JP6826437B2 - 供給液体製造装置および供給液体製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、第1原料と第2原料を混合して供給液体を製造する供給液体製造装置に関す
る。
近年、半導体デバイス工場や液晶などの電子部品製造工場における製品の洗浄は、製造プロセスの複雑化、回路パターンの微細化に伴なってますます高度化している。例えば、機能水(超純水など)に高純度ガスまたは高純度ガスと薬品を溶解した特殊な液体(洗浄液と呼ばれる)を使用して、シリコンウエハに付着した微粒子、金属、有機物などを除去している。
洗浄処理方式としては、複数のシリコンウエハを同時に浸漬及び洗浄する操作を繰り返す“バッチ処理方式”のほかに、多品種少量生産の製品に対応して1枚のウエハごとに薬品洗浄及び超純水洗浄を行う“枚葉処理方式”が採用される。枚葉処理方式は、バッチ処理方式と比べて、ウエハ1枚当たりの洗浄工程時間(タクトタイム)が長く、洗浄液の使用量が多くなるために、タクトタイムの短縮及び洗浄液使用量の低減が求められている。現状、短時間での効果的な洗浄及び洗浄液使用量を低減するために、複数の機能水及び薬品を単独でまたは同時に使用して、短時間で洗浄工程を切り替える高度な洗浄プロセスが行われている。
機能水としては、例えば、超純水にオゾンガスを溶解したオゾン水が用いられる。超純水に溶解させたオゾンは、低い濃度(数ppm)でも酸化力が非常に強いため、有機物や金属の除去を行うことが可能である。このオゾン水は、一般的にオゾン水製造装置で製造される。洗浄プロセスの高度化及び複雑化に伴ない、短時間での洗浄装置へのオゾン水の供給及び停止が要求されるが、従来の装置は、一旦オゾン水の製造を停止すると、再度、要求オゾン濃度及び要求流量のオゾン水の供給が可能となるまでに一定の時間(立ち上がり時間)を要する。そこで、洗浄装置へのオゾン水の供給要求に応じるために、オゾン水製造装置でオゾン水を常時製造し、洗浄装置に連続的に供給していた。その結果、洗浄装置に過剰量のオゾン水が供給されることになり、シリコンウエハの洗浄に使用されない未使用のオゾン水は排水として洗浄装置から排出されていた。
そこで、従来、ユースポイントにおけるオゾン水の使用量に関わらず、一定濃度及び一定圧力のオゾン水を供給でき、かつ、未使用のオゾン水を再利用できる循環式のオゾン水供給装置が提案されている(特許文献1参照)。
従来の循環式のオゾン水供給装置では、図6に示すように、水とオゾンガスをオゾン溶解槽12に供給してオゾン水を生成し、オゾン水をオゾン溶解槽12から循環槽21に供給し、循環槽21からオゾン水送水配管22を介してユースポイントに供給し、ユースポイントにて消費されなかったオゾン水をオゾン水戻り配管23を介して循環槽21に戻し、再び、循環槽21からユースポイントにオゾン水を供給する。そして、オゾン溶解槽12の槽内圧力、循環槽21の槽内圧力、オゾン水戻り配管23の管内圧力がそれぞれ一定に維持され、循環槽21の槽内圧力が、オゾン溶解槽12の槽内圧力及びオゾン水戻り配管23の管内圧力の各圧力よりも低い圧力に制御される。
特開2014−117628号公報
しかしながら、従来のオゾン水供給装置では、再利用するオゾン水(未使用のオゾン水)を循環させる循環式であるため、オゾン水(未使用のオゾン水)の循環によるオゾン水の温度上昇や汚れ発生に対策を講じる必要があった。そこで、ユースポイントで必要とされる分量だけオゾン水を製造する技術の開発が望まれていた。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、循環による供給液体(例えばオゾン水など)の温度上昇や汚れ発生に対策を講じる必要がなく、あるいはその必要性を少なくとも低減させ、ユースポイントで必要とされる分だけ供給液体を製造することのできる供給液体製造装置を提供することを1つの目的とする。より具体的には、ユースポイントに一定の流量あるいは一定の圧力で、かつ一定濃度の供給液体を供給できる供給液体製造装置を提供することを1つの目的とする。
本発明の供給液体製造装置は、第1原料と第2原料を混合して混合液体を生成する混合部と、前記混合部に供給される前記第1原料の流量を変更するポンプ部と、前記混合部により生成された前記混合液体を、ユースポイントに供給される供給液体と、排気口から排出される排出気体とに気液分離する気液分離タンク部と、前記排出気体の排出量を定めるように開度を調整するバルブと、前記気液分離タンク部から前記ユースポイントに供給される前記供給液体の流量を測定する流量測定部と、前記流量測定部で測定した前記供給液体の流量値を受信し、受信した流量値に応じて前記ポンプ部を制御する制御信号を生成し、当該制御信号をポンプ部に送信してポンプを制御することにより、前記混合部に供給する前記第1原料の流量を調整する流量制御部と、を備える。
この構成によれば、ユースポイントに供給される液体(供給液体)の流量を、気液分離をした後に測定するので、第1原料と第2原料を混合することにより発生する気体(排出気体)の気泡の影響を実質的に受けることなく、供給液体の流量を正確に測定することができる。そして、流量測定部で測定した前記供給液体の流量値を受信し、受信した流量値に応じて前記ポンプ部を制御する制御信号を生成し、当該制御信号をポンプ部に送信してポンプを制御することにより、このように測定した供給液体の流量に応じて第1の原料の流量が調整されるので、ユースポイントで必要とされる分だけ供給液体(例えばオゾン水など)を製造することができる。
また、本発明の供給液体製造装置は、前記混合部に供給される前記第1原料の流量を測定する第2の流量測定部を備え、前記第2の流量測定部にて測定した前記第1原料の流量が前記流量測定部で測定した前記供給液体の流量と一致させるようなフィードバック制御を前記流量制御部にて行ってもよい。
この構成によれば、第1原料の流量をモニタリングしており、所望の流量からずれてきたときに流量を補正させるために、ポンプのフィードバック制御を行うことができる。
また、本発明の供給液体製造装置は、前記第2原料の流量を定める流量コントローラを備え、前記第2の流量測定部にて測定した前記第1原料の流量に応じて、前記流量コントローラにて第2原料の生成量を調整してもよい。
この構成によれば、目標の濃度の供給液体が得られるように、第1原料と第2原料の流量の関係を予め求めておき、第1原料の流量に応じて第2原料を流すことができる。
本発明の供給液体製造装置は、第1原料と第2原料を混合して混合液体を生成する混合部と、前記混合部に供給される前記第1原料を昇圧する昇圧ポンプ部と、前記混合部により生成された前記混合液体を、ユースポイントに供給される供給液体と、排気口から排出される排出気体とに気液分離する気液分離タンク部と、前記気液分離タンク部から前記ユースポイントに供給される前記供給液体の流量を測定する流量測定部と、前記流量測定部で測定した前記供給液体の流量に応じて、前記昇圧ポンプ部を制御して、前記混合部に昇圧して供給する前記第1原料の圧力を調整する昇圧制御部と、前記気液分離タンク部内の液体量を一定に保つように、前記排出気体の排気圧力を制御する排気圧力制御部と、を備えている。
この構成によれば、ユースポイントに供給される液体(供給液体)の流量を、気液分離をした後に測定するので、第1原料と第2原料を混合することにより発生する気体(排出気体)の気泡の影響を実質的に受けることなく、供給液体の流量を正確に測定することができる。そして、このように測定した供給液体の流量に応じて第1の原料(混合部に昇圧して供給される)の圧力が調整されるとともに、排出気体の排気圧力が制御されて気液分離タンク部内の液体量が一定に保たれる。これにより、ユースポイントで必要とされる分だけ供給液体(例えばオゾン水など)を製造することができる。
また、本発明の供給液体製造装置は、前記気液分離タンク部内の液体量を一定に調整するための液体量調整部を備えてもよい。
この構成によれば、気液分離タンク部内の液体量を一定に保つことが可能になり、ユースポイントで必要とされる分だけ供給液体(例えばオゾン水など)を製造することができる。
また、本発明の供給液体製造装置では、前記液体量調整部は、前記気液分離タンク部内の液体量を測定する液体量測定部を含んでもよい。
この構成によれば、液体量測定部で気液分離タンク部内の液体量を測定して、気液分離タンク部内の液体量を一定に保つことが可能になり、ユースポイントで必要とされる分だけ供給液体(例えばオゾン水など)を製造することができる。
また、本発明の供給液体製造装置では、前記液体量調整部は、前記流量測定部と、前記混合部に供給される液体の流量を測定する第2の流量測定部とを含んでもよい。
この構成によれば、混合部に供給される液体の流量を測定するとともに、気液分離タンク部から排出される(ユースポイントに供給される)液体の流量を測定して、混合部に供給される液体の流量と気液分離タンクから排出される液体の流量を同じにすることにより、気液分離タンク部内の液体量を一定に保つことが可能になり、ユースポイントで必要とされる分だけ供給液体(例えばオゾン水など)を製造することができる。
また、本発明の供給液体製造装置では、前記第1原料は水であり、前記第2原料はオゾンガスまたはケミカル原料であってもよい。
この構成によれば、混合部で水とオゾンガスを混合してオゾン水を製造することができる。または、混合部で水とケミカル原料(例えばアンモニアなど)を混合してケミカル水(例えばアンモニア水など)を製造することができる。この場合、昇圧ポンプ部が混合部の前段(混合部より上流側)に配置されているので、昇圧ポンプ部には水しか通されない。したがって、昇圧ポンプ部が混合部の後段に設けられる場合に比べて、昇圧ポンプ部の寿命が長くなる。
