JPH0655164A - 超純水製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 超純水製造装置における真空脱気塔内におい
て、脱気効率を向上し、抽気量を減少させることにより
コストダウンを図るとともに、適正な真空度を保つこと
を目的とする。 【構成】 真空脱気塔内において、抽気口８がその側壁
に形成されている真空脱気塔上部１ａ内において、充填
材４上に多孔性で、かつ、気体に対して濡れ性の良好な
材質の気液接触増加材９を設ける。 【効果】 原水と雰囲気との気液接触率が上がり、溶存
気体の少ない純度の高い純水を得られ、また、抽気量が
減少するので、コストダウン，設置面積の縮小が図れ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は超純水製造装置に関
し、特に、半導体製造工程で使用する超純水を製造する
際の原水の脱気処理を行う超純水製造装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来の超純水製造装置の構造を示
す断面模式図であり、図において、１は円筒形状の真空
脱気塔であり、後述の充填材４により仕切られて形成さ
れる上下２つの領域を、説明の便宜上、それぞれ真空脱
気塔上部１ａ，下部１ｂと称する。２は真空脱気塔１の
上面に接続され、処理前の原水を真空脱気塔１内に導く
原水流入パイプ、８は真空脱気塔上部１ａの側壁に設け
られた抽気口、６は抽気口８を介して真空脱気塔１内部
の空気を外部へ抽出するための抽気ポンプ、４はその表
面積が大きくなるように形成されている充填材であり、
例えば、微細な目の金属網を多層にしたものなどが用い
られる。５は真空脱気塔１内の処理液が溜まる液溜、３
は真空脱気塔１の底部に接続され、液溜５内の液体を外
部へ導く流出パイプ、７は流出パイプ３に接続された排
水ポンプである。

【０００３】次に上記超純水製造装置の動作について説
明する。半導体製造工程でウエハの洗浄等に使用される
超純水の製造工程においては、一般の水の中に含まれる
種々の不純物を除くために様々な不純物除去作業を行う
が、ここに示す装置は水中の溶存酸素や二酸化炭素等の
気体を脱気するものである。まず、原水流入パイプ２よ
り、ある程度の不純物除去が施された水（以下、原水と
称す）が真空脱気塔１内に流入する。この際、原水は該
真空脱気塔１の上面構造により上面全面から微細な粒状
となって降ってくるように流入される。このとき、真空
脱気塔１内部は抽気口８および抽気ポンプ６により真空
に近い状態にされている。このため、真空脱気塔上部１
ａ内に流入してきた霧状の水の状態において、該水内部
の溶存気体と真空脱気塔上部１ａ内部の気体との圧力差
によって、水内部の溶存気体が脱気され、該脱気された
気体は抽気口８より外部に出てゆく。

【０００４】上記のようにある程度内部の気体が脱気さ
れた霧状の水は、次に充填材４に到達する。霧状の水は
該充填材４に付着し、重力によって真空脱気塔下部１ｂ
方向へと落ちてゆくが、該充填材４の表面積は大きいの
で、真空脱気塔下部１ｂに達するまでに時間がかかる。
つまり、脱気されて気圧の低くなっている空間に、該水
は長く滞在することとなり、充填材４中でさらに水内部
の脱気が行われることとなる。この後、処理水は充填材
４より液溜５へ流れ、流水パイプ３および排水ポンプ７
により外部へ排出され、脱気処理された水としてその後
の種々の処理に供される。

【０００５】なお、抽気ポンプ６により真空脱気塔１内
部を真空に近い状態としているが、例えば、気圧を下げ
過ぎて完全な真空状態にしてしまうと、水が蒸発してし
まい、該水内部の気体だけでなく、水そのものも抽気口
８より出て行ってしまうので、その抽気は適度な度合い
で行い、適正な真空度を保つ必要がある。

【０００６】また、真空脱気塔下部１ｂは、抽気口８が
直接その側壁に設けられている真空脱気塔上部１ａより
も、充填材４によって隔てられている分、その真空度が
少し低くなるようにしており、よって、液溜５に溜まる
処理水から水が蒸発することを防ぎ、また、真空脱気塔
下部１ｂ空間にある処理水の水蒸気が抽気されることを
防いでいる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の超純水製造装置
は以上のように構成されているので、真空度を高くすれ
ば水の脱気効率を上げることができるが、そのためには
大量の抽気が必要となるので、コストも多量にかかり、
さらに、装置の規模も大型化するのでその接地面積を大
きくしてしまうなどの問題点があった。また、脱気効率
上昇の目的で真空度を上昇すると、水が蒸発し、該装置
によって得られる処理水の量が、もとの原水量に対して
少なくなってしまうことともなり、適正な真空度を保つ
ことが困難であるなどの問題点もあった。

