(57)【要約】【課題】機能水製造装置とは別の、処理装置にて使用する機能水の濃度を制御する。【解決手段】本発明のシステムにおいては、機能水製造装置で生成され、処理装置で使用される機能水の濃度を制御する。機能水製造装置側の濃度計で測定した機能水の濃度が目標濃度に達した場合に、目標濃度に達した機能水を処理装置に供給する、機能水製造装置と、処理装置に供給された機能水の濃度を測定する、処理装置側濃度計と、処理装置側濃度計で測定した機能水の濃度を目標濃度と比較して、機能水の濃度と目標濃度との間に差がある場合に、処理装置で使用される機能水の濃度を制御するよう指示をする制御装置と、を備える機能水濃度制御システム。【選択図】図１
2020175338.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機能水製造装置で生成され、第１の処理装置で使用される機能水の濃度を制御する機能水濃度制御システムであって、
前記機能水製造装置の濃度計で測定した前記機能水の濃度が目標濃度の場合に、前記目標濃度の機能水を前記第１の処理装置に供給する、機能水製造装置と、
前記第１の処理装置に供給された前記機能水の濃度を測定する、第１の濃度計と、
前記第１の濃度計で測定した機能水の濃度と前記目標濃度とに基づいて、前記第１の処理装置で使用される機能水の濃度を制御する指示を生成する制御装置と、
を備える機能水濃度制御システム。
【請求項２】
前記機能水製造装置は、前記機能水の原料となるガスの流量を制御する流量コントローラを備え、
前記制御装置は、前記第１の濃度計で測定した機能水の濃度が前記目標濃度よりも低い場合に、前記流量コントローラに対し、前記機能水の原料となるガスの流量を増加させるよう指示する、請求項１に記載の機能水濃度制御システム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記第１の濃度計で測定した機能水の濃度が前記目標濃度よりも高い場合に、前記機能水製造装置から前記第１の濃度計の間を流れる機能水を加熱するヒータを起動させる、請求項２に記載の機能水濃度制御システム。
【請求項４】
機能水製造装置で生成され、第１の処理装置及び第２の処理装置でそれぞれ使用される機能水の濃度を制御するための機能水濃度制御システムであって、
前記機能水製造装置側の濃度計で測定した前記機能水の濃度が目標濃度の場合に、前記目標濃度の機能水を前記第１の処理装置及び第２の処理装置にそれぞれ供給する、機能水製造装置と、
前記第１の処理装置に供給された機能水の濃度を測定する第１の濃度計と、
前記第２の処理装置に供給された機能水の濃度を測定する第２の濃度計と、
前記第１の濃度計及び第２の濃度計がそれぞれ測定した機能水の濃度と、前記目標濃度とに基づいて、前記第１の処理装置及び第２の処理装置でそれぞれ使用される機能水の濃度を制御する指示を生成する制御装置と、
を備える機能水濃度制御システム。
【請求項５】
前記制御装置は、前記第１の濃度計が測定した機能水の濃度と、前記第２の濃度計が測定した機能水の濃度から評価値を算出し、前記評価値が前記目標濃度よりも低い場合に、前記機能水製造装置のガス流量コントローラに対し、前記機能水の原料となるガスの流量を増加させるよう指示をする、請求項４に記載の機能水濃度制御システム。
【請求項６】
請求項５に記載の機能水濃度制御システムであって、
前記機能水製造装置から前記第１の濃度計との間を流れる機能水を加熱する第１のヒータと、
前記機能水製造装置から前記第２の濃度計との間を流れる機能水を加熱する第２のヒータと
をさらに備え、
前記制御装置は、前記評価値が前記目標濃度よりも高い場合に、前記第１のヒータ及び第２のヒータを起動させるよう指示する、機能水濃度制御システム。
【請求項７】
請求項５に記載の機能水濃度制御システムであって、
前記機能水製造装置から前記第１の濃度計までを流れる機能水を加熱する第１のヒータと、
前記機能水製造装置から前記第２の濃度計までを流れる機能水を加熱する第２のヒータと
をさらに備え、
前記制御装置は、前記第１の濃度計が測定した機能水の濃度が目標濃度よりも高い場合に、前記第１のヒータを起動させるよう指示をする、機能水濃度制御システム。
【請求項８】
請求項７に記載の機能水濃度制御システムであって、
前記制御装置は、前記第２の濃度計が測定した機能水の濃度が目標濃度よりも低い場合に、前記第２のヒータを停止させるよう指示をする、機能水濃度制御システム。
【請求項９】
機能水製造装置で生成され、処理装置で使用される機能水の濃度を制御するための機能水の濃度を制御する方法であって、
前記機能水製造装置側の濃度計で測定した前記機能水の濃度が目標濃度に達した場合に、前記目標濃度に達した機能水を前記処理装置に供給するステップと、
前記処理装置に供給された前記機能水の濃度を測定するステップと、
前記処理装置側で測定した機能水の濃度を前記目標濃度と比較して、前記機能水の濃度と前記目標濃度との間に差がある場合に、前記処理装置で使用される機能水の濃度を制御するよう指示をするステップと、
を備える方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、機能水の濃度を制御するシステム及び、機能水の濃度を制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
