稀释液制造方法以及稀释液制造装置与流程

本发明涉及一种制造稀释液的稀释液制造方法以及稀释液制造装置。

背景技术：

在半导体装置、液晶显示器的制造过程中，作为硅晶圆、液晶面板用玻璃基板的清洗液，采用使用超纯水稀释氨水等药液所得到的稀释液。作为稀释液的制造方法，已知的是对朝向使用点供给的超纯水添加微少量的药液的方法，并提出了多种方法。

例如，专利文献1中提出如下一种方法：使用药液供给泵向超纯水所流动的配管内添加药液罐体内的药液，并且测定添加药液后的超纯水(药液的稀释液)的电导率，基于该测定值来调节药液的添加量。

另外，专利文献2中提出如下一种方法：将设置有阀的多根细管并列地连结于超纯水流通的流通管与药液的供给装置之间，将向流通管添加药液时的压力设为某个固定值，根据打开的阀的数量来控制药液向流通管的供给量。

并且，专利文献3中提出如下一种方法：使用药液供给管将清洗液供给管与药液贮存容器连接，只基于清洗液供给管中的清洗液的流量来调整向药液贮存容器内供给的气体的压力，由此控制从药液供给管向清洗液供给管添加的药液量。

专利文献1：日本特开2000-208471号公报

专利文献2：日本特开2003-311140号公报

专利文献3：日本特许第3343776号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

但是，在上述的专利文献1、2、3中记载的稀释液的制造方法中，分别存在以下问题点。

在专利文献1所记载的稀释液的制造方法中，在由于药液供给泵的脉动的影响而稀释液中的药液的浓度不均匀的情况下，或者在设定了高稀释倍率的情况下，需要使将药液暂时稀释到某种程度后的药液贮存在罐体中，并将稀释后的药液添加到超纯水中。

另外，在专利文献2所记载的稀释液的制造方法中，需要设置多个设置有阀的细管，因此装置构造变得复杂。并且，能够制造的稀释液的浓度取决于所设置的细管的根数，因此难以准确地制造规定浓度的稀释液。

另外，在专利文献3所记载的稀释液的制造方法中，只基于清洗液的流量来调整药液贮存容器内的压力。因此，在药液贮存容器内的药液浓度由于药液挥发或分解等而发生了变动的情况下，会导致所得到的稀释液的浓度从目标值偏离。

由此，本发明是鉴于上述的各问题点而完成的，目的在于提供一种稀释液的制造方法以及制造装置，不使装置构造变得复杂就能够将微少量的高浓度液体精确地添加到稀释介质，以得到规定浓度的稀释液。

用于解决问题的方案

根据本发明的一个方式，提供一种稀释液制造方法，通过对第一液体添加第二液体来制造第二液体的稀释液，该稀释液制造方法包括以下步骤：使第一液体在第一配管中流动；以及对用于贮存第二液体的罐体内的压力进行控制，通过用于将罐体与第一配管连接的第二配管来将第二液体添加到第一配管内的第一液体，其中，在添加第二液体的步骤中包括以下步骤：测定在第一配管内流动的第一液体的流量或稀释液的流量；测定稀释液的成分浓度；以及基于流量的测定值和成分浓度的测定值，来控制罐体内的压力，使得稀释液的成分浓度为规定值。

并且，根据本发明的另一个方式，提供一种稀释液制造装置，通过对第一液体添加第二液体来制造第二液体的稀释液，该稀释液制造装置具有：第一配管，其用于供给第一液体；罐体，其用于贮存第二液体；第二配管，其用于将第二液体从罐体供给到第一配管内；流量计，其测定在第一配管内流动的第一液体的流量或稀释液的流量；测定器，其测定稀释液的成分浓度；控制部，其基于流量计的测定值和测定器的测定值，来控制罐体内的压力，使得稀释液的成分浓度为规定值。

上述的方法及装置的发明解决了专利文献1、2、3各自记载的稀释液的制造方法中存在的问题点。即，在本发明的稀释液制造方法以及稀释液制造装置中，通过对收容第二液体的罐体内的压力进行控制，来对在第一配管与经由第二配管而连接于第一配管的罐体之间产生的压力梯度进行调整，并将罐体内的第二液体添加到在第一配管内流动的第一液体。第二液体是想要稀释的药液，第一液体是纯水等稀释介质，通过对稀释介质添加药液而得到的液体是药液的稀释液。这种药液添加方法在以下点上与专利文献2、3所记载的稀释液的制造方法不同。

