JP2011080564A - 金属配管及びその金属配管を用いてなる半導体製造ライン - Google Patents
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Abstract
【課題】高温・低温処理の変換処理の効率性を向上させることのできる金属配管及びその金属配管を用いてなる半導体製造ラインを得る。
【構成】金属配管1は、本体部2が可及的に薄肉厚とされてなるので極めて軽量で熱容量が小さく、熱し易く冷めやすい配管となる。したがって金属配管1に高温媒体を通じて高温処理を行った後に低温媒体を通じて低温処理を行う場合に、高温から低温、若しくは低温から高温への変換効率が極めて良好となり、生産効率を向上することができる。同時に、金属配管1自体が軽量になるため、金属配管1の固定・支持に必要なサポート部材の数量を低減することができ、サポート部材を固定する部分の強度も大幅に低減することができる。
【選択図】 図1
【構成】金属配管1は、本体部2が可及的に薄肉厚とされてなるので極めて軽量で熱容量が小さく、熱し易く冷めやすい配管となる。したがって金属配管1に高温媒体を通じて高温処理を行った後に低温媒体を通じて低温処理を行う場合に、高温から低温、若しくは低温から高温への変換効率が極めて良好となり、生産効率を向上することができる。同時に、金属配管1自体が軽量になるため、金属配管1の固定・支持に必要なサポート部材の数量を低減することができ、サポート部材を固定する部分の強度も大幅に低減することができる。
【選択図】 図1
Description
本発明は例えば真空を使用する製造装置ライン及び半導体製造ラインにおいて、各種の溶液や純水等を搬送するための金属配管に関するものである。
半導体製造ラインや液晶製造ライン等では強酸性や強アルカリ性の各種の溶液が使用されることから、耐腐食性に優れたステンレス鋼等の金属材料が配管材料として使用されている。
例えば特許文献1には、ステンレスからなる構成部材の表面に堆積膜を形成することにより、当該構成部材の耐久性や、前記腐食性ガスに対する耐食性を向上させた半導体製造装置の構成部材及び半導体製造装置が開示された。
例えば特許文献1には、ステンレスからなる構成部材の表面に堆積膜を形成することにより、当該構成部材の耐久性や、前記腐食性ガスに対する耐食性を向上させた半導体製造装置の構成部材及び半導体製造装置が開示された。
特許文献2には耐食性に特に優れ、かつ耐水分放出性にも優れた半導体製造装置用ステンレス鋼部材が開示された。
特許文献3には耐水分放出特性に優れた半導体製造装置用ステンレス鋼部材が開示された。
特許文献3には耐水分放出特性に優れた半導体製造装置用ステンレス鋼部材が開示された。
図7(a)は半導体製造ライン等の温度調整システム9を示す。
温度調整システム9は高温媒体収納容器10及び低温媒体収納容器11、切換バルブ12a及び切換バルブ12b、温度調整器13を備える。
高温媒体収納容器10からは高温媒体供給ライン14a、切換バルブ12a、媒体供給ライン15を介して温度調整器13に高温媒体が供給される。また低温媒体収納容器11からは低温媒体供給ライン14b、切換バルブ12a、媒体供給ライン15を介して温度調整器13に低温媒体が供給される。
温度調整システム9は高温媒体収納容器10及び低温媒体収納容器11、切換バルブ12a及び切換バルブ12b、温度調整器13を備える。
高温媒体収納容器10からは高温媒体供給ライン14a、切換バルブ12a、媒体供給ライン15を介して温度調整器13に高温媒体が供給される。また低温媒体収納容器11からは低温媒体供給ライン14b、切換バルブ12a、媒体供給ライン15を介して温度調整器13に低温媒体が供給される。
一方、温度調整器13からは、媒体還流ライン16、切換バルブ12b、高温媒体還流ライン17a若しくは低温媒体還流ライン17bを介して高温媒体収納容器10若しくは低温媒体収納容器11に高温若しくは低温媒体が還流される。
