なぜ除去が難しいのか
極性が弱くイオン化しにくい有機物は、樹脂や CEDI をすり抜けます。後段で処理するには、まずイオン化させる必要があります。
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12 CMH UPW System
半導体グレード
超純水
原水とプロセス要求に合わせた客製設計。前処理から終端 20 nm 限外ろ過まで、全線を半導体グレードの PVDF / PFA 配管とシームレス熱融着溶接で構成します。
18.2 MΩ·cmResistivity25 °C
< 1 ppbTOC全有機炭素
< 1 pptHeavy Metals金属イオン
20 nmParticle終端 UF 等級
処理フロー
6段階の処理フロー
原水水質とプロセス要求に合わせて構成——各段は、前段が残した課題を解くために存在します。
01
前処理Pre-treatment
懸濁物質・残留塩素・有機物・硬度を除去し、後段の膜を保護します。02
逆浸透2-Pass RO
2段の逆浸透により、溶解塩類と有機物の大部分を除去します。03
CEDI電気脱イオン
酸アルカリ再生を必要としない連続脱イオン。04
UV 光分解185 nm TOC
185 nm の光子がヒドロキシルラジカルを生成し、有機物を分解します。05
MBP 混床Mixed-Bed
半導体グレードの混床樹脂が残存するイオン片を捕捉します。06
Final UF終端限外ろ過
ユースポイント直前の最終バリア。20 nm 等級です。造水規格
- 比抵抗≥ 18.2 MΩ·cm @ 25°C
- 全有機炭素< 1 ppb
- 重金属イオン< 1 ppt
- 微粒子20 nm 等級ろ過
- 造水量12 m³/h (12 CMH)
- 配管PVDF / PFA 半導体グレード
- 給水24 h 連続
造水量と仕様はプロセス需要に応じて調整可能です
配管と材質
規格を守れるかは
配管で決まります
超純水は極めて強い溶媒です。前段の処理がどれほど優れていても、配管からの溶出や溶接部のデッドレグがあれば、ユースポイントに届く前に水質は劣化します。也順は全系統に半導体グレードの高純度 PVDF・PFA を採用し、シームレス熱融着溶接により汚染経路を根本から断ちます。
- 半導体グレード PVDF / PFA溶出が少なく耐薬品性に優れ、微量金属および TOC 規格に適合します。
- シームレス熱融着溶接管内に継ぎ目もデッドレグもなく、汚染や微生物が留まる場所がありません。
- 製薬案件では SUS316L / BPE軌道溶接により、すべての溶接部の健全性を確保します。
技術原理 01
超純水システムにおける TOC 除去の課題
有機化合物は超純水システムで最も除去が難しい汚染物質のひとつです。極性が弱く分子が微小でイオン化しにくいため、従来のイオン交換や電気脱イオンでは十分に捕捉できません。
先端プロセスが求める水準
先端半導体プロセスでは、比抵抗 18.2 MΩ·cm 以上を保ちながら TOC 1 ppb 未満という二つの条件を同時に満たす必要があります。
光分解と酸化のメカニズム
特定波長の UV が水分子の結合を切断し、強い酸化力を持つヒドロキシルラジカルを生成。有機物をイオン態まで分解し、後段の樹脂で捕捉できるようにします。
185 nm による光分解
高エネルギーの 185 nm 光子が水分子に直接吸収され、水分子を分裂させて反応性が高く寿命の極めて短いヒドロキシルラジカルを生成します。
H₂O + hν (185 nm) → H• + OH•
水が吸収する 185 nm 光の量が、TOC 分解効率を決定づける最も重要な指標です。
有機物の連鎖酸化反応
ヒドロキシルラジカルが有機分子の化学結合を攻撃し、小さな荷電イオン・二酸化炭素・水へと段階的に分解します。
Organics + OH• → CO₂ + H₂O + Ions
生成したイオン種は、後段の混床イオン交換または CEDI で完全に吸着除去されます。
CO₂ の除去
一部の有機物は UV により二酸化炭素まで完全に酸化されます。CO₂ は水をわずかに酸性化させるため、UV ユニット下流に脱気膜モジュールを設置して効率的に除去します。
イオン片の吸着
分解されにくい分子は荷電したイオン片となり、一時的に比抵抗を低下させます。下流の高純度混床樹脂または CEDI により完全に除去されます。
理論純水の限界へ
UV とイオン交換の併用により、水質は理論限界である 18.2 MΩ·cm（Type 1 UPW）に到達し、干渉するイオンが存在しない状態となります。
技術原理 02
なぜ水中の気体を除去するのか
大気は約79%の窒素と21%の酸素で構成され、水は空気に触れた瞬間から気体を溶解します。常温常圧では、コップ一杯の水に約 8.5 ppm の溶存酸素が含まれます。
半導体
残留酸素が微細回路を酸化させる
ウェーハは高純水で40〜50回洗浄されます。その水に残った酸素が微細回路の金属を酸化させ、欠陥の原因となります。
発電産業
溶存酸素がタービン翼を腐食させる
高圧蒸気がタービンを駆動する際、溶存酸素が金属を酸化・腐食させ、翼を損傷して発電効率を低下させます。
導電率とイオンの制御
CO₂ が炭酸を生成する
地表水は炭酸カルシウムや炭酸マグネシウムを溶解し、硬度イオンと炭酸を生成して導電率を上昇させます。
技術原理 03
ナノメートル領域の
微粒子をどう除去するか
先端プロセスでは、20 nm の微粒子が一つあるだけで欠陥の原因となります。この寸法域は通常のろ過では対応できないため、ユースポイント直前に終端限外ろ過を配置します。
也順は中空糸 UF モジュールを最終バリアとして採用し、ナノ粒子と樹脂の微粉の双方を捕捉します。システム全体における最後の防衛線です。
- 一般プロセスの要求≥ 0.050 μm / 50 nm < 2 個/mL
- 特殊プロセスの要求0.020 μm / 20 nm
監視と検証
水質はデータで示す
システムは TOC・SiO₂・微粒子・溶存酸素・比抵抗をオンライン計測し、造水品質を連続記録します。異常は早期に警報を発し、生産ラインに影響が及ぶ前に食い止めます。
引き渡し前には、お客様とともに超微量重金属・ホウ素・微粒子の検証を行い、建設およびバリデーション文書一式をお渡しします。
TOCSiO₂ParticleDOResistivityDQ / IQ / OQ
実績
すでに最も過酷なラインで稼働中
台北にて創業
純水システムの計画・据付・保守に40年以上携わってきました。
世界3大装置メーカーへ納入
世界三大半導体製造装置メーカーの一社へ UPW システムを納入し、検証に合格しました。
半導体グレード配管
PVDF / PFA 配管とシームレス熱融着溶接により、二次汚染を排除します。