特許 7434204 オゾンガス生成装置

(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】

(24)【登録日】2024-02-09

(45)【発行日】2024-02-20

(54)【発明の名称】オゾンガス生成装置

(51)【国際特許分類】

   C01B 13/11 20060101AFI20240213BHJP

【ＦＩ】

C01B13/11 K

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021051134

(22)【出願日】2021-03-25

(65)【公開番号】P2022149131

(43)【公開日】2022-10-06

【審査請求日】2023-02-27

(73)【特許権者】

【識別番号】501137636

【氏名又は名称】東芝三菱電機産業システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088672

【弁理士】

【氏名又は名称】吉竹 英俊

(74)【代理人】

【識別番号】100088845

【弁理士】

【氏名又は名称】有田 貴弘

(72)【発明者】

【氏名】西村 真一

【審査官】宮脇 直也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－２０３５８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－１２７９０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－１９８６０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１６７３８９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０１Ｂ １３／１１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

酸素を含む原料ガスからオゾンガスを生成するオゾンガス生成装置であって、
放電空間に誘電体バリア放電を発生させ、前記放電空間に原料ガスを通過させることによりオゾンガスを発生するオゾンガス発生処理を実行するオゾンガス発生器と、
オゾンガスの濃度を測定して測定オゾン濃度を取得するオゾン濃度測定処理を実行するオゾン濃度計と、
原料ガスを分析して、原料ガスに含まれる酸素以外の不純物を検出して不純物含有量を得るガス分析処理を実行するガス分析器と、
外部より原料ガスを受ける供給部と、
前記供給部と前記オゾンガス発生器との間に設けられ、前記オゾンガス発生器に原料ガスを供給するためのガス供給経路と、
前記オゾンガス発生器、前記オゾン濃度計及び前記ガス分析器を制御して、前記オゾンガス発生処理、前記オゾン濃度測定処理及び前記ガス分析処理を実行させる制御部とを備え、
前記ガス分析器は前記ガス供給経路上に設けられ、
前記ガス分析器は、
原料ガスを分析して、原料ガスに含まれる酸素以外の第１の不純物を検出して第１の不純物含有量を得る第１のガス分析処理を実行する第１のガス分析器と、
原料ガスを分析して、原料ガスに含まれる酸素以外の第２の不純物を検出して第２の不純物含有量を得る第２のガス分析処理を実行する第２のガス分析器とを含み、
前記第１及び第２の不純物は互いに異なり、前記ガス分析処理は前記第１及び第２のガス分析処理を含み、
前記第１及び第２のガス分析器は前記ガス供給経路上に設けられる、
オゾンガス生成装置。

【請求項2】

酸素を含む原料ガスからオゾンガスを生成するオゾンガス生成装置であって、
放電空間に誘電体バリア放電を発生させ、前記放電空間に原料ガスを通過させることによりオゾンガスを発生するオゾンガス発生処理を実行するオゾンガス発生器と、
オゾンガスの濃度を測定して測定オゾン濃度を取得するオゾン濃度測定処理を実行するオゾン濃度計と、
原料ガスを分析して、原料ガスに含まれる酸素以外の不純物を検出して不純物含有量を得るガス分析処理を実行するガス分析器と、
外部より原料ガスを受ける供給部と、
前記供給部と前記オゾンガス発生器との間に設けられ、前記オゾンガス発生器に原料ガスを供給するためのガス供給経路と、
前記オゾンガス発生器、前記オゾン濃度計及び前記ガス分析器を制御して、前記オゾンガス発生処理、前記オゾン濃度測定処理及び前記ガス分析処理を実行させる制御部と、
前記供給部に接続され前記ガス供給経路と分離して設けられる分離ガス経路とを備え、
前記ガス分析器は前記分離ガス経路上に設けられ、
前記ガス分析器は、
原料ガスを分析して、原料ガスに含まれる酸素以外の第１の不純物を検出して第１の不純物含有量を得る第１のガス分析処理を実行する第１のガス分析器と、
原料ガスを分析して、原料ガスに含まれる酸素以外の第２の不純物を検出して第２の不純物含有量を得る第２のガス分析処理を実行する第２のガス分析器とを含み、
前記第１及び第２の不純物は互いに異なり、前記ガス分析処理は前記第１及び第２のガス分析処理を含み、
前記第１及び第２のガス分析器は前記分離ガス経路上に設けられる、
オゾンガス生成装置。

【請求項3】

請求項２記載のオゾンガス生成装置であって、
前記第１及び第２のガス分析器は前記分離ガス経路上に直列に設けられる、
オゾンガス生成装置。

【請求項4】

請求項２記載のオゾンガス生成装置であって、
前記分離ガス経路は第１及び第２の分離ガス経路を含み、前記第１及び第２の分離ガス経路は前記供給部に対し互いに並列に設けられ、
前記第１のガス分析器は前記第１の分離ガス経路上に設けられ、
前記第２のガス分析器は前記第２の分離ガス経路上に設けられる、
オゾンガス生成装置。

【請求項5】

酸素を含む原料ガスからオゾンガスを生成するオゾンガス生成装置であって、
放電空間に誘電体バリア放電を発生させ、前記放電空間に原料ガスを通過させることによりオゾンガスを発生するオゾンガス発生処理を実行するオゾンガス発生器と、
オゾンガスの濃度を測定して測定オゾン濃度を取得するオゾン濃度測定処理を実行するオゾン濃度計と、
原料ガスを分析して、原料ガスに含まれる酸素以外の不純物を検出して不純物含有量を得るガス分析処理を実行するガス分析器と、
外部より原料ガスを受ける供給部と、
前記供給部と前記オゾンガス発生器との間に設けられ、前記オゾンガス発生器に原料ガスを供給するためのガス供給経路と、
前記オゾンガス発生器、前記オゾン濃度計及び前記ガス分析器を制御して、前記オゾンガス発生処理、前記オゾン濃度測定処理及び前記ガス分析処理を実行させる制御部と、
前記供給部に接続され前記ガス供給経路と分離して設けられる分離ガス経路とを備え、
前記ガス分析器は前記分離ガス経路上に設けられ、
前記ガス分析器は、
原料ガスを分析して、原料ガスに含まれる酸素以外の第１の不純物を検出して第１の不純物含有量を得る第１のガス分析処理を実行する第１のガス分析器と、
原料ガスを分析して、原料ガスに含まれる酸素以外の第２の不純物を検出して第２の不純物含有量を得る第２のガス分析処理を実行する第２のガス分析器とを含み、
前記第１及び第２の不純物は互いに異なり、前記ガス分析処理は前記第１及び第２のガス分析処理を含み、
前記第１のガス分析器は前記分離ガス経路上に設けられ、
前記第２のガス分析器は前記ガス供給経路上に設けられる、
オゾンガス生成装置。

【請求項6】

請求項１から請求項５のうち、いずれか１項に記載のオゾンガス生成装置であって、
前記不純物は、窒素、アルゴン、炭素化合物、水分、フッ素及び塩素のうち、少なくとも一つを含む、
オゾンガス生成装置。

【請求項7】

請求項１から請求項５のうち、いずれか１項に記載のオゾンガス生成装置であって、
前記第１の不純物は窒素、アルゴン、炭素化合物、メタン、フッ素及び塩素のうち、いずれか一つであり、前記第２の不純物は水分、炭素化合物及びフッ素のうち、いずれか一つである、
オゾンガス生成装置。

【請求項8】

請求項１から請求項７のうち、いずれか１項に記載のオゾンガス生成装置であって、
前記制御部の制御下で前記不純物含有量を指示する不純物含有量情報を視覚認識可能に表示する表示装置をさらに備える、
オゾンガス生成装置。

【請求項9】

請求項８記載のオゾンガス生成装置であって、
前記制御部の制御下で前記不純物含有量の経時変化を含有量経時変化情報として記憶する記憶装置をさらに備え、
前記表示装置は、前記制御部の制御下で、前記記憶装置に記録された前記含有量経時変化情報を視覚認識可能にさらに表示する、
オゾンガス生成装置。

【請求項10】

請求項１から請求項９のうち、いずれか１項に記載のオゾンガス生成装置であって、
前記制御部の制御下で前記不純物含有量が正常範囲外である時、警告情報を出力する警報装置をさらに備える、
オゾンガス生成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、酸素を含む原料ガスからオゾンガスを生成するオゾンガス生成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

オゾンガス生成装置は、紫外線を用いた方式、電気分解を用いた方法、放電現象を利用した放電式などを採用している。高濃度なオゾンガスを生成するようなオゾンガス生成装置では一般的に放電式を採用したオゾンガス生成装置が使用される。放電式を採用したオゾンガス生成装置として例えば特許文献１に開示されたオゾンガス供給システムがある。

【0003】

放電式のオゾンガス生成装置は、オゾンガスを発生用の電源供給を行うオゾン用電源と、オゾンガス生成用の放電セル（オゾン発生セル）を内蔵したオゾンガス発生器との組合せで構成される。放電セルは誘電体を介した放電空間を有しており、オゾン用電源からオゾンガス発生器に高電圧のオゾン発生用交流電圧を印加することにより、放電セルの放電空間内で誘電体バリア放電（無声放電）を発生させる。その結果、オゾンガス発生器は、誘電体バリア放電が発生している放電空間を通過する原料ガスに放電エネルギーを与えることにより、酸素ガスを含む原料ガスから高濃度のオゾンガスを発生することができる。

