JP2004340304A

JP2004340304A - 半導体製造装置等の配管システム

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Publication number: JP2004340304A
Application number: JP2003139222A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Okamoto; 裕岡元; Tatsuya Fujii; 達也藤井
Original assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Current assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Priority date: 2003-05-16
Filing date: 2003-05-16
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2023-05-16
Also published as: JP3984928B2

Abstract

【課題】部品点数が少なく、安価に、コンパクトで信頼性の高いシール構造をもつチューブデバイスを備える半導体製造装置等の配管システムを提供する。
【解決手段】ケーシング１が、流体チューブ３の外周を包囲するフッ素樹脂製のチューブ４と、チューブ４の一端部及び他端部をそれぞれ受け入れる受口部８、この受口部内に設けられた少なくとも１つのシール面１０、及び他の配管２８ａ，２８ｂとの接続部２９ａ、２９ｂを備えた１対のフッ素樹脂製の蓋部材５と、チューブ４の端部に外嵌されるとともに蓋部材５の一端部に螺合されるフッ素樹脂製のユニオンナット６と、ユニオンナット６が蓋部材５の一端部への締め付けによりチューブ４をこれの外側から押圧し、この押圧作用によりチューブ４の端部と蓋部材５のシール面１０とが密着することにより形成された少なくとも１箇所のシール部１９と、を備えている。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置や液晶装置、化学薬品製造装置、食品生産ライン等で扱われる流体の配管システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造装置の配管システムにおいて、半導体デバイスの高集積化に伴い、例えば、半導体ウェットプロセスのソリュ−ションの一つである各種洗浄装置における洗浄工程数は益々増加の一途を辿り、洗浄の清浄度もますます完全性を要求されている。このため、清浄装置に超純水や薬液からなる洗浄液を清浄に供給する技術確立の要求は益々厳しくなっている。現在、薬液は薬液供給システムのうち、調合、希釈、輸送のプロセスで汚染を受けているが、ウェハクリーン度としては、サブクォーターミクロン時代に対応する必要がある。薬液供給システムとしては、大量調整方式が知られている。薬液は受け入れ槽から希釈調合槽にポンプ輸送され、所要の組成や濃度に調整され、供給槽から長距離配管によってポンプ輸送され、ウェットステーションの貯槽にポンプ輸送され、さらにポンプとフィルターを経て洗浄槽に供給される方式である（例えば、特許文献１や特許文献２参照。）
【０００３】
この種の半導体製造装置等の配管システムに適用される各種デバイスのうちの一つとして、たとえば、図１６、図１７に示すような熱交換器がある。この熱交換器は、熱交換チューブ７０が通されるケーシング７１が充分なシール性を確保して或る程度の内圧に耐えられるようにするために、ケーシング７１の本体を構成する円筒状のシェル７２の外周に複数本のタイロッドや通しボルト等の金属製締結部材７３をその長手方向に沿うよう互いに平行に配するとともに、該金属製締結部材７３の両端部をシェル７２の両端部に配される蓋部材７４に挿通して、該蓋部材７４から突出する金属製締結部材７３の両端の雄ねじ部にナット７５を締め込むことによってシェル７２の両端部と蓋部材７４との突き合せ面間が密着状にシールされ、これによりケーシング７１が密封状に構成されるといったものである（例えば、特許文献３参照。）。また、前記シェル７２の両端部と蓋部材７４との突き合せ面間にはシール部材であるＯリング７６が介在されている（前出の特許文献３参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２６５９４５号公報
【特許文献２】
特開平１１−７０３２８号公報
【特許文献３】
特開平１０−１６０３６２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、大量調整方式の上記薬液供給システムでは、貯槽・配管・継手・ポンプ・熱交換器・フローメーター・フィルター・脱気モジュール等全てのデバイスの構成部品の各種接液部などからのパーティクルやメタルコンタミネーションの発生が問題視されている。
他方、半導体ウェハ等を洗浄する基板洗浄装置の高速洗浄化に伴う装置全体の大規模化や複雑化が問題視されており、特に、各種デバイスが配備されてなる配管システムはクリーンルームに設置される関係から小型化、コンパクト化が要求される。
【０００６】
各種デバイスにはメタル材を使用する場合が多く、メタルコンタミネーションを発生させていると共に、デバイス形状が固定化されていたため、配管システム設計の自由度が小さく、配管のデッドスペースが生じ易く、配管システムが大型になりがちであり、洗浄装置等の機械装置も含めてコンパクト化や低廉化に限度があった。また、既成の配管システムの改造要求に対し、柔軟に対応可能な形状のデバイスが存在せず、配管システム改造にはスペース上の制約が多かった。
【０００７】