【０００８】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、脱気効率を向上し、抽気量を減
少させることによってコストダウンを図るとともに、そ
の内部での適正な真空度を保つことのできる超純水製造
装置を得ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る超純水製
造装置は、真空脱気塔の上面に設けられた原水供給口
と、真空脱気塔の側壁に設けられ、外部の抽気手段に接
続した抽気口と、該抽気口より下部の上記真空脱気塔の
内部の所定の位置に設けられた充填材と、真空脱気塔の
底面に設けられた排水口と、気液接触を増加させること
のできる、上記充填材に載置して設けられた気液接触増
加材とを有するものである。

【００１０】また、この発明に係る超純水製造装置は、
上記超純水製造装置において、充填材および気液接触増
加材より構成される構造を、互いに所定の距離を隔てて
多段設け、さらに、上記構造間あるいは上記構造と真空
脱気塔上面間の真空脱気塔側壁の所定の位置に抽気口を
設けたものである。

【００１１】さらに、この発明に係る超純水製造装置
は、真空脱気塔の上面に設けられた原水供給口と、真空
脱気塔の側壁に設けられ、外部の抽気手段に接続した抽
気口と、該抽気口より上部の上記真空脱気塔の内部の所
定の位置に設けられた充填材と、真空脱気塔の底面に設
けられた排水口と、気液接触を増加させることのでき、
る上記充填材と真空脱気塔の底面との間に気液接触増加
材設置台に載置されて設けられた気液接触増加材とを有
するものである。

【００１２】また、この発明に係る超純水製造装置は、
上記超純水製造装置において、充填材と気液接触増加材
設置台および気液接触増加材より構成される構造を、互
いに所定の距離を隔てて多段に設け、さらに、上記充填
材と気液接触増加材間の真空脱気塔側壁の所定の位置に
抽気口を設けたものである。さらに、この発明に係る超
純水製造装置は、上記超純水製造装置において、気液接
触増加材設置台に圧力調整弁を備えたものである。

【００１３】

【作用】この発明における超純水製造装置は、装置内部
に気液接触増加材を設けて装置内で一番真空度の高い空
間内で原水と雰囲気の気液接触率を増加して、原水の脱
気効率を著しく上昇することができるので、純度の高い
純水を得ることができ、結果、抽気量を減少することも
できるので、コストを抑えて、また、装置全体の規模を
小さくすることができる。

【００１４】また、上記気液接触増加材を多段設けるこ
とによって、さらに気液接触率を向上させたので、一層
脱気効率を向上させることができる。さらに、圧力調節
弁を設けたことにより、抽気バランスを最適化して適正
な真空度を保つことができ、純度の高い超純水を製造す
ることができる。

【００１５】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１はこの発明の第１の実施例による超純水製造
装置の構造を示す断面模式図であり、図中、図６と同一
符号は同一または相当部分を示す。該図１において、９
は充填材４の上に設置されている気液接触増加材であ
る。該気液接触増加材９は直径３０ｃｍ程度の真空脱気
塔１と同じ外径をもつ筒状に形成されているが、これは
その材質が気体に対して濡れ性を良くできる、例えば、
デミスタのようなものであって、図７に示すような直径
１ｍｍ〜１００ｍｍ程度の素材９ａを、縦，横，斜めに
ならべて形成したものである。

【００１６】次に、動作について説明する。まず、従来
例と同様に、真空脱気塔１の上面全面から原水が微細な
粒状となって降ってくるように真空脱気塔１内に流入さ
れる。真空脱気塔１内部は抽気口８および抽気ポンプ６
により真空に近い状態にされているので、真空脱気塔上
部１ａ内に流入してきた霧状の水内部の溶存気体が脱気
され、該脱気された気体は抽気口８より外部に出てゆ
く。次に水は気液接触増加材９に付着するが、このと
き、該気液接触増加材９はその表面積が大きく、かつ、
その材質が気体に対して濡れ性が良いので、該気液接触
増加材９に付着した水はしばらくの間、真空度の高くな
っている領域に滞在し、また、水の気液接触効率が上が
ることになるので、脱気効率が良くなる。その後、水は
充填材４を通ってさらに脱気が行われた後、液溜５へ流
れ、流水パイプ３および排水ポンプ７により外部へ排出
され、脱気処理された水としてその後の種々の処理に供
される。

