(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
純水導入管、オゾンガス導入管及びオゾン水供給管が接続され、前記純水導入管から導入された純水に前記オゾンガス導入管から導入されたオゾンガスを溶解させることによりオゾン水を製造するオゾン水製造装置を備え、
前記オゾン水製造装置により製造されたオゾン水を、前記オゾン水供給管を介してユースポイントに供給するオゾン水供給装置であって、
前記純水導入管には、バイパス管の一方端が分岐接続され、該バイパス管は、純水供給弁が介設され、
前記オゾン水供給管は、オゾン水供給弁及び混合器が介設され、
前記混合器は、前記バイパス管の他方端が接続されて、前記オゾン水供給管を通過するオゾン水に前記バイパス管を通過する純水を混合可能に構成され、
前記オゾン水供給弁及び前記純水供給弁は、制御手段により開閉制御され、
前記制御手段は、オゾン水の供給停止時において、前記オゾン水供給弁及び前記純水供給弁をいずれも閉状態にする一方、オゾン水の供給開始時において、前記オゾン水供給弁及び前記純水供給弁をいずれも開状態にした後、前記純水供給弁の開度のみを徐々に小さくするように制御することを特徴とするオゾン水供給装置。
【請求項２】
前記オゾン水製造装置は、導入されたオゾンガスを排出するオゾンガス排出管が更に接続され、
前記オゾンガス排出管は、オゾンガス排出弁が介設され、
前記制御手段は、オゾン水の供給停止時において、前記オゾン水供給弁、前記純水供給弁及び前記オゾンガス排出弁をいずれも閉状態にする一方、オゾン水の供給開始時において、前記オゾン水供給弁、前記純水供給弁及び前記オゾンガス排出弁をいずれも開状態にした後、前記純水供給弁の開度のみを徐々に小さくするように制御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】
前記オゾン水供給管は、前記混合器を通過した後のオゾン水濃度を検出する濃度検出器が更に介設され、
前記制御手段は、オゾン水の供給開始後、前記濃度検出器の検出に基づいて、前記純水供給弁の開度を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載のオゾン水供給装置。
【請求項４】
前記オゾンガス導入管には複数の分配管が分岐接続され、前記オゾン水製造装置は複数設けられており、
前記オゾンガス導入管は、前記各分配管を介して、複数の前記オゾン水製造装置に接続されることを特徴とする請求項１から３のいずれか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。オゾン水を連続的に供給する場合には、超純水及びオゾンガスも一定量を連続的に供給することにより、所望濃度のオゾン水を容易に製造することができる。しかし、目的とする洗浄方法などによってはオゾン水を間歇的に供給しなければならない場合もあり、例えば、１０〜３０秒程度の供給時間の間に、２〜３分程度の停止時間を設けることが要求される場合もある。このような間歇供給においては、オゾン水の供給停止時に以下のような問題を生じる。
【０００３】
即ち、超純水及びオゾンガスの供給をいずれも停止すると、次に超純水及びオゾンガスの供給を開始した時に、オゾンガスがオゾン水製造装置内に充満してオゾン水の濃度が所望値となるまでに数十秒から数分程度の時間を要する。したがって、この間はオゾン水を使用することができず、高価な超純水を廃棄しなければならないだけでなく、工程時間のロスが生じる。
【０００４】
また、オゾンガス及び超純水を常時供給しておき、オゾン水の供給停止中は三方弁などを用いてオゾン水を廃棄することが従来から行われている。この場合、オゾン水の供給停止中におけるオゾン水の無駄が更に大きくなり、また、廃棄するオゾン水の溶存オゾンの処理も必要になるので、ランニングコストが高くなるという問題がある。
【０００５】