オゾンや水素などのガスが溶解した機能水は、産業用を初め医療などの分野で広く利用されている。このような機能水の濃度は時間の経過に伴い減衰することから、使用する現場において機能水の濃度の管理が要求されている。例えば、特許文献１に開示されるように、機能水生成器で生成された機能水をバッファタンクに供給し、この機能水の濃度をバッファタンクに近接して設けられた濃度計で測定し、機能水の濃度が設定範囲内である場合に、バッファタンクから基板を処理する装置側に供給管を通じて機能水を供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４０７７８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示の機能水供給方法では、バッファタンクと、機能水が供給される処理装置とは離れて配置されており、バッファタンクから処理装置へ機能水が供給されるまでの間に、機能水の濃度は変化する。そのため、目標濃度とは異なる濃度の機能水が処理装置へ供給されることがある。本開示は上述の点に鑑みてなされたものであり、処理装置に供給された機能水の濃度を測定し、この濃度を目標濃度に保持するよう、処理装置に供給する機能水の濃度を制御する技術を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するために、本開示の一態様は、機能水製造装置で生成され、第１の処理装置で使用される機能水の濃度を制御する機能水濃度制御システムであって、前記機能水製造装置の濃度計で測定した前記機能水の濃度が目標濃度の場合に、前記目標濃度の機能水を前記第１の処理装置に供給する、機能水製造装置と、前記第１の処理装置に供給された前記機能水の濃度を測定する、第１の濃度計と、前記第１の濃度計で測定した機能水の濃度と前記目標濃度とに基づいて、前記第１の処理装置で使用される機能水の濃度を制御する指示を生成する制御装置と、を備える機能水濃度制御システムである。
【０００６】
また、本開示の他の一態様は、機能水製造装置で生成され、第１の処理装置及び第２の処理装置でそれぞれ使用される機能水の濃度を制御するための機能水濃度制御システムであって、前記機能水製造装置側の濃度計で測定した前記機能水の濃度が目標濃度の場合に、前記目標濃度の機能水を前記第１の処理装置及び第２の処理装置にそれぞれ供給する、機能水製造装置と、前記第１の処理装置に供給された機能水の濃度を測定する第１の濃度計と、前記第２の処理装置に供給された機能水の濃度を測定する第２の濃度計と、前記第１の濃度計及び第２の濃度計がそれぞれ測定した機能水の濃度と、前記目標濃度とに基づいて、前記第１の処理装置及び第２の処理装置でそれぞれ使用される機能水の濃度を制御する指示を生成する制御装置と、を備える機能水濃度制御システムである。
【０００７】
また、本開示の他の一態様は、機能水製造装置で生成され、処理装置で使用される機能水の濃度を制御するための機能水の濃度を制御する方法であって、前記機能水製造装置側の濃度計で測定した前記機能水の濃度が目標濃度に達した場合に、前記目標濃度に達した
機能水を前記処理装置に供給するステップと、前記処理装置に供給された前記機能水の濃度を測定するステップと、前記処理装置側で測定した機能水の濃度を前記目標濃度と比較して、前記機能水の濃度と前記目標濃度との間に差がある場合に、前記処理装置で使用される機能水の濃度を制御するよう指示をするステップと、を備える方法である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本開示の一実施形態に係る機能水濃度制御システムの構成を概略的に示す図である。
【図２】本開示の一実施形態による機能水濃度制御システムにおける各種処理を実現するための、制御装置の機能の例を示すブロック図である。
【図３】本開示の一実施形態による方法の処理のフローチャートである。
【図４】本開示の一実施形態による機能水濃度制御システムにおける機能水濃度制御のための制御ループ系統図である。
【図５】本開示の一実施形態による方法の処理のフローチャートである。
【図６】本開示の一実施形態による機能水濃度制御システムの構成を概略的に示す図である。
【図７】上述した一実施形態による方法の処理のフローチャートである。
【図８】本開示の一実施形態による目標オゾン水濃度が８０ｍｇ／Ｌのときの、純水流量（Ｌ／ｍｉｎ）と、酸素ガス流量（ＮＬ／ｍｉｎ）との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［本開示の実施形態の説明］
最初に、本開示の実施形態の内容を列記して説明する。本開示の一実施形態は、以下のような構成を備える。
【００１０】
（項目１）
機能水製造装置で生成され、第１の処理装置で使用される機能水の濃度を制御する機能水濃度制御システムであって、
前記機能水製造装置の濃度計で測定した前記機能水の濃度が目標濃度の場合に、前記目標濃度の機能水を前記第１の処理装置に供給する、機能水製造装置と、
前記第１の処理装置に供給された前記機能水の濃度を測定する、第１の濃度計と、
前記第１の濃度計で測定した機能水の濃度と前記目標濃度とに基づいて、前記第１の処理装置で使用される機能水の濃度を制御する指示を生成する制御装置と、
を備える機能水濃度制御システム。
（項目２）
前記機能水製造装置は、前記機能水の原料となるガスの流量を制御する流量コントローラを備え、
前記制御装置は、前記第１の濃度計で測定した機能水の濃度が前記目標濃度よりも低い場合に、前記流量コントローラに対し、前記機能水の原料となるガスの流量を増加させるよう指示する、請求項１に記載の機能水濃度制御システム。
（項目３）
