KR102573112B1 - 가스 용해액 제조 장치 - Google Patents

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스구루 오자와
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가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
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Abstract

가스 용해액 제조 장치(1)는, 가스 공급부(2)와, 제1 액체 공급부(3)와, 가스 용해액 생성부(4)와, 제2 액체 생성부(20)와, 제2 액체 공급부(21)와, 유량 측정부(14)와, 제어부(23)를 구비한다. 제어부(23)는, 유량 측정부(14)에 의해 측정된 순환된 가스 용해액의 유량에 따라, 가스 용해액 생성부(4)에 공급되는 제1 액체의 공급량을 제어한다. 가스 용해액 생성부(4)는, 제1 액체 공급부(3)로부터 공급된 제1 액체와 제2 액체 공급부(21)로부터 공급된 제2 액체에 가스 공급부(2)로부터 공급된 가스를 용해시켜 가스 용해액을 생성한다.

Description

가스 용해액 제조 장치 {GAS SOLUTION MANUFACTURING APPARATUS}
본 발명은 순환된 가스 용해액을 재이용하여 가스 용해액을 제조하는 가스 용해액 제조 장치에 관한 것이다.
근년, 반도체 디바이스나 액정 등의 전자 부품의 제조 공장에 있어서의 세정 방법은, 제조 프로세스의 복잡화나 회로 패턴의 미세화에 수반하여, 점점 고도화되고 있다. 일반적으로, 실리콘 웨이퍼의 세정에서는, 기능수라고 불리는 액체(예를 들어 초순수)에 고순도의 가스를 용해시킨 특수한 세정액(가스 용해수)을 사용하여, 실리콘 웨이퍼에 부착된 미립자, 금속 오염, 유기 오염 등이 제거된다.
세정에 사용되는 가스 용해액은, 가스 용해수 제조 장치로 제조되어, 세정 장치(유스 포인트)에 공급된다. 통상 세정에 사용된 가스 용해수는 세정 장치로부터 배출되지만, 이 배출되는 가스 용해수를 회수하여 재이용하는 것이 요망된다. 따라서 종래, 세정 장치로부터 배출된 가스 용해수에 포함되는 용존 가스를 회수하여 재이용하는 장치가 제안되어 있다(예를 들어 특허문헌 1 참조).
일본 특허 공개 제2007-275744호 공보
그러나, 종래의 장치에서는, 유스 포인트로 가스 용해수의 사용량이 변화되는 것에 대해서는, 별로 고려가 되고 있지 않다. 예를 들어, 종래의 장치에서는, 유스 포인트에서의 가스 용해수의 사용량이 감소했을 때에도, 가스 용해수 제조 장치로부터 공급되는 가스 용해수의 공급량은 변하지 않는다. 종래, 잉여분의 가스 용해수는 배수 드레인 등으로부터 폐기되어 있었다.
본 발명은 상기한 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 순환된 가스 용해액을 재이용할 수 있으며, 잉여분의 가스 용해수를 폐기하지 않아도 되도록 할 수 있는 가스 용해액 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 가스 용해액 제조 장치는, 가스 용해액의 원료가 되는 가스를 공급하는 가스 공급부와, 상기 가스 용해액의 원료가 되는 제1 액체를 공급하는 제1 액체 공급부와, 상기 제1 액체 공급부로부터 공급된 제1 액체에 상기 가스 공급부로부터 공급된 가스를 용해시키고, 가스 용해액을 생성하는 가스 용해액 생성부와, 상기 가스 용해액 생성부에서 생성된 가스 용해액이 순환되어 공급되고, 순환된 상기 가스 용해액으로부터 상기 가스 용해액의 원료가 되는 제2 액체를 생성하는 제2 액체 생성부와, 상기 제2 액체 생성부에서 생성된 상기 제2 액체를 상기 가스 용해액 생성부에 공급되는 제2 액체 공급부와, 상기 제2 액체 생성부에 공급되는 상기 순환된 가스 용해액의 유량을 측정하는 유량 측정부와, 상기 제1 액체 공급부와 상기 제2 액체 공급부를 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 유량 측정부에서 측정된 상기 순환된 가스 용해액의 유량에 따라, 상기 가스 용해액 생성부에 공급하는 상기 제1 액체의 공급량을 제어하고, 상기 가스 용해액 생성부는, 상기 제1 액체 공급부로부터 공급된 상기 제1 액체와 상기 제2 액체 공급부로부터 공급된 상기 제2 액체에 상기 가스 공급부로부터 공급된 가스를 용해시켜, 상기 가스 용해액을 생성한다.