以上の温度調整システム9において、媒体供給ライン15及び媒体還流ライン16、またさらには高温媒体供給ライン14a、低温媒体供給ライン14b、高温媒体還流ライン17a及び低温媒体還流ライン17bには上述した耐腐食性に優れたステンレス鋼等の金属材料が配管材料として使用されている。
図7(b)は半導体製造ライン等の排気ライン18を示す。
図7(b)に示す排気ライン18は、例えば一のプロセスチャンバ19から真空ポンプ20によって吸引された排出ガスが排出管21を通じて処理装置22に送給される。排出管21には他のチャンバ23、24からの排出ガスも合流するためその全長は数十mに達する。
図7(b)に示す排気ライン18は、例えば一のプロセスチャンバ19から真空ポンプ20によって吸引された排出ガスが排出管21を通じて処理装置22に送給される。排出管21には他のチャンバ23、24からの排出ガスも合流するためその全長は数十mに達する。
以上の排気ライン18において、排出管21には通常スケジュール管が使用され、このスケジュール管は、100A(φ114.3mm)サイズでは長さ1m当たり約8kgの重量となる。
上記従来の各種配管若しくは配管材料では専ら耐久性や、耐食性若しくは耐水分放出特性に関する検討が行われていた。
一方、半導体製造ラインや液晶製造ライン等では図7(a)の温度調整システム9等の様に、ステンレス配管等の金属配管に高温媒体を通じて高温処理を行った後に低温媒体を通じて低温処理を行うという必要が多く生じる。しかし従来のステンレス配管等の金属配管では、強度及び耐久性向上のために厚肉にされる結果、熱容量が大きく、高温から低温、若しくは低温から高温への変換効率が悪く、これが生産効率の悪化の原因となっていた。
一方、半導体製造ラインや液晶製造ライン等では図7(a)の温度調整システム9等の様に、ステンレス配管等の金属配管に高温媒体を通じて高温処理を行った後に低温媒体を通じて低温処理を行うという必要が多く生じる。しかし従来のステンレス配管等の金属配管では、強度及び耐久性向上のために厚肉にされる結果、熱容量が大きく、高温から低温、若しくは低温から高温への変換効率が悪く、これが生産効率の悪化の原因となっていた。
また、図7(b)に示す排気ライン18の全長数十mに達する排出管21に用いられるスケジュール管等の厚肉配管は重量が大きく、配管を固定・支持するためのサポート部材の量も多くなると同時に、サポート部材を固定する部分も十分な強度が必要なため、配管ライン構築のコスト上昇要因となっていた。
本発明は以上の従来技術における問題に鑑み、配管ラインの構築コストを削減でき、高温・低温処理の変換処理の効率性を向上させることのできる金属配管及びその金属配管を用いてなる半導体製造ラインを提供することを目的とする。
本発明は以上の従来技術における問題に鑑み、配管ラインの構築コストを削減でき、高温・低温処理の変換処理の効率性を向上させることのできる金属配管及びその金属配管を用いてなる半導体製造ラインを提供することを目的とする。
本発明の金属配管は、金属製本体部と一体に前記本体部から外側に突出し、前記本体部の径よりも径が大である複数の環状リングが間隔を置いて節状に形成されてなることを特徴とする。
前記本体部を直管状にすることもでき、又は湾曲管状としてもよい。
一の前記環状リングと他の環状リングとの間隔が前記本体部の軸方向における前記環状リングの幅W以上に設定されて前記環状リングが節状に形成されるようにしてもよい。
前記本体部にベローズを直列接続してもよい。この場合にベローズ及び本体部を各々必要に応じて複数箇所に設け、且つ前記ベローズと前記本体部の少なくとも一方は長さ寸法の異なるものが混在しているようにすることができる。
少なくとも金属製の本体部にステンレスを用いることができる。また本発明の金属配管を用いて真空を使用する製造装置ラインを構築することができる。
また本発明の金属配管を用いて半導体製造ライン若しくは液晶製造ラインを構成することができる。すなわち本発明の金属配管は、半導体製造ライン、液晶製造ラインあるいは化学薬品や食品等の製造ラインに適用される各種の溶液あるいは純水等を搬送する配管経路に使用することができる。
[作用]
