JPH01315301A - 純水中の溶存ガス除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は純水中に溶存している酸素および／または二酸
化炭素を非化学的手段で除去する装置に係り、特に原水
を凝集沈澱、濾過、活性炭処理、イオン交換処理、逆浸
透膜処理、精密濾過、紫外線照射処理等を組み合わせた
一次側純水製造装置に通すことにより得られる一次純水
中に溶存している酸素および／または二酸化炭素を二段
階の脱ガス手段で効率的に除去するようにした純水中の
溶存ガス除去装置に関するものである。

〔従来の技術〕

半導体ウェハーの洗浄水、あるいは製薬用水等には、溶
存電解質、微粒子、コロイダル物質、高分子有機物、発
熱性物質等を実質的に含まないことは勿論のこと、微生
物の増殖を促すおそれのある溶存ガス、特に溶存酸素を
可能な限り除去した純水が使用されている。

また、−次純水をさらに混床式ポリシャーで処理して超
純水を得る場合は、イオン負荷となる一次純水中の二酸
化炭素を極力除去した方が望ましい。

そして、従来より純水中の酸素や二酸化炭素等の溶存ガ
スを除去する方法として真空脱気装置が用いられてき′
ζいる。

第２図は従来の真空脱気装置の一例を示す概略図であり
、図中２０は一次側純水製造装置で製造された一次純水
の供給管、２１は純水貯槽、２２は純水貯槽２１内の一
次純水を圧送する送水ポンプを示す。２３は真空脱気塔
、２４は真空ポンプ、２５は真空脱気塔２３内の上部に
配管した散水管、２６は充填材、２７は真空脱気塔２３
の頂部に付設したガス吸引管、２８は排気管、２９は真
空脱気塔２３を流下してきた脱ガス水をテールパイプ３
０を介して貯溜する下部貯槽、３１は脱ガス水の流出管
をそれぞれ示すものである。

この従来例において、供給管２０から供給される一次純
水は、−旦純水貯槽２１内に貯溜され、ここから送水ポ
ンプ２２の駆動により真空脱気塔２３内の−に部に送ら
れる。真空脱気塔２３内に入った純水は散水管２５と充
填材２６により細かく分散され、表面積が大となり気液
接触効果が高められる。このとき、予じめ脱気塔２３内
は真空ポンプ２４によって真空状態となっているため、
−次純水中の溶存ガスは純水と分離される。

分離されたガスはガス吸引管２７から真空ポンプ２４に
吸引され、排気管２８から大気中に放散される。

真空脱気塔２３内を脱ガスされながら流下してきた脱ガ
ス水はテールパイプ３０を介して一旦下部貯槽２９内に
貯溜され、図示しない脱ガス水ポンプの駆動により脱ガ
ス水の流出管３１を介して次段の処理設備、あるいは半
導体ウェハーの洗浄装置等に送られる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の真空脱気装置は以上説明したとおりであるが、真
空脱気塔内を常に真空状態に保持するための真空ポンプ
とその排気設備が必要になると共に、テールパイプ３０
の高さを１０．３ｍ以−にとせねばならないため真空脱
気塔を含む全体の構築物が可成り高くなるという不具合
がある。

また、テールパイプ３０の高さを低くするために、真空
脱気塔２３の下部に一体化した脱気水の貯水部を設け、
ここからテールパイプ３０を介してブースタポンプで強
制的に脱気水を吸収排水する真空脱気器もあるが、この
装置においては真空脱気塔内の液面を一定に保つ等の制
御が必要になる他、ブースタポンプのサクションヘッド
に限度があり、その不足分は真空脱気塔２３の高さと、
テールパイプ３０の高さで補わねばならないためにそれ
程低い構築物とすることができない。

従って、−数的な真空脱気塔は、地上より比較的高い構
築物となり、その建設・設備費が割高となるうえ、保守
・点検にも多大な手間を要するという問題点があった。

特に、真空脱気塔が可成りの高さをもつため屋内に収ま
りきらない場合が多く、真空脱気塔の前後の各種処理装
置は屋内に設置が可能であるのに、真空脱気塔のみを屋
外に設：ηする必要があり、そのため配管類が非常に煩
雑になるという欠点があった。また、前記真空脱気塔２
３内に充填する充填材２６に微生物が発生して、処理水
中に当該微生物に起因する不純物が漏出し、処理純水の
水質を低下させることもある。