이 구성에 의하면, 가스 용해액 생성부에서 생성된 가스 용해액이 순환되고, 제2 액체 생성부에 공급되어서, 순환된 가스 용해액으로부터 가스 용해액의 원료가 되는 제2 액체가 생성된다. 제2 액체 생성부에서 생성된 제2 액체는, 제2 액체 공급부로부터 가스 용해액 생성부에 공급되고, 가스 용해액의 생성에 재이용된다. 이 경우, 순환된 가스 용해액의 유량이 유량 측정부에서 측정되고, 측정된 가스 용해액의 유량에 따라, 가스 용해액 생성부에 공급되는 제1 액체의 공급량(유량)이 제어된다. 즉, 순환된 가스 용해액의 유량을 고려하여, 가스 용해액 생성부로의 제1 액체의 공급량이 제어된다. 따라서, 예를 들어 유스 포인트에서의 가스 용해액의 사용량이 감소된 경우에는, 가스 용해액 생성부로의 제1 액체의 공급량을 감소시킬 수 있다. 이에 의해, 가스 용해액을 과잉으로 제조하는 것이 방지되고, 잉여분의 가스 용해액을 폐기하지 않아도 되도록 하며, 또한, 가스 용해액의 원료(제1 액체)의 낭비도 없앨 수 있다.
또한, 본 발명의 가스 용해액 제조 장치는, 순환된 상기 가스 용해액을 저장하는 가스 용해액 저장부와, 상기 가스 용해액 저장부에 저장되어 있는 상기 가스 용해액의 액면의 높이를 측정하는 액면 측정부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 액면 측정부에서 측정된 상기 가스 용해액의 액면의 높이에 기초하여, 상기 제2 액체 공급부를 작동시킬지 여부를 제어해도 된다.
이 구성에 의하면, 액면 측정부에서 측정된 가스 용해액의 액면의 높이에 따라, 제2 액체 공급부를 적절하게 작동시킬 수 있다. 예를 들어, 액면 측정부에서 측정된 가스 용해액의 액면의 높이가 소정의 기준 높이 이상이면, 제2 액체 공급부까지 제2 액체가 충분히 공급되어 있고, 제2 액체 공급부를 작동시켜도 문제가 없다. 한편, 액면 측정부에서 측정된 가스 용해액의 액면의 높이가 소정의 기준 높이로 되어 있지 않는 경우에는, 제2 액체 공급부까지 제2 액체가 충분히 공급되지 않고, 제2 액체 공급부를 작동시키는데도 적합하지 않다.
또한, 본 발명의 가스 용해액 제조 장치에서는, 상기 제2 액체 생성부는, 상기 순환된 가스 용해액에 열 분해 처리 또는 광 분해 처리를 실시하여, 상기 가스 용해액으로부터 상기 제2 액체를 생성해도 된다.
이 구성에 의하면, 순환된 가스 용해액에 열 분해 처리 또는 광 분해 처리를 실시함으로써, 가스 용해액으로부터 제2 액체를 용이하게 생성할 수 있다.
또한, 본 발명의 가스 용해액 제조 장치에서는, 상기 제2 액체 생성부는, 상기 순환된 가스 용해액에 탈기 처리를 실시하여, 상기 가스 용해액으로부터 상기 제2 액체를 생성해도 된다.
이 구성에 의하면, 순환된 가스 용해액에 탈기 처리를 실시함으로써, 가스 용해액으로부터 제2 액체를 용이하게 생성할 수 있다.
또한, 본 발명의 가스 용해액 제조 장치에서는, 상기 제2 액체 생성부에, 상기 가스 용해액 생성부에서 생성되어 장치 외부에 공급된 상기 가스 용해액이 장치 외부를 순환하여 공급되어도 된다.
이 구성에 의하면, 가스 용해액 생성부에서 생성된 가스 용해액이 장치 외부에 공급되어, 장치 외부를 순환하여 제2 액체 생성부에 공급된다. 이에 의해, 장치 외부를 순환된 가스 용해액으로부터 가스 용해액의 원료가 되는 제2 액체를 생성할 수 있고, 가스 용해액의 생성에 재이용하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 가스 용해액 제조 장치에서는, 상기 제2 액체 생성부에는, 상기 가스 용해액 생성부에서 생성되어 장치 외부에 공급되지 않는 상기 가스 용해액이 장치 내부를 순환하여 공급되어도 된다.
이 구성에 의하면, 가스 용해액 생성부에서 생성된 가스 용해액은 장치 외부에 공급되지 않고, 장치 내부를 순환하여 제2 액체 생성부에 공급된다. 이에 의해, 장치 내부를 순환된 가스 용해액으로부터 가스 용해액의 원료가 되는 제2 액체를 생성할 수 있고, 가스 용해액의 생성에 재이용하는 것이 가능해진다.