前記制御装置は、前記第１の濃度計で測定した機能水の濃度が前記目標濃度よりも高い場合に、前記機能水製造装置から前記第１の濃度計の間を流れる機能水を加熱するヒータを起動させる、請求項２に記載の機能水濃度制御システム。
（項目４）
機能水製造装置で生成され、第１の処理装置及び第２の処理装置でそれぞれ使用される機能水の濃度を制御するための機能水濃度制御システムであって、
前記機能水製造装置側の濃度計で測定した前記機能水の濃度が目標濃度の場合に、前記目標濃度の機能水を前記第１の処理装置及び第２の処理装置にそれぞれ供給する、機能水製造装置と、
前記第１の処理装置に供給された機能水の濃度を測定する第１の濃度計と、
前記第２の処理装置に供給された機能水の濃度を測定する第２の濃度計と、
前記第１の濃度計及び第２の濃度計がそれぞれ測定した機能水の濃度と、前記目標濃度とに基づいて、前記第１の処理装置及び第２の処理装置でそれぞれ使用される機能水の濃度を制御する指示を生成する制御装置と、
を備える機能水濃度制御システム。
（項目５）
前記制御装置は、前記第１の濃度計が測定した機能水の濃度と、前記第２の濃度計が測定した機能水の濃度から評価値を算出し、前記評価値が前記目標濃度よりも低い場合に、前記機能水製造装置のガス流量コントローラに対し、前記機能水の原料となるガスの流量を増加させるよう指示をする、請求項４に記載の機能水濃度制御システム。
（項目６）
請求項５に記載の機能水濃度制御システムであって、
前記機能水製造装置から前記第１の濃度計との間を流れる機能水を加熱する第１のヒータと、
前記機能水製造装置から前記第２の濃度計との間を流れる機能水を加熱する第２のヒータと
をさらに備え、
前記制御装置は、前記評価値が前記目標濃度よりも高い場合に、前記第１のヒータ及び第２のヒータを起動させるよう指示する、機能水濃度制御システム。
（項目７）
請求項５に記載の機能水濃度制御システムであって、
前記機能水製造装置から前記第１の濃度計までを流れる機能水を加熱する第１のヒータと、
前記機能水製造装置から前記第２の濃度計までを流れる機能水を加熱する第２のヒータと
をさらに備え、
前記制御装置は、前記第１の濃度計が測定した機能水の濃度が目標濃度よりも高い場合に、前記第１のヒータを起動させるよう指示をする、機能水濃度制御システム。
（項目８）
請求項７に記載の機能水濃度制御システムであって、
前記制御装置は、前記第２の濃度計が測定した機能水の濃度が目標濃度よりも低い場合に、前記第２のヒータを停止させるよう指示をする、機能水濃度制御システム。
（項目９）
機能水製造装置で生成され、処理装置で使用される機能水の濃度を制御するための機能水の濃度を制御する方法であって、
前記機能水製造装置側の濃度計で測定した前記機能水の濃度が目標濃度に達した場合に、前記目標濃度に達した機能水を前記処理装置に供給するステップと、
前記処理装置に供給された前記機能水の濃度を測定するステップと、
前記処理装置側で測定した機能水の濃度を前記目標濃度と比較して、前記機能水の濃度と前記目標濃度との間に差がある場合に、前記処理装置で使用される機能水の濃度を制御するよう指示をするステップと、
を備える方法。
【００１１】
［本開示の実施形態の詳細］
以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。図面において、同一または類似の要素には同一または類似の参照符号が付され、各実施形態の説明において同一または類似の要素に関する重複する説明は省略することがある。また、各実施形態で示される特徴は、互いに矛盾しない限り他の実施形態にも適用可能である。しかし、本開示の実施形態は、必ずしもこのような態様に限定されない。本開示の実施形態が、特許請求の範囲
において規定される範囲に含まれる様々な態様を取り得ることは、当業者にとって明らかであろう。
【００１２】
以下、本開示の実施形態について具体的に説明する。図１は本開示の一実施形態に係る機能水濃度制御システム１００の構成を概略的に示す図である。機能水濃度制御システム１００は、機能水製造装置１１０で製造した機能水を１以上の処理装置１４０（図１では処理装置１４０ａ及び１４０ｂの２台）に供給し、制御装置１７０は処理装置１４０（ユースポイント１４４）で使用される機能水の濃度を制御する。機能水製造装置１１０と、処理装置１４０は好ましくは隣接した場所に配置されているが、離れた場所に配置されてもよい。
【００１３】
機能水濃度制御システム１００は、機能水製造装置１１０と、処理装置１４０と、制御装置１７０とを備える。機能水製造装置１１０は、オゾン等（Ｏ３）のガスを生成し、当該ガスを原料である水に溶解させて生成された混合液体（機能水）を１以上の処理装置１４０へ供給する。制御装置１７０は、処理装置側の濃度計１４２（図１では１４２ａ及び１４２ｂ）で測定された機能水の濃度と、目標濃度との差がある場合に、この差にしたがって、１以上の処理装置１４０に供給される機能水の濃度をフィードバック制御するための指示を流量コントローラ１１８等の各種装置へ与える。図１に示される機能水製造装置１１０と、１以上の処理装置１４０、制御装置１７０との関係は例示であって、図１に示すものに限定されない。例えば、制御装置１７０は、機能水製造装置１１０、処理装置１４０と無線あるいは有線で通信可能に接続されていればよく、機能水製造装置１１０内、あるいは処理装置１４０内に設けられてもよい。また、処理装置１４０は１台であっても、２台以上であってもよい。
【００１４】
