JP7079130B2

JP7079130B2 - Gas-dissolved water supply system

Info

Publication number: JP7079130B2
Application number: JP2018064682A
Authority: JP
Inventors: 哲治島田; 亮飯塚; 広菅原
Original assignee: Organo Corp
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 2018-03-29
Filing date: 2018-03-29
Publication date: 2022-06-01
Anticipated expiration: 2038-03-29
Also published as: JP2019176070A

Description

本発明は、被処理水にガスを溶解させたガス溶解水を供給するガス溶解水供給システムに関する。 The present invention relates to a gas-dissolved water supply system that supplies gas-dissolved water in which gas is dissolved in water to be treated.

半導体や液晶の製造プロセスでは、不純物が高度に除去された純水または超純水を用いて、半導体ウエハやガラス基板の洗浄が行われる。特に、半導体ウエハの洗浄において静電気の発生を抑制するために、被処理水（純水または超純水）にガス（炭酸ガスやオゾンや水素など）を溶解させて比抵抗値を低く調整したガス溶解水（機能水）が洗浄水やリンス水として用いられている。一般に、ガス溶解水は、ろ過膜装置（フィルタ）で微粒子が除去された後にユースポイントに供給される。ろ過膜装置として精密ろ過膜装置や限外ろ過膜装置が使用されており、より微細な微粒子を除去するためには限外ろ過膜装置を用いることが好ましい。特許文献１には、炭酸ガス溶解膜モジュールと微粒子除去膜モジュールを備えている、炭酸ガス溶解水を用いた洗浄装置が開示されている（特許文献１の図１参照）。そして、特許文献１には、微粒子除去膜モジュールとして精密ろ過膜（ＭＦ膜）もしくは限外ろ過膜（ＵＦ膜）を用いることが好ましいと記載されている（特許文献１の段落［００３８］参照）。このような洗浄装置によって、清浄度が高いガス溶解水をユースポイントに供給することができる。 In the semiconductor or liquid crystal manufacturing process, semiconductor wafers and glass substrates are washed using pure water or ultrapure water from which impurities are highly removed. In particular, in order to suppress the generation of static electricity in cleaning semiconductor wafers, a gas (carbon dioxide gas, ozone, hydrogen, etc.) dissolved in water to be treated (pure water or ultrapure water) to adjust the specific resistance value to a low level. Dissolved water (functional water) is used as wash water and rinse water. Generally, the gas-dissolved water is supplied to the use point after the fine particles are removed by the filtration membrane device (filter). A microfiltration membrane device or an ultrafiltration membrane device is used as the filtration membrane device, and it is preferable to use the ultrafiltration membrane device in order to remove finer fine particles. Patent Document 1 discloses a cleaning device using carbon dioxide gas-dissolved water, which comprises a carbon dioxide gas dissolution film module and a fine particle removal film module (see FIG. 1 of Patent Document 1). Further, Patent Document 1 describes that it is preferable to use a microfiltration membrane (MF membrane) or an ultrafiltration membrane (UF membrane) as the fine particle removal membrane module (see paragraph [0038] of Patent Document 1). .. With such a cleaning device, highly clean gas-dissolved water can be supplied to the point of use.

特開２０１７－１７５０７５号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-175075

ガス溶解水に含まれている微粒子を除去するために限外ろ過膜装置を用いる場合に、限外ろ過膜装置を透過するガス溶解水の透過流束（フラックス）が徐々に低下するという問題が生じることがある。 When an ultrafiltration membrane device is used to remove fine particles contained in gas-dissolved water, there is a problem that the permeation flux of the gas-dissolved water that permeates the ultrafiltration membrane device gradually decreases. May occur.

そこで、本発明の目的は、清浄度が高いガス溶解水を安定して供給可能なガス溶解水供給システムを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a gas-dissolved water supply system capable of stably supplying gas-dissolved water having high cleanliness.

上述した目的を達成するために、本発明の、被処理水に炭酸ガスを溶解させた炭酸ガス溶解水を供給するガス溶解水供給システムは、被処理水中に炭酸ガスを溶解させるガス溶解装置と、ガス溶解装置により炭酸ガスを溶解させた被処理水中の微粒子を除去する限外ろ過膜装置と、ガス溶解装置と限外ろ過膜装置との間に位置してガス溶解装置により炭酸ガスを溶解させた被処理水中にバブルとして存在する炭酸ガスを被処理水に溶け込ませる混合装置と、を有し、混合装置は、容器内に充填された充填材を含み、充填材はイオン交換樹脂であり、イオン交換樹脂は、Ｈ形陽イオン交換樹脂と炭酸又は炭酸水素形（ＨＣＯ ₃ ／ＣＯ ₃ 形）陰イオン交換樹脂の混床樹脂であることを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, the gas-dissolved water supply system for supplying the carbon dioxide-dissolved water in which the carbon dioxide gas is dissolved in the water to be treated is a gas dissolving device for dissolving the carbon dioxide gas in the water to be treated. , The carbon dioxide gas is dissolved by the gas dissolving device located between the extraneous filter membrane device that removes the fine particles in the water to be treated in which the carbon dioxide gas is dissolved by the gas dissolving device and the gas dissolving device and the extraordinary filtering membrane device. It has a mixing device for dissolving carbon dioxide gas existing as a bubble in the treated water to be treated, and the mixing device includes a filler filled in a container, and the filler is an ion exchange resin. The ion exchange resin is characterized by being a mixed bed resin of an H-type cation exchange resin and a carbon dioxide or hydrogen carbonate type (HCO ₃ / CO ₃ type ) anion exchange resin .

本発明のガス溶解水供給システムによれば、清浄度が高いガス溶解水を安定して供給可能である。 According to the gas-dissolved water supply system of the present invention, highly clean gas-dissolved water can be stably supplied.

