專(zhuān)利名稱(chēng)：：特定氣體的濃縮、稀釋裝置以及特定氣體的濃縮、稀釋方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種能夠從含有多種氣體的氣體中選擇性地只使特定氣體結(jié)露或者使特定氣體以外的氣體選擇性地透過(guò)，從而對(duì)該特定氣體進(jìn)行濃縮或稀釋的裝置和方法。特別是涉及這樣一種特定氣體的濃縮、稀釋裝置及方法，該裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只有1個(gè)小室(chamber)，該方法不需要多個(gè)濃縮工序、取出工序，只使特定氣體選擇性地結(jié)露或者使特定氣體以外的氣體選擇性地透過(guò)，在小室的稀釋氣體取出部形成稀釋氣體，同時(shí)，使結(jié)露的液體借助重力而移動(dòng)至小室下部的濃縮氣體取出部并氣化，從而在小室的濃縮氣體取出部中形成濃縮氣體，從小室的2個(gè)氣體取出部連續(xù)地分開(kāi)成濃縮的氣體和稀釋的氣體并分別地將其取出。
背景技術(shù)：
：作為以往的對(duì)于含有多種氣體的氣體，只對(duì)特定氣體進(jìn)行氣體濃縮、稀釋的裝置，可列舉出臭氧濃縮裝置、N0x或者氟利昂(7口y)除去裝置、C02除去裝置等。在以往的這種裝置的技術(shù)中，有這樣一種裝置，即，只將特定氣體冷卻，使其迅速液化和吸附到硅膠等吸附劑上，在其后續(xù)工序中，將液化的和吸附在吸附劑上的氣體物質(zhì)加熱，通過(guò)蒸發(fā)和脫附作用，使其再次氣化，由此使特定氣體高濃度化。現(xiàn)在人們正在研究把通過(guò)使用這種裝置而高濃度化的氣體用于半導(dǎo)體制造裝置的化學(xué)反應(yīng)氣體，適用于制造更高質(zhì)量的半導(dǎo)體的技術(shù)，或者通過(guò)熱或催化劑反應(yīng)來(lái)使高濃度化后的有毒氣體無(wú)害化等環(huán)境改善技術(shù)。作為以往的對(duì)特定氣體進(jìn)行高濃度化或稀釋化的裝置的第1例，有這樣一種裝置，即，通過(guò)將約10%(220g/Nm3)以下的用臭氧發(fā)生器發(fā)生的臭氧化(氧90%-臭氧10%)氣體供給到已冷卻至80K(-193°C)~100K(-173°C)的小室中，只讓臭氧氣液化，在下一個(gè)工序中，用排氣裝置部使小室內(nèi)的氣體部形成真空狀態(tài)，然后在再下一個(gè)工序中用加熱器等高溫化手段將已液化的臭氧氣加熱至溫度128K(-145°C)~133K(-140X:)附近，由此使原先成為真空的氣體部成為相當(dāng)于臭氧的蒸氣壓的50Torr(53hPa)~70Torr(100hPa)的100%臭氧氣，進(jìn)而將該蒸氣化后的臭氧取出。(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。作為以往的對(duì)特定氣體進(jìn)行高濃度化或稀釋的裝置的第2例，有這樣一種裝置，即，將在臭氧發(fā)生器中發(fā)生的臭氧化氣體供給到填充有吸附劑而且冷卻至低溫(-60°C)的小室中，吸附劑只吸附臭氧氣(吸附工序)，在下一個(gè)工序中，利用排氣裝置部對(duì)小室內(nèi)的氣體部進(jìn)行真空脫氣，然后在再下一個(gè)工序中，將吸附在吸附劑上的臭氧氣用加熱器等高溫化手段加熱至0度附近，由真空狀態(tài)的吸附劑部將100Torr(53hPa)左右的95%臭氧氣按照500cc/min左右的流量進(jìn)行濃縮并取出(脫附工序)(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)2)。另外，該專(zhuān)利文獻(xiàn)2中還記載，因?yàn)閷饪s的臭氧氣連續(xù)地取出，將上述填充有吸附劑的小室設(shè)置為3個(gè)小室，按照時(shí)間共變系列將吸附工序和脫附工序交替進(jìn)行，而且通過(guò)設(shè)置緩沖罐，可以穩(wěn)定地供給高濃度的臭氧化氣體。另外，通過(guò)向上述緩沖罐中供給濃縮的臭氧氣和氧氣等，可以供給臭氧濃度為30~95%的臭氧化氣體。另一方面，在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域中，為了實(shí)現(xiàn)更高集成化的半導(dǎo)體，開(kāi)發(fā)竟?fàn)幷趧×业剡M(jìn)行，例如，在硅晶片的氮化膜上形成有硅氧化膜的不揮發(fā)性半導(dǎo)體記憶裝置(不揮發(fā)性記憶)制造工序中，作為在控制門(mén)電極和浮動(dòng)(7口一亍47/)門(mén)電極上形成2nm左右非常薄的氧化膜，而且作為能夠抑制層間的漏電流的氧化膜形成手段，有人提出了通過(guò)使用不含氧和臭氧以外的雜質(zhì)的20%(440g/Nm3)以上的超高純度臭氧化氣體和利用紫外線(xiàn)照射或等離子體放電所引起的低溫氧化化學(xué)反應(yīng)來(lái)形成品質(zhì)優(yōu)良的氧化膜，從而實(shí)現(xiàn)能夠滿(mǎn)足上述膜厚和抑制漏電流的規(guī)定的氧化膜(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)3)。在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域中，為了達(dá)到高集成化，很重要的一點(diǎn)是形成品質(zhì)優(yōu)良的氧化膜。因此，能夠大量地且經(jīng)濟(jì)性良好、安全地連續(xù)供給20%(440g/Nm3)以上的超高純度臭氧化氣體，也就是高濃縮臭氧氣體的技術(shù)就受到人們的重視。另外，作為以往的特定氣體的高濃度化或稀釋的裝置的利用領(lǐng)域，有N0x氣體、氟利昂(7口》)氣體除去裝置和C02氣體除去裝置。該NOx、氟利昂、C02氣體除去裝置，需要經(jīng)過(guò)下述多個(gè)工序才可以達(dá)成，所說(shuō)工序中，作為第l工序處理，將含有NOx、氟利昂、C02氣體的氣體在低溫狀態(tài)下、或者通過(guò)施加壓力，使其吸附在吸附劑上，然后，在第2工序中，通過(guò)在高溫狀態(tài)、或者減壓狀態(tài)下使其脫附，在第3工序中，對(duì)脫附的NOx、氟利昂、C02氣體用熱、化學(xué)反應(yīng)、催化劑化學(xué)反應(yīng)將其分解除去。作為這些以往的NOx氣體除去裝置的例子，有人提出通過(guò)使從燃燒廢氣中出來(lái)的NOx氣體與氧化金屬物質(zhì)接觸來(lái)使NOx氣體吸附在氧化金屬物質(zhì)上，從而將燃燒廢氣中所含有的NOx氣體除去(NOx氣體的稀釋裝置)的方案(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)4)。進(jìn)而，作為以往的特定氣體的高濃度化或稀釋的裝置的利用領(lǐng)域，有C02氣體除去裝置。關(guān)于該C02氣體除去裝置，有人提出了通過(guò)使含有二氧化碳?xì)獾膹U氣吸附在多孔質(zhì)管上來(lái)從廢氣中除去C02氣體的裝置(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)5)或是利用風(fēng)扇使含有二氧化碳?xì)獾氖覂?nèi)空氣與二氧化碳?xì)馕奖∑佑|，以便使二氧化碳?xì)馕皆诙趸細(xì)馕奖∑希纱耸故覂?nèi)的空氣凈化(C02氣體的稀釋裝置)的裝置(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)6)。如上所述，被NOx、C02氣體除去裝置吸附的NOx、C(h氣體，受到熱或放電等的作用，在氧化金屬物質(zhì)的表面上發(fā)生催化化學(xué)反應(yīng)等，還原為N,氣或者發(fā)生氨化、碳化、甲烷化等，上述文獻(xiàn)在這些方面貢獻(xiàn)了高效的處理技術(shù)。(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)特開(kāi)2001-133141號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)2)特開(kāi)平11-335102號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)3)特開(kāi)2005-347679號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)4)特開(kāi)平6-15174號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)5)特開(kāi)2000-262837號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)6)特開(kāi)平11-244652號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)7)特開(kāi)2004-359537號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利3642572號(hào))(專(zhuān)利文獻(xiàn)8)特開(kāi)平9-208202號(hào)公報(bào)(非專(zhuān)利文獻(xiàn)1)H2.7.17三秀書(shū)房發(fā)行《才乂/會(huì)中心cl:L&高度凈化處理技術(shù)》(P.48、49)本發(fā)明的技術(shù)在上述任一篇現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)中均沒(méi)有公開(kāi)，因此可以確信，本發(fā)明具有新穎性和創(chuàng)造性。特別是關(guān)于封入結(jié)露、蒸氣化用粒子材料的小室、形成氣體透過(guò)部件(膜)的小室的結(jié)構(gòu)沒(méi)有公開(kāi)過(guò)。另外，關(guān)于通過(guò)將該小室的上部側(cè)用冷卻器進(jìn)行低溫化，以便使特定氣體選擇性地在上述粒子材料的表面結(jié)露，或是使特定氣體以外的氣體選擇性地透過(guò)上述氣體透過(guò)部件(膜)，利用在上述小室的下部側(cè)被加溫的上述粒子材料來(lái)使原先在氣體透過(guò)部件(膜)表面上結(jié)露的氣體蒸氣化，從而使特定氣體濃縮的裝置以及濃縮方法，這些濃縮裝置和濃縮方法在任何文獻(xiàn)中均沒(méi)有公開(kāi)過(guò)。以往，關(guān)于將作為特定氣體的臭氧化氣體濃縮的技術(shù)，如專(zhuān)利文獻(xiàn)l、2所示，在第l工序中，通過(guò)將在臭氧發(fā)生器中發(fā)生的臭氧氣冷卻，使其液化或者吸附在吸附劑上，在第2工序中，將不能吸附的氣體抽排至達(dá)到真空，然后在第3工序中，將液化或吸附的氣體加熱，獲得100%臭氧或者95%的高濃縮臭氧氣。在這種濃縮裝置中，由于將3個(gè)工序的操作處理交替進(jìn)行，因此使系統(tǒng)復(fù)雜化，每個(gè)工序中管線(xiàn)切換的壓力控制、流量控制或閥門(mén)控制都非常復(fù)雜，裝置總體積變得很大，裝置成本也提高等，這些都是存在的問(wèn)題。另外，在由臭氧發(fā)生器發(fā)生的臭氧氣中所含有的雜質(zhì)氣體，通過(guò)臭氧的液化和吸附工序而作為雜質(zhì)液體貯存在液化容器中，必須定期地除去該雜質(zhì)液體，或者這些雜質(zhì)氣體被吸附劑吸附而殘留下來(lái)，成為使臭氧吸附的性能劣化的原因。在將液化的臭氧液或吸附于吸附劑上的臭氧加熱以使其蒸氣化時(shí)，如果加熱過(guò)快，則會(huì)由于臭氧液或吸附的臭氧急劇地蒸氣化或脫附化，導(dǎo)致氣體壓力急劇提高而有爆炸的危險(xiǎn)。由于要避免急劇蒸發(fā)或脫附化，而且必須在低壓力狀態(tài)下進(jìn)行蒸發(fā)、脫附化操作，因此不能提高所獲濃縮臭氧氣體的流量或是只能供給低壓力的濃縮臭氧化氣體，這是存在的問(wèn)題，另外，在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域中不能批量生產(chǎn)處理(成批處理)，或是在晶片處理小室中不能均等地將濃縮臭氧化氣體分散化等，這些也是存在的問(wèn)題。進(jìn)而，當(dāng)液化到達(dá)規(guī)定的體積，或者當(dāng)在吸附劑上吸附的臭氧量一旦接近100%臭氧吸附容量時(shí)，在臭氧發(fā)生器中發(fā)生的臭氧氣仍會(huì)繼續(xù)流入液化小室或者吸附小室中，導(dǎo)致不能液化的氣體或不能吸附的臭氧氣通過(guò)排臭氧裝置排放，這樣就不能有效地濃縮臭氧氣，這是存在的問(wèn)題。以往，在通過(guò)除去屬于特定氣體的N0x、C02氣體來(lái)使廢氣或室內(nèi)空氣凈化(特定氣體的稀釋化)的技術(shù)中，當(dāng)吸附劑上的吸附量一旦達(dá)到飽和時(shí)，就必須進(jìn)行吸附劑的再生或者將吸附劑更換等，這些是存在的問(wèn)題。另外，當(dāng)通過(guò)熱或放電等在氧化金屬物質(zhì)的表面上進(jìn)行催化化學(xué)反應(yīng)等，來(lái)使吸附的屬于特定氣體的N0x、C02氣體進(jìn)行還原為&氣或氨氣化或者發(fā)生碳化、甲烷化等處理時(shí)，存在不能有效進(jìn)行處理等問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于上述的問(wèn)題而研究的，其目的是要提供一種只用1個(gè)裝置和1個(gè)工序處理就可以連續(xù)地進(jìn)行特定氣體的濃縮化和稀釋化的裝置以及方法。另外，本發(fā)明的目的還在于，提供一種對(duì)于所能供給的濃縮化的氣體量、壓力、濃縮度均可以容易地控制的，安全性和緊湊性均優(yōu)良，且價(jià)格便宜的裝置。本發(fā)明的特定氣體的濃縮、稀釋裝置，其特征在于，該裝置具備特定氣體濃縮系統(tǒng)和氣體供給、取出系統(tǒng)，其中，所說(shuō)的特定氣體濃縮系統(tǒng)包括使供給到小室內(nèi)的氣體冷卻至規(guī)定低溫的冷凍機(jī)，在所述小室內(nèi)部封裝有能夠使特定氣體選擇性地結(jié)露的結(jié)露、蒸氣化用粒子材料或者裝有能夠使特定氣體以外的氣體選擇性地透過(guò)的氣體透過(guò)部件，而所說(shuō)的氣體供給、取出系統(tǒng)具有用于向上述小室中供給含有多種氣體的混合氣體的供給口、用于將稀釋特定氣體后的氣體取出的稀釋氣體取出口以及用于將濃縮特定氣體的氣體取出的濃縮氣體取出口；供給到上述小室內(nèi)的上述氣體的上述氣體的上述稀釋氣體取出部，通過(guò)用上述冷凍機(jī)進(jìn)行低溫化，使特定氣體選擇性地在上迷粒子材料或者上述氣體透過(guò)部件的表面上結(jié)露，或是使特定氣體以外的氣體選擇性地透過(guò)上述氣體透過(guò)部件，由此可以實(shí)現(xiàn)上述特定氣體的稀釋化，而供給到上述小室內(nèi)的上述氣體的上述濃縮氣體取出部，通過(guò)將上述濃縮氣體取出部的周?chē)訙?，使在上述粒子材料表面結(jié)露的氣體蒸氣化，由此可以實(shí)現(xiàn)上述特定氣體的濃縮化，如此可以從上迷小室的稀釋氣體取出部連續(xù)地取出上述特定氣體的稀釋氣體，另外，從上述小室的濃縮氣體取出部連續(xù)地取出上述特定氣體的濃縮氣體。