図１に示すように、機能水製造装置１１０は、機能水の原料となる水素（Ｈ２）、酸素（Ｏ２）などの第１ガス（不図示）を、二酸化炭素（ＣＯ２）、窒素（Ｎ２）などの第２ガス（不図示）と混合してガスを生成するガス生成部１１２と、機能水の原料となる純水を供給する純水供給部１１４と、供給された純水にガス生成部１１２で生成したガスを溶解させて機能水を生成する混合器１１６を備える。例えば、第１ガスと、第２ガスとを混合して生成されるガスは、それぞれ水素ガス、酸素ガス、オゾンガスなどであり、生成される機能水は、それぞれ順に水素水、酸素水、オゾン水などである。
【００１５】
純水供給部１１４と混合器１１６との間には、流量計１２０と昇圧ポンプ１２２が設けられている。原料となる純水は、流量計１２０で流量が測定された後、昇圧ポンプ１２２（あるいは単にポンプともいう。以下、同じ。）へ送られ、昇圧ポンプ１２２で圧力を調整（昇圧）された後、混合器１１６へ送られる。昇圧ポンプ１２２は、０．１ＭＰａから１．０ＭＰの圧力範囲内で、混合器１１６へ送る水の圧力を制御する。このような昇圧ポンプ１２２として、例えば、遠心ポンプが用いられる。
【００１６】
混合器１１６で生成されたオゾン水は、気液分離タンク１２４に送られる。気液分離タンク１２４では、混合器１１６で生成された機能水が、処理装置１４０（ユースポイント１４４）に供給する機能水と、水に溶けきれなかった排ガスに気液分離される。気液分離された排ガスは、気液分離タンク１２４から排気処理部１３０へ送られて分解処理された後、排出口（不図示）から排出される。
【００１７】
一方、気液分離された機能水は機能水製造装置１１０側の濃度計１２６で濃度が測定された後、１以上の処理装置１４０に供給される。濃度計１２６は、気液分離タンク１２４と隣接して配されており、例えば、図１に示すように気液分離タンク１２４と、機能水製造装置１１０側の供給バルブ１２８との間に配される。濃度計１２６は、気液分離タンク１２４と、機能水製造装置１１０側の供給バルブ１２８との間の供給管内を流れる、機能
水の濃度、例えばオゾン濃度を測定する。
【００１８】
図１に示すように、濃度計１２６で濃度が測定された機能水は、処理装置１４０が複数の場合、分岐管１３２を通じて複数の処理装置１４０の各々（図１では処理装置１４０ａ、１４０ｂ）に分配される。各処理装置１４０は、それぞれ少なくとも１台の濃度計１４２を備える。
【００１９】
その後、処理装置１４０に供給された機能水は、処理装置１４０側の濃度計１４２（図１では１４２ａ、１４２ｂ）で濃度を測定された後、ユースポイント１４４（図１では１４４ａ、１４４ｂ）に供給される。濃度計１４２は、処理装置１４０に供給された機能水の濃度を測定するものであり、好ましくはユースポイント１４４に供給される直前の機能水の濃度を測定する。このため、濃度計１４２は、好ましくはユースポイント１４４に隣接して配され、一例として図１に示すように、処理装置１４０側の供給バルブ１４６とユースポイント１４４との間に配される。
【００２０】
処理装置１４０は、機能水製造装置１１０から供給された機能水を用いてユースポイント１４４で各種処理を実行する。例えば、処理装置１４０は、ユースポイント１４４において、ノズルから噴射された機能水で、半導体や液晶などの電子部品等の基板を洗浄する処理を実行する。
【００２１】
制御装置１７０は、機能水濃度制御システム１００が備える各種センサ等からの信号を受信し、該信号に基づいて各種コンポーネントの動作を制御する。図１は、制御装置１７０と、制御装置１７０に接続される他のコンポーネントとの関係を点線で概略的に例示する。例えば、制御装置１７０は、処理装置１４０側の濃度計１４２からの信号を受信し、流量コントローラ１１８の動作を制御して、ガス生成部１１２へ供給するガスの流量を制御する。また、例えば、制御装置１７０は、処理装置１４０側の濃度計１４２からの信号を受信して、製造装置側の供給バルブ１２８（図１では１２８ａ、１２８ｂ）、処理装置側の供給バルブ１４６（図１では１４６ａ、１４６ｂ）、及びドレンバルブ１４８（図１の１４８ａ、１４８ｂ）の開度を調整して、ユースポイント１４４（図１では１４４ａ、１４４ｂ）に供給する機能水の量を制御する。
【００２２】
図２は、本開示の一実施形態による機能水濃度制御システム１００における各種処理を実現するための、制御装置１７０の機能の例を示すブロック図である。制御装置１７０は、主たる構成要素として、プロセッサ２１０と、メモリ２２０と、ストレージ２３０とを備える。
【００２３】
プロセッサ２１０は、制御装置１７０に与えられる信号に基づいて、あるいは、予め定められた条件が成立したことに基づいて、メモリ２２０に格納されているプログラムに含まれる一連の命令を実行する。ある態様において、プロセッサ２１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ  Ｕｎｉｔ）等のデバイスとして実現される。プロセッサ２１０内に含まれるコンポーネントは、プロセッサ２１０が実行する機能を具体的なモジュールとして表現する１つの例にすぎない。複数のコンポーネントの機能が単一のコンポーネントによって実現されてもよい。プロセッサ２１０がすべてのコンポーネントの機能を実行するように構成されてもよい。図２は、プロセッサが実行する機能を示す。図２に示すように、一例では、プロセッサ２１０は、判定部２１２と、濃度制御部２１４と、評価値算出部２１６とを備える。
【００２４】
メモリ２２０は、プログラム及びデータを一時的に保存する。プログラムは、例えば、ストレージ２３０からロードされる。データは、制御装置１７０に入力されたデータと、
