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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6460283
(24)【登録日】2019年1月11日
(45)【発行日】2019年1月30日
(54)【発明の名称】比抵抗値調整装置及び比抵抗値調整方法
(51)【国際特許分類】
B01F 1/00 20060101AFI20190121BHJP
B01F 15/04 20060101ALI20190121BHJP
B01D 63/02 20060101ALI20190121BHJP
B01F 5/06 20060101ALI20190121BHJP
【ＦＩ】
B01F1/00 A
B01F1/00 B
B01F15/04 D
B01D63/02
B01F5/06
【請求項の数】18
【全頁数】26
(21)【出願番号】特願2018-515684(P2018-515684)
(86)(22)【出願日】2017年12月15日
(86)【国際出願番号】JP2017045145
(87)【国際公開番号】WO2018116987
(87)【国際公開日】20180628
【審査請求日】2018年3月23日
(31)【優先権主張番号】特願2016-246478(P2016-246478)
(32)【優先日】2016年12月20日
(33)【優先権主張国】JP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000002886
【氏名又は名称】ＤＩＣ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100128381
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 義憲
(74)【代理人】
【識別番号】100185591
【弁理士】
【氏名又は名称】中塚 岳
(74)【代理人】
【識別番号】100130052
【弁理士】
【氏名又は名称】大阪 弘一
(72)【発明者】
【氏名】安西 大二郎
(72)【発明者】
【氏名】羽田 尚樹
(72)【発明者】
【氏名】大井 和美
【審査官】
井上 典之
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００２−２９２３６２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００１−２０５０６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１５−２１３１４５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００３−０１０６６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００６−２６１６７４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｂ０１Ｆ １／
Ｂ０１Ｆ ５／
Ｂ０１Ｄ ６３／
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
比抵抗値の調整対象である超純水に、前記超純水の比抵抗値を調整するための調整ガスを溶解させて、前記超純水に前記調整ガスが溶解された処理液体を生成するガス溶解装置と、
前記ガス溶解装置から排出された前記処理液体が供給されるバッファタンクと、
を備え、
前記ガス溶解装置は、
前記超純水が供給される液相側領域と前記調整ガスが供給される気相側領域とが中空糸膜により分けられており、前記中空糸膜を透過した前記調整ガスを飽和状態で前記超純水に溶解させて調整ガス飽和液体を生成する中空糸膜モジュールと、
前記超純水が供給される液体供給管と、
前記液体供給管を分岐する分岐部を介して前記液体供給管に連通されて、前記中空糸膜モジュールに前記超純水を供給するモジュール供給管と、
前記中空糸膜モジュールから前記調整ガス飽和液体が排出されるモジュール排出管と、
前記分岐部を介して前記液体供給管に連通されて、前記中空糸膜モジュールをバイパスするバイパス管と、
前記モジュール排出管と前記バイパス管とを合流する合流部を介して前記モジュール排出管及び前記バイパス管と連通される液体排出管と、を備える、
比抵抗値調整装置。
前記ガス溶解装置から排出された前記処理液体が供給されるバッファタンクと、
を備え、
前記ガス溶解装置は、
前記超純水が供給される液相側領域と前記調整ガスが供給される気相側領域とが中空糸膜により分けられており、前記中空糸膜を透過した前記調整ガスを飽和状態で前記超純水に溶解させて調整ガス飽和液体を生成する中空糸膜モジュールと、
前記超純水が供給される液体供給管と、
前記液体供給管を分岐する分岐部を介して前記液体供給管に連通されて、前記中空糸膜モジュールに前記超純水を供給するモジュール供給管と、
前記中空糸膜モジュールから前記調整ガス飽和液体が排出されるモジュール排出管と、
前記分岐部を介して前記液体供給管に連通されて、前記中空糸膜モジュールをバイパスするバイパス管と、
前記モジュール排出管と前記バイパス管とを合流する合流部を介して前記モジュール排出管及び前記バイパス管と連通される液体排出管と、を備える、
比抵抗値調整装置。
【請求項2】
比抵抗値の調整対象である超純水に、前記超純水の比抵抗値を調整するための調整ガスを溶解させて、前記超純水に前記調整ガスが溶解された処理液体を生成するガス溶解装置と、
前記ガス溶解装置から排出された前記処理液体が供給されるバッファタンクと、
前記超純水を前記バッファタンクに供給する第一調整用配管と、
前記超純水に前記調整ガスが飽和状態で溶解された調整ガス飽和液体を前記バッファタンクに供給する第二調整用配管と、
前記バッファタンク内の前記処理液の比抵抗値を計測する比抵抗値センサと、を備える、
比抵抗値調整装置。
前記ガス溶解装置から排出された前記処理液体が供給されるバッファタンクと、
前記超純水を前記バッファタンクに供給する第一調整用配管と、
前記超純水に前記調整ガスが飽和状態で溶解された調整ガス飽和液体を前記バッファタンクに供給する第二調整用配管と、
前記バッファタンク内の前記処理液の比抵抗値を計測する比抵抗値センサと、を備える、
比抵抗値調整装置。
【請求項3】
前記ガス溶解装置は、
前記超純水が供給される液相側領域と前記調整ガスが供給される気相側領域とが中空糸膜により分けられており、前記中空糸膜を透過した前記調整ガスを飽和状態で前記超純水に溶解させて前記調整ガス飽和液体を生成する中空糸膜モジュールと、
前記超純水が供給される液体供給管と、
前記液体供給管を分岐する分岐部を介して前記液体供給管に連通されて、前記中空糸膜モジュールに前記超純水を供給するモジュール供給管と、
前記中空糸膜モジュールから前記調整ガス飽和液体が排出されるモジュール排出管と、
前記分岐部を介して前記液体供給管に連通されて、前記中空糸膜モジュールをバイパスするバイパス管と、
前記モジュール排出管と前記バイパス管とを合流する合流部を介して前記モジュール排出管及び前記バイパス管と連通される液体排出管と、を備える、
請求項２に記載の比抵抗値調整装置。
前記超純水が供給される液相側領域と前記調整ガスが供給される気相側領域とが中空糸膜により分けられており、前記中空糸膜を透過した前記調整ガスを飽和状態で前記超純水に溶解させて前記調整ガス飽和液体を生成する中空糸膜モジュールと、
前記超純水が供給される液体供給管と、
前記液体供給管を分岐する分岐部を介して前記液体供給管に連通されて、前記中空糸膜モジュールに前記超純水を供給するモジュール供給管と、
前記中空糸膜モジュールから前記調整ガス飽和液体が排出されるモジュール排出管と、
前記分岐部を介して前記液体供給管に連通されて、前記中空糸膜モジュールをバイパスするバイパス管と、
前記モジュール排出管と前記バイパス管とを合流する合流部を介して前記モジュール排出管及び前記バイパス管と連通される液体排出管と、を備える、
請求項２に記載の比抵抗値調整装置。
【請求項4】
前記第一調整用配管は、前記液体供給管又は前記バイパス管に接続されており、
前記第二調整用配管は、前記モジュール排出管に接続されている、
請求項３に記載の抵抗値調整装置。
前記第二調整用配管は、前記モジュール排出管に接続されている、
請求項３に記載の抵抗値調整装置。
【請求項5】
前記バッファタンクは、円筒状の容器である、
請求項１〜４の何れか一項に記載の比抵抗値調整装置。
請求項１〜４の何れか一項に記載の比抵抗値調整装置。
【請求項6】