【００１７】このように、上記実施例においては、充填
材４の上に気液接触増加材９を載置して用いることによ
り、装置内で一番真空度の高い空間内（真空脱気等上部
１ａ内）で原水と雰囲気の気液接触率を増加して、原水
の脱気効率を著しく上昇することができるので、純度の
高い純水を得ることができ、またその結果、抽気量を減
少することができるので、コストを抑えて、かつ、装置
全体の規模を小さくすることができる。

【００１８】実施例２．次にこの発明の第２の実施例に
ついて説明する。図２はこの発明の第２の実施例による
超純水製造装置の構造を示す断面模式図であり、図中、
図１あるいは図６と同一符号のものは同一または相当部
分を示す。該図２において、１０は第２の充填材、１３
は第２の気液接触増加材、１ｃは充填材４および第２の
気液接触増加材１３との間に形成される領域であり、便
宜上、真空脱気塔中部と称する。１２は真空脱気塔中部
１ｃの側壁に設けられた抽気口、１１は抽気口１２を介
して真空脱気塔１内部の空気を外部へ抽出するための抽
気ポンプである。

【００１９】本実施例では、上記第１の実施例に示す装
置に新たに第２の充填材１０，第２の気液接触増加材１
３を設けて充填材および気液接触増加材を多段とし、さ
らに、各気液接触増加材９，１３上の空間が真空度の高
い雰囲気となるように、真空脱気塔上部１ａおよび中部
１ｃの側壁部に抽気口８，１２を設けているので、さら
に気液接触効率を向上した装置とすることができる。

【００２０】実施例３．次に、第３の実施例について説
明する。図３はこの発明の第３の実施例による超純水製
造装置の構造を示す断面模式図であり、図中、図１およ
び図６と同一符号は同一または相当部分を示す。該図３
において、１４は気液接触増加材９をその上に載置する
ための気液接触増加材設置台である。上記第１および第
２の実施例では、気液接触増加材を充填材上に設けた場
合のものについて示したが、装置の種類によっては、充
填材４の下に抽気口８が設けられたものもあり、その場
合は本実施例のように、充填材４の下に気液接触増加材
９を設けても構わない。この場合、気液接触増加材９は
抽気口８より下部に位置して、気液接触増加材設置台１
４に載置して設けることによって、真空度の一番高い雰
囲気と気液接触増加材９を接触させ、その脱気効果を最
大限に引き出すようにしている。

【００２１】次に動作について説明する。原水流入パイ
プ２より真空脱気塔１内に供給された霧状の原水は、充
填材４を通過するまでの間にある程度脱気はされてい
る。次に充填材４と気液接触増加材９との間の領域にお
いて、その高い真空度の環境下でさらに脱気が行われる
が、その後の気液接触増加材９内で長く留まることによ
り、脱気は続けられる。最後に液溜５を経て、排水パイ
プ３および排水ポンプ７により排水される。このよう
に、充填材の下に抽気口が設けられている構造の装置の
場合でも、気液接触増加材を用いて脱気効率を向上する
ことができる。

【００２２】実施例４．次に、第４の実施例について説
明する。図４はこの発明の第４の実施例による超純水製
造装置の構造を示す断面模式図であり、図中、図１ない
し図３と同一符号は同一または相当部分を示す。該図４
において、１５は第２の気液接触増加材１３をその上に
載置するための第２の気液接触増加材設置台である。

【００２３】本実施例では、上記第３の実施例に示す装
置に新たに第２の充填材１０，第２の気液接触増加材１
３を設けて、充填材および気液接触増加材を多段とし、
さらに、各気液接触増加材９，１３上の空間が真空度の
高い雰囲気となるように、抽気口８，１２をそれぞれ設
けているので、さらに気液接触効率の良い、脱気効率の
向上した装置とすることができる。

【００２４】実施例５．次に、第５の実施例について説
明する。図５はこの発明の第５の実施例による超純水製
造装置の構造を示す断面模式図であり、図中、図３と同
一符号は同一または相当部分を示す。該図５において、
１６は気液接触増加材設置台１４の中央部に設置された
圧力調整弁であり、これは気液接触増加材９を通して流
れる水の量を調整することによって真空脱気塔１内の圧
力を調整できるようになっている。

