(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
純水導入管及びオゾンガス導入管が接続され、前記純水導入管を介して導入される純水の水流により、前記オゾンガス導入管を介してオゾンガスを吸引混合するエゼクタと、
前記純水導入管を介して前記エゼクタに導入される純水を製造する純水製造装置と、
前記エゼクタにより生成されたオゾン水をユースポイントに供給するオゾン水供給管とを備え、
前記オゾンガス導入管には流量調整機構が設けられ、前記オゾン水供給管にはオゾン水濃度を検出する濃度検出器が設けられており、前記濃度検出器の検出に基づいて前記流量調整機構の開度調整を行う制御手段を備え、
前記濃度検出器は、前記オゾン水供給管を通過するオゾン水の濃度を検出するように配置されており、
前記制御手段は、オゾン水の停止信号及び要求信号の入力に基づいて、オゾン水を間歇供給するオゾン水供給装置。
【請求項２】
前記濃度検出器は、インライン式であり、
前記制御手段は、前記濃度検出器の検出濃度が所定濃度よりも低い場合に前記流量調整機構の開度を大きくする一方、前記濃度検出器の検出濃度が所定濃度よりも高い場合に前記流量調整機構の開度を小さくすることを特徴とする請求項１に記載のオゾン水供給装置。
【請求項３】
前記オゾンガス導入管は、一方端がオゾンガス発生装置に接続され、他方端が複数の分配管を介して複数の前記エゼクタに接続されており、
前記濃度検出器は、前記各エゼクタに接続された前記オゾン水供給管にそれぞれ設けられ、前記流量調整機構は、前記各分配管に設けられており、
前記制御手段は、前記濃度検出器の検出に基づいて、対応する前記流量調整機構の開度調整を行うことを特徴とする請求項１に記載のオゾン水供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品等の製造工程における洗浄やレジスト剥離などに使用されるオゾン水を供給するオゾン水供給装置に関し、特に、オゾン水を間歇的に供給することができるオゾン水供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
オゾン水は、電子部品等のウェット洗浄やフォト工程でのレジスト剥離などに従来から使用されており、オゾン水製造装置において超純水にオゾンガスを溶解させることにより製造される。従来のオゾン水供給装置として、例えば特開平７−１８５５７２号公報に開示されたものが知られており、この構成を図３に示す。
【０００３】
同図に示すように、このオゾン水供給装置は、エゼクタ５０にオゾンガス供給管５２及び給水管５４が接続されており、給水管５４からエゼクタ５０への水流により、オゾンガス発生器５６により発生したオゾンガスがオゾンガス供給管５２を介してエゼクタ５０内に吸引されて超純水と混合され、オゾン水が生成される。このオゾン水は、気液分離装置５８に供給されて未溶解のオゾンガスが分離された後、オゾン水供給管６０を介してユースポイントに供給される。
【０００４】
気液分離装置５８はオゾン水のオゾン濃度を測定する濃度計６２が設けられ、オゾン水供給管６０にはオゾン水の流量を測定する流量計６４が設けられており、制御装置６６は、濃度計６２及び流量計６４の検出結果に基づいて、電圧調整器６８によりオゾンガス発生器５６の電圧を調整する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述したオゾン水供給装置は、オゾンガス発生器５６の電圧を変化させても、エゼクタ５０で吸引されるオゾンガスの量がすぐには変化しないため、オゾン水濃度の追従性が悪いという問題があった。したがって、オゾン水を間歇的に供給しなければならない場合には、供給開始直後のオゾン水が所望濃度に安定するまで長時間待たなければならず（上記公報によれば５〜６分）、その間に廃棄されるオゾン水が無駄になるだけでなく、工程時間のロスが生じるという問題を生じていた。
【０００６】