另外，本發(fā)明的特定氣體的濃縮、稀釋方法是從含有多種氣體的氣體中只將特定氣體濃縮化或者稀釋化的方法，其特征在于，該方法中，所具備的氣體供給、取出系統(tǒng)具有下述功能將在氣體濃縮、稀釋用的小室中封入有用于使特定氣體結(jié)露和蒸氣化的粒子材料、或者小室內(nèi);氣體冷卻的功能；、向小室內(nèi)引入含有上述多種氣;的特定氣體、將特定氣體稀釋了的氣體取出、以及將特定氣體濃縮了的氣體取出的功能；通過(guò)將小室內(nèi)的氣體冷卻，在結(jié)露、蒸氣化用粒子材料或者上述氣體透過(guò)部件表面，只讓上述特定氣體選擇性地結(jié)露、或是讓特定氣體以外的氣體選擇性地透過(guò)上述氣體透過(guò)部件，由此在上述小室的稀釋氣體取出部中實(shí)現(xiàn)上述特定氣體的稀釋化，一邊使在上述粒子材料的表面上結(jié)露的液體借助重力流入小室的下部，一邊通過(guò)對(duì)小室的上述濃縮氣體取出部的周?chē)訙?，使上述粒子材料表面上結(jié)露的氣體蒸氣化，從而在上述小室的上述濃縮氣體取出部中實(shí)現(xiàn)上述特定氣體的高濃縮化，同時(shí)，從上述小室的稀釋氣體取出部連續(xù)地取出特定氣體的稀釋氣體，而且從上述小室的濃縮氣體取出部連續(xù)地取出特定氣體的濃縮氣體。另外，本發(fā)明的特定氣體的濃縮、稀釋方法，其特征在于，在上迷小室內(nèi)裝有上述粒子材料的特定氣體的濃縮、稀釋裝置中，在上迷小室的稀釋氣體取出部的氣體取出口以及濃縮氣體取出部的氣體取出口中的任一處，設(shè)置用于控制上述小室內(nèi)壓力的自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器(APC)以及用于控制從上述小室中取出的氣體流量的流量控制器(MFC)中的任一種，同時(shí)，通過(guò)上述自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器(APC),將上述小室內(nèi)壓力自動(dòng)控制在規(guī)定壓力，而且，借助上述那些措施來(lái)從上述小室的稀釋氣體取出部取出上述特定氣體的稀釋氣體，用上述流量控制器(MFC)設(shè)定從上述小室取出的流量，以便能夠自動(dòng)地設(shè)定當(dāng)將上述特定氣體的濃縮氣體連續(xù)地取出到外部時(shí)的濃縮氣體的濃度和流量。另外，本發(fā)明的特定氣體的濃縮、稀釋方法，其特征在于，在上述小室內(nèi)裝有上述氣體透過(guò)部件的特定氣體的濃縮、稀釋裝置中，設(shè)氣體在取出部的小室內(nèi)的壓力Pl的自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器I(APCI)或者氣體壓力調(diào)節(jié)用閥門(mén)I,設(shè)置用于控制上述小室的濃縮氣體取出部的小室內(nèi)的壓力P2的自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器II(APCII)或者氣體壓力調(diào)節(jié)用閥門(mén)II，并且使上述2種稀釋氣體的取出部和濃縮氣體取出部的壓力分別為Pl、P2，并使上迷氣體透過(guò)部件間的氣體壓力差為AP(=P2-Pl)，為了借助上述那些措施來(lái)從上述小室的稀釋氣體取出部連續(xù)地取出上述特定氣體的稀釋氣體，另外，為了從上述小室的濃縮氣體取出部連續(xù)地取出上述特定氣體的濃縮氣體，將上述的自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器I(APCI)和自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器II(APCII)中至少1個(gè)的設(shè)定壓力為可變，以便能夠控制當(dāng)將上述特定氣體的濃縮氣體連續(xù)地取出到外部時(shí)的濃縮氣體的濃度。根據(jù)本發(fā)明的第l觀(guān)點(diǎn)，由于能夠在1個(gè)工序中連續(xù)地只將特定氣體分離成稀釋氣體和濃縮氣體，因此，與以往技術(shù)相比，本發(fā)明具有可以實(shí)現(xiàn)處理效率高，而且小型、便宜，而且安全的特定氣體的濃縮、稀釋裝置以及對(duì)該特定氣體的濃縮、稀釋方法的效果。根據(jù)本發(fā)明的第2觀(guān)點(diǎn)，通過(guò)將封入了選擇性地使特定氣體結(jié)露的結(jié)露、蒸氣化用粒子材料或者裝入了能夠選擇性地讓特定氣體以外的氣體透過(guò)的氣體透過(guò)部件的小室冷卻，可以使供給到小室內(nèi)的含有多種氣體的混合氣體冷卻，利用氣體的冷卻效果，可以提高特定氣體的吸附率，而且可以提高使特定氣體選擇性地在上述結(jié)露、蒸氣化用粒子材料上結(jié)露的效果。另外，通過(guò)將氣體冷卻，具有進(jìn)一步提高讓特定氣體以外的氣體選擇性地透過(guò)上述氣體透過(guò)部件的效果。根據(jù)本發(fā)明的在上述小室內(nèi)裝有上述粒子材料的特定氣體的濃縮、稀釋裝置，借助具有能夠自動(dòng)控制上述小室壓力的流量調(diào)節(jié)手段的自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器UPC)，設(shè)置可將特定氣體的濃縮氣體從氣體取出配管連續(xù)地取出的手段，以便借助一種具有可以利用設(shè)置于上述小室上部的質(zhì)量流量控制器、流量閥門(mén)來(lái)進(jìn)行流量控制的手段的流量控制器，從氣體取出配管連續(xù)地取出特定氣體的稀釋氣體，因此，通過(guò)設(shè)定特定氣體的稀釋氣體流量，以便能夠控制稀釋氣體的濃度以及特定氣體的濃縮氣體的流量和濃度，從而可以取出穩(wěn)定的濃縮氣體。根據(jù)本發(fā)明的在上述小室內(nèi)裝有上述氣體透過(guò)部件的特定氣體的濃縮、稀釋裝置，設(shè)置自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器I(APCI)或者氣體壓力調(diào)節(jié)用閥門(mén)I，以便控制由于特定氣體以外的氣體透過(guò)而除去了特定氣體的稀釋氣體的取出部的小室內(nèi)壓力Pl,并設(shè)置自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器II(APCII)或者氣體壓力調(diào)節(jié)用岡門(mén)II，以便控制上述小室的濃縮氣體取出部的小室內(nèi)壓力P2,通過(guò)使上述2個(gè)的稀釋氣體取出部和濃縮氣體取出部之間的壓力差為AP(-P2-P1)，可以增加特定氣體以外的氣體的透過(guò)量，可以分離成更高濃度的氣體，以及能取出穩(wěn)定的濃縮氣體。根據(jù)本發(fā)明的在上述小室內(nèi)裝有上述氣體透過(guò)部件的特定氣體的濃縮、稀釋裝置，通過(guò)使由于特定氣體以外的氣體透過(guò)而除去了特定氣體的稀釋氣體的取出部的小室內(nèi)壓力Pl為大氣壓(OMPa)以上，并將濃縮氣體取出部的壓力P2設(shè)定在(0.lMPa)~(0.SMPa)的范圍，使上述氣體透過(guò)部件間的氣體壓力差A(yù)P(=2-1)為0.lMPa以上，不需要將稀釋氣體取出部的壓力減壓至大氣以下，就可以放出稀釋氣體，并可以分離成高濃度氣體，以及可以取出穩(wěn)定的濃縮氣體。根據(jù)本發(fā)明的在上述小室內(nèi)裝有上述氣體透過(guò)部件的特定氣體的濃縮、稀釋裝置，作為供給到上述濃縮、稀釋裝置中的上述含有多種氣體的混合氣體，為含有臭氧氣體的臭氧化氣體，通過(guò)用特富龍(注冊(cè)商標(biāo))膜材料或者陶瓷材料構(gòu)成上述氣體透過(guò)部件，可以制成耐臭氧性或者耐N0x的氣體透過(guò)部件，從而具有可制成壽命更長(zhǎng)的穩(wěn)定的濃縮、稀釋裝置的效果。根據(jù)本發(fā)明的其他觀(guān)點(diǎn)，作為供給到上述濃縮、稀釋裝置中的上述含有多種氣體的混合氣體，為含有臭氧氣的臭氧化氣體，通過(guò)利用能夠制冷的冷凍機(jī)將上述小室內(nèi)的氣體冷卻至-IO(TC以上的溫度，不需要超過(guò)-IO(TC的超低溫用冷凍機(jī)，便能使上述小室的絕熱結(jié)構(gòu)變得容易，可以使?jié)饪s、稀釋裝置更便宜。根據(jù)本發(fā)明的其他觀(guān)點(diǎn)，作為供給到上述濃縮、稀釋裝置中的上述含有多種氣體的混合氣體，為含有臭氧氣的臭氧化氣體，用氣體壓縮機(jī)增高從上述小室經(jīng)由上述稀釋氣體取出部取出的臭氧氣稀釋氣體(氧氣)的壓力，以便將其再次作為臭氧氣發(fā)生裝置的原料氣加以利用，因此，具有能夠有效地將氧氣臭氧氣化的效果。根據(jù)本發(fā)明的在上述小室內(nèi)裝有上述粒子材料的特定氣體的濃縮、稀釋裝置，因?yàn)槭股厦孕∈覂?nèi)的溫度分布成為一種在徑向上的溫度分布少、而在軸向上形成規(guī)定的溫度梯度的狀態(tài)，而且因?yàn)閷饪s小室冷卻，可以通過(guò)增加小室周?chē)慕^熱材料的厚度以及將上述結(jié)露用粒子的配置按照層狀進(jìn)行填充，并使上述結(jié)露、蒸氣化用粒子材料形狀為球形且成為側(cè)面的1部分為平面化的形狀，按照使球形的結(jié)露、蒸氣化用粒子材料的平面部相互接觸的方式將其填充到小室中，這樣就能使?jié)饪s小室內(nèi)的冷卻分布在徑向上是均勻的，而在軸向上的溫度分布則可以增大，因此，能夠有效地利用冷卻來(lái)進(jìn)行特定氣體的結(jié)露作用和蒸發(fā)作用，具有緊湊且廉價(jià)地取出濃縮氣體的效杲。根據(jù)本發(fā)明的在上述小室內(nèi)裝有上述粒子材料的特定氣體的濃縮、稀釋裝置，由于使上迷結(jié)露、蒸氣化用粒子材料的材質(zhì)為玻璃或者陶瓷或者不與含有多種氣體的混合氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的金屬，因此可以容易地使特定氣體結(jié)露、蒸氣化。根據(jù)本發(fā)明的在上述小室內(nèi)裝有上述粒子材料的特定氣體的濃縮、稀釋裝置，由于使上述結(jié)露、蒸氣化用粒子材料的材質(zhì)為玻璃、陶瓷或是樹(shù)脂材料，并用一種不與含有多種氣體的混合氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的金屬膜將該粒子的表面包覆，因此，能夠優(yōu)先將熱導(dǎo)率良好的金屬膜冷卻、加溫，因此，可以使特定氣體快速結(jié)露或蒸發(fā)，從而可以應(yīng)答性更快地將氣體稀釋化或濃縮化。根據(jù)本發(fā)明的其他觀(guān)點(diǎn)，通過(guò)按照多段級(jí)聯(lián)的方式設(shè)置多個(gè)上述液化氣體濃縮、稀釋裝置，可以提高上述特定氣體的濃縮氣體的濃縮度以及稀釋氣體的稀釋度，因此，具有可以分離成更稀釋化或更濃縮化的氣體的效果。根據(jù)本發(fā)明的其他觀(guān)點(diǎn)，作為導(dǎo)入到上述氣體濃縮、稀釋裝置中的上述含有多種氣體的混合氣體，為含有臭氧氣的臭氧化氣體，通過(guò)將上述臭氧化氣體的臭氧濃縮，可以實(shí)現(xiàn)高濃度臭氧氣化，因此，在半導(dǎo)體領(lǐng)域中利用高濃度臭氧氣的化學(xué)反應(yīng)，可以在低溫狀態(tài)下制造品質(zhì)更高的半導(dǎo)體。根據(jù)本發(fā)明的其他觀(guān)點(diǎn)，作為導(dǎo)入到上述氣體濃縮、稀釋裝置中的上述含有多種氣體的混合氣體，為一種由發(fā)生臭氧氣的臭氧發(fā)生裝置發(fā)生的濃度約116629ppm(250g/Nm3)以上的臭氧化氣體，通過(guò)將上述臭氧化氣體的臭氧濃縮，可以實(shí)現(xiàn)高濃度臭氧氣化，因此，具有能夠高效地進(jìn)行臭氧氣濃縮化的效果。根據(jù)本發(fā)明的其他觀(guān)點(diǎn)，作為導(dǎo)入到上述液化氣體濃縮、稀釋裝置中的上述含有多種氣體的混合氣體，是一種由氮?dú)馓砑恿吭趌ppm以下的高純度氧氣通過(guò)發(fā)生臭氧氣的無(wú)氮臭氧發(fā)生裝置獲得的臭氧化氣體，通過(guò)將上述臭氧化氣體的臭氧濃縮，可以實(shí)現(xiàn)高濃度臭氧氣化，因此，可以進(jìn)行NOx氣體少的臭氧氣濃縮，可以減少由NOx氣體造成的金屬污染物的析出，在半導(dǎo)體領(lǐng)域中，可以制造品質(zhì)更高的半導(dǎo)體。根據(jù)本發(fā)明的其他觀(guān)點(diǎn)，作為導(dǎo)入到上述氣體濃縮、稀釋裝置中的上述含有多種氣體的混合氣體，為含有二氧化碳(C02)氣體的空氣，通過(guò)將含有上述二氧化碳?xì)獾目諝庵械亩趸?co2)氣體濃縮，就可以將該空氣分成二氧化碳(co2)濃縮了的空氣和二氧化碳(co2)稀釋(凈化)了的空氣，因此，可以用廉價(jià)的系統(tǒng)從大量的大氣氣體中進(jìn)行二氧化碳的濃縮和稀釋化。另外，還具有能夠?qū)饪s化后的二氧化碳(co2)進(jìn)行高效分解處理或固態(tài)化處理的效果。根據(jù)本發(fā)明的其他觀(guān)點(diǎn)，作為導(dǎo)入到上述氣體濃縮、稀釋裝置中的上述含有多種氣體的混合氣體，為含有N0x(N02、N20、N0、&05或HN03蒸氣等)氣體或氟利昂(7口》)氣體的空氣，通過(guò)將上述含有NOx的空氣中的NOx氣體濃縮，就可以將該空氣分成NOx濃縮了的空氣和NOx稀釋(凈化)了的空氣，因此，可以用廉價(jià)的系統(tǒng)從大量的大氣氣體中進(jìn)行NOx的濃縮和稀釋化。另外，還具有能夠高效地將濃縮化了的N0x(N02、N20、NO、NA或HN03蒸氣等)氣體或氟利昂氣體進(jìn)行分解處理的效果。()圖1為示出本發(fā)明的實(shí)施方案1(臭氧氣選擇性地結(jié)露)中臭氧氣濃縮的構(gòu)成的臭氧氣濃縮系統(tǒng)圖。圖2-a為示出本發(fā)明的實(shí)施方案1(臭氧氣選擇性地結(jié)露)中供給臭氧化氧氣、并分離成臭氧氣濃縮化了的氧氣和臭氧氣稀釋了的氧氣的臭氧化氧氣的濃縮機(jī)理的示意圖。圖2-b為示出本發(fā)明的實(shí)施方案1(臭氧氣選擇性地結(jié)露)中臭氧氣濃縮系統(tǒng)相對(duì)于所取出的濃縮化氧氣和稀釋氧氣的各流量的臭氧濃度特性的特性圖。圖2-c為示出臭氧氣濃縮系統(tǒng)裝置的氣體控制系統(tǒng)的方塊圖，其中示出在本發(fā)明的實(shí)施方案1(臭氧氣選擇性地結(jié)露)的臭氧氣濃縮系統(tǒng)中，從供給臭氧化氧氣時(shí)開(kāi)始，至輸出濃縮化了的氧氣、稀釋了的氧氣時(shí)為止的系統(tǒng)中，對(duì)各流量的控制和對(duì)壓力的控制。圖3—a示出本發(fā)明的實(shí)施方案2(臭氧氣選擇性地結(jié)露)中臭氧氣濃縮系統(tǒng)的臭氧濃縮小室主體。圖3—b示出本發(fā)明的實(shí)施方案2(臭氧氣選擇性地結(jié)露)中臭氧氣濃縮系統(tǒng)的臭氧濃縮小室主體的另一個(gè)例子。圖4為示出本發(fā)明的實(shí)施方案1、2(臭氧氣選擇性地結(jié)露)中臭氧濃縮小室的氣體溫度、臭氧氣的結(jié)露特性和蒸發(fā)特性的特性圖。圖5為示出本發(fā)明的實(shí)施方案1、2(臭氧氣選擇性地結(jié)露)中用于使臭氧濃縮小室內(nèi)的臭氧氣結(jié)露、分離成稀釋了的氧氣和液化臭氧的結(jié)露、蒸氣化粒子材料的結(jié)構(gòu)和構(gòu)成的圖。圖6為曲線(xiàn)圖，其中示出了相對(duì)于濃縮臭氧化氧氣壓力可供利用的臭氧濃度區(qū)域以及現(xiàn)有的濃縮臭氧化氧氣裝置的輸出濃度特性與本發(fā)明實(shí)施方案1、2中的濃縮臭氧化氧氣裝置的輸出濃度特性之間的關(guān)系。圖7為示出本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案(氧氣選擇性地透過(guò))中臭氧氣濃縮的構(gòu)成的臭氧氣濃縮系統(tǒng)圖。圖8為示出本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案(氧氣選擇性地透過(guò))中供給臭氧化氧氣、分離成臭氧氣濃縮化了的氧氣和臭氧氣稀釋了的氧氣的臭氧化氧氣的濃縮機(jī)理的示意圖。