專利名稱：溶氫水制造設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在半導(dǎo)體元器件等的制造工藝中用作清洗液或浸漬液的溶氫水制造設(shè)備。
大規(guī)模集成電路元器件大部分是在硅基板上做成的，該制造工藝大體為如下的工序。即在高溫?cái)U(kuò)散爐中使表面研磨成鏡面狀的硅片表面上生成氧化膜的氧化工序；在絕緣膜一面上涂敷光致抗蝕劑(感光劑)使其具有感光性的光致抗蝕劑涂敷工序；將預(yù)先描畫了圖案的掩膜覆蓋在晶片上，從掩膜上方照射使光致抗蝕劑曝光的光束，從而印成與掩膜所描畫的圖案相同的曝光工序；相當(dāng)于在顯影液中僅除去抗蝕劑的感光部分再浸入蝕刻液地將感光部分的絕緣膜進(jìn)行蝕刻的顯影-蝕刻工序；將雜質(zhì)注入由顯影-蝕刻工序而露出的硅面上的氧化-擴(kuò)散工序；使用于形成配線的金屬涂膜層形成在晶片表面的金屬噴鍍工序，在多層化配線時(shí)再將生成絕緣膜后的上述同樣工序反復(fù)施行。
在為使基板表面平整化而施行的研磨工序后的清洗是為了防止由污染物殘留引起的配線不良所必需的處理工序。作為被清除對(duì)象的污染物主要是研磨后的殘留磨粒，過去主要使用超純水來除去這些污染物。近年，不僅要控制清洗處理后的基板表面殘留的微粒子數(shù)量，就是對(duì)微粒子的粒徑也逐漸需要控制。即，元器件本身的高集成化要求和元器件檢查設(shè)備的性能提高相輔相成并都與微粒子的粒徑有關(guān)，要求控制為更細(xì)小的微粒子粒徑，有時(shí)甚至直徑小于0.12μm的微粒子也成為了受控對(duì)象。
這樣隨著對(duì)半導(dǎo)體元器件清潔度要求的提高，比超純水的清洗能力更高的清洗液逐漸得到廣泛應(yīng)用。就清洗能力高的清洗液來說，有由電解水得到的電解離子水、使氫氣溶于超純水的溶氫水、或添加了螯合劑的堿性藥液等。特別是前兩者由于添加到清洗液中的物質(zhì)極少且操作時(shí)的安全性高，所以作為對(duì)環(huán)境影響小的清洗液而受到關(guān)注。
電解離子水是由純水或超純水經(jīng)電離分別在陽極腔產(chǎn)生有氧化性的陽極水、在陰極腔產(chǎn)生有還原性的陰極水得到的，通過在陽極水中添加酸，特別是鹽酸能夠得到酸性且更強(qiáng)氧化性的水質(zhì)的水，在陰極水中添加堿能夠得到堿性且更強(qiáng)還原性的水質(zhì)的水。陽極水用于除去金屬、殺菌等，而陰極水則用于除去微粒子、防止再吸附等。且溶氫水是使氫氣溶于純水或超純水而得到的，就氫氣的溶解方法來說通常使用筒中填充了中空絲狀膜的氣體溶解膜而使純水或超純水與氫氣接觸的方法，它的溶解效率高，因此多采用這種方法。就供給氫氣的方法來說，有用于半導(dǎo)體制造的使用氫氣的方法、使用氫氣瓶的方法、使用由電解水生成氫氣的方法等，由氫氣的清潔性和設(shè)備的簡(jiǎn)易性來看，多采用由電解生成氫氣的方法。溶氫水的利用方法，與電解離子水中的陰極水同樣地可用于除去微粒子、防止再吸附。
當(dāng)然，在半導(dǎo)體元器件制造過程中，不用說以完全不存在雜質(zhì)為優(yōu)選。微粒子污染會(huì)產(chǎn)生圖案缺陷、使絕緣膜安全性劣化。作為微粒子以外的雜質(zhì)引起絕緣膜安全性劣化和各種泄漏電流的金屬污染，引起接觸電阻增大和絕緣膜安全性劣化的有機(jī)物污染，以及無機(jī)離子污染和意想不到的自然生成氧化膜等不利于半導(dǎo)體制造工藝的情況，所以，應(yīng)該盡可能地將這些雜質(zhì)從清洗液中除去。