プロセッサ２１０によって生成されたデータとを含む。ある態様において、メモリ２２０は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の揮発性メモリとして実現される。
【００２５】
ストレージ２３０は、プログラム及びデータを永続的に保存する。ストレージ２３０は、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ハードディスク装置等の不揮発性メモリとして実現される。一例では、図２に示すように、ストレージ２３０には、機能水濃度制御システム１００を操作する作業者によって予め設定された機能水の濃度である目標濃度２３２や、濃度制御処理を実行させるための制御プログラムファイル（不図示）等が格納されている。目標濃度２３２は、例えば機能水がオゾン水の場合、レジスト除去（剥離／洗浄）に適した濃度である５０から８０ｐｐｍである。
【００２６】
図３は、本開示の一実施形態による方法３００の機能水濃度制御システム１００における処理のフローチャートである。方法３００は、機能水製造装置１１０の運転が開始されてから、機能水製造装置１１０が供給する機能水の濃度が目標濃度２３２（図２）に到達するまでに行われる処理のフローを示す。作業者は、予め目標濃度２３２を基準とした目標濃度の範囲、例えば、目標濃度２３２の±５パーセントを任意に設定することができる。
【００２７】
処理はステップ３０２において開始する。ステップ３０２において、プロセッサ２１０は、作業者から機能水濃度制御システム１００の運転開始を指示する信号を受信する。指示信号を受信すると、ステップ３０４において、プロセッサ２１０は、製造する機能水の目標濃度２３２をメモリ２２０に読み込み、メモリ２２０に格納されている制御プログラムを呼び出して実行する。
【００２８】
制御プログラムが実行されると、ステップ３０６において、プロセッサ２１０は、機能水製造装置１１０側の供給バルブ１２８（図１では１２８ａ及び１２８ｂ）を開放し、処理装置１４０の供給バルブ１４６（図１では１４６ａ及び１４６ｂ）を閉止し、ドレンバルブ１４８（図１では１４８ａ及び１４８ｂ）を開放する。また、プロセッサ２１０は、機能水製造装置１１０側の濃度計１２６（図１）により測定された、処理装置１４０に供給される前の機能水の濃度を取得する。機能水製造装置１１０の運転開始時は、機能水は目標濃度２３２に達していない。目標濃度２３２に達していない機能水は、処理装置１４０（図１では１４０ａ、及び１４０ｂ）には供給されず、ドレンバルブ１４８を介して外部へ排出される。
【００２９】
ステップ３０８において、プロセッサ２１０（判定部２１２）は、ステップ３０４で測定した機能水の濃度が目標濃度２３２か否かを判定する。ステップ３０８にて「いいえ（低い）」の場合、すなわちステップ３０６で測定した機能水の濃度が目標濃度２３２未満の場合（目標濃度２３２に範囲が定められている場合、目標濃度２３２の最下値未満の場合）、ステップ３１０に進む。
【００３０】
ステップ３１０において、プロセッサ２１０（濃度制御部２１４）は、流量コントローラ１１８に対し、ガス生成部１１２に供給される原料となるガスの流量を増やすよう指示する。混合器１１６が供給する機能水の濃度は、流量計１２０により測定される水の流量と、第１ガス（Ｈ２、Ｏ２等）と第２ガス（ＣＯ２、Ｎ２等）の流量により定められる。機能水の濃度に対する水の流量と第１ガス及び第２ガスの流量の関係は予め定められており、濃度制御部２１４は、流量計１２０により測定される水の流量から、所定の濃度の機能水を生成するための第１ガスと第２ガスの流量を求める。そして、濃度制御部２１４は、求められたガスの流量になるように、第１ガス及び第２ガスの流量を流量コントローラ１１８により制御する。
【００３１】
一方、ステップ３０８にて「いいえ（高い）」の場合、すなわちステップ３０６で測定した機能水の濃度が目標濃度２３２を超える場合（目標濃度２３２に範囲が定められている場合、目標濃度２３２の最上値を超える場合）、ステップ３１２に進む。ステップ３１２において、プロセッサ２１０（濃度制御部２１４）は、流量コントローラ１１８に対し、ガス生成部１１２に供給される原料となるガスの流量を減らすよう指示する。
【００３２】
さらに、ステップ３０８にて「はい」の場合、すなわち機能水製造装置１１０側の濃度計１２６で測定した機能水の濃度が目標濃度２３２の場合（目標濃度２３２に範囲が定められている場合、目標濃度２３２以内の場合）、処理を終了する（ステップ３１４）。
【００３３】
図４は、本開示の一実施形態による機能水濃度制御システム１００における機能水濃度制御のための制御ループ系統図である。本開示によると、処理装置１４０に供給される機能水の濃度を目標濃度２３２に保持するために、処理装置１４０側の濃度計１４２で測定した機能水の濃度と目標濃度２３２とに基づいてフィードバック制御を行う。
【００３４】
具体的には、処理装置１４０に供給される機能水の濃度を、処理装置１４０側の濃度計１４２で測定し、該測定された濃度と目標濃度２３２との差を求め、この差にしたがって、制御装置１７０は処理装置１４０に供給される機能水の濃度の制御を行う。図４に示すように処理装置１４０が複数の場合は、各濃度計１４２ａ及び１４２ｂで機能水の濃度をそれぞれ測定し、該測定された濃度から評価値を算出して、評価値と目標濃度２３２（図２）との差を求め、この差にしたがって、制御装置１７０は各処理装置１４０（図１では１４０ａ及び１４０ｂ）に供給する機能水の濃度の制御を行う。評価値は、一例として、各濃度計１４２ａ及び濃度計１４２ｂで測定された機能水の平均濃度であるが、これに限定されない。濃度計が３台以上の場合、それぞれの濃度計で測定された機能水の濃度を大きさの順に並べたときの、中央値でもよい。