在本发明的稀释液制造方法以及稀释液制造装置中，测定在第一配管中流动的稀释液的流量和成分浓度，基于流量的测定值和成分浓度的测定值，调节罐体内压力，来控制来自罐体的药液的添加量。与此相对，在专利文献2、3所记载的稀释液的制造方法中，测定第一配管中流动的稀释液的流量和成分浓度中的一方，基于该一方的测定值来控制来自罐体的药液的添加量。此处提及的“成分浓度”是指来自于药液的成分的浓度。稀释液中的成分浓度能够直接测定，或者能够根据导电率等间接地测定。

在只基于稀释液的流量的测定值对来自罐体的药液的添加量进行控制的情况下，例如，在罐体内的药液浓度由于药液挥发或分解等而发生了变动时，会导致所得到的稀释液的成分浓度从目标值偏离。另外，在只基于稀释液的成分浓度的测定值对药液的添加量进行控制的情况下，例如在稀释液的流量发生了变动时，会产生测定器检测出成分浓度为止的时间的偏移，因此无法在流量变动初期将稀释液的成分浓度维持为规定值。由此，为了即使稀释液或第一液体(稀释介质)的流量发生变动或罐体内的第二液体(药液)的浓度发生变动也得到规定的成分浓度的稀释液，需要基于稀释液的流量和成分浓度这两方的测定值来控制罐体内压力。

在本发明中，测定第一配管中流动的稀释液的流量和成分浓度，或测定第一配管中流动的第一液体的流量和成分浓度，基于流量的测定值和成分浓度的测定值来控制罐体内的压力，使得稀释液的成分浓度为规定值。因此，与专利文献2、3所记载的稀释液的制造方法相比，能够更准确地得到规定的成分浓度的稀释液。

如上述那样，本发明的稀释液制造装置通过控制罐体内压力，调整罐体与第一配管之间的压力梯度，来控制通过第二配管的第二液体(药液)的供给量。该流量控制应用了关于圆形管路内的层流的水头损失的哈根-泊肃叶(Hagen·Poiseuille)定律。

<哈根-泊肃叶定律>

通过以下数式求出具有粘性的液体在固定时间内流动直径为D[m]、长度为L[m]的圆管的量Q[m³/s]。

Q＝π×D⁴×ΔP÷(128×μ×L)

也就是说，“流量Q[m³/s]与直径D[m]的4次方成比例，与管的两端的压力梯度ΔP[Pa]成比例，与管的长度L[m]成反比例，与粘性系数μ[Pa·s]成反比例”。将此称作哈根-泊肃叶定律。

也就是说，在本发明的稀释液制造装置中，在决定了在第二配管中流动的第二液体的种类的基础上，只对罐体内压力进行控制，由此能够对通过第二配管的第二液体(药液)的供给量进行控制。进一步地说，在实际制作并使用本发明的稀释液制造装置时，第二配管的长度L和内径D以及在该第二配管中流动的第二液体的粘性μ的值是固定的值，因此只使用与第二配管的两端之间的压力梯度ΔP对应的罐体内压力，就能够对第二配管内的流量Q进行比例控制。

另外，哈根-泊肃叶定律是以管路内的流动是层流为前提的，层流是指规则正确的有序的流动。另一方面，紊流是指不规则的流动。

层流与紊流的大致的区别一般是根据雷诺数Re判断的。层流范围被认为是Re≤2300，紊流范围被认为是Re>2300。雷诺数Re是使用流体中发挥作用的惯性力与粘性力之比定义的无量纲数。

在此，当将动粘性系数设为ν[m²/s]、将管内的平均流速设为u[m/s]、将管的内径设为D[m]时，使用以下式子定义雷诺数Re[-]。

Re＝u×D÷v

根据该式子，管内的平均流速u[m/s]越快、管的内径D[m]越大、动粘性系数ν[m²/s]越小，则雷诺数Re越大，管内的流动越容易变为紊流。

在管内的流动变为紊流的情况下，上述的哈根-泊肃叶定律不成立，因此难以根据第二配管的两端之间的压力梯度ΔP(以下有时称为压差)来对在第二配管内流动的第二液体的流量Q进行比例控制。由此，管内中流动的液体的流动为层流在对该液体的流量进行控制方面是重要的。特别是在即使稀释液的流量发生变动也将稀释液的成分浓度控制为规定值这种精准控制的情况下，管内中流动的液体的流动为层流是非常重要的。因而，在实施本发明的情况下，期望在第二配管内流动的液体的流动为层流。