【００２５】本実施例では、上記第３の実施例に示す装
置において気液接触増加材設置台１４に圧力調整弁１６
を設けたものであり、これによって、充填材４と気液接
触増加材９との間の空間の真空度を最適な値に、かつ、
一定に保つことができるようになり、より一層気液接触
効率が上がり、また、抽気量を減少することができる。
さらに、このような圧力調整弁１４を充填材４の下部に
も設けて多段構造としても、圧力の調整により一層の効
果を得ることができる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、この発明に係る超純水製
造装置によれば、装置内部に気液接触増加材を設けて装
置内で一番真空度の高い空間内で原水と雰囲気の気液接
触率を増加して、原水の脱気効率を著しく上昇するよう
にしたので、溶存気体を低減した純度の高い純水を得る
ことができ、結果、抽気量を減少することもできるの
で、コストを抑えて、また、装置全体の規模を小さくし
て設置面積を小さくすることもできる効果がある。

【００２７】また、この発明に係る超純水製造装置によ
れば、気液接触増加材を多段設けるようにしたので、さ
らに気液接触率を向上させ、脱気効率を一層向上させる
ことができる効果がある。

【００２８】さらに、この発明に係る超純水製造装置に
よれば、圧力調節弁を設けたことにより、抽気バランス
が最適化して適正な真空度を保つことができる、純度の
高い超純水を製造することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例による超純水製造装置
の構造を示す断面模式図である。

【図２】この発明の第２の実施例による超純水製造装置
の構造を示す断面模式図である。

【図３】この発明の第３の実施例による超純水製造装置
の構造を示す断面模式図である。

【図４】この発明の第４の実施例による超純水製造装置
の構造を示す断面模式図である。

【図５】この発明の第５の実施例による超純水製造装置
の構造を示す断面模式図である。

【図６】従来の超純水製造装置の構造を示す断面模式図
である。

【図７】この発明の第１の実施例による超純水製造装置
に用いる気液接触増加剤の素材を示す断面模式図であ
る。

【符号の説明】

１ 真空脱気塔 １ａ 真空脱気塔上部 １ｂ 真空脱気塔下部 １ｃ 真空脱気塔中部 ２ 原水流入パイプ ３ 排水パイプ ４ 充填材 ５ 液溜 ６ 抽気口ポンプ ７ 排水ポンプ ８ 抽気口 ９ 気液接触増加材 １０ 第２の充填材 １１ 第２の抽気ポンプ １２ 第２の抽気口 １３ 第２の気液接触増加材 １４ 気液接触増加材設置台 １５ 第２の気液接触増加材設置台 １６ 圧力調整弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伴 功二 兵庫県伊丹市瑞原４丁目１番地 三菱電機 株式会社エル・エス・アイ研究所内 (72)発明者 福本 隼明 兵庫県伊丹市瑞原４丁目１番地 三菱電機 株式会社エル・エス・アイ研究所内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原水の脱気を円筒形の真空脱気塔内で行
   う超純水製造装置において、 上記真空脱気塔の上面に設けられた原水供給口と、 上記真空脱気塔の側壁に設けられ、外部の抽気手段に接
   続した抽気口と、 該抽気口より下部の上記真空脱気塔の内部の所定の位置
   に設けられた充填材と、 上記真空脱気塔の底面に設けられた排水口と、 気液接触を増加させることができる、上記充填材に載置
   して設けられた気液接触増加材とを有することを特徴と
   する超純水製造装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の超純水製造装置におい
   て、 上記充填材および気液接触増加材より構成される構造
   を、互いに所定の距離を隔てて多段設け、さらに、上記
   構造間あるいは上記構造と真空脱気塔上面間の真空脱気
   塔側壁の所定の位置に抽気口を設けたことを特徴とする
   超純水製造装置。
3. 【請求項３】 原水の脱気を円筒形の真空脱気塔内で行
   う超純水製造装置において、 上記真空脱気塔の上面に設けられた原水供給口と、 上記真空脱気塔の側壁に設けられ、外部の抽気手段に接
   続した抽気口と、 該抽気口より上部の上記真空脱気塔の内部の所定の位置
   に設けられた充填材と、 上記真空脱気塔の底面に設けられた排水口と、 気液接触を増加させることのできる、上記充填材と真空
   脱気塔の底面との間に気液接触増加材設置台に載置され
   て設けられた気液接触増加材とを有することを特徴とす
   る超純水製造装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の超純水製造装置におい
   て、 充填材と気液接触増加材設置台および気液接触増加材よ
   り構成される構造を、互いに所定の距離を隔てて多段設
   け、さらに、上記充填材と気液接触増加材間の真空脱気
   塔側壁の所定の位置に抽気口を設けたことを特徴とする
   超純水製造装置。
5. 【請求項５】 請求項３または４記載の超純水製造装置
   において、 上記気液接触増加材設置台に圧力調整弁を備えたことを
   特徴とする超純水製造装置。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５記載の超純水製造装置
   において、 上記気液接触増加材はデミスタであることを特徴とする
   超純水製造装置。