气体溶解液生成装置及生成方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及气体溶解液生成装置及生成方法，该装置具有气液混合部(101)，其将气体和液体混合；微米气泡生成部(104)，其中流入含有所述气体的所述液体，将所述液体中含有的所述气体变换为微米气泡；纳米气泡生成部(105)，其中流入含有所述微米气泡的所述液体，将所述液体中含有的所述微米气泡变换为纳米气泡；和循环机构(201)，通过使含有所述纳米气泡的所述液体在所述气液混合部、所述微米气泡生成部和所述纳米气泡生成部中循环，提高所述液体中的气体溶解浓度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，例如适用于生成包含纳米气泡的纳米气泡水(高界面动电势水zeta high potential water)，其可用作半导体设备或 FPD(平板显示器Flat Panel Display)制造工序中的清洗水。
技术介绍
在半导体及FPD行业中，使用SC-I (氨水-过氧化氢水Ammonia-hydrogen peroxide)或 SC-2 (硫酸-过氧化氢水Sulfuric Acid-Hydrogen Peroxide)等药液作为清洗液。但是，使用这些药液存在废弃药液时增加环境负担的问题。进一步，为了防止因超纯水(UPW)的流动带电导致在中间工序中发生的静电劣化而使用CO2，该CO2也会对环境负担造成重大的影响。因而，目前，作为替代药液的清洗液，含有被称为微米气泡的微米气泡水受到关注。众所周知，存在于该微米气泡水中的微小气泡，在其表面具有电荷(界面动电势zeta potential)。该界面动电势有助于将污染物微粒与清洗对象剥离，而进行清洗。另外，众所周知，液体中的微小气泡的粒径越小该微小气泡所具有的界面动电势越高。另一方面，目前使用的微米气泡水中混杂有从粒径比微米气泡更小的被称为纳米气泡的气泡，到粒径达数百μ m的大气泡，即使称为微米气泡水，其中也含有微米气泡以外的气泡。关于微米气泡和纳米气泡，虽然没有明确的定义，但通常所谓微米气泡是指粒径(直径)为1 μ m到100 μ m左右的气泡，所谓纳米气泡是指粒径(直径)不足1 μ m的气泡(参照专利文献1、2)。比如，可以通过向微米气泡照射超声波来生成纳米气泡(专利文献2)。如上所述，在微米气泡水中含有有助于清洗的小粒径的气泡，以及对清洗帮助不大的大粒径的气泡。在上述大粒径的气泡中，尤其是数Pm以上的大粒径的气泡，其存在时间短，有吸附纳米气泡及其他微小的气泡而成为更大的气泡的倾向。该大气泡不在液体中对流，而会在液面附近破裂(压裂)。其破裂时发生的气穴现象会破坏半导体设备、FPD的中间产品或最终产品。例如，因该气穴现象，半导体晶片上的沟槽结构或微通道可能会被破坏。因而，希望使用含有尽可能多的小粒径的气泡的清洗液作为半导体设备及FPD的清洗液，具体讲，希望使用含有高浓度的纳米气泡、并尽可能去除了微米气泡(即，微米气泡含量少)的清洗液。日本专利技术专利公开第2008-36585号公报日本专利技术专利公开第2006-289183号公报
技术实现思路
众所周知，有超声波清洗法及臭氧溶解法等半导体设备及FPD的清洗方法。但是，在超声波清洗法中，从微小气泡到数十μ m量级的气泡混杂在一起被生成，大粒径气泡吸附微小气泡成为更大的气泡，因此难以使气泡的粒径一致。进一步，因超声波能量或气泡破裂时发生的气穴现象，可能对半导体设备及FPD造成损伤。在臭氧溶解法中，使臭氧溶解在超纯水中，运用臭氧的活性来提高清洗效果。但由于臭氧的稳定时间短，因而难以使臭氧浓度稳定地维持至清洗工序。另外，如果超纯水因流动带电现象而带电时，有可能劣化、破坏半导体设备及FPD的绝缘层。另外，在臭氧溶解法中，在使用溶解有臭氧的超纯水前，也会使用SC-I及SC-2，因此其与药液清洗没什么不同。 而且，在使用超纯水时，当装置停止时在超纯水中产生的细菌等微生物也会成为问题。本专利技术的目的是提供一种气体溶解液生成装置和生成方法，能够生成含有高浓度的纳米气泡，且微米气泡含量少的液体。本专利技术一方面的气体溶解液生成装置具有气液混合部，其将气体和液体混合； 微米气泡生成部，其中流入含有所述气体的所述液体，将所述液体中含有的所述气体变换为微米气泡；纳米气泡生成部，其中流入含有所述微米气泡的所述液体，将所述液体中含有的所述微米气泡变换为纳米气泡；和循环机构，通过使含有所述纳米气泡的所述液体在所述气液混合部、所述微米气泡生成部和所述纳米气泡生成部中循环，提高气体所述液体中的溶解浓度。