JPH06191591A - 純水用不活性ガスシール槽 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 窒素ガスのような不活性ガスが純水中に溶解
するのを防止するようになした純水用不活性ガスシール
槽を提供する。 【構成】 不活性ガスシール槽１内の純水５の水面を覆
うように気液遮断体１２を浮設して不活性ガスが貯溜中
の純水５中に溶解するのを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は脱ガス処理の済んだ純
水、あるいは超純水（以下、純水と超純水を併せて単に
純水という）を一時的に貯溜しておくための窒素ガスの
ような不活性ガスでシールされた純水用不活性ガスシー
ル槽に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、半導体ウエハーのような精密
電子部品の洗浄用には、溶存電解質、微粒子、コロイダ
ル物質、高分子有機物、発熱物質のほか、微生物の増殖
を促すおそれのある溶存ガス、特に溶存酸素を可能な限
り除去した純水が要求される。特に、酸素が溶解してい
る純水にて半導体ウエハー等を洗浄すると、当該ウエハ
ーの酸化が促進され歩留りが悪くなるという問題点があ
る。そのため、純水の製造ライン中には真空脱気装置や
加熱脱気装置のような脱気設備が付設されている。そし
て、これらの脱気設備によって溶存ガスの取り除かれた
純水は、次段のサブシステムに送られるまでの間、ある
いはユースポイントにおいて使用されるまでの間、ライ
ン中に準備された純水貯槽内に一時的に貯溜される。と
ころが、この純水貯槽内で貯溜中に酸素や炭酸ガス等が
微量ではあるが、半導体ウエハーの洗浄用としては好ま
しくない程度の量が純水中に再溶解するのでこれまで純
水貯槽内に窒素ガスのような不活性ガスを圧入し、純水
の水面上を不活性ガスでシールする方法が一般的に採用
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記したように、純水
貯槽内は窒素ガスのような不活性ガスによってシールさ
れた状態となっているので、当該貯槽内で酸素や炭酸ガ
ス等が純水中に再溶解するのを防止することができる。
しかしながら、当該貯槽内の純水の上面には窒素ガス、
アルゴン、ヘリウム、ネオンのような不活性ガスが圧入
されており、しかも純水の水面と当該不活性ガスは接触
状態であるため、当該不活性ガスが純水中に溶解すると
いう問題点がある。窒素ガスのような不活性ガスの場合
には、酸素や炭酸ガスが溶解した場合と較べて半導体ウ
エハー等の洗浄に不都合を来すことが本来少ないのであ
るが、超音波を利用した洗浄装置では、純水中に不活性
ガスが溶解していると超音波発振時に発泡するという問
題点があり、超音波洗浄時に発泡が起きると、気泡がウ
エハーの表面に付着し、当該付着部分に洗浄用の純水が
届かず洗浄されない部分が生じてしまうという重大な欠
点がある。

【０００４】本発明者らは上記した従来の問題点を克服
すべく鋭意研究した結果、不活性ガスでシールされた純
水貯槽内の純水と不活性ガスの界面に気体透過性の低い
材質からなる気液遮断体を介在させれば、貯槽内の純水
中に不活性ガスが溶解するのを防ぐことができるのを見
出し本発明を完成するに至ったものである。従って、本
発明の目的は窒素ガスのような不活性ガスが純水中に溶
解するのを防止するようになした純水用不活性ガスシー
ル槽を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明シール槽の構成を詳述すれば、溶存ガスの除去
された純水を貯溜する純水貯槽内で酸素や炭酸ガスが純
水中に再溶解するのを防止するため当該貯槽内の純水の
水面の上方部に窒素ガスのような不活性ガスを供給する
ようになした不活性ガスシール槽において、当該不活性
ガスシール槽内の純水の水面を覆うように気液遮断体を
浮設して前記不活性ガスが貯溜中の純水中に溶解するの
を防止するようにしたことを特徴とする純水用不活性ガ
スシール槽である。

