专利名称：树脂管的制作方法
技术领域：
本申请涉及树脂管，其不但用于诸如超纯水(UPW)或化学溶液等 液体的运输管线而且还用于暴露于诸如氢氟酸等化学溶液的恶劣环境 中。
背景技术：
通常，在半导体器件、液晶显示器件或与其相类似的器件的制造 中，通常通过树脂管传输和供给超纯水(UPW，包括包含氢或臭氧的超 纯水，即所谓的氢水(hydrogen water)或臭氧水(ozone water))以及各种 化学溶液等。超纯水被用于半导体器件或相类似的器件制造的各种过程 中。这是因为，如果在清洗过程中使用的水或与其相类似的物质包括大 量的溶解氧形式的氧，由于所述溶解氧的存在，自然氧化物薄膜被形 成。然而，目前已经指出，即使使用超纯水，也同样地形成自然氧化物 薄膜。因此已经尝试完全除去包含在超纯水中的氧、粒子以及金属成 分。
例如，在使用硅衬底制造半导体器件的过程中，如果氧和水共存， 那么会在硅表面上形成自然氧化物(SiOx)薄膜。尤其是，已经指出， 如果氧包含在水溶液中，那么所述硅表面被氧化和蚀刻，从而导致了表 面微观粗糙度的增加。
近些年来，由于与硅的(100)晶面相比，对于PMOSFET具有大的 电流驱动能力，硅的(110)晶面的使用已经给予了注意。然而，与硅的 (100)晶面相比，硅的(110)晶面在包含有氧的水溶液中被更严重或
3更快地蚀刻。相应地，当使用所述水溶液通过湿法清洗(方法)清洗硅 的表面时，必需防止氧被混入到水溶液中。
日本未审查专利申请公开(JP-A) NO.2006-112507 (专利文件1) 揭示了作为在半导体制造设备、液晶制造设备、或相类似的设备中使用 的管子的包括两种相互层叠的氟树脂层的氟树脂双管。在专利文件1揭 示的氟树脂双管包括内层管和外层管。所述内层管由具有极好的抗腐蚀 性和耐化学性的氟树脂(例如，四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚的共聚物 (PFA)，四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)或四氟乙烯-乙烯共聚物 (ETFE)形成。另一方面，所述外层管由能够抑制气体渗透或透过的氟 树脂(例如聚偏二氟乙烯，(PVDF)形成。所述内层管和外层管熔融结 合在一起。
在专利文件1中揭示的氟树脂双管具有很好的抗腐蚀性、耐化学性 和不透气性。另外，所述内层管和外层管能被牢固地结合在一起。
在对应于美国专利2007-231523 Al的日本未审查专利申请公开NO. 2007-292292 (专利文件2)中，本发明人之前提出了包括PFA的内层和 尼龙的外层的树脂管。
发明内容
专利文件1揭示了所述氟树脂双管，其中，在内层管和外层管之间 的剥离强度是3.0N/m或更大。另外，专利文件l限定了氧渗透性和氧渗 透系数且指出可降低氧渗透性和氧渗透系数。
专利文件1描述了具有PFA层和PVDF层分别作内层和外层的氟树 脂双管，当在这些层之间没有施加亲水处理和施加亲水处理时，该氟树 脂双管分别地显示出0.135禾Q 0.025 (gmms-mil/100in2-24hratm)的氧渗 透系数。
然而，如在专利文件1中揭示的包括用作外层的PVDF管子的氟树 脂双管在下述的方面是不利的。因为PVDF不具有挠性，所以该氟树脂 双管不适合用作被弯曲成各种形状的管子，尽管它适合用作直管。
另一方面，专利文件2揭示了具有在半导体制造设备、液晶制造设 备以及相类似的设备中必需的氧气渗透性、氧渗透系数以及挠性的树脂管。所述树脂管适合用于液体诸如超纯水(UPW)或化学溶液的液体传 输管线。在此处所指出的，在半导体制造设备、液晶制造设备以及相类 似的设备中由树脂管构建的液体传输管线可被设置在暴露于诸如氢氟酸 的化学溶液的环境中。在专利文件2中揭示的树脂管的不利之处在于， 如果在这样的环境中使用，形成外层的尼龙对诸如氢氟酸等一些种类的 化学品是没有抵抗性的且可能依据所述化学品可能被洗提出去。