また、シェル７２の両端部と蓋部材７４とが複数本のタイロッドや通しボルト等の金属製締結部材７３とナット７５との締め込みによってシールされる上記熱交換器（デバイス）では、シールするための部品点数が多く、コストアップ、ケーシング構造の大型化を招くばかりか、金属製締結部材７３は、硫酸雰囲気などに晒される場所に配置された場合、腐食しやすく、また金属汚染が避けられないため、近年、とくに半導体業界では使用制限の要求が高い。
【０００８】
また、金属製締結部材７３の締付けの緩みに対して、金属製締結部材７３を定期的に増締めする必要があるが、通常金属製締結部材７３は複数本、少なくとも４本以上であるため、各金属製締結部材７３の増締め度合いにばらつきが生じ易く、このばらつきにより蓋部材７４やシェル７２の変形を招くおそれがあった。蓋部材７４やシェル７２の変形が生じると、シェル７２の端部と蓋部材７４との間にねじれや歪みが生じるため、局部的な応力集中が生じてクリープの進行を助長する問題がある。また、金属製締結部材７３の金属製タイロッドと金属製タイロッドシースとの中心軸が一致せず、両者が擦れ合って摺動抵抗が増大し、かつ、金属粉を含む摩耗粉の発生原因となるという問題もあった。さらに、シェル７２や蓋部材７４の変形が生じた場合、これらの部材交換が必要となるが、これらの部材は通常切削品であり、比較的高価でもあるため、ケーシング構造の交換を行ってデバイス要素（熱交換チューブ７０）を継続利用するという再利用が難しい構造でもあった。
【０００９】
シェル７２の両端部と蓋部材７４との突き合せ面間にシール部材としてＯリング７６を介在させる接続構造の上記熱交換器では、Ｏリング７６を使用するため、耐蝕性や使用温度範囲に制限がある。例えば、Ｏリング７６に接する空間には、高温の薬液を連通させることができない。また、Ｏリング７６の発塵による汚染が問題となることもある。したがって、近年、半導体業界ではこのようなＯリング７６の使用制限の要求が高い。
【００１０】
また、この種熱交換器が、薬液等に使用された場合、そのシェル７２や蓋部材７４等の構成部材には耐腐食性に優れるＰＴＦＥやＰＦＡ等のフッ素樹脂が使用されることが多いが、フッ素樹脂は、潤滑性が高いため、シェル７２と蓋部材７４との間の接続部が配管の震動や熱の影響でクリープし、これによりタイロッドや通しボルト等金属製締結部材７３の緩みが発生し、シェル７２の両端の接続部から流体漏れが発生する問題があった。
【００１１】
シェル７２と蓋部材７４との間のケーシング接続構造としては、その他に、ネジシールや溶接が採用されることがあるが、あまり効果的ではない。すなわち、単なるネジによる接続シール構造では、高いシール性を得ることができず、耐圧性が充分でなく、かつクリープによる漏れが生じ易い。また溶接は、一般的に熟練技術を必要とし、容易な作業ではないため、生産効率が低いとともに、現場作業性が悪く、現場での保守・点検が困難であるという問題がある。
【００１２】
本発明は、このような諸問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、金属製締結部材等の金属材を使用しないで、全ての構成部材を合成樹脂製のものにすることを可能にすることによりメタル溶出や金属摩耗粉発生の問題を解消できる半導体製造装置等の配管システムを提供することにある。
また、本発明の目的は、各種デバイスのスリム化、配管システムの小型化、コンパクト化を図れる半導体製造装置等の配管システムを提供することにある。
さらに、本発明の目的は、タイロッドや通しボルト等の金属製締結部材、及びＯリングを用いることなく、部品点数の減少、コスト低減を図ることができるとともに、耐圧性の高いケーシング構造及び信頼性の高いシール構造をもつチューブデバイスを備える半導体製造装置等の配管システムを提供することにある。
【００１３】
また本発明の他の目的は、その構成部材を全てフッ素樹脂で構成しても高いシール性を確保できるとともに、耐薬品性雰囲気への適用、設置が可能となるチューブデバイスを備える半導体製造装置等の配管システムを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、配管系の途中に、ケーシングにデバイス要素を配備してあるチューブデバイスが介入されている半導体製造装置等の配管システムであって、
前記ケーシングが、合成樹脂製のチューブと、このチューブの一端部及び他端部をそれぞれ受け入れる受口部及びこの受口部内に設けられた少なくとも１つのシール面を備えた１対の合成樹脂製の蓋部材と、前記チューブの一端部及び他端部にそれぞれ外嵌されるとともに前記蓋部材の一端部に螺合される合成樹脂製のユニオンナットと、前記ユニオンナットが前記蓋部材の一端部への螺進による締め付けにより前記チューブをこれの外側から押圧し、この押圧作用により前記チューブの端部と前記蓋部材のシール面とが密着することにより形成された少なくとも１箇所のシール部と、を備えていることに特徴を有するものである。
【００１５】
この場合において、前記チューブ、前記蓋部材、および前記ユニオンナットは全て耐熱性、耐薬品性に優れるフッ素樹脂や導電性物質を含有する帯電防止フッ素樹脂で成形することができる。
また、前記デバイス要素としては次のようなものが挙げられる。たとえば、前記デバイス要素は前記ケーシング内に通されたフッ素樹脂製の熱交換チューブ、および前記蓋部材に備えられた、前記ケーシングの内部と前記熱交換チューブの外部との間を通過する流体の導入用及び導出用の配管が接続される接続部とすることで、熱交換器とすることができる。また、前記デバイス要素は前記ケーシング内に収容されたフィルター部材とすることで、フィルターデバイスとすることができる。また、前記デバイス要素は前記チューブの両端の蓋部材に組み込まれた超音波式流量計用の超音波発振器及び超音波受信器とすることで、超音波式流量計とすることができる。また、前記デバイス要素は前記蓋部材に組み込まれたエアー抜き用のバルブとすることで、脱気デバイスとすることができる。そのほかに、前記デバイス要素は前記チューブ内に通されたガス透過性チューブ、および蓋部材に設けられた脱気口とすることで、脱気モジュールとすることができる。さらに、前記デバイス要素は前記チューブ内に通されたガス透過性チューブ、および前記蓋部材に設けられた溶解性ガス供給口とすることでガス溶解デバイスとすることができる。
