JP3333149B2 - ガス溶解水製造装置およびガス溶解水製造方法ならびに洗浄装置 - Google Patents

ガス溶解水製造装置およびガス溶解水製造方法ならびに洗浄装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電子部品製
造等の分野で用いる基板等の洗浄に用いて好適な水素
水、オゾン水等をはじめとするガス溶解水の製造装置と
その製造方法、及びこのガス溶解水製造装置を具備した
洗浄装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイス、液晶表示パネル等の電
子機器の分野においては、その製造プロセス中に被処理
基板である半導体基板やガラス基板を洗浄する工程が必
須である。その場合、基板上の洗浄除去すべき対象とし
て、クリーンルーム内の雰囲気中のパーティクル、フォ
トレジスト片等の有機物等、種々の物質があり、これら
の洗浄に好適な洗浄効果が高い洗浄液の検討が行われて
いる。この種の洗浄液の例としてオゾン水、水素水等が
挙げられるが、これら洗浄液は純水中にオゾン、水素等
のガスを溶解させることにより生成することができる。
純水にこれらのガスを溶解させる方法としては、中空糸
膜を用いたガス溶解モジュールに純水とガスを通し、中
空糸膜を通して純水にガスを接触させる方法が従来から
よく行われている。
【０００３】図１３は、一例としてオゾン水を生成する
のに用いる従来のオゾン水製造装置９０を示すものであ
る。このオゾン水製造装置９０は、オゾン発生装置９１
とガス溶解モジュール９２とから概略構成されている。
ガス溶解モジュール９２とは、例えば筒状の容器の内部
に多数の中空糸膜の束が収容されたものであり、ガス溶
解モジュール９２には、オゾン発生装置９１で生成され
たオゾンガスが供給されるとともに、純水が供給される
構成になっている。そこで、ガス溶解モジュール９２に
オゾンガスと純水が導入されると、オゾンガスが各中空
糸膜の内部に流れ込む一方、純水が容器の内部空間に充
満する。そこで、中空糸膜を通してオゾンガスと純水と
が接触し、オゾンガスが純水内に溶け込むことによっ
て、オゾンが純水中に溶け込んだ溶液、いわゆるオゾン
水が生成される。このオゾン水が例えば洗浄装置のノズ
ル９３に供給され、洗浄に使用される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記構成の
従来のオゾン水製造設備には以下のような問題点があ
る。従来一般に用いられている電解式のオゾン発生装置
は電極の保護のためにオゾン発生を停止することができ
ず、また、ガス溶解モジュールの立ち上がりが遅いた
め、安定したオゾン濃度を得るにはオゾン水を作り続け
なければならなかった。そのため、使用しないオゾン水
は捨てるしかなかった。また、オゾン水発生装置とガス
溶解モジュールとが配管により直接接続されているた
め、オゾン水の使用、不使用に関わらず、ガス溶解モジ
ュールにオゾンガスが常に導入されていることになる。
言い換えると、オゾン水を使用していない時間はオゾン
ガスを無駄に捨てていることになり、非常に効率の悪い
装置となる。
【０００５】そこで、効率を上げるために、オゾン水発
生装置とガス溶解モジュールとをつなぐ配管の途中にバ
ルブを設置した構成が提案された。この構成によれば、
オゾン水を使用しない時間はバルブを閉じてオゾンガス
の供給を止めることができるため、オゾンガスの無駄を
省くことができる。しかしながら、オゾン水製造設備
は、通常、オゾンガスの発生量に対して中空糸膜の全容
積が比較的大きいものである。そのため、上記の構成と
した場合、一旦オゾンガスの供給を止めた後で供給を再
開すると、中空糸膜中のオゾンガス濃度が定常状態とな
るまでの時間が長く、オゾン水中のオゾン濃度が所定値
になるまでの時間が長くかかる、いわゆる立ち上がり時
間が長いものとなり、稼働率の悪い設備となってしま
う。逆に、洗浄時に早急にオゾン水が必要であれば、オ
ゾンガスを常にガス溶解モジュールに流しておかなけれ
ばならず、やはりオゾンガスが無駄になるし、バルブを
設置した意味がない。
【０００６】また、上記の構成においてバルブを閉じた
場合、バルブを閉じた時間が長くなるとオゾン発生装置
側の圧力が上昇するため、配管等を含む装置の構造を高
圧に耐え得るものにしなければならない。
【０００７】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであって、簡単な装置構成により立ち上がり
時間を短く、ガスや溶媒の使用量を削減し得るガス溶解
水製造装置とガス溶解水の製造方法、ならびにこれらを
用いた洗浄装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のガス溶解水製造装置は、ガス溶解水の原
料となるガスと溶媒とが導入され、これらガスと溶媒と
を接触させることにより前記ガスを前記溶媒中に溶解さ
せるガス溶解手段と、ガス供給源から前記ガス溶解手段
に向けて前記ガスを流すガス導入路と、該ガス導入路の
途中に接続され、前記ガスを一時貯留するとともに所定
量のガスを貯留した後に該貯留ガスを前記ガス導入路に
向けて排出するガス貯留手段と、前記ガス導入路上の前
記ガス貯留手段との接続位置ないし該接続位置よりも前
記ガス溶解手段寄りの位置に設けられ、前記ガス導入路
を開放または閉止することにより前記ガス溶解手段への
前記ガスの導入、停止を切り換える切換手段と、前記ガ
ス導入路上の前記ガス貯留手段との接続位置ないし該接
続位置よりも前記ガス供給源寄りの位置に設けられ、前
記ガス貯留手段から排出された貯留ガスの前記ガス供給
源側への逆流を防止する貯留ガス逆流防止手段とを有す
ることを特徴とするものである。
【０００９】そして、本発明のガス溶解水製造方法は、
上記のガス溶解水製造装置を用いたガス溶解水製造方法
であって、前記切換手段により前記ガス導入路を閉止し
て前記ガス供給源から前記ガス溶解手段への前記ガスの
導入を停止した状態で前記ガス貯留手段に所定量のガス
を一時貯留した後、前記切換手段により前記ガス導入路
を開放して前記ガス貯留手段内の貯留ガスを前記ガス溶
解手段に排出し、該ガス溶解手段において前記貯留ガス
と溶媒とを接触させることにより前記ガスを前記溶媒中
に溶解させることを特徴とするものである。
【００１０】本発明のガス溶解水製造装置は、ガス供給
源とガス溶解手段とを結ぶガス導入路の途中にガス貯留
手段を設け、ガス導入路上のガス貯留手段との接続位置
からガス溶解手段寄りの位置に切換手段を設け、ガス導
入路上のガス貯留手段との接続位置からガス供給源寄り
の位置に貯留ガス逆流防止手段を設けたものである。こ
の構成としたことによって、切換手段によりガス導入路
を閉止してガス溶解手段へのガスの導入を停止している
間に、ガス供給源からのガスはガス貯留手段に導入さ
れ、一時的に貯留される。その後、ガス導入路を開放し
てガス貯留手段内に一旦貯留された貯留ガスをガス溶解
