JP2020179372A - Gas dissolution water manufacturing apparatus and method - Google Patents

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Abstract

To provide a gas dissolution water manufacturing apparatus which can increase a pressure of gas dissolution water without being restricted by a water pressure resistance of a gas dissolution membrane.SOLUTION: A gas dissolution water manufacturing apparatus that includes a gas dissolution membrane module including a gas phase chamber and a liquid phase chamber partitioned by a gas dissolution membrane and allows gas to be dissolved in treated water and manufactures gas dissolution water includes: a boost pump which boosts the gas dissolution water installed on a secondary side of the liquid phase chamber.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ガス溶解膜モジュールを用いたガス溶解水製造装置および方法に関する。 The present invention relates to a gas-dissolved water production apparatus and method using a gas-dissolved membrane module.

電子デバイス製造の分野で、ウェットプロセスと称される液体を用いるプロセスで洗浄用に用いる水として、純水にガスを溶解したガス溶解水が利用されている。 In the field of electronic device manufacturing, gas-dissolved water in which gas is dissolved in pure water is used as water used for cleaning in a process using a liquid called a wet process.

特許文献1には、ガス透過性の膜を備えたガス溶解膜モジュール(以下、単に「膜モジュール」ということがある)を用いて、純水(超純水)に機能性ガスを溶解させて機能水を製造する方法が開示される。この方法では、製造する機能水の供給圧を安定的に保つことを目的として、純水製造装置から供給される純水の水圧を減圧弁で低下させた後、加圧量の調整可能な給水ポンプで純水を加圧し、次いで純水に機能性ガスを溶解させて機能水を製造することが開示される。このように、純水を昇圧する昇圧ポンプは、膜モジュールの液相室の一次側に設けられる。 In Patent Document 1, a gas dissolution film module having a gas permeable film (hereinafter, may be simply referred to as a “film module”) is used to dissolve a functional gas in pure water (ultrapure water). A method for producing functional water is disclosed. In this method, for the purpose of maintaining a stable supply pressure of the functional water to be produced, the water pressure of the pure water supplied from the pure water production apparatus is lowered by a pressure reducing valve, and then the pressure amount can be adjusted. It is disclosed that pure water is pressurized by a pump and then a functional gas is dissolved in pure water to produce functional water. In this way, the booster pump that boosts pure water is provided on the primary side of the liquid phase chamber of the membrane module.

特開2017−131852号公報JP-A-2017-131852

ガス溶解水製造装置から半導体部品の洗浄装置(以下、単に「洗浄装置」ということがある)までの距離が長い場合や、ガス溶解水製造装置より洗浄装置が高い位置に配置される場合などにおいては特に、洗浄装置内の主配管内でガス溶解水に気泡が含まれる可能性がある。このような現象は、洗浄不良の原因となりうるため、抑制すべきである。このような現象を抑制するためには、ガス溶解水の水圧を高くすることが有効である。 When the distance from the gas-dissolved water production device to the cleaning device for semiconductor parts (hereinafter, simply referred to as "cleaning device") is long, or when the cleaning device is placed at a higher position than the gas-dissolved water production device. In particular, the gas-dissolved water may contain air bubbles in the main piping in the cleaning equipment. Such a phenomenon can cause poor cleaning and should be suppressed. In order to suppress such a phenomenon, it is effective to increase the water pressure of the gas-dissolved water.

一方、膜モジュールの液相室の水圧は、ガス溶解膜の耐水圧(仕様圧力)以下にしなければならない。昇圧ポンプは液相室の一次側に存在するので、液相室より下流のラインの水圧もガス溶解膜の耐水圧以下とならざるを得ない。なお、本明細書において、特に断りの無い限り、用語「下流」は、言及しているラインや機器を流れる流体の流れ方向についてのものである。 On the other hand, the water pressure in the liquid phase chamber of the membrane module must be equal to or lower than the water pressure resistance (specification pressure) of the gas dissolution membrane. Since the booster pump exists on the primary side of the liquid phase chamber, the water pressure of the line downstream from the liquid phase chamber must be equal to or lower than the water pressure resistance of the gas dissolution membrane. In addition, in this specification, unless otherwise specified, the term "downstream" refers to the flow direction of the fluid flowing through the line or equipment referred to.

すなわち、耐水圧による制約のために、ガス溶解水の水圧を高めることができない場合がある。 That is, it may not be possible to increase the water pressure of the gas-dissolved water due to the restriction due to the water pressure resistance.

本発明の目的は、ガス溶解膜の耐水圧に制限されることなくガス溶解水の圧力を高めることが可能なガス溶解水製造方法および装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a gas-dissolved water production method and an apparatus capable of increasing the pressure of the gas-dissolved water without being limited by the water pressure resistance of the gas-dissolved film.

本発明の一態様によれば、
ガス溶解膜によって区画された気相室と液相室とを備えるガス溶解膜モジュールを含む、被処理水にガスを溶解させてガス溶解水を製造するガス溶解水製造装置であって、
前記液相室の二次側に設置された、ガス溶解水を昇圧する昇圧ポンプを含むことを特徴とするガス溶解水製造装置が提供される。
According to one aspect of the invention
A gas-dissolved water production apparatus for producing gas-dissolved water by dissolving gas in water to be treated, which includes a gas-dissolved membrane module including a gas-phase chamber and a liquid-phase chamber partitioned by a gas-dissolved membrane.
Provided is a gas-dissolved water producing apparatus, which is installed on the secondary side of the liquid phase chamber and includes a step-up pump for boosting the gas-dissolved water.

本発明の別の態様によれば、
ガス溶解膜によって区画された気相室と液相室とを有するガス溶解膜モジュールを用いて、被処理水にガスを溶解させてガス溶解水を製造するガス溶解水製造方法であって、
前記ガス溶解膜モジュールの液相室の二次側に設置された昇圧ポンプを用いて、ガス溶解水を昇圧する昇圧工程を含むことを特徴とするガス溶解水製造方法が提供される。
According to another aspect of the invention
A gas-dissolved water production method for producing gas-dissolved water by dissolving gas in water to be treated using a gas-dissolved membrane module having a gas-phase chamber and a liquid-phase chamber partitioned by a gas-dissolved membrane.
Provided is a method for producing gas-dissolved water, which comprises a step of boosting the pressure of gas-dissolved water by using a pressure-pressing pump installed on the secondary side of the liquid phase chamber of the gas-dissolved film module.

本発明によれば、ガス溶解膜の耐水圧に制限されることなくガス溶解水の圧力を高めることが可能なガス溶解水製造方法および装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a gas-dissolved water production method and an apparatus capable of increasing the pressure of the gas-dissolved water without being limited by the water pressure resistance of the gas-dissolved film.

ガス溶解水製造装置の概略構成例と送水先装置の例を示すプロセスフローダイアグラムである。It is a process flow diagram which shows the schematic configuration example of the gas dissolution water production apparatus and the example of a water supply destination apparatus. ガス溶解水製造装置の概略構成の別の例を示すプロセスフローダイアグラムである。It is a process flow diagram which shows another example of the schematic structure of the gas dissolution water production apparatus. 半導体部品の洗浄装置の概略構成例を示すプロセスフローダイアグラムである。It is a process flow diagram which shows the schematic structure example of the cleaning apparatus of a semiconductor part.

本発明では、ガス溶解膜モジュールを用いて被処理水にガスを溶解させてガス溶解水を製造する。膜モジュールは、ガス溶解膜によって区画された気相室と液相室を備える。ガス溶解膜は、気体透過性を有する(液体の水は実質的に通さない)膜であって、気液分離膜あるいはガス分離膜とも称される。そして、液相室の二次側に設けた昇圧ポンプを用いてガス溶解水を昇圧する。これにより、ガス溶解膜の耐水圧に制限されることなく、ガス溶解水の圧力を高めることができ、その結果送水先装置、特には半導体部品洗浄装置内の主配管における気泡の混入を抑制することができる。 In the present invention, the gas-dissolved water is produced by dissolving the gas in the water to be treated using the gas-dissolved membrane module. The membrane module comprises a gas phase chamber and a liquid phase chamber partitioned by a gas dissolution membrane. The gas dissolution membrane is a membrane having gas permeability (substantially impermeable to liquid water), and is also called a gas-liquid separation membrane or a gas separation membrane. Then, the gas-dissolved water is boosted by using a booster pump provided on the secondary side of the liquid phase chamber. As a result, the pressure of the gas-dissolved water can be increased without being limited by the water pressure resistance of the gas-dissolved film, and as a result, the mixing of air bubbles in the water supply destination device, particularly the main pipe in the semiconductor component cleaning device, is suppressed. be able to.

被処理水は、典型的には純水であるが、例えば炭酸水であってもよい。純水に予め炭酸ガスを溶解させたものを被処理水として使用し、その被処理水にオゾンを溶解させることができる。以下においては、被処理水として純水を例にして説明する。純水の抵抗率(25℃)は例えば0.1MΩ・cm以上である。本発明に関して、「純水」は、超純水と呼ばれる15MΩ・cm超もしくは18MΩ・cm超の水も含む。 The water to be treated is typically pure water, but may be carbonated water, for example. Carbon dioxide gas is previously dissolved in pure water and used as the water to be treated, and ozone can be dissolved in the water to be treated. In the following, pure water will be described as an example of the water to be treated. The resistivity of pure water (25 ° C.) is, for example, 0.1 MΩ · cm or more. With respect to the present invention, "pure water" also includes water of more than 15 MΩ · cm or more than 18 MΩ · cm called ultrapure water.

ガス溶解水は、例えば半導体部品の洗浄装置において、シリコンウエハやガラス基板などの洗浄、すすぎ、酸化促進や酸化抑制などに用いることができる。以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。 The gas-dissolved water can be used for cleaning, rinsing, promoting oxidation, suppressing oxidation, and the like of silicon wafers and glass substrates, for example, in a cleaning device for semiconductor parts. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.

〔第1の形態〕
図1には、オゾンを溶解させるガス溶解水製造装置1(オゾン溶解水製造装置)と、送水先装置としての半導体部品の洗浄装置100とを、ラインL100によって接続した例を示す。
[First form]
FIG. 1 shows an example in which a gas-dissolved water production device 1 (ozone-dissolved water production device) that dissolves ozone and a semiconductor component cleaning device 100 as a water supply destination device are connected by a line L100.

ガス溶解水製造装置内に配置された膜モジュール2には、ラインL1を経て純水が供給され、ラインL14を経てオゾン含有ガスが供給される。膜モジュール2はガス溶解膜3を備え、ガス溶解膜3によって気相室4と液相室5が区画される。例えば、膜モジュール2に、多数のフッ素樹脂製中空糸膜が充填され、中空糸膜の内側に純水、外側にオゾン含有ガスが供給される。すなわち、この場合、中空糸膜の内側に液相室5が、外側に気相室4が形成される。なお、図1に示すように、膜モジュール2の下側からガスを供給し、上側から純水を供給して、これらを向流で流すことができるが、その限りではない。例えば膜モジュール2の上側からガスを供給し、下側から純水を供給して、これらを向流で流してもよい。 Pure water is supplied to the membrane module 2 arranged in the gas-dissolved water production apparatus via the line L1, and ozone-containing gas is supplied via the line L14. The membrane module 2 includes a gas dissolving membrane 3, and the gas phase chamber 4 and the liquid phase chamber 5 are partitioned by the gas dissolving membrane 3. For example, the membrane module 2 is filled with a large number of fluororesin hollow fiber membranes, and pure water is supplied to the inside of the hollow fiber membranes and ozone-containing gas is supplied to the outside. That is, in this case, the liquid phase chamber 5 is formed inside the hollow fiber membrane, and the gas phase chamber 4 is formed outside. As shown in FIG. 1, gas can be supplied from the lower side of the membrane module 2, pure water can be supplied from the upper side, and these can be flowed in a countercurrent manner, but this is not the case. For example, gas may be supplied from the upper side of the membrane module 2, pure water may be supplied from the lower side, and these may flow in a countercurrent direction.

