气体溶解液制造装置及气体溶解液的制造方法与流程

本发明涉及对循环后的气体溶解液进行再利用来制造气体溶解液的气体溶解液制造装置。

背景技术：

近年，伴随制造过程的复杂化、电路图案的微细化，半导体器件、液晶等电子部件的制造工厂的清洗方法越来越高度集成。一般地，硅片的清洗中，使用将高纯度的气体溶解于被称为功能水的液体(例如超纯水)而得到的特殊的清洗液(气体溶解水)，除去附着于硅片的微粒子、金属污染、有机污染等。

用于清洗的气体溶解液在气体溶解水制造装置制造并被供给到清洗装置(使用点)。通常，用于清洗的气体溶解水从清洗装置排出，但是希望回收该排出的气体溶解水并进行再利用。因此以往，提出了一种装置，将从清洗装置排出的气体溶解水含有的溶解气体回收并进行再利用(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-275744号公报

发明要解决的问题

但是，在以往的装置中，几乎没有考虑在使用点的气体溶解水的使用量产生变化。例如，在以往的装置中，即使当在使用点的气体溶解水的使用量减少，从气体溶解水制造装置供给的气体溶解水的供给量也不改变。以往，从排水管等废弃剩余部分的气体溶解水。

技术实现要素：

本发明鉴于上述的问题而作出，其目的在于提供一种气体溶解液制造装置，能够再利用循环的气体溶解液，并且能够不废弃剩余部分的气体溶解水。

用于解决问题的手段

本发明的气体溶解液制造装置具备：气体供给部，该气体供给部供给作为气体溶解液的原料的气体；第一液体供给部，该第一液体供给部供给作为所述气体溶解液的原料的第一液体；气体溶解液生成部，该气体溶解液生成部使从所述气体供给部供给的气体溶解于从所述第一液体供给部供给的第一液体，从而生成气体溶解液：第二液体生成部，该第二液体生成部循环并供给有在所述气体溶解液生成部生成的气体溶解液，从循环的所述气体溶解液中生成作为所述气体溶解液的原料的第二液体；第二液体供给部，该第二液体供给部将在所述第二液体生成部生成的所述第二液体供给到所述气体溶解液生成部；流量测定部，该流量测定部对供给到所述第二液体生成部并循环的所述气体溶解液的流量进行测定；以及控制部，该控制部对所述第一液体供给部和所述第二液体供给部进行控制，所述控制部根据在所述流量测定部测定的循环的所述气体溶解液的流量，对供给到所述气体溶解液生成部的所述第一液体的供给量进行控制，所述气体溶解液生成部使从所述气体供给部供给的气体溶解于从所述第一液体供给部供给的所述第一液体和从所述第二液体供给部供给的所述第二液体，从而生成所述气体溶解液。

根据该结构，在气体溶解液生成部生成的气体溶解液循环并供给到第二液体生成部，从循环的气体溶解液中生成作为气体溶解液的原料的第二液体。在第二液体生成部生成的第二液体从第二液体供给部供给到气体溶解液生成部，再利用于气体溶解液的生成。在这种情况下，流量测定部测定循环的气体溶解液的流量，根据测定的气体溶解液的流量，对供给到气体溶解液生成部的第一液体的供给量(流量)进行控制。即，考虑循环的气体溶解液的流量，对向气体溶解液生成部供给的第一液体的供给量进行控制。因此，在例如在使用点的气体溶解液的使用量减少的情况下，能够使向气体溶解液生成部供给的第一液体的供给量减少。由此，能够防止过剩地制造气体溶解液，不废弃剩余部分的气体溶解液，并且，能够不浪费气体溶解液的原料(第一液体)。

并且，本发明的气体溶解液制造装置也可以是，具备：气体溶解液贮藏部，该气体溶解液贮藏部贮藏循环的所述气体溶解液；以及液面测定部，该液面测定部对贮藏于所述气体溶解液贮藏部的所述气体溶解液的液面的高度进行测定，所述控制部基于由所述液面测定部测定的所述气体溶解液的液面的高度，对是否使所述第二液体供给部工作进行控制。

