JP2008279320A - 配管ユニット及び処理液供給ライン洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】処理液供給ライン内に付着する汚染物質を効果的に除去して処理液供給ライン内を洗浄することができ、更には既存の処理液供給ラインに大幅な変更を加えることなく容易に接続できる配管ユニット及び処理液供給ライン洗浄方法を提供すること。
【解決手段】上流側に薬液Ａ及び薬液Ｂ供給ライン１２Ａ、１２Ｂが接続され、下流側に処理槽２０が接続され、薬液Ａ及び薬液Ｂ供給ライン１２Ａ、１２Ｂから供給される処理液を処理槽２０に供給するための装置側薬液Ａ及び薬液Ｂ供給ライン１３Ａ、１３Ｂに分岐接続されてなる配管ユニット３０であって、装置側薬液Ａ及び薬液Ｂ供給ライン１３Ａ、１３Ｂに切換え可能に分岐接続される分岐管３１と、分岐管３１から並列に分岐接続される強流ライン３４及び弱流ライン３５と、強流ライン３４を開閉するバルブ３７と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、種々の配管内に付着した汚染物質などを除去するため使用される配管ユニット及び処理液供給ライン洗浄方法に関し、特に、装置内処理液供給ラインに設置して、それよりも上流側の処理液供給ライン内を洗浄することのできる配管ユニット及び処理液供給ライン洗浄方法に関する。

食品、医薬品、化学品等の材料又は薬液供給ラインの配管内には、時間の経過と共に汚染物質が付着し、これらが管内壁から剥がれ落ちることによって下流側の各種処理装置において製品の汚染や劣化をもたらす。そのため、定期的に配管内を洗浄する必要がある。配管内を洗浄する一般的な方法は、洗浄液を一定速度で一定時間連続的に流入するものであるが、これには多大な洗浄時間が必要となる上に枝管が多い場合には十分な洗浄効果を得ることができない。

そのため、以下に説明するような各種の洗浄方法が開発されている。
下記特許文献１（特開平８−２５２５５０号公報）には、洗浄液（液体）の流速を変化させて得られる衝撃力を利用して配管内を洗浄する洗浄方法が開示されている。この洗浄方法においては、送液する洗浄液の流速を変化させるために送液量を変化させることができるインバータ付ポンプで流速を変化させたり、配管途中にバルブを設け、その弁の開閉度を変化させて流量を変化させたりすることで配管の洗浄を行っている。

また、下記特許文献２（特開平３−２８８５８２号公報）には、配管内の液体の流通経路内に圧縮気体を吹き込み、その経路内の洗浄用液体中に圧縮気体を混合することで洗浄用液体を乱流状態とし、配管内を洗浄する洗浄方法が開示されている。この洗浄方法においては、圧縮気体として圧縮空気、窒素、二酸化炭素などを用い、これらが流通経路内の洗浄用液体中を通過する際に液体が局部的に強制対流され、渦が発生し、これによって流通経路内に付着した汚染物質が効率よく除去される。

また、下記特許文献３（特開平４−２８１９２４号公報）には、配水を氷結させた微細な氷を配水とともに清掃すべき配水管の一端側から所定の圧力でもって送給することによって配水管の目詰りを除去する配水管の清掃方法が開示されている。この清掃方法によれば、配水管内の目詰り部分に微細な氷が激しく衝突し、水の圧送だけでは除去できないような配水管の目詰りが簡単かつ確実に除去される。しかも、配水管の清掃によって水質変化や水質汚染が発生することはない。

さらに、下記特許文献４（特開平３−１７４２８９号公報）には、装置内の配管の洗浄を行う際に、配管内に洗浄液を一方向に流して洗浄し、次いで洗浄液の流れの方向を反転して洗浄する過程を有する配管の洗浄方法が開示されている。

上述したそれぞれの配管内の洗浄方法は、配管内を流れる流体の流量や流速及び状態が一定でなくなるようにすることで配管内に付着した汚染物質を除去するものであり、それぞれ効果的に配管内の洗浄を行うことができる。

特開平８−２５２５５０号公報（［請求項１］、段落［０００８］） 特開平３−２８８５８２号公報（［請求項１］、第４欄２行目〜１３行目） 特開平４−２８１９２４号公報（［請求項１］、段落［００１４］、［００１５］） 特開平３−１７４２８９号公報（［請求項１］）