圖9為示出臭氧氣濃縮系統(tǒng)裝置的氣體控制系統(tǒng)的方塊圖，其中示出了在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案(氧氣選擇性地透過(guò))的臭氧氣濃縮系統(tǒng)中，從供給臭氧化氧氣時(shí)開(kāi)始，至輸出濃縮化了的氧氣、稀釋了的氧氣時(shí)為止的氧氣的系統(tǒng)中，對(duì)各流量的控制和對(duì)壓力的控制。圖10為示出本發(fā)明中當(dāng)將臭氧氣濃縮系統(tǒng)的濃縮小室冷卻時(shí)臭氧吸附量相對(duì)于氧氣吸附量的倍率與溫度的依賴(lài)關(guān)系的特性圖。圖11為示出本發(fā)明中當(dāng)將臭氧氣濃縮系統(tǒng)的濃縮小室冷卻時(shí)氧氣的膜透過(guò)量相對(duì)于臭氧氣的膜透過(guò)量的倍率與溫度的依賴(lài)關(guān)系的特性圖。圖12為曲線(xiàn)圖，其中示出了濃縮臭氧濃度相對(duì)于濃縮臭氧化氧氣可輸出流量的特性與本發(fā)明實(shí)施方案1、2中的濃縮臭氧的可利用區(qū)域之間的關(guān)系。圖13-a為利用本發(fā)明中實(shí)施方案1、2的臭氧氣濃縮系統(tǒng)裝置產(chǎn)生的濃縮臭氧化氧的葉片式CVD裝置構(gòu)成圖。圖13-b為利用本發(fā)明中實(shí)施方案1、2的臭氧氣濃縮系統(tǒng)裝置產(chǎn)生的濃縮臭氧化氧的間歇式CVD裝置構(gòu)成圖。圖14為曲線(xiàn)圖，其中示出了臭氧化氧氣中所含有的各種氣體的蒸氣壓以及現(xiàn)有的濃縮臭氧化氧氣裝置的溫度區(qū)域與本發(fā)明實(shí)施方案1、2中的濃縮臭氧化氧氣裝置的溫度區(qū)域之間的關(guān)系。圖15為曲線(xiàn)圖，其中示出了臭氧發(fā)生器的氮添加率與從臭氧發(fā)生器中取出的臭氧化氧氣中所含有的N0x量的關(guān)系。圖16為示出氧、氮、氟利昂以及二氧化碳?xì)獾恼魵鈮禾匦缘那€(xiàn)圖。圖17為示出本發(fā)明的實(shí)施方案3對(duì)大氣中、廢氣中所含有的二氧化碳?xì)膺M(jìn)行濃縮、稀釋的構(gòu)成的二氧化碳?xì)鉂饪s分解系統(tǒng)裝置圖。具體實(shí)施方式實(shí)施方案1.本發(fā)明的實(shí)施方案1示出一種能夠從混合氣體(氧氣和臭氧氣)中選擇性地只對(duì)特定氣體(臭氧氣)進(jìn)行濃縮或者稀釋的裝置的一例，其中所說(shuō)的混合氣體是在以氧氣作為原料氣的臭氧發(fā)生器中生成的在氧氣中含有規(guī)定濃度的臭氧氣的臭氧化氣體。用圖1、圖2-a、圖2-b、圖2-c以及圖4~圖6來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方案1。圖1為示出實(shí)施方案1中臭氧濃縮系統(tǒng)全體的臭氧氣濃縮器系統(tǒng)方塊圖，該系統(tǒng)中，使作為特定氣體的臭氧氣選擇性地結(jié)露，并使結(jié)露的臭氧蒸氣化(臭氧氣化)。圖2-a為示出實(shí)施方案1中的臭氧濃縮機(jī)理原理的示意圖。圖2-b為示出實(shí)施方案1中將臭氧濃縮了的氣體和臭氧稀釋了的氣體分離并取出的特性圖。圖2-b示出一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)將臭氧流量9.2L/min、臭氧濃度35()g/Nm3的臭氧氣輸入到本發(fā)明的臭氧濃縮小室1中時(shí)，設(shè)計(jì)濃縮臭氧濃度相對(duì)于所取出的濃縮了的臭氧化氣體流量體流量的特性(B)。,、、、、，圖2-c為示出本發(fā)明的臭氧濃縮系統(tǒng)的用于將所供給的臭氧氣濃縮、稀釋并分別將濃縮、稀釋了的氣體取出到外部的氣體壓力平衡、氣體分配機(jī)理的方塊圖。圖4示出本發(fā)明的臭氧蒸氣壓特性圖，圖4(a)示出相對(duì)于所供給的臭氧化氧氣，使臭氧結(jié)露的溫度條件范圍，圖4(b)示出使結(jié)露的臭氧蒸發(fā)的溫度條件范圍。圖5示出填充在小室內(nèi)的結(jié)露、蒸氣化粒子材料的配置結(jié)構(gòu)圖，該粒子材料用于使處于小室內(nèi)的臭氧氣結(jié)露、使結(jié)露的臭氧流入下部、并使稀釋的臭氧化氣體向上方分離。圖6為示出氣體壓力-臭氧濃縮特性關(guān)系的圖，其中示出了相對(duì)于氣體壓力的臭氧氣濃度的爆炸極限特性、以往的臭氧濃縮特性和本發(fā)明的臭氧濃縮特性。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的臭氧濃縮系統(tǒng)，必須使用一種臭氧濃度約為200000ppm(428g/Nm3)~350000ppm(750g/Nm3)的高濃度的清潔的臭氧氣體并抑制NOx等副產(chǎn)物的臭氧氣來(lái)形成高品質(zhì)的氧化膜，因此特別有效。首先說(shuō)明作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的臭氧濃縮系統(tǒng)的構(gòu)成。在圖1、圖2-a中，從用于生成至少以氧為主體的臭氧氣的原料氣高壓貯氣瓶4向臭氧發(fā)生系統(tǒng)200供給氧氣。在臭氧發(fā)生系統(tǒng)200中，可以生成例如約163000ppm(350g/Nm"的臭氧化氧氣。臭氧濃縮系統(tǒng)100由下述部件構(gòu)成2個(gè)臭氧濃縮小室11、12;在該臭氧濃縮小室ll、12的上部設(shè)置的用于將該上部包圍的金屬冷卻板15;在該金屬冷卻板15的外周設(shè)置的用于將臭氧濃縮小室11、12冷卻至臭氧結(jié)露的溫度的冷凍機(jī)14;按照將上述部件包圍起來(lái)的方式設(shè)置的保溫材料16，以便將溫度保持為能使結(jié)露的臭氧蒸發(fā)的溫度。在臭氧濃縮小室ll、12的上、下方，象上述那樣，由臭氧的結(jié)露溫度和臭氧的蒸發(fā)溫度這2個(gè)溫度分布構(gòu)成。在該臭氧濃縮小室11、12內(nèi)，填充有許多結(jié)露、蒸氣化用粒子材料13，另外，在臭氧發(fā)生器21中發(fā)生的臭氧化氧氣，供給到臭氧濃縮小室ll、U的大致中央部，在上部、下部?jī)啥嗣娣謩e設(shè)置氣體取出口20、22,以便使所供給的臭氧化氧氣能夠向臭氧濃縮小室11、12的上部方向和下部方向這2個(gè)方向分流。在下部的氣體取出口22處設(shè)置用于將臭氧濃縮小室11、12內(nèi)的壓力經(jīng)?？刂茷楹愣ǖ淖詣?dòng)背壓控制器(APC)1B,以便將臭氧化氧(濃縮臭氧氣)取出。另一方面，在上部的氣體取出口20處設(shè)置能夠自動(dòng)控制從臭氧濃縮小室11、12內(nèi)取出的氣體流量的質(zhì)量流量控制器(MFC)1A，以便取出恒定流量的臭氧化氧(稀釋臭氧氣)。在臭氧濃縮小室11、12內(nèi)，由于填充在小室內(nèi)的結(jié)露、蒸氣化用粒子材料13的表面被冷卻至能使臭氧氣結(jié)露的溫度，因此，分流到上方的臭氧化氧氣被冷卻，在氣體溫度降低的上部，在結(jié)露、蒸氣化用粒子材料13的表面上臭氧氣選擇性地結(jié)露，不能在結(jié)露、蒸氣化用粒子材料13的表面上結(jié)露的富含氧的氣體(稀釋臭氧化氧氣)從上部取出。另外，在臭氧濃縮小室ll、12內(nèi)的上部，在液化、蒸氣化用粒子材料13的表面上結(jié)露的臭氧，一旦成長(zhǎng)為表面張力超過(guò)結(jié)露、蒸氣化用粒子材料的表面張力的液體，就會(huì)借助重力沿著結(jié)露、蒸氣化用粒子材料13的表面而流入到下方。關(guān)于該流下的液化臭氧，通過(guò)將下部的結(jié)露、蒸氣化用粒子材料的表面溫度提高至蒸氣化溫度，使結(jié)露的臭氧蒸氣化，該蒸氣化了的臭氧與向小室下部分流的臭氧化氧氣合流，其結(jié)果，從下部取出富含臭氧的氣體(濃縮臭氧化氧氣)。另外，用于將臭氧濃縮小室ll、12的周?chē)鋮s的冷凍機(jī)H以及保溫材料16的詳細(xì)構(gòu)成和手段簡(jiǎn)略地示于圖中，省略其周?chē)綆У脑O(shè)備。另外，保溫材料16在圖中象征性地圖示為絕熱材料，但也可以采用附帶有真空絕熱方式的保溫材料16來(lái)構(gòu)成。l7d是在不能使進(jìn)入臭氧濃縮小室的臭氧化氧氣濃縮時(shí)用于將其全部放空的緊急閥門(mén)，其配管通路為質(zhì)量流量控制器1A的配管通路的旁路，以便使氣體流入排臭氧裝置(圖中未示出)。另外，71為熱電偶，用于測(cè)定金屬冷卻板15的溫度。73為用于監(jiān)測(cè)臭氧濃縮小室11、12內(nèi)的壓力的壓力計(jì)。74A為臭氧濃縮氣體的臭氧濃度檢測(cè)器，74B為由臭氧發(fā)生器21供給的臭氧化氧氣的臭氧濃度檢測(cè)器。另外，9為臭氧濃縮系統(tǒng)的總控制系統(tǒng)，用于設(shè)定臭氧原料氣的流量Q1、臭氧發(fā)生器的壓力PO、稀釋臭氧化氧氣的流量Q2、臭氧濃縮小室內(nèi)的壓力P2;監(jiān)測(cè)冷卻板15的溫度、所供給的臭氧化氧氣中的臭氧濃度、濃縮了的臭氧濃度、臭氧濃縮小室內(nèi)的壓力；控制用于向臭氧濃縮小室11、12內(nèi)輸入氣體的輸入閥門(mén)或輸出氣體的輸出閥門(mén)的開(kāi)閉；顯示各部位的濃度和流量值以及控制向外部發(fā)送信號(hào)等。7A、7B為用于使臭氧處理系統(tǒng)300以及臭氧濃縮系統(tǒng)IOO的氣體壓力成為負(fù)壓的真空排氣裝置；35、36為用于使臭氧濃縮系統(tǒng)100的濃縮氣體取出口22與稀釋氣體取出口20的氣體壓力相互配合的壓力計(jì)。下面說(shuō)明上述的本發(fā)明實(shí)施方案1的臭氧濃縮系統(tǒng)的作用和動(dòng)作。最初，在位于臭氧濃縮小室ll、12中央部的氣體供給口10附近設(shè)置的閥門(mén)17a處于閉合的狀態(tài)下，利用真空排氣裝置7A、7B，使臭氧濃縮小室11、12、臭氧處理小室3以及氣體配管系統(tǒng)成為真空狀態(tài)，除去現(xiàn)存的氣體，同時(shí)除去雜質(zhì)。為此，臭氧濃縮系統(tǒng)100的閥門(mén)17b、17c、17d以及臭氧處理系統(tǒng)300的閥門(mén)、流量調(diào)節(jié)用閥門(mén)31、32、33、34成為全開(kāi)的狀態(tài)。同時(shí)也使質(zhì)量流量控制器(MFC)1A和自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器(APC)IB成為開(kāi)啟狀態(tài)。使設(shè)置于臭氧濃縮小室11、12的外周部的冷凍4幾14動(dòng)作，分別對(duì)各小室進(jìn)行冷凍，以便使其溫度達(dá)到規(guī)定的溫度范圍。設(shè)置于臭氧濃縮小室11、12的外周的金屬冷卻板15由于被冷卻至超低溫附近，因此熱導(dǎo)率良好，成為能夠充分發(fā)揮冷凍能力的結(jié)構(gòu)。另外，為了將臭氧濃縮小室11、12的上部保持在能夠使臭氧選摔性地結(jié)露的溫度(例如-134。C~-160°C)，應(yīng)使絕熱材料16的厚度厚一些。為了將臭氧濃縮小室11、12的下部保持在比上部的冷卻溫度高的溫度(例如-134°C~-112°C),應(yīng)使絕熱材料16的厚度薄一些。充分地進(jìn)行真空排氣，并且將臭氧濃縮小室11、12冷卻至規(guī)定的冷卻溫度范圍，用壓力計(jì)73和熱電偶71進(jìn)行確認(rèn)后，將臭氧處理系統(tǒng)300的流量調(diào)節(jié)用閥門(mén)32和閥門(mén)33關(guān)閉，將臭氧處理小室3內(nèi)保持在真空狀態(tài)。另外，在使臭氧濃縮系統(tǒng)100的稀釋氣體取出口20側(cè)的流量調(diào)節(jié)用閥門(mén)17d全閉的狀態(tài)下，將屬于臭氧濃縮系統(tǒng)100的臭氧化氧氣供給口IO的閥門(mén)17a開(kāi)啟，從高壓貯氧瓶4經(jīng)過(guò)臭氧發(fā)生系統(tǒng)200，將氧氣按照10L/min的流量供給到臭氧濃縮系統(tǒng)的臭氧濃縮小室ll、12中，并將排氣排出到排臭氧處理裝置5和處理氣體分解小室8中。在臭氧發(fā)生系統(tǒng)200中，用質(zhì)量流量控制器2A將氧氣流量調(diào)節(jié)至10L/min,用自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器2B將臭氧發(fā)生器21內(nèi)的氣體壓力調(diào)節(jié)至恒定為0.25MPa。另夕卜，在臭氧濃縮系統(tǒng)100中，如果用質(zhì)量流量控制器1A將稀釋氣體取出口的氣體流量設(shè)定為3.6L/min，并且用濃縮氣體取出口22的自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器1B，將臭氧濃縮小室11、12內(nèi)的氣體壓力設(shè)定為-0，5MPa(約380Torr)的負(fù)壓狀態(tài)，則會(huì)在濃縮氣體取出口20處有6.4L/min流量的氧氣流過(guò)，經(jīng)過(guò)臭氧處理系統(tǒng)300的旁路配管通路，排出到處理氣體分解小室8中。這樣，在設(shè)定為能夠連續(xù)地供給氧氣的狀態(tài)后，對(duì)臭氧發(fā)生系統(tǒng)200的臭氧發(fā)生器21施加交流電壓，進(jìn)行無(wú)聲放電，使臭氧發(fā)生器21發(fā)生流量約為9.185L/min、臭氧濃度為350g/Nm3的臭氧化氧氣，并將其供給到臭氧濃縮小室11、12中。這樣一來(lái)，臭氧化氧氣分別以3.6L/min的流量連續(xù)地供給到稀釋側(cè)，以5.6L/min的流量連續(xù)地供給到濃縮側(cè)。使結(jié)露、蒸氣化用粒子材料13的表面溫度成為能夠使臭氧選擇性地結(jié)露的足夠低的溫度。因此，供給到該稀釋側(cè)(濃縮小室11、12的上部側(cè))的350g/Nin3的臭氧化氧氣，只有其中的臭氧氣在設(shè)置于臭氧濃縮小室ll、12內(nèi)的結(jié)露、蒸氣化用粒子材料13的表面上結(jié)露，從而使得在濃縮小室ll、12的上部，形成被稀釋了的臭氧化氧氣19。由于臭氧化氧氣被連續(xù)地供給到結(jié)露、蒸氣化用粒子材料13的表面上，因此，結(jié)露了的臭氧在上述粒子材料13的表面上成長(zhǎng)為液體臭氧。由于結(jié)露、蒸氣化用粒子材料13的表面成為沒(méi)有凹凸的光滑表面，因此，該成長(zhǎng)了的液體臭氧借助其重力作用而沿著表面向下部流動(dòng)。流入到下部的液體臭氧與填充于臭氧濃縮小室11、12下部的結(jié)露、蒸氣化用粒子材料13的表面相接觸。為了使液體臭氧蒸發(fā)，將處于臭氧濃縮小室ll、12下部的結(jié)露、蒸氣化用粒子材料13的表面溫度i殳定為足夠高的高溫，因此，液體臭氧從粒子材料13的表面上蒸發(fā)，與從流入到臭氧濃縮小室11、12的下部側(cè)的臭氧化氧氣中蒸發(fā)出來(lái)的臭氧氣匯集到一起，其結(jié)果，形成了濃縮的臭氧化氧氣18。氣體的結(jié)露依賴(lài)于氣體的溫度以及被吸附的物質(zhì)的溫度，從物理學(xué)上說(shuō)，如果氣體溫度降低到氣體的飽和蒸氣壓溫度以下，超過(guò)飽和蒸氣量的氣體就會(huì)結(jié)露。另外，氣體的結(jié)露還依賴(lài)于被吸附的物質(zhì)的吸附量，如果將被吸附的物質(zhì)微細(xì)化，增大該物質(zhì)的表面積，就具有能夠在高于氣體的飽和蒸氣壓溫度的高溫下使該氣體結(jié)露的效果。例如，對(duì)于臭氧氣而言，雖然飽和蒸氣壓特性是在-112。C~-134。