特許 7440653 超純水供給システムおよび制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-19

(45)【発行日】2024-02-28

(54)【発明の名称】超純水供給システムおよび制御装置

(51)【国際特許分類】

   B08B 3/10 20060101AFI20240220BHJP

   C02F 1/00 20230101ALI20240220BHJP

   C02F 1/42 20230101ALI20240220BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20240220BHJP

   C02F 1/44 20230101ALI20240220BHJP

   C02F 1/38 20230101ALI20240220BHJP

   B08B 3/14 20060101ALI20240220BHJP

【ＦＩ】

B08B3/10 Z

C02F1/00 S

C02F1/00 X

C02F1/42 A

H01L21/304 648K

H01L21/304 648G

H01L21/304 647Z

C02F1/44 A

C02F1/38

B08B3/14

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2022550425

(86)(22)【出願日】2021-08-23

(86)【国際出願番号】 JP2021030749

(87)【国際公開番号】W WO2022059430

(87)【国際公開日】2022-03-24

【審査請求日】2022-09-01

(31)【優先権主張番号】P 2020154530

(32)【優先日】2020-09-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004400

【氏名又は名称】オルガノ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100123788

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 昭夫

(74)【代理人】

【識別番号】100127454

【弁理士】

【氏名又は名称】緒方 雅昭

(72)【発明者】

【氏名】蔦野 恭平

(72)【発明者】

【氏名】中居 巧

(72)【発明者】

【氏名】菅原 広

【審査官】大光 太朗

(56)【参考文献】

【文献】特開平０６－１３４４５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２４９６５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１１１０５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０８Ｂ ３／１０

Ｃ０２Ｆ １／００

Ｃ０２Ｆ １／４２

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｃ０２Ｆ １／４４

Ｃ０２Ｆ １／３８

Ｂ０８Ｂ ３／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

超純水製造設備から洗浄装置へ超純水を流す第１の流通管と、
前記第１の流通管上に設置され、前記超純水を処理する処理ユニットと、
前記超純水製造設備と前記処理ユニットとの間で前記第１の流通管から分岐し、前記洗浄装置へ超純水を流す第２の流通管と、
前記第１の流通管から前記第２の流通管が分岐する第１の分岐部に設けられた第１の水量制御部と、
前記第２の流通管から前記洗浄装置へ流す超純水を制御する第２の水量制御部と、
前記処理ユニットで処理された超純水に含まれる不純物の量である第１の量と、前記処理ユニットで処理されていない超純水に含まれる不純物の量である第２の量とを比較する比較部と、
前記比較部における比較の結果に基づいて、前記第１の水量制御部と前記第２の水量制御部とを制御する流路制御部とを有する超純水供給システム。

【請求項2】

請求項１に記載の超純水供給システムにおいて、
前記第２の流通管から前記超純水製造設備へ超純水を戻す第３の流通管と、前記第２の流通管から前記洗浄装置へ超純水を流す第４の流通管とに分岐する第２の分岐部を有し、
前記第２の水量制御部は、前記第２の分岐部に設けられる超純水供給システム。

【請求項3】

請求項２に記載の超純水供給システムにおいて、
前記第１の水量制御部は、前記第１の流通管から前記処理ユニットへ流れる水量を調整する第１のバルブと、前記第１の流通管から前記第２の流通管へ流れる水量を調整する第２のバルブとを有し、
前記第２の水量制御部は、前記第２の流通管から前記第３の流通管へ流れる水量を調整する第３のバルブと、前記第２の流通管から前記第４の流通管へ流れる水量を調整する第４のバルブとを有し、
前記流路制御部は、前記第１のバルブ、前記第２のバルブ、前記第３のバルブおよび前記第４のバルブそれぞれの開閉を制御する超純水供給システム。

【請求項4】

請求項３に記載の超純水供給システムにおいて、
前記流路制御部は、前記第１の量が前記第２の量よりも少なく、且つ前記第１の量と前記第２の量との差分が所定の値以上である場合、前記第１のバルブ、前記第２のバルブおよび前記第３のバルブを開状態とし、前記第４のバルブを閉状態とし、それ以外の場合、前記第１のバルブおよび前記第３のバルブを閉状態とし、前記第２のバルブおよび前記第４のバルブを開状態とする超純水供給システム。

【請求項5】

請求項２から４のいずれか１項に記載の超純水供給ユニットにおいて、
前記第１の量が測定される第１の量測定ポイントと、前記第４の流通管と前記第１の流通管との合流点との間で、前記第１の流通管から分岐し、超純水を前記超純水製造設備へ流す第５の流通管と、
前記第１の流通管から前記第５の流通管へ流れる水量を調整する第５のバルブとを有する超純水供給システム。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか１項に記載の超純水供給システムにおいて、
前記第１の量を測定する第１の測定部と、
前記第２の量を測定する第２の測定部とを有し、
前記第１の測定部および前記第２の測定部は、前記不純物を捕捉するイオン交換体を含む超純水供給システム。

【請求項7】

請求項６に記載の超純水供給システムにおいて、
前記イオン交換体は、モノリス状イオン交換体である超純水供給システム。

【請求項8】

請求項１から５のいずれか１項に記載の超純水供給システムにおいて、
前記第１の量を測定する第１の測定部と、
前記第２の量を測定する第２の測定部とを有し、
前記第１の測定部および前記第２の測定部は、前記不純物として直径１０ｎｍ以上の微粒子を捕捉できるろ過膜と遠心ろ過機構とを含む超純水供給システム。