手段に向けて排出する。この際、ガス溶解水製造装置に
は貯留ガス逆流防止手段が備えられているため、貯留ガ
スはガス供給源側に逆流することなく、ガス溶解手段側
に確実に導入される。そして、ガス溶解手段内でガスと
溶媒とが接触し、溶媒中にガスが溶解されたガス溶解水
が生成される。なお、前記切換手段と前記貯留ガス逆流
防止手段とは、必ずしも別体の構成要素である必要はな
く、両方の機能を兼ね備えた一つの構成要素であっても
よい。
【００１１】従来のガス溶解水製造装置は、ガス発生装
置とガス溶解モジュールが直結されていたため、ガス溶
解水を使用していない時間は生成ガスを無駄に捨ててお
り、効率の悪い装置となっていた。それに対して、本発
明のガス溶解水製造装置によれば、ガス溶解手段へのガ
スの導入停止時にガス貯留手段にガスを溜めておき、所
定量溜めた後はガス溶解手段内に急速に導入することが
できる。これにより、ガス溶解手段における溶解膜内の
ガス濃度を急激に上げることが可能になり、オゾン水中
のオゾン濃度が所定値になるまでの時間が短縮され、立
ち上がり時間が短く、高効率のガス溶解水製造装置を実
現することができる。また、原料ガスが無駄になること
もない。さらに、ガス導入路にあたる配管の圧力上昇を
小さく抑えることができる。
【００１２】また、上記のガス溶解水製造装置において
は、ガス導入路の途中に一つのガス貯留手段のみを設け
るのではなく、ガス貯留手段を複数設け、複数のガス貯
留手段のうちの少なくとも一つのガス貯留手段に貯留し
たガスをガス導入路に排出する際に、他のガス貯留手段
にガス供給源から供給されるガスを一時貯留するととも
に、貯留されたガスがガス導入路に排出されないよう制
御する切換制御手段を設ける構成としてもよい。
【００１３】その場合、ガス溶解水の製造方法として
は、切換手段によりガス導入路を閉止してガス供給源か
らガス溶解手段へのガスの導入を停止した状態で複数の
ガス貯留手段のうちの少なくとも一つのガス貯留手段に
所定量のガスを一時貯留し、切換手段によりガス導入路
を開放した後、切換制御手段によりガスが貯留されてい
るガス貯留手段のうちの少なくとも一つのガス貯留手段
内の貯留ガスをガス溶解手段に排出するとともに切換制
御手段により他のガス貯留手段のうちの少なくとも一つ
のガス貯留手段に所定量のガスを一時貯留する操作を、
ガス貯留手段を適宜選択しながら繰り返し行い、ガス溶
解手段において貯留ガスと溶媒とを接触させることによ
りガスを前記溶媒中に溶解させることが望ましい。
【００１４】本発明のガス溶解水製造装置において、生
成したガス溶解水中のガス濃度は、時間あたりにガス溶
解手段に導入するガスの量、すなわちガスの導入速度で
制御することができる。すなわち、ガスの導入速度が速
い程、ガス溶解水中のガス濃度は高濃度になる。そこ
で、ガス貯留手段を複数設け、複数のガス貯留手段から
ガス溶解手段へのガスの排出を交互に行うものとし、そ
の際にガス貯留手段間でガスの導入速度を変えることに
より、異なるガス濃度を有するガス溶解水を製造するこ
とができる。例えば生成したオゾン水をそのまま洗浄に
使用する場合と、オゾン水とフッ酸とを混合した混合液
を洗浄に使用する場合とでは、生成するオゾン水の濃度
を予め変えておかなければならない場合等がある。本構
成はこのような時に有効である。
【００１５】また、前記ガス溶解手段は、ガスと溶媒と
を溶解膜を通して接触させることにより、ガスを溶媒中
に溶解させる形態のものを用いることができる。例えば
従来の技術の項で述べたように、容器内に多数の中空糸
膜の束を収容したガス溶解モジュールを用いれば、ガス
と液との接触面積が充分に大きくなり、溶解を効率良く
行うことができる。また、前記ガス貯留手段のガス貯留
可能容積を、ガス溶解手段中に滞留可能なガス容積とガ
ス導入路のうちガス溶解手段からガス貯留手段との接続
位置までの部分に滞留可能なガス容積との和よりも大き
くすることが好ましい。この構成により、ガス溶解手段
内のガスを高速に置換することが可能になる。
【００１６】前記ガス貯留手段は、ガスを貯留する容積
を拡大することによりガスを貯留し、容積を縮小するこ
とによりガスを排出するガス貯留部と、ガス貯留部の容
積を適宜変化させる駆動機構とを有する形態のものを用
いることができる。例えば、ガス貯留部としては、シリ
ンダとピストンとからなるものでもよいし、伸縮可能な
蛇腹状の容器でもよく、これらに付随してピストンや蛇
腹状容器を駆動するための駆動機構を設ければよい。ガ
ス貯留手段の構成材料としては、例えばＳＵＳ（ガスと
直接接する箇所は不動態皮膜を付けておくとよい）、フ
ッ素樹脂、ガラス等を用いることができる。
【００１７】また、前記ガス貯留手段は、貯留したガス
をガス導入路に向けて排出する速度を変化させる速度可
変手段を有することが望ましい。
【００１８】その場合、ガス溶解水の製造方法として
は、ガス貯留手段内の貯留ガスをガス溶解手段に排出す
る際に、貯留ガスを所定の流速でガス溶解手段に流入さ
せる第１の排出操作と、貯留ガスを前記所定の流速より
も遅い流速でガス溶解手段に流入させる第２の排出操作
とを少なくとも有することが望ましい。
【００１９】このように、第１、第２の排出操作を有す
る２段階の排出操作を行った場合、第１の排出操作では
貯留ガスを比較的速い速度でガス溶解手段に流入させる
ことにより、ガス溶解水中のガス濃度を早急に所定の値
にまで上昇させた後、第２の排出操作では第１の排出操
作よりも遅い速度で貯留ガスをガス溶解手段に流入させ
ることにより、所定値に達したガス濃度をそれ以降一定
の濃度に維持することができる。
【００２０】本発明の洗浄装置は、上記本発明のガス溶
解水製造装置を具備したことを特徴とするものである。
【００２１】本発明の洗浄装置によれば、立ち上がり時
間が短く、ガスの使用効率の高いガス溶解水製造装置を
具備したことにより、稼働率が高く、半導体デバイス、
液晶表示パネル等をはじめとする各種電子機器の製造ラ
インに好適な洗浄装置を実現することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】［第１の実施の形態］以下、本発
明の第１の実施の形態を図１ないし図５を参照して説明
する。図１は、本実施の形態のオゾン水製造装置（ガス
溶解水製造装置）の概略構成を示す図であって、このオ
ゾン水製造装置は、例えば半導体デバイス、液晶表示パ
ネル等の製造ラインにおいて基板の洗浄に用いるオゾン
水を製造するための装置の一例である。
【００２３】本実施の形態のオゾン水製造装置１は、図
１に示すように、オゾン発生装置２（ガス供給源）と、
ガス溶解モジュール３（ガス溶解手段）と、オゾン発生
装置２からのオゾンガスをガス溶解モジュール３に導入
するためのガス導入用配管４（ガス導入路）とを有して
いる。ガス導入用配管４の途中には、所定量のオゾンガ
スを貯留し得る容積、例えば数百ｃｃ程度の容積を持つ
バッファ５（ガス貯留手段）が設けられている。この容
