chemical feeder 4. The metal contamination inhibitor-added ultrapure water is supplied to each washing machine 6 by a branch pipe 5. When the ultrapure water flow rate of the ultrapure water supply line 3 is set constant and the metal contamination inhibitor solution is quantitatively added from the chemical feeder 4, the metal contamination inhibitor-added ultrapure water having specified concentration is sent to the use point.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、イオン交換基を有するポリマーを含む金属汚染防止剤を添加した超純水でウェハ等の製品を洗浄する装置及び方法に関する。   The present invention relates to an apparatus and method for cleaning a product such as a wafer with ultrapure water to which a metal contamination inhibitor containing a polymer having an ion exchange group is added.

半導体製造の基板となるウェハの洗浄においては、種々の薬品洗浄後に、超純水によるリンス洗浄が行われる。このリンス洗浄には、水中の不純物を高度に除去した高純度の超純水が使用されている。   In cleaning of a wafer to be a substrate for semiconductor manufacturing, rinse with ultrapure water is performed after various types of chemical cleaning. For the rinse cleaning, highly pure ultrapure water from which impurities in water are highly removed is used.

半導体用シリコンウェハの製造、ウェハを使った半導体製品の製造においては、ウェハ表面の清浄度維持が極めて重要である。金属汚染はCMOSイメージセンサーなどの製造工程で特に問題視されており、より清浄度の高いウェハ表面が求められている。   In the manufacture of silicon wafers for semiconductors and the manufacture of semiconductor products using wafers, maintaining the cleanliness of the wafer surface is extremely important. Metal contamination is a particular problem in the manufacturing process of CMOS image sensors and the like, and a wafer surface with higher cleanliness is required.

これを実現するために、含有する金属をごく微量(サブppt)のレベルで管理した、高清浄の超純水が洗浄工程で利用されている。イオン交換樹脂、イオン交換フィルターなどにより金属の除去が図られているが、そのような超純水中にもごく微量ながら金属不純物が残留する。このような超純水中の微量金属が洗浄中にウェハに付着することによるウェハの金属汚染が問題となっている。   In order to realize this, highly clean ultrapure water, in which contained metals are controlled at a very small amount (sub ppt), is used in the cleaning step. Although metal removal is attempted by ion exchange resin, ion exchange filter, etc., a very small amount of metal impurities remain in such ultra pure water. Such metal contamination of the wafer due to adhesion of trace metals in ultrapure water to the wafer during cleaning is a problem.

特許文献1には、ポリスチレンスルホン酸などのイオン交換基を有するポリマーを含む金属汚染防止剤を極微量添加した超純水でウェハ等を洗浄する方法が記載されている。この金属汚染防止剤を超純水に添加することにより、超純水中の微量金属を、イオン交換基を有するポリマーがイオン交換反応で吸着して製品への付着を抑制することができる。これにより、超純水中の微量金属による製品の金属汚染を効果的に防止することができる。   Patent Document 1 describes a method of cleaning a wafer or the like with ultrapure water to which a trace amount of a metal contamination inhibitor containing a polymer having an ion exchange group such as polystyrene sulfonic acid is added. By adding this metal contamination inhibitor to ultrapure water, the trace metal in ultrapure water can be adsorbed by the polymer having an ion exchange group by the ion exchange reaction to suppress adhesion to a product. This makes it possible to effectively prevent metal contamination of the product due to trace metals in ultrapure water.

特開2017−64641号公報JP 2017-64641 A

超純水は通常、一定流量を保った状態で、イオン交換処理・膜処理など様々な単位ユニットを組み合わせたシステムで製造されている。半導体等の電子部品を製造する一般的な工場においては、ユースポイント(超純水使用点)に多数の洗浄機が設置されており、各洗浄機と超純水システムを主配管(供給ラインとリターンライン)及び枝配管等で結合して必要な流量の超純水が送り届けられている。   Ultra pure water is usually manufactured by a system combining various unit units such as ion exchange treatment and membrane treatment while maintaining a constant flow rate. In a general factory that manufactures electronic parts such as semiconductors, a large number of cleaning machines are installed at the point of use (the point of using ultra pure water), and each cleaning machine and the ultra pure water system The ultrapure water of the required flow rate is sent by being connected by return line) and branch piping etc.