例えば、微量の窒素ガス(ラインL11を経て供給される)を、酸素ガス(ラインL12を経て供給される)に添加したガスを原料とし、その酸素をオゾンガス発生器14にてオゾン化させることによって、オゾン含有ガスをラインL14に得ることができる。この場合、例えばオゾン含有ガスのオゾンガス分は10〜30vol%程度であり、残りのほとんどは酸素である。オゾンは自己分解する特性があり、これはオゾン含有ガスの状態よりもオゾン溶解水の状態の場合に顕著である。オゾンの自己分解を抑制するために、膜モジュール2に供給する前のオゾン含有ガスに炭酸ガス(ラインL13から供給される)を添加することができる。あるいは、炭酸ガスの添加をオゾンガス発生器14の一次側で行ってもよい。あるいは、純水に予め炭酸を溶解して炭酸水とし、これを液相室5に供給することによってもオゾンの自己分解を抑制することができる。窒素ガス、酸素ガスおよび炭酸ガスの流量を調節するために、ラインL11〜L13にそれぞれ、マスフローコントローラ11〜13を設けることができる。 For example, by using a gas obtained by adding a small amount of nitrogen gas (supplied via line L11) to oxygen gas (supplied via line L12) as a raw material and ozoneizing the oxygen with an ozone gas generator 14. , Ozone-containing gas can be obtained on line L14. In this case, for example, the ozone gas content of the ozone-containing gas is about 10 to 30 vol%, and most of the rest is oxygen. Ozone has the property of autolyzing, which is more pronounced in the ozone-dissolved water state than in the ozone-containing gas state. In order to suppress the autolysis of ozone, carbon dioxide gas (supplied from line L13) can be added to the ozone-containing gas before being supplied to the membrane module 2. Alternatively, carbon dioxide gas may be added on the primary side of the ozone gas generator 14. Alternatively, the autolysis of ozone can be suppressed by previously dissolving carbonic acid in pure water to obtain carbonated water and supplying this to the liquid phase chamber 5. Mass flow controllers 11 to 13 can be provided on the lines L11 to L13, respectively, in order to adjust the flow rates of nitrogen gas, oxygen gas and carbon dioxide gas.

気相室4に供給したオゾン含有ガスの一部は、気相室4からラインL15に排出される。ラインL15には、気相室4への給気圧力、すなわち気相室入口におけるオゾン含有ガスの圧力を調整するために、給気圧力調整弁V3が配される。ラインL15の、給気圧力調整弁V3の二次側に、余剰のオゾンガスを無害化するための余剰オゾンガス分解触媒筒15を配することができる。ラインL15から余剰ガスが排出される。 A part of the ozone-containing gas supplied to the gas phase chamber 4 is discharged from the gas phase chamber 4 to the line L15. An air supply pressure adjusting valve V3 is arranged on the line L15 in order to adjust the air supply pressure to the gas phase chamber 4, that is, the pressure of the ozone-containing gas at the inlet of the gas phase chamber. A surplus ozone gas decomposition catalyst cylinder 15 for detoxifying the surplus ozone gas can be arranged on the secondary side of the air supply pressure adjusting valve V3 of the line L15. Excess gas is discharged from the line L15.

液相室5から、オゾン溶解水がラインL2に得られる。ラインL2に設けた溶存オゾン濃度計6で、オゾン溶解水のオゾン濃度を測定することができる。オゾンガス発生器14の出力制御によって、或いは給気圧力調整弁V3を操作して気相室給気圧力を増減させることによって、所定のオゾン濃度を有するオゾン溶解水を得ることができる。 Ozone-dissolved water is obtained on line L2 from the liquid phase chamber 5. The ozone concentration of the ozone-dissolved water can be measured with the dissolved ozone concentration meter 6 provided on the line L2. Ozone-dissolved water having a predetermined ozone concentration can be obtained by controlling the output of the ozone gas generator 14 or by operating the air supply pressure adjusting valve V3 to increase or decrease the air supply pressure in the gas phase chamber.

本発明によれば、昇圧ポンプ7が、液相室5の二次側に設けられる。すなわち液相室5の出口ラインL2に昇圧ポンプ7が接続される。昇圧ポンプ7の出口ラインL3から、ガス溶解水製造装置1で製造されたガス溶解水が得られる。昇圧ポンプ7を用いて、ガス溶解水製造装置1から得られるオゾン溶解水の送水圧力(ラインL3の出口圧力)を高めることができ、さらにはオゾン溶解水送水圧力を所定の圧力に調整することができる。オゾン溶解水送水圧力を所定の圧力に調整するために、圧力センサーP3を昇圧ポンプ7の二次側に、すなわち昇圧ポンプの出口ラインL3に設置することができる。圧力センサーP3は、ガス溶解水製造装置1の出口水圧保証用としても利用できるので、設置することが好ましい。なお、ラインL1の入口近傍およびラインL3の出口近傍に、ガス溶解水製造装置1を他の設備から縁切りするための開閉弁V1およびV2を設けることができる。その他のラインにおいて、図示されていなくても、縁切りのための開閉弁等を適宜設けることができる。 According to the present invention, the booster pump 7 is provided on the secondary side of the liquid phase chamber 5. That is, the booster pump 7 is connected to the outlet line L2 of the liquid phase chamber 5. The gas-dissolved water produced by the gas-dissolved water production apparatus 1 can be obtained from the outlet line L3 of the booster pump 7. The booster pump 7 can be used to increase the water supply pressure of ozone-dissolved water (outlet pressure of line L3) obtained from the gas-dissolved water production apparatus 1, and further adjust the ozone-dissolved water water supply pressure to a predetermined pressure. Can be done. In order to adjust the ozone-dissolved water feed pressure to a predetermined pressure, the pressure sensor P3 can be installed on the secondary side of the booster pump 7, that is, on the outlet line L3 of the booster pump. Since the pressure sensor P3 can also be used for guaranteeing the outlet water pressure of the gas-dissolved water production apparatus 1, it is preferable to install it. It should be noted that on-off valves V1 and V2 for cutting off the gas-dissolved water production apparatus 1 from other equipment can be provided in the vicinity of the inlet of the line L1 and the vicinity of the outlet of the line L3. In other lines, an on-off valve or the like for edge cutting can be appropriately provided even if it is not shown.

オゾン耐性の観点から、昇圧ポンプ7の接液部は、三フッ化以上のフッ素樹脂製であることが好ましく、具体的には、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PFA(テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)、FEP(テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体)、PCTFE(ポリクロロトリフルオロエチレン)、ETFE(エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体)を用いることができる。 From the viewpoint of ozone resistance, the wetted portion of the booster pump 7 is preferably made of a fluororesin of trifluoroethylene or higher, and specifically, PTFE (polytetrafluoroethylene) and PFA (tetrafluoroethylene / perfluoro). Alkyl vinyl ether copolymer), FEP (tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer), PCTFE (polychlorotrifluoroethylene), ETFE (ethylene / tetrafluoroethylene copolymer) can be used.

溶存オゾン濃度計6の設置位置は、昇圧ポンプ7の一次側(ラインL2)でもよいし、二次側(ラインL3)でもよい。 The position where the dissolved ozone concentration meter 6 is installed may be the primary side (line L2) of the booster pump 7 or the secondary side (line L3).

図1に示した例では、溶存オゾン濃度計6を通過したオゾン溶解水が洗浄装置100に供給される。溶存オゾン濃度計6として、紫外線吸光式の溶存オゾン濃度計を用いることが好ましい。接液部を、オゾン耐性を有する清浄な材料で製作することができ、したがって、オゾン溶解水を汚染することがないからである。ポーラログラフ式の溶存オゾン濃度計は、センサー部が内部液を有しており、内部液を保持するために配されている隔膜が破損した場合に内部液が被測定液中に混入することがある。そのため、ポーラログラフ式の濃度計を採用する場合には、ガス溶解水の配管(ラインL2)から引き出した枝管に濃度計を設置し、濃度計を通過した試料水は排水することが好ましい。 In the example shown in FIG. 1, the ozone-dissolved water that has passed through the dissolved ozone concentration meter 6 is supplied to the cleaning device 100. As the dissolved ozone concentration meter 6, it is preferable to use an ultraviolet absorption type dissolved ozone concentration meter. This is because the wetted part can be made of a clean material having ozone resistance and therefore does not contaminate the ozone-dissolved water. In the polarograph type dissolved ozone concentration meter, the sensor part has an internal liquid, and if the diaphragm arranged to hold the internal liquid is damaged, the internal liquid may be mixed in the liquid to be measured. .. Therefore, when a polarograph type densitometer is adopted, it is preferable to install the densitometer in a branch pipe drawn from the gas-dissolved water pipe (line L2) and drain the sample water that has passed through the densitometer.

気相室4への給気圧力を監視するために、第1の圧力センサーを、気相室4に接続された配管(ラインL14またはL15)に設けることができる。図1に示すように、気相室4の入口に接続された配管(ラインL14)に第1の圧力センサーP1を設ける場合、その測定値を、気相室4への給気圧力として用いることができる。あるいは、図2を用いて後述する形態のように、気相室4の出口に接続された配管(ラインL15)に第1の圧力センサーP1を設ける場合、必要に応じて、気相室4における圧力損失を勘案して、給気圧力を知ることができる。気相室4における圧力損失は、気相室を流れるガス流量と圧力損失との相関(予め求めておくことができる)から求めることができる。このために、必要に応じて、気相室に供給されるもしくは気相室から排出されるガスの流量を測定することができる。 In order to monitor the air supply pressure to the gas phase chamber 4, a first pressure sensor can be provided in the pipe (line L14 or L15) connected to the gas phase chamber 4. As shown in FIG. 1, when the first pressure sensor P1 is provided in the pipe (line L14) connected to the inlet of the gas phase chamber 4, the measured value is used as the supply pressure to the gas phase chamber 4. Can be done. Alternatively, when the first pressure sensor P1 is provided in the pipe (line L15) connected to the outlet of the gas phase chamber 4 as described later with reference to FIG. 2, in the gas phase chamber 4, if necessary. The supply air pressure can be known in consideration of the pressure loss. The pressure loss in the gas phase chamber 4 can be obtained from the correlation (which can be obtained in advance) between the gas flow rate flowing through the gas phase chamber and the pressure loss. For this purpose, the flow rate of the gas supplied to or discharged from the gas phase chamber can be measured as needed.

