JPH057799A - 加圧浮上分離法 - Google Patents
加圧浮上分離法Info
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- JPH057799A JPH057799A JP3189369A JP18936991A JPH057799A JP H057799 A JPH057799 A JP H057799A JP 3189369 A JP3189369 A JP 3189369A JP 18936991 A JP18936991 A JP 18936991A JP H057799 A JPH057799 A JP H057799A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高濃度のオゾン含有ガスからなる微細気泡を
簡単なシステムで多量に発生させる。 【構成】 酸素発生装置１で発生された酸素をオゾン発
生機２に送って高濃度のオゾン含有ガスを発生させる。
発生させたオゾン含有ガスを補給水に常圧で過剰に注入
し、その補給水を加圧ポンプ４で加圧する。補給水中の
オゾンは加圧ポンプ４での攪拌により容易に溶解し、残
余の酸素は加圧により溶解する。オゾンおよび酸素の溶
解された加圧水は、浮上分離槽５に送られ、急減圧され
ることにより、高濃度のオゾン含有ガスを微細気泡とし
て遊離させる。
簡単なシステムで多量に発生させる。 【構成】 酸素発生装置１で発生された酸素をオゾン発
生機２に送って高濃度のオゾン含有ガスを発生させる。
発生させたオゾン含有ガスを補給水に常圧で過剰に注入
し、その補給水を加圧ポンプ４で加圧する。補給水中の
オゾンは加圧ポンプ４での攪拌により容易に溶解し、残
余の酸素は加圧により溶解する。オゾンおよび酸素の溶
解された加圧水は、浮上分離槽５に送られ、急減圧され
ることにより、高濃度のオゾン含有ガスを微細気泡とし
て遊離させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、オゾンを併用して半導
体ウェハー洗浄等を効率よく行う加圧浮上分離法に関す
る。
体ウェハー洗浄等を効率よく行う加圧浮上分離法に関す
る。
【０００２】オゾン溶解水に洗浄作用のあることは良く
知られている。本出願人は、このオゾン溶解水の洗浄作
用を利用して、半導体ウェハーの洗浄を試みた。しか
し、洗浄効果が洗浄品の種類によって大きくばらつき、
特に、表面が撥水性のものや微細な凹凸のあるものに対
しては、全表面にオゾン溶解水が接触できず、洗浄効果
を充分に生じなかった。
知られている。本出願人は、このオゾン溶解水の洗浄作
用を利用して、半導体ウェハーの洗浄を試みた。しか
し、洗浄効果が洗浄品の種類によって大きくばらつき、
特に、表面が撥水性のものや微細な凹凸のあるものに対
しては、全表面にオゾン溶解水が接触できず、洗浄効果
を充分に生じなかった。
【０００３】一方、最近になって、気泡含有水が洗浄に
有効なことが報告されており、その気泡は微細なほど効
果的である。微細気泡の発生法としては加圧浮上分離が
ある。これは、空気を溶解させた加圧水を常圧に戻した
ときに発生する微細気泡を粒子に付着させて粒子を浮上
分離するもので、廃水処理等には古くから用いられてい
る。加圧浮上分離による一般的な処理システムを図２に
示す。
有効なことが報告されており、その気泡は微細なほど効
果的である。微細気泡の発生法としては加圧浮上分離が
ある。これは、空気を溶解させた加圧水を常圧に戻した
ときに発生する微細気泡を粒子に付着させて粒子を浮上
分離するもので、廃水処理等には古くから用いられてい
る。加圧浮上分離による一般的な処理システムを図２に
示す。
【０００４】補給水が加圧ポンプ１１で３〜４ｋｇｆ／
ｃｍ2 の圧力に加圧され、その加圧水が空気溶解飽和槽
１２に送られる。これと並行して、空気が圧縮機１３で
加圧水とほぼ同圧に加圧され、その加圧空気が空気溶解
飽和槽１２内の加圧水中に注入されて溶解される。空気
が溶解された加圧水は、浮上分離槽１４内に放出され
て、常圧に急減圧される。これにより、加圧水に溶解さ
