JPH10174854A

JPH10174854A - ガス溶解装置

Info

Publication number: JPH10174854A
Application number: JP35354796A
Authority: JP
Inventors: Kofuku Yamashita; 幸福山下; Takayuki Imaoka; 孝之今岡; Koji Yamanaka; 弘次山中
Original assignee: Organo Corp; Japan Organo Co Ltd
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 1996-12-17
Filing date: 1996-12-17
Publication date: 1998-06-30

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】ガス溶解装置を備えたウェット処理装置等の
既存の設備に簡単に取り付けることのでき、ガス溶解装
置のガス透過膜の洗浄を効果的に行うガス溶解装置を提
供する。【解決手段】ガス透過膜を介して供給されるガスを液
中に溶解させるガス溶解装置に、ガス透過膜の洗浄を行
うための温水供給管を接続したもので、ガス溶解装置を
設けたウェット処理装置等の既存の設備に適用する場
合、温水供給管は既存の超純水供給管やガス供給管に切
替え弁を介して接続し、洗浄後の排温水を排水回収装置
に移送するための排温水管を、洗浄槽に洗浄液を供給す
るための既存の洗浄液供給管や、ガス処理装置に余剰ガ
スを移送するための余剰ガス排出管に切替え弁を介して
接続すると、既存の設備に簡単な加工を施すだけで取り
付けができるため好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガス溶解装置に関
し、例えば半導体基板、ガラス基板、電子部品、或いは
これらの製造装置部品等の如き電子部品部材類、或いは
光学レンズ等の洗浄を行うウェット処理装置において、
超純水に水素ガス、オゾンガス等の洗浄機能ガスを溶解
させた洗浄液を調整するため等に利用することのできる
ガス溶解装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩ等の電子部品部材類の製造工程等
においては、表面を極めて清浄にすることが求められる
ことがある。例えばＬＳＩは、シリコンウエハ上に酸化
ケイ素の絶縁被膜を形成し、次いでこの被膜上に所定の
パターンにレジスト層を設け、レジスト層を設けていな
い部分の絶縁被膜をエッチング等によって除去して金属
シリコンを露出させ、この表面を洗浄した後、目的に応
じてｐ型あるいはｎ型の元素を導入し、アルミニウム等
の金属配線を埋め込む工程（リソグラフィプロセス）を
繰り返して素子が製造されるが、ｐ型、ｎ型の元素を導
入する際や金属配線を埋め込む際に、金属シリコン表面
に、微粒子等の異物や、金属、有機物、自然酸化膜等が
付着していると、金属シリコンと金属配線との接触不良
や、接触抵抗増大により素子の特性が不良となることが
ある。このためＬＳＩ製造工程において、シリコンウエ
ハ表面の洗浄工程は高性能な素子を得る上で非常に重要
な工程であり、シリコンウエハ上の付着不純物は可能な
限り取り除くことが必要である。

【０００３】従来、シリコンウエハの洗浄（ウェット処
理）は、硫酸・過酸化水素水混合溶液、塩酸・過酸化水
素水混合溶液、フッ酸溶液、フッ化アンモニウム溶液等
による洗浄と、超純水による洗浄とを組み合わせて行
い、シリコンウエハ表面の原子レベルでの平坦性を損な
うことなく、シリコンウエハ表面に付着している有機
物、微粒子、金属、自然酸化膜等を除去している。

【０００４】以下の（１）〜（13）は、従来のシリコン
ウエハの洗浄工程の具体的な一例である。（１）硫酸・過酸化水素水洗浄工程；硫酸：過酸化水素
水＝４：１（体積比）の混合溶液により、１３０℃で１
０分洗浄。（２）超純水洗浄工程；超純水で１０分洗浄。（３）フッ酸洗浄工程；０．５％のフッ酸により１分洗
浄。（４）超純水洗浄工程；超純水で１０分洗浄。（５）アンモニア・過酸化水素水洗浄工程；アンモニア
水：過酸化水素水：超純水＝０．０５：１：５（体積
比）の混合溶液により、８０℃で１０分洗浄。（６）超純水洗浄工程；超純水で１０分洗浄。（７）フッ酸洗浄工程；０．５％のフッ酸により１分洗
浄。（８）超純水洗浄工程；超純水で１０分洗浄。（９）塩酸・過酸化水素水洗浄工程；塩酸：過酸化水素
水：超純水＝１：１：６（体積比）の混合溶液により、
８０℃で１０分洗浄。（10）超純水洗浄工程；超純水で１０分洗浄。（11）フッ酸洗浄工程；０．５％のフッ酸により１分洗
浄。（12）超純水洗浄工程；超純水で１０分洗浄。（13）スピン乾燥又はＩＰＡ蒸気乾燥