【請求項9】

請求項１から８のいずれか１項に記載の超純水供給システムにおいて、
前記処理ユニットは、
当該処理ユニットに流入する前記超純水から前記不純物を除去する、互いに並列に接続された複数の除去部材と、
前記複数の除去部材のいずれか１つの除去部材に前記超純水を流通させる第６のバルブとを有する超純水供給システム。

【請求項10】

請求項９に記載の超純水供給システムにおいて、
前記流路制御部は、前記比較部における前記第１の量と前記第２の量との比較の結果に基づいて、前記超純水を流通させる除去部材を切り替えるように前記第６のバルブを制御する超純水供給システム。

【請求項11】

超純水製造設備から洗浄装置へ超純水を流す第１の流通管から、前記超純水製造設備と前記第１の流通管上に設置され、前記超純水を処理する処理ユニットとの間で前記第１の流通管から分岐し、前記洗浄装置へ超純水を流す第２の流通管が分岐する第１の分岐部に設けられた第１の水量制御部と、
前記第２の流通管から前記洗浄装置へ流す超純水を制御する第２の水量制御部と、
前記処理ユニットを通過した第１のポイントにおける前記超純水に含まれる不純物の量である第１の量と、前記超純水製造設備から流され、前記処理ユニットで処理されていない超純水に含まれる不純物の量である第２の量とを比較する比較部と、
前記比較部における比較の結果に基づいて、前記第１の水量制御部と前記第２の水量制御部とを制御する流路制御部とを有する制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、超純水供給システム、制御装置およびプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

一般的に、超純水製造設備からユースポイント（例えば、半導体洗浄装置内の使用箇所）に供給される超純水の水質は、所定の基準を満たしている。しかしながら、供給配管からのイオン性金属不純物の溶出等を起因として、超純水製造設備からユースポイントに供給される超純水の水質が、その基準を満たさないケースもある。そのような場合に備えて、超純水製造設備とユースポイントとの間に超純水に含まれる不純物を除去する処理ユニットを設置する技術が考えられている（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０１５／０４５９７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

引用文献１では、超純水製造設備からユースポイントに供給される超純水の水質が所定の基準を満たしている場合でも、超純水製造設備から供給される水をユースポイントに供給する前に処理ユニットが処理している。そのため、超純水を供給するシステムを効率的に利用できていないという問題点がある。

【0005】

本発明の目的は、超純水を供給するシステムを効率的に利用することができる超純水供給システムおよび制御装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、超純水製造設備から洗浄装置へ超純水を流す第１の流通管と、
前記第１の流通管上に設置され、前記超純水を処理する処理ユニットと、
前記超純水製造設備と前記処理ユニットとの間で前記第１の流通管から分岐し、前記洗浄装置へ超純水を流す第２の流通管と、
前記第１の流通管から前記第２の流通管が分岐する第１の分岐部に設けられた第１の水量制御部と、
前記第２の流通管から前記洗浄装置へ流す超純水を制御する第２の水量制御部と、
前記処理ユニットで処理された超純水に含まれる不純物の量である第１の量と、前記処理ユニットで処理されていない超純水に含まれる不純物の量である第２の量とを比較する比較部と、
前記比較部における比較の結果に基づいて、前記第１の水量制御部と前記第２の水量制御部とを制御する流路制御部とを有する超純水供給システムである。

【0007】

また、本発明は、超純水製造設備から洗浄装置へ超純水を流す第１の流通管から、前記超純水製造設備と前記第１の流通管上に設置され、前記超純水を処理する処理ユニットとの間で前記第１の流通管から分岐し、前記洗浄装置へ超純水を流す第２の流通管が分岐する第１の分岐部に設けられた第１の水量制御部と、
前記第２の流通管から前記洗浄装置へ流す超純水を制御する第２の水量制御部と、
前記処理ユニットを通過した第１のポイントにおける前記超純水に含まれる不純物の量である第１の量と、前記超純水製造設備から流され、前記処理ユニットで処理されていない超純水に含まれる不純物の量である第２の量とを比較する比較部と、
前記比較部における比較の結果に基づいて、前記第１の水量制御部と前記第２の水量制御部とを制御する流路制御部とを有する制御装置である。

【0008】

また、本発明は、コンピュータに、
超純水製造設備から洗浄装置へ超純水を流す第１の流通管上に設置され、前記超純水を処理する処理ユニットを通過した第１のポイントにおける前記超純水に含まれる不純物の量である第１の量と、前記超純水製造設備から流され、前記処理ユニットで処理されていない超純水に含まれる不純物の量である第２の量とを比較する手順と、
前記比較の結果に基づいて、前記第１の流通管に流す超純水と前記第２の流通管に流す超純水とを制御する手順とを実行させるためのプログラムである。

【発明の効果】

【0009】

本発明においては、超純水を供給するシステムを効率的に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の超純水供給システムの第１の実施の形態を示す図である。

【図2】図１に示した第１の水量制御部の内部構成の一例を示す図である。

【図3】図１に示した第２の水量制御部の内部構成の一例を示す図である。

【図4】図１に示した流路制御部が行うバルブの制御方法の一例を示す図である。

【図5】図１に示した超純水供給システムにおける超純水供給方法の一例を説明するためのフローチャートである。

【図6】図１に示した処理ユニットの第１の内部構成例を示す図である。

【図7】図１に示した処理ユニットの第２の内部構成例を示す図である。

【図8】図１に示した処理ユニットの第３の内部構成例を示す図である。

【図9】本発明の超純水供給システムの第２の実施の形態を示す図である。

【図10】図９に示した第３の水量制御部の内部構成の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）

【0012】

図１は、本発明の超純水供給システムの第１の実施の形態を示す図である。本形態における超純水供給システムは図１に示すように、処理ユニット１１０と、流通管２１０，２２０，２３０，２４０と、水量制御部３１０，３２０と、測定部４１０，４２０と、比較部５１０と、流路制御部５２０とを有する。