れていた空気が微細気泡となって遊離し、その微細気泡
により浮上分離処理が行われる。
ｃｍ2 の圧力に加圧され、その加圧水が空気溶解飽和槽
１２に送られる。これと並行して、空気が圧縮機１３で
加圧水とほぼ同圧に加圧され、その加圧空気が空気溶解
飽和槽１２内の加圧水中に注入されて溶解される。空気
が溶解された加圧水は、浮上分離槽１４内に放出され
て、常圧に急減圧される。これにより、加圧水に溶解さ
れていた空気が微細気泡となって遊離し、その微細気泡
により浮上分離処理が行われる。
【０００５】このような加圧浮上分離を半導体ウェハー
等の洗浄に用いる場合、空気に代えてオゾン含有ガスを
使用すれば、オゾンの洗浄作用も加わって洗浄効果が一
層高まることが予想される。ところが、オゾンは、加圧
すると発生熱により容易に分解するので、加圧浮上分離
に必要な３〜４ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力に圧縮機１３で直
接加圧することは出来ず、オゾン発生機におけるオゾン
含有ガスの発生圧力も高々１ｋｇｆ／ｃｍ2 である。ま
た、オゾンは、酸素、空気等の他のガスに比して溶解度
が極端に大きい。そのため、たとえ加圧水にオゾンを溶
解させることができても、オゾン気泡としての遊離が進
まず、高オゾン濃度の微細気泡を多量に発生させること
は難しい。このような事情から、加圧浮上分離にオゾン
気泡を使用する場合は、図３に示すようなシステムが一
般的には考えられる。
等の洗浄に用いる場合、空気に代えてオゾン含有ガスを
使用すれば、オゾンの洗浄作用も加わって洗浄効果が一
層高まることが予想される。ところが、オゾンは、加圧
すると発生熱により容易に分解するので、加圧浮上分離
に必要な３〜４ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力に圧縮機１３で直
接加圧することは出来ず、オゾン発生機におけるオゾン
含有ガスの発生圧力も高々１ｋｇｆ／ｃｍ2 である。ま
た、オゾンは、酸素、空気等の他のガスに比して溶解度
が極端に大きい。そのため、たとえ加圧水にオゾンを溶
解させることができても、オゾン気泡としての遊離が進
まず、高オゾン濃度の微細気泡を多量に発生させること
は難しい。このような事情から、加圧浮上分離にオゾン
気泡を使用する場合は、図３に示すようなシステムが一
般的には考えられる。
【０００６】即ち、加圧水に空気を溶解させる経路とは
別の経路で、オゾン発生機１５から発生されるオゾン含
有ガスを、ミキサー１６で補給水に常圧で注入して、オ
ゾン含有ガス中のオゾン成分だけを溶解させたオゾン溶
解水をつくる。そして、その非加圧のオゾン溶解水をポ
ンプ１７で加圧浮上分離に必要な３〜４ｋｇｆ／ｃｍ2
の圧力に加圧して、空気が溶解された加圧水にミキサー
１８で混合し、浮上分離槽１４に送る。こうすれば、オ
ゾンと空気が混合溶解された加圧水が浮上分離槽１４へ
送られ、しかも、浮上分離槽１４では、この混合溶解加
圧水が急減圧されることにより、溶解度の低い空気が微
細気泡としてまず遊離し、この微細気泡中にオゾンが溶
解状態から移行するような形で進入する。そのため、高
オゾン濃度の微細気泡が比較的多く発生する。
別の経路で、オゾン発生機１５から発生されるオゾン含
有ガスを、ミキサー１６で補給水に常圧で注入して、オ
ゾン含有ガス中のオゾン成分だけを溶解させたオゾン溶
解水をつくる。そして、その非加圧のオゾン溶解水をポ
ンプ１７で加圧浮上分離に必要な３〜４ｋｇｆ／ｃｍ2
の圧力に加圧して、空気が溶解された加圧水にミキサー
１８で混合し、浮上分離槽１４に送る。こうすれば、オ
ゾンと空気が混合溶解された加圧水が浮上分離槽１４へ
送られ、しかも、浮上分離槽１４では、この混合溶解加
圧水が急減圧されることにより、溶解度の低い空気が微
細気泡としてまず遊離し、この微細気泡中にオゾンが溶
解状態から移行するような形で進入する。そのため、高
オゾン濃度の微細気泡が比較的多く発生する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