積は、ガス導入用配管４のバッファ５との接続点よりも
ガス溶解モジュール３寄りの部分の容積とガス溶解モジ
ュール３内のガス容積との和よりも大きい。ガス導入用
配管４上のバッファ５との接続点よりもガス溶解モジュ
ール３寄りの位置には、ガス導入用配管４内のオゾンガ
スの流通を開閉する第１のバルブ６（切換手段）が設け
られている。また、ガス導入用配管４上のバッファ５と
の接続点よりもオゾン発生装置２寄りの位置には、バッ
ファ５から排出されたオゾンガスのオゾン発生装置２側
への逆流を防止する逆止弁７（貯留ガス逆流防止手段）
が設けられている。
【００２４】その他、ガス溶解モジュール３には、純水
を導入するための純水導入用配管８、純水中に解けきれ
ずに余ったオゾンガスを排出するための余剰ガス排出用
配管９、生成されたオゾン水を排出するためのオゾン水
排出用配管１０が接続されている。純水導入用配管８の
途中には、配管内の純水の流通を開閉する第２のバルブ
１１が設けられている。オゾン水排出用配管１０の先端
はオゾン水の使用箇所に配置され、例えば本実施の形態
の場合、洗浄装置のノズル１２に接続されている。な
お、ガス溶解モジュール３は、筒状の容器内に多数の中
空糸膜（溶解膜）の束が収容された従来と同様のもので
ある。
【００２５】バッファ５は、図２（Ａ）に示すように、
シリンダ１３とピストン１４からなるシリンジで構成さ
れ、ピストン１４がシリンダ１３から引き出された状態
においてシリンダ１３の内容積に相当する量のオゾンガ
スが貯留され、図２（Ｂ）に示すように、ピストン１４
がシリンダ１３内に押し込まれることにより、貯留され
たオゾンガスがシリンダ１３内から排出される。ピスト
ン１４の駆動は、図１に示した駆動機構１５、例えばエ
アシリンダ等によって行われる。そして、このオゾン水
製造装置１の駆動機構１５、第１のバルブ６、第２のバ
ルブ１１は連動して作動し、その作動は制御装置１６に
より制御される構成となっている。また、駆動機構１５
はピストン１４を一定速度で駆動するばかりでなく、制
御装置１６の指令により駆動速度が可変する構成となっ
ている（速度可変手段）。
【００２６】次に、上記構成のオゾン水製造装置１の動
作（シーケンス）について図３を用いて説明する。本実
施の形態の装置の場合、図３に示すように、オゾンガス
発生装置２におけるオゾンガスの生成量は一定であり、
例えば０．５リットル／ｈｒ程度である。なお、実際の
ところ、オゾンガス発生装置２ではＯ2とＯ3の混合ガス
が発生し、混合ガス中の約１０％がＯ3ガスである。よ
って、オゾンガス発生装置２で生成されるガスの総量は
５リットル／ｈｒ程度である。時間０からｔ１までの間
は、第１のバルブ６は「閉」の状態であり、オゾンガス
はバッファ５に貯留されていく。（図３において、「バ
ッファ内ガス体積」を示す直線の右上がりの部分）ま
た、第２のバルブ１１も「閉」の状態であり、ガス溶解
モジュール３内に純水は導入されない。
【００２７】時間ｔ１になったところで、第１のバルブ
６が「開」の状態となるとともに、駆動機構１５により
バッファ５のピストン１４が押し込まれ、それまでにバ
ッファ５に貯留されていた１００〜２００ｃｃ程度のオ
ゾンガスがガス溶解モジュール３に導入される。これと
同時に、第２のバルブ１１が「開」の状態となり、純水
がガス溶解モジュール３内に導入され、モジュール内の
中空糸膜を通してオゾンガスと純水とが接触し、オゾン
水の生成が開始される。
【００２８】バッファ５内の貯留オゾンガスをガス溶解
モジュール３に向けて排出する際には、２段階の排出操
作が行われる。すなわち、図３において、「バッファ内
ガス体積」を示す直線の排出領域（右下がりの部分）
が、勾配の大きい領域と勾配の小さい領域を有してい
る。勾配の大きい領域は、比較的速い流速でオゾンガス
をガス溶解モジュール３に流入させる第１の排出操作を
示し、勾配の小さい領域は、第１の排出操作よりも遅い
流速でオゾンガスをガス溶解モジュール３に流入させる
第２の排出操作を示している。そこで、時間ｔ１を過ぎ
たところで、オゾン水中のオゾン濃度は上昇し始める
が、第１の排出操作によってガス溶解モジュール３内に
オゾンガスが急速に導入されるので、オゾン水中のオゾ
ン濃度は０から急激に立ち上がり、その後の第２の排出
操作によって所定の濃度まで上昇する。第１のバルブ
６、第２のバルブ１１ともに「開」の状態は時間ｔ１か
らｔ２までの間、維持される。
【００２９】次に、時間ｔ２になったところで、第１の
バルブ６が「閉」の状態となるとともに、駆動機構１５
によりバッファ５のピストン１４がシリンダ１３から引
き出され、再度バッファ５内にオゾンガスが貯留され
る。同時に、第２のバルブ１１も「閉」の状態となり、
ガス溶解モジュール３への純水の導入が停止されるた
め、オゾン水の生成が一時停止される。以降、同様の動
作が繰り返し行われる。
【００３０】本実施の形態のオゾン水製造装置１におい
ては、上述したように、ガス溶解モジュール３へのオゾ
ンガスの導入を停止した状態でオゾンガスをバッファ５
に貯留しておき、所定量を貯留した後はガス溶解モジュ
ール３内に急速に導入することができる。これにより、
ガス溶解モジュール３における中空糸膜内のオゾンガス
濃度を急激に上げることが可能になり、オゾン水中のオ
ゾン濃度が所定値になるまでの時間が短縮される。特に
本実施の形態では、バッファ５からガス溶解モジュール
３へのガスの排出操作を２段階のシーケンスとし、最初
に速い流速でオゾンガスをガス溶解モジュール３に導入
しているので、オゾン水中のオゾン濃度の立ち上がりを
早めることができる。そして、動作の説明から明らかな
ように、オゾン水を使用するにあたって立ち上がり時間
が短く、逆にオゾン水を使用しない時間はガス溶解モジ
ュール３にオゾンガスが導入されないため、オゾンガス
の無駄がなくなり、効率の良いオゾン水製造装置を実現
することができる。全く同様に、本実施の形態のオゾン
水製造装置１によれば、純水の使用量も削減できる。さ
らに、第１のバルブ６を閉止しても、オゾンガスがバッ
ファ５内に流入するので、ガス導入用配管４の圧力上昇
を抑えることができる。
【００３１】本実施の形態においては、バッファ５の形
態をシリンジとしたが、これに代えて、図４（Ａ）に示
すように、伸縮可能に構成された蛇腹状の容器１８から
なるバッファ１７を用いてもよい。この形態のバッファ
１７の場合、図４（Ｂ）に示すように、容器１８を最大
に縮めた際に容器１８内にガスができるだけ残らず、排
出し切れるように容器１８内部の底面に凸部１８ａを設
けておくとよい。
【００３２】また、図１では、オゾン発生装置２からの
オゾンガスの供給をガス溶解モジュール３側とバッファ
５側とに切り換える第１のバルブ６と、貯留オゾンガス
の排出時にオゾン発生装置２側への逆流を防止する逆止
弁７を別個に備えた例を示したが、第１のバルブ６と逆
止弁７の使用に代えて、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に示す