根据该结构，根据由液面测定部测定的气体溶解液的液面的高度，能够使第二液体供给部适当地工作。例如，若由液面测定部测定的气体溶解液的液面的高度是规定的基准高度以上，则第二液体被充分地供给到第二液体供给部，即便使第二液体供给部工作也没问题。另一方面，在由液面测定部测定的气体溶解液的液面的高度未达到规定的基准高度的情况下，第二液体未被充分地供给到第二液体供给部，不适合使第二液体供给部工作。

并且，在本发明的气体溶解液制造装置中，也可以是，所述第二液体生成部对循环的所述气体溶解液实施热分解处理或者光分解处理，并从所述气体溶解液中生成所述第二液体。

根据该结构，通过对循环的气体溶解液实施热分解处理或者光分解处理，能够容易地从气体溶解液中生成第二液体。

并且，在本发明的气体溶解液制造装置中，也可以是，所述第二液体生成部对循环的所述气体溶解液实施脱气处理，并从所述气体溶解液中生成所述第二液体。

根据该结构，通过对循环的气体溶解液实施脱气处理，能够容易地从气体溶解液中生成第二液体。

并且，在本发明的气体溶解液制造装置中，也可以是，在所述气体溶解液生成部生成并供给到装置外部的所述气体溶解液在装置外部循环并供给到所述第二液体生成部。

根据该结构，在气体溶解液生成部生成的气体溶解液供给到装置外部，在装置外部循环并供给到第二液体生成部。由此，能够从在装置外部循环的气体溶解液中生成作为气体溶解液的原料的第二液体，从而能够再利用于气体溶解液的生成。

并且，在本发明的气体溶解液制造装置中，也可以是，在所述气体溶解液生成部生成且不供给到装置外部的所述气体溶解液在装置内部循环并供给到所述第二液体生成部。

根据该结构，在气体溶解液生成部生成的气体溶解液不供给到装置外部，在装置内部循环并供给到第二液体生成部。由此，能够从在装置内部循环的气体溶解液中生成作为气体溶解液的原料的第二液体，从而能够再利用于气体溶解液的生成。

本发明的气体溶解液制造方法是一种用气体溶解液制造装置执行的气体溶解液的制造方法，所述气体溶解液制造装置具备：气体供给部，该气体供给部供给作为气体溶解液的原料的气体；第一液体供给部，该第一液体供给部供给作为所述气体溶解液的原料的第一液体；气体溶解液生成部，该气体溶解液生成部使从所述气体供给部供给的气体溶解于从所述第一液体供给部供给的第一液体，从而生成气体溶解液；第二液体生成部，该第二液体生成部循环并供给有在所述气体溶解液生成部生成的气体溶解液，从循环的所述气体溶解液中生成作为所述气体溶解液的原料的第二液体；第二液体供给部，该第二液体供给部将在所述第二液体生成部生成的所述第二液体供给到所述气体溶解液生成部；流量测定部，该流量测定部对供给到所述第二液体生成部并循环的所述气体溶解液的流量进行测定；以及控制部，该控制部对所述第一液体供给部和所述第二液体供给部进行控制，所述制造方法包括以下步骤：所述控制部根据由所述流量测定部测定的循环的所述气体溶解液的流量，对供给到所述气体溶解液生成部的所述第一液体的供给量进行控制；以及所述气体溶解液生成部使从所述气体供给部供给的气体溶解于从所述第一液体供给部供给的所述第一液体和从所述第二液体供给部供给的所述第二液体，从而生成所述气体溶解液。

根据该制造方法，与上述的装置同样地，在气体溶解液生成部生成的气体溶解液循环并被供给到第二液体生成部，从循环的气体溶解液生成作为气体溶解液的原料的第二液体。在第二液体生成部生成的第二液体从第二液体供给部供给到气体溶解液生成部，再利用于气体溶解液的生成。在这种情况下，用流量测定部对循环的气体溶解液的流量进行测定，根据测定的气体溶解液的流量，对供给到气体溶解液生成部的第一液体的供给量(流量)进行控制。即，考虑循环的气体溶解液的流量，并对向气体溶解液生成部供给的第一液体的供给量进行控制。因此，在例如在使用点的气体溶解液的使用量减少的情况下，能够使向气体溶解液生成部供给的第一液体的供给量减少。由此，能够防止过剩地制造气体溶解液，不废弃剩余部分的气体溶解液，并且，能够不浪费气体溶解液的原料(第一液体)。