另外，在本发明中，为了更精准控制要制造的稀释液的成分浓度，期望用于供给第二液体(想要稀释的药液)的第二配管的内径超过0.1mm且在4mm以下。

以下，对上述内容进行说明。管内的平均流速u[m/s]能够使用流量Q[m³/s]以及直径D[m]以u＝4×Q÷(π×D²)这样的式子定义。因而，上述的雷诺数Re[-]的式子还能够使用流量Q[m³/s]、直径D[m]以及动粘性系数ν[m²/s]以Re＝4×Q÷(π×D×ν)这样的其它式子表示。

在此，当想要使在第二配管内流动的第二液体保持层流状态地以某个流量Q流动时，动粘性系数ν取决于流动的液体和配管摩擦，因此仅仅是只对第二配管的内径D适当地进行设定。在该情况下，如根据上述其它的式子可知的那样，在流量相同的情况下，第二配管的内径D越大，则管内的流动越容易变为层流。然而，当使第二配管的内径D大时，如根据哈根-泊肃叶定律可知的那样，第二配管的两端之间的压力梯度ΔP会变小。即使压力梯度ΔP过于小，也容易对第二配管内的流量调整产生罐体内压力的微小的设定误差、管内的压力变动的影响，因此有时实质上不能够将第二配管内的流量调整为规定值。

根据以上内容可知，在本发明的稀释液制造装置中，在第二配管的内径被设定为固定的范围内的情况下，在第二配管内流动的第二液体的流动容易变为层流，从而易于对第二液体的流量进行比例控制。

如实施例的表1所示的那样，在第二配管的内径D大于4mm的情况下，流动随着第二配管内的流量Q增多而容易变为紊流，并且压力梯度ΔP随着第二配管内的流量Q减少而变得过于小。因此，有时难以对来自第二配管的液体添加量进行控制。另外，在第二配管的内径D为0.1mm以下的情况下，管内径过于小而压力梯度ΔP变得过于大，因此现实上有时难以对来自第二配管的液体添加量进行控制。由此，通过使第二配管的内径为超过0.1mm且在4mm以下的范围内，能够准确地得到规定的成分浓度的稀释液。

发明的效果

根据本发明，基于所制造的稀释液的流量的测定值以及成分浓度的测定值，来适当地控制贮存有想要稀释的高浓度液体的罐体内的压力，因此能够将高浓度液体精确地添加到稀释介质中而制造规定的成分浓度的稀释液。除此之外，根据本发明，装置构造也不会变得复杂。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1的稀释液制造装置的概念图。

图2是示出本发明的实施方式2的稀释液制造装置的概念图。

图3是示出本发明的实施方式3的稀释液制造装置的概念图。

图4是示出本发明的实施例1的稀释液制造装置的概念图。

图5是实施例1中的使用点使用水量变动的曲线图。

图6是示出本发明的实施例2的稀释液制造装置的概念图。

图7是示出本发明的实施例3的稀释液制造装置的概念图。

图8是示出比较例1的稀释液制造装置的概念图。

图9是示出比较例2的稀释液制造装置的概念图。

图10是示出改变管的内径来调查向管通水时的流量与管两端之间的压差之间的关系所得到的结果的曲线图。

图11是示出改变管的内径来调查向管通水时的雷诺数与管两端之间的压差之间的关系所得到的结果的曲线图。

具体实施方式

以下，基于附图来对本发明的几个实施方式进行说明。

(实施方式1)

图1示意性地示出本发明的实施方式1的稀释液制造装置。但是，虽然图1中没有进行记载，但是也可以在图中的配管系统中设置过滤器、阀等。

实施方式1的稀释液制造装置具备：第一配管11，其向使用点供给第一液体；罐体12，其贮存第二液体；以及第二配管13，其将第二液体从罐体12供给到第一配管11内。第二液体是想要稀释的药液，第一液体是用于稀释第二液体的纯水等稀释介质。因而，通过对第一液体供给第二液体而得到的液体是第二液体的稀释液。

第一配管11的中途具有用于连结第二配管13的连结部11a。在第一配管11的比连结部11a靠上游侧的部分设置有流量计14，该流量计14用于测定第一配管11内流动的第一液体的流量。在第一配管11的靠连结部11a的下游侧的部分设置有测定器15，该测定器15用于测定稀释液的成分浓度。