浮上分離法では、空気が飽和溶解した加圧水をつくる加
圧水製造部の他に、オゾン溶解水をつくるオゾン溶解水
製造部が必要になり、更に、オゾン溶解水の加圧ポンプ
が必要になる。従って、システムが大型化し高価にな
る。また、オゾン溶解水は常圧状態でつくられるため
に、そのオゾン溶解水が混合された混合溶解加圧水で
は、溶解空気が飽和状態を下回ってしまう。その結果、
加圧水が荷担できる空気量を微細気泡量として最大限に
利用できないことになる。
浮上分離法では、空気が飽和溶解した加圧水をつくる加
圧水製造部の他に、オゾン溶解水をつくるオゾン溶解水
製造部が必要になり、更に、オゾン溶解水の加圧ポンプ
が必要になる。従って、システムが大型化し高価にな
る。また、オゾン溶解水は常圧状態でつくられるため
に、そのオゾン溶解水が混合された混合溶解加圧水で
は、溶解空気が飽和状態を下回ってしまう。その結果、
加圧水が荷担できる空気量を微細気泡量として最大限に
利用できないことになる。
【０００８】なお、システム簡素化のために、加圧水製
造部の加圧ポンプ１１にオゾン溶解水を直接送ることが
考えられるが、加圧ポンプ１１から排出されるオゾン溶
解加圧水に、圧縮機１３から排出される加圧空気を注入
すると、溶解オゾンが、溶解されずに浮上する空気に移
行して排出されてしまい、加圧水中の溶解オゾン量が減
少する問題を生じる。
造部の加圧ポンプ１１にオゾン溶解水を直接送ることが
考えられるが、加圧ポンプ１１から排出されるオゾン溶
解加圧水に、圧縮機１３から排出される加圧空気を注入
すると、溶解オゾンが、溶解されずに浮上する空気に移
行して排出されてしまい、加圧水中の溶解オゾン量が減
少する問題を生じる。
【０００９】本発明の目的は、高濃度のオゾン含有ガス
からなる微細気泡を簡単なシステムで多量に発生させる
ことができる加圧浮上分離法を提供することにある。
からなる微細気泡を簡単なシステムで多量に発生させる
ことができる加圧浮上分離法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の加圧浮上分離法
は、酸素を原料として発生させた高濃度のオゾン含有ガ
スをほぼ常圧の液中に、当該液中の酸素溶解限度を超え
て注入し、その液を加圧ポンプにより加圧して浮上分離
槽内へ放出することにより、高濃度のオゾン含有ガスか
らなる微細気泡を発生させることを特徴としてなる。
は、酸素を原料として発生させた高濃度のオゾン含有ガ
スをほぼ常圧の液中に、当該液中の酸素溶解限度を超え
て注入し、その液を加圧ポンプにより加圧して浮上分離
槽内へ放出することにより、高濃度のオゾン含有ガスか
らなる微細気泡を発生させることを特徴としてなる。
【００１１】
【作用】本発明の加圧浮上分離法においては、高濃度の
オゾン含有ガスがほぼ常圧で液中に過剰注入される。液
中に過剰注入されたオゾン含有ガス中のオゾン成分は、
加圧ポンプによる攪拌で溶解し、残余の酸素も加圧後に
は溶解する。そのため、加圧液が荷担できるガス量を最
大限に利用できる。高濃度のオゾン含有ガスが溶解され
た加圧液を浮上分離槽内に放出すると、まず酸素が微細
気泡として遊離し、この微細気泡中にオゾンが移行する
ようにして、高濃度オゾン含有ガスの微細気泡が発生す
る。加圧液は溶解限度のオゾン含有ガスを含むので、充
分な量の微細気泡を発生させる。
オゾン含有ガスがほぼ常圧で液中に過剰注入される。液
中に過剰注入されたオゾン含有ガス中のオゾン成分は、
加圧ポンプによる攪拌で溶解し、残余の酸素も加圧後に
は溶解する。そのため、加圧液が荷担できるガス量を最
大限に利用できる。高濃度のオゾン含有ガスが溶解され
た加圧液を浮上分離槽内に放出すると、まず酸素が微細
気泡として遊離し、この微細気泡中にオゾンが移行する
ようにして、高濃度オゾン含有ガスの微細気泡が発生す
る。加圧液は溶解限度のオゾン含有ガスを含むので、充
分な量の微細気泡を発生させる。
【００１２】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図１は本
