(57)【要約】【課題】純水を原料として不純物の少ない過酸化水素水を生成でき、かつ、回収される過酸化水素水の濃度を高めることができる技術を提供する。【解決手段】電磁波照射部２０から貯留タンク１０内の純水に電磁波を照射して、純水中にプラズマを発生させる。これにより、不純物の少ない過酸化水素水を生成できる。生成された過酸化水素水は、回収タンク４０に回収される。また、貯留タンク１０内において過酸化水素水とともに生じた過酸化水素ガスを、再供給配管５０を介して、貯留タンク１０内の純水へ再供給する。これにより、回収される過酸化水素水の濃度を高めることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
純水から過酸化水素水を生成する過酸化水素水生成装置であって、
純水を貯留する貯留タンクと、
前記貯留タンク内の純水に電磁波を照射する電磁波照射部と、
前記貯留タンク内において生じた過酸化水素水を回収する回収タンクと、
前記貯留タンク内において生じた過酸化水素ガスを取り出して、前記貯留タンク内の純水または前記回収タンクに回収された過酸化水素水へ供給する再供給配管と、
を備えた過酸化水素水生成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の過酸化水素水生成装置であって、
前記貯留タンク内の純水中に気泡を発生させる気泡発生部
をさらに備えた過酸化水素水生成装置。
【請求項３】
請求項２に記載の過酸化水素水生成装置であって、
前記気泡発生部は、前記貯留タンク内の純水に超音波振動を付与する超音波発生部を有する過酸化水素水生成装置。
【請求項４】
請求項２に記載の過酸化水素水生成装置であって、
前記気泡発生部は、前記貯留タンク内に配置された吹出口から、前記貯留タンク内の純水に気体を吹き込む過酸化水素水生成装置。
【請求項５】
請求項４に記載の過酸化水素水生成装置であって、
前記気体は、希ガスである過酸化水素水生成装置。
【請求項６】
請求項５に記載の過酸化水素水生成装置であって、
前記気体は、アルゴンガスである過酸化水素水生成装置。
【請求項７】
請求項２に記載の過酸化水素水生成装置であって、
前記気泡発生部は、前記貯留タンク内の純水を沸騰させる加熱部または減圧部を有する過酸化水素水生成装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれかに記載の過酸化水素水生成装置であって、
前記再供給配管は、前記過酸化水素ガスを、前記貯留タンク内の純水へ吹き込む過酸化水素水生成装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８までのいずれかに記載の過酸化水素水生成装置であって、
前記貯留タンク内の純水に浸漬される導体のアンテナをさらに有する過酸化水素水生成装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９までのいずれかに記載の過酸化水素水生成装置であって、
前記貯留タンクは、石英により形成されている過酸化水素水生成装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０までのいずれかに記載の過酸化水素水生成装置であって、
前記貯留タンクは、
前記貯留タンク内に純水を供給する給水口と、
前記貯留タンク内から過酸化水素水を排出する排液口と、
を有し、
前記排液口は、前記給水口より高い位置に設けられ、
前記給水口と前記排液口との間の高さ位置に、前記電磁波照射部が配置されている過酸化水素水生成装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１までのいずれかに記載の過酸化水素水生成装置と、
前記回収タンクに回収された過酸化水素水を用いて、基板を処理する処理部と、
を備えた基板処理装置。
【請求項１３】
純水から過酸化水素水を生成する過酸化水素水生成方法であって、
ａ）純水に電磁波を照射する工程と、
ｂ）前記工程ａ）により生じた過酸化水素ガスを取り出して、前記純水へ再供給する工程と、
ｃ）前記工程ａ）により生じた過酸化水素水を回収する工程と、
を含む過酸化水素水生成方法。
【請求項１４】
純水から過酸化水素水を生成する過酸化水素水生成方法であって、
ａ）純水に電磁波を照射する工程と、
ｂ）前記工程ａ）により生じた過酸化水素水を回収する工程と、
ｃ）前記工程ａ）により生じた過酸化水素ガスを取り出して、前記工程ｂ）により回収された過酸化水素水へ供給する工程と、
を含む過酸化水素水生成方法。
【請求項１５】
請求項１３または請求項１４に記載の過酸化水素水生成方法であって、