【００１６】
【発明の作用効果】
上記構成の配管システムによれば、配管系の途中に介入されるチューブデバイスがユニオンナットを蓋部材の一端部に締め付けるだけの簡単な操作でチューブの端部と蓋部材のシール面とを密着させるシール部を介して確実に密封することができる。したがって、従来のようにタイロッドや通しボルト等の金属製締結部材及びＯリングを用いることなく、部品点数を少なくして、安価に且つコンパクトで耐圧性の高いケーシング構造及び信頼性の高いシール構造のチューブデバイスを得ることができる。
【００１７】
チューブデバイスは、従来のケーシング接続構造のようにタイロッドや通しボルトを使用しない耐圧シール構造で、且つスリムなケーシング構造にすることができ、また単一のユニオンナットによる増締めによりシール性を均一に確保することが可能である。すなわち、チューブの両端部の蓋部材との接続部を単一のユニオンナットでシールするだけで、タイロッドや通しボルトに比べて信頼性の高いシール構造が得られ、しかもスリムなケーシングのチューブデバイスでもって配管システムの小型化、コンパクト化を図ることができる。また、ユニオンナットの増締めによりシール性をその都度確保することが可能であって、ネジシールやＯリングシールと比較しても長期にわたり信頼性の高いものとなる。さらに、単一のユニオンナットを増締めするという簡単な手段で足りるため、溶着による接続構造と異なり現場施工が容易であり、現場での保守・点検も容易に行える。
【００１８】
金属製締結部材等の金属材を一切使用しないので、メタル溶出や金属摩耗粉発生の問題を解消できる。
【００１９】
ユニオンナットの締め付けによればチューブの端部の外側全周を均等に押圧することができるため、チューブや蓋部材の不慮の変形を招くようなことが無くなる。したがって、これら部材のクリープや交換の問題を解消できる。
【００２０】
ユニオンナットの締付けを緩めることによりチューブの端部から蓋部材を簡単に取り外すことができるため、チューブ内に滞留する滞留物の除去が容易に行える。
【００２１】
また、この配管システムの配管系に介入されるチューブデバイスは、ユニオンナットの締付けによるだけでチューブに内圧が加わっても十分気密を保つことができて流体漏れを防止できるので、従来のようにＯリングを使用しなくて済み、全ての構成部材をフッ素樹脂で成形することで、高温、腐蝕性の強い薬液にもよく対応でき、耐薬品性雰囲気への適用、設置が可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施形態を図面に基づき説明する。
【００２３】
図１は本発明に係る配管システムの一態様例である薬液供給配管システムを含む半導体ウェハ（基板）洗浄装置の全体構成を示す概略断面図である。Ａはウェハ（基板）Ｗが設置されて洗浄される洗浄チャンバー、Ｂは所望濃度の洗浄液を生成して洗浄チャンバーＡへ供給する薬液供給システムである。薬液供給配管システムＢは、薬液が原液の状態で貯蔵される薬液貯蔵タンク１００と、薬液貯蔵タンク１００と連結され、薬液供給を行う薬液供給装置１０１と、薬液供給装置１０１と連結され、薬液と混合する超純水の通路となる供給流路管１０２と、洗浄チャンバーＡ内に設置されるウェハＷの表面と対向するように供給流路管１０２の下流側端部に設けられ、ウェハＷの表面に洗浄液を供給する１対の吐出ノズル１０３，１０４と、吐出ノズル１０３，１０４から供給する洗浄液の濃度や流量等の各種状態を調節するための制御系１０５とを備えて構成されている。
【００２４】
薬液供給装置１０１は、薬液供給ポンプ１０６と、供給流路管１０２と薬液供給ポンプ１０６とを連結して流路を形成する連結管１０７と、連結管１０７内に供給流路管１０２内と直接連結するキャピラリー１０８とを備えて構成されている。薬液供給ポンプ１０６の駆動により、キャピラリー１０８から供給流路管１０２内の超純水中へ薬液が吐出される。
【００２５】
供給流路管１０２には、この供給流路管１０２内を通過する超純水の流量を調節する流量調節手段１０９、供給流路管１０２内を通過する洗浄液の濃度を調節する濃度調節手段１１０、及び供給流路管１０２のキャピラリー１０８との連結部位に配され、洗浄液に回転流を生ぜしめて攪拌し、洗浄液を均一化させる混合手段１１１が設けられている。
【００２６】
制御系１０５は、薬液供給ポンプ１０６の薬液の超純水への供給量を調節するとともに、流量調節手段１０９を駆動する薬液供給制御手段１１２と、濃度調節手段１１０を駆動する濃度制御手段１１３とを備えている。そして、薬液供給制御手段１１２と濃度制御手段１１３とが連結され、濃度制御手段１１３による濃度制御の結果が薬液供給制御手段１１２にフィードバックされて薬液供給ポンプ１０６を制御し、薬液の供給量が調節される。
【００２７】
本発明は上記薬液供給配管システムＢの配管系の適所に各種チューブデバイスを介入し、このチューブデバイスを以下のように構成することに特徴を有する。
【００２８】
図１は、上記薬液供給配管システムＢの配管系である供給流路管１０２の途中にチューブデバイスとして熱交換器１１４を介入した場合の実施例を示す。図２に示すように、この熱交換器１１４はケーシング１の内部（熱交換室）２に通された熱交換チューブ３内を通過する流体と、ケーシング１の内部と熱交換チューブ３の外部との間を通過する流体との間で熱交換を行うものである。
【００２９】
図２、図３に示すように、ケーシング１は、熱交換チューブ３の外周を包囲するチューブ４と、このチューブ４の一端部及び他端部をそれぞれ密封状に閉塞する１対の蓋部材５、及び各蓋部材５をチューブ４の端部に締め付けるユニオンナット６を備える。
