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公開番号2024123290
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-11
出願番号2023027885
出願日2023-02-27
発明の名称オゾンガス供給システム
出願人明電ナノプロセス・イノベーション株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類C01B 13/10 20060101AFI20240904BHJP(無機化学)
要約【課題】最小限の装置構成でオゾンガスをオゾン濃度可変にオゾン利用系に供給できるオゾンガス供給システムを提供する。
【解決手段】オゾンガス供給システム1は、オゾンガス供給装置2、ガス導入ライン3及び流量制御器MFC1を備える。オゾンガス供給装置2は、オゾナイザー32で得られたオゾンガスの低温分留によりオゾン濃度80%以上のオゾンガスを生成して供給可能とする。ガス導入ライン3は、希釈ガスをオゾナイザー32に導入可能にオゾナイザー32からオゾンガスをオゾンガス供給装置2に導入する。流量制御器MFC1は、ガス導入ライン3の前記希釈ガスの流量を制御することでオゾンガス供給装置2における前記オゾンガスのオゾン濃度を調整可能とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
オゾナイザーで得られたオゾンガスの低温分留によりオゾン濃度８０％以上のオゾンガスを生成して供給可能なオゾンガス供給装置と、
希釈ガスを前記オゾナイザーに導入可能に当該オゾナイザーからオゾンガスを前記オゾンガス供給装置に導入するガス導入ラインと、
前記ガス導入ラインの前記希釈ガスの流量を制御することで前記オゾンガス供給装置においてオゾンガスのオゾン濃度を調整可能な第一の流量制御器と、
を備えたことを特徴とするオゾンガス供給システム。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記オゾンガス供給装置からのオゾンガスをプロセス装置に供給するガス供給ラインと、
前記オゾンガス供給装置からオゾンガスを排出するガス排出ラインと、
前記オゾンガス供給装置からのオゾンガスを前記ガス供給ラインに供給する直前で前記ガス導入ラインの残留ガスを前記ガス排出ラインに排出可能なバイパスラインと、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のオゾンガス供給システム。
【請求項３】
前記希釈ガスを前記ガス導入ラインに導入可能な希釈ガス導入ラインと、
この希釈ガス導入ラインの前記希釈ガスの流量を制御することで前記オゾンガス供給装置においてオゾンガスのオゾン濃度を調整可能な第二の流量制御器をさらに備えたこと特徴とする請求項１に記載のオゾンガス供給システム。
【請求項４】
前記オゾンガス供給装置からのオゾンガスをプロセス装置に供給するガス供給ラインを備え、
前記希釈ガス導入ラインは、希釈ガス供給バルブを備え、
前記ガス供給ラインは、オゾンガス供給バルブを備え、
前記希釈ガス供給バルブは、前記オゾンガス供給バルブと同期して開閉可能であることを特徴とする請求項３に記載のオゾンガス供給システム。
【請求項５】
前記オゾンガス供給装置からのオゾンガスをプロセス装置に供給するガス供給ラインと、
前記オゾンガス供給装置から前記プロセス装置に供給されるオゾンガスの一部を前記ガス供給ラインに返送可能なガス回収ラインと、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のオゾンガス供給システム。
【請求項６】
前記オゾンガス供給装置を複数備え、
一つの前記オゾンガス供給装置が液体オゾンを蓄積する一方で他の前記オゾンガス供給装置がオゾンガスを供給可能であることを特徴とする請求項１に記載のオゾンガス供給システム。
【請求項７】
前記希釈ガスの流量と前記低温分留により生成される液体オゾンを貯留する前記オゾンガス供給装置のベッセルの温度と当該低温分留により生成されるオゾンガスのオゾン濃度との関係及び当該希釈ガスの流量と当該ベッセルの圧力との関係に基づき当該希釈ガスの流量及び当該ベッセルの温度を制御する制御部を備えたことを特徴とする請求項１に記載のオゾンガス供給システム。
【請求項８】
前記希釈ガスの流量と前記ベッセルの温度は独立に制御することを特徴とする請求項７に記載のオゾンガス供給システム。
【請求項９】
前記制御部は、前記ベッセルの温度の一定のもとで前記希釈ガスの流量若しくは種類を変えることで前記オゾンガス供給装置の前記オゾンガスの供給圧力及びオゾンガス濃度を制御することを特徴とする請求項７に記載のオゾンガス供給システム。
【請求項１０】
前記希釈ガスはオゾンガスよりも蒸気圧が高く当該オゾンガスと反応しないガスであることを特徴とする請求項１に記載のオゾンガス供給システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、低温分留によりオゾン濃度８０％以上の高濃度オゾンガスを得るガス供給システムにおいて、高速かつ再現性良く任意のオゾン濃度に変更若しくは瞬時にオゾン分圧を高める技術に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
オゾンガスの反応効率の向上及びガスコストの低減の観点から従来の放電式オゾナイザーで得られたオゾンガスよりもオゾン濃度が高い高濃度オゾンガスを用いたプロセスが普及され始めている（非特許文献１、特許文献１，２）。例えば、オゾン濃度を２１０ｇ／Ｎｍ
３
から１，６００ｇ／Ｎｍ
３
まで高めることで、酸素ガスのコストが従来の１／８に抑えられて水処理用の超高濃度オゾン製造システムのランニングコストが従来比７０％の低減が実現しつつある。
【０００３】
一方で高濃度オゾンガスはその製造コスト及びランニングコストを考慮すると処理対象に必要な最低限の流量及び濃度に抑えることが望ましい。
【０００４】
高濃度オゾンガスを生成する方法として、シリカゲルの極性分子に対する選択的吸着性能を利用したオゾン濃縮法がある。この方法は、通常の放電法で得られたオゾン濃度１０数％のオゾン酸素混合ガスから極性の大きいオゾン分子のみを吸着及び濃縮でき、上下水処理（一般産業）、半導体プロセスの分野で利用されている。
【０００５】
前記オゾン濃縮法は、吸着後の圧力制御（真空引き減圧脱離処理）により吸着力の弱い酸素分子を脱離させ３０％以上のオゾン濃度に濃縮できるが、脱離処理の時間を制御することで３０％～最大８０％の濃度まで可変となる。
【０００６】
さらに、３つの吸着脱用のベッセルを備えて時間的に吸着、脱離（濃縮）等の動作タイミングをずらす制御により、処理対象に適したオゾン濃度のオゾンガスを連続的に供給できる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
三菱電機技法９１（１２）２０１７
【特許文献】
【０００８】
ＵＳＰａｔｅｎｔＮｏ．１１１２３６７９Ｂ２
ＵＳＰａｔｅｎｔＮｏ．８４０９５２０Ｂ２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記オゾン濃縮法は、高純度のシリカゲルを用いた場合でも、当該シリカゲルに含まれる金属不純物（Ｃｕ，Ｍｇ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｚｎ等）の脱離がｐｐｂレベルでは完全に除去できないので、高純度のオゾンガスが要求される半導体工程には適用できない。また、ベッセルごとに所定のオゾン濃度に濃縮した後は、ベッセル内のガスを使い切るまで（完全に脱着するまで）はオゾン濃度の制御は不可能となる。
【００１０】
さらに、オゾンガスの供給は供給ラインでポンプにより圧縮した後にマスフローコントローラで行うためガス流量が小さい条件では当該圧縮及び流量コントローラ通過の過程でオゾン濃度が１０～２０％までに低下する。
（【００１１】以降は省略されています）

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