各洗浄機においては、複数のバルブの開閉で超純水の供給・停止あるいは大流量モード・小流量モードの切り替えが制御されている。近年広まりを見せている複数チャンバーの枝葉式洗浄機などでは、非常に多数のバルブの開閉がなされ、最大流量・最小流量の差が大きく、非常に不規則な流量変動で、超純水が使用されている。   In each cleaning machine, the supply / stop of ultrapure water or the switching between the large flow rate mode and the small flow rate mode is controlled by opening and closing a plurality of valves. In multi-chambered branch and leaf type washers, etc., which have recently become widespread, a large number of valves are opened and closed, and the difference between the maximum flow rate and the minimum flow rate is large. It is done.

実際の洗浄機の不規則な流量変動に対して、微量添加する薬品濃度を所定の値に整えるには、超純水流量に追随させた薬注流量制御や希釈後の洗浄水水質モニターからのフィードバック制御が一般的に行われている。   In order to adjust the concentration of the chemical to be added to a small amount to a predetermined value for the irregular flow rate fluctuation of the actual washing machine, the chemical flow rate control following the ultra pure water flow rate and the wash water quality monitor after dilution Feedback control is generally performed.

しかしながら、上記特許文献1のように、イオン交換基を有するポリマー含有金属汚染防止剤を極微量添加する場合、このような添加量制御では、流量変動幅の大きい超純水に対し金属汚染防止剤を規定濃度となるように添加することは難しい。   However, when a very small amount of polymer-containing metal contamination preventing agent having an ion exchange group is added as in Patent Document 1 described above, such addition amount control controls the metal contamination preventing agent with respect to ultrapure water having a large flow rate fluctuation range. It is difficult to add it to a specified concentration.

特許文献1の金属汚染防止剤を超純水に添加して超純水中の金属を金属汚染防止剤に吸着させることにより製品の金属汚染を防止する洗浄方法にあっては、超純水に添加される金属汚染防止剤の濃度は、予め測定しておいた超純水中の金属濃度に応じて事前に設定することになるが、超純水中の金属濃度は非常に低く、それに応じて設定された金属汚染防止剤添加濃度も非常に低い値となる。最高水準の超純水では、金属濃度は1pptを下回るレベルであり、この超純水に金属汚染防止剤としてポリスチレンスルホン酸を添加する場合、ポリスチレンスルホン酸は、100ppt以下となるように添加される。100pptのポリスチレンスルホン酸は、TOC換算するとおおよそ52pptとなり、検出限界が0.1ppb程度のTOCモニターで計測・管理できる水準を下回っている。   In the cleaning method of preventing metal contamination of a product by adding the metal contamination preventing agent of Patent Document 1 to ultrapure water and adsorbing the metal in the ultrapure water to the metal contamination preventing agent, the ultrapure water is used. The concentration of the metal contamination inhibitor to be added is set in advance according to the metal concentration in ultrapure water measured in advance, but the metal concentration in ultrapure water is very low, accordingly The metal contamination preventing agent addition concentration set up is also a very low value. At the highest level of ultra pure water, the metal concentration is below 1 ppt, and when adding polystyrene sulfonic acid as a metal contamination inhibitor to this ultra pure water, polystyrene sulfonic acid is added to be 100 ppt or less . 100 ppt of polystyrene sulfonic acid is approximately 52 ppt in terms of TOC, which is below the level that can be measured and managed by a TOC monitor with a detection limit of about 0.1 ppb.

本発明は、極微量の金属汚染防止剤を超純水に添加して製品を洗浄する場合に、超純水流量変動が大きい場合であっても、規定濃度の金属汚染防止剤含有超純水が洗浄機に供給される製品洗浄装置及び方法を提供することを目的とする。   In the present invention, when a trace amount of metal contamination preventive agent is added to ultra pure water to wash a product, metal contamination preventive agent-containing ultra pure water having a specified concentration even if the flow of ultra pure water flow is large It is an object of the present invention to provide a product cleaning apparatus and method for supplying to a cleaning machine.