本発明の第１の実施形態のガス溶解水供給システムを模式的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the gas dissolution water supply system of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態のガス溶解水供給システムを模式的に示すブロック図である。It is a block diagram schematically showing the gas-dissolved water supply system of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の実施例と比較例のガス溶解水供給システムの初期差圧維持率を示すグラフである。It is a graph which shows the initial differential pressure maintenance rate of the gas-dissolved water supply system of the Example and the comparative example of this invention. 本発明の実施例と比較例のガス溶解水供給システムの初期フラックス維持率を示すグラフである。It is a graph which shows the initial flux maintenance rate of the gas-dissolved water supply system of the Example and the comparative example of this invention.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態のガス溶解水供給システムの構成について説明する。図１は、本実施形態のガス溶解水供給システムを模式的に示すブロック図である。本実施形態のガス溶解水供給システム１は、被処理水（純水または超純水）にガスを溶解させたガス溶解水（機能水）を、例えば半導体ウエハの洗浄を行うために供給するシステムである。このガス溶解水供給システム１は、原料水である一次純水を貯留する貯槽２と、熱交換器６と、脱気装置７と、紫外線（ＵＶ）照射装置８と、イオン交換装置３と、ガス溶解装置４と、混合装置１３と、限外ろ過膜装置５が、この順番に配置されて直列に接続されている。熱交換器６は、主に、ガス溶解水が所望の処理（例えば半導体ウエハの洗浄）に用いられる際に適した温度になるように、原料水の温度を予め調節する装置である。脱気装置７は、例えば酸化防止のために原料水中の気体（特に酸素）を除去する装置である。脱気装置７としては真空脱気装置や膜脱気装置などが採用されており、溶存酸素（ＤＯ）を例えば５０ｐｐｂ未満まで減少させる。紫外線照射装置８は、紫外線によって殺菌を行う装置である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First Embodiment)
The configuration of the gas-dissolved water supply system according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram schematically showing the gas-dissolved water supply system of the present embodiment. The gas-dissolved water supply system 1 of the present embodiment is a system that supplies gas-dissolved water (functional water) in which gas is dissolved in water to be treated (pure water or ultrapure water), for example, for cleaning a semiconductor wafer. Is. The gas-dissolved water supply system 1 includes a storage tank 2 for storing primary pure water which is raw material water, a heat exchanger 6, a degassing device 7, an ultraviolet (UV) irradiation device 8, an ion exchange device 3, and the like. The gas melting device 4, the mixing device 13, and the ultrafiltration membrane device 5 are arranged in this order and connected in series. The heat exchanger 6 is a device that preliminarily adjusts the temperature of the raw material water so that the temperature of the gas-dissolved water becomes suitable when it is used for a desired treatment (for example, cleaning of a semiconductor wafer). The degassing device 7 is a device that removes gas (particularly oxygen) in the raw material water to prevent oxidation, for example. As the degassing device 7, a vacuum degassing device, a membrane degassing device, or the like is adopted, and the dissolved oxygen (DO) is reduced to, for example, less than 50 ppb. The ultraviolet irradiation device 8 is a device that sterilizes with ultraviolet rays.

このようにして、原料水の温度調節と溶存酸素量の調節と殺菌とが行われ、イオン交換装置３によってイオン性不純物が除去される。イオン交換装置３は、原料水に含まれるイオン性不純物をイオン交換処理によって除去するものであり、イオン交換体が充填されたイオン交換塔を有している。イオン交換装置３は、高い処理性能を維持するために、非再生型イオン交換装置（カートリッジポリッシャー：ＣＰ）であることが好ましい。具体的には、陰イオン（アニオン）性不純物を除去するためのアニオン交換樹脂と、陽イオン（カチオン）性不純物を除去するためのカチオン交換樹脂とが充填されたイオン交換塔を有している。イオン交換塔におけるアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂の充填形態は、イオン交換樹脂に由来する微量の不純物を効率的に除去し清浄度をより高くすることができる点で、混床形態であることが好ましい。すなわち、好適な実施形態のイオン交換装置３は、陽イオン（カチオン）交換樹脂と陰イオン（アニオン）交換樹脂の混合樹脂が充填された非再生型混床イオン交換装置である。 In this way, the temperature of the raw material water is adjusted, the amount of dissolved oxygen is adjusted, and sterilization is performed, and the ionic impurities are removed by the ion exchange device 3. The ion exchange device 3 removes ionic impurities contained in the raw material water by an ion exchange process, and has an ion exchange tower filled with an ion exchanger. The ion exchange device 3 is preferably a non-regenerative ion exchange device (cartridge polisher: CP) in order to maintain high processing performance. Specifically, it has an ion exchange tower filled with an anion exchange resin for removing anionic (anionic) impurities and a cation exchange resin for removing cation (cationic) impurities. .. The filling form of the anion exchange resin and the cation exchange resin in the ion exchange tower may be a mixed bed form in that a trace amount of impurities derived from the ion exchange resin can be efficiently removed to improve the cleanliness. preferable. That is, the ion exchange device 3 of the preferred embodiment is a non-regenerative mixed bed ion exchange device filled with a mixed resin of a cation (cation) exchange resin and an anion (anion) exchange resin.

ガス溶解装置４は、イオン交換装置３から供給された純水または超純水にガスを溶解させる装置である。純水または超純水にガスを溶解させることによって、比抵抗値を所望の範囲に調節し、それによって静電気の発生を抑制している。ガス溶解装置４としては、例えば、中空糸製のガス透過膜を用いてガスを溶解させる装置、配管内に直接ガスをバブリングする装置、ガスを注入した後にスタティックミキサーなどの分散手段により溶解させる装置、ガス溶解槽に純水または超純水を供給するポンプの上流側にガスを供給し、ポンプ内の攪拌によって溶解させる装置などを用いることができる。特に、膜面積（気液接触面積）が大きく、ガスを効率的に溶解させることができる点で、中空糸製のガス透過膜を用いてガスを溶解させるガス溶解膜方式の装置が好ましい。ガスは、ガスライン（図示せず）を通じてガス溶解装置４に供給することができる。溶解させるガスとしては、炭酸ガス、窒素ガス、水素ガス、オゾンガスなどが挙げられる。 The gas melting device 4 is a device that dissolves gas in pure water or ultrapure water supplied from the ion exchange device 3. By dissolving the gas in pure water or ultrapure water, the specific resistance value is adjusted to a desired range, thereby suppressing the generation of static electricity. The gas dissolving device 4 includes, for example, a device for dissolving gas using a gas permeable film made of hollow yarn, a device for bubbling gas directly in a pipe, and a device for dissolving gas by a dispersion means such as a static mixer after injecting gas. , A device that supplies gas to the upstream side of the pump that supplies pure water or ultra-pure water to the gas dissolution tank and dissolves the gas by stirring in the pump can be used. In particular, a gas-dissolving membrane-type device that dissolves gas using a gas-permeable membrane made of hollow yarn is preferable because the membrane area (gas-liquid contact area) is large and the gas can be efficiently dissolved. The gas can be supplied to the gas melting device 4 through a gas line (not shown). Examples of the gas to be dissolved include carbon dioxide gas, nitrogen gas, hydrogen gas, ozone gas and the like.

混合装置１３は、ガス溶解装置４において混入されたガスのうち、液体（純水または超純水）に溶け込みきれずに依然としてバブルとして存在するガスを、液体中にさらに溶け込ませる装置である。混合装置の一例としては、液体が出入りする容器内に充填材（例えば樹脂）を詰めて液体と充填材との接触面積を大きくしたものが挙げられる。このような混合装置では、充填材が詰められていることにより容器内を液体が通過するのに要する時間が長くなり、その間にバブルが液体中に溶け込み易い。 The mixing device 13 is a device that further dissolves the gas mixed in the gas dissolving device 4 into the liquid, which cannot be completely dissolved in the liquid (pure water or ultrapure water) and still exists as a bubble. As an example of the mixing device, a container in which a liquid enters and exits is filled with a filler (for example, resin) to increase the contact area between the liquid and the filler. In such a mixing device, the filling material is packed, so that the time required for the liquid to pass through the container becomes long, and the bubbles tend to dissolve in the liquid during that time.