本発明の供給液体製造方法は、第1原料を昇圧ポンプ部で昇圧して混合部に供給するステップと、前記第1原料と第2原料を前記混合部で混合して混合液体を生成するステップと、前記混合部により生成された前記混合液体を、ユースポイントに供給される供給液体と、排気口から排出される排出気体とに気液分離タンク部で気液分離するステップと、前記気液分離タンク部から前記ユースポイントに供給される前記供給液体の流量を測定するステップと、測定した前記供給液体の流量に応じて、前記昇圧ポンプ部を制御して、前記混合部に昇圧して供給する前記第1原料の圧力を調整するステップと、前記気液分離タンク部内の液体量を一定に保つように、前記排出気体の排気圧力を制御するステップと、を含んでいる。
この製造方法によっても、ユースポイントに供給される液体(供給液体)の流量を、気液分離をした後に測定するので、第1原料と第2原料を混合することにより発生する気体(排出気体)の気泡の影響を受けることなく、供給液体の流量を正確に測定することができる。そして、このように測定した供給液体の流量に応じて第1の原料(混合部に昇圧して供給される)の圧力(ないし流量)が調整されるとともに、排出気体の排気圧力が制御されて気液分離タンク部内の液体量(ないし圧力)が一定に保たれる。これにより、ユースポイントで必要とされる分だけ供給液体(例えばオゾン水など)を製造することができる。
本発明の供給液体製造装置は、第1原料と第2原料を混合して混合液体を生成する混合部と、前記混合部に供給される前記第1原料の流量を変更するポンプ部と、前記混合部により生成された前記混合液体を、ユースポイントに供給される供給液体と、排気口から排出される排出気体とに気液分離する気液分離タンク部と、前記気液分離タンク部から前記ユースポイントに供給される前記供給液体の流量を測定する第1流量測定部と、前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を調整する排気バルブと、前記ユースポイントに供給される前記供給液体の流量を一定流量に保つように、前記流量測定部で測定した前記供給液体の流量に応じて、前記排気バルブを制御して前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を調整する排気制御部と、を備え、前記排気制御部は、前記第1流量測定部で測定した前記供給液体の流量が前記一定流量に対して増加した場合には前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を増加させ、前記第1流量測定部で測定した前記供給液体の流量が前記一定流量に対して減少した場合には前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を減少させる。
この構成によれば、ユースポイントに供給される供給液体の流量が目標となる一定流量に対して増加した場合、すなわち、第1流量測定部で測定される供給液体の流量が目標となる一定流量に対して増加した場合には、排気口から排出される排出気体の排出量を増加させて、気液分離タンク部内の圧力を下げることにより、ユースポイントに供給する供給液体の流量を減少させる。一方、ユースポイントに供給される供給液体の流量が目標となる一定流量に対して減少した場合、すなわち、第1流量測定部で測定される供給液体の流量が目標となる一定流量に対して減少した場合には、排気口から排出される排出気体の排出量を減少させて、気液分離タンク部内の圧力を上げることにより、ユースポイントに供給する供給液体の流量を増加させる。このようにして、ユースポイントに供給される供給液体の流量を一定に保つことができる。
また、本発明の供給液体製造装置は、前記第1流量測定部で測定した前記供給液体の流量に応じて、前記ポンプ部を制御して前記混合部に供給する前記第1原料の流量を調整する流量制御部、を備え、前記流量制御部は、前記第1流量測定部で測定した前記供給液体の流量と前記混合部に供給する前記第1原料の流量が同じになるように制御してよい。
この構成によれば、第1流量測定部で測定した供給液体の流量と混合部に供給する第1原料の流量が同じになるように、混合部に供給する第1原料の流量を調整するので、気液分離タンク部内の液体量を一定に保つことができる。
また、本発明の供給液体製造装置は、前記混合部に供給する前記第1原料の流量を測定する第2流量測定部を備えてよい。
この構成によれば、第2流量測定部で測定された流量が前記第1流量測定部で測定された流量と同じになるように、前記混合部に供給する前記第1原料の流量を調整することができる。
また、本発明の供給液体製造装置は、前記気液分離タンク部内の液体量を検知する液体量測定部を有し、前記昇圧制御部は、前記液体量測定部で測定した前記気液分離タンク部内の液体量が所定の液体量に対して増加した場合には前記混合部に供給する前記第1原料の流量を少なくし、前記液体量測定部で測定した前記気液分離タンク部内の液体量が所定の液体量に対して減少した場合には前記混合部に供給する前記第1原料の流量を増やしてよい。
この構成によれば、前記混合部に供給する前記第1原料の流量を測定しなくても、気液分離タンク部内の液体量を検知することで、気液分離タンク部内の液体量を一定に保つように前記混合部に供給する前記第1原料の流量を調整することができる。
本発明の供給液体製造方法は、第1原料と第2原料を混合部で混合して混合液体を生成するステップと、前記混合部で生成された前記混合液体を、ユースポイントに供給される供給液体と、排気口から排出される排出気体とに気液分離タンク部で気液分離するステップと、前記気液分離タンク部から前記ユースポイントに供給される前記供給液体の流量を第1流量測定部で測定するステップと、前記ユースポイントに供給される前記供給液体の流量を一定流量に保つように、前記第1流量測定部で測定した前記供給液体の流量に応じて、前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を排気バルブで調整するステップと、を含み、前記排出気体の排出量を調整するステップでは、前記第1流量測定部で測定した前記供給液体の流量が前記一定流量に対して増加した場合には前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を増加させ、前記流量測定部で測定した前記供給液体の流量が前記一定流量に対して減少した場合には前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を減少させる。
この製造方法によっても、ユースポイントに供給される供給液体の流量が目標となる一定流量に対して増加した場合、すなわち、流量測定部で測定される供給液体の流量が目標となる一定流量に対して増加した場合には、排気口から排出される排出気体の排出量を増加させて、気液分離タンク部内の圧力を下げることにより、ユースポイントに供給する供給液体の流量を減少させる。一方、ユースポイントに供給される供給液体の流量が目標となる一定流量に対して減少した場合、すなわち、流量測定部で測定される供給液体の流量が目標となる一定流量に対して減少した場合には、排気口から排出される排出気体の排出量を減少させて、気液分離タンク部内の圧力を上げることにより、ユースポイントに供給する供給液体の流量を増加させる。このようにして、ユースポイントに供給される供給液体の流量を一定に保つことができる。
本発明の供給液体製造装置は、第1原料と第2原料を混合して混合液体を生成する混合部と、前記混合部に供給される前記第1原料の流量を変更するポンプ部と、前記混合部により生成された前記混合液体を、ユースポイントに供給される供給液体と、排気口から排出される排出気体とに気液分離する気液分離タンク部と、前記気液分離タンク部から前記ユースポイントに供給される前記供給液体の圧力を測定する圧力測定部と、前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を調整する排気バルブと、前記ユースポイントに供給される前記供給液体の圧力を一定圧力に保つように、前記圧力測定部で測定した前記供給液体の圧力に応じて、前記排気バルブを制御して前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を調整する排気制御部と、を備え、前記排気制御部は、前記圧力測定部で測定した前記供給液体の圧力が前記一定圧力に対して増加した場合には前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を増加させ、前記圧力測定部で測定した前記供給液体の圧力が前記一定圧力に対して減少した場合には前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を減少させる。
この構成によれば、ユースポイントに供給される供給液体の圧力が増加した場合、すなわち、圧力測定部で測定される供給液体の圧力が増加した場合には、排気口から排出される排出気体の排出量を増加させて、気液分離タンク部内の圧力を下げることにより、ユースポイントに供給する供給液体の圧力を減少させる。一方、ユースポイントに供給される供給液体の圧力が減少した場合、すなわち、圧力測定部で測定される供給液体の圧力が減少した場合には、排気口から排出される排出気体の排出量を減少させて、気液分離タンク部内の圧力を上げることにより、ユースポイントに供給する供給液体の圧力を増加させる。このようにして、ユースポイントに供給される供給液体の圧力を一定に保つことができる。
また、本発明の供給液体製造装置は、前記気液分離タンク部から前記ユースポイントに供給される前記供給液体の流量を測定する第1流量測定部と、前記第1流量測定部で測定した前記供給液体の流量に応じて、前記ポンプ部を制御して前記混合部に供給する前記第1原料の流量を調整する流量制御部と、を備え、前記流量制御部は、前記第1流量測定部で測定した前記供給液体の流量と前記混合部に供給する前記第1原料の流量が同じになるように制御してよい。
この構成によれば、第1流量測定部で測定した供給液体の流量と混合部に供給する第1原料の流量が同じになるように、混合部に供給する第1原料の流量を調整するので、気液分離タンク部内の液体量を一定に保つことができる。