본 발명의 가스 용해액 제조 방법은, 가스 용해액 제조 장치로 실행되는 가스 용해액의 제조 방법이며, 상기 가스 용해액 제조 장치는, 가스 용해액의 원료가 되는 가스를 공급하는 가스 공급부와, 상기 가스 용해액의 원료가 되는 제1 액체를 공급하는 제1 액체 공급부와, 상기 제1 액체 공급부로부터 공급된 제1 액체에 상기 가스 공급부로부터 공급된 가스를 용해시키고, 가스 용해액을 생성하는 가스 용해액 생성부와, 상기 가스 용해액 생성부에서 생성된 가스 용해액이 순환되어 공급되고, 순환된 상기 가스 용해액으로부터 상기 가스 용해액의 원료가 되는 제2 액체를 생성하는 제2 액체 생성부와, 상기 제2 액체 생성부에서 생성된 상기 제2 액체를 상기 가스 용해액 생성부에 공급되는 제2 액체 공급부와, 상기 제2 액체 생성부에 공급되는 상기 순환된 가스 용해액의 유량을 측정하는 유량 측정부와, 상기 제1 액체 공급부와 상기 제2 액체 공급부를 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 제조 방법은, 상기 제어부가, 상기 유량 측정부에서 측정된 상기 순환된 가스 용해액의 유량에 따라, 상기 가스 용해액 생성부에 공급하는 상기 제1 액체의 공급량을 제어하는 것과, 상기 가스 용해액 생성부가 상기 제1 액체 공급부로부터 공급된 상기 제1 액체와 상기 제2 액체 공급부로부터 공급된 상기 제2 액체에 상기 가스 공급부로부터 공급된 가스를 용해시켜, 상기 가스 용해액을 생성하는 것을 포함한다.
이 제조 방법에 따라서도, 상기 장치와 마찬가지로, 가스 용해액 생성부에서 생성된 가스 용해액이 순환되고, 제2 액체 생성부에 공급되어서, 순환된 가스 용해액으로부터 가스 용해액의 원료가 되는 제2 액체가 생성된다. 제2 액체 생성부에서 생성된 제2 액체는, 제2 액체 공급부로부터 가스 용해액 생성부에 공급되고, 가스 용해액의 생성에 재이용된다. 이 경우, 순환된 가스 용해액의 유량이 유량 측정부에서 측정되고, 측정된 가스 용해액의 유량에 따라, 가스 용해액 생성부에 공급되는 제1 액체의 공급량(유량)이 제어된다. 즉, 순환된 가스 용해액의 유량을 고려하여, 가스 용해액 생성부로의 제1 액체의 공급량이 제어된다. 따라서, 예를 들어 유스 포인트에서의 가스 용해액의 사용량이 감소된 경우에는, 가스 용해액 생성부로의 제1 액체의 공급량을 감소시킬 수 있다. 이에 의해, 가스 용해액을 과잉으로 제조하는 것이 방지되고, 잉여분의 가스 용해액을 폐기하지 않아도 되도록 하며, 또한, 가스 용해액의 원료(제1 액체)의 낭비도 없앨 수 있다.
본 발명에 따르면, 순환된 가스 용해액을 재이용할 수 있고, 잉여분의 가스 용해액을 폐기하지 않아도 되도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 가스 용해액 제조 장치의 설명도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 가스 용해액 제조 장치(장치의 기동 시)의 설명도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 가스 용해액 제조 장치(유스 포인트에서의 사용 개시 시)의 설명도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 가스 용해액 제조 장치(유스 포인트에서의 사용량 변화시)의 설명도이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 가스 용해액 제조 장치(유스 포인트에서의 메인터넌스 시)의 설명도이다.
도 6은 다른 실시 형태에 있어서의 가스 용해액 제조 장치의 설명도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태의 가스 용해액 제조 장치에 대해, 도면을 사용하여 설명한다. 본 실시 형태에서는, 반도체 디바이스나 액정 등의 전자 부품의 제조 공장 등에서 사용되는 가스 용해액 제조 장치의 경우를 예시한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 오존을 순수에 용해시켜 오존수를 제조하는 오존수 제조 장치의 경우를 설명한다.
본 발명의 실시 형태의 가스 용해액 제조 장치(오존수 제조 장치)의 구성을, 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은, 본 실시 형태의 오존수 제조 장치의 설명도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 오존수 제조 장치(1)는, 오존수의 원료가 되는 오존(가스)을 공급하는 가스 공급부(2)와, 오존수의 원료가 되는 순수(제1 액체)를 공급하는 제1 펌프(3)와, 제1 펌프(3)로부터 공급된 순수에 가스 공급부(2)로부터 공급된 오존을 용해시켜 오존수를 생성하는 오존수 생성부(4)와, 오존수 생성부(4)에서 생성된 오존수가 저류되는 기액 분리 탱크(5)를 구비하고 있다. 또한, 제1 펌프(3)의 상류측에는, 제1 펌프(3)에 공급되는 순수의 유량을 측정하는 제1 유량계(6)가 설치되어 있고, 오존수 생성부(4)의 상류측(제1 펌프(3)와 오존수 생성부(4) 사이)에는, 오존수 생성부(4)에 공급되는 순수의 유량을 측정하는 제2 유량계(7)가 설치되어 있다.
기액 분리 탱크(5)에 저류된 오존수는, 오존수 사용 장치(8)의 유스 포인트(9)(세정 유닛 등)에 제공된다. 기액 분리 탱크(5)의 하류측에는, 오존수 사용 장치(8)에 공급되는 오존수의 농도를 측정하는 농도계(10)와, 오존수 사용 장치(8)에 공급되는 오존수의 유량을 측정하는 제3 유량계(11)가 설치되어 있다. 오존수 사용 장치(8)에는, 유스 포인트(9)에서의 오존수의 사용량에 따라 개폐되는 밸브군(12)이 설치되어 있다.