そこで、本発明は前記した従来技術の不具合点をなくし
、−次純水を一旦貯溜する純水貯槽内で窒素ガスのよう
な不活性ガスを用いて酸素および／または二酸化炭素を
不活性ガスと置換する第一段目の脱ガス処理を行い、さ
らに撥水性膜を用いた膜脱気装置によって第二段目の脱
ガス処理を行い、半導体ウェハーの洗浄に適するような
脱ガス純水を得るようになした純水中の溶存ガス除去装
置を提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するための本発明の構成を詳述すれば、
純水中に溶存している酸素および／または二酸化炭素を
非化学的手段で除去する装置において、純水の流入水管
と流出水管とをそれぞれ付設した密閉状の純水貯槽と、
この純水貯槽内の上古都に窒素ガスのような不活性ガス
を供給する装置と、前記流入水管に連通ずるようにして
純水貯槽内の上方位置に配設した散水管と、この散水管
の配設位置より下方であって且つ純水の水位制御装置で
設定した高レベル水位より上方の位置に配設した集気管
と、この集気管に気体排出管を介して付設した水封器と
からなる不活性ガス置換装置によって第一・段目の脱ガ
ス処理を行うと共に、前記不活性ガス置換装置を通過し
た純水を、撥水性膜を用いた膜脱気装置によって第二段
目の脱ガス処理を行うようにしたことを特徴とする純水
中の溶存ガス除去装置である。

〔実施例〕

以下、本発明の具体的構成を図示の実施例に基づき詳細
に説明する。

第１図は本発明純水中の溶存ガス除去装置の一実施例を
示す概略図である。

図中１は密閉状の純水貯槽、２は補給ポンプ１６を介し
てこの純水貯槽ｌの上部に付設した一次純水の流入水管
、３はこの流入水管２に連通ずるようにして純水貯槽１
内の上方位置に配設した散水管、４は純水貯槽１内の上
方部に窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガスのような
不活性ガスを供給する不活性ガスの供給装置で、図示の
実施例では窒素ガスボンベとなっている。

５は不活性ガスの供給装置４から純水貯槽ｌの上部に到
る配管中に付設した減圧弁、６は純水貯槽ｌ内に貯溜さ
れる純水が消費と補給を繰り返すことによって上下動す
る水位の変化を電気的にコントロールする水位制御装置
であり、水位制御装置６で設定した低レベル位置にまで
水位が下がったときに一次純水の補給を開始し、高レベ
ル位置のところで一次純水の補給が自動的に停止するよ
うになっている。

８は前記散水管３の配管位置よりも下方であって、且つ
前記水位制御装置６で設定した高レベル水位より−Ｆ方
の位置に配設した集気管、９は前記集気管８に気体排出
管ＩＯを介して純水貯槽ｌの外側に付設した水封器を示
す。

前記した純水貯槽ｌ、散水管３、不活性ガスの供給装置
４、集気管８及び水封器９を主要部として構成される不
活性ガス置換装置によって、後述するように、第一段目
の脱ガス処理が行われる。

次に、図中１１は純水貯槽ｌの下部に付設した流出水管
７の管路中に挿着した送水ポンプ、１２はこの送水ポン
プ１１によって送られてくる第一段目の処理済み純水中
になお溶存している微量のガスを効率良く除去する膜脱
気装置で、脱気膜としては撥水性をもった平膜状、骨膜
状、スパイラル状、中空糸状のもの等が好適に用いられ
る。

その他、図中の１３は膜脱気装置１２の吸引側に排気管
１４を介して付設した真空ポンプあるいはエゼクタ−装
置等からなる真空発生手段、１５は膜脱気装置１２の接
液側に付設した脱ガス水の供給管をそれぞれ示すもので
ある。

以下、本実施例の作用につき述べれば、先づ、不活性ガ
スの供給装置４から送られてくる窒素ガスのような不活
性ガスは、減圧弁５と水封器９によって圧力がコントロ
ールされた状態で純水貯槽ｌ内に充満している。一方、
補給ポンプ１６を介して流入水管２から純水貯槽ｌ内に
送られてくる一次純水は、散水管３によって細か（分散
され、不活性ガスとの接触表面積が大となり、効率良く
純水中の溶存ガスと不活性ガスとの置換が行われる。