【０００５】上記（１）の工程は、主にシリコンウエハ
表面に付着している有機物の除去を行うためのもの、
（５）の工程は、主にシリコンウエハ表面に付着してい
る微粒子を除去するためのもの、（９）の工程は、主に
シリコンウエハ表面の金属不純物を除去するためのもの
であり、また（３）、（７）、（１１）の工程はシリコ
ンウエハ表面の自然酸化膜を除去するために行うもので
ある。尚、上記各工程における洗浄液には、上記した主
目的以外の他の汚染物質除去能力がある場合が多く、例
えば（１）の工程で用いる硫酸・過酸化水素水混合溶液
は、有機物の他に金属不純物の強力な除去作用も有して
いるため、上記したような各洗浄液によって異なる不純
物を除去する方法の他に、一種類の洗浄液で複数の不純
物を除去するようにした方法もある。

【０００６】シリコンウエハのウェット処理工程におい
て、シリコンウエハ表面に洗浄液や超純水を接触させる
方法としては、一般に洗浄液や超純水を貯めた洗浄槽に
複数のシリコンウエハを浸漬するバッチ洗浄法と呼ばれ
る方法が採用されているが、洗浄液の汚染を防止するた
めに洗浄液を循環ろ過しながら洗浄する方法、洗浄液に
よる処理後の超純水による洗浄方式として、超純水を洗
浄槽底部から供給して洗浄槽上部から溢れさせながら行
うオーバーフロー洗浄法、一旦ウエハ全面が超純水に浸
漬するまで洗浄槽内に超純水を貯めた後、一気に超純水
を洗浄槽底部から排出するクイックダンプ洗浄法等も採
用されている。また近年はバッチ洗浄法の他に、ウエハ
表面に洗浄液や超純水をシャワー状に吹き掛けて洗浄す
る方法や、ウエハを高速回転させてその中央に洗浄液や
超純水を吹き掛けて洗浄する方法等の、所謂枚葉洗浄法
も採用されている。

【０００７】上記超純水による洗浄は、ウエハ表面に残
留する洗浄液等をすすぐ（リンス）ために行うものであ
る。このためすすぎに用いる超純水は微粒子、コロイド
状物質、有機物、金属イオン、陰イオン、溶存酸素等を
極限レベルまで除去した高純度の超純水が使用されてい
る。この超純水は洗浄液の溶媒としても用いられてい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】近年ＬＳＩの集積度は
飛躍的に向上し、初期の頃にはＬＳＩ製造工程における
リソグラフィプロセスが数回程度であったものが、２０
回から３０回にも増大し、ウエハの洗浄回数もリソグラ
フィプロセスの増大に伴って増加している。このためウ
エハのウェット処理に用いる洗浄液や超純水の原材料コ
スト、使用後の洗浄液や超純水の処理コスト、更には高
温でのウェット処理によってクリーンルーム内に生じた
洗浄液ガスをクリーンルーム内から排出するためのエア
ーコスト等が増大し、製品コストの増大につながってお
り、洗浄液の低濃度化や使用量の低減化、ウェット処理
工程の低温化、１回のウェット処理当たりの工程数の削
減、すすぎに用いる超純水の使用量の低減化等が課題と
なっている。

【０００９】上記のような問題点に鑑み本出願人は鋭意
研究した結果、洗浄液やすすぎ液の酸化還元電位が重要
であることを見出し、超純水に水素ガスを溶解してなる
負の酸化還元電位を有する洗浄液によって電子部品類を
洗浄する方法、超純水にオゾンガスを溶解せしめてなる
正の酸化還元電位を有する洗浄液によって洗浄する方
法、超純水に水素を溶解せしめてなる負の酸化還元電位
を有する洗浄液によって洗浄する方法等を先に提案し
た。

【００１０】上記水素ガスやオゾン等の洗浄機能ガスを
溶解した超純水をウェット処理における洗浄液として用
いるに際し、超純水に洗浄機能ガスを溶解させるための
一つとして、ガス透過膜を有するガス溶解装置がある。
この装置は円筒状ベッセル内に中空糸膜（ガス透過膜）
をベッセルの軸方向に配して複数収納したガス透過膜モ
ジュールを設けた構造を有するものである。このガス溶
解装置における中空糸膜は、中空糸状体の内外を貫通し
た、ガスは透過させるが液体は透過させない複数の微細
孔を有している。このガス透過装置によって超純水中に
水素、オゾン等のガスを溶解させる場合、外圧式と内圧
式とが採用されている。外圧式は、中空糸膜の内側にガ
スを供給し、外側に超純水を供給し、中空糸膜の内側か
ら外側に透過したガスを超純水中に溶解させる方法であ
り、内圧式は糸状膜の内側に超純水を供給し外側にガス
を供給して中空糸膜の外側から内側に透過したガスを超
純水に溶解させる方法である。