오존수 제조 장치(1)로 제조된 오존수는, 장치 외부의 오존수 사용 장치(8)를 순환하여 오존수 제조 장치(1)로 되돌아간다. 오존수 제조 장치(1)는, 장치 외부의 오존수 사용 장치(8)를 순환한 오존수가 저류되는 순환 오존수 탱크(13)를 구비하고 있다. 순환 오존수 탱크(13)에는, 장치 외부의 오존수 사용 장치(8)를 순환하여 오존수 제조 장치(1)로 되돌아가는 오존수의 유량을 측정하는 제4 유량계(14)가 설치되어 있다. 또한, 순환 오존수 탱크(13)에는, 순환 오존수 탱크(13)에 저류되어 있는 오존수의 액면의 높이를 측정하는 액면 센서(15)가 설치되어 있다.
또한, 오존수 제조 장치(1)는, 장치 내부에서 오존수를 순환시킬 수 있도록 구성되어 있다. 이 경우, 오존수 제조 장치(1)는, 기액 분리 탱크(5)에 저류된 오존수를 장치 외부의 오존수 사용 장치(8)에 공급하기 위한 공급 라인(16)에 설치된 제1 밸브(17)와, 기액 분리 탱크(5)에 저류된 오존수를 장치 내부에서 순환시키기 위한 순환 라인(18)에 설치된 제2 밸브(19)를 구비하고 있다. 그리고, 제1 밸브(17)를 개방 상태로 하고, 제2 밸브(19)를 폐쇄 상태로 함으로써, 오존수 제조 장치(1)로 제조된 오존수를 장치 외부의 오존수 사용 장치(8)에 공급할 수 있다. 한편, 제1 밸브(17)를 폐쇄 상태로 하고, 제2 밸브(19)를 개방 상태로 함으로써, 오존수 제조 장치(1)로 제조된 오존수를 장치 내부에서 순환시킬 수 있다. 순환 오존수 탱크(13)에는, 장치 내부를 순환한 오존수를 저류할 수도 있다.
오존수 제조 장치(1)는, 순환 오존수 탱크(13)에 저류된 오존수가 공급되는 오존수 분해기(20)를 구비하고 있다. 오존수 분해기(20)는, 순환 오존수 탱크(13)로부터 공급된 오존수에 열 분해 처리 또는 광 분해 처리를 실시하고, 오존수 중에 포함되는 오존을 산소로 분해하고, 오존수로부터 산소수(제2 액체)를 생성한다. 이 열 분해 처리 또는 광 분해 처리의 방법으로서는, 공지된 방법을 이용할 수 있다. 또한, 산소수에는, 주로 산소가 포함되어 있으면 되고, 이외에 산소 이외의 가스(예를 들어 검출기에서 검출할 수 없는 농도의 오존 등)나 금속의 성분 등이 포함되어 있어도 된다. 이하, 주성분으로서 산소가 포함되어 있는 물을 산소수라 칭한다. 물론, 산소수는 순산소수여도 된다.
오존수 제조 장치(1)는, 오존수 분해기(20)로 생성된 산소수를 오존수 생성부(4)에 공급되는 제2 펌프(21)와, 제2 펌프(21)에 공급되는 산소수의 유량을 측정하는 제5 유량계(22)를 구비하고 있다. 그리고, 오존수 생성부(4)는, 제1 펌프(3)로부터 공급된 순수와 제2 펌프(21)로부터 공급된 산소수에, 가스 공급부(2)로부터 공급된 오존을 용해시켜, 오존수를 생성할 수도 있다. 이 경우, 순수에 산소수가 혼합된 액체를 원료로 하여 오존수를 생성해도, 액체에 대한 오존의 용해도에 큰 영향은 없다. 또한, 유스 포인트(9)에 있어서도, 오존수에 포함되는 산소의 농도에 따르는 큰 영향은 없다.
그리고, 이 오존수 제조 장치(1)는, 제1 펌프(3)와 제2 펌프(21)를 제어하는 제어부(23)를 구비하고 있다. 제어부(23)는, 제4 유량계(14)에 의해 측정된 오존수(장치 외부를 순환한 오존수)의 유량에 따라, 제1 펌프(3)로부터 오존수 생성부(4)에 공급되는 순수의 공급량(유량)을 제어하는 기능을 구비하고 있다. 또한, 제어부(23)는, 액면 센서(15)에 의해 측정된 순환 오존수 탱크(13)의 오존수의 액면의 높이에 기초하여, 제2 펌프(21)를 작동시킬지 여부를 제어하는 기능을 구비하고 있다.
이하, 오존수 제조 장치(1)의 동작에 대해, 도면을 참조하여 그 동작을 설명한다. 여기에서는, 오존수 제조 장치(1)의 기동, 유스 포인트(9)에서의 오존수의 사용 개시(유스 포인트(9)에서의 오존수의 사용량 20L/분), 유스 포인트(9)에서의 오존수의 사용량의 변화(20L/분으로부터 10L/분으로 변화), 유스 포인트(9)에서의 메인터넌스 시의 순으로 설명한다.
