(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体に設けた流入口から流入する被処理流体を濾過部により濾過して流出口から流出させるフィルター装置であって、
前記流入口と流出口とは前記基体の一面に設けられるとともに、前記濾過部は、前記流入口に通じる流入路の終端と、前記流出口に通じる流出路の始端とが開口し基体の他面に凹設された濾過室と、前記濾過室において前記終端と始端との間の流路に介在するフィルター部材と、前記濾過室を封止する天板とからなり、
かつこの天板は、前記濾過室と同径であって該濾過室に挿入されるとともに、
フィルター部材は、濾過室の壁面から突出する壁段部と前記天板の周縁部との間で挟圧されることにより機械的にシールされ、
しかも天板はその挿入後に基体と溶接することによって固定されることを特徴とするフィルター装置。
【請求項２】
基体に設けた流入口から流入する被処理流体を濾過部により濾過して流出口から流出させるフィルター装置であって、
前記流入口と流出口とは前記基体の一面に設けられるとともに、前記濾過部は、前記流入口に通じる流入路の終端と、前記流出口に通じる流出路の始端とが開口し基体の他面に凹設された濾過室と、前記濾過室において前記終端と始端との間の流路に介在するフィルター部材と、前記濾過室を封止する天板とからなり、
かつこの天板は、前記濾過室と同径であって該濾過室に挿入しうるとともに、
前記フィルター部材は、濾材と、この濾材の外周部上下方向から押圧し外周で溶着されシールする２つのリング体とを有するセット体からなり、このセット体を濾過室に装着し、
しかも天板はその挿入後に基体と溶接することによって固定されることを特徴とするフィルター装置。
【請求項３】
前記天板は、その上面が前記基体の前記他面と揃うことを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルター装置。
【請求項４】
前記フィルター部材４は、多孔質支持体の濾過下流側の面に微細粒子からなる微細層を設けて焼結一体化した積層濾材であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフィルター装置。
【請求項５】
前記基体は、該基体をボルト止めするボルトが通るボルト孔を具えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のフィルター装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体製造装置のガス供給系路などで使用される高純度ガスなどに好適に使用しうるフィルター装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば半導体製造装置において、プロセスガス、不活性ガスなどのガスを供給するためのガス供給系路は、低コスト化、メンテナンス性、高性能化はもとより、耐久性、取扱性などの要求性能が高まり、濾材の材質、構成、形状、形態など、使用目的に応じて多くの品種のものが採用される。
【０００３】
例えば図６は、一対の配管Ｂ、Ｃ間に介在させて用いるガス用フィルター装置Ａを示し、両側には配管Ｂ、Ｃにジョイント接続するためのネジ部Ｄ、Ｅが形成される。
【０００４】
なおこのフィルター装置Ａは、全体をハウジングＧによって囲まれ前記配管Ｂに接続された流入口Ｄ１から送られる例えば前記したガスである被処理流体をその途中に設けたフィルター部材Ｆによって濾過処理し、清浄流体を流出口Ｅ１をへて前記配管Ｃに送り出されるように構成されている。
【０００５】
また例えばバルブ、レギュレータ、フィルター部材などのガス供給系路用の各部材をモジュール化してユニットに集積し装置の小スペース化、保守性などを向上した集積化ガス供給システムがあり、このシステムのためのフィルター装置として、図７に示すように、基体Ｈの一面に流入口Ｄ１、流出口Ｅ１を設け、他面に立上げたハウジングキャップＫ内に収容した筒状乃至キャップ状のフィルター部材Ｆによって濾過し、これによって被処理流体をＵ字状に流過させるフィルター装置がときに用いられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前記図６に示すフィルター装置Ａにあっては、両側即ち互いに反対側にある流入口Ｄ１と流出口Ｅ１をそれぞれ配管Ｂ、Ｃに接続するようにしていることから、メンテナンスのために取外し取付けを行うときには、フィルター装置が超精密部品であることも関連して複雑かつ慎重な操作と高い技術とが必要であった。