连结部11a中将第一配管11与第二配管13连结的连结方法如果是使第一液体与第二液体适当地混合的连结方法即可，没有特别限制。例如，以使第二配管13的前端位于第一配管11的中心部的方式将第一配管11与第二配管13连接能够有效地将第一液体与第二液体混合，因此是优选的。

罐体12与罐体内压力调整器16相连接，该罐体内压力调整器16用于将罐体内压力调整为规定值。并且，实施方式1的稀释液制造装置具备控制部17，该控制部17基于流量计14的测定值和测定器15的测定值，来计算使稀释液的成分浓度为规定值时的罐体内压力的目标值，对罐体内压力调整器16进行控制，以将罐体内压力调整为该目标值。

罐体内压力调整器16如果能够基于控制部17的命令立即调整压力即可，其结构没有特别限制，但是优选的是，包含用于向罐体12内的上部供给惰性气体的气体供给部以及用于调整该惰性气体的供给压力的调节器而构成。作为惰性气体的种类，没有特别限制，但是优选的是能够比较容易地使用的氮气。另外，关于流量计14及测定器15进行的测定，既可以是连续的测定，也可以是每隔固定时间进行的测定。

在控制部17中，为了将所制造的稀释液的成分浓度设为规定值，计算第二液体的供给量相对于由流量计14测定的第一液体的流量为何种程度是良好的。接着，计算与所计算出的供给量对应的罐体12内的压力的目标值。此时，根据哈根-泊肃叶定律，第二配管13中流动的第二液体的流量Q与第二配管13的两端的压力梯度ΔP成比例这种关系成立。因此，以压力梯度ΔP与第一液体的流量的变化以某个比例常数成比例的方式使罐体12内的压力变化即可。例如，如果第一液体的流量变为2倍，则将压力梯度ΔP也设为2倍即可，如果第一液体的流量变为1/2倍，则将压力梯度ΔP也设为1/2倍即可。通过实施这种控制方法，其结果，能够保持第一液体的流量与第二液体的流量的比例关系，从而得到浓度稳定的稀释液。但是，由于罐体中的第二液体的挥发、分解等，第二液体的成分浓度等未必一定是固定的。因此，例如即使最初稀释液的成分浓度为规定值，但是也有可能逐渐地从规定值偏离。因此，实施方式1的稀释液制造装置具有如下的反馈功能：利用测定器15测定稀释液的成分浓度，当所测定出的稀释液的成分浓度从规定值偏离时，修正比例常数，使得该稀释液的成分浓度为规定值。通过该反馈功能，在装置最初运转时或变更了稀释液的成分浓度的目标值时，人不特意计算比例常数也能够自动地将该比例常数变更为最佳的比例常数。

并且，为了维持流量Q与压力梯度ΔP的良好的比例关系，如在[用于解决问题的方案]这一栏所述的那样，优选的是第二配管13内的第二液体以层流状态流动。另外，作为第二配管13，优选使用内径为超过0.1mm且4mm以下的范围的配管，更加优选的是，第二配管的内径为超过0.1mm且1mm以下的范围。

作为第二配管13的材质，没有特别限制，但是在制造电子材料清洗用的稀释液的情况下，能够适当地列举PFA等氟烃树脂、聚乙烯系树脂、聚丙烯系树脂等。特别优选的是使用这些材质中的溶出少的氟烃树脂制的管。

第二配管13的长度没有特别限制，但是优选为0.01m以上且100m以下的范围，更优选的是0.1m以上且10m以下的范围。如果第二配管13的长度为0.01m以下，则长度过于短而容易对管内的流量产生影响，因此不是优选的。也就是说，当使用长度为0.01m以下的第二配管13时，难以利用第二配管13的两端之间的压力梯度ΔP来对供给到第一配管11的第二液体的流量Q进行比例控制。另外，在第二配管13的长度为100m以上的情况下，难以进行配管的设置，除此之外，配管与液体的接触面积变大而配管内的液体的污染增加，因此不是优选的。

所设置的第二配管13的根数也没有特别限制。在大幅度地变更稀释倍率之类的情况下，能够根据稀释液制造装置的设置状况来适当地选择并使用具有最佳的内径和长度的第二配管13。另外，第二液体的通液量优选为10μL/min以上且500mL/min以下的范围。如果在该范围内，则使用具有超过0.1mm且在4mm以下的内径的配管能够准确地控制第二液体的通液量。