(장치의 기동)
도 2는, 오존수 제조 장치(1)의 기동 시의 설명도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 오존수 제조 장치(1)의 기동 시에는, 가스 공급부(2)를 작동시켜 오존수 생성부(4)에 오존을 공급함과 함께, 제1 펌프(3)를 작동시켜 오존수 생성부(4)에 순수를 공급한다. 이때, 제어부(23)는, 예정되어 있는 유스 포인트(9)에서의 오존수의 사용량 20L/분보다 큰 유량 25L/분이고, 오존수 생성부(4)에 순수를 공급하도록 제1 펌프(3)를 제어한다.
오존수 생성부(4)에서는, 제1 펌프(3)로부터 공급된 순수에 가스 공급부(2)로부터 공급된 오존을 용해시켜 오존수가 생성된다. 생성된 오존수는 기액 분리 탱크(5)에 공급되어, 기액 분리가 행해진다.
오존수 제조 장치(1)의 기동 시에는, 제1 밸브(17)가 개방 상태로 되고, 제2 밸브(19)가 폐쇄 상태로 된다. 따라서, 기액 분리 탱크(5)에 저류된 오존수는, 장치 외부의 오존수 사용 장치(8)에 공급된다. 그러나, 제조되는 오존수의 오존 농도가 안정될 때까지는, 어느 정도의 시간을 필요로 하기 때문에, 장치의 기동 시에는, 오존수의 오존 농도가 안정되어 있지 않다. 그 때문에, 오존수 제조 장치(1)의 기동 시에는, 오존수 사용 장치(8)의 밸브군(12)은 모두 폐쇄 상태로 되고, 유스 포인트(9)에 오존수가 공급되지 않도록 되어 있다.
이 경우, 오존수 사용 장치(8)에 공급된 오존수는, 유스 포인트(9)에 공급되지 않고, 오존수 사용 장치(8)를 순환하여 오존수 제조 장치(1)로 되돌아간다. 이 경우, 오존수 제조 장치(1)로 되돌아가는 오존수의 유량은 25L/분이다. 오존수 제조 장치(1)로 되돌아간 오존수는, 순환 오존수 탱크(13)에 저류된다. 순환 오존수 탱크(13)에 저류된 오존수는, 오존수 분해기(20)에 공급되고, 오존수로부터 산소수가 생성된다.
장치의 기동으로부터 일정 시간이 경과하고, 순환 오존수 탱크(13)의 오존수의 액면의 높이가 소정의 기준 높이 이상이 된 것을 액면 센서(15)가 검지되면, 제어부(23)는 제2 펌프(21)의 작동을 개시시켜, 오존수 분해기(20)로 생성된 산소수가, 제2 펌프(21)로부터 오존수 생성부(4)에 공급된다. 또한, 액면 센서(15)는 반드시 필요하지는 않다. 순환 오존수 탱크(13)로부터 제2 펌프(21)까지의 하류측의 라인이 액체로 채워진 상태인 것을 검지할 수 있는 센서가 있으면, 순환 오존수 탱크(13)의 액면 센서(15)는 불필요하다.
그리고, 시간의 경과와 함께, 서서히, 제2 펌프(21)에 의한 산소수의 공급량을 증가시킴과 함께, 제1 펌프(3)에 의한 순수의 공급량을 감소시킨다. 최종적으로는, 제2 펌프(21)에 의한 산소수의 공급량을 25L/분까지 증가시키고, 제1 펌프(3)에 의한 순수의 공급량을 0L/분까지 감소시키고, 제1 펌프(3)를 정지시킨다. 오존수 생성부(4)에서는, 제2 펌프(21)로부터 공급되는 산소수 및/또는 제1 펌프(3)로부터 공급되는 순수를 원료로 하여 오존수가 생성된다. 그리고, 생성된 오존수의 오존 농도를 농도계(10)로 측정하고, 오존수의 오존 농도가 안정되면, 장치의 기동은 완료가 된다.
(유스 포인트에서의 사용 개시)
도 3은, 유스 포인트(9)에서의 오존수의 사용 개시 시의 설명도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 유스 포인트(9)에서의 오존수의 사용이 개시되면, 오존수 사용 장치(8)의 밸브군(12)이 개방 상태가 된다. 예를 들어, 밸브군(12)의 모든 밸브가 개방 상태가 된다. 이때, 유스 포인트(9)에서의 오존수의 사용량은 20L/분이다.
오존수 사용 장치(8)의 밸브군(12)이 개방 상태로 되면, 오존수 사용 장치(8)를 순환하여 오존수 제조 장치(1)로 되돌아가는 오존수의 유량이 감소된다. 예를 들어, 오존수 사용 장치(8)의 밸브군(12)의 모든 밸브가 개방 상태로 되고, 20L/분의 오존수가 유스 포인트(9)로 사용된 경우, 오존수 제조 장치(1)로 되돌아가는 오존수의 유량은 (25L/분으로부터) 5L/분으로 감소된다.