C左右結(jié)露，但只要將物質(zhì)微?；?，就可以在(TC-IO(TC的高溫區(qū)域內(nèi)結(jié)露。因此，只要將本發(fā)明的實(shí)施例1的結(jié)露、蒸氣化用粒子材料13微粒子化，就可以在高溫區(qū)域((TC~-IO(TC)內(nèi)結(jié)露，從而可以提高冷凍機(jī)的冷卻溫度，可以用通用的冷凍機(jī)使臭氧氣結(jié)露，可以4吏冷凍機(jī)緊湊化，可以使小室的絕熱材料等變薄一些，從而使裝置整體變得便宜。這樣，在臭氧濃縮小室11、12的上、下部，被分離成濃縮了的臭氧化氧氣18和稀釋了的臭氧化氧氣19的氣體從各自的取出口，經(jīng)過(guò)臭氧濃度計(jì)74A、自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器1B和質(zhì)量流量控制器1A，而^皮取出到外部。濃縮了的臭氧化氧氣l8在用臭氧濃度計(jì)7"確認(rèn)被穩(wěn)定地濃縮至規(guī)定的臭氧濃度后，將臭氧處理系統(tǒng)300的旁路配管通路的調(diào)節(jié)閥門(mén)32、閥門(mén)34完全關(guān)閉，同時(shí)，開(kāi)啟用于供給到臭氧處理小室3的調(diào)節(jié)閥門(mén)31、閥門(mén)33，在臭氧處理小室3內(nèi)，濃縮了的臭氧氣就會(huì)在絕熱膨脹作用下擴(kuò)散至小室全體。用壓力計(jì)35和閥門(mén)33來(lái)調(diào)節(jié)臭氧處理小室3內(nèi)的壓力控制，雖然圖中未示出，但只要使設(shè)置于臭氧處理小室3內(nèi)的被處理材料(晶片等)的溫度達(dá)到處理溫度來(lái)進(jìn)行臭氧處理，就會(huì)在被處理材料(晶片等)表面上獲得優(yōu)質(zhì)的氧化薄膜。此處，雖然臭氧濃縮系統(tǒng)的各裝置、設(shè)備、閥門(mén)操作、各傳感器的詳細(xì)的信號(hào)線(xiàn)沒(méi)有明確標(biāo)示出來(lái)，但可以用控制系統(tǒng)9來(lái)對(duì)上述操作進(jìn)行總的控制和監(jiān)測(cè)。圖2-b示出本發(fā)明實(shí)施方案1的臭氧氣濃縮系統(tǒng)的臭氧濃度相對(duì)于所取出的濃縮化氧氣和稀釋氧氣的各流量的特性。在該圖中，特性2001表示從臭氧發(fā)生系統(tǒng)200向臭氧濃縮系統(tǒng)IOO供給的臭氧濃度。特性2003表示對(duì)于從臭氧濃縮小室的下部取出的臭氧化氧氣，其濃縮臭氧濃度相對(duì)于取出流量的特性，特性2004表示對(duì)于從臭氧濃縮小室的上部取出的臭氧化氧氣，其稀釋臭氧濃度相對(duì)于取出流量的特性。作為該實(shí)施方案中的設(shè)計(jì)值，使供給原料流量為10L/min，作為由臭氧發(fā)生系統(tǒng)200發(fā)生的臭氧化氧氣，向臭氧濃縮系統(tǒng)100中輸入臭氧濃度為350g/Nm3、流量約為9.2L/min的氣體，從臭氧濃縮系統(tǒng)IOO的上部，以3.6L/min的流量取出稀釋至70g/Ni^的臭氧化氧氣，從臭氧濃縮系統(tǒng)的下部，以5.6L/min的流量取出濃縮至500g/Nn^的臭氧化氧氣。圖2-c為示出上述的本發(fā)明臭氧濃縮系統(tǒng)的氣體壓力平衡、氣體分配機(jī)理的方塊圖。在該圖中，2A為用于控制向臭氧發(fā)生器21供給的原料氣流量的質(zhì)量流量控制器MFC1;2B為用于控制使臭氧發(fā)生器21內(nèi)的壓力經(jīng)常保持為恒定壓力(例如，0.25MPa)并輸出控制臭氧化氧氣的自動(dòng)背壓調(diào)節(jié)器APC1;1A為能控制從臭氧濃縮系統(tǒng)100中取出的稀釋氣體流量Q2的質(zhì)量流量控制器MFC2;另外，1B為用于將臭氧濃縮系統(tǒng)100內(nèi)的氣體壓力經(jīng)常恒定地控制為設(shè)定壓力的自動(dòng)背壓調(diào)節(jié)器APC2。例如，如果用APC2(1B)將設(shè)定壓力P2設(shè)定為-0.05MPa(約380Torr)，則可使臭氧濃縮小室內(nèi)的氣體壓力大致恒定地保持為-0.05MPa(約380Torr)。如果用質(zhì)量流量控制器(MFC2)將稀釋臭氧化氧氣流量設(shè)定為3.6L/min，則可以使稀釋臭氧化氧氣的臭氧濃度從350g/Nni3稀釋至70g/Nm3，該被稀釋的臭氧化氧氣用排臭氧處理裝置5進(jìn)行臭氧處理后，被排放到外部。另外，從臭氧濃縮系統(tǒng)100的下部由APC2(1B)輸出的濃縮臭氧化氧，按照5.6L/min的流量，將濃度從350g/Ni^濃縮至500g/Nii^的臭氧化氧氣連續(xù)地取出。如圖2-b(b)中所示，一旦用MFC2(U)增大所取出的稀釋臭氧化氣體的流量，則在臭氧濃縮系統(tǒng)中臭氧氣所結(jié)露的臭氧量增大，APC2(1B)進(jìn)行自動(dòng)控制以便將臭氧濃縮系統(tǒng)內(nèi)的壓力維持恒定，從臭氧濃縮小室的下部輸出的濃縮臭氧化氧的流量就會(huì)減少，而且結(jié)露的臭氧量在臭氧濃縮小室的下部蒸發(fā)而被臭氧氣化，因此，作為其結(jié)果，起到一種可以從下部取出濃縮至更高濃度的臭氧化氣體的作用。為了將從臭氧發(fā)生系統(tǒng)200制得的臭氧濃度為350g/Ni^的臭氧化氧氣冷卻，并使臭氧在填充于臭氧濃縮小室11、12內(nèi)的結(jié)露、蒸氣化用粒子材料13的表面上結(jié)露，必須使溫度降低到臭氧濃度為350g/Nm3(163333PPM)的氣體的飽和蒸氣壓以下的溫度。如圖4(a)的箭頭所示，只要使臭氧結(jié)露的溫度降低至-134'C~-]6(TC范圍的低溫，就可以使臭氧濃度為350g/Nm3的臭氧化氧氣充分結(jié)露。另外，如果將結(jié)露、蒸氣化用粒子材料13微粒子化，就可以在高溫區(qū)域(O。C~-IOO'C)內(nèi)結(jié)露，從而可以提高冷凍機(jī)的冷卻溫度。另外，當(dāng)流入臭氧濃度為350g/lW的臭氧化氧氣時(shí)，為了使結(jié)露的臭氧氣蒸氣化，如圖4(b)的箭頭所示，只要使溫度高于-112°C~-134'C的結(jié)露溫度即可。如果使結(jié)露的臭氧快速地達(dá)到高溫，則可使液化了的臭氧幾乎在一瞬間實(shí)現(xiàn)蒸氣化，因此，臭氧濃縮小室的壓力會(huì)急劇增加，在隨之而來(lái)的臭氧分解作用下產(chǎn)生放熱作用，因此，希望緩慢地達(dá)到高溫，以便使臭氧蒸氣化。如上所述，在l個(gè)臭氧濃縮小室內(nèi)，形成能夠使臭氧從臭氧化氧氣中選擇性地結(jié)露的溫度范圍(例如-134。C~-160°C)的部分以及能夠使結(jié)露的臭氧蒸氣化的溫度范圍(例如-134'C-112°C)的部分，利用流體的流動(dòng)和重力作用，可使結(jié)露的臭氧轉(zhuǎn)移到能夠^吏結(jié)露的臭氧發(fā)生蒸氣化的部分來(lái)使其蒸氣化，由此可以使臭氧濃度為350g/m3的臭氧化氧氣達(dá)到更高的濃度。另外，如果將結(jié)露、蒸氣化用粒子材料13微粒子化，則可以在高溫區(qū)域(Or~-)結(jié)露，從而可以提高冷凍機(jī)的冷卻溫度。填充于臭氧濃縮小室11、12內(nèi)的結(jié)露、蒸氣化粒子材料13,如圖5所示，為球形，而且側(cè)面為具有多個(gè)平面的特殊形狀。一旦將該結(jié)露、蒸氣化粒子材料13填充于臭氧濃縮小室11、12的小室中，則在小室的直徑方向上由于結(jié)露、蒸氣化粒子材料13之間發(fā)生表面接觸而成為熱傳導(dǎo)增大的結(jié)構(gòu)。另外，在軸方向上由于結(jié)露、蒸氣化粒子材料13之間為點(diǎn)接觸或者通過(guò)設(shè)置空隙來(lái)進(jìn)行配置，由此使得沿軸向的熱傳導(dǎo)變得非常小。這樣，通過(guò)將結(jié)露、蒸氣化粒子材料13填充于臭氧濃縮小室11、12內(nèi)，一旦用冷凍機(jī)14將臭氧濃縮小室11、12的周?chē)鋮s，就可以使臭氧濃縮小室11、12內(nèi)沿直徑方向的溫度分布變得極端扁平，可以冷卻。因此，從填充的結(jié)露、蒸氣化粒子材料13之間通過(guò)的臭氧化氧氣被均勻地冷卻，因此可以高效地使臭氧氣在結(jié)露、蒸氣化粒子材料的表面上選擇性地結(jié)露。如果結(jié)露的臭氧長(zhǎng)大，則由于結(jié)露、蒸氣化粒子材料為球面，因此，作為液體的臭氧就會(huì)借助重力而沿著球面向下方流動(dòng)。由于填充在下部的結(jié)露、蒸氣化粒子材料13的表面溫度4皮設(shè)定為高溫，因此，流入下方的液體臭氧，沿著結(jié)露、蒸氣化粒子材料13表面的那部分液體臭氧蒸氣化，從而實(shí)現(xiàn)臭氧化氧氣的高濃度化(臭氧濃縮)，可以從下部取出濃縮了的臭氧化氧氣。如上所述，結(jié)露、蒸氣化粒子材料13為特定形狀，不僅增大了直徑方向的熱傳導(dǎo)，而且，雖然圖中未示出，但由于結(jié)露、蒸氣化粒子材料13用屬于熱導(dǎo)率小的物質(zhì)的玻璃、陶瓷或者樹(shù)脂材料來(lái)形成，而其表面則通過(guò)蒸鍍lmm以下厚度的熱導(dǎo)率高的金屬來(lái)形成。這樣就使得只有蒸鍍?cè)跓崛萘啃〉慕Y(jié)露、蒸氣化粒子材料表面上的金屬部位優(yōu)先冷卻，因此，可以高效地進(jìn)行氣體的結(jié)露和蒸發(fā)作用。特別地，在本發(fā)明的臭氧化氧氣的濃縮裝置中，希望用于蒸鍍的金屬材質(zhì)為具有耐臭氧性的金屬，優(yōu)選用金或白金等進(jìn)行蒸鍍。另外，作為使特定形狀的結(jié)露、蒸氣化粒子材料13的熱容量減小的方法，使結(jié)露、蒸氣化粒子材料的中央部成為空洞，在功能上也是有效果的。關(guān)于臭氧化氧氣相對(duì)于氣體壓力的爆炸極限，記述于專(zhuān)利文獻(xiàn)1和非專(zhuān)利文獻(xiàn)l中。根據(jù)這些文獻(xiàn)，可以說(shuō)，關(guān)于爆炸極限，當(dāng)氣體壓力的絕對(duì)壓力在0.5MPa(386Torr)以下，即使是100%的臭氧氣，也不會(huì)爆炸。當(dāng)氣體壓力的絕對(duì)壓力達(dá)到0.5MPa(386Torr)以上，以及臭氧濃度超過(guò)按大氣換算的濃度1104g/Nii^時(shí)，一般就可以說(shuō)達(dá)到了臭氧氣的爆炸極限。相對(duì)于該氣體壓力的爆炸極限特性用圖6的特性2000來(lái)表示。超過(guò)該爆炸極限當(dāng)然是不允許的，但是，該特性可隨著臭氧化氧氣中所含有的N0x氣體、S0x、碳化物質(zhì)氣體、金屬雜質(zhì)量以及氣體溫度的不同而有所變化，不過(guò)還是希望在大致該極限特性范圍的臭氧濃度區(qū)域內(nèi)使用。在圖6中，特性IOOO、特性1001表示通過(guò)采用以往的液體臭氧裝置或吸附裝置進(jìn)行臭氧濃縮的方法而獲得的臭氧的濃度特性。特性2003表示采用本發(fā)明的結(jié)露-蒸發(fā)方式而獲得的臭氧的濃縮特性。關(guān)于使用以往的液體臭氧裝置和吸附裝置的臭氧濃縮方法，如圖6所示，所取出的臭氧氣全部在以①表示的臭氧的吸附、液化工序中一旦被液化或者被吸附后，在以②表示的真空工序中將裝置內(nèi)抽真空，然后，如③所示，通過(guò)對(duì)抽真空的裝置加溫來(lái)使其氣化，使接近100%的臭氧發(fā)生氣化，然后用載氣進(jìn)行如④所示的臭氧的稀釋化，將規(guī)定的濃縮臭氧化氣體取出。因此，必須采用排臭氧處理對(duì)上述工序①~③中不需要的臭氧進(jìn)行處理，這樣就使得臭氧濃縮效率非常低，最高為40%左右。另外，由于在上述工序②中，必須制備濃度接近100%的高濃度的臭氧，因此，在生產(chǎn)該液體的階段或者通過(guò)對(duì)吸附的臭氧進(jìn)行脫附來(lái)生產(chǎn)高濃度臭氧的階段，經(jīng)常發(fā)生爆炸，為了避免這種爆炸，必須對(duì)溫度和壓力進(jìn)行十分嚴(yán)格的控制，從而使得保護(hù)裝置變得龐大，這是存在的問(wèn)題。與此相反，采用本發(fā)明的結(jié)露-蒸發(fā)方式的臭氧濃縮，以臭氧發(fā)生器21所發(fā)生的臭氧濃度為基礎(chǔ)，在臭氧濃縮小室ll、12內(nèi)使臭氧氣結(jié)露，在大致同時(shí)，使結(jié)露的臭氧氣化，為了謀求高濃度化，在由臭氧發(fā)生器所發(fā)生的臭氧中不能濃縮的氣體，僅僅是那些在臭氧濃縮小室11、12中不能結(jié)露的臭氧氣，從而可以非常高效地進(jìn)行臭氧濃縮。另外，在本裝置中，由于以臭氧發(fā)生器21所發(fā)生的臭氧濃度為基礎(chǔ)來(lái)進(jìn)行高濃度化，因此，爆炸的危險(xiǎn)性就要小的多，這是其優(yōu)點(diǎn)?？傊Y(jié)露的臭氧是結(jié)露、蒸氣化粒子材料表面上的微量液體，在蒸發(fā)時(shí)，這些微量液體在結(jié)露、蒸氣化粒子材料表面的溫度下緩慢蒸發(fā)，同時(shí)液化、蒸氣化粒子材料之間的空間體積也小，因此，臭氧只在局部發(fā)生分解和發(fā)熱，從而沒(méi)有進(jìn)一步促進(jìn)氣化的危險(xiǎn)性。雖然臭氧濃縮小室11、12由1個(gè)小室構(gòu)成，但也可以由分離成上部和下部的2個(gè)不銹鋼金屬制的凸緣結(jié)構(gòu)來(lái)構(gòu)成。在該場(chǎng)合，也可以分別對(duì)上部結(jié)露促進(jìn)區(qū)間溫度和下部蒸發(fā)促進(jìn)區(qū)間溫度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，使其處于設(shè)定溫度的范圍內(nèi)，也可以是一種在2個(gè)不銹鋼金屬制的凸緣之間夾入由陶瓷、玻璃等構(gòu)成的絕熱凸緣的構(gòu)成。進(jìn)而，冷凍機(jī)也可以由2個(gè)構(gòu)成，獨(dú)立地進(jìn)行溫度控制。實(shí)施方案2.本發(fā)明的實(shí)施方案2示出一種能夠從混合氣體(氧氣和臭氧氣)中選擇性地只對(duì)特定氣體(臭氧氣)進(jìn)行濃縮或者稀釋的裝置的一例，其中所說(shuō)的混合氣體是在以氧氣作為原料氣的臭氧發(fā)生器200中生成的在氧氣中含有規(guī)定濃度的臭氧氣的臭氧化氣體。用圖7、圖8、圖9、圖IO乃至圖11來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方案2。圖7為示出臭氧濃縮系統(tǒng)全體的臭氧氣濃縮器系統(tǒng)的方塊圖，該系統(tǒng)中，通過(guò)使臭氧氣以外的氧氣選擇性地透過(guò)薄膜狀的膜片來(lái)增加臭氧化氣體中所含臭氧的濃度，使臭氧化氣體達(dá)到高濃度。圖8為示出實(shí)施方案2中的臭氧濃縮機(jī)理的原理的示意圖。圖9作為一個(gè)實(shí)施例示出臭氧濃縮系統(tǒng)的示意圖，其中示出了在將臭氧流量9.2L/min、臭氧濃度350g/Nra3(160000ppm)的臭氧化氣體輸入到本發(fā)明的臭氧濃縮小室100中的場(chǎng)合，氣體配管和各設(shè)備的配置構(gòu)成。為了說(shuō)明本發(fā)明的濃縮機(jī)理，將實(shí)驗(yàn)中求出的臭氧化氣體中所含的臭氧和氧的吸附量和透過(guò)量的差別以倍率來(lái)表示，圖10、圖11為示出該倍率對(duì)冷卻溫度的依賴(lài)關(guān)系的特性圖。圖9為示出本發(fā)明的臭氧濃縮系統(tǒng)的用于將所供給的臭氧氣濃縮、稀釋并分別將濃縮、稀釋了的氣體取出到外部的氣體壓力平衡、氣體分配機(jī)理的方塊圖。在該實(shí)施例中，將臭氧發(fā)生器發(fā)生的壓力為0.25MPa(P0)的臭氧化氣體供給到臭氧濃縮小室中，在臭氧濃縮小室中，作為濃縮側(cè)的壓力，設(shè)定為例如0.2MPa(P2)，作為稀釋側(cè)的壓力，設(shè)定為例如大氣壓附近的0.02MPa附近(Pl)，將濃縮臭氧化氣體和稀釋化氣體取出到外部。