另外，作为第一液体，其种类没有特别限制，能够与利用用途相匹配地使用超纯水或纯水、电解质或气体溶解得到的水、异丙醇等酒精类。另外，作为第二液体，如果是稀释后使用即可，其种类没有特别限制，能够与利用用途相匹配地使用电解质或气体溶解得到的水、异丙醇等酒精类。

在将使用本发明的稀释液制造装置制造出的稀释液用于电子材料的清洗的情况下，能够考虑将超纯水作为第一液体使用，将使电解质溶解得到的水溶液作为第二液体使用。作为该使电解质溶解得到的水溶液，其种类没有特别限制，例如能够使用酸性的盐酸、硫酸、氢氟酸、硝酸、碳酸水或者碱性的氨水、氢氧化钾水溶液、氢氧化钠水溶液等。其理由在于，近年来，明确了通过对超纯水添加少量的氢、氧、臭氧等气体成分或者盐酸、氢氟酸、碳酸、氨水等的药品而得到的清洗水具有去除半导体晶圆表面的杂质、防止静电等效果而受到关注。

例如，已知通过将使29wt％的高浓度氨水稀释至数十万倍所得到的稀薄氨水用作晶圆清洗水，具有防止晶圆清洗时的静电的效果。在为了进行该高浓度氨水的稀释(高浓度氨水向超纯水的添加)而如专利文献1所示那样使用泵的情况下，由于是高的稀释倍率，需要将高浓度氨水暂时稀释到某种程度后使用泵来添加该稀释后的氨水。与此相对，在本发明的稀释液制造装置中，能够精确地控制向超纯水供给高浓度氨水的供给量，因此不需要将高浓度氨水暂时稀释到某种程度。

用于测定使用本发明的稀释液制造装置制造出的稀释液的流量或第一液体的流量的流量计14如果具有向控制部17发送测定值的功能即可，其结构没有特别限制。作为流量计14，例如能够使用卡尔曼涡旋式流量计、超声波流量计。另外，用于测定稀释液的成分浓度的测定器15如果具有将稀释液的成分浓度作为电化学常数来进行测定并发送测定值的功能即可，其结构没有特别限制。作为测定器15，能够使用电导率计、pH计、比电阻计、ORP计(氧化还原电位计)、离子电极计等。

流量计14的设置位置如果是能够监视向使用点供给稀释液的第一配管11的内部的流量变动的位置即可，没有特别限制。可以如图1所示那样将流量计14设置在第一配管11的比连结部11a靠上游侧的部分，来测定第一配管11内的第一液体的流量。或者，也可以将流量计14设置在第一配管11的靠连结部11a的下游侧的部分，来测定第一配管11内流动的稀释液的流量。其理由在于，第二液体的供给量远远少于第一液体的流量，从而能够将第一液体的流量与稀释液的流量等效地进行处理。

测定器15的设置位置如图1所示那样是第一配管11的靠连结部11a的下游侧。在该设置位置，既可以将测定器15直接设置于第一配管15，或者也可以设置将第一配管15分支后再次与第一配管15相连接的旁路，并在该旁路设置测定器15。

(实施方式2)

图2示意性地示出本发明的实施方式2的稀释液制造装置。此处，对与实施方式1相同的构成要素使用同一附图标记，主要说明与实施方式1的不同之处。

如图2所示，实施方式2的稀释液制造装置除了具备实施方式1的构成要素以外，还具备压力计18，该压力计18能够测定将第一配管11与第二配管13连结的连结部11a处的管内的压力。并且，本实施方式的控制部17基于流量计14的测定值、测定器15的测定值以及压力计18的测定值，计算使稀释液的成分浓度为规定值时的罐体12内的压力的目标值，并对罐体内压力调整器16进行控制，以将罐体12内的压力调整为该目标值。

如根据哈根-泊肃叶定律也能够理解的那样，第二配管13的两端的压力梯度ΔP对第二液体的供给量的精度产生影响。因此，在连结部11a的压力大幅变动的情况下，难以稳定地制造规定的成分浓度的稀释液。在实施方式2的情况下，由于能够监视连结部11a的压力变动，因此能够更加准确地控制第二液体的供给量，从而能够稳定地得到规定的成分浓度的稀释液。

