(57)【要約】  本発明は、微粒子又は堆積物が乗っている表面から粒子又は堆積物を除去する方法に関する。この方法は、表面から微粒子又は堆積物の少なくとも一部分を選択的に分解し除去するために十分な化学組成物を表面に接触させることを含む。化学組成物は表面と相性が良い。また、本発明は、微粒子又は堆積物が乗っている表面から微粒子又は堆積物を除去するために特別に設計された装置からなるシステムに関する。本発明は、例えば、多孔性表面、カートリッジ用媒体、襞のある膜状の表面、及びタンク又はフィルターハウジングの内壁の洗浄に有用である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微粒子又は堆積物が乗っている表面から該微粒子又は該堆積物を除去するための方法であって、前記微粒子又は前記堆積物の少なくとも一部分を選択的に分解しそして前記表面から除去するために十分な化学組成物を前記表面に接触させる工程を備え、前記化学組成物が前記表面と相性が良いことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記化学組成物は化学溶液又は化学混合物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記化学組成物は、液体、蒸気、又は気体を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記表面は、多孔性表面、カートリッジ用媒体、襞のある又は膜状の表面、及びタンク又はフィルターハウジングの内壁から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記微粒子又は前記堆積物は、静電気的又は動的条件下で除去される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記化学組成物は約２０℃を超える温度まで加熱される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記化学組成物は溶液又はエッチング液を含み、前記溶液又は前記エッチング液は有機酸、無機酸、アルカリ、塩、界面活性剤、及びこれらの混合物から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記微粒子又は前記堆積物はシリカ、アルミナ、セリア、金属及び金属酸化物、有機微粒子、又はこれらの混合物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記微粒子又は前記堆積物はシリカを含み、前記化学組成物は、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、又はこれらの化合物若しくは混合物を含有するアルカリを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記化学組成物は、（ｉ）無機酸、有機酸、有機塩、無機塩、若しくはこれらの混合物、又は（ｉｉ）無機ベース、有機ベース、有機塩、無機塩、若しくはこれらの混合物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記微粒子又は前記堆積物の分解後に、再生するために前記化学組成物をイオン交換系に通過させる工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記微粒子又は前記堆積物はＣＭＰ（化学機械研磨）スラリー又は溶液由来である、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記除去は音波エネルギーにより補助される、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
微粒子又は堆積物が乗っている表面から該微粒子又は該堆積物を除去するためのシステムであって、少なくとも１つの容器、前記微粒子又は前記堆積物が乗っている前記表面を有する少なくとも１つの筐体、１つ以上のポンプ、及び１つ以上の弁を備え、前記少なくとも１つの容器は化学組成物を保持することに適しており、前記少なくとも１つの容器は前記少なくとも１つの筐体に通流し少なくとも１つの第１化学組成物循環ループを形成していることを特徴とするシステム。
【請求項１５】
前記化学組成物にエネルギーを供給することに適している少なくとも１つの熱源をさらに備え、少なくとも１つの第２化学組成物循環ループを形成するため、前記少なくとも１つの容器は前記少なくとも１つの熱源に通流しており、前記少なくとも１つの熱源は前記少なくとも１つの筐体に通流しており、前記少なくとも１つの筐体は前記少なくとも１つの熱源に通流しており、前記少なくとも１つの熱源は前記少なくとも１つの容器に通流している、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記化学組成物を再生することに適している少なくとも１つのイオン交換系をさらに備え、少なくとも１つの第２化学組成物循環ループを形成するため、前記少なくとも１つの容器は前記少なくとも１つの筐体に通流しており、前記少なくとも１つの筐体は前記少なくとも１つのイオン交換系に通流しており、前記少なくとも１つのイオン交換系は前記少なくとも１つの容器に通流している、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１７】
前記化学組成物を再生することに適している少なくとも１つのイオン交換系をさらに備え、少なくとも１つの第３化学組成物循環ループを形成するため、前記少なくとも１つの容器は前記少なくとも１つの熱源に通流しており、前記少なくとも１つの熱源は前記少なくとも１つの筐体に通流しており、前記少なくとも１つの筐体は前記少なくとも１つの熱源に通流しており、前記少なくとも１つの熱源は前記少なくとも１つのイオン交換系に通流しており、前記少なくとも１つのイオン交換系は前記少なくとも１つの容器に通流している、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
可搬式又は常設式である、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１９】
微粒子又は堆積物が乗っている表面から該微粒子又は該堆積物を除去するための方法であって、
（ｉ）化学組成物を保持することに適している少なくとも１つの容器、前記微粒子又は前記堆積物が乗っている前記表面を有する少なくとも１つの筐体、並びに前記化学組成物の流れを制御することに適している１つ以上のポンプ及び１つ以上の弁を準備する工程、
（ｉｉ）前記少なくとも１つの容器から、前記微粒子又は前記堆積物が乗っている前記表面を有する前記少なくとも１つの筐体に、前記化学組成物を運ぶ工程、
（ｉｉｉ）前記微粒子又は前記堆積物の少なくとも一部分を選択的に分解しそして前記表面から除去するために十分な前記化学組成物を前記表面に接触させる工程であって、前記化学組成物が前記表面と相性が良い、工程、
（ｉｖ）前記少なくとも１つの筐体から、前記少なくとも１つの容器に、使用済みの前記化学組成物を運ぶ工程、を備える方法。
【請求項２０】
（ｖ）前記化学組成物にエネルギーを供給することに適している少なくとも１つの熱源を提供する工程、
（ｖｉ）前記化学組成物を前記少なくとも１つの容器から前記少なくとも１つの熱源に運ぶ工程、