发明的效果

根据本发明，能够再利用循环的气体溶解液，能够不废弃剩余部分的气体溶解液。

附图说明

图1是本发明的实施方式的气体溶解液制造装置的说明图。

图2是本发明的实施方式的气体溶解液制造装置(装置启动时)的说明图。

图3是本发明的实施方式的气体溶解液制造装置(在使用点开始使用时)的说明图。

图4是本发明的实施方式的气体溶解液制造装置(在使用点的使用量变化时)的说明图。

图5是本发明的实施方式的气体溶解液制造装置(在使用点进行维护时)的说明图。

图6是其他的实施方式的气体溶解液制造装置的说明图。

符号说明

1臭氧水制造装置(气体溶解液制造装置)

2气体供给部

3第一泵(第一液体供给部)

4臭氧水生成部(气体溶解液生成部)

5气液分离箱

6第一流量计

7第二流量计

8臭氧水使用装置

9使用点

10浓度计

11第三流量计

12阀群

13循环臭氧水箱(气体溶解液贮藏部)

14第四流量计(流量测定部)

15液面传感器(液面测定部)

16供给线

17第一阀

18循环线

19第二阀

20臭氧水分解器(第二液体生成部)

21第二泵(第二液体供给部)

22第五流量计

23控制部

24脱臭氧器(第二液体生成部)

具体实施方式

以下，使用附图对本发明的实施方式的气体溶解液制造装置进行说明。在本实施方式中，对在半导体器件、液晶等电子部件的制造工厂等使用的气体溶解液制造装置的情况进行示例。并且，在本实施方式中，对使臭氧溶解于纯水并制造臭氧水的臭氧水制造装置的情况进行说明。

参照附图对本发明的实施方式的气体溶解液制造装置(臭氧水制造装置)的结构进行说明。图1是本实施方式的臭氧水制造装置的说明图。如图1所示，臭氧水制造装置1具备：气体供给部2，该气体供给部2供给作为臭氧水的原料的臭氧(气体)；第一泵3，该第一泵3供给作为臭氧水的原料的纯水(第一液体)；臭氧水生成部4，该臭氧水生成部4使从气体供给部2供给的臭氧溶解于从第一泵3供给的纯水并生成臭氧水；以及气液分离箱5，该气液分离箱5储存在臭氧水生成部4生成的臭氧水。并且，在第一泵3的上游侧设有对供给到第一泵3的纯水的流量进行测定的第一流量计6，在臭氧水生成部4的上游侧(第一泵3与臭氧水生成部4之间)设有对供给到臭氧水生成部4的纯水的流量进行测定的第二流量计7。

储存于气液分离箱5的臭氧水被提供到臭氧水使用装置8的使用点9(清洗单元等)。在气液分离箱5的下游侧设有：浓度计10，该浓度计10对供给到臭氧水使用装置8的臭氧水的浓度进行测定；以及第三流量计11，该第三流量计11对供给到臭氧水使用装置8的臭氧水的流量进行测定。在臭氧水使用装置8设有根据在使用点9的臭氧水的使用量而开闭的阀群12。

在臭氧水制造装置1制造的臭氧水在装置外部的臭氧水使用装置8循环并返回至臭氧水制造装置1。臭氧水制造装置1具备储存在装置外部的臭氧水使用装置8循环的臭氧水的循环臭氧水箱13。在循环臭氧水箱13设有第四流量计14，该第四流量计14对在装置外部的臭氧水使用装置8循环并返回至臭氧水制造装置1的臭氧水的流量进行测定。此外，在循环臭氧水箱13设有液面传感器15，该液面传感器15对储存于循环臭氧水箱13的臭氧水的液面的高度进行测定。