このため、特開２０００−２８８３７３号公報には、オゾン水製造装置にオゾンガスを供給するオゾンガス供給管から分岐したバイパス管を設け、オゾン水の供給停止時には、オゾンガスをオゾン水製造装置に供給せずにバイパス管を介して直接オゾン分解器に導くと共に、オゾン水製造装置への純水の供給を停止するオゾン水供給装置が開示されている。このオゾン水供給装置によれば、超純水の供給停止と共にオゾンガスをバイパスさせるようにしているため、オゾン水製造装置におけるオゾン水濃度の上昇を抑制することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような構成によっても、オゾン水の供給停止中にオゾンガス供給管に残存するオゾンガスが超純水に溶解するため、オゾン水製造装置におけるオゾン水の濃度上昇は避けられない。したがって、短い時間ではあるが、オゾン濃度が所望値に低下するまでやはりオゾン水を廃棄しなければならず、製造コストの低減及び工程の迅速化の点で更に改良の余地があった。
【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、オゾンガス導入管及びオゾン水供給管が接続され、前記純水導入管から導入された純水に前記オゾンガス導入管から導入されたオゾンガスを溶解させることによりオゾン水を製造するオゾン水製造装置を備え、前記オゾン水製造装置により製造されたオゾン水を、前記オゾン水供給管を介してユースポイントに供給するオゾン水供給装置であって、前記純水導入管には、バイパス管の一方端が分岐接続され、該バイパス管は、純水供給弁が介設され、前記オゾン水供給管は、オゾン水供給弁及び混合器が介設され、前記混合器は、前記バイパス管の他方端が接続されて、前記オゾン水供給管を通過するオゾン水に前記バイパス管を通過する純水を混合可能に構成され、前記オゾン水供給弁及び前記純水供給弁は、制御手段により開閉制御され、前記制御手段は、オゾン水の供給停止時において、前記オゾン水供給弁及び前記純水供給弁をいずれも閉状態にする一方、オゾン水の供給開始時において、前記オゾン水供給弁及び前記純水供給弁をいずれも開状態にした後、前記純水供給弁の開度のみを徐々に小さくするように制御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】
このオゾン水供給装置において、前記オゾン水製造装置は、導入されたオゾンガスを排出するオゾンガス排出管が更に接続され、且つ、前記オゾンガス排出管は、オゾンガス排出弁が介設されていることが好ましく、この場合において、前記制御手段は、オゾン水の供給停止時において、前記オゾン水供給弁、前記純水供給弁及び前記オゾンガス排出弁をいずれも閉状態にする一方、オゾン水の供給開始時において、前記オゾン水供給弁、前記純水供給弁及び前記オゾンガス排出弁をいずれも開状態にした後、前記純水供給弁の開度のみを徐々に小さくするように制御することが好ましい。
【００１０】
また、前記オゾン水供給管は、前記混合器を通過した後のオゾン水濃度を検出する濃度検出器が更に介設されていることが好ましく、前記制御手段は、オゾン水の供給開始後、前記濃度検出器の検出に基づいて、前記純水供給弁の開度を制御することが好ましい。
【００１１】
また、前記オゾンガス導入管に複数の分配管を分岐接続し、前記オゾン水製造装置を複数設けることも可能であり、前記オゾンガス導入管が、前記各分配管を介して、複数の前記オゾン水製造装置に接続された構成にしても良い。
【００１２】
【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、オゾン水製造装置２を備えている。
【００１３】
オゾン水製造装置２は、純水導入管１２、オゾンガス導入管１３、オゾン水供給管４及びオゾンガス排出管１４が接続されており、純水導入管１２から導入された純水にオゾンガス導入管１３から導入されたオゾンガスを溶解させてオゾン水を製造可能に構成されている。製造されたオゾン水は、オゾン水供給管４を介してユースポイントに移送することができる。
【００１４】
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。オゾンガス発生装置としては、例えば、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することができる。
【００１５】
また、オゾン水製造装置２も公知の構成にすることができ、例えば、フッ素樹脂からなる多孔質管にオゾン水を導入し、この多孔質管の外表面に沿って流れるオゾンガスを、純水の流れにより管内に吸引する構成にすることができる。オゾンガス排出管１４はオゾンガス分解器１５に接続されており、オゾン水製造装置２における余剰のオゾンガスは、オゾンガス分解器１５に充填されたオゾンガス分解触媒により酸素に分解される。オゾンガス排出管１４にはオゾンガス排出弁２１が介設されており、オゾンガス排出弁２１の開閉は制御装置３０によって制御される。