【0004】

高濃度オゾンガスを供給できるオゾンガス生成装置は半導体成膜分野の酸化膜の成膜処理に利用される。

【0005】

例えば、高濃度オゾンガスを用いた熱方式の成膜方法（以下、単に「オゾン熱成膜方法」と略記する）は基板にシリコン酸化膜や金属酸化膜を成膜する際に用いられる。オゾン熱成膜方法は、他の酸化源を使用した熱方式や、光方式、またはプラズマ方式など成膜方法の一種として使用される。

【0006】

オゾン熱成膜方法は、オゾンガスを酸化源としており、通常の熱方式の酸素源となる酸素や水をオゾンガスに変更している。オゾンガスによる酸化反応は、酸素や水よる酸化反応より良好なため、オゾン熱成膜方法では成膜処理を比較的低温度で実行することができる。また、オゾン熱成膜方法は、通常の熱方式と同程度の温度で行うと、成膜時間が短縮できる利点がある。

【0007】

さらに、オゾン熱成膜方法は、プラズマ方式と比較して成膜対象となる基材（基板）へのダメージを少なくすることができるという利点もある。

【0008】

一方、半導体素子の高性能化、サイズダウン化に伴い、配線層等の線幅の微細化が進んでいる。この場合、オゾンガスに含まれる不純物に関し、今までは許容できた不純物含有量でも、製造される半導体素子の歩留まりに直結する傾向が生じている。このため、オゾンガス生成装置側に対し、不純物の比率をより抑制した高純度のオゾンガスを生成することが求められている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【文献】特許第５６２７０２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

放電式のオゾンガス生成方式は放電部（放電空間）に流れるガスの影響で放電部の状態が変わることが考えられる。この場合、放電部の状態が変わることで正常な放電ができなくなり、所望のオゾンガス濃度を生成できない第１の懸念現象がある。

【0011】

また、供給する原料ガスに酸素以外の不純物が含まれた場合、オゾン生成過程で新たに不純物が生成される可能性がある。すなわち、原料ガス中の酸素以外の不純物によって、オゾンガス生成装置にて生成されるオゾンガスの品質を損ね、品質が劣化されたオゾンガスが供給先に供給されてしまうという第２の懸念現象がある。

【0012】

また、原料ガスにおける酸素ガスの純度は仕様書等に明記されているが、原料ガスとして、仕様書に記載された内容と比較して純度が劣った酸素ガスが供給されるという第３の懸念現象も考えられる。第３の懸念現象が発生すると、オゾンガスの生成効率が落ちるだけでなく、オゾンガスの分解を促進したり、オゾン供給先の装置に支障を与えるような不純物が供給されたりする。

【0013】

従来のオゾンガス生成装置は、供給される原料ガスの品質を分析する機能を有していないため、使用者は、上述した第１～第３の懸念現象の発生を認識することができない。このため、従来のオゾンガス生成装置の使用者は、オゾンガス発生処理が正常に実行するように、オゾンガス生成装置を管理することができないという問題点があった。

【0014】

本開示は上記問題点を解決するためになされたもので、オゾンガス発生器が正常にオゾンガス発生処理を実行するように、管理することが可能なオゾンガス生成装置を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0015】

本開示のオゾンガス生成装置は、酸素を含む原料ガスからオゾンガスを生成するオゾンガス生成装置であって、放電空間に誘電体バリア放電を発生させ、前記放電空間に原料ガスを通過させることによりオゾンガスを発生するオゾンガス発生処理を実行するオゾンガス発生器と、オゾンガスの濃度を測定して測定オゾン濃度を取得するオゾン濃度測定処理を実行するオゾン濃度計と、原料ガスを分析して、原料ガスに含まれる酸素以外の不純物を検出して不純物含有量を得るガス分析処理を実行するガス分析器と、外部より原料ガスを受ける供給部と、前記供給部と前記オゾンガス発生器との間に設けられ、前記オゾンガス発生器に原料ガスを供給するためのガス供給経路と、前記オゾンガス発生器、前記オゾン濃度計及び前記ガス分析器を制御して、前記オゾンガス発生処理、前記オゾン濃度測定処理及び前記ガス分析処理を実行させる制御部とを備える。

【発明の効果】

【0016】

本開示のオゾンガス生成装置は、原料ガスに含まれる酸素以外の不純物を検出するガス分析処理を実行するガス分析器を有している。このため、本開示のオゾンガス生成装置の制御部は、測定オゾンガス濃度と原料ガスに含まれる不純物含有量との関連性を常に認識することができる。

【0017】

その結果、使用者は、オゾンガス発生器が正常にオゾンガス発生処理を実行するように、本開示のオゾンガス生成装置を管理することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】実施の形態１の基本例であるオゾンガス生成装置の構成を示すブロック図である。

【図2】実施の形態１の第１の変形例であるオゾンガス生成装置の構成を示すブロック図である。

【図3】実施の形態１の第２の変形例であるオゾンガス生成装置の構成を示すブロック図である。

【図4】実施の形態２の基本例であるオゾンガス生成装置の構成を示すブロック図である。

【図5】実施の形態２の第１の変形例であるオゾンガス生成装置の構成を示すブロック図である。

【図6】実施の形態２の第２の変形例であるオゾンガス生成装置の構成を示すブロック図である。

【図7】実施の形態２の第３の変形例であるオゾンガス生成装置の構成を示すブロック図である。

【図8】実施の形態２の第４の変形例であるオゾンガス生成装置の構成を示すブロック図である。

【図9】実施の形態３であるオゾンガス生成装置の構成を示すブロック図である。

【図10】実施の形態３であるオゾンガス生成装置の構成を示すブロック図である。

【図11】実施の形態３であるオゾンガス生成装置の構成を示すブロック図である。

【図12】一酸化炭素によるオゾン量変化を示すグラフである。

【図13】アルゴンによるオゾン量変化を示すグラフである。

【図14】二酸化炭素によるオゾン量変化を示すグラフである。

【図15】シクロヘキサンによるオゾン量変化を示すグラフである。

【図16】水分によるオゾン量変化を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

＜実施の形態１＞
（基本例）
図１は本開示の実施の形態１の基本例であるオゾンガス生成装置１Ａの構成を示すブロック図である。図１及び以降の図面（図２～図１１）において、実線は原料ガスまたはオゾンガスの流通経路を示し、破線で接続されるブロックは制御部１４Ａ等の制御対象を示している。

【0020】

同図に示すように、オゾンガス生成装置１Ａは、ガス供給設備７０から酸素を含む原料ガスを受け、オゾンガス発生器１２で発生したオゾンガスをオゾン供給先８０に供給している。

【0021】

同図に示すように、オゾンガス生成装置１Ａは、ガス分析器１１、オゾンガス発生器１２、オゾン濃度計１３及び制御部１４Ａを主要構成要素として含んでいる。さらに、オゾンガス生成装置１Ａは、外部のガス供給設備７０より原料ガスを受ける供給部２０と、外部のオゾン供給先８０にオゾンガスを出力する出力部２８と、供給部２０とオゾンガス発生器１２との間に設けられ、オゾンガス発生器１２に原料ガスを供給するためのガス供給経路となる単一ガス供給経路５０とを有している。

【0022】

ガス供給設備７０より供給される原料ガスは、供給部２０及び単一ガス供給経路５０を介してオゾンガス発生器１２に供給される。オゾンガス発生器１２は、放電空間に誘電体バリア放電を発生させ、この放電空間に原料ガスを通過させることによりオゾンガスを発生するオゾンガス発生処理を実行する。

【0023】

なお、放電空間に誘電体バリア放電を発生させるには、オゾン用電源より高電圧がオゾンガス発生器１２に付与される必要があるが、オゾン用電源は既存技術であるため、本開示では図示及び説明を省略している。

【0024】

オゾンガス発生器１２の後段にオゾン（ガス）濃度計１３が設けられる。オゾン濃度計１３は、オゾンガス発生器１２より発生されたオゾンガスの濃度を測定して測定オゾン（ガス）濃度を取得するオゾン濃度測定処理を実行する。したがって、オゾンガスはオゾン濃度計１３によるオゾン濃度測定処理がなされた後、出力部２８から出力される。

【0025】

単一ガス供給経路５０上にガス分析器１１が設けられる。ガス分析器１１は、単一ガス供給経路５０を流れる原料ガスを分析して、原料ガスに含まれる酸素以外の不純物を検出して不純物含有量を得るガス分析処理を実行する。したがって、単一ガス供給経路５０を流れる原料ガスはガス分析器１１によるガス分析処理がなされた後、オゾンガス発生器１２に供給される。

【0026】

制御部１４Ａは、ガス分析器１１、オゾンガス発生器１２及びオゾン濃度計１３を制御して、上述したオゾンガス発生処理、オゾン濃度測定処理及びガス分析処理を実行させる。したがって、制御部１４Ａはガス分析器１１より不純物含有量を取得し、オゾン濃度計１３より測定オゾン濃度を取得することができる。