【００１１】ところでガス透過膜の表面に、ガス透過膜
製造時に付着した有機物や塵、細菌等が残存している
と、シリコンウエハのウェット処理に用いる洗浄液中に
有機物や塵、細菌が混入する虞れがある。またガス透過
膜はフッ素系樹脂等の疎水性素材によって構成されてい
るため、洗浄液中にガス透過膜を構成する素材中の未反
応フッ素イオンが混入する虞もある。このような洗浄液
の汚染はシリコンウエハのウェット処理に著しい支障を
来す虞れがある。

【００１２】このため、ガス透過膜式の洗浄装置を備え
たウェット処理装置では、使用前にガス溶解装置の洗浄
を行っているが、従来この洗浄は、ガス溶解装置の液供
給側に接続された超純水供給管から超純水を供給するこ
とにより行っている。しかしながら、超純水をガス溶解
装置の液供給側に供給して洗浄を行うだけでは、洗浄液
中に混入してくる有機物等やフッ素イオン等の濃度を、
シリコンウエハの洗浄に支障を来さないような低濃度に
まで短時間で低下させることは困難であり、通常、数日
もの洗浄時間を要するという問題があった。また従来の
超純水による洗浄では、ガス透過膜に付着した細菌を短
時間で洗浄除去することも困難であるため、ガス透過膜
上で細菌が繁殖する虞れがある。一旦ガス透過膜上で細
菌が繁殖してしまうと、ガス溶解装置からガス透過膜モ
ジュールを取り外して殺菌洗浄を行ったり、ガス透過膜
モジュールを交換する等の必要があり、この間、ガス溶
解装置が使用できなくなるためウェット処理効率の低下
を来したり、メンテナンスのためのコストがかさむ等の
問題があった。

【００１３】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
ガス透過膜に付着している有機物や塵、細菌等やガス透
過膜の構成素材中から溶出してくる未反応フッ素イオン
等を効率良く洗浄除去することのできる洗浄機能を備え
たガス溶解装置を提供することを目的とするものであ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、（１）ガス透
過膜を介して供給されるガスを液中に溶解させるガス溶
解装置において、該装置はガス透過膜の洗浄を行うため
の温水供給管が設けられていることを特徴とするガス溶
解装置、（２）ガス溶解装置がガス透過膜を介して区画
されたガス供給側と液供給側とを有し、ガス供給側には
ガス供給装置からのガスを供給するためのガス供給管
と、余剰ガスをガス処理装置に送るための余剰ガス排出
管とが接続され、液供給側には超純水供給装置からの超
純水を供給するための超純水供給管と、該超純水に前記
ガス供給装置から供給されるガスをガス透過膜を介して
溶解させて得た洗浄液を洗浄槽に移送するための洗浄液
供給管とが接続されていることを特徴とする（１）記載
のガス溶解装置、（３）ガス透過膜の洗浄を行うための
温水供給管を、ガス溶解装置にガスを供給するガス供給
管の途中に、ガス供給側と温水供給側とを切替える切替
え弁を介して連結したことを特徴とする（２）記載のガ
ス溶解装置、（４）ガス透過膜を洗浄した、ガス溶解装
置のガス供給側から排出される排温水を排温水回収装置
に導くための排温水管を、ガス処理装置に余剰ガスを送
るための余剰ガス排出管の途中に、ガス処理装置側と排
温水回収装置側とを切り換える切替え弁を介して接続し
たことを特徴とする（３）記載のガス溶解装置、（５）
ガス透過膜の洗浄を行うための温水供給管を、ガス溶解
装置に超純水を供給する超純水供給管の途中に、超純水
供給装置側と温水供給装置側とを切替える切替え弁を介
して連結したこと特徴とする（２）記載のガス溶解装
置、（６）ガス透過膜を洗浄した、ガス溶解装置の液供
給側から排出される排温水を排温水回収装置に導くため
の排温水管を、洗浄液を洗浄槽に移送する洗浄液供給管
の途中に、洗浄槽側と排温水回収装置側とを切り換える
切替え弁を介して接続したことを特徴とする（５）記載
のガス溶解装置、（７）ガス透過膜の洗浄を行うための
温水供給管を、ガス溶解装置にガスを供給するガス供給
管の途中にガス供給側と温水供給側とを切替える切替え
弁を介して連結してなるとともに、ガス溶解装置に超純
水を供給する超純水供給管の途中に超純水供給装置側と
温水供給装置側とを切替える切替え弁を介して連結して
連結してなることを特徴とする（２）記載のガス溶解装
置、（８）ガス透過膜を洗浄した、ガス溶解装置のガス
供給側から排出される排温水を排温水回収装置に導くた
めの排温水管を、ガス処理装置に余剰ガスを送るための
余剰ガス排出管の途中に、ガス処理装置側と排温水回収
装置側とを切り換える切替え弁を介して接続してなると
ともに、ガス溶解装置の液供給側から排出される排温水
を排温水回収装置に導くための排温水管を、洗浄液を洗
浄槽に移送する洗浄液供給管の途中に、洗浄槽側と排温
水回収装置側とを切り換える切替え弁を介して接続した
ことを特徴とする（７）記載のガス溶解装置、（９）ガ
ス溶解装置が超音波発生装置を備えていることを特徴と
する（１）〜（８）のいずれかに記載のガス溶解装置を
要旨とする。