前記バッファタンクは、前記処理液体が供給される供給口と、前記処理液体を排出する排出口と、を有し、
前記供給口と前記排出口とは、互いに異なる線上に向けられている、
請求項１〜５の何れか一項に記載の比抵抗値調整装置。
前記供給口と前記排出口とは、互いに異なる線上に向けられている、
請求項１〜５の何れか一項に記載の比抵抗値調整装置。
【請求項7】
前記供給口及び前記排出口は、前記バッファタンクの上下方向に延びる中心軸線から外れた位置に向けられている、
請求項６に記載の比抵抗値調整装置。
請求項６に記載の比抵抗値調整装置。
【請求項8】
前記供給口と前記排出口とは、前記バッファタンクの上下方向において異なる位置に配置される、
請求項６又は７に記載の比抵抗値調整装置。
請求項６又は７に記載の比抵抗値調整装置。
【請求項9】
前記排出口は、前記供給口よりも上方に配置される、
請求項８に記載の比抵抗値調整装置。
請求項８に記載の比抵抗値調整装置。
【請求項10】
前記供給口は、前記バッファタンクの上部に形成されている、
請求項８に記載の比抵抗値調整装置。
請求項８に記載の比抵抗値調整装置。
【請求項11】
前記バッファタンクの容量は、前記処理液体が７〜１２秒で満たされる容量である、
請求項１〜１０の何れか一項に記載の比抵抗値調整装置。
請求項１〜１０の何れか一項に記載の比抵抗値調整装置。
【請求項12】
前記バッファタンクから前記処理液体が排出される処理液体排出管と、
前記処理液体排出管に取り付けられて前記処理液体を送り出すポンプと、
前記処理液体排出管の前記ポンプよりも下流側に取り付けられて前記処理液体排出管を開閉する開閉弁と、
前記処理液体排出管における前記ポンプと前記開閉弁との間から分岐されて、前記処理液体排出管を流れる前記処理液体を前記バッファタンクに戻す循環配管と、を更に備える、
請求項１〜１１の何れか一項に記載の比抵抗値調整装置。
前記処理液体排出管に取り付けられて前記処理液体を送り出すポンプと、
前記処理液体排出管の前記ポンプよりも下流側に取り付けられて前記処理液体排出管を開閉する開閉弁と、
前記処理液体排出管における前記ポンプと前記開閉弁との間から分岐されて、前記処理液体排出管を流れる前記処理液体を前記バッファタンクに戻す循環配管と、を更に備える、
請求項１〜１１の何れか一項に記載の比抵抗値調整装置。
【請求項13】
前記バッファタンクは、前記循環配管から前記処理液体が供給される循環口を有し、
前記循環口は、前記バッファタンクの上部に形成されている、
請求項１２に記載の比抵抗値調整装置。
前記循環口は、前記バッファタンクの上部に形成されている、
請求項１２に記載の比抵抗値調整装置。
【請求項14】
比抵抗値の調整対象である超純水に、前記超純水の比抵抗値を調整するための調整ガスを飽和状態で溶解させて、前記超純水に前記調整ガスが溶解された処理液体を生成する処理液体生成ステップと、
生成された前記処理液体をバッファタンクに供給するバッファタンク供給ステップと、を備え、
前記処理液体生成ステップでは、前記超純水が供給される液相側領域と前記調整ガスが供給される気相側領域とが中空糸膜により分けられており、前記中空糸膜を透過した前記調整ガスを飽和状態で前記超純水に溶解させて調整ガス飽和液体を生成する中空糸膜モジュールと、前記超純水が供給される液体供給管と、前記液体供給管を分岐する分岐部を介して前記液体供給管に連通されて、前記中空糸膜モジュールに前記超純水を供給するモジュール供給管と、前記中空糸膜モジュールから前記調整ガス飽和液体が排出されるモジュール排出管と、前記分岐部を介して前記液体供給管に連通されて、前記中空糸膜モジュールをバイパスするバイパス管と、前記モジュール排出管と前記バイパス管とを合流する合流部を介して前記モジュール排出管及び前記バイパス管と連通される液体排出管と、を備えるガス溶解装置により、前記処理液体を生成する、
比抵抗値調整方法。
生成された前記処理液体をバッファタンクに供給するバッファタンク供給ステップと、を備え、
前記処理液体生成ステップでは、前記超純水が供給される液相側領域と前記調整ガスが供給される気相側領域とが中空糸膜により分けられており、前記中空糸膜を透過した前記調整ガスを飽和状態で前記超純水に溶解させて調整ガス飽和液体を生成する中空糸膜モジュールと、前記超純水が供給される液体供給管と、前記液体供給管を分岐する分岐部を介して前記液体供給管に連通されて、前記中空糸膜モジュールに前記超純水を供給するモジュール供給管と、前記中空糸膜モジュールから前記調整ガス飽和液体が排出されるモジュール排出管と、前記分岐部を介して前記液体供給管に連通されて、前記中空糸膜モジュールをバイパスするバイパス管と、前記モジュール排出管と前記バイパス管とを合流する合流部を介して前記モジュール排出管及び前記バイパス管と連通される液体排出管と、を備えるガス溶解装置により、前記処理液体を生成する、
比抵抗値調整方法。
【請求項15】
比抵抗値の調整対象である超純水に、前記超純水の比抵抗値を調整するための調整ガスを飽和状態で溶解させて、前記超純水に前記調整ガスが溶解された処理液体を生成する処理液体生成ステップと、
生成された前記処理液体をバッファタンクに供給するバッファタンク供給ステップと、
前記バッファタンク内の前記処理液の比抵抗値に基づいて前記超純水を前記バッファタンクに供給する超純水供給ステップと、
前記バッファタンク内の前記処理液の比抵抗値に基づいて前記超純水に前記調整ガスが飽和状態で溶解された調整ガス飽和液体を前記バッファタンクに供給する調整ガス飽和液体供給ステップと、を備える、
比抵抗値調整方法。
生成された前記処理液体をバッファタンクに供給するバッファタンク供給ステップと、
前記バッファタンク内の前記処理液の比抵抗値に基づいて前記超純水を前記バッファタンクに供給する超純水供給ステップと、
前記バッファタンク内の前記処理液の比抵抗値に基づいて前記超純水に前記調整ガスが飽和状態で溶解された調整ガス飽和液体を前記バッファタンクに供給する調整ガス飽和液体供給ステップと、を備える、
比抵抗値調整方法。
【請求項16】
前記処理液体生成ステップでは、前記超純水が供給される液相側領域と前記調整ガスが供給される気相側領域とが中空糸膜により分けられており、前記中空糸膜を透過した前記調整ガスを飽和状態で前記超純水に溶解させて前記調整ガス飽和液体を生成する中空糸膜モジュールと、前記超純水が供給される液体供給管と、前記液体供給管を分岐する分岐部を介して前記液体供給管に連通されて、前記中空糸膜モジュールに前記超純水を供給するモジュール供給管と、前記中空糸膜モジュールから前記調整ガス飽和液体が排出されるモジュール排出管と、前記分岐部を介して前記液体供給管に連通されて、前記中空糸膜モジュールをバイパスするバイパス管と、前記モジュール排出管と前記バイパス管とを合流する合流部を介して前記モジュール排出管及び前記バイパス管と連通される液体排出管と、を備えるガス溶解装置により、前記処理液体を生成する、
請求項１５に記載の比抵抗値調整方法。
請求項１５に記載の比抵抗値調整方法。
【請求項17】
前記超純水供給ステップでは、前記液体供給管又は前記バイパス管の前記超純水を前記バッファタンクに供給し、
前記飽和液体供給ステップでは、前記モジュール排出管の前記調整ガス飽和液体を前記バッファタンクに供給する、
請求項１６に記載の比抵抗値調整方法。
前記飽和液体供給ステップでは、前記モジュール排出管の前記調整ガス飽和液体を前記バッファタンクに供給する、
請求項１６に記載の比抵抗値調整方法。
【請求項18】
前記バッファタンク供給ステップでは、前記バッファタンクにおける前記処理液体の滞留時間を７〜１２秒とする、
請求項１４〜１７の何れか一項に記載の比抵抗値調整方法。
請求項１４〜１７の何れか一項に記載の比抵抗値調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液体の比抵抗値を調整する比抵抗値調整装置及び比抵抗値調整方法に関する。【背景技術】
【0002】
半導体又は液晶の製造工程では、超純水を使用して基板を洗浄する。この場合、超純水の比抵抗値が高いと、静電気が発生する。これにより、絶縁破壊して、又は微粒子が再付着して、製品歩留まりに著しく悪影響を及ぼす。このような問題を解決するために、疎水性の中空糸膜モジュールを用いた技術が提案されている。この技術は、中空糸膜モジュールを用いて超純水中に炭酸ガス又はアンモニアガス等のガスを溶解させる。すると、解離平衡によりイオンが発生し、この発生したイオンにより超純水の比抵抗値が低下した処理水が生成される。【0003】