また、本発明の供給液体製造装置は、前記混合部に供給する前記第1原料の流量を測定する第2流量測定部を備えてよい。
この構成によれば、第2流量測定部で測定された流量が前記第1流量測定部で測定された流量と同じになるように、前記混合部に供給する前記第1原料の流量を調整することができる。
また、本発明の供給液体製造装置は、前記気液分離タンク部内の液体量を検知する液体量測定部を有し、前記流量制御部は、前記液体量測定部で測定した前記気液分離タンク部内の液体量が所定の液体量に対して増加した場合には前記混合部に供給する前記第1原料の流量を少なくし、前記液体量測定部で測定した前記気液分離タンク部内の液体量が所定の液体量に対して減少した場合には前記混合部に供給する前記第1原料の流量を増やしてもよい。
この構成によれば、前記混合部に供給する前記第1原料の流量を測定しなくても、気液分離タンク部内の液体量を検知することで、気液分離タンク部内の液体量を一定に保つように前記混合部に供給する前記第1原料の流量を調整することができる。
本発明の供給液体製造方法は、第1原料と第2原料を混合して混合部で混合液体を生成するステップと、前記混合部で生成された前記混合液体を、ユースポイントに供給される供給液体と、排気口から排出される排出気体とに気液分離タンク部で気液分離するステップと、前記気液分離タンク部から前記ユースポイントに供給される前記供給液体の圧力を圧力測定部で測定するステップと、前記ユースポイントに供給される前記供給液体の圧力を一定圧力に保つように、前記圧力測定部で測定した前記供給液体の圧力に応じて、前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を排気バルブで調整するステップと、を含み、前記排出気体の排出量を調整するステップでは、前記圧力測定部で測定した前記供給液体の圧力が一定圧力に対して増加した場合には前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を増加させ、前記圧力測定部で測定した前記供給液体の圧力が一定圧力に対して減少した場合には前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を減少させる。
この製造方法によっても、ユースポイントに供給される供給液体の圧力が目標となる一定圧力に対して増加した場合、すなわち、圧力測定部で測定される供給液体の圧力が目標となる一定圧力に対して増加した場合には、排気口から排出される排出気体の排出量を増加させて、気液分離タンク部内の圧力を下げることにより、ユースポイントに供給する供給液体の圧力を減少させる。一方、ユースポイントに供給される供給液体の圧力が目標となる一定圧力に対して減少した場合、すなわち、圧力測定部で測定される供給液体の圧力が目標となる一定圧力に対して減少した場合には、排気口から排出される排出気体の排出量を減少させて、気液分離タンク部内の圧力を上げることにより、ユースポイントに供給する供給液体の圧力を増加させる。このようにして、ユースポイントに供給される供給液体の圧力を一定に保つことができる。
本発明の供給液体製造装置は、第1原料と第2原料を混合して混合液体を生成する混合部と、前記混合部に供給される前記第1原料の流量を変更するポンプ部と、前記混合部により生成された前記混合液体を、ユースポイントに供給される供給液体と、排気口から排出される排出気体とに気液分離する気液分離タンク部と、前記気液分離タンク部から前記ユースポイントに供給される前記供給液体の流量を測定する第1流量測定部と、前記気液分離タンク部から前記ユースポイントに供給される前記供給液体の圧力を測定する圧力測定部と、前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を調整する排気バルブと、前記ユースポイントに供給される前記供給液体の流量を一定流量に保つように、前記第1流量測定部で測定した前記供給液体の流量に応じて、前記排気バルブを制御して前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を調整する流量一定制御部と、前記ユースポイントに供給される前記供給液体の圧力を一定圧力に保つように、前記圧力測定部で測定した前記供給液体の圧力に応じて、前記排気バルブを制御して前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を調整する圧力一定制御部と、前記流量一定制御部により前記排出気体の排出量を調整する流量一定制御と、前記圧力一定制御部により前記排出気体の排出量を調整する圧力一定制御のいずれか一方を選択する制御選択部と、を備え、前記制御選択部により前記流量一定制御が選択された場合には、前記流量一定制御部は、前記第1流量測定部で測定した前記供給液体の流量が前記一定流量に対して増加したときに前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を増加させ、前記流量測定部で測定した前記供給液体の流量が前記一定流量に対して減少したときに前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を減少させ、前記制御選択部により前記圧力一定制御が選択された場合には、前記圧力一定制御部は、前記圧力測定部で測定した前記供給液体の圧力が前記一定圧力に対して増加したときに前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を増加させ、前記圧力測定部で測定した前記供給液体の圧力が前記一定圧力に対して減少したときに前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を減少させる。
この構成によれば、ユースポイントに供給される供給液体の流量を一定に保つ制御(流量一定制御)と、ユースポイントに供給される供給液体の圧力を一定に保つ制御(圧力一定制御)を選択することができる。
流量一定制御では、ユースポイントに供給される供給液体の流量が目標となる一定流量に対して増加した場合、すなわち、流量測定部で測定される供給液体の流量が目標となる一定流量に対して増加した場合には、排気口から排出される排出気体の排出量を増加させて、気液分離タンク部内の圧力を下げることにより、ユースポイントに供給する供給液体の流量を減少させる。一方、ユースポイントに供給される供給液体の流量が目標となる一定流量に対して減少した場合、すなわち、流量測定部で測定される供給液体の流量が目標となる一定流量に対して減少した場合には、排気口から排出される排出気体の排出量を減少させて、気液分離タンク部内の圧力を上げることにより、ユースポイントに供給する供給液体の流量を増加させる。このようにして、ユースポイントに供給される供給液体の流量を一定に保つことができる。
圧力一定制御では、ユースポイントに供給される供給液体の圧力が目標となる一定圧力に対して増加した場合、すなわち、圧力測定部で測定される供給液体の圧力が目標となる一定圧力に対して増加した場合には、排気口から排出される排出気体の排出量を増加させて、気液分離タンク部内の圧力を下げることにより、ユースポイントに供給する供給液体の圧力を減少させる。一方、ユースポイントに供給される供給液体の圧力が目標となる一定圧力に対して減少した場合、すなわち、圧力測定部で測定される供給液体の圧力が目標となる一定圧力に対して減少した場合には、排気口から排出される排出気体の排出量を減少させて、気液分離タンク部内の圧力を上げることにより、ユースポイントに供給する供給液体の圧力を増加させる。このようにして、ユースポイントに供給される供給液体の圧力を一定に保つことができる。
本発明の供給液体製造方法は、第1原料と第2原料を混合部で混合して混合液体を生成するステップと、前記混合部で生成された前記混合液体を、ユースポイントに供給される供給液体と、排気口から排出される排出気体とに気液分離タンク部で気液分離するステップと、前記気液分離タンク部から前記ユースポイントに供給される前記供給液体の流量を流量測定部で測定するステップと、前記気液分離タンク部から前記ユースポイントに供給される前記供給液体の圧力を圧力測定部で測定するステップと、前記ユースポイントに供給される前記供給液体の流量を一定流量に保つように、前記流量測定部で測定した前記供給液体の流量に応じて、前記排気バルブを制御して前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を調整する流量一定制御と、前記ユースポイントに供給される前記供給液体の圧力を一定圧力に保つように、前記圧力測定部で測定した前記供給液体の圧力に応じて、前記排気バルブを制御して前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を調整する圧力一定制御と、のいずれか一方を選択するステップと、を含み、前記流量一定制御が選択された場合には、前記流量測定部で測定した前記供給液体の流量が前記一定流量に対して増加したときに前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を増加させ、前記流量測定部で測定した前記供給液体の流量が前記一定流量に対して減少したときに前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を減少させ、前記圧力一定制御が選択された場合には、前記圧力測定部で測定した前記供給液体の圧力が前記一定圧力に対して増加したときに前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を増加させ、前記圧力測定部で測定した前記供給液体の圧力が前記一定圧力に対して減少したときに前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を減少させる。
この製造方法によっても、ユースポイントに供給される供給液体の流量を一定に保つ制御(流量一定制御)と、ユースポイントに供給される供給液体の圧力を一定に保つ制御(圧力一定制御)を選択することができる。
