(57)【要約】      （修正有）【課題】ロードロック室の容積拡大にコスト的に有利に対応できる真空破壊用フィルタを提供する。【解決手段】気体を半径方向内側の中心部に導入した後、中心部から半径方向外側へと通過させて真空圧下の室内に供給するための円筒状のフィルタ組立体と、フィルタ組立体を収容する金属メッシュ製のハウジングとを備える。フィルタ組立体は、熱可塑性フッ素樹脂製のろ過膜素材を、半径方向内側と半径方向外側の交互の折り返しが周方向に連続するように円筒状に形成したフィルタ部材を含む。【選択図】図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
真空圧下の室内に気体を供給して真空破壊を行う際に、該気体を通過させる真空破壊用フィルタであって、
前記気体を半径方向内側の中心部に導入した後、中心部から半径方向外側へと通過させて前記室内に供給するための円筒状のフィルタ組立体と、
前記フィルタ組立体を収容する金属メッシュ製のハウジングとを備え、
前記フィルタ組立体は、熱可塑性フッ素樹脂製のろ過膜素材を、半径方向内側と半径方向外側の交互の折り返しが周方向に連続するように円筒状に形成したフィルタ部材を含む真空破壊用フィルタ。
【請求項２】
前記熱可塑性フッ素樹脂はＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）である請求項１の真空破壊用フィルタ。
【請求項３】
前記室の気体供給口に気密に連結可能な気体供給口連結部を備える請求項１又は２の真空破壊用フィルタ。
【請求項４】
前記フィルタ組立体は、前記フィルタ部材の半径方向内側を支持する通気可能な内筒と、フィルタ部材の半径方向外側を支持する通気可能な外筒と、フィルタ部材、内筒及び外筒の上部及び底部が連結される上部キャップ及び底部キャップとを有する請求項１〜３のいずれか一つの真空破壊用フィルタ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、真空破壊用フィルタに関し、更に詳しくは、半導体基盤や液晶ディスプレイパネル基盤の製造プロセスにおけるロードロック室（トランスファー室）の真空破壊時に使用する真空破壊用フィルタ（ディフューザとも呼ばれる）に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基盤（シリコンウェーハ）や液晶ディスプレイパネル基盤の製造プロセスにおいては、基盤表面の薄膜形成やドライエッチング等は真空（減圧）環境下の反応室内で行われる。そのため、反応（処置）前の基盤を反応室に導入する場合は、反応室に隣接するロードロック室（トランスファー室ともいう）内に基盤搬出入口から基盤を搬入し、次いで、このロードロック室を大気圧から真空圧に減圧した後、基盤を反応室へと移動するようにし、また、反応後は、反応室からロードロック室に基盤を移し、次いで、ロードロック室を真空圧から大気圧に戻した後、基盤搬出入口から基盤を外部へと搬出するようにしている。ロードロック室内の圧力を真空状態から大気圧へと変更することを真空破壊と呼び、この真空破壊は、従前、窒素等の不活性気体をゆっくり室内に供給する（供給開始直後は流量を小さくし、徐々に流量を大きくする）いわゆるスローベントが行われていた。これは、多量の気体を室内に短時間で導入すると、室内に沈降している微細粒子が舞い上がり、基盤表面を汚染するからである。
【０００３】
また、上記スローベントに比べ迅速に真空破壊を行うため、ロードロック室の気体供給口に金属焼結体あるいはセラミック焼結体から成るフィルタを取り付け、このフィルタを通して気体を室内に供給する方法が採られている。金属焼結体等は、非常に微細で略均一な孔を多数有する多孔性であり、気流を層流化させる気体整流機能を有するため、短時間で多量の気体を供給しても、沈降粒子の舞い上がりはほとんど起きない。このようなフィルタの使用は、スループットをスローベントに比べて向上させることができる。また、金属焼結体等のフィルタ自体に高精度の粒子除去機能を付与することにより、供給気体中にたとえ微細粒子が含まれていたとしても、これを除去することができる。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