【００３５】
処理装置１４０（ユースポイント１４４）へ供給される機能水の濃度は、機能水製造装置１１０と処理装置１４０との間をつなぐ供給管の状態や、機能水濃度制御システム１００が置かれている気温の変動などにより変化する。本開示によると、このような変化に対する正確な知識が欠如する場合にも、処理装置１４０に供給される機能水の濃度を目標濃度２３２に保持すること可能となる。第１実施形態においては、制御装置１７０は、流量コントローラ１１８により機能水の濃度制御を行う。第２実施形態においては、制御装置１７０は、後述するヒータ１５０（図６に示す）により機能水の濃度制御を行う。
【００３６】
図５は、本開示の第１実施形態による方法５００の処理のフローチャートである。第１実施形態では、流量コントローラ１１８を用いて、ユースポイント１４４へ供給される機能水の濃度を制御する。機能水製造装置１１０から処理装置１４０（ユースポイント１４４）に機能水が供給されるまでの間に、機能水に溶解するガスの濃度は低下する。特に機能水がオゾン水の場合、オゾン水は短期間でオゾンと水に分離してしまう。本実施形態においては、ユースポイント１４４の近傍にある濃度計１４２で機能水の濃度を測定して、該濃度が目標濃度２３２よりも低い場合に、流量コントローラ１１８に対してガス生成部１１２へ供給される原料となるガスの流量を増加するよう制御する。濃度計１２６で測定した機能水の濃度が目標濃度２３２に達するまでは、前述した方法３００にしたがって処理を実施する。図５の方法５００の処理のフローチャートは、濃度計１２６で測定された機能水の濃度が目標濃度２３２に一旦達した後に、本システムにおいて実施される処理を示す。
【００３７】
処理はステップ５０２において開始する。プロセッサ２１０は、メモリ２２０に格納されている制御プログラムを読み出して実行する。
【００３８】
制御プログラムが実行されると、ステップ５０４において、プロセッサ２１０は、処理装置１４０側の供給バルブ１４６（図１では１４６ａ及び１４６ｂ）を開放し、ドレンバルブ１４８（図１では１４８ａ及び１４８ｂ）を閉止するよう制御する。機能水製造装置１１０側の供給バルブ１２８（図１では１２８ａ及び１２８ｂ）は開放したままである。機能水製造装置１１０側の濃度計１２６で測定した機能水の濃度が目標濃度２３２に達すると、機能水はドレンバルブ１４８から排出されずに、処理装置１４０に供給される。さらに、プロセッサ２１０は、機能水製造装置１１０側の濃度計１２６からではなく、処理装置１４０側の濃度計１４２からの測定値を取得するよう切り換える。
【００３９】
処理はステップ５０６に進み、プロセッサ２１０は、処理装置１４０側の濃度計１４２で測定された、ユースポイント１４４で使用される直前の機能水の濃度を取得する。処理はステップ５０８に進み、プロセッサ２１０（判定部２１２）は、ステップ５０６で取得した機能水の濃度が、目標濃度２３２よりも低いか否かを判定する。ステップ５０８にて「はい」の場合、すなわち取得した機能水の濃度が目標濃度２３２より低い場合、ステップ５１０へ進む。
【００４０】
処理装置１４０が複数の場合（図１では１４２ａ及び１４２ｂの２台）のステップ５０６及びステップ５０８における処理は、処理装置１４０が一台の場合のステップ５０６及びステップ５０８処理とは異なる。処理装置１４０が複数の場合、ステップ５０６において、プロセッサ２１０（評価値算出部２１６）は、さらに、各濃度計１４２ａ、及び１４２ｂで測定された機能水の濃度をそれぞれ取得し、取得した機能水の濃度から評価値、例えば取得した機能水の濃度の平均濃度を算出する。次に、ステップ５０８において、プロセッサ２１０（判定部２１２）は、ステップ５０６で取得した機能水の評価値が、目標濃度２３２か否かを判定する。ステップ５０８にて「いいえ（低い）」の場合、すなわち取得した機能水の評価値が目標濃度２３２未満の場合（目標濃度２３２に範囲が定められている場合、目標濃度２３２の最下値未満の場合）、ステップ５１０へ進む。
【００４１】
ステップ５１０において、プロセッサ２１０（濃度制御部２１４）は、流量コントローラ１１８に対し、ガス生成部１１２に供給される原料となるガスの流量を増加するよう指示をする。一例として、プロセッサ２１０（濃度制御部２１４）は、目標濃度２３２と取得した機能水の濃度との差を求め、このような差に基づいて、水の流量と第１ガス流量の関係式を補正する。目標濃度２３２に対する原料となる水の流量ｘ（Ｌ／ｍｉｎ）と、原料となる第１ガスの流量ｙ（ＮＬ／ｍｉｎ）の関係は予め定められており、一次関数ｙ＝ａｘ＋ｂで表すことができる。傾きａは、正の値である。切片ｂはオフセットであり、このオフセットｂを補正して、水の流量と第１ガス流量の関係式を補正する
【００４２】