對(duì)于取出的大氣壓附近的稀釋化氣體，用氧壓縮機(jī)79將其升壓至例如壓力0.3~0.5MPa左右。另外，在臭氧濃縮系統(tǒng)中透過(guò)的氧氣經(jīng)過(guò)氧壓縮機(jī)返回，作為臭氧發(fā)生器前段的原料氣。本發(fā)明的實(shí)施方案2中，臭氧濃縮系統(tǒng)是一種只讓氧氣選擇性地透過(guò)薄膜的系統(tǒng)，因此，能夠促進(jìn)膜劣化的要因很少，對(duì)于臭氧化氣體的濃縮特別有效。也就是說(shuō)，通過(guò)使用不添加氮的無(wú)氮臭氧發(fā)生器作為臭氧發(fā)生器而從臭氧發(fā)生器出來(lái)的臭氧化氣體，其中的NOx等副產(chǎn)物極少，因此特別有效。本發(fā)明的實(shí)施方案2中的臭氧濃縮系統(tǒng)，必須使用一種臭氧濃度約為200000ppm(428g/Nm3)~350000ppm(750g/Nm3)并抑制NOx等副產(chǎn)物的清潔的高濃度臭氧氣來(lái)形成高品質(zhì)的氧化膜，因此特別有效。首先說(shuō)明臭氧濃縮系統(tǒng)的構(gòu)成。在圖7、圖8中，從用于生成至少以氧為主體的臭氧氣的原料氣高壓貯氣瓶4向臭氧發(fā)生系統(tǒng)200供給氧氣。在臭氧發(fā)生系統(tǒng)200中，生成例如約163000ppm(3S0g/Nm3)的臭氧化氧。臭氧濃縮系統(tǒng)100由下述部件構(gòu)成2個(gè)臭氧濃縮小室ll;在該臭氧濃縮小室11周?chē)O(shè)置的用于將該小室包圍的金屬冷卻板15;從設(shè)置于外部的冷凍器供給冷源進(jìn)行冷卻的冷凍機(jī)14;按照將上述部件包圍起來(lái)的方式設(shè)置的用于保持足以使結(jié)露的臭氧蒸發(fā)的溫度的保溫材料16。在臭氧濃縮小室11中，用薄膜狀的氧透過(guò)膜(130)，將上下的氣體空間分隔開(kāi)。從該分隔開(kāi)的2個(gè)氣體空間的下側(cè)，供給在臭氧發(fā)生器200中生成的臭氧化氣體，用自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器APC(IB)將下側(cè)空間中的氣體壓力設(shè)定為0.2MPa(P2)。對(duì)于另一方的氣體空間的壓力，用自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器APC(3B)將其調(diào)節(jié)至比下側(cè)空間的氣體壓力低的壓力。在該實(shí)施例中，將該壓力設(shè)定為大氣壓附近0.02MPa(Pl)。該臭氧濃縮小室11內(nèi)的薄膜狀的氧透過(guò)膜(130)，為由非常微細(xì)的小孔構(gòu)成的膜片，將該膜片如圖7所示，通過(guò)折疊幾十次而制得的1個(gè)組件構(gòu)成，這是一種可以使臭氧化氣體的接觸面積增大的辦法。另外，氧透過(guò)膜(130)成為一種垂直空間的構(gòu)成，以便使得，在臭氧化氣體中，臭氧氣之間相互吸附或是臭氧吸附在器壁等物體上，如果是重量大的臭氧簇(夕，只夕)(蒸氣)，則會(huì)借助重力而向下部側(cè)下降，而重量輕的氧氣和1分子狀的臭氧氣可以向上部側(cè)上升。另外，關(guān)于供給到臭氧濃縮小室11中的臭氧化氣體，在小室內(nèi)高濃度化了的臭氧化氣體從下部經(jīng)過(guò)自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器APC(1B)取出，然后被供給到臭氧處理系統(tǒng)300中。另外，稀釋了的稀釋氣體，從上部經(jīng)過(guò)自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器APC(3B)取出，該氣體用排臭氧裝置5進(jìn)行處理后排放到大氣中或者進(jìn)行再利用。在臭氧濃縮小室H內(nèi)，被小室內(nèi)配置的氧透過(guò)膜U30)分隔成2個(gè)空間。在該2個(gè)被分隔開(kāi)的空間中，一方空間中的臭氧化氣體具有規(guī)定壓力P2,另一方空間在大氣壓附近的壓力Pl下進(jìn)行排氣。由此，在起分隔作用的氧透過(guò)膜(130)處，形成了氣體的密度梯度。進(jìn)而，由于對(duì)氧透過(guò)膜(130)的全體進(jìn)行冷卻，因此，促進(jìn)臭氧化氣體中的臭氧氣分子變得比氧氣分子更容易被氧透過(guò)膜(130)吸附或是更容易發(fā)生臭氧氣分子之間的吸附，從而使臭氧在膜表面上結(jié)露化(選擇性地結(jié)露)，或是臭氧氣本身成為大的附著分子狀的臭氧蒸氣狀態(tài)化(臭氧簇化)。一旦成為這樣的氣體，在膜上結(jié)露的臭氧或臭氧簇化的氣體就會(huì)受到重力的作用而下降到下方，并使臭氧分子的熱運(yùn)動(dòng)速度全體變小。在處于這種臭氧化氣體中的氧透過(guò)膜(130)的表面上，氧氣這方變得更容易透過(guò)膜，使氧氣選擇性地透過(guò)，透過(guò)的富含氧的氣體(稀釋臭氧化氧氣)從上方排出。沒(méi)有透過(guò)氧透過(guò)膜(130)的臭氧氣就殘留在臭氧濃縮小室11的下部空間中，結(jié)果使得，富含臭氧的氣體(濃縮臭氧化氧氣)可以從下部取出。另外，用于將臭氧濃縮小室11的周?chē)鋮s的冷凍機(jī)14以及保溫材料16的詳細(xì)構(gòu)成和手段簡(jiǎn)略地示于圖中，省略其周?chē)綆У脑O(shè)備。另外，保溫材料16在圖中象征性地圖示為絕熱材料，但也可以采用附帶有真空絕熱方式的保溫材料16來(lái)構(gòu)成。17d是在不能使進(jìn)入臭氧濃縮小室的臭氧化氧氣濃縮時(shí)用于將其全部放空的緊急閥門(mén)，其配管通路為自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器3B的配管通路的旁路，以便使氣體流入排臭氧裝置(圖中未示出)。另外，71為熱電偶，用于測(cè)定金屬冷卻板15的溫度。73為用于監(jiān)測(cè)臭氧濃縮小室11內(nèi)的壓力的壓力計(jì)。74A為臭氧濃縮氣體的臭氧濃度檢測(cè)器、74B為由臭氧發(fā)生器21供給的臭氧化氧氣的臭氧濃度檢測(cè)器。另外，9為臭氧濃縮系統(tǒng)的總控制系統(tǒng)，用于設(shè)定臭氧原料氣的流量Q1、臭氧發(fā)生器的壓力P0、稀釋臭氧化氧氣的流量Q2、稀釋氣體排出的壓力Pl、臭氧濃縮小室內(nèi)的壓力P2;監(jiān)測(cè)冷卻板15的溫度、所供給的臭氧化氣體中的臭氧濃度、濃縮了的臭氧濃度、臭氧濃縮小室內(nèi)的壓力；控制用于向臭氧濃縮小室11內(nèi)輸入氣體的輸入閥門(mén)或輸出氣體的輸出閥門(mén)的開(kāi)閉；顯示各部位的濃度和流量值以及向外部發(fā)送信號(hào)等。7A為用于使臭氧處理系統(tǒng)300以及臭氧濃縮系統(tǒng)100的氣體壓力成為負(fù)壓的真空排氣裝置；35、36為用于使臭氧濃縮系統(tǒng)100的濃縮氣體取出口22與稀釋氣體取出口20的氣體壓力相互配合的壓力計(jì)。下面說(shuō)明上述的實(shí)施方案2的臭氧濃縮系統(tǒng)的作用和動(dòng)作。最初，在位于臭氧濃縮小室11的下部的氣體供給口10附近設(shè)置的閥門(mén)17a處于閉合的狀態(tài)下，利用真空排氣裝置7A，使臭氧濃縮小室ll、臭氧處理小室3以及氣體配管系統(tǒng)成為真空狀態(tài)，除去現(xiàn)存的氣體，同時(shí)除去雜質(zhì)。為此，臭氧濃縮系統(tǒng)100的閥門(mén)17b、17c、Ud以及臭氧處理系統(tǒng)300的閥門(mén)、流量調(diào)節(jié)用閥門(mén)31、32、33、34成為全開(kāi)的狀態(tài)。同時(shí)也使自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器(APC)1B成為開(kāi)啟狀態(tài)。使設(shè)置于臭氧濃縮小室11的外周部的冷凍機(jī)動(dòng)作，分別對(duì)各小室進(jìn)行冷凍，以便使其達(dá)到規(guī)定的溫度范圍。設(shè)置于臭氧濃縮小室11的外周的金屬冷卻板15由于被冷卻，因此熱導(dǎo)率良好，成為能夠充分發(fā)揮冷凍能力的結(jié)構(gòu)。另外，為了將臭氧濃縮小室11的上部保持在能夠促進(jìn)臭氧吸附和氧氣透過(guò)的溫度(例如-65。C)，應(yīng)使絕熱材料16的厚度厚一些。為了將臭氧濃縮小室11的下部保持在比上部的冷卻溫度高的溫度(例如0°C)，應(yīng)使絕熱材料16的厚度薄一些。充分地進(jìn)行真空排氣，并且將臭氧濃縮小室11冷卻至規(guī)定的冷卻溫度范圍，用壓力計(jì)73和熱電偶71進(jìn)行確認(rèn)后，將臭氧處理系統(tǒng)300的流量調(diào)節(jié)用閥門(mén)32和閥門(mén)33關(guān)閉，將臭氧處理小室3內(nèi)保持在真空狀態(tài)。另外，在使臭氧濃縮系統(tǒng)100的稀釋氣體取出口20側(cè)的流量調(diào)節(jié)用閥門(mén)17d全閉的狀態(tài)下，將屬于臭氧濃縮系統(tǒng)100的臭氧化氧氣供給口IO的閥門(mén)17a開(kāi)啟，從高壓貯氧瓶4經(jīng)過(guò)臭氧發(fā)生系統(tǒng)200，將氧氣按照10L/min的流量供給到臭氧濃縮系統(tǒng)的臭氧濃縮小室11中，并將排氣排出到排臭氧處理裝置5和處理氣體分解小室8中。在臭氧發(fā)生系統(tǒng)200中，用質(zhì)量流量控制器2A將氧氣流量調(diào)節(jié)至10L/min，用自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器2B將臭氧發(fā)生器21內(nèi)的氣體壓力調(diào)節(jié)至恒定為0.25MPa。另外，在臭氧濃縮系統(tǒng)100中，如果用自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器3B將稀釋氣體取出口的氣體壓力設(shè)定為大氣附近的壓力Pl，并且用濃縮氣體取出口的自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器1B，將臭氧濃縮小室11內(nèi)的氣體壓力設(shè)定為0.2MPa，則會(huì)在濃縮氣體取出口20處有氧氣流過(guò)，經(jīng)過(guò)臭氧處理系統(tǒng)300的旁路配管通路，排出到處理氣體分解小室8中。這樣，在設(shè)定為能夠連續(xù)地供給氧氣的狀態(tài)后，對(duì)臭氧發(fā)生系統(tǒng)200的臭氧發(fā)生器21施加交流電壓，進(jìn)行無(wú)聲放電，使臭氧發(fā)生器21發(fā)生流量約為9.185L/min、臭氧濃度為350g/Nm3的臭氧化氧氣，并將其供給到臭氧濃縮小室11中。這樣一來(lái)，關(guān)于臭氧化氧氣，通過(guò)將臭氧濃縮小室11的壓力調(diào)節(jié)至0.2MPa,并將上方稀釋側(cè)的排出壓力調(diào)節(jié)至0.02MPa，可以連續(xù)地供給濃縮的臭氧化氣體。在該稀釋側(cè)(濃縮小室11的上部側(cè))，由臭氧發(fā)生器21供給的350g/Nrn3的臭氧化氣體中的氧氣的一部分選擇性地透過(guò)氧透過(guò)膜(130)而被排出。圖8為示出本發(fā)明的實(shí)施方案2的臭氧濃縮機(jī)理的示意圖，如該圖所示，在氧透過(guò)膜(130)的表面，由于壓力差(P2-P1)的作用，使得氧氣經(jīng)常地透過(guò)該氧透過(guò)膜。另外，關(guān)于臭氧氣的情況，由于對(duì)氧透過(guò)膜(130)的全體進(jìn)行冷卻，因此，促進(jìn)臭氧化氣體中的臭氧氣分子變得比氧氣分子更容易被氧透過(guò)膜(130)吸附或是更容易發(fā)生臭氧氣分子之間的吸附，從而使臭氧在膜表面上結(jié)露化(選擇性地結(jié)露)，或是臭氧氣本身成為大的附著分子狀的臭氧蒸氣狀態(tài)化(臭氧簇化)。一旦成為這樣的氣體，在膜上結(jié)露的臭氧或臭氧簇化的氣體就會(huì)受到重力的作用而下降到下方，并使臭氧分子的熱運(yùn)動(dòng)速度全體變小。沒(méi)有透過(guò)氧透過(guò)膜(130)的臭氧氣就殘留在臭氧濃縮小室11的下部空間中，結(jié)果使得，富含臭氧的氣體(濃縮臭氧化氧氣)可以從下部取出。氣體的結(jié)露依賴(lài)于氣體的溫度以及起吸附作用的物質(zhì)的溫度，從物理學(xué)上說(shuō)，如果氣體溫度降低到氣體的飽和蒸氣壓溫度以下，超過(guò)飽和蒸氣量的氣體就會(huì)結(jié)露。另外，氣體的結(jié)露還依賴(lài)于起吸附作用的物質(zhì)的吸附量，如果將起吸附作用的物質(zhì)微細(xì)化，增大該物質(zhì)的表面積，就會(huì)具有能夠在高于氣體的飽和蒸氣壓溫度的高溫下使該氣體結(jié)露的效果。例如，對(duì)于臭氧氣而言，雖然飽和蒸氣壓特性是在-112。C~-134X:左右結(jié)露，但只要將物質(zhì)的表面積增大，就可以在0°C~-100。C的高溫區(qū)域內(nèi)結(jié)露。因此，只要將本發(fā)明的實(shí)施例2的氧透過(guò)膜(130)增大，就可以在高溫區(qū)域((TC~-IOO'C)內(nèi)結(jié)露，從而使透過(guò)氧透過(guò)膜(130)的氧變得更容易選擇性地透過(guò)，并可以在提高冷凍機(jī)的冷卻溫度的條件下，也就是可以用通用的冷凍機(jī)來(lái)使臭氧氣結(jié)露，從而可以使冷凍機(jī)緊湊化，并可以使小室的絕熱材料等變薄一些，從而使裝置整體變得便宜。在圖7中，在臭氧濃縮小室11的上、下部，被分離成濃縮了的臭氧化氧氣18和稀釋了的臭氧化氧氣19的氣體從各自的取出口，經(jīng)過(guò)臭氧濃度計(jì)74A、自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器1B和自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器3B，而被取出到外部。濃縮了的臭氧化氣體18在用臭氧濃度計(jì)74A確認(rèn)被穩(wěn)定地濃縮至規(guī)定的臭氧濃度后，將臭氧處理系統(tǒng)300的旁路配管通路的調(diào)節(jié)閥門(mén)32、閥門(mén)34完全關(guān)閉，同時(shí)，開(kāi)啟用于供給到臭氧處理小室3的調(diào)節(jié)閥門(mén)31、閥門(mén)33，在臭氧處理小室3內(nèi)，濃縮了的臭氧氣就會(huì)在絕熱膨脹作用下擴(kuò)散至小室全體。用壓力計(jì)35和閥門(mén)33來(lái)調(diào)節(jié)臭氧處理小室3內(nèi)的壓力控制，雖然圖中未示出，但只要使設(shè)置于臭氧處理小室3內(nèi)的被處理材料(晶片等)的溫度達(dá)到處理溫度來(lái)進(jìn)行臭氧處理，就會(huì)在被處理材料(晶片等)表面上獲得優(yōu)質(zhì)的氧化薄膜。此處，雖然臭氧濃縮系統(tǒng)的各裝置、設(shè)備、閥門(mén)操作、各傳感器的詳細(xì)的信號(hào)線(xiàn)沒(méi)有明確標(biāo)示出來(lái)，但可以用控制系統(tǒng)9來(lái)對(duì)上述操作進(jìn)行總的控制和監(jiān)測(cè)。圖9為示出上述的實(shí)施方案2中的臭氧濃縮系統(tǒng)的氣體壓力平衡、氣體分配機(jī)理的方塊圖。