【0027】

実施の形態１の基本例のオゾンガス生成装置１Ａは、原料ガスに含まれる酸素以外の不純物を検出するガス分析処理を実行するガス分析器１１を有している。

【0028】

このため、基本例のオゾンガス生成装置１Ａの制御部１４Ａは、オゾン濃度計１３で得た測定オゾン濃度と、ガス分析器１１で得た不純物含有量との関連性を常に認識することができる。

【0029】

その結果、使用者は、オゾンガス発生器１２が正常にオゾンガス発生処理を実行するように、基本例のオゾンガス生成装置１Ａを管理することができる。

【0030】

例えば、出力部２８から出力されるオゾンガスが所望する品質（主としてオゾン濃度）を満足しない場合、その原因がオゾンガス生成装置１Ａ自体であるか、ガス供給設備７０から供給される原料ガスの品質であるのかを、比較的容易に認識することができる。

【0031】

そして、不純物含有量の正常範囲が予め設定されており、不純物含有量が正常範囲外であることが認識された場合、オゾンガスの品質劣化の原因は原料ガスの品質にあることを認識することができる。

【0032】

その後、使用者は、オゾンガス生成装置１Ａの使用を速やかに停止し、不純物含有量が正常範囲となる原料ガスが供給できるようにガス供給設備７０を変更した後、オゾンガス生成装置１Ａの使用を再開することができる。

【0033】

このように、使用者は、オゾンガス生成装置１Ａを管理することにより、酸素の純度の高い良質の原料ガスをオゾンガス発生器１２に常時供給することができる。

【0034】

なお、不純物含有量の正常範囲の設定は、制御部１４Ａと情報授受可能で、オゾンガス生成装置１Ａに装備された図示しないタッチパネル等を用いて行うことができる。

【0035】

さらに、基本例のオゾンガス生成装置１Ａにおいて、ガス分析器１１は単一ガス供給経路５０上に設けられるため、オゾンガス発生器１２に実際に供給される原料ガスを分析対象とすることにより、精度良く不純物含有量を検出することができる。

【0036】

（第１の変形例）
図２は本開示の実施の形態１の第１の変形例であるオゾンガス生成装置１Ｂの構成を示すブロック図である。

【0037】

以下、図１で示した基本例のオゾンガス生成装置１Ａと同様な構成部は同一の参照符号を付して説明を適宜省略し、オゾンガス生成装置１Ｂの特徴部分を中心に説明する。

【0038】

図２に示すように、オゾンガス生成装置１Ｂは、ガス分析器１１Ａ及び１１Ｂ、オゾンガス発生器１２、オゾン濃度計１３並びに制御部１４Ｂを主要構成要素として含んでいる。

【0039】

単一ガス供給経路５０上に２つのガス分析器１１Ａ及び１１Ｂがガス分析器１１Ａ及びガス分析器１１Ｂの順で直列に設けられた点が、第１の変形例の特徴部分である。すなわち、ガス分析器１１Ａが第１のガス分析器となり、ガス分析器１１Ｂが第２のガス分析器となる。

【0040】

第１のガス分析器であるガス分析器１１Ａは、単一ガス供給経路５０を流れる原料ガスを分析して、原料ガスに含まれる酸素以外の第１の不純物を検出して第１の不純物含有量を得る第１のガス分析処理を実行する。

【0041】

第２のガス分析器であるガス分析器１１Ｂは、単一ガス供給経路５０を流れる原料ガスを分析して、原料ガスに含まれる酸素以外の第２の不純物を検出して第２の不純物含有量を得る第２のガス分析処理を実行する。

【0042】

なお、ガス分析器１１Ａにより検出される第１の不純物と、ガス分析器１１Ｂにより検出される第２の不純物とは互いに異なる。

【0043】

したがって、単一ガス供給経路５０を流れる原料ガスは、ガス分析器１１Ａによる第１のガス分析処理がなされ、その後、ガス分析器１１Ｂによる第２のガス分析処理がなされた後、オゾンガス発生器１２に供給される。

【0044】

制御部１４Ｂは、ガス分析器１１Ａ及び１１Ｂ、オゾンガス発生器１２並びにオゾン濃度計１３を制御して、上述した第１及び第２のガス分析処理、オゾンガス発生処理、並びにオゾン濃度測定処理実行させる。したがって、制御部１４Ｂはガス分析器１１Ａ及び１１Ｂより第１及び第２の不純物含有量を取得し、オゾン濃度計１３より測定オゾン濃度を取得することができる。

【0045】

実施の形態１の第１の変形例のオゾンガス生成装置１Ｂは、原料ガスに含まれる酸素以外の第１及び第２の不純物を検出する第１及び第２のガス分析処理を実行するガス分析器１１Ａ及び１１Ｂを有している。

【0046】

したがって、オゾンガス生成装置１Ａと同様の理由により、使用者は、オゾンガス発生器１２が正常にオゾンガス発生処理を実行するように、オゾンガス生成装置１Ｂを管理することができる。

【0047】

さらに、第１の変形例のオゾンガス生成装置１Ｂは、互いに異なる第１及び第２の不純物の第１及び第２の不純物含有量の組合せに基づき、原料ガスの品質を多面的に監視することができる効果をさらに奏する。

【0048】

（第２の変形例）
図３は本開示の実施の形態１の第２の変形例であるオゾンガス生成装置１Ｃの構成を示すブロック図である。

【0049】

以下、図１で示した基本例のオゾンガス生成装置１Ａと同様な構成部は同一の参照符号を付して説明を適宜省略し、オゾンガス生成装置１Ｃの特徴部分を中心に説明する。

【0050】

図３に示すように、オゾンガス生成装置１Ｃは、ガス分析器１１、オゾンガス発生器１２、オゾン濃度計１３、制御部１４Ｃ及びガス流量制御器２１を主要構成要素として含んでいる。

【0051】

オゾンガス生成装置１Ｃでは、供給部２０とオゾンガス発生器１２との間に設けられ、オゾンガス発生器１２に原料ガスを供給するための２つのガス供給経路として、ガス供給主要経路５１及びガス供給補助経路５２を有している点が、単一ガス供給経路５０を有するオゾンガス生成装置１Ａと異なっている。

【0052】

ガス供給主要経路５１が第１のガス供給経路となり、ガス供給補助経路５２が第２のガス供給経路となる。

【0053】

第１のガス供給経路であるガス供給主要経路５１は供給部２０とオゾンガス発生器１２とを直結する経路となっている。したがって、ガス供給主要経路５１を流れる原料ガスはそのままオゾンガス発生器１２に供給される。

【0054】

一方、第２のガス供給経路であるガス供給補助経路５２上にガス流量制御器２１及びガス分析器１１が直列に設けられる。

【0055】

すなわち、ガス供給補助経路５２上においてガス分析器１１の前段にガス流量制御器２１が設けられる。ガス流量制御器２１は、ガス供給補助経路５２を流れる原料ガスのガス流量を制限するガス流量制限処理を実行する。したがって、ガス供給補助経路５２を流れる原料ガスは、ガス流量制御器２１によるガス流量制限処理がなされ、その後、ガス分析器１１によるガス分析処理がなされた後、オゾンガス発生器１２に供給される。

【0056】

制御部１４Ｃは、ガス分析器１１、オゾンガス発生器１２、オゾン濃度計１３及びガス流量制御器２１を制御して、上述したオゾンガス発生処理、オゾン濃度測定処理、ガス分析処理及びガス流量制限処理を実行させる。したがって、制御部１４Ｃはガス分析器１１より不純物含有量を取得し、オゾン濃度計１３より測定オゾン濃度を取得することができる。

【0057】

実施の形態１の第２の変形例のオゾンガス生成装置１Ｃは、原料ガスに含まれる酸素以外の不純物を検出するガス分析処理を実行するガス分析器１１を有している。

【0058】

したがって、オゾンガス生成装置１Ａと同様の理由により、使用者は、オゾンガス発生器１２が正常にオゾンガス発生処理を実行するように、オゾンガス生成装置１Ｃを管理することができる。

【0059】

ガス分析器１１として、ガス分析処理が実行できる原料ガスの流量の流量上限値が制限されている流量制限ガス分析器を用いる場合がある。流量制限ガス分析器に流量上限値を超える流量の原料ガスが供給された場合、流量制限ガス分析器はガス分析処理を実行することができない。

【0060】

例えば、ガス供給設備７０から供給される原料ガスの流量が５０ＳＬＭ以上の大流量の場合、ガス分析処理が実行できないガス分析器１１は多数種存在する。

【0061】

この場合でも、オゾンガス生成装置１Ｃは、前段に設けられたガス流量制御器２１により、ガス供給補助経路５２を流れる原料ガスのガス流量を上記流量上限値以下に制限することができる。したがって、第２の変形例のオゾンガス生成装置１Ｃは、ガス分析器１１として流量制限ガス分析器を用いても、支障なくガス分析処理を実行することができる。

【0062】

＜実施の形態２＞
（基本例）
図４は本開示の実施の形態２の基本例であるオゾンガス生成装置２Ａの構成を示すブロック図である。

【0063】

同図に示すように、オゾンガス生成装置２Ａは、ガス供給設備７０から酸素を含む原料ガスを受け、オゾンガス発生器１２で発生したオゾンガスをオゾン供給先８０に供給している。さらに、オゾンガス生成装置２Ａは、原料ガスの一部を排気設備９０に排出している。