本発明の製品洗浄装置は、超純水製造装置からの超純水をユースポイントまで送る超純水供給ラインと、ユースポイントで未使用の超純水を超純水製造装置又は超純水供給ラインに返送するリターンラインと、該超純水供給ラインに、イオン交換基を有するポリマーを含有する金属汚染防止剤を添加する薬注装置とを有する。   The product cleaning apparatus according to the present invention includes the ultrapure water supply line for sending the ultrapure water from the ultrapure water production apparatus to the use point and the ultrapure water production apparatus or ultrapure water supply of unused ultrapure water at the use point. It has a return line returned to the line, and a chemical feeder for adding a metal contamination inhibitor containing a polymer having an ion exchange group to the ultrapure water supply line.

本発明の一態様の製品洗浄装置は、前記リターンラインに設けられた、金属汚染防止剤除去用の膜分離装置を有する。   A product cleaning apparatus according to an aspect of the present invention includes a membrane separation apparatus for removing a metal antifouling agent provided in the return line.

本発明の一態様では、前記超純水供給ラインの超純水流量が一定であり、前記薬注装置は金属汚染防止剤を超純水に定量添加する。   In one aspect of the present invention, the flow rate of ultrapure water in the ultrapure water supply line is constant, and the chemical injection device quantitatively adds a metal contamination inhibitor to ultrapure water.

本発明の一態様では、前記薬注装置とユースポイントとの間の超純水供給ラインに、MF膜装置が設置されている。   In one aspect of the present invention, an MF membrane device is installed in the ultrapure water supply line between the chemical dosing device and the point of use.

本発明の一態様では、前記金属汚染防止剤がポリスチレンスルホン酸である。   In one aspect of the present invention, the metal contamination inhibitor is polystyrene sulfonic acid.

本発明の製品洗浄方法は、かかる本発明の製品洗浄装置によって製品を洗浄する。   The product cleaning method of the present invention cleans a product by the product cleaning device of the present invention.

本発明にあっては、超純水製造装置からの超純水供給ラインでイオン交換基を有するポリマーを含有する金属汚染防止剤を添加する。この超純水供給ラインの超純水流量を一定としておき、金属汚染防止剤を定量添加することにより、確実に規定濃度となった金属汚染防止剤添加超純水がユースポイントへ供給される。従って、各洗浄機への超純水流量がいかに大きく変動しても規定濃度の金属汚染防止剤添加超純水が各洗浄機に供給される。   In the present invention, a metal contamination inhibitor containing a polymer having an ion exchange group is added to the ultrapure water supply line from the ultrapure water production apparatus. The flow rate of the ultrapure water in the ultrapure water supply line is kept constant, and the metal contamination preventing agent is quantitatively added, whereby the metal contamination preventing agent-added ultrapure water which has surely become the specified concentration is supplied to the use point. Therefore, the metal contamination preventing agent added ultrapure water of the specified concentration is supplied to each of the washers regardless of how much the ultrapure water flow rate to each washer fluctuates.

ユースポイントで未使用となった金属汚染防止剤添加超純水は、その後リターンラインによって超純水製造装置又は超純水供給ラインに戻すことにより、再利用される。   The metal contamination preventing agent-added ultrapure water that has become unused at the point of use is then reused by returning it to the ultrapure water production apparatus or the ultrapure water supply line through the return line.

このリターンラインに、金属汚染防止剤除去用の膜分離装置を設けておくことにより、金属汚染防止剤が除去された超純水が超純水製造装置又は超純水供給ラインへ返送されることになる。   By providing a membrane separation device for removing the metal contamination inhibitor in this return line, the ultrapure water from which the metal contamination inhibitor is removed is returned to the ultrapure water production apparatus or the ultrapure water supply line. become.

なお、金属汚染防止剤を超純水に添加することにより、超純水中の微量金属を、イオン交換基を有するポリマーがイオン交換反応で吸着して製品への付着を抑制することができる。   In addition, by adding a metal contamination inhibitor to ultrapure water, a trace metal in ultrapure water and a polymer having an ion exchange group can be adsorbed by an ion exchange reaction to suppress adhesion to a product.