以下、図８を参照して、水の流量と第１ガス流量の関係式の補正方法の例について説明する。図８は、機能水がオゾン水であり、目標オゾン水濃度が８０（ｍｇ／Ｌ）のときの、原料となる水の流量ｘ（Ｌ／ｍｉｎ）と、酸素ガス流量ｙ（ＮＬ／ｍｉｎ）との関係の例ｙ＝０．２ｘ＋１を示す。例えば、水の流量ｘが５．０（Ｌ／ｍｉｎ）のときに酸素ガス流量が２．０（ＮＬ／ｍｉｎ）であり、水の流量ｘが２０．０（Ｌ／ｍｉｎ）のときに酸素ガス流量が５．０（ＮＬ／ｍｉｎ）のとき、上記式が求められる。補正係数は０．１に予め設定されている。一例として、目標オゾン水濃度が８０（ｍｇ／Ｌ）に対し、取得したオゾン水の濃度が７８（ｍｇ／Ｌ）の場合、これらの差は２（ｍｇ／Ｌ）となる。補正係数０．１と、この差２（ｍｇ／Ｌ）との積（２×０．１＝０．２）を算出し、次に、この積（０．２）と、上記式のオフセット（１）との和（０．２＋１＝１．２）を算出する。算出された和を新たなオフセットとして、上記一次関数式を補正する（ｙ＝０．２ｘ＋１．２）。補正された一次関数式に基づいて、濃度制御部２１４は、取得されるオゾン水の濃度が目標濃度になるように、酸素ガス流量ｙを流量コントローラ１１８により制御
する。
【００４３】
ここで、図５に戻り、ステップ５０８にて「いいえ（高い）」の場合、すなわちステップ５０６で測定した機能水の評価値が目標濃度２３２を超える場合（目標濃度２３２に範囲が定められている場合、目標濃度２３２の最上値を超える場合）、ステップ５１２に進む。ステップ５１２において、プロセッサ２１０（濃度制御部２１４）は、流量コントローラ１１８に対し、ガス生成部１１２に供給される原料となるガスの流量を減らすよう指示する。
【００４４】
さらに、ステップ５０８にて「はい」の場合、すなわちステップ５０６にて取得した取得した機能水の濃度あるいは評価値が目標濃度２３２である場合（目標濃度２３２に範囲が定められている場合、目標濃度２３２以内の場合）、処理を終了する（ステップ５１４）。
【００４５】
本実施形態によると、機能水製造装置１１０から処理装置１４０に供給されるまでの間に低下する機能水の濃度を、流量コントローラ１１８を用いて目標濃度２３２に保持するよう制御を行うことができる。また、本実施形態によると、処理装置１４０が複数の場合であっても、機能水製造装置１１０側で、各処理装置１４０に供給される機能水の濃度を一律に制御する。このため、機能水が機能水製造装置１１０で生成されてから各処理装置１４０（各ユースポイント１４４）に供給されるまでの環境をほぼ等しくすること、例えば、機能水製造装置１１０と各処理装置１４０（各ユースポイント１４４）との間をつなぐ供給管の距離をほぼ等しくすることが好ましい。これにより、各処理装置１４０に供給される機能水の濃度のばらつきを抑えることができる。
【００４６】
上述したように、機能水が機能水製造装置１１０で生成されてから各処理装置１４０に供給されるまでの環境を等しくすると、複数の処理装置１４０に供給される機能水の濃度のばらつきを抑えることができる。このため、複数の処理装置１４０に対し、処理装置１４０よりも少ない数の濃度計１４２を用いて、例えば、処理装置１４０の５台に対して、処理装置側の濃度計１４２の３台を用いて、各処理装置に供給される機能水の濃度を制御してもよい。すなわち、処理装置１４０はそれぞれ濃度計１４２を備えなくともよく、濃度計１４２の数を処理装置１４０の数より少なくすることができる。これにより、少なくなった濃度計１４２の分のコストを低減しつつも、各処理装置１４０（各ユースポイント１４４）に供給される機能水の濃度を目標濃度２３２に保持することができる。
【００４７】
以上に説明した方法５００によると、機能水製造装置１１０から処理装置１４０に供給されるまでの間に低下する機能水の濃度を、流量コントローラ１１８を用いて目標濃度２３２に保持するよう制御を行うことができる。しかしながら、別の態様として、目標濃度２３２よりも機能水の濃度が高い場合にヒータ１５０を用いて機能水の濃度を低下させ、機能水の濃度を目標濃度２３２に保持するよう制御してもよい（第２実施形態）。
【００４８】
図６は本開示の第２実施形態に係る機能水濃度制御システム６００の構成を概略的に示す図である。図６に示す機能水濃度制御システム６００は、処理装置１４０側にヒータ１５０（図６では１５０ａ及び１５０ｂ）が設けられている点を除いて、図１に示す構成と同じである。ヒータ１５０は、機能水製造装置１１０と処理装置１４０（ユースポイント１４４）との間をつなぐ供給管内を流れる機能水を加熱するヒータであればよく、一例としてインラインヒータである。ヒータ１５０は、供給管内を流れる機能水を室温よりも高い温度、例えば５０℃で加熱する。ヒータ１５０で加熱されると、機能水に溶解するガスの濃度は低下する。このため、本実施形態によると、処理装置１４０側の濃度計１４２で測定された機能水の濃度が目標濃度２３２（図２）よりも高い場合に、ヒータ１５０を起動する。図６において、ヒータ１５０は、機能水製造装置１１０側の供給バルブ１２８（
図６では１２８ａ及び１２８ｂ）と、処理装置１４０側の供給バルブ１４６（図６では１４６ａ及び１４６ｂ）との間の処理装置１４０側の供給管ラインの途中に設けられており、各処理装置１４０はそれぞれ少なくとも１台のヒータ１５０を備える。図６に示されるヒータ１５０の位置は例示的なものであって、同図に示されるものに限定されない。例えば、ヒータ１５０は、処理装置１４０側の供給バルブ１４６と、処理装置１４０側の濃度計１４２の間の供給管の途中に設けられてもよいし、機能水製造装置１１０と各処理装置１４０との間の供給管に設けられてもよい。
【００４９】
図７は、上述した第２実施形態で示した機能水濃度制御システム６００による方法７００の処理のフローチャートである。第２実施形態では、ユースポイント１４４の近傍にある濃度計１４２で機能水の濃度を測定して、該測定された濃度が目標濃度２３２よりも高い場合に、ヒータ１５０（図６では１５０ａ及び１５０ｂ）を起動する。測定された濃度が目標濃度２３２以下の場合には、ヒータ１５０を停止する。濃度計１２６で測定した機能水の濃度が目標濃度２３２に達するまでは、前述した方法３００にしたがって処理を実施する。図７の方法７００の処理のフローチャートは、濃度計１２６で測定された機能水の濃度が目標濃度２３２に達した後に、本機能水濃度制御システム１００において実施される処理を示す。