【0064】

同図に示すように、オゾンガス生成装置２Ａは、ガス分析器１１、オゾンガス発生器１２、オゾン濃度計１３及び制御部１５Ａを主要構成要素として含んでいる。

【0065】

以下、図１で示した実施の形態１の基本例であるオゾンガス生成装置１Ａと同様な構成部は同一の参照符号を付して説明を適宜省略し、実施の形態２の基本例であるオゾンガス生成装置２Ａの特徴部分を中心に説明する。

【0066】

オゾンガス生成装置２Ａは、外部より原料ガスを受ける供給部２０と、外部にオゾンガスを出力する出力部２８と、外部に原料ガスを排出する排出部２９とを有している。

【0067】

さらに、オゾンガス生成装置２Ａは、供給部２０とオゾンガス発生器１２との間に設けられ、オゾンガス発生器１２に原料ガスを供給するためのガス供給経路となる単一ガス供給経路５０と、供給部２０と排出部２９との間に設けられる単一排気経路５５とを有している。単一ガス供給経路５０がガス供給経路となり、単一排気経路５５は一端が供給部２０に接続され、単一ガス供給経路５０と分離して設けられる分離ガス経路となる。

【0068】

単一排気経路５５上にガス分析器１１が設けられる。一方、単一ガス供給経路５０は供給部２０とオゾンガス発生器１２とを直結している。したがって、単一ガス供給経路５０を流れる原料ガスはそのままオゾンガス発生器１２に供給される。

【0069】

ガス分析器１１は、単一排気経路５５を流れる原料ガスを分析して、原料ガスに含まれる酸素以外の不純物を検出して不純物含有量を得るガス分析処理を実行する。したがって、単一排気経路５５を流れる原料ガスはガス分析器１１によるガス分析処理がなされた後、排出部２９から排出される。

【0070】

制御部１５Ａは、ガス分析器１１、オゾンガス発生器１２及びオゾン濃度計１３を制御して、上述したオゾンガス発生処理、オゾン濃度測定処理及びガス分析処理を実行させる。したがって、制御部１５Ａはガス分析器１１より不純物含有量を取得し、オゾン濃度計１３より測定オゾン濃度を取得することができる。

【0071】

実施の形態２の基本例のオゾンガス生成装置２Ａは、原料ガスに含まれる酸素以外の不純物を検出するガス分析処理を実行するガス分析器１１を有している。

【0072】

したがって、実施の形態１のオゾンガス生成装置１Ａと同様の理由により、使用者は、オゾンガス発生器１２が正常にオゾンガス発生処理を実行するように、実施の形態２の基本例のオゾンガス生成装置２Ａを管理することができる。

【0073】

なお、ガス分析器１１として、ガス分析処理の実行時に試薬を用いたり、ガス分析処理の実行時に原料ガスである酸素ガスと反応させたりして、原料ガスに影響を与え、原料ガスの品質を変化させてしまう恐れのあるガス分析器を用いる場合がある。

【0074】

また、光（紫外光等）を用いて原料ガスを分析するタイプのガス分析器１１の場合、ガス分析処理後の酸素ガスの一部がオゾンガスに変化し、オゾンガス発生器１２より前段の機器に悪影響を与える可能性がある。

【0075】

以下、上述したように、原料ガスやオゾンガスの品質に悪影響を与える恐れなるあるガス分析器を「悪影響ガス分析器」と呼ぶ。

【0076】

上述した悪影響ガス分析器に分類されるガス分析器１１のガス分析処理によって単一排気経路５５を流れる原料ガスの品質を損ねてしまう恐れがある。しかしながら、実施の形態２のオゾンガス生成装置２Ａでは、単一排気経路５５とは異なる単一ガス供給経路５０を介してオゾンガス発生器１２に原料ガスを供給している。すなわち、単一排気経路５５を流れる原料ガスはオゾンガス発生器１２には供給されない。

【0077】

その結果、実施の形態２の基本例のオゾンガス生成装置２Ａは、オゾンガス発生器１２に供給される原料ガスがガス分析器１１のガス分析処理の影響を受けることはないため、ガス分析器１１として悪影響ガス分析器を用いても、品質を劣化させることなくオゾンガスを生成することができる。

【0078】

（第１の変形例）
図５は本開示の実施の形態２の第１の変形例であるオゾンガス生成装置２Ｂの構成を示すブロック図である。

【0079】

以下、図４で示した基本例のオゾンガス生成装置２Ａと同様な構成部は同一の参照符号を付して説明を適宜省略し、オゾンガス生成装置２Ｂの特徴部分を中心に説明する。

【0080】

図５に示すように、オゾンガス生成装置２Ｂは、ガス分析器１１Ａ及び１１Ｂ、オゾンガス発生器１２、オゾン濃度計１３並びに制御部１５Ｂを主要構成要素として含んでいる。

【0081】

単一排気経路５５上に２つのガス分析器１１Ａ及び１１Ｂが直列に設けられた点が、第１の変形例な特徴部分である。すなわち、ガス分析器１１Ａが第１のガス分析器となり、ガス分析器１１Ｂが第２のガス分析器となり、ガス分析器１１Ａ及び１１Ｂは分離ガス経路である単一排気経路５５上に、ガス分析器１１Ａ及びガス分析器１１Ｂの順で直列に設けられる。

【0082】

第１のガス分析器であるガス分析器１１Ａは、単一排気経路５５を流れる原料ガスを分析して、原料ガスに含まれる酸素以外の第１の不純物を検出して第１の不純物含有量を得る第１のガス分析処理を実行する。

【0083】

ガス分析器１１Ｂは、単一排気経路５５を流れる原料ガスを分析して、原料ガスに含まれる酸素以外の第２の不純物を検出して第２の不純物含有量を得る第２のガス分析処理を実行する。

【0084】

なお、ガス分析器１１Ａにより検出される第１の不純物と、ガス分析器１１Ｂにより検出される第２の不純物とは互いに異なる。

【0085】

したがって、単一排気経路５５を流れる原料ガスは、ガス分析器１１Ａによる第１のガス分析処理がなされ、その後、ガス分析器１１Ｂによる第２のガス分析処理がなされた後、排出部２９から排出される。

【0086】

制御部１５Ｂは、ガス分析器１１Ａ及び１１Ｂ、オゾンガス発生器１２、並びにオゾン濃度計１３を制御して、上述した第１及び第２のガス分析処理、オゾンガス発生処理、並びにオゾン濃度測定処理を実行させる。したがって、制御部１５Ｂはガス分析器１１Ａ及び１１Ｂより第１及び第２の不純物含有量を取得し、オゾン濃度計１３より測定オゾン濃度を取得することができる。

【0087】

実施の形態２の第１の変形例のオゾンガス生成装置２Ｂは、原料ガスに含まれる酸素以外の第１及び第２の不純物を検出する第１及び第２のガス分析処理を実行するガス分析器１１Ａ及び１１Ｂを有している。

【0088】

したがって、実施の形態１のオゾンガス生成装置１Ａと同様の理由により、使用者は、オゾンガス発生器１２が正常にオゾンガス発生処理を実行するように、オゾンガス生成装置２Ｂを管理することができる。

【0089】

また、オゾンガス生成装置２Ｂは、基本例のオゾンガス生成装置２Ａと同様な理由により、ガス分析器１１Ａ及び１１Ｂのうち少なくとも一つに悪影響ガス分析器を用いても、品質を劣化させることなくオゾンガスを生成することができる。

【0090】

さらに、オゾンガス生成装置２Ｂは、互いに異なる第１及び第２の不純物の第１及び第２の不純物含有量の組合せに基づき、原料ガスの品質を多面的に監視することができる効果を奏する。

【0091】

加えて、オゾンガス生成装置２Ｂは、分離ガス経路となる単一排気経路５５の数を必要最小限の“１”に抑えることにより、比較的コンパクトに装置を構成することができる。

【0092】

（第２の変形例）
図６は本開示の実施の形態２の第２の変形例であるオゾンガス生成装置２Ｃの構成を示すブロック図である。

【0093】

以下、図４で示した基本例のオゾンガス生成装置２Ａと同様な構成部は同一の参照符号を付して説明を適宜省略し、オゾンガス生成装置２Ｃの特徴部分を中心に説明する。

【0094】

図６に示すように、オゾンガス生成装置２Ｃは、ガス分析器１１Ａ及び１１Ｂ、オゾンガス発生器１２、オゾン濃度計１３並びに制御部１５Ｃを主要構成要素として含んでいる。

【0095】

オゾンガス生成装置２Ｃは、供給部２０と排出部２９との間に設けられる第１及び第２の分離ガス経路として、排気用第一経路５６及び排気用第二経路５７を有している。

【0096】

第１の分離ガス経路である排気用第一経路５６と第２の分離ガス経路である排気用第二経路５７とは供給部２０に対し互いに並列に設けられる。

【0097】

そして、第１のガス分析器であるガス分析器１１Ａは、前記第１の分離ガス経路となる排気用第一経路５６上に設けられ、第２のガス分析器となるガス分析器１１Ｂは第２の分離ガス経路となる排気用第二経路５７上に設けられる。