【０００６】貯槽内の純水の水面に浮設する気液遮断体
は、気体透過性の低い、たとえば独立気泡構造の発泡ポ
リエチレンのような合成樹脂発泡体が好適に用いられ、
当該合成樹脂発泡体を貯槽内の横断面形状に合わせて薄
板状に形成したものとしてもよいし、あるいは当該薄板
状の合成樹脂発泡体を芯材として、その全周面をポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリ塩化ビニ
リデン、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）、Ｅ
ＶＡとポリエステルの共重合体等によって作成したシー
ト状物によって覆うようになしたものとしてもよいもの
である。さらに、前記した合成樹脂製のシート状物を用
いて全周縁部をシールした内部中空の浮揚体を作成し、
当該浮揚体内に不活性ガスを封入して気液遮断体となし
てもよいものである。

【０００７】

【実施例】以下、本発明不活性ガスシール槽の具体的構
成を図示の実施例に基づき詳細に説明する。図１は本発
明不活性ガスシール槽の一実施例を示す概略図、図２は
図１のＡ−Ａ線に沿った断面図、図３乃至図５は気液遮
断体の実施例を示す断面図である。

【０００８】図中１は密閉状のシール槽本体、２は当該
シール槽本体１内に純水を供給する純水供給管である。
この純水供給管２を通じて送られてくる純水は、図示し
ない真空脱気装置や加熱脱気装置等によって溶存酸素や
炭酸ガスが予じめ除去されている。３は窒素ガスボンベ
等からなる不活性ガス源、４は当該ガス源３内の不活性
ガスをシール槽本体１内の純水５の上方空間に供給する
ための不活性ガス供給管、６は当該不活性ガス供給管４
の管路中に付設したガス量を自動的に調整する減圧弁、
７はシール槽本体１内の純水を図示しないユースポイン
ト、あるいは紫外線殺菌装置、カートリッジポリシャ
ー、限外濾過膜装置等を組み合わせてなるサブシステム
に送るための純水送出管である。また、８はシール槽本
体１を急激な減圧または加圧状態から保護するための水
封装置、９はシール槽本体１に付設した水位制御装置、
１０は圧力制御装置、１１は純水送出管７の管路中に配
設した送水ポンプである。

【０００９】このように、シール槽本体１内に貯溜され
ている純水５の水面の上方空間部には不活性ガス源３か
ら供給される窒素ガスのような不活性ガスが圧入される
ので、当該シール槽本体１内で酸素や炭酸ガスが純水５
中に再溶解するのを防止することができるものである。
ところが、純水５の水面は常に不活性ガスと接触状態に
あるため、純水５中に窒素ガスのような不活性ガスが溶
け込むという問題点があったのである。そこで、本発明
においては、シール槽本体１内の純水５の水面を覆うよ
うに気液遮断体１２を浮設して前記不活性ガスが貯溜中
の純水５中に溶解するのを防止するようにしたものであ
る。

【００１０】気液遮断体１２は、独立気泡構造を有する
ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ＡＢＳ
樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデンのよう
な合成樹脂発泡体１３によって図３に示すように、薄板
状に形成したものとしてもよいし、あるいはポリエチレ
ン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリデ
ン、ＥＶＡ、ＥＶＡとポリエステルの共重合体のような
合成樹脂シート状物にて袋１４を形成し、当該袋１４内
に、図４に示すように前記薄板状の合成樹脂発泡体１３
を一種の芯材として封入してシールした構造のものとし
てもよいものである（図４）。さらに、気液遮断体１２
は、図５に示すように内部に不活性ガスを封入した中空
の合成樹脂製浮揚体１５によって構成することもできる
ものであり、また特に図示しないが、一枚の合成樹脂シ
ート状物によって気液遮断体１２を構成し、当該合成樹
脂シート状物を気液遮断体１２としてシール槽本体１内
の純水５の水面に浮設するようにしてもよいものであ
る。