【0013】

処理ユニット１１０は、超純水製造設備１００からユースポイント（本実施形態では、対象物を洗浄する洗浄装置１２０）へ超純水を流す流通管２１０上に設置される装置である。この超純水は、半導体デバイス製造工場などにおいて用いられる水である。処理ユニット１１０は、流通管２１０上を流れてきた超純水から不純物を除去するユニットである。処理ユニット１１０は、例えば、イオン交換体または精密ろ過膜（ＭＦ）や限外ろ過膜（ＵＦ）等を用いて超純水から不純物を除去する。このイオン交換体は、イオン除去またはイオン吸着機能（例えば、イオン吸着膜またはモノリス、イオン交換樹脂）を有する。イオン交換体が除去または吸着する対象物はイオン性金属不純物である。また、イオン交換体は、静電的な効果で微粒子も吸着する。処理ユニット１１０は、処理した超純水の不純物の量（第１の量）を、例えば濃度に換算して１ｐｐｔよりも低い値とする構造を有する。処理ユニット１１０は、これらの不純物除去に用いるフィルタ等を単独で有しても良い。また、処理ユニット１１０は、これらの不純物除去に用いるフィルタ等の組み合わせを有しても良い。処理ユニット１１０内は、構成するフィルタ等が交換可能なように、冗長構成を有しても良い。また、昇圧用のポンプおよび熱交換器が処理ユニット１１０の前段に設けられていても良い。

【0014】

処理ユニット１１０に充填される部材としては、イオン交換体または精密ろ過膜（ＭＦ）や限外ろ過膜（ＵＦ）等が挙げられ得る。これらの部材をそれぞれ単独で使用しても良い。また、これらの部材を任意の組み合わせで使用しても良い。
処理ユニット１１０の構成の具体的な例として、
・アニオンモノリス
・カチオンモノリス
・アニオンモノリスとカチオンモノリスの組み合わせ
が挙げられる。ここで、モノリス状有機多孔質体をモノリスと称する。また、これらそれぞれの前段または後段に、イオン交換樹脂、イオン交換樹脂と精密ろ過膜（ＭＦ）の組み合わせ、イオン吸着膜、イオン吸着膜と精密ろ過膜（ＭＦ）との組み合わせまたは複数の精密ろ過膜（ＭＦ）の組合せを設けても良い。さらに、処理ユニット１１０の構成は、
・アニオン交換樹脂
・カチオン交換樹脂
・アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂との組み合わせ（積層または混床）
であっても良い。また、これらそれぞれの前段または後段に、イオン吸着膜、イオン吸着膜と精密ろ過膜（ＭＦ）との組み合わせまたは複数の精密ろ過膜（ＭＦ）の組合せを設けても良い。さらに、処理ユニット１１０の構成は、
・イオン吸着膜
・イオン吸着膜と精密ろ過膜（ＭＦ）との組み合わせ
・精密ろ過膜（ＭＦ）
・限外ろ過膜（ＵＦ）
であっても良い。また、上述したようなモノリスとイオン交換樹脂とを組み合わせたものや、モノリスとイオン吸着膜とを組み合わせたものであっても良い。

【0015】

超純水製造設備１００は、洗浄装置１２０へ供給するための超純水を製造する設備である。超純水を製造するための構成は一般的なもので良い。超純水製造設備１００は、例えば、前処理システムと、一次純水システムと、二次純水システム（サブシステム）とを備えている。一次純水システムは、前処理システムの後段に設置されたシステムである。二次純水システム（サブシステム）は、一次純水システムの後段に設置されたシステムである。超純水は、一般に、原水（河川水、地下水、工業用水等）を、前処理システム、一次純水システムおよび二次純水システムが順次処理することにより製造されている。二次純水システムには、例えば、一次純水システムで製造された純水が貯留される一次純水槽と、熱交換器（ＨＥ：Ｈｅａｔ Ｅｘｃｈａｎｇｅｒ）と、紫外線酸化装置（ＵＶｏｘ：ＵｌｔｒａＶｉｏｌｅｔ ｏｘｉｄｉｚｅｒ）と、非再生型イオン交換装置（ＣＰ：Ｃａｒｔｒｉｄｇｅ Ｐｏｌｉｓｈｅｒ）と、溶存ガスを除去する膜脱気装置（ＭＤ：Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｄｅｇａｓｓｉｆｉｅｒ）と、限外ろ過装置（ＵＦ：ＵｌｔｒａＦｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｍｅｍｂｒａｎｅ）とがこの順番で設けられている。一次純水槽からポンプを用いて供給された純水が順次処理されて超純水が製造される。