【0098】

排気用第一経路５６及び排気用第二経路５７を有し、排気用第一経路５６上にガス分析器１１Ａが設けられ、排気用第二経路５７上にガス分析器１１Ｂが設けられた点が、第２の変形例な特徴部分である。

【0099】

第１のガス分析器であるガス分析器１１Ａは、排気用第一経路５６を流れる原料ガスを分析して、原料ガスに含まれる酸素以外の第１の不純物を検出して第１の不純物含有量を得る第１のガス分析処理を実行する。

【0100】

第２のガス分析器であるガス分析器１１Ｂは、排気用第二経路５７を流れる原料ガスを分析して、原料ガスに含まれる酸素以外の第２の不純物を検出して第２の不純物含有量を得る第２のガス分析処理を実行する。

【0101】

なお、ガス分析器１１Ａにより検出される第１の不純物と、ガス分析器１１Ｂにより検出される第２の不純物とは互いに異なる。

【0102】

したがって、排気用第一経路５６を流れる原料ガスは、ガス分析器１１Ａによる第１のガス分析処理がなされた後に排出部２９から排出され、排気用第二経路５７を流れる原料ガスはガス分析器１１Ｂによる第２のガス分析処理がなされた後、排出部２９から排出される。

【0103】

制御部１５Ｃは、ガス分析器１１Ａ及び１１Ｂ、オゾンガス発生器１２、並びにオゾン濃度計１３を制御して、上述した第１及び第２のガス分析処理、オゾンガス発生処理、並びにオゾン濃度測定処理を実行させる。したがって、制御部１５Ｃはガス分析器１１Ａ及び１１Ｂより第１及び第２の不純物含有量を取得し、オゾン濃度計１３より測定オゾン濃度を取得することができる。

【0104】

実施の形態２の第２の変形例であるオゾンガス生成装置２Ｃは、原料ガスに含まれる酸素以外の第１及び第２の不純物を検出する第１及び第２のガス分析処理を実行するガス分析器１１Ａ及び１１Ｂを有している。

【0105】

したがって、実施の形態１のオゾンガス生成装置１Ａと同様の理由により、使用者は、オゾンガス発生器１２が正常にオゾンガス発生処理を実行するように、オゾンガス生成装置２Ｃを管理することができる。

【0106】

また、オゾンガス生成装置２Ｃは、基本例のオゾンガス生成装置２Ａと同様な理由により、ガス分析器１１Ａ及び１１Ｂのうち少なくとも一つに悪影響ガス分析器を用いても、品質を劣化させることなくオゾンガスを生成することができる。

【0107】

さらに、オゾンガス生成装置２Ｃは、オゾンガス生成装置２Ｂと同様、互いに異なる第１及び第２の不純物の第１及び第２の不純物含有量の組合せに基づき、原料ガスの品質を多面的に監視することができる効果を奏する。

【0108】

第２の変形例のオゾンガス生成装置２Ｃにおいて、第１のガス分析器であるガス分析器１１Ａは排気用第一経路５６上に設けられ、第２のガス分析器であるガス分析器１１Ｂは排気用第一経路５６と異なる排気用第二経路５７上に設けられている。

【0109】

したがって、ガス分析器１１Ａは、ガス分析器１１Ｂによる第２のガス分析処理の影響を受けることなく第１のガス分析処理を実行することができ、ガス分析器１１Ｂは、ガス分析器１１Ａによる第１のガス分析処理の影響を受けることなく第２のガス分析処理を実行することができる。

【0110】

その結果、第２の変形例のオゾンガス生成装置２Ｃは、原料ガスの品質を多面的、かつ精度良く監視することができる。

【0111】

（第３の変形例）
図７は本開示の実施の形態２の第３の変形例であるオゾンガス生成装置２Ｄの構成を示すブロック図である。

【0112】

以下、図４で示した基本例のオゾンガス生成装置２Ａと同様な構成部は同一の参照符号を付して説明を適宜省略し、オゾンガス生成装置２Ｄの特徴部分を中心に説明する。

【0113】

図７に示すように、オゾンガス生成装置２Ｄは、ガス分析器１１、オゾンガス発生器１２、オゾン濃度計１３、制御部１５Ｄ及びガス流量制御器２１を主要構成要素として含んでいる。

【0114】

オゾンガス生成装置２Ｄにおいて、分離ガス経路である単一排気経路５５上にガス流量制御器２１及びガス分析器１１が直列に設けられる。すなわち、単一排気経路５５上においてガス分析器１１の前段にガス流量制御器２１が設けられる。ガス流量制御器２１は、単一排気経路５５を流れる原料ガスのガス流量を制限するガス流量制限処理を実行する。

【0115】

したがって、単一排気経路５５を流れる原料ガスは、ガス流量制御器２１によるガス流量制限処理がなされ、その後、ガス分析器１１によるガス分析処理がなされた後、排出部２９から排出される。

【0116】

制御部１５Ｄは、ガス分析器１１、オゾンガス発生器１２、オゾン濃度計１３及びガス流量制御器２１を制御して、上述したオゾンガス発生処理、オゾン濃度測定処理、ガス分析処理及びガス流量制限処理を実行させる。したがって、制御部１５Ｄはガス分析器１１より不純物含有量を取得し、オゾン濃度計１３より測定オゾン濃度を取得することができる。

【0117】

実施の形態２の第３の変形例のオゾンガス生成装置２Ｄは、原料ガスに含まれる酸素以外の不純物を検出するガス分析処理を実行するガス分析器１１を有している。

【0118】

したがって、実施の形態１のオゾンガス生成装置１Ａと同様の理由により、使用者は、オゾンガス発生器１２が正常にオゾンガス発生処理を実行するように、オゾンガス生成装置２Ｄを管理することができる。

【0119】

また、オゾンガス生成装置２Ｄは、基本例のオゾンガス生成装置２Ａと同様な理由により、ガス分析器１１として悪影響ガス分析器を用いても、品質を劣化させることなくオゾンガスを生成することができる。

【0120】

ガス分析器１１として、ガス分析処理が実行できる原料ガスの流量の流量上限値が制限されている流量制限ガス分析器を用いる場合がある。この場合でも、オゾンガス生成装置２Ｄは、前段に設けられたガス流量制御器２１により、単一排気経路５５を流れる原料ガスのガス流量を上記流量上限値以下に制限することができる。

【0121】

したがって、第３の変形例のオゾンガス生成装置２Ｄは、ガス分析器１１として流量制限ガス分析器を用いても、支障なくガス分析処理を実行することができる。

【0122】

なお、分離ガス経路である単一排気経路５５を流れる原料ガスは排出部２９を介して外部の排気設備９０に排出されている。したがって、単一排気経路５５を流れる原料ガスのガス流量がガス流量制御器２１によって制限されても、ガス供給経路である単一ガス供給経路５０から供給される原料ガスのガス流量が影響を受けることはない。このため、オゾンガス生成装置２Ｄのオゾンガス発生器１２はオゾンガス発生処理を正常に実行することができる。

【0123】

（第４の変形例）
図８は本開示の実施の形態２の第４の変形例であるオゾンガス生成装置２Ｅの構成を示すブロック図である。

【0124】

以下、図４で示した基本例のオゾンガス生成装置２Ａと同様な構成部は同一の参照符号を付して説明を適宜省略し、オゾンガス生成装置２Ｅの特徴部分を中心に説明する。

【0125】

図８に示すように、オゾンガス生成装置２Ｅは、ガス分析器１１Ａ及び１１Ｂ、オゾンガス発生器１２、オゾン濃度計１３並びに制御部１５Ｅを主要構成要素として含んでいる。

【0126】

オゾンガス生成装置２Ｅは、供給部２０と排出部２９との間に設けられる単一排気経路５５上に第１のガス分析器であるガス分析器１１Ａを設けている。オゾンガス生成装置２Ｅはさらに単一ガス供給経路５０上に第２のガス分析器であるガス分析器１１Ｂを設けている。

【0127】

第１のガス分析器であるガス分析器１１Ａは、単一排気経路５５を流れる原料ガスを分析して、原料ガスに含まれる酸素以外の第１の不純物を検出して第１の不純物含有量を得る第１のガス分析処理を実行する。したがって、単一排気経路５５を流れる原料ガスはガス分析器１１Ａによるガス分析処理がなされた後、排出部２９から排出される。

【0128】

第２のガス分析器であるガス分析器１１Ｂは、単一ガス供給経路５０を流れる原料ガスを分析して、原料ガスに含まれる酸素以外の第２の不純物を検出して第２の不純物含有量を得る第２のガス分析処理を実行する。したがって、単一ガス供給経路５０を流れる原料ガスはガス分析器１１Ｂによるガス分析処理がなされた後、オゾンガス発生器１２に供給される。

【0129】

なお、ガス分析器１１Ａにより検出される第１の不純物と、ガス分析器１１Ｂにより検出される第２の不純物とは互いに異なる。

【0130】

制御部１５Ｅは、ガス分析器１１Ａ及び１１Ｂ、オゾンガス発生器１２、並びにオゾン濃度計１３を制御して、上述した第１及び第２のガス分析処理、オゾンガス発生処理、並びにオゾン濃度測定処理を実行させる。したがって、制御部１５Ｅはガス分析器１１Ａ及び１１Ｂより第１及び第２の不純物含有量を取得し、オゾン濃度計１３より測定オゾン濃度を取得することができる。