チューブ４は耐熱性、耐薬品性に優れるＰＦＡ、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂や導電性物質を含有する帯電防止フッ素樹脂等の合成樹脂によって筒状に成形され、このチューブ４の両端部には、それぞれ、同じくフッ素樹脂等の合成樹脂からなる蓋部材５を挿入してフッ素樹脂等合成樹脂製のユニオンナット６の締め付けを介して接続する。
【００３０】
蓋部材５は、胴壁部７と、この胴壁部７の一端に開放する受口部８、及び胴壁部７の他端を閉塞する底壁部９とを有する形に形成される。そして、図３に示すように、蓋部材５の受口部８の内部には第１〜３のシール面１０〜１２が設けられる。第１のシール面１０は、蓋部材５の受口部８の入口より内奥に、蓋部材５の軸線Ｃに対して交差状、つまり軸線Ｃ方向の外方に向けて漸次拡径するテーパ面により構成される。第２のシール面１１は、受口部８の入口に、前記軸線Ｃに対して交差状、つまり軸線Ｃ方向の外方に向けて漸次拡径するテーパ面により構成される。第３のシール面１２は、蓋部材５の受口部８の内奥において第１のシール面１０よりも径方向外方に軸線Ｃと平行に形成された環状溝部１３により構成される。蓋部材５の受口部８の外周には雄ねじ１４が形成されている。
【００３１】
一方、チューブ４の一端部及び他端部にはそれぞれフッ素樹脂等合成樹脂製のインナーリング１５を圧入する。このインナーリング１５は、図３に示すように、チューブ４の端部に圧入されて該端部を断面山形状に拡径膨出させる断面算盤玉形状の圧入部１６と、この圧入部１６に連設されてチューブ４の端部に突出する突出部１７とを有するスリーブ形状に形成されている。断面山形状の圧入部１６はこれの一斜面部に外向きテーパ面１８を、他斜面部に前記第２のシール面１１との間でチューブ４の端部を傾斜状態に挟持して第２のシール部２１を形成する内向きテーパ面２０をそれぞれ形成している。突出部１７の先端には前記第１のシール面１０に密着状に当接して第１のシール部１９を形成するテーパ面からなる突出端面２２、および前記環状溝部１３に嵌入して第３のシール部２３を形成する円筒部２４を形成してなる。このインナーリング１５の内径はチューブ４の内径と同一か略同一に設定して流体が滞留することなく、円滑に流動するようにしている。
【００３２】
図３に示すように、ユニオンナット６はこれの内周に蓋部材５の雄ねじ１４に螺合される雌ねじ２５を形成し、かつ一端部に環状鍔部２６を内向きに張り出すとともに、該環状鍔部２６の内周面の軸方向内端に鋭角または直角の押圧エッジ部２６ａを設けてある。
【００３３】
そして、上記インナーリング１５の圧入されたチューブ４の端部を蓋部材５の受口部８に挿入し、該チューブ４の端部の外周に予め遊嵌させたユニオンナット６の雌ねじ２５を蓋部材５の雄ねじ１４に螺合させて締め付ける。この締付けに伴いユニオンナット６の押圧エッジ部２６ａがチューブ４の拡径部２７の拡径付け根部に当接してインナーリング１５を軸方向から押圧する。これにより、図３に示すように、インナーリング１５の突出端面２２が蓋部材５の第１のシール面１０に対し押し付けられて第１のシール部１９を形成するとともに、インナーリング１５の内向きテーパ面２０と蓋部材５の第２のシール面１１との間でチューブ４の端部を傾斜状態に挟持して第２のシール部２１を形成し、さらにインナーリング１５の円筒部２４が環状溝部１３に圧入して第３のシール部２３を形成する。これら第１〜３のシール部１９，２１，２３により信頼性の高いシール機能を発揮する。
【００３４】
図２に示すように、上記チューブ４の一端部の蓋部材５には、他の配管である熱交換流体の導入用配管２８ａが接続される接続部２９ａを、他端部の蓋部材５には他の配管である導出用配管２８ｂが接続される接続部２９ｂをそれぞれ備える。すなわち、他の配管との接続部２９ａ，２９ｂは、一方の蓋部材５の胴壁部７に温調水等の熱交換流体のインレットポート３０を、他方の蓋部材５の胴壁部７にアウトレットポート３１をそれぞれ形成し、インレットポート３０には熱交換流体の導入用配管２８ａの端部が、アウトレットポート３１には熱交換流体の導出用配管２８ｂの端部がそれぞれフッ素樹脂等合成樹脂製のユニオンナット３２、フッ素樹脂等合成樹脂製のインナーリング３３を介して接続されて、熱交換流体がインレットポート３０、チューブ４内の熱交換室２、アウトレットポート３１の順に流通すべく構成されている。
【００３５】
インレットポート３０及びアウトレットポート３１の各内部構造は蓋部材５の受口８の内部構造と同一に構成し（但し、径は異なる）、また熱交換流体の導入用配管２８ａ及び導出用配管２８ｂの各端部には、チューブ４の端部のインナーリング１５の断面形状と同様のインナーリング３３を圧入してあって、インレットポート３０及びアウトレットポート３１に対する導入用配管２８ａ及び導出用配管２８ｂの各端部の接続構造は、チューブ４の端部の蓋部材５の受口８に対する接続構造と同様であるため、その詳細な説明は省略する。ただし、このインレットポート３０及びアウトレットポート３１に対する熱交換流体の導入用配管２８ａ及び導出用配管２８ｂの各端部の接続構造としては、そのほかに、インレットポート３０及びアウトレットポート３１に対し熱交換流体の導入用配管２８ａ及び導出用配管２８ｂの各端部を直接溶着したり、ねじ接続したりするなどの手段を採用することもできる。つまり、他の配管との接続部２９ａ，２９ｂは溶着、ねじ接続などの接続手段であってもよい。
【００３６】
一方、チューブ４の内部には薬液が通過するフッ素樹脂等合成樹脂製のコイルチューブよりなる熱交換チューブ３が通され、この熱交換チューブ３の両端部は蓋部材５の底壁部９に開口した導出口３４から導出され、上記薬液供給配管システムＢの配管系の供給流路管１０２の途中に接続される。その熱交換チューブ３の導出端部にはフッ素樹脂等合成樹脂製のユニオンナット３５を外嵌して、このユニオンナット３５を導出口３４にフッ素樹脂等合成樹脂製のフェルール３６を介して締め付けることにより該導出口３４と熱交換チューブ３の端部との間の隙間を密封している。