実施の形態に係る製品洗浄装置のフロー図である。It is a flow figure of a product cleaning device concerning an embodiment. 実施の形態に係る製品洗浄装置のフロー図である。It is a flow figure of a product cleaning device concerning an embodiment.

以下、図1,2を参照して実施の形態について説明する。図1では、超純水製造用の原水が前処理された後、一次純水装置1で処理されて一次純水となり、この一次純水がサブシステム2で処理されて超純水が製造される。この超純水が超純水供給ライン3を介してユースポイントへ送水される。超純水供給ライン3には、薬注装置4によってイオン交換基を有するポリマーを含有する金属汚染防止剤が添加される。この金属汚染防止剤添加超純水が枝管5によって各洗浄機6に供給される。未使用の金属汚染防止剤添加超純水は、リターンライン7を介してサブシステム2の一次純水タンクへ返送される。   The embodiment will be described below with reference to FIGS. In FIG. 1, after the raw water for producing ultrapure water is pretreated, it is treated by the primary pure water device 1 to become primary pure water, and this primary pure water is treated by the subsystem 2 to produce ultrapure water. Ru. The ultrapure water is supplied to the use point via the ultrapure water supply line 3. A metal contamination inhibitor containing a polymer having an ion exchange group is added to the ultrapure water supply line 3 by the chemical feeder 4. The metal contamination preventing agent-added ultrapure water is supplied to each cleaner 6 by the branch pipe 5. Unused metal contamination inhibitor-added ultrapure water is returned to the primary pure water tank of the subsystem 2 through the return line 7.

薬注装置4は薬液タンクと薬注ポンプとを有する。なお、薬注ポンプの代わりに、薬液タンク内に気体を供給して薬液タンクから薬液を送り出す構成のものであってもよい。   The chemical dosing device 4 has a chemical solution tank and a chemical dosing pump. Note that, instead of the chemical feed pump, a configuration may be employed in which gas is supplied into the chemical solution tank and the chemical solution is sent out from the chemical solution tank.

一次純水装置1は、逆浸透(RO)膜分離装置、脱気装置、再生型イオン交換装置(混床式又は4床5塔式など)、電気脱イオン装置、紫外線(UV)照射酸化装置等の酸化装置などを備えており、水中のイオンや有機成分の除去を行う。なお、RO膜分離装置では、塩類を除去すると共に、イオン性、コロイド性のTOCを除去する。イオン交換装置又は電気脱イオン装置では、塩類を除去すると共にイオン交換樹脂によって吸着又はイオン交換されるTOC成分の除去を行う。脱気装置では無機系炭素(IC)、溶存酸素の除去を行う。酸化装置では、TOC成分の分解を行う。   The primary pure water system 1 is a reverse osmosis (RO) membrane separation system, a degassing system, a regeneration type ion exchange system (mixed bed type or 4 bed 5 tower type, etc.), an electrodeionization apparatus, an ultraviolet (UV) irradiation oxidizer Etc. to remove ions and organic components in water. In the RO membrane separation apparatus, salts are removed, and ionic and colloidal TOC are removed. In the ion exchange apparatus or electrodeionization apparatus, salts are removed and TOC components adsorbed or ion exchanged by the ion exchange resin are removed. The deaerator removes inorganic carbon (IC) and dissolved oxygen. In the oxidizer, the TOC components are decomposed.

サブシステム2では一次純水装置からの一次純水を一次純水タンクに受け入れ、この一次純水を、低圧紫外線(UV)照射酸化装置、非再生型イオン交換装置及び限界濾過(UF)膜分離装置等で処理して超純水にする。   Subsystem 2 receives primary pure water from the primary pure water unit into the primary pure water tank, and this primary pure water is irradiated with a low pressure ultraviolet (UV) irradiation oxidizer, a non-regenerative ion exchange unit, and ultrafiltration (UF) membrane separation Process with equipment etc. to make ultra pure water.