また、オゾン水を複数のユースポイントで使用する場合、オゾンガス供給管５２を分岐させて各ユースポイント近傍でオゾン水を製造すると、オゾンガス発生器５６の電圧変化が全てのユースポイントにおけるオゾンガス流量に影響を及ぼすため、各ユースポイントでオゾン水濃度を個別に制御することが困難であるという問題があった。一方、オゾン水供給管６０を分岐させて各ユースポイントまで導くように構成すると、オゾン水供給管６０による移送距離が必然的に長くなるため（例えば、２０〜１００ｍ）、溶解しているオゾンが移送中に自己分解してオゾン濃度が低下するおそれがあるという問題があった。このため、従来は各ユースポイントの近傍にオゾンガス発生装置を設けなければならず、設備コストが高くなり、メンテナンスの面でも問題があった。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決すべくなされたものであって、所望濃度のオゾン水を経済的に効率良く間歇供給することができるオゾン水供給装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の前記目的は、純水導入管及びオゾンガス導入管が接続され、前記純水導入管を介して導入される純水の水流により、前記オゾンガス導入管を介してオゾンガスを吸引混合するエゼクタと、前記純水導入管を介して前記エゼクタに導入される純水を製造する純水製造装置と、前記エゼクタにより生成されたオゾン水をユースポイントに供給するオゾン水供給管とを備え、前記オゾンガス導入管には流量調整機構が設けられ、前記オゾン水供給管にはオゾン水濃度を検出する濃度検出器が設けられており、前記濃度検出器の検出に基づいて前記流量調整機構の開度調整を行う制御手段を備え、前記濃度検出器は、前記オゾン水供給管を通過するオゾン水の濃度を検出するように配置されており、前記制御手段は、オゾン水の停止信号及び要求信号の入力に基づいて、オゾン水を間歇供給することを特徴とするオゾン水供給装置により達成される。
【０００９】
前記濃度検出器は、インライン式であることが好ましく、前記制御手段は、前記濃度検出器の検出濃度が所定濃度よりも低い場合に前記流量調整機構の開度を大きくする一方、前記濃度検出器の検出濃度が所定濃度よりも高い場合に前記流量調整機構の開度を小さくすることが好ましい。
【００１０】
また、前記オゾンガス導入管は、一方端がオゾンガス発生装置に接続され、且つ、他方端が複数の分配管を介して複数の前記エゼクタに接続された構成にすることが可能である。この場合、前記濃度検出器は、前記各エゼクタに接続された前記オゾン水供給管にそれぞれ設けられることが好ましく、前記流量調整機構は、前記各分配管に設けられていることが好ましい。そして、前記制御手段は、前記濃度検出器の検出に基づいて、対応する前記流量調整機構の開度調整を行うことが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実態形態について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るオゾン水供給装置の概略構成を示すブロック図である。同図に示すように、オゾン水供給装置１は、エゼクタ２及び気液分離装置３を備えている。
【００１２】
エゼクタ２は、純水導入管１２及びオゾンガス導入管１３が接続されており、純水導入管１２から導入された純水がノズル（図示せず）から噴射されると、この水流によりオゾンガス導入管１３からオゾンガスが吸引導入されて、内部で混合されるように構成されている。導入する純水及びオゾンガスは、それぞれ公知の純水製造装置及びオゾンガス発生装置により製造することができる。純水製造装置は、例えば、逆浸透純水製造装置を使用することができ、純度の高い超純水を製造できるように、イオン交換樹脂等のカートリッジを備えることが好ましい。また、オゾンガス発生装置としては、純水を電気分解して高濃度のオゾンガスを発生させる電解法オゾン発生装置を例示することができ、一次側の供給圧力を一定にする圧力調整弁、及び、余剰のオゾンガスを処理する排気オゾン分解器を備えることが好ましい。
【００１３】
エゼクタ２の排出側は混合管４を介して気液分離装置３に接続されており、エゼクタ２により混合された純水及びオゾンガスは、混合管４を介して気液分離装置３に導入される。
【００１４】
気液分離装置３には、オゾンガス排出管１４及びオゾン水供給管５が接続されており、オゾンガス排出管１４は、オゾンガス分解触媒が充填されたオゾンガス分解器１５に接続されている。混合管４から気液分離装置３に導入された純水に溶解していない余剰のオゾンガスは、オゾンガス排出管１４を介してオゾンガス分解器１５に移送されて酸素に分解され、オゾン水のみがオゾン水供給管５を介してユースポイントに供給される。尚、気液分離装置についても公知のものを使用することができ、例えば、遠心力を利用してオゾン水とオゾンガスとを分離するサイクロン式や、気液二相流をバッフル板に衝突させるバッフル式、或いは、金網を用いて気液分離するデミスタ式などを挙げることができる。