（ｖｉｉ）前記化学組成物を前記少なくとも１つの熱源から前記微粒子又は前記堆積物が乗っている前記表面を有する前記少なくとも１つの筐体に運ぶ工程、
（ｖｉｉｉ）使用済みの前記化学組成物を前記少なくとも１つの筐体から前記少なくとも１つの熱源に運ぶ工程、
（ｉｘ）使用済みの前記化学組成物を前記少なくとも１つの熱源から前記少なくとも１つの容器に運ぶ工程、をさらに備える、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
（ｘ）前記化学組成物を再生することに適している少なくとも１つのイオン交換系を提供する工程、
（ｘｉ）使用済みの前記化学組成物を前記少なくとも１つの筐体から前記少なくとも１つのイオン交換系に運び、使用済みの前記化学組成物を再生する工程、
（ｘｉｉ）再生された前記化学組成物を前記少なくとも１つのイオン交換系から前記少なくとも１つの容器に運ぶ工程、をさらに備える、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
（ｘ）前記化学組成物を再生することに適している少なくとも１つのイオン交換系を提供する工程、
（ｘｉ）使用済みの前記化学組成物を前記少なくとも１つの熱源から前記少なくとも１つのイオン交換系に運び、使用済みの前記化学組成物を再生する工程、
（ｘｉｉ）再生された前記化学組成物を前記少なくとも１つのイオン交換系から前記少なくとも１つの容器に運ぶ工程、をさらに備える、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
微粒子又は堆積物が乗っている表面から該微粒子又は該堆積物を除去するための組成物であって、前記微粒子又は前記堆積物の少なくとも一部分を選択的に分解しそして前記表面から除去するために十分な化学組成物を含み、前記化学組成物が前記表面と相性が良いことを特徴とする組成物。
【請求項２４】
微粒子又は堆積物が乗っている表面を備える媒体であって、前記微粒子又は前記堆積物の少なくとも一部分を選択的に分解し前記表面から除去するために十分な化学組成物を前記表面に接触させることにより前記微粒子又は前記堆積物が乗っている前記表面から前記微粒子又は前記堆積物を除去する工程を備え、且つ、前記化学組成物が前記表面と相性が良い方法により処理されることを特徴とする媒体。
【請求項２５】
媒体を前処理するための方法であって、該媒体は微粒子又は堆積物が乗っている表面を備え、前記方法は、前記微粒子又は前記堆積物の少なくとも一部分を選択的に分解しそして前記表面から除去するために十分な化学組成物を前記表面に接触させる工程を備え、且つ、前記化学組成物が前記表面と相性が良いことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広くは、微粒子又は堆積物が乗っている表面から微粒子又は堆積物を除去する方法に関する。微粒子又は堆積物を部分的に又は完全に分解するために、表面と相性が良い化学組成物（例えば、化学溶液及び化学混合物など）が使用される。また、本発明は、微粒子又は堆積物が乗っている表面から微粒子又は堆積物を除去するために特別に設計された装置からなるシステムに関する。本発明は、例えば、多孔性表面、カートリッジ用媒体、襞のある膜状の表面、及びタンク又はフィルターハウジングの内壁の洗浄に有用である。
【背景技術】
【０００２】
多孔性表面及び媒体は、種々の工業用途において微粒子を含有する媒体に触れる場所で使用される。自明な例の１つとして、様々な用途で用いられるフィルターが挙げられる。浄水フィルターは多孔性媒体であり、その孔径よりも大きな微粒子を捕まえる。薬液用フィルターも同様である。種々の用途で微粒子負荷が極めて高くなる可能性がある。コロイド分散液の多くは著しい微粒子負荷を有する。ナルコ社製又はアクゾノーベル社製などのコロイドシリカ分散液は、２０重量％を超える極めて高い微粒子負荷を有する。他の分散液としては、塗料、殺生物剤、並びに製薬及び食品分散液が挙げられる。これらの分散液は、反応器、貯蔵タンク、配管、ポンプ、及びフィルターなど様々な多孔性表面に触れる。一般的に、これらの表面はポリマー状の高密度ポリエチレン製である。しかし、セラミック製、エラストマー製、及び金属製の表面も用いられてきた。
【０００３】
これらのコロイド分散液が多孔性媒体に恒常的に接触することは、その表面の汚染や細孔の目詰りに繋がる。濾過の典型的な例では、フィルター媒体は多孔性でありその孔径よりも大きな微粒子を捕まえる。これらの微粒子は次第に細孔を埋め塞ぎ、濾過効率を低下させ、そして、コロイド分散液を媒体に通すために必要な差圧を増加させる。圧力はある時点で濾過の継続が不可能なほど高くなるため、フィルターは交換される。
【０００４】
また、コロイド分散液は多孔性表面を備えるタンク内で製造又は保存される。多くの反応器又は貯蔵タンクでは、次第にその多孔性表面の微粒子汚染が進み、頑固な薄膜、あるいは、固化した微粒子の堆積物が形成される。これらの薄膜を除去するために、極めて高圧の水洗法が使用され、時には、機械的にこそぎ落とす方法が使用される。これらの方法の主な役割は、微粒子を機械的に浮き上がらせた後に洗い去ることである。
【０００５】
タンク及びフィルターハウジングは複雑な筐体であり簡単にはアクセスできない。大型タンク又はハウジングの水圧洗浄は、込み入った装置を必要とし、多くの場合、手の届き難い場所、あるいは、『デッド』ロケーションを擁するため、適切に洗浄できない。このため、タンクは完全には洗浄できない。
【０００６】
フィルターは、微粒子で目詰りする製品の中で最も一般的な製品だろう。フィルターの濾過効率を回復する試みが数々なされてきた。こうした試みは、反対方向に流れる高圧水で媒体を逆洗することで行われていた。こうした試みでは完全回復には至らなかった。この失敗の主な理由は、フィルターの細孔内部に捕まえられた極めて小さい微粒子が、フィルター表面と強固な機械的結合を、時には、強固な化学的結合を形成するためである。これを図１及び２に示す。これらのフィルターのポリマー状表面は粗く、また、小さい微粒子が集まる小さな隙間を内部に有する。こうした粗い領域から微粒子を機械的に除去することは極めて困難である可能性がある。
【０００７】
種々のフィルター洗浄法が当分野で示されている。例えば、特許文献１には、水泳プールのフィルターなどから有機ビグアニド堆積物を除去するための水性酸性フィルター洗浄組成物が記載されている。このフィルター洗浄組成物は、５％から６０％の強酸、１％から４０％の界面活性剤、及び０．５％から２０％の隔離剤又は洗浄助剤を含む。このフィルター洗浄組成物は、任意に、０．５％から１０％の水溶性有機溶媒、及び／又は、０．５％から１０％の非イオン性界面活性剤を含む。このフィルターと、洗浄組成物、特に、高濃度の強酸を含有する洗浄組成物との化学的又は機械的相性については言及がない。
【０００８】
特許文献２には、凝集した材料で目詰りしたフィルターの洗浄法が記載されている。この方法は、フィルターを塞いでいる凝集した材料の性質を判別し、分散剤を添加して凝集した材料を壊し分散沈殿物を形成することを含む。分散沈殿物はその後逆洗などの通常の洗浄によりフィルターから除去される。分散剤は、酸性型、ナトリウム塩、アンモニア塩、及びアミン塩などを含むポリアクリル酸又はポリアクリル酸派生物である。分散剤溶液のｐＨは約２から約７．５の範囲であってもよい。このフィルターと、分散剤溶液、特に、高いｐＨを有する分散剤溶液との化学的又は機械的相性については言及がない。