流量一定制御では、ユースポイントに供給される供給液体の流量が目標となる一定流量に対して増加した場合、すなわち、流量測定部で測定される供給液体の流量が目標となる一定流量に対して増加した場合には、排気口から排出される排出気体の排出量を増加させて、気液分離タンク部内の圧力を下げることにより、ユースポイントに供給する供給液体の流量を減少させる。一方、ユースポイントに供給される供給液体の流量が目標となる一定流量に対して減少した場合、すなわち、流量測定部で測定される供給液体の流量が目標となる一定流量に対して減少した場合には、排気口から排出される排出気体の排出量を減少させて、気液分離タンク部内の圧力を上げることにより、ユースポイントに供給する供給液体の流量を増加させる。このようにして、ユースポイントに供給される供給液体の流量を一定に保つことができる。
圧力一定制御では、ユースポイントに供給される供給液体の圧力が目標となる一定圧力に対して増加した場合、すなわち、圧力測定部で測定される供給液体の圧力が目標となる一定圧力に対して増加した場合には、排気口から排出される排出気体の排出量を増加させて、気液分離タンク部内の圧力を下げることにより、ユースポイントに供給する供給液体の圧力を減少させる。一方、ユースポイントに供給される供給液体の圧力が目標となる一定圧力に対して減少した場合、すなわち、圧力測定部で測定される供給液体の圧力が目標となる一定圧力に対して減少した場合には、排気口から排出される排出気体の排出量を減少させて、気液分離タンク部内の圧力を上げることにより、ユースポイントに供給する供給液体の圧力を増加させる。このようにして、ユースポイントに供給される供給液体の圧力を一定に保つことができる。
本発明によれば、ユースポイントで必要とされる分だけ供給液体(例えばオゾン水など)を製造することができる。さらに、本発明によれば、オゾン水とオゾンガスとを共存させた気液混合状態で、ユースポイントまで、オゾン水(供給液体)を適正量供給させることができる。
本発明の第1の実施の形態における供給液体製造装置の構成を示す説明図である。 本発明の第2の実施の形態における供給液体製造装置の構成を示す説明図である。 本発明の第3の実施の形態における供給液体製造装置の構成を示す説明図である。 本発明の第3の実施の形態における流量一定制御の説明図である。 本発明の第4の実施の形態における供給液体製造装置の構成を示す説明図である。 従来のオゾン水供給装置の構成を示す説明図である。
以下、本発明の実施の形態の供給液体製造装置について、図面を用いて説明する。本実施の形態では、半導体デバイスや液晶などの電子部品の洗浄に用いられるオゾン水などの製造に用いられる供給液体製造装置の場合を例示する。
なお、本明細書において「圧力一定」、「一定の圧力」とは、ある所定または任意の時間間隔内における平均圧力値が一定、あるいは実質的に一定であることをいう。また、本明細書において「流量一定」、「一定の流量」とは、ある所定または任意の時間間隔内における平均流量値が一定、あるいは実質的に一定であることをいう。さらにまた、本明細書において「濃度一定」、「一定の濃度」とは、ある液体中に溶存している化学種の、所定または任意の時間間隔内における平均的な成分濃度の値が一定、あるいは実質的に一定であることをいう。
(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態の供給液体製造装置の構成を、図面を参照して説明する。図1は、本実施の形態の供給液体製造装置の構成を示す説明図である。図1に示すように、供給液体製造装置100は、原料となる第1ガス(O2ガス)と第2ガス(CO2ガス、N2ガス、またはCO2ガスとN2ガスの混合気体)の供給源101、102と、それぞれのガス(第1ガスと第2ガス)の流量を制御する流量コントローラ103、104を備えている。なお、第2ガス(CO2ガス、N2ガス、またはCO2ガスとN2ガスの混合気体)は必ずしも必須ではなく、第1ガス(O2ガス)のみを用いてもよい。第1ガスと第2ガスは、圧力センサ105で圧力を測定された後、オゾンガス生成部106へ送られる。オゾンガス生成部106で生成されたオゾンガスは、オゾン水生成部107へ送られる。
また、供給液体製造装置100は、第1原料である水(超純水)の供給源108を備えている。この供給液体製造装置100には、第1原料である水の中の余剰ガス(酸素、窒素、炭酸ガスなど)を除去するために、脱気処理をする脱気処理部109が備えられている。なお、脱気処理は、例えば脱気処理膜を介して真空引きを行うなどの公知の方法を利用することができる。また、供給液体製造装置100には、第1原料である水の流量を調整するためのバルブ110と、第1原料である水の流量を測定するための流量計111が設けられている。第1原料である水は、流量計111で流量が測定された後、昇圧ポンプ(あるいは単にポンプともいう。以下、同じ。)112へ送られ、昇圧ポンプ112で圧力を調整(昇圧)された後、オゾン水生成部107へ送られる。オゾン水生成部107へ送られる水の圧力は、例えば、0.1〜1.0MPaに設定される。そして、ポンプ112の圧力を変更することにより、オゾン水生成部107へ送られる水の流量が調整される。
オゾン水生成部107は、水(第1原料)とオゾンガス(第2原料)を混合してオゾン水(混合液体)を生成する混合器113を備えている。混合器113は、ベンチュリー効果を利用して水とガスを混合するものが望ましい。そのような混合器113として、例えば、アスピレータやエジェクターなどが用いられる。生成されたオゾン水は、気液分離タンク114に送られる。気液分離タンク114では、混合器113で生成されたオゾン水(混合液体)が、オゾン水(供給液体)と排ガス(排出気体)に気液分離される。この気液分離タンク114には、オゾン水の水位を測定するための水位センサ115が設けられている。気液分離されたオゾン水(供給液体)は、圧力センサ116で圧力が測定され、流量計117で流量が測定された後、バルブ118を介してユースポイント119(例えば、多チャンバー式の枚葉型洗浄装置など)に送られる。
また、気液分離されたオゾン水(供給液体)は、オゾン水濃度計120で濃度が測定された後、ドレン121から排出される。一方、気液分離された排ガス(排出気体)は、気液分離タンク114からバルブ122を介して排ガス分解触媒123へ送られて分解処理された後、圧力リリーフバルブ124で大気圧に戻されてから、排出口125から排出される。圧力リリーフバルブ124では、急激な圧力変動を防いで圧力を一定に保つことができる点で、エアー制御式のリリーフ弁を採用することが望ましい。なお、急激な圧力変動が発生するおそれがない場合には、バネ式のリリーフ弁を採用することもできる。バネ式のリリーフ弁は、エアー制御式のリリーフ弁に比べて安価であり、低コスト化を図るうえで有利である。
供給液体製造装置100は、流量制御部(すなわち、昇圧制御部)126と排気圧力制御部127を備えている。流量制御部(すなわち、昇圧制御部)126は、流量計111で測定した水流量、または、流量計117で測定したオゾン水の流量に応じて、昇圧ポンプ112を制御して、混合器113に昇圧して供給する水の圧力を調整する。より具体的には、例えば、流量計117で測定したオゾン水の流量値を受信し、受信した流量値に応じて昇圧ポンプ112を制御する制御信号を生成し、この制御信号を昇圧ポンプ112に送信して、昇圧ポンプ112に設けられた図示しない駆動部を制御することによりポンプの回転数を制御し、混合器113に供給する水の圧力(あるいは流量)を調整することができる。また、排気圧力制御部127は、流量計111で測定した水の流量、流量計117で測定したオゾン水の流量、オゾン水濃度計120で測定したオゾン水の濃度に応じて、圧力リリーフバルブ124を制御して、気液分離タンク114内の水位を一定に保つように排ガスの排気圧力を調整する。
この供給液体製造装置100は、気液分離タンク114の水位を一定に調整することができる。例えば、気液分離タンク114内の水位を水位センサ115で測定することにより、気液分離タンク114の水位を一定に調整することができる。また、流量計111で測定される水の流量と流量計117で測定されるオゾン水の流量が同じになるように流量を制御することにより、気液分離タンク114の水位を一定に調整することができる。
以上のように構成された第1の実施の形態の供給液体製造装置100について、その動作を説明する。
第1の実施の形態の供給液体製造装置100を用いてオゾン水を製造する場合には、まず、原料となる第1ガス(O2ガス)と第2ガス(CO2ガス、N2ガス、またはCO2ガスとN2ガスの混合気体)を供給源101、102から供給する。第1ガスと第2ガスの流量は、流量コントローラ103、104によって制御される。また、第1原料である水(純水)を供給源108から供給する。水の流量は、流量計111によって測定される。流量コントローラ103、104は、流量計111により測定される水の流量に応じて、第1ガスと第2ガスの流量を制御する。すなわち、所定の濃度のオゾン水を生成するために、水の流量と第1ガスと第2ガスの流量の関係を予め求めておき、流量計111により測定される水の流量に応じて、第1ガスと第2ガスの流量を制御する。
第1ガスと第2ガスは、圧力センサ105で圧力を測定した後、オゾンガス生成部106へ送られる。オゾンガス生成部106では、放電によって、第1ガス(O2ガス)と第2ガス(CO2ガス、N2ガス、またはCO2ガスとN2ガスの混合気体)からオゾンガスが生成される。生成されたオゾンガス(第2原料)は、オゾン水生成部107へ送られる。一方、水(第1原料)は、流量計111で流量が測定された後、昇圧ポンプ112へ送られ、昇圧ポンプ112で圧力を調整された後、オゾン水生成部107へ送られる。昇圧ポンプ112は、流量制御部126によって制御され、0.1MPa〜1MPaの圧力範囲内でオゾン水生成部107へ送る水の圧力を調整する。昇圧ポンプ112としては、例えば遠心ポンプなどが用いられる。
