(57)【要約】【課題】低流量あるいは低流速においても高脱気性能を有する気体透過性チューブ及び該チューブを備えた脱気モジュールを提供すること。【解決手段】気体透過性チューブ１０は、当該チューブ断面形状が少なくとも１つ以上の凹部１１を有する異形に形成されている。これにより、気体透過性チューブの一部に単純な凹みが形成されるのみであるため、従来のようにチューブ全体を偏平させる場合と比べて気体透過性チューブのキンクが起こり難くなる。このため、気体透過性チューブ内部の液体に溶存する気体成分が気体透過性チューブの内壁に到達する距離を従来よりも小さくすることができるので、気体成分が気体透過性チューブの内壁に吸着する機会が増え、低流量あるいは低流速で気体成分の拡散が起き難い場合においても効率良い脱気が可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を流れる液体に溶存する気体成分の透過が可能な気体透過性チューブであって、
当該チューブ断面形状が少なくとも１つ以上の凹部を有する異形に形成されていることを特徴とする気体透過性チューブ。
【請求項２】
前記チューブ断面形状が、２つの対向する凹部を有する亜鈴状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の気体透過性チューブ。
【請求項３】
脱気装置の減圧チャンバ内に収納される脱気モジュールであって、
請求項１又は２に記載の気体透過性チューブを螺旋状に周回させて構成したことを特徴とする脱気モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部を流れる液体に溶存する気体成分の透過が可能な気体透過性チューブ及び脱気装置の減圧チャンバ内に収納される脱気モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体分野や分析用途においては、使用される液体に溶存する気体成分が製造の歩留まりや分析結果に悪影響を及ぼすため、脱気装置により気体成分を除去する必要がある。脱気装置は、細管状に成形したチューブの内部に液体を流し、その外部を減圧することによって、上記気体成分を選択的除去するようになっている。すなわち、気体成分がチューブの内壁に吸着し、チューブを透過することにより脱気が達成される。よって、気体成分がチューブの内壁に吸着する機会が多いほど、効率良い脱気が可能となる。
【０００３】
しかしながら、例えば低流量あるいは低流速で液体を流す場合には、チューブ内部の液体に溶存する気体成分の拡散が十分ではないため、効率良い脱気が行われ難いという問題があった。この問題に対して特許文献１には、チューブ全体を偏平させることでチューブ断面積／チューブ周長を小さくし、低流量で気体成分の拡散が起き難い場合においても、結果として効率良い脱気が可能であることが提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２７５２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記技術では、大きな脱気効率を得るためにチューブを過度に偏平させた場合、チューブのキンクが起こり易くなる。このため、得られる脱気効率には限界があり、特に、高精度で脱気された液体を必要とする装置、例えば、半導体ウエハへのフォトレジスト等の塗布装置や現像装置、液晶製造装置等の脱気装置には適用困難となるおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記のような種々の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、低流量あるいは低流速においても高脱気性能を有する気体透過性チューブ及び該チューブを備えた脱気モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的達成のため、本発明の気体透過性チューブでは、内部を流れる液体に溶存する気体の透過が可能な気体透過性チューブであって、当該チューブ断面形状が少なくとも１つ以上の凹部を有する異形に形成されていることを特徴としている。
これにより、気体透過性チューブの一部に単純な凹みが形成されるのみであるため、従来のようにチューブ全体を偏平させる場合と比べて気体透過性チューブのキンクが起こり難くなる。このため、気体透過性チューブ内部の液体に溶存する気体成分が気体透過性チューブの内壁に到達する距離を従来よりも小さくすることができるので、気体成分が気体透過性チューブの内壁に吸着する機会が増え、低流量あるいは低流速で気体成分の拡散が起き難い場合においても効率良い脱気が可能となる。特に、前記チューブ断面形状を、２つの対向する凹部を有する亜鈴状に形成することが好ましい。
【０００８】
上記目的達成のため、本発明の脱気モジュールでは、脱気装置の減圧チャンバ内に収納される脱気モジュールであって、上記各気体透過性チューブを螺旋状に周回させて構成したことを特徴としている。これにより、低流量あるいは低流速においても高脱気性能を有すると共にコンパクトな脱気装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。尚、以下に説明する実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の成立に必須であるとは限らない。