【０００９】
精密濾過が極めて重要な位置を占める工業領域の一つに半導体分野がある。ウェハーを製造するために用いられる重要な工程の一つに、スラリーと呼ばれるアドバンスドコロイド分散液で研磨する工程が挙げられる。例えば、特許文献３を参照のこと。これらのスラリーは、研磨粒子、並びに、一般的に、酸化剤、防蝕剤、及び除去速度加速剤などの水溶性化学物質を含む。これらのスラリーは従来当技術分野で既知の材料である。こうしたＣＭＰ（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ、化学機械研磨）スラリーでは、様々な異なる種類の研磨剤が用いられる。アルミナ、セリア、及びシリカが一般的である。最も一般的な研磨剤はシリカであり、ヒュームドシリカとともにコロイドシリカが主である。これらは、１０から２００ｎｍの平均粒子径を有するナノ粒子である。
【００１０】
これらのスラリーにおいて、大きな微粒子は、ウェハー表面に欠陥を生じかねないため、望ましくない。例えば、特許文献４を参照のこと。これらの大きな微粒子は、スラリー製造工程において大規模な濾過を用いて、及び／又は、ウェハー製造器使用中のある時点において追加の精密濾過を用いて、除去される。
【００１１】
こうした高度な濾過処理は高価である。エンテグルス社製又はポール社製などのこれらのフィルターは、慎重に制御されたナノ細孔を有するポリプロピレン製媒体を用いた深層フィルターである。未濾過のスラリー又はコロイド分散液がこれらの細孔に通され、大きな微粒子の通過を止める。これらの捕まえられた大きな微粒子は次第に細孔を塞ぎ、濾過に使用できる細孔の数を減少させる。これらのコロイド分散液をフィルターに通すために必要な圧力が高くなると、ある時点でフィルターを交換せねばならなくなる。フィルター交換には長い時間がかかる可能性があり、これにより、処理周期時間が増加する。目詰りした微粒子は、細孔及びフィルター表面に強固に接着し、高圧水で簡単に浮き上がらせることはできない。
【００１２】
これらの目詰りしたフィルターは、取り除かれた後、廃棄物として積み上げられる。これらはポリマー製なので、『環境に優しくない』長期非生分解性廃棄物が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】米国特許出願第５，７７６，８７６号明細書
【特許文献２】米国特許出願第６，７２３，２４６号明細書
【特許文献３】米国特許出願第６，０８３，８４０号明細書
【特許文献４】米国特許出願第６，７４９，４８８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
そこで、微粒子汚染表面を洗浄する方法、特に、フィルターの再利用を可能にして処理コストを減らし、また、ゴミ廃棄場に投棄されるフィルターの数を減らして環境負荷を最小化する洗浄方法の開発が必要とされていた。環境に優しく、また、洗浄対象の媒体に化学的及び／又は機械的損傷を与えない洗浄方法が必要とされていた。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、例えば、多孔性表面、カートリッジ用媒体、襞のある膜状の表面、及びタンク又はフィルターハウジングの内壁などの微粒子汚染表面向けの洗浄方法に関する。例えば化学溶液及び化学混合物などの洗浄組成物は、微粒子汚染表面に損傷を与えずに微粒子を部分的に又は完全に分解するために使用される。これにより、効率的な洗浄及びフィルターなどの汚染媒体の再利用が可能となる。
【００１６】
本発明は、一態様として、微粒子又は堆積物が乗っている表面から微粒子又は堆積物を除去するための方法であって、微粒子又は堆積物の少なくとも一部分を選択的に分解し表面から除去するために十分な化学組成物を表面に接触させる工程を備え、この化学組成物が表面と相性が良いことを特徴とする方法に関する。
【００１７】
また、本発明は、一態様として、微粒子又は堆積物が乗っている表面から微粒子又は堆積物を除去するためのシステムであって、少なくとも１つの容器、微粒子又は堆積物が乗っている表面を有する少なくとも１つの筐体、１つ以上のポンプ、及び１つ以上の弁を備え、少なくとも１つの容器は化学組成物を保持することに適しており、少なくとも１つの容器は少なくとも１つの筐体に通流し少なくとも１つの第１化学組成物循環ループを形成していることを特徴とするシステムに関する。
【００１８】
本発明は、一態様として、微粒子又は堆積物が乗っている表面から微粒子又は堆積物を除去するための方法であって、以下の（ｉ）〜（ｉｖ）の工程を備える方法に関する。
【００１９】
（ｉ）化学組成物を保持することに適している少なくとも１つの容器、微粒子又は堆積物が乗っている表面を有する少なくとも１つの筐体、並びに化学組成物の流れを制御することに適している１つ以上のポンプ及び１つ以上の弁を準備する工程。
【００２０】
（ｉｉ）少なくとも１つの容器から、微粒子又は堆積物が乗っている表面を有する少なくとも１つの筐体に、化学組成物を運ぶ工程。
【００２１】
（ｉｉｉ）微粒子又は堆積物の少なくとも一部分を選択的に分解し表面から除去するために十分な化学組成物を表面に接触させる工程であって、この化学組成物が表面と相性が良い、工程。
【００２２】
（ｉｖ）少なくとも１つの筐体から、少なくとも１つの容器に、使用済みの化学組成物を運ぶ工程。
【００２３】
さらに、本発明は、一態様として、微粒子又は堆積物が乗っている表面から微粒子又は堆積物を除去するための組成物であって、微粒子又は堆積物の少なくとも一部分を選択的に分解し表面から除去するために十分な化学組成物を含み、この化学組成物が表面と相性が良いことを特徴とする組成物に関する。
【００２４】
また、本発明は、一態様として、微粒子又は堆積物が乗っている表面を備える媒体であって、微粒子又は堆積物の少なくとも一部分を選択的に分解し表面から除去するために十分な化学組成物を表面に接触させることにより微粒子又は堆積物が乗っている表面から微粒子又は堆積物を除去する工程を備え、且つ、この化学組成物が表面と相性が良い方法により処理されることを特徴とする媒体に関する。
【００２５】
さらに、本発明は、一態様として、微粒子又は堆積物が乗っている表面を備える媒体を前処理するための方法であって、微粒子又は堆積物の少なくとも一部分を選択的に分解し表面から除去するために十分な化学組成物を表面に接触させる工程を備え、且つ、この化学組成物が表面と相性が良いことを特徴とする方法に関する。
【００２６】
以下の図面及び詳細な説明を参照することで、本発明のさらなる目的、特徴、及び利点を理解することができるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】フィルター媒体の微粒子汚染多孔性表面の模式図である。典型的な深層フィルターが描かれており、多孔性フィルター媒体、多孔性フィルター媒体の断面図、及び微粒子で目詰りした細孔を示している。
【図２】表面が粗い微粒子汚染多孔性表面の模式図である。
【図３】濾過システムの工程系統図である。化学組成物は、加熱器を介して循環し、その後、微粒子汚染多孔性表面と動的に接触する。
【図４】時間経過にともなってフィルターを通すのに掛る差圧が増加することを示す図である。
【図５】特別に設計された装置を備える濾過システムの工程系統図を示す。