第1の圧力センサーP1の設置位置は、上述のように、気相室入口であっても出口であってもよい。しかし、第1の圧力センサーP1がオゾンガスによって劣化する可能性がある場合、高湿度のオゾンガスは乾燥したオゾンガスよりも高い腐食性を示すことがあるので、より低湿度である気相室一次側(ラインL14)に第1の圧力センサーP1を設置することが好ましい。一方、給気ガスとして水素ガスを用いる場合、上述のような腐食の心配が無い。このような場合は、第1の圧力センサーの設置位置は気相室の一次側であっても二次側であっても上記のような差は無い。ただし、気相室4の通気による圧力損失が高い場合などにおいては特に、気相室4の入口側(ラインL14)に第1の圧力センサーP1を設置することが好ましい。より圧力が高いガスの圧力を直接的に測定できるからである。なお、気相室4のいずれの側に第1の圧力センサーP1を設置する場合でも、気相室4から第1の圧力センサーP1設置個所までの距離は短いほうが好ましい。 As described above, the installation position of the first pressure sensor P1 may be the inlet or the outlet of the gas phase chamber. However, if the first pressure sensor P1 can be degraded by ozone gas, the higher humidity ozone gas may be more corrosive than the dry ozone gas, so the lower humidity gas chamber primary side ( It is preferable to install the first pressure sensor P1 on the line L14). On the other hand, when hydrogen gas is used as the air supply gas, there is no concern about corrosion as described above. In such a case, there is no difference as described above regardless of whether the first pressure sensor is installed on the primary side or the secondary side of the gas phase chamber. However, it is preferable to install the first pressure sensor P1 on the inlet side (line L14) of the gas phase chamber 4, especially when the pressure loss due to the ventilation of the gas phase chamber 4 is high. This is because the pressure of a gas having a higher pressure can be directly measured. In addition, when the first pressure sensor P1 is installed on any side of the gas phase chamber 4, it is preferable that the distance from the gas phase chamber 4 to the place where the first pressure sensor P1 is installed is short.

液相室5の一次側または二次側の水圧を監視するために、第2の圧力センサーを、液相室5に接続された配管(ラインL1またはL2)に設けることができる。第2の圧力センサーを利用して、直接もしくは間接的に、液相室5の二次側の水圧を知ることができる。 In order to monitor the water pressure on the primary side or the secondary side of the liquid phase chamber 5, a second pressure sensor can be provided in the pipe (line L1 or L2) connected to the liquid phase chamber 5. The water pressure on the secondary side of the liquid phase chamber 5 can be known directly or indirectly by using the second pressure sensor.

図1に示す例では、第2の圧力センサーとして、液相室5の出口ラインL2に設けた圧力センサーP2を用いて、液相室5の二次側の水圧を監視する。この場合、圧力センサーP2の測定値を、液相室5の二次側の水圧として用いることができる。ラインL1に設けた圧力センサーP4は、ガス溶解水製造装置1に受け入れる純水の圧力を監視するために使用される。 In the example shown in FIG. 1, the pressure sensor P2 provided at the outlet line L2 of the liquid phase chamber 5 is used as the second pressure sensor to monitor the water pressure on the secondary side of the liquid phase chamber 5. In this case, the measured value of the pressure sensor P2 can be used as the water pressure on the secondary side of the liquid phase chamber 5. The pressure sensor P4 provided on the line L1 is used to monitor the pressure of pure water received in the gas-dissolved water production apparatus 1.

あるいは、第2の圧力センサーとして圧力センサーP4を用い、圧力センサーP2を省略することもできる。この場合、圧力センサーP4によって液相室5の一次側の水圧を監視し、圧力センサーP4の測定値から、液相室5における圧力損失を差し引くことによって、液相室5の二次側の水圧を算出する。ガス溶解水製造装置1は、このための演算装置(不図示)をさらに含むことができる。液相室5における圧力損失は、液相室5における通水流量と圧力損失の相関を予め把握しておき、その相関に基づいて推定することができる。当該通水流量は、例えばラインL1に設けた流量センサーF1によって測定することができる。 Alternatively, the pressure sensor P4 can be used as the second pressure sensor, and the pressure sensor P2 can be omitted. In this case, the water pressure on the primary side of the liquid phase chamber 5 is monitored by the pressure sensor P4, and the water pressure on the secondary side of the liquid phase chamber 5 is subtracted from the measured value of the pressure sensor P4 by subtracting the pressure loss in the liquid phase chamber 5. Is calculated. The gas-dissolved water production apparatus 1 can further include an arithmetic unit (not shown) for this purpose. The pressure loss in the liquid phase chamber 5 can be estimated based on the correlation between the water flow rate and the pressure loss in the liquid phase chamber 5 in advance. The water flow rate can be measured by, for example, the flow rate sensor F1 provided on the line L1.

気相室4への給気圧力が液相室5の二次側の水圧よりも低い圧力になるように、すなわち、膜モジュールの液相室5出口において次式の関係が成立するように、気相室4への給気圧力を調整する給気圧力調整工程を行うことが好ましい。
膜モジュール気相室への給気圧力 < ガス溶解水の水圧・・・(1)
これにより、昇圧ポンプ7の吸込み動作によって液相室5内の水圧が低下したとしても、気相室4から液相室5にガスが噴出してガス溶解水に気泡が混入することを抑制することができる。その結果、気相室4への給気圧力を高めて、ガス溶解水の溶解ガス濃度を高くすることが容易となる。なお、気相室から液相室にガスが噴出すると、給気圧力が所定の値に到達しないこともある。また、溶存ガス濃度計として光学式のものを採用している場合には、ガス溶解水に気泡が混入していると正しい測定が行われないことがある。また流量センサーに気泡が付着して測定不良を引き起こすこともある。
The supply pressure to the gas phase chamber 4 is lower than the water pressure on the secondary side of the liquid phase chamber 5, that is, the following equation is established at the outlet of the liquid phase chamber 5 of the membrane module. It is preferable to perform an air supply pressure adjusting step for adjusting the air supply pressure to the gas phase chamber 4.
Membrane module Air supply pressure to gas phase chamber <Water pressure of gas-dissolved water ... (1)
As a result, even if the water pressure in the liquid phase chamber 5 drops due to the suction operation of the booster pump 7, gas is prevented from being ejected from the gas phase chamber 4 into the liquid phase chamber 5 and air bubbles are mixed in the gas-dissolved water. be able to. As a result, it becomes easy to increase the supply pressure to the gas phase chamber 4 to increase the dissolved gas concentration of the gas-dissolved water. If gas is ejected from the gas phase chamber to the liquid phase chamber, the supply air pressure may not reach a predetermined value. In addition, when an optical type dissolved gas concentration meter is used, correct measurement may not be performed if air bubbles are mixed in the dissolved gas water. In addition, air bubbles may adhere to the flow sensor and cause measurement failure.

この給気圧力調整は、気相室4の給気圧力および液相室5の二次側の水圧を監視しつつ、給気圧力調整弁V3を用いて行うことができる。したがって、給気圧力調整工程を行う給気圧力調整手段には、給気圧力調整弁V3が備わる。また、給気圧力調整手段は、給気圧力調整弁V3の開度を制御する制御装置(不図示)を含むことができる。水圧監視用の第2の圧力センサーが液相室5の一次側だけに設置されている場合、給気圧力調整手段は、さらに液相室の二次側水圧を算出する前記演算装置を含むことができる。 This air supply pressure adjustment can be performed by using the air supply pressure adjusting valve V3 while monitoring the air supply pressure in the gas phase chamber 4 and the water pressure on the secondary side of the liquid phase chamber 5. Therefore, the supply air pressure adjusting means for performing the supply air pressure adjusting step is provided with the supply air pressure adjusting valve V3. Further, the supply air pressure adjusting means can include a control device (not shown) for controlling the opening degree of the supply air pressure adjusting valve V3. When the second pressure sensor for monitoring the water pressure is installed only on the primary side of the liquid phase chamber 5, the air supply pressure adjusting means further includes the arithmetic unit for calculating the secondary side water pressure of the liquid phase chamber. Can be done.

なお、溶解膜モジュールの気相室4に供給するガス圧力を上げる、または下げることにより、ガス溶解水の溶存ガス濃度は高く、または低くなる。溶存ガス濃度は、給気圧力が一定であればおよそ安定するので、給気圧力の調整においては、通常、所定の給気圧力が維持されるようにする。ただし、このとき液相室5の二次側の水圧と給気圧力との関係が前記式(1)を満たすように、当該所定の給気圧力を設定する。また、設定した当該所定の給気圧力が前記式(1)を満たさないようになった際には、給気圧力を別の値に変更し、その値を維持することができる。 By increasing or decreasing the gas pressure supplied to the gas phase chamber 4 of the dissolution film module, the dissolved gas concentration of the gas dissolution water becomes high or low. Since the dissolved gas concentration is approximately stable if the supply air pressure is constant, a predetermined supply air pressure is usually maintained when adjusting the supply air pressure. However, at this time, the predetermined air supply pressure is set so that the relationship between the water pressure on the secondary side of the liquid phase chamber 5 and the air supply pressure satisfies the above formula (1). Further, when the set predetermined air supply pressure does not satisfy the above formula (1), the air supply pressure can be changed to another value and the value can be maintained.

ただし、液相室5に供給する水の圧力が気相室4内の圧力に対して十分高い場合など、気相室4への給気圧力を調整せずとも式(1)の関係が満たされる場合には、給気圧力調整工程を行う必要はない。 However, the relationship of the equation (1) is satisfied without adjusting the air supply pressure to the gas phase chamber 4, such as when the pressure of the water supplied to the liquid phase chamber 5 is sufficiently higher than the pressure in the gas phase chamber 4. If this is the case, it is not necessary to perform the air supply pressure adjustment step.

半導体部品の洗浄装置100で使用するガス溶解水を製造する際には、洗浄装置100内の主配管内における圧力(ガス溶解水の水圧)が気相室4への給気圧力よりも高くなるように、すなわち前記式(1)を満たすように、昇圧ポンプ7の吐出圧を調整する吐出圧調整工程を行うことが好ましい。これにより、当該主配管におけるガス溶解水への気泡混入をより確実に抑制することが容易である。当該主配管内における圧力については後に詳述する。 When manufacturing the gas-dissolved water used in the cleaning device 100 for semiconductor parts, the pressure (water pressure of the gas-dissolved water) in the main pipe in the cleaning device 100 becomes higher than the air supply pressure to the gas phase chamber 4. That is, it is preferable to perform the discharge pressure adjusting step of adjusting the discharge pressure of the booster pump 7 so as to satisfy the above formula (1). As a result, it is easy to more reliably suppress the mixing of air bubbles into the gas-dissolved water in the main pipe. The pressure in the main pipe will be described in detail later.

この吐出圧調整は、洗浄装置100内の主配管内における圧力および気相室4の給気圧力(あるいはこれら圧力の差)に基づいて、昇圧ポンプ7の回転数を変化させることによって行うことができる。吐出圧調整工程を行う吐出圧調整手段は、当該主配管内における圧力に相当する信号を洗浄装置100から受け取ることができる。また、吐出圧調整手段は、気相室4の給気圧力に相当する信号を入力することができる。また吐出圧調整手段は、昇圧ポンプ7の回転数を制御する制御装置(不図示)を含むことができる。昇圧ポンプ7として、インバーターによる回転数制御が可能な回転式の昇圧ポンプを用いることが好ましい。 This discharge pressure adjustment can be performed by changing the rotation speed of the booster pump 7 based on the pressure in the main pipe in the cleaning device 100 and the supply air pressure (or the difference between these pressures) in the gas phase chamber 4. it can. The discharge pressure adjusting means that performs the discharge pressure adjusting step can receive a signal corresponding to the pressure in the main pipe from the cleaning device 100. Further, the discharge pressure adjusting means can input a signal corresponding to the supply air pressure of the gas phase chamber 4. Further, the discharge pressure adjusting means can include a control device (not shown) for controlling the rotation speed of the booster pump 7. As the booster pump 7, it is preferable to use a rotary booster pump whose rotation speed can be controlled by an inverter.