前記工程ａ）では、前記純水中に気泡を発生させつつ、前記純水に電磁波を照射する過酸化水素水生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、純水から過酸化水素水（過酸化水素の水溶液。以下同じ）を生成する過酸化水素水生成装置、当該過酸化水素水生成装置を備えた基板処理装置、および、純水から過酸化水素水を生成する過酸化水素水生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高純度の過酸化水素水は、半導体製造工程における基板の洗浄等において、大量に消費される。また、過酸化水素は、殺菌、漂白、化学工業用酸化剤などとして、直接使用することができる。過酸化水素は、構成元素が水素および酸素のみであり、最終的には無害な水と酸素に分解するため、環境負荷が低い。したがって、過酸化水素水を安価に製造できれば、その需要は拡大すると期待されている。
【０００３】
従来、過酸化水素水は、アルキルアントラキノン法によって工業的に製造されている。しかし、この方法によって得られた過酸化水素水は、有機不純物、無機不純物などの多くの不純物を含んでいる。このため、非常に高い清浄度が求められる半導体製造で使用するには、例えば、特許文献１〜３に記載された方法により、不純物を除去しなければならない。不純物除去工程により過酸化水素水の製造コストは高くなる上、大規模な設備が必要となる。よって、高純度の過酸化水素水を大量に消費する半導体製造メーカにとって、過酸化水素水にかかるコストは大きな負担となっている。
【０００４】
また、特許文献４には、水素解離透過膜を用いた酸素による水素の直接酸化によって、過酸化水素水を製造する方法が記載されている。特許文献４によれば、水素と酸素から気相において直接過酸化水素を製造することで、高純度の過酸化水素を得ることができ、後処理（精製）が不要であるとされている（段落００１７）。しかしながら、特許文献４の製造方法では、水素および酸素ガスを用意しなければならない上、その取り扱いにも注意を要し、購入・管理コストも必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１１９００８号公報
【特許文献２】特開２０１１−６８５３４号公報
【特許文献３】特開平１０−６７５０５号公報
【特許文献４】特開２００４−２６５５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、過酸化水素水を消費する半導体製造工場は、多くの場合、純水を供給する設備を有している。このため、純水を原料として過酸化水素水を生成することができれば、原料の管理は容易である。しかしながら、純水を原料とすると、高濃度の過酸化水素水を得にくいため、過酸化水素水の濃度を高めるための工夫が必要となる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、純水を原料として不純物の少ない過酸化水素水を生成でき、かつ、回収される過酸化水素水の濃度を高めることができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本願の第１発明は、純水から過酸化水素水を生成する過酸化水素水生成装置であって、純水を貯留する貯留タンクと、前記貯留タンク内の純水に電磁波を照射する電磁波照射部と、前記貯留タンク内において生じた過酸化水素水を回収する回収タンクと、前記貯留タンク内において生じた過酸化水素ガスを取り出して、前記貯留タンク内の純水または前記回収タンクに回収された過酸化水素水へ供給する再供給配管と、を備える。
【０００９】
本願の第２発明は、第１発明の過酸化水素水生成装置であって、前記貯留タンク内の純水中に気泡を発生させる気泡発生部をさらに備える。
【００１０】
本願の第３発明は、第２発明の過酸化水素水生成装置であって、前記気泡発生部は、前記貯留タンク内の純水に超音波振動を付与する超音波発生部を有する。
【００１１】
本願の第４発明は、第２発明の過酸化水素水生成装置であって、前記気泡発生部は、前記貯留タンク内に配置された吹出口から、前記貯留タンク内の純水に気体を吹き込む。
【００１２】
本願の第５発明は、第４発明の過酸化水素水生成装置であって、前記気体は、希ガスである。
【００１３】
本願の第６発明は、第５発明の過酸化水素水生成装置であって、前記気体は、アルゴンガスである。
【００１４】
本願の第７発明は、第２発明の過酸化水素水生成装置であって、前記気泡発生部は、前記貯留タンク内の純水を沸騰させる加熱部または減圧部を有する。
【００１５】
本願の第８発明は、第１発明から第７発明までのいずれかの過酸化水素水生成装置であって、前記再供給配管は、前記過酸化水素ガスを、前記貯留タンク内の純水へ吹き込む。