本专利技术另一方面的气体溶解液生成方法中，在气液混合部混合气体和液体；在流入含有所述气体的所述液体的微米气泡生成部，将所述液体中含有的所述气体变换为微米气泡；在流入含有所述微米气泡的所述液体的纳米气泡生成部，将所述液体中含有的所述微米气泡变换为纳米气泡；使含有所述纳米气泡的所述液体在所述气液混合部、所述微米气泡生成部和所述纳米气泡生成部中循环，提高气体在所述液体中的溶解浓度。根据本专利技术，能够提供一种，其能够生成含有高浓度的纳米气泡，且微米气泡的含量少的液体。附图说明 图1为本专利技术第一实施方式的气体溶解液生成装置的主视图。 图2为从图1的右侧观看图1的气体溶解液生成装置的侧视图。 图3为表示图1的气体溶解液生成装置结构的结构简图。 图4为表示液温与微米气泡生成个数的函数的图表。 图5为表示液体的温度和压力与气体溶解浓度的函数的图表。 图6为详细表示图3的微米气泡生成部的结构的侧视剖面图。 图7为详细表示图6的发泡用文丘里管的结构的放大剖面图。 图8为详细表示图6的发泡用文丘里管的结构的放大剖面图。 图9为表示由图6的微米气泡生成部生成的气泡的分布的图表。 图10为详细表示图3的纳米气泡生成部的结构的侧视剖面图。 图11为表示由图10的纳米气泡生成部生成气泡的分布图表。 图12为用于说明现有的气体溶解液生成装置的结构的图。 图13为用于说明本实施方式的气体溶解液生成装置的结构的图。 符号说明101气液混合部102加压泵5103剪断·溶解部104微米气泡生成部105内米气泡生成部111冷却机121气体导入口122原水入口123生成水出口1 剩余气体再导入口131控制盘141负载142微粒分离部143微粒过滤器151水槽201循环机构211重复管路212回流管路213再生管路214放水管路215回收管路301微米气泡生成部本体(发泡室)302气体溶解水入口303发泡用文丘里管304剩余气体出口305剩余气体回流管306微米气泡水流出口401纳米气泡生成部本体(收容室)402超声波振子403微米气泡水流入口404引导流路405隔离壁管406微米气泡水放出部407重复水流出口(第一体液出口)408内米气泡水流出口(第二液体出口)409污物分离水出口410隔板411波纹部具体实施例方式下面结合附图说明本专利技术的实施方式。图1为本专利技术第一实施方式的气体溶解液生成装置的主视图。在图1中示出了用于从该装置外向气液混合部101导入气体的多个气体导入口 121，还示出了用作原水的流入口的原水入口 122和用作生成水的流出口的生成水出口 123。利用气液混合部101使从气体导入口 121导入的气体与从原水入口 122流入的液体(水)混合，成为溶解了气体的气体溶解液(气体溶解水)。接着，在加压泵102内利用旋转的叶轮对该气体溶解水搅拌、混合并施加压力，在剪断 溶解部103中通过剪断施以使气体施溶解的剪断·溶解处理。经过气液混合部101、加压泵102和剪断 溶解部103之后的气体溶解水流入到微米气泡生成部104。在微米气泡生成部104中，将该气体溶解水中含有的气体变换为微米气泡。由于该气体溶解水含有微米气泡，因而称为微米气泡水。从微米气泡水生成部104排出的气体溶解水(微米气泡水)接着流入纳米气泡生成部105。在纳米气泡生成部105中，将该气体溶解水中含有的微米气泡变换本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种气体溶解液生成装置，其特征在于，具有：气液混合部，其将气体和液体混合；微米气泡生成部，其中流入含有所述气体的所述液体，将所述液体中含有的所述气体变换为微米气泡；纳米气泡生成部，其中流入含有所述微米气泡的所述液体，将所述液体中含有的所述微米气泡变换为纳米气泡；和循环机构，通过使含有所述纳米气泡的所述液体在所述气液混合部、所述微米气泡生成部和所述纳米气泡生成部中循环，提高所述液体中的气体溶解浓度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：高桥贤，高桥浩己，高桥浩司，
申请(专利权)人：阿思普株式会社，
类型：发明
国别省市：JP