本発明の金属配管は、金属製本体部と一体に前記本体部から外側に突出する複数の環状リングが形成されてなるので、金属製本体部を可及的に薄肉とすることによって、例えば高温媒体を通じて高温処理を行った後に低温媒体を通じて低温処理を行う場合でも、薄肉の本体部と外側に突出する複数の環状リングから速やかに放熱して、媒体の変換を速やかに行うことができる。しかも複数の環状リングが間隔を置いて節状に形成されてなるので、本体部が薄肉とされても環状リングによって剛性を補完し、本体部の直管状態又は湾曲状態等の形状保持性が損なわれることはない。
本発明の金属配管は、金属製本体部と一体に前記本体部から外側に突出する複数の環状リングが形成されてなるので、金属製本体部を可及的に薄肉とすることによって、例えば高温媒体を通じて高温処理を行った後に低温媒体を通じて低温処理を行う場合でも、薄肉の本体部と外側に突出する複数の環状リングから速やかに放熱して、媒体の変換を速やかに行うことができる。しかも複数の環状リングが間隔を置いて節状に形成されてなるので、本体部が薄肉とされても環状リングによって剛性を補完し、本体部の直管状態又は湾曲状態等の形状保持性が損なわれることはない。
本発明の金属配管及びその金属配管を用いてなる半導体製造ラインは、高温・低温処理の変換処理の効率性を向上させることができる。
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図1、図2に示すように金属配管1は、金属製で円形断面の本体部2を有している。この金属配管1には、ステンレス、チタン合金を用いることができる。
また、ニッケル基のモリブデンやクロム、鉄などを成分とし、硫酸や塩酸の腐食に強い耐熱・耐食合金であり、ヘインズ社(Haynes International)の合金であり、ハステロイ(HASTELLOY)の登録商標によって一般に指称されるニッケル基耐熱・耐食合金を適用することができる。
図1、図2に示すように金属配管1は、金属製で円形断面の本体部2を有している。この金属配管1には、ステンレス、チタン合金を用いることができる。
また、ニッケル基のモリブデンやクロム、鉄などを成分とし、硫酸や塩酸の腐食に強い耐熱・耐食合金であり、ヘインズ社(Haynes International)の合金であり、ハステロイ(HASTELLOY)の登録商標によって一般に指称されるニッケル基耐熱・耐食合金を適用することができる。
本体部2は可及的に薄肉厚とされ、具体的には0.05mm〜1.0mm程度にされる。その薄肉厚の程度は定性的には管の内径寸法、管の長さ、管内を流通する媒体からの内圧、排気配管のように管内が減圧された時に生じる外圧、ポンプの脈動等に耐えられる構造部材としての耐圧性及び形状保持性を維持できる程度とされる。また本体部2は全長にわたりその肉厚はほぼ均一とされる。本実施の形態では、本体部2は湾曲のない直管部とされる。
例えば、管の内径がφ17、管長さが1m程度の場合、管の板厚を0.1mm、環状リング3の外径をφ20,環状リングの間隔Sを30mmとすると、内側を減圧した時の外圧0.1MPa 、内側に液体を流した時の内圧1MPa以上に耐えることができる。
通常のBA管(外径φ19.05)で構築した場合、管の板厚は1.24mm以上になるため、本発明の配管を使用することにより、重量が1/10以下になる。その結果、熱容量も概略1/10以下になる。
通常のBA管(外径φ19.05)で構築した場合、管の板厚は1.24mm以上になるため、本発明の配管を使用することにより、重量が1/10以下になる。その結果、熱容量も概略1/10以下になる。
また金属配管1は本体部2と一体に本体部2から外側に突出する複数の環状リング3が間隔を置いて節状に形成される。可及的に薄肉厚とされた本体部2は、この様に環状リング3を間隔を置いて節状に形成した形状的効果によって剛性が補完され、管内を流通する媒体からの内圧、ポンプの脈動等に耐えられる形状保持性を備えた直管部となる。
複数の環状リング3の直径dは本体部2の直径Dよりも大とされる。また隣接する一の環状リング3外側面中心と他の環状リング3外側面中心との間隔をSとし、本体部2の軸方向における各環状リング3の幅をWとした場合、Sが2W以上となるように設定される。