散水管３によって分散されながら純水貯槽１内に供給さ
れる純水の水面が上昇した場合、水面の上昇に伴って純
水貯槽１内の圧力も上昇してくる。

そして、貯槽内圧力が水封器９の水面高さの調整によっ
て予じめ設定しである圧力以上になると、不活性ガスと
置換された酸素ガス等は集気管８に穿設しである集気孔
より集気管８内に入り、気体排出管１０を通って水封器
９より大気中に放散される。

一方、純水貯槽ｌ内の純水の水面が低下した場合、水面
の低下に伴って純水貯槽ｌ内の圧力も低下するが、この
場合は減圧弁５を介して不活性ガスが補給される。なお
、純水貯槽ｌ内の圧力が低下して水封器９内の水が逆流
しないように減圧弁５の２次側圧力を調節することは云
うまでもない。

このようにして純水貯槽ｌ内で第一段目の不活性ガスと
の置換による脱ガス処理が行われ、たとえば溶存してい
る酸素濃度はは〜゛ｌ〜２ｐｐｍまで低下する。

第一段目の脱ガス処理が行われた純水は、送水ポンプ１
１により、次段の膜脱気装置１２に送られる。そして、
脱気膜として中空糸状のものを用いた場合は、中空糸内
を純水が通り、当該中空糸の外側が真空発生手段１３に
よって吸引される。

脱気膜は撥水性をもっているので、純水中の微量溶存ガ
スのみが膜を透過し、第二段目の脱ガス処理が行われる
。

二段階の脱ガス工程を経て、たとえば半導体ウェハーの
洗浄に適する濃度まで脱ガスされた純水は、供給管１５
を介して次段の処理設備、あるいは半導体ウェハーの洗
浄装置等に送られる。

〔発明の効果〕

本発明装置は以上のような構成・作用からなり、従来の
ような大掛かりな真空脱気塔を用いることなく純水中に
溶存している酸素ガスおよび／または二酸化炭素を効率
良く連続して除去することができるものである。

また、同一の建屋内に一連の処理装置を配設することが
できるので、配管並びに電気的計装関係が煩雑とならず
、点検・保守の容易な溶存ガス除去装置を提供すること
ができるものである。

さらに、本発明装置によった場合は、従来純水を一時貯
溜するだけのものであった純水貯槽内においても、不活
性ガスを用いた第一段目の脱ガス処理が行われるので、
後段の膜脱気装置に対する負荷が小さくなり、膜脱気装
置を小型化できる利点があると共に、設備費も格段に節
約することができるものである。さらに、本発明は従来
の真空脱気塔のように充填物を用いていないので、微生
物の発生が少ない。従って、微生物に起因する純水の水
質低下が極めて少ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明純水中の溶存ガス除去装置の一実施例を
示す概略図、第２図は従来の真空脱気装置の一例を示す
概略図である。 １：純水貯槽　　　　２：流入水管 ３：散水管 ４：不活性ガスの供給装置 ５：減圧弁　　　　　６：水位制御装置７：流出水管　
　　　８：集気管 ９：水封器　　　　ｌＯ：気体排出管 １１：送水ポンプ　　１２：ｖ！脱気装置■３：真空発
生手段　１４：排気管 １５：供給管　　　　１６：補給ポンプ特許出願人　　
オルガノ　株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　純水中に溶存している酸素および／または二酸化炭素
   を非化学的手段で除去する装置において、純水の流入水
   管と流出水管とをそれぞれ付設した密閉状の純水貯槽と
   、この純水貯槽内の上方部に窒素ガスのような不活性ガ
   スを供給する装置と、前記流入水管に連通するようにし
   て純水貯槽内の上方位置に配設した散水管と、この散水
   管の配設位置より下方であって且つ純水の水位制御装置
   で設定した高レベル水位より上方の位置に配設した集気
   管と、この集気管に気体排出管を介して付設した水封器
   とからなる不活性ガス置換装置によって第一段目の脱ガ
   ス処理を行うと共に、前記不活性ガス置換装置を通過し
   た純水を、撥水性膜を用いた膜脱気装置によって第二段
   目の脱ガス処理を行うようにしたことを特徴とする純水
   中の溶存ガス除去装置。