【0016】

洗浄装置１２０は、供給された超純水を用いて、ウエハやガラス基板、プリント基板、金属基板等の洗浄を行う装置である。

【0017】

流通管２１０は、超純水製造設備１００から洗浄装置１２０へ超純水を流す第１の流通管である。流通管２２０は、超純水製造設備１００と処理ユニット１１０との間の流通管２１０から分岐し、洗浄装置１２０へ超純水を流す（厳密には、後述する流通管２４０を介して洗浄装置１２０へ超純水が流れる）第２の流通管である。流通管２３０は、流通管２２０から超純水製造設備１００へ超純水を戻す第３の流通管である。なお、流通管２３０は、流通管２２０からの超純水を排水槽・回収槽（不図示）へ流すためのものであっても良い。流通管２４０は、流通管２２０から洗浄装置１２０へ超純水を流す第４の流通管である。流通管２１０から流通管２２０が分岐する分岐点を第１の分岐部とする。また、流通管２２０が流通管２３０と流通管２４０とに分岐する分岐点を第２の分岐部とする。水量制御部３１０は、第１の分岐部に設けられた第１の水量制御部である。水量制御部３２０は、第２の分岐部に設けられた第２の水量制御部である。水量制御部３２０は、流通管２２０から洗浄装置１２０へ流す超純水の流量を制御する測定部４１０は、処理ユニット１１０で処理された超純水の第１のポイント（第１の量測定ポイント）における不純物の第１の量を測定する第１の測定部である。測定部４２０は、流通管２２０上の第２のポイントにおける不純物の第２の量を測定する第２の測定部である。測定部４２０は、処理ユニット１１０で処理されていない超純水に含まれる不純物の量である第２の量を測定することができる位置に配置されれば良い。例えば、測定部４２０は、流通管２１０上に設けられていても良い。また、測定部４２０は、図１に示すように流通管２２０上に設けられていても良い。なお、流通管２４０は、第１のポイントと洗浄装置１２０との間で、流通管２１０に合流する。

【0018】

図２は、図１に示した水量制御部３１０の内部構成の一例を示す図である。図１に示した水量制御部３１０は図２に示すように、バルブ６１０と、バルブ６２０とを有する。バルブ６１０は、処理ユニット１１０へ流れる水量を調整する第１のバルブ（開閉弁）である。バルブ６２０は、流通管２２０へ流れる水量を調整する第２のバルブ（開閉弁）である。

【0019】

図３は、図１に示した水量制御部３２０の内部構成の一例を示す図である。図１に示した水量制御部３２０は図３に示すように、測定部４２０と、バルブ６３０と、バルブ６４０とを有する。バルブ６３０は、流通管２２０から流通管２３０へ流れる水量を調整する第３のバルブ（開閉弁）である。バルブ６４０は、流通管２２０から流通管２４０へ流れる水量を調整する第４のバルブ（開閉弁）である。

【0020】

測定部４１０，４２０は、不純物を捕捉するろ過式サンプリング機構を具備する。このろ過式サンプリング機構は、イオン交換体を含む。この場合のイオン交換体は、イオン交換機能を有する材料であれば良い。このイオン交換体は、モノリス状イオン交換体であることが好ましい。また、測定部４１０，４２０が捕捉する対象物が直径１０ｎｍ以上の微粒子であっても良い。また、測定部４１０，４２０が具備する、不純物を捕捉するろ過式サンプリング機構が、直径１０ｎｍ以上の微粒子を捕捉できるろ過膜と遠心ろ過膜とを含む。この場合、直径１０ｎｍ以上の微粒子を捕捉できるろ過膜は、ＡＡＯ（Ａｎｏｄｉｃ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｏｘｉｄｅ）膜である。

【0021】

ここで、測定部４１０，４２０における不純物の分析手法・分析評価について説明する。測定部４１０，４２０での超純水のイオン性金属不純物分析は特開２００１‐１５３８５５号公報に開示されている濃縮法を用いることが好ましい。この手法は、具体的には、超純水製造設備１００で製造された超純水を測定部４１０，４２０に備えられたイオン交換体に通液して、超純水に含まれるイオン性不純物をイオン交換体に捕捉させる。続いて、超純水に含まれるイオン性不純物を捕捉させたイオン交換体に溶離液を通液する。そして、イオン交換体から溶離した超純水に含まれるイオン性不純物を含有する回収溶離液を取得し、回収溶離液中の各イオン性不純物の濃度を測定する方法である。濃縮法を用いることで０．１ｎｇ／Ｌ以下の金属を測定することが可能である。

【0022】

このような測定部４１０，４２０における不純物の分析手法・分析評価は、イオン交換体として、モノリスイオン交換体を使用した濃縮法を用いる。ここで用いるモノリスイオン交換体の構造例としては、特開２００２－３０６９７６号公報や特開２００９－６２５１２号公報に開示されている連続気泡構造や、特開２００９－６７９８２号公報に開示されている共連続構造や、特開２００９－７５５０号公報に開示されている粒子凝集型構造や、特開２００９－１０８２９４号公報に開示されている粒子複合型構造等が挙げられる。また、イオン交換体の構造や材料、性質については、特開２０１９－１９５７６３号公報に開示されているようなものが挙げられる。また、モノリスイオン交換体において、導入されているイオン交換基や、モノリス状有機多孔質カチオン交換体（以下、モノリスカチオン交換体と称する。）に導入されているカチオン交換基、モノリス状有機多孔質アニオン交換体（以下、モノリスアニオン交換体と称する。）に導入されているアニオン交換基は、特開２０１９－１９５７６３号公報に開示されているようなものが挙げられる。