ただし、昇圧ポンプ7の吐出圧が、洗浄装置100内の主配管までの圧力損失に対して十分高い場合など、昇圧ポンプの吐出圧を調整せずとも、洗浄装置100内の主配管内において式(1)の関係が満たされる場合には、吐出圧調整工程を行う必要はなく、昇圧ポンプ7の吐出圧もしくは昇圧幅を実質的に一定にすることができる。また、別途詳述するように、ハンチング防止のために、吐出圧調整工程を行わず、例えば昇圧ポンプ7の昇圧幅を実質的に一定にすることができる。 However, when the discharge pressure of the booster pump 7 is sufficiently higher than the pressure loss to the main pipe in the cleaning device 100, the formula is performed in the main pipe in the cleaning device 100 without adjusting the discharge pressure of the booster pump. When the relationship (1) is satisfied, it is not necessary to perform the discharge pressure adjusting step, and the discharge pressure or the boost width of the booster pump 7 can be made substantially constant. Further, as will be described in detail separately, in order to prevent hunting, the boost width of the boost pump 7, for example, can be made substantially constant without performing the discharge pressure adjusting step.

〔送水先装置としての半導体部品洗浄装置〕
図1に示した例においては、ガス溶解水すなわちオゾン溶解水を送水先装置まで移送するための密閉された配管(ラインL100)の一端にガス溶解水製造装置1が接続され、他端に半導体部品の洗浄装置100が接続される。図3に洗浄装置100の構成例を示す。洗浄装置100は、洗浄室101を12個有する。洗浄装置100のガス溶解水用の主配管もしくは母管(ラインL101)にラインL100からガス溶解水が洗浄水として供給される。主配管は、2本に分かれている(ラインL102aおよびb)。主配管(ラインL102aおよびb)から、それぞれの洗浄室101に洗浄水を供給するための配管(ラインL104)が分岐する。2本に分かれた主配管は、ラインL104への分岐よりも下流において、洗浄装置末端のラインL103に合流する。ラインL103には圧力監視および調整機構105が設けられる。またラインL103にはオゾン分解器106が設けられ、溶存しているオゾンが分解される。
[Semiconductor parts cleaning device as a water supply destination device]
In the example shown in FIG. 1, the gas-dissolved water production device 1 is connected to one end of a closed pipe (line L100) for transferring the gas-dissolved water, that is, the ozone-dissolved water to the water supply destination device, and the semiconductor is connected to the other end. The component cleaning device 100 is connected. FIG. 3 shows a configuration example of the cleaning device 100. The cleaning device 100 has 12 cleaning chambers 101. Gas-dissolved water is supplied as cleaning water from line L100 to the main pipe or mother pipe (line L101) for gas-dissolved water of the cleaning device 100. The main pipe is divided into two (lines L102a and b). From the main pipes (lines L102a and b), a pipe (line L104) for supplying cleaning water to each cleaning chamber 101 branches. The two main pipes join the line L103 at the end of the cleaning device downstream of the branch to the line L104. The line L103 is provided with a pressure monitoring and adjusting mechanism 105. Further, the line L103 is provided with an ozone decomposer 106 to decompose dissolved ozone.

詳細は図示しないが、圧力監視および調整機構105は圧力センサーと背圧弁を備える。圧力監視および調整機構105を用いて背圧弁の流路開度を狭くもしくは広くすることによって、主配管(ラインL102aおよびb)内の水圧を高めもしくは低めて、所定の値に調節することができる。これにより各洗浄室101への洗浄水吐水量が所定の値に保たれる。背圧弁としては、ダイアフラムの一方の側に圧力対象となる液体が流れる配管部を有し、他方の側には気体(一般的には空気)を任意の圧力で供給するか、ばね力にて該ダイアフラムに荷重をかけられるように構成された圧力調整弁(定圧弁などとも呼ばれる)を用いることができる。 Although not shown in detail, the pressure monitoring and adjusting mechanism 105 includes a pressure sensor and a back pressure valve. By narrowing or widening the flow path opening of the back pressure valve using the pressure monitoring and adjusting mechanism 105, the water pressure in the main pipes (lines L102a and b) can be increased or decreased to adjust to a predetermined value. .. As a result, the amount of washing water discharged to each washing room 101 is maintained at a predetermined value. The back pressure valve has a piping part on one side of the diaphragm through which the liquid to be pressure flows flows, and gas (generally air) is supplied to the other side at an arbitrary pressure or by spring force. A pressure regulating valve (also called a constant pressure valve or the like) configured to apply a load to the diaphragm can be used.

ラインL104にはそれぞれ、流量センサーF101と、独立して洗浄水の吐出と停止を切り替えることができる流量調整機構付きバルブV101が設けられる。ラインL104のそれぞれの末端はノズル102を形成する。ライン洗浄室101内では洗浄対象となる基板103が回転台104上に配置されて回転しながら、洗浄や乾燥処理がなされる。各洗浄室101からラインL105に洗浄排水が排出され、洗浄排水はラインL103に合流する。 Each line L104 is provided with a flow rate sensor F101 and a valve V101 with a flow rate adjusting mechanism that can independently switch between discharging and stopping the washing water. Each end of line L104 forms a nozzle 102. In the line cleaning chamber 101, the substrate 103 to be cleaned is arranged on the turntable 104 and rotated while being cleaned and dried. The washing drainage is discharged from each washing chamber 101 to the line L105, and the washing drainage joins the line L103.

〔洗浄装置内の主配管内における圧力〕
洗浄装置内の主配管内における圧力は、当該主配管に圧力計を設けて計測することができる。当該主配管内における圧力の計測箇所は、主配管に接続された背圧源(圧力監視および調整機構105)の一次側とする。あるいは、当該主配管内における圧力として、その圧力の設計値を用いることができる。あるいは、当該主配管内における圧力が、洗浄装置の入口(入口直前)の配管内(例えば図1におけるラインL100の末端)における圧力とほぼ同等と考えることができる場合には、当該主配管内における圧力を、洗浄装置の入口の配管内における圧力から把握することができる。
[Pressure in the main pipe in the cleaning device]
The pressure in the main pipe in the cleaning device can be measured by providing a pressure gauge in the main pipe. The pressure measurement point in the main pipe is the primary side of the back pressure source (pressure monitoring and adjusting mechanism 105) connected to the main pipe. Alternatively, the design value of the pressure can be used as the pressure in the main pipe. Alternatively, when the pressure in the main pipe can be considered to be substantially equal to the pressure in the pipe (for example, the end of the line L100 in FIG. 1) at the inlet (immediately before the inlet) of the cleaning device, the pressure in the main pipe is used. The pressure can be grasped from the pressure in the pipe at the inlet of the cleaning device.

〔第2の形態〕
図2を用いて、水素を溶解させる場合のガス溶解水製造装置の例について説明する。図1に示した機器やラインと同じ機能を有するものについては同じ参照符号を付す。第1の形態と共通する事項については、適宜説明を省略する。図2には示さないが、この形態においても、ガス溶解水製造装置1から得られる水素溶解水を、送水先装置である半導体部品洗浄装置に送ることができる。給気圧力調整工程および吐出圧調整工程は、前述の形態と同様に行うことができるが、以下の説明では、給気圧力調整工程で気相室4の給気圧力を調整する方法として、別の方法を説明する。
[Second form]
An example of a gas-dissolved water production apparatus for dissolving hydrogen will be described with reference to FIG. The same reference numerals are given to those having the same functions as the devices and lines shown in FIG. The matters common to the first embodiment will be omitted as appropriate. Although not shown in FIG. 2, in this form as well, the hydrogen-dissolved water obtained from the gas-dissolved water production device 1 can be sent to the semiconductor component cleaning device which is the water supply destination device. The supply air pressure adjusting step and the discharge pressure adjusting step can be performed in the same manner as in the above-described embodiment, but in the following description, the method of adjusting the supply air pressure in the gas phase chamber 4 in the supply air pressure adjusting step is different. The method of is explained.

水素ガスの供給源としては特に限定されるものではないが、例えば水の電気分解による水素ガス発生器を用いてもよいし、水素ガスボンベを用いてもよい。図2には、水の電気分解によって製造した水素ガスを膜モジュールに給気する例を示す。膜モジュール2へ純水を供給する純水用配管(ラインL1)から分岐させたラインL21から、電気分解用の原料水としての純水が、水素ガス発生器21に供給される。水素ガス発生器21の電解セルの陰極室に接続されたラインL22から水素ガスが得られ、その水素ガスが膜モジュール2の気相室4に供給される。水素ガス発生器21の電解セルの陰極室から、水素ガスと液体の水とが流れ出てくるので、これらを分離するために、電解セルと膜モジュール2との間に気液分離器(不図示)を設けることが好ましい。電解セルの陽極室に接続されたラインL23を経て、電気分解で発生した酸素ガスと電気分解用の原料水のうちの余剰分が排出される。 The supply source of hydrogen gas is not particularly limited, but for example, a hydrogen gas generator by electrolysis of water may be used, or a hydrogen gas cylinder may be used. FIG. 2 shows an example of supplying hydrogen gas produced by electrolysis of water to the membrane module. Pure water as raw water for electrolysis is supplied to the hydrogen gas generator 21 from the line L21 branched from the pure water pipe (line L1) for supplying pure water to the membrane module 2. Hydrogen gas is obtained from the line L22 connected to the cathode chamber of the electrolytic cell of the hydrogen gas generator 21, and the hydrogen gas is supplied to the gas phase chamber 4 of the membrane module 2. Hydrogen gas and liquid water flow out from the cathode chamber of the electrolytic cell of the hydrogen gas generator 21, and in order to separate them, a gas-liquid separator (not shown) is used between the electrolytic cell and the membrane module 2. ) Is provided. The excess of the oxygen gas generated by electrolysis and the raw water for electrolysis is discharged via the line L23 connected to the anode chamber of the electrolytic cell.