【図６】実施例５における動的フィルター洗浄工程後の濾過済みスラリー１００μＬ中の０．５６μｍ超の大粒子数を図で示す。
【図７】実施例５における洗浄周期毎のスラリー中のカリウムイオン含有量を図で示す。
【図８】実施例５における洗浄周期毎の同じフィルターを通してスラリーを濾過するのに掛る時間（分）を図で示す。
【図９】実施例５における洗浄周期毎のスラリーの情報を図で示す。
【図１０】実施例５における同じフィルターを用いて１３洗浄周期後のスラリーの研磨率及び欠陥率を対照プラント及び対照パイロットプラントと比較して図で示す。
【図１１】実施例６におけるＲＯ／ＤＩ（逆浸透／脱イオン化）水及びＫＯＨ溶液を用いた音波洗浄により同じフィルターを通してスラリーを濾過するのに掛る時間（分）を図で示す。
【図１２】実施例６におけるフィルター洗浄周期毎の濾過済みスラリー１００μＬ中の０．５６μｍ超の大粒子数を図で示す。
【図１３】フィルターを囲む音波又は超音波装置を備えるフィルターハウジング中のフィルターを示す。
【図１４】微粒子又は堆積物をフィルター媒体からより高い率で除去することを助け、それらの分解を促進するフィルター媒体中の電解質微粒子及びフィルター媒体中のカプセル化微粒子を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明は、例えば、多孔性表面、カートリッジ用媒体、襞のある膜状の表面、及びタンク又はフィルターハウジングの内壁などの微粒子汚染表面向けの洗浄方法に関し、従来の洗浄方法に関連する諸問題を解決する。本発明の洗浄方法は、微粒子汚染表面を元の状態に戻し、再利用を可能とすることで、目覚ましい環境保全上の利点を提供するという利点を有する。さらに、本発明の方法は、濾過分野において、周期時間を減らすという利点を有する。
【００２９】
本発明は、特に、微粒子又は堆積物が乗っている表面から微粒子又は堆積物を除去する方法に関する。この方法は、表面から微粒子又は堆積物の少なくとも一部分を選択的に分解し除去するために十分な化学組成物を表面に接触させる工程を備える。化学組成物は表面と相性が良い。本方法は、任意に、化学組成物にエネルギーを供給することに適している熱源を用いることを含む。また、本方法は、任意に、化学組成物を再生することに適している少なくとも１つのイオン交換システムを用いることを含む。
【００３０】
表面上の微粒子及び堆積物としては、例えば、半導体排水中でしばしば生じる有機及び無機の微粒子及び堆積物などを挙げることができる。本発明の方法によれば、界面活性剤、ポリマー、生体化合物、フォトレジスト処理残留物、塗料固形分、プラスチック残留物、染料、洗濯固形分、及び繊維残留物などの有機物を除去することができる。また、本発明の方法によれば、酸化鉄、水酸化鉄、アルミニウム並びにその酸化物及び水酸化物、カルシウム塩、シリカ、シリコン、裏面研削残留物、金属微粒子、金属塩、リン化合物、マイニング固形分、半導体製造に由来するＣＭＰ固形分、並びにガラス処理固形分などの無機物も除去することができる。
【００３１】
半導体製造工場ではＣＭＰ溶液が大規模に使用される。こうした使用分野としては、他に、ガラス工業及び金属研磨工業などが挙げられる。ＣＭＰ溶液は、しばしば、シリカ、アルミナ、セリウム、又はその他の研磨剤からなるコロイド状の又は極めて小さな粒径の懸濁液である。また、ＣＭＰ溶液は、硝酸第二鉄、ヨウ素酸カリウム、又は過酸化水素などの酸化剤を含んでもよい。さらに、ＣＭＰ溶液は、水酸化アンモニウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、及び有機酸などのｐＨ調整剤を含んでもよい。また、カルボキシベンゾトリアゾールなどの耐変色剤、パッド残留物、シリコン微粒子、タングステン、タンタル、銅、アルミニウム、ヒ素、及びガリウムヒ素などの金属微粒子、フォトレジスト残留物、並びに有機及び無機低ｋ層残留物などの金属粒子を含んでもよい。
【００３２】
本発明は、例えば、多孔性表面、カートリッジ用媒体、襞のある膜状の表面、及びタンク又はフィルターハウジングの内壁などの微粒子汚染表面向けの洗浄方法に関する。フィルター媒体はこうした表面の一例である。フィルターは一般的に様々な用途で用いられる。典型的な深層フィルターを図１に示す。これはポリマー材料から製造されており、その中に何百万もの微小細孔を有する。コロイド分散液はこの媒体を通過し、細孔サイズよりも大きな粒子が細孔内に捕まる。そのため、１μｍの絶対フィルターを用いる場合、１μｍより大きい微粒子の大部分は細孔に捕捉される。濾過効率は、捕捉されなかった微粒子に対する捕捉された微粒子の量により定義される。良いフィルターは９５％を超える効率である。これらの細孔が微粒子で塞がるにつれて、コロイド分散液を濾過するために利用可能な細孔の数は減少する。そのため、これらのコロイド分散液をフィルターに通すための圧力が高くなる。このことを図４に示す。この差圧が上限に達した場合、濾過工程を止め、フィルターを交換する。目詰りしたフィルターは廃棄物として積み上げられる。
【００３３】
本発明はこの問題への解決手段を提供する。限界圧力に達した場合、コロイド分散液をフィルターハウジングを迂回させて流す。別の化学配布ループを起動する（図３参照）。次に、加熱した化学組成物をハウジングに送りその内部に循環させる。この化学組成物は、フィルター媒体に損傷を与えることなくこれらの微粒子を部分的に又は完全に分解するよう処方されている。分解工程が始まると、微粒子は細孔から押し退けられそして洗い去られる。化学組成物の循環は細孔の完全洗浄を保証する。細孔が洗浄されると、濾過効率が戻る。
【００３４】
本発明は、微粒子又は堆積物が乗っている表面から微粒子又は堆積物を除去するための組成物に関する。この組成物は、表面から微粒子又は堆積物の少なくとも一部分を選択的に分解し除去するために十分な化学組成物を含む。化学組成物は表面と相性が良い。本発明の方法に使用するための化学組成物は、表面上の微粒子又は堆積物の性質に基づいて選択され、また、表面と相性が良い。
【００３５】
媒体からの微粒子又は堆積物の洗浄又は除去が完了した後、媒体の本来の機能が少なくとも部分的に又は完全に戻っているはずである。例えば、フィルター媒体の洗浄前の濾過効率が９５％であるとき、処理された媒体は好ましくは同程度の効率を回復する。本来の水準まで濾過効率が回復することが望ましいものの、部分的な回復でも利益はあり得、これもまた本発明の範囲である。
【００３６】
特に、本発明に有用な化学組成物としては、微粒子又は堆積物が乗った表面と相性が良い溶媒又はエッチング液を挙げることができる。この溶媒又はエッチング液は、例えば、有機酸、無機酸、アルカリ、無機塩、有機塩、界面活性剤、及びこれらの混合物を含んでもよい。また、化学組成物は、例えば、無機ベース、有機ベース、及びこれらの混合物を含んでもよい。
【００３７】