【００３７】
このように構成された熱交換器は、熱交換チューブ３内を通過する、例えば薬液等の流体と、筒状ケーシング本体４内の熱交換チューブ３の外部を通過する温調水等熱交換流体との間で熱交換が行われるが、熱交換チューブ３内に薬液等の流体を、熱交換チューブ３外部に温調水等熱交換流体をそれぞれ通過させるに代えて、それとは反対に、熱交換チューブ３内に温調水等熱交換流体を、熱交換チューブ３外部に薬液等の流体をそれぞれ通過させることもできる。
【００３８】
なお、上記熱交換チューブ３の両端部をケーシング１の外部へ導出させるための導出口３４は蓋部材５の胴壁部７に開口し、薬液等の流体のインレットポート３０およびアウトレットポート３１は蓋部材５の底壁部９に設けることもできる。
【００３９】
また、薬液等流体又は温調水等熱交換流体を通過させる熱交換チューブ３は、コイルチューブに代えて、フッ素樹脂製の単一のストレートなチューブで構成すること、あるいは図１７に示される従来の熱交換器の場合と同様なフッ素樹脂等合成樹脂製の複数のストレートなチューブで構成することもできる。
【００４０】
（チューブデバイスの他の実施例）
チューブデバイスとしては、上記熱交換器１１４以外に、図４、図５に示すフィルターデバイス、図６の超音波式流量計、図７の手動式脱気デバイス、図８の自動式脱気デバイス、図９の脱気モジュールなどを採用することができ、各々が独自に持つ機能に応じて上記薬液供給配管システムＢの配管系の適所に介入配置される。
【００４１】
図４において、フィルターデバイス１１５はケーシング１の内部にデバイス要素としてフィルター部材３を収容する。このフィルター部材３としては、たとえば、セラミックスや活性炭、酸化チタン等の機能性粉末を合成繊維等の担体に含有させて、蓋部材５に設けたインレットポート３０から流入する例えば純水をこのフィルター部材３内に通過させて超純水にしたり、シリカゲル等のイオン交換樹脂を担体に含有させて、インレットポート３０から流入する純水や薬液をこのフィルター部材３内に通過させて純水や薬液中に含まれる金属イオンを除去したりするものである。
【００４２】
このフィルターデバイス１１５のケーシング１は、チューブ４と、このチューブ４の両端部を密封状に閉塞する蓋部材５、及び蓋部材５をチューブ４の端部に締め付けるユニオンナット６を備える。蓋部材５，５に設けたインレットポート３０およびアウトレットポート３１が上記薬液供給配管システムＢの配管系の適所に接続される。これらチューブ４、蓋部材５、及びユニオンナット６の各構成は上記熱交換器１１４のそれら部材の構成と同様であるため同一部材、同一要素には同一符号を付してその説明は省略する。
【００４３】
図５はフィルターデバイス１１５の他例を示す。このフィルターデバイス１１６は、ケーシング１の内部に、デバイス要素として中空糸膜よりなるフィルター部材３を収容してなり、例えば純水をこのフィルター部材３内に通過させて超純水にするものとした以外は、上記フィルターデバイス１１５のものと同様の構成であり、このため同一部材、同一要素には同一符号を付してその説明は省略する。
【００４４】
図６において、超音波式流量計１１７は、上記熱交換器１１４の場合と同様に、ケーシング１が、チューブ４と、このチューブ４の両端部を密封状に閉塞する蓋部材５、及び蓋部材５をチューブ４の端部に締め付けるユニオンナット６を備える。そしてデバイス要素として、ケーシング１のチューブ４の両端の蓋部材５，５の一方の底壁部９に超音波式流量計用の超音波発振器５１を、他方の底壁部９に超音波受信器５２をそれぞれ組み込んでいる。
しかるときは、一方の蓋部材５の胴壁部７に設けたインレットポート３０から流入してチューブ４内を他方の蓋部材５に設けたアウトレットポート３１に向かって流れる、例えば純水や超純水、または薬液の流れにより、超音波がドップラー変位することを利用して流量を計測することができる、というものである。蓋部材５，５に設けたインレットポート３０およびアウトレットポート３１が上記薬液供給配管システムＢの配管系の適所に接続される。その他の、ケーシング１の構造、チューブ４の端部と蓋部材５との接続構造などは上記熱交換器１１４の場合と同様であるため同一部材、同一要素には同一符号を付してその説明は省略する。
【００４５】
図７において、手動式脱気デバイス１１８は、ケーシング１が、縦向き姿勢に配されるチューブ４と、このチューブ４の上下端部を密封状に閉塞する上下１対の蓋部材５、及び各蓋部材５をチューブ４の上下端部にそれぞれ締め付けるユニオンナット６を備える。そしてデバイス要素として、上方の蓋部材５の胴壁部７にインレットポート３０を、底壁部９にエアー抜きチューブ５３、及び手動式のエアー抜き用バルブ５４を組み込んでいる。下方の蓋部材５の胴壁部７にアウトレットポート３１を設けている。しかるときは、エアー抜き用バルブ５４を開放することにより、上方の蓋部材５のインレットポート３０からチューブ４内に滞留して下方の蓋部材５のアウトレットポート３１に流出する、例えば純水や超純水、または薬液中の気泡を除去することができる、というものである。蓋部材５，５に設けたインレットポート３０およびアウトレットポート３１が上記薬液供給配管システムＢの配管系の適所に接続される。その他の、ケーシング１、チューブ４の端部と蓋部材５との接続構造などは上記熱交換器１１４の場合と同様であるため同一部材、同一要素には同一符号を付してその説明は省略する。
【００４６】