【００１６】
本願の第９発明は、第１発明から第８発明までのいずれかの過酸化水素水生成装置であって、前記貯留タンク内の純水に浸漬される導体のアンテナをさらに有する。
【００１７】
本願の第１０発明は、第１発明から第９発明までのいずれかの過酸化水素水生成装置であって、前記貯留タンクは、石英により形成されている。
【００１８】
本願の第１１発明は、第１発明から第１０発明までのいずれかの過酸化水素水生成装置であって、前記貯留タンクは、前記貯留タンク内に純水を供給する給水口と、前記貯留タンク内から過酸化水素水を排出する排液口と、を有し、前記排液口は、前記給水口より高い位置に設けられ、前記給水口と前記排液口との間の高さ位置に、前記電磁波照射部が配置されている。
【００１９】
本願の第１２発明は、基板処理装置であって、第１発明から第１１発明までのいずれかの過酸化水素水生成装置と、前記回収タンクに回収された過酸化水素水を用いて、基板を処理する処理部と、を備える。
【００２０】
本願の第１３発明は、純水から過酸化水素水を生成する過酸化水素水生成方法であって、ａ）純水に電磁波を照射する工程と、ｂ）前記工程ａ）により生じた過酸化水素ガスを取り出して、前記純水へ再供給する工程と、ｃ）前記工程ａ）により生じた過酸化水素水を回収する工程と、を含む。
【００２１】
本願の第１４発明は、純水から過酸化水素水を生成する過酸化水素水生成方法であって、ａ）純水に電磁波を照射する工程と、ｂ）前記工程ａ）により生じた過酸化水素水を回収する工程と、ｃ）前記工程ａ）により生じた過酸化水素ガスを取り出して、前記工程ｂ）により回収された過酸化水素水へ供給する工程と、を含む。
【００２２】
本願の第１５発明は、第１３発明または第１４発明の過酸化水素水生成方法であって、前記工程ａ）では、前記純水中に気泡を発生させつつ、前記純水に電磁波を照射する。
【発明の効果】
【００２３】
本願の第１発明〜第１５発明によれば、純水に電磁波を照射してプラズマを発生させることにより、不純物の少ない過酸化水素水を生成できる。また、過酸化水素水とともに生成された過酸化水素ガスを、純水または過酸化水素水へ供給することで、回収される過酸化水素水の濃度を高めることができる。
【００２４】
特に、本願の第２発明および第１５発明によれば、純水中におけるプラズマの発生を促進させることができる。
【００２５】
特に、本願の第３発明によれば、超音波振動により、貯留タンク内の純水中に生じる微細な気泡を利用して、プラズマの発生を促進させることができる。
【００２６】
特に、本願の第４発明によれば、バブリングにより生じる気泡を利用して、プラズマの発生を促進させることができる。
【００２７】
特に、本願の第５発明によれば、不活性な希ガスを利用することで、気泡に起因する不純物の発生を抑制しつつ、プラズマの発生を促進させることができる。
【００２８】
特に、本願の第６発明によれば、希ガスとして入手しやすいアルゴンガスを利用して、プラズマの発生を促進させることができる。
【００２９】
特に、本願の第７発明によれば、沸騰により生じる水蒸気の気泡を利用して、プラズマの発生を促進させることができる。
【００３０】
特に、本願の第８発明によれば、過酸化水素ガスの気泡を利用して、プラズマの発生を促進させることができる。
【００３１】
特に、本願の第９発明によれば、純水中に浸漬されたアンテナに電磁波が補足される。これにより、プラズマの発生を促進させることができる。
【００３２】
特に、本願の第１０発明によれば、貯留タンクから純水へ不純物が混入することを抑制できる。
【００３３】
特に、本願の第１１発明によれば、供給口から排出口へ純水を流しつつ、当該純水へ効率よく電磁波を照射することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】基板処理装置の構成を示した図である。
【図２】過酸化水素水生成装置の構成を示した図である。
【図３】過酸化水素水の生成手順を示したフローチャートである。
【図４】変形例に係る過酸化水素水生成装置の構成を示した図である。
【図５】変形例に係る過酸化水素水生成装置の構成を示した図である。
【図６】変形例に係る過酸化水素水生成装置の構成を示した図である。
【図７】変形例に係る過酸化水素水生成装置の構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００３６】
＜１．基板処理装置について＞
図１は、本発明の一実施形態に係る過酸化水素水生成装置１を備えた基板処理装置１００の構成を示した図である。この基板処理装置１００は、円板状の基板である半導体ウエハ９に対して、洗浄処理を行うための装置である。図１に示すように、基板処理装置１００は、半導体ウエハ９を保持する保持部１１０と、半導体ウエハ９の表面に過酸化水素水を吐出する吐出部１２０と、吐出部１２０へ過酸化水素水を供給する過酸化水素水生成装置１とを、備えている。