ように、切り換え機能と逆流防止機能の２つの機能を併
せ持った三方弁１９を用いてもよい。図５（Ａ）では、
ガスの流通経路がオゾン発生装置２とバッファ５との間
でつながり、ガス溶解モジュール３は遮断されており、
ガスをバッファ５に貯留している状態を示している。図
５（Ｂ）では、ガスの流通経路がバッファ５とガス溶解
モジュール３との間でつながり、オゾン発生装置２は遮
断されており、バッファ５に貯留されたガスをガス溶解
モジュール３に排出している状態を示している。図５
（Ｃ）では、ガスの流通経路がオゾン発生装置２とガス
溶解モジュール３との間でつながり、バッファ５は遮断
されており、オゾン発生装置２からのガスを直接ガス溶
解モジュール３に導入し、オゾン水を生成している状態
を示している。つまり、図１の例は、オゾン発生装置２
からのガスをガス溶解モジュール３に直接導入してオゾ
ン水を生成するシーケンスを持たない例であるが、図５
（Ａ）〜図５（Ｃ）のように構成すれば、オゾン発生装
置２からのガスをガス溶解モジュール３に直接導入して
オゾン水を生成することも可能である。
【００３３】［第２の実施の形態］以下、本発明の第２
の実施の形態を図６ないし図８を参照して説明する。図
６は本実施の形態のオゾン水製造装置の概略構成を示す
図であって、本装置の構成も第１の実施の形態の装置構
成とほぼ同様である。ただし、本実施の形態のオゾン水
製造装置が第１の実施の形態と異なる点は、バッファを
複数個（具体的には２個）設けた点のみである。したが
って、図６において図１と共通の構成要素については同
一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００３４】本実施の形態のオゾン水製造装置２１は、
図６に示すように、オゾン発生装置２とガス溶解モジュ
ール３とを結ぶガス導入用配管４の途中に、第１のバッ
ファ２２ａ、第２のバッファ２２ｂからなる２個のバッ
ファが設けられている。第１、第２のバッファ２２ａ、
２２ｂそれぞれには駆動機構２３ａ、２３ｂが連結さ
れ、各バッファ２２ａ、２２ｂにおけるピストンは、制
御装置１６によりそれぞれ独立して駆動される構成とな
っている。
【００３５】次に、本実施の形態のオゾン水製造装置２
１の動作（シーケンス）について図７を用いて説明す
る。図７に示すように、オゾンガス発生装置２における
オゾンガスの生成量は一定であり、例えば０．５リット
ル／ｈｒ程度である。時間０からｔ１までの間は、第１
のバルブ６は「閉」の状態であり、かつ、第１のバッフ
ァ２２ａのピストンが引き出されてガスを貯留し得る状
態、第２のバッファ２２ｂのピストンが押し込まれてガ
スを貯留し得ない状態となっているので、０〜ｔ１間の
時間においてオゾンガスは第１のバッファ２２ａに貯留
されていく。また、第２のバルブ１１は「閉」の状態で
あり、ガス溶解モジュール３内に純水は導入されない。
【００３６】時間ｔ１になったところで、第１のバルブ
６が「開」の状態となるとともに、駆動機構２３ａによ
り第１のバッファ２２ａのピストンが押し込まれ、それ
までに第１のバッファ２２ａに貯留されていた所定量の
オゾンガスがガス溶解モジュール３内に導入される。こ
れと同時に、第２のバルブ１１が「開」の状態となり、
純水がガス溶解モジュール３内に導入され、モジュール
内の中空糸膜を通してオゾンガスと純水とが接触し、第
１回目のオゾン水の生成が開始される（図７において符
号Ｉで示す）。第１のバッファ２２ａ内の貯留オゾンガ
スをガス溶解モジュール３に向けて排出する際には、第
１の実施の形態と同様、高流速、低流速の２段階の排出
操作が行われ、オゾン水中のオゾン濃度は定常状態まで
急速に立ち上がる。その一方、時間ｔ１になったときに
第１のバッファ２２ａのピストンが押し込まれるのと同
時に、第２のバッファ２２ｂのピストンが引き出され、
オゾン発生装置２から供給されるオゾンガスは第２のバ
ッファ２２ｂに貯留されていく。
【００３７】時間ｔ２になったところで、第１のバッフ
ァ２２ａからガス溶解モジュール３への貯留オゾンガス
の排出は完了し、第１のバルブ６、第２のバルブ１１と
もに「閉」の状態となり、第１回目のオゾン水の生成は
停止される。この時点で、第２のバッファ２２ｂはオゾ
ンガスの貯留を続けている。
【００３８】次に、時間ｔ３になったところで、第１の
バルブ６が「開」の状態となるとともに、駆動機構２３
ｂにより第２のバッファ２２ｂのピストンが押し込ま
れ、それまでに第２のバッファ２２ｂに貯留されていた
所定量のオゾンガスがガス溶解モジュール３内に導入さ
れる。これと同時に、第２のバルブ１１が「開」の状態
となり、純水がガス溶解モジュール３内に導入され、モ
ジュール内の中空糸膜を通してオゾンガスと純水とが接
触し、第２回目のオゾン水の生成が開始される（図７に
おいて符号IIで示す）。この時、制御装置１６からの指
令により、第２のバッファ２２ｂに貯留するオゾンガス
の量、もしくはガス溶解モジュール３への流入速度等を
第１のバッファ２２ａの場合と変えると、生成されるオ
ゾン水中のオゾン濃度を第１回目のオゾン水の場合と変
えることができる。また、時間ｔ３の時点では第２のバ
ッファ２２ｂのピストンが押し込まれるのと同時に、第
１のバッファ２２ａのピストンが引き出され、第１のバ
ッファ２２ａ側ではオゾンガスの貯留が再度開始され
る。
【００３９】時間ｔ４になったところで、第２のバッフ
ァ２２ｂからガス溶解モジュール３への貯留オゾンガス
の排出は完了し、第１のバルブ６、第２のバルブ１１と
もに「閉」の状態となり、第２回目のオゾン水の生成は
停止される。この時点で、第１のバッファ２２ａはオゾ
ンガスの貯留を続けている。以降、同様の動作が繰り返
し行われる。すなわち、制御装置１６（切換制御手段）
の制御により、第１のバッファ２２ａのガス貯留操作、
ガス排出操作と、第２のバッファ２２ｂのガス貯留操
作、ガス排出操作とは交互に行われ、同一の操作が両方
のバッファで同時には行われないようになっている。
【００４０】本実施の形態のオゾン水製造装置２１にお
いても、立ち上がり時間が短く、オゾンガスや純水の無
駄が少ない、高効率のオゾン水製造装置が実現できる、
といった第１の実施の形態と同様の効果を奏することが
できる。さらに、本実施の形態の場合、２個のバッファ
２２ａ、２２ｂを備えたことにより、各バッファ２２
ａ、２２ｂにおいてガスの貯留量、排出速度等を変化さ
せれば、２種類の異なるオゾン濃度を有するオゾン水を
製造することができる。例えば、生成したオゾン水をそ
のまま洗浄に使用する場合と、オゾン水とフッ酸とを混
合した混合液を洗浄に使用する場合とでは、生成するオ
ゾン水の濃度を予め変えておかなければならない場合等
がある。本構成はこのような時に有効である。
【００４１】また第１の実施の形態と同様、本実施の形
態でも、図６では、オゾン発生装置２からのオゾンガス
の供給をガス溶解モジュール３側と第１、第２のバッフ