【００１１】いずれの実施例の場合でも、気液遮断体１
２はシール槽本体１内の純水５の水面の殆どを覆うこと
ができる程度の大きさに形成するのはいうまでもなく、
且つシール槽本体１内において純水５の水面の変化に応
じて上下動し得るようシール槽本体１の内周形状より僅
かに小さい形状に形成するものである。なお、シール槽
本体１の内周縁と気液遮断体１２の外周縁との間には、
前記したように気液遮断体１２が水面の変化に応動し得
る程度の間隔が設けられるが、この間隔はシール槽本体
１内の純水５の水面全体からみればごく僅かであり、本
発明の効果に影響を与えるようなことはない。

【００１２】次に、合成樹脂発泡体１３として独立気泡
構造を有する厚さ約１ｃｍの発泡ポリエチレン製の薄板
を用い、これをＥＶＡ・ポリエステルの共重合体によっ
て作成した袋１４内に封入して気液遮断体１２を構成
し、当該気液遮断体１２をシール槽本体１内の純水５の
水面に浮設した場合（実施例）と、このような気液遮断
体を用いず従来と同様に不活性ガスと接触状態のまま貯
溜した場合（比較例）とにつき、純水送出管７を介して
送出される純水中の溶存窒素ガス濃度と溶存酸素濃度を
調べた結果を下記に示す。なお、この実験では純水供給
管２より真空脱気装置によって溶存酸素、溶存炭酸ガス
の除去された純水を３ｍ³ ／ｈの割合でシール槽本体１
内に供給すると共に、不活性ガス供給管４より６Ｎｌ／
ｍｉｎの割合で窒素ガスをシール槽本体１内の水面の上
方部に供給した。比較例によった場合、送出された純水
中の溶存窒素ガス濃度は１．１ｍｇＮ／ｌであったが、
実施例によった場合は全く検出できなかった。また、溶
存酸素濃度は実施例によった場合２２．０μｇＯ／ｌ、
比較例によった場合２２．４μｇＯ／ｌで、実施例によ
った場合の方が幾分改善されていた。なお、前記溶存窒
素ガス濃度の測定はガスクロマトグラフィー、溶存酸素
濃度の測定は溶存酸素計によった。

【００１３】

【発明の効果】本発明シール槽は以上のように気液遮断
体を純水の水面に浮設したものであり、従来からのシス
テムの簡単な変更でシール槽内での溶存酸素等の再溶解
を防ぐことができるのは勿論のこと、シール槽内で貯溜
中に純水に窒素ガスのような不活性ガスが溶解するのを
有効に防止することができるものである。従って、超音
波発振を利用した半導体ウエハー等の洗浄時に不活性ガ
スに起因する発泡をなくすることができ、半導体ウエハ
ー等の歩留り向上に大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明不活性ガスシール槽の一実施例を示す概
略図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

【図３】気液遮断体の実施例を示す断面図である。

【図４】気液遮断体の実施例を示す断面図である。

【図５】気液遮断体の実施例を示す断面図である。

【符号の説明】

１：シール槽本体 ２：純水供給管 ３：不活性ガス源 ４：不活性ガス
供給管 ５：純水 ６：減圧弁 ７：純水送出管 ８：水封装置 ９：水位制御装置 １０：圧力制御装
置 １１：送水ポンプ １２：気液遮断
体 １３：合成樹脂発泡体 １４：袋 １５：合成樹脂製浮揚体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶存ガスの除去された純水を貯溜する純
   水貯槽内で酸素や炭酸ガスが純水中に再溶解するのを防
   止するため当該貯槽内の純水の水面の上方部に窒素ガス
   のような不活性ガスを供給するようになした不活性ガス
   シール槽において、当該不活性ガスシール槽内の純水の
   水面を覆うように気液遮断体を浮設して前記不活性ガス
   が貯溜中の純水中に溶解するのを防止するようにしたこ
   とを特徴とする純水用不活性ガスシール槽。