【００３７】
保持部１１０は、半導体ウエハ９を略水平に保持するとともに、中心軸Ａを中心として半導体ウエハ９を回転させる。吐出部１２０は、保持部１１０に保持された半導体ウエハ９の上方に配置されている。吐出部１２０と、過酸化水素水生成装置１の回収タンク４０とは、配管１３０により流路接続されている。また、配管１３０の経路途中には、開閉弁１３１と送液ポンプ１３２とが設けられている。
【００３８】
このため、開閉弁１３１を開放して、送液ポンプ１３２を動作させると、回収タンク４０から配管１３０を通って吐出部１２０へ、過酸化水素水が供給される。そして、吐出部１２０から半導体ウエハ９の表面に向けて、過酸化水素水が吐出される。これにより、半導体ウエハ９の表面に付着したパーティクルや金属汚染物が、除去される。このように、この基板処理装置１００は、過酸化水素水生成装置１の回収タンク４０に回収された過酸化水素水を用いて、半導体ウエハ９の洗浄処理を行う。
【００３９】
なお、図１の基板処理装置１００は、半導体ウエハ９を１枚ずつ処理する枚様式の洗浄装置であるが、本発明の基板処理装置は、複数枚の半導体ウエハを同時に処理するバッチ式の洗浄装置であってもよい。例えば、過酸化水素水生成装置から供給される過酸化水素水を処理槽に貯留し、当該処理槽に複数枚の半導体ウエハを同時に浸漬して、半導体ウエハを洗浄する装置であってもよい。
【００４０】
また、本発明の基板処理装置は、過酸化水素水生成装置から供給される過酸化水素水と他の液体とを混合し、当該混合液を用いて半導体ウエハを処理するものであってもよい。例えば、アンモニア水と過酸化水素水との混合液であるＳＣ−１（Standard Clean 1）洗浄液や、塩酸と過酸化水素水との混合液であるＳＣ−２（Standard
Clean 2）洗浄液を用いて、半導体ウエハを処理するものであってもよい。また、本発明の基板処理装置は、半導体ウエハに対して洗浄以外の処理を行うものであってもよい。
【００４１】
また、図１の基板処理装置１００は、半導体ウエハ９を処理対象としているが、本発明の基板処理装置は、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、カラーフィルタ用基板、記録ディスク用基板、太陽電池用基板などの他の精密電子装置用基板を、処理対象とするものであってもよい。
【００４２】
＜２．過酸化水素生成装置について＞
図２は、上述した過酸化水素水生成装置１の構成を示した図である。この過酸化水素水生成装置１は、上述の通り、半導体ウエハ９の洗浄等に用いられる過酸化水素水を生成する装置である。図２に示すように、本実施形態の過酸化水素水生成装置１は、貯留タンク１０、電磁波照射部２０、超音波発生部３０、回収タンク４０、再供給配管５０、および制御部６０を備えている。
【００４３】
貯留タンク１０は、過酸化水素水の原料となる純水を貯留するとともに、その内部において純水から過酸化水素水を生成する容器である。貯留タンク１０は、略円筒状の側壁部１１と、側壁部１１の下部を塞ぐ底部１２と、側壁部１１の上部を覆う天板部１３と、を有している。天板部１３は、上方へ向かうにつれて漏斗状に収束している。
【００４４】
また、貯留タンク１０は、給水口１４、排液口１５、排気口１６、および給気口１７を有している。給水口１４は、貯留タンク１０の内部へ純水を供給するための開口である。給水口１４は、側壁部１１の下端部付近に設けられ、給水配管７１を介して、純水供給源７２と流路接続されている。また、給水配管７１の経路途中には、開閉弁７３が設けられている。このため、開閉弁７３を開放すると、純水供給源７２から給水配管７１および給水口１４を通って貯留タンク１０の内部へ、純水が供給される。
【００４５】
純水供給源７２から供給される純水は、金属イオンが除去された脱イオン水であることが好ましい。過酸化水素は、金属イオンにより分解される性質を有しているが、脱イオン水を使用すれば、生成後の過酸化水素が金属イオンにより分解されることを抑制できる。したがって、後述する過酸化水素水の生成工程において、より濃度の高い過酸化水素水を効率よく生成することができる。なお、金属イオンがより高いレベルで除去されたいわゆる「超純水」を使用すれば、より好ましい。
【００４６】
排液口１５は、貯留タンク１０内において生成された過酸化水素水を、貯留タンク１０から排出するための開口である。排液口１５は、側壁部１１の給水口１４より高い位置に、設けられている。また、排液口１５には、排液配管８０の上流側の端部が接続されている。このため、貯留タンク１０内において生成された過酸化水素水の液面が排液口１５に達すると、貯留タンク１０内から排液口１５を通って排液配管８０へ、過酸化水素水が排出される。
