JPH06109200A - 超高純度流体供給配管系及びその施工方法 - Google Patents

超高純度流体供給配管系及びその施工方法

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JPH06109200A
JPH06109200A JP3331351A JP33135191A JPH06109200A JP H06109200 A JPH06109200 A JP H06109200A JP 3331351 A JP3331351 A JP 3331351A JP 33135191 A JP33135191 A JP 33135191A JP H06109200 A JPH06109200 A JP H06109200A
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welding
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Tadahiro Omi
忠広 大見
Masakazu Nakamura
雅一 中村
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガス供給配管系を通してガスが導入される高
清浄半導体装置等をガス配管の溶接時に付着した金属等
の汚染から防いだ超高純度ガス供給配管系及びその施工
方法を提供することを目的とする。 【構成】 本発明の超高純度ガス供給配管系は、溶接部
を有するガス供給配管系部品で構成される超高純度ガス
供給配管系であって、前記超高純度ガス供給配管系の施
工前、施工中または施工後に、前記溶接部を有するガス
供給配管系部品を超純水で洗浄したことを特徴とする。
また、溶接部を有する超高純度ガス供給配管系の施工方
法において、少なくとも被溶接部材内に不活性ガスまた
はバックシールガスを流しながら前記被溶接部材を溶接
し、溶接後に前記被溶接部材内に超純水を流し、溶接に
より前記被溶接部材内に付着した金属ヒュームを超純水
により洗浄除去することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超高純度ガス供給配管
系施工方法に係わり、より詳細には溶接により付着する
金属等の不純物を除去し、このガス供給配管を通してガ
スが導入される高清浄半導体装置等を微量の金属等の汚
染から防ぐことが可能な超高純度ガス供給配管系及びそ
の施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】溶接部を有するガス供給系配管並びにガ
ス部品の接合としてタングステン・イナートガス溶接、
アークガス溶接、電子ビーム溶接等が広く用いられてい
る。これら従来溶接技術においては溶接表面の焼け、溶
接部の表面粗度、溶融部から発生する金属ヒュームの付
着について考慮が払われておらず、極めて活性な特殊材
料ガスに対しては腐食、金属汚染が発生することが分か
った。また、不活性な一般ガスに対しても、短期間にお
ける如実な問題は発生しないが、長期的な信頼性におい
ては、多分に問題があることが判明している。
【０００３】以下図７を用いて、従来のガス供給配管系
施工方法による金属ヒュームの付着、溶接部の表面荒
れ、表面クロム炭化物の析出について更に詳しく述べ
る。図７は配管材料のタングステンイナートガス溶接に
よる溶接部を示す。図において、７０１はタングステン
電極であり、７０２は溶接を行う配管材料ある。７０３
は溶接部を示し、この溶融部で発生する金属ヒュームは
７０４となる。この金属ヒューム７０４はアークガスや
バックシールガスの流れにより溶接部７０３の下流側の
配管材料７０２の表面に付着し、付着金属７０５とな
る。この付着金属７０５は、不活性ガスに対しては剥離
という問題は生じないが、腐食性ガス例えば塩化水素ガ