オゾン水生成部107の混合器113では、水とオゾンガスを混合してオゾン水が生成され、生成されたオゾン水は、気液分離タンク114へ送られる。気液分離タンク114では、混合器113で生成されたオゾン水(混合液体)が、オゾン水(供給液体)と排ガス(排出気体)に気液分離される。気液分離されたオゾン水(供給液体)は、圧力センサ116で圧力が測定され、流量計117で流量が測定された後、バルブ118を介してユースポイント119(例えば、多チャンバー式の枚葉型洗浄装置)に送られる。この場合、流量制御部126は、流量計111または流量計117で測定した流量に応じて昇圧ポンプ112を制御する。
一方、排ガス(排出気体)は、バルブ122を介して排ガス分解触媒123へ送られて分解処理された後、圧力リリーフバルブ124で大気圧に戻されてから、排出口125から排出される。この場合、排気圧力制御部127は、流量計111で測定した水の流量、流量計117で測定したオゾン水の流量、オゾン水濃度計120で測定したオゾン水の濃度に応じて、圧力リリーフバルブ124を制御して、気液分離タンク114内の水位を一定に保つように排ガスの排気圧力を調整する。また、排気圧力制御部は、水位センサ115で測定した気液分離タンク114内の水位に応じて、圧力リリーフバルブ124を制御して、気液分離タンク114内の水位を一定に保つように排ガスの排気圧力を調整する。
このような第1の実施の形態の供給液体製造装置100によれば、ユースポイント119に供給される供給液体(オゾン水)の流量を、気液分離をした後に測定するので、第1原料(水)と第2原料(オゾンガス)を混合することにより発生する気体(排ガス)の気泡の影響を受けることなく、供給液体(オゾン水)の流量を正確に測定することができる。そして、このように測定した供給液体(オゾン水)の流量に応じて第1の原料である水(混合部に昇圧して供給される)の圧力が調整されるとともに、排ガスの排気圧力が制御されて気液分離タンク114内の水位が一定に保たれる。これにより、ユースポイント119で必要とされる分だけ供給液体(オゾン水)を製造することができる。
また、本実施の形態では、気液分離タンク114内の水位を一定に保つことができるので、ユースポイント119で必要とされる分だけ供給液体(オゾン水)を製造することができる。例えば、水位センサ115で気液分離タンク114内の水位を測定する。これにより、気液分離タンク114内の水位を一定に保つことが可能になり、ユースポイント119で必要とされる分だけ供給液体(オゾン水)を製造することができる。
あるいは、混合器113に供給される水の流量を流量計111で測定するとともに、気液分離タンク114から排出される(ユースポイント119に供給される)オゾン水の流量を測定する。そして、混合器113に供給される水の流量と気液分離タンク114から排出されるオゾン水の流量を同じにすることにより、気液分離タンク114内の液体量を一定に保つことが可能になり、ユースポイント119で必要とされる分だけ供給液体(オゾン水)を製造することができる。
また、本実施の形態では、混合器113で水とオゾンガスを混合してオゾン水を製造することができる。この場合、昇圧ポンプ112が混合器113の前段(混合器113より上流側)に配置されているので、昇圧ポンプ112には水しか通されない(昇圧ポンプ112にオゾン水は通されない)。したがって、昇圧ポンプ112が混合器113の後段に設けられる場合(昇圧ポンプ112にオゾン水が通される場合)に比べて、昇圧ポンプ112の寿命が長くなる。
(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態の供給液体製造装置について説明する。ここでは、第2の実施の形態の供給液体製造装置が、第1の実施の形態と相違する点を中心に説明する。ここで特に言及しない限り、本実施の形態の構成および動作は、第1の実施の形態と同様である。
図2は、本実施の形態の供給液体製造装置の構成を示す説明図である。図2に示すように、供給液体製造装置200は、第1原料である水(超純水)の供給源201と第2原料であるケミカル原料(例えばアンモニアなど)の供給源202を備えている。また、供給液体製造装置200には、第1原料である水の流量を調整するためのバルブ203と、第1原料である水の流量を測定するための流量計204が設けられている。第1原料である水は、流量計204で流量が測定された後、昇圧ポンプ205へ送られ、昇圧ポンプ205で圧力を調整(昇圧)された後、混合器206へ送られる。第2原料であるケミカル原料も、混合器206へ送られる。
混合器206は、水とケミカル原料(アンモニア)を混合して、ケミカル水(アンモニア水)を生成する。生成されたケミカル水(アンモニア水)は、気液分離タンク207に送られる。気液分離タンク207では、混合器206で生成されたケミカル水(混合液体)が、ケミカル水(供給液体)と排ガス(排出気体)に気液分離される。この気液分離タンク207には、ケミカル水の上限水位および下限水位を測定するための2つの水位センサ208、209が設けられている。気液分離されたケミカル水(供給液体)は、圧力センサ210で圧力が測定され、流量計211で流量が測定された後、バルブ212を介してユースポイント213(例えば、多チャンバー式の枚葉型洗浄装置など)に送られる。
一方、気液分離された排ガス(排出気体)は、気液分離タンク207からバルブ214を介して圧力リリーフバルブ215へ送られて、圧力リリーフバルブ215で大気圧に戻されてから、排出口216から排出される。
また、供給液体製造装置200は、流量制御部(すなわち、昇圧制御部)217と排気圧力制御部218を備えている。流量制御部(すなわち、昇圧制御部)217は、流量計204または流量計211で測定したケミカル水(アンモニア水)の流量に応じて、昇圧ポンプ205を制御して、混合器206に昇圧して供給する水の圧力を調整する。より具体的には、流量計204または流量計211で測定した流量値を受信し、受信した流量値に応じて昇圧ポンプ205を制御する制御信号を生成し、この制御信号を昇圧ポンプ205に送信して、昇圧ポンプ205に設けられた図示しない駆動部を制御することによりポンプの回転数を制御し、混合器206に供給する水の圧力(あるいは流量)を調整することができる。また、排気圧力制御部218は、流量計204で測定した水の流量、流量計211で測定したアンモニア水の流量に応じて、圧力リリーフバルブ215を制御して、気液分離タンク207内の水位を一定に保つように排ガスの排気圧力を調整する。
この供給液体製造装置200は、気液分離タンク207の水位を一定に調整することができる。例えば、気液分離タンク207内の上限水位と下限水位を2つの水位センサ208、209で測定することにより、気液分離タンク207の水位を一定に調整することができる。また、流量計204で測定される水の流量と流量計211で測定されるケミカル水(アンモニア水)の流量が同じになるように流量を制御することにより、気液分離タンク207の水位を一定に調整することができる。
このような第2の実施の形態の供給液体製造装置によっても、第1の実施の形態と同様の作用効果が奏される。本実施の形態では、混合部で水とケミカル原料(例えばアンモニアなど)を混合してケミカル水(例えばアンモニア水など)を製造することができる。
(第3の実施の形態)
次に、本発明の第3の実施の形態の供給液体製造装置について説明する。ここでは、第3の実施の形態の供給液体製造装置が、第1の実施の形態と相違する点を中心に説明する。ここで特に言及しない限り、本実施の形態の構成および動作は、第1の実施の形態と同様である。
図3は、本実施の形態の供給液体製造装置の構成を示す説明図である。図3に示すように、供給液体製造装置300は、原料となる第1ガス(O2ガス)と第2ガス(CO2ガス、N2ガス、またはCO2ガスとN2ガスの混合気体)の供給源301、302と、それぞれのガス(第1ガスと第2ガス)の流量を制御する流量コントローラ303、304を備えている。なお、第2ガス(CO2ガス、N2ガス、またはCO2ガスとN2ガスの混合気体)は必ずしも必須ではなく、第1ガス(O2ガス)のみを用いてもよい。第1ガスと第2ガスは、圧力センサ305で圧力を測定された後、オゾンガス生成部306へ送られる。このオゾンガス生成部306では、無声放電方式、電気分解方式、あるいは紫外線ランプ方式を採用して、オゾンガスを生成する構成とされている。オゾンガス生成部306で生成されたオゾンガスは、混合部307へ送られる。なお、圧力センサ305で測定された圧力値を用いて、流量コントローラ303、304にて第1ガスと第2ガスの流量が適正範囲内となっているかを監視することができる。
また、供給液体製造装置300は、第1原料である水(超純水)の供給源308を備えている。また、供給液体製造装置100には、第1原料である水の供給をオンオフするバルブ309と、第1原料である水の流量を測定するための流量計310が設けられている。第1原料である水は、流量計310で流量が測定された後、ポンプ311へ送られ、ポンプ311で流量を調整された後、混合部307へ送られる。ここで、ポンプ311は、例えば遠心ポンプが用いられる。以下では、ポンプ311は遠心ポンプを例として説明する。なお、流量計310が第2流量測定部に相当する。
混合部307は、水(第1原料)とオゾンガス(第2原料)を混合してオゾン水(混合液体)を生成する。混合部307は、ベンチュリー効果を利用して水とガスを混合するものが望ましく、例えばアスピレータやエジェクターなどが用いられる。
