JP2008111184A - 過硫酸供給システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電解反応により溶液に含まれる硫酸イオンから過硫酸イオンを生成する電解反応装置(電解反応槽5、直流電源6)と、硫酸イオンを含む溶液を貯留する貯留槽1と、該貯留槽1から前記溶液を被電解液として前記電解反応装置へ移送し、前記電解反応装置から電解された溶液を前記貯留槽1へ移送する循環ライン(送り管2a、戻り管2b)と、前記電解反応装置で生成された過硫酸イオンを含む溶液を過硫酸使用側に供給する過硫酸供給ライン7と、電解反応装置に移送する前記被電解液を補給する補給ライン8を備える。
【選択図】図1
Description
なお、被電解液の硫酸濃度は2〜9M程度にすると電解による過硫酸イオン生成効率は大きくなるが、電解した溶液を洗浄液として使用する場合には硫酸濃度は電子材料基板からのレジスト等有機物の除去効果に大きく影響する。レジスト等有機物の剥離・溶解効果は硫酸濃度の低下に伴い低下する。そこで、発明者らは種々実験を繰り返し、硫酸濃度が10M〜18Mの範囲が、電解効率、洗浄効率を考慮して適切な濃度であることを見出している。
また過硫酸寿命に関しては、硫酸濃度が高くなるに従って生成した過硫酸の過酸化水素への自己分解を促進してしまうため、できるだけ硫酸濃度が低い方が過硫酸の延命のためには好ましい。
希釈熱の観点では、硫酸濃度が高すぎると高濃度硫酸溶液と混合しても高い希釈熱が得られないため好ましくなく、また逆に硫酸濃度が低いと高濃度硫酸溶液と混合しても混合液の硫酸濃度が高くならず、この場合硫酸溶液の沸点が低いため希釈熱が生じても溶液が沸騰してしまい、所定の温度まで溶液を加温することができないため好ましくない。
従って全てを満たす被電解液の硫酸濃度としては2〜9M(好ましくは3〜5M)となる。
なお、貯留槽と電解反応装置を循環する溶液は、電解の結果、比較的高温になるので、電解反応装置に移送する際や貯留槽に移送する際に熱交換器などの冷却手段を設けて冷却するのが望ましい。
洗浄液の適温としては、例えば100℃〜200℃を示すことができる。該温度範囲を下回ると、過硫酸による剥離洗浄効果が低下する。一方、200℃を超えると、過硫酸の自己分解速度が極めて大きくなり、レジストを十分に酸化できないので、洗浄液の適温は上記範囲内である。
以下に、本発明の一実施形態を図1(a)に基づいて説明する。
硫酸溶液を被電解液として収容する貯留槽1が備えられ、該貯留槽1に、循環ラインの送り管2a、戻り管2bが接続されており、該送り管2aには、被電解液を送液するための送液ポンプ3が介設されている。送液ポンプ3の下流側には、送液される被電解液を冷却するための冷却器4が冷却手段として介設されている。その下流側で、送り管2aが電解反応槽5の入口側に接続されている。なお、上記冷却器は、戻り管2b側に設けて電解反応槽5の出口側で送液される電解液を冷却するように構成してもよい。
上記電解反応槽5、直流電源6によって、本発明の電解反応装置が構成されている。
貯留槽1内に、好適には10〜18Mの濃度とした硫酸溶液を収容する。該貯留槽1の溶液は送液ポンプ3によって送り管2aを通して順次、電解反応槽5に送液される。この際には、冷却器4によって溶液が好適には約40℃に冷却される。電解反応槽5では、直流電源6によって陽極5a、陰極5b間に通電がなされている。この通電によって、バイポーラ電極5cが分極し、陽極、陰極が出現する。電解反応槽5に送液される溶液は、これら電極間に通水される。この際に通液線速度が1〜10,000m/hrとなるように送液ポンプ3の出力を設定するのが望ましい。なお、上記通電では、ダイヤモンド電極表面での電流密度が10〜100,000A/m2となるように通電制御するのが望ましい。
次に、本発明の別の実施形態を図1(b)に基づいて説明する。なお、上記実施形態1と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。