【００１６】
純水導入管１２の途中にはバイパス管１８が接続されており、オゾン水製造装置２に導入する純水をバイパス可能となっている。オゾン水供給管４には、オゾン水供給弁２２、混合器２３及び溶存オゾンモニタ２４が介設されている。オゾン水供給弁２２の開閉は制御装置３０により制御される。混合器２３は、オゾン水供給弁２２の下流側においてバイパス管１８に接続されており、オゾン水供給管４を通過するオゾン水とバイパス管１８を介して導かれた純水とを混合器２３において混合可能に構成されている。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、バイパス管１８には純水供給弁２５が介設されている。純水供給弁２５の開度は制御装置３０により制御され、バイパス管１８を通過する純水の流量を所望の値に調整することができる。
【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、オゾンガス排出弁２１及びオゾン水供給弁２２が開状態、純水供給弁２５が閉状態となっており、オゾンガス及び純水がオゾン水製造装置２に導入され、オゾン水供給管４を介してオゾン水が供給される。オゾン水製造装置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。
【００１８】
オゾン水を間歇供給するために、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、オゾンガス排出弁２１及びオゾン水供給弁２２を閉状態にする。オゾン水供給弁２２を閉じることにより、オゾン水製造装置２への純水の導入が停止され、オゾン水供給管４からのオゾン水の供給も停止される。また、オゾンガス排出弁２１を閉じることにより、オゾン水製造装置２へのオゾンガスの導入も停止されるが、オゾン水製造装置２の下流側でオゾンガスの流れを遮断するように構成しているので、オゾン水製造装置２内のオゾンガスの圧力は維持される。この結果、オゾン水製造装置２におけるオゾンガスの溶解度が高められ、高濃度オゾン水が貯留される。オゾンガス排出弁２１が閉状態におけるオゾンガスの供給圧力は、０．１〜０．３ＭＰａＧの範囲にあることが好ましい。
【００１９】
所定時間の供給停止後、オゾン水の供給開始信号が制御装置３０に入力されると、制御装置３０は、オゾンガス排出弁２１及びオゾン水供給弁２２をいずれも開状態にする。これにより、オゾン水製造装置２へのオゾンガス及び純水の導入が再開される。
【００２０】
また、制御装置３０は、これと同時に純水供給弁２５も開状態にする。もし純水供給弁２５を開放しないと、オゾン水製造装置２から吐出されるオゾン水は所望の濃度よりも高い濃度になるが、純水供給弁２５の開放により、オゾン水製造装置２に導入される純水の一部がバイパス管１８を経て混合器２３に流れ込むので、混合器２３を通過後のオゾン水の濃度がほぼ所望の値まで低下する。これにより、オゾン水の供給開始直後もオゾン水を廃棄する必要がなく、更に、オゾン濃度が低下するまで長時間待つ必要もなくなり、オゾン水を効率良く使用することができる。オゾン水製造装置２に導入される純水とバイパス管１８を通過する純水との流量比は、必要なオゾン水濃度に応じて適宜設計すれば良い。
【００２１】
混合器２３を通過後のオゾン濃度は、溶存オゾンモニタ２４により検出されて制御装置３０に出力される。純水供給弁２５を開いたまま放置しておくとオゾン水の濃度は時間の経過と共に徐々に低下していくので、制御装置３０は、オゾン濃度の検出結果に基づいて純水供給弁２５の開度を徐々に小さくする。これにより、オゾン水供給管４により各ユースポイントに送られるオゾン水の濃度をほぼ所望の値に維持することができる。時間が十分経過すると、制御装置３０は、溶存オゾンモニタ２４の検出に基づき純水供給弁２５を閉じる。この時点では、オゾン水製造装置２から吐出されるオゾン水の濃度が安定してほぼ所望値となる。
【００２２】
制御装置３０による上述したオゾンガス排出弁２１、オゾン水供給弁２２及び純水供給弁２５の制御は、オゾン水を間歇供給している間、繰り返し行われる。
【００２３】