混合部307で生成されたオゾン水は、気液分離タンク312に送られる。気液分離タンク312では、混合部307で生成されたオゾン水(混合液体)が、オゾン水(供給液体)と排ガス(排出気体)に気液分離される。この気液分離タンク312には、オゾン水の水位を測定するための水位センサ313が設けられている。水位センサ313は、例えば気液分離タンク312内の所定の高さに設置され、オゾン水の液面が水位センサ313の高さよりも上であるか下であるかを検知するセンサである。あるいは、水位センサ313は気液分離タンク312内のオゾン水の水位(液量)を常に測定するものであってもよい。気液分離されたオゾン水(供給液体)は、オゾン水濃度計314で濃度が測定され、流量計315で流量が測定され、圧力センサ316で圧力が測定された後に、バルブ317を介してユースポイント318(例えば、多チャンバー式の枚葉型洗浄装置など)またはドレン319に送られる。
なお、本装置の定常運転中においてユースポイントでオゾン水を使用しないタイミングでは、バルブ317をドレン319側に切り替えて最小流量でオゾン水をドレン319に流すようにしている。これは、オゾン水の品質を一定に保つためである。また、装置の立ち上げ時やメンテナンス時などにおいて不要なオゾン水をドレン319から排出するようにしている。
一方、気液分離された排ガス(排出気体)は、気液分離タンク312からバルブ320を介して排ガス分解触媒321へ送られて分解処理された後、開度調整バルブ322を介して排気口323から排出される。ここでは、流量計315が本発明の第1流量測定部に相当し、圧力センサ316が本発明の圧力測定部に相当する。また、開度調整バルブ322が本発明の排気バルブに相当する。
(流量一定制御)
供給液体製造装置300は、排気制御部324と流量制御部325を備えている。排気制御部324は、ユースポイント318に供給されるオゾン水(供給液体)の流量を一定流量に保つ流量一定制御を行う機能を備えている。ここで、一定流量とは、目標流量とも言い換えられる。一定流量あるいは目標流量とは、供給液体製造装置300において必ずしも固定された値ではなく、ユースポイントで必要とされる流量として任意に設定される。
気液分離タンク312は開度調整バルブ322とつながっており、気液分離タンク312内のオゾン水液面の上部空間の圧力は開度調整バルブ322によって調整される。オゾン水からはオゾンガスが抜けていくため、気液分離タンク322内のオゾン水液面の上部空間の圧力は、経時的に変化する。ユースポイント318に供給されるオゾン水(供給液体)の流量は、ポンプ311の回転数だけでなく、気液分離タンク内の上部空間の圧力によっても影響を受ける。
流量一定制御を行う場合には、排気制御部324は、流量計315で測定したオゾン水(供給液体)の流量に応じて、開度調整バルブ322を制御して排気口323から排出される排ガス(排出気体)の排出量を調整する。より具体的には、排気制御部324は、流量計315で測定したオゾン水(供給液体)の流量が目標となる一定流量に対して増加した場合には排気口323から排出される排ガス(排出気体)の排出量を増加させ、流量計315で測定したオゾン水(供給液体)の流量が目標となる一定流量に対して減少した場合には排気口323から排出される排ガス(排出気体)の排出量を減少させる。
流量制御部325は、流量計315で測定したオゾン水(供給液体)の流量に応じて、ポンプ310の回転数を制御して混合部に供給する第1原料の流量を調整する。
より具体的には、流量計310で測定される混合部に供給する第1原料の流量が、流量計315で測定されるオゾン水(供給液体)の流量と同じになるように制御する。そのため、この実施例では、流量計315で測定した流量値を受信し、受信した流量値に応じてポンプ310の回転数を制御する制御信号を生成し、この制御信号をポンプ310に送信して、ポンプ310の回転数を制御することにより、混合部に供給する流量を調整するようにしている。
また、流量制御部315は、水位センサ313で測定した気液分離タンク312内の液体量が所定の液量よりも増加した場合には混合部に供給する第1原料の流量を減少させ、水位センサ313で測定した気液分離タンク312内の液体量が所定の液量よりも減少した場合には混合部に供給する第1原料の流量を増加させてもよい。より具体的には、気液分離タンク312内のオゾン水の水位がある高さ以上であるか否かを検知する水位センサ313を用いて、オゾン水の水位が水位センサの高さを上回ったら混合部に供給する第1原料の流量を下げる。そして、オゾン水の水位が水位センサの高さを下回ったら混合部に供給する第1原料の流量を上げる。このようにすれば、気液分離タンク312内のオゾン水の水位(液量)を一定に保つことができる。もちろん、2つの水位センサを異なる高さに設置して、オゾン水の水位が一定範囲になるように制御しても良い。オゾン水の水位を一定に保つことが出来れば、基本的にはユースポイント318に供給されるオゾン水(供給液体)の流量と混合部に供給する第1原料の流量が同じになっていることを意味する。
水位センサ313で気液分離タンク312内のオゾン水の水位を検知する構成であれば、オゾン水の水位を一定に保つためには必ずしも流量計310は必要ない。しかし、オゾンガスの濃度を一定に維持するためには水の流量を測定して原料ガスの流量を制御する必要があるので、流量計310も設けることが望ましい。またオゾン水の水位を検知する水位センサ313を用いてオゾン水の水位が一定になるように混合部に供給する第1原料の流量をコントロールする構成であれば、流量計315を設けずに、流量計310のみを設けるようにしても良い。
また、排気制御部324は、水位センサ313で測定した気液分離タンク312内の液体量が所定の液量に対して増加した場合には排気口323から排出される排ガス(排出気体)の排出量を減少させ、気液分離タンク312内の圧力を上げることにより、気液分離タンク312内の液体量を減少させてもよい。一方、水位センサ313で測定した気液分離タンク312内の液体量が所定の液量に対して減少した場合には排気口323から排出される排ガス(排出気体)の排出量を増加させて、気液分離タンク312内の圧力を下げることにより、気液分離タンク312内の液体量を増加させてもよい。このようにしても、気液分離タンク312内の液体量を一定に保つことができる。
このような第3の実施の形態の供給液体製造装置300によれば、流量一定制御が可能である。したがって、ユースポイント318に供給されるオゾン水(供給液体)の流量が目標となる一定流量に対して増加した場合、すなわち、流量計315で測定されるオゾン水(供給液体)の流量が目標となる一定流量に対して増加した場合には、排気口323から排出される排ガス(排出気体)の排出量を増加させて、気液分離タンク312内の圧力を下げることにより、ユースポイント318に供給するオゾン水(供給液体)の流量を減少させる。一方、ユースポイント318に供給されるオゾン水(供給液体)の流量が目標となる一定流量に対して減少した場合、すなわち、流量計315で測定されるオゾン水(供給液体)の流量が目標となる一定流量に対して減少した場合には、排気口323から排出される排ガス(排出気体)の排出量を減少させて、気液分離タンク312内の圧力を上げることにより、ユースポイント318に供給するオゾン水(供給液体)の流量を増加させる。このようにして、ユースポイント318に供給されるオゾン水(供給液体)の流量を一定に保つことができる。気液分離タンク部内の圧力を調整することにより、ユースポイントに供給するオゾン水の流量を応答性よくコントロールすることができる。
(圧力一定制御)
他の実施の形態として、図3に示した供給液体製造装置の構成を用いて、ユースポイント318に供給されるオゾン水(供給液体)の圧力を一定圧力に保つ圧力一定制御を行うこともできる。ここで、一定圧力とは、目標圧力とも言い換えられる。一定圧力あるいは目標圧力とは、供給液体製造装置300において必ずしも固定された値ではなく、供給液体製造装置300が供給するべき供給液体の圧力として任意に設定される。
圧力一定制御を行う場合には、排気制御部324は、圧力センサ316で測定したオゾン水(供給液体)の圧力に応じて、開度調整バルブ322を制御して排気口323から排出される排ガス(排出気体)の排出量を調整する。
より具体的には、ユースポイント318に供給されるオゾン水(供給液体)の圧力が目標となる一定圧力に対して増加した場合、すなわち、圧力センサ316で測定されるオゾン水(供給液体)の圧力が目標となる一定圧力に対して増加した場合には、排気口323から排出される排ガス(排出気体)の排出量を増加させて、気液分離タンク312内の圧力を下げることにより、ユースポイント318に供給するオゾン水(供給液体)の圧力を減少させる。一方、ユースポイント318に供給されるオゾン水(供給液体)の圧力が目標となる一定圧力に対して減少した場合、すなわち、圧力センサ316で測定されるオゾン水(供給液体)の圧力が目標となる一定圧力に対して減少した場合には、排気口323から排出される排ガス(排出気体)の排出量を減少させて、気液分離タンク312内の圧力を上げることにより、ユースポイント318に供給するオゾン水(供給液体)の圧力を増加させる。このようにして、ユースポイント318に供給されるオゾン水(供給液体)の圧力を一定に保つことができる。圧力センサ316で測定され、一定に維持される圧力は、例えば、0.1〜1.0MPaに設定される。
圧力一定制御を行う場合も、混合部に供給する第1原料の流量を、ユースポイントに送るオゾン水の流量と同じになるように制御する。その具体的手段は、流量一定制御で述べた手段と同じである。
また、本実施の形態でも同様に、水位センサ313で測定した気液分離タンク312内の液体量が所定の液量に対して増減した場合に、排気口323から排出される排ガス(排出気体)の排出量を調整して、気液分離タンク312内の液体量を一定に保つようにしてもよい。
図4は、ユースポイントに供給するオゾン水の送水流量を変動させながら圧力一定制御した場合の、オゾン水濃度とオゾン水送水圧力を測定したグラフである。このように本実施の形態によれば、ユースポイントで必要な流量が変動しても、オゾン水の圧力を一定にし、且つオゾン水の濃度を一定に維持しながらオゾン水を供給することができる。
(第3の実施の形態の変形例)