また、基板の洗浄、ダイシング等の工程では、超純水の流動変動が激しい。そこで、特許文献１では、流量が変動しても比抵抗値を安定させる比抵抗値調整装置が提案されている。特許文献１に記載された比抵抗値調整装置は、小流量の高濃度ガス付加超純水を生成する中空糸膜モジュールと、大流量の超純水を通過させるバイパス管路と、を備える。そして、中空糸膜モジュールで生成された高濃度ガス付加超純水とバイパス管路を通過した超純水とを合流して、基板を洗浄するための処理水を生成する。【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第３９５１３８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、超純水に溶解したガスは、次のように式（１）及び式（２）の二段階で解離（イオン化）する。なお、以下の式は、ガスとして炭酸ガスを用いたものを示している。Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２＝Ｈ＋＋ＨＣＯ３− …（１）
ＨＣＯ３−＝Ｈ＋＋ＣＯ３− …（２）
【0006】
しかしながら、超純水に溶解したガスは、徐々に解離が進行していく。例えば、特許文献１に記載された比抵抗値調整装置を用いた場合、中空糸膜モジュールにおいて超純水にガスを溶解する段階で式（１）のイオン化はほぼ終了するが、式（２）のイオン化には時間がかかる。このため、比抵抗値調整装置の下流側に配置される配管のうち、比抵抗値調整装置の近傍で計測した処理水の比抵抗値と、比抵抗値調整装置から数ｍ下流側で計測した処理水の比抵抗値とに、ズレ（乖離）が生じてしまう問題がある。【0007】
また、処理水中のイオン濃度にムラが生じることで、比抵抗値が振れてしまう問題もある。例えば、特許文献１に記載された比抵抗値調整装置を用いた場合、超純水とガス付加超純水とを合流するが、超純水とガス付加超純水との混合状態によって、超純水中のイオン濃度のムラが発生する。【0008】
これら２つの問題は、比抵抗値の調整値である比抵抗調整値が高いほど顕著に表れる傾向がある。【0009】
そこで、これら２つの問題を解決する手段として、比抵抗値調整装置の下流側に配置される配管を長くして、処理水が当該配管内を流れている間に自然混合及び解離を行わせることが考えられる。【0010】
しかしながら、当該配管を長くすると、（１）配管圧損が高くなり、（２）長い配管を収納するスペースが必要になり、（３）配管長に限界があるため比抵抗値のズレ及び振れが完全に収束しない、等の問題が発生する。【0011】
そこで、本発明は、規模の拡大を抑制しつつ、処理水の比抵抗値のズレ及び振れの双方を抑制することができる比抵抗値調整装置及び比抵抗値調整方法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】
【0012】
本発明の一側面に係る比抵抗値調整装置は、比抵抗値の調整対象である液体に、液体の比抵抗値を調整するための調整ガスを溶解させて、液体に調整ガスが溶解された処理液体を生成するガス溶解装置と、ガス溶解装置から排出された処理液体が供給されるバッファタンクと、を備える。【0013】
この比抵抗値調整装置では、ガス溶解装置において、液体に調整ガスが溶解された処理液体が生成され、この生成された処理液体がバッファタンクに供給される。処理液体がバッファタンクに供給されると、処理液体の流路が急激に広くなることで処理液体の流速が急激に低下する。これにより、バッファタンクに供給された処理液体は、バッファタンク内で対流することにより解離が促進される。また、バッファタンクに供給された処理液体は、バッファタンク内で乱流となって撹拌されることによりイオン濃度の均一化が促進される。その結果、処理液体の比抵抗値のズレ及び振れの双方が抑制される。しかも、バッファタンクの代わりに長い配管を用いる場合に比べて、処理液体の圧損を小さくすることができ、更には、装置規模を小さくすることができる。【0014】
バッファタンクは、円筒状の容器であってもよい。この比抵抗値調整装置では、バッファタンクが円筒状の容器であるため、バッファタンクに供給された処理液体を、バッファタンクの内周面に沿って対流させることができる。これにより、バッファタンク内における処理液体の対流時間を十分に確保することができるとともに撹拌効果を向上させることができる。【0015】
バッファタンクは、処理液体が供給される供給口と、処理液体を排出する排出口と、を有し、供給口と排出口とは、互いに異なる線上に向けられていてもよい。この比抵抗値調整装置では、バッファタンクの供給口と排出口とが互いに異なる線上に向けられているため、バッファタンク内で大きな乱流が起きるとともに、供給口から排出口への経路が複雑化される。これにより、処理液体の対流及び撹拌を促進させることができる。【0016】
供給口及び排出口は、バッファタンクの上下方向に延びる中心軸線から外れた位置に向けられていてもよい。この比抵抗値調整装置では、バッファタンクの供給口と排出口とがバッファタンクの中心軸線から外れた方向に向けられているため、バッファタンク内において、バッファタンクの中心軸線周りに処理液体を旋回させることができる。これにより、バッファタンク内における処理液体の対流時間を十分に確保することができるとともに撹拌効果を向上させることができる。【0017】
供給口と排出口とは、バッファタンクの上下方向において異なる位置に配置されていてもよい。この比抵抗値調整装置では、バッファタンクの供給口と排出口とが上下方向において異なる位置に配置されているため、バッファタンク内における処理液体の対流時間を十分に確保することができる。【0018】
排出口は、供給口よりも上方に配置されていてもよい。この比抵抗値調整装置では、排出口が供給口よりも上方に配置されるため、処理液体に含まれる気泡を速やかに排出することができる。【0019】
供給口は、バッファタンクの上部に形成されていてもよい。この比抵抗値調整装置では、供給口がバッファタンクの上部に形成されているため、供給口からバッファタンクに供給される処理液体により、バッファタンクに溜められている処理液体を撹拌することができる。【0020】
ところで、本発明者らの実験の結果、上記式（２）のイオン化が十分に行われるまでには、７〜１２秒程度必要であるとの知見を得た。そこで、バッファタンクの容量は、処理液体が７〜１２秒で満たされる容量であってもよい。この比抵抗値調整装置では、バッファタンクの容量が、処理液体が７〜１２秒で満たされる容量、つまり、処理液体の流量の７〜１２秒分に相当する容量であるため、バッファタンクが大型化するのを抑制しつつ、バッファタンク内において処理液体を十分に解離させることができる。【0021】
バッファタンクから処理液体が排出される処理液体排出管と、処理液体排出管に取り付けられて処理液体を送り出すポンプと、処理液体排出管のポンプよりも下流側に取り付けられて処理液体排出管を開閉する開閉弁と、処理液体排出管におけるポンプと開閉弁との間から分岐されて、処理液体排出管を流れる処理液体をバッファタンクに戻す循環配管と、を更に備えてもよい。この比抵抗値調整装置では、開閉弁を開くと、処理液体排出管からユースポイントに処理液体を供給することができるが、開閉弁を閉じると、バッファタンクから処理液体排出管に排出された処理液体を循環配管からバッファタンクに戻すことができる。このため、ユースポイントで処理液体が必要でないときは、開閉弁を閉じておくことで、バッファタンク、処理液体排出管、及び循環配管で処理液体を循環させることができる。これにより、処理液体の解離及びイオン濃度の均一化が更に促進されるため、処理液体の比抵抗値のズレ及び振れを更に抑制することができる。【0022】
ところで、基板を洗浄する洗浄機等では、頻繁に流量変動が起こるため、流動変更に伴う比抵抗値の振れの問題も発生する。また、流量を変化させると、処理液体の比抵抗値が安定するまでに多少の時間がかかる。これに対して、この比抵抗値調整装置では、ユースポイントにはバッファタンクに溜められている処理液体を供給するため、常にガス溶解装置で処理液体を生成する必要は無く、バッファタンクに溜められている処理液体が少なくなったときに、ガス溶解装置で処理液体を生成すればよい。このため、ガス溶解装置に供給する液体の流量を一定にすることができる。これにより、ユースポイントでの流量変動や使用流量に影響されることなく、処理液体の比抵抗値を安定させることができる。【0023】
バッファタンクは、循環配管から処理液体が供給される循環口を有し、循環口は、バッファタンクの上部に形成されていてもよい。この比抵抗値調整装置では、循環口がバッファタンクの上部に形成されているため、循環口からバッファタンクに供給される処理液体により、バッファタンクに溜められている処理液体を撹拌することができる。【0024】