【0131】

実施の形態２の第４の変形例であるオゾンガス生成装置２Ｅは、原料ガスに含まれる酸素以外の第１及び第２の不純物を検出する第１及び第２のガス分析処理を実行するガス分析器１１Ａ及び１１Ｂを有している。

【0132】

したがって、実施の形態１のオゾンガス生成装置１Ａと同様の理由により、使用者は、オゾンガス発生器１２が正常にオゾンガス発生処理を実行するように、オゾンガス生成装置２Ｅを管理することができる。

【0133】

また、オゾンガス生成装置２Ｅは、基本例のオゾンガス生成装置２Ａと同様な理由により、ガス分析器１１Ａとして悪影響ガス分析器を用いても、品質を劣化させることなくオゾンガスを生成することができる。

【0134】

なお、ガス分析器１１Ｂは単一ガス供給経路５０上に設けられるため、悪影響ガス分析器や流量制限ガス分析器に該当しないガス分析器を用いることが望ましい。

【0135】

さらに、オゾンガス生成装置２Ｅは、オゾンガス生成装置２Ｂ及び２Ｃと同様、互いに異なる第１及び第２の不純物の第１及び第２の不純物含有量の組合せに基づき、原料ガスの品質を多面的に監視することができる効果を奏する。

【0136】

さらに、単一排気経路５５上に設けられるガス分析器１１Ａは、単一ガス供給経路５０上に設けられるガス分析器１１Ｂによる第２のガス分析処理の影響を受けることなく第１のガス分析処理を実行することができる。同様に、ガス分析器１１Ｂは、ガス分析器１１Ａによる第１のガス分析処理の影響を受けることなく第２のガス分析処理を実行することができる。

【0137】

その結果、第４の変形例のオゾンガス生成装置２Ｅは、オゾンガス生成装置２Ｃと同様、原料ガスの品質を多面的、かつ精度良く監視することができる。

【0138】

加えて、オゾンガス生成装置２Ｅは、分離ガス経路となる単一排気経路５５の数を必要最小限の“１”に抑えることにより、比較的コンパクトに装置を構成することができる。

【0139】

＜実施の形態３＞
図９は本開示の実施の形態３あるオゾンガス生成装置３の構成を示すブロック図である。

【0140】

同図に示すように、オゾンガス生成装置３は、ガス供給設備７０から酸素を含む原料ガスを受け、オゾンガス発生器１２で発生したオゾンガスをオゾン供給先８０に供給している。

【0141】

同図に示すように、オゾンガス生成装置３は、ガス分析器１１、オゾンガス発生器１２、オゾン濃度計１３、ディスプレイ３０及び制御部１６を主要構成要素として含んでいる。

【0142】

以下、図１で示した実施の形態１の基本例であるオゾンガス生成装置１Ａと同様な構成部は同一の参照符号を付して説明を適宜省略し、実施の形態３であるオゾンガス生成装置３の特徴部分を中心に説明する。

【0143】

表示装置であるディスプレイ３０は、制御部１６の制御下で、不純物含有量情報及びオゾン濃度情報を視覚認識可能に表示する表示処理を実行する。不純物含有量情報は、ガス分析器１１より取得した不純物含有量を指示する情報であり、オゾン濃度情報は、オゾン濃度計１３より取得した測定オゾン濃度を指示する情報である。

【0144】

このように、実施の形態３のオゾンガス生成装置３はディスプレイ３０をさらに備えたことを特徴としている。

【0145】

制御部１６は、ガス分析器１１、オゾンガス発生器１２、オゾン濃度計１３及びディスプレイ３０を制御して、上述したオゾンガス発生処理、オゾン濃度測定処理、ガス分析処理及び表示処理を実行させる。

【0146】

したがって、制御部１６はガス分析器１１より不純物含有量を取得し、オゾン濃度計１３より測定オゾン濃度を取得して、不純物含有量を示す不純物含有量情報やオゾン濃度を示す測定オゾン濃度情報をディスプレイ３０上に表示させることができる。

【0147】

実施の形態３のオゾンガス生成装置３は、表示装置であるディスプレイ３０上に不純物含有量情報及びオゾン濃度情報を視覚認識可能に表示するため、使用者はディスプレイ３０上に表示される不純物含有量情報及び測定オゾン濃度情報を参照して、原料ガス及びオゾンガスの品質を常に監視することができる。

【0148】

例えば、使用者は、ディスプレイ３０で表示される不純物含有量情報を参照して、不純物含有量が正常範囲外であると認識した場合、速やかにオゾンガス生成装置３の動作を停止させることにより、不純物含有量が正常範囲外でのオゾンガス生成装置３の動作期間を最小限に抑えることができる。その結果、オゾンガス生成装置３の装置寿命を延ばすことができる。

【0149】

（その他）
なお、実施の形態３では、実施の形態１の基本例であるオゾンガス生成装置１Ａを基本構成としてディスプレイ３０を追加しているが、この構成に限定されない。すなわち、オゾンガス生成装置１Ａに代えて、実施の形態１のオゾンガス生成装置１Ｂ及び１Ｃ並びに実施の形態２のオゾンガス生成装置２Ａ～２Ｅのうち、一のオゾンガス生成装置を基本構成としてディスプレイ３０を追加しても良い。

【0150】

＜実施の形態４＞
図１０は本開示の実施の形態４あるオゾンガス生成装置４の構成を示すブロック図である。

【0151】

同図に示すように、オゾンガス生成装置４は、ガス供給設備７０から酸素を含む原料ガスを受け、オゾンガス発生器１２で発生したオゾンガスをオゾン供給先８０に供給している。

【0152】

同図に示すように、オゾンガス生成装置４は、ガス分析器１１、オゾンガス発生器１２、オゾン濃度計１３、ディスプレイ３０、記憶装置３３及び制御部１７を主要構成要素として含んでいる。

【0153】

以下、図１で示した実施の形態１の基本例であるオゾンガス生成装置１Ａと同様な構成部は同一の参照符号を付して説明を適宜省略し、実施の形態４であるオゾンガス生成装置４の特徴部分を中心に説明する。

【0154】

記憶装置３３は、制御部１７の制御下で、ガス分析器１１で検出される不純物含有量の経時変化を含有量経時変化情報として記憶する記憶処理を実行する。

【0155】

表示装置であるディスプレイ３０は、実施の形態３のオゾンガス生成装置３と同様、制御部１７の制御下で、不純物含有量情報及びオゾン濃度情報を視覚認識可能に表示する第１の表示処理を実行する。

【0156】

さらに、ディスプレイ３０は、制御部１７の制御下で、記憶装置３３に記録された前記含有量経時変化情報を視覚認識可能に表示する第２の表示処理を実行する。すなわち、ディスプレイ３０が実行する表示処理は上述した第１及び第２の表示処理を含んでいる。

【0157】

このように、実施の形態４のオゾンガス生成装置４はディスプレイ３０及び記憶装置３３をさらに備えたことを特徴としている。

【0158】

制御部１７は、ガス分析器１１、オゾンガス発生器１２、オゾン濃度計１３、ディスプレイ３０及び記憶装置３３を制御して、上述したオゾンガス発生処理、オゾン濃度測定処理、ガス分析処理、第１及び第２の表示処理並びに記憶処理を実行させる。

【0159】

したがって、制御部１７はガス分析器１１より不純物含有量を取得し、オゾン濃度計１３より測定オゾン濃度を取得して、記憶装置３３より含有量経時変化情報を取得することができる。

【0160】

そして、制御部１７の制御下で上述した第１及び第２の表示処理を実行させることにより、現在の不純物含有量を示す不純物含有量情報、不純物含有量の経時変化を示す含有量経時変化情報、及び、測定オゾン濃度を示すオゾン濃度情報をディスプレイ３０上に表示させることができる。

【0161】

実施の形態４のオゾンガス生成装置４は、不純物含有量情報及びオゾン濃度情報に加え、含有量経時変化情報をディスプレイ３０上に視覚認識可能に表示するため、実施の形態３の効果に加え、原料ガスの品質の経時変化を常時監視することができる。

【0162】

例えば、ディスプレイ３０上に不純物含有量の経時変化を常時グラフ化して表示させることにより、使用者は不純物含有量の経時変化を比較的容易に認識することができる。

【0163】

（その他）
なお、実施の形態４では、実施の形態１の基本例であるオゾンガス生成装置１Ａを基本構成としてディスプレイ３０及び記憶装置３３を追加しているが、実施の形態３と同様、この構成に限定されない。すなわち、オゾンガス生成装置１Ａに代えて、実施の形態１のオゾンガス生成装置１Ｂ及び１Ｃ並びに実施の形態２のオゾンガス生成装置２Ａ～２Ｅのうち、一のオゾンガス生成装置を基本構成としてディスプレイ３０及び記憶装置３３を追加しても良い。