本発明に使用される化学組成物は細孔内の微粒子の種類に適したものである必要がある。シリカ微粒子による汚染の場合、アルカリ、アルカリ化合物、ＨＦ、又はフッ化物化合物が適切である。適切な化合物としては、これらに限定されるものではないが、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＮＨ４ＯＨ、これらの化合物、又は、これらの混合物が挙げられる。その他の適切な化合物としては、ＨＦ、フッ化物溶液などが挙げられる。微粒子を部分的に分解することができる化学物質の混合物であるエッチング液を用いてもよい。金属微粒子の場合、ＡＳＭの「Ｍｅｔａｌｓ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ」に記載されているように、酸、酸性化合物、又はエッチング液を用いてもよい。フィルター媒体に影響しないように化学組成物を選択することが重要である。実施例２で使用されるＫＯＨはこれらの要求をどちらも満たす。
【００３８】
液体、気体、及び蒸気などの化学組成物の例、並びにこれらが適している表面上の微粒子又は堆積物を以下に示す。
微粒子 化学組成物
シリカ              アルカリ、アルカリ化合物、ＨＦ、アンモニアガス
アルミナ            無機酸、強アルカリ
セリア              無機酸
金属                無機酸、有機酸、エッチング液
【００３９】
本発明は、微粒子又は堆積物とのみ反応し且つこれらの微粒子又は堆積物が付着している表面には反応しない化学組成物を使用する。化学組成物は表面と相性が良い。表面がポリマー製である場合、有機溶媒の多くはポリマーを攻撃する可能性がある。これは望ましくない。そのため、化学組成物としては、基材に影響をあたえることなく微粒子又は堆積物のみを分解するものを選ぶ必要がある。シリカ分散液の濾過を例にとれば、シリカを分解しフィルター媒体（ポリプロピレン）に影響しないＮａＯＨ又はＫＯＨが挙げられるだろう。
【００４０】
化学組成物溶液のｐＨは、化学組成物溶液が基材に影響をあたえることなく微粒子又は堆積物のみを分解するために十分である必要がある。どのような微粒子又は堆積物についても、化学組成物溶液のｐＨは、好ましくは、約１から約６及び約８から約１４である。
【００４１】
本発明の化学組成物は液体、蒸気、又は気体であってもよい。化学組成物の例は本願明細書に記載されている。蒸気及び気体は、表面上の微粒子又は堆積物の少なくとも一部分を選択的に分解するために使用することができる。好適な蒸気及び気体は表面と相性が良い。蒸気及び気体の例としては、アンモニアガス、ＨＣｌ、及びＳＯ２などが挙げられる。液体化学組成物と同様に、蒸気及び気体としては、基材に悪影響を与えることなく微粒子又は堆積物のみを分解するものを選ぶ必要がある。
【００４２】
微粒子又は堆積物が乗っている表面を、表面から微粒子又は堆積物の少なくとも一部分を選択的に分解し除去するために十分な化学組成物と接触させる。本願明細書において、「分解する」及び「分解」とは、構成成分になるまで分離すること、又は、溶液に溶けることを意味し、「溶解する」及び「溶解」を含む。
【００４３】
化学組成物は、微粒子又は堆積物が乗っている表面と相性が良い。本願明細書において、「相性が良い」とは、化学組成物が表面そのものと実質的に無反応であること、即ち、表面の化学的又は機械的変化が実質的にないことを意味する。
【００４４】
微粒子又は堆積物が乗っている表面の例としては、例えば、フィルターなどの多孔性表面、カートリッジ用媒体、襞のある膜状の表面、及びタンク又はフィルターハウジングの内壁などが挙げられる。本発明の方法は、溜まった微粒子又は堆積物により目詰りした表面のほとんどの洗浄に使用することができる。ＣＭＰ溶液、ガラス製造溶液、及び金属研磨溶液などの溶液を濾過する液体濾過システムでは、時間経過にともなってフィルター表面に微粒子又は堆積物が溜まる。これらの微粒子又は堆積物を本発明の方法によりフィルター表面から除去することができる。
【００４５】
本発明の方法により洗浄することができるフィルターの例としては、例えば、中空繊維膜、サブミクロンレベルの濾過装置、フラットシート膜、又はその他の膜構造が挙げられる。膜は、一般的に用いられている膜ポリマーの他に、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）ポリマー、ポリサルフォン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリロリトリル（ＰＡＮ）、フッ化膜、酢酸セルロース膜、及びこれらの混合物から形成することができる。複数の膜を共に又は並行して用い１つのフィルターバンクを形成してもよい。複数のフィルターバンクを使用することもできる。
【００４６】
本発明の方法は、様々な用途で用いられているフィルターの洗浄に適している。こうした用途としては、例えば、コロイドシリカＣＭＰフィルター、コロイド分散液を含むインクプリンター用のフィルターなどが挙げられる。
【００４７】
本発明により処理することができる微粒子又は堆積物が乗っている表面は多種多様であり得る。微粒子又は堆積物が乗っている多孔性表面などの実質的に任意の種類の表面を、本発明の化学組成物の１つ以上により処理することができ、これにより、表面から微粒子又は堆積物の少なくとも一部分を分解し除去することができる。表面としては、様々な媒体の外部表面、様々な媒体の内部表面、及び／又は、これらの組み合わせを挙げることができる。例えば、固体多孔性媒体は外部表面及び内部表面の両方を備え得る。本発明は、それにより処理が可能な表面により限定されることを意図するものではない。
【００４８】
ある実施形態では、本発明は、本発明の方法により処理された媒体に関する。媒体は、微粒子又は堆積物が乗っている表面を含む。本方法は、微粒子又は堆積物の少なくとも一部分を選択的に分解し表面から除去するために十分な化学組成物を表面に接触させることにより微粒子又は堆積物が乗っている表面から微粒子又は堆積物を除去する工程を備える。化学組成物は表面と相性が良い。本発明の方法により処理された媒体は、フィルターなどの未処理の媒体と比較して、使用回数や寿命が増加し得る。
【００４９】
また、本発明は、媒体を前処理する方法に関する。媒体は、微粒子又は堆積物が乗っている表面を含む。この方法は、表面から微粒子又は堆積物の少なくとも一部分を選択的に分解し除去するために十分な化学組成物を表面に接触させる工程を備える。化学組成物は表面と相性が良い。本発明の前処理された媒体は、未処理の媒体、例えば、フィルターと比較して、効率が増加し得る。
【００５０】
洗浄時間及び化学組成物温度は工程の実用面に即して決定される。時間が長すぎれば処理周期時間が増加する。高い化学組成物温度は分解処理を加速する。化学組成物は、好ましくは、約２０℃を超える温度まで加熱される。好ましい温度範囲は室温から約６０℃の間である。また、化学組成物の流速が早いと微粒子及び堆積物の分解が加速する。化学組成物は、典型的には、約０．１ガロン／分より大きい循環速度を有する。どのような微粒子又は堆積物についても、化学組成物溶液のｐＨは、好ましくは、約１から約６及び約８から約１４である。
【００５１】
化学組成物を加熱することが好ましいものの、本発明は、微粒子又は堆積物が乗っている媒体表面の少なくとも一部を加熱することも包含する。温度は、本願発明のシステムの任意の場所、例えば、化学組成物の個別の加熱器、汚染媒体表面、又は、システムのその他の場所などで、上げることができる。
【００５２】