【0023】

また、測定部４１０，４２０での超純水中の微粒子分析として、膜ろ過により捕捉した粒子をＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いて観察する直検法を用いることが好ましい。一般的には、液中パーティクルカウンタを用いて分析を行うケースが多い。しかしながら、液中パーティクルカウンタを用いた分析では粒径が２０ｎｍよりも大きな粒子しか検出することができず、検出効率が低い。直検法を用いることで、微粒子の組成分析が可能となり、微粒子発生源を特定することができる。超純水の水質を分析評価するために測定部４１０，４２０に設置されるろ過式サンプリング機構は、常時設置されたものでなくても良い。測定部４１０，４２０に設置されるろ過式サンプリング機構は、任意のタイミングや定期的なタイミングでサンプリングできるものが好ましい。測定部４１０，４２０に設置されるろ過式サンプリング機構は、不純物を捕捉（濃縮）した部分（例えば、キット、モジュール、ホルダー等。以下、試料と称する）が測定部４１０，４２０から脱着可能であるものが好ましい。また、不純物を捕捉（濃縮）して測定部４１０，４２０から取り外された試料は、コンタミを避けて、分析に供される。測定部４１０，４２０にてサンプリングが行われ、測定部４１０，４２０から取り外された試料は、必ずしもサンプリングの都度、分析される必要はない。測定部４１０，４２０から取り外された試料は、コンタミを避けて保管しておき、必要な時にまとめてまたは一部のみ分析しても良い。

【0024】

比較部５１０は、測定部４１０が測定した第１の量と、測定部４２０が測定した第２の量とを比較する。例えば、比較部５１０は、測定部４１０が測定した第１の量が濃度換算された値（以下、第１の濃度と称する。）と、測定部４２０が測定した第２の量が濃度換算された値（以下、第２の濃度と称する。）とを比較しても良い。流路制御部５２０は、比較部５１０における比較の結果に基づいて、水量制御部３１０と水量制御部３２０とを制御する。具体的には、流路制御部５２０は、比較部５１０における比較の結果に基づいて、バルブ６１０，６２０，６３０，６４０それぞれの開閉を制御する。さらに具体的には、流路制御部５２０は、第１の量が第２の量よりも少ない場合、バルブ６１０，６２０，６３０を開状態とし、バルブ６４０を閉状態とする。流路制御部５２０は、それ以外の場合、バルブ６１０，６３０を閉状態とし、バルブ６２０，６４０を開状態とする。

【0025】

図４は、図１に示した流路制御部５２０が行うバルブ６１０，６２０，６３０，６４０の制御方法の一例を示す図である。図４に示した例は、比較部５１０が第１の濃度と第２の濃度とを比較する場合に用いられる対応付けの一例である。図４に示すように、流路制御部５２０は、測定部４１０が測定した第１の量が濃度換算された第１の濃度と測定部４２０が測定した第２の量が濃度換算された第２の濃度との大小関係と、バルブ６１０，６２０，６３０，６４０の開閉制御の内容とが対応付けられている。流路制御部５２０は、比較部５１０における比較の結果と、この対応付けとを参照して、バルブ６１０，６２０，６３０，６４０それぞれの開閉を制御する。例えば、比較部５１０における比較の結果が、流路制御部５２０へ送信され、第１の濃度が第２の濃度よりも低い場合、流路制御部５２０は、この対応付けで第１の濃度が第２の濃度よりも低い場合と対応付けられている方法でバルブ６１０，６２０，６３０，６４０を制御する。図４に示した例では、この場合、流路制御部５２０は、バルブ６１０、バルブ６２０およびバルブ６３０を開状態に制御し、バルブ６４０を閉状態に制御する。また、比較部５１０における比較の結果が、流路制御部５２０へ送信され、第１の濃度と第２の濃度とが等しい場合、流路制御部５２０は、この対応付けで第１の濃度と第２の濃度とが等しい場合と対応付けられている方法でバルブ６１０，６２０，６３０，６４０を制御する。図４に示した例では、この場合、流路制御部５２０は、バルブ６１０およびバルブ６３０を閉状態に制御し、バルブ６２０およびバルブ６４０を開状態に制御する。この対応付けは、流路制御部５２０に記憶されていても良い。また、この対応付けは、流路制御部５２０がアクセス可能な外部の記憶媒体に記憶されていても良い。

【0026】

また、この比較の結果に、ある程度のマージンを持たせても良い。例えば、図４に示した対応付けを用いると、測定部４１０が測定した濃度が、測定部４２０が測定した濃度よりも低い状態から、それらの濃度が互いに等しい状態になったときに、流路制御部５２０は、バルブ６１０，６３０を閉状態に制御し、バルブ６２０，６４０を開状態に制御する。例えば、測定部４１０が測定した濃度が、測定部４２０が測定した濃度よりも低い状態から、それらの濃度が互いに等しい値に近くなったときに、流路制御部５２０は、バルブ６１０，６３０を閉状態に制御し、バルブ６２０，６４０を開状態に制御しても良い。このマージンはあらかじめ設定されているものであっても良いし、その濃度に基づいて算出されるものであっても良い。このようなマージンを用いれば、例えば、測定部４１０が測定した第１の濃度が、測定部４２０が測定した第２の濃度よりも低く、且つ第１の濃度と第２の濃度との差分が所定の値（マージン値）以上であれば、流路制御部５２０は、バルブ６１０，６２０，６３０を開状態に制御し、バルブ６４０を閉状態に制御する。また、これ以外の場合は、流路制御部５２０は、バルブ６１０，６３０を閉状態に制御し、バルブ６２０，６４０を開状態に制御する。