この製品洗浄装置においては、超純水供給ライン3の超純水流量を一定としておき、薬注装置4から金属汚染防止剤溶液を定量添加(一定供給速度にて添加)することにより、薬注点以下の超純水供給ライン3には、確実に規定濃度となった金属汚染防止剤添加超純水が流れる。この規定濃度となった金属汚染防止剤添加超純水が枝管5を介して各洗浄機6に供給され、ウェハ等の製品の洗浄に使用される。余剰の未使用の金属汚染防止剤添加超純水は、リターンライン7を介してサブシステム2の一次純水タンクに返送されて再利用されるので、無駄になることはない。   In this product cleaning apparatus, the ultrapure water flow rate of the ultrapure water supply line 3 is kept constant, and the metal contamination preventing agent solution is quantitatively added from the chemical injection device 4 (added at a constant supply rate). In the ultrapure water supply line 3 below the point, the metal contamination preventing agent-added ultrapure water which has definitely reached the specified concentration flows. The metal contamination preventing agent-added ultrapure water having this specified concentration is supplied to each cleaner 6 through the branch pipe 5 and used for cleaning products such as wafers. The excess unused metal contamination preventing agent-added ultrapure water is returned to the primary pure water tank of the subsystem 2 via the return line 7 and reused, so there is no waste.

図2の製品洗浄装置では、リターンライン7の途中(又は末端)に、超純水中の金属汚染防止剤を除去するための膜分離装置8が設置されており、その膜透過水がサブシステム2に返送される。なお、この膜透過水の水質レベルは超純水レベルとなっている。すなわち、薬注された金属汚染防止剤は膜分離装置8で除去される。また、薬注された金属汚染防止剤は、超純水中に微量存在する金属を捕捉しており、膜分離装置8の透過水はこの金属も除去された高清浄度のものとなっている。そのため、膜分離装置8の透過水は、配管7’のように、薬注点よりも上流側の超純水供給ライン3に送水されてもよい。膜分離装置8の濃縮水は、配管9によって一次純水装置1へ送水される。なお、リターンラインは配管7''のように、サブシステムに直接返送してもよい。   In the product cleaning apparatus of FIG. 2, a membrane separation apparatus 8 for removing the metal contamination preventing agent in ultrapure water is installed in the middle (or at the end) of the return line 7, and the permeated water is a subsystem Returned to 2. The water quality level of this permeated water is the ultrapure water level. That is, the metal contamination preventive agent supplied is removed by the membrane separation device 8. In addition, the metal contamination preventive agent which has been ingested captures metals that are present in a very small amount in ultrapure water, and the permeated water of the membrane separation device 8 is of high purity from which this metal is also removed. . Therefore, the permeated water of the membrane separation device 8 may be supplied to the ultrapure water supply line 3 on the upstream side of the dosing point, as in the pipe 7 '. The concentrated water of the membrane separation device 8 is sent to the primary pure water device 1 by a pipe 9. Note that the return line may be returned directly to the subsystem, as in pipe 7 ''.

膜分離装置8としては、金属汚染防止剤を完全に阻止できるものが必要である。分画分子量6000のUF装置を適宜用いると、金属汚染防止剤は膜面などに付着したりしてモジュール内に滞留することなく、供給水/濃縮水から求められる濃縮倍率通りに濃縮されて排出される。この金属汚染防止剤を再利用することが可能である。   The membrane separation device 8 needs to be capable of completely preventing the metal contamination inhibitor. If a UF apparatus with a molecular weight cut off of 6000 is used appropriately, the metal contamination preventive agent is concentrated and discharged according to the concentration factor required from the feed water / concentrated water without adhering to the membrane surface or the like and staying in the module. Be done. It is possible to reuse this metal contamination inhibitor.

この図2の製品洗浄装置においても、サブシステム2から超純水供給ライン3へ超純水を一定量で供給し、この超純水へ金属汚染防止剤を薬注装置4で定量添加することにより、各洗浄機6へ確実に規定濃度の金属汚染防止剤添加超純水が供給される。   Also in the product cleaning apparatus shown in FIG. 2, a predetermined amount of ultrapure water is supplied from the subsystem 2 to the ultrapure water supply line 3, and the metal contamination preventing agent is quantitatively added to the ultrapure water by the chemical feeder 4. As a result, the metal contamination preventing agent-added ultrapure water with a prescribed concentration is reliably supplied to each cleaning machine 6.

