(57)【要約】【課題】  メカニカルシールなどの部材から溶出した金属イオンが移送液に混入するおそれを低減することができるポンプ装置を提供する。【解決手段】  ポンプ装置１０は、移送液Ｐ５を吸い込む吸込口１２と移送液Ｐ６を吐き出す吐出口１４とを有するポンプケーシング１６と、駆動源に連結された回転軸２２と、回転軸２２に連結された羽根車１８とを備えている。ポンプ装置１０は、回転軸２２の軸封を行う軸封部２０と、羽根車１８と軸封部２０との間に形成された中間室３２と、軸封部２０をフラッシングするためのフラッシング液を導入する注入ポート３８と、中間室３２から少なくとも移送液の一部とフラッシング液とを外部に排出する排出ポート３６と、フラッシング液中のイオンを吸着するイオン吸着絞り機構３０とを備えている。イオン吸着絞り機構３０は、軸封部２０と中間室３２との間に配置されている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移送液を吸い込む吸込口と該移送液を吐き出す吐出口とを有するポンプケーシングと、
駆動源に連結された回転軸と、
前記ポンプケーシングの内部に収容され、前記回転軸に連結された羽根車と、
前記回転軸の軸封を行う軸封部と、
前記羽根車と前記軸封部との間に形成された中間室と、
前記軸封部をフラッシングするためのフラッシング液を導入する注入ポートと、
前記中間室から少なくとも前記移送液の一部と前記フラッシング液とを外部に排出する排出ポートと、
前記軸封部と前記中間室との間に配置され、前記フラッシング液中のイオンを吸着するイオン吸着絞り機構と、
を備えたことを特徴とするポンプ装置。
【請求項２】
前記イオン吸着絞り機構は、イオン交換樹脂フィルタと、前記回転軸に取り付けられたフリンガとを備えたことを特徴とする請求項１に記載のポンプ装置。
【請求項３】
移送液を吸い込む吸込口と該移送液を吐き出す吐出口とを有するポンプケーシングと、
駆動源に連結された回転軸と、
前記ポンプケーシングの内部に収容され、前記回転軸に連結された羽根車と、
前記回転軸の軸封を行う軸封部と、
前記羽根車と前記軸封部との間に形成された中間室と、
前記軸封部をフラッシングするためのフラッシング液を導入する注入ポートと、
前記中間室から少なくとも前記移送液の一部と前記フラッシング液とを外部に排出する排出ポートと、
前記排出ポートから排出された液の少なくとも一部を前記注入ポートに循環させる循環ラインと、
前記循環ラインを介して前記注入ポートに導入される液を精製する精製器と、
を備えたことを特徴とするポンプ装置。
【請求項４】
前記精製器は、イオン除去フィルタであることを特徴とする請求項３に記載のポンプ装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載のポンプ装置と、
前記ポンプ装置により昇圧された純水または超純水を用いて半導体デバイスを製造する半導体製造ユニットと、
を備えたことを特徴とする半導体製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプ装置に係り、特に半導体製造システムにおいて極めて高純度の活性液体を移送するためのポンプ装置に関するものである。また、本発明は、かかるポンプ装置を用いた半導体製造システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高集積度の半導体を製造するためには、製造時に用いる各種液体の純度を高く維持し、不純物の含有量を極めて低く維持する必要がある。例えば、半導体製造の洗浄工程で用いられる超純水にあっては、０.１ミクロン単位の微粒子の量が問題となり、これらの微粒子が製品の歩留まりに大きく影響を与える。特に、このような超純水を移送するポンプにおいては、摺動部から発生する磨耗微粒子を防止することが重要である。
【０００３】
また、半導体の高集積化や液晶の高性能化に伴い、超純水中の残存金属イオン濃度が大きな問題となっており、１ｐｐｔ（１兆分の１）以下の金属イオン含有量が要求されるようになっている。このような金属イオンは、ポンプ、パイプ、バルブ等の接液部において金属が超純水の作用により溶解することにより発生するものである。
【０００４】