【００４７】
排気口１６は、貯留タンク１０内において生成された過酸化水素ガスを、貯留タンク１０から排出するための開口である。排気口１６は、天板部１３の中央に設けられている。また、排気口１６には、再供給配管５０の上流側の端部が接続されている。このため、貯留タンク１０内において生成され、貯留タンク１０内の上部空間に溜まった過酸化水素ガスは、排気口１６を通って再供給配管５０へ導入される。
【００４８】
貯留タンク１０の材料には、例えば、電磁波を透過する耐熱性の石英ガラスが使用される。石英ガラスを使用すれば、Ａｌ，Ｆｅ，Ｃｒなどの無機イオンが、貯留タンク１０から純水へ溶出することがない。したがって、生成された過酸化水素水に、貯留タンク１０に起因する不純物が混入することを、抑制できる。ただし、貯留タンク１０に石英ガラス以外の材料が用いられていてもよい。
【００４９】
電磁波照射部２０は、貯留タンク１０内の純水に、電磁波を照射するための機構である。電磁波照射部２０には、例えば、マグネトロン等の真空管を用いた電磁波発振器を使用することができる。電磁波照射部２０から照射される電磁波は、１０００ＭＨｚ以上かつ３０ＧＨｚ以下のマイクロ波であることが好ましい。ただし、本実施形態のように、純水中の気泡Ｂ１をプラズマ化させる場合には、水分子の固有振動数（２４５０ＭＨｚ）を避けた３ＭＨｚ以上かつ１０００ＭＨｚ以下の電磁波を用いてもよい。
【００５０】
電磁波照射部２０を動作させて、貯留タンク１０内の純水に電磁波を照射すると、純水中にプラズマが発生する。特に、本実施形態では、後述する超音波発生部３０により純水中に気泡Ｂ１を発生させつつ、電磁波を照射する。このため、気泡Ｂ１に電磁波が照射されることにより、気泡Ｂ１がプラズマ化する。そして、プラズマ化した気泡Ｂ１とその近傍の水分子とが反応して、水分子の解離が生じる。その結果、次の化学式（１）で示される反応により、ＯＨラジカルが発生する。
【００５１】
【化１】
2014189441.tif 000003
【００５２】
また、化学式（１）により発生したＯＨラジカルは、次の化学式（２）で示される反応によって、過酸化水素となり安定化する。
【００５３】
【化２】
2014189441.tif 000004
【００５４】
このように、貯留タンク１０内の純水に、気泡Ｂ１を発生させるとともに電磁波を照射すると、上記の化学式（１），（２）により、過酸化水素が発生する。発生した過酸化水素の一部分は、純水中に溶解する。これにより、過酸化水素水が生成される。また、発生した過酸化水素の他の部分は、過酸化水素ガスとして貯留タンク１０内の上部空間に溜まる。
【００５５】
本実施形態では、給水口１４と排液口１５との間の高さ位置に、電磁波照射部２０が配置されている。このため、給水口１４から排液口１５へ純水を流しつつ、当該純水へ効率よく電磁波を照射できる。その結果、貯留タンク１０内の吸水口１４と排液口１５との間において、純水から過酸化水素水を効率よく生成できる。なお、図２の例では、貯留タンク１０の側壁部１１の外側に、電磁波照射部２０が配置されているが、電磁波照射部２０は、貯留タンク１０の内部に配置されていてもよい。
【００５６】
超音波発生部３０は、貯留タンク１０内の純水に超音波振動を付与するための機構である。超音波発生部３０は、貯留タンク１０の底部１２の下面に固定されている。超音波発生部３０には、例えば、圧電素子を用いた超音波振動子を使用することができる。超音波発生部３０を動作させて、純水に超音波振動を付与すると、純水中に圧力変化により微細な気泡（キャビテーション）Ｂ１が発生する。すなわち、本実施形態では、超音波発生部３０が、貯留タンク１０内の純水中に気泡Ｂ１を発生させる気泡発生部を構成している。
【００５７】
上述の通り、貯留タンク１０内に発生した気泡Ｂ１に対して、電磁波照射部２０から電磁波を照射すると、当該電磁波により気泡Ｂ１がプラズマ化する。そして、プラズマ化した気泡とその近傍の水分子とが反応することにより、水分子の解離が生じる。その結果、上記の化学式（１），（２）の反応が促進されて、過酸化水素水が効率よく生成される。
【００５８】
なお、図２の例では、貯留タンク１０の外部に、超音波発生部３０が配置されているが、超音波発生部３０は、貯留タンク１０の内部に配置されていてもよい。
【００５９】
回収タンク４０は、生成後の過酸化水素水を回収する容器である。回収タンク４０には、上述した排液配管８０の下流側の端部が接続されている。貯留タンク１０内において生成され、排液口１５から排出された過酸化水素水は、排液配管８０を通って、回収タンク４０に回収される。