【００１５】
純水導入管１２、オゾン水供給管５、及びオゾンガス排出管１４には、それぞれ純水供給弁２１、オゾン水供給弁２２、及びオゾンガス排出弁２３が介設されており、これらの開閉は制御装置３０によって制御される。
【００１６】
また、オゾン水供給管５には、溶存オゾンモニタ２４が介設されており、オゾンガス導入管１３は、流量調整機構２５を備えている。溶存オゾンモニタ２４は、通過するオゾン水のオゾン濃度を検出する濃度検出器であり、検出結果を制御装置３０に出力する。溶存オゾンモニタ２４としては、応答特性が良好なインライン式を使用するのが好ましいが、サンプリング方式であっても応答時間を補正することにより使用可能である。また、流量調整機構２５は、例えば、オゾンガス導入管１３の開度を連続的に変化させることができる可変オリフィス弁などからなり、制御装置３０によって開度調整される。
【００１７】
次に、以上の構成を備えたオゾン水供給装置の作動について説明する。オゾン水供給時においては、純水供給弁２１、オゾン水供給弁２２、及びオゾンガス排出弁２３をいずれも開状態にすることで、オゾンガス及び純水がエゼクタ２に導入される。エゼクタ２に導入される純水は、高度に精製された超純水であることが好ましい。また、オゾンガス導入管１３にオゾンガスを供給するオゾンガス発生装置（図示せず）の供給圧力は、０．１〜０．３ＭＰａＧの範囲にあることが好ましい。
【００１８】
エゼクタ２に導入されたオゾンガス及び純水は、エゼクタ２及び混合管４を通過する過程で十分に混合されてオゾン水となり、気液分離装置３において余剰のオゾンガスが除去された後、オゾン水供給管５を介してオゾン水が供給される。供給されるオゾン水の濃度は、溶存オゾンモニタ２４により常時検出され、制御装置３０に入力される。
【００１９】
制御装置３０は、オゾン水濃度が所望濃度よりも高くなると、流量調整機構２５の開度を小さくしてエゼクタ２に導入されるオゾンガスの流量を少なくする一方、オゾン水濃度が所望濃度よりも低くなると、流量調整機構２５の開度を大きくしてエゼクタ２に導入されるオゾンガスの流量を多くする。この結果、オゾン水の供給量などが変動しても、オゾン水濃度をほぼ所望の値に保つことができる。
【００２０】
オゾン水の間歇供給などにおいて、オゾン水の停止信号が制御装置３０に入力されると、制御装置３０は、純水供給弁２１及びオゾンガス排出弁２３を閉状態にしてオゾン水の供給を停止する。エゼクタ２へのオゾンガスの導入は水流に伴う吸引力により行われるので、純水供給弁２１を閉じてエゼクタ２に導入される純水の水流がなくなると、エゼクタ２へのオゾンガスの導入も停止される。更に、オゾンガス排出弁２３を閉じることで、気液分離装置３に残留するオゾンガスの外部へのリークが防止される。この結果、純水及びオゾンガスを無駄に廃棄することなくオゾン水の供給を停止することができる。尚、オゾン水の供給停止中にオゾンガス発生装置により発生するオゾンガスの内で余剰のオゾンガスが生じた場合には、例えば、当該オゾンガス発生装置が備える前記排気オゾン分解器（図示せず）で分解することができる。
【００２１】
所定期間の供給停止後、オゾン水の要求信号が制御装置３０に入力されると、制御装置３０は、純水供給弁２１及びオゾンガス排出弁２３を開状態にして、エゼクタ２への純水の供給を再開する。これにより、エゼクタ２内に純水の水流が発生し、これと共にオゾンガスの吸引も開始される。オゾン水供給管５から供給されるオゾン水の濃度は、供給再開直後はやや不安定となるが、制御装置３０が溶存オゾンモニタ２４の検出に基づき流量調整機構２５の開度を調整することで、所望の値を維持することができる。したがって、オゾン水の供給開始直後から所望濃度のオゾン水を供給することができ、オゾン水を無駄に廃棄する必要がなくなる。制御装置３０による純水供給弁２１及びオゾンガス排出弁２３の開閉、並びに流量調整機構２５の開度調整は、オゾン水を間歇供給している間、繰り返し行われる。
【００２２】
オゾン水を複数のユースポイントで使用する場合には、図２に示すように、１台のオゾンガス発生装置４０に接続したオゾンガス導入管１３を分岐させて、オゾンガスを分配管１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄにより各ユースポイント近傍まで導くように構成する。分配管１３ａ〜１３ｄには、それぞれ流量調整機構２５を設ける。また、エゼクタ２、気液分離装置３、オゾン水供給管５、純水導入管１２、制御装置３０などについては各ユースポイント毎に設け、制御装置３０は、溶存オゾンモニタ２４の検出に基づき、ユースポイントに対応する分配管１３ａ〜１３ｄの流量調整機構２５の開度を調節する。