水素ガス溶解の場合は、供給源の如何によらずほぼ100%濃度の水素を用いることができ、膜モジュール2に供給したガスの全量を水に溶かしこむことができる。したがって、本形態では、給気圧力調整弁は設けなくてよい。気相室4の出口ラインL15に設けた開閉弁V21を閉じたまま、水素ガス発生器21の稼働と停止を制御することによって、または電解電流値を制御することによって、気相室4への給気圧力を調整することができる。開閉弁V21を閉じたまま水素ガス発生器21を稼働させれば、発生した水素ガスによって気相室4の給気圧力が上昇する。当該給気圧力が所定の上限値に達したとき、水素ガス発生器21を停止すれば、その後は水素ガスの溶解に伴って当該給気圧力が下降する。当該給気圧力が所定の下限値に達したとき、水素ガス発生器21を稼働させる。このような操作を繰り返すことによって、当該給気圧力を調整することができる。 In the case of hydrogen gas dissolution, hydrogen having a concentration of almost 100% can be used regardless of the supply source, and the entire amount of the gas supplied to the membrane module 2 can be dissolved in water. Therefore, in this embodiment, it is not necessary to provide the air supply pressure adjusting valve. By controlling the operation and stop of the hydrogen gas generator 21 or by controlling the electrolytic current value while keeping the on-off valve V21 provided in the outlet line L15 of the gas phase chamber 4 closed, the gas phase chamber 4 can be reached. The supply air pressure can be adjusted. If the hydrogen gas generator 21 is operated with the on-off valve V21 closed, the generated hydrogen gas raises the supply air pressure in the gas phase chamber 4. If the hydrogen gas generator 21 is stopped when the supply air pressure reaches a predetermined upper limit value, the supply air pressure is subsequently lowered as the hydrogen gas is dissolved. When the supply air pressure reaches a predetermined lower limit value, the hydrogen gas generator 21 is operated. By repeating such an operation, the air supply pressure can be adjusted.

あるいは、給気圧力調整弁をラインL22に設け、電解セルの陰極室の圧力を一定にし、すなわち水素ガス発生器21で発生する水素ガスの圧力を所定圧力に保ち、この給気圧力調整弁の下流に位置する気相室4の圧力を当該所定圧力とは別の圧力にして、水素ガスを溶解せしめてもよい。また、マスフローコントローラによって気相室4への給気量を制御することもできる。 Alternatively, an air supply pressure adjusting valve is provided on the line L22 to keep the pressure in the cathode chamber of the electrolytic cell constant, that is, to keep the pressure of the hydrogen gas generated in the hydrogen gas generator 21 at a predetermined pressure, and to keep the pressure of the hydrogen gas generated in the hydrogen gas generator 21 at a predetermined pressure. The pressure of the gas phase chamber 4 located downstream may be set to a pressure different from the predetermined pressure to dissolve the hydrogen gas. Further, the amount of air supplied to the gas phase chamber 4 can be controlled by the mass flow controller.

気相室4への給気圧力を監視するための第1の圧力センサーP1を、図2に示すようにラインL15に設ける場合、前述のように、気相室4における圧力損失を考慮して、気相室4への給気圧力を求めることができる。あるいは、この圧力センサーP1を気相室4の入口に接続された配管(ラインL22)に設けることができる。 When the first pressure sensor P1 for monitoring the air supply pressure to the gas phase chamber 4 is provided on the line L15 as shown in FIG. 2, the pressure loss in the gas phase chamber 4 is taken into consideration as described above. , The air supply pressure to the gas phase chamber 4 can be obtained. Alternatively, the pressure sensor P1 can be provided in a pipe (line L22) connected to the inlet of the gas phase chamber 4.

溶存水素濃度の測定ではポーラログラフ式や熱伝導度検知式の濃度計などが用いられる。これらの濃度計は前記の通り内部液を保有していたり、接液部材質からの金属溶出の可能性があったりする。そのため、ガス溶解水すなわち水素溶解水の配管(ラインL2)から分岐した枝管(ラインL4)に溶存水素濃度計8を設け、測定後の液は排水することが好ましい。なお、ラインL4には、適宜、流量センサーF2や、縁切りのための開閉弁V5およびV6が設けられる。 A polarograph type or thermal conductivity detection type densitometer is used to measure the dissolved hydrogen concentration. As described above, these densitometers may retain the internal liquid or may elute metal from the wetted material. Therefore, it is preferable to provide a dissolved hydrogen concentration meter 8 in a branch pipe (line L4) branched from the gas-dissolved water, that is, the hydrogen-dissolved water pipe (line L2), and drain the liquid after measurement. The line L4 is appropriately provided with a flow rate sensor F2 and on-off valves V5 and V6 for edge cutting.

図2に示した形態においても、気相室4への給気圧力を液相室5の二次側の水圧よりも低い圧力に調整する給気圧力調整工程を行うことが好ましい。この圧力調整は、前述のようにして知った気相室4の給気圧力および液相室5の二次側の水圧を監視しつつ、水素ガス発生器21の稼働停止または電解電流値を制御することによって行うことができる。給気圧力調整手段は、水素ガス発生器21の稼働停止または電解電流値を制御する制御装置(不図示)を含むことができる。水圧監視用の第2の圧力センサーが液相室5の一次側だけに設置されている場合、給気圧力調整手段は、さらに液相室の二次側水圧を算出する前記演算装置を含むことができる。 Also in the form shown in FIG. 2, it is preferable to perform the air supply pressure adjusting step of adjusting the air supply pressure to the gas phase chamber 4 to a pressure lower than the water pressure on the secondary side of the liquid phase chamber 5. This pressure adjustment controls the shutdown or electrolytic current value of the hydrogen gas generator 21 while monitoring the supply air pressure of the gas phase chamber 4 and the water pressure on the secondary side of the liquid phase chamber 5 known as described above. Can be done by doing. The supply air pressure adjusting means can include a control device (not shown) for controlling the operation stoppage of the hydrogen gas generator 21 or the electrolytic current value. When the second pressure sensor for monitoring the water pressure is installed only on the primary side of the liquid phase chamber 5, the air supply pressure adjusting means further includes the arithmetic unit for calculating the secondary side water pressure of the liquid phase chamber. Can be done.

水素ガス発生器21に替えて水素ボンベを使用する場合、気相室4への水素ガス供給ラインに適宜圧力調整弁を設けて、気相室4への給気圧力を調整することができる。 When a hydrogen cylinder is used instead of the hydrogen gas generator 21, a pressure adjusting valve can be appropriately provided in the hydrogen gas supply line to the gas phase chamber 4 to adjust the supply pressure to the gas phase chamber 4.

図2に示すように気相室4に供給するガスの全量を水に溶かしこむ形態において、気相室4の給気圧力を所定の値に保つ場合、液相室5への給水流量の変動によらず、およそ安定した溶存ガス濃度のガス溶解水を得ることができる。ただし、経時的に膜モジュール2におけるガス溶解効率が緩やかに低下することがある。ガス溶解効率が低下して溶存ガス濃度が低下した場合には、所望の溶存ガス濃度が得られるように給気圧力の設定値を高めることができる。 As shown in FIG. 2, in a form in which the entire amount of gas supplied to the gas phase chamber 4 is dissolved in water, when the supply pressure of the gas phase chamber 4 is maintained at a predetermined value, the flow rate of water supplied to the liquid phase chamber 5 fluctuates. Regardless of this, gas-dissolved water having a substantially stable dissolved gas concentration can be obtained. However, the gas dissolution efficiency in the membrane module 2 may gradually decrease over time. When the gas dissolution efficiency decreases and the dissolved gas concentration decreases, the set value of the supply air pressure can be increased so that a desired dissolved gas concentration can be obtained.

また、図2に示す形態のように気相室4に供給するガスの全量を水に溶かしこむ方法として、液相室5への給水流量の増減に合わせて給気流量を増減させる給気流量制御もしばしば行われる。この制御方式を行う場合、液相室5への給水流量を測定するための流量計と、給気流量の制御および測定をするための機器(マスフローコントローラを用いることが多い)と、を設置することができる。所望の溶存ガス濃度を得るために必要な流量のガスを気相室4に供給するこの方法では、溶解膜モジュールの溶解効率の低下によって溶存ガス濃度が下がることがない。 Further, as a method of dissolving the entire amount of gas supplied to the gas phase chamber 4 in water as shown in FIG. 2, the supply air flow rate increases or decreases according to the increase or decrease of the water supply flow rate to the liquid phase chamber 5. Control is also often done. When this control method is performed, a flow meter for measuring the water supply flow rate to the liquid phase chamber 5 and a device for controlling and measuring the supply air flow rate (often using a mass flow controller) are installed. be able to. In this method of supplying the gas phase chamber 4 with the gas at the flow rate required to obtain the desired dissolved gas concentration, the dissolved gas concentration does not decrease due to the decrease in the dissolution efficiency of the dissolution film module.

なお、図1に示すような、給気するガスの一部だけを水に溶解せしめる形態においては、ガスがオゾン含有ガスであれば、例えば給気圧力を所定の値に調整しておき(圧力を高くするほど溶存オゾン濃度を高くしやすい)、溶存オゾン濃度計6の測定結果に対してオゾンガス発生器14からのオゾン供給量を増減させて所望の濃度のオゾン水を得ることができる。例えば、無声放電式のオゾンガス発生器の場合、給気流量が一定の時、放電出力の増減によってオゾン含有ガス中のオゾン濃度が増減するので、給気圧力と給気流量とをそれぞれ所定の値にしておき、放電出力を増減させることによって溶存オゾン濃度の制御を行うことが多い。オゾンガス発生が水電解式である場合でも、溶存オゾン濃度計6の測定値に対して電解電流値を増減させて発生オゾンガス濃度の制御を行うことができる。 In the form as shown in FIG. 1, in which only a part of the gas to be supplied is dissolved in water, if the gas is an ozone-containing gas, for example, the supply pressure is adjusted to a predetermined value (pressure). The higher the value is, the higher the dissolved ozone concentration is likely to be), and the ozone supply amount from the ozone gas generator 14 can be increased or decreased with respect to the measurement result of the dissolved ozone concentration meter 6 to obtain ozone water having a desired concentration. For example, in the case of a silent discharge type ozone gas generator, when the supply air flow rate is constant, the ozone concentration in the ozone-containing gas increases or decreases as the discharge output increases or decreases, so the supply air pressure and the supply air flow rate are set to predetermined values. In many cases, the dissolved ozone concentration is controlled by increasing or decreasing the discharge output. Even when the ozone gas generation is a water electrolysis type, the generated ozone gas concentration can be controlled by increasing or decreasing the electrolytic current value with respect to the measured value of the dissolved ozone concentration meter 6.

〔溶解させるガスの種類〕
溶解させるガスの種類としては特に限定するものではなく、水素ガス、酸素ガス、窒素ガス、オゾンガス(通常、オゾンガスと酸素ガスの混合ガス)、炭酸ガスなどを用いることができる。溶解させるガスの物性により、純水は異なる酸化還元電位やpHを示すガス溶解水となる。酸化還元電位に寄与しない不活性ガスを溶解させた場合には、酸化防止効果や超音波洗浄時のキャビテーション効果を高める効果などを得ることができる。
[Type of gas to be dissolved]
The type of gas to be dissolved is not particularly limited, and hydrogen gas, oxygen gas, nitrogen gas, ozone gas (usually a mixed gas of ozone gas and oxygen gas), carbon dioxide gas and the like can be used. Depending on the physical properties of the gas to be dissolved, pure water becomes gas-dissolved water showing different redox potentials and pH. When an inert gas that does not contribute to the redox potential is dissolved, an antioxidant effect and an effect of enhancing the cavitation effect during ultrasonic cleaning can be obtained.