ガス溶解装置は、液体が供給される液相側領域と調整ガスが供給される気相側領域とが中空糸膜により分けられており、中空糸膜を透過した調整ガスを液体に溶解させて高濃度ガス付加液体を生成する中空糸膜モジュールと、液体が供給される液体供給管と、液体供給管を分岐する分岐部を介して液体供給管に連通されて、中空糸膜モジュールに液体を供給するモジュール供給管と、中空糸膜モジュールから高濃度ガス付加液体が排出されるモジュール排出管と、分岐部を介して液体供給管に連通されて、中空糸膜モジュールをバイパスするバイパス管と、モジュール排出管とバイパス管とを合流する合流部を介してモジュール排出管及びバイパス管と連通される液体排出管と、を備えてもよい。この比抵抗値調整装置では、ガス溶解装置に供給された液体は、中空糸膜モジュールに供給される液体と中空糸膜モジュールをバイパスする液体とに分配される。中空糸膜モジュールでは、中空糸膜を透過した調整ガスが液体に溶解されて、液体に調整ガスが溶解した高濃度ガス付加液体が生成される。そして、中空糸膜モジュールで生成された高濃度ガス付加液体と中空糸膜モジュールをバイパスした液体とが合流することで、処理液体が生成される。これにより、ガス溶解装置に供給される液体の流量が変動しても、処理液体の比抵抗値を安定させることができる。【0025】
液体をバッファタンクに供給する第一調整用配管と、高濃度ガス付加液体をバッファタンクに供給する第二調整用配管と、バッファタンク内の処理液の比抵抗値を計測する比抵抗値センサと、を更に備えてもよい。この比抵抗値調整装置では、比抵抗値センサの計測結果に基づいて第一調整用配管又は第二調整用配管から液体又は高濃度ガス付加液体をバッファタンクに供給することで、バッファタンクに溜められている処理液体の比抵抗値を調整することができる。なお、バッファタンクに液体又は高濃度ガス付加液体を供給しても、開閉弁を閉じて、バッファタンク、処理液体排出管、及び循環配管で処理液体を循環させることで、バッファタンクに溜められている処理液体の解離及びイオン濃度の均一化を促進することができる。【0026】
本発明の一側面に係る比抵抗値調整方法は、比抵抗値の調整対象である液体に、液体の比抵抗値を調整するための調整ガスを溶解させて、液体に調整ガスが溶解された処理液体を生成し、生成された処理液体をバッファタンクに供給する。【0027】
この比抵抗値調整方法では、液体に調整ガスが溶解された処理液体が生成され、この生成された処理液体がバッファタンクに供給される。処理液体がバッファタンクに供給されると、処理液体の流路が急激に広くなることで処理液体の流速が急激に低下する。これにより、バッファタンクに供給された処理液体は、バッファタンク内で対流することにより解離が促進される。また、バッファタンクに供給された処理液体は、バッファタンク内で乱流となって撹拌されることによりイオン濃度の均一化が促進される。その結果、処理液体の比抵抗値のズレ及び振れの双方が抑制される。しかも、バッファタンクの代わりに長い配管に処理液体を流す場合に比べて、処理液体の圧損を小さくすることができ、更には、装置規模を小さくすることができる。【発明の効果】
【0028】
本発明によれば、規模の拡大を抑制しつつ、処理水の比抵抗値のズレ及び振れを抑制することができる。【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】第一実施形態の比抵抗値調整装置の模式図である。
【図2】ガス溶解装置の模式図である。
【図4】第二実施形態の比抵抗値調整装置の模式図である。
【図5】バッファタンクにおける供給口及び排出口の配置例を示す図である。
【図6】第三実施形態の比抵抗値調整装置の模式図である。
【図7】バッファタンクにおける供給口及び排出口の配置例を示す図である。
【図8】第四実施形態の比抵抗値調整装置の模式図である。
【図9】比較例の比抵抗値調整装置の模式図である。
【図10】実施例１の計測結果を示す図である。
【図11】比較例１の計測結果を示す図である。
【図12】実施例２の流量が２．０［Ｌ／ｍｉｎ］の場合の計測結果を示す図である。
【図13】実施例２の流量が１．０［Ｌ／ｍｉｎ］の場合の計測結果を示す図である。
【図14】実施例２の流量が０．２［Ｌ／ｍｉｎ］の場合の計測結果を示す図である。
【図15】実施例３の流量が２．０［Ｌ／ｍｉｎ］の場合の計測結果を示す図である。
【図16】実施例３の流量が１．０［Ｌ／ｍｉｎ］の場合の計測結果を示す図である。
【図17】実施例３の流量が０．２［Ｌ／ｍｉｎ］の場合の計測結果を示す図である。
【図18】実施例４のバッファタンクの容量が１５０［ｃｃ］の場合の計測結果を示す図である。
【図19】実施例４のバッファタンクの容量が３００［ｃｃ］の場合の計測結果を示す図である。
【図20】実施例４のバッファタンクの容量が４００［ｃｃ］の場合の計測結果を示す図である。
【図21】実施例４のバッファタンクの容量が５００［ｃｃ］の場合の計測結果を示す図である。
【図22】実施例４のバッファタンクの容量が７００［ｃｃ］の場合の計測結果を示す図である。
【図23】実施例５の液体の流量が１．０［Ｌ／ｍｉｎ］の場合の計測結果を示す図である。
【図24】実施例５の液体の流量が０．２［Ｌ／ｍｉｎ］の場合の計測結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0030】
以下、図面を参照して、実施形態の比抵抗値調整装置及び比抵抗値調整方法について詳細に説明する。なお、全図中、同一または相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。【0031】
［第一実施形態］図１は、第一実施形態の比抵抗値調整装置の模式図である。図１に示すように、本実施形態の比抵抗値調整装置１は、ガス溶解装置２と、バッファタンク３と、処理液体排出管４と、を備える。
【0032】
ガス溶解装置２は、比抵抗値の調整対象である液体Ｌに、液体Ｌの比抵抗値を調整するための調整ガスＧを溶解させて、液体Ｌに調整ガスＧが溶解された処理液体Ｌ２を生成する。【0033】
図２は、ガス溶解装置の模式図である。図２に示すように、ガス溶解装置２は、中空糸膜モジュール１１と、ガス供給管１２と、液体供給管１３と、モジュール供給管１４と、モジュール排出管１５と、バイパス管１６と、液体排出管１７と、調整弁１８と、を備える。【0034】
中空糸膜モジュール１１は、比抵抗値の調整対象である液体Ｌに、液体Ｌの比抵抗値を調整するための調整ガスＧを溶解させる。液体Ｌとして用いる液体は、特に限定されないが、例えば、半導体、液晶等を洗浄するための超純水とすることができる。通常、超純水の比抵抗値は、１７．５［ＭΩ・ｃｍ］以上１８．２［ＭΩ・ｃｍ］の範囲である。調整ガスＧとして用いるガスは、特に限定されないが、例えば、炭酸ガス又はアンモニアガスとすることができる。中空糸膜モジュール１１は、複数本の中空糸膜２１と、これらの中空糸膜２１を内部に収容するハウジング２２と、を備える。【0035】
中空糸膜２１は、気体は透過するが液体は透過しない中空糸状の膜である。中空糸膜２１の素材、膜形状、膜形態等は、特に制限されない。ハウジング２２は、中空糸膜２１を内部に収容する密閉容器である。【0036】
中空糸膜モジュール１１のハウジング２２内の領域は、中空糸膜２１により、液相側領域と気相側領域とに分けられる。液相側領域は、中空糸膜モジュール１１のハウジング２２内の領域のうち、液体Ｌが供給される領域である。気相側領域は、中空糸膜モジュール１１のハウジング２２内の領域のうち、調整ガスＧが供給される領域である。中空糸膜モジュール１１の種類としては、内部灌流型及び外部灌流型がある。本実施形態では、内部灌流型及び外部灌流型の何れであってもよい。外部灌流型の中空糸膜モジュール１１では、中空糸膜２１の内側（内表面側）が気相側領域となり、中空糸膜２１の外側（外表面側）が液相側領域となる。内部灌流型の中空糸膜モジュール１１では、中空糸膜２１の内側（内表面側）が液相側領域となり、中空糸膜２１の外側（外表面側）が気相側領域となる。【0037】
そして、中空糸膜モジュール１１は、中空糸膜２１を透過した調整ガスＧを液体Ｌに溶解させて、液体Ｌに調整ガスＧが溶解した高濃度ガス付加液体Ｌ１を生成する。このとき、例えば、中空糸膜モジュール１１に供給する調整ガスＧのガス圧を一定にし、中空糸膜モジュール１１に供給する液体Ｌの流量を調整することで、高濃度ガス付加液体Ｌ１として、液体Ｌに調整ガスＧが飽和状態で溶解された調整ガス飽和液体を生成することが好ましい。中空糸膜モジュール１１に供給する液体Ｌの流量は、調整弁１８により調整することができる。なお、ガス溶解装置２では、中空糸膜モジュール１１により高濃度ガス付加液体Ｌ１を生成した段階で、上記式（１）のイオン化はほぼ終了する。【0038】