この様に設定することによって、金属配管1の形状保持性を確実にすることができる。すなわち一の環状リング3と他の環状リング3との間隔Sを大きくしすぎると内圧、及び外圧に弱くなる。逆に間隔Sを小さくしすぎると配管の製造コストが上昇し、配管自体の剛性も低下して配管の形状保持性が低下する。換言すると、間隔Sを小さくしすぎると,金属配管1がフレキシブルになり形状保持性が低下する結果、金属配管1の両端のみを保持した場合,両端間の中央部が重力方向に垂れ下がる挙動を示す。これに対して間隔Sを適切に設定した場合には、充分な形状保持性を備える結果金属配管1の両端のみを保持した場合でも両端間の中央部が重力方向に垂れ下がる挙動を示すことはない。
以上の実施の形態の金属配管1は、本体部2が可及的に薄肉厚とされてなるので極めて軽量で熱容量が小さく、熱し易く冷めやすい配管となる。したがって金属配管1に高温媒体を通じて高温処理を行った後に低温媒体を通じて低温処理を行う場合に、高温から低温、若しくは低温から高温への変換効率が極めて良好となり、生産効率を向上することができる。同時に、金属配管1自体が軽量になるため、金属配管1の固定・支持に必要なサポート部材の数量を低減することができ、サポート部材を固定する部分の強度も大幅に低減することができる。
図3及び図4に示す実施の形態の金属配管1では、複数の環状リング3が間隔を置いて節状に形成されて本体部2の剛性を補完し、その様に形状保持性の高い(湾曲しない)本体部2の間にフレキシビリティの高いベローズ4が形成される。このベローズ4は金属配管1を湾曲させる部位として、金属配管1の本体部2に直列に一体に形成される。ベローズ4の肉厚は本体部2の肉厚とほぼ同一に設定されており、全長を通してその肉厚はほぼ均一になっている。従って、ベローズ4と本体部2は、ほぼ同じ耐圧性能を有する。
図5に示す実施の形態の金属配管1では、直管部の本体部2aに加えて、管路が湾曲した本体部2bを備える。この管路が湾曲した本体部2bは、直管部とされた本体部2aと同様に可及的に薄肉厚とされ、環状リング3を間隔を置いて節状に形成した形状的効果によってその剛性が補完され、管内を流通する媒体からの内圧、ポンプの脈動等に耐えられる形状保持性を備えた湾曲部となる。
以上の各実施の形態の金属配管1は例えば太陽光発電パネル製造ライン,燃料電池製造ライン等の真空を使用する製造装置のラインに適用することができる。
その他以上の各実施の形態の金属配管1は例えば半導体製造ラインや液晶製造ラインあるいは化学薬品や食品の製造ライン等に適用することができる。
その他以上の各実施の形態の金属配管1は例えば半導体製造ラインや液晶製造ラインあるいは化学薬品や食品の製造ライン等に適用することができる。
以上の各実施の形態の金属配管1によって供給される媒体は半導体製造ラインや液晶製造ラインあるいは化学薬品や食品の製造ライン等で使用される各種の溶液の他、半導体製造ラインにおけるシリコンウェハの洗浄や液晶製造ラインにおけるガラス基板の洗浄等に使用される純水等である。
図6に示すように、金属配管1は、本体部2の間にベローズ4が形成されており、これらベローズ4で曲げられて配管されている。そして本体部2に固定具5が取り付けられており、この固定具5によってL型アングル6に金属配管1が固定される。また、金属配管1の一端の本体部2は継手7に接続され、この継手7を介して金属配管1は他の配管8に連結される。
以上のように本体部2を固定具5によって固定すれば、本体部2は高い剛性を有するので、しっかりと固定でき、ベローズ4は湾曲しやすいので、比較的小さな力で自由に所望の方向及び角度に湾曲させることができる。従って、配管作業を楽に行うことができ、配管敷設作業工数を削減できて、工期を短縮できると共に作業コストを抑えることが可能となる。
また金属配管1はベローズ4で容易に湾曲させることができるので、エルボ継手(図示せず)を使用する必要がなく、資材コストを抑えることもできる。さらに、継手との連結部分からの液漏れの心配が減少する。また、エルボ継手を使用しないので、配管用のスペースが極端に狭い場合においても対応することが可能となる。