スを流すと表面に付着している付着金属７０５は剥離
し、ガス雰囲気を汚染してしまう。剥離する金属として
は、金属材料に主として含有しているＦｅ，Ｎｉ，Ｃ
ｒ，Ｍｎが検出されている。これらの不純物は、ＬＳＩ
の特性を著しく劣化させるため、半導体製造において重
大な問題となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の点に鑑
みなされたものであり、超高純度ガス供給系施工時に、
溶接部表面近傍並びにガス供給系内部に付着した金属を
除去し、これらガス供給系を通してガスが導入される半
導体装置等の汚染を未然に防ぐことが可能な超高純度ガ
ス供給系及びその施工方法を提供することを目的する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の要旨は、
溶接部を有する超高純度ガス供給配管系の施工方法にお
いて、少なくとも被溶接部材内に不活性ガスまたはバッ
クシールガスを流しながら前記被溶接部材を溶接し、溶
接後に前記被溶接部材内に超純水を流し、溶接により前
記被溶接部材内に付着した金属ヒュームを超純水により
洗浄除去することを特徴とする超高純度ガス供給配管系
の施工方法に存在する。
【０００６】本発明の第２の要旨は、溶接部を有するガ
ス供給配管系部品で構成される超高純度ガス供給配管系
であって、前記超高純度ガス供給配管系の施工前、施工
中または施工後に、前記溶接部を有するガス供給配管系
部品を超純水で洗浄したことを特徴とする超高純度ガス
供給配管系に存在する。
【０００７】
【作用及び実施態様例】以下に本発明の作用を実施態様
例とともに説明する。
【０００８】先ず本発明の完成に至る過程で行った実験
を説明する。電解研磨されたステンレス鋼並びにその表
面を不勤態化処理されたステンレス鋼の溶接後の表面を
超純水を用いて付着金属を除去する。図２に溶接前のス
テンレス鋼表面のＸＰＳによる深さ方向組成プロファイ
ルを示す。図２中、（ａ）はＳＵＳ３１６Ｌ電解研磨表
面を示し、（ｂ）はＳＵＳ３１６Ｌ電解研磨表面に酸化
不動態処理を行ったものである。
【０００９】図３に溶接後の各表面溶接部のＸＰＳによ
る深さ方向組成プロファイルを示す。図３（ａ）は、Ｓ
ＩＵ３１６Ｌ電解研磨表面を示し、図３（ｂ）はＳＩＵ
３１６Ｌ電解研磨表面に酸化不動態処理を行った表面を
示す。溶接後の最表面から約１５〜２０Ａの深さに至る
までの領域で、特に比較的低融点で且つ蒸気圧の高いＭ
ｎが増加しているのが観測される。この結果より、溶接
処理を行うことで溶融並び金属付着により通常の表面組
成プロフイルから変化することが分かる。
【００１０】図４にステンレス鋼配管材の溶接部近傍の
付着金属と溶接部から距離の依存性について述べる。溶
接は電解研磨配管材料内表面にＡｒ＋水素ガスのバック
シールガスを流しながら行った。図４（ａ）に溶接部を
中心としてガス供給上流側（以下溶接部の上流側をーと
する。）−５ｍｍ、（ｂ）に−３ｍｍ、（ｃ）に溶接部
０ｍｍ、（ｄ）に＋３ｍｍ、（ｅ）に＋５ｍｍ、（ｆ）
に＋ｌ０ｍｍの表面のＸＰＳによる深さ方向組成プロフ
ァイルを示す。この結果を用いて特にＭｎ量に注目する
と、溶接部下流に進むに従い＋５ｍｍ（図４（ｅ））を
最大値にして下流側に付着していることが分かる。この
結果より溶接で溶融した金属ヒュームは主にバックシー
ルガスの流れに沿って溶接部に下流側に付着しているこ
とが明らかとなる。
【００１１】溶接後のステンレス鋼内表面に腐食性ガス
を流すと付着金属の剥離が発生する、その結果について
記載する。
【００１２】溶接部を含む内表面に水分濃度約ｌ．４ｐ
ｐｍの塩化水素ガスを２．５Ｋｇ／ｃｍ2で約ｌ２時間
封入し、その後超高純度Ａｒガスを用いて通ガスし溶接
部を含む表面から発生する金属元素をＳｉウェハに捕収
してＴＲ−ＸＲＦ（Total Reflection X-ray Fluoresce