ハウジング２２には、ガス供給口２３と、液体供給口２４と、液体排出口２５と、が形成されている。ガス供給口２３は、気相側領域に調整ガスＧを供給するためにハウジング２２に形成された開口である。液体供給口２４は、液相側領域に液体Ｌを供給するためにハウジング２２に形成された開口である。液体排出口２５は、液相側領域から高濃度ガス付加液体Ｌ１を排出するためにハウジング２２に形成された開口である。このため、ガス供給口２３は、気相側領域に連通され、液体供給口２４及び液体排出口２５は、液相側領域に連通される。ガス供給口２３、液体供給口２４、及び液体排出口２５の位置は特に限定されない。【0039】
ガス供給管１２は、内周側に流路が形成された管状の部材である。ガス供給管１２は、ガス供給口２３に接続されている。ガス供給管１２は、中空糸膜モジュール１１の気相側領域に連通されており、中空糸膜モジュール１１の気相側領域に調整ガスＧを供給する。【0040】
ガス供給管１２には、圧力調整弁１９と、圧力計Ｐ１と、が接続されている。圧力調整弁１９は、ガス供給管１２を流れる調整ガスＧのガス圧を調整する。つまり、気相側領域における調整ガスＧのガス圧は、圧力調整弁１９により調整される。圧力調整弁１９としては、周知の様々な圧力調整弁を採用することができる。圧力計Ｐ１は、ガス供給管１２を流れる調整ガスＧのガス圧を計測する。圧力計Ｐ１は、ガス供給管１２における圧力計Ｐ１の下流側、すなわち、ガス供給管１２における圧力計Ｐ１の気相側領域側に接続されている。圧力計Ｐ１としては、周知の様々な圧力計を採用することができ、例えば、ダイヤフラム弁を採用することができる。そして、比抵抗値調整装置１を制御する制御部（不図示）は、ガス供給管１２を流れる調整ガスＧのガス圧、すなわち、気相側領域における調整ガスＧのガス圧が、所定値（又は所定範囲内）となるように、圧力計Ｐ１で計測した調整ガスＧのガス圧に基づいて圧力調整弁１９を制御する。【0041】
なお、本実施形態では、中空糸膜モジュール１１の気相側領域から調整ガスＧが排出されないものとして説明するが、中空糸膜モジュール１１の気相側領域から調整ガスＧが排出されるものとしてもよい。この場合、中空糸膜モジュール１１のハウジング２２に、気相側領域から調整ガスＧを排出するための開口であるガス排出口（不図示）を形成する。そして、このガス排出口に、中空糸膜モジュール１１の気相側領域から調整ガスＧが排出されるガス排出管（不図示）を接続する。ガス排出管は、内周側に流路が形成された管状の部材である。【0042】
液体供給管１３は、内周側に流路が形成された管状の部材である。液体供給管１３には、比抵抗値調整装置１に供給される液体Ｌの全量が供給される。液体供給管１３は、分岐部Ａにより、モジュール供給管１４とバイパス管１６とに分岐されている。つまり、分岐部Ａの上流側には、液体供給管１３が接続されており、分岐部Ａの下流側には、モジュール供給管１４とバイパス管１６とが接続されている。そして、分岐部Ａは、液体供給管１３を流れる液体Ｌを、モジュール供給管１４とバイパス管１６とに分岐して排出する。【0043】
モジュール供給管１４は、内周側に流路が形成された管状の部材である。モジュール供給管１４は、分岐部Ａを介して液体供給管１３に連通されて、液体Ｌを中空糸膜モジュール１１に供給する。モジュール供給管１４は、中空糸膜モジュール１１の上流側に配置されて、中空糸膜モジュール１１の液体供給口２４に接続されている。モジュール供給管１４は、中空糸膜モジュール１１の液相側領域に連通されており、中空糸膜モジュール１１の液相領域に液体Ｌを供給する。【0044】
モジュール排出管１５は、内周側に流路が形成された管状の部材である。モジュール排出管１５は、中空糸膜モジュール１１から高濃度ガス付加液体Ｌ１が排出されて、合流部Ｂを介して液体排出管１７に連通されている。モジュール排出管１５は、中空糸膜モジュール１１の下流側に配置されて、中空糸膜モジュール１１の液体排出口２５に接続されている。モジュール排出管１５は、中空糸膜モジュール１１の液相側領域に連通されており、中空糸膜モジュール１１の液相側領域から高濃度ガス付加液体Ｌ１が排出される。【0045】
バイパス管１６は、内周側に流路が形成された管状の部材である。バイパス管１６は、分岐部Ａを介して液体供給管１３に連通されている。バイパス管１６は、中空糸膜モジュール１１をバイパスしている。このため、バイパス管１６を流れる液体Ｌは、中空糸膜モジュール１１に供給されずに、中空糸膜モジュール１１をバイパスする。バイパス管１６は、合流部Ｂによりモジュール排出管１５と合流されている。【0046】
合流部Ｂの上流側には、モジュール排出管１５とバイパス管１６とが接続されており、合流部Ｂの下流側には、液体排出管１７が接続されている。そして、合流部Ｂは、モジュール排出管１５を流れる高濃度ガス付加液体Ｌ１とバイパス管１６を流れる液体Ｌとを合流する。そして、合流部Ｂは、液体Ｌと高濃度ガス付加液体Ｌ１とが合流してなる処理液体Ｌ２を、液体排出管１７に排出する。【0047】
液体排出管１７は、内周側に流路が形成された管状の部材である。液体排出管１７は、合流部Ｂに接続されており、液体排出管１７は、合流部Ｂを介してモジュール排出管１５及びバイパス管１６と連通されており、合流部Ｂから処理液体Ｌ２が排出される。【0048】
調整弁１８は、モジュール排出管１５の流路を開閉する弁である。調整弁１８は、モジュール排出管１５の流路を開閉することで、モジュール排出管１５を流れる高濃度ガス付加液体Ｌ１とバイパス管１６を流れる液体Ｌとの割合を調整する。つまり、調整弁１８により上記割合を調整することで、処理液体Ｌ２の比抵抗値を調整することができる。この場合、調整ガスＧが飽和状態で液体Ｌに溶解された高濃度ガス付加液体Ｌ１が生成されるように、調整弁１８の開度を設定することが好ましい。ここで、飽和状態とは、完全な飽和状態だけでなく、飽和状態に近い状態も含む。飽和状態に近い状態とは、中空糸膜モジュール１１に供給される液体Ｌの流量と中空糸膜モジュール１１をバイパスする液体Ｌの流量との分配比率のみによって液体Ｌの比抵抗値を調整できる程度に、液体Ｌに調整ガスＧが溶解されている状態をいう。【0049】
図１に示すように、バッファタンク３は、ガス溶解装置２から排出された処理液体Ｌ２が供給される。バッファタンク３は、ガス溶解装置２に接続されている。つまり、処理液体Ｌ２は、ガス溶解装置２から排出されると、処理液体排出管４を経由することなく、すぐにバッファタンク３に供給される。バッファタンク３は、処理液体Ｌ２を一時的に溜めておくことができる容器である。このため、処理液体Ｌ２がバッファタンク３に供給されると、処理液体Ｌ２の流路が急激に広くなることで処理液体Ｌ２の流速が急激に低下する。これにより、バッファタンク３に供給された処理液体Ｌ２は、バッファタンク３内で対流することにより解離が促進される。また、バッファタンク３に供給された処理液体Ｌ２は、バッファタンク３内で乱流となって撹拌されることによりイオン濃度の均一化が促進される。【0050】
バッファタンク３は、密閉容器であり、バッファタンク３に処理液体Ｌ２が供給されることで、バッファタンク３内が処理液体Ｌ２で満たされる。このため、バッファタンク３の下流側にポンプ等を配置しなくても、ガス溶解装置２から排出された処理液体Ｌ２をバッファタンク３に供給することで、バッファタンク３から処理液体Ｌ２が排出される。なお、バッファタンク３内が処理液体Ｌ２で完全に満たされている必要は無く、バッファタンク３内に処理液体Ｌ２が満たされない領域（空隙）が残っていてもよい。【0051】
バッファタンク３は、如何なる形状の容器であってもよいが、円筒状の容器であることが好ましい。このように、バッファタンク３が円筒状の容器であると、バッファタンク３に供給された処理液体Ｌ２を、バッファタンク３の内周面に沿って対流させることができる。これにより、バッファタンク３内における処理液体Ｌ２の対流時間を十分に確保することができるともに撹拌効果を向上させることができる。【0052】
図３は、バッファタンクにおける供給口及び排出口の配置例を示す図である。図１及び図３に示すように、バッファタンク３は、ガス溶解装置２の液体供給管１３に接続される供給口３ａと、処理液体排出管４に接続される排出口３ｂと、を備える。供給口３ａ及び排出口３ｂの配置は、特に限定されないが、バッファタンク３内で処理液体Ｌ２の対流及び撹拌を促進する観点から、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、供給口３ａと排出口３ｂとが、互いに異なる線上に向けられていることが好ましい。このように、バッファタンク３の供給口３ａと排出口３ｂとが互いに異なる線上に向けられていると、バッファタンク３内で大きな乱流が起きるとともに、供給口３ａから排出口３ｂへの経路が複雑化される。これにより、処理液体Ｌ２の対流及び撹拌を促進させることができる。【0053】