【００６０】
回収タンク４０の材料には、例えば、石英ガラスを用いることが好ましい。石英ガラスを用いれば、Ａｌ，Ｆｅ，Ｃｒなどの無機イオンが、回収タンク４０から過酸化水素水へ溶出することがない。したがって、回収された過酸化水素水に、回収タンク４０に起因する不純物が混入することを、抑制できる。ただし、回収タンク４０に石英ガラス以外の材料が用いられていてもよい。
【００６１】
再供給配管５０は、貯留タンク１０内において過酸化水素水とともに生じた過酸化水素ガスを取り出して、当該過酸化水素ガスを貯留タンク１０内へ再供給するための配管である。再供給配管５０の上流側の端部は、貯留タンク１０の排気口１６に接続されている。また、再供給配管５０の下流側の端部は、貯留タンク１０の下部に設けられた給気口１７に接続されている。
【００６２】
このため、貯留タンク１０内の上部空間に過酸化水素ガスが溜まると、当該過酸化水素ガスは、排気口１６を介して再供給配管５０へ流れ込む。そして、当該過酸化水素ガスが、再供給配管５０から給気口１７を介して貯留タンク１０内の純水へ、再び吹き込まれる。吹き込まれた過酸化水素ガスの一部は、純水中に溶け込む。これにより、貯留タンク１０内において生成される過酸化水素水の濃度が高まる。
【００６３】
また、給気口１７から過酸化水素ガスが吹き込まれると、貯留タンク１０内の純水中に、超音波発生部３０により生じる微細な気泡Ｂ１とは別に、過酸化水素ガスの気泡Ｂ２が発生する。そして、当該気泡Ｂ２にも電磁波が照射される。これにより、純水中におけるプラズマの発生がより促進される。したがって、貯留タンク１０内において、より効率よく過酸化水素水を生成できる。
【００６４】
制御部６０は、図２中に概念的に示したように、開閉弁７３、電磁波照射部２０、および超音波発生部３０と、それぞれ電気的に接続されている。制御部６０は、ＣＰＵ等の演算処理部やメモリを有するコンピュータにより構成されていてもよく、あるいは、電子回路により構成されていてもよい。制御部６０は、ユーザの操作、各種の入力信号、または予め設定されたプログラムに従って、開閉弁７３、電磁波照射部２０、および超音波発生部３０の動作を制御する。これにより、過酸化水素水生成装置１における過酸化水素水の生成処理が進行する。
【００６５】
＜３．過酸化水素水生成処理について＞
続いて、上述した過酸化水素水生成装置１における過酸化水素水の生成処理について説明する。図３は、過酸化水素水の生成手順を示したフローチャートである。
【００６６】
この過酸化水素水生成装置１において、過酸化水素水を生成するときには、まず、制御部６０が開閉弁７３を制御して、開閉弁７３を開放する。そうすると、純水供給源７２から給水配管７１および給水口１４を通って貯留タンク１０の内部へ、純水が供給される（ステップＳ１）。供給された純水は、貯留タンク１０の内部に徐々に貯留される。
【００６７】
次に、制御部６０が超音波発生部３０を制御して、超音波発生部３０の動作を開始させる（ステップＳ２）。これにより、貯留タンク１０内の純水に、超音波振動を付与する。そうすると、貯留タンク１０内の純水中に、微細な気泡Ｂ１が発生する。
【００６８】
続いて、制御部６０が電磁波照射部２０を制御して、電磁波照射部２０の動作を開始させる（ステップＳ３）。これにより、貯留タンク１０内の純水に、電磁波が照射される。そうすると、純水中にプラズマが発生し、上述した化学式（１），（２）により、過酸化水素が発生する。発生した過酸化水素の一部分は、純水中に溶解する。これにより、過酸化水素水が生成される。また、発生した過酸化水素の他の部分は、過酸化水素ガスとして貯留タンク１０内の上部空間に溜まる。
【００６９】
ステップＳ３においては、超音波発生部３０からの超音波振動の付与が、継続されている。このため、ステップＳ３では、超音波振動により生じる微細な気泡Ｂ１にも、電磁波が照射される。これにより、純水中におけるプラズマの発生が促進される。したがって、上述した化学式（１），（２）により、過酸化水素がより効率よく生成される。
【００７０】
ステップＳ３において生じた過酸化水素ガスは、貯留タンク１０内の上部空間から、排気口１６を介して再供給配管５０へ流れ込む。そして、当該過酸化水素ガスは、再供給配管５０から給気口１７を介して貯留タンク１０内の純水へ、再び吹き込まれる（ステップＳ４）。吹き込まれた過酸化水素ガスの一部は、純水中に溶け込む。これにより、貯留タンク１０内において生成される過酸化水素水の濃度が高まる。
【００７１】
また、給気口１７から過酸化水素ガスが吹き込まれると、貯留タンク１０内の純水中に、超音波発生部３０により生じる微細な気泡Ｂ１とは別に、過酸化水素ガスの気泡Ｂ２が発生する。そして、当該気泡Ｂ２にも電磁波が照射される。これにより、純水中におけるプラズマの発生がより促進される。したがって、貯留タンク１０内において、より効率よく過酸化水素水を生成できる。