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、上述したオゾン水供給装置１を各ユースポイントの近傍に配置して、オゾンガス発生装置４０により発生したオゾンガスを、オゾンガス導入管１３から分岐させた分配管１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄによって、各オゾン水供給装置１に分配するように構成することが好ましい。このように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により、オゾン水を長距離移送する必要がないので、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】
また、本実施形態においては、オゾン水供給開始後の純水供給弁２５の開度制御を溶存オゾンモニタ２４の検出結果に基づき行っているが、制御手段３０にタイマを設けて、時間の経過に応じて純水供給弁２５の開度制御を行うことも可能である。この場合は、溶存オゾンモニタ２４などの濃度検出器を省略することができる。
【００２５】
また、オゾン水供給管４に介設したオゾン水供給弁２２は、本実施形態においては混合器２３の上流側に配置しているが、他の配置とすることも可能である。
【００２６】
【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。
【００２７】
（実施例）
図１に示す構成のオゾン水供給装置１を、図２に示すように４カ所のユースポイントの近傍にそれぞれ設置した。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７２ｇ／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から各オゾン水供給装置１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１０Ｌ／分、濃度２０ｐｐｍとなるように設定した。
【００２８】
オゾン水を間歇供給するため、制御装置３０の制御により、オゾンガス排出弁２１、オゾン水供給弁２２及び純水供給弁２５を閉状態にしてオゾン水の供給を停止し、３分経過した後、オゾンガス排出弁２１、オゾン水供給弁２２及び純水供給弁２５を開状態にすることにより、オゾン水の供給を開始した。そして、オゾン水供給装置１から供給されるオゾン水のオゾン濃度をオゾン水供給管４の出口近傍で測定したところ、以下に示す表１のようになった。
【００２９】
【表１】
0004221551.tif 000002
【００３０】
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、オゾン水供給開始直後は４５ｐｐｍと高い値となっているが、時間の経過と共に徐々に低下し、１５０秒後には２０ｐｐｍとなり、所望の濃度になっている。また、オゾン水供給管４から供給されるオゾン水の流量は、純水製造装置により製造される量を一定にしているために、オゾン水供給開始直後から常に１０Ｌ／分である。一方、バイパス管１８を流れる純水の流量は、オゾン水供給開始直後は純水供給弁２５を全開としているために、５．５Ｌ／分（即ち、オゾン水製造装置２に導入される純水の流量は４．５Ｌ／分）であるが、制御装置３０は、オゾン水製造装置２から排出されるオゾン水の濃度が低下すると、溶存オゾンモニタ２４の検出結果に基づき純水供給弁２５の開度を徐々に小さくするので、バイパス管１８を流れる純水の流量が徐々に低下し、１５０秒後には、純水供給弁２５が全閉となり流量は０となる。このような制御装置３０による純水のバイパス流量制御の結果、オゾン水供給装置１から供給されるオゾン水の濃度は、供給開始直後からほぼ２０ｐｐｍに維持されていることがわかる。
【００３１】
【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。
【符号の説明】
１  オゾン供給装置
２  オゾン水製造装置
４  オゾン水供給管
１２  純水導入管
１３  オゾンガス導入管
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ  分配管
１４  オゾンガス排出管
１８  バイパス管
２１  オゾンガス排出弁
２２  オゾン水供給弁
２３  混合器
２４  溶存オゾンモニタ
２５  純水供給弁
３０  制御装置
４０  オゾンガス発生装置
【図１】
0004221551.tif 000003
【図２】
0004221551.tif 000004