限外ろ過膜装置５は、純水または超純水にガスが溶解しているガス溶解水（機能水）から微粒子を除去するものである。限外ろ過膜装置５は、０．００１μｍ～０．０１μｍ程度の径を有する非常に小さな微粒子を除去可能であり、清浄度が高いガス溶解水のユースポイント１２への供給を可能にしている。限外ろ過膜装置５で処理されたガス溶解水は、供給部１０から複数のユースポイント１２の全てまたは一部に選択的に供給される。各々のユースポイント１２において、ガス溶解水は例えば半導体ウエハ（図示せず）の洗浄のための洗浄水やリンス水として利用される。また、ユースポイントで使用されないガス溶解水は、循環経路９により貯層２に戻される。 The ultrafiltration membrane device 5 removes fine particles from gas-dissolved water (functional water) in which gas is dissolved in pure water or ultrapure water. The ultrafiltration membrane device 5 can remove very small fine particles having a diameter of about 0.001 μm to 0.01 μm, and makes it possible to supply highly clean gas-dissolved water to the use point 12. The gas-dissolved water treated by the ultrafiltration membrane device 5 is selectively supplied from the supply unit 10 to all or a part of the plurality of use points 12. At each use point 12, the gas-dissolved water is used, for example, as cleaning water or rinsing water for cleaning a semiconductor wafer (not shown). Further, the gas-dissolved water that is not used at the point of use is returned to the storage layer 2 by the circulation route 9.

このような構成によると、清浄度が高く所望の水質のガス溶解水を循環経路９に沿って循環させることができ、必要なときに必要な量のガス溶解水をユースポイント１２に供給することができる。すなわち、清浄度が高く所望の水質のガス溶解水のユースポイント１２への安定供給が可能である。また、本実施形態によれば、ユースポイント１２におけるガス溶解水の使用状況にかかわらず、ガス溶解水供給システム１の連続運転が可能である。ガス溶解水供給システム１が連続運転されることにより、ガス溶解水供給システム１の起動直後に生成される可能性がある清浄度および水質が不十分なガス溶解水が少量しか発生せず、ガス溶解水の無駄な消費を抑えることができる。特に、本実施形態によれば、ガス溶解水を循環処理することで、不純物をより一層低減することができ、より清浄度の高いガス溶解水を得ることができる。ユースポイント１２でのガス溶解水の使用量が多く、循環するガス溶解水の量が減少した場合には、図示しない補給ラインから貯槽２に原料水を補給すればよい。なお、貯槽２には、窒素ガスや清浄空気を導入するためのガス導入ライン（図示せず）と、貯槽２から外部に窒素ガスや清浄空気を排出するためのガス排出ライン（図示せず）とが接続される。 According to such a configuration, gas-dissolved water having high cleanliness and desired water quality can be circulated along the circulation path 9, and the required amount of gas-dissolved water can be supplied to the use point 12 when necessary. Can be done. That is, it is possible to stably supply the gas-dissolved water having high cleanliness and desired water quality to the use point 12. Further, according to the present embodiment, the gas-dissolved water supply system 1 can be continuously operated regardless of the usage status of the gas-dissolved water at the use point 12. Due to the continuous operation of the gas-dissolved water supply system 1, only a small amount of gas-dissolved water with insufficient cleanliness and water quality, which may be generated immediately after the start of the gas-dissolved water supply system 1, is generated, and the gas is generated. Wasteful consumption of dissolved water can be suppressed. In particular, according to the present embodiment, by circulating the gas-dissolved water, impurities can be further reduced, and a gas-dissolved water having a higher degree of cleanliness can be obtained. When the amount of gas-dissolved water used at the use point 12 is large and the amount of circulating gas-dissolved water decreases, the raw material water may be replenished to the storage tank 2 from a replenishment line (not shown). The storage tank 2 has a gas introduction line for introducing nitrogen gas and clean air (not shown) and a gas discharge line for discharging nitrogen gas and clean air from the storage tank 2 to the outside (not shown). And are connected.

また、図示しないが、ユースポイント１２において例えば洗浄水やリンス水として用いられたガス溶解水を回収して、貯層２へ向かう復帰路に合流させて再利用することもできる。ただしその場合には、回収したガス溶解水を、水質を調整するために図示しない水質調整手段（例えばフィルタ）を通過させてから貯層２へ流入させてもよい。また、ユースポイント１２で使用したガス溶解水（図１参照）を回収して、一次純水レベルまで精製してから貯槽２に戻してもよい。このようにガス溶解水の再利用を行うと、原料水とそれに溶解させるガス（例えば炭酸ガス）を補給する量が少なくて済み、原料水およびガスの使用量をさらに低減することができる。このように、１つのガス溶解水供給システムから複数のユースポイント１２に対してガス溶解水を供給する集中供給方式であって、ガス溶解水を循環させながらユースポイント１２に供給する循環方式（いわゆる超純水サブシステム）において、限外ろ過膜装置５の経時的な透過流束の減少を抑制する本発明は特に有効である。 Further, although not shown, it is also possible to recover the gas-dissolved water used as, for example, washing water or rinsing water at the use point 12, merge it with the return path toward the reservoir 2, and reuse it. However, in that case, the recovered gas-dissolved water may be allowed to flow into the storage layer 2 after passing through a water quality adjusting means (for example, a filter) (not shown) in order to adjust the water quality. Alternatively, the gas-dissolved water used at use point 12 (see FIG. 1) may be recovered, purified to the level of primary pure water, and then returned to the storage tank 2. By reusing the gas-dissolved water in this way, the amount of replenishment of the raw material water and the gas to be dissolved therein (for example, carbon dioxide gas) can be reduced, and the amount of the raw material water and the gas used can be further reduced. In this way, it is a centralized supply system that supplies gas-dissolved water from one gas-dissolved water supply system to a plurality of use points 12, and is a circulation method that supplies the gas-dissolved water to the use points 12 while circulating the gas-dissolved water (so-called). In the ultrapure water subsystem), the present invention that suppresses the decrease in the permeation flux of the ultrafiltration membrane device 5 over time is particularly effective.