ァ２２ａ、２２ｂ側とに切り換える第１のバルブ６と、
貯留オゾンガスの排出時にオゾン発生装置２側への逆流
を防止する逆止弁７を別個に備えた例を示したが、第１
のバルブと逆止弁の使用に代えて、図８（Ａ）〜図８
（Ｃ）に示すように、切り換え機能と逆流防止機能の２
つの機能を併せ持った三方弁２４を用いてもよい。図８
（Ａ）では、ガスの流通経路がオゾン発生装置２と第１
のバッファ２２ａとの間、第２のバッファ２２ｂとガス
溶解モジュール３との間でそれぞれつながっており、第
１のバッファ２２ａ側でガス貯留、第２のバッファ２２
ｂ側でガス排出を行っている状態を示している。図８
（Ｂ）では、ガスの流通経路がオゾン発生装置２と第２
のバッファ２２ｂとの間、第１のバッファ２２ａとガス
溶解モジュール３との間でそれぞれつながっており、第
２のバッファ２２ｂ側でガス貯留、第１のバッファ２２
ａ側でガス排出を行っている状態を示している。図８
（Ｃ）では、ガスの流通経路がオゾン発生装置２とガス
溶解モジュール３との間でつながり、第１のバッファ２
２ａ、第２のバッファ２２ｂはともに遮断された場合で
あり、オゾン発生装置２からのガスを直接ガス溶解モジ
ュール３に導入し、オゾン水を生成している状態を示し
ている。つまり、図６の例は、オゾン発生装置２からの
ガスをガス溶解モジュール３に直接導入してオゾン水を
生成するシーケンスを持たない例であるが、図８（Ａ）
〜図８（Ｃ）のように構成すれば、オゾン発生装置２か
らのガスをガス溶解モジュール３に直接導入してオゾン
水を生成することも可能である。
【００４２】［第３の実施の形態］以下、本発明の第３
の実施の形態を図９を参照して説明する。図９は本実施
の形態のオゾン水製造装置の概略構成を示す図である。
例えば、電子機器の製造ラインにおいて１ライン内に複
数台の洗浄装置を保有している場合、１台のオゾン発生
装置に対して複数のオゾン水製造装置が接続される場合
がある。本実施の形態は、このような場合に好適な構成
である。
【００４３】本実施の形態のオゾン水製造装置３１は、
図９に示すように、１台のオゾン発生装置２に対して複
数（この例では３系統）のガス導入用配管４ａ、４ｂ、
４ｃが並列に接続され、第２の実施の形態と同様に、各
配管に対して２個ずつのバッファ３３ａ〜３３ｆと１個
ずつのガス溶解モジュール３ａ、３ｂ、３ｃが接続され
ている。また、第１のバルブ６や逆止弁７の構成は、第
１、第２の実施の形態と同様である。
【００４４】このように、１台のオゾン発生装置２に対
して３個のガス溶解モジュール３ａ、３ｂ、３ｃを接続
する場合、仮に各オゾン水製造装置がバッファを持たな
い従来の構成であったとして、３台のうちの１台でオゾ
ン水の生成を停止したとしたら、停止した１台へのガス
供給を止めた分、他の２台へのガスの供給量が増加する
ことによって、２台のオゾン水製造装置で生成されるオ
ゾン水のオゾン濃度が変動する恐れがある。これに対し
て、本実施の形態の装置の場合、全てのガス導入用配管
４ａ、４ｂ、４ｃに対して２個ずつのバッファ３３ａ〜
３３ｆが設けられており、いずれかの系統がオゾン水を
使用しない状態にあってもその間はバッファ３３ａ〜３
３ｆにガスを貯留しておくことができるので、他の系統
でガス供給量が大きく変動することがなく、製造ライン
全体として見たときに、生成オゾン水の濃度の安定化を
図ることができる。
【００４５】［第４の実施の形態］以下、本発明の第４
の実施の形態を図１０を参照して説明する。図１０は本
実施の形態のガス溶解水製造装置の概略構成を示す図で
ある。例えば、１台の洗浄装置において、オゾン水洗
浄、水素水洗浄等の異なる複数種の洗浄仕様を持つ場合
がある。本実施の形態は、このような洗浄装置の付帯設
備として好適な例である。
【００４６】本実施の形態のガス溶解水製造装置４１
は、図１０に示すように、１個のガス溶解モジュール３
に対して、窒素ガス供給源４２に接続された窒素ガス導
入用配管４５、オゾンガス供給源４３に接続されたオゾ
ンガス導入用配管４６、水素ガス供給源４４に接続され
た水素ガス導入用配管４７の３系統が接続されている。
窒素ガス導入用配管４５の途中にはバルブ４８と逆止弁
４９とが設置されているのみであるが、オゾンガス導入
用配管４６および水素ガス導入用配管４７には、バルブ
４８と逆止弁４９とこれらの間にバッファ５０ａ、５０
ｂがそれぞれ設置されている。
【００４７】本実施の形態のガス溶解水製造装置４１
は、オゾン水、水素水の２種類の洗浄液を生成し得る装
置であり、窒素ガスはオゾン水生成、水素水生成の切り
換え時の置換用ガスである。すなわち、第２の実施の形
態で２個のバッファを有する装置の場合のシーケンスと
同様に、オゾンガス側のバッファ５０ａからガス溶解モ
ジュール３へのオゾンガスの排出操作、水素ガス側のバ
ッファ５０ｂからガス溶解モジュール３への水素ガスの
排出操作を交互に行い、１個のガス溶解モジュール３を
用いてオゾン水の生成と水素水の生成を交互に行うこと
ができる。そして、オゾンガスの排出操作と水素ガスの
排出操作を切り換える間に、オゾンガス導入用配管４６
上のバルブ４８、水素ガス導入用配管４７上のバルブ４
８をともに「閉」とし、窒素ガス導入用配管４５上のバ
ルブ４８を「開」として、ガス溶解モジュール３内に窒
素ガスを流し、残留ガスを置換する。
【００４８】本実施の形態のガス溶解水製造装置４１に
よれば、１個のガス溶解モジュール３のみを用いて２種
類の洗浄液を製造することができ、効率の良い装置とな
る。特に、オゾンガスと水素ガスは互いに反応し合うガ
スであるが、これら２種類のガスを混合することなく、
迅速に純水中に溶解させることが可能である。また、オ
ゾンガスの排出操作と水素ガスの排出操作を切り換える
間には常に窒素ガスを流すようにすることで、溶解開始
時のガス溶解モジュール内の条件が一定となるため、有
効成分の溶解状況を均一化でき、ガス溶解水の濃度均一
性を向上させることができる。
【００４９】［第５の実施の形態］以下、本発明の第５
の実施の形態を図１１を参照して説明する。本実施の形
態は本発明のガス溶解水製造装置を具備した洗浄装置の
一例である。図１１は本実施の形態の洗浄装置５１の概
略構成を示す図であって、例えば数百ｍｍ角程度の大型
のガラス基板（以下、単に基板という）を枚葉洗浄する
ための装置である。図中符号５２は洗浄部、５３はステ
ージ、５４、５５、５６は洗浄用ノズル、５７は基板搬
送ロボット、５８はローダカセット、５９はアンローダ
カセット、６０は水素水・オゾン水生成部、６１は洗浄
液再生部、Ｗは基板である。
【００５０】図１１に示すように、装置上面中央が洗浄
部５２となっており、基板Ｗを保持するステージ５３が
設けられている。ステージ５３には、基板Ｗの形状に合
致した矩形の段部が設けられ、この段部上に基板Ｗが嵌
め込まれて、基板Ｗの表面とステージ５３の表面が面一
状態でステージ５３に保持されるようになっている。ま
た、段部の下方には空間部が形成され、空間部にはステ
ージ５３の下方から基板昇降用シャフトが突出してい