図３（ａ）に示すバッファタンク３は、供給口３ａ及び排出口３ｂが、バッファタンク３の上下方向に延びる中心軸線Ｃから外れた位置に向けられている。このように、バッファタンク３の供給口３ａと排出口３ｂとがバッファタンク３の中心軸線Ｃから外れた方向に向けられていると、バッファタンク３内において、バッファタンク３の中心軸線Ｃ周りに処理液体Ｌ２を旋回させることができる。これにより、バッファタンク３内における処理液体Ｌ２の対流時間を十分に確保することができるとともに撹拌効果を向上させることができる。【0054】
図３（ｂ）に示すバッファタンク３は、供給口３ａと排出口３ｂとが、バッファタンク３の上下方向において異なる位置に配置されている。このように、バッファタンク３の供給口３ａと排出口３ｂとが上下方向において異なる位置に配置されていると、バッファタンク３内における処理液体Ｌ２の対流時間を十分に確保することができる。【0055】
また、図３（ｂ）に示すバッファタンク３は、排出口３ｂが供給口３ａよりも上方に配置されている。処理液体Ｌ２に気泡が含まれていると、バッファタンク３内では、当該気泡が供給口３ａから上方に浮上していく。このため、排出口３ｂが供給口３ａよりも上方に配置されていると、処理液体Ｌ２に含まれる気泡を速やかに排出口３ｂから排出することができる。【0056】
ところで、本発明者らの実験の結果、上記式（２）のイオン化が十分に行われるまでには、７〜１２秒程度必要であるとの知見を得た。実験の詳細は、以下の実施例に示す。そこで、バッファタンク３の容量は、処理液体Ｌ２が７〜１２秒で満たされる容量、つまり、処理液体Ｌ２の流量の７〜１２秒分に相当する容量であることが好ましい。このように、バッファタンク３の容量を、処理液体Ｌ２が７〜１２秒で満たされる容量とすることで、バッファタンク３が大型化するのを抑制しつつ、バッファタンク３内において処理液体Ｌ２を十分に解離させることができる。【0057】
図１に示すように、処理液体排出管４は、内周側に流路が形成された管状の部材である。処理液体排出管４は、バッファタンク３の排出口３ｂに接続されており、バッファタンク３から処理液体Ｌ２が排出される。そして、処理液体Ｌ２は、処理液体排出管４を流れていくことで、処理液体Ｌ２が使用されるユースポイントに供給される。処理液体排出管４の素材、特性（硬さ、弾性等）、形状、寸法等は、特に限定されない。【0058】
このように、本実施形態では、ガス溶解装置２において、液体Ｌに調整ガスＧが溶解された処理液体Ｌ２が生成され、この生成された処理液体Ｌ２がバッファタンク３に供給される。処理液体Ｌ２がバッファタンク３に供給されると、処理液体Ｌ２の流路が急激に広くなることで処理液体Ｌ２の流速が急激に低下する。これにより、バッファタンク３に供給された処理液体Ｌ２は、バッファタンク３内で対流することにより解離が促進される。また、バッファタンク３に供給された処理液体Ｌ２は、バッファタンク３内で乱流となって撹拌されることによりイオン濃度の均一化が促進される。その結果、処理液体Ｌ２の比抵抗値のズレ及び振れの双方が抑制される。しかも、バッファタンクの代わりに長い配管を用いる場合に比べて、処理液体Ｌ２の圧損を小さくすることができ、更には、装置規模を小さくすることができる。【0059】
また、ガス溶解装置２に供給された液体Ｌは、中空糸膜モジュール１１に供給される液体Ｌと中空糸膜モジュール１１をバイパスする液体Ｌとに分配される。中空糸膜モジュール１１では、中空糸膜２１を透過した調整ガスＧが液体Ｌに溶解されて、液体Ｌに調整ガスＧが溶解した高濃度ガス付加液体Ｌ１が生成される。そして、中空糸膜モジュール１１で生成された高濃度ガス付加液体Ｌ１と中空糸膜モジュール１１をバイパスした液体Ｌとが合流することで、処理液体Ｌ２が生成される。これにより、ガス溶解装置２に供給される液体Ｌの流量が変動しても、処理液体Ｌ２の比抵抗値を安定させることができる。【0060】
［第二実施形態］次に、第二実施形態について説明する。第二実施形態は、基本的に第一実施形態と同様であり、バッファタンクが処理液体で満たされない容器である点、及び処理液体排出管にポンプが取り付けられている点のみ、第一実施形態と相違する。このため、以下では、第一実施形態と相違する事項のみを説明し、第一実施形態と同様の事項の説明を省略する。
【0061】
図４は、第二実施形態の比抵抗値調整装置の模式図である。図４に示すように、本実施形態の比抵抗値調整装置１Ａは、ガス溶解装置２と、バッファタンク３Ａと、処理液体排出管４と、ポンプ５と、を備える。【0062】
バッファタンク３Ａは、第一実施形態のバッファタンク３と同様に、ガス溶解装置２から排出された処理液体Ｌ２が供給されて、処理液体Ｌ２を一時的に溜めておくことができる容器である。【0063】
バッファタンク３Ａは、開放容器であり、バッファタンク３Ａに処理液体Ｌ２が供給され、又は、バッファタンク３Ａから処理液体Ｌ２が排出されることで、バッファタンク３Ａ内に溜められている処理液体Ｌ２が増減する。このため、ガス溶解装置２から排出された処理液体Ｌ２をバッファタンク３Ａに供給しただけでは、バッファタンク３Ａから処理液体Ｌ２が排出されない。【0064】
図５は、バッファタンクにおける供給口及び排出口の配置例を示す図である。図４及び図５に示すように、バッファタンク３Ａは、ガス溶解装置２の液体供給管１３に接続される供給口３ａと、処理液体排出管４に接続される排出口３ｂと、を備える。供給口３ａ及び排出口３ｂの配置は、特に限定されないが、バッファタンク３Ａ内で処理液体Ｌ２の対流及び撹拌を促進する観点から、図５に示すように、供給口３ａが、バッファタンク３Ａの上部に形成されていることが好ましい。供給口３ａがバッファタンク３Ａの上部に形成されているとは、例えば、バッファタンク３Ａの天壁に供給口３ａが形成されていること、バッファタンク３Ａの天壁に液体排出管１７を貫通させてバッファタンク３Ａの上部に供給口３ａが形成されていること、バッファタンク３Ａの側壁の上部に供給口３ａが形成されていること、バッファタンク３Ａの側壁の上部に液体排出管１７を貫通させてバッファタンク３Ａの上部に供給口３ａが形成されていること等をいう。このように、供給口３ａがバッファタンク３Ａの上部に形成されていると、供給口３ａからバッファタンク３Ａに供給される処理液体Ｌ２により、バッファタンク３Ａに溜められている処理液体Ｌ２を撹拌することができる。【0065】
図４に示すように、ポンプ５は、処理液体排出管４に取り付けられている。ポンプ５は、処理液体排出管４内の処理液体Ｌ２をバッファタンク３Ａとは反対側に送ることで、バッファタンク３Ａから処理液体排出管４に処理液体Ｌ２を送り出す。【0066】
このように、本実施形態でも、第一実施形態と同様に処理液体Ｌ２がバッファタンク３Ａに供給されるため、処理液体Ｌ２の比抵抗値のズレ及び振れの双方を抑制することができる。また、バッファタンクの代わりに長い配管を用いる場合に比べて、処理液体Ｌ２の圧損を小さくすることができ、更には、装置規模を小さくすることができる。【0067】
［第三実施形態］次に、第三実施形態について説明する。第三実施形態は、基本的に第二実施形態と同様であり、処理液体排出管を開閉する開閉弁と、処理液体排出管を流れる処理液体をバッファタンクに戻す循環配管と、を備える点のみ、第二実施形態と相違する。このため、以下では、第二実施形態と相違する事項のみを説明し、第二実施形態と同様の事項の説明を省略する。
【0068】
図６は、第三実施形態の比抵抗値調整装置の模式図である。図６に示すように、本実施形態の比抵抗値調整装置１Ｂは、ガス溶解装置２と、バッファタンク３Ｂと、処理液体排出管４と、ポンプ５と、開閉弁６と、循環配管７と、を備える。【0069】
開閉弁６は、処理液体排出管４のポンプ５よりも下流側に取り付けられて、処理液体排出管４の流路を開閉する弁である。開閉弁６は、処理液体排出管４の流路を開閉することで、処理液体Ｌ２をユースポイントに供給するか否かを選択することができる。【0070】