本実施形態の混合装置１３の技術的意義について以下に説明する。前述したように、ガス溶解水を限外ろ過膜装置５に通水することで、清浄度が高いガス溶解水を得ることができ、半導体ウエハの洗浄等に効果的である。しかし、限外ろ過膜装置における透過流束（フラックス）が低下するという問題が生じることがあった。これに対し、本実施形態では、ガス溶解装置４と限外ろ過膜装置５との間に混合装置１３を介在させることにより、限外ろ過膜装置５における透過流束（フラックス）の低下を抑えることができることを見出した。 The technical significance of the mixing device 13 of the present embodiment will be described below. As described above, by passing the gas-dissolved water through the ultrafiltration membrane device 5, it is possible to obtain gas-dissolved water having high cleanliness, which is effective for cleaning semiconductor wafers and the like. However, there has been a problem that the permeation flux in the ultrafiltration membrane device is reduced. On the other hand, in the present embodiment, by interposing the mixing device 13 between the gas dissolving device 4 and the ultrafiltration membrane device 5, the decrease in the permeation flux in the ultrafiltration membrane device 5 is suppressed. I found that I could do it.

通常、ガス溶解装置４において混入されたガス（例えば炭酸ガス）は、液体に完全には溶け込まず、一部がバブルとして残ることは避けられない。そして、このバブルが、限外ろ過膜装置５を透過する水量の低減および差圧の上昇を招く可能性がある。すなわち、混合装置１３が設けられていない構成では、ガス溶解装置４において混入されて被処理水に完全には溶け込まずに依然として存在するバブルが、限外ろ過膜装置５の限外ろ過膜の孔に入り込んで捕捉される可能性がある。このようにして捕捉されたバブルは実質的に孔を塞ぐため、液体が透過できなくなる。この限外ろ過膜装置５を使用し続けると、バブルによって塞がれた孔が次第に増加していき、限外ろ過膜装置５を通過して流出する液体の量が減少していく。すなわち、限外ろ過膜装置における透過流束（フラックス）が低下する。液体中のバブルは、特に図１に示すような循環経路９において生じ易い。すなわち、循環経路９における貯層２への水流や、ガスの巻き込みや、図示しないポンプの吸引時のキャビテーションや、様々な圧力変化や変動などによってバブルが発生しやすい。このようにして発生するバブルは、目に見える大きな気泡だけではなく、目に見えないマイクロバブルやナノバブルを含む。そして、マイクロバブルやナノバブルは液体中で安定して存在すると言われている。液体中で安定して存在するマイクロバブルやナノバブルが、限外ろ過膜装置の表面の孔やその内部に入り込んで捕捉されると、限外ろ過膜装置が局部的に乾燥し（気体によって部分的に閉塞され）、経時的に通水差圧が上昇する。 Normally, the gas mixed in the gas melting device 4 (for example, carbon dioxide gas) does not completely dissolve in the liquid, and it is inevitable that a part of the gas remains as a bubble. Then, this bubble may cause a decrease in the amount of water passing through the ultrafiltration membrane device 5 and an increase in the differential pressure. That is, in the configuration in which the mixing device 13 is not provided, bubbles that are mixed in the gas dissolving device 4 and still exist without being completely dissolved in the water to be treated are holes in the ultrafiltration membrane of the ultrafiltration membrane device 5. It can get in and be captured. The bubbles captured in this way substantially block the holes, making it impossible for the liquid to permeate. As the ultrafiltration membrane device 5 continues to be used, the holes closed by the bubbles gradually increase, and the amount of liquid flowing out through the ultrafiltration membrane device 5 decreases. That is, the permeation flux in the ultrafiltration membrane device is reduced. Bubbles in the liquid are particularly likely to occur in the circulation path 9 as shown in FIG. That is, bubbles are likely to occur due to water flow to the reservoir 2 in the circulation path 9, entrainment of gas, cavitation during suction of a pump (not shown), various pressure changes and fluctuations, and the like. The bubbles generated in this way include not only large visible bubbles but also invisible microbubbles and nanobubbles. And it is said that microbubbles and nanobubbles exist stably in liquids. When microbubbles and nanobubbles that are stably present in the liquid enter the holes on the surface of the ultrafiltration membrane device and its interior and are captured, the ultrafiltration membrane device is locally dried (partially by gas). The water flow differential pressure rises over time.

そこで、本実施形態では、ガス溶解装置４と限外ろ過膜装置５との間、すなわちガス溶解装置４の下流側かつ限外ろ過膜装置５の上流側に、混合装置１３が設けられている。この混合装置１３は、液体中に溶け込んでいないバブルを液体に溶け込ませる作用を有する。従って、この混合装置１３の作用により、液体中に溶け込まないまま限外ろ過膜装置５まで運ばれるバブルの量が少なくなる。その結果、限外ろ過膜装置５の限外ろ過膜の孔に入り込んで捕捉されるバブルが少なくなり、バブルによって塞がれる孔が減るため、限外ろ過膜装置５における透過流束の低下を抑制することができ、差圧の上昇が抑えられる。 Therefore, in the present embodiment, the mixing device 13 is provided between the gas dissolving device 4 and the ultrafiltration membrane device 5, that is, on the downstream side of the gas dissolving device 4 and on the upstream side of the ultrafiltration membrane device 5. .. The mixing device 13 has an action of dissolving bubbles that have not been dissolved in the liquid into the liquid. Therefore, due to the action of the mixing device 13, the amount of bubbles carried to the ultrafiltration membrane device 5 without being dissolved in the liquid is reduced. As a result, the number of bubbles that enter the pores of the ultrafiltration membrane device 5 and are captured is reduced, and the number of holes that are blocked by the bubbles is reduced, so that the permeation flux in the ultrafiltration membrane device 5 is reduced. It can be suppressed and the increase in differential pressure is suppressed.

以上説明したように、限外ろ過膜装置５の表面の孔がバブルで塞がれる可能性を低減することが、本発明によって限外ろ過膜装置５の透過流束の低下を抑えられる要因の１つであると考えられる。ただし、これ以外の要因に基づいて、本発明によって限外ろ過膜装置５の透過流束の低下を抑制するという効果が実現している可能性もある。 As described above, reducing the possibility that the pores on the surface of the ultrafiltration membrane device 5 are blocked by bubbles is a factor that suppresses the decrease in the permeation flux of the ultrafiltration membrane device 5 by the present invention. It is considered to be one. However, based on other factors, it is possible that the present invention has realized the effect of suppressing the decrease in the permeation flux of the ultrafiltration membrane device 5.

バブルを液体内に溶け込ませる混合装置１３としては、以下に示す構成のものが考えられる。第１に、流入してきた液体に加圧する装置が考えられる。このような混合装置１３では、流入してきた液体に加圧することによって溶解速度を上昇させ、バブルを液体に溶け込ませることができる。ただし、この場合、混合装置から流出した液体の圧力が低下しても再び液体中にバブルが発生しないようにしなければならない。 As the mixing device 13 for dissolving the bubble in the liquid, the one having the following configuration can be considered. First, a device that pressurizes the inflowing liquid can be considered. In such a mixing device 13, the dissolution rate can be increased by pressurizing the inflowing liquid, and the bubbles can be dissolved in the liquid. However, in this case, it is necessary to prevent bubbles from being generated in the liquid again even if the pressure of the liquid flowing out of the mixing device decreases.