【００１５】

【実施例】以下、本発明のガス溶解装置の一実施例を図
面に基づき説明する。図１は本発明のガス溶解装置をウ
ェット処理装置に設けた場合の構成を示す模式図であ
る。図中、１はガス溶解装置、２はガス透過膜で、ガス
溶解装置１はガス透過膜２で区画された液供給側１ａ
と、ガス供給側１ｂとを有している。このウェット処理
装置は、ガス溶解装置１と、ガス溶解装置１の液供給側
１ａに超純水を供給する超純水製造装置等からなる超純
水供給装置３と、ガス溶解装置１のガス供給側１ｂに水
素ガス、オゾンガス等の洗浄機能ガスを供給するガス供
給装置４と、洗浄機能ガスをガス透過膜２を介して超純
水中に溶解させて得た洗浄液により、例えばシリコンウ
エハ等の被洗浄品を洗浄する洗浄槽５と、ガス供給装置
４からガス溶解装置１に供給された余剰のガスを処理す
るガス処理装置６とを備えている。超純水は超純水供給
装置３から超純水供給管７によってガス溶解装置１の液
供給側１ａに供給され、洗浄機能ガスはガス供給装置４
からガス供給管８によってガス溶解装置１のガス供給側
１ｂに供給される。またガス溶解装置１の液供給側１ａ
に供給された超純水に、ガス供給側１ｂに供給されたガ
スをガス透過膜２を介して溶解させて得た洗浄液は、洗
浄液供給管９によって洗浄槽５に送られ、ガス溶解装置
１において超純水に溶解した余りの余剰ガスは、余剰ガ
ス排出管１０によってガス処理装置６に移送されて処理
される。

【００１６】超純水製造装置３には、原水を凝集沈殿装
置、砂ろ過装置、活性炭ろ過装置で処理する前処理装置
と、この前処理水を逆浸透膜装置、２床３塔イオン交換
装置、混床式イオン交換装置、精密フィルターで処理し
て一次純水を得る一次純水製造装置と、一次純水に紫外
線照射、混床式ポリッシャー、限外ろ過膜処理を施し
て、一次純水中に残留する微粒子、コロイド物質、有機
物、金属イオン、陰イオン等を除去する二次純水製造装
置とを備え、更に必要に応じて脱ガス装置を備えている
（いずれも図示せず。）。

【００１７】上記超純水製造装置３で製造される超純水
とは、工業用水、上水、井水、河川水、湖沼水等の原水
を凝集沈殿、ろ過、凝集ろ過、活性炭処理等の前処理装
置で処理することにより、原水中の粗大な懸濁物質、有
機物等を除去し、次いでイオン交換装置、逆浸透膜装置
等の脱塩装置を主体とする一次純水製造装置で処理する
ことにより、微粒子、コロイド物質、有機物、金属イオ
ン、陰イオン等の不純物の大部分を除去し、更にこの一
次純水を紫外線照射装置、混床式ポリッシャー、限外ろ
過膜や逆浸透膜を装着した膜処理装置からなる二次純水
製造装置で循環処理することにより、残留する微粒子、
コロイド物質、有機物、金属イオン、陰イオン等の不純
物を可及的に除去した高純度純水を指し、その水質とし
ては、例えば電気抵抗率が１７．０ＭΩ・ｃｍ以上、全
有機炭素が１００μｇＣ／リットル以下、微粒子数（粒
径０．０７μｍ以上のもの）が５０ケ／ミリリットル以
下、生菌数が５０ケ／リットル以下、シリカが１０μｇ
ＳｉＯ₂／リットル以下、ナトリウム０．１μｇＮａ／
リットル以下のものを指す。例えば下記表１に示す水質
を有しているものが好ましく、このような水質の超純水
であれば、超純水中の汚染物質がウエハ表面に付着する
ことはないとされている。