発明の加圧浮上分離法を実施するのに適したシステム例
を示す系統図である。
発明の加圧浮上分離法を実施するのに適したシステム例
を示す系統図である。
【００１３】ＰＳＡ酸素発生装置１で発生される酸素を
オゾン発生機２に送って高濃度のオゾンガス含有ガスを
発生させる。オゾン発生機２で発生された高濃度のオゾ
ン含有ガスは、ミキサー３で常圧の補給水に注入され、
その補給水は加圧ポンプ４で加圧浮上分離に必要な３〜
４ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力に加圧される。オゾン含有ガス
の注入量は、加圧された補給水中でオゾン含有ガス中の
酸素が飽和溶解するのに必要な量とされ、オゾン含有ガ
スの酸素濃度、補給水の加圧力等に基づいて決定され
る。
オゾン発生機２に送って高濃度のオゾンガス含有ガスを
発生させる。オゾン発生機２で発生された高濃度のオゾ
ン含有ガスは、ミキサー３で常圧の補給水に注入され、
その補給水は加圧ポンプ４で加圧浮上分離に必要な３〜
４ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力に加圧される。オゾン含有ガス
の注入量は、加圧された補給水中でオゾン含有ガス中の
酸素が飽和溶解するのに必要な量とされ、オゾン含有ガ
スの酸素濃度、補給水の加圧力等に基づいて決定され
る。
【００１４】補給水に注入されたオゾン含有ガス中のオ
ゾンは、溶解度が高く、加圧ポンプ４による攪拌で溶解
される。溶解度の低い酸素は、加圧により飽和状態まで
溶解される。かくして、加圧力に応じた溶解限度のオゾ
ン含有ガスが溶解された加圧水が得られる。得られた加
圧水は、過剰ガスを排出させた後、浮上分離槽５に送ら
れる。浮上分離槽５に送られた加圧水は急激に減圧さ
れ、加圧水中に溶解されていた酸素を微細気泡として遊
離する。これと共に加圧水中のオゾンが気泡中に移行
し、高濃度のオゾン含有ガスからなる微細気泡を生じ
る。
ゾンは、溶解度が高く、加圧ポンプ４による攪拌で溶解
される。溶解度の低い酸素は、加圧により飽和状態まで
溶解される。かくして、加圧力に応じた溶解限度のオゾ
ン含有ガスが溶解された加圧水が得られる。得られた加
圧水は、過剰ガスを排出させた後、浮上分離槽５に送ら
れる。浮上分離槽５に送られた加圧水は急激に減圧さ
れ、加圧水中に溶解されていた酸素を微細気泡として遊
離する。これと共に加圧水中のオゾンが気泡中に移行
し、高濃度のオゾン含有ガスからなる微細気泡を生じ
る。
【００１５】高濃度のオゾン含有ガスからなる微細気泡
は、半導体ウェハーの洗浄のみならず、例えば食品洗浄
等に使用して、微細気泡の物理的作用により食品表面の
異物粒子を浮上させ、且つ、微細気泡を構成する高濃度
のオゾン含有ガスによる化学的洗浄作用により、優れた
洗浄効果を挙げることができる。
は、半導体ウェハーの洗浄のみならず、例えば食品洗浄
等に使用して、微細気泡の物理的作用により食品表面の
異物粒子を浮上させ、且つ、微細気泡を構成する高濃度
のオゾン含有ガスによる化学的洗浄作用により、優れた
洗浄効果を挙げることができる。
【００１６】微細気泡のオゾン濃度は、補給水に注入す
るオゾン含有ガスのオゾン濃度を変化させることによ
り、容易に調節することができる。
るオゾン含有ガスのオゾン濃度を変化させることによ
り、容易に調節することができる。
【００１７】図１のシステムにおいて、補給水として水
道水を使用し（流量２０リットル／ｍｉｎ）、これに、
酸素を原料として発生させたオゾン濃度４０ｍｇ／リッ
トルのオゾン含有ガスを注入した（流量２リットル／ｍ
ｉｎ）。そして、オゾン含有ガスの注入された水道水を
約４ｋｇｆ／ｃｍ2 に加圧して浮上分離槽に送った。加
圧によりオゾン含有ガスは水道水に全量溶解し、加圧水
のオゾン濃度は3.８ｍｇ／リットルになった。浮上分離
槽に送られた加圧水は、1.５リットル／ｍｉｎの微細気
泡を生じ、そのオゾン濃度は８ｍｇ／リットルであっ
た。また、微細気泡を発生し終えた加圧水（常圧）のオ
ゾン濃度は2.６ｍｇ／リットルであった。
道水を使用し（流量２０リットル／ｍｉｎ）、これに、