nce Spectrometry）で測定した。発生金属並びに発生量
を図５に示す。（ａ）は溶接箇所２２箇所を有する電解
研磨を行ったステンレス鋼内表面、（ｂ）は溶接部の無
いステンレス鋼内表面を示す。図５（ｂ）に示す溶接部
を含まないものの表面には金属成分は検出されず、ＴＲ
−ＸＲＦの検出限界である１×１０10Ａｔｍ／ｃｍ2以
下であった。図５（ａ）に示した溶接後については、Ｆ
ｅ２．４×１０14Ａｔｍ／ｃｍ2、Ｃｒ６．５×１Ｏ11
Ａｔｍ／ｃｍ2、Ｎｉ２．３×１０l3Ａｔｍ／ｃｍ2、Ｍ
ｎｌ．５×ｌＯl2Ａｔｍ／ｃｍ2が検出された。
【００１３】この結果より剥離する金属元素はＭｎのみ
でなく配管材料を構成する主成分が剥離することが分か
る。溶接部を有するバルブにおいても同様の結果が得ら
れている。ガス供給系並びにガス部品において溶接部を
有する内表面には、不純物金属の付着が認められ、これ
らが半導体装置に流入しデバイス特性の高性能化を妨げ
る要因になっていることが判明した。
【００１４】本発明は、以上の知見を基づき行ったもの
であり、溶接後に超純水で洗浄することにより不純物除
去に著しい効果があることが分かった。本発明の施工方
法を説明する一構成例を図１に示す。
【００１５】１０１，１０１’は溶接管であり、一般に
高純度ガス配管系には電解研磨されたステンレス鋼また
は更にその表面に不動態化処理したステンレス鋼が用い
られる。溶接管１０１の一端は、例えばスウェジロック
（商品名）等の継ぎ手１０３及び三方弁１０２を介し、
ガス供給源１０４と超純水供給源１０５と接続されてい
る。
【００１６】先ず、三方弁１０２によりガス供給源１０
４から不活性ガスを溶接管内部に供給しながら、通常の
溶接方法、例えばタングステンイナートガス溶接、アー
クガス溶接、電子ビーム溶接、レーザービーム溶接等で
溶接管を溶接する。次ぎに三方弁１０２を切り替え、２
０〜１００℃程度の超純水を１０分〜４時間程度配管内
部に導入し、継ぎ手１０３’を介して系外に排出する。
更に、三方弁１０２を再度切り替え、ガス供給源により
高純度不活性ガスを配内に流し、配管内部の水分をパー
ジし、乾燥する。
【００１７】本発明の超純水は、比抵抗が１８ＭΩ・ｃ
ｍ以上が好ましく、また金属溶解量は、洗浄効果及び配
管の二次汚染防止に観点から、１００ｐｐｔ以下が望ま
しく、１ｐｐｔ以下がより望ましい。
【００１８】この超純水による洗浄により、溶接時に発
生するヒューム等の不純物を完全に除去することが可能
となる。従って、これら溶接部を有する配管材料を用い
てハロゲンガスを用いる半導体装置のガス供給系を製造
しても、半導体装置を汚染することはなくなる。
【００１９】本発明においては、ガス供給管及び超純水
供給管１０８とガス排出管及び超純水排出管１０７は、
管の端でなく、途中に設けても良い。また、多数の配管
を接続する場合には、ブロックごとに溶接した後一度に
洗浄する、あるいはガス供給系全て溶接した後一度に超
純水洗浄しても良い。長い配管系の場合には、ブロック
ごとに溶接、洗浄、乾燥をを行い、溶接施工が終了した
配管を高清浄に保っておく方が望ましい。
【００２０】以上の例では、ステンレス鋼管の溶接につ
いて述べたが、本発明はこれらに限らず、他の材料ある
いはバルブ等の継ぎ手との溶接においても同様に適用で
きる。
【００２１】
【実施例】以下に、本発明を実施例を挙げて説明する。
【００２２】図１に示した構成の装置を用い、タングス
テンイナートガス溶接により３／８インチの電解研磨し
たステンレス管及び不動態化処理したステンレス管同士
を溶接した後、種々の温度の超純水を１時間、２５０ｃ
ｃ／ｍｉｎ流量で流して管内を洗浄した。ここで、用い
た超純水中の金属溶解量は、１０ｐｐｔであり、比抵抗
は１８．２ＭΩ・ｃｍであった。
【００２３】図３で記載したように付着金属量が一番多
い溶接部下流側＋５ｍｍにおいて、各温度での洗浄後の
各表面溶接部のＸＰＳによる深さ方向組成プロファイル