在現(xiàn)有的技術(shù)中，由用于制造符合亞微型設(shè)計(jì)規(guī)則的大規(guī)模集成電路的常用的超純水制造設(shè)備制得的超純水，具有如下表1所示的水質(zhì)，在清洗工藝中用這種水質(zhì)的超純水可使由超純水帶來的污染物質(zhì)不會(huì)附著在半導(dǎo)體基板表面。
表1


超純水制造設(shè)備是由將生水經(jīng)凝聚沉淀設(shè)備、砂過濾設(shè)備、活性炭過濾設(shè)備、反滲透膜設(shè)備、2床3塔式離子交換設(shè)備、混合樹脂離子交換設(shè)備、精密過濾器等處理得到一次純水的一次系純水制造設(shè)備，和將一次純水貯存于一次純水槽，用紫外線氧化設(shè)備、筒高純度水處理裝置、象超濾膜設(shè)備、反滲透膜設(shè)備這樣的膜處理設(shè)備等處理得到二次純水的二次系純水制造設(shè)備構(gòu)成。一次純水經(jīng)二次處理后，可將一次純水中殘留的微粒子、膠體、有機(jī)物、金屬、陰離子等永久性地除去從而得到超純水。
就上述用以制造電解離子水、溶氫水的生水來說，也可使用如表1所示水質(zhì)的超純水。
另外，關(guān)于現(xiàn)狀有如下的問題。即，在為了達(dá)到作為一項(xiàng)超純水水質(zhì)控制指標(biāo)的TOC濃度所用的紫外線氧化設(shè)備中有所謂極少的過氧化氫生成的問題。即，即使在超純水制造工序中用以分解有機(jī)物的紫外線氧化設(shè)備中用主波長(zhǎng)185nm的紫外線照射，這樣水分子仍被分解生成作為氧化性物質(zhì)的過氧化氫。其生成量大約為從10μg/L至數(shù)十μg/L左右，由于它的存在使得在半導(dǎo)體元器件制造工程中有可能產(chǎn)生意想不到的氧化。
在使用含有微量過氧化氫的超純水制得的電解離子水、溶氫水中也殘留有過氧化氫。僅通過氣體溶解膜內(nèi)的混合，超純水中的微量過氧化氫與氫氣通常不會(huì)發(fā)生化合反應(yīng)。盡管電解陰極水、溶氫水顯示出還原性，但是由于該微量過氧化氫的存在有時(shí)也會(huì)在半導(dǎo)體元器件制造工藝中引起意想不到的氧化。
如上所述半導(dǎo)體元器件的細(xì)微化飛速發(fā)展。不僅要求減小配線寬度而且配線、絕緣膜等的厚度也必須薄化。就用于制造半導(dǎo)體元器件的基板來說，最常使用的是硅片，就此時(shí)的絕緣膜來說是由氧化硅膜制成的。它的厚度有時(shí)可控制在幾納米，已經(jīng)成為不能忽視由存在于超純水中的氧化性物質(zhì)引起意想不到的氧化的狀態(tài)。
但是，由進(jìn)一步在技術(shù)上繼續(xù)研究后的結(jié)果，清楚地了解到在使用這種鈀催化劑進(jìn)行除去過氧化氫的處理時(shí)，具有由鈀催化劑引起的雜質(zhì)析出造成被清洗物被污染的問題。盡管在使用以陰離子交換樹脂作為載體的鈀催化劑之前實(shí)施充分的精制通常就沒有雜質(zhì)析出，不過一旦經(jīng)長(zhǎng)期使用引起性能退化，就會(huì)產(chǎn)生來自母體原材料的胺類從作為載體的離子交換樹脂分離出、析出到超純水中，或引起離子交換樹脂的破碎、這些破碎微粒子混入超純水中等不利的情況。
通常的離子交換樹脂能夠根據(jù)處理水質(zhì)的電阻率的降低知曉更換或再生的標(biāo)準(zhǔn)，與此相對(duì)，當(dāng)催化劑為鈀催化劑時(shí)不會(huì)出現(xiàn)這樣的水質(zhì)降低的情況，因此就存在難于發(fā)覺所謂的性能退化的問題。
本發(fā)明提供一種在制造溶氫水時(shí)，可確實(shí)除去由鈀催化劑進(jìn)行過氧化氫除去處理時(shí)產(chǎn)生的雜質(zhì)，并能夠防止溶氫水的水質(zhì)降低的溶氫水制造設(shè)備。