酸素を原料として発生させたオゾン濃度４０ｍｇ／リッ
トルのオゾン含有ガスを注入した（流量２リットル／ｍ
ｉｎ）。そして、オゾン含有ガスの注入された水道水を
約４ｋｇｆ／ｃｍ2 に加圧して浮上分離槽に送った。加
圧によりオゾン含有ガスは水道水に全量溶解し、加圧水
のオゾン濃度は3.８ｍｇ／リットルになった。浮上分離
槽に送られた加圧水は、1.５リットル／ｍｉｎの微細気
泡を生じ、そのオゾン濃度は８ｍｇ／リットルであっ
た。また、微細気泡を発生し終えた加圧水（常圧）のオ
ゾン濃度は2.６ｍｇ／リットルであった。
【００１８】参考までに、空気を原料としたオゾン含有
ガス（オゾン濃度１０ｍｇ／リットル）を使用した場
合、空気が溶解された加圧水にオゾン溶解水を加圧して
混合した場合（図３）、オゾンが溶解された加圧水に加
圧空気を注入した場合の各結果を、本発明の実施結果と
対比させて表１に示す。本発明の実施により、高濃度の
オゾン含有ガスからなる微細気泡を多量に発生させるこ
とができる。水量、加圧力、ガス量はそれぞれ２０リッ
トル／ｍｉｎ、約４ｋｇｆ／ｃｍ2 、２リットル／ｍｉ
ｎ（いずれも一定）とした。
ガス（オゾン濃度１０ｍｇ／リットル）を使用した場
合、空気が溶解された加圧水にオゾン溶解水を加圧して
混合した場合（図３）、オゾンが溶解された加圧水に加
圧空気を注入した場合の各結果を、本発明の実施結果と
対比させて表１に示す。本発明の実施により、高濃度の
オゾン含有ガスからなる微細気泡を多量に発生させるこ
とができる。水量、加圧力、ガス量はそれぞれ２０リッ
トル／ｍｉｎ、約４ｋｇｆ／ｃｍ2 、２リットル／ｍｉ
ｎ（いずれも一定）とした。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の加圧浮上分離法は、高濃度のオゾン含有ガスからなる
微細気泡を多量に発生させる。従って、微細気泡による
物理作用とオゾンによる化学作用を最大限享受でき、半
導体ウェハー洗浄等に大きな処理効果を発揮する。しか
も、オゾン含有ガスの溶解された加圧液を１基のポンプ
で製造でき、空気溶解飽和槽、ガス圧縮機、複数の加圧
ポンプ等を必要としないので、処理システムが著しく簡
素化される。また、微細気泡におけるオゾン濃度の調節
が容易であり、更に、溶解飽和槽でのバブリングによる
溶解に比して、ポンプによる攪拌加圧溶解は溶解効率が
高く、消費電力の節減も図られる。
の加圧浮上分離法は、高濃度のオゾン含有ガスからなる
微細気泡を多量に発生させる。従って、微細気泡による
物理作用とオゾンによる化学作用を最大限享受でき、半
導体ウェハー洗浄等に大きな処理効果を発揮する。しか
も、オゾン含有ガスの溶解された加圧液を１基のポンプ
で製造でき、空気溶解飽和槽、ガス圧縮機、複数の加圧
ポンプ等を必要としないので、処理システムが著しく簡
素化される。また、微細気泡におけるオゾン濃度の調節
が容易であり、更に、溶解飽和槽でのバブリングによる
溶解に比して、ポンプによる攪拌加圧溶解は溶解効率が
高く、消費電力の節減も図られる。
【図１】本発明法を実施するのに適したシステムの系統
図である。
図である。
【図２】加圧浮上分離による一般的な処理システムの系
統図である。
統図である。
【図３】オゾン含有ガスの微細気泡を発生させるために
一般的に考えられるシステムの系統図である。
一般的に考えられるシステムの系統図である。
１ 酸素発生装置
２ オゾン発生機
３ ミキサー
４ 加圧ポンプ
５ 浮上分離槽
Claims (2)
- 【請求項１】 酸素を原料として発生させた高濃度のオ
ゾン含有ガスをほぼ常圧の液中に、当該液中の酸素溶解
限度を超えて注入し、その液を加圧ポンプにより加圧し
て浮上分離槽内へ放出することにより、高濃度のオゾン
含有ガスからなる微細気泡を発生させることを特徴とす
る加圧浮上分離法。 - 【請求項２】 微細気泡のオゾン濃度を、ほぼ常圧の液
中に注入されるオゾン含有ガスのオゾン濃度で調節する