【００１８】

【表１】

【００１９】ガス溶解装置１において超純水に溶解され
る洗浄機能ガスとしては、例えば水素ガス、オゾンガ
ス、塩素ガス等が用いられる。上記水素ガスやオゾンガ
ス等は、超純水中に溶解していることにより洗浄機能を
発現するが、窒素や炭酸ガスは例えば洗浄液中に溶解し
ているオゾンガスと反応してイオン化したり、水中で解
離してイオン化したりして抵抗率を低下させるため、窒
素や炭酸ガス等のガスが洗浄液に溶解していることは好
ましくない。また超純水中に酸素が溶存していると、洗
浄液中に溶解している水素と反応して水（Ｈ₂Ｏ）を生
成してしまうため、溶存水素濃度が低下し、洗浄効率を
低下させるため同様に好ましくない。通常、超純水製造
装置３によって超純水を製造する際に脱ガス処理が施さ
れているため、超純水製造装置３から供給される超純水
中のガス溶解量は非常に低くなってはいるが、超純水を
ガス溶解装置１に導入する前に、脱ガス装置（図示せ
ず）によって超純水中に残存する窒素、炭酸ガス、酸素
等を更に除去しておくことが好ましい。脱ガス装置にお
いてはガス溶解装置１に供給する超純水中の全溶存ガス
濃度を１０ｐｐｍ未満、好ましくは２ｐｐｍ以下となる
ように脱ガスしておくことが好ましい。脱ガス装置にお
いて、超純水中の溶存ガスの脱ガスを行う方法として
は、ガス透過膜を介して真空脱ガスする方法が好まし
い。

【００２０】またガス溶解装置１において超純水に溶解
せしめる洗浄機能ガスが水素ガスやオゾンガスの場合、
超純水の電気分解手段によって生じた水素ガスや超純水
中の水酸イオンを酸化して生成したオゾンガスが高純度
であるために好ましい。ガス溶解装置１のガス透過膜２
は前記したように中空糸膜であり、超純水にガスを溶解
させる方法としては、中空糸膜の内側に洗浄機能ガスを
供給し、外側に超純水を供給して超純水に洗浄機能ガス
を溶解させる外圧式、中空糸膜の内側に超純水を供給
し、外側に洗浄機能ガスを供給して超純水に洗浄機能ガ
スを溶解させる内圧式等が挙げられる。中空糸膜の素材
としては、例えば四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、
フッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）等のフッ素系樹脂や
ポリオレフィン等が挙げられる。

【００２１】本発明のガス溶解装置１は、ガス透過膜を
備えた従来のガス溶解装置に、ガス透過膜の洗浄を行う
ための温水供給管を接続したことを特徴とするものであ
るが、本発明のガス溶解装置１をウェット処理装置に設
ける場合には、図１に示すように、超純水供給装置３か
らガス溶解装置１に超純水を供給する既存の超純水供給
管７に切替え弁１１ａを介して温水供給装置１２から温
水を供給する温水供給管１３を接続し、またガス供給装
置４からガス溶解装置１にガスを供給する既存のガス供
給管８に切替え弁１１ｂを介して温水供給装置１２から
温水を供給する温水供給管１３を接続し、ガス透過膜２
を洗浄するための温水をガス溶解装置１に供給するよう
に構成することが好ましい。切替え弁１１ａは、ガス溶
解装置１の液供給側１ａに、超純水供給装置３からの超
純水を供給するか、温水供給装置１２からの温水を供給
するかの切り換えができるように構成され、切替え弁１
１ｂはガス溶解装置１のガス供給側１ｂに、ガス供給装
置４からのガスを供給するか、温水供給装置１２からの
温水を供給するかの切替えができるように構成されてい
る。

【００２２】一方、ガス溶解装置１に供給され、ガス透
過膜２の洗浄を行った後の排温水は、排温水回収装置１
４にて処理されるが、ガス溶解装置１の液供給側１ａか
ら排出される排温水は、排温水管１５を既存の洗浄液供
給管９に切替え弁１１ｃを介して接続して排温水回収装
置１４に移送し、ガス溶解装置１のガス供給側１ｂから
排出される排温水は、排温水管１５を既存の余剰ガス排
出管１０に切替え弁１１ｄを介して接続して排温水回収
装置１４に移送するように構成することが好ましい。切
替え弁１１ｃはガス溶解装置１の液供給側１ａと、洗浄
槽５又は排温水回収装置１４との接続の切り換えができ
るように構成され、切替え弁１１ｃの切替えによって洗
浄液（洗浄機能ガスを溶解した超純水）の場合には洗浄
槽５に移送され、排温水の場合には排温水回収装置１４
に移送される。また切替え弁１１ｄは、ガス溶解装置１
のガス供給側１ｂと、ガス処理装置６又は排温水回収装
置１４との接続の切り換えができるように構成され、切
替え弁１１ｄの切替えによって余剰ガスの場合にはガス
処理装置６に移送され、排温水の場合には排温水回収装
置１４に移送される。

【００２３】上記したように、ガス溶解装置１に温水を
供給するための温水供給管１３や、ガス溶解装置１のガ
ス透過膜２を洗浄した後の排温水を排温水回収装置１４
に移送するための排温水管１５を、既存の配管に切替え
弁を介して接続するようにすると、既存の設備の僅かな
加工によって本発明のガス溶解装置を取り付けることが
できるため好ましい。