流入してきた液体を流れさせる長い配管を有する装置を混合装置１３として用いることもできる。このような混合装置１３では、液体が通過するまでに比較的長い時間がかかり、その間に徐々にバブルが液体に溶け込んでいくことが期待できる。すなわち、特別な作用を及ぼさなくても、時間経過とともにバブルが液体に溶け込んでいくことが期待できるため、液体が通過する長い配管を設けることが効果的である。ただし、長い配管を設けるためには装置全体を大型化させるか、または細長い配管が蛇行した構成にする必要がある。 A device having a long pipe for flowing the inflowing liquid can also be used as the mixing device 13. In such a mixing device 13, it takes a relatively long time for the liquid to pass through, and it can be expected that the bubbles gradually dissolve in the liquid during that time. That is, since it can be expected that the bubbles will dissolve in the liquid over time without exerting any special action, it is effective to provide a long pipe through which the liquid passes. However, in order to provide long pipes, it is necessary to increase the size of the entire device or to make the elongated pipes meander.

流体同士を混合させることを目的として製造された、いわゆるミキサーを混合装置として用いることもできる。ミキサーとしては、例えば、株式会社ＩＢＳの樹脂製エジェクターや、株式会社ノリタケカンパニーリミテドのスタティックミキサーや、株式会社ニクニの渦流ターボミキサーなどが使用可能である。これらのミキサーは気体と液体とを混合するために設計されたものであるため、バブルを液体に溶け込ませる効果が大きい。しかし、構成が複雑で高コストになる可能性がある。また、複雑な機構を通過する際に液体が汚染されないようにして、半導体ウエハやガラス基板等の洗浄のための洗浄水やリンス水に適した清浄度を維持できるようにする必要がある。 A so-called mixer manufactured for the purpose of mixing fluids with each other can also be used as a mixing device. As the mixer, for example, a resin ejector of IBS Co., Ltd., a static mixer of Noritake Company Limited, a vortex turbo mixer of Nikuni Co., Ltd., and the like can be used. Since these mixers are designed to mix gas and liquid, they have a great effect of dissolving bubbles in the liquid. However, the configuration can be complex and costly. In addition, it is necessary to prevent the liquid from being contaminated when passing through a complicated mechanism so that the cleanliness suitable for cleaning water or rinsing water for cleaning semiconductor wafers, glass substrates, etc. can be maintained.

さらに、前述したように充填材が詰められた容器を混合装置１３として用いることもできる。この構成によると、充填材と液体の接触面積が大きく接触時間が長いため、液体が通過するまでに比較的長い時間がかかり、その間に徐々にバブルが液体に溶け込んでいく。この構成においては、充填材が液体を汚染しないようにする必要がある。その点では、充填材として用いるのは活性炭やゼオライトよりも、樹脂（例えばイオン交換樹脂）であることが好ましい。イオン交換樹脂を充填材として用いる場合には、液体を汚染しないだけでなく不純物をさらに取り除く効果も期待できる。すなわち、混合装置１３は、ガス溶解後のバブルの状態を変化させるものであれば特に限定されないが、非再生型イオン交換樹脂が充填されたろ過装置（ＣＰ：カートリッジポリシャー）であると、不純物を極力含まない高純度のガス溶解水を製造して供給できるため好ましい。イオン交換樹脂は、非再生型のＨ形陽イオン交換樹脂とＯＨ形陰イオン樹脂の混床樹脂、非再生型のＨ形陽イオン交換樹脂と炭酸又は炭酸水素形（ＨＣＯ_３／ＣＯ_３形）陰イオン樹脂の混床樹脂、Ｈ形陽イオン交換樹脂の単床樹脂、あるいは、炭酸又は炭酸水素形陰イオン交換樹脂の単床樹脂などであってよい。 Further, as described above, the container filled with the filler can also be used as the mixing device 13. According to this configuration, since the contact area between the filler and the liquid is large and the contact time is long, it takes a relatively long time for the liquid to pass, and the bubbles gradually dissolve in the liquid during that time. In this configuration, it is necessary to prevent the filler from contaminating the liquid. In that respect, it is preferable to use a resin (for example, an ion exchange resin) as a filler rather than activated carbon or zeolite. When an ion exchange resin is used as a filler, not only does it not contaminate the liquid, but it can also be expected to have the effect of further removing impurities. That is, the mixing device 13 is not particularly limited as long as it changes the state of the bubble after the gas is dissolved, but if it is a filtration device (CP: cartridge polisher) filled with a non-regenerative ion exchange resin, impurities can be removed. It is preferable because it is possible to produce and supply high-purity gas-dissolved water that does not contain as much as possible. The ion exchange resin is a mixed bed resin of non-regenerative H-type cation exchange resin and OH-type anion resin, non-regenerative H-type cation exchange resin and carbonic acid or hydrogen carbonate type (HCO ₃ / CO ₃ type). It may be a mixed bed resin of anion resin, a single bed resin of H-type cation exchange resin, a single bed resin of carbonic acid or hydrogen carbonate type anion exchange resin, or the like.

一般的な超純水製造用ＣＰ樹脂である、Ｈ形陽イオン交換樹脂とＯＨ形陰イオン樹脂の混床樹脂を用いる場合、炭酸ガス溶解水を処理すると、陰イオン交換樹脂はＯＨ形から炭酸又は炭酸水素形に変化する。通水開始から、陰イオン交換樹脂が前述したようにＯＨ形から炭酸又は炭酸水素形に変化するまでの間は、混合装置１３の出口の炭酸濃度が低いため、所望の炭酸濃度を含む炭酸ガス溶解水を供給することが困難である。その状態で適切な濃度の炭酸ガス溶解水をユースポイントに供給するためには、ガス溶解装置４で溶解させる炭酸ガスの量を多くする必要がある。その場合、陰イオン交換樹脂がＯＨ形から炭酸又は炭酸水素形に変化した後は、炭酸ガス濃度が高くなりすぎるおそれがある。 When using a mixed bed resin of H-type cation exchange resin and OH-type anion resin, which is a general CP resin for ultrapure water production, when carbon dioxide gas-dissolved water is treated, the anion exchange resin is carbonated from OH-type. Or it changes to hydrogen carbonate form. Since the carbonic acid concentration at the outlet of the mixing device 13 is low from the start of water flow to the change of the anion exchange resin from the OH type to the carbonic acid or hydrogen carbonate type as described above, the carbonic acid gas containing the desired carbonic acid concentration It is difficult to supply dissolved water. In order to supply the carbon dioxide-dissolved water having an appropriate concentration to the use point in that state, it is necessary to increase the amount of carbon dioxide gas to be dissolved by the gas dissolving device 4. In that case, after the anion exchange resin changes from the OH type to the carbonic acid or hydrogen carbonate type, the carbon dioxide gas concentration may become too high.

