純水を取り巻く技術と現状－超純水システムの保守管理：超純水水質の安定化のための作業と将来の超純水水質の展望

摘要

近年、半導体製造用の超純水に求められる水質は、抵抗率として18.2MΩ·cm以上、0.05μm以上の微粒子が数百個／L、TOC（Total Organic Carbon全有機炭素）は3ppb以下、生菌は数cfu/L以下、DO（Dissolved Oxygen溶存酸素）は3ppb以下、各金属やイオンがサブpptオーダー以下であり、超純水システムには前述の水質を安定的に供給することが求められる。 超純水システムの原水には、地下水、河川水、湖沼水が用いられるが、このような原水は浮遊性固形物を多く含んでおり導電率も数百μS/cmと高い。 このため前述のような超純水を得るためには原水を段階的に処理する必要がある。 したがって超純水システムは、原水に含まれる浮遊性固形物等の除去を目的とした前処理システム、前処理システムで処理された数百μS/cmの水を17～18MΩ·cmまで純化する一次純水システム、一次純水をさらに純化し水の理論抵抗率やある18.24MΩ·cmと同等の水質を得るための二次純水システム等の複数の単位システムから構成されている。 また、原水の使用量の削減や水環境の保護を目的としてプロセス排水の一部を回収して再利用することも多く、このようなシステムは回収システムと呼ばれ、大型の超純水システムでは必ずと言って良いほど組み込まれている。 図1に大まかな超純水システムの例を参考として示す。 超純水システムの保守管理とは、上記の単位システムや単位機器を正常に稼動させ、規定された水質の超純水を規定量得るための作業であると同時に、水量の低下や水質の低下を未然に防止する予防的な作業であるということができる。 したがって単位機器の運転条件、基本的な性能、処理水質等を把握している必要があり、かつ、これらの機器がどのように制御されているのかを熟知した上で確実に実施する必要がある。 以降に各単位システムを構成する代表的単位機器を例示し、その働きと保守管理を行う上での注意点等を記す。