この実施形態では、上記電解反応槽5と同様に陽極15a、陰極15b、バイポーラ電極15cを備える電解反応槽15が用いられ、各電極は、上記実施形態と同様にダイヤモンド電極によって構成されている。電解反応槽15には直流電源16が接続されて、本発明の電解反応装置が構成されている。
該電解反応槽15では、陽極と陰極の間を陽イオン交換膜9で分離している。なお、電解反応槽15では、バイポーラ電極15cを備えているため、電解に際し、分極する。したがって、陽極15aと、これに対し分極して陰極が出現する側のバイポーラ電極15cとの間に陽イオン交換膜9を配置して陽極側と陰極側に区画し、さらに陰極15bと、これに対し分極して陽極が出現する側のバイポーラ電極15cとの間にも陽イオン交換膜9を配置して陽極側と陰極側に区画している。
前記した送り管2aおよび戻り管2bは、それぞれ上記で区画された電解反応槽15の陽極側に接続されている。
なお、貯留槽1には、好適には2〜9M(より好適には3〜5M)の濃度とした硫酸溶液を収容し、同様に貯留槽11内にも0.5〜9M程度の硫酸溶液を収容する。
上記により本発明の過硫酸供給システム10bが構成されている。
区画された上記陽極側では、上記実施形態1と同様に、高濃度過硫酸を生成するための硫酸溶液が貯留槽1との間で循環される。一方、上記陰極側では、送り管12aと戻り管12bを通して貯留槽11の間で送液ポンプ13によって硫酸溶液が循環される。
なお、陽極側、陰極側では、それぞれ硫酸の通液線速度が1〜10,000m/hとなるように送液ポンプ3および送液ポンプ13の出力を設定するのが望ましい。
過硫酸供給システムで生成された過硫酸イオンを高濃度で含む硫酸溶液は、過硫酸使用側の直前において高温高濃度硫酸溶液と混合することができる。
次に、上記過硫酸供給システム10aを洗浄システムに組み込んだ使用例を一実施形態として図2に基づいて説明する。
過硫酸供給システム10aの過硫酸供給ライン7は、送液ポンプ21を経由し、その下流側でヒータ22を介して洗浄槽20に接続されている。洗浄槽20内には、収容された洗浄液を加熱するヒータ28が設けられている。さらに洗浄槽20には、排液側にポンプ24を介設した送り管23が接続されており、該送り管23はポンプ24の下流側で分岐して、前記過硫酸供給システム10aの補給ライン8と環流管25とに接続されている。環流管25はヒータ26が介設されて、ヒータ22の下流側で前記過硫酸供給ライン7に合流している。また、補給ライン8には冷却器27が介設されている。
過硫酸供給システム10aで生成された過硫酸イオンを高濃度で含む濃硫酸溶液は、送液ポンプ21によって過硫酸供給ライン7を通液し洗浄槽20側へと移送され、洗浄槽20に洗浄液として次第に蓄積される。この際に、溶液はヒータ22により好適には、過硫酸の自己分解速度が非常に高くならない温度、例えば50〜60℃に温度調整される。ただし、該加熱を省略することも可能である。洗浄槽20では、被洗浄材である半導体基板100を基板保持具101などで保持しつつ洗浄液中に浸漬する。過硫酸供給ライン7を通して移送される過硫酸イオンを含む溶液は、上記のようにヒータ22で加熱された後、還流管25で送液される高温の洗浄液と混合される。該洗浄液は、洗浄槽20に蓄積された過硫酸イオンを含む溶液であり、ポンプ24で送り管23を介して送液される。なお、送り管23を移送される洗浄液は、少量が補給ライン8に送液され、残部は還流管25に送られる。この洗浄液は、洗浄槽20内で、好適にはヒータ28の動作により130〜150℃に保持されており、ヒータ26によって好適には150〜170℃に加熱される。この高温の洗浄液と過硫酸イオンを含む溶液とが過硫酸供給ライン7で合流すると、溶液は瞬時に140〜160℃程度となって洗浄槽20内に導入される。
一方、補給ライン8に移送された少量の洗浄液は、冷却器27で40℃程度に冷却された後、被電解液として過硫酸供給システム10aの貯留槽1または電解反応槽5に直接供給される。この際に、電解反応槽5では電解が継続されて過硫酸イオンが補充されており、補給された被電解液の導入においても電解反応槽5内の溶液における過硫酸イオン濃度を所定値に維持することができる。