例えば12チャンバーの枚葉式洗浄機にこの金属汚染防止剤添加超純水を供給する場合を考える。   For example, consider the case where the metal contamination preventing agent-added ultrapure water is supplied to a 12-chamber single wafer type cleaning machine.

ウェハ表裏両面へのリンス水供給で、1チャンバーあたり4L/分の洗浄水が使われるとする。12チャンバーが同時にリンス水を使う場合の流量は、最大で48L/分となる。実際には各チャンバーの動作は様々であり、全ての洗浄水ラインのバルブが開となる可能性は極めて低い。   It is assumed that 4 L / min of cleaning water is used per chamber for supplying rinse water to both sides of the wafer. When 12 chambers use rinse water at the same time, the flow rate is up to 48 L / min. In practice, the operation of each chamber is various, and it is extremely unlikely that all wash water line valves will open.

実際の流量幅が最大40L/分〜最小8L/分の範囲で変動する場合、本発明の希薄金属汚染防止剤添加超純水は最大流量に対してある程度の余裕を加えた一定流量で供給する。最大流量が使われる時にも全てのチャンバーに必要な流量を確実に送り届けられるよう、余裕は20%以上あることが望ましい。   When the actual flow width fluctuates in the range of maximum 40 L / min to minimum 8 L / min, the dilute metal antifouling agent-added ultrapure water of the present invention is supplied at a constant flow rate with some margin added to the maximum flow rate. . It is desirable to have a margin of at least 20% to ensure that the necessary flow is delivered to all the chambers even when the maximum flow is used.

以上により、40L/分×1.2=48L/分以上で金属汚染防止剤添加超純水を調製し、供給する(全バルブ同時開という状況を想定して、この洗浄機の場合であれば全バルブ開の48L/分×1.2以上を一定供給してもよい)。48L/分以上の供給流量から8〜40L/分の使用水流量を減じた分が洗浄機から余剰水として戻ってくる。これを上述のUF膜分離装置8で処理し、ごく希薄とはいえ溶解している金属汚染防止剤を除去して、余剰超純水として水槽に戻す。この処理水は、工場に敷設されている超純水のリターン配管に合流させても良いし、超純水水槽に直接送っても良い。   As described above, the metal contamination preventing agent-added ultrapure water is prepared and supplied at 40 L / min × 1.2 = 48 L / min or more (in the case of this cleaning machine assuming a situation that all the valves are simultaneously opened) A constant supply of 48 L / min x 1.2 or more of all valves open). The difference between the supply flow rate of 48 L / min or more and the working water flow rate of 8 to 40 L / min is returned from the washer as surplus water. This is treated with the above-mentioned UF membrane separation device 8 to remove the metal contamination preventive agent which is very dilute but is dissolved and returned to the water tank as excess ultrapure water. The treated water may be joined to the ultrapure water return pipe installed in the factory or may be sent directly to the ultrapure water tank.

本発明では、薬注装置4の薬注ポイントとユースポイントとの間の超純水供給ライン3に、金属汚染防止剤添加超純水から不要な異物を除去するためのMFなどの膜分離装置を設けることが好ましい。この膜分離装置は、添加した金属汚染防止剤分子が阻止されずスムーズに通り抜ける孔径であることが必要である。本発明においては、後述の通り、イオン交換基を有するポリマーとしては分子量30万以上のポリスチレンスルホン酸が望ましく、これが素通りするには孔径10nmかそれ以上のMFが適当である。   In the present invention, a membrane separation apparatus such as MF for removing unnecessary foreign matter from the metal contamination preventing agent-added ultrapure water in the ultrapure water supply line 3 between the dosing point and the use point of the dosing apparatus 4 Is preferably provided. The membrane separation device needs to have a pore diameter through which the added metal contamination inhibitor molecules can pass without being blocked. In the present invention, as described later, polystyrenesulfonic acid having a molecular weight of 300,000 or more is desirable as a polymer having an ion exchange group, and an MF having a pore diameter of 10 nm or more is suitable for passing it.