〔ガス溶解水への添加物〕
また、ガスを溶解させる前か又は後の水に、pH調整などを目的としてアルカリや酸を添加することもできる。例えば、水素溶解水へのアルカリ添加(アンモニア水やTMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)など)により、水質をアルカリ性還元性に変化させることができる。これにより半導体部品洗浄装置における基板表面の微粒子除去効果が向上するとともに帯電を抑えることもできる。
[Additives to gas-dissolved water]
Further, an alkali or an acid can be added to the water before or after the gas is dissolved for the purpose of adjusting the pH. For example, the water quality can be changed to alkaline reducing by adding alkali to hydrogen-dissolved water (ammonia water, TMAH (tetramethylammonium hydroxide, etc.), etc.). As a result, the effect of removing fine particles on the substrate surface in the semiconductor component cleaning apparatus can be improved and charging can be suppressed.

〔ガス溶解水の溶存ガス濃度〕
ガス溶解膜モジュールを用いて純水中にガスを溶解させる場合、「温度が一定のとき、一定量の液体に溶ける気体の物質量や質量は圧力に比例する。」というヘンリーの法則に従い、純水に溶ける気体の物質量はガス溶解膜モジュールの気相室への給気圧力に比例する。
[Dissolved gas concentration of gas-dissolved water]
When a gas is dissolved in pure water using a gas dissolution film module, it is pure according to Henry's law that "when the temperature is constant, the amount of substance and mass of the gas dissolved in a certain amount of liquid are proportional to the pressure." The amount of substance of the gas that dissolves in water is proportional to the air supply pressure to the gas phase chamber of the gas dissolution film module.

ガス溶解水中の溶存ガス濃度は、水素ガスおよび窒素ガスについては20℃、1気圧での飽和溶解度(水素ガス:1.61mg/L,窒素ガス:18.7mg/L)の50〜100%程度、酸素ガスについては20℃、1気圧での飽和溶解度(44.3mg/L)の0.1〜1%程度で使用されることが多い。これに対してオゾンガス溶解水中の溶存オゾンガス濃度は、27℃、1気圧での飽和溶解度(13.9mg/L)の50〜200%程度まで高めて使用することも多い。特にオゾン溶解水の場合には、高濃度にすることでレジスト残渣の除去効果が顕著になることが知られており、しばしば100mg O/L以上もの高濃度オゾン溶解水が利用されている。本発明は、このような場合に特に好適である。 The dissolved gas concentration in the gas-dissolved water is about 50 to 100% of the saturated solubility (hydrogen gas: 1.61 mg / L, nitrogen gas: 18.7 mg / L) at 20 ° C. and 1 atm for hydrogen gas and nitrogen gas. As for oxygen gas, it is often used at about 0.1 to 1% of the saturated solubility (44.3 mg / L) at 20 ° C. and 1 atm. On the other hand, the dissolved ozone gas concentration in the ozone gas-dissolved water is often increased to about 50 to 200% of the saturated solubility (13.9 mg / L) at 27 ° C. and 1 atm. Particularly in the case of ozone-dissolved water it is known to remove the effect of the resist residue by the high density becomes conspicuous, and is often utilized a high concentration ozone dissolved water of 100 mg O 3 / L more than. The present invention is particularly suitable in such cases.

〔膜モジュール二次側の昇圧ポンプ〕
膜モジュールの液相室の二次側に設ける昇圧ポンプとしては、水を昇圧できるポンプを適宜用いることができる。昇圧ポンプは揚程と吐出量、昇圧するガス溶解水に対する耐食性などに基づいて選定すればよい。例えば、非容積式の遠心ポンプやプロペラポンプ、容積式の往復動ポンプや回転ポンプなどを用いることができる。ただし、半導体部品の製造工程のように特に清浄性を求められる場合には、回転軸の摺動による発塵の無い、磁気浮上型インペラ搭載の遠心ポンプ(非容積式遠心ポンプに該当)や脈動除去機構を備えたダイアフラムポンプ(容積式往復動ポンプに該当)などが適している。
[Boost pump on the secondary side of the membrane module]
As the booster pump provided on the secondary side of the liquid phase chamber of the membrane module, a pump capable of boosting water can be appropriately used. The booster pump may be selected based on the lift and discharge rate, corrosion resistance to the gas-dissolved water to be boosted, and the like. For example, a non-volumetric centrifugal pump, a propeller pump, a positive displacement reciprocating pump, a rotary pump, or the like can be used. However, when cleanliness is particularly required, such as in the manufacturing process of semiconductor parts, a centrifugal pump (corresponding to a non-positive displacement centrifugal pump) or pulsation equipped with a magnetically levitated impeller that does not generate dust due to sliding of the rotating shaft. A diaphragm pump equipped with a removal mechanism (corresponding to a positive displacement reciprocating pump) is suitable.

〔給気圧力〕
気相室4への給気圧力は、通常大気圧を超え、液相室5の二次側の水圧との関係で決められる。その具体例は、20〜150kPa程度である。
[Air supply pressure]
The air supply pressure to the gas phase chamber 4 usually exceeds atmospheric pressure and is determined in relation to the water pressure on the secondary side of the liquid phase chamber 5. A specific example thereof is about 20 to 150 kPa.

〔受入純水圧力(圧力センサーP4)〕
受入純水圧力は、ガス溶解水製造装置からのガス溶解水の吐出量を確保する観点等から適宜設定できる。その具体例は、100〜500kPa程度である。
[Receiving pure water pressure (pressure sensor P4)]
The receiving pure water pressure can be appropriately set from the viewpoint of ensuring the discharge amount of the gas-dissolved water from the gas-dissolved water production apparatus. A specific example thereof is about 100 to 500 kPa.

〔液相室5の二次側の水圧(昇圧ポンプ7の吸込圧)(圧力センサーP2)〕
昇圧ポンプ7の動作に伴いガス溶解水製造装置からの送水量が増加すると、昇圧ポンプ一次側では水圧の低下が生じることがある。液相室5の二次側(昇圧ポンプ7の一次側)の水圧は、液相室5内の圧力よりも低く、場合によっては送水先装置、特には洗浄装置の主配管内の圧力よりも低くなる。液相室5の二次側の水圧は、気相室4への給気圧力よりも高くなるように運転する。昇圧ポンプ7の一次側での配管および機器における通水圧損(圧力センサーP4の設置個所と圧力センサーP2の設置個所との間における通水圧損)が好ましくは100kPa以下、より好ましくは50kPa以下となるように設計および運転することが好ましい。
[Water pressure on the secondary side of the liquid phase chamber 5 (suction pressure of the booster pump 7) (pressure sensor P2)]
If the amount of water supplied from the gas-dissolved water production apparatus increases with the operation of the booster pump 7, the water pressure may decrease on the primary side of the booster pump 7. The water pressure on the secondary side of the liquid phase chamber 5 (primary side of the booster pump 7) is lower than the pressure in the liquid phase chamber 5, and in some cases, higher than the pressure in the main pipe of the water supply destination device, particularly the cleaning device. It gets lower. The operation is performed so that the water pressure on the secondary side of the liquid phase chamber 5 is higher than the air supply pressure to the gas phase chamber 4. The water flow pressure loss (water flow pressure loss between the installation location of the pressure sensor P4 and the installation location of the pressure sensor P2) in the piping and equipment on the primary side of the booster pump 7 is preferably 100 kPa or less, more preferably 50 kPa or less. It is preferable to design and operate as such.

〔昇圧ポンプ7の吐出圧(圧力センサーP3)〕
昇圧ポンプ7での昇圧の程度は受入純水圧力(圧力センサーP4の測定値)、液相室5の二次側の水圧(圧力センサーP2の測定値)や送水量、送水先装置での要求水圧(特には、洗浄装置内の主配管内の圧力)にも依存するが、50〜300kPa程度であることが多い。
[Discharge pressure of booster pump 7 (pressure sensor P3)]
The degree of boosting by the booster pump 7 is the received pure water pressure (measured value of the pressure sensor P4), the water pressure on the secondary side of the liquid phase chamber 5 (measured value of the pressure sensor P2), the amount of water to be sent, and the requirements of the water supply destination device. Although it depends on the water pressure (particularly, the pressure in the main pipe in the cleaning device), it is often about 50 to 300 kPa.

〔膜モジュール気相室への給気圧力とガス溶解水の水圧との差〕
膜モジュール気相室への給気圧力とガス溶解水の水圧との差は、30kPa以上が好ましい。例えば、気相室4への給気圧力と、液相室5の二次側の水圧との差が30kPa以上であることが好ましい。また、気相室4への給気圧力と、半導体部品の洗浄装置100の主配管内における圧力との差が30kPa以上であることが好ましい。
[Difference between the air supply pressure to the membrane module gas phase chamber and the water pressure of the gas-dissolved water]
The difference between the air supply pressure to the membrane module gas phase chamber and the water pressure of the gas-dissolved water is preferably 30 kPa or more. For example, the difference between the air supply pressure to the gas phase chamber 4 and the water pressure on the secondary side of the liquid phase chamber 5 is preferably 30 kPa or more. Further, it is preferable that the difference between the air supply pressure to the gas phase chamber 4 and the pressure in the main pipe of the semiconductor component cleaning device 100 is 30 kPa or more.

〔膜モジュール一次側の昇圧ポンプ〕
液相室の二次側の昇圧ポンプに加えて、膜モジュールの液相室の一次側(図1および2におけるラインL1)に、受入純水を昇圧する昇圧ポンプを設けることができる。これによって、液相室出口において式(1)の関係を保ち、ガス溶解膜の気相側から液相側へのガスの噴出を避けつつ、ガス溶解膜モジュールへの給気圧力を高めて溶存ガス濃度を高めることがより容易となる。液相室一次側のポンプは、ガス溶解水製造装置への受入純水圧力が低い場合や、受入純水の流量変動が大きい場合などにも有効に利用できる。
[Boost pump on the primary side of the membrane module]
In addition to the booster pump on the secondary side of the liquid phase chamber, a booster pump for boosting the received pure water can be provided on the primary side (line L1 in FIGS. 1 and 2) of the liquid phase chamber of the membrane module. As a result, the relationship of equation (1) is maintained at the outlet of the liquid phase chamber, and the gas is dissolved by increasing the supply pressure to the gas dissolution film module while avoiding the ejection of gas from the gas phase side to the liquid phase side of the gas dissolution film. It becomes easier to increase the gas concentration. The pump on the primary side of the liquid phase chamber can be effectively used even when the pressure of the received pure water to the gas-dissolved water production apparatus is low or when the flow rate fluctuation of the received pure water is large.

〔圧力損失に起因する発泡について〕
ガス溶解水製造装置のガス溶解水出口でガス溶解水が気泡を含有していなくても、例えば半導体部品の洗浄装置の主配管内でガス溶解水に気泡が混入する可能性がある。気泡の混入があると、洗浄対象物表面への気泡の付着や、洗浄槽内でのガス溶解水への超音波伝搬不良等に起因して、洗浄不良が生じる可能性がある。また、洗浄装置内の流量センサーに気泡が付着することで流量計測が正しく行えなくなったり、主配管内の圧力調整部での水圧変動が大きくなったりする可能性もある。
[About foaming due to pressure loss]
Even if the gas-dissolved water does not contain bubbles at the gas-dissolved water outlet of the gas-dissolved water production apparatus, for example, bubbles may be mixed in the gas-dissolved water in the main pipe of the cleaning apparatus for semiconductor parts. If air bubbles are mixed in, cleaning defects may occur due to adhesion of air bubbles to the surface of the object to be cleaned, poor ultrasonic propagation to the gas-dissolved water in the cleaning tank, and the like. In addition, there is a possibility that the flow rate measurement cannot be performed correctly due to the adhesion of air bubbles to the flow rate sensor in the cleaning device, or the water pressure fluctuation in the pressure adjusting section in the main pipe becomes large.