【００２４】図１に示した装置では温水供給装置１２か
ら供給される温水を、ガス溶解装置１の液供給側１ａ及
びガス供給側１ｂの両方に供給するように構成した場合
を示したが、温水を液供給側１ａ又はガス供給側１ｂの
いずれか一方のみに供給するように構成しても良いが、
この場合は液供給側１に温水を供給するように構成する
ことが好ましい。また温水を液供給側１ａ、ガス供給側
１ｂの一方のみに供給した場合、ガス透過膜２は片側の
みが洗浄されることとなり、ガス透過膜２の温水洗浄さ
れない側の面に付着していた有機物等は、ガス透過膜２
の微細孔を介して他方の面に透過してくる虞れがある。
このため、本発明の特に好ましい態様は図１に示すよう
にガス溶解装置１の液供給側１ａ及びガス供給側１ｂの
両方に温水を供給するように構成することである。尚、
ガス溶解装置１の液供給側１ａ又はガス供給側１ｂのい
ずれか一方のみに温水を供給するように構成した場合、
排温水回収装置１４に排温水を移送するための排温水管
１５は、ガス溶解装置１の温水を供給した側（液供給側
１ａ、ガス供給側１ｂのいずれか一方）に接続されれば
良い。

【００２５】本発明のガス溶解装置１には、超音波発生
装置１６を備えることができ、温水によるガス透過膜２
の洗浄時に超音波を照射すると更に洗浄効果を向上する
ことができる。超音波発生装置１６から照射される超音
波としては３０ｋＨｚ以上の周波数のものが用いられ
る。

【００２６】ガス溶解装置１に温水を供給してガス透過
膜２を洗浄する方法としては、温水を連続的に供給して
洗浄する方法や、断続的に供給して洗浄する方法等が挙
げられる。また図１に示すように超純水供給管７、ガス
供給管８、洗浄水供給管９及び余剰ガス排出管１０に、
それぞれ開閉弁１７ａ、１７ｂ、１７ｃ及び１７ｄを設
け、ガス溶解装置１内にガス透過膜２の洗浄用温水を供
給した後、各開閉弁１７ａ〜１７ｄを閉じてガス溶解装
置１内に温水を封入して一定時間保持後、開閉弁を開い
てガス溶解装置１内から温水を流し出す操作を、１回な
いし２回以上繰り返し行う方法も採用できる。また温水
をガス溶解装置１の液供給側１ａ、ガス供給側１ｂの両
方に供給して洗浄を行う場合、液供給側１ａとガス供給
側１ｂに同時に温水を供給する方法を採用しても、液供
給側１ａとガス供給側１ｂに交互に温水を供給する方法
を採用しても良い。

【００２７】温水供給装置１２からガス溶解装置１に供
給する温水は、４５〜６５℃のものが好ましく、温水供
給流量は洗浄すべきガス透過膜のサイズにもよるが、２
〜５リットル／分で５時間以上連続して供給することが
好ましい。また温水供給装置１２において加温される原
水としては、通常、超純水が使用される。

【００２８】以下、具体的な実施例を挙げて本発明を更
に詳細に説明する。実施例１図１に示すウェット処理装置におけるガス溶解装置に、
新しいガス溶解膜モジュールを取り付け、このガス溶解
膜モジュールにおけるＴＯＣの初期値を、湿式酸化ＵＶ
分解法によるＴＯＣ計によって測定した。ＴＯＣ初期値
の測定にはガス溶解装置に常温の超純水（２０℃、ＴＯ
Ｃ：１．０ｐｐｂ）を２リットル／分の速度で流し、５
分後にガス溶解装置から排出される超純水中のＴＯＣ値
をＴＯＣ初期値とした。ＴＯＣ初期値測定後、ガス溶解
装置に６０℃の温水（超純水を６０℃に加温したも
の。）を２リットル／分の速度で１時間流した後、常温
の超純水（２０℃）を２リットル／分の速度で１時間流
して安定化させた後に、ガス溶解装置から排出される超
純水中のＴＯＣを測定した（温水を流した時間を洗浄時
間とし、１時間温水を流した場合を洗浄時間１時間とす
る）。同様にして温水を２４時間流した後、常温の超純
水を１時間流して安定化させた後のＴＯＣ（洗浄時間２
４時間）、１２０時間温水を流した後、常温の超純水を
１時間流して安定化させた後のＴＯＣ（洗浄時間１２０
時間）を測定した。これらの結果を表２に示す。温水は
温水供給装置からガス溶解装置の液供給側及びガス供給
側に同時に供給し、超純水はガス溶解装置の液供給側の
みに供給した。ＴＯＣ計で測定したサンプルはガス溶解
装置の液排出側から出た水である。