在該圖中，2A為用于控制向臭氧發(fā)生器21供給的原料氣流量的質(zhì)量流量控制器MFC1，2B為用于使臭氧發(fā)生器21內(nèi)的壓力經(jīng)常保持為恒定壓力(例如，0.25MPa)并控制臭氧化氧氣輸出的自動(dòng)背壓調(diào)節(jié)器APC1，1A為可以控制從臭氧濃縮系統(tǒng)100中排出的稀釋氣體壓力Pl的自動(dòng)背壓調(diào)節(jié)器APC3，另外，1B為用于將臭氧濃縮系統(tǒng)100內(nèi)的氣體壓力P2經(jīng)常恒定地控制為設(shè)定壓力的自動(dòng)背壓調(diào)節(jié)器APC2。另外，79為用于使從臭氧濃縮系統(tǒng)100排出的稀釋氣體高壓化的氧壓縮機(jī)。例如，只要用APC2(1B)將設(shè)定壓力P2設(shè)定為0.2MPa，自動(dòng)調(diào)整APC2(1B)內(nèi)的針閥的開(kāi)閉度，以便使臭氧濃縮小室內(nèi)的濃縮空間側(cè)的臭氧化氣體壓力經(jīng)常恒定為0.2MPa(P2)。在該壓力恒定的狀態(tài)下，只要將稀釋氣體取出側(cè)的APC3(3B)設(shè)定為大氣附近的0.05MPa,自動(dòng)調(diào)整APC3(3B)內(nèi)的針閥的開(kāi)閉度，以便使臭氧濃縮小室內(nèi)的上部的稀釋空間側(cè)的壓力恒定為0.05MPa(Pl)。這樣，如果分別用各自的APC，使借助氧透過(guò)膜(130)分隔成的臭氧濃縮小室內(nèi)的兩個(gè)空間保持0.15MPa(-P2-Pl)的壓力差，則可使?jié)饪s空間側(cè)的臭氧化氣體中的氧氣選擇性地透過(guò)氧透過(guò)膜(130)而流向稀釋空間側(cè)，通過(guò)保持O.05MPa(Pl)的壓力平衡，就能借助APC3(3B)將稀釋臭氧化氣體(氧氣)取出。如果將該取出的稀釋臭氧化氣體用氧氣壓縮機(jī)79壓縮，將該壓縮了的氣體與向臭氧發(fā)生器供給原料氣的高壓貯氣瓶側(cè)的配管合流，則可以謀求氧氣的有效利用。另外，借助氧透過(guò)膜(130)使氧氣選擇性地透過(guò)，可以提高濃縮空間側(cè)的臭氧化氣體的臭氧濃度而達(dá)到高濃度化，其結(jié)果，經(jīng)過(guò)APC2(1B)，將濃縮臭氧化氣體連續(xù)地取出。為了提高臭氧濃縮小室內(nèi)的濃縮空間側(cè)的臭氧化氣體的濃縮度，必須提高氧透過(guò)膜(130)的氧氣透過(guò)量，為此，增加稀釋空間與濃縮空間之間的壓力差(P2-P1)，增加氧透過(guò)膜(130)的表面積，以及通過(guò)將臭氧濃縮小室冷卻來(lái)使臭氧化氣體冷卻，增加氧透過(guò)膜(130)的氧氣選擇性地透過(guò)的量均是有效的。通過(guò)使臭氧發(fā)生器所供給的臭氧化氣體壓力為0.IMPa~0.5MPa，可以使臭氧濃縮小室內(nèi)的濃縮側(cè)的壓力P2為0.lMPa0.5MPa，使稀釋側(cè)的壓力Pl為大氣壓以上的壓力，可以充分確保稀釋空間與濃縮空間之間的壓力差(P2-P1)，從而發(fā)揮能夠使氧氣選擇性地透過(guò)氧透過(guò)膜(130)的作用。但是，如果使臭氧發(fā)生器所供給的臭氧化氣體壓力為0.5MPa以上，則由于臭氧發(fā)生器中發(fā)生的臭氧濃度極低，使所取出的濃縮臭氧濃度降低，因此不是有效的。另外，如果調(diào)節(jié)APC2(1B)、APC3(3B)中任一個(gè)的壓力P2、Pl，則稀釋空間與濃縮空間之間的壓力差(P2-P1)隨之改變，可以起到調(diào)節(jié)所取出的濃縮了的臭氧化氣體的臭氧濃度的作用。另外，本裝置具有一種可根據(jù)臭氧發(fā)生器所供給的臭氧化氣體流量和濃度來(lái)調(diào)節(jié)所取出的濃縮了的臭氧化氣體的臭氧濃度和流量的作用。如圖IO所示，如果將臭氧化氣體冷卻，就可以起到一種促使臭氧氣比氧氣在更大程度上增加其本身在吸附物質(zhì)上的吸附量或是臭氧氣之間的相互吸附量的作用(由于冷卻帶來(lái)的臭氧氣選擇性地吸附的效果)。另外，從氧透過(guò)膜(130)透過(guò)的氧氣量，與臭氧氣相比，氧氣的質(zhì)量為2/3，并且每1個(gè)氧分子的大小也比臭氧分子小。進(jìn)而，如果將臭氧化氣體冷卻，則如上述所示，臭氧這一方與上述物質(zhì)間的吸附或臭氧氣之間的吸附變得更容易，其結(jié)果，氧氣相對(duì)于臭氧氣的透過(guò)量增加，因此，冷卻措施具有使氧氣選擇性地透過(guò)的量增加的作用。圖11為示出當(dāng)考慮圖10的臭氧吸附效果和氧與臭氧的質(zhì)量差時(shí)算出的透過(guò)氧透過(guò)膜(130)的氧氣量相對(duì)于透過(guò)的臭氧氣量的透過(guò)倍率的特性圖。從以上的圖10、圖ll可以看出，對(duì)臭氧濃縮小室內(nèi)的冷卻，特別是如果在Q-IO(TC以上進(jìn)行冷卻，則具有氧氣能夠有效地透過(guò)的作用。另夕卜，如果使其為-IOO'C以上，就會(huì)出現(xiàn)冷卻機(jī)的市售品變少、價(jià)格也提高、必須使臭氧濃縮小室的絕熱材料加厚等問(wèn)題。在本實(shí)施方案的臭氧化氧氣的濃縮裝置中，雖然示出的是氧透過(guò)膜(130)，但也可以是能夠使氧氣透過(guò)的燒結(jié)材料，希望是其材質(zhì)具有耐臭氧性的陶瓷材料或是特富龍(注冊(cè)商標(biāo))膜。如果在供給到臭氧氣發(fā)生器的氣體中含有大量(數(shù)100ppm以上)的氮?dú)猓瑒t發(fā)生器除了生成臭氧氣以外，還生成NOx氣體或硝酸(HN03),該N0x氣體或硝酸(HN03)具有促進(jìn)氧透過(guò)膜(130)劣化的作用。因此，使臭氧濃縮小室的壽命變短。關(guān)于使用以往的液體臭氧裝置和吸附裝置的臭氧濃縮方法，如圖6所示，所取出的臭氧氣全部在以①表示的臭氧的吸附、液化工序中一旦被液化或者被吸附后，在以②表示的真空工序中將裝置內(nèi)抽真空，然后，如③所示，通過(guò)對(duì)抽真空的裝置加溫來(lái)使其氣化，使接近100%的臭氧發(fā)生氣化，然后，用載氣進(jìn)行如④所示的臭氧的稀釋化，將規(guī)定的濃縮臭氧化氣體取出。因此，必須采用排臭氧處理對(duì)上述工序①~③中不需要的臭氧進(jìn)行處理，這樣就使得臭氧濃縮效率非常低，最高為40%左右。另外，由于在上述工序②中，必須制備濃度接近100%的高濃度的臭氧，因此，在生產(chǎn)該液體的階段或者通過(guò)對(duì)臭氧進(jìn)行吸附和脫附來(lái)生產(chǎn)高濃度臭氧的階段，經(jīng)常發(fā)生爆炸，為了避免這種爆炸，必須對(duì)溫度和壓力進(jìn)行十分嚴(yán)格的控制，從而使得保護(hù)裝置變得龐大，這是存在的問(wèn)題。與此相反，在采用本發(fā)明的實(shí)施方案2的臭氧濃縮中，以臭氧發(fā)生器21所發(fā)生的臭氧濃度為基礎(chǔ)，在臭氧濃縮小室11內(nèi)使臭氧氣選擇性地結(jié)露，而且，通過(guò)用能使其具有壓力差的氧透過(guò)膜(130)將其分隔開(kāi)，使氧氣選擇性地透過(guò)氧透過(guò)膜(130)，并將該透過(guò)的氣體連續(xù)地排出，這樣可以謀求高濃度化，因此，可以非常高效地進(jìn)行臭氧濃縮。另外，在本裝置中，由于以臭氧發(fā)生器21所發(fā)生的臭氧濃度為基礎(chǔ)來(lái)進(jìn)行高濃度化，因此，爆炸的危險(xiǎn)性就要小的多，這是其優(yōu)點(diǎn)。作為供給到上述濃縮、稀釋裝置中的上述含有多種氣體的混合氣體，為含有臭氧氣的臭氧化氣體，通過(guò)將上述稀釋氣體取出部的壓力Pl設(shè)定為大氣壓(OMPa)以上，將濃縮氣體取出部的壓力P2設(shè)定在(O.lMPa)~(0.5MPa)的范圍，可以充分確保稀釋空間與濃縮空間之間的壓力差(P2-Pl)(O.lMPa以上)，具有可以使氧氣選擇性地透過(guò)氧透過(guò)膜(130)的效果，同時(shí)，由于使取出部的壓力Pl為大氣壓(OMPa)以上，因此還具有不需要真空設(shè)備的效果。作為供給到上述濃縮、稀釋裝置中的上述含有多種氣體的混合氣體，為含有臭氧氣的臭氧化氣體，用氣體壓縮機(jī)增高從上述小室經(jīng)由上述稀釋氣體取出部取出的臭氧氣稀釋氣體(氧氣)的壓力，以便將其再次作為臭氧氣發(fā)生裝置的原料氣加以利用，因此，可以有效地利用氧氣。作為供給到上述臭氧濃縮系統(tǒng)中的上述含有多種氣體的混合氣體，為含有臭氧氣的臭氧化氣體，作為發(fā)生上述臭氧化氧氣的臭氧發(fā)生器，使用一種由氮?dú)馓砑恿吭?PPM以下的高純度氧氣來(lái)制造臭氧氣的無(wú)氮臭氧發(fā)生裝置，可以長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地供給一種從臭氧濃縮小室取出的濃縮臭氧化氣體，具有提高使用半導(dǎo)體制造裝置的臭氧來(lái)形成氧化膜的可靠性的效果。通過(guò)按照多段級(jí)聯(lián)的方式設(shè)置多個(gè)實(shí)施方案2的臭氧濃縮裝置等的特定氣體的濃縮、稀釋裝置，可以謀求更高濃度化。實(shí)施方案3.實(shí)施方案3示出釆用上述實(shí)施方案1、2的臭氧濃縮系統(tǒng)的用途例。圖12為示出以往的濃縮臭氧裝置中濃縮臭氧濃度相對(duì)于臭氧化氧流量的特性與本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的濃縮臭氧濃度特性進(jìn)行對(duì)比的圖，圖13-a、圖13-b示出將本發(fā)明的濃縮臭氧用于半導(dǎo)體制造裝置的氧化膜形成中的葉片式以及間歇式的裝置的一個(gè)實(shí)施例。另外，圖14示出臭氧氣中所含有的各種氣體的飽和蒸氣壓特性。圖12示出濃縮臭氧濃度相對(duì)于臭氧化氧流量(SCCM)的特性，特性2005表示以往的液體臭氧裝置的臭氧濃度特性，特性2006表示以往的吸附臭氧裝置的臭氧濃度特性。特性2007表示本發(fā)明的臭氧濃度特性的一例，另外，區(qū)域2008表示在半導(dǎo)體制造業(yè)界中、未來(lái)間歇式臭氧CVD裝置所要求的高濃度臭氧的目標(biāo)區(qū)域。如果使用在本發(fā)明的實(shí)施方案1、2中說(shuō)明的臭氧濃縮系統(tǒng)，則不大會(huì)使裝置的體積增大，由于可以得到高濃度的臭氧化氧氣，并且能夠高效地進(jìn)行濃縮，因此，允許壓低臭氧發(fā)生器的臭氧發(fā)生量，從而可以縮小整個(gè)系統(tǒng)，這是其優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于利用臭氧的半導(dǎo)體制造裝置而言，在集成電路元件(ic)的制作過(guò)程中，在形成層間絕緣膜的CVD工序等中可以利用臭氧化氧氣。特別地，如果成為濃縮了的高濃度臭氧化氧氣，則可以形成一種優(yōu)質(zhì)的氧化膜，該氧化膜可以減少由于與臭氧氣以外的氣體(氧氣)等碰撞而引起的還原為氧氣等的氧化反應(yīng)所造成的損失，能有效地抑制臭氧轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚匝醯姆磻?yīng)，而且能夠抑制與被氧化物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)，并能抑制高速的漏電流，這些特性被評(píng)價(jià)為其優(yōu)點(diǎn)，并且人們正在研究將來(lái)釆用由批量生產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)的高濃度臭氧化氧氣。另外，為了用高濃度臭氧促進(jìn)氧化反應(yīng)，從能夠減小由于臭氧離解為活性氧所需要的熱能的觀(guān)點(diǎn)考慮，作為在低溫氧化成膜用途中不可缺少的氣體非常引人注目。目前的現(xiàn)狀是，雖然濃縮獲得的濃縮臭氧化氧氣為接近100%的高濃度臭氧，但所供給的臭氧流量和供給壓力均低，在連續(xù)供給方面和以穩(wěn)定的濃度供給濃縮臭氧化氧氣的方面上仍存在問(wèn)題。因此，應(yīng)想辦法通過(guò)用盡可能短的配管將臭氧濃縮裝置和半導(dǎo)體處理裝置(CVD裝置等)連接形成一體來(lái)克服上述的問(wèn)題。使用本發(fā)明的實(shí)施方案1、2的臭氧濃縮裝置，可以獲得成為上述問(wèn)題點(diǎn)的所供給的臭氧流量，也就是如圖12所示，以3000SCCM(3L/min)的流量獲得高濃度臭氧化氧。另外，關(guān)于臭氧氣的供給壓力，從圖6所示的爆炸極限考慮，傳統(tǒng)的裝置是將設(shè)定壓力控制在較低水平，而在本發(fā)明的臭氧濃縮裝置中，由于是釆用以臭氧發(fā)生器21獲得的濃度為基礎(chǔ)來(lái)謀求臭氧氣的高濃度化的方式，因此，與傳統(tǒng)裝置相比，可以減小由于壓力急劇上升所帶來(lái)的危險(xiǎn)性，供給壓力也可以比傳統(tǒng)裝置高。利用以上的本發(fā)明的實(shí)施方案1、2的濃縮臭氧裝置的優(yōu)點(diǎn)，如果是圖13-a那樣的葉片式CVD裝置或是圖13-b那樣的間歇式CVD裝置，就可以使?jié)饪s臭氧氣均勻地充滿(mǎn)CVD小室3內(nèi)全體，可以形成一種材料利用率少的層間絕緣膜。在圖13-a、圖13-b中，31為臭氧供給閥門(mén)，33為處理氣體排出閥門(mén)，36為用于使臭氧化氧氣18擴(kuò)散的噴嘴管。在噴嘴管36中，設(shè)有多個(gè)直徑為lmm以下的噴孔3"。37為屬于被處理材料的晶片，圖13-a中的38為基臺(tái)，在其上安裝加熱器(圖中未示出)。圖13-b中的39為加熱器，從小室3的外部對(duì)晶片37進(jìn)行加熱。該裝置中，開(kāi)啟處理氣體排出閥門(mén)33，使CVD小室3內(nèi)成為真空狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，關(guān)閉處理氣體排出閥門(mén)33,使臭氧供給岡門(mén)31全開(kāi)，一旦在噴嘴管36中貯存了供給壓力Pl的臭氧氣后，由于真空形成的與小室壓力Pl之間的差壓，使得臭氧化氧氣18按絕熱膨脹的方式從噴嘴部36擴(kuò)散入小室3內(nèi)，從而使其充滿(mǎn)小室3全體。由于從噴嘴部36出來(lái)的臭氧氣發(fā)生絕熱膨脹，因此，使氣體冷卻至低溫，因此具有避免臭氧氣分解的效果。在臭氧濃縮過(guò)程中，根據(jù)進(jìn)行濃縮的工作溫度的不同，濃縮了的臭氧化氣體中除了氧以外，還可以包含其他的雜質(zhì)氣體。一般來(lái)說(shuō)，關(guān)于臭氧發(fā)生器21，如專(zhuān)利文獻(xiàn)7所示，原料氣為氧氣中含有百分之幾以下的氮?dú)獾臍怏w，在該氮?dú)獾姆烹娀瘜W(xué)反應(yīng)中生成的N02等N0x簇能夠促進(jìn)氧原子離解，由此生成臭氧。表l用于說(shuō)明由原料氣、氧、氮生成臭氧的機(jī)理，對(duì)于通常的臭氧發(fā)生器，通過(guò)使用在氧氣中加入微量氮?dú)獾脑蠚夂屠酶唠妶?chǎng)無(wú)聲放電所發(fā)出的光、電子離解、化學(xué)催化劑反應(yīng)，使其生成臭氧氣。在光、電子離解、化學(xué)催化劑反應(yīng)中生成臭氧氣的機(jī)理，按照下述反應(yīng)式生成臭氧。電離電壓低的氮?dú)馐艿?.lmm的短間隙無(wú)聲放電的作用而生成具有7-10eV左右高能量的電子。通過(guò)該高能電子與基態(tài)的氮?dú)釴2之間的碰撞，氮?dú)庥捎诒患ぐl(fā)而生成負(fù)離子化N2—B2,該激發(fā)的離子N2—82發(fā)生朝向第1負(fù)電帶(lstNegative"':x卜')的脫激發(fā)。在該脫激發(fā)時(shí)，發(fā)出具有360nm430nm放射光譜的紫外線(xiàn)(放電光hv)。