【０００７】
しかも、図６のようなフィルター装置Ａは所定の濾過面積を備える必要から太径となり、したがって配管自体の間隔も小にはなしえず系路の小型化が困難であった。
【０００８】
一方、後者の図７のようなフィルター装置Ａにあっては、ハウジングキャップＫの立上げ高さが大きいために誤って損傷させやすく、また被処理流体もハウジング内をＵ字状に迂回させる構造であることからガス供給系路に残留するガスをバージ、いわゆるガス置換するガス置換性に劣り、ガスの滞留などが発生しやすいという問題があった。
【０００９】
又図７に示すフィルター装置Ａにおいては、基体ＨにはヒータＬが配される。このヒータＬは、フィルター装置Ａを、例えば２００℃に予め加熱することによって、被処理流体が例えばＴＥＯＳガスなどの液化ガスの場合であっても、液化を確実に防いでガス状態において濾過処理することも意図している。しかしながら、この図７のフィルター装置Ａのように、基体Ｈからの立上げ高さが大きいハウジングキャップＫ内にフィルター部材Ｆを収容したものでは、ヒータＬによって基体Ｈを加熱しうるものの、フィルター部材Ｆまでは伝熱されにくく、従って充分加熱されないときには、一旦ガス化した被処理流体が液化する恐れもあり、円滑な処理を困難にする。
【００１０】
本発明はフィルター部材の保護性、フィルター特性、メンテナンス性に優れかつ伝熱性も良好なフィルター装置の提供を目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、基体に設けた流入口から流入する被処理流体を濾過部により濾過して流出口から流出させるフィルター装置であって、前記流入口と流出口とは前記基体の一面に設けられるとともに、前記濾過部は、前記流入口に通じる流入路の終端と、前記流出口に通じる流出路の始端とが開口しかつ基体の他面に凹設された濾過室と、終端と始端との間に介在するフィルター部材と、濾過室を封止する天板とからなる。
【００１２】
本発明のフィルター装置は図７の装置のような基体から高く突出するハウジングキャップがなく、かつ高精度、高能率のフィルター部材を用いるときには容易に装置を小型化しうるとともに、フィルター部材を他面側に凹設した濾過室内に収容し天板でカバーしているため、フィルター部材の破損などの事故をなくしうる。
【００１３】
しかも、被処理流体の流入口と流出口は基体の一面側に設けているため、取付台にシール材などを用いて容易に取付け、取外しできメンテナンス性を向上する。
【００１４】
さらにフィルター部材を基体内に内蔵させたことにより、基体に接してヒータを配することによって、フィルター装置全体の温度上昇を能率化でき、被処理流体が液化状態で濾過処理されるトラブルを減じる。
【００１５】
さらに請求項１の発明は、この天板は、前記濾過室と同径であって該濾過室に挿入されるとともに、フィルター部材は、濾過室の壁面から突出する壁段部と前記天板の周縁部との間で挟圧されることにより機械的にシールされ、しかも天板はその挿入後に基体と溶接することにより固定されることを特徴とする。これにより、外周部でのリーク発生を確実に防止でき、又例えば濾材を溶着など直接溶融させて取付ける場合のような、溶融体の浸入による濾過面積の減少、熱影響による濾材変形あるいは破損、さらには溶接ヒュームの濾材への残留などのトラブルを抑制することができる。
【００１６】
また請求項２の発明のように、前記フィルター部材を、外周部にツバ部を設けた濾材と、そのツバ部両面を上下方向から押圧し機械的にシールする２つのリング体とにより構成することによって、該リング体を介して前記濾材を濾過室内に間接的に装着でき、このときには多孔質の濾材のツバ部がリング体で挟まれているために外周部の損傷を防止できるとともに、リング体を直接前記濾過室内に溶接することによって装着することも可能となり取付が容易となる。
【００１７】
このとき、濾材とリング体とのリークの程度はフィルター部材単体の状態で確認できるため、不良フィルター部材を基体内に組込みする前に選択しうることにより原価低減に寄与する。
【００１８】
なお本明細書において「機械的なシール」とは、接着剤を用いる接着、溶融を伴う溶着などによることなく機械的な押圧、挟圧によって圧密し漏れなくシールすることを意味しており、例えばネジ係合、圧入などにより押圧、挟圧される方法をいう。