【００２９】比較例１実施例１の温水洗浄を常温の超純水洗浄（２０℃、供給
速度２リットル／分）に置き換えた他は、実施例１と同
様の処理を行った。結果を表２にあわせて示す。尚、比
較例１の場合の洗浄時間１時間とは、実施例１の温水洗
浄にかえて常温の超純水を１時間流した後、実施例１と
条件をあわせるために実施例１と同様に常温の超純水を
１時間流す操作を行ったものであり、実際の超純水供給
時間は２時間である。同様に洗浄時間２４時間の場合に
は実際の超純水供給時間は２５時間であり、洗浄時間１
２０時間の場合には実際の超純水供給時間は１２１時間
である。尚、比較例１ではガス溶解装置に温水供給装置
が接続されていないものを用い、超純水はガス溶解装置
の液供給側のみに供給した。

【００３０】

【表２】

【００３１】表２に示す結果より明らかなように、実施
例１では１時間の洗浄時間でもＴＯＣ値は大幅に低下
し、２４時間洗浄を行った場合のＴＯＣ値は、供給した
超純水中のＴＯＣ値と略同程度となり、ガス溶解膜に付
着している有機物は事実上、完全に除去された。これに
対して比較例１では、洗浄時間１時間では高いＴＯＣ値
を示し、１２０時間も洗浄を行わなければ実施例１の洗
浄時間２４時間の場合と略同様のＴＯＣ値にならなかっ
た。

【００３２】実施例２図１に示すウェット処理装置におけるガス溶解装置に、
新しいガス溶解膜モジュールを取り付け、このガス溶解
膜モジュールからのフッ素イオン濃度の初期値を、イオ
ンクロマト分析法によって測定した。フッ素イオン濃度
初期値の測定は、ガス溶解装置に常温の超純水（２０
℃、ＴＯＣ：１．０ｐｐｂ）を２リットル／分の速度で
流し、５分後にガス溶解装置から排出される超純水中の
フッ素イオン濃度を測定して初期値とした。フッ素イオ
ン濃度初期値の測定後、ガス溶解装置に６０℃の温水
（超純水を６０℃に加温したもの）を２リットル／分の
速度で１時間流した後、常温の超純水（２０℃）を２リ
ットル／分の速度で１時間流して安定化させた後に、ガ
ス溶解装置から排出される超純水中のフッ素イオン濃度
を測定した（温水を流した時間を洗浄時間とし、１時間
温水を流した場合を洗浄時間１時間とする）。同様にし
て温水を２４時間流した後、常温の超純水を１時間流し
て安定化させた後のフッ素イオン濃度（洗浄時間２４時
間）、１２０時間温水を流した後、常温の超純水を１時
間流して安定化させた後のフッ素イオン濃度（洗浄時間
１２０時間）を測定した。これらの結果を表３に示す。
温水は温水供給装置からガス溶解装置の液供給側及びガ
ス供給側に同時に供給し、超純水はガス溶解装置の液供
給側のみに供給した。

【００３３】比較例２実施例２の温水洗浄を常温の超純水洗浄（２０℃、供給
速度２リットル／分）に置き換えた他は、実施例２と同
様の処理を行った。結果を表３にあわせて示す。尚、比
較例２の場合の洗浄時間１時間とは、実施例２の温水洗
浄にかえて常温の超純水を１時間流した後、実施例２と
条件をあわせるために実施例２と同様に常温の超純水を
１時間流す操作を行ったものであり、実際の超純水供給
時間は２時間である。同様に洗浄時間２４時間の場合に
は実際の超純水供給時間は２５時間であり、洗浄時間１
２０時間の場合には実際の超純水供給時間は１２１時間
である。尚、比較例２ではガス溶解装置に温水供給装置
が接続されていないものを用い、超純水はガス溶解装置
の液供給側のみに供給した。

【００３４】

【表３】

【００３５】表３に示す結果より明らかなように、実施
例２では１時間の洗浄時間でもフッ素イオン濃度は大幅
に低下し、２４時間洗浄を行った場合には０．５ｐｐｂ
以下まで低下し、ガス溶解膜からのフッ素イオンの流出
は認められなくなった。これに対して比較例２では、洗
浄時間１時間では初期値に比べてフッ素イオン濃度は低
下したものの、まだかなり高い値を示しており、２４時
間洗浄後でも１時間洗浄後の値と殆ど変化がなかった。
また比較例２では洗浄でフッ素イオン濃度が０．５ｐｐ
ｂ以下となるまでに１２０時間の洗浄が必要であった。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のガス溶解
装置はガス透過膜の洗浄を行うための温水供給管を備
え、ガス溶解装置に温水を供給してガス透過膜を洗浄す
ることができるように構成したため、常温の超純水によ
る洗浄しか行えなかった従来のガス溶解装置に比べ、短
時間でガス透過膜に付着してる有機物や塵、細菌等を洗
浄除去でき、ガス透過膜がフッ素系樹脂からなる場合で
も、ガス透過膜の構成素材中の未反応フッ素イオンを短
時間で洗浄除去できる。また温水をガス溶解装置の液供
給側及びガス供給側の両方に供給するように構成する
と、ガス透過膜の両面側の洗浄ができ、ガス透過膜の液
供給側の面のみを超純水で洗浄するだけの従来の装置の
場合のように、ガス透過膜の洗浄していない側の面に付
着している有機物等が洗浄面側に透過してくる虞れもな
く、より効果的な洗浄を行うことができる。