る。基板昇降用シャフトの下端にはシリンダ等のシャフ
ト駆動源が設けられ、後述する基板搬送ロボット５７に
よる基板Ｗの受け渡しの際にシリンダの作動により基板
昇降用シャフトが上下動し、シャフトの上下動に伴って
基板Ｗが上昇または下降するようになっている。なお、
ステージ中央に設けられた孔から基板Ｗの裏面洗浄用の
ノズルが突出しており、本装置では表面側を主に洗浄す
るが、同時に裏面側も軽く洗浄できるようになってい
る。
【００５１】ステージ５３を挟んで対向する位置に一対
のラックベース６２が設けられ、これらラックベース６
２間に洗浄用ノズル５４，５５，５６が架設されてい
る。洗浄用ノズルは並列配置された３本のノズルからな
り、各洗浄用ノズル５４，５５，５６が異なる洗浄方法
により洗浄を行うものとなっている。本実施の形態の場
合、これら３本のノズルは、水素水を供給しつつ超音波
素子６３により超音波振動を付与して洗浄する水素水超
音波洗浄用ノズル５４、オゾン水を供給しつつ超音波素
子６３により超音波振動を付与して洗浄するオゾン水超
音波洗浄用ノズル５５、純水を供給してリンス洗浄を行
う純水リンス洗浄用ノズル５６、である。これら３本の
ノズルが基板Ｗの上方で基板Ｗとの間隔を一定に保ちな
がらラックベース６２に沿って順次移動することによ
り、基板Ｗの被洗浄面全域が３種類の洗浄方法により洗
浄される構成となっている。
【００５２】ノズルの移動手段としては、各ラックベー
ス６２上のリニアガイドに沿って水平移動可能とされた
スライダがそれぞれ設けられ、各スライダの上面に支柱
がそれぞれ立設され、これら支柱に各洗浄用ノズル５
４，５５，５６の両端部が固定されている。各スライダ
上にはモータ等の駆動源が設置されており、各スライダ
がラックベース６２上を自走する構成となっている。そ
して、装置の制御部（図示略）から供給される制御信号
により各スライダ上のモータがそれぞれ作動することに
よって、各洗浄用ノズル５４，５５，５６が個別に水平
移動する構成となっている。また、支柱にはシリンダ
（図示略）等の駆動源が設けられ、支柱が上下動するこ
とにより各洗浄用ノズル５４，５５，５６の高さ、すな
わち各洗浄用ノズルと基板Ｗとの間隔が調整可能となっ
ている。
【００５３】各洗浄用ノズル５４，５５，５６は、一端
に洗浄液を導入するための導入口を有する導入通路と一
端に洗浄後の洗浄液を外部へ排出するための排出口を有
する排出通路とが形成され、これら導入通路と排出通路
とをそれぞれの他端において交差させて交差部が形成さ
れるとともに、この交差部に基板Ｗに向けて開口する開
口部が設けられたものであり、プッシュ・プル型ノズル
（省流体型ノズル）と呼ばれるものである。この場合、
開口部は、洗浄用ノズル５４，５５，５６の並列方向と
交差する方向に少なくとも基板Ｗの幅以上の長さに延び
ている（本実施の形態の場合、１本の洗浄用ノズルにつ
き、導入通路と排出通路とが交差した交差部および開口
部は３組設けられており、３組合わせて開口部が基板Ｗ
の幅以上の長さに延びている）。排出通路側の圧力制御
部に減圧ポンプを用いて、この減圧ポンプで交差部の洗
浄液を吸引する力を制御して、開口部の大気と接触して
いる洗浄液の圧力（洗浄液の表面張力と基板Ｗの被洗浄
面の表面張力も含む）と大気圧との均衡をとるようにな
っている。つまり、開口部の大気と接触している洗浄液
の圧力Ｐw（洗浄液の表面張力と基板Ｗの被洗浄面の表
面張力も含む）と大気圧Ｐaとの関係をＰw≒Ｐaとする
ことにより、開口部を通じて基板Ｗに供給され、基板Ｗ
に接触した洗浄液は、洗浄用ノズルの外部に漏れること
なく、排出通路に排出される。すなわち、洗浄用ノズル
から基板Ｗ上に供給した洗浄液は、基板Ｗ上の洗浄液を
供給した部分（開口部）以外の部分に接触することな
く、基板Ｗ上から除去される。さらに、交差部の上方に
基板Ｗに対向するように超音波素子６３が設けられてお
り、基板Ｗが洗浄されている間、洗浄液に超音波が付与
されるようになっている。
【００５４】洗浄部５２の側方に、水素水・オゾン水生
成部６０と洗浄液再生部６１とが設けられている。水素
水・オゾン水生成部６０には、上記実施の形態で説明し
たような形態の水素水製造装置６４とオゾン水製造装置
６５とが組み込まれている。いずれの洗浄液も、純水中
に水素ガスやオゾンガスを溶解させることによって生成
することができる。そして、水素水製造装置６４で生成
された水素水が、水素水供給配管６６の途中に設けられ
た送液ポンプ６７により水素水超音波洗浄用ノズル５４
に供給されるようになっている。同様に、オゾン水製造
装置６５で生成されたオゾン水が、オゾン水供給配管６
８の途中に設けられた送液ポンプ６９によりオゾン水超
音波洗浄用ノズル５５に供給されるようになっている。
なお、純水リンス洗浄用ノズル５６には製造ライン内の
純水供給用配管（図示略）から純水が供給されるように
なっている。
【００５５】また、洗浄液再生部６１には、使用後の洗
浄液中に含まれたパーティクルや異物を除去するための
フィルタ７０、７１が設けられている。水素水中のパー
ティクルを除去するための水素水用フィルタ７０と、オ
ゾン水中のパーティクルを除去するためのオゾン水用フ
ィルタ７１が別系統に設けられている。すなわち、水素
水超音波洗浄用ノズル５４の排出口から排出された使用
後の水素水は、水素水回収配管７２の途中に設けられた
送液ポンプ７３により水素水用フィルタ７０に回収され
るようになっている。同様に、オゾン水超音波洗浄用ノ
ズル５５の排出口から排出された使用後のオゾン水は、
オゾン水回収配管７４の途中に設けられた送液ポンプ７
５によりオゾン水用フィルタ７１に回収されるようにな
っている。
【００５６】そして、水素水用フィルタ７０を通した後
の水素水は、再生水素水供給配管７６の途中に設けられ
た送液ポンプ７７により水素水超音波洗浄用ノズル５４
に供給されるようになっている。同様に、オゾン水用フ
ィルタ７１を通した後のオゾン水は、再生オゾン水供給
配管７８の途中に設けられた送液ポンプ７９によりオゾ
ン水超音波洗浄用ノズル５５に供給されるようになって
いる。また、水素水供給配管６６と再生水素水供給配管
７６は水素水超音波洗浄用ノズル５４の手前で接続さ
れ、弁８０によって水素水超音波洗浄用ノズル５４に新
しい水素水を導入するか、再生水素水を導入するかを切
り換え可能となっている。同様に、オゾン水供給配管６
８と再生オゾン水供給配管７８はオゾン水超音波洗浄用
ノズル５５の手前で接続され、弁８１によってオゾン水
超音波洗浄用ノズル５５に新しいオゾン水を導入する
か、再生オゾン水を導入するかを切り換え可能となって
いる。なお、各フィルタ７０，７１を通した後の水素水
やオゾン水は、パーティクルが除去されてはいるもの
の、液中気体含有濃度が低下しているため、配管を通じ
て再度水素水製造装置６４やオゾン水製造装置６５に戻
し、水素ガスやオゾンガスを補充するようにしてもよ
い。
【００５７】洗浄部５２の側方に、ローダカセット５