洗浄装置の主配管内で気泡が混入する原因は、ガス溶解水製造装置と洗浄装置との間で生じる水圧の低下である。ガス溶解水製造装置は洗浄装置に隣接して配置される場合もあるが、多くの場合、清浄度の高いクリーンルームに洗浄装置が設置され、清浄度がやや低い設備機器室にガス溶解水製造装置が設置される。設備機器室はクリーンルームの下階や別棟に存在する場合が多く、したがってガス溶解水製造装置と洗浄装置との間には例えば数十メートル以上の配管長や10m程の高低差に由来する圧力損失が生じ、洗浄装置の主配管内でのガス溶解水の圧力はガス溶解水製造装置出口水圧よりも大きく低下することがある。 The cause of air bubbles being mixed in the main piping of the cleaning device is a decrease in water pressure that occurs between the gas-dissolved water production device and the cleaning device. The gas-dissolved water production device may be placed adjacent to the cleaning device, but in many cases, the cleaning device is installed in a clean room with high cleanliness, and the gas-dissolved water production device is installed in the equipment room with slightly low cleanliness. Is installed. The equipment room is often located on the lower floor or annex of the clean room, so there is a pressure loss between the gas-dissolved water production equipment and the cleaning equipment, for example, due to a pipe length of several tens of meters or more and a height difference of about 10 m. The pressure of the gas-dissolved water in the main pipe of the cleaning device may be much lower than the outlet water pressure of the gas-dissolved water production device.

膜モジュールの液相室出口において式(1)の関係が成立しても、ガス溶解水製造装置内の圧力損失、ガス溶解水製造装置と洗浄装置との連結配管の圧力損失(摩擦損失と水頭損失とが含まれる)、洗浄装置の主配管内の圧力損失によってガス溶解水圧力が低下した際には、「膜モジュール気相室への給気圧力≒ガス溶解水の水圧」となって当該主配管内で発泡する可能性がある。 Even if the relationship of equation (1) is established at the liquid phase chamber outlet of the membrane module, the pressure loss in the gas-dissolved water production equipment and the pressure loss in the connecting pipe between the gas-dissolved water production equipment and the cleaning equipment (friction loss and water head). When the gas-dissolved water pressure drops due to the pressure loss in the main pipe of the cleaning device, the pressure becomes "the air supply pressure to the membrane module gas phase chamber ≒ the water pressure of the gas-dissolved water". May foam in the main pipe.

例えば、図1に示す構成(ただし、液相室の二次側ではなく一次側に昇圧ポンプが設置され、ガス溶解水製造装置と洗浄装置との高低差が約10mである)を有する設備の一例においては、次のような圧力損失が存在する。
液相室5出口からガス溶解水製造装置1出口までの配管摩擦損失:0.05MPa、
ガス溶解水製造装置1から洗浄装置100までの位置水頭損失 :0.10MPa、
ガス溶解水製造装置1から洗浄装置100までの配管摩擦損失 :0.04MPa、
洗浄装置100内の主配管摩擦損失 :0.01MPa。
For example, a facility having the configuration shown in FIG. 1 (however, the booster pump is installed on the primary side instead of the secondary side of the liquid phase chamber, and the height difference between the gas-dissolved water production device and the cleaning device is about 10 m). In one example, there is the following pressure loss.
Piping friction loss from outlet 5 of liquid phase chamber to outlet 1 of gas-dissolved water production equipment: 0.05 MPa,
Positional head loss from gas-dissolved water production device 1 to cleaning device 100: 0.10 MPa,
Piping friction loss from gas-dissolved water production device 1 to cleaning device 100: 0.04 MPa,
Friction loss of main piping in cleaning device 100: 0.01 MPa.

この例によれば、液相室5出口から洗浄装置内の主配管までの圧力損失は0.2MPaである。液相室5出口において、水圧が式(1)の関係を満たせば、そこではガス溶解水が気泡を含まない。しかし、液相室5出口における「(ガス溶解水の水圧)−(膜モジュール気相室4への給気圧力)」の圧力差の値が0.2MPaよりも小さければ、洗浄装置の主配管においては式(1)の関係は保たれず、気泡が混入したガス溶解水となってしまう可能性がある。 According to this example, the pressure loss from the outlet of the liquid phase chamber 5 to the main pipe in the cleaning device is 0.2 MPa. If the water pressure at the outlet of the liquid phase chamber 5 satisfies the relationship of the formula (1), the gas-dissolved water does not contain bubbles. However, if the value of the pressure difference of "(water pressure of gas-dissolved water)-(air supply pressure to the membrane module gas phase chamber 4)" at the outlet of the liquid phase chamber 5 is smaller than 0.2 MPa, the main pipe of the cleaning device In, the relationship of the formula (1) is not maintained, and there is a possibility that the gas-dissolved water contains air bubbles.

このような圧力損失を勘案してガス溶解水製造装置1の出口水圧を洗浄装置受入水圧よりも高く設定することができ、その圧力差を例えば0.2MPaを超えるようにすることができる。本発明は、このような場合に、非常に効果的である。 In consideration of such a pressure loss, the outlet water pressure of the gas dissolved water production apparatus 1 can be set higher than the water pressure received by the cleaning apparatus, and the pressure difference can be set to exceed, for example, 0.2 MPa. The present invention is very effective in such cases.

〔水量の変動に起因する発泡について〕
送水先装置における使用水量が変動し、したがってガス溶解水製造装置から送水先装置への送水量が変動し、その結果ガス溶解水が発泡することがある。例えば、送水先装置が半導体部品の洗浄装置である場合、被洗浄物に直接洗浄水(ガス溶解水)をかける方法(以下、「枚葉洗浄式」と称することがある)や、洗浄水で満たした洗浄槽に被洗浄物を浸漬して洗浄する方法(以下、「バッチ洗浄式」と称することがある)が採用される。いずれの場合も、洗浄水吐出口(洗浄水を被洗浄物に向けて、あるいは洗浄槽に向けて吐出する)からの洗浄水流量は、洗浄水吐出系統(ラインL104)に設置したバルブ(V101)の開度を調整することで所定量に調整される。
[About foaming caused by fluctuations in water volume]
The amount of water used in the destination device may fluctuate, and therefore the amount of water supplied from the gas-dissolved water production device to the water-destination device may fluctuate, resulting in foaming of the gas-dissolved water. For example, when the water supply destination device is a cleaning device for semiconductor parts, a method of directly applying cleaning water (gas-dissolved water) to the object to be cleaned (hereinafter, may be referred to as "single-wafer cleaning type") or using cleaning water. A method of immersing the object to be cleaned in a filled cleaning tank for cleaning (hereinafter, may be referred to as "batch cleaning type") is adopted. In either case, the flow rate of the washing water from the washing water discharge port (the washing water is discharged toward the object to be washed or toward the washing tank) is the valve (V101) installed in the washing water discharge system (line L104). ) Is adjusted to a predetermined amount.

洗浄装置内では枚葉洗浄式、バッチ洗浄式の如何によらず、洗浄水吐出系統に設置された自動開閉弁(V101)の開閉により吐水が実行、停止される。複数の洗浄室や洗浄槽を有する場合には、洗浄室もしくは洗浄槽毎に自動開閉弁が設けられ、各自動開閉弁が独立して動作することが多い。そのため、洗浄に寄与する洗浄水の総量は変動することとなる。複数の自動開閉弁のうち、開状態の自動開閉弁が多ければ洗浄水総量が増加して水圧が低下し、各吐出系統からの流量が下がる。一方閉状態の自動開閉弁が多ければ洗浄水総量が減少して水圧が上昇し、各吐出系統からの流量が上がる。本発明は、このような場合にも非常に効果的である。 In the cleaning device, regardless of whether it is a single-wafer cleaning type or a batch cleaning type, water discharge is executed and stopped by opening and closing an automatic on-off valve (V101) installed in the cleaning water discharge system. When a plurality of cleaning chambers or cleaning tanks are provided, automatic on-off valves are provided for each cleaning chamber or cleaning tank, and each automatic on-off valve often operates independently. Therefore, the total amount of washing water that contributes to washing will fluctuate. If there are many automatic on-off valves in the open state among the plurality of automatic on-off valves, the total amount of washing water increases, the water pressure decreases, and the flow rate from each discharge system decreases. On the other hand, if there are many automatic on-off valves in the closed state, the total amount of washing water decreases, the water pressure rises, and the flow rate from each discharge system rises. The present invention is also very effective in such cases.

なお自動開閉弁V101として、流量調整と開閉との両方を行えるバルブを用いてもよいし、それぞれの機能を持つ別々のバルブを用いてもよい。枚葉洗浄式の場合、開閉バルブを閉じた直後に洗浄水吐出口から液だれすることを防止するために、サックバックバルブが設けられることある。 As the automatic on-off valve V101, a valve capable of both adjusting the flow rate and opening / closing may be used, or separate valves having their respective functions may be used. In the case of the single-wafer cleaning type, a sackback valve may be provided to prevent dripping from the washing water discharge port immediately after the on-off valve is closed.

〔ハンチング防止〕
同一の配管系統に複数の圧力調整機構が設置されると、それぞれが独立して圧力調整を行い、その結果ハンチングが生じて洗浄装置母管内の水圧が不安定になることがある。例えば、図3を参照して説明したように背圧弁(圧力監視および調整機構105)を備える洗浄装置にガス溶解水製造装置1からガス溶解水を供給する場合に、ガス溶解水製造装置1内で圧力調整を行うと、ハンチングが懸念されることがある。このような場合には、ガス溶解水製造装置1に搭載している昇圧ポンプ7は、例えば回転数を一定にして昇圧のみを行い(昇圧ポンプの昇圧幅は実質的に一定)、圧力変動に追従した制御は行わずに運用することができる。
[Hunting prevention]
When a plurality of pressure adjusting mechanisms are installed in the same piping system, each of them independently adjusts the pressure, and as a result, hunting may occur and the water pressure in the cleaning device master pipe may become unstable. For example, when the gas-dissolved water is supplied from the gas-dissolved water production device 1 to the cleaning device provided with the back pressure valve (pressure monitoring and adjusting mechanism 105) as described with reference to FIG. 3, the inside of the gas-dissolved water production device 1. Hunting may be a concern when adjusting the pressure with. In such a case, the booster pump 7 mounted on the gas-dissolved water production apparatus 1 performs only boosting by, for example, keeping the rotation speed constant (the boosting width of the booster pump is substantially constant), and the pressure fluctuates. It can be operated without following control.

〔ガス溶解膜〕
膜モジュールとしては、広い膜面積を確保しやすい中空糸膜を充填した中空糸膜モジュールが広く使用されている。それらの中には耐水圧が低い製品もあるので、膜モジュールの気相室一次側に昇圧ポンプを設置する場合には、膜の耐水圧を超えないようにその昇圧ポンプを運転する。
[Gas dissolution membrane]
As the membrane module, a hollow fiber membrane module filled with a hollow fiber membrane that can easily secure a wide membrane area is widely used. Since some of them have low water pressure resistance, when installing a booster pump on the primary side of the gas phase chamber of the membrane module, operate the booster pump so that the water pressure resistance of the membrane is not exceeded.