上記特許文献１〜４に開示された各種の配管洗浄方法は、流速や流量を変化させるためのバルブを設置したり、配水とともに氷や圧縮気体を管内に送り込んだり、また洗浄液の流通方向を逆転させる装置を取り付けたりする必要があり、これらは基本的には洗浄すべき処理液供給ラインの上流側に設置しなければならない。しかしながら、工場等の処理液供給ラインは工場内で使用する全ての流体を一括で供給する構造を備えている場合が多く、この場合には、上記特許文献１〜４に開示されたような配管洗浄方法を実施するためには、処理液供給ラインの上流側に大幅な変更を加えなければならなくなり、容易に洗浄装置を取り付けることが難しかった。

したがって、本発明の主な目的は、処理液供給ライン内に付着する汚染物質を効果的に除去して処理液供給ライン内を洗浄することができ、更には既存の処理液供給ラインに大幅な変更を加えることなく容易に接続できる配管ユニット及び処理液供給ライン洗浄方法を提供することである。

また、本発明の更なる目的は、配管内の洗浄を既存の処理液供給ラインの下流側から行うことのできる配管ユニット及び処理液供給ライン洗浄方法を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１にかかる配管ユニットの発明は、上流側に処理液供給ラインが接続され、下流側に各種処理装置が接続され、前記処理液供給ラインから供給される処理液を前記各種処理装置に供給するための装置内処理液供給ラインに分岐接続されてなる配管ユニットであって、
前記装置内処理液供給ラインに切換え可能に分岐接続される分岐管と、
前記分岐管内を流れる前記処理液の流量を経時的に変化させることで、前記処理液供給ライン内の圧力を変化させることが可能な液流量調整手段と、
を備えることを特徴とする。

また、請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の配管ユニットにおいて、前記液流量調整手段は、
前記分岐管から並列に分岐接続される大径配管及び小径配管と、
前記大径配管を開閉する開閉機構と、
からなることを特徴とする。

請求項３にかかる処理液供給ライン洗浄方法の発明は、上流側に処理液供給ラインが接続され、下流側に各種処理装置が接続され、前記処理液供給ラインから供給される処理液を前記各種処理装置に供給するための装置内処理液供給ラインに大径配管と小径配管を並列に分岐接続し、以下の（１）〜（２）に示す工程を所定時間間隔で複数回繰り返すことを特徴とする。
（１）前記大径配管と前記小径配管の両方に処理液を流す工程、
（２）前記小径配管のみに洗浄液を流す工程。

本発明は上記構成を備えることにより以下に示すような優れた効果を奏する。すなわち、請求項１の配管ユニットの発明によれば、各種処理装置へ供給される処理液の流路を分岐管に切換えた状態において、この分岐管内の処理液流量を変化させることが可能な液流量調整手段を動作させることで、処理液供給ライン内の圧力を変化させることができるので、装置側処理液供給ラインに接続された、すなわち、一連の処理液供給経路の内の下流側に設けられた配管ラインによって上流側に位置する処理液供給ラインを洗浄できるようになる。

また、請求項２の発明によれば、開閉機構の開状態の時には、大径配管と小径配管の両方に流体が流れるために配管ユニットに大流量の流体を流すことができるのに対し、閉時には、小径配管のみに流体が流れるために小流量の流体しか流れなくなる。したがって、この開閉動作を繰り返し行うことによって配管ユニットを流れる処理液の流量が急激に変化し、この変化は配管ユニットが接続された処理液供給ラインの上流側の流速にも振動をもたらすと同時に流体の圧力の変化を生じさせることができる。この流速及び圧力の変化により、処理液供給ライン内の汚染物質を効果的に除去することが可能となる。また、この配管ユニットは処理液供給ラインの上流側ではなく下流側、詳しくは装置内の処理液供給ラインに接続されるため、装置に至る以前の処理液供給ラインの上流側において複雑な工事や変更を加えることなく容易に配管内の洗浄を行うことができるようになる。