即，本發(fā)明的溶氫水制造設(shè)備是由將氫氣溶于經(jīng)過除氣處理的超純水中的溶氫設(shè)備、除去超純水中所含的過氧化氫的鈀催化劑設(shè)備、設(shè)在該鈀催化劑設(shè)備的處理水出口側(cè)的雜質(zhì)除去設(shè)備構(gòu)成。
因此，能夠通過鈀催化劑設(shè)備除去在超純水制造設(shè)備中進(jìn)行紫外線氧化處理時(shí)生成的過氧化氫的同時(shí)，也能夠通過雜質(zhì)除去設(shè)備確實(shí)地除去在用該鈀催化劑設(shè)備處理時(shí)析出到被處理水中的雜質(zhì)離子和混入到被處理水中的雜質(zhì)微粒子。這樣，就能夠防止溶氫水的水質(zhì)的降低，當(dāng)用于清洗液、浸漬液等用途時(shí)，具有能夠高品質(zhì)地進(jìn)行處理的效果。
圖2表示在各分流管中進(jìn)行pH值調(diào)節(jié)時(shí)的結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的主要部分的概略圖。
圖3表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的概略圖。


圖1表示本發(fā)明設(shè)備的一個(gè)例子，1是超純水制造設(shè)備，該超純水制造設(shè)備1是由一次純水制造設(shè)備2和二次純水制造設(shè)備3構(gòu)成的，一次純水制造設(shè)備2沒有特意地圖示出來，例如，它具有凝聚沉淀設(shè)備、砂過濾設(shè)備、活性炭過濾設(shè)備、反滲透膜設(shè)備、2床3塔式離子交換設(shè)備、混合樹脂離子交換設(shè)備、精密過濾器，將生水用凝聚沉淀設(shè)備、砂過濾設(shè)備、活性炭過濾設(shè)備進(jìn)行預(yù)處理，然后用反滲透膜設(shè)備、2床3塔式離子交換設(shè)備、混合樹脂離子交換設(shè)備、精密過濾器處理得到一次純水。4是一次純水罐，用于貯存由一次純水制造設(shè)備制得的一次純水。
二次純水制造設(shè)備3具有紫外線氧化設(shè)備5，混合式筒(cartridge)高純度水處理裝置等的離子交換設(shè)備6，超過濾設(shè)備、反滲透膜設(shè)備等的膜處理設(shè)備7，對(duì)一次純水實(shí)施紫外線照射、離子交換處理、超過濾膜處理，除去一次純水中殘留的微粒子、膠體物質(zhì)、有機(jī)物、金屬離子、陰離子等得到超純水。8是連接二次純水制造設(shè)備3的出口側(cè)與一次純水罐4的回流管路，通過該循環(huán)管路8使剩余的超純水在一次純水罐4中循環(huán)。
上述超純水制造設(shè)備1通過配管9與除氣設(shè)備10連接，該除氣設(shè)備10通過配管11與溶氫設(shè)備12連接。除氣設(shè)備10是特地用以除去溶解在超純水中的氧氣、氮?dú)狻⒍趸嫉脑O(shè)備，該設(shè)備優(yōu)選通過透氣膜進(jìn)行真空除氣，當(dāng)然并非僅限于此。該除氣設(shè)備10設(shè)置于溶氫設(shè)備12的上游。
這樣在溶氫處理前進(jìn)行除氣處理，在進(jìn)行該除氣處理時(shí)，優(yōu)選為使氧氣、氮?dú)?、二氧化碳?xì)庵械囊环N或兩種以上的溶解氣體的濃度不到10ppm，優(yōu)選為小于2ppm地進(jìn)行除氣處理。如果溶解氣體的濃度高于10ppm，在溶氫處理時(shí)，就不能得到足夠的溶氫量，且變得難于對(duì)溶氫量進(jìn)行微調(diào)。并且，如果溶解氣體的濃度高于10ppm，當(dāng)用溶氫水進(jìn)行清洗時(shí)就會(huì)產(chǎn)生氣泡且氣泡附著在被清洗物上，產(chǎn)生了所謂降低附著了氣泡的部分的清洗效果的不利情況。