製造するガス溶解水の流量が大きい場合、複数個の膜モジュールを並列に配置することにより、通水圧損を低く抑えることができる。ガス溶解膜モジュールの中でもオゾン(O)用のものは耐水圧が低いもののひとつであり、内圧式(中空糸膜の内側に給水、外側に給気)のために通水圧損も大きい。表1に、半導体部品の洗浄用途向けのガス溶解水製造に用いる市販の膜モジュールの例を示す。 When the flow rate of the gas-dissolved water to be produced is large, the water flow pressure loss can be suppressed low by arranging a plurality of membrane modules in parallel. One for ozone (O 3) Among gas dissolving membrane module is one although lower water pressure, through water pressure loss because of inner pressure (water inside the hollow fiber membrane, the air supply to the outside) is also large. Table 1 shows an example of a commercially available membrane module used for producing gas-dissolved water for cleaning semiconductor parts.

Figure 2020179372
Figure 2020179372

本発明によれば、ガス溶解水製造装置から遠く離れた箇所にガス溶解水を送水する場合でも、ガス溶解水への気泡の混入を抑制することが容易である。また、送水先装置に供給するガス溶解水の水圧を高めること、およびガス溶解水中の溶存ガス濃度が発泡によって低下することを抑制することが容易である。 According to the present invention, even when the gas-dissolved water is sent to a place far away from the gas-dissolved water production apparatus, it is easy to suppress the mixing of bubbles into the gas-dissolved water. Further, it is easy to increase the water pressure of the gas-dissolved water supplied to the water supply destination device and suppress the decrease in the dissolved gas concentration in the gas-dissolved water due to foaming.

なお、ガス溶解水製造装置に受け入れる純水の水圧(ラインL1)が、ガス溶解水製造装置を構成する弁、膜モジュール、水質測定器などの構成部品の耐水圧を上回る場合には、適宜減圧弁を設置して純水の水圧を下げ、構成部品を保護することができる。 If the water pressure of pure water (line L1) received in the gas-dissolved water production device exceeds the water pressure resistance of components such as valves, membrane modules, and water quality measuring instruments that make up the gas-dissolved water production device, the pressure is appropriately reduced. A valve can be installed to reduce the water pressure of pure water and protect the components.

1 ガス溶解水製造装置
2 ガス溶解膜モジュール
3 ガス溶解膜
4 気相室
5 液相室
6 溶存オゾン濃度計
7 昇圧ポンプ
8 溶存水素濃度計
11、12、13 マスフローコントローラ
14 オゾンガス発生器
15 余剰オゾンガス分解触媒筒
21 水素ガス発生器
100 送水先装置(洗浄装置)
101 洗浄室
102 ノズル
103 基板
104 回転台
105 圧力監視および調整機構
106 オゾン分解器
V1、V2、V5、V6、V21 開閉弁
V3 給気圧力調整弁
V101 流量調整機構付きバルブ
P1〜P4 圧力センサー
F1、F2、F101 流量センサー
1 Gas dissolution water production equipment 2 Gas dissolution membrane module 3 Gas dissolution membrane 4 Gas phase chamber 5 Liquid phase chamber 6 Dissolved ozone concentration meter 7 Booster pump 8 Dissolved hydrogen concentration meter 11, 12, 13 Mass flow controller 14 Ozone gas generator 15 Excess ozone gas Decomposition catalyst cylinder 21 Hydrogen gas generator 100 Water supply destination device (cleaning device)
101 Cleaning chamber 102 Nozzle 103 Substrate 104 Turntable 105 Pressure monitoring and adjustment mechanism 106 Ozone decomposer V1, V2, V5, V6, V21 On-off valve V3 Air supply pressure adjustment valve V101 Valve with flow rate adjustment mechanism P1 to P4 Pressure sensor F1, F2, F101 Flow sensor

Claims (10)

ガス溶解膜によって区画された気相室と液相室とを備えるガス溶解膜モジュールを含む、被処理水にガスを溶解させてガス溶解水を製造するガス溶解水製造装置であって、
前記液相室の二次側に設置された、ガス溶解水を昇圧する昇圧ポンプを含むことを特徴とするガス溶解水製造装置。
A gas-dissolved water production apparatus for producing gas-dissolved water by dissolving gas in water to be treated, which includes a gas-dissolved membrane module including a gas-phase chamber and a liquid-phase chamber partitioned by a gas-dissolved membrane.
A gas-dissolved water production apparatus including a step-up pump for boosting the pressure of the gas-dissolved water, which is installed on the secondary side of the liquid phase chamber.
前記気相室への給気圧力を監視するための第1の圧力センサーと、
前記液相室の一次側または二次側の水圧を監視するための第2の圧力センサーと、
前記気相室への給気圧力を、前記液相室の二次側の水圧よりも低い圧力に調整する給気圧力調整手段を含み、
前記第2の圧力センサーが前記液相室の一次側の水圧を監視する場合には演算手段をさらに含み、前記演算手段は、前記液相室の一次側の水圧から、前記液相室における圧力損失を差し引くことによって、前記液相室の二次側の水圧を求める手段である、請求項1に記載のガス溶解水製造装置。
A first pressure sensor for monitoring the air supply pressure to the gas phase chamber and
A second pressure sensor for monitoring the water pressure on the primary or secondary side of the liquid phase chamber, and
The supply air pressure adjusting means for adjusting the supply pressure to the gas phase chamber to a pressure lower than the water pressure on the secondary side of the liquid phase chamber is included.
When the second pressure sensor monitors the water pressure on the primary side of the liquid phase chamber, the calculation means is further included, and the calculation means is the pressure in the liquid phase chamber from the water pressure on the primary side of the liquid phase chamber. The gas-dissolved water production apparatus according to claim 1, which is a means for obtaining the water pressure on the secondary side of the liquid phase chamber by subtracting the loss.
前記ガス溶解膜モジュールは、中空糸膜の内側に前記液相室が形成され、外側に前記気相室が形成される構造を有し、
前記ガスがオゾンガスを含む、請求項1または2に記載のガス溶解水製造装置。
The gas dissolution film module has a structure in which the liquid phase chamber is formed inside the hollow fiber membrane and the gas phase chamber is formed outside.
The gas-dissolved water production apparatus according to claim 1 or 2, wherein the gas contains ozone gas.
前記昇圧ポンプの接液部がポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレンおよびエチレン・テトラフルオロエチレン共重合体からなる群から選ばれる少なくとも一種で形成される、請求項1〜3のいずれか一項に記載のガス溶解水製造装置。 The wetted parts of the booster pump are polytetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer, polychlorotrifluoroethylene and ethylene / tetrafluoroethylene copolymer. The gas-dissolved water production apparatus according to any one of claims 1 to 3, which is formed of at least one selected from the group consisting of. 半導体部品の洗浄装置で使用するガス溶解水を製造するためのガス溶解水製造装置であって、
前記洗浄装置内の主配管内における圧力が前記気相室への給気圧力よりも高くなるように、前記昇圧ポンプの吐出圧を調整する吐出圧調整手段を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載のガス溶解水製造装置。
It is a gas-dissolved water production device for producing gas-dissolved water used in a cleaning device for semiconductor parts.
Any of claims 1 to 4, including a discharge pressure adjusting means for adjusting the discharge pressure of the booster pump so that the pressure in the main pipe in the cleaning device is higher than the supply pressure to the gas phase chamber. The gas-dissolved water production apparatus according to item 1.
ガス溶解膜によって区画された気相室と液相室とを有するガス溶解膜モジュールを用いて、被処理水にガスを溶解させてガス溶解水を製造するガス溶解水製造方法であって、
前記ガス溶解膜モジュールの液相室の二次側に設置された昇圧ポンプを用いて、ガス溶解水を昇圧する昇圧工程を含むことを特徴とするガス溶解水製造方法。
A gas-dissolved water production method for producing gas-dissolved water by dissolving gas in water to be treated using a gas-dissolved membrane module having a gas-phase chamber and a liquid-phase chamber partitioned by a gas-dissolved membrane.
A method for producing gas-dissolved water, which comprises a step of boosting the pressure of the gas-dissolved water by using a pressure-pressing pump installed on the secondary side of the liquid phase chamber of the gas-dissolved film module.
前記気相室への給気圧力を監視するための第1の圧力検知工程と、
前記液相室の一次側または二次側の水圧を監視するための第2の圧力検知工程と、
前記気相室への給気圧力を、前記液相室の二次側の水圧よりも低い圧力に調整する給気圧力調整工程を含み、
前記第2の圧力検知工程において前記液相室の一次側の水圧を監視する場合には演算工程をさらに含み、前記演算工程は、前記液相室の一次側の水圧から、前記液相室における圧力損失を差し引くことによって、前記液相室の二次側の水圧を求める工程である、請求項6に記載のガス溶解水製造方法。
A first pressure detection step for monitoring the air supply pressure to the gas phase chamber, and
A second pressure detection step for monitoring the water pressure on the primary or secondary side of the liquid phase chamber, and
The supply air pressure adjusting step of adjusting the air supply pressure to the gas phase chamber to a pressure lower than the water pressure on the secondary side of the liquid phase chamber is included.
When monitoring the water pressure on the primary side of the liquid phase chamber in the second pressure detection step, a calculation step is further included, and the calculation step is performed in the liquid phase chamber from the water pressure on the primary side of the liquid phase chamber. The method for producing gas-dissolved water according to claim 6, which is a step of obtaining the water pressure on the secondary side of the liquid phase chamber by subtracting the pressure loss.
前記ガス溶解膜モジュールは、中空糸膜の内側に前記液相室が形成され、外側に前記気相室が形成される構造を有し、
前記ガスがオゾンガスを含む、請求項6または7に記載のガス溶解水製造方法。
The gas dissolution film module has a structure in which the liquid phase chamber is formed inside the hollow fiber membrane and the gas phase chamber is formed outside.
The method for producing gas-dissolved water according to claim 6 or 7, wherein the gas contains ozone gas.
前記昇圧ポンプの接液部がポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレンおよびエチレン・テトラフルオロエチレン共重合体からなる群から選ばれる少なくとも一種で形成される、請求項6〜8のいずれか一項に記載のガス溶解水製造方法。 The wetted parts of the booster pump are polytetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer, polychlorotrifluoroethylene and ethylene / tetrafluoroethylene copolymer. The method for producing gas-dissolved water according to any one of claims 6 to 8, which is formed by at least one selected from the group consisting of. 半導体部品の洗浄装置で使用するガス溶解水を製造するためのガス溶解水製造方法であって、
前記洗浄装置内の主配管内における圧力が前記気相室への給気圧力よりも高くなるように、前記昇圧ポンプの吐出圧を調整する吐出圧調整工程を含む、請求項6〜9のいずれか一項に記載のガス溶解水製造方法。
A method for producing gas-dissolved water used in a cleaning device for semiconductor parts.
Any of claims 6 to 9, which includes a discharge pressure adjusting step of adjusting the discharge pressure of the booster pump so that the pressure in the main pipe in the cleaning device is higher than the supply pressure to the gas phase chamber. The method for producing gas-dissolved water according to item 1.
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