本发明的一个目的是提供可在暴露于各种化学品的环境中使用的树 脂管。
本发明的另一个目的是提供一种树脂管，该树脂管具有在半导体制 造设备、液晶制造设备等中必需的氧渗透性、氧渗透系数和挠性，并且 也具有耐腐蚀性。
本发明的再另一个目的是提供一种树脂管，所述树脂管能够维持不
大于5X106 (分子'cm/cm2'secrPa)的氧渗透系数，以获得10ppb或更少
的溶解氧量。
根据本发明的一个方面，提供一种树脂管，该树脂管包括由氟树脂 形成的内层、形成在内层上且由尼龙形成的中间层、形成在中间层上且 由氟树脂形成的最外层。
在上述的树脂管中，所述内层的氟树脂与最外层的氟树脂可以相同。
在上述的树脂管中，形成所述内层和最外层的氟树脂可以是四氟乙
烯-全氟垸基乙烯基醚共聚物树脂PFA)。
在上述的树脂管中，形成中间层的尼龙可以是尼龙6。 在上述的树脂管中，形成中间层的尼龙可以是尼龙6和尼龙12的共聚物。
在上述的树脂管中，可以通过粘结层将所述内层和中间层相互粘结。
在上述的树脂管中，所述粘结层可以包括氟基粘结层。 在上述的树脂管中，所述形成最外层的氟树脂可以直接覆盖尼龙的 中间层，而不使用粘结剂。
根据本发明的所述树脂管的优点在于，即使暴露于氢氟酸或相类似的恶劣环境中，管的材料不会被洗提出去，并且对诸如超纯水等在其中 传输的液体没有影响。也就是，根据本发明的树脂管适合于抑制在环境 中存在的诸如氢氟酸的化学溶液的渗透，并且抑制从树脂管内侧至树脂 管外侧的液体的渗透。
图1是根据本发明的一个实施例，用于描述树脂管的横截面视图2是用于描述制造在图1中示出的树脂管的方法的视图3是根据本发明描述用于测量树脂管的性能的测量系统的视图。
具体实施例方式
参见图1，根据本发明的一个实施例的树脂管10具有4层结构。在 图中示出的树脂管IO包括由氟树脂形成的内层12、由尼龙形成的中间层 14、在内层12和中间层14之间插入的粘结层16，以及由氟树脂形成的 最外层18。
理想地，形成树脂管10的内层12的氟树脂是PFA (四氟乙烯-全氟 烷基乙烯基醚共聚物)，形成最外层18的氟树脂也是PFA。形成中间层 14的尼龙被期望地是尼龙6或尼龙6和尼龙12的共聚物。另外，优选地 由氟基粘结剂形成粘结层16。
根据一个具体例子，树脂管10包括由PFA形成的且具有0.2mm的 厚度的内层12、由氟基粘结剂形成的且具有O.lmm的厚度的粘结层16、 由尼龙形成的且具有0.7mm厚度的中间层14以及由PFA形成且具有 O.lmm厚度的最外层18。
因此，内层12由对超纯水、各种化学溶液以及各种气体不活泼的且 具有极好的耐久性的PFA形成。另一方面，最外层18也由PFA形成。 在这种结构下，即使树脂管10被放置在暴露于诸如氢氟酸等化学溶液的 恶劣环境中，最外层18也不会被所述化学溶液腐蚀和内层12也不会被 在其内部传输的化学溶液腐蚀。
通过粘结层16粘结尼龙的中间层14至PFA的内层12上。这使得 降低氧从所述外部传送至树脂管10内的氧渗透性和氧渗透系数成为可在示出的例子中，PFA的最外层18直接覆盖在中间层14上，而没 有使用粘结剂。
参见图2，对在图1中示出的四层结构的树脂管10的制造方法进行 了描述。在这里呈现出的三层结构的树脂管20包括内层12、粘结层16 以及中间层14，该树脂管20已经通过使用通常的技术被制造出来。三层 树脂管20由在图2中示出的十字头模具22的后部被进料，且沿着在图 中箭头(即右侧)标出的进料方向被朝前拉。