因?yàn)槌龤庠O(shè)備10優(yōu)選為設(shè)在溶氫設(shè)備12的上游，所以該除氣設(shè)備10也可設(shè)于超純水制造設(shè)備1內(nèi)。此時(shí)，因?yàn)樵谝淮渭兯?中通有氮?dú)?，因?yàn)檫€必須除去這些氮?dú)?，所以除氣設(shè)備10設(shè)于一次純水罐4的下游，即，二次純水制造設(shè)備3中。
溶氫設(shè)備12是將氫氣溶解在經(jīng)過除氣處理的超純水中的設(shè)備，就該設(shè)備來說適于使用具有透氣膜15的、通過該透氣膜15溶解氫氣的構(gòu)造。作為具有這樣構(gòu)造的設(shè)備，透氣膜15優(yōu)選為呈中空絲狀，特別優(yōu)選為并排設(shè)有很多該中空絲狀膜的模塊化了的構(gòu)造。本發(fā)明除上述構(gòu)造以外，也可使用例如，將氫氣變成氣泡溶解于超純水中的設(shè)備、通過射流器使氫氣溶解于超純水中的設(shè)備、向超純水給水泵的上流側(cè)輸送氫氣，通過泵內(nèi)攪拌使氫氣溶解的設(shè)備等作為溶氫設(shè)備12。
溶氫設(shè)備12通過配管14與供氫設(shè)備13連接，經(jīng)該供氫設(shè)備13向溶氫設(shè)備12供應(yīng)氫氣。作為該供氫設(shè)備13，可使用電解水設(shè)備、氫氣瓶等。當(dāng)使用電解水設(shè)備時(shí)，通常是向該電解設(shè)備輸送超純水，使超純水在電解設(shè)備內(nèi)進(jìn)行電解，在電解設(shè)備的陰極腔產(chǎn)生高純度氫氣。產(chǎn)生的氫氣經(jīng)配管14導(dǎo)入溶氫設(shè)備12。
在溶氫設(shè)備12中將氫氣溶于超純水得到的溶氫水具有負(fù)的氧化還原電位。即，溶氫水的氧化還原電位在還原電位一側(cè)。例如溶氫水的氧化還原電位可為-100mV～-600mV。溶氫水中的溶解氫濃度，在25℃，1大氣壓下優(yōu)選為0.05ppm以上，特別優(yōu)選為0.8～1.6ppm。如果溶解氫濃度小于0.05ppm，溶氫水的氧化還原電位不能達(dá)到足夠的還原電位值，其結(jié)果是，當(dāng)以溶氫水作為清洗液使用時(shí)降低了除去被清洗物表面的微粒子的效率。
溶氫設(shè)備12通過配管16與鈀催化劑設(shè)備連接。該鈀催化劑設(shè)備以鈀催化劑塔17地示于圖1中，為向塔內(nèi)填充鈀催化劑的設(shè)備。在超純水制造工藝中的紫外線氧化處理中有過氧化氫生成，它溶于超純水中，經(jīng)在鈀催化劑塔17中的處理使過氧化氫與存在于水中的氫反應(yīng)而被除去。
鈀催化劑，優(yōu)選為以離子交換樹脂為載體，例如以陰離子交換樹脂為載體，以其承載金屬鈀。如上所述，本發(fā)明的技術(shù)課題，盡管述及了在使用以離子交換樹脂為載體的鈀催化劑時(shí)的雜質(zhì)生成，但是在使用離子交換樹脂以外的材料作為載體時(shí)也同樣會(huì)生成雜質(zhì)，因此，本發(fā)明并非僅限于使用離子交換樹脂作為載體的情況，同樣也適用于使用活性炭、合成吸附劑、無機(jī)離子交換體等作為載體的情況。