図８において、自動式脱気デバイス１１９は、縦向き姿勢に配されたチューブ４の外側に配置した液面センサー５６に連動して作用する自動式のエア抜き用バルブ５５をエアー抜きチューブ５３に設けて、液面センサー５６でチューブ４内の液面を感知すると、エアー抜き用バルブ５５を開き、液中に溜まったエアーを排出するようにした以外は、図７の手動式脱気デバイスの場合の構成及び作用と同様である。このため同一部材、同一要素には同一符号を付してその説明は省略する。
【００４７】
図９において、脱気モジュール１２０は、デバイス要素として、チューブ４内に発泡フッ素樹脂からなる複数本のガス透過性チューブ５７を集束状態に通すとともに、蓋部材５に脱気口５８を設けたものである。ガス透過性チューブ５７の両端部はチューブ４の両端の蓋部材５の各底壁９に設けた導入口５９及び導出口６０にそれぞれ通された流入配管６１及び流出配管６２に連通接続される。流入配管６１及び流出配管６２が上記薬液供給配管システムＢの配管系の適所に接続される。
【００４８】
いま、真空ポンプ等によってチューブ４内を脱気口５８から減圧しながら、例えば薬液を流入配管６１からガス透過性チューブ５７内に通過させると、薬液中に溶存する空気等のガスはガス透過性チューブ５７の周壁を透過してガス透過性チューブ５７の外側に除去され脱気作用が行われ、脱気処理後の薬液は流出配管６２に排出されるといった脱気モジュールである。その他の、ケーシング１、チューブ４の端部と蓋部材５との接続構造などは上記熱交換器１１４の場合と同様であるため同一部材、同一要素には同一符号を付してその説明は省略する。
【００４９】
図９に示す脱気モジュール１２０は、ガス溶解デバイスとしても用いることができる。ガス溶解デバイスとして用いる場合は、脱気口５８を溶解性ガス供給口として使用し、オゾン等の溶解性ガスをチューブ４内に加圧供給しながら、例えば超純水や薬液を流入配管６１からガス透過性チューブ５７内に通過させると、チューブ４内の溶解性ガスがガス透過性チューブ５７の周壁を透過して該ガス透過性チューブ５７内の超純水や薬液に溶解させ、溶解処理後の被処理液は流出配管６２に排出させるといったガス溶解デバイスにも用いることができる。
【００５０】
（チューブデバイスのケーシングの他の実施例）
チューブデバイスのケーシング１の全体的な形状としては、上記の各実施例のように直管状に形成するに代えて、図１０に示すごとくＬ形状、あるいは図１１に示すごとくＵ形状などの応用形態を採用することができる。この場合、図１０に示すＬ形状のケーシング１では２個の第１，２のチューブ４Ａ，４Ｂ，２個の第１，２の蓋部材５Ａ，５Ｂ、および１個のエルボ形状のフッ素樹脂等合成樹脂製の接合部材３９を使用し、図１０に示すＵ形状のケーシング１では３個の第１，２，３のチューブ４Ａ，４Ｂ，４Ｃ、２個の第１，２の蓋部材５Ａ，５Ｂ、および２個のエルボ形状のフッ素樹脂等合成樹脂製の第１，２の接合部材３９Ａ，３９Ｂを使用する。
【００５１】
図１０に示すＬ形状のケーシング１においては、それぞれの一端部に第１，２蓋部材５Ａ，５Ｂが第１のユニオンナット６Ａで接続された第１，２のチューブ４Ａ，４Ｂの他端部同士を、１個のエルボ形状の接合部材３９及び１対の第２のユニオンナット４０Ｂで接続する。この場合、第１，２のチューブ４Ａ、４Ｂの各一端部に対して第１，２の蓋部材５Ａ、５Ｂを接続する接続構造については、上記した各実施例のチューブ４の端部と蓋部材５との接続構造の場合と同様に構成する。
【００５２】
接合部材３９はこれの両端に受口４１を互いに直交状に連通するよう開口してあり、各受口４の内部構造は蓋部材５の受口部８の内部構造と同一に構成し、第１，２のチューブ４Ａ、４Ｂの各他端部には各一端部のインナーリング１５と同様の断面形状のインナーリング１５を圧入してあるため、接合部材３９の一端の受口４１に第１のチューブ４Ａの他端部が、また他端の受口４１に第２のチューブ４Ｂの他端部が、それぞれ、上記第１，２のチューブ４Ａ、４Ｂの各一端部の第１，２の蓋部材５Ａ、５Ｂの受口部８に対する接続構造の場合と同様の接続構造を介して接続される。流体チューブ３は接合部材３９の内部で直角に曲げられる。
【００５３】
図１１に示すＵ形状のケーシング１においては、それぞれの一端部に蓋部材５が第１のユニオンナット６で接続された第１，２のチューブ４Ａ、４Ｂの他端部同士間に、第３のチューブ４Ｃを２個のエルボ形状の接合部材３９及び１対の第２のユニオンナット４０Ｂで接続する。この場合においても、第１，２のチューブ４Ａ、４Ｂの各一端部に対して第１，２の蓋部材５の受口部８を接続する接続構造は上記した各実施例のチューブ４の端部と蓋部材５との接続構造の場合と同様に構成する。そして、第１，２のチューブ４Ａ、４Ｂの各他端部に対して各接合部材３９の受口４１を接続する接続構造、および第３のチューブ４Ｃの両端部に対して各接合部材３９の受口４１を接続する接続構造は、それぞれ、上記第１，２のチューブ４Ａ、４Ｂの各一端部の第１，２の蓋部材５の受口部８に対する接続構造の場合と同様に接続される。流体チューブ３は各接合部材３９の内部で直角に曲げられる。
なお、ケーシング１は、図１０のＬ形状のケーシング１と図１１のＵ形状のケーシング１とを組み合わせた形状に構成することもできる。
【００５４】
このようにチューブデバイスのケーシング１はＬ形状あるいはＵ形状などに形成することにより、配管のデッドスペースを有効に活用してコンパクトな配管システムを組むことができる。また既存配管に新たにチューブデバイスを設置する場合など配管システムの改造要求に対応できる形状にすることができて有利である。
【００５５】
（シール部の他の実施例）
上記チューブ４の端部と蓋部材５の受口部８との間に形成されるシール部としては、図３に示す上記実施例のように第１，２のシール部１９，２１のほかに、インナーリング１５の円筒部２４と蓋部材５の環状溝部１３による第３のシール部２３を付加することによりシール性能をより一層確実に向上させることができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。そのほかに、たとえば、図１２に示すように、第１，２のシール部１９，２１だけを形成して、第３のシール部２３を省略するもの、すなわち蓋部材５の内奥に環状溝部１３を設けず、またインナーリング１５に円筒部２４を設けないものであってもよい。この場合、蓋部材５の内奥に設ける第１のシール面１０は、軸線Ｃに対して第２のシール面１１とは逆向きの交差状、つまり軸線Ｃ方向の外方に向けて漸次縮径するテーパ面により構成している。