제어부(23)는, 제4 유량계(14)에서 오존수 제조 장치(1)로 되돌아가는 오존수의 유량이 5L/분으로 감소된 것(유스 포인트(9)로 사용된 20L/분만큼 감소된 것)을 검지하면, 제1 펌프(3)를 작동시키고, 감소된 분(20L/분)의 순수를 오존수 생성부(4)에 공급한다. 이와 같이 하여, 오존수 제조 장치(1)는, 예정되어 있는 사용량의 20L/분의 오존수를 안정적으로 제조하여 유스 포인트(9)에 공급할 수 있다.
(유스 포인트에서의 사용량 변화)
도 4는, 유스 포인트(9)에서의 오존수의 사용량이 변화했을 때의 설명도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 유스 포인트(9)에서의 오존수의 사용량이 감소되면, 오존수 사용 장치(8)의 밸브군(12)의 일부가 폐쇄 상태로 된다. 예를 들어, 밸브군(12)의 반수의 밸브가 폐쇄 상태로 된다. 이때, 유스 포인트(9)에서의 오존수의 사용량은 10L/분이다.
오존수 사용 장치(8)의 밸브군(12)의 일부가 폐쇄 상태로 되면, 오존수 사용 장치(8)를 순환하여 오존수 제조 장치(1)로 되돌아가는 오존수의 유량이 증가된다. 예를 들어, 오존수 사용 장치(8)의 밸브군(12)의 반수의 밸브가 폐쇄 상태로 되고, 유스 포인트(9)로 사용되는 오존수가 10/L로 변화한 경우, 오존수 제조 장치(1)로 되돌아가는 오존수의 유량은 (5L/분으로부터) 15L/분으로 증가한다.
제어부(23)는, 제4 유량계(14)에서 오존수 제조 장치(1)로 되돌아가는 오존수의 유량이 15L/분으로 증가된 것(유스 포인트(9)로 사용된 10L/분만큼 증가된 것)을 검지하면, 제1 펌프(3)를 제어하여, 오존수 생성부(4)에 공급되는 순수의 공급량을 (20L/분으로부터) 10L/분으로 감소시킨다. 이와 같이 하여, 오존수 제조 장치(1)는, 유스 포인트(9)에서의 오존수의 사용량이 변화에 대응하여 오존수를 제조해 유스 포인트(9)에 공급할 수 있다.
(유스 포인트에서의 메인터넌스 시)
도 5는, 오존수 사용 장치(8)의 메인터넌스 시의 설명도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 오존수 사용 장치(8)의 메인터넌스 시에는, 오존수 사용 장치(8)에 오존수를 공급하지 않도록, 제1 밸브(17)가 폐쇄 상태로 되어, 제2 밸브(19)가 개방 상태로 된다.
이 경우, 오존수 제조 장치(1)로 제조된 오존수는, 오존수 사용 장치(8)에 공급되지 않고, 오존수 제조 장치(1)의 장치 내부를 순환하여 순환 오존수 탱크(13)에 저류된다. 순환 오존수 탱크(13)에 저류된 오존수는, 오존수 분해기(20)에 공급되고, 오존수로부터 산소수가 생성된다. 오존수 분해기(20)로 생성된 산소수는, 제2 펌프(21)로부터 오존수 생성부(4)에 공급된다. 오존수 생성부(4)에서는, 제2 펌프(21)로부터 공급되는 산소수 및/또는 제1 펌프(3)로부터 공급되는 순수를 원료로 하여 오존수가 생성된다.
또한, 오존수 사용 장치(8)의 메인터넌스 시와 마찬가지의 동작을 행함으로써, 오존수 제조 장치(1)의 기동을 행하는 것도 가능하다. 그 경우, 오존수 사용 장치(8)와는 관계없이, 오존수 제조 장치(1)만으로(단독으로), 장치의 기동을 행할 수 있다. 또한, 오존수 사용 장치(8)의 메인터넌스 시에 있어서도, 오존수 제조 장치(1)의 장치 내부에서 오존수를 순환시킬 수 있으므로, 오존수 제조 장치(1)로 오존수를 계속 제조하는 것이 가능해진다. 이에 따라, 메인터넌스 종료 후의 기동 시간을 단축시킬 수 있다.
이러한 본 실시 형태의 오존수 제조 장치(1)에 의하면, 오존수 생성부(4)에서 생성된 오존수가 순환되어, 오존수 분해기(20)에 공급되어, 순환된 오존수로부터 오존수의 원료가 되는 산소수(제2 액체)가 생성된다. 오존수 분해기(20)에서 생성된 산소수는, 제2 펌프(21)로부터 오존수 생성부(4)에 공급되고, 오존수의 생성에 재이용된다.