図１は、従来のポンプ装置１００を示す模式図である。図１に示すように、このポンプ装置１００は、吸込口１０２および吐出口１０４を有するポンプケーシング１０６と、ポンプケーシング１０６内に収容された羽根車１０８と、ポンプケーシング１０６からの移送液がポンプケーシング１０６の外部空間に流出しないようにするメカニカルシール１１０とを備えている。羽根車１０８には、電動機（図示せず）に連結された回転軸１１２が結合されており、電動機の駆動により羽根車１０８が回転するようになっている。ポンプケーシング１０６、羽根車１０８、および回転軸１１２はフッ素樹脂によるコーティングがなされており、超純水などの移送液中にポンプケーシング１０６、羽根車１０８、および回転軸１１２から金属イオンが溶出することが防止される。
【０００５】
羽根車１０８とメカニカルシール１１０との間には、絞り機構としてのブッシュ１１４，１１６が配置されている。ブッシュ１１４とブッシュ１１６との間には中間室１１８が形成されており、ブッシュ１１６とメカニカルシール１１０との間にはメカニカルシール室１２０が形成されている。中間室１１８には、ポンプケーシング１０６の外部空間に連通する排出ポート１２２が設けられ、メカニカルシール室１２０には、フラッシング液を外部からメカニカルシール室１２０に導入する注入ポート１２４が設けられている。
【０００６】
移送液Ｐ１は、ポンプケーシング１０６の吸込口１０２から吸い込まれ、ほとんどの移送液は、回転する羽根車１０８によって昇圧され、吐出口１０４から吐出される流れＰ２となる。ここで、メカニカルシール１１０などにおいてはフッ素樹脂のコーティングができない部品があるため、高純度の超純水を用いる場合には、これらの部品からの金属の溶解挙動を抑止することができない。このような金属イオンが移送液Ｐ２に混入することは極めて不都合である。このような問題を解決するために、中間室１１８の圧力をメカニカルシール室１２０よりも低く設定している。すなわち、羽根車１０８側から中間室１１８に流れる移送液Ｐ３とともに、注入ポート１２４から導入されたフラッシング液Ｐ４をポンプ装置１００の系外に排出し、金属イオンがポンプ装置１００からの移送液Ｐ２に混入しないようにしている。
【０００７】
しかしながら、従来のポンプ装置１００の中間室１１８には、メカニカルシール１１０から溶出した金属イオンをそのまま流入するため、ポンプ装置１００を停止させたとき（不具合によって停止させた場合も含む）に、圧力が逆転することによって、メカニカルシール１１０からの金属イオンが吐出口１０４からの移送液Ｐ２に混入・拡散するおそれがある。また、注入ポート１２４から注入するフラッシング液を常時健全な状態にしておく必要があり、ポンプ装置１００のメンテナンス上、手間がかかる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、メカニカルシールなどの部材から溶出した金属イオンが移送液に混入するおそれを低減することができるポンプ装置を提供することを第１の目的とする。
【０００９】
また、本発明は、超精密洗浄など純水や超純水などを用いたプロセスを含む場合において、分子レベルの汚染を防止することができる半導体製造システムを提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の第１の態様によれば、メカニカルシールなどの部材から溶出した金属イオンが移送液に混入するおそれを低減することができるポンプ装置が提供される。このポンプ装置は、移送液を吸い込む吸込口と該移送液を吐き出す吐出口とを有するポンプケーシングと、駆動源に連結された回転軸と、上記回転軸に連結された羽根車とを備えている。上記羽根車は上記ポンプケーシングの内部に収容されている。上記ポンプ装置は、上記回転軸の軸封を行う軸封部と、上記羽根車と上記軸封部との間に形成された中間室と、上記軸封部をフラッシングするためのフラッシング液を導入する注入ポートと、上記中間室から少なくとも上記移送液の一部と上記フラッシング液とを外部に排出する排出ポートと、上記フラッシング液中のイオンを吸着するイオン吸着絞り機構とを備えている。上記イオン吸着絞り機構は上記軸封部と上記中間室との間に配置されている。また、上記イオン吸着絞り機構は、イオン交換樹脂フィルタと上記回転軸に取り付けられたフリンガとから構成することができる。
【００１１】
このような構成により、フラッシング液がイオン吸着絞り機構を通過することで、フラッシング液中の必要以上の金属イオンなどの異物がイオン吸着絞り機構に吸着される。このように、イオン吸着絞り機構の周囲の雰囲気中の異物の絶対量を減少させることで、より確実にクリーン化を実現することができる。
【００１２】