洗浄液は、洗浄槽20における高温での洗浄処理によって過硫酸イオンが自己分解して濃度が低下している。この洗浄液は、前記したように過硫酸供給ライン7から供給される溶液と混合しないように過硫酸供給システム10aに補給されて被電解液として電解されることで、再度過硫酸イオン濃度が高められて、過硫酸供給ライン7より洗浄槽20に供給されることになる。
なお、上記実施形態では、洗浄部としてバッチ式の洗浄槽を備えるものについて説明をしたが、本発明では、洗浄液を枚葉式の洗浄部に適用するものであってもよい。以下に、一実施形態として噴流形成装置を備える洗浄システムについて図3に基づいて説明する。
洗浄部では、噴流形成装置としてノズル34を備えており、該ノズル34の先端側噴出部が洗浄槽30内に位置している。ノズル34は、過硫酸供給ライン7から供給される過硫酸イオンを含む濃硫酸溶液の噴流を下方に向けて噴出するように構成されている。
また、洗浄槽30内には、ノズル34の噴出方向に、基板載置台102が設置され、該基板載置台102に被洗浄材である半導体基板100が載置される。該基板載置台102またはノズル34は、半導体基板100の表面上に噴流がむらなく当たるように相対的に移動可能とするのが望ましい。
また、洗浄槽30の洗浄液排液部では、洗浄に用いた洗浄液は過硫酸供給システムに送液することなく排液されるように構成されている。
過硫酸供給ライン10aで生成された過硫酸イオンを高濃度で含む濃硫酸溶液は、送液ポンプ31によって過硫酸供給ライン7を通して洗浄槽30側へと移送され、ノズル34に供給される。この際に、溶液はヒータ32で過硫酸の自己分解速度が非常に高くならない温度、例えば50〜60℃に加熱される。ただし、この加熱のための構成は省略することもできる。さらに、過硫酸イオンを高濃度で含む濃硫酸溶液は、高温硫酸溶液供給管33から供給される高温高濃度硫酸溶液と混合されて、瞬時に170℃程度に加熱される。
上記各実施形態では、被電解液を貯留する貯留槽を一つ備える過硫酸供給システムについて説明をした。ただし、本発明は、該貯留槽を複数備えることができ、この複数の貯留槽によって、より効率的に過硫酸イオンを含む溶液を供給することができる。
以下に、その一実施形態について図4に基づき説明する。
この説明では、貯留槽40に電解された過硫酸イオンを高濃度で含む溶液が収容され、貯留槽50に電解前の溶液が収容され、貯留槽60には、溶液が収容されていないか、補給途中の溶液が収容されているものとして説明する。
上記した切り替え接続を貯留槽40、50、60間で順次行うことで、電解反応槽5で連続的に過硫酸イオンを生成しつつ、過硫酸イオン濃度が十分に高く、かつ安定した濃度で連続的に過硫酸使用側に供給することが可能になる。
上記実施形態5では、3つの貯留槽を備えることで、各貯留槽で、循環電解、電解した溶液の供給、被電解液の補給を分担して行うものとしたが、一つの貯留槽でこれらの動作の二つ(好適には循環電解と被電解液の補給)を分担することで、貯留槽の数を二つにしてシステムを構築することも可能になる。該システムの実施形態を図5に基づいて説明する。なお、前記実施形態と同様の構成については同一の符号を付して、その説明を省略または簡略化する。
この説明では、貯留槽40に電解された過硫酸イオンを高濃度で含む溶液が収容され、貯留槽50には、溶液が収容されていないか、補給途中の溶液が収容されているものとして説明する。
先ず、電磁切替弁VAにおいて、過硫酸供給ライン47と過硫酸供給ライン7とを連通させる。これにより貯留槽40のみが過硫酸供給ライン7に接続された状態になる。また、電磁切替弁VCにおいて補給ライン58と補給ライン8とを連通させることで、貯留槽50のみが補給ライン8に接続された状態になる。さらに、電磁切替弁VEで戻り管2bと戻り管52bとを連通させる。これにより戻り管2bは、貯留槽50の戻り管52bのみと連通する。また、電磁切替弁VGで送り管52aと送り管2aとを連通させる。これにより送り管2aは、貯留槽50の送り管52aのみと連通し、電解反応槽5は循環ラインによって貯留槽50のみに接続された状態になる。