另一方面，把氟树脂(在此处，PFA)供给十字头模具22，所述氟 树脂沿着垂直于所述进料方向的方向穿过喷嘴24被挤出以产生PFA管子 26。通过挤出形成的PFA管子26与树脂管20 —起沿着所述进料方面被 拉出来。因此，用PFA层覆盖树脂管20。结果，获得了在图l中示出的 包括最外层18的四层结构的树脂管10。
接下来参见图3，对根据本发明用于测量树脂管的渗透系数的测量 系统进行了描述。如图3所示，向用作样品管30的四层结构的树脂管供 给通过除气过滤器(未示出)的超纯水UPW (巳除气的UPW)。在己 示出的测量系统中，渗透到样品管30中的气体正比于在气体和样品管30 之间的接触面积和接触时间、压力以及温度，并且反比于样品管30的厚 度。因此，根据下述的公式(1)计算所述渗透系数(在单位时间、单位 压力以及单位厚度上的渗透)。
渗透系数(分子.厘米)/ (厘米2*秒'帕)
=(被渗透的物质的量X样品的厚度)/ (样品的面积X接触时间X 压力差) (1)
在此处，所述压力差是在样品相对侧上的被渗透的物质的压力差。
作为使用在图3中示出的测量系统进行测量的结果，发现根据本发 明的四层结构的树脂管有1.3X105 (分子'厘米)/ (厘米、秒'帕)的 氧渗透系数，其等于没有最外层的三层结构的树脂管的氧渗透系数。还 发现经过24小时之后溶解氧的浓度是0.6ppb或更小。
在上述的实施例中，对包括尼龙和PFA的组合的管子进行了描述。 然而，将尼龙或PVDF与不同类型的氟树脂(例如ETFE、 PTFE、 PVDC
7或FEP)组合是可能的。在这种情况下，抗碱性水溶液、酸性水溶液、 中性水溶液或有机溶剂的材料优选地用作内层。
根据本发明的树脂管不但适用于容器之间的管子，而且还适用于半 导体制造设备、液晶制造设备或相类似的设备中使用的各种管子以及被 放置于暴露于化学溶液的环境中的管子。所述管子不总是被限制于化学 溶液供应管子和超纯水传输管子，而是可能被应用于在半导体制造设备 和相类似的设备中使用的任何其它的管子。
尽管本发明到此为止已经结合示例性的实施例对其进行了描述，然 而对于本领域的技术人员以各种其它的方式将本发明用于实际中也是很 有可能的。
权利要求
1. 一种树脂管，该树脂管包括由氟树脂形成的内层、形成在所述内层上且由尼龙形成的中间层、以及形成在所述中间层上且由氟树脂形成的最外层。
2. 根据权利要求1所述的树脂管，其特征在于所述内层的氟树 脂与所述最外层的氟树脂相同。
3. 根据权利要求2所述的树脂管，其特征在于形成所述内层和所述最外层的氟树脂是四氟乙烯-全氟垸基乙烯基醚共聚物树脂(PFA)。
4. 根据权利要求1所述的树脂管，其特征在于形成所述中间层 的尼龙是尼龙6。
5. 根据权利要求1所述的树脂管，其特征在于形成所述中间层的尼龙是尼龙6和尼龙12的共聚物。
6. 根据权利要求1所述的树脂管，其特征在于通过粘结层将所 述内层和所述中间层相互粘结。
7. 根据权利要求6所述的树脂管，其特征在于所述粘结层包括 氟基粘结层。
8. 根据权利要求1所述的树脂管，其特征在于形成所述最外层 的所述氟树脂直接覆盖尼龙的中间层，而不使用粘结剂。
全文摘要
一种树脂管具有由氟树脂形成的内层、尼龙的中间层以及由氟树脂形成的且覆盖所述中间层的最外层。
文档编号F16L11/04GK101469794SQ20081018472
公开日2009年7月1日 申请日期2008年12月29日 优先权日2007年12月28日
发明者伏见圭太, 大见忠弘, 宫下雅之, 寺本章伸, 山中二朗, 西冈群晴 申请人:国立大学法人东北大学;霓佳斯股份有限公司;斯特拉化工公司;宇部兴产株式会社