【００５０】
図７のステップ７０２からステップ７０６に記載の処理は、図５のステップ５０２からステップ５０６に記載の処理と同じであり、ここでは説明を割愛する。
【００５１】
ステップ７０８において、プロセッサ２１０（判定部２１２）は、ステップ７０６で取得した機能水の濃度が、目標濃度２３２よりも低いか、高いかを判定する。取得した機能水の濃度が目標濃度２３２よりも高いと判定した場合、ステップ７１０へ進む。
【００５２】
ステップ７１０において、プロセッサ２１０（濃度制御部２１４）は、ヒータ１５０を起動させる。
【００５３】
一方、ステップ７０８において、取得した機能水の濃度が目標濃度２３２よりも低いと判定された場合、ステップ７１２へ進む。ステップ７１２において、プロセッサ２１０（濃度制御部２１４）は、流量コントローラ１１８に対し、ガス生成部１１２に供給される原料となるガスの流量を増加するよう指示をする。また、ステップ７１２において、プロセッサ２１０（濃度制御部２１４）は、ヒータ１５０が起動されている場合には、ヒータ１５０を停止させるよう指示する。
【００５４】
ステップ７０８において、取得した機能水の濃度が目標濃度２３２と等しいと判定された場合、処理を終了する（ステップ７１４）
【００５５】
処理装置１４０が複数の場合（図６では１４２ａ及び１４２ｂの２台）のステップ７０６及びステップ７０８における処理は、処理装置１４０が一台の場合のステップ７０６及びステップ７０８処理と異なる。処理装置１４０が複数の場合、ステップ７０６において、プロセッサ２１０（評価値算出部２１６）は、さらに、各濃度計１４２ａ、及び１４２ｂで測定された機能水の濃度をそれぞれ取得し、取得した機能水の濃度から評価値、一例として取得した機能水の濃度の平均濃度を算出する。次に、ステップ７０８において、プロセッサ２１０（判定部２１２）は、ステップ７０６で取得した機能水の評価値が、目標濃度２３２よりも低いか否かを判定する。取得した機能水の評価値が目標濃度２３２よりも高いと判定した場合、ステップ７１０へ進む。次に、ステップ７１０において、プロセッサ２１０（濃度制御部２１４）は、各処理装置１４０のヒータ１５０をそれぞれ起動させる。
【００５６】
本実施形態によると、ユースポイント１４４に供給される機能水の濃度あるいは評価値が目標濃度２３２よりも高い場合には、処理装置１４０のヒータ１５０を起動させて機能水の濃度を低下させ、目標濃度２３２よりも低い場合には、流量コントローラ１１８により機能水の濃度を上昇させることができる。
【００５７】
あるいは別の態様として、ステップ７１０において、プロセッサ２１０（濃度制御部２１４）は、複数の処理装置１４０にそれぞれ対応するヒータ１５０の一部を起動させてもよい。本態様によると、ステップ７１０において、プロセッサ２１０（濃度制御部２１４）は各処理装置１４０側の濃度計１４２が測定した機能水の濃度をそれぞれ取得する。次に、該取得したそれぞれの機能水の濃度と目標濃度２３２とを比較し、目標濃度２３２よりも高い濃度を出力した濃度計に対応するヒータ１５０を起動させる。目標濃度２３２以下の濃度が測定された濃度計１４２に対応するヒータ１５０は起動させない。
【００５８】
本態様によると、目標濃度２３２よりも高い機能水が供給されている処理装置１４０に対応するヒータ１５０のみを起動させて機能水の濃度を低下させることができ、機能水の濃度を処理装置１４０毎に個別に低下させることができる。したがって、機能水の濃度を処理装置１４０毎に制御することができるため、機能水製造装置１１０から各処理装置１４０までの距離は等しくなくともよい。
【００５９】
以上、本開示の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本開示の理解を容易にするためのものであり、本開示を限定するものではない。本開示は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本開示にはその均等物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、実施形態および変形例の任意の組み合わせが可能であり、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１００…機能水濃度制御システム
１１０…機能水製造装置
１１２…ガス生成部
１１４…純水供給部
１１６…混合器
１１８…流量コントローラ
１２０…流量計
１２２…昇圧ポンプ
１２４…気液分離タンク
１２６…機能水製造装置側濃度計
１２８…供給バルブ
１３０…排気処理部
１４０…処理装置
１４２…処理装置側濃度計
１４４…ユースポイント
１４６…供給バルブ
１４８…ドレンバルブ
１５０…ヒータ
１７０…制御装置
【図１】
2020175338.tif 000003
【図２】
2020175338.tif 000004
【図３】
2020175338.tif 000005
【図４】
2020175338.tif 000006
【図５】
2020175338.tif 000007
【図６】
2020175338.tif 000008
【図７】
2020175338.tif 000009
【図８】
2020175338.tif 000010