また、上記各実施形態では、補給する被電解液を過硫酸イオンを含む溶液を循環する貯留槽に供給するものについて説明したが、該貯留槽に供給することなく電解反応装置に直接被電解液を補給することが可能である。該システムの実施形態を図6に基づいて説明する。なお、前記各実施形態と同様の構成については同一の符号を付して、その説明を省略または簡略化する。
この説明でも、貯留槽40に電解された過硫酸イオンを高濃度で含む溶液が収容され、貯留槽50には、溶液が収容されていないか、補給途中の溶液が収容されているものとして説明する。
電磁切替弁VAにおいて、過硫酸供給ライン47と過硫酸供給ライン7とを連通させ、さらに、電磁切替弁VEで戻り管2bと戻り管52bとを連通させ、電磁切替弁VGで送り管52aと送り管2aとを連通させる。
上記した切り替え接続状態では、貯留槽40において過硫酸イオン濃度が十分に高められた溶液が過硫酸供給ライン7を通して過硫酸使用側に安定して供給される。一方、補給ライン81を通して被電解液が蓄積された補給用貯留槽80からは、補給ライン8を通して被電解液が電解反応槽5に補給されつつ電解が行われる。電解された溶液は、戻り管2b、52bを通して貯留槽50に次第に蓄積される。貯留槽50では、収容予定の溶液が蓄積されると、補給ライン8からの補給を停止し、貯留槽50を通して溶液が電解反応槽5との間で循環されるように、電磁切替弁VIを切り替える。これにより、溶液が循環ラインを通して循環しながら電解反応槽5で電解されて溶液中の過硫酸イオン濃度を次第にかつ十分に高めることができる。この実施形態では、補給する溶液が貯留槽40または貯留槽50に蓄積されるのを待つことなく直ちに補給ライン8を通して被電解液を補給して電解を行うことができ、無駄な待機時間を省略して効率を高めることができる。また、過硫酸に耐性を有する貯留槽を3槽用意することなく効率的な過硫酸供給が可能になり、低コスト化を図ることも可能になる。
なお、この実施形態でも切り替え接続を貯留槽40、50間で順次行うことで、電解反応槽で過硫酸イオンを生成しつつ、過硫酸イオン濃度が十分に高く、かつ安定した濃度の溶液を過硫酸使用側に供給することが可能になる。
次に、前記実施形態2の過硫酸供給システムを用いたバッチ式の洗浄システムについて図7を参照して説明する。
半導体ウェハの洗浄が行われる洗浄槽200は、硫酸溶液が収容され、ここに直径300mmのシリコンウェハ50枚を一バッチ分として受け容れ可能な容積を有しており、通常は、酸化剤(過酸化水素、過硫酸など)を加えて約10分でレジスト剥離を行う。この形態では、酸化剤として過硫酸が用いられる。
洗浄槽200には、洗浄液導入路201と洗浄液返流路202とが接続されており、洗浄液導入路201は、洗浄液供給路116に接続可能とされ、洗浄液返流路202は、ポンプ203を介して硫酸溶液返流路111に接続可能とされている。
一方、減水用分岐路120は、下流側で溶液水分低減手段である放散塔121(ガスストリッピング装置)の塔頂部に接続されている。放散塔121には、ガラスラシヒリングなどの充填材(図示しない)が充填されており、下方側から放散用空気が導入されて塔頂部から充填材を通って流下する溶液と下方側から充填材を通って上昇する空気とを向流させて溶液の水分の一部を蒸散させて上昇空気に取り込んで放散塔排気路125から出口ガスとともに放出する。水分が低減された溶液は放散塔121の塔底部から排水路122へと取り出される。放散塔121の塔底部に接続された排水路122は、ポンプ123が介設され、その下流側で濃縮硫酸溶液送液路124と電解用分岐路(補給ライン8)とに分岐しており、濃縮硫酸溶液送液路124は、循環分岐路113に合流している。