図5には、第3の実施の形態の供給液体製造装置300の変形例が示される。本実施の形態の供給液体製造装置300では、流量一定制御と圧力一定制御を切り替えることが可能である。そのため、本実施の形態の排気制御部324は、流量一定制御を行う流量一定制御部3240と、圧力一定制御を行う圧力一定制御部3241と、流量一定制御と圧力一定制御を切り替える制御選択部3242を備えている。
流量一定制御部3240は、ユースポイント318に供給されるオゾン水(供給液体)の流量を一定に保つように、流量計315で測定したオゾン水(供給液体)の流量に応じて、開度調整バルブ322を制御して排気口323から排出される排ガス(排出気体)の排出量を調整する。
圧力一定制御部3241は、ユースポイント318に供給されるオゾン水(供給液体)の圧力を一定に保つように、圧力センサ316で測定したオゾン水(供給液体)の圧力に応じて、開度調整バルブ322を制御して排気口323から排出される排ガス(排出気体)の排出量を調整する。
制御選択部3242は、流量一定制御部3240により排ガス(排出気体)の排出量を調整する流量一定制御と、圧力一定制御部3241により排ガス(排出気体)の排出量を調整する圧力一定制御のいずれか一方を選択する。例えば、供給液体製造装置300に設けられたタッチパネル(図示せず)などの操作によって、流量一定制御と圧力一定制御の切り替えを行うことができる。また、ユースポイント318からの要求信号に基づいて、流量一定制御と圧力一定制御の切り替えが行われてもよい。
制御選択部3242により流量一定制御が選択された場合、流量一定制御部3240が流量一定制御を行う。より具体的には、流量一定制御部3240は、流量計315で測定したオゾン水(供給液体)の流量が目標となる一定流量に対して増加したときに排気口323から排出される排ガス(排出気体)の排出量を増加させ、流量計315で測定したオゾン水(供給液体)の流量が目標となる一定流量に対して減少したときに排気口323から排出される排ガス(排出気体)の排出量を減少させる。
制御選択部3242により圧力一定制御が選択された場合、圧力一定制御部3241が圧力一定制御を行う。より具体的には、圧力一定制御部3241は、圧力センサ316で測定したオゾン水(供給液体)の圧力が目標となる一定圧力に対して増加したときに排気口323から排出される排ガス(排出気体)の排出量を増加させ、圧力センサ316で測定したオゾン水(供給液体)の圧力が目標となる一定圧力に対して減少したときに排気口323から排出される排ガス(排出気体)の排出量を減少させる。
このような供給液体製造装置300の変形例によれば、ユースポイント318に供給されるオゾン水(供給液体)の流量を一定に保つ制御(流量一定制御)と、ユースポイント318に供給されるオゾン水(供給液体)の圧力を一定に保つ制御(圧力一定制御)を選択することができる。
流量一定制御では、ユースポイント318に供給されるオゾン水(供給液体)の流量が目標となる一定流量に対して増加した場合、すなわち、流量計315で測定されるオゾン水(供給液体)の流量が目標となる一定流量に対して増加した場合には、排気口323から排出される排ガス(排出気体)の排出量を増加させて、気液分離タンク312内の圧力を下げることにより、ユースポイント318に供給するオゾン水(供給液体)の流量を減少させる。一方、ユースポイント318に供給されるオゾン水(供給液体)の流量が目標となる一定流量に対して減少した場合、すなわち、流量計315で測定されるオゾン水(供給液体)の流量が目標となる一定流量に対して減少した場合には、排気口323から排出される排ガス(排出気体)の排出量を減少させて、気液分離タンク312内の圧力を上げることにより、ユースポイント318に供給するオゾン水(供給液体)の流量を増加させる。このようにして、ユースポイント318に供給されるオゾン水(供給液体)の流量を一定に保つことができる。
圧力一定制御では、ユースポイント318に供給されるオゾン水(供給液体)の圧力が目標となる一定圧力に対して増加した場合、すなわち、圧力センサ316で測定されるオゾン水(供給液体)の圧力が目標となる一定圧力に対して増加した場合には、排気口323から排出される排ガス(排出気体)の排出量を増加させて、気液分離タンク312内の圧力を下げることにより、ユースポイント318に供給するオゾン水(供給液体)の圧力を減少させる。一方、ユースポイント318に供給されるオゾン水(供給液体)の圧力が目標となる一定圧力に対して減少した場合、すなわち、圧力センサ316で測定されるオゾン水(供給液体)の圧力が目標となる一定圧力に対して減少した場合には、排気口323から排出される排ガス(排出気体)の排出量を減少させて、気液分離タンク312内の圧力を上げることにより、ユースポイント318に供給するオゾン水(供給液体)の圧力を増加させる。このようにして、ユースポイント318に供給されるオゾン水(供給液体)の圧力を一定に保つことができる。
以上、本発明の実施の形態を例示により説明したが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において目的に応じて変更・変形することが可能である。
例えば、上記の実施の形態では、オゾンガスまたはケミカル原料(アンモニアなど)と水を混合する場合について例示したが、他の薬剤(例えば、H2CO3(炭酸)、HF(フッ酸)、DHF(希フッ酸)、BHF(バッファードフッ酸、すなわちNH4FとHFとの混合物)、HCl(塩酸、希塩酸)、H2SO4(硫酸、希硫酸)、HNO3(硫酸、希硫酸)、王水、又は、これらを混合した酸など)と水を混合することも可能である。
以上のように、本発明にかかる供給液体製造装置は、ユースポイントで必要とされる分だけ供給液体を製造することができるという効果を有し、半導体デバイスや液晶などの電子部品の洗浄等に用いられ、有用である。
100 供給液体製造装置
106 オゾンガス生成部
111 流量計(第2の流量測定部)
112 昇圧ポンプ(昇圧ポンプ部、又はポンプ)
113 混合器(混合部)
114 気液分離タンク(気液分離タンク部)
115 水位センサ(液体量測定部)
117 流量計(流量測定部)
119 ユースポイント
124 圧力リリーフバルブ
125 排出口
126 流量制御部(昇圧制御部)
127 排気圧力制御部
200 供給液体製造装置
211 流量計(第2の流量測定部)
205 昇圧ポンプ(昇圧ポンプ部又はポンプ)
206 混合器(混合部)
207 気液分離タンク(気液分離タンク部)
208 水位センサ(液体量測定部)
209 水位センサ(液体量測定部)
211 流量計(流量測定部)
213 ユースポイント
215 圧力リリーフバルブ
216 排出口
217 流量制御部(昇圧制御部)
218 排気圧力制御部
300 供給液体製造装置
307 混合部
311 ポンプ
312 気液分離タンク(気液分離タンク部)
313 水位センサ(液体量測定部)
315 流量計(流量測定部)
316 圧力センサ(圧力測定部)
318 ユースポイント
322 開度調整バルブ(排気バルブ)
324 排気制御部
325 流量制御部
3240 流量一定制御部
3241 圧力一定制御部
3242 制御選択部

Claims (12)

  1. 第1原料と第2原料を混合して混合液体を生成する混合部と、
    前記混合部に供給される前記第1原料の流量を変更するポンプ部と、
    前記混合部により生成された前記混合液体を、ユースポイントに供給される供給液体と、排気口から排出される排出気体とに気液分離する気液分離タンク部と、
    前記気液分離タンク部から前記ユースポイントに供給される前記供給液体の流量を測定する第1流量測定部と、
    前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を調整する排気バルブと、
    前記ユースポイントに供給される前記供給液体の流量を一定流量に保つように、前記流量測定部で測定した前記供給液体の流量に応じて、前記排気バルブを制御して前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を調整する排気制御部と、
    を備え、
    前記排気制御部は、前記第1流量測定部で測定した前記供給液体の流量が前記一定流量に対して増加した場合には前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を増加させ、前記第1流量測定部で測定した前記供給液体の流量が前記一定流量に対して減少した場合には前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を減少させることを特徴とする供給液体製造装置。
  2. 前記第1流量測定部で測定した前記供給液体の流量に応じて、前記ポンプ部を制御して前記混合部に供給する前記第1原料の流量を調整する流量制御部を備え、
    前記流量制御部は、前記第1流量測定部で測定した前記供給液体の流量と前記混合部に供給する前記第1原料の流量が同じになるように制御する、請求項に記載の供給液体製造装置。
  3. 前記混合部に供給する前記第1原料の流量を測定する第2流量測定部を備える、請求項に記載の供給液体製造装置。
  4. 前記気液分離タンク部内の液体量を検知する液体量測定部を備え、
    前記昇圧制御部は、前記液体量測定部で測定した前記気液分離タンク部内の液体量が所定の液体量に対して増加した場合には前記混合部に供給する前記第1原料の流量を少なくし、前記液体量測定部で測定した前記気液分離タンク部内の液体量が所定の液体量に対して減少した場合には前記混合部に供給する前記第1原料の流量を増やす、請求項に記載の供給液体製造装置。
  5. 第1原料と第2原料を混合部で混合して混合液体を生成するステップと、
    前記混合部で生成された前記混合液体を、ユースポイントに供給される供給液体と、排気口から排出される排出気体とに気液分離タンク部で気液分離するステップと、
    前記気液分離タンク部から前記ユースポイントに供給される前記供給液体の流量を第1流量測定部で測定するステップと、