を調査した。その結果を図６に示す。図において、
（ａ）は８０℃、（ｂ）は６０℃、（ｃ）は４０℃の超
純水で洗浄した後のＸＰＳによる深さ方向組成プロファ
イルである。
【００２４】図から明らかなように、８０℃及び６０℃
の結果では図２に示した未溶接表面と同等にまで洗浄さ
れていることが分かる。また４０℃の結果では、最表面
部において未溶接表面と比較した場合まだ若干Ｍｎの量
が残っていることが分かる。また、洗浄時間を変化させ
た実験から、４０℃においては３時間程度の洗浄が必要
であることが分かっている。
【００２５】次ぎに、電解研磨したステンレス管を２２
箇所溶接し、４０℃の超純水を３時間２５０ｃｃ／ｍｉ
ｎの流量で流した後、溶接内表面から水分を除去するた
めに超高純度Ａｒガス（水分濃度５０ｐｐｔ）を流し
た。この水分の除去された溶接部を含む内表面に水分濃
度約ｌ．４ｐｐｍの塩化水素ガスを２．５Ｋｇ／ｃｍ2
で約ｌ２時間封入し、その後超高純度Ａｒガスを用いて
通ガスして溶接部を含む表面から発生する金属元素をＳ
ｉウェハに捕収しＴＲ−ＸＲＦで測定した。
【００２６】発生金属並びに発生量を図５（ｃ）に示
す。図５（ｂ）に示す溶接部を含まないものの表面と同
様、ＴＲ−ＸＲＦの検出限界である１×１０10Ａｔｍ／
ｃｍ2以下であり、金属成分は検出されなかった。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明により、溶
接時に溶融部から発生し、溶接部表面近傍に再付着した
金属ヒュームを完全に除去できるため、これら付着金属
による半導体装置の汚染を防ぐことが可能となる。その
結果、超高清浄装置及び真空装置等のガス供給系を提供
することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の施工方法を説明する一構成例を示す
図。
【図２】ステンレス鋼管内表面のＸＰＳによる深さ方向
組成プロフィールを示す図。 （ａ）ＳＵＳ３１６Ｌを電解研磨した管。 （ｂ）ＳＵＳ３１６Ｌを電解研磨後、酸化不動態処理し
た管。
【図３】ステンレス鋼管の溶接部のＸＰＳによる深さ方
向組成プロフィールを示す図。 （ａ）ＳＵＳ３１６Ｌを電解研磨した管。 （ｂ）ＳＵＳ３１６Ｌを電解研磨後、酸化不動態処理し
た管。
【図４】ステンレス鋼管の溶接部近傍の付着金属の深さ
方向組成プロフィールと溶接部からの距離の関係を示す
図。 （ａ）上流側 ５ｍｍ （ｂ）上流側 ３ｍｍ （ｃ）溶接部 （ｄ）下流側 ３ｍｍ （ｅ）下流側 ５ｍｍ （ｆ）下流側 １０ｍｍ
【図５】配管内部から発生する金属元素のＴＲ−ＸＲＦ
スペクトル。 （ａ）溶接後の配管 （ｂ）溶接未施工の配管 （ｃ）溶接後、超純水洗浄した配管。
【図６】超純水洗浄後の配管内部のＸＰＳによる深さ方
向組成プロフィールを示す図。 （ａ）８０℃ （ｂ）５０℃ （ｃ）４０℃
【図７】従来のガス供給配管系施工方法を示す図。
【符号の説明】
１０１，１０１’ 溶接管 １０２ 三方弁 １０３、１０３’ 継ぎ手 １０４ ガス供給源 １０５ 超純水供給源 １０６ 溶接部 １０７ 超純水排出管 １０８ 超純水供給管 ７０１ タングステン電極 ７０２ 溶接管 ７０３ 溶接部 ７０４ 金属ヒューム ７０５ 付着金属。
【手続補正書】
【提出日】平成４年５月２９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 超高純度流体供給配管系及びその施
工方法
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超高純度流体供給配管
系施工方法に係わり、より詳細には溶接により付着する
金属等の不純物を除去し、この流体供給配管を通してガ
スあるいは純水薬液等の流体が導入される高清浄半導体
製造装置等を微量の金属等の汚染から防ぐことが可能な