貯留槽1は、前記したように、循環ラインの送り管2a、戻り管2bが接続されており、これらは、前記したように電解反応槽15の区画された陽極側に接続されており、送り管2aに送液ポンプ3と冷却器4とが接続されている。電解反応槽15の区画された陰極側には、前記したように送り管12aと戻り管12bとを介して貯留槽11が接続されており、送り管12aに送液ポンプ13と冷却器14とが接続されている。また、貯留槽1には、開閉弁7aを介して過硫酸供給ライン7が接続されており、過硫酸供給ライン7は、送液ポンプ7bを介して、前記したように他端側が循環分岐路113と合流して洗浄液供給路116に接続されている。
また、電解反応槽15で発生する反応ガスは、電解槽排気路134に導かれ、前記放散塔121の排気路125と合流している。排気路125はさらに下流側が系外に伸びて排ガス処理工程などに供される。したがって、排気路125は、電解槽排気路134と合流することでガス希釈手段として機能する。
上記洗浄槽200内に、硫酸濃度が10〜18Mの硫酸溶液を収容する。洗浄においては、該硫酸溶液は100〜170℃に加熱されて、半導体ウェハの洗浄に使用される。洗浄液は、ポンプ203によって、順次、洗浄液返流路202を通して硫酸溶液返流路111に返流される。硫酸溶液返流路111では、一部が減水用分岐路120に分配され、残りが循環分岐路113に分配される。
排水路122に送られた濃縮した硫酸溶液は、ポンプ123で送液されて一部が補給ライン8に分配され、残りは濃縮硫酸送液路124に分配されて、循環分岐路113を流れる濃硫酸と混合される。
循環分岐路113における混合された溶液は、洗浄槽200から返流された後、温度が低下しており、これをヒータ114によって加熱して洗浄に好適な100℃〜170℃に加熱する。また、洗浄槽200での洗浄によって固体浮遊物(SS)などが溶液中に混入しているおそれがあるため、フィルタ115によって固形分を取り除いて洗浄液供給路116に供給する。
なお、この形態では、排水路122を濃硫酸溶液送液路124と補給ライン8とに分岐させたが、排水路122の硫酸の全量を濃硫酸溶液送液路124に移動させるものとして、補給ライン8は、前記硫酸溶液返流路111から分岐させて、該硫酸溶液返流路111を流れる硫酸の一部を補給ライン8に分配するようにしてもよい。
この実施形態では、ガスストリッピング法による放散塔121によって溶液温度が低下した硫酸溶液を電解反応に供しているので、電解反応に際し硫酸溶液を冷却する負担が軽減されるという利点を有している。なお、電解反応に供給する溶液としては、水分を低減した溶液と水分を低減しない溶液のいずれかの他、両方を用いるものであってもよい。
なお、この形態では、水分を低減して硫酸溶液を濃縮させる方法としてガスストリッピング法を用いたが、本発明としては濃縮方法は特に限定されるものではなく、加熱蒸散によって水分を低減することで濃縮するものであってもよい。
過硫酸供給ライン7を通して送液される過硫酸溶液は、循環分岐路113で送液される高温・高濃度の硫酸溶液と混合される。なお、過硫酸溶液の温度は、前記のように電解反応に好適な比較的低温の温度に調整されているので、高温の硫酸溶液と混合される迄は過硫酸イオンの自己分解は少なく抑えられている。この混合によって硫酸溶液の温度、硫酸濃度は低下するものの、過硫酸溶液の量が硫酸溶液の量に比べて少量であるので前記の低下の程度は小さく、混合後の溶液の温度および硫酸濃度は、洗浄に好適な範囲が維持される。なお、混合による温度、硫酸濃度の程度が大きい場合には、その低下を見越して硫酸溶液の加熱温度、水分低減による硫酸濃度の上昇の程度を調整しておけばよい。該混合に際しては、高濃度の硫酸と、低濃度の硫酸の混合により希釈熱が発生し、溶液を昇温させる作用が得られる。
上記実施形態8では、実施形態2の過硫酸供給システムを用いて循環型バッチ洗浄システムを構築した形態について説明をしたが、上記過硫酸供給システムは、非循環型枚葉式洗浄システムに適用することもできる。
以下に、該形態について図8を参照して説明する。なお、上記各実施形態と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略又は簡略化する。
次に、上記枚葉式洗浄システムの作用について説明する。