ことを特徴とする請求項１の加圧浮上分離法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3189369A JPH057799A (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 加圧浮上分離法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3189369A JPH057799A (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 加圧浮上分離法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH057799A true JPH057799A (ja) | 1993-01-19 |
Family
ID=16240170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3189369A Pending JPH057799A (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 加圧浮上分離法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH057799A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7481937B2 (en) * | 2005-01-19 | 2009-01-27 | Heavy Industry Technology Solutions, Llc | Methods and systems for treating wastewater using ozone activated flotation |
| JP2013128912A (ja) * | 2011-12-22 | 2013-07-04 | Shibaura Mechatronics Corp | 処理液の製造装置、製造方法、及び洗浄処理装置 |
| CN108543098A (zh) * | 2018-06-07 | 2018-09-18 | 苏州赛易特环保科技有限公司 | 一种高效臭氧杀菌消毒装置 |
| US20180346355A1 (en) * | 2011-08-03 | 2018-12-06 | Evocra Pty Limited | Method for treating industrial waste |
-
1991
- 1991-07-02 JP JP3189369A patent/JPH057799A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7481937B2 (en) * | 2005-01-19 | 2009-01-27 | Heavy Industry Technology Solutions, Llc | Methods and systems for treating wastewater using ozone activated flotation |
| US20180346355A1 (en) * | 2011-08-03 | 2018-12-06 | Evocra Pty Limited | Method for treating industrial waste |
| US11505479B2 (en) * | 2011-08-03 | 2022-11-22 | Evocra Pty Limited | Method for treating industrial waste |
| JP2013128912A (ja) * | 2011-12-22 | 2013-07-04 | Shibaura Mechatronics Corp | 処理液の製造装置、製造方法、及び洗浄処理装置 |
| CN108543098A (zh) * | 2018-06-07 | 2018-09-18 | 苏州赛易特环保科技有限公司 | 一种高效臭氧杀菌消毒装置 |
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