現在、半導体基盤や液晶ディスプレイ基盤の大型化が進められており、これに伴い、ロードロック室の容積も増大しているが、その一方、真空破壊に要する時間はより短縮することが求められている。しかしながら、ある一定の対気体ろ過面積を有する上述した金属焼結体／セラミック焼結体フィルタでは、拡大する室容積に応じて気体の流量を増加させようとすると、圧力損失（フィルタ通過前後の気体の圧力差）が大きくなり過ぎて限界がある。そのため、フィルタを大型化するか、あるいはフィルタの取付け本数を増やすことにより、ろ過面積を拡大する必要があるが、いずれもコストが増大し、特にフィルタの大型化には、微細孔の均一性と強度を維持したまま焼結体を長大化させるために技術的困難性を伴うため、製造コストが嵩む。
【０００５】
本考案は、以上のような点に着目してなされたもので、その目的は、ロードロック室の容積拡大にコスト的に有利に対応できる真空破壊用フィルタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本考案によれば、真空圧下の室内に気体を供給して真空破壊を行う際に、該気体を通過させる真空破壊用フィルタであって、前記気体を半径方向内側の中心部に導入した後、中心部から半径方向外側へと通過させて前記室内に供給するための円筒状のフィルタ組立体と、前記フィルタ組立体を収容する金属メッシュ製のハウジングとを備え、前記フィルタ組立体は、熱可塑性フッ素樹脂製のろ過膜素材を、半径方向内側と半径方向外側の交互の折り返しが周方向に連続するように円筒状に形成したフィルタ部材を含む真空破壊用フィルタが提供される。
【０００７】
本考案では、ロードロック室等の真空破壊時に室内への供給直前に気体を通すフィルタに、いわゆるプリーツ折りが周方向に連続する熱可塑性フッ素樹脂製のフィルタ部材を使用することにより、従来の金属／セラミック焼結体フィルタに比べ単位容積当たりの対気体ろ過面積を大幅に増やすことができる。熱可塑性フッ素樹脂としては、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）を好ましく用いることができる他、ＰＦＡ、テトラフルオロエチレン−共重合体、ＰＶＤＦ等を用いることができる。ＰＴＦＥ製のろ過膜素材としては、粒径０．２μｍ（液体中の０．２μｍのポリスチレンラテックスビーズを９９．９％以上除去可能）で厚さが２０μｍ以下のものを好ましく用いることができる。前記金属メッシュ製のハウジングは、真空破壊用フィルタの外部衝撃に対する強度を高める。
【０００８】
本考案に係る真空破壊用フィルタは、前記室の気体供給口に気密に連結可能な気体供給口連結部（継手部）を備えることができる。
【０００９】
本考案に係る真空破壊用フィルタにおいて、前記フィルタ組立体は、前記フィルタ部材の半径方向内側を支持する通気可能な内筒と、フィルタ部材の半径方向外側を支持する通気可能な外筒と、フィルタ部材、内筒及び外筒の上部及び底部が連結される上部キャップ及び底部キャップとを有することができる。内筒、外筒、上部キャップ及び底部キャップの材質としては、例えば、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ、ＥＣＴＦＥ、ＰＶＤＦ等の熱可塑性フッ素樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＳＵＳ等を用いることができる。
【考案の効果】
【００１０】
本考案では、いわゆるプリーツ折りが周方向に連続するＰＴＦＥ製のフィルタ部材を使用するため、従来の金属／セラミック焼結体フィルタに比べ、単位容積当たりの対気体ろ過面積を拡大すると共に圧力損失を低下させることができるため、拡張するロードロック室の真空破壊に対しコスト的に有利に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本考案の一実施形態に係る真空破壊用フィルタの側面図である。
【図２】図２は、図１の真空破壊用フィルタの軸線に沿う断面図である。
【図３】図３は、図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図４は、ハウジングの胴部の一部を拡大して示す破断図である。
【考案を実施するための形態】
【００１２】
以下、本考案の好適な実施形態を添付図面を参照しつつ説明する。図１は、本考案の一実施形態に係る真空破壊用フィルタ（以下、単に「フィルタ」ともいう。）の側面図であり、図２は図１のフィルタの軸線に沿う断面図であり、図３は図１のＡ−Ａ線断面図である。フィルタ１は、後述するＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）製のフィルタ部材１１を含む円筒状のフィルタ組立体１０と、フィルタ組立体１０を包囲・収容するステンレス鋼製メッシュから成る円筒状のハウジング２０と、フィルタ組立体１０及びハウジング２０をこれらの上端部（図２の左側端部）から同心状に保持すると共に、図示しないロードロック室の気体供給口に気密に連結するための金属製の継手部（気体供給口連結部）３０とから構成される。なお、フィルタ組立体１０及びハウジング２０の底部（図２の右側端部）は、後述するように底部キャップ１５及び底板２２によって閉じられている。