過硫酸供給システム10bの補給ライン8を通じて低濃度硫酸溶液を補給して貯留槽1に貯留する。貯留槽1内の硫酸溶液は、送り管2a、戻り管2bを通して送液ポンプ3によって送液し、電解反応槽15の区画された陽極側との間で循環させる。一方、電解反応槽15の陰極側では、貯留槽11内に貯留した硫酸溶液を送り管12a、戻り管12bを通して送液ポンプ13によって送液し、貯留槽11との間で循環させる。この循環とともに電解反応槽15に直流電源16によって通電することで、電流効率の高い低濃度硫酸溶液によって陽極側で高濃度の過硫酸が生成され、次第にその濃度が高まる。
貯留槽に、98%濃硫酸40リットル、超純水10リットルの割合で調製した高濃度硫酸溶液(16.1M)を収容した。電解反応装置では、直径15cm、厚さ0.5mmのボロンドープした導電性ダイヤモンド電極を10枚組み込んだ電解反応槽を2槽直列に配列させた。電解のための有効陽極面積は30dm2であり、電流密度を30A/dm2に設定して電解した。このとき電解反応装置では、過硫酸生成速度が3g/l/hrであることを確認した。貯留槽と電解反応装置との間で溶液を循環しつつ電解を継続することで、溶液中の過硫酸濃度は50g/Lに達した。
貯留槽における過硫酸を含有した溶液は、洗浄液として枚葉式洗浄装置に500ml/min.で送液し、その途中でヒータにより170℃程度まで加熱した。基板載置台に保持されたレジスト付きで5インチのシリコンウエハを2min./枚程度の速度で洗浄した。廃液は貯留槽に回収した。この処理を3時間連続して行い、60枚の清浄なウエハを得ることができた。またこの間に新たな薬品の添加を行わず、貯留槽内の洗浄液のTOC濃度は検出限界以下であった。
実施例1の枚葉式洗浄装置を用い、該洗浄装置には、硫酸:過酸化水素水を4:1で混合し、170℃に加熱した洗浄液を供給するものとした。レジスト付きで5インチのシリコンウエハを2min./枚程度の速度で洗浄液を回収せず一過使用で洗浄した。3時間後、60枚の清浄なウエハを得ることができたが、洗浄廃液が60L程度発生した。
電解反応装置では、直径15cm、厚さ0.5mmのボロンドープした導電性ダイヤモンド電極を10枚組み込んだ電解反応槽を2槽直列に配列させた。各陽極と陰極の間をフッ素樹脂系陽イオン交換膜による隔膜で隔離し、陽極側と陰極側にそれぞれ循環ラインを設けて電解液を独立して循環通液できるようにした。
系外で約4Mに硫酸溶液を調製後、貯留槽1に投入した。貯留槽11には2Mの硫酸溶液を収容した。貯留槽1、11の硫酸温度がいずれも約30℃になるように冷却器4、14で調整した。貯留槽1と電解反応槽5との間で硫酸溶液を循環しつつ電解を継続することにより100Ah/L電流を投入後、硫酸溶液中の過硫酸濃度は155g/Lに達した。
2a 送り管
2b 戻り管
4 冷却器
5 電解反応槽
5a 陽極
5b 陰極
5c バイポーラ電極
6 直流電源
7 過硫酸供給ライン
8 補給ライン
9 陽イオン交換膜
10 過硫酸供給システム
10a 過硫酸供給システム
10b 過硫酸供給システム
15 電解反応槽
15a 陽極
15b 陰極
15c バイポーラ電極
20 洗浄槽
22 ヒータ
26 ヒータ
27 冷却器
30 洗浄槽
32 ヒータ
40 貯留槽
42a 送り管
42b 戻り管
47 過硫酸供給ライン
48 補給ライン
50 貯留槽
52a 送り管
52b 戻り管
57 過硫酸供給ライン
58 補給ライン
60 貯留槽
62a 送り管
62b 戻り管
67 過硫酸供給ライン
68 補給ライン
80 補給用貯留槽
100 半導体基板
121 放散塔
131 希釈水送液路
Claims (14)
- 電解反応により溶液に含まれる硫酸イオンから過硫酸イオンを生成する電解反応装置と、硫酸イオンを含む溶液を貯留する貯留槽と、該貯留槽から前記溶液を被電解液として前記電解反応装置へ移送し、前記電解反応装置から電解された溶液を前記貯留槽へ移送する循環ラインと、前記電解反応装置で生成された過硫酸イオンを含む溶液を貯留槽又は循環ラインから過硫酸使用側に供給する過硫酸供給ラインと、電解反応装置に移送する前記被電解液を貯留槽又は循環ラインに補給する補給ラインとを備えることを特徴とする過硫酸供給システム。