本発明の第２の態様によれば、メカニカルシールなどの部材から溶出した金属イオンが移送液に混入するおそれを低減することができるポンプ装置が提供される。このポンプ装置は、移送液を吸い込む吸込口と該移送液を吐き出す吐出口とを有するポンプケーシングと、駆動源に連結された回転軸と、上記回転軸に連結された羽根車とを備えている。上記羽根車は上記ポンプケーシングの内部に収容されている。上記ポンプ装置は、上記回転軸の軸封を行う軸封部と、上記羽根車と上記軸封部との間に形成された中間室と、上記軸封部をフラッシングするためのフラッシング液を導入する注入ポートと、上記中間室から少なくとも上記移送液の一部と上記フラッシング液とを外部に排出する排出ポートと、上記排出ポートから排出された液の少なくとも一部を上記注入ポートに循環させる循環ラインと、上記循環ラインを介して上記注入ポートに導入される液を精製する精製器とを備えている。上記精製器としてはイオン除去フィルタを用いることができる。
【００１３】
このような構成により、フラッシング液を精製器で精製し、清浄なフラッシング液を循環することができるので、吐出口から吐出される移送液に対する汚染のおそれを低減することができ、高い信頼性を得ることができる。また、フラッシング液が常時清浄な状態に維持されるので、メンテナンス上の手間も省ける。
【００１４】
本発明の第３の態様によれば、超精密洗浄など純水や超純水などを用いたプロセスを含む場合において、分子レベルの汚染を防止することができる半導体製造システムが提供される。この半導体製造システムは、上記ポンプ装置と、上記ポンプ装置により昇圧された純水または超純水を用いて半導体デバイスを製造する半導体製造ユニットとを備えている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のポンプ装置によれば、簡単な構造により純水や超純水などの移送液に金属イオンが混入するおそれを軽減することができ、生産性とクリーン度を高く維持することができる。
【００１６】
また、本発明の半導体製造システムによれば、超精密洗浄など純水や超純水などを用いたプロセスを含む場合において、分子レベルの汚染を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係るポンプ装置の一実施形態について図２および図３を参照して詳細に説明する。なお、図２および図３において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００１８】
図２および図３は、本発明の一実施形態におけるポンプ装置１０を示す模式図である。図２に示すように、このポンプ装置１０は、吸込口１２および吐出口１４を有するポンプケーシング１６と、ポンプケーシング１６内に収容された羽根車１８と、ポンプケーシング１６からの移送液がポンプケーシング１６の外部空間に流出しないようにする軸封部としてのメカニカルシール２０とを備えている。羽根車１８には、電動機（図示せず）に連結された回転軸２２が結合されており、電動機の駆動により羽根車１８が回転するようになっている。ポンプケーシング１６、羽根車１８、および回転軸２２はフッ素樹脂によるコーティングがなされており、超純水などの移送液中にポンプケーシング１６、羽根車１８、および回転軸２２から金属イオンが溶出することが防止される。
【００１９】
羽根車１８とメカニカルシール２０との間には、絞り機構としてのブッシュ２４が配置されている。ブッシュ２４とメカニカルシール２０との間には、イオン交換樹脂フィルタ２６とフリンガ２８とから構成されるイオン吸着絞り機構３０が配置されている。図２に示す例では、３つのイオン交換樹脂フィルタ２６と２つのフリンガ２８とが配置されている。
【００２０】
ブッシュ２４とイオン吸着絞り機構３０との間には中間室３２が形成されており、イオン吸着絞り機構３０とメカニカルシール２０との間にはメカニカルシール室３４が形成されている。中間室３２には、ポンプケーシング１６の外部空間に連通する排出ポート３６が設けられ、メカニカルシール室３４には、外部からフラッシング液をメカニカルシール室３４に導入する注入ポート３８が設けられている。フラッシング液としては例えば水道水を用いる。
【００２１】
移送液Ｐ５は、ポンプケーシング１６の吸込口１２から吸い込まれ、ほとんどの移送液は、ポンプ室３９において回転する羽根車１８によって昇圧され、吐出口１４から吐出される流れＰ６となる。ここで、メカニカルシール２０などにおいてはフッ素樹脂のコーティングができない部品があるため、高純度の超純水を用いる場合には、これらの部品からの金属の溶解挙動を抑止することができない。このような金属イオンが移送液Ｐ６に混入することは極めて不都合である。このような問題を解決するために、中間室３２の圧力をメカニカルシール室３４よりも低く設定している。すなわち、羽根車１８側から中間室３２に流れる移送液Ｐ７とともに、注入ポート３８から導入されたフラッシング液Ｐ８をポンプ装置１０の系外に排出し、金属イオンが吐出口１４からの移送液Ｐ６に混入しないようになっている。