이 경우, 순환된 오존수의 유량이 제4 센서로 측정되어, 측정된 오존수의 유량에 따라, 오존수 생성부(4)에 공급되는 순수(제1 액체)의 공급량(유량)이 제어된다. 즉, 순환된 오존수의 유량을 고려하여, 오존수 생성부(4)로의 순수의 공급량이 제어된다. 따라서, 예를 들어 유스 포인트(9)에서의 오존수의 사용량이 감소된 경우에는, 오존수 생성부(4)로의 순수의 공급량을 감소시킬 수 있다. 이에 의해, 오존수를 과잉으로 제조하는 것이 방지되고, 잉여분의 오존수를 폐기하지 않아도 충분하게 되고, 또한, 오존수의 원료(순수)의 낭비도 없앨 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 액면 센서(15)에 의해 측정된 순환 오존수 탱크(13)의 오존수의 액면의 높이에 따라, 제2 펌프(21)를 적절하게 작동시킬 수 있다. 예를 들어, 액면 센서(15)에 의해 측정된 오존수의 액면의 높이가 소정의 기준 높이 이상이면, 제2 펌프(21)까지 산소수가 충분히 공급되어 있고, 제2 펌프(21)를 작동시켜도 문제가 없다. 한편, 액면 센서(15)에 의해 측정된 오존수의 액면의 높이가 소정의 기준 높이가 되지 않은 경우에는, 제2 펌프(21)까지 산소수가 충분히 공급되어 있지 않고, 제2 펌프(21)를 작동시키는데도 적합하지 않다.
또한, 본 실시 형태에서는, 오존수 분해기(20)를 사용하여, 순환된 오존수에 열 분해 처리 또는 광 분해 처리를 실시함으로써, 오존수로부터 산소수를 용이하게 생성할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 오존수 생성부(4)에서 생성된 오존수가 장치 외부에 공급되고, 장치 외부를 순환하여 오존수 분해기(20)에 공급된다. 이에 의해, 장치 외부를 순환된 오존수로부터 오존수의 원료가 되는 산소수를 생성할 수 있고, 오존수의 생성에 재이용하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시 형태에서는, 오존수 생성부(4)에서 생성된 오존수는 장치 외부에 공급되지 않고, 장치 내부를 순환하여 오존수 분해기(20)에 공급된다. 이에 의해, 장치 내부를 순환된 오존수로부터 오존수의 원료가 되는 산소수를 생성할 수 있고, 오존수의 생성에 재이용하는 것이 가능해진다.
이상, 본 발명의 실시 형태를 예시에 의해 설명했지만, 본 발명의 범위는 이들에 한정되는 것은 아니고, 청구항에 기재된 범위 내에 있어서 목적에 따라 변경·변형되는 것이 가능하다.
예를 들어, 이상의 설명에서는, 순환된 오존수에 열 분해 처리 또는 광 분해 처리를 실시하고, 오존수로부터 산소수를 생성하는 오존수 분해기(20)를 사용하는 예에 대해 설명했지만, 본 발명의 범위는 이것으로 한정되지는 않는다. 예를 들어, 도 6에 나타내는 바와 같이, 순환된 오존수에 탈기 처리를 실시하고, 오존수로부터 순수(제2 액체)를 생성하는 탈오존기(24)를 사용해도 된다. 이 경우, 탈오존기(24)를 사용하여, 순환된 오존수에 탈기 처리를 실시함으로써, 오존수로부터 순수를 용이하게 생성할 수 있다. 또한, 탈오존기(24)에 의해 오존수로부터 생성되는 순수에는, 다른 가스(산소나 질소)나 금속의 성분이 포함되어 있어도 된다. 또한, 매우 낮은 농도(예를 들어 검출기에서 검출할 수 없는 농도)라면 오존이 포함되어 있어도 된다.
또한, 이상의 설명에서는, 오존을 순수에 용해시켜 오존수를 제조하는 장치에 대해 설명했지만, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 이산화탄소를 순수에 용해시켜 탄산수를 제조하는 장치나, 수소를 순수에 용해시켜 수소수를 제조하는 장치 등, 다른 가스를 다른 액체에 용해시켜 가스 용해액을 제조하는 장치에 대해서도 마찬가지로 실시 가능하다.
이상과 같이, 본 발명에 관한 가스 용해액 제조 장치는, 순환된 가스 용해액을 재이용할 수 있고, 잉여분의 가스 용해액을 폐기하지 않아도 되도록 할 수 있다는 효과를 가지며, 반도체 디바이스나 액정 등의 전자 부품의 제조 공장 등에서 사용되며, 유용하다.