并且，臭氧水制造装置1构成为能够使臭氧水在装置内部循环。在这种情况下，臭氧水制造装置1具备：第一阀17，该第一阀17设于用于将储存于气液分离箱5的臭氧水供给到装置外部的臭氧水使用装置8的供给线16；第二阀19，该第二阀19设于用于使储存于气液分离箱5的臭氧水在装置内部循环的循环线18。并且，通过将第一阀17设为开状态，将第二阀19设为闭状态，能够将在臭氧水制造装置1制造的臭氧水供给到装置外部的臭氧水使用装置8。另一方面，通过将第一阀17设为闭状态，将第二阀19设为开状态，能够使在臭氧水制造装置1制造的臭氧水在装置内部循环。在循环臭氧水箱13也能够储存在装置内部循环的臭氧水。

臭氧水制造装置1具备臭氧水分解器20，该臭氧水分解器20供给有储存于循环臭氧水箱13的臭氧水。臭氧水分解器20对从循环臭氧水箱13供给的臭氧水实施热分解处理或者光分解处理，将臭氧水中含有的臭氧分解为氧，从臭氧水中生成氧水(第二液体)。作为该热分解处理或者光分解处理的方法能够利用众所周知的方法。另外，在氧水中只要主要包含氧即可，也可以包含除了氧之外的气体(例如不能用检测器检测的浓度的臭氧等)、金属的成分等。以下，将作为主要成分而包含氧的水称为氧水。当然，氧水也可以是纯氧水。

臭氧水制造装置1具备：第二泵21，该第二泵21将在臭氧水分解器20生成的氧水供给到臭氧水生成部4；以及第五流量计22，该第五流量计22对供给到第二泵21的氧水的流量进行测定。并且，臭氧水生成部4能够使从气体供给部2供给的臭氧溶解于从第一泵3供给的纯水和从第二泵21供给的氧水，从而生成臭氧水。在这种情况下，即使将在纯水中混合有氧水的液体作为原料来生成臭氧水，也不会对臭氧相对于液体的溶解度产生大的影响。并且，在使用点9也不会基于臭氧水含有的氧的浓度而产生的大的影响。

并且，该臭氧水制造装置1具备对第一泵3和第二泵21进行控制的控制部23。控制部23具有根据由第四流量计14测定的臭氧水(在装置外部循环的臭氧水)的流量，对从第一泵3供给到臭氧水生成部4的纯水的供给量(流量)进行控制的功能。并且，控制部23具备根据由液面传感器15测定的循环臭氧水箱13的臭氧水的液面的高度来对是否使第二泵21工作进行控制的功能。

以下，参照附图对臭氧水制造装置1的动作进行说明。此处，按照臭氧水制造装置1的启动、在使用点9开始使用臭氧水(在使用点9的臭氧水的使用量20l/分)、在使用点9的臭氧水的使用量的变化(从20l/分向10l/分变化)、在使用点9进行维护时的顺序进行说明。

(装置的启动)

图2是臭氧水制造装置1启动时的说明图。如图2所示，在臭氧水制造装置1启动时，使气体供给部2工作而将臭氧供给到臭氧水生成部4，并且使第一泵3工作而将纯水供给到臭氧水生成部4。此时，控制部23以用比预定的在使用点9的臭氧水的使用量20l/分大的流量25l/分将纯水供给到臭氧水生成部4的方式控制第一泵3。

臭氧水生成部4中，使从气体供给部2供给的臭氧溶解于从第一泵3供给的纯水从而生成臭氧水。生成的臭氧水供给到气液分离箱5进行气液分离。

在臭氧水制造装置1启动时，将第一阀17设为开状态，将第二阀19设为闭状态。因此，储存于气液分离箱5的臭氧水供给到装置外部的臭氧水使用装置8。但是，由于到要制造的臭氧水的臭氧浓度稳定为止需要一定程度的时间，因此在装置启动时，臭氧水的臭氧浓度不稳定。因此，在臭氧水制造装置1启动时，臭氧水使用装置8的阀群12为全部关闭状态，不会向使用点9供给臭氧水。

在这种情况下，供给到臭氧水使用装置8的臭氧水不供给到使用点9，在臭氧水使用装置8循环并返回至臭氧水制造装置1。在这种情况下，返回至臭氧水制造装置1的臭氧水的流量是25l/分。返回至臭氧水制造装置1的臭氧水储存于循环臭氧水箱13。储存于循环臭氧水箱13的臭氧水供给到臭氧水分解器20，从臭氧水中生成氧水。