超高純度流体供給配管系及びその施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】溶接部を有する流体供給系配管並びにガ
ス部品あるいは接液部品の接合としてタングステン・イ
ナートガス溶接、アークガス溶接、電子ビーム溶接等が
広く用いられている。これら従来溶接技術においては溶
接表面の焼け、溶接部の表面粗度、溶融部から発生する
金属ヒュームの付着について考慮が払われておらず、極
めて活性な特殊材料ガスに対しては腐食、金属汚染が発
生することが分かった。また、不活性な一般ガスに対し
ても、短期間における如実な問題は発生しないが、長期
的な信頼性においては、多分に問題があることが判明し
ている。
【０００３】以下図７を用いて、従来の流体供給配管系
施工方法による金属ヒュームの付着、溶接部の表面荒
れ、表面クロム炭化物の析出について更に詳しく述べ
る。図７は配管材料のタングステンイナートガス溶接に
よる溶接部を示す。図において、７０１はタングステン
電極であり、７０２は溶接を行う配管材料ある。７０３
は溶接部を示し、この溶融部で発生する金属ヒュームは
７０４となる。この金属ヒューム７０４はアークガスや
バックシールガスの流れにより溶接部７０３の下流側の
配管材料７０２の表面に付着し、付着金属７０５とな
る。この付着金属７０５は、不活性ガスに対しては剥離
という問題は生じないが、腐食性ガス例えば塩化水素ガ
スを流すと表面に付着している付着金属７０５は剥離
し、ガス雰囲気を汚染してしまう。剥離する金属として
は、金属材料に主として含有しているＦｅ，Ｎｉ，Ｃ
ｒ，Ｍｎが検出されている。これらの不純物は、ＬＳＩ
の特性を著しく劣化させるため、半導体製造において重
大な問題となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の点に鑑
みなされたものであり、超高純度ガス供給系施工時に、
溶接部表面近傍並びに流体供給系内部に付着した金属を
除去し、これら流体供給系を通してガスあるいは純水や
薬液が導入される、例えば、半導体製造装置等の汚染を
未然に防ぐことが可能な超高純度流体供給系及びその施
工方法を提供することを目的する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の要旨は、
溶接部を有する超高純度流体供給配管系の施工方法にお
いて、少なくとも被溶接部材内に不活性ガスまたはバッ
クシールガスを流しながら前記被溶接部材を溶接し、溶
接後に前記被溶接部材内に超純水を流し、溶接により前
記被溶接部材内に付着した金属ヒュームを超純水により
洗浄除去することを特徴とする超高純度流体供給配管系
の施工方法に存在する。
【０００６】本発明の第２の要旨は、溶接部を有する流
体供給配管系部品で構成される超高純度流体供給配管系
であって、前記超高純度流体供給配管系の施工前、施工
中または施工後に、前記溶接部を有する流体供給配管系
部品を超純水で洗浄したことを特徴とする超高純度流体
供給配管系に存在する。
【０００７】
【作用及び実施態様例】以下に本発明の作用を実施態様
例とともに説明する。
【０００８】先ず本発明の完成に至る過程で行った実験
を説明する。電解研磨されたステンレス鋼並びにその表
面を不勤態化処理されたステンレス鋼の溶接後の表面を
超純水を用いて付着金属を除去する。図２に溶接前のス
テンレス鋼表面のＸＰＳによる深さ方向組成プロファイ
ルを示す。図２中、（ａ）はＳＵＳ３１６Ｌ電解研磨表
面を示し、（ｂ）はＳＵＳ３１６Ｌ電解研磨表面に酸化
不動態処理を行ったものである。
【０００９】図３に溶接後の各表面溶接部のＸＰＳによ
る深さ方向組成プロファイルを示す。図３（ａ）は、Ｓ
ＩＵ３１６Ｌ電解研磨表面を示し、図３（ｂ）はＳＩＵ
３１６Ｌ電解研磨表面に酸化不動態処理を行った表面を
示す。溶接後の最表面から約１５〜２０Ａの深さに至る
までの領域で、特に比較的低融点で且つ蒸気圧の高いＭ