【００７２】
貯留タンク１０内において生成された過酸化水素水は、排液口１５および排液配管８０を通って、回収タンク４０へ回収される（ステップＳ５）。その後、所定の生成処理時間が経過すると、制御部６０が、開閉弁７３を閉鎖するとともに、電磁波照射部２０および超音波発生部３０の動作を停止させる（ステップＳ６）。これにより、過酸化水素水生成装置１における過酸化水素水の生成処理が終了する。
【００７３】
以上のように、本実施形態の過酸化水素水生成装置１では、純水のみを原料として、プラズマの発生により、過酸化水素水を生成する。このようにすれば、不純物の少ない過酸化水素水を生成することができる。このため、生成後の過酸化水素水から不純物を除去する後処理を、省略または簡易なものとすることができる。したがって、従来のアルキルアントラキノン法と比べて、安価に、かつ、環境への負荷も抑えながら、過酸化水素水を生成することができる。また、原料として純水のみを用いるため、原料の取り扱いも容易である。
【００７４】
特に、本実施形態の過酸化水素水生成装置１では、過酸化水素水とともに生成された過酸化水素ガスを、貯留タンク１０内の純水へ再供給する。これにより、生成される過酸化水素水の濃度を高めることができる。
【００７５】
また、本実施形態の過酸化水素水生成装置１では、多くの半導体製造工場が有する純水供給設備から供給される純水を利用して、過酸化水素水を生成することができる。すなわち、過酸化水素水の製造と消費とを、同じ工場内で行うことができる。このため、原料となる過酸化水素水の梱包や運搬にかかる費用が軽減される。また、過酸化水素水の運搬中における品質や純度の低下も抑制できる。
【００７６】
＜４．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。以下では、種々の変形例について、上記の実施形態との相違点を中心に説明する。
【００７７】
図４は、一変形例に係る過酸化水素水生成装置１Ａの構成を示した図である。図４の過酸化水素水生成装置１Ａは、再供給配管５０Ａの下流側の端部が、貯留タンク１０Ａではなく、回収タンク４０Ａに接続されている。このため、貯留タンク１０Ａ内において生じた過酸化水素ガスは、再供給配管５０Ａを通って、回収タンク４０Ａ内に吹き込まれる。すなわち、図４の再供給配管５０Ａは、貯留タンク１０Ａから過酸化水素ガスを取り出して、回収タンク４０Ａに回収された過酸化水素水へ、過酸化水素ガスを供給する。
【００７８】
図４の過酸化水素水生成装置１Ａにおいて、過酸化水素水を生成するときには、まず、図３のステップＳ１〜Ｓ３と同様に、純水の供給、超音波発生部３０Ａの動作、および電磁波照射部２０Ａの動作を、それぞれ開始させる。そして、貯留タンク１０Ａ内において生成された過酸化水素水を、排液口１５Ａおよび排液配管８０Ａを介して、回収タンク４０Ａへ回収する。また、貯留タンク１０Ａ内において生じた過酸化水素ガスを、再供給配管５０Ａを介して、回収タンク４０Ａ内の過酸化水素水へ供給する。そうすると、回収タンク４０Ａ内に吹き込まれた過酸化水素ガスの一部が、回収タンク４０Ａ内の過酸化水素水中に溶け込む。これにより、回収タンク４０Ａ内における過酸化水素水の濃度が高まる。
【００７９】
図５は、他の変形例に係る過酸化水素水生成装置１Ｂの構成を示した図である。図５の過酸化水素水生成装置１Ｂは、超音波発生部に代えて、バブラー３０Ｂを有している。バブラー３０Ｂは、貯留タンク１０Ｂの底部１２Ｂの上面に、配置されている。バブラー３０Ｂの表面には、複数の吹出口３１Ｂが設けられている。また、バブラー３０Ｂは、給気配管３２Ｂを介して、アルゴンガス供給源３３Ｂと流路接続されている。給気配管３２Ｂの経路途中には、開閉弁３４Ｂが設けられている。そして、開閉弁３４Ｂが、制御部６０Ｂと電気的に接続されている。
【００８０】
このため、制御部６０Ｂの制御により開閉弁３４Ｂが開放されると、アルゴンガス供給源３３Ｂから給気配管３２Ｂを通ってバブラー３０Ｂへ、アルゴンガスが供給される。そして、複数の吹出口３１Ｂから貯留タンク１０Ｂ内の純水へ、アルゴンガスが吹き込まれる。吹き込まれたアルゴンガスは、気泡Ｂ３となって純水中を上昇する。このように、図５の過酸化水素水生成装置１Ｂでは、バブラー３０Ｂが、貯留タンク１０Ｂ内の純水中に気泡Ｂ３を発生させる気泡発生部を構成している。
【００８１】