【0164】

＜実施の形態５＞
図１１は本開示の実施の形態５あるオゾンガス生成装置５の構成を示すブロック図である。

【0165】

同図に示すように、オゾンガス生成装置５は、ガス供給設備７０から酸素を含む原料ガスを受け、オゾンガス発生器１２で発生したオゾンガスをオゾン供給先８０に供給している。

【0166】

同図に示すように、オゾンガス生成装置５は、ガス分析器１１、オゾンガス発生器１２、オゾン濃度計１３、警報装置３１及び制御部１８を主要構成要素として含んでいる。

【0167】

以下、図１で示した実施の形態１の基本例であるオゾンガス生成装置１Ａと同様な構成部は同一の参照符号を付して説明を適宜省略し、実施の形態５であるオゾンガス生成装置５の特徴部分を中心に説明する。

【0168】

警報装置３１は、制御部１８の制御下で、不純物含有量が正常範囲外である時、警告情報を出力する警報処理を実行する。警告情報は例えば音声情報として出力される。この場合、警報装置３１としてスピーカー等の音声出力装置が用いられる。実施の形態５のオゾンガス生成装置５は警報装置３１をさらに備えたことを特徴としている。

【0169】

制御部１８は、ガス分析器１１、オゾンガス発生器１２、オゾン濃度計１３及び警報装置３１を制御して、上述したオゾンガス発生処理、オゾン濃度測定処理、ガス分析処理及び警報処理を実行させる。

【0170】

したがって、制御部１８はガス分析器１１より不純物含有量を取得し、オゾン濃度計１３より測定オゾン濃度を取得して、不純物含有量が正常範囲外である場合、警報装置３１に警報処理を実行させることができる。

【0171】

なお、不純物含有量の正常範囲の具体例については、後述する＜不純物とガス分析器＞の欄で説明している。

【0172】

実施の形態５のオゾンガス生成装置５は警報装置３１から警告情報を出力するため、ガス分析器１１により検出された不純物含有量が正常範囲外であることを容易に周知させることができる。

【0173】

したがって、使用者は警告情報を認識することにより、オゾンガス生成装置５を停止させる等の対応処理を速やかに行うことができるため、不純物含有量が正常範囲外でのオゾンガス生成装置５の動作期間を最小限に抑えることができる。その結果、オゾンガス生成装置５の装置寿命を延ばすことができる。

【0174】

さらに、使用者は、警告情報の出力時におけるオゾン濃度情報を認識することにより、不純物含有量が正常範囲外である場合のオゾン濃度低下度合を比較的容易に認識することができる。

【0175】

（その他）
なお、実施の形態５では、実施の形態１の基本例であるオゾンガス生成装置１Ａを基本構成として警報装置３１を追加しているが、実施の形態３及び実施の形態４と同様、この構成に限定されない。すなわち、オゾンガス生成装置１Ａに代えて、実施の形態１のオゾンガス生成装置１Ｂ及び１Ｃ並びに実施の形態２のオゾンガス生成装置２Ａ～２Ｅのうち、一のオゾンガス生成装置を基本構成として警報装置３１を追加しても良い。

【0176】

また、実施の形態５のオゾンガス生成装置５において、実施の形態３及び実施の形態４のように、ディスプレイ３０や記憶装置３３をさらに追加しても良い。

【0177】

＜不純物とガス分析器＞
（不純物）
実施の形態１～実施の形態５の構成要素であったガス分析器１１（１１Ａ，１１Ｂ）の詳細について説明する。

【0178】

以下、全ての実施の形態のオゾンガス生成装置１Ａ～１Ｃ、２Ａ～２Ｅ、３～５を総称する場合は、単に「オゾンガス生成装置１」と称し、ガス分析器１１，１１Ａ及び１１Ｂを総称する場合は「ガス分析器１１」を代表して説明する。

【0179】

酸素を含む原料ガスに対して悪影響を与える恐れがある不純物として、窒素、アルゴン、炭素化合物、水分、フッ素及び塩素が考えられる。また、炭素化合物として、一酸化炭素、二酸化炭素、メタン、シクロヘキサン(cyclohexane)等が考えられる。

【0180】

これらの不純物が原料ガスに含まれた場合に想定される現象が以下のように分類される。

【0181】

窒素、アルゴン、炭素化合物、フッ素、塩素及び水分…原料ガスに含まれると、オゾンガス発生器１２で発生されるオゾンガスのオゾン濃度を低くする第１の性質を有する。
水分、炭素化合物、フッ素…原料ガスに含まれると、オゾンガス発生器を劣化させてしまう第２の性質を有する。

【0182】

例えば原料ガスに含まれる水分が多くなると、オゾンガス発生器１２において放電空間を形成する放電セルへのダメージが増加するという上述した第２の性質を呈する。また、原料ガスに含まれる炭素化合物が多くなると、オゾンガスが分解しやすくなる結果、オゾンガス発生器１２で生成されるオゾンガスのオゾン濃度を低くしてしまう上述した第１の性質を呈する。

【0183】

また、炭化化合物に含まれる炭素水素がオゾンガス発生器１２のオゾンガス発生処理に悪影響を与えることが知られている。

【0184】

図１２は一酸化炭素（ＣＯ）によるオゾン量変化を示すグラフである。同図において、横軸が原料ガスに含まれる炭素化合物である一酸化炭素（ＣＯ）の割合（％）であり、縦軸がキロワット時におけるオゾン生成量（ｇ／ｋＷｈ）を示している。

【0185】

図１２に示すオゾン生成量曲線Ｌ１から一酸化炭素の原料ガス内における割合が低い程、高いオゾン生成量が得られていることがわかる。なお、オゾン生成量はオゾン濃度と密接な関係があるため、オゾン濃度もオゾン生成量と同様な性質を有すると推測される。図１３以降で示すグラフにおいても同様なことが推測される。

【0186】

図１３はアルゴン（Ａｒ）によるオゾン量変化を示すグラフである。同図において、横軸が原料ガスに含まれるアルゴン（Ａｒ）の割合（％）であり、縦軸がキロワット時におけるオゾン生成量（ｇ／ｋＷｈ）を示している。

【0187】

図１３に示すオゾン生成量曲線Ｌ２からアルゴンの原料ガス内における割合が低い程、高いオゾン生成量が得られていることがわかる。

【0188】

図１４は二酸化炭素（ＣＯ_２）によるオゾン量変化を示すグラフである。同図において、横軸が原料ガスに含まれる炭素化合物である二酸化炭素（ＣＯ_２）の割合（％）であり、縦軸がキロワット時におけるオゾン生成量（ｇ／ｋＷｈ）を示している。

【0189】

図１４に示すオゾン生成量曲線Ｌ３から二酸化炭素の原料ガス内における割合が低い程、高いオゾン生成量が得られていることがわかる。

【0190】

図１５はシクロヘキサン(cyclohexane)（Ｃ_６Ｈ_１２）によるオゾン量変化を示すグラフである。同図において、横軸が原料ガスに含まれる炭化水素（炭素化合物）であるシクロヘキサン（Ｃ_６Ｈ_１２）の割合（vol％）であり、縦軸が１時間当たりのオゾン生成モル量×１０^３（mole／hr×１０^３）を示している。

【0191】

図１５に示すオゾン生成量曲線Ｌ４からシクロヘキサンの原料ガス内における割合が低い程、高いオゾン生成量が得られていることがわかる。

【0192】

図１６は水分によるオゾン量変化を示すグラフである。同図において、横軸が原料ガスに含まれる水分の露点（℃）であり、縦軸がキロワット時におけるオゾン生成量（ｇ／ｋＷｈ）を示している。なお、図１６に示すように、露点から水分の比率（ｐｐｍ）を求めることができる。

【0193】

図１６に示すオゾン生成量曲線Ｌ５から水分の原料ガス内における割合が低い程、高いオゾン生成量が得られていることがわかる。

【0194】

図１２～図１６から、アルゴン、炭素化合物及び水分は、原料ガス内における割合が低い程、不純物濃度が高いオゾンガスの生成が期待できることがわかる。なお、図示は省略しているが、窒素、フッ素及び塩素においても、原料ガス内における割合が低い程、不純物濃度が高いオゾンガスの生成が期待できると推測される。

【0195】

加えて、窒化化合物、フッ素化合物及び塩素化合物は、オゾンによって生成される性質も有しているため、これらの不純物含有量を抑制することにより、より一層オゾンガスのオゾン濃度を高めることが期待できる。

【0196】

加えて、炭素化合物の含有量が多くなると、オゾンガスを分解しやすくなり、オゾン濃度を低下させてしまう性質を有している。

【0197】

このように、窒素、アルゴン、炭素化合物、フッ素、塩素及び水分は、原料ガスに含まれると、オゾンガス発生器１２で発生されるオゾンガスのオゾン濃度を低くする第１の性質を有している。

【0198】

上述した第１の性質を考慮して、ガス分析器１１の検出対象となる不純物は、窒素、アルゴン、炭素化合物、フッ素、塩素及び水分のうち、少なくとも一つを含んでいる。

【0199】

したがって、オゾンガス生成装置１のガス分析器１１にて検出対象となる不純物が、窒素、アルゴン、炭素化合物、フッ素、塩素及び水分のいずれかである場合、不純物含有量を監視して、不純物含有量を抑制する処置を講じることにより、オゾンガスを一定のオゾン濃度で安定に供給することができる。