另外，當(dāng)發(fā)生氮N2與高能電子的碰撞或是向氮&照射放電光hv時(shí)，氮就離解成氮原子，離解的氮原子在與氧氣的化學(xué)反應(yīng)中，生成微量的冊(cè)2氣體。(步驟1)。當(dāng)向生成的微量N02氣體照射特定波長(zhǎng)的放電光hv(360~430mn)時(shí)，在光化學(xué)反應(yīng)中生成NO氣體和0原子。另外，在NO氣體與02氣體的化學(xué)反應(yīng)中，生成NO,氣體和O原子(步驟2)。在步驟2中，微量?jī)?cè)2氣體在受到催化劑作用時(shí)，生成大量的O原子。在放電場(chǎng)中，一旦生成大量的O原子，生成臭氧的放電場(chǎng)的壓力約為0.25MPa的高氣壓等離子體，因此，分子、原子間之間的碰撞大部分為三體碰撞。該O原子與02分子與壁(M)等在三體碰撞化學(xué)反應(yīng)中交換能量，可以生成與所生成的O原子量相當(dāng)?shù)?3(臭氧)氣體(步驟3)。這樣，O原子在冊(cè)2的催化劑作用下而大量生成，因此，可以高效地生成高濃度臭氧。除了發(fā)生該臭氧以外，還生成副產(chǎn)物，主要是在步驟4所示的化學(xué)反應(yīng)中，在冊(cè)2氣體與03(臭氧)氣體的化學(xué)反應(yīng)中，在^05氣體、氮離子與0離子的反應(yīng)中，^0以及高壓貯氣瓶中所含有的微量水分與NO離子發(fā)生作用而生成微量的硝酸簇，取出的臭氧化氣氣中也生成它們的副產(chǎn)物。臭氣的生成條件02+百分之幾的^+微量的1120+高電場(chǎng)無(wú)聲放電高電場(chǎng)無(wú)聲放電的氣紫外線(xiàn)光hy:360~430nm(第一負(fù)電帶放射光謙)|N2+e=N，—B(步驟l)氮的解離和N02的生成|N，+ea2NjN0.2的生成2N++Q2=NOJ|Ni+h:v=2N'(步驟2)N02,放電光hY導(dǎo)致的氣原子的生成(催化化學(xué)反應(yīng))<table>tableseeoriginaldocumentpage43</column></row><table>原子，從而生成臭氧。就是說(shuō)，可以認(rèn)為，在數(shù)10ppm的仰2量的催化劑作用和放電光的光化學(xué)反應(yīng)作用下，生成相當(dāng)于N02量10000倍左右濃度的臭氧(數(shù)vo1。/。20vol。/。左右)，物理學(xué)上可以適當(dāng)?shù)卣f(shuō)明，能夠充分地生成臭氧。迄今為止，雖然可以解釋為，通過(guò)0.lmm間隙的短間隙無(wú)聲放電，使所生成的高能電子與氧氣碰撞，從而生成0原子，但能夠使0原子離解所需的高能電子可以通過(guò)無(wú)聲放電來(lái)產(chǎn)生，能夠使放電中的0原子離解所需的高能電子密度，在放電的情況下，每單位體積為109~IO1。(個(gè)/m3)左右，以該非常少的電子密度，完全不能令人信服地說(shuō)明生成數(shù)vol%~20vol%(0.3xl019個(gè)/cm3)左右的臭氧的機(jī)理。另外，最近，根據(jù)對(duì)上述原理的假定，通過(guò)選擇一種可用來(lái)代替N02等N0x簇催化劑作用的光催化劑物質(zhì)，也可以開(kāi)發(fā)臭氧發(fā)生器，從而使無(wú)氮臭氧發(fā)生器達(dá)到制品化。但是，一般的臭氧發(fā)生器由于原料氣中含有氮，因此，從臭氧發(fā)生器出來(lái)的臭氧氣中含有N0x。從臭氧發(fā)生器出來(lái)的N0x氣體的大部分為1M)5和N20以及硝酸蔟HN03。當(dāng)&05—旦處于O'C以下時(shí)，就會(huì)發(fā)生液化，在臭氧氣中作為1M)5簇而存在。另外，N力的熔點(diǎn)在-^。C附近。如果考察臭氧發(fā)生器中所含有的各種氣體的蒸氣壓特性，則如圖14所示。因此，對(duì)于通過(guò)使臭氧液化來(lái)進(jìn)行濃縮的臭氧濃縮裝置而言，由于在80K(-193°C)下進(jìn)行液化，因此，由臭氧發(fā)生器發(fā)生的臭氧化氧氣中，不僅將臭氧液化，而且也將N20氣體、硝酸簇HN03、N205蔟液化，由于在100K(-173°C)下進(jìn)行蒸氣化，因此，可以獲得幾乎不含N0x的濃縮臭氧氣。但是，采用該方式，在液化時(shí)，&0氣體、硝酸簇HN03、&05簇被液化而殘留在裝置內(nèi)，因此必須定期地除去殘留下來(lái)的N20氣體、硝酸簇H冊(cè)3、NA簇(N0x除外)。對(duì)于通過(guò)吸附臭氧氣來(lái)進(jìn)行濃縮的吸附式臭氧濃縮裝置而言，由于在-60。C左右的溫度下進(jìn)行吸附，因此在由臭氧發(fā)生器發(fā)生的臭氧化氧氣中，不僅吸附臭氧，而且也吸附N20氣體、硝酸簇HN03、N205簇。由于在(TC下使吸附的臭氧脫附，因此，蒸氣壓特性的溫度比臭氧氣高的N20氣體與臭氧氣混雜在一起，作為濃縮臭氧氣而被輸出。另外，硝酸簇HN03、^05簇的一部分發(fā)生蒸氣化，作為硝酸簇HN03、&05簇而輸出到濃縮臭氧氣中，而大部分的硝酸簇HN03、&05簇被吸附劑吸附而殘留下來(lái)。因此，HN03、&05積蓄在吸附劑上，成為吸附劑性能劣化的原因。對(duì)于使用能夠使臭氧選擇性地結(jié)露、然后使結(jié)露的臭氧在同一空間內(nèi)蒸發(fā)的系統(tǒng)或是使用能夠讓臭氧氣以外的氧氣選擇性地透過(guò)的氧透過(guò)膜(130)來(lái)除去臭氧化氣體中的氧氣的系統(tǒng)的臭氧濃縮裝置而言，由于在例如低溫-60。C下選擇性地吸附臭氧而使其結(jié)露，并在-(TC下使結(jié)露的臭氧蒸發(fā)，當(dāng)然，雖然濃縮的臭氧氣中也含有在臭氧發(fā)生器中生成的化0氣體、硝酸簇H冊(cè)3、&05簇，但在臭氧濃縮裝置內(nèi)不會(huì)積蓄N力氣體、硝酸簇HN03、&05簇，不存在必須定期對(duì)液體式臭氧濃縮裝置進(jìn)行NOx除去的問(wèn)題或是在吸附式臭氧濃縮裝置中的吸附劑性能劣化的問(wèn)題，因此，可以提供更加實(shí)用的裝置。在半導(dǎo)體制造裝置中，對(duì)于形成層間絕緣膜的臭氧CVD裝置而言，如果臭氧化氧氣中含有N20氣體、硝酸簇HN03、&05蔟，則會(huì)成為在氣體中的配管或裝置部與臭氧化氧氣接觸的部分析出鉻或錳金屬等金屬污染物質(zhì)的原因，該金屬污染物進(jìn)入氧化膜內(nèi)，就會(huì)使氧化膜的絕緣性變差，從而使漏電流增大。因此，存在不能形成優(yōu)質(zhì)氧化膜的問(wèn)題。希望使用成為金屬污染物質(zhì)析出原因的NOx量盡可能少的臭氧氣。因此，對(duì)于本發(fā)明的臭氧濃縮裝置而言，優(yōu)選將其與臭氧發(fā)生器組合使用，例如與一種供入不含氮的、氧濃度在99.999%以上的高純度氧氣的原料氣并使用能夠生成臭氧的光催化劑物質(zhì)、不添加氮的臭氧發(fā)生器組合使用，這樣可以供給一種NOx含量極少的濃縮臭氧化氧氣。圖15為示出臭氧發(fā)生器的原料氣中含有的氮添加率與臭氧發(fā)生器中生成的冊(cè)2氣體量(換算值)的曲線(xiàn)圖。作為測(cè)定發(fā)生臭氧的臭氧化氧氣中所含的NOx的手段，如果向發(fā)生的臭氧化氧氣中通入純水，N0x就會(huì)作為硝酸(HN03)而溶入純水中，這樣，只要測(cè)定溶入純水中的N03—離子量，就可以測(cè)定臭氧發(fā)生器中生成的N0x。從而可以從該N03—離子量計(jì)算出臭氧發(fā)生器中生成的N02氣體量。在圖15中，特性2009是按照專(zhuān)利文獻(xiàn)8的表3計(jì)算出來(lái)的。另外，特性2010是釆用本發(fā)明的裝置測(cè)得的特性。在該圖中，在氮添加率為1%左右的條件下，生成的冊(cè)2量為100000vol/ppb，顯示出氮添加率越少，N02量就越低。關(guān)于臭氧發(fā)生器，對(duì)于只用99.999%以上的高純度氧氣的而不添加臭氧氮的臭氧發(fā)生器而言，氮含有量在0.005%以下，該場(chǎng)合生成的N02量低于0.001vol/ppb(區(qū)域2011),由于所供給的臭氧化氧本身含有非常少的NOx量，因此可以提供即使在濃縮的臭氧氣中也幾乎不含NOx的高濃度臭氧化氧氣。實(shí)施方案4.圖3-a、圖3-b示出本發(fā)明的實(shí)施方案4的臭氧濃縮系統(tǒng)100。與圖1中說(shuō)明的實(shí)施方案1相比，圖3-a、圖3-b示出了對(duì)其中的冷凍機(jī)14的構(gòu)成以及濃縮小室11、12內(nèi)的結(jié)露、蒸氣化用粒子材料13的配置等進(jìn)行了變更的例子。在圖3-a中，冷凍機(jī)分為14a、14b2個(gè)，在濃縮小室ll、12的上部配置冷凍機(jī)14a,在其下部配置冷凍機(jī)14b,對(duì)于上部而言，將冷卻溫度設(shè)定為能夠使臭氧氣選擇性地結(jié)露的最佳溫度，作為臭氧結(jié)露區(qū)間。對(duì)于下部而言，將冷卻溫度設(shè)定為能夠使臭氧緩慢蒸發(fā)的溫度范圍，作為臭氧蒸發(fā)區(qū)間。另一方面，在圖3-b中，冷凍機(jī)分為14a、l4b、l化3個(gè)，在濃縮小室11、12的上部配置冷凍機(jī)14a,在其下部配置冷凍機(jī)14b，在濃縮小室ll、12的底部配置冷凍機(jī)14c,對(duì)于上部而言，將設(shè)定能夠使臭氧氣選擇性地結(jié)露的冷卻溫度的區(qū)間作為臭氧結(jié)露區(qū)間，對(duì)于下部而言，將設(shè)定用于使結(jié)露的臭氧緩慢蒸發(fā)的冷卻溫度的區(qū)間作為臭氧蒸發(fā)區(qū)間，同時(shí)，對(duì)于在濃縮小室ll、12的底部而言，將冷卻溫度設(shè)定在-112。C以上(-60°C~(TC)左右。另外，在濃縮小室11、12內(nèi)的底部填充結(jié)露、蒸氣化用粒子材料。通過(guò)采用這種構(gòu)成，可以使結(jié)露的臭氧在蒸發(fā)區(qū)間蒸發(fā)，在該區(qū)間不能充分蒸發(fā)的液化臭氧進(jìn)一步流到下面的底部，使其在該部分確實(shí)地蒸發(fā)。另外，為了使在底部貯存的液化臭氧急劇蒸發(fā)，在底部填充結(jié)露、蒸氣化用粒子材料，通過(guò)增大在低溫下進(jìn)行結(jié)露、蒸氣化用的粒子材料的表面積，可以避免發(fā)生急劇氣化。另外，本發(fā)明中示出了基本上在l段結(jié)露-蒸發(fā)區(qū)間將臭氧氣濃縮的系統(tǒng)，但是對(duì)于稀釋臭氧氣，優(yōu)選另外再設(shè)置數(shù)段濃縮小室，以便使由臭氧發(fā)生器發(fā)生的臭氧氣接近100%地結(jié)露，這樣便能獲得高濃度臭氧化氧。實(shí)施方案5.在上述實(shí)施方案1~4中說(shuō)明了臭氧化氧氣的濃縮系統(tǒng)，作為另一個(gè)實(shí)施例，通過(guò)將含有NOx氣體、氟利昂氣體或二氧化碳?xì)獾拇髿鈨艋?稀釋化)和濃縮化，也可以提高對(duì)NOx氣體、氟利昂氣體和二氧化碳?xì)獾姆纸馓幚淼男?，可以將其作為提高處理效率的策略加以利用。在大氣所含的NOx氣體中，主要有N02、N205、N20、NO、HN03。N205、HN03的熔點(diǎn)高，在(TC左右不是氣體狀而是以簇狀(蒸氣狀)的形式存在。N02、N20、NO的熔點(diǎn)，如圖14的蒸氣壓特性所示，為-60。C、-140。C、-180。C左右。另外，釋放到大氣中的氟利昂氣體的熔點(diǎn)為-70。C~-30。C左右。二氧化碳?xì)?C02)的熔點(diǎn)，如圖16的蒸氣壓特性所示，為-140。C左右。因此，為了將這些氣體轉(zhuǎn)變成稀釋化(凈化)的或濃縮化的氣體，必須根據(jù)作為對(duì)象的氣體而改變濃縮小室的冷卻溫度來(lái)進(jìn)行稀釋化和濃縮化。另外，由于濃縮了的氣體為腐蝕性氣體，因此，濃縮氣體的配管和閥門(mén)等部件需要選擇具有足夠耐蝕性的部件。圖17示出本發(fā)明的實(shí)施方案5的對(duì)含有NOx氣體、氟利昂氣體和二氧化碳?xì)獾拇髿膺M(jìn)行凈化和濃縮化的裝置的構(gòu)成。在該圖中，6為用于將大氣氣體壓縮的壓縮機(jī)；171為對(duì)壓縮的大氣氣體進(jìn)行流量調(diào)節(jié)并將其供給的調(diào)節(jié)閥門(mén)；172、173、174和176為用于調(diào)整多段氣體濃縮系統(tǒng)IOOA、IOOB、100C內(nèi)的壓力并按流量取出濃縮的臭氧氣的閥門(mén)；175為用于取出稀釋化(凈化)了的氣體的調(diào)節(jié)閥門(mén)。另外，182、183、184和185為氣體流量計(jì)。該氣體濃縮器IOOA、IOOB、100C為與圖1所示的臭氧濃縮系統(tǒng)IOO相同的構(gòu)成，關(guān)于氣體濃縮器100A、IOOB、IOOC內(nèi)的小室，其上部作為氣體的結(jié)露區(qū)間，下部作為用于將上部結(jié)露的液體進(jìn)行氣化的蒸氣區(qū)間，分別將各區(qū)間冷卻。含有N0x氣體、氟利昂氣體或二氧化碳?xì)獾拇髿?，通常含?PPM數(shù)百PPM左右的N0x氣體、氟利昂氣體或二氧化碳?xì)?，為了高效地將該大氣濃縮，首先，用壓縮機(jī)6將其壓縮至0.3~lMPa左右，然后用調(diào)節(jié)閥門(mén)171將其連續(xù)供給(Ql)到氣體濃縮器中。在這種狀態(tài)下，用閥門(mén)175調(diào)節(jié)從上部取出的稀釋氣體的流量，接著，為了分別調(diào)節(jié)各個(gè)氣體濃縮器I、II、III的壓力而調(diào)節(jié)閥門(mén)172、173、174和176,將濃縮氣體流量Q3取出。取出的濃縮氣體流量Q3在氣體分解裝置81中進(jìn)行分解。此處，相對(duì)于供給的流量Q1，稀釋化(凈化)了的流量Q2和Q3可通過(guò)下述方法來(lái)調(diào)節(jié)，例如，為了達(dá)到卞述的流量平衡，一邊觀(guān)察流量計(jì)185、182、183和184顯示的流量，一邊調(diào)節(jié)閥門(mén)175、172、173、174和176。(例)Ql:40WminQ2:30L/minQA:6L/min、QB:3L/min、Qc:1L/minQl-Q2+Q3-Q2+(QA+QB+Qc)這樣，對(duì)于將含有NOx氣體、氟利昂氣體或二氧化碳?xì)獾拇髿膺M(jìn)行凈化和濃縮化的裝置而言，與臭氧濃縮系統(tǒng)裝置相比，在控制性和穩(wěn)定性等品質(zhì)方面的性能較差，雖然不需要防止爆炸的對(duì)策等，但是要求以非常大的流量進(jìn)行濃縮化或稀釋化，而且必須制成低價(jià)格的裝置，為了實(shí)現(xiàn)這些要求，其對(duì)策是不使用在臭氧濃縮系統(tǒng)中使用的質(zhì)量流量控制器(MFC)和自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器(APC)，因此，如圖17所示，各部的流量調(diào)節(jié)中全部的調(diào)節(jié)閥門(mén)和流量計(jì)均以手動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)。另外，為了提高稀釋化(凈化)氣體的清潔度，氣體濃縮器釆用第2、第3段的氣體濃縮器將第1段的稀釋氣體做進(jìn)一步稀釋的多段構(gòu)成。關(guān)于本發(fā)明的臭氧濃縮裝置，在稀釋臭氧取出側(cè)設(shè)置質(zhì)量流量控制器(MFC)，并在濃縮臭氧取出側(cè)設(shè)置自動(dòng)壓力控制器(APC)，將臭氧濃縮小室內(nèi)的壓力保持恒定，而且通過(guò)調(diào)節(jié)稀釋臭氧的流量來(lái)分配濃縮臭氧的流量，但將質(zhì)量流量控制器(MFC)設(shè)置在濃縮臭氧取出側(cè)，并將APC設(shè)置在稀釋臭氧取出側(cè)，也可以獲得與本發(fā)明同樣的效果。另外，雖然是用MFC對(duì)稀釋臭氧取出側(cè)進(jìn)行流量控制，但是利用閥門(mén)代替MFC來(lái)進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，也可以獲得與本發(fā)明同樣的效果。在濃縮臭氧取出側(cè)設(shè)置APC來(lái)對(duì)取出的流量進(jìn)行自動(dòng)控制，以便將臭氧濃縮小室內(nèi)的壓力控制為恒定，但是采用MFC與壓力計(jì)的組合或是流量調(diào)節(jié)用閥門(mén)與壓力計(jì)的組合來(lái)代替APC,使臭氧濃縮小室內(nèi)的壓力恒定，將濃縮臭氧氣流量取出，也可以獲得與本發(fā)明同樣的效果。進(jìn)而，在具有臭氧濃縮小室的發(fā)明構(gòu)成和功能的基礎(chǔ)上，通過(guò)設(shè)計(jì)冷凍機(jī)，或者根據(jù)臭氧濃縮小室的結(jié)露-蒸發(fā)材料的大小、填充量和臭氧濃縮小室的直徑、材質(zhì)、長(zhǎng)度、所填充的結(jié)露-蒸發(fā)材料的長(zhǎng)度，影響臭氧化氧氣流動(dòng)的溫度交界層或粘性、比熱、熱導(dǎo)率或臭氧濃縮小室的熱導(dǎo)率或比熱等來(lái)進(jìn)行本發(fā)明的最佳設(shè)計(jì)，可以進(jìn)一步改善本發(fā)明的臭氧濃縮的效率、裝置的緊湊性、廉價(jià)、輕量化等性能。本發(fā)明適用于半導(dǎo)體制造