循環配管７は、内周側に流路が形成された管状の部材である。循環配管７は、処理液体排出管４におけるポンプ５と開閉弁６との間から分岐されて、処理液体排出管４を流れる処理液体Ｌ２をバッファタンク３Ｂに戻す。ポンプ５と開閉弁６との間とは、ポンプ５の下流側かつ開閉弁６の上流側である。このため、開閉弁６を開くと、バッファタンク３Ｂから処理液体排出管４に排出された処理液体Ｌ２は、ユースポイントに供給されるが、開閉弁６を閉じると、バッファタンク３Ｂから処理液体排出管４に排出された処理液体Ｌ２は、循環配管７を通ってバッファタンク３Ｂに戻される。【0071】
バッファタンク３Ｂは、第二実施形態のバッファタンク３Ａと同様に、開放容器であり、バッファタンク３Ｂに処理液体Ｌ２が供給され、又は、バッファタンク３Ｂから処理液体Ｌ２が排出されることで、バッファタンク３Ｂ内に溜められている処理液体Ｌ２が増減する。このため、ガス溶解装置２から排出された処理液体Ｌ２をバッファタンク３Ｂに供給しただけでは、バッファタンク３Ｂから処理液体Ｌ２が排出されない。【0072】
図７は、バッファタンクにおける供給口及び排出口の配置例を示す図である。図６及び図７に示すように、バッファタンク３Ｂは、ガス溶解装置２の液体供給管１３に接続される供給口３ａと、処理液体排出管４に接続される排出口３ｂと、循環配管７に接続される循環口３ｃと、を備える。供給口３ａ、排出口３ｂ及び循環口３ｃの配置は、特に限定されないが、バッファタンク３Ｂ内で処理液体Ｌ２の対流及び撹拌を促進する観点から、図７に示すように、供給口３ａ及び循環口３ｃが、バッファタンク３Ｂの上部に形成されていることが好ましい。このように、供給口３ａ及び循環口３ｃがバッファタンク３Ｂの上部に形成されていると、供給口３ａからバッファタンク３Ｂに供給される処理液体Ｌ２又は循環口３ｃからバッファタンク３Ｂに戻される処理液体Ｌ２により、バッファタンク３Ｂに溜められている処理液体Ｌ２を撹拌することができる。【0073】
このように、本実施形態では、開閉弁６を開くと、処理液体排出管４からユースポイントに処理液体Ｌ２を供給することができるが、開閉弁６を閉じると、バッファタンク３Ｂから処理液体排出管４に排出された処理液体Ｌ２を循環配管７からバッファタンク３Ｂに戻すことができる。このため、ユースポイントで処理液体Ｌ２が必要でないときは、開閉弁６を閉じておくことで、バッファタンク３Ｂ、処理液体排出管４、及び循環配管７で処理液体Ｌ２を循環させることができる。これにより、処理液体Ｌ２の解離及びイオン濃度の均一化が更に促進されるため、処理液体Ｌ２の比抵抗値のズレ及び振れを更に抑制することができる。【0074】
ところで、基板を洗浄する洗浄機等では、頻繁に流量変動が起こるため、流動変更に伴う比抵抗値の振れの問題も発生する。また、流量を変化させると、処理液体Ｌ２の比抵抗値が安定するまでに多少の時間がかかる。これに対して、本実施形態では、ユースポイントにはバッファタンク３Ｂに溜められている処理液体Ｌ２を供給するため、常にガス溶解装置２で処理液体Ｌ２を生成する必要は無く、バッファタンク３Ｂに溜められている処理液体Ｌ２が少なくなったときに、ガス溶解装置２で処理液体Ｌ２を生成すればよい。このため、ガス溶解装置２に供給する液体Ｌの流量を一定にすることができる。これにより、ユースポイントでの流量変動や使用流量に影響されることなく、処理液体Ｌ２の比抵抗値を安定させることができる。【0075】
［第四実施形態］次に、第四実施形態について説明する。第四実施形態は、基本的に第三実施形態と同様であり、バッファタンク内で処理液体の比抵抗値を調整する点のみ、第三実施形態と相違する。このため、以下では、第三実施形態と相違する事項のみを説明し、第三実施形態と同様の事項の説明を省略する。
【0076】
図８は、第四実施形態の比抵抗値調整装置の模式図である。図８に示すように、本実施形態の比抵抗値調整装置１Ｃは、ガス溶解装置２と、バッファタンク３Ｃと、処理液体排出管４と、ポンプ５と、開閉弁６と、循環配管７と、第一調整用配管８と、第二調整用配管９と、比抵抗値センサ１０と、を備える。【0077】
第一調整用配管８は、内周側に流路が形成された管状の部材である。第一調整用配管８は、液体Ｌをバッファタンク３Ｃに供給する。第一調整用配管８は、液体Ｌの流路に接続されている。第一調整用配管８が接続される液体Ｌの流路としては、例えば、ガス溶解装置２の液体供給管１３、バイパス管１６等が挙げられる。第一調整用配管８には、電磁弁（不図示）が取り付けられている。そして、比抵抗値調整装置１Ｃを制御する制御部（不図示）は、比抵抗値センサ１０の計測結果に基づいて、電磁弁の開閉制御を行う。【0078】
第二調整用配管９は、内周側に流路が形成された管状の部材である。第二調整用配管９は、高濃度ガス付加液体Ｌ１をバッファタンク３Ｃに供給する。第二調整用配管９は、高濃度ガス付加液体Ｌ１の流路に接続されている。第二調整用配管９が接続される高濃度ガス付加液体Ｌ１の流路としては、例えば、ガス溶解装置２のモジュール排出管１５が挙げられる。第二調整用配管９には、電磁弁（不図示）が取り付けられている。そして、比抵抗値調整装置１Ｃを制御する制御部（不図示）は、比抵抗値センサ１０の計測結果に基づいて、電磁弁の開閉制御を行う。【0079】
比抵抗値センサ１０は、バッファタンク３Ｃに溜められている処理液体Ｌ２の比抵抗値を計測するセンサである。バッファタンク３Ｃに溜められている処理液体Ｌ２は、比抵抗値が安定しているが、装置の不具合等によって比抵抗値が比抵抗調整値からずれる可能性がある。そこで、比抵抗値センサ１０でバッファタンク３Ｃに溜められている処理液体Ｌ２の比抵抗値を計測する。そして、比抵抗値調整装置１Ｃを制御する制御部（不図示）は、計測結果が比抵抗調整値から外れている場合は、第一調整用配管８又は第二調整用配管９から液体Ｌ又は高濃度ガス付加液体Ｌ１をバッファタンク３Ｃに供給することで、比抵抗値センサ１０でバッファタンク３Ｃに溜められている処理液体Ｌ２の比抵抗値を調整する。【0080】
このように、本実施形態では、比抵抗値センサ１０の計測結果に基づいて、第一調整用配管８又は第二調整用配管９から液体Ｌ又は高濃度ガス付加液体Ｌ１をバッファタンク３Ｃに供給することで、バッファタンク３Ｃに溜められている処理液体Ｌ２の比抵抗値を調整することができる。なお、バッファタンク３Ｃに液体Ｌ又は高濃度ガス付加液体Ｌ１を供給しても、開閉弁６を閉じて、バッファタンク３Ｃ、処理液体排出管４、及び循環配管７で処理液体Ｌ２を循環させることで、バッファタンク３Ｃに溜められている処理液体Ｌ２の解離及びイオン濃度の均一化を促進することができる。【0081】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記の各実施形態を適宜組み合わせてもよい。また、上記実施形態では、ガス溶解装置として、中空糸膜モジュールで生成した高濃度ガス付加液体Ｌ１と中空糸膜モジュールをバイパスした液体Ｌとを合流せることで処理液体Ｌ２を生成する膜方式のガス溶解装置を用いて説明したが、特開昭６０−０２７６０３号公報、特開平１０−２１２１０５号公報、特開２００４−３４４８２１号公報等に記載されたような気体注入方式のガス溶解装置等に適用してもよい。【実施例】
【0082】
次に、本発明の実施例を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。【0083】
［実施例１］実施例１では、図１に示す第一実施形態の比抵抗値調整装置１を用いた。ガス溶解装置２（液体供給管１３）に供給する液体Ｌは、温度：２５［℃］、供給水圧：０．２５［ＭＰａ］、比抵抗値：１８．２［ＭΩ・ｃｍ］、流量：２．０［Ｌ／ｍｉｎ］とした。比抵抗調整値は、０．４［ＭΩ・ｃｍ］、０．５［ＭΩ・ｃｍ］、０．６［ＭΩ・ｃｍ］、０．８［ＭΩ・ｃｍ］、１．０［ＭΩ・ｃｍ］とした。処理液体排出管４として、直径１２×８［ｍｍ］のチューブを用いた。バッファタンク３として、円筒状の容器を用いた。処理液体Ｌ２のバッファタンク３での推定滞留時間が約１２秒となるように、バッファタンク３の容量（内容積）を４００［ｃｃ］とした。推定対流時間は、バッファタンク３の容量を、処理液体Ｌ２の流量で除算した時間とした。
【0084】
そして、バッファタンク３の直後に比抵抗値センサを取り付け、この比抵抗値センサで処理液体Ｌ２の比抵抗値を計測した。比抵抗値センサとしては、堀場アドバンストテクノ社製ＨＥ−４８０Ｒを用いた。計測結果を図１０に示す。【0085】
［比較例１］比較例１では、図９に示す比抵抗値調整装置１００を用いた。比較例１の比抵抗値調整装置１００は、バッファタンクを備えない点を除き、実施例１の比抵抗値調整装置１と同じとした。ガス溶解装置２（液体供給管１３）に供給する液体Ｌ及び比抵抗調整値は、実施例１と同条件とした。
【0086】