【0027】

以下に、図１に示した超純水供給システムにおける超純水供給方法について説明する。図５は、図１に示した超純水供給システムにおける超純水供給方法の一例を説明するためのフローチャートである。ここでは、比較部５１０が第１の濃度と第２の濃度とを比較する場合の処理を例に挙げて説明する。まず、流通管２１０に処理ユニット１１０が取り付けられる（ステップＳ１）。その後、流路制御部５２０は、超純水製造設備１００から供給される超純水が、流通管２１０および処理ユニット１１０を介して洗浄装置１２０へ流れるように、バルブ６１０，６２０，６３０，６４０の開閉を制御する（ステップＳ２）。このとき、流路制御部５２０は、超純水製造設備１００から供給される超純水が、測定部４２０へも流れるように、バルブ６１０，６２０，６３０，６４０の開閉を制御する。具体的には、流路制御部５２０は、バルブ６１０，６２０，６３０を開状態とし、バルブ６４０を閉状態とする。続いて、超純水製造設備１００が、超純水の供給を開始する（ステップＳ３）。その後、比較部５１０が、測定部４１０における測定結果（例えば、不純物の濃度または微粒子数）と測定部４２０における測定結果（不純物の濃度）とを比較する。比較部５１０は、比較の結果に基づいて、それぞれ測定された不純物の濃度が互いに等しいかどうかを流路制御部５２０が判定する（ステップＳ４）。測定部４１０，４２０それぞれで測定された不純物の濃度が互いに等しい場合、流路制御部５２０は、超純水製造設備１００から供給される超純水が、流通管２２０を介して洗浄装置１２０へ流れるように、バルブ６１０，６２０，６３０，６４０の開閉を制御する（ステップＳ５）。具体的には、流路制御部５２０は、バルブ６１０，６３０を閉状態とし、バルブ６２０，６４０を開状態とする。

【0028】

流路制御部５２０が上述したようにバルブ６１０，６２０，６３０，６４０の開閉を制御することで、超純水製造設備１００の立ち上げ直後等、超純水製造設備１００から流れてくる超純水の不純物の濃度が規定値よりも高い場合、超純水製造設備１００からの超純水を、処理ユニット１１０を通して洗浄装置１２０へ供給し、その後、超純水製造設備１００から流れてくる超純水の不純物の濃度が規定値以下となった場合は、超純水製造設備１００からの超純水を、処理ユニット１１０を通さずに洗浄装置１２０へ供給する。なお、超純水製造設備１００からの超純水を処理ユニット１１０を通さずに洗浄装置１２０へ供給した後、再度、超純水製造設備１００から流れてくる超純水に含まれる不純物の濃度が規定値よりも高くなった場合には、再度、超純水製造設備１００からの超純水を処理ユニット１１０を通して洗浄装置１２０へ供給するようにしても良い。超純水製造設備１００からの超純水を、処理ユニット１１０を通さずに洗浄装置１２０へ供給するように制御されているときは、処理ユニット１１０には超純水は流れない。そのため、処理ユニット１１０を流通管２１０から取り外すことができる。また、処理ユニット１１０を流通管２１０から取り外した場合、流路制御部５２０は、バルブ６１０，６３０を閉状態に制御し、バルブ６２０，６４０を開状態に制御しても良い。また、流路制御部５２０は、バルブ６１０，６２０，６４０を開状態に制御し、バルブ６３０を閉状態に制御しても良い。

【0029】

流路制御部５２０がバルブ６１０，６２０，６３０，６４０の開閉を制御するタイミングは、所望の流通管への超純水の流入および遮断を切り替えられるタイミングである。例えば、超純水を洗浄装置１２０へ流す経路を、流通管２１０から流通管２２０，２４０を通る経路へ切り替える場合、流路制御部５２０は、バルブ６１０，６３０を閉状態にするタイミングと同じタイミングで、バルブ６２０，６４０を開状態にする。この同じタイミングとは、互いに完全に一致するものが好ましい。この同じタイミングとは、互いに完全に一致するものでなくても、これらの互いのタイミングの差が所定の範囲にあるものであっても良い。バルブ６１０を閉状態にするタイミングとバルブ６３０を閉状態にするタイミングとについても同じである。バルブ６２０を開状態にするタイミングとバルブ６４０を開状態にするタイミングとについても同じである。例えば、流路制御部５２０は、バルブ６１０，６３０を閉状態に制御してから所定の時間内にバルブ６２０，６４０を開状態にするものであっても良い。

【0030】

なお、上述した水量制御部３１０，３２０と、バルブ６１０，６２０，６３０，６４０と、比較部５１０と、流路制御部５２０とで制御装置を構成する。

【0031】

以下に、図１に示した処理ユニット１１０の内部構成の例について説明する。図６は、図１に示した処理ユニット１１０の第１の内部構成例を示す図である。図６に示した例では、図１に示した処理ユニット１１０は、２つの除去部材１１００，１１０１と、４つのバルブ１１１０～１１１３とを具備する。除去部材１１００とバルブ１１１０，１１１１とが上流からバルブ１１１０、除去部材１１００、バルブ１１１１の順で直列に接続された系列と、除去部材１１０１とバルブ１１１２，１１１３とが上流からバルブ１１１２、除去部材１１０１、バルブ１１１３の順で直列に接続された系列とが、互いに並列に接続されている。バルブ１１１０～１１１３は、流通管２１０から流入される超純水が２つの除去部材１１００，１１０１のいずれか一方に流通するように制御される第６のバルブである。比較部５１０における第１の量と第２の量との比較の結果に基づいて、流路制御部５２０がバルブ１１１０～１１１３の開閉を制御する。このとき、第１の量が、第２の量よりも少ないが第２の量に近付いた場合（例えば、第１の量が第２の量から所定の値を差し引いた値になった場合）、超純水が流通する除去部材を他方の除去部材に切り替えるように流路制御部５２０がバルブ１１１０～１１１３の開閉を制御する。また、第２の量よりも少ない値を許容量としてあらかじめ設定しておき、第１の量が許容量となった場合、超純水が流通する除去部材を他方の除去部材に切り替えるように流路制御部５２０がバルブ１１１０～１１１３の開閉を制御しても良い。