請求項３の薬液供給ライン洗浄方法の発明によれば、大径配管と小径配管の両方に洗浄液を流すことと小径配管のみに洗浄液を流すこととを繰り返し行うことにより、洗浄液の流量を急激に増減させ、処理液供給ラインの上流側の洗浄液に圧力の変化を生じさせるとともに流速に振動を生じさせ、処理液供給ライン内の汚染物質を効果的に除去することが可能となる。また、この処理液供給ライン洗浄方法は、処理液供給ラインの下流側となる装置内処理液供給ラインから実施することができるため、装置に至る以前の処理液供給ラインの上流側で複雑な工事や変更を加える必要がなく容易に処理液供給ラインの洗浄を行うことができる。

以下、本発明の具体例を実施例及び添付の図面を用いて詳細に説明する。但し、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための配管ユニット及び処理液供給ライン洗浄方法を例示するものであって、本発明をこの配管ユニットに特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものにも等しく適用し得るものである。

図１は本発明の配管ユニットを半導体処理システムに適用した場合のシステム構成図を示す。この半導体処理システム１は、処理液供給側ユニット２と処理装置側ユニット３とに大別される。処理液供給側ユニット２は、通常工場等に設置されて工場内で使用する各種処理液を一括して供給する処理液供給源であり、処理装置側ユニット３は各種の処理装置、例えば複数槽からなる基板処理装置の１つの処理槽２０で構成されている。なお、処理液供給側ユニット２は、例えば処理装置側ユニット３以外の処理装置に分岐接続していてもよい。

処理液供給側ユニット２は、薬液Ａ供給源１１Ａと薬液Ｂ供給源１１Ｂと純水供給源１７と、これらを処理装置側ユニット３で構成されている。そして、これらの各種処理液供給源１１Ａ、１１Ｂ、１７はそれぞれ処理装置側ユニット３に配管により連結されて、この配管がそれぞれ薬液Ａ供給ライン１２Ａ、薬液Ｂ供給ライン１２Ｂ、純水供給ライン１８を形成している。なお、本実施例においては、薬液Ａ供給ライン１２Ａ及び薬液Ｂ供給ライン１２Ｂが処理液供給ラインとなっている。

少なくとも薬液Ａ及び薬液Ｂ供給ライン１２Ａ、１２Ｂは、処理装置側ユニット３の装置側薬液Ａ供給ライン１３Ａ及び装置側薬液Ｂ供給ライン１３Ｂに公知の連結手段で連結されている。この装置側薬液Ａ及び薬液Ｂ供給ライン１３Ａ、１３Ｂは、上流側の一端部が薬液Ａ及び薬液Ｂ供給ライン１２Ａ、１２Ｂに連結され、下流側の他端部が秤量タンク１６Ａ、１６Ｂに接続されている。この秤量タンク１６Ａ、１６Ｂは、装置側薬液Ａ及び薬液Ｂ供給ライン１３Ａ、１３Ｂから供給される薬液Ａ及び薬液Ｂを一旦計測貯留し、後述する混合槽４０に所定量の薬液を供給するものである。

また、これらの装置側薬液Ａ及び薬液Ｂ供給ライン１３Ａ、１３Ｂの中間部には３方弁１４Ａ、１４Ｂが接続され、この３方弁１４Ａ、１４Ｂの他方の弁には分岐管３１Ａ、３１Ｂが接続されている。そして、この３方弁１４Ａ、１４Ｂの一方の弁と秤量タンク１６Ａ、１６Ｂとの間には、装置側薬液Ａ及び薬液Ｂ供給ライン１３Ａ、１３Ｂを開閉するバルブ１５Ａ及び１５Ｂが接続されている。

秤量タンク１６Ａ、１６Ｂに貯留された薬液Ａ及び薬液Ｂと、処理液供給側ユニット２の純水供給源１７から純水供給ライン１８を介して供給される純水とは、混合槽４０で一旦貯留される。この混合槽４０は攪拌手段４１を有し、秤量タンク１６Ａ、１６Ｂで所定量に制御されて供給される薬液と純水とを十分に混合し、洗浄液を生成する。なお、図示しないが、必要に応じて洗浄液を所定の温度に保つような温度制御手段を設けることもできる。また、この混合槽４０は洗浄液供給ライン２４に接続されて、混合槽４０内で生成された洗浄液はこの洗浄液供給ライン２４を介して処理槽２０に供給されることになる。なお、この洗浄液の処理槽２０への供給は、洗浄液供給ライン２４に設けられたバルブ２５によって制御されている。