从装置的启动经过固定时间，当液面传感器15检测到循环臭氧水箱13的臭氧水的液面的高度为规定的基准高度以上时，控制部23使第二泵21的开始工作，在臭氧水分解器20生成的氧水从第二泵21供给到臭氧水生成部4。另外，液面传感器15不一定是必需的。只要有能够检测到从循环臭氧水箱13到第二泵21的下游侧的线被液体充满的状态的传感器，就不需要循环臭氧水箱13的液面传感器15。

并且，随着时间的经过，渐渐地使第二泵21的氧水的供给量增加，并且使第一泵3的纯水的供给量减少。最后，使第二泵21的氧水的供给量增加到25l/分，使第一泵3的纯水的供给量减少到0l/分，使第一泵3停止。臭氧水生成部4中，将从第二泵21供给的水和/或从第一泵3供给的纯水作为原料而生成臭氧水。并且，用浓度计10测定生成的臭氧水的臭氧浓度，当臭氧水的臭氧浓度稳定时，完成装置的启动。

(在使用点的开始使用)

图3是在使用点9开始使用臭氧水的说明图。如图3所示，当在使用点9开始使用臭氧水时，臭氧水使用装置8的阀群12为打开状态。例如，阀群12的全部的阀为打开状态。此时，在使用点9的臭氧水的使用量是20l/分。

当臭氧水使用装置8的阀群12为打开状态时，在臭氧水使用装置8循环并返回至臭氧水制造装置1的臭氧水的流量减少。例如，在臭氧水使用装置8的阀群12的全部的阀为打开状态，在使用点9使用20l/分的臭氧水的情况下，返回至臭氧水制造装置1的臭氧水的流量(从25l/分)减少到5l/分。

当控制部23用第四流量计14检测到返回至臭氧水制造装置1的臭氧水的流量减少到5l/分(减少了在使用点9使用的20l/分)时，使第一泵3工作，将减少的量(20l/分)的纯水供给到臭氧水生成部4。这样一来，臭氧水制造装置1能够稳定地制造预定的使用量20l/分的臭氧水，且供给到使用点9。

(在使用点的使用量变化)

图4是当在使用点9的臭氧水的使用量变化时的说明图。如图4所示，当在使用点9的臭氧水的使用量减少时，臭氧水使用装置8的阀群12的一部分为关闭状态。例如，阀群12的一半的阀为关闭状态。此时，在使用点9的臭氧水的使用量是10l/分。

当臭氧水使用装置8的阀群12的一部分为关闭状态时，在臭氧水使用装置8循环并返回至臭氧水制造装置1的臭氧水的流量增加。例如，在臭氧水使用装置8的阀群12的一半的阀为关闭状态，且在使用点9使用的臭氧水变化为10/l的情况下，返回到臭氧水制造装置1的臭氧水的流量(从5l/分)增加到15l/分。

当控制部23用第四流量计14检测到返回至臭氧水制造装置1的臭氧水的流量增加到15l/分(增加了在使用点9使用的10l/分)时，控制第一泵3，使供给到臭氧水生成部4的纯水的供给量(从20l/分)减少到10l/分。这样一来，臭氧水制造装置1能够与使用点9的臭氧水的使用量的变化对应地制造臭氧水并供给到使用点9。

(在使用点进行维护时)

图5是臭氧水使用装置8的维护时的说明图。如图5所示，在臭氧水使用装置8进行维护时，第一阀17被设为关闭状态，第二阀19被设为打开状态，以使臭氧水不供给到臭氧水使用装置8。

在这种情况下，在臭氧水制造装置1制造的臭氧水不供给到臭氧水使用装置8，在臭氧水制造装置1的装置内部循环并储存于循环臭氧水箱13。储存于循环臭氧水箱13的臭氧水供给到臭氧水分解器20，从臭氧水中生成氧水。在臭氧水分解器20生成的氧水从第二泵21供给到臭氧水生成部4。臭氧水生成部4中，将从第二泵21供给的氧水和/或从第一泵3供给的纯水作为原料生成臭氧水。