以上の本発明の実施の形態に係る金属配管1を図7(a)に示す温度調整システム9に適用することができる。
図7(a)に示す温度調整システム9において、主として媒体供給ライン15及び媒体還流ライン16に本発明の実施の形態に係る金属配管1を適用することによって、温度調整システム9を全体として簡易に構成して、かつ良好な熱効率を得ることができる。またさらには高温媒体供給ライン14a、低温媒体供給ライン14b、高温媒体還流ライン17a及び低温媒体還流ライン17bにも本発明の実施の形態に係る金属配管1を適用することによって、温度調整システム9全体を軽量化することができる。
図7(a)に示す温度調整システム9において、主として媒体供給ライン15及び媒体還流ライン16に本発明の実施の形態に係る金属配管1を適用することによって、温度調整システム9を全体として簡易に構成して、かつ良好な熱効率を得ることができる。またさらには高温媒体供給ライン14a、低温媒体供給ライン14b、高温媒体還流ライン17a及び低温媒体還流ライン17bにも本発明の実施の形態に係る金属配管1を適用することによって、温度調整システム9全体を軽量化することができる。
また本発明の実施の形態に係る金属配管1を図7(b)に示す排気ライン18に適用することができる。
図7(b)に示す排気ライン18において、排出管21に本発明の実施の形態に係る金属配管1を適用することによって軽量化して、排出管21を固定・支持するためのサポート部材の量を低減し、排気ライン18構築のコストを低減することができる。
図7(b)に示す排気ライン18において、排出管21に本発明の実施の形態に係る金属配管1を適用することによって軽量化して、排出管21を固定・支持するためのサポート部材の量を低減し、排気ライン18構築のコストを低減することができる。
1・・・金属配管、2・・・本体部、3・・・環状リング、4・・・ベローズ、5・・・固定具。
Claims (6)
- 金属製の本体部と一体に本体部から外側に突出する複数の金属製の環状リングが間隔を置いて節状に形成されてなることを特徴とする金属配管。
- 本体部が直管部である請求項1に記載の金属配管。
- 一の環状リングと他の環状リングとの間隔が本体部の軸方向における環状リングの幅W以上に設定されて環状リングが節状に形成されてなる請求項1又は請求項2に記載の金属配管。
- 本体部にベローズを直列接続してなる請求項1〜請求項3のいずれか一に記載の金属配管。
- 少なくとも金属製の本体部にステンレスを用いてなる請求項1〜請求項4のいずれか一に記載の金属配管。
- 請求項1から請求項5のいずれかに記載の金属配管を用いてなる半導体製造ライン。
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JP2009234694A JP2011080564A (ja) | 2009-10-09 | 2009-10-09 | 金属配管及びその金属配管を用いてなる半導体製造ライン |
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JPH1047540A (ja) * | 1996-08-03 | 1998-02-20 | Showa Rasenkan Seisakusho:Kk | ユニット配管方法、及び、配管用のステンレス鋼管 |
JPH11182747A (ja) * | 1997-12-22 | 1999-07-06 | Japan Engineering Kk | 給水・給湯用配管路の配管構造 |
JPH11344167A (ja) * | 1998-06-04 | 1999-12-14 | Shinko Electric Co Ltd | 真空排気フレキシブルチューブの収縮防止構造 |
-
2009
- 2009-10-09 JP JP2009234694A patent/JP2011080564A/ja active Pending
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