処理槽２０は、ウェーハＷが浸漬される内槽２１と、内槽２１からオーバーフローする洗浄液を受ける外槽２２とで形成されている。内槽２１の底部付近には洗浄液供給ノズル２３が配設され、内槽２１と外槽２２の最底部には排液管２６が接続されている。そして、洗浄液供給ノズル２３から供給された洗浄液によりウェーハＷの洗浄がなされ、この洗浄の後、排液管２６を介して処理槽２０内の洗浄液が排液されるようになっている。

図２は本発明の配管ユニットの構成図を示すものである。なお、図１において示したように、装置側薬液Ａ及び薬液Ｂ供給ライン１３Ａ、１３Ｂはそれぞれ異なる配管ユニット３０Ａ、３０Ｂに接続されているが、これらの配管ユニット３０Ａ、３０Ｂは同様の構成を備えるものであるので、図２においては配管ユニット３０として同時に説明するものとする。

図２に示すように、配管ユニット３０は、分岐管３１と、分岐管３１に設けられたバルブ３９と、分岐管３１に接続されるとともにこの配管ユニット３０を流れる薬液Ａ及び薬液Ｂの流れに強弱を与える液流量調整手段としての強弱付与ライン３２と、強弱付与ライン３２から排出された薬液Ａ及び薬液Ｂを排液として処理する排液管３６とにより構成されている。

強弱付与ライン３２は、比較的大径な配管から構成される強流ライン３４とこの強流ライン３４に比して小径な配管から構成される弱流ライン３５からなり、それぞれの上流側の端部は分岐点３３において分岐管３１に接続され、同じくそれぞれの下流側の端部は合流点３８において排液管３６に接続されている。強流ライン３４と弱流ライン３５は、それぞれの配管の径が強流ライン３４は例えば装置側薬液Ａ及び薬液Ｂ供給ライン１３Ａ、１３Ｂと同程度の径を有し、弱流ライン３５は装置側薬液Ａ及び薬液Ｂ供給ライン１３Ａ、１３Ｂより小径とされている。これにより、強流ライン３４には処理液が多く流れ、弱流ライン３５には処理液が少なく流れる。さらに、強流ライン３４にはバルブ３７が設けられ、バルブ３７を開閉することによって強流ライン３４における処理液の流入のオン／オフ操作をすることができる。

上記構成により、配管ユニット３０はその作動時、つまり三方弁１４が切換えられて分岐管３１に処理液が供給された時には常に弱流ライン３５に少量の洗浄液が流れている。ここで強流ライン３４のバルブ３７を開状態にすると、弱流ライン３５に加えて強流ライン３４に大容量の薬液Ａ及び薬液Ｂが流入し、バルブ３７を閉状態にすると、薬液Ａ及び薬液Ｂは強流ライン３４には流れず、弱流ライン３５のみに流れるようになる。

次に、上述した配管ユニット３０Ａを用いて薬液Ａ供給ライン１２Ａを洗浄する方法について説明する。なお、薬液Ｂ供給ライン１２Ｂの洗浄方法についても同様であるので、その説明は省略する。
先ず、薬液Ａ供給源１１Ａから一定量の薬液Ａ（この場合は薬液Ａに代えて洗浄液を用いるようにしてもよい）を供給した状態で、配管ユニット３０Ａが接続された三方弁１４Ａの秤量タンク１６Ａに接続された側の弁を「閉」状態にするとともに、配管ユニット３０Ａ側の弁を「開」状態にすることによって、装置側薬液Ａ供給ライン１３Ａと配管ユニット３０Ａの分岐管３１Ａとを開通させる。次いで、配管ユニット３０Ａの強流ライン３４Ａに設けられたバルブ３７Ａを所定時間間隔で開閉する。バルブ３７Ａを開状態にすると、上述したように、強流ライン３４Ａと弱流ライン３５Ａの両方に薬液Ａが流れることになり、装置側薬液Ａ供給ライン１３Ａから供給される薬液Ａが配管ユニット３０Ａにほぼ滞留することなく流れる。反対に、バルブ３７Ａを閉状態にすると、弱流ライン３５のみに薬液Ａが流れることになるので、装置側薬液Ａ供給ライン１３Ａから供給される薬液Ａは配管ユニット３０Ａには少量しか流れない。そして、バルブ３７Ａの開閉を短時間で繰り返すと、装置側薬液Ａ供給ライン１３Ａから配管ユニット３０Ａに流れる薬液Ａの量及び流速は急激な変化を繰り返すことになる。また、配管ユニット３０Ａにおける薬液Ａの運動エネルギーの変化は、装置側薬液Ａ供給ライン１３Ａにおいては圧力の変化となって薬液Ａ供給ライン１２Ａまで伝わってゆき、バルブ３７Ａを開くと薬液Ａ供給ライン１２Ａ内においては圧力が低下し、反対にバルブ３７Ａを閉めると圧力が上昇する。このような圧力の低下と上昇が繰り返されることで薬液Ａ供給ライン１２Ａ内に振動が生じ、薬液Ａ供給ライン１２Ａの内面に付着した汚染物質を揺落として除去することが可能となる。