【００２２】
また、フラッシング液がイオン吸着絞り機構３０を通過することで、フラッシング液中の必要以上の金属イオンなどの異物がイオン吸着絞り機構３０に吸着される。イオン交換樹脂フィルタ２６とフリンガ２８の段数を増やせば、より性能を向上させることができる。また、所望のイオンの組み合わせを網羅するように、イオン交換樹脂フィルタ２６およびフリンガ２８を組み合わせてもよい。さらに、電解によるイオンのトラップをイオン吸着絞り機構３０に導入してもよい。また、イオン交換樹脂フィルタ２６にグラフト膜などを用いても良好な結果を得ることができる。
【００２３】
このように、イオン吸着絞り機構３０の周囲の雰囲気中の異物の絶対量を減少させることで、より確実にクリーン化を実現することができる。また、例えば、ポンプ装置１０を半導体製造システムに用いた場合には、フラッシング液中の金属イオンなどの半導体にとって不都合な異物をイオン吸着絞り機構３０により捕捉および固定することができる。
【００２４】
また、図３に示すように、排出ポート３６は、配管４０および配管４２を介して小型の昇圧ポンプ４４に接続されている。この昇圧ポンプのクリーン度は比較的低くてもよいので、安価に構成することができる。昇圧ポンプ４４は、配管４６、イオン除去フィルタなどの精製器４８、配管５０を介して注水ポート３８に接続されている。このように、配管４０、配管４２、昇圧ポンプ４４、配管４６、精製器４８、および配管５０により、排出ポート３６から排出された液の少なくとも一部を注入ポート３８に循環させる循環ラインが形成されている。すなわち、中間室３２の排出ポート３６から排出された液は、バルブ５２を介して系外に排出してもよいが、その一部を昇圧ポンプ４４により所望の圧力まで昇圧し、精製器４８に通すことにより、メカニカルシール２０に悪影響を与えない程度の水質にした液を注水ポート３８に導入することができる。
【００２５】
配管５０にはバルブ５４を介してフラッシング液（例えば水道水）が供給されるようになっている。移送液は超純水であるため、ポンプ室３９からの移送液Ｐ７は比較的清浄であるが、中間室３２の排出ポート３６から出る液は、初期のフラッシング液およびメカニカルシール室３４内の汚れと混ざって出てくる。したがって、フラッシング液がより清浄になればなるほど、吐出口１４からの移送液Ｐ７への汚染のおそれが少なくなり、高い信頼性が得られる。なお、必要に応じて、中間室３２の排出ポート３６から排出された液の成分を定期的に検査する成分分析装置５６およびバルブ５８を配管４０に接続してもよい。
【００２６】
ここで、上述したポンプ装置１０は半導体製造システムに組み込むことができる。すなわち、半導体デバイスを製造する半導体製造ユニットにおいては、純水や超純水が使用されることが多いが、これら純水や超純水を昇圧するためのポンプとして上述したポンプ装置２０を用いることで、例えば超精密洗浄などにおいて分子レベルの汚染を防止することができる。
【００２７】
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】従来のポンプ装置を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるポンプ装置を示す模式図である。
【図３】図２のポンプ装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０    ポンプ装置
１２    吸込口
１４    吐出口
１６    ポンプケーシング
１８    羽根車
２０    メカニカルシール
２２    回転軸
２４    ブッシュ
２６    イオン交換樹脂フィルタ
２８    フリンガ
３０    イオン吸着絞り機構
３２    中間室
３４    メカニカルシール室
３６    排出ポート
３８    注入ポート
３９    ポンプ室
４０，４２，４６，５０    配管
４４    昇圧ポンプ
４８    精製器
５２，５４，５８    バルブ
５６    成分分析装置
【図１】
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【図２】
2006274876.tif 000004
【図３】
2006274876.tif 000005