一方、Ｈ形陽イオン交換樹脂と炭酸又は炭酸水素形陰イオン樹脂の混床樹脂、Ｈ形陽イオン交換樹脂の単床樹脂、あるいは、炭酸又は炭酸水素形陰イオン交換樹脂の単床樹脂を用いる場合、通水開始当初から所望の炭酸濃度を含む炭酸ガス溶解水を供給することができる点で好ましい。非再生型のクリーンなＨ形陽イオン交換樹脂は容易に入手することができ、しかも、炭酸ガス溶解水と接触しても、炭酸ガス溶解水の主成分であるＨＣＯ_３ ^－、ＣＯ_３ ^－２とは反応せず炭酸ガス濃度は変化しない。また、ＮａやＣａなどの問題となるメタル不純物を除去することが出来る点で好ましい。炭酸ガス溶解水は酸性であるため、Ｈ形陽イオン交換樹脂は強イオン交換樹脂であることが好ましい。 On the other hand, a mixed bed resin of H-type cation exchange resin and carbonic acid or hydrogen carbonate anion exchange resin, a single bed resin of H-type cation exchange resin, or a single bed resin of carbonic acid or hydrogen carbonate anion exchange resin is used. In this case, it is preferable in that it is possible to supply carbon dioxide gas-dissolved water containing a desired carbon dioxide concentration from the beginning of water flow. A clean non-renewable H-type cation exchange resin can be easily obtained, and even if it comes into contact with carbon dioxide ^- dissolved water, it is the main component of carbon dioxide-dissolved water, HCO _3- , CO ₃ ^-2 . It does not react with and the carbon dioxide concentration does not change. Further, it is preferable in that it is possible to remove problematic metal impurities such as Na and Ca. Since the carbon dioxide gas-dissolved water is acidic, the H-type cation exchange resin is preferably a strong ion exchange resin.

本発明の混合装置１３はこれらの構成のうちのどれを採用してもよいが、前述した実施形態では、容器内に充填材が詰められた構成の混合装置１３を用いている。そして、この充填材の好適な一例はイオン交換樹脂であり、イオン交換装置３のイオン交換樹脂と同様なものであってもよい。 The mixing device 13 of the present invention may adopt any of these configurations, but in the above-described embodiment, the mixing device 13 having a structure in which a filler is packed in a container is used. A preferred example of this filler is an ion exchange resin, which may be similar to the ion exchange resin of the ion exchange device 3.

（第２の実施形態）
図２には、ガスが溶解されていない被処理水（純水または超純水）を用いる処理と、ガス溶解水を用いる処理とを並行して行うことができる、本発明の第２の実施形態のガス溶解水供給システム１４が示されている。第１の実施形態の溶解水供給システム１と同様な部分については、同一の符号を付与する。本実施形態のガス溶解水供給システム１４では、原料水である一次純水を貯留する貯槽２から、熱交換器６、脱気装置７、紫外線照射装置８、イオン交換装置３、限外ろ過膜装置５が、この順番に配置されて直列に接続されている。この経路には、ガス溶解装置および混合装置は含まれていない。すなわち、ガスが溶解されていない被処理水を供給する供給経路１７が、第１の限外ろ過膜装置５に接続されており、第１の限外ろ過膜装置５は、供給経路１７から供給されたガスが溶解されていない被処理水中の微粒子を除去する。そして、第１の限外ろ過膜装置５で処理された被処理水（純水または超純水）の一部は、供給部１０からユースポイント１５（ガスを含まない純水または超純水を用いる処理を行う部位）に供給される。第１の限外ろ過膜装置５で処理された被処理水（純水または超純水）の残りの部分は、圧力調整弁１１を介して貯層２に戻される。 (Second embodiment)
In FIG. 2, the second embodiment of the present invention shows that the treatment using the water to be treated (pure water or ultrapure water) in which the gas is not dissolved and the treatment using the gas-dissolved water can be performed in parallel. A form of gas-dissolved water supply system 14 is shown. The same reference numerals are given to the same parts as those of the dissolved water supply system 1 of the first embodiment. In the gas-dissolved water supply system 14 of the present embodiment, from the storage tank 2 for storing the primary pure water which is the raw material water, the heat exchanger 6, the degassing device 7, the ultraviolet irradiation device 8, the ion exchange device 3, and the ultrafiltration membrane are used. The devices 5 are arranged in this order and connected in series. This path does not include gas melting and mixing equipment. That is, the supply path 17 for supplying the water to be treated in which the gas is not dissolved is connected to the first ultrafiltration membrane device 5, and the first ultrafiltration membrane device 5 is supplied from the supply path 17. Removes fine particles in the water to be treated in which the gas is not dissolved. Then, a part of the water to be treated (pure water or ultrapure water) treated by the first ultrafiltration membrane device 5 is used from the supply unit 10 to use point 15 (pure water or ultrapure water containing no gas). It is supplied to the part to be treated). The remaining portion of the water to be treated (pure water or ultrapure water) treated by the first ultrafiltration membrane device 5 is returned to the storage layer 2 via the pressure regulating valve 11.

