액체 중의 용존기체농도의 측정방법, 측정장치 및질소가스용해수의 제조장치 document_id A220623051461

종래부터, 물처리 등의 액체처리기술에 있어서, 용존기체농도의 제어는 중요하게 여기고 있었다. 예를 들면, 반도체용 실리콘기판, 액정용 유리기판 등의 표면으로부터 이물질을 제거하는 습식세정공정에서 사용되는 초순수는, 기판 표면의 자연 산화를 억제하기 위해서, 용존산소가스를 극미량까지 저감시키는 것이 요구되고 있다. 용존산소가스에 대해서는, 진공탈기, 질소탈기, 촉매탈기 등에 의해서 ppb레벨까지 저감할 수 있고, 기존의 용존산소계를 이용해서 그 농도를 정밀하게 계측할 수 있다. 최근, 습식세정의 혁신이 진행되며, 특정의 기체만을 소정량 용해한, 이른바 기능성 세정수가 적용되게 되었다. 예를 들면, 수소가스만을 포화농도 부근까지 용해시킨 세정수는, 기판 위의 미립자 제거에 매우 높은 효과를 발휘한다. 질소가스를 포화농도 부근까지 용해시킨 질소가스용해수도, 수소가스용해수에는 미치지 못하지만, 높은 세정효과를 발휘하는 것이 공지되어 있다. 이와 같은 특정의 기체만을 고농도로 효율적으로 물에 용해시키기 위해서는, 예비탈기처리에 의해, 본래 용존하고 있는 기체를 사전에 제거해 두는 것이 요망된다. 이 예비탈기처리의 대상은, 산소가스, 질소가스 등, 모든 용존기체이며, 정확히 처리의 정도를 구하기 위해서는, 복수의 계기(計器)를 이용해서, 적어도 용존산소가스와 용존질소가스의 쌍방의 농도를 측정할 필요가 있었다. 탈산소되어 있지 않은 초순수를 세정용 기능수의 원수(原水)로 하는 경우는, 예비탈기처리를 기체의 종류에 의한 선택성이 없는 방법에 의해 실행하면, 측정방법이 확립되어 있는 용존산소가스농도의 계측에 의해서, 모든 용존기체를 대상으로 하는 탈기처리의 정도를 대략 추정할 수 있다. 그러나, 최근 전자산업공장에서 이용되고 있는 바와 같이, 탈산소된 초순수를 기능성 세정수의 원수로 하는 경우에는, 본래 용존산소가스농도가 ppb레벨로 낮게 되어 있기 때문에, 예비탈기처리의 정도를 용존산소가스농도로부터 추정하는 것은 불가능하며, 용존산소계에 비해서 성능이 열악한데다 고가인 용존질소계에 의존하지 않을 수 없는 상황에 있었다. 이에 대해서, 본 발명자들은, 밀폐용기 내에 기체투과막을 형성해서, 한쪽을 액상실, 다른 쪽을 기상실로 구획하고, 액상실에 피검액을 도입하는 도입관과 배출하는 배출관을 부설하고, 기상실에 진공도를 측정하는 압력계를 설치한 장치를 이용하여, 액상과 평형상태에 있는 기상의 진공도를 측정함으로써, 액체 중의 용존기체농도를 용이하게 측정할 수 있는 것을 발견하고, 신규인 측정계기와 측정방법을 확립하였다(특허문헌 1). 이 기술을 이용하면, 매우 간단한 준비로, 액체에 용존하는 기체의 농도를 일괄해서 정밀도 좋게 구할 수 있다. 그런데도, 이 장치에 의한 측정을 연속적으로 장기간에 걸쳐서 실시하면, 어느 시점을 경계로 정확한 측정이 완전히 불가능하게 된다고 하는 문제가 발생하였다. [특허문헌 1] 일본국 특개2000-65710호 공보