【００３７】更に、既存のウェット処理装置等における
ガス溶解装置として本発明を装置を用いる場合、ガス溶
解装置に温水を供給するための温水供給管を既存の超純
水供給管やガス供給管に切替え弁を介して接続し、洗浄
後の温水を排温水回収装置に移送するための排温水管
を、既存の洗浄液供給管や余剰ガス排出管に切替え弁を
介して接続するようにすれば、既存の装置に僅かな加工
を加えるだけで取り付けることができ、取り付けコスト
も低く抑えることができる等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガス溶解装置を備えたウェット処理装
置の構成の模式図である。

【符号の説明】

１ガス溶解装置１ａ液供給側１ｂガス供給側２ガス透過膜３超純水供給装置４ガス供給装置５洗浄槽６ガス処理装置７超純水供給管８ガス供給管９洗浄液供給管１０余剰ガス排出管１１ａ切替え弁１１ｂ切替え弁１１ｃ切替え弁１１ｄ切替え弁１２温水供給装置１３温水供給管１４排温水回収装置１５排温水管１６超音波発生装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガス透過膜を介して供給されるガスを液
中に溶解させるガス溶解装置において、該装置はガス透
過膜の洗浄を行うための温水供給管が設けられているこ
とを特徴とするガス溶解装置。
【請求項２】ガス溶解装置がガス透過膜を介して区画
されたガス供給側と液供給側とを有し、ガス供給側には
ガス供給装置からのガスを供給するためのガス供給管
と、余剰ガスをガス処理装置に送るための余剰ガス排出
管とが接続され、液供給側には超純水供給装置からの超
純水を供給するための超純水供給管と、該超純水に前記
ガス供給装置から供給されるガスをガス透過膜を介して
溶解させて得た洗浄液を洗浄槽に移送するための洗浄液
供給管とが接続されていることを特徴とする請求項１記
載のガス溶解装置。
【請求項３】ガス透過膜の洗浄を行うための温水供給
管を、ガス溶解装置にガスを供給するガス供給管の途中
に、ガス供給側と温水供給側とを切替える切替え弁を介
して連結したことを特徴とする請求項２記載のガス溶解
装置。
【請求項４】ガス透過膜を洗浄した、ガス溶解装置の
ガス供給側から排出される排温水を排温水回収装置に導
くための排温水管を、ガス処理装置に余剰ガスを送るた
めの余剰ガス排出管の途中に、ガス処理装置側と排温水
回収装置側とを切り換える切替え弁を介して接続したこ
とを特徴とする請求項３記載のガス溶解装置。
【請求項５】ガス透過膜の洗浄を行うための温水供給
管を、ガス溶解装置に超純水を供給する超純水供給管の
途中に、超純水供給装置側と温水供給装置側とを切替え
る切替え弁を介して連結したこと特徴とする請求項２記
載のガス溶解装置。
【請求項６】ガス透過膜を洗浄した、ガス溶解装置の
液供給側から排出される排温水を排温水回収装置に導く
ための排温水管を、洗浄液を洗浄槽に移送する洗浄液供
給管の途中に、洗浄槽側と排温水回収装置側とを切り換
える切替え弁を介して接続したことを特徴とする請求項
５記載のガス溶解装置。
【請求項７】ガス透過膜の洗浄を行うための温水供給
管を、ガス溶解装置にガスを供給するガス供給管の途中
にガス供給側と温水供給側とを切替える切替え弁を介し
て連結してなるとともに、ガス溶解装置に超純水を供給
する超純水供給管の途中に超純水供給装置側と温水供給
装置側とを切替える切替え弁を介して連結して連結して
なることを特徴とする請求項２記載のガス溶解装置。
【請求項８】ガス透過膜を洗浄した、ガス溶解装置の
ガス供給側から排出される排温水を排温水回収装置に導
くための排温水管を、ガス処理装置に余剰ガスを送るた
めの余剰ガス排出管の途中に、ガス処理装置側と排温水
回収装置側とを切り換える切替え弁を介して接続してな
るとともに、ガス溶解装置の液供給側から排出される排
温水を排温水回収装置に導くための排温水管を、洗浄液
を洗浄槽に移送する洗浄液供給管の途中に、洗浄槽側と
排温水回収装置側とを切り換える切替え弁を介して接続
したことを特徴とする請求項７記載のガス溶解装置。
【請求項９】ガス溶解装置が超音波発生装置を備えて
いることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の
ガス溶解装置。