【００１９】
又機械的なシールとして、本出願人が特開平６−６３３２９号公報及び実願平５−６１３５号などによって提案した、濾材をインロー嵌合する２つの部材間で挟み、かつ部材の外面合わせ部のみを溶接結合してその時の熱収縮によって該濾材を強固にシールする方法をも包含できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の好ましい実施の態様を図面に基づき説明する。
図１〜４において、フィルター装置１は、例えばステンレス鋼により形成された直方体ブロック状の基体２に、天板３により封止されかつフィルター部材４を有する濾過部５を設けている。
【００２１】
前記基体２は、矩形をなすその一面２Ａの両側に、ガス等の被処理流体が流入する流入口１２と、前記濾過部５により処理した被処理流体が流出する流出口１３とが設けられ、かつ他面２Ｂには前記濾過部５を構成するための上開放かつ有底の濾過室１５が凹設される。
【００２２】
又この濾過室１５には、その壁面から突出する小巾ステップ状の壁段部１６が壁面全周に亘って形成される。なお、流入口１２、流出口１３は一面２Ａの座ぐり部１７で開口し、かつ流入口１２には、前記濾過室１５の壁面かつ前記壁段部１６よりも上方位置で終端２１Ａが開口する流入路２１が連設されるとともに、壁段部１６よりも下方、例えば底面で始端２２Ａが開口しかつ流出口１３に通じる流出路２２が形成される。
【００２３】
又終端２１Ａ、始端２２Ａは、濾過室１５内で斜めの流路を形成することによって、被処理流体の滞留を防いで濾過効率を向上できる。なお滞留防止のため各流路は滑らかに形成される。
【００２４】
前記フィルター部材４は本例では例えばステンレス鋼、チタンなど、被処理流体に対して耐食性を有し、かつ耐熱性、機械的強度をも具備する素材を用いた濾材４Ａからなり、又本実施例では濾材４Ａは外周部に厚さを減じシールするためのツバ部１０を持つよう円板状をなす。なお前記濾過室１５に収容しうるものであれば帽子状、カップ状、ロート状等にも形成できるが、濾過特性を充足できさえすれば、構造を簡易化しうる前記円板状のものが好ましい。
【００２５】
このためのフィルター部材４の濾材４Ａとして、本出願人が先にＰＣＴ出願したＷＯ９３／０６９１２において提案した例えば図４に拡大して示す多孔質支持体４ａの濾過下流側の面に微細粒子からなる微細層４ｂを吸引形成し焼結一体化した積層濾材が、特に半導体製造に使用する高純度ガス、その他の被処理流体の精密、超濾過用として採用できる。
【００２６】
前記提案の濾材４Ａは不純物の残留が少なく、しかも表面微細層を薄くできることから高精度でかつ圧損が小であって、従って面積を減じて円板状とするときにも高能率、高精度な濾過が可能となる。なおこの提案の方法によると、円板状以外の複雑形状のものも成形できる。
【００２７】
なお本例では、かかる濾過構造により濾過精度０．００３μｍ、ライン圧を２kg／cm2 、流量１０リットル／分のときの圧損△Ｐが０．３kg／cm2 の特性を持つ寸法（厚さ０．６mm、外径２４mm）としたディスク、即ち円板状の濾材４Ａを用いている。
【００２８】
フィルター部材４が濾材４Ａのみからなる場合においては、前記天板３の周縁部と、前記壁段部１６との間で挟圧し圧密する機械的にシールすることによって濾材４Ａ外周部の前記ツバ部１０での被処理流体のリークを防いでいる。
【００２９】
前記天板３は、本例では濾過室１５と同径の例えば円板体３Ａと円板体３Ａの周縁部で垂下する筒状の挿入部３Ｂとからなる。又この天板３は、濾過室１５内に挿入部３Ｂを圧入し濾過室１５の壁面との間に隙間をなくするように好ましくは気密に取付けることによって、流体の滞留部の発生が防止される。又挿入部３Ｂ下端に形成した先薄テーパ部の下面が、前記壁段部１６との間でフィルター部材４の前記濾材４Ａのツバ部１０を押し縮め圧密しつつ機械的にシールする。
【００３０】
なおフィルター部材４は前記微細層４ｂを濾過下流側、即ち流出口１３側に位置させる。なお、天板３は、挿入後に溶接し溶接部ｗ１を形成することにより固定する。又天板３は円板体３Ａと挿入部３Ｂとを別個に形成することもでき、このとき、円板体３Ａは溶着により固定する。
【００３１】