【００５６】
また、図１３に示すように、蓋部材５の受口部８の先端側における端部外周に、チューブ４の内径より径大のテーパ面からなるシール面４２を形成し、このシール面４２の後方の外周に該シール面４２の外径より径大の雄ねじ１４を形成している。一方、チューブ４の端部はフレア加工して拡径部４３を形成する。かくして、チューブ４の端部の拡径部４３を蓋部材５のシール面４２上に圧入する。そして、チューブ４に外嵌されているユニオンナット６の雌ねじ２５を蓋部材５の雄ねじ１４に螺合して締め付け、ユニオンナット６の環状鍔部２６の押圧エッジ部２６ａをチューブ４の外側に当接させて拡径部４３の内周面を受口部８のシール面４２に軸方向から押し付けて密着させることにより、シール部４４を形成することもできる。
【００５７】
図１４に示すように、チューブ４の端部にフッ素樹脂等合成樹脂製の断面円弧形状のインナーリング４５を圧入して該チューブ４の端部を断面山形状に拡径膨出させ、蓋部材５の雄ねじ１４に螺合させたユニオンナット６を螺進させて強く締め付けることによって、チューブ４の端部をインナーリング４５とともに、蓋部材５の受口部８の内周に設けたテーパ状のシール面４６に対して押し付けて密着させることにより、シール部４７を形成するシール構造であってもよい。
【００５８】
また、図１５に示すように、チューブ４の端部にアウタリング４８を嵌め込み、チューブ４の末端部を該アウタリング４８の外面上に折り返して、蓋部材５の雄ねじ１４に螺合させたユニオンナット６を螺進させて強く締め付けることによって、チューブ４の端部をアウタリング４８とともに、蓋部材５の受口部８内のシール面４９に対して押し付けて密着させることにより、シール部５０を形成する、というシール構造であってもよい。
【００５９】
勿論、本発明は上記半導体製造装置の薬液供給配管システム以外の各種配管システムにも同様に適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の配管システムの一例である薬液供給配管システムを含む半導体ウェハ（基板）洗浄装置の全体構成を示す概略断面図である。
【図２】図１中のチューブデバイスの一例である熱交換器の断面図である。
【図３】図２の熱交換器のチューブ端部と蓋部材との接続構造の拡大断面図である。
【図４】チューブデバイスの他例であるフィルターデバイスの断面図である。
【図５】フィルターデバイスの他例を示す断面図である。
【図６】チューブデバイスの他例である超音波式流量計の断面図である。
【図７】チューブデバイスの更に他例である手動式脱気デバイスの断面図である。
【図８】チューブデバイスの更に又、他例である自動式脱気デバイスの断面図である。
【図９】チューブデバイスの更に又、他例である脱気モジュールの断面図である。
【図１０】チューブデバイスのケーシングの他例を示す断面図である。
【図１１】チューブデバイスのケーシングの更に他例を示す断面図である。
【図１２】チューブデバイスのシール部の他例を示す断面図である。
【図１３】チューブデバイスのシール部の更に他例を示す断面図である。
【図１４】チューブデバイスのシール部の更に又、他例を示す断面図である。
【図１５】チューブデバイスのシール部の更に又、他例を示す断面図である。
【図１６】従来例のチューブデバイス（熱交換器）の正面図である。
【図１７】図１６の熱交換器の断面図である。
【符号の説明】
１ケーシング
３フィルター部材
４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃチューブ
５，５Ａ，５Ｂ蓋部材
６第１のユニオンナット
８受口部
１０，１１，１２，４２，４６，４９シール面
１３環状溝部
１５インナーリング
１６圧入部
１７突出部
１９，２１，２３，４４，４７，５０シール部
２０内向きテーパ面
２２突出端面
２４円筒部
２８ａ，２８ｂ流体導入用及び導出用の配管
２９ａ，２９ｂ接続部
３９，３９Ａ，３９Ｂ接合部材
４０第２のユニオンナット
５１超音波発振器
５２超音波受信器
５４エアー抜き用の手動式のバルブ
５５エアー抜き用の自動式のバルブ
５７ガス透過性チューブ
５８脱気口・溶解性ガス供給口
１１４熱交換器
１１５，１１６フィルターデバイス
１１７超音波式流量計
１１８手動式脱気デバイス
１１９自動式脱気デバイス
１２０脱気モジュール

Claims

配管系の途中に、ケーシングにデバイス要素を配備してあるチューブデバイスが介入されている半導体製造装置等の配管システムであって、
前記ケーシングが、
合成樹脂製のチューブと、このチューブの一端部及び他端部をそれぞれ受け入れる受口部、及びこの受口部内に設けられた少なくとも１つのシール面を備えた１対の合成樹脂製の蓋部材と、
前記チューブの一端部及び他端部にそれぞれ外嵌されるとともに前記蓋部材の一端部に螺合される合成樹脂製のユニオンナットと、
前記ユニオンナットが前記蓋部材の一端部への螺進による締め付けにより前記チューブをこれの外側から押圧し、この押圧作用により前記チューブの端部と前記蓋部材のシール面とが密着することにより形成された少なくとも１箇所のシール部と、
を備えていることを特徴とする、半導体製造装置等の配管システム。
前記シール部が、前記蓋部材の受口部の入口より内奥に、該蓋部材の軸線方向の外方に向けて漸次拡径するテーパ面により構成されるシール面と、前記チューブの端部に該端部を断面山形状に拡径膨出させるように圧入されたインナーリングの、前記チューブの端部から突出する突出部の先端に形成したテーパ面からなる突出端面との密着により形成されている、請求項１に記載の半導体製造装置等の配管システム。