超純水中の微量金属は、Na、K、Li、Ag等の1価の金属、Mg、Al、Ca、Cr、Mn、Fe、Ni、Co、Cu、Zn、Sr、Cd、Ba、Pb等の2価以上の多価金属であり、これらは、金属イオンとして超純水中に存在している。通常、各種の製品の洗浄に使用される超純水中の微量金属量は、各金属の濃度として1ng/L以下、例えば0.01〜0.5ng/L程度であり、これらの合計濃度として5ng/L以下、例えば0.01〜1ng/L程度である。   Trace metals in ultrapure water are monovalent metals such as Na, K, Li and Ag, Mg, Al, Ca, Cr, Mn, Fe, Ni, Co, Cu, Zn, Sr, Cd, Ba, Pb And the like, which are polyvalent metals having a valence of 2 or more, which are present in ultrapure water as metal ions. Usually, the amount of trace metals in ultrapure water used to wash various products is 1 ng / L or less, for example, about 0.01 to 0.5 ng / L as the concentration of each metal, and the total concentration of these is as 5 ng / L or less, for example, about 0.01 to 1 ng / L.

本発明においては、超純水中のこれらの微量金属が、イオン交換基を有するポリマーとのイオン交換反応で該ポリマーに吸着され、製品への付着が防止される。   In the present invention, these trace metals in ultrapure water are adsorbed to the polymer by ion exchange reaction with the polymer having ion exchange groups, and adhesion to the product is prevented.

本発明において用いるイオン交換基を有するポリマーのイオン交換基としては、金属イオンとイオン交換反応で金属イオンを吸着し得るものであればよく、カルボキシル基、スルホン酸基、4級アンモニウム基、3級アミノ基などが挙げられる。   The ion exchange group of the polymer having an ion exchange group used in the present invention may be any one capable of adsorbing a metal ion by a metal ion and ion exchange reaction, and a carboxyl group, a sulfonic acid group, a quaternary ammonium group, a tertiary An amino group etc. are mentioned.

これらのうち、イオン交換反応性の面から、スルホン酸基又は4級アンモニウム基が好ましい。金属陽イオンを吸着する能力はスルホン酸基が優れている。   Among these, from the viewpoint of ion exchange reactivity, a sulfonic acid group or a quaternary ammonium group is preferable. The ability to adsorb metal cations is superior to sulfonic acid groups.

イオン交換基を有するポリマーは、これらのイオン交換基の1種のみを有するものであってもよく、2種以上を有するものであってもよい。   The polymer having an ion exchange group may have only one of these ion exchange groups, or may have two or more.

イオン交換基を有するポリマーとしては、具体的には、ポリスチレンスルホン酸(PSA)等のスルホン酸基を有するポリマーや、ポリトリメチルベンジルアンモニウム塩、ポリトリメチルスチリルアルキルアンモニウム塩などのポリスチレン系4級アンモニウム塩等の4級アンモニウム基を有するポリマー等が挙げられ、特にポリスチレンスルホン酸が好ましい。金属汚染防止剤は、これらのイオン交換基を有するポリマーの1種のみを含有するものでもよく、2種以上を含有するものであってもよい。   Specific examples of the polymer having an ion exchange group include a polymer having a sulfonic acid group such as polystyrene sulfonic acid (PSA), and a polystyrene quaternary ammonium salt such as polytrimethylbenzyl ammonium salt and polytrimethylstyryl alkyl ammonium salt. And polymers having a quaternary ammonium group, and the like, and polystyrene sulfonic acid is particularly preferable. The metal contamination inhibitor may contain only one of these polymers having an ion exchange group, or may contain two or more.