本実施形態では、ガスが溶解されていない被処理水の第１の限外ろ過膜装置５へ向かう流れ方向の上流側で供給経路１７から分岐する分岐経路１８が設けられている。この分岐経路１８は、補給量調節弁１６を介してガス溶解水供給用の経路の貯層２に接続されている。そのため、イオン交換装置３によってイオン性不純物を除去された被処理水は、第１の限外ろ過膜装置５に送られるのみならず、分岐経路１８から補給量調節弁１６を介してガス溶解水供給用の経路の貯層２にも送られる。この被処理水は、ガス溶解水供給用の経路の貯層２から、熱交換器６、紫外線照射装置８、イオン交換装置３を経て、ガス溶解装置４に送られる。すなわち、第１の限外ろ過膜装置５の上流側で供給経路１７から分岐する分岐経路１８は、貯層２、熱交換器６、紫外線照射装置８、イオン交換装置３を介して、ガス溶解装置４に接続されている。ガス溶解装置４は、分岐経路１８から供給されたガスが溶解されていない被処理水にガスを溶解させる。そして、ガス溶解装置４によってガスが溶解されたガス溶解水（機能水）は、混合装置１３を経由した後に、第２の限外ろ過膜装置５に送られる。第２の限外ろ過膜装置５によって微粒子が取り除かれたガス溶解水は、少なくとも一部が供給部１０からユースポイント１２に供給される。微粒子が除去されたガス溶解水の残りの部分は、圧力調整弁１１を介して貯層２に戻されて循環する。このガス溶解水供給用の経路では、ガス溶解装置４によって被処理水に注入されたガスのバブルが、第２の限外ろ過膜装置５の表面の孔に入り込んで捕捉されるのを防ぐため、混合装置１３が設けられている。例えば、前述したように混合装置１３内に充填されている充填材（例えば樹脂）に接触しながら通過するために長時間を要し、その間にバブルが被処理水に溶け込んでいく。その結果、ガス溶解水の透過量の減少を抑え、差圧の増大を抑えることができる。なお、ガス溶解水供給用の経路には、脱気装置７は設けられておらず、熱交換器６と紫外線照射装置８とイオン交換装置３は設けられている。本実施形態においてガス溶解水供給用の経路にどの装置を配置してどの装置を省略するかは、それぞれの装置による処理を重複して行うことが望ましいか否かを適宜に判断して決定すればよい。図２に示されている例では、熱交換と紫外線照射とイオン交換（イオン性不純物の除去）に関しては、ガス溶解水供給用の経路への導入前と当該経路内とで二重に行っている。 In the present embodiment, a branch path 18 branching from the supply path 17 is provided on the upstream side in the flow direction toward the first ultrafiltration membrane device 5 of the water to be treated in which the gas is not dissolved. The branch path 18 is connected to the storage layer 2 of the path for supplying gas-dissolved water via the supply amount control valve 16. Therefore, the water to be treated from which the ionic impurities have been removed by the ion exchange device 3 is not only sent to the first ultrafiltration membrane device 5, but also gas-dissolved water from the branch path 18 via the supply amount control valve 16. It is also sent to the reservoir 2 of the supply route. The water to be treated is sent from the storage layer 2 of the path for supplying the gas-dissolved water to the gas-dissolving device 4 via the heat exchanger 6, the ultraviolet irradiation device 8, and the ion exchange device 3. That is, the branch path 18 branching from the supply path 17 on the upstream side of the first ultrafiltration membrane device 5 is gas-dissolved via the storage layer 2, the heat exchanger 6, the ultraviolet irradiation device 8, and the ion exchange device 3. It is connected to the device 4. The gas melting device 4 dissolves the gas in the water to be treated in which the gas supplied from the branch path 18 is not dissolved. Then, the gas-dissolved water (functional water) in which the gas is dissolved by the gas-dissolving device 4 is sent to the second ultrafiltration membrane device 5 after passing through the mixing device 13. At least a part of the gas-dissolved water from which the fine particles have been removed by the second ultrafiltration membrane device 5 is supplied from the supply unit 10 to the use point 12. The remaining portion of the gas-dissolved water from which the fine particles have been removed is returned to the storage layer 2 via the pressure regulating valve 11 and circulates. In this path for supplying gas-dissolved water, in order to prevent gas bubbles injected into the water to be treated by the gas-dissolving device 4 from entering the holes on the surface of the second ultrafiltration membrane device 5 and being captured. , A mixing device 13 is provided. For example, as described above, it takes a long time to pass through while contacting the filler (for example, resin) filled in the mixing device 13, during which the bubbles dissolve in the water to be treated. As a result, it is possible to suppress a decrease in the permeation amount of the gas-dissolved water and suppress an increase in the differential pressure. The degassing device 7 is not provided in the path for supplying the gas-dissolved water, but the heat exchanger 6, the ultraviolet irradiation device 8, and the ion exchange device 3 are provided. In the present embodiment, which device is arranged in the path for supplying gas-dissolved water and which device is omitted should be determined by appropriately determining whether or not it is desirable to perform the processing by each device in duplicate. Just do it. In the example shown in FIG. 2, heat exchange, ultraviolet irradiation, and ion exchange (removal of ionic impurities) are performed twice before and after introduction into the path for supplying gas-dissolved water. There is.

この構成によると、用途に応じて、ガスを含まない純水または超純水と、ガス溶解水とを、それぞれのユースポイント１２，１５に供給することができ、しかも、第２の限外ろ過膜装置５における透過流束（フラックス）の低下を小さく抑えることができる。 According to this configuration, gas-free pure water or ultrapure water and gas-dissolved water can be supplied to the respective use points 12 and 15, depending on the application, and the second ultrafiltration The decrease in the permeation flux in the membrane device 5 can be suppressed to a small extent.

（実施例）
図１に示したシステムで、容器内にイオン交換樹脂（オルガノ株式会社製ＥＧ－４Ａ－ＨＧ：商品名）が充填された構成の混合装置１３がガス溶解装置４と限外ろ過膜装置５の間に配置されている構成（実施例）と、混合装置が設けられていない構成（図示しない比較例）とにおける限外ろ過膜装置５の入口圧、透過圧、濃縮圧、透過流量を測定し、差圧および透過流束（フラックス）の経時的な変化を求めた。混合装置１３の樹脂量は７０Ｌであり、混合装置を通過する流量は４．９ｍ^３／ｈ、空間速度ＳＶは７０／ｈである。差圧とは、限外ろ過膜装置の一次側と二次側における液体の圧力の差であり、差圧＝（入口圧＋濃縮圧）／２－透過圧である。図３では初期差圧を１００％として、経時的な差圧の変動を百分率で表している（初期差圧維持率）。透過流束（フラックス）とは、限外ろ過膜装置を透過する透過水量（ガス溶解水供給システムを１日（２４時間）稼働した時の総透過水量）を限外ろ過膜装置の膜面積および差圧で割った値であり、フラックス＝１日あたりの透過水量／（膜面積×差圧）である。図４では初期状態のフラックスを１００％として、経時的なフラックスの変動を百分率で表している（初期フラックス維持率）。 (Example)
In the system shown in FIG. 1, the mixing device 13 having a structure in which an ion exchange resin (EG-4A-HG manufactured by Organo Co., Ltd .: trade name) is filled in a container is a gas dissolving device 4 and an ultrafiltration membrane device 5. The inlet pressure, permeation pressure, concentration pressure, and permeation flow rate of the ultrafiltration membrane device 5 in the configuration (example) arranged between them and the configuration without the mixing device (comparative example not shown) are measured. The changes over time in the differential pressure and the permeation flux (flux) were determined. The amount of resin in the mixing device 13 is 70 L, the flow rate passing through the mixing device is 4.9 m ³ / h, and the space velocity SV is 70 / h. The differential pressure is the difference in the pressure of the liquid between the primary side and the secondary side of the ultrafiltration membrane device, and the differential pressure = (inlet pressure + concentrated pressure) / 2-permeation pressure. In FIG. 3, the initial differential pressure is set to 100%, and the fluctuation of the differential pressure over time is expressed as a percentage (initial differential pressure maintenance rate). The permeation flux is the amount of permeated water that permeates the ultrafiltration membrane device (the total amount of permeated water when the gas-dissolved water supply system is operated for one day (24 hours)) and the membrane area of the ultrafiltration membrane device. It is a value divided by the differential pressure, and the flux = the amount of permeated water per day / (membrane area x differential pressure). In FIG. 4, the flux in the initial state is taken as 100%, and the fluctuation of the flux over time is expressed as a percentage (initial flux maintenance rate).