８、アンローダカセット５９が着脱可能に設けられてい
る。これら２つのカセット５８、５９は、複数枚の基板
Ｗが収容可能な同一の形状のものであり、ローダカセッ
ト５８に洗浄前の基板Ｗを収容し、アンローダカセット
５９には洗浄済の基板Ｗが収容される。そして、洗浄部
５２とローダカセット５８、アンローダカセット５９の
中間の位置に基板搬送ロボット５７が設置されている。
基板搬送ロボット５７はその上部に伸縮自在なリンク機
構を有するアーム８２を有し、アーム８２は回転可能か
つ昇降可能となっており、アーム８２の先端部で基板Ｗ
を支持、搬送するようになっている。
【００５８】上記構成の洗浄装置５１は、例えば洗浄用
ノズル５４，５５，５６と基板Ｗとの間隔、洗浄用ノズ
ルの移動速度、洗浄液の流量等、種々の洗浄条件をオペ
レータが設定する他は、各部の動作が制御部により制御
されており、自動運転する構成になっている。したがっ
て、この洗浄装置５１を使用する際には、洗浄前の基板
Ｗをローダカセット５８にセットし、オペレータがスタ
ートスイッチを操作すれば、基板搬送ロボット５７によ
りローダカセット５８からステージ５３上に基板Ｗが搬
送され、ステージ５３上で各洗浄用ノズル５４，５５，
５６により水素水超音波洗浄、オゾン水超音波洗浄、リ
ンス洗浄が順次自動的に行われ、リンス洗浄後、基板搬
送ロボット５７によりアンローダカセット５９に収容さ
れる。
【００５９】本実施の形態の洗浄装置５１においては、
３本の洗浄用ノズル５４，５５，５６の各々が、水素水
超音波洗浄、オゾン水超音波洗浄、リンス洗浄といった
異なる洗浄方法により洗浄処理する構成であるため、本
装置１台で種々の洗浄方法を実施することができる。し
たがって、例えば、水素水超音波洗浄、オゾン水超音波
洗浄により微細な粒径のパーティクルを除去し、さらに
リンス洗浄で基板表面に付着した洗浄液も洗い流しなが
ら仕上げの洗浄を行う、というように種々の被除去物を
充分に洗浄除去することができる。また、本実施の形態
の装置の場合、水素水・オゾン水生成部６０が設けら
れ、洗浄装置内にオゾン水製造装置６５が一体に組み込
まれているが、特にオゾン水の寿命は短いため、オゾン
水の品質を維持した状態で洗浄に使用することができ、
オゾン水超音波洗浄を有効に行うことができる。
【００６０】そして、本実施の形態の洗浄装置５１によ
れば、立ち上がり時間が短く、ガスおよび純水の使用効
率の高い上記実施の形態の水素水製造装置６４およびオ
ゾン水製造装置６５を具備したことにより、稼働率が高
く、半導体デバイス、液晶表示パネル等をはじめとする
各種電子機器の製造ラインに好適な生産性の高い洗浄装
置を実現することができる。
【００６１】なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態
に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない
範囲において種々の変更を加えることが可能である。例
えばオゾン発生装置をオゾン水製造装置の構成要件とし
て説明したが、オゾン水製造装置の構成要件ではなく、
外部の任意のオゾンガス供給源から供給するようにして
もよい。また、ガス溶解手段としてのガス溶解モジュー
ルの構成、ガス貯留手段としてのバッファの構成、その
他、バルブや逆止弁の採用等に関しては、上記実施の形
態で示したものはほんの一例に過ぎず、適宜設計変更が
可能なことはもちろんである。
【００６２】
【実施例】本願発明者らは、本発明のガス貯留手段を用
いることによってガス溶解水中の有効成分濃度の立ち上
がりが実際に速くなるか否かを検証する実験を行った。
これについて以下説明する。
【００６３】バッファ（ガス貯留手段）を持たない従来
のオゾン水製造装置とバッファを持つ本発明のオゾン水
製造装置において、ガス溶解モジュールを用いて純水中
へのオゾンガスの溶解を行い、生成されたオゾン水中の
オゾン濃度の変化を調べた。本実験において、ガス溶解
モジュールのガス容積は１２５ｃｃ、純水容積は１８５
ｃｃ、オゾンガス発生量は１ｇ／時間、オゾンガス濃度
は約１０％（体積比）、純水流量は２リットル／分、と
した。バッファとしては２００ｃｃのシリンジを用い、
オゾンガスの排出操作はシリンジポンプで駆動すること
により行った。排出速度は１秒間は６０ｃｃ／分、後の
３０秒間は２．５ｃｃ／分とした。生成されたオゾン水
をオゾン濃度計に導入し、オゾン濃度を測定した。結果
を図１２に示す。図１２の横軸は時間（秒）、縦軸はオ
ゾン濃度（ｐｐｍ）であり、破線は従来のオゾン水製造
装置、実線は本発明のオゾン水製造装置による結果を示
す。
【００６４】図１２から明らかなように、バッファを持
たない従来の装置の場合、オゾンガスの供給開始後、６
０秒程たっても定常状態に達していない。これに対し
て、バッファを持った本発明の装置の場合、オゾンガス
の供給開始と同時にオゾンガスをバッファから急速に排
出したことにより、濃度の立ち上がりは極めて速く、約
１秒で最大値に達し、３０秒間ほぼ一定の濃度を保つこ
とができている。
【００６５】このように、本発明の装置の最大の特徴点
であるバッファの使用により、ガス供給開始直後にガス
溶解モジュール内のオゾンガス濃度を急速に高めること
ができ、その結果、生成されるオゾン水中のオゾン濃度
の立ち上がりを速くできることが実証された。
【００６６】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、ガス溶解手段におけるガス濃度を急激に上げる
ことが可能になり、ガス溶解水中の有効成分濃度が所定
値になるまでの時間が短縮され、立ち上がり時間が短
く、原料ガスや溶媒の無駄が少ない、高効率のガス溶解
水製造装置を実現することができる。また、このガス溶
解水製造装置の採用により、半導体デバイス、液晶表示
パネル等の各種電子機器の製造ラインに好適な、稼働率
が高く、生産性の高い洗浄装置を実現することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態であるオゾン水製
造装置の概略構成を示す図である。
【図２】 同装置のバッファを示す図であり、（Ａ）ガ
ス貯留状態、（Ｂ）ガス排出状態をそれぞれ示してい
る。
【図３】 同装置の動作のシーケンスを示す図である。
【図４】 バッファの他の例を示す図である。
【図５】 同装置において、ガス切換機能と逆流防止機
能を兼ね備えた三方弁を適用した構成例を示す図であ
る。
【図６】 本発明の第２の実施の形態であるオゾン水製
造装置の概略構成を示す図である。
【図７】 同装置の動作のシーケンスを示す図である。
【図８】 同装置において、ガス切換機能と逆流防止機
能を兼ね備えた三方弁を適用した構成例を示す図であ
る。
【図９】 本発明の第３の実施の形態であるオゾン水製
造装置の概略構成を示す図である。
【図１０】 本発明の第４の実施の形態であるオゾン水
製造装置の概略構成を示す図である。
【図１１】 本発明の第５の実施の形態である洗浄装置