イオン交換基を有するポリマーの分子量(本発明において、分子量とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリエチレングリコール換算の重量平均分子量である。)は、1万以上であることが好ましい。分子量1万以上のポリマーであれば、イオン交換反応による金属吸着で、汚染防止効果が認められるが、特に低濃度域では、分子量の大きいポリマーの方が上記効果に優れるため、イオン交換基を有するポリマーの分子量は10万以上であることが好ましい。イオン交換基を有するポリマーの分子量は、後述の分離膜による除去効果の面でも、10万以上、特に30万以上であることが好ましい。   The molecular weight of the polymer having an ion exchange group (in the present invention, the molecular weight is the weight average molecular weight in terms of polyethylene glycol by gel permeation chromatography) is preferably 10,000 or more. If the polymer has a molecular weight of 10,000 or more, the metal adsorption by ion exchange reaction is effective in preventing contamination, but particularly in the low concentration range, the polymer having a large molecular weight is more excellent in the above effect, and thus has an ion exchange group. The molecular weight of the polymer is preferably 100,000 or more. The molecular weight of the polymer having an ion exchange group is preferably 100,000 or more, and particularly preferably 300,000 or more in view of the removal effect by the separation membrane described later.

超純水への金属汚染防止剤の添加量は、超純水中の微量金属量に応じて適宜決定され、イオン交換基を有するポリマーと超純水中の金属とのイオン交換反応当量比以上となるように添加することが好ましい。具体的には、イオン交換反応当量比の1〜20倍、特に1.1〜5倍程度となるように添加することが好ましい。   The addition amount of the metal contamination inhibitor to ultrapure water is appropriately determined according to the amount of trace metals in ultrapure water, and the ion exchange reaction equivalent ratio or more of the polymer having ion exchange group and the metal in ultrapure water It is preferable to add so that it may become. Specifically, it is preferable to add so as to be about 1 to 20 times, particularly about 1.1 to 5 times the ion exchange reaction equivalent ratio.

1 一次純水装置
2 サブシステム
3 超純水供給ライン
7 リターンライン
1 primary pure water system 2 subsystem 3 ultra pure water supply line 7 return line

Claims (6)

超純水製造装置からの超純水をユースポイントまで送る超純水供給ラインと、
ユースポイントで未使用の超純水を超純水製造装置又は超純水供給ラインに返送するリターンラインと、
該超純水供給ラインに、イオン交換基を有するポリマーを含有する金属汚染防止剤を添加する薬注装置と
を有する製品洗浄装置。
Ultrapure water supply line that sends ultrapure water from the ultrapure water production system to the point of use,
Return line for returning unused ultra pure water at the point of use to the ultra pure water production system or ultra pure water supply line,
A product cleaning apparatus comprising: a chemical injection device for adding an antifouling agent containing a polymer having an ion exchange group to the ultrapure water supply line.
請求項1において、前記リターンラインに設けられた、金属汚染防止剤除去用の膜分離装置を有することを特徴とする製品洗浄装置。   2. A product cleaning apparatus according to claim 1, further comprising a membrane separation apparatus for removing the metal contamination preventive agent provided in the return line. 請求項1又は2において、前記超純水供給ラインの超純水流量が一定であり、
前記薬注装置は金属汚染防止剤を超純水に定量添加することを特徴とする製品洗浄装置。
In Claim 1 or 2, the ultrapure water flow rate of the said ultrapure water supply line is constant,
The said chemical | medical agent pouring apparatus quantitatively adds a metal contamination prevention agent to ultrapure water, The product washing | cleaning apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項1〜3のいずれか1項において、前記薬注装置とユースポイントとの間の超純水供給ラインに、MF膜装置が設置されていることを特徴とする製品洗浄装置。   A product cleaning apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein an MF membrane apparatus is installed in an ultrapure water supply line between the chemical supply apparatus and the point of use. 請求項1〜4のいずれか1項において、前記金属汚染防止剤がポリスチレンスルホン酸であることを特徴とする製品洗浄装置。   The product cleaning apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the metal contamination inhibitor is polystyrene sulfonic acid. 請求項1〜5のいずれか1項の製品洗浄装置によって製品を洗浄する製品洗浄方法。   The product washing | cleaning method which wash | cleans a product by the product washing apparatus of any one of Claims 1-5.
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