そして、ガス溶解装置２から排出された処理液体Ｌ２が比抵抗値センサに到達するまでの時間が実施例１と同条件となるように、処理液体排出管４におけるガス溶解装置２の８ｍ下流側に比抵抗値センサを取り付け、この比抵抗値センサで処理液体Ｌ２の比抵抗値を計測した。つまり、比抵抗値センサを上記位置に取り付けることで、処理液体Ｌ２がガス溶解装置２から排出されてから比抵抗値センサに到達するまでの推定時間を約１２秒とし、比抵抗値センサまでの処理液体排出管４の容積（内容積）を４００ｃｃとした。比抵抗値センサとしては、実施例１と同じものを用いた。計測結果を図１１に示す。【0087】
［評価１］図１１に示すように、比較例１では、比抵抗値センサを取り付けるまでの距離を長くしたため、イオン濃度のムラに起因する比抵抗値の振れが大きかった。
【0088】
これに対し、図１０に示すように、実施例１では、比抵抗値の振れが、比較例１に対して大幅に抑制された。この結果から、バッファタンク３を備えることで、比抵抗値の振れを抑制できることが分かった。【0089】
［実施例２］実施例２では、図１に示す第一実施形態の比抵抗値調整装置１を用いた。ガス溶解装置２（液体供給管１３）に供給する液体Ｌは、温度：２５［℃］、供給水圧：０．２５［ＭＰａ］、比抵抗値：１８．２［ＭΩ・ｃｍ］とした。液体Ｌの流量は、２．０［Ｌ／ｍｉｎ］、１．０［Ｌ／ｍｉｎ］、０．２［Ｌ／ｍｉｎ］とした。比抵抗調整値は、０．２［ＭΩ・ｃｍ］、０．５［ＭΩ・ｃｍ］、０．６［ＭΩ・ｃｍ］、０．７［ＭΩ・ｃｍ］、０．８［ＭΩ・ｃｍ］、０．９［ＭΩ・ｃｍ］、１．０［ＭΩ・ｃｍ］とした。バッファタンク３として、円筒状の容器を用い、バッファタンク３の容量（内容積）を７００［ｃｃ］とした。バッファタンク３の供給口３ａと排出口３ｂとが同一上線上に向けられているものとした。
【0090】
そして、バッファタンク３の直後に比抵抗値センサを取り付け、この比抵抗値センサで処理液体Ｌ２の比抵抗値を計測した。比抵抗値センサは実施例１と同じものを用いた。流量が２．０［Ｌ／ｍｉｎ］の計測結果を図１２に示し、流量が１．０［Ｌ／ｍｉｎ］の計測結果を図１３に示し、流量が０．２［Ｌ／ｍｉｎ］の計測結果を図１４に示す。【0091】
［実施例３］実施例３では、バッファタンク３の供給口３ａと排出口３ｂとが互いに異なる線上に向けられているものとした他は、実施例２と同条件とした。具体的には、供給口３ａ及び排出口３ｂは、バッファタンク３の上下方向に延びる中心軸線から外れた位置に向けられているものとし、更に、排出口３ｂを供給口３ａよりも上方に配置した。
【0092】
そして、バッファタンク３の直後に比抵抗値センサを取り付け、この比抵抗値センサで処理液体Ｌ２の比抵抗値を計測した。比抵抗値センサは実施例１と同じものを用いた。流量が２．０［Ｌ／ｍｉｎ］の計測結果を図１５に示し、流量が１．０［Ｌ／ｍｉｎ］の計測結果を図１６に示し、流量が０．２［Ｌ／ｍｉｎ］の計測結果を図１７に示す。【0093】
［評価２］図１２〜図１４と図１５〜図１７とを比べると、液体Ｌの流量に関わらず、実施例３は、実施例２よりも比抵抗値の振れが抑制されている。これは、実施例２では、処理液体Ｌ２がバッファタンク３の供給口３ａから排出口３ｂに直線的に抜けやすいことから、実施例３に比べて処理液体Ｌ２の撹拌効果が弱まった結果である思われる。一方、実施例３では、処理液体Ｌ２がバッファタンク３の内側面に当たって旋回するように対流するため、実施例２に比べて撹拌効果が高まった結果であると思われる。
【0094】
［実施例４］実施例４では、図１に示す第一実施形態の比抵抗値調整装置１を用いた。ガス溶解装置２（液体供給管１３）に供給する液体Ｌは、温度：２５［℃］、供給水圧：０．２５［ＭＰａ］、比抵抗値：１８．２［ＭΩ・ｃｍ］、流量：２．０［Ｌ／ｍｉｎ］とした。比抵抗調整値は、０．１［ＭΩ・ｃｍ］、０．２［ＭΩ・ｃｍ］、０．５［ＭΩ・ｃｍ］、０．６［ＭΩ・ｃｍ］、０．７［ＭΩ・ｃｍ］、０．８［ＭΩ・ｃｍ］、０．９［ＭΩ・ｃｍ］、１．０［ＭΩ・ｃｍ］とした。バッファタンク３として、円筒状の容器を用い、バッファタンク３の容量（内容積）を１５０［ｃｃ］、３００［ｃｃ］、４００［ｃｃ］、５００［ｃｃ］、７００［ｃｃ］とした。
【0095】
そして、バッファタンク３の直後と、処理液体排出管４におけるバッファタンク３の５ｍ下流側とに、それぞれ比抵抗値センサを取り付け、これらの比抵抗値センサで処理液体Ｌ２の比抵抗値を計測した。比抵抗値センサは実施例１と同じものを用いた。バッファタンク３の容量が１５０［ｃｃ］の計測結果を図１８に示し、バッファタンク３の容量が３００［ｃｃ］の計測結果を図１９に示し、バッファタンク３の容量が４００［ｃｃ］の計測結果を図２０に示し、バッファタンク３の容量が５００［ｃｃ］の計測結果を図２１に示し、バッファタンク３の容量が７００［ｃｃ］の計測結果を図２２に示す。【0096】
［評価３］バッファタンク３の直後に取り付けられた比抵抗値センサの計測結果を参照すると、バッファタンク３の容量を大きくするほど、比抵抗値の振れ幅が小さくなった。この結果から、バッファタンク３の容量を大きくするほど、バッファタンク３内で処理液体Ｌ２の撹拌が促進されるため、イオン濃度が均一化して、比抵抗値の振れが抑制されることが分かった。
【0097】
［評価４］バッファタンク３の直後に取り付けられた比抵抗値センサの計測結果と、処理液体排出管４におけるバッファタンク３の５ｍ下流側に取り付けられた比抵抗値センサの計測結果とを比較すると、バッファタンク３の容量を大きくするほど、比抵抗値の差が小さくなった。この結果から、バッファタンク３の容量を大きくするほど、バッファタンク３内で処理液体Ｌ２の滞留時間が長くなるため、イオン濃度の均一化と同時に、解離が促進されて、比抵抗値の振れ及びズレの双方が抑制されることが分かった。
【0098】
［評価５］バッファタンク３の直後に取り付けられた比抵抗値センサの計測結果と、処理液体排出管４におけるバッファタンク３の５ｍ下流側に取り付けられた比抵抗値センサの計測結果とを比較すると、バッファタンク３の容量が１５０［ｃｃ］よりも大きくなることで、比抵抗値の差が小さくなっていた。また、バッファタンク３の容量が４００［ｃｃ］以上の場合は、比抵抗値の差は殆ど変わらなかった。ここで、バッファタンク３の容量が１５０［ｃｃ］である場合の処理液体Ｌ２のバッファタンク３の推定滞留時間は約５秒となり、バッファタンク３の容量が３００［ｃｃ］である場合の処理液体Ｌ２のバッファタンク３の推定滞留時間は約９秒となり、バッファタンク３の容量が４００［ｃｃ］である場合の処理液体Ｌ２のバッファタンク３の推定滞留時間は約１２秒となる。このため、バッファタンク３の容量を、処理液体Ｌ２が約７〜１２秒で満たされる容量、つまり、処理液体Ｌ２の流量の約７〜１２秒分に相当する容量とすることで、バッファタンク３が大型化するのを抑制しつつ、バッファタンク３内において処理液体Ｌ２を十分に解離させることができることが分かった。
【0099】
［実施例５］実施例５では、液体Ｌの流量を１．０［Ｌ／ｍｉｎ］、０．２［Ｌ／ｍｉｎ］とし、バッファタンク３の容量を４００［ｃｃ］とした他は、実施例４と同条件とした。
【0100】
そして、実施例４と同じ位置に比抵抗値センサを取り付け、これらの比抵抗値センサで処理液体Ｌ２の比抵抗値を計測した。比抵抗値センサは実施例１と同じものを用いた。液体Ｌの流量が１．０［Ｌ／ｍｉｎ］の計測結果を図２３に示し、液体Ｌの流量が０．２［Ｌ／ｍｉｎ］の計測結果を図２４に示す。【0101】
［評価］図２０、図２３及び図２４は、液体Ｌの流量が異なるだけで、他の条件は同じである。そして、何れの計測結果においても、比抵抗値の振れ及びズレが抑制されていた。この結果から、液体Ｌの流量に関わらず、上記の評価３〜評価５が妥当であると類推できることが分かった。
【符号の説明】
【0102】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…比抵抗値調整装置、２…ガス溶解装置、３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ…バッファタンク、３ａ…供給口、３ｂ…排出口、３ｃ…循環口、４…処理液体排出管、５…ポンプ、６…開閉弁、７…循環配管、８…第一調整用配管、９…第二調整用配管、１０…比抵抗値センサ、１１…中空糸膜モジュール、１２…ガス供給管、１３…液体供給管、１４…モジュール供給管、１５…モジュール排出管、１６…バイパス管、１７…液体排出管、１８…調整弁、１９…圧力調整弁、２１…中空糸膜、２２…ハウジング、２３…ガス供給口、２４…液体供給口、２５…液体排出口、１００…比抵抗値調整装置、Ａ…分岐部、Ｂ…合流部、Ｃ…中心軸線、Ｇ…調整ガス、Ｌ…液体、Ｌ１…高濃度ガス付加液体、Ｌ２…処理液体、Ｐ１…圧力計。