在鈀催化劑塔17中，盡管通過鈀催化劑進(jìn)行過氧化氫除去處理時(shí)必須輸入氫，但因?yàn)榕c鈀催化劑接觸的超純水是溶氫水，所以不需要再通過其他途徑向鈀催化劑塔17輸送氫。因而，由于為進(jìn)行過氧化氫的除去處理必然消耗一定量的溶氫水中的氫，所以就有必要多溶解部分氫以滿足為了進(jìn)行過氧化氫除去處理所需氫量。因此在溶氫設(shè)備12中將氫溶解于超純水中時(shí)的那些溶氫量，是由為了得到具有負(fù)氧化還原電位的溶氫水所必須的氫量加上上述用于進(jìn)行過氧化氫除去處理所必須的氫量構(gòu)成的。
18是與配管16相連接的溶解氫濃度計(jì)，用于測(cè)定溶解于超純水中的氫濃度，控制溶氫量調(diào)節(jié)溶解氫濃度至設(shè)定值。
在鈀催化劑塔17的下游，即，鈀催化劑塔17的處理水出口一側(cè)連接著雜質(zhì)除去設(shè)備19。該雜質(zhì)除去設(shè)備19是用于除去在用鈀催化劑塔17進(jìn)行過氧化氫除去處理時(shí)產(chǎn)生的雜質(zhì)的設(shè)備，優(yōu)選為可除去離子及微粒子的設(shè)備。即，經(jīng)長(zhǎng)期使用鈀催化劑，會(huì)產(chǎn)生催化劑劣化，由作為載體的陰離子交換樹脂中分離出胺類或其它官能團(tuán)并溶入被處理水(溶氫水)中，且導(dǎo)致離子交換樹脂破碎，破碎的微粒子混入被處理水(溶氫水)中，所以必須除去這些離子及微粒子。當(dāng)載體為離子交換樹脂以外的材料時(shí)，同樣也會(huì)產(chǎn)生被處理水(溶氫水)中混入離子及微粒子的問題，所以同樣也必須除去這些離子及微粒子。為了除去離子，優(yōu)選用離子交換設(shè)備，為了除去微粒子優(yōu)選用超濾膜設(shè)備、反滲透膜設(shè)備等膜處理設(shè)備。
圖1中所示的雜質(zhì)除去設(shè)備19由離子交換設(shè)備20和超濾膜設(shè)備、反滲透膜設(shè)備等的膜處理設(shè)備21構(gòu)成。在此，離子交換設(shè)備20配置于上游，其下游配置膜處理設(shè)備21，優(yōu)選為先用離子交換設(shè)備20進(jìn)行雜質(zhì)離子的除去處理，然后用膜處理設(shè)備21除去微粒子。因?yàn)橐脖仨毧紤]有可能發(fā)生離子交換設(shè)備20中的離子交換樹脂劣化、破碎的微粒子流出的情況，所以優(yōu)選為在離子交換設(shè)備20的下游配置膜處理設(shè)備21。
因?yàn)楫?dāng)鈀催化劑將陰離子交換樹脂作為載體時(shí)，被處理水(溶氫水)中析出的雜質(zhì)離子是胺類等陽離子，所以離子交換設(shè)備20優(yōu)選為由陽離子交換樹脂設(shè)備構(gòu)成。但是，考慮到除陽離子外也有陰離子析出的情況，離子交換樹脂20更優(yōu)選為樹脂塔內(nèi)由使用陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂的混合離子交換樹脂的混合樹脂離子交換設(shè)備構(gòu)成。
并且，即使在溶氫設(shè)備12的下游用雜質(zhì)除去設(shè)備19進(jìn)行雜質(zhì)除去處理也不會(huì)使溶氫水的水質(zhì)劣化。即，因?yàn)槿軞渌械臍湓谒胁粫?huì)產(chǎn)生電離所以不會(huì)發(fā)生經(jīng)離子交換設(shè)備20處理后部分的氫被除去而使得氫量減少的情況。
本發(fā)明可用離子吸附膜設(shè)備作為雜質(zhì)除去設(shè)備19。因?yàn)殡x子吸附膜設(shè)備是一種膜本身具有離子交換功能的設(shè)備，所以使用一個(gè)設(shè)備就可以通過離子交換同時(shí)進(jìn)行雜質(zhì)離子除去處理和微粒子除去處理。在該離子吸附膜設(shè)備中作為離子吸附膜可以使用例如，在聚乙烯膜的孔內(nèi)部存在離子交換基的親水性過濾器，可使用其它的眾所周知的離子吸附膜。且膜的形狀、構(gòu)造既可以是中空絲狀，或者也可以是褶狀物。