図３，４を見ると、混合装置が設けられていない比較例では、経時的に差圧が上昇するとともに透過水量が低下することが判る。すなわち、一定の量の原料水を供給し続けても、このガス溶解水供給システムから得られるガス溶解水の量が減少していくため、処理（例えば半導体ウエハの洗浄）に必要な量のガス溶解水を得ることが困難になる。例えば、ガス溶解水供給システムを稼働開始してから約８００時間経過した後には、初期段階の１／２程度の量のガス溶解水しか得られない。原料水の供給圧力、特に限外ろ過膜装置５への供給圧力（ＵＦ供給圧）を高くすることにより、必要量のガス溶解水を得ることができる。しかし、その場合には差圧がさらに上昇する。限外ろ過膜には供給圧や差圧に許容値が設けられているため、許容値に達した場合、限外ろ過膜の交換が必要になる。差圧の上昇やフラックスの低下の速度が大きければ限外ろ過膜の寿命は短くなるため、膜交換頻度が高くなり高コスト化を招く。これに対し、実施例では、８００時間近く経過した時点でも初期段階とほぼ同等の差圧と初期段階の約９０％のフラックスが維持できている。従って、実施例によると、ＵＦ供給圧を特に高くする必要無く処理（例えば半導体ウエハの洗浄）に必要な量のガス溶解水を容易に得ることができるため、差圧の上昇を緩やかに保ち限外ろ過膜の寿命を長くすることができる。その結果、限外ろ過膜の交換頻度が少なくなり、高コスト化を避けることができる。このように、ガス溶解装置４と限外ろ過膜装置５の間に混合装置１３が設けられている構成（実施例）では、混合装置１３が設けられていない構成（比較例）に比べて、経時的な差圧の増大および透過水量の減少を低く抑えることができることがわかる。 Looking at FIGS. 3 and 4, it can be seen that in the comparative example in which the mixing device is not provided, the differential pressure increases with time and the amount of permeated water decreases. That is, even if a certain amount of raw material water is continuously supplied, the amount of gas-dissolved water obtained from this gas-dissolved water supply system decreases, so that the amount of gas required for processing (for example, cleaning of a semiconductor wafer) is reduced. It becomes difficult to obtain dissolved water. For example, after about 800 hours have passed since the operation of the gas-dissolved water supply system was started, only about half the amount of gas-dissolved water in the initial stage can be obtained. By increasing the supply pressure of the raw material water, particularly the supply pressure to the ultrafiltration membrane device 5 (UF supply pressure), a required amount of gas-dissolved water can be obtained. However, in that case, the differential pressure further increases. Since the ultrafiltration membrane has allowable values for the supply pressure and the differential pressure, it is necessary to replace the ultrafiltration membrane when the allowable values are reached. If the rate of increase in differential pressure or decrease in flux is large, the life of the ultrafiltration membrane will be shortened, and the frequency of membrane replacement will increase, leading to higher costs. On the other hand, in the example, the differential pressure almost the same as that in the initial stage and the flux of about 90% in the initial stage can be maintained even after about 800 hours have passed. Therefore, according to the embodiment, the amount of gas-dissolved water required for processing (for example, cleaning of a semiconductor wafer) can be easily obtained without the need to increase the UF supply pressure in particular, so that the increase in the differential pressure is kept moderate and limited. The life of the outer filtration membrane can be extended. As a result, the frequency of replacement of the ultrafiltration membrane is reduced, and cost increase can be avoided. As described above, in the configuration in which the mixing device 13 is provided between the gas dissolving device 4 and the ultrafiltration membrane device 5 (Example), compared with the configuration in which the mixing device 13 is not provided (Comparative Example). It can be seen that the increase in differential pressure and the decrease in the amount of permeated water over time can be suppressed to a low level.

１ガス溶解水供給システム
２貯槽
３イオン交換装置
４ガス溶解装置
５限外ろ過膜装置（第１および第２の限外ろ過膜装置）
６熱交換器
７脱気装置
８紫外線照射装置
９循環経路
１０供給部
１１圧力調整弁
１２ユースポイント
１３混合装置
１４ガス溶解水供給システム
１５ユースポイント
１６補給量調節弁
１７供給経路
１８分岐経路 1 Gas-dissolved water supply system 2 Storage tank 3 Ion exchange device 4 Gas-dissolving device 5 Ultrafiltration membrane device (1st and 2nd ultrafiltration membrane device)
6 Heat exchanger 7 Degassing device 8 Ultraviolet irradiation device 9 Circulation path 10 Supply section 11 Pressure control valve 12 Use point 13 Mixing device 14 Gas-dissolved water supply system 15 Use point 16 Supply amount control valve 17 Supply path 18 Branch path

Claims

It is a gas-dissolved water supply system that supplies carbon dioxide-dissolved water in which carbon dioxide is dissolved in the water to be treated.
A gas dissolving device that dissolves carbon dioxide gas in the water to be treated, an extraneous filtration membrane device that removes fine particles in the water to be treated in which carbon dioxide gas is dissolved by the gas dissolving device, the gas dissolving device, and the extraordinary It has a mixing device which is located between the filter membrane device and dissolves carbon dioxide gas by the gas dissolving device, and dissolves the carbon dioxide gas existing as a bubble in the treated water into the treated water.
The mixing device includes a filler filled in a container, the filler is an ion exchange resin, and the ion exchange resin is an H-type cation exchange resin and a carbonic acid or hydrogen carbonate type (HCO ₃ / CO ₃ ). Shape) A gas-dissolved water supply system characterized by being a mixed bed resin of anion exchange resin .

The gas-dissolved water supply system according to claim 1 , further comprising an ion exchange device on the upstream side of the gas-dissolving device.

The gas-dissolved water supply according to claim 1 or 2, further comprising a storage tank for storing primary pure water and a circulation path for returning the carbon dioxide-dissolved water not used at the point of use to the storage tank . system.

It is a gas-dissolved water supply method that supplies carbon dioxide-dissolved water in which carbon dioxide is dissolved in water to be treated.
The carbon dioxide gas existing as a bubble in the water to be treated in which the carbon dioxide gas is dissolved in the step of dissolving the carbon dioxide gas in the water to be treated and the step of dissolving the carbon dioxide gas is dissolved in the water to be treated by a mixing device. The step includes a step of dissolving the carbon dioxide gas and removing fine particles in the water to be treated in which the carbon dioxide gas existing as a bubble is dissolved.
The mixing device includes a filler filled in a container, the filler is an ion exchange resin, and the ion exchange resin is an H-type cation exchange resin and a carbonic acid or hydrogen carbonate type (HCO ₃ / CO ₃ ). Shape) A method for supplying gas-dissolved water, which is a mixed bed resin of an anion exchange resin .