【００１３】
フィルタ組立体１０は、円筒状のフィルタ部材１１と、フィルタ部材１１の半径方向内側を支持する樹脂製の内筒（コア）１２と、フィルタ部材１１の半径方向外側を支持する樹脂製の外筒（スリーブ）１３と、これらフィルタ部材１１、内筒１２及び外筒１３の上端部及び各底部が固着される樹脂製の上部キャップ１４及び底部キャップ１５とから構成される。フィルタ部材１１は、図３に示すように、ＰＴＦＥ製のろ過膜素材を半径方向内側で谷折り（１１ａ）に次いで半径方向外側で山折り（１１ｂ）に折り返しながら、これら半径方向内外の交互の折り目１１ａ、１１ｂが周方向に連続するように構成される。これにより、フィルタ部材１１は、半径方向内側の隣り合う二つの谷折り目１１ａ、１１ａとこれら谷折り目の中間の半径方向外側の一つの山折り目１１ｂとから区分される断面三角形（頂角が鋭い二等辺三角形）状の膜部分を周方向に多数有し、従来の金属／セラミック焼結体フィルタに比べろ過面積を大幅に拡大することができる。なお、フィルタ部材（ろ過膜素材）１１として、気体中の０．００３μｍの粒子を９９．９９９９％以上の確率で除去可能なものを用いた。内筒１２及び外筒１３には気体を通すための多数の開口１２ａ、１３ａが設けられ、また、上部キャップ１４の中央にも開口１４ａが設けられる。他方、底部キャップ１５は、そのような開口は有さず、フィルタ組立体１０の底部を閉じる。更に、上部キャップ１４は、継手部３０と連結するための上方に突出する円筒状の連結部１４ｂを含み、また、底部キャップ１５は、ハウジング２０の底板２２と接してフィルタ組立体１０を底板２２上に支持するための脚部１５ａを含む。
【００１４】
ハウジング２０は胴部２１と閉じた円板状の底板２２とを有し、胴部２１は、図４に一部を拡大して示すように、ステンレス製の横線が相接するように並んだ平畳織（線径０．６／０．４２ｍｍ、メッシュ１２／６４、ろ過粒度３１０（μｍ）（粒子透過試験による９５％分離子径））で形成される。継手部３０は、ロードロック室の気体供給口の雌ねじ部（図示せず）にねじ連結するための雄ねじ部３１と、雄ねじ部３１とは軸方向反対側に突出し、フィルタ組立体１０の上部キャップ１４の連結部１４ｂと連結するフィルタ連結部３２と、雄ねじ部３１とフィルタ連結部３２の中間部において半径方向外側に拡張し、ハウジング２０の上端部が溶接等により固着される拡径部３３と、気体をフィルタ組立体１０の中心部である内筒１２内に送るための軸線に沿う気体通路３４とを有する。
【００１５】
以上のように構成されたフィルタ１は、ロードロック室の気体供給口（図示せず）に継手部３０が連結され、フィルタ１が室内に突出するようにセットされる。室内の真空破壊を行う場合、気体が気体供給口から継手部３０の気体通路３４を通ってフィルタ組立体１０の内筒１２内部に導入され、次いで、この気体がフィルタ部材１１を半径方向外側に通過して粒子が除去されると共に整流された後、メッシュ状のハウジング胴部２１を通って室内に放出される。
【００１６】
表１及び２は、ＰＴＦＥ製真空破壊用フィルタ（フィルタ１）と従来のステンレス鋼焼結体真空破壊用フィルタにおける室内への気体供給流量に対する圧力損失（フィルタ部材１１通過前後の気体の圧力差）を示す。該表から分かるように、フィルタ１では、従来の金属焼結体フィルタと同程度の大きさを維持したまま、粒子除去性能を落とすことなく、圧力損失を１／４〜１／５に低下させることができた。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
【表２】
0003152647.tif 000004
【符号の説明】
【００１９】
１  真空破壊用フィルタ
１０  フィルタ組立体
１１  フィルタ部材
１２  内筒
１３  外筒
１４  上部キャップ
１５  底部キャップ
２０  ハウジング
３０  継手部（気体供給口連結部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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