压力计18如果具有向控制部17发送测定值的功能即可，其结构没有特别限制。另外，压力计18的设置位置在图2中是第一配管11的靠连结部11a的下游侧，但是如果能够测定连结部11a处的管内的压力即可，也可以是在第一配管11的比连结部11a靠上游侧。因而，在本说明书中，“连结部11a处的管内的压力”不只是第一配管11与第二配管13恰好相连结的位置的管内压力，还包括该位置的附近的管内压力。“连结部11a的附近”例如是指第一配管11的连结部11a的前后1m的范围内。

(实施方式3)

图3示意性地示出本发明的实施方式3的稀释液制造装置。在此，对与实施方式1、2相同的构成要素使用同一附图标记，主要说明与实施方式1、2的不同之处。

如图3所示，实施方式3的稀释液制造装置除了具备实施方式1、2的构成要素以外，还具备连结部压力调整器19，该连结部压力调整器19基于压力计18的测定值来将连结部11a处的管内的压力调整为规定值。并且，本实施方式的控制部17基于流量计14的测定值、测定器15的测定值以及压力计18的测定值，来计算使稀释液的成分浓度为规定值时的罐体12内的压力的目标值，并对罐体内压力调整器16进行控制，以将罐体12内的压力调整为该目标值。此外，由连结部压力调整器19将连结部11a处的管内的压力调整为规定值，因此控制部17也可以基于流量计14的测定值和测定器15的测定值来计算上述罐体12内的压力的目标值。

作为连结部压力调整器19，其方式没有特别限制，例如能够采用如下方式：在第一配管11的比连结部11a靠上游侧的部分设置泵，控制该泵的转速，使得连结部11a处的管内的压力为规定值。或者，作为连结部压力调整器19，能够采用如下方式：在第一配管11的比连结部11a靠上游侧或下游侧的部分设置开度调整阀，调整阀的开度，使得连结部11a处的管内的压力为规定值。特别是使用泵的方式易于控制连结部11a处的管内的压力，因此是优选的，作为所使用的泵种类，没有特别限制，能够列举波纹管式泵、磁悬浮式泵等。

实施例

接着，列举实施例来具体地说明本发明，但是这些实施例只是例示，而并不是用于限制本发明。在此，将制造能够在电子材料的清洗中使用的稀薄氨水作为稀释液的例子列举为实施例。

<实施例1>

图4中示出实施例1的稀薄氨水制造装置的概念图。

首先，使超纯水在PFA制的第一配管11中流动。作为超纯水，使用了电阻率为18MΩ·cm以上且TOC(有机碳)为1.0ppb以下的超纯水。接着，通过将作为药液的29wt％的高浓度氨水(电子工业用、関東化学(株))从PFA制的罐体12通过第二配管13而供给到第一配管11内的超纯水，来制造规定的成分浓度的稀薄氨水并供给到使用点。作为第二配管13，使用了具有0.3mm的内径以及1m的长度的PFA制的管。

以导电率来监视稀薄氨水的成分浓度(氨浓度)，制造出导电率为20μS/cm(目标值)的稀薄氨水。具体地说，使用导电率计15A测定稀薄氨水的导电率，并且使用流量计14测定第一配管11中流动的超纯水的流量，基于各自的测定值来计算出罐体12内的压力的目标值。此时的目标值是基于从罐体12向第一配管11供给的高浓度氨水的供给量来能够将稀释液的成分浓度设为规定值这样的值。而且，控制部17利用调节器(EVD-1500、CKD(株))16A对从氮气供给源(未图示)向罐体12供给的氮气进行控制，使得罐体12内的压力与该目标值一致。作为流量计14，使用了超声波流量计(UCUF-20K、東京計装(株)(Tokyokeiso))，作为导电率计15A，使用了导电率计(M300、メトラートレド(株)(METTLER TOLEDO))。

通过以上这种控制而将所制造的稀薄氨水的导电率调整为20μS/cm。其理由在于，在实际上使用稀薄氨水来作为电子产业用的清洗液的情况下，要求导电率为5μS/cm～40μS/cm的稀薄氨水。

在如图5所示那样使制造水量(使用点处的使用水量)呈阶梯状地变动的情况下，所得到的稀薄氨水的导电率相对于目标值20μS/cm在18.3μS/cm～21.9μS/cm的范围内推移。也就是说，即使制造水量变动，高浓度氨水的供给量也立即追随该变动而变动，使得制造中的稀薄氨水的导电率为规定值，因此能够制造出导电率稳定的稀薄氨水。此外，在该试验中，在计算上认为第二配管13内的流量在0.122mL/min～0.974mL/min的范围内变动且此时的雷诺数Re为6～48。也就是说，认为第二配管13内的流动为层流。