另外，通过进行与臭氧水使用装置8的维护时相同的动作，也能够进行臭氧水制造装置1的启动。在这种情况下，与臭氧水使用装置8无关，仅用臭氧水制造装置1(单独地)，就能够进行装置的启动。并且，在臭氧水使用装置8进行维护时，也能够使臭氧水在臭氧水制造装置1的装置内部循环，因此能够在臭氧水制造装置1继续制造臭氧水。由此，能够缩短维护结束后的启动时间。

根据这样的本实施方式的臭氧水制造装置1，在臭氧水生成部4生成的臭氧水循环，供给到臭氧水分解器20，从循环的臭氧水中生成作为臭氧水的原料的氧水(第二液体)。在臭氧水分解器20生成的氧水从第二泵21供给到臭氧水生成部4，并再利用于臭氧水的生成。

在这种情况下，用第四传感器测定循环的臭氧水的流量，根据测定的臭氧水的流量，对供给到臭氧水生成部4的纯水(第一液体)的供给量(流量)进行控制。即，考虑循环的臭氧水的流量来对向臭氧水生成部4供给的纯水的供给量进行控制。因此，在例如在使用点9的臭氧水的使用量减少的情况下，能够使向臭氧水生成部4供给的纯水的供给量减少。由此，能够防止过剩地制造臭氧水，不废弃剩余部分的臭氧水，并且，能够不浪费臭氧水的原料(纯水)。

并且，本实施方式中，能够根据用液面传感器15测定的循环臭氧水箱13的臭氧水的液面的高度而使第二泵21适当地工作。例如，若用液面传感器15测定的臭氧水的液面的高度是规定的基准高度以上，则氧水被充分地供给到第二泵21，即便使第二泵21工作也没问题。另一方面，在用液面传感器15测定的臭氧水的液面的高度未达到规定的基准高度的情况下，氧水未被充分地供给到第二泵21，不适合使第二泵21工作。

并且，在本实施方式中，通过使用臭氧水分解器20对循环的臭氧水实施热分解处理或者光分解处理，能够容易地从臭氧水中生成氧水。

并且，在本实施方式中，在臭氧水生成部4生成的臭氧水被供给到装置外部，在装置外部循环并被供给到臭氧水分解器20。由此，能够从在装置外部循环的臭氧水中生成作为臭氧水的原料的氧水，从而能够再利用于臭氧水的生成。

并且，在本实施方式中，在臭氧水生成部4生成的臭氧水不供给到装置外部，而在装置内部循环并供给到臭氧水分解器20。由此，能够从在装置内部循环的臭氧水中生成作为臭氧水的原料的氧水，能够再利用于臭氧水的生成。

以上，将本发明的实施方式作为示例进行了说明，但是本发明的范围不限定于此，能够在发明所要保护的范围内根据目的进行变更、变形。

例如，在以上的说明中，说明了使用对循环的臭氧水实施热分解处理或者光分解处理，并从臭氧水中生成氧水的臭氧水分解器20的例子，但是本发明的范围不限定于此。例如，如图6所示，也可以使用对循环的臭氧水实施脱气处理，并从臭氧水中生成纯水(第二液体)的脱臭氧器24。在这种情况下，通过使用脱臭氧器24对循环的臭氧水实施脱气处理，能够容易地从臭氧水中生成纯水。另外，在由脱臭氧器24从臭氧水中生成的纯水中也可以含有其他的气体(氧、氮)、金属的成分。并且，如果是非常低的浓度(例如用检测器不能检测的浓度)也可以含有臭氧。

并且，在以上的说明中，说明了使臭氧溶解于纯水并制造臭氧水的装置，但是本发明的范围不限定于此。例如，对于使二氧化碳溶解于纯水并制造碳酸水的装置、使氢溶解于纯水并制造氢水的装置等，使其他的气体溶解于其他的液体并制造气体溶解液的装置，也同样能够实施。

产业上的利用可能性

综上，本发明的气体溶解液制造装置能够再利用循环的气体溶解液，具有能够不废弃剩余部分的气体溶解液的效果，在半导体器件、液晶等电子部件的制造工厂等使用，是有用的。