- 前記補給ラインは、前記過硫酸供給ラインにおける前記供給時に、供給される溶液と補給する溶液とが混合しないように、補給が停止されるか、又はラインが互いに隔離されるものであることを特徴とする請求項1記載の過硫酸供給システム。
- 前記補給ラインは、前記過硫酸供給ラインにおける前記供給時に、供給される溶液と補給する溶液との混合により低下する過硫酸イオン濃度を電解反応装置による過硫酸イオン生成により補って、所定の過硫酸イオン濃度を有する溶液を前記過硫酸供給ラインにより供給可能な少量の被電解液を供給するものであることを特徴とする請求項1記載の過硫酸供給システム。
- 前記補給ラインで供給される前記被電解液は、系外から新たに供給される硫酸イオンを含む溶液または前記過硫酸使用側で使用されて過硫酸イオン濃度が低下した後に回収される回収溶液もしくはこれらの混合溶液であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の過硫酸供給システム。
- 前記電解反応装置に移送される前記被電解液又は、前記電解反応装置から移送される前記電解液を冷却する被電解液冷却手段を備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の過硫酸供給システム。
- 前記貯留槽を複数備え、前記過硫酸供給ラインと前記複数の貯留槽のうちから選択した貯留槽とを切り替え接続する過硫酸供給切り替え手段と、前記循環ラインと前記複数の貯留槽のうちから選択した貯留槽とを切り替え接続する循環切り替え手段とを備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の過硫酸供給システム。
- 前記補給ラインと前記複数の貯留槽のうちから選択した貯留槽とを切り替え接続する補給切り替え手段を備えることを特徴とする請求項6記載の過硫酸供給システム。
- 前記補給切り替え手段は、前記過硫酸供給切り替え手段で選択して切り替え接続されている貯留槽と異なる貯留槽を選択して切り替え接続するものであることを特徴とする請求項7記載の過硫酸供給システム。
- 前記過硫酸供給切り替え手段は、前記循環切り替え手段で選択して切り替え接続されている貯留槽と異なる貯留槽を選択して切り替え接続するものであることを特徴とする請求項6〜8のいずれかに記載の過硫酸供給システム。
- 前記電解反応装置に移送される被電解液の硫酸濃度が2〜9Mであることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の過硫酸供給システム。
- 前記過硫酸使用側に供給される過硫酸イオンを含む溶液の硫酸濃度が10〜18Mであることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の過硫酸供給システム。
- 前記補給ラインには、前記回収溶液の一部が分配供給され、該一部の回収溶液が希釈冷却されて被電解液として電解され、前記回収液の残部が加熱されるとともに、該残部の回収液と前記電解液の一方または両方が濃縮され、これらが混合されて前記過硫酸使用側に供給されるものであることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の過硫酸供給システム。
- 前記電解反応装置は、陽極と陰極との間が電解反応可能に区画されており、前記循環ラインは、前記で区画された陽極側に接続されていることを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の過硫酸供給システム。
- 前記過硫酸使用側が、過硫酸を用いた洗浄システムであることを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載の過硫酸供給システム。
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