図５の過酸化水素水生成装置１Ｂにおいて、過酸化水素水を生成するときには、貯留タンク１０Ｂ内の純水中にバブラー３０Ｂから気泡Ｂ３を発生させつつ、電磁波照射部２０Ｂを動作させる。そうすると、気泡Ｂ３に対して電磁波が照射される。これにより、純水中におけるプラズマの発生がより促進される。したがって、貯留タンク１０Ｂ内において、効率よく過酸化水素水を生成できる。
【００８２】
なお、バブラー３０Ｂに供給される気体は、アルゴンガス以外の気体であってもよい。ただし、アルゴンガス等の不活性な希ガスを利用すれば、気泡Ｂ３による化学反応を抑制できる。したがって、気泡Ｂ３に起因する不純物の発生を抑制しつつ、プラズマの発生を促進させることができる。図５の例では、希ガスの中で特に入手しやすいアルゴンガスを使用した。
【００８３】
図６は、他の変形例に係る過酸化水素水生成装置１Ｃの構成を示した図である。図６の過酸化水素水生成装置１Ｃは、超音波発生部に代えて、加熱部３０Ｃを有している。そして、加熱部３０Ｃが、制御部６０Ｃと電気的に接続されている。制御部６０Ｃが加熱部３０Ｃを動作させると、貯留タンク１０Ｃ内の純水が加熱されて沸騰する。そうすると、純水中に水蒸気の気泡Ｂ４が、発生する。すなわち、図６の過酸化水素水生成装置１Ｃでは、加熱部３０Ｃが、貯留タンク１０Ｃ内の純水中に気泡Ｂ４を発生させる気泡発生部を構成している。
【００８４】
図６の過酸化水素水生成装置１Ｃにおいて、過酸化水素水を生成するときには、加熱部３０Ｃを動作させて、貯留タンク１０Ｃ内の純水中に気泡Ｂ４を発生させつつ、電磁波照射部２０Ｃを動作させる。そうすると、気泡Ｂ４に対して電磁波が照射される。これにより、純水中におけるプラズマの発生がより促進される。したがって、貯留タンク１０Ｃ内において、効率よく過酸化水素水を生成できる。
【００８５】
なお、加熱部３０Ｃとともに、または加熱部３０Ｃに代えて、貯留タンク１０が配置される空間を減圧する減圧部を設けてもよい。そして、当該減圧部を動作させることにより、貯留タンク１０Ｃ内の純水を沸騰させてもよい。
【００８６】
図７は、他の変形例に係る過酸化水素水生成装置１Ｄの構成を示した図である。図７の過酸化水素水生成装置１Ｄは、導体からなる複数のアンテナ９０Ｄを有している。複数のアンテナ９０Ｄは、貯留タンク１０Ｄ内の純水中に浸漬され、それぞれ上下に延びている。このようにすれば、電磁波照射部２０Ｄから照射された電磁波が、純水中のアンテナ９０Ｄに補足される。これにより、純水中におけるプラズマの発生を促進させることができる。アンテナ９０Ｄからの汚染物の流出を抑制するために、アンテナ９０Ｄの材料には、硬質かつ高融点の材料を使用することが好ましい。例えば、タングステンを使用すればよい。
【００８７】
また、上記の実施形態および変形例では、過酸化水素水生成装置が気泡発生部を備えていたが、気泡発生部が無くても、電磁波の照射により純水自体をプラズマ化させて、上述した化学式（１），（２）の反応を生じさせることは可能である。したがって、プラズマの発生効率が多少低下することを許容できる状況であれば、気泡発生部を省略してもよい。
【００８８】
また、本発明の過酸化水素水生成装置は、半導体製造分野以外の過酸化水素を利用する分野の装置に使用されるものであってもよい。また、本発明の過酸化水素水生成装置は、過酸化水素水の生成自体を目的とした過酸化水素水の製造工場において、使用されるものであってもよい。
【００８９】
また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００９０】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ  過酸化水素水生成装置
９  半導体ウエハ
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ  貯留タンク
１１  側壁部
１２，１２Ｂ  底部
１３  天板部
１４  給水口
１５，１５Ａ  排液口
１６  排気口
１７  給気口
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ  電磁波照射部
３０，３０Ａ  超音波発生部
３０Ｂ  バブラー
３０Ｃ  加熱部
４０，４０Ａ  回収タンク
５０，５０Ａ  再供給配管
６０，６０Ｂ，６０Ｃ  制御部
７１  給水配管
７２  純水供給源
７３  開閉弁
８０，８０Ａ  排液配管
９０Ｄ  アンテナ
１００  基板処理装置
１１０  保持部
１２０  吐出部
Ａ  中心軸
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４  気泡
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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