このようにして薬液Ａ供給ライン１２Ａ内の管壁等から除去された汚染物質は、薬液Ａ供給ライン１２Ａから装置側薬液Ａ供給ライン１３Ａへと流れ、三方弁１４Ａを通過し、配管ユニット３０Ａの強流ライン３４Ａと弱流ライン３５Ａのいずれかを通過し、排水管３６によって排出される。

薬液Ａ供給ライン１２Ａ内の圧力の変化は、強流ライン３４Ａと弱流ライン３５Ａとを並列に接続せずに、単一のラインにバルブを設けてそれを開閉することによっても可能ではあるが、圧力の変化を余りに急激に生じさせるようにすると、かえって薬液Ａ供給ライン１２Ａや機器の損傷につながる。そのため、弱流ライン３５Ａを設け、強流ライン３４Ａと弱流ライン３５Ａの配管の大きさなどを適切に設定することによって、圧力の極端な変化を防止し、配管や機器の損傷を防止することができる。

なお、上記実施例においては液流量調整手段として強弱付与ライン３２を採用したものを説明したが、例えばリニアに液の流量を調整できる弁で代用することも可能である。

本発明の配管ユニットを半導体処理システムに適用した場合のシステム構成図を示す。 本発明の配管ユニットの構成図を示す。

符号の説明

１ 半導体処理システム
２ 処理液供給側ユニット
３ 処理装置側ユニット
１２Ａ 薬液Ａ供給ライン
１２Ｂ 薬液Ｂ供給ライン
１３Ａ 装置側薬液Ａ供給ライン
１３Ｂ 装置側薬液Ｂ供給ライン
１４Ａ、１４Ｂ 三方弁
２０ 処理槽
３０、３０Ａ、３０Ｂ 配管ユニット
３１、３１Ａ、３１Ｂ 分岐管
３２（３２Ａ、３２Ｂ） 強弱付与ライン
３４（３４Ａ、３４Ｂ） 強流ライン
３５（３４Ａ、３４Ｂ） 弱流ライン
３６ 排液管
３７（３７Ａ、３７Ｂ） バルブ

Claims (3)

1. 上流側に処理液供給ラインが接続され、下流側に各種処理装置が接続され、前記処理液供給ラインから供給される処理液を前記各種処理装置に供給するための装置内処理液供給ラインに分岐接続されてなる配管ユニットであって、
   前記装置内処理液供給ラインに切換え可能に分岐接続される分岐管と、
   前記分岐管内を流れる前記処理液の流量を経時的に変化させることで、前記処理液供給ライン内の圧力を変化させることが可能な液流量調整手段と、
   を備えることを特徴とする配管ユニット。
2. 前記液流量調整手段は、
   前記分岐管から並列に分岐接続される大径配管及び小径配管と、
   前記大径配管を開閉する開閉機構と、
   からなることを特徴とする請求項１に記載の配管ユニット。
3. 上流側に処理液供給ラインが接続され、下流側に各種処理装置が接続され、前記処理液供給ラインから供給される処理液を前記各種処理装置に供給するための装置内処理液供給ラインに大径配管と小径配管を並列に分岐接続し、以下の（１）〜（２）に示す工程を所定時間間隔で複数回繰り返すことを特徴とする処理液供給ライン洗浄方法。
   （１）前記大径配管と前記小径配管の両方に処理液を流す工程、
   （２）前記小径配管のみに洗浄液を流す工程。

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