而且，在圖1所示的雜質(zhì)除去設(shè)備19中，在鈀催化劑塔17中處理的時(shí)候，當(dāng)沒有雜質(zhì)離子析出或其析出量很少時(shí)，就并非必須設(shè)置離子交換設(shè)備20，只由膜處理設(shè)備21構(gòu)成雜質(zhì)除去設(shè)備19即可。
上述膜處理設(shè)備21，既可以將含有由膜處理得到的雜質(zhì)的濃縮水與處理水分離再輸出到設(shè)備外也可以采用全部過濾形式的設(shè)備。
22是用于將從雜質(zhì)除去設(shè)備19流出的溶氫水引入清洗設(shè)備30的配管。該配管22在途中分成兩支，分別構(gòu)成分流管27和28，這兩支分流管27、28分別與清洗設(shè)備30相連接。
在配管22處連接著堿液槽23、用泵24加壓使堿液通過堿液輸送管29引入配管22、添加堿液與在配管22中流動(dòng)的溶氫水混合地構(gòu)成。通過添加堿液使溶氫水呈堿性，用這種使溶氫水呈堿性的方法能夠使其氧化還原電位變得還原性更強(qiáng)(即、氧化還原電位的數(shù)值為更偏向負(fù)值一側(cè)的數(shù)值)，其結(jié)果是，更加提高了由溶氫水除去微粒子的效果及防止微粒子再吸附的效果。
當(dāng)調(diào)節(jié)溶氫水呈堿性時(shí)，溶氫水的pH值優(yōu)選為大于7，小于11，更優(yōu)選為pH8～10。作為使溶氫水呈堿性而添加的堿，盡管可使用氨水、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化四甲銨(TMAH)等堿性水溶液、象氨氣等那樣的堿性氣體等，如選用氨水或氨氣，就不存在作為氫氧根(OH-)的平衡離子的金屬離子、有機(jī)離子，因?yàn)槠胶怆x子有揮發(fā)性，所以將溶氫水作為清洗液使用時(shí)，在清洗對(duì)象上就沒有雜質(zhì)吸附，故較理想。并且，如果溶氫水的pH值小于7則降低了除去被清洗物表面的微粒子的效果。且如果pH值大于11，則堿性過強(qiáng)有可能破壞被清洗物表面，因此不宜選用。
在圖1所示的實(shí)施例中，配管22連接著堿液槽23并由此添加堿液，也可以如本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例圖2所示，配管22不是連接著堿液槽23，而是由配管22開始分流，向清洗設(shè)備30導(dǎo)入溶氫水，分流管27、28分別連接著堿液槽23并由此添加堿液。如果采用這樣的結(jié)構(gòu)，可使添加到各分流管27、28的堿量不同，并能夠向清洗設(shè)備30輸送pH值各自不同的溶氫水，進(jìn)而能夠根據(jù)清洗設(shè)備30的處理目的輸送相應(yīng)的溶氫水。
并且，在圖2中，僅設(shè)有一個(gè)堿液槽23，與該堿液槽23相連的堿液輸送管29中途被分支，分支的堿液輸送管29構(gòu)成一支與分流管27、另一支與分流管28分別連接并能隨意控制輸送到分流管27和分流管28的堿量的結(jié)構(gòu)。
盡管溶氫水在被清洗物的污染程度比較高時(shí)，或污染程度極低時(shí)，例如最后的清洗工序時(shí)均可以使用，但是在最后的清洗工序時(shí)經(jīng)過處理的被清洗物表面上會(huì)殘留堿，因而還是不宜選用。因此，當(dāng)清洗設(shè)備30為在最后的清洗工序的清洗設(shè)備時(shí)，優(yōu)選不通過添加由位于其上游的堿液槽23流入的堿液進(jìn)行pH值調(diào)整。