【００１０】
図１は、本発明の気体透過性チューブの実施形態を示す斜視図、図２は、図１の気体透過性チューブと従来のチューブの作用効果を比較説明するための図である。
図１に示すように、気体透過性チューブ１０は、チューブ断面形状が凹部１１を有する異形となるように形成されている。すなわち、チューブ断面形状が２つの対向する凹部１１を有する亜鈴状に形成されている。この気体透過性チューブ１０は、脱気装置の減圧チャンバ内に収納されてチューブ内部を流れる液体の脱気用のチューブとして使用される。すなわち、減圧チャンバ内の減圧により液体に溶存している気体成分を内壁に吸着させ該壁を透過させて外部へ除去する。
【００１１】
このように、気体透過性チューブ１０の一部に単純な凹みが形成されるのみであるため、従来のようにチューブ全体を偏平させる場合と比べて気体透過性チューブ１０のキンクが起こり難くなる。このため、偏平チューブのチューブ断面形状である楕円の短径よりもさらに短い内壁間距離を有するチューブ断面形状の気体透過性チューブ１０とすることができる。このような気体透過性チューブ１０としては、液体に対して不活性であって気体成分の透過性を有する材質、例えばフッ素系の樹脂で形成されている。
【００１２】
図２には、本実施形態の気体透過性チューブ１０の断面（図示実線）と、従来の偏平チューブ１の断面（図示破線）と、従来の円形チューブ２の断面（図示一点鎖線）を合わせて示す。気体透過性チューブ１０の空間部の長径をＥ、同じく凹部１１間の距離をａ、同じく凹部１１両側の凸部１２間の距離をｂとし、偏平チューブ１の空間部の長径をＥ、同じく短径をｃとし、円形チューブ２の空間部の直径をＤとする。なお、気体透過性チューブ１０、偏平チューブ１及び円形チューブ２の外周長は同一としている。
【００１３】
各チューブ１０，１，２の内部には液体が流れているとして、例えば中心点ｚに液体に溶存している気体成分が位置しているときを考える。この場合、該気体成分が気体透過性チューブ１０の内壁に吸着する最長距離は、気体透過性チューブ１０及び偏平チューブ１は共にＥ／２となり同一であるが、円形チューブ２はＤ／２となり、Ｅ／２＞Ｄ／２であることから、該気体成分が気体透過性チューブ１０及び偏平チューブ１の内壁に吸着する距離Ｅ／２が最長となる。一方、該気体成分が気体透過性チューブ１０の内壁に吸着する最短距離はａ／２、偏平チューブ１の内壁に吸着する最短距離はｂ／２、円形チューブ２の内壁に吸着する最短距離はＤ／２となり、ａ／２＜ｂ／２＜Ｄ／２であることから該気体成分が気体透過性チューブ１０の内壁に吸着する距離ａ／２が最短となる。
【００１４】
このように、気体透過性チューブ１０のチューブ断面形状が凹部１１を有する異形となるように形成することにより、チューブ内部の液体に溶存する気体成分が気体透過性チューブ１０の内壁に到達する距離を従来のチューブ１，２よりも小さくすることができ、さらに気体透過性チューブ１０の内壁の面積は変わらず断面積は小さくなるので、気体成分が気体透過性チューブ１０の内壁に吸着する機会が増えることになる。このため、例えば低流量で液体を流す場合であっても効率良い脱気が可能となる。特に、半導体分野や分析用途において使用される液体に溶存する気体成分を効果的に脱気できるため製造の歩留まりや分析結果を良好なものとすることができる。
【００１５】
このような凹部１１を有する異形の断面形状の気体透過性チューブ１０は、該異形の押出し口を有する押出し成形用金型により熱間押出し成形することができる。また、通常の円形の押出し口を有する押出し成形用金型の先方にローラや爪を配置し凹部を形成しながら、ヒートセット等の工程を経ることにより、円形断面に熱間押出し成形しながら凹部１１断面も成形することができる。
【００１６】
図３は、本実施形態の気体透過性チューブと、従来の偏平チューブ及び円形チューブを作製して行った脱気性能評価試験装置を示す図、図４は、その脱気性能評価試験結果を示す図である。
ここで、各チューブ１０，１，２の材質は、パーフルオロ−２，２−ジメチル−１，３−ジオキソール共重合体（型番ＡＦ１６００、デュポン社製）である。まず、比較例として、円形チューブ２を溶融成形（ダイ温度３００°Ｃ）により内径０．４５ｍｍ、外径０．６０ｍｍ、肉厚０．０７５ｍｍとなるように成形した。次に、他の比較例として、偏平チューブ１を成形する際、上記した円形チューブ２を上下方向から一対のローラで挟んで変形させると共に、この変形チューブを８０°Ｃ〜１６０°Ｃでヒートセットすることにより、変形チューブ両端側に半径０．１ｍｍのＲを有する偏平チューブを成形した。次に、本発明の実施例として、気体透過性チューブ１０を成形するにあたり、上述した偏平チューブ１を、略その中央部にて、上下方向から少なくとも一つのローラで押圧して偏平チューブ１の中央部にて凹部を形成し、この凹部が形成されたチューブを８０°Ｃ〜１６０°Ｃでヒートセットすることにより、このチューブの両端側に半径０．１ｍｍのＲを有する気体透過性チューブ１０を成形した。
【００１７】
なお、試験に用いた気体透過性チューブ１０の長径Ｅは０．６０ｍｍ、凹部１１間の距離ａは０．０４ｍｍ、凸部１２間の距離ｂは０．１７ｍｍ、偏平チューブ１の長径Ｅは０．６０ｍｍ、短径ｃは０．２５ｍｍ、円形チューブ２の直径Ｄは０．４５ｍｍである。