温度、圧力、及び接触時間などの化学組成物と微粒子又は堆積物との反応条件は種々変わり得る。こうした条件を適切に組み合わせて、微粒子又は堆積物が乗っている表面（例えば、多孔性表面、カートリッジ用媒体、襞のある膜状の表面、及びタンク又はフィルターハウジングの内壁など）から、微粒子又は堆積物の少なくとも一部分を除去するために十分な条件として用いることができる。洗浄工程の間の圧力は、約０．１から約１０トールでもよく、好ましくは、約０．１から約１．０トールであってもよい。洗浄工程の間の温度は、約２０℃から約１００℃でもよく、好ましくは、約２２℃から約６０℃であってもよい。化学組成物と微粒子又は堆積物との反応時間は、約３０秒から約４５分であってもよい。好ましい反応時間は、使用者が行う洗浄の頻度に依存して変わる。化学組成物の好ましい循環速度は、約０．１から約１０ガロン／分でもよく、好ましくは、約０．１から約５ガロン／分であってもよい。
【００５３】
化学組成物と微粒子又は堆積物との反応及び表面からの微粒子又は堆積物の少なくとも一部分の除去に続き、微粒子又は堆積物は化学組成物中での分解により表面から除去される。その後、特定の表面、例えば、タンク及びフィルターハウジングの内壁を空にし、洗浄処理を必要なだけ繰り返してもよい。排出された使用済み化学組成物を、再生のためにイオン交換システムに送ることができる。洗浄処理を繰り返すことで、洗浄処理を繰り返さなかった媒体と比較して、より効率的な媒体を提供することができる。
【００５４】
微粒子又は堆積物は、表面から、静電気的な又は動的な条件下で除去することができる。特に、本発明の一態様（例えば、静電気的条件）は、微粒子及び堆積物が先行する処理中に形成された後にそれらを洗浄することに関する。別の態様（例えば、動的条件）では、例えば、濾過を用いる化学機械的研磨（ＣＭＰ）スラリー製造処理などの主処理が進行している間に、化学組成物を連続して供給してもよい。
【００５５】
表面からの微粒子又は堆積物の除去は、超音波又は音波による表面の振動などの除去促進法によって補助することができる。音波又は超音波装置は、フィルターハウジングの外側又は内側に配置することができる。図１６参照。音波又は超音波装置の使用によって、微粒子及び堆積物除去効率を改善することができる。例えば、超音波装置を、ＫＯＨとともに、フィルターを振盪するために使用してもよい。コロイドシリカスラリーの場合、このスラリーを濾過コンパートメントから抜き、そこにＫＯＨを供給し、ＫＯＨによりコロイド粒子を分解するとともにその除去を加速するため濾過コンパートメントを超音波により振盪し、濾過コンパートメント又はＫＯＨを任意に加熱し、濾過コンパートメントを水で濯ぎ、その後、使用済みコロイドシリカスラリーを補充する。
【００５６】
別の実施形態では、媒体中に溜まった微粒子又は堆積物を電解濾過により除去することができる。図１７参照。電解濾過は、電解微粒子をフィルター媒体に添加すること、例えば、ポリプロピレン繊維分子上での電解微粒子の合成により添加することなどを含む。反対の（例えばシリカの電荷と反対の）電荷を帯びた粒子は、濾過処理中の微粒子（例えばシリカ）と反発する。反発により、シリカがフィルター媒体からより高速で移動することを助ける高度に動的な環境が提供され、こうして、シリカ分解が促進される。帯電した微粒子は化学組成物を助け分解を促進する。
【００５７】
また、本発明では、フィルター媒体内の完全にカプセル化された鉄などのナノ金属微粒子を用いることができる。メガ音波又は超音波などの音にフィルターを晒すことでフィルター洗浄を飛躍的に加速することができる。音は、フィルター媒体内にカプセル化された鉄微粒子を振動させ、極めて均一な動的運動をもたらす。この運動によりシリカ粒子のフィルター媒体からの離脱が加速し、こうしてシリカの分解が促進される。カプセル化された微粒子は、それらが化学組成物中に放出されないよう保証するため、媒体繊維内に取り外せないようにしっかりと設けられるべきである。
【００５８】
本発明の方法は、静電容器内で媒体の表面を洗浄する工程を備える。例えば、目詰りしたフィルターを主処理から取り除き、化学組成物を含む静電容器に移し、そして、静電容器内で洗浄することができる。静電洗浄の場合、例えばフィルターなどの媒体は、微粒子又は堆積物を分解し除去するために十分な長さの時間、２０℃以上で、化学組成物中に浸漬され得る。洗浄後のフィルターはその後主処理に戻すことができる。洗浄はその場で行うこともできるし他の場所で行うこともできる。上述したように、本発明の方法は、処理中に微粒子又は堆積物が溜まるフィルターなどの媒体を利用する主処理とともにその場で実行することができる。動的条件では、例えばフィルターなどの媒体は流れる化学組成物により洗浄することができる。
【００５９】
さらに、微粒子を分解した後の化学組成物は、イオン交換処理に送ることで再生することができる。例えば、実施例で使用されたＫＯＨはシリカに溶解しＫシリケートを形成する。通常のイオン交換処理で、Ｋイオンを回収し、ＫＯＨに戻し、環境負荷の低いケイ酸ゲルのみを捨てることができる。
【００６０】
図５に示すように、本発明は、微粒子又は堆積物が乗っている表面から微粒子又は堆積物を除去する方法に関する。この方法では、以下の装置が用いられる。化学組成物を保持することに適している少なくとも１つの容器（例えば、タンクなど）、任意に、化学組成物にエネルギーを供給することに適している熱源（例えば、加熱器など）又はループの他の部分（これに限定されるものではないが、微粒子又は堆積物汚染細孔表面など）、微粒子又は堆積物が乗っている表面を有する筐体（例えば、微粒子汚染筐体など）、化学組成物の流れを制御することに適している１つ以上のポンプ及び１つ以上の弁。化学組成物は、少なくとも１つの容器から、少なくとも１つの熱源へ運ばれ、加熱される。加熱後の化学組成物は、その後、少なくとも１つの熱源から、微粒子又は堆積物が乗っている表面を有する少なくとも１つの筐体に運ばれる。表面から微粒子又は堆積物の少なくとも一部分を選択的に分解し除去するために十分な加熱後の化学組成物に表面は接触させられる。加熱後の化学組成物は表面と相性が良い。使用済み化学組成物は、その後、少なくとも１つの筐体から、少なくとも１つの熱源に運ばれる。
【００６１】
本発明の方法は、微粒子又は堆積物が乗っている表面から微粒子又は堆積物を除外することに関する。この方法は、化学組成物を保持することに適している少なくとも１つの容器、微粒子又は堆積物が乗っている表面を有する少なくとも１つの筐体、並びに化学組成物の流れを制御することに適している１つ以上のポンプ及び１つ以上の弁を準備する工程、微粒子又は堆積物の少なくとも一部分を選択的に分解し表面から除去するために十分な化学組成物を表面に接触させる工程であって、この化学組成物が表面と相性が良い、工程、並びに、使用済みの化学組成物を少なくとも１つの筐体から少なくとも１つの容器に運ぶ工程を備える。
【００６２】
ある実施形態では、本発明の方法は、さらに、化学組成物にエネルギーを供給することに適している少なくとも１つの熱源を提供する工程、化学組成物を少なくとも１つの容器から少なくとも１つの熱源に運ぶ工程、化学組成物を少なくとも１つの熱源から微粒子又は堆積物が乗っている表面を有する少なくとも１つの筐体に運ぶ工程、使用済みの化学組成物を少なくとも１つの筐体から少なくとも１つ熱源に運ぶ工程、使用済みの化学組成物を少なくとも１つの熱源から少なくとも１つの容器に運ぶ工程を備える。
【００６３】
別の実施形態では、本発明の方法は、さらに、化学組成物を再生することに適している少なくとも１つのイオン交換系を提供する工程、使用済みの化学組成物を少なくとも１つの筐体から少なくとも１つのイオン交換系に運ぶ工程、使用済みの化学組成物を再生する工程、再生後の化学組成物を少なくとも１つのイオン交換系から少なくとも１つの容器に運ぶ工程を備える。