ｎが増加しているのが観測される。この結果より、溶接
処理を行うことで溶融並び金属付着により通常の表面組
成プロフイルから変化することが分かる。
【００１０】図４にステンレス鋼配管材の溶接部近傍の
付着金属と溶接部から距離の依存性について述べる。溶
接は電解研磨配管材料内表面にＡｒ＋水素ガスのバック
シールガスを流しながら行った。図４（ａ）に溶接部を
中心としてガス供給上流側（以下溶接部の上流側をーと
する。）−５ｍｍ、（ｂ）に−３ｍｍ、（ｃ）に溶接部
０ｍｍ、（ｄ）に＋３ｍｍ、（ｅ）に＋５ｍｍ、（ｆ）
に＋ｌ０ｍｍの表面のＸＰＳによる深さ方向組成プロフ
ァイルを示す。この結果を用いて特にＭｎ量に注目する
と、溶接部下流に進むに従い＋５ｍｍ（図４（ｅ））を
最大値にして下流側に付着していることが分かる。この
結果より溶接で溶融した金属ヒュームは主にバックシー
ルガスの流れに沿って溶接部に下流側に付着しているこ
とが明らかとなる。
【００１１】溶接後のステンレス鋼内表面に腐食性ガス
を流すと付着金属の剥離が発生する、その結果について
記載する。
【００１２】溶接部を含む内表面に水分濃度約ｌ．４ｐ
ｐｍの塩化水素ガスを２．５Ｋｇ／ｃｍ2で約ｌ２時間
封入し、その後超高純度Ａｒガスを用いて通ガスし溶接
部を含む表面から発生する金属元素をＳｉウェハに捕収
してＴＲ−ＸＲＦ（Total Reflection X-ray Fluoresce
nce Spectrometry）で測定した。発生金属並びに発生量
を図５に示す。（ａ）は溶接箇所２２箇所を有する電解
研磨を行ったステンレス鋼内表面、（ｂ）は溶接部の無
いステンレス鋼内表面を示す。図５（ｂ）に示す溶接部
を含まないものの表面には金属成分は検出されず、ＴＲ
−ＸＲＦの検出限界である１×１０10Ａｔｍ／ｃｍ2以
下であった。図５（ａ）に示した溶接後については、Ｆ
ｅ２．４×１０14Ａｔｍ／ｃｍ2、Ｃｒ６．５×１Ｏ11
Ａｔｍ／ｃｍ2、Ｎｉ２．３×１０l3Ａｔｍ／ｃｍ2、Ｍ
ｎｌ．５×ｌＯl2Ａｔｍ／ｃｍ2が検出された。
【００１３】この結果より剥離する金属元素はＭｎのみ
でなく配管材料を構成する主成分が剥離することが分か
る。溶接部を有するバルブにおいても同様の結果が得ら
れている。流体供給系並びに流体部品において溶接部を
有する内表面には、不純物金属の付着が認められ、これ
らが半導体装置に流入しデバイス特性の高性能化を妨げ
る要因になっていることが判明した。
【００１４】本発明は、以上の知見を基づき行ったもの
であり、溶接後に超純水で洗浄することにより不純物除
去に著しい効果があることが分かった。本発明の施工方
法を説明する一構成例を図１に示す。
【００１５】１０１，１０１’は溶接管であり、一般に
高純度流体配管系には電解研磨されたステンレス鋼また
は更にその表面に不動態化処理したステンレス鋼が用い
られる。溶接管１０１の一端は、例えばスウェジロック
（商品名）等の継ぎ手１０３及び三方弁１０２を介し、
ガス供給源１０４と超純水供給源１０５と接続されてい
る。
【００１６】先ず、三方弁１０２によりガス供給源１０
４から不活性ガスを溶接管内部に供給しながら、通常の
溶接方法、例えばタングステンイナートガス溶接、アー
クガス溶接、電子ビーム溶接、レーザービーム溶接等で
溶接管を溶接する。次ぎに三方弁１０２を切り替え、２
０〜１００℃程度の超純水を１０分〜４時間程度配管内
部に導入し、継ぎ手１０３’を介して系外に排出する。
更に、三方弁１０２を再度切り替え、ガス供給源により
高純度不活性ガスを配内に流し、配管内部の水分をパー
ジし、乾燥する。
【００１７】本発明の超純水は、比抵抗が１８ＭΩ・ｃ
ｍ以上が好ましく、また金属溶解量は、洗浄効果及び配
管の二次汚染防止に観点から、１００ｐｐｔ以下が望ま
しく、１ｐｐｔ以下がより望ましい。
【００１８】この超純水による洗浄により、溶接時に発
生するヒューム等の不純物を完全に除去することが可能