技術(shù)領(lǐng)域：
，此外，通過(guò)將本發(fā)明用于臭有的N0x、氟利昂的領(lǐng)域等工業(yè)領(lǐng)域中，有助于提高生產(chǎn)效率。權(quán)利要求1、特定氣體的濃縮、稀釋裝置，其特征在于，該裝置具備特定氣體濃縮系統(tǒng)和氣體供給·取出系統(tǒng)，其中，所說(shuō)的特定氣體濃縮系統(tǒng)包括在其內(nèi)部封裝有能夠使特定氣體選擇性地結(jié)露的結(jié)露、蒸氣化用粒子材料或者裝有能夠使特定氣體以外的氣體選擇性地透過(guò)的氣體透過(guò)部件的小室，以及將上述小室內(nèi)的氣體冷卻至規(guī)定低溫的冷凍機(jī)，而所說(shuō)的氣體供給·取出系統(tǒng)具有用于向上述小室中供給含有多種氣體的混合氣體的供給口、用于將稀釋特定氣體后的氣體取出的稀釋氣體取出口以及用于將特定氣體已經(jīng)濃縮了的氣體取出的濃縮氣體取出口；供給到上述小室內(nèi)的上述氣體的上述稀釋氣體取出部，通過(guò)用上述冷凍機(jī)進(jìn)行冷溫化，使特定氣體選擇性地在上述粒子材料或者上述氣體透過(guò)部件的表面上結(jié)露，或是使特定氣體以外的氣體選擇性地透過(guò)上述氣體透過(guò)部件，由此實(shí)現(xiàn)上述特定氣體的稀釋化，而供給到上述小室內(nèi)的上述氣體的上述濃縮氣體取出部，通過(guò)將上述濃縮氣體取出部的周?chē)訙?，使在上述粒子材料或者上述氣體透過(guò)部件表面結(jié)露的氣體蒸氣化，由此實(shí)現(xiàn)上述特定氣體的濃縮化，從上述小室的稀釋氣體取出部連續(xù)地取出上述特定氣體的稀釋氣體，而且從上述小室的濃縮氣體取出部連續(xù)地取出上述特定氣體的濃縮氣體。2、權(quán)利要求l所述的特定氣體的濃縮、稀釋裝置，其特征在于，具備在上述小室的稀釋氣體取出部側(cè)設(shè)置的冷凍機(jī)，該冷凍機(jī)用于將氣體冷卻至能夠促進(jìn)上述特定氣體在上述粒子材料或者上述氣體透過(guò)部件的表面上結(jié)露的溫度、或者促進(jìn)特定氣體以外的氣體透過(guò)的溫度。3、權(quán)利要求1或2所述的特定氣體的濃縮、稀釋裝置，其特征在于，在上述小室內(nèi)裝有上述粒子材料的特定氣體的濃縮、稀釋裝置中，在上述小室的稀釋氣體取出部的氣體取出口以及濃縮氣體取出部的氣體取出口的任一方，設(shè)置用于控制上述小室內(nèi)壓力的自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器(APC)或者氣體壓力調(diào)節(jié)用閥門(mén)以及用于控制從上述小室取出的氣體流量的流量控制器(MFC)、或者氣體流量調(diào)節(jié)閥門(mén)中的任一種，同時(shí)，借助上述設(shè)備，從上述小室的稀釋氣體取出部連續(xù)地取出上述特定氣體的稀釋氣體，而且從上述小室的濃縮氣體取出部連續(xù)地取出上述特定氣體的濃縮氣體。4、權(quán)利要求1或2所述的特定氣體的濃縮、稀釋裝置，其特征在于，在上述小室內(nèi)裝有上述氣體透過(guò)部件的特定氣體的濃縮、稀釋裝置稀釋氣體在取出部的小室內(nèi)的壓力Pl的自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器I(APCI)或者氣體壓力調(diào)節(jié)用閥門(mén)I，設(shè)置用于控制上述小室的濃縮氣體取出部的小室內(nèi)的壓力P2的自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器II(APCII)或者氣體壓力調(diào)節(jié)用閥門(mén)II，并且使上述2種稀釋氣體的取出部和濃縮氣體取出部的壓力分別為Pl、P2，并使上述氣體透過(guò)部件間的氣體壓力差為AP(-P2-P1)，借助上述那些措施來(lái)從上述小室的稀釋氣體取出部連續(xù)地取出上述特定氣體的稀釋氣體，而且從上述小室的濃縮氣體取出部連續(xù)地取出上述特定氣體的濃縮氣體。5、權(quán)利要求1或2所述的特定氣體的濃縮、稀釋裝置，其特征在于，借助在上述小室的周?chē)纬傻挠糜谔岣叱蛏戏降慕^熱功能的絕熱能力的結(jié)構(gòu)，使得在上述小室的上下方向上具有溫度分布。6、權(quán)利要求1或2所述的特定氣體的濃縮、稀釋裝置，其特征在于，封入到上述小室內(nèi)的結(jié)露、蒸氣化用粒子材料為球形且成為側(cè)面的1部分平面化的形狀，按照使其平面部相互接觸的方式填充成層狀。7、權(quán)利要求5所述的特定氣體的濃縮、稀釋裝置，其特征在于，上述結(jié)露、蒸氣化用粒子材料的材質(zhì)為玻璃、陶瓷、或者不與含有多種氣體的混合氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的金屬。8、權(quán)利要求6所述的特定氣體的濃縮、稀釋裝置，其特征在于，上述結(jié)露、蒸氣化用粒子材料為玻璃、陶瓷或是樹(shù)脂材料的熱導(dǎo)率低的的金屬膜將該粒子的表面包覆。9、權(quán)利要求1所述的特定氣體的濃縮、稀釋裝置，其特征在于，作為供給到上述濃縮、稀釋裝置中的上述含有多種氣體的混合氣體，為含有臭氧氣的臭氧化氣體，以上述供給的臭氧化氣體濃度為基礎(chǔ)，通過(guò)將臭氧濃縮來(lái)進(jìn)行高濃度臭氧氣化。10、權(quán)利要求4所述的特定氣體的濃縮、稀釋裝置，其特征在于，作為供給到上述濃縮、稀釋裝置中的上述含有多種氣體的混合氣體，為含有臭氧氣的臭氧化氣體，將上述稀釋氣體取出部的壓力Pl的壓力設(shè)定為大氣壓(OMPa)以上，將濃縮氣體取出部的壓力P2設(shè)定為(0.1MPa)~(0.5MPa)的范圍，并將上述氣體透過(guò)部件間的氣體壓力差A(yù)P(=P2-P1)設(shè)定為0.1MPa以上。11、權(quán)利要求4所述的特定氣體的濃縮、稀釋裝置，其特征在于，作為供給到上述濃縮、稀釋裝置中的上述含有多種氣體種的混合氣體，為含有臭氧氣的臭氧化氣體，上述氣體透過(guò)部件由(注冊(cè)商標(biāo))膜材或者陶瓷材料構(gòu)成，利用上述氣體透過(guò)部件只讓臭氧化氣體中所含有的氧氣選擇性地透過(guò)。12、權(quán)利要求1所述的特定氣體的濃縮、稀釋裝置，其特征在于，作為供給到上述濃縮、稀釋裝置中的上述含有多種氣體的混合氣體，為含有臭氧氣的臭氧化氣體，借助在上述小室的附近設(shè)置的、用于將上述小室冷卻至-100。C以上的溫度。13、權(quán)利要求1所述的特定氣體的濃縮、稀釋裝置，其特征在于，作為供給到上述濃縮、稀釋裝置中的上述含有多種氣體的混合氣體，為含有臭氧氣的臭氧化氣體，用氣體壓縮機(jī)增高從上述小室經(jīng)由上迷稀釋氣體取出部取出的臭氧氣稀釋氣體(氧氣)的壓力，以便將其再次作為臭氧氣發(fā)生裝置的原料氣加以利用。14、權(quán)利要求9所述的特定氣體的濃縮、稀釋裝置，其特征在于，作為供給到上述臭氧濃縮系統(tǒng)中的上述含有多種氣體的混合氣體，為含有臭氧氣的臭氧化氣體，具備用于發(fā)生臭氧化氧氣的臭氧發(fā)生器，以從該臭氧發(fā)生器發(fā)生的臭氧化氧氣作為上述含有多種氣體的混合氣體，供給到上述臭氧濃縮系統(tǒng)的中央部。15、權(quán)利要求1所述的氣體濃縮、稀釋裝置，其特征在于，作為供給到上述臭氧濃縮系統(tǒng)中的上述含有多種氣體的混合氣體，為含有臭氧氣的臭氧化氣體，作為發(fā)生上述臭氧化氧氣的臭氧發(fā)生器，使用由氮?dú)馓砑恿吭?PPM以下的高純度氧氣來(lái)制造臭氧氣的無(wú)氮臭氧發(fā)生裝置。16、權(quán)利要求1所述的特定氣體的濃縮、稀釋裝置，其特征在于，作為供給到上述特定氣體的濃縮、稀釋裝置的上述含有多種氣體的混合氣體，為含有二氧化碳?xì)?、N0x氣體、氟利昂氣體中的至少一種的空氣，將上述空氣中所含有的氣體濃縮，并使上述空氣分流成上述氣體濃縮了的空氣和上述氣體稀釋(凈化)了的空氣。17、權(quán)利要求1所述的特定氣體的濃縮、稀釋裝置，其特征在于，其中的特定氣體的濃縮、稀釋裝置按照多段級(jí)聯(lián)的方式設(shè)置多個(gè)。18、特定氣體的濃縮、稀釋方法，該方法是從含有多種氣體的混合氣體中只將特定氣體濃縮化或者稀釋化的方法，其特征在于，該方法中，所用的氣體供給、取出系統(tǒng)具有下迷功能將在氣體濃縮、稀釋用的小室中封入有用于使特定氣體結(jié)露和蒸氣化的粒子材料、或者裝入有可讓特定氣體以外的氣體選擇性地透過(guò)的氣體透過(guò)部件的上述小室內(nèi)的氣體冷卻的功能；向小室內(nèi)引入含有上述多種氣體的特定氣體、將特定氣體稀釋了的氣體取出、以及將特定氣體濃縮了的氣體取出的功能；通過(guò)將小室內(nèi)的氣體冷卻，在結(jié)露、蒸氣化用粒子材料表面或者上述氣體透過(guò)部件表面，只讓上述特定氣體選擇性地結(jié)露、或是讓特定氣體以外的氣體選擇性地透過(guò)上述氣體透過(guò)部件，由此在上述小室的稀釋氣體取出部中實(shí)現(xiàn)上述特定氣體的稀釋化，一邊使在上述粒子材料的表面上結(jié)露的液體借助重力流入到小室的下部，一邊通過(guò)對(duì)小室的上述濃縮氣體取出部的周?chē)訙?，使上述粒子材料表面上結(jié)露的氣體蒸氣化，從而在上述小室的上述濃縮氣體取出部中實(shí)現(xiàn)上述特定氣體的高濃縮化，同時(shí)，從上述小室的稀釋氣體取出部連續(xù)地取出特定氣體的稀釋氣體，而且從上述小室的濃縮氣體取出部連續(xù)地取出特定氣體的濃縮氣體。19、權(quán)利要求18所述的特定氣體的濃縮、稀釋方法，其特征在于，在上述小室內(nèi)裝有上述粒子材料的特定氣體的濃縮、稀釋裝置中，在上述小室的稀釋氣體取出部的氣體取出口以及濃縮氣體取出部的氣體取出口中的任一處，設(shè)置用于控制上述小室內(nèi)壓力的自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器(APC)以及用于控制從上述小室中取出的氣體流量的流量控制器(MFC)中的任一種，同時(shí)，通過(guò)上述自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器(APC)，將上述小室內(nèi)的壓力自動(dòng)控制為規(guī)定壓力，而且，借助上述那些措施來(lái)從上述小室的稀釋氣體取出部取出上述特定氣體的稀釋氣體，用上述流量控制器(MFC)設(shè)定從小室內(nèi)取出的流量，以便能夠自動(dòng)地設(shè)定當(dāng)將上述特定氣體的濃縮氣體連續(xù)地取出到外部時(shí)的濃縮氣體的濃度和流量。20、權(quán)利要求18所述的特定氣體的濃縮、稀釋方法，其特征在于，在上述小室內(nèi)裝有上述氣體透過(guò)部件的特定氣體的濃縮、稀釋裝置中，釋氣體在取出部的小室內(nèi)的壓力Pl的自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器I(APCI)或者氣體壓力調(diào)節(jié)用閥門(mén)I，設(shè)置用于控制上述小室的濃縮氣體取出部的小室內(nèi)的壓力P2的自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器II(APCII)或者氣體壓力調(diào)節(jié)用閥門(mén)II,并且使上述2種稀釋氣體的取出部和濃縮氣體取出部的壓力分別為Pl、P2,并使上述氣體透過(guò)部件間的氣體壓力差為AP(-P2-P1)，借助上述那些措施來(lái)從上述小室的稀釋氣體取出部連續(xù)地取出上述特定氣體的稀釋氣體，另外，為了從上述小室的濃縮氣體取出部連續(xù)地取出上述特定氣體的濃縮氣體，將上述的自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器I(APCI)和自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器II(APCII)中至少1個(gè)的設(shè)定壓力為可變，以便能夠控制當(dāng)將上述特定氣體的濃縮氣體連續(xù)地取出到外部時(shí)的濃縮氣體的濃度。21、權(quán)利要求18所述的特定氣體的濃縮、稀釋方法，其特征在于，通過(guò)將上述氣體濃縮、稀釋用的小室按照多段級(jí)聯(lián)的方式設(shè)置多個(gè)，以便提高上述特定氣體的濃縮氣體的濃縮度和稀釋氣體的稀釋度。22、權(quán)利要求18所述的特定氣體濃縮、稀釋方法，其特征在于，作為導(dǎo)入到上述氣體濃縮、稀釋用的小室中的上述含有多種氣體的混合氣體，為含有臭氧氣的臭氧化氣體，將上述臭氧化氣體的臭氧濃縮，進(jìn)行高濃度臭氧氣化。23、權(quán)利要求18所述的特定氣體的濃縮、稀釋方法，其特征在于，作為導(dǎo)入到上述氣體濃縮、稀釋用的小室中的上述含有多種氣體的混合氣體，為含有二氧化碳?xì)?、N0X氣體、氟利昂氣體中的至少一種的空氣，將上述空氣中所含有的氣體濃縮，分流成上述氣體濃縮了的空氣和稀釋(凈化)了的空氣。全文摘要特定氣體的濃縮、稀釋裝置以及特定氣體的濃縮、稀釋方法，其中，在1個(gè)臭氧濃縮小室內(nèi)，形成能夠從臭氧化氧氣中使臭氧選擇性地結(jié)露或使氧氣選擇性地透過(guò)而被排出的冷卻溫度范圍的部分和能夠使結(jié)露的臭氧蒸氣化的溫度范圍的部分，使結(jié)露的臭氧借助流體的流動(dòng)或重力作用，移動(dòng)至能夠使上述結(jié)露的臭氧蒸氣化的部分，使其蒸氣化，由此可以使臭氧化氧氣更高濃度化。填充于臭氧濃縮小室11、12內(nèi)的結(jié)露、蒸氣化粒子材料13為球形且側(cè)面成為具有多個(gè)平面的特殊形狀或是能夠使臭氧氣中的氧氣選擇性地透過(guò)的氧透過(guò)膜130。文檔編號(hào)F25J3/06GK101389387SQ20068005306公開(kāi)日2009年3月18日申請(qǐng)日期2006年11月29日優(yōu)先權(quán)日2006年7月4日發(fā)明者伊藤信之,沖原雄二郎,太田幸治,植田良平,田畑要一郎,西津徹哉,谷村泰宏申請(qǐng)人:東芝三菱電機(jī)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)株式會(huì)社