なお天板３は、上面が基体２の他面２Ｂと揃うことにより、フィルター部材４を好ましくシールしうる高さとし、かつ挿入部３Ｂには、前記流入路２１の終端２１Ａが位置合わせされる透孔２５を設けている。
【００３２】
図５は、フィルター部材４が、濾材４Ａとリング体４Ｂ、４Ｃとから構成される実施例を示している。このとき図５に示すごとく、一方のリング体４Ｂは、円環状の基部２７の上面２７ａに、濾材４Ａの外周部の下方の一部分のみを嵌入して着座できる受け部２７ｂを有する小深さの切欠部２７ｃが形成され、又その外側には、インロー嵌合のための嵌入部２７ｄが設けられるとともに、外周には取付用の張出し部２７ｅが設けられる。
【００３３】
又他方のリング体４Ｃは、円環状の基部２９の下面２９ａに、濾材４Ａの周縁部の例えば上面に接する受け部２９ｂと前記嵌入部２７ｄとインロー嵌合をなす嵌着部２９ｃとを有する切欠き部２９ｄが設けられる。
【００３４】
なお前記受け部２７ｂ、２９ｂ間に濾材４Ａを配してリング体４Ｂ、４Ｃを前記嵌入部２７ｄ、嵌着部２９ｃの嵌まり合いによりインロー嵌合させて、互いに当接した状態においては、リング体４Ｂの前記上面２７ａとリング体４Ｃの受け部２９ｂとの間には間隙ｇが保たれる。
【００３５】
又リング体４Ｂ、４Ｃは、外周の合わせ部で互いに溶着した溶接部Ｗ２を形成することにより、局部溶融による加熱後の収縮によって濾材４Ｂをリング体４Ｂ、４Ｃ間に圧密に機械的にシールされる。
【００３６】
フィルター部材４としてかかるセット体を用いることによって、前記張出し部２７ｅを前記濾過室の壁段部１６に溶着などによって容易に能率よく装着できる。又濾材４Ａの外周部からの漏れを予めフィルター部材４単体として、装置組立前に試験でき、組立て後の不良発生の恐れを低減する。なおこのフィルター部材４も前記したシール材を介在させて取付けることもできる。
【００３７】
なお基体２には、図２に示すように４隅に取付用のボルト孔３１…や位置合わせ用の有底小孔３２などが濾過室１５の周りに配される。
【００３８】
このようなフィルター装置１は、前記流入口１２から流入路２１、透孔２５をへてフィルター部材４の上流側から濾過部５の濾過室１５内に流れ、フィルター部材４により濾過されたのち、流出路２２をへて流出口１３に流れ出る流路を形成する。
【００３９】
さらにこのようなフィルター装置１は、図１に一点鎖線で示すように、流入口１２、流出口１３に夫々通じる導孔を設けた取付台３４の平坦面に図示しないシール材を介して前記ボルト孔３１を通るボルトによってボルト止めすることにより固着できる。又流入口１２、流出口１３に直接配管を接続することもできる。さらに本発明のフィルター装置１は、半導体製造用のガス供給以外の用途にも汎用できる。
【００４０】
【発明の効果】
このように請求項１のフィルター装置は、基体の内部に濾過部を収納することによってコンパクト化でき、かつフィルター部材の破損などの危険を予防することができる。
【００４１】
また、フィルター部材を機械的にシールすることによって取付けているので溶着などによって生じがちな性能低下を抑制でき、かつ請求項２の発明のように、フィルター部材を濾材とリング体とのセットとすることにより組立時などで誤って濾材を損傷させることを防ぐことができる。しかもフィルター部材の事前のリークテストが可能となり、不良発生を抑えかつ不良による損害を低減でき、製造能率も向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のフィルター装置の一実施例を示す断面図である。
【図２】  その底面図である。
【図３】  その分解斜視図である。
【図４】  その要部拡大断面図である。
【図５】  フィルター部材の他の例を示す断面図である。
【図６】  従来のフィルター装置を例示する断面図である。
【図７】  他の従来のフィルター装置を例示する断面図である。
【符号の説明】
１  フィルター装置
２  基体
２Ａ  一面
２Ｂ  他面
３  天板
４  フィルター部材
４Ａ  濾材
４Ｂ、４Ｃ  リング体
５  濾過部
１０  ツバ部
１２  流入口
１３  流出口
１５  濾過室
１６  壁段部
２１  流入路
２１Ａ  終端
２２  流出路
２２Ａ  始端
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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