    前記ユースポイントに供給される前記供給液体の流量を一定流量に保つように、前記第1流量測定部で測定した前記供給液体の流量に応じて、前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を排気バルブで調整するステップと、
    を含み、
    前記排出気体の排出量を調整するステップでは、前記第1流量測定部で測定した前記供給液体の流量が前記一定流量に対して増加した場合には前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を増加させ、前記流量測定部で測定した前記供給液体の流量が前記一定流量に対して減少した場合には前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を減少させることを特徴とする供給液体製造方法。
  6. 第1原料と第2原料を混合して混合液体を生成する混合部と、
    前記混合部に供給される前記第1原料の流量を変更するポンプ部と、
    前記混合部により生成された前記混合液体を、ユースポイントに供給される供給液体と、排気口から排出される排出気体とに気液分離する気液分離タンク部と、
    前記気液分離タンク部から前記ユースポイントに供給される前記供給液体の圧力を測定する圧力測定部と、前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を調整する排気バルブと、
    前記ユースポイントに供給される前記供給液体の圧力を一定圧力に保つように、前記圧力測定部で測定した前記供給液体の圧力に応じて、前記排気バルブを制御して前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を調整する排気制御部と、
    を備え、
    前記排気制御部は、前記圧力測定部で測定した前記供給液体の圧力が前記一定圧力に対して増加した場合には前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を増加させ、前記圧力測定部で測定した前記供給液体の圧力が前記一定圧力に対して減少した場合には前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を減少させることを特徴とする供給液体製造装置。
  7. 前記気液分離タンク部から前記ユースポイントに供給される前記供給液体の流量を測定する第1流量測定部と、
    前記第1流量測定部で測定した前記供給液体の流量に応じて、前記ポンプ部を制御して前記混合部に供給する前記第1原料の流量を調整する流量制御部と、
    を備え、
    前記流量制御部は、前記第1流量測定部で測定した前記供給液体の流量と前記混合部に供給する前記第1原料の流量が同じになるように制御する、請求項に記載の供給液体製造装置。
  8. 前記混合部に供給する前記第1原料の流量を測定する第2流量測定部を備える、請求項に記載の供給液体製造装置。
  9. 前記気液分離タンク部内の液体量を検知する液体量測定部を備え、
    前記流量制御部は、前記液体量測定部で測定した前記気液分離タンク部内の液体量が所定の液体量に対して増加した場合には前記混合部に供給する前記第1原料の流量を少なくし、前記液体量測定部で測定した前記気液分離タンク部内の液体量が所定の液体量に対して減少した場合には前記混合部に供給する前記第1原料の流量を増やす、請求項に記載の供給液体製造装置。
  10. 第1原料と第2原料を混合して混合部で混合液体を生成するステップと、
    前記混合部で生成された前記混合液体を、ユースポイントに供給される供給液体と、排気口から排出される排出気体とに気液分離タンク部で気液分離するステップと、
    前記気液分離タンク部から前記ユースポイントに供給される前記供給液体の圧力を圧力測定部で測定するステップと、
    前記ユースポイントに供給される前記供給液体の圧力を一定圧力に保つように、前記圧力測定部で測定した前記供給液体の圧力に応じて、前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を排気バルブで調整するステップと、
    を含み、
    前記排出気体の排出量を調整するステップでは、前記圧力測定部で測定した前記供給液体の圧力が一定圧力に対して増加した場合には前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を増加させ、前記圧力測定部で測定した前記供給液体の圧力が一定圧力に対して減少した場合には前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を減少させることを特徴とする供給液体製造方法。
  11. 第1原料と第2原料を混合して混合液体を生成する混合部と、
    前記混合部に供給される前記第1原料の流量を変更するポンプ部と、
    前記混合部により生成された前記混合液体を、ユースポイントに供給される供給液体と、排気口から排出される排出気体とに気液分離する気液分離タンク部と、
    前記気液分離タンク部から前記ユースポイントに供給される前記供給液体の流量を測定する第1流量測定部と、
    前記気液分離タンク部から前記ユースポイントに供給される前記供給液体の圧力を測定する圧力測定部と、
    前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を調整する排気バルブと、
    前記ユースポイントに供給される前記供給液体の流量を一定流量に保つように、前記第1流量測定部で測定した前記供給液体の流量に応じて、前記排気バルブを制御して前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を調整する流量一定制御部と、
    前記ユースポイントに供給される前記供給液体の圧力を一定圧力に保つように、前記圧力測定部で測定した前記供給液体の圧力に応じて、前記排気バルブを制御して前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を調整する圧力一定制御部と、
    前記流量一定制御部により前記排出気体の排出量を調整する流量一定制御と、
    前記圧力一定制御部により前記排出気体の排出量を調整する圧力一定制御のいずれか一方を選択する制御選択部と、
    を備え、
    前記制御選択部により前記流量一定制御が選択された場合には、前記流量一定制御部は、前記第1流量測定部で測定した前記供給液体の流量が前記一定流量に対して増加したときに前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を増加させ、前記流量測定部で測定した前記供給液体の流量が前記一定流量に対して減少したときに前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を減少させ、
    前記制御選択部により前記圧力一定制御が選択された場合には、前記圧力一定制御部は、前記圧力測定部で測定した前記供給液体の圧力が前記一定圧力に対して増加したときに前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を増加させ、前記圧力測定部で測定した前記供給液体の圧力が前記一定圧力に対して減少したときに前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を減少させることを特徴とする供給液体製造装置。
  12. 第1原料と第2原料を混合部で混合して混合液体を生成するステップと、
    前記混合部で生成された前記混合液体を、ユースポイントに供給される供給液体と、排気口から排出される排出気体とに気液分離タンク部で気液分離するステップと、
    前記気液分離タンク部から前記ユースポイントに供給される前記供給液体の流量を流量測定部で測定するステップと、
    前記気液分離タンク部から前記ユースポイントに供給される前記供給液体の圧力を圧力測定部で測定するステップと、
    前記ユースポイントに供給される前記供給液体の流量を一定流量に保つように、前記流量測定部で測定した前記供給液体の流量に応じて、前記排気バルブを制御して前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を調整する流量一定制御と、前記ユースポイントに供給される前記供給液体の圧力を一定圧力に保つように、前記圧力測定部で測定した前記供給液体の圧力に応じて、前記排気バルブを制御して前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を調整する圧力一定制御と、のいずれか一方を選択するステップと、
    を含み、
    前記流量一定制御が選択された場合には、前記流量測定部で測定した前記供給液体の流量が前記一定流量に対して増加したときに前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を増加させ、前記流量測定部で測定した前記供給液体の流量が前記一定流量に対して減少したときに前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を減少させ、
    前記圧力一定制御が選択された場合には、前記圧力測定部で測定した前記供給液体の圧力が前記一定圧力に対して増加したときに前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を増加させ、前記圧力測定部で測定した前記供給液体の圧力が前記一定圧力に対して減少したときに前記排気口から排出される前記排出気体の排出量を減少させることを特徴とする供給液体製造方法。
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