【００６４】
また別の実施形態では、本発明の方法は、さらに、化学組成物を再生することに適している少なくとも１つのイオン交換系を提供する工程、使用済みの化学組成物を少なくとも１つの熱源から少なくとも１つのイオン交換系に運ぶ工程、使用済みの化学組成物を再生する工程、再生後の化学組成物を少なくとも１つのイオン交換系から少なくとも１つの容器に運ぶ工程を備える。
【００６５】
図５に示すように、本方法は、任意に、化学組成物を再生することに適している少なくとも１つのイオン交換系を使用することを含む。使用済み化学組成物は、少なくとも１つの熱源から、それを再生する少なくとも１つのイオン交換系に運ばれる。再生後の化学組成物は、その後、少なくとも１つのイオン交換系から、少なくとも１つの容器に運ばれる。再生後の化学組成物は、少なくとも１つの容器から、少なくとも１つの熱源に運ばれる。
【００６６】
また、本発明は、タンク表面を洗浄するために使用することもできる。例えば、高密度ポリエチレンタンクにコロイド分散液を一定期間以上貯蔵するとその表面にシリカの薄膜が形成される。これは極めて洗浄しづらく、特に、その場所にアクセスしづらい。本発明の加熱後の化学組成物によって、洗浄を簡単に行うことができる。
【００６７】
本発明は、限定されるものではないが、種々の経済的及び環境的効用を有する。経済的効用は自明である。フィルターの再利用により処理コストが減少する。環境負荷はより重要であり得る。幾百幾千ものフィルターがゴミ廃棄場に捨てられている。これらは生分解性ではない。フィルターの再利用により環境負荷を低減することは極めて重要である。
【００６８】
本発明は、微粒子又は堆積物が乗っている表面から微粒子又は堆積物を除去するために特別に設計された装置からなるシステムに関する。特別に設計された装置を有するシステムの例を図５に示す。
【００６９】
特に、本発明は、微粒子又は堆積物が乗っている表面から微粒子又は堆積物を除去するシステムに関する。本システムは、少なくとも１つの容器、微粒子又は堆積物が乗っている表面を有する少なくとも１つの筐体、１つ以上のポンプ、及び１つ以上の弁を備える。少なくとも１つの容器は、化学組成物を保持することに適している。少なくとも１つの容器は少なくとも１つの筐体と通流している。少なくとも１つの筐体は少なくとも１つの容器と通流している。この配置は、少なくとも１つの第１化学組成物循環ループを形成する。この第１化学組成物循環ループ含むシステムは可搬式であっても常設式であってもよい。
【００７０】
本システムは任意に少なくとも１つの熱源を含む。少なくとも１つの熱源は化学組成物にエネルギーを供給することに適している。少なくとも１つの容器は少なくとも１つの熱源に通流している。少なくとも１つの熱源は少なくとも１つの筐体に通流している。少なくとも１つの筐体は少なくとも１つの熱源に通流している。少なくとも１つの熱源は少なくとも１つの容器に通流している。この配置は、少なくとも１つの第２化学組成物循環ループを形成する。図５参照。この第２化学組成物循環ループを含むシステムは可搬式であっても常設式であってもよい。
【００７１】
本システムは任意に少なくとも１つのイオン交換系を含む。このイオン交換系は化学組成物を再生することに適している。少なくとも１つの容器は少なくとも１つの筐体と通流している。少なくとも１つの筐体は少なくとも１つのイオン交換系と通流している。少なくとも１つのイオン交換系は少なくとも１つの容器と通流している。この配置は、少なくとも１つの第２化学組成物循環ループを形成する。図５参照。この第２化学組成物循環ループを含むシステムは可搬式であっても常設式であってもよい。
【００７２】
別の実施形態では、本発明のシステムは任意に熱源及びイオン交換系の両方を含む。少なくとも１つのイオン交換系は化学組成物を再生することに適している。少なくとも１つの熱源は化学組成物にエネルギーを供給することに適している。少なくとも１つの容器は少なくとも１つの熱源に通流している。少なくとも１つの熱源は少なくとも１つの筐体に通流している。少なくとも１つの筐体は少なくとも１つの熱源に通流している。少なくとも１つの熱源は少なくとも１つのイオン交換系に通流している。少なくとも１つのイオン交換系は少なくとも１つの容器と通流している。この配置は、少なくとも１つの第３化学組成物循環ループを形成する。図５参照。この第３化学組成物循環ループを含むシステムは可搬式であっても常設式であってもよい。
【００７３】
化学組成物放出管が、少なくとも１つの容器の少なくとも１つの排出口から、少なくとも１つの熱源の少なくとも１つの注入口に、外側から延びていてもよい。化学組成物放出管は、その内部に化学組成物液の流れを制御するための化学組成物流制御弁を含んでもよい。
【００７４】
化学組成物放出管は、微粒子又は堆積物が乗っている表面に化学組成物を分配できるように、少なくとも１つの熱源の少なくとも１つの排出口から、少なくとも１つの筐体の少なくとも１つの注入口に、外側から延びていてもよい。化学組成物放出管は、その内部に化学組成物液の流れを制御するための化学組成物流制御弁を含んでもよい。
【００７５】
使用済み化学組成物放出管が、少なくとも１つの筐体の少なくとも１つの排出口から、少なくとも１つの熱源の少なくとも１つの注入口に、外側から延びていてもよい。使用済み化学組成物放出管は、その内部に使用済み化学組成物液の流れを制御するための化学組成物流制御弁を含んでもよい。
【００７６】
使用済み化学組成物放出管が、少なくとも１つの熱源の少なくとも１つの排出口から、少なくとも１つのイオン交換系の少なくとも１つの注入口に、外側から延びていてもよい。使用済み化学組成物放出管は、その内部に使用済み化学組成物液の流れを制御するための化学組成物流制御弁を含んでもよい。
【００７７】
再生後の化学組成物放出管が、少なくとも１つのイオン交換系の少なくとも１つの排出口から、少なくとも１つの容器の少なくとも１つの注入口に、外側から延びていてもよい。再生後の化学組成物放出管は、その内部に再生後の化学組成物液の流れを制御するための化学組成物流制御弁を含んでもよい。
【００７８】
粒子汚染筐体（フィルター、ハウジング、タンクなど）は、２つの異なる循環ループ用に設計されている。標準的な分散液ループでは、分散液は投入された後取り除かれる。フィルターハウジングであれば、コロイド分散液はポンプ及び弁を介して押し出され、濾過後の分散液は排出を介してハウジングを離れる。
【００７９】
ハウジングの微粒子汚染細孔表面の洗浄が必要な時は、分散液ループ用の弁を閉じ、洗浄ループ用の弁を開ける。このループは、化学組成物を貯蔵するためのタンク、加熱器などの熱源、イオン交換系、弁、及びポンプを含む。また、この装置は、工程管理用のメトロロジーを含んでもよい。筐体を通って循環した後の化学組成物は、再生のためにイオン交換系に送られてもよい。イオン交換ループは任意である。
【００８０】
化学洗浄ループは可搬式であっても常設式であってもよい。また、イオン交換ループも可搬式であっても常設式であってもよい。
【００８１】