【0200】

不純物含有量の具体的な監視方法としては、実施の形態３や実施の形態４のオゾンガス生成装置３及び４のようにディスプレイ３０を設けたり、実施の形態５のオゾンガス生成装置５のように警報装置３１を設けたりする方法が考えられる。

【0201】

また、前述したように、水分、炭素化合物及びフッ素は、原料ガスに含まれると、オゾンガス発生器１２を劣化させてしまう第２の性質を有している。

【0202】

したがって、オゾンガス生成装置１のガス分析器１１にて検出対象となる不純物が、水分、炭素化合物及びフッ素のいずれかである場合、不純物含有量を監視して、不純物含有量を抑制する処置を講じることにより、オゾンガス発生器１２の劣化を防止することができる。

【0203】

その結果、オゾンガス生成装置１は、オゾンガス発生器１２の劣化を防止することにより、長寿命化を図ることができる。

【0204】

（装置タイプ）
原料ガスから上述した不純物を検出するガス分析器１１の装置タイプは以下のように分類される。

【0205】

窒素…窒素化合物測定器
アルゴン…希ガス測定器
炭素化合物…炭素化合物測定器
フッ素…フッ素化合物測定器
塩素…塩素化合物測定器
水分…水分測定器（水分計；露点計）

【0206】

なお、上述したガス分析器１１の各装置タイプは既存技術であるため、各測定器の構成及び動作の説明は省略する。

【0207】

このように、検出対象となる不純物に応じてガス分析器１１となる専用の装置タイプが決定される。例えば、窒素化合物測定器ではＮＯ、やＮＯ_２の検出に適しており、ＣＯやＳＯ等の検出には不適である。したがって、原料ガスに含まれる複数のガス種に応じた専用の測定器をガス分析器１１として設置する必要がある。したがって、原料ガスの品質を多面的に分析するためには、複数のガス分析器１１を設置することが望ましい。

【0208】

上述した装置タイプのガス分析器１１を用いて、原料ガスに含まれる不純物の割合の正常範囲は例えば以下のように決定される。

【0209】

窒素…０．２ｐｐｍ以下
アルゴン…０．１ｐｐｍ以下
一酸化炭素…０．０３ｐｐｍ以下
二酸化炭素…０．０３ｐｐｍ以下
メタン…０．０３ｐｐｍ以下
水分…１．０ｐｐｍ以下（露点が－７６℃以下）

【0210】

なお、水分が１．０ｐｐｍ以下の場合、原料ガスに含まれる酸素ガス濃度は、６Ｎ（９９．９９９９％）相当であると推測できる。

【0211】

また、フッ素及び塩素についても上述した不純物の正常範囲と同様、所定の割合以下を正常範囲として設定することができる。このように、原料ガスに含まれる不純物の種類に応じて正常範囲を設定することにより、不純物の種別に応じて不純物含有量の良否を切り分けることができる。

【0212】

例えば、オゾンガス生成装置１が所望のオゾン濃度のオゾンガスを生成しない場合、不純物含有量が正常範囲内であれば、原因はオゾンガス生成装置１自体にあり、不純物含有量が正常範囲外であれば、原因は原料ガスにあると切り分けることができる。

【0213】

（実施の形態における具体例）
（２つのガス分析器１１Ａ及び１１Ｂを有する構成）
実施の形態１のオゾンガス生成装置１Ｂ、実施の形態２のオゾンガス生成装置２Ｂ、２Ｃ及び２Ｅでは、２つのガス分析器１１Ａ及び１１Ｂを有している。以下、オゾンガス生成装置１Ｂを代表して説明する。

【0214】

オゾンガス生成装置１Ｂのガス分析器１１Ａに窒素化合物測定器を用い、ガス分析器１１Ｂに水分測定器を用いる第１の組合せが考えられる。

【0215】

上述した第１の組合せでは、ガス分析器１１Ａによって原料ガスに含まれる窒素量を抑制する処置を講じることにより、窒素レスオゾンガスをオゾンガス発生器１２から発生させることができる。その結果、オゾンガス発生器１２からオゾン濃度の高いクリーンなオゾンガスを発生させて、オゾン供給先８０に供給することができる。

【0216】

さらに、第１の組合せでは、ガス分析器１１Ｂによって原料ガスに含まれる水分量を抑制する処置を講じることにより、オゾンガス発生器１２の劣化を抑制してオゾンガス生成装置１Ｂの長寿命化を図ることができる。

【0217】

このように、オゾンガス生成装置１Ｂは、ガス分析器１１Ａ及び１１Ｂの第１の組合せを採用することにより、オゾン供給先８０にクリーンなオゾンガスを長期間供給することができる。

【0218】

また、オゾンガス生成装置１Ｂにおいて、ガス分析器１１Ａに窒素化合物測定器を用い、ガス分析器１１Ｂに炭素化合物測定器を用いる第２の組合せが考えられる。

【0219】

上述した第２の組合せにおいても、ガス分析器１１Ａによって、第１の組合せと同様、オゾン濃度の高いクリーンなオゾンガスをオゾン供給先８０に供給することができる。

【0220】

さらに、第２の組合せでは、ガス分析器１１Ｂによって原料ガスに含まれる炭素化合物量を抑制する処置を講じることにより、オゾンガス発生器１２の劣化を抑制して、オゾンガス生成装置１Ｂの長寿命化を図ることができる。

【0221】

このように、オゾンガス生成装置１Ｂは、ガス分析器１１Ａ及び１１Ｂの第２の組合せを採用することにより、オゾン供給先８０にクリーンなオゾンガスを長期間供給することが期待できる。

【0222】

さらに、オゾンガス生成装置１Ｂにおいて、ガス分析器１１Ａに窒素化合物測定器を用い、ガス分析器１１Ｂにフッ素化合物測定器を用いる第３の組合せが考えられる。

【0223】

オゾンガス生成装置１Ｂは、ガス分析器１１Ａ及び１１Ｂの第３の組合せを採用することにより、第１及び第２の組合せと同様、オゾン供給先８０にクリーンなオゾンガスを長期間供給することが期待できる。

【0224】

上述した第１～第３の組合せは、ガス分析器１１Ａの検出対象である第１の不純物として、窒素、アルゴン、炭素化合物、フッ素、塩素及び水分のうち、いずれか一つを採用し、ガス分析器１１Ｂの検出対象となる第２の不純物として水分、炭素化合物及びフッ素のうち、いずれか一つを採用していることになる。

【0225】

上述したように、上述した第１～第３の組合せは以下の効果を奏する。第１のガス分析器であるガス分析器１１Ａにより得られる第１の不純物含有量を監視して、オゾンガスのオゾン濃度を高い状態で維持することができる。そして、第２のガス分析器であるガス分析器１１Ｂにより得られる第２の不純物含有量を監視して、原料ガスにおけるオゾンガス発生器の劣化成分量を抑制することができる。

【0226】

また、窒素化合物測定器には試料ガスとして吸収液を通過させ、吸収液が不純物となる窒素化合物を吸収する性質を利用して、吸収液に含まれる窒素化合物の吸収度を測定する要試料ガス測定器が存在する。例えば、ＮＯ_Ｘが要試料ガス測定器で測定されることが知られている。また、要試料ガス測定器には、試薬を用いて原料ガスを反応させることにより不純物を測定する測定器も存在する。

【0227】

このような要試料ガス測定器は、原料ガスに悪影響を与える悪影響ガス分析器に分類される。したがって、要試料ガス測定器を用いる場合、オゾンガス生成装置２Ａのガス分析器１１、オゾンガス生成装置２Ｂのガス分析器１１Ａ及び１１Ｂ、オゾンガス生成装置２Ｃのガス分析器１１Ａ及び１１Ｂ、オゾンガス生成装置２Ｄのガス分析器１１、オゾンガス生成装置２Ｅのガス分析器１１Ａとして用いることが望ましい。

【0228】

例えば、オゾンガス生成装置２Ａの場合、オゾンガス発生器１２に供給される原料ガスがガス分析器１１のガス分析処理の影響を受けることは全くないからである。

【0229】

なお、実施の形態１のオゾンガス生成装置１Ｂ等では、２つのガス分析器１１Ａ及び１１Ｂを有する構成を示したが、３つ以上のガス分析器を有する構成に拡張することも勿論可能である。

【0230】

＜その他＞
なお、本開示は、その開示の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

【符号の説明】

【0231】

１Ａ～１Ｃ，２Ａ～２Ｅ，３～５ オゾンガス生成装置
１１，１１Ａ，１１Ｂ ガス分析器
１２ オゾンガス発生器
１３ オゾン濃度計
１４Ａ～１４Ｃ，１５Ａ～１５Ｅ，１６～１８ 制御部
２０ 供給部
２８ 出力部
２９ 排出部
３０ ディスプレイ
３１ 警報装置
３３ 記憶装置
５０ 単一ガス供給経路
５１ ガス供給主要経路
５２ ガス供給補助経路
５５ 単一排気経路
５６ 排気用第一経路
５７ 排気用第二経路
７０ ガス供給設備
８０ オゾン供給先
９０ 排気設備

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】