【００１８】
上記３種類のチューブ１０，１，２を長さ３５０ｍｍに切断し、両端にコネクタを接続した。そして、チューブ１０，１又は２を真空容器２１内に設置し、真空容器２１内を真空ポンプ２２により５０Ｔｏｒｒまで減圧しながら、バブリング装置２３により８．１ｍｇ／ｌ（２５°Ｃ）の飽和溶存酸素量にした水槽２４内の精製水を０．２ｍｌ／ｍｉｎ、０．５ｍｌ／ｍｉｎ、１．０ｍｌ／ｍｉｎ、１．５ｍｌ／ｍｉｎ、２．Ｏｍｌ／ｍｉｎの流速で定量ポンプ２５によりチューブ１０，１又は２内に流し脱気を行った。そして、脱気後の精製水の溶存酸素量を蛍光式酸素計（型番ＦＯ−９６０、株式会社オートマチックシステムリサーチ社製）２６で測定した。
【００１９】
この結果、図４に示されるように、精製水内の溶存酸素量を８．１ｍｇ／ｌから２．５ｍｇ／ｌに脱気することができる最大流量は、円形チューブ２では０．５ｍｌ／ｍｉｎ、偏平チューブ１では０．８ｍｌ／ｍｉｎに対し、気体透過性チューブ（異形チューブ）１０では１．４ｍｌ／ｍｉｎと２倍から３倍に増大した。このことにより、同じ流速で必要とされるチューブ長は円形チューブ２や偏平チューブ１と比べて気体透過性チューブ１０では大幅に短くなり、気体透過性チューブ１０が適用される脱気装置を小型化させることが可能となる。
【００２０】
図５は、本実施形態の気体透過性チューブが適用される脱気装置の概略断面図である。
この脱気装置１００は、減圧チャンバ１０１及び多数本の気体透過性チューブが束ねられて構成される脱気モジュール１０２を備えている。減圧チャンバ１０１は、真空引き口１０３、液体流入口１０４、液体排出口１０５を有しており、さらに、脱気モジュール１０２を液体流入口１０４、液体排出口１０５に接続するための袋ナット１０６、Ｏリング１０７が取り付けられている。そして、脱気モジュール１０２は、減圧チャンバ１０１内部に螺旋状に周回（コイル形状に巻回）された状態で収納されている。
【００２１】
脱気モジュール１０２は、単位容積当たりの膜面積を広くするために多数本の気体透過性チューブ１０の集合体であり、当該集合体の両端部に当たるモジュール端部１０２ａでは、多数本の気体透過性チューブ１０を熱溶着によって溶着している。そして、脱気モジュール１０２は、両端部では溶着されて位置が変更されない態様となっており、その他の部分では自由に移動することが可能な態様となっている。これにより、低流量あるいは低流速においても高脱気性能を有する脱気装置１００を構成することができる。
【００２２】
以上のように、本実施形態の気体透過性チューブ１０によれば、当該チューブの一部に単純な凹みを形成した亜鈴状に形成されているので、従来のようにチューブ全体を偏平させる場合と比べてキンクが起こり難くなり、チューブ内部の液体に溶存する気体成分がチューブ内壁に到達する距離を従来よりも小さくすることができる。このため、気体成分が気体透過性チューブ１０の内壁に吸着する機会が増え、低流量あるいは低流速で気体成分の拡散が起き難い場合においても効率良い脱気が可能となる。
【００２３】
なお、上述した実施形態では、気体透過性チューブ１０のチューブ断面形状が２つの対向する凹部１１を有する亜鈴状となるように形成したが、これに限定されるものではなく、少なくとも１つ以上の凹部を有する異形に形成すれば良い。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明の気体透過性チューブは、脱気された液体を必要とする機器であれば、どのような機器でも適用可能である。例えば、半導体ウエハへのフォトレジスト等の塗布装置や現像装置、液晶製造装置に使用される液体の脱気装置にも適用可能である。特に、高精度の脱気性能を必要とする機器に適用した場合に大きな効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の気体透過性チューブの実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１の気体透過性チューブと従来のチューブの作用効果を比較説明するための図である。
【図３】本実施形態の気体透過性チューブと、従来の偏平チューブ及び円形チューブを作製して行った脱気性能評価試験装置を示す図である。
【図４】脱気性能評価試験結果を示す図である。
【図５】本実施形態の気体透過性チューブが適用される脱気装置の概略断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０  気体透過性チューブ、１１  凹部、２１  真空容器、２２  真空ポンプ、２３  バブリング装置、２４  水槽、２５  定量ポンプ、
２６  蛍光式酸素計、１００  脱気装置、１０２  脱気モジュール
【図１】
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【図２】
2009195833.tif 000004
【図３】
2009195833.tif 000005
【図４】
2009195833.tif 000006
【図５】
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