前記シール部が、前記蓋部材の受口部の入口に、該蓋部材の軸線に対して交差するテーパ面により構成されたシール面と、前記チューブの端部に該端部を断面山形状に拡径膨出させるように圧入されたインナーリングの圧入部の斜面部に形成された内向きテーパ面との間で前記チューブの端部を傾斜状態に挟持してシール部を形成している、請求項１又は２に記載の半導体製造装置等の配管システム。
前記シール部が、蓋部材の受口部の内奥の前記シール面よりも径方向外方に蓋部材の軸線と平行に形成された環状溝部に、前記チューブの端部に圧入されたインナーリングの突出部の先端に形成した円筒部を嵌入してシール部を形成している、請求項２又は３に記載の半導体製造装置等の配管システム。
配管系の途中に、ケーシングにデバイス要素を配備してあるチューブデバイスが介入されている半導体製造装置等の配管システムであって、
前記ケーシングが、互いに直角に配される合成樹脂製の第１，２のチューブを備えるとともに、第１，２のチューブの各一端部に合成樹脂製の蓋部材を合成樹脂製の第１のユニオンナットで接続し、第１，２のチューブの他端部同士を、１個のエルボ形状の合成樹脂製の接合部材及び１対の合成樹脂製の第２のユニオンナットで接続しており、
前記蓋部材は前記第１，２のチューブの各一端部を受け入れる受口部、及びこの受口部内に設けられた少なくとも１つのシール面を備えており、
前記第１のユニオンナットは、前記第１，２のチューブの各一端部に外嵌されるとともに前記蓋部材の一端部に螺合され、前記蓋部材の一端部への螺進による締め付けにより前記第１，２の各チューブをこれの外側から押圧し、この押圧作用により前記第１，２のチューブの各一端部と前記蓋部材のシール面とを密着させて少なくとも１箇所のシール部を形成しており、
前記接合部材は、両端に受口を互いに直交状に連通するよう形成し、一端の受口に第１のチューブの他端部が、また他端の受口に第２のチューブの他端部が、それぞれ、前記第１，２の各チューブの一端部の蓋部材の受口に対する接続構造の場合と同様の接続構造を介して接続されていることを特徴とする、半導体製造装置等の配管システム。
配管系の途中に、ケーシングにデバイス要素を配備してあるチューブデバイスが介入されている半導体製造装置等の配管システムであって、
前記ケーシングが、互いに平行に対向配備される合成樹脂製の第１，２のチューブと、第１，２のチューブの各一端部に合成樹脂製の第１のユニオンナットで接続した合成樹脂製の蓋部材と、第１，２のチューブの他端部同士間に２個のエルボ形状の合成樹脂製の接合部材及び１対の合成樹脂製の第２のユニオンナットで接続した合成樹脂製の第３のチューブとを備えており、
前記蓋部材は前記第１，２のチューブの各一端部を受け入れる受口部、及びこの受口部内に設けられた少なくとも１つのシール面を備えており、
前記第１のユニオンナットは、前記第１，２のチューブの各一端部に外嵌されるとともに前記蓋部材の一端部に螺合され、前記蓋部材の一端部への螺進による締め付けにより前記第１，２の各チューブをこれの外側から押圧し、この押圧作用により前記第１，２のチューブの各一端部と前記蓋部材のシール面とを密着させて少なくとも１箇所のシール部を形成しており、
前記接合部材は、両端に受口を互いに直交状に連通するよう形成し、第１，２のチューブの各他端部に対して各接合部材の受口を接続する接続構造、および第３のチューブの両端部に対して各接合部材の受口を接続する接続構造は、それぞれ、前記第１，２のチューブの各一端部の蓋部材の受口に対する接続構造の場合と同様に接続されていることを特徴とする、半導体製造装置等の配管システム。
前記チューブ、前記蓋部材、および前記ユニオンナットが全てフッ素樹脂からなる、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の半導体製造装置等の配管システム。
前記デバイス要素が、前記ケーシング内に通されたフッ素樹脂製の熱交換チューブと、前記蓋部材に備えられた、前記ケーシングの内部と前記熱交換チューブの外部との間を通過する流体の導入用及び導出用の配管が接続される接続部である、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の半導体製造装置等の配管システム。
前記デバイス要素が、前記ケーシング内に収容されたフィルター部材である、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の半導体製造装置等の配管システム。
前記デバイス要素が、前記チューブの両端の蓋部材に組み込まれた超音波式流量計用の超音波発振器と超音波受信器である、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の半導体製造装置等の配管システム。
前記デバイス要素が、前記蓋部材に組み込まれたエアー抜き用の手動又は自動式のバルブである、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の半導体製造装置等の配管システム。
前記デバイス要素が、前記チューブ内に通されたガス透過性チューブと、蓋部材に設けられた脱気口である、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の半導体製造装置等の配管システム。
前記デバイス要素が、前記チューブ内に通されたガス透過性チューブと、前記蓋部材に設けられた溶解性ガス供給口である、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の半導体製造装置等の配管システム。
前記ガス透過性チューブが発泡フッ素樹脂からなる、請求項１２又は１３に記載の半導体製造装置等の配管システム。