【0032】

図７は、図１に示した処理ユニット１１０の第２の内部構成例を示す図である。図７に示した例では、図１に示した処理ユニット１１０は、３つの除去部材１１２０，１１２１，１１２２と、６つのバルブ１１３０～１１３５とを具備する。除去部材１１２０とバルブ１１３０，１１３１とが上流からバルブ１１３０、除去部材１１２０、バルブ１１３１の順で直列に接続された系列と、除去部材１１２１とバルブ１１３２，１１３３とが上流からバルブ１１３２、除去部材１１２１、バルブ１１３３の順で直列に接続された系列と、除去部材１１２２とバルブ１１３４，１１３５とが上流からバルブ１１３４、除去部材１１２２、バルブ１１３５の順で直列に接続された系列とが、互いに並列に接続されている。バルブ１１３０～１１３５は、流通管２１０から流入される超純水が３つの除去部材１１２０，１１２１，１１２２のいずれか１つに流通するように制御される第６のバルブである。比較部５１０における第１の量と第２の量との比較の結果に基づいて、流路制御部５２０がバルブ１１３０～１１３５の開閉を制御する。このとき、第１の量が、第２の量よりも少ないが第２の量に近付いた場合（例えば、第１の量が第２の量から所定の値を差し引いた値になった場合）、超純水が流通する除去部材を他の除去部材に切り替えるように流路制御部５２０がバルブ１１３０～１１３５の開閉を制御する。また、第２の量よりも少ない値を許容量としてあらかじめ設定しておき、第１の量が許容量となった場合、超純水が流通する除去部材を他の除去部材に切り替えるように流路制御部５２０がバルブ１１３０～１１３５の開閉を制御しても良い。

【0033】

図８は、図１に示した処理ユニット１１０の第３の内部構成例を示す図である。図８に示した例では、図１に示した処理ユニット１１０は、４つの除去部材１１４０，１１４１，１１４２，１１４３と、４つのバルブ１１５０～１１５３とを具備する。除去部材１１４０，１１４１とバルブ１１５０，１１５１とが上流からバルブ１１５０、除去部材１１４０、除去部材１１４１、バルブ１１５１の順で直列に接続された系列と、除去部材１１４２，１１４３とバルブ１１５２，１１５３とが上流からバルブ１１５２、除去部材１１４２、除去部材１１４３、バルブ１１５３の順で直列に接続された系列とが、互いに並列に接続されている。バルブ１１５０～１１５３は、流通管２１０から流入される超純水が２つの系列のいずれか一方に流通するように制御される第６のバルブである。比較部５１０における第１の量と第２の量との比較の結果に基づいて、流路制御部５２０がバルブ１１５０～１１５３の開閉を制御する。このとき、第１の量が、第２の量よりも少ないが第２の量に近付いた場合（例えば、第１の量が第２の量から所定の値を差し引いた値になった場合）、超純水が流通する系列を他方の系列に切り替えるように流路制御部５２０がバルブ１１５０～１１５３の開閉を制御する。また、第２の量よりも少ない値を許容量としてあらかじめ設定しておき、第１の量が許容量となった場合、超純水が流通する系列を他方の系列に切り替えるように流路制御部５２０がバルブ１１５０～１１５３の開閉を制御しても良い。また、除去部材１１４０と除去部材１１４１との間や、除去部材１１４２と除去部材１１４３との間にも、流路制御部５２０によって同様に制御されるバルブが設けられていても良い。

【0034】

このように、処理ユニット１１０が複数の除去部材を具備し、その除去部材が冗長構成を持つ。そして、除去部材を流通した超純水に含まれる不純物の量に応じて、流路制御部５２０が第６のバルブを用いて、超純水が流通する除去部材を切り替える。これにより、洗浄装置１２０への超純水の供給を連続して行うことができる。なお、処理ユニット１１０内にポンプを設け、そのポンプを用いて超純水を供給しても良い。ポンプの設置位置は、例えば、除去部材の前段である。処理ユニット１１０内の除去部材の具体的な冗長構成は、図６～８に示したものに限らない。また、上記説明は、本発明から１つの除去部材のみを具備する処理ユニット１１０を除外するものではない。なお、図６～８に示した除去部材１１００，１１０１，１１２０～１１２２，１１４０～１１４３それぞれは、例えば、イオン交換体または精密ろ過膜（ＭＦ）や限外ろ過膜（ＵＦ）等であって、処理ユニット１１０に充填される部材として上述したものである。

【0035】

本形態においては、上述したように、超純水製造設備１００の立ち上げ時には、超純水製造設備１００からの超純水を処理ユニット１１０に通水してから洗浄装置１２０へ供給する。超純水製造設備１００から処理ユニット１１０を介さずに洗浄装置１２０へ供給される流通管における超純水の不純物の量（濃度）と、処理ユニット１１０を介した超純水の不純物の量（濃度）との比較の結果に基づいて、洗浄装置１２０へ供給する超純水の経路を、処理ユニット１１０を介さないものへ切り替える。このような方法により、早期に超純水製造設備１００の立上げができるとともに、処理ユニット１１０を構成するイオン交換フィルタの運用が最適化される。そのため、超純水を供給するシステムを効率的に利用することができる。
（第２の実施の形態）