1: 오존수 제조 장치(가스 용해액 제조 장치)
2: 가스 공급부
3: 제1 펌프(제1 액체 공급부)
4: 오존수 생성부(가스 용해액 생성부)
5: 기액 분리 탱크
6: 제1 유량계
7: 제2 유량계
8: 오존수 사용 장치
9: 유스 포인트
10: 농도계
11: 제3 유량계
12: 밸브군
13: 순환 오존수 탱크(가스 용해액 저장부)
14: 제4 유량계(유량 측정부)
15: 액면 센서(액면 측정부)
16: 공급 라인
17: 제1 밸브
18: 순환 라인
19: 제2 밸브
20: 오존수 분해기(제2 액체 생성부)
21: 제2 펌프(제2 액체 공급부)
22: 제5 유량계
23: 제어부
24: 탈오존기(제2 액체 생성부)

Claims (7)

  1. 가스 용해액의 원료가 되는 가스를 공급하는 가스 공급부와,
    상기 가스 용해액의 원료가 되는 제1 액체를 공급하는 제1 액체 공급부와,
    상기 가스 용해액의 원료가 되는 제2 액체로서 상기 제1 액체와 혼합되는 상기 제2 액체를 공급하는 제2 액체 공급부와,
    상기 제1 액체 공급부로부터 공급된 제1 액체와 상기 제2 액체 공급부로부터 공급된 제2 액체에 상기 가스 공급부로부터 공급된 가스를 용해시키고, 가스 용해액을 생성하는 가스 용해액 생성부
    를 구비한 가스 용해액 제조 장치에 있어서,
    상기 가스 용해액 생성부에서 생성된 가스 용해액은, 상기 가스 용해액 제조 장치의 외부에 있는 유스 포인트에 공급된 후에 순환되고, 순환된 가스 용해액은 상기 가스 용해액 제조 장치에 공급되고,
    상기 가스 용해액 제조 장치는,
    상기 순환된 가스 용해액으로부터 상기 제2 액체를 생성하여 상기 제2 액체 공급부에 공급하는 제2 액체 생성부와,
    상기 제2 액체 생성부에 공급되는 상기 순환된 가스 용해액의 유량을 측정하는 유량 측정부와,
    상기 유량 측정부에서 측정된 상기 순환된 가스 용해액의 유량이 감소한 경우에는, 상기 가스 용해액 생성부에 공급하는 상기 제1 액체의 공급량을 증가시키도록, 상기 제1 액체의 공급량을 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 가스 용해액 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서, 순환된 상기 가스 용해액을 저장하는 가스 용해액 저장부와,
    상기 가스 용해액 저장부에 저장되어 있는 상기 가스 용해액의 액면의 높이를 측정하는 액면 측정부를
    구비하고,
    상기 제어부는, 상기 액면 측정부에서 측정된 상기 가스 용해액의 액면의 높이에 기초하여, 상기 제2 액체 공급부를 작동시킬지 여부를 제어하는, 가스 용해액 제조 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 액체 생성부는, 상기 순환된 가스 용해액에 열 분해 처리 또는 광 분해 처리를 실시하여, 상기 순환된 가스 용해액으로부터 상기 제2 액체를 생성하는, 가스 용해액 제조 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2 액체 생성부는, 상기 순환된 가스 용해액에 탈기 처리를 실시하여, 상기 순환된 가스 용해액으로부터 상기 제2 액체를 생성하는, 가스 용해액 제조 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 용해액 생성부에서 생성된 가스 용해액을 상기 유스 포인트에 공급하는 공급 라인에는, 상기 가스 용해액을 상기 유스 포인트에 공급하는 것을 정지하기 위한 밸브가 설치되고,
    상기 가스 용해액을 상기 유스 포인트에 공급하는 것이 정지되어 있는 경우에는, 상기 가스 용해액 생성부에서 생성된 가스 용해액은, 상기 가스 용해액 제조 장치의 내부를 순환하여, 상기 제2 액체 생성부에 공급되고,
    상기 제2 액체 생성부는, 상기 가스 용해액 제조 장치의 내부를 순환된 가스 용해액으로부터 상기 제2 액체를 생성하여 상기 제2 액체 공급부에 공급하는, 가스 용해액 제조 장치.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 가스 용해액 제조 장치로 실행되는 가스 용해액의 제조 방법이며,
    상기 가스 용해액의 제조 방법은,
    가스 공급부로부터 가스 용해액의 원료가 되는 가스를 공급하는 스텝과,
    제1 액체 공급부로부터 상기 가스 용해액의 원료가 되는 제1 액체를 공급하는 스텝과,
    제2 액체 공급부로부터 상기 가스 용해액의 원료가 되는 제2 액체로서 상기 제1 액체와 혼합되는 상기 제2 액체를 공급하는 스텝과,
    가스 용해액 생성부에 있어서, 상기 제1 액체 공급부로부터 공급된 제1 액체와 상기 제2 액체 공급로부터 공급된 제2 액체에 상기 가스 공급부로부터 공급된 가스를 용해시키고, 가스 용해액을 생성하는 스텝을 포함하고,
    상기 가스 용해액 생성부에서 생성된 가스 용해액은, 상기 가스 용해액 제조 장치의 외부에 있는 유스 포인트에 공급된 후에 순환되고, 순환된 가스 용해액은 상기 가스 용해액 제조 장치에 공급되고,
    상기 가스 용해액의 제조 방법은,
    제2 액체 생성부에 있어서, 상기 순환된 가스 용해액으로부터 상기 제2 액체를 생성하여 상기 제2 액체 공급부에 공급하는 스텝과,
    유량 측정부에 있어서, 상기 제2 액체 생성부에 공급되는 상기 순환된 가스 용해액의 유량을 측정하는 스텝과,
    제어부에 있어서, 상기 유량 측정부에서 측정된 상기 순환된 가스 용해액의 유량이 감소한 경우에는, 상기 가스 용해액 생성부에 공급하는 상기 제1 액체의 공급량을 증가시키도록, 상기 제1 액체의 공급량을 제어하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 용해액의 제조 방법.
  7. 삭제
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