の概略構成を示す図である。
【図１２】 本発明の実施例において、従来のオゾン水
製造装置と本発明のオゾン水製造装置で生成されたオゾ
ン水中のオゾン濃度の立ち上がり特性を比較したグラフ
である。
【図１３】 従来のオゾン水製造装置の概略構成を示す
図である。
【符号の説明】
１，２１，３１，６５ オゾン水製造装置（ガス溶解水
製造装置） ２ オゾン発生装置（ガス供給源） ３，３ａ，３ｂ，３ｃ ガス溶解モジュール（ガス溶解
手段） ４ ガス導入用配管（ガス導入路） ５，３３ａ〜３３ｆ，５０ａ，５０ｂ バッファ（ガス
貯留手段） ６ 第１のバルブ（切換手段） ７ 逆止弁（貯留ガス逆流防止手段） １５，２３ａ，２３ｂ 駆動機構（ガス貯留手段） １９，２４ 三方弁（切換手段、貯留ガス逆流防止手
段） ２２ａ 第１のバッファ（ガス貯留手段） ２２ｂ 第２のバッファ（ガス貯留手段） ４１ ガス溶解水製造装置 ４２ 窒素ガス供給源 ４３ オゾンガス供給源 ４４ 水素ガス供給源 ４５ 窒素ガス導入用配管（ガス導入路） ４６ オゾンガス導入用配管（ガス導入路） ４７ 水素ガス導入用配管（ガス導入路） ５１ 洗浄装置 ６４ 水素水製造装置（ガス溶解水製造装置）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 笠間 泰彦 宮城県仙台市泉区明通三丁目31番地 株 式会社フロンテック内 審査官 田口 傑 (56)参考文献 実開 平４−45596（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01F 1/00 - 3/22

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ガス溶解水の原料となるガスと溶媒とが
    導入され、これらガスと溶媒とを接触させることにより
    前記ガスを前記溶媒中に溶解させるガス溶解手段と、ガ
    ス供給源から前記ガス溶解手段に向けて前記ガスを流す
    ガス導入路と、該ガス導入路の途中に接続され、前記ガ
    スを一時貯留するとともに所定量のガスを貯留した後に
    該貯留ガスを前記ガス導入路に向けて排出するガス貯留
    手段と、前記ガス導入路上の前記ガス貯留手段との接続
    位置ないし該接続位置よりも前記ガス溶解手段寄りの位
    置に設けられ、前記ガス導入路を開放または閉止するこ
    とにより前記ガス溶解手段への前記ガスの導入、停止を
    切り換える切換手段と、前記ガス導入路上の前記ガス貯
    留手段との接続位置ないし該接続位置よりも前記ガス供
    給源寄りの位置に設けられ、前記ガス貯留手段から排出
    された貯留ガスの前記ガス供給源側への逆流を防止する
    貯留ガス逆流防止手段とを有することを特徴とするガス
    溶解水製造装置。
  2. 【請求項２】 前記ガス貯留手段のガス貯留可能容積
    が、前記ガス溶解手段中に滞留可能なガス容積と前記ガ
    ス導入路のうち前記ガス溶解手段から前記ガス貯留手段
    との接続位置までの部分に滞留可能なガス容積との和よ
    りも大きいことを特徴とする請求項１記載のガス溶解水
    製造装置。
  3. 【請求項３】 前記ガス導入路の途中に、前記ガス貯留
    手段が複数設けられており、該複数のガス貯留手段のう
    ちの少なくとも一つのガス貯留手段に貯留されたガスを
    前記ガス導入路に排出する際に、他のガス貯留手段に前
    記ガス供給源から供給されるガスを一時貯留するととも
    に、該貯留されたガスが前記ガス導入路に排出されない
    よう制御する切換制御手段を設けたことを特徴とする請
    求項１記載のガス溶解水製造装置。
  4. 【請求項４】 前記ガス溶解手段が、前記ガスと前記溶
    媒とを溶解膜を通して接触させることにより前記ガスを
    前記溶媒中に溶解させることを特徴とする請求項１記載
    のガス溶解水製造装置。
  5. 【請求項５】 前記ガス貯留手段が、前記ガスを貯留す
    る容積を拡大することにより前記ガスを貯留し、前記容
    積を縮小することにより前記ガスを排出するガス貯留部
    と、該ガス貯留部の容積を適宜変化させる駆動機構とを
    有することを特徴とする請求項１記載のガス溶解水製造
    装置。
  6. 【請求項６】 前記ガス貯留手段が、該ガス貯留手段に
    貯留したガスを前記ガス導入路に向けて排出する速度を
    変化させる速度可変手段を有することを特徴とする請求
    項１記載のガス溶解水製造装置。
  7. 【請求項７】 請求項１記載のガス溶解水製造装置を用
    いたガス溶解水製造方法であって、 前記切換手段により前記ガス導入路を閉止して前記ガス
    供給源から前記ガス溶解手段への前記ガスの導入を停止
    した状態で前記ガス貯留手段に所定量のガスを一時貯留
    した後、前記切換手段により前記ガス導入路を開放して
    前記ガス貯留手段内の貯留ガスを前記ガス溶解手段に排
    出し、該ガス溶解手段において前記貯留ガスと溶媒とを
    接触させることにより前記ガスを前記溶媒中に溶解させ
    ることを特徴とするガス溶解水製造方法。
  8. 【請求項８】 請求項３記載のガス溶解水製造装置を用
    いたガス溶解水製造方法であって、 前記切換手段により前記ガス導入路を閉止して前記ガス
    供給源から前記ガス溶解手段への前記ガスの導入を停止
    した状態で前記複数のガス貯留手段のうちの少なくとも
    一つのガス貯留手段に所定量のガスを一時貯留し、前記
    切換手段により前記ガス導入路を開放した後、前記切換
    制御手段により前記ガスが貯留されているガス貯留手段
    のうちの少なくとも一つのガス貯留手段内の貯留ガスを
    前記ガス溶解手段に排出するとともに前記切換制御手段
    により他のガス貯留手段のうちの少なくとも一つのガス
    貯留手段に所定量のガスを一時貯留する操作を、ガス貯
    留手段を適宜選択しながら繰り返し行い、前記ガス溶解
    手段において前記貯留ガスと溶媒とを接触させることに
    より前記ガスを前記溶媒中に溶解させることを特徴とす
    るガス溶解水製造方法。
  9. 【請求項９】 前記ガス貯留手段内の貯留ガスを前記ガ
    ス溶解手段に排出する際に、前記貯留ガスを所定の流速
    で前記ガス溶解手段に流入させる第１の排出操作と、前
    記貯留ガスを前記所定の流速よりも遅い流速で前記ガス
    溶解手段に流入させる第２の排出操作とを少なくとも有
    することを特徴とする請求項７または８記載のガス溶解
    水製造方法。
  10. 【請求項１０】 請求項１または３記載のガス溶解水製
    造装置を具備したことを特徴とする洗浄装置。
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