【0036】

図９は、本発明の超純水供給システムの第２の実施の形態を示す図である。本形態における超純水供給システムは図９に示すように、処理ユニット１１０と、流通管２１０，２２０，２３０，２４０，２５０と、水量制御部３１０，３２０，３３０と、測定部４１０と、比較部５１０と、流路制御部５２１とを有する。処理ユニット１１０、流通管２１０，２２０，２３０，２４０、水量制御部３１０，３２０、測定部４１０，４２０および比較部５１０は、第１の実施の形態におけるものとそれぞれ同じものである。

【0037】

流通管２５０は、測定部４１０が設置されているポイントと、流通管２４０と流通管２１０との合流点との間の第３の分岐部で、流通管２１０から分岐し、超純水を超純水製造設備１００へ流す第５の流通管である。なお、流通管２５０は、流通管２１０からの超純水を排水槽・回収槽（不図示）へ流すためのものでも良い。水量制御部３３０は、第３の分岐部に設けられた第３の水量制御部である。

【0038】

図１０は、図９に示した水量制御部３３０の内部構成の一例を示す図である。図９に示した水量制御部３３０は図１０に示すように、バルブ６５０と、バルブ６６０とを有する。バルブ６５０は、流通管２５０へ流れる水量を調整する第５のバルブ（開閉弁）である。バルブ６６０は、洗浄装置１２０へ流れる水量を調整する第６のバルブ（開閉弁）である。例えば、処理ユニット１１０を流通管２１０から取り外した後、流通管２１０のブローを行うために、流路制御部５２１は、バルブ６１０，６５０を開状態に制御し、バルブ６６０を閉状態に制御する。こうすることで、処理ユニット１１０を取り外した後、超純水製造設備１００からの超純水は、流通管２１０，２２０，２４０を介して洗浄装置１２０へ流れ、流通管２１０，２５０を介して超純水製造設備１００へ戻る。また、流通管２３０のブローを行うために、流路制御部５２１は、バルブ６２０，６３０を開状態に制御する。なお、流路制御部５２１は、バルブ６１０，６２０，６３０，６４０，６５０，６６０の開閉状態を全開または全閉の状態に制御するだけではなく、流通管２１０，２２０，２３０，２４０，２５０それぞれに必要な水量の超純水が流れるように開閉状態を制御する。

【0039】

なお、上述した水量制御部３１０，３２０、３３０と、測定部４１０，４２０と、バルブ６１０，６２０，６３０，６４０，６５０，６６０と、比較部５１０と、流路制御部５２１とで制御装置を構成する。

【0040】

本形態においては、上述したように、超純水製造設備１００の立ち上げ時には、超純水製造設備１００からの超純水を処理ユニット１１０に通水してから洗浄装置１２０へ供給する。超純水製造設備１００から処理ユニット１１０を介さずに洗浄装置１２０へ供給される流通管における超純水の不純物の量（濃度）と、処理ユニット１１０を介した超純水の不純物の量（濃度）との比較の結果に基づいて、洗浄装置１２０へ供給する超純水の経路を、処理ユニット１１０を介さないものへ切り替える。このような方法により、早期に超純水製造設備１００の立上げができるとともに、処理ユニット１１０を構成するイオン交換体、精密ろ過膜（ＭＦ）、限外ろ過膜（ＵＦ）等の運用が最適化される。そのため、超純水を供給するシステムを効率的に利用することができる。さらに、流通管２１０を流れる超純水を回収槽または排水槽へ戻す流通管２５０を設ける。これにより、例えば、処理ユニット１１０を流通管２１０から取り外した場合に流通管２１０のブローを行うように超純水を流しておくことができる。そして、例えば、超純水製造設備１００においてメンテナンスの実施や、超純水水質の悪化が生じた際に、処理ユニット１１０を流通管２１０に再び設置して、超純水製造設備１００から供給された超純水を処理ユニット１１０が設置された流通管２１０を介して供給する。これにより、立上げ時間を短縮し、また洗浄装置１２０の運転を停止することなく、超純水を供給することができる。

【0041】

以上、各構成要素に各機能（処理）それぞれを分担させて説明したが、この割り当ては上述したものに限定しない。また、構成要素の構成についても、上述した形態はあくまでも例であって、これに限定しない。また、各実施の形態を組み合わせたものであっても良い。また、バルブ６１０，６２０，６３０，６４０，６５０，６６０の開閉状態の制御は、上述したように流路制御部５２０，５２１が行うもののほか、システムを管理する管理者が行うものも考えられる。

【0042】

上述した測定部４１０，４２０、比較部５１０および流路制御部５２０，５２１が行う処理は、目的に応じてそれぞれ作製された論理回路で行うようにしても良い。また、処理内容を手順として記述したコンピュータプログラム（以下、プログラムと称する）を、測定部４１０，４２０、比較部５１０および流路制御部５２０，５２１が具備された制御装置にて読取可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムを制御装置に読み込ませ、実行するものであっても良い。制御装置にて読取可能な記録媒体とは、フロッピー（登録商標）ディスク、光磁気ディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）、Ｂｌｕ－ｒａｙ（登録商標） Ｄｉｓｃ、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリなどの移設可能な記録媒体の他、制御装置に内蔵されたＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリやＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）等を指す。この記録媒体に記録されたプログラムは、制御装置に設けられたＣＰＵにて読み込まれ、ＣＰＵの制御によって、上述したものと同様の処理が行われる。ここで、ＣＰＵは、プログラムが記録された記録媒体から読み込まれたプログラムを実行するコンピュータとして動作する。

【0043】

以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施の形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

【0044】

この出願は、２０２０年９月１５日に出願された日本出願特願２０２０－１５４５３０を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】