<实施例2>

图6示出实施例2的稀薄氨水制造装置的概念图。

在实施例2中，相对于实施例1的装置(图4)添加了能够测定第一配管11与第二配管13之间的连结部11a的压力计(HPS、サーパス工業(株)(Surpass industry))18A，基于流量计14的测定值、导电率计15A的测定值以及压力计18A的测定值来计算出罐体12内的压力的目标值。除此以外的结构与实施例1相同。

在以与实施例1同样的方式使制造水量(使用点处的使用水量)呈阶段性地变动的情况下，所得到的稀薄氨水的导电率相对于目标值20μS/cm在18.9μS/cm～21.2μS/cm的范围内推移。与实施例1相比，在实施例2中能够制造出导电率更加稳定的稀薄氨水。

<实施例3>

图7示出实施例3的稀薄氨水制造装置的概念图。

在实施例3中，相对于实施例1的装置(图4)添加了压力计(HPS、サーパス工業(株))18A以及磁悬浮式的供给泵(BPS-4、レビトロニクスジャパン(株)(Levitronix Japan))19A，其中，该压力计18A能够测定第一配管11与第二配管13之间的连结部11a的压力，该供给泵19A用于基于压力计18A的测定值来将连结部11a的压力设为规定值。而且，对泵19A的转速进行控制，使得压力计18A的测定值为280kPa，并且基于流量计14的测定值和导电率计15A的测定值来计算出罐体12内的压力的目标值。除此以外的结构与实施例1相同。

在以与实施例1同样的方式使使用点处的使用水量呈阶梯状地变动的情况下，所得到的稀薄氨水的导电率相对于目标值20μS/cm在19.3μS/cm～20.5μS/cm的范围内推移。与实施例2相比，在实施例3中能够制造出导电率更加稳定的稀薄氨水。

<实施例4>

在实施例4中，作为第二配管13，使用了具有0.2mm的内径以及3m的长度的PFA制的管，来制造出导电率为5μS/cm(目标值)的稀薄氨水。除此以外的结构与实施例3相同。

在以与实施例1同样的方式使制造水量(使用点处的使用水量)呈阶梯状地变动的情况下，所得到的稀薄氨水的导电率相对于目标值5μS/cm在4.7μS/cm～5.2μS/cm的范围内推移。此外，在该试验中，在计算上认为第二配管13内的流量在0.012mL/min～0.098mL/min的范围内变动且此时的雷诺数Re为1～7。也就是说，认为第二配管13内的流动为层流。

<比较例1>

图8示出比较例1的稀薄氨水制造装置的概念图。

在实施例1～3中，为了向超纯水供给高浓度氨水而使用了收容有高浓度氨水的罐体与超纯水所流动的配管之间的压力梯度，但是在比较例1中，利用了使用泵来向超纯水供给高浓度氨水的方法。

在比较例1中，将29wt％的高浓度氨水贮存在PFA制的一次罐体12A中，一边使用一次泵20A向二次罐体12B供给高浓度氨水一边使用超纯水来将该高浓度氨水稀释至200倍。使用二次泵20B将被稀释后的该氨水供给到第一配管11内的超纯水。泵20A、20B使用了药液注入泵(DDA、グルンドフォス泵(株)(Grundfos Pump))。

关于使用二次泵20B的供给量，基于流量计14的测定值和导电率计15A的测定值，来计算出二次泵20B的排出压力的目标值。此时的目标值是基于从罐体12B向第一配管11供给的高浓度氨水的供给量来能够将稀释液的成分浓度设为规定值这样的值。除了如这样使用泵来向第一配管11内的超纯水供给高浓度氨水的结构以外的结构与实施例1相同。

在以与实施例1同样的方式使使用点处的使用水量呈阶梯状地变动的情况下，所得到的稀薄氨水的导电率相对于目标值20μS/cm在17.3μS/cm～22.6μS/cm的范围内推移。

<比较例2>

图9示出比较例2的稀薄氨水制造装置的概念图。

在实施例1～3中，是基于流量计14的测定值和导电率计15A的测定值来计算出罐体内压力的目标值的，但是在比较例2中，只基于流量计14的测定值来计算出罐体内压力的目标值。除此以外的结构与实施例1相同。