となる。従って、これら溶接部を有する配管材料を用い
てハロゲンガスを用いる半導体装置のガス供給系を製造
しても、半導体装置を汚染することはなくなる。
【００１９】本発明においては、流体供給管及び超純水
供給管１０８と流体排出管及び超純水排出管１０７は、
管の端でなく、途中に設けても良い。また、多数の配管
を接続する場合には、ブロックごとに溶接した後一度に
洗浄する、あるいは流体供給系全て溶接した後一度に超
純水洗浄しても良い。長い配管系の場合には、ブロック
ごとに溶接、洗浄、乾燥をを行い、溶接施工が終了した
配管を高清浄に保っておく方が望ましい。
【００２０】以上の例では、ステンレス鋼管の溶接につ
いて述べたが、本発明はこれらに限らず、他の材料ある
いはバルブ等の継ぎ手との溶接においても同様に適用で
きる。
【００２１】
【実施例】以下に、本発明を実施例を挙げて説明する。
【００２２】図１に示した構成の装置を用い、タングス
テンイナートガス溶接により３／８インチの電解研磨し
たステンレス管及び不動態化処理したステンレス管同士
を溶接した後、種々の温度の超純水を１時間、２５０ｃ
ｃ／ｍｉｎ流量で流して管内を洗浄した。ここで、用い
た超純水中の金属溶解量は、１０ｐｐｔであり、比抵抗
は１８．２ＭΩ・ｃｍであった。
【００２３】図３で記載したように付着金属量が一番多
い溶接部下流側＋５ｍｍにおいて、各温度での洗浄後の
各表面溶接部のＸＰＳによる深さ方向組成プロファイル
を調査した。その結果を図６に示す。図において、
（ａ）は８０℃、（ｂ）は６０℃、（ｃ）は４０℃の超
純水で洗浄した後のＸＰＳによる深さ方向組成プロファ
イルである。
【００２４】図から明らかなように、８０℃及び６０℃
の結果では図２に示した未溶接表面と同等にまで洗浄さ
れていることが分かる。また４０℃の結果では、最表面
部において未溶接表面と比較した場合まだ若干Ｍｎの量
が残っていることが分かる。また、洗浄時間を変化させ
た実験から、４０℃においては３時間程度の洗浄が必要
であることが分かっている。
【００２５】次ぎに、電解研磨したステンレス管を２２
箇所溶接し、４０℃の超純水を３時間２５０ｃｃ／ｍｉ
ｎの流量で流した後、溶接内表面から水分を除去するた
めに超高純度Ａｒガス（水分濃度５０ｐｐｔ）を流し
た。この水分の除去された溶接部を含む内表面に水分濃
度約ｌ．４ｐｐｍの塩化水素ガスを２．５Ｋｇ／ｃｍ2
で約ｌ２時間封入し、その後超高純度Ａｒガスを用いて
通ガスして溶接部を含む表面から発生する金属元素をＳ
ｉウェハに捕収しＴＲ−ＸＲＦで測定した。
【００２６】発生金属並びに発生量を図５（ｃ）に示
す。図５（ｂ）に示す溶接部を含まないものの表面と同
様、ＴＲ−ＸＲＦの検出限界である１×１０10Ａｔｍ／
ｃｍ2以下であり、金属成分は検出されなかった。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明により、溶
接時に溶融部から発生し、溶接部表面近傍に再付着した
金属ヒュームを完全に除去できるため、これら付着金属
による半導体装置の汚染を防ぐことが可能となる。その
結果、超高清浄装置及び真空装置等の流体供給系を提供
することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の施工方法を説明する一構成例を示す
図。
【図２】ステンレス鋼管内表面のＸＰＳによる深さ方向
組成プロフィールを示す図。 （ａ）ＳＵＳ３１６Ｌを電解研磨した管。 （ｂ）ＳＵＳ３１６Ｌを電解研磨後、酸化不動態処理し
た管。
【図３】ステンレス鋼管の溶接部のＸＰＳによる深さ方
向組成プロフィールを示す図。 （ａ）ＳＵＳ３１６Ｌを電解研磨した管。 （ｂ）ＳＵＳ３１６Ｌを電解研磨後、酸化不動態処理し
た管。
【図４】ステンレス鋼管の溶接部近傍の付着金属の深さ
方向組成プロフィールと溶接部からの距離の関係を示す