25是與配管22相連的pH值測(cè)量計(jì)，26是氧化還原電位計(jì)。pH值測(cè)量計(jì)25用于測(cè)定溶氫水的pH值，控制堿添加量以調(diào)整溶氫水的pH值至設(shè)定值。且氧化還原電位計(jì)26用于測(cè)定溶氫水的氧化還原電位，控制溶氫量、堿添加量以調(diào)整溶氫水的氧化還原電位至設(shè)定值。
在說明基于圖1的本發(fā)明的作用時(shí)，將由超純水制造設(shè)備1供給的超純水引入除氣設(shè)備10，除去溶于超純水的氧氣、氮?dú)狻⒍趸?，將該?jīng)除氣處理的超純水引入溶氫設(shè)備12使氫氣溶于超純水，制成具有負(fù)的氧化還原電位的溶氫水。溶于超純水的溶氫量用溶解氫濃度計(jì)18控制，得到具有設(shè)定溶解氫濃度的溶氫水。
將溶氫水引入鈀催化劑塔17，在該鈀催化劑塔17中，溶氫水中的過氧化氫與氫在鈀催化劑存在的情況下反應(yīng)，從而除去過氧化氫。這樣就除去了在紫外線氧化設(shè)備5中由紫外線照射產(chǎn)生的過氧化氫。
然后，將溶氫水引入雜質(zhì)除去設(shè)備19。在此，用離子交換設(shè)備20除去溶氫水中的雜質(zhì)離子后，用膜處理設(shè)備21除去溶氫水中的雜質(zhì)微粒子。這樣，不僅能夠除去用鈀催化劑進(jìn)行過氧化氫除去處理時(shí)由作為鈀催化劑載體的離子交換樹脂分離析出到溶氫水中的胺類等雜質(zhì)離子，還能夠確實(shí)地除去混入溶氫水中的上述載體樹脂的破碎微粒子。
在如上所述的經(jīng)雜質(zhì)除去處理的溶氫水中添加混合由堿液槽23輸入的堿液以調(diào)整pH值，在此得到具有更高還原性的更大氧化還原電位的堿性溶氫水。在此用pH值測(cè)量計(jì)25控制溶氫水的pH值，且用氧化還原電位計(jì)26控制溶氫水的氧化還原電位。
這樣得到的堿性溶氫水經(jīng)分流管27、28輸送到清洗設(shè)備30，用作清洗半導(dǎo)體元器件的清洗液或浸漬液。
盡管在上述實(shí)施例中將鈀催化劑塔17設(shè)于溶氫設(shè)備12的下游，但也可象本發(fā)明的另一實(shí)施例一樣將鈀催化劑塔17設(shè)于溶氫設(shè)備12的上游，構(gòu)成將從溶氫設(shè)備12流出的溶氫水的一部分循環(huán)供給到鈀催化劑塔17的結(jié)構(gòu)。圖3表示的就是這樣的實(shí)施例，除氣設(shè)備10的下游與鈀催化劑塔17連接的同時(shí)，該鈀催化劑塔17的下游則連接著溶氫設(shè)備12，在連接溶氫設(shè)備12的出口側(cè)的配管16上分出一支連接溶氫水輸送管31，該輸送管31的另一端連接著鈀催化劑塔17的入口側(cè)的配管11。
如果按照這樣的結(jié)構(gòu)，由溶氫設(shè)備12流出的部分溶氫水能夠通過溶氫水輸送管31循環(huán)至鈀催化劑塔17的入口側(cè)，這樣能夠輸送用鈀催化劑進(jìn)行過氧化氫除去處理時(shí)所需的氫氣。將部分溶氫水導(dǎo)入溶氫水輸送管31的方法可以使用閥門調(diào)節(jié)等眾所周知的方法。并且，將溶氫水輸送管31與鈀催化劑塔17相連接，能夠形成部分溶氫水直接導(dǎo)入鈀催化劑塔17的結(jié)構(gòu)。