在以与实施例1同样的方式使使用点处的使用水量呈阶梯状地变动的情况下，所得到的稀薄氨水的导电率相对于目标值20μS/cm在17.3μS/cm～21.6μS/cm的范围内推移。与实施例1相比，导电率的控制范围增大，特别是低于目标值20μS/cm的情形多。认为这是由于在稀薄氨水的制造过程中罐体12内的高浓度氨水在气相中挥发从而罐体12内的氨浓度与最初的规定的浓度相比有所降低。

<实施例5>

另外，为了确认在用于向超纯水添加微少量的药液的管(第二配管13)的内径被设定为什么范围内的情况下能够精确地控制药液添加量，进行了以下所示的实验。即，准备长度相同但内径不同的三种管，测定在各种内径的管中流过超纯水时的压差(即、管两端之间的压力梯度)，来确认出流量与压差之间存在比例关系的范围。此外，准备的三种管的长度为2m，三种管各自的内径为φ2.5mm、φ4mm、φ6mm。

另外，基于管中流过超纯水时的流量[L/h]与该管的内径[mm]还计算出雷诺数。计算时使用了基于上述的哈根-泊肃叶定律的数式：Re＝4×Q÷(π×D×ν)。此外，将动粘性系数ν设为20℃的大气压下的纯水的动粘性系数(1.004×10^-6(m²/s))。

将上述的确认结果在下述的表1中示出。另外，图10中基于表1的数据来按管的内径示出表示流量与压差之间的关系的曲线图，图11中基于表1的数据来按管的内径示出表示雷诺数与压差之间的关系的曲线图。

如表1所示，在管内径为φ2.5mm的情况下，当向管通水时的流量被变更为5L/h、10L/h、15L/h、20L/h、25L/h时，各个流量时的压差分别为4kPa、9kPa、14kPa、21kPa、28kPa。当流量超过20L/h时，图10的曲线图的直线的斜率稍微增大，流量与压差之间的比例关系不再成立。

在管内径为φ4mm的情况下，当向管通水时的流量被变更为10L/h、20L/h、30L/h、40L/h、50L/h时，各个流量时的压差分别为1kPa、3kPa、5kPa、7kPa、9kPa。当流量超过30L/h时，图10的曲线图的直线的斜率稍微增大，流量与压差之间的比例关系不再成立，计算上的雷诺数Re也超过2300，从而管内的流动变为紊流。

在管内径为φ6mm的情况下，当向管通水时的流量被变更为30L/h、50L/h、100L/h、150L/h时，各个流量时的压差分别为1kPa、3kPa、8kPa、17kPa。当流量超过50L/h时，图10的曲线图的直线的斜率稍微增大，流量与压差之间的比例关系不再成立，计算上的雷诺数Re也超过2300，从而管内的流动变为紊流。

并且，表1中还示出向内径为φ0.1mm和φ0.2mm的管通水时的流量、该流量时的压差以及雷诺数。但是，关于表1中的管内径为φ0.1mm和φ0.2mm的情况下的数据，由于管径过于小，因此不是通过实验得出的，而是通过计算得出的。在管内径为φ0.1mm的情况下，当将向管通水时的流量变更为0.001L/h、0.005L/h、0.01L/h时，各个流量时的压差在计算上分别变为227kPa、1127kPa、2268kPa，在实际使用的范围内的添加量时，需要大的压差。当对该结果与表1中的管内径为φ0.2mm的情况下的数据进行比较时，还可知：关于相同流量时所需要的压差，管内径为φ0.1mm的管的该压差变得非常大。

当对以上的结果进行考察时，能够认为：当管内径大于φ4mm时，图10、图11的曲线图的斜率实质上变小。也就是说，在管内径大于φ4mm的情况下，随着管内的流量增多而容易变为紊流，并且随着管内的流量减少而压差变得过于小，因此有时难以控制药液添加量。另一方面，能够认为：当管内径小于φ2.5mm时，图10、图11的曲线图的斜率实质上变大。特别是如表1中示出的管内径为φ0.1mm的情况那样，在管内径过于小而压差过于大的情况下，也有时难以控制药液添加量。

[表1]

*表中附有括号的数值表示将会进入紊流范围的雷诺数

附图标记说明

11：第一配管；11a：连结部；12：罐体；12A：一次罐体；12B：二次罐体；13：第二配管；14：流量计；15：测定器；15A：导电率计；16：罐体内压力调整器；16A：调节器；17：控制部；18、18A：压力计；19：连结部压力调整器；19A：定量泵；20A、20B：药液注入泵。