【００２３】
このような構成により、オゾンガスの発生源が１カ所であっても、複数のユースポイントのそれぞれにおいてオゾン水の濃度を個別に制御することが可能になるので、設備コストの低減が図られると共に、メンテナンスも容易になる。また、オゾンガスの状態で各ユースポイントまで移送した後にオゾン水を製造することができるので、オゾン水の状態で長距離移送する必要がなく、移送中のオゾンが自然分解してオゾン水の濃度が低下するおそれを防止することができる。特に、含有有機物を短波長（１８５ｎｍ）の紫外線により分解した非常に純度の高い超純水を使用する場合には、このような構成のオゾン水供給装置を利用する効果が大きくなる。
【００２４】
【実施例】
以下に実施例を挙げ、本発明を更に詳細に説明する。
【００２５】
（実施例）
図２に示す構成において、オゾンガス発生装置は、純水を電気分解して高濃度のオゾンガスを発生させる電解法オゾン発生装置を使用し、オゾンガスの最大発生量が４８ｇ／ｈのものを使用した。そして、オゾンガスの圧力が０．１ＭＰａＧに常時維持されるように制御し、発生するオゾンガスの濃度を２３０ｇ／ｍ3として、オゾンガス導入管１３から分岐した分配管１３ａ〜１３ｄにより、各オゾン水供給装置１に均等に分配されるように構成した。オゾンガス導入管１３及び分配管１３ａ〜１３ｄには、内径４ｍｍ、外径６ｍｍのフッ素樹脂チューブを使用し、オゾンガス発生装置４０から各ユースポイントまでのオゾンガス流路は、それぞれ４０ｍ、６０ｍ、７０ｍ、８０ｍとした。また、各オゾン水供給装置１において、純水導入管１２を介してオゾン水製造装置２に導入する純水の流量は、オゾン水供給管４から供給されるオゾン水が定常状態において流量２．５Ｌ／分、濃度２０ｐｐｍとなるように設定した。また、気液分離装置３は、サイクロン式のものを使用し、流量調整機構２５には可変式オリフィス弁を使用した。溶存オゾンモニタ２４には、インライン式の溶存オゾンモニタを使用した。
【００２６】
この条件の下で、純水供給弁２１、オゾン水供給弁２２、及びオゾンガス排出弁２３を開状態にして、オゾン水の供給を開始した。そして、オゾンガス発生装置４０から最も遠いユースポイントにおいて、オゾン水供給管５から供給されるオゾン水濃度を測定したところ、以下に示す表１のようになった。
【００２７】
【表１】
0004025978.tif 000002
【００２８】
表１から明らかなように、オゾン水製造装置２から排出されたオゾン水の濃度は、オゾン水供給開始時においては０ｐｐｍであるが、時間の経過と共に急激に上昇し、１０秒後には１９ｐｐｍとほぼ所望値（２０ｐｐｍ）になった。オゾン水濃度が所望値に近づくにつれて、制御装置３０は流量調整機構２５の開度を徐々に小さくし、これによってオゾン水濃度がその後もほぼ所望値に維持された。尚、この結果は、他のユースポイントにおいても同様であった。
【００２９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のオゾン水供給装置によれば、オゾン水の供給開始直後から所望濃度のオゾン水を供給することができるので、オゾン水を間歇供給する際に、供給開始直後のオゾン水を廃棄する無駄を防止することができ、更に、オゾン水の濃度が安定化するまでの待ち時間を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態に係るオゾン水供給装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】  図１に示すオゾン水供給装置の適用例を示すブロック図である。
【図３】  従来のオゾン水供給装置の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  オゾン水供給装置
２  エゼクタ
５  オゾン水供給管
１２  純水導入管
１３  オゾンガス導入管
２４  溶存オゾンモニタ（濃度検出器）
２５  流量調整機構
３０  制御装置
４０  オゾンガス発生装置
【図１】
0004025978.tif 000003
【図２】
0004025978.tif 000004
【図３】
0004025978.tif 000005