在圖3的結(jié)構(gòu)中，溶氫設(shè)備12位于鈀催化劑塔17和雜質(zhì)除去設(shè)備19之間。在本發(fā)明中，盡管是在鈀催化劑塔17的出口側(cè)設(shè)有雜質(zhì)除去設(shè)備19，但這樣的結(jié)構(gòu)不限于在鄰接鈀催化劑塔17的下游處設(shè)有雜質(zhì)除去設(shè)備19的形式，也包括在鈀催化劑塔17和雜質(zhì)除去設(shè)備19之間設(shè)有其它處理設(shè)備的形式，所以上述圖3的結(jié)構(gòu)也是本發(fā)明的一種實(shí)施方式。
權(quán)利要求
1.一種制造溶解了氫的含氫水的溶氫水制造設(shè)備，其特征在于，具有將氫溶解于經(jīng)除氣處理的超純水中的溶氫設(shè)備；除去超純水中含有的過氧化氫的鈀催化劑設(shè)備；以及設(shè)在該鈀催化劑設(shè)備的處理水出口側(cè)的雜質(zhì)除去設(shè)備。
2.如權(quán)利要求1所述的溶氫水制造設(shè)備，其特征在于，所述雜質(zhì)除去設(shè)備包括膜處理設(shè)備。
3.如權(quán)利要求2所述的溶氫水制造設(shè)備，其特征在于，所述膜處理設(shè)備是超濾膜設(shè)備或反滲透膜設(shè)備。
4.如權(quán)利要求1所述的溶氫水制造設(shè)備，其特征在于，所述雜質(zhì)除去設(shè)備包括離子交換設(shè)備及膜處理設(shè)備。
5.如權(quán)利要求4所述的溶氫水制造設(shè)備，其特征在于，所述膜處理設(shè)備是超濾膜設(shè)備或反滲透膜設(shè)備。
6.如權(quán)利要求1所述的溶氫水制造設(shè)備，其特征在于，在所述溶氫設(shè)備的下游設(shè)有所述鈀催化劑設(shè)備，該鈀催化劑設(shè)備的下游設(shè)有所述雜質(zhì)除去設(shè)備。
7.如權(quán)利要求1所述的溶氫水制造設(shè)備，其特征在于，在所述鈀催化劑設(shè)備的下游設(shè)有所述溶氫設(shè)備、該溶氫設(shè)備的下游設(shè)有雜質(zhì)除去設(shè)備的同時(shí)，設(shè)有使部分溶氫水循環(huán)至所述鈀催化劑設(shè)備的入口側(cè)的溶氫水輸送管。
8.如權(quán)利要求1所述的溶氫水制造設(shè)備，其特征在于，具有向所述雜質(zhì)除去設(shè)備的處理水中添加堿試劑的堿添加設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明提供溶氫水制造設(shè)備，在超純水制造設(shè)備(1)的下游依次設(shè)有除氣設(shè)備(10)、溶氫設(shè)備(12)、鈀催化劑塔(17)，在鈀催化劑塔(17)的處理水出口一側(cè)連接著雜質(zhì)除去設(shè)備(19)。雜質(zhì)除去設(shè)備(19)用于除去在用鈀催化劑塔(17)處理時(shí)向被處理水中析出的雜質(zhì)離子、混入被處理水的雜質(zhì)微粒子。該雜質(zhì)除去設(shè)備(19)由離子交換設(shè)備(20)和超濾膜設(shè)備、反滲透膜設(shè)備等膜處理設(shè)備(21)構(gòu)成。這樣，通過設(shè)置雜質(zhì)除去設(shè)備(19)，能夠除去用鈀催化劑進(jìn)行過氧化氫除去處理時(shí)產(chǎn)生的雜質(zhì)，防止溶氫水的水質(zhì)降低。
文檔編號(hào)B01D61/08GK1432531SQ0310052
公開日2003年7月30日 申請(qǐng)日期2003年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月15日
發(fā)明者山下幸福, 二木高志 申請(qǐng)人:奧璐佳瑙株式會(huì)社