図。 （ａ）上流側 ５ｍｍ （ｂ）上流側 ３ｍｍ （ｃ）溶接部 （ｄ）下流側 ３ｍｍ （ｅ）下流側 ５ｍｍ （ｆ）下流側 １０ｍｍ
【図５】配管内部から発生する金属元素のＴＲ−ＸＲＦ
スペクトル。 （ａ）溶接後の配管 （ｂ）溶接未施工の配管 （ｃ）溶接後、超純水洗浄した配管。
【図６】超純水洗浄後の配管内部のＸＰＳによる深さ方
向組成プロフィールを示す図。 （ａ）８０℃ （ｂ）５０℃ （ｃ）４０℃
【図７】従来の流体供給配管系施工方法を示す図。
【符号の説明】 １０１，１０１’ 溶接管、 １０２ 三方弁、 １０３、１０３’ 継ぎ手、 １０４ ガス供給源、 １０５ 超純水供給源、 １０６ 溶接部、 １０７ 超純水排出管、 １０８ 超純水供給管、 ７０１ タングステン電極、 ７０２ 溶接管、 ７０３ 溶接部、 ７０４ 金属ヒューム、 ７０５ 付着金属。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 溶接部を有する超高純度ガス供給配管系
    の施工方法において、少なくとも被溶接部材内に不活性
    ガスまたはバックシールガスを流しながら前記被溶接部
    材を溶接し、溶接後に前記被溶接部材内に超純水を流
    し、溶接により前記被溶接部材内に付着した金属ヒュー
    ムを超純水により洗浄除去することを特徴とする超高純
    度ガス供給配管系の施工方法。
  2. 【請求項２】 超高純度ガス供給配管系の施工前、施工
    中または施工後に、前記超高純度ガス供給配管系に組み
    込まれるまたは組み込まれた溶接部を有するガス供給配
    管系部品を超純水で洗浄し、前記部品内に付着した金属
    ヒュームを洗浄除去することを特徴とする超高純度ガス
    供給配管系の施工方法。
  3. 【請求項３】 複数の被溶接部材を順次、溶接により接
    続し、前記超高純度ガス供給配管系全ての接続が終了し
    た段階で、ガス供給源出口よりガス供給配管系の末端ま
    で超純水を流し、前記超高純度ガス供給配管系内表面に
    付着した金属ヒュームを洗浄除去することを特徴とする
    請求項１記載の超高純度ガス供給配管系の施工方法。
  4. 【請求項４】 前記不活性ガスは、Ａｒガスまたは窒素
    ガスであることを特徴とする請求項１または３に記載の
    超高純度ガス供給配管系の施工方法。
  5. 【請求項５】 前記バックシールガスは、Ａｒガスに水
    素ガスを添加したものである請求項１または３に記載の
    超高純度ガス供給配管系の施工方法。
  6. 【請求項６】 超純水による被溶接部材を洗浄した後、
    窒素ガスにより配管に付着した水分を除去することを特
    徴とする請求項１及至５のいずれか１項に記載の超高純
    度ガス供給配管系施工方法。
  7. 【請求項７】 前記超純水の水質は、比抵抗１８ＭΩ・
    ｃｍ以上、含有金属量１００ｐｐｔ以下であることを特
    徴とする請求項ｌ乃至６のいずれか１項に記載の超高純
    度ガス供給配管系施工方法。
  8. 【請求項８】 溶接部を有するガス供給配管系部品で構
    成される超高純度ガス供給配管系であって、前記超高純
    度ガス供給配管系の施工前、施工中または施工後に、前
    記溶接部を有するガス供給配管系部品を超純水で洗浄し
    たことを特徴とする超高純度ガス供給配管系。
  9. 【請求項９】 前記超高純度ガス供給系は、ハロゲン系
    ガス供給系であることを特徴とする請求項８に記載の超
    高純度ガス供給系。
  10. 【請求項１０】 前記超純水の水質は、比抵抗１８ＭΩ
    ・ｃｍ以上、含有金属量１００ｐｐｔ以下であることを
    特徴とする請求項８または９に記載の超高純度ガス供給
    配管系。
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