別の実施形態では、図３に示すように、シリカは、フィルターが目詰りするまで、シリカ分散液タンクからフィルターを介してシリカパッケージングステーションに分配される（ステップ１及び２を参照）。フィルターの目詰まりの指標として、１５ｐｓｉの差圧を用いることができる。フィルターが目詰りすると、ステップ１及び２は中断され、シリカ分散液はフィルターハウジングからシリカ分散液タンクへポンプにより送り返される。加熱したＫＯＨが、１０分間、又は、シリカの全てが分解するまで、フィルターを再循環される（ステップ３参照）。ＫＯＨは、その後、フィルターからＫＯＨタンクにポンプにより送り返される。ステップ３は、その後、中断され、ｐＨが所望の水準に下がるまでフィルターをすすぐためにステップ４が使用される。水は、フィルターから水タンクにポンプにより送り返される。ステップ１−４は、約１０回、又は、ＫＯＨが約１０％のシリカで飽和するまで、繰り返される。全てのステップは、その後、中断され、ＫＯＨタンク中の総固形分の割合を測る。ＫＯＨ中の総固形分の割合が約１０％よりも高い場合、イオン交換してＫＯＨを新鮮な状態に戻すためにステップ５が使用される。全濾過システムは、その後、ステップ１−５を繰り返す事ができる状態になる。
【００８２】
所望の又は最適の動作条件を得るために動作パラメーターの自動的かつ実時間での最適化及び／又は調整ができるように構成された洗浄システムの操作において、任意に、制御システム及び制御方法論を用いることができる。適切な制御手段が当分野で周知であり、例えば、プログラマブルロジックコントローラー（ＰＬＣ）又はマイクロプロセッサなどが挙げられる。
【００８３】
化学組成物の供給率、化学組成物の加熱、圧力や安全弁の設定を制御するために、任意に、コンピューター実装システムを用いることができる。コンピューター制御システムは、微粒子又は堆積物が乗っている表面からの微粒子又は堆積物の除去を最適化するための異なるパラメーターを調節する能力を有していてもよい。このシステムは、パラメーターを自動的に調節するために実装されてもよい。洗浄システムの制御は、従来のハードウェア又はソフトウェアが実装されたコンピューター及び／又は電子制御システムを様々な電子センサーと併用することで行うことができる。この制御すステムは、化学組成物の供給率、化学組成物の加熱、圧力や安全弁の設定を制御するよう構成されていてもよい。
【００８４】
この洗浄システムは、さらに、化学組成物の供給率、化学組成物の加熱、圧力や安全弁などの様々なパラメーターを計測するためのセンサーを備えていてもよい。制御ユニットは、センサーと、計測されたパラメーターの値に従ってシステムを介して化学組成物を運ぶための少なくとも１つの注入口及び排出口とに接続されていてもよい。
【００８５】
コンピューターが実装されたシステムは、任意に、洗浄システムの一部であってもよいし、又は、洗浄システムと連結されていてもよい。このシステムは、システムの操作パラメーターを制御し操作するよう、また、値を解析し計算するよう構成され又はプログラムされていてもよい。コンピューターが実装されたシステムは、システムの操作パラメーターを設定し制御するため、制御信号を送受信できる。コンピューターが実装されたシステムは、洗浄システムに対して遠隔的に設置することができる。また、このシステムは、イーサーネット接続又はワイヤレス接続などの直接的な又は間接的な手段を介して１つ以上の遠隔洗浄システムからデータを受け取るよう構成されてもよい。この制御システムは、インターネットなどを介して遠隔操作できる。
【００８６】
洗浄システムの制御の一部又は全てはコンピューターなしでも行うことができる。他種の制御は、物理的な制御により行うことができる。例えば、制御システムは使用者により操作される手動システムであってもよい。別の実施形態では、使用者は、上述の制御システムに入力を提供することができる。供給率（例えば、化学組成物輸送割合など）を監視するため、適切な圧力ゲージを用いることができる。
【００８７】
効率的に連続して完全に自動的に操業できるよう循環吸着システム内で気体の流れを監視し自動的に制御するなどの循環処理の様々な機能を実行するために従来の装置を用いることができることは明らかだろう。
【００８８】
本発明の種々の修正例及び変形例が当業者にとって明らかであり、こうした修正例及び変形例が本出願の範囲並びに請求項の要旨及び範囲に含まれることが理解されるだろう。
【００８９】
［実施例１］
０．１−１ミクロン径のフィルター細孔を有するフィルターハウジング３つにヒュームドシリカ分散液を循環させた。こうした細かい細孔は、１ミクロン径を超える細孔に比べて、再調整がより困難であると考えられる。フィルターが目詰りしたら、フィルターに加圧水を循環させた。その後、ヒュームドシリカ分散液を再濾過した。しかし、差圧は下がらなかった。これは細孔が目詰りしたままであることを示している。
【００９０】
［実施例２］
実施例１と同じフィルターに、加熱した（５０℃）ＫＯＨ水溶液を１０分間循環させた。ＫＯＨを洗い落としてｐＨを下げるため続いて水ですすいだ。その後、フィルターを再調整し再利用可能な状態にした。その後、ヒュームドシリカ分散液を同フィルターで濾過した。ヒュームドシリカのＬＰＣ（大粒子数）、ＭＰＳ（平均粒子径）、及び％ＴＳ（合計固形分）のデータは、完全に洗浄がなされ、濾過効率が回復したことを示している。
【００９１】
［実施例３］
実施例２の工程を同じフィルターで数度繰り返した。洗浄毎に濾過効率の完全な回復がみられた。
【００９２】
［実施例４］
実施例２の工程を繰り返した。驚くべきことに、新しい周期を行うごとに、濾過効率の漸次的な改善が見られた。周期毎にＬＰＣは低下した。
【００９３】
［実施例５］
各実験において、カートリッジフィルター（ポール社、０．５μｍ  Ａ）を標準的な１０インチのフィルターハウジングに装填した。スラリー（即ち、ヒュームドシリカ分散液）を、１．２リットル／分の定常速度でハウジングにポンプで通した。スラリーのポンプ輸送は、いずれかのフィルターで１２ｐｓｉの差圧が得られるまで続けた。未濾過の材料に浸かっていた浸漬管を引き抜き、ハウジングに圧力を送って、残ったスラリーを抜いた。その後、１回目の水すすぎ液を流した。２２．５％ＫＯＨ溶液を５０℃で１０分間再循環させその後押し出した。２回目の水すすぎ液を流し、ハウジングの残りの水を抜いた。スラリーで再びろ過を行い、上記のステップを所望の量（この場合３００キログラム）が濾過されるまで繰り返した。１２ｐｓｉの差圧が得られるまでスラリーのカットを流した。ＬＣＰ（大粒子数）を計測するため複合濾過スラリーを採取した。ｐＨ、ＭＰＳ（平均粒子径）、ＬＰＣ、及びカリウム含有量をスラリーの各カットから得た。対照試験として、フィルターのすすぎ又は洗浄を行わなかった点以外は上記同様のフィルターでサンプルを濾過した。フィルターが１２ｐｓｉの差圧となったら、取り外し交換した。結果を図６−１０に示す。
【００９４】
図６−１０において、ＭＰＳはナノメートル単位で示した平均粒子径である。ＬＰＣは大粒子数である。Ｋはカリウムである。Ａ／分は分あたりのオングストロームである。ＲＲは除去率である。ＴＥＯＳ  ＲＲは酸化物（ＴＥＯＳ）層の除去率である。フィルターＡはポール社製の０．５ミクロンフィルターである。フィルターＢはポール社製の１．０ミクロンフィルターである。フィルターＣはポール社製の０．５μｍフィルターである。ＩＰＥＣは図１０の研磨工具を製造している会社の名前である。８インチの銅ウェハー上の９点を２００倍の顕微鏡で観察し平均損失数を求めることにより銅欠損率を決定した。
【００９５】
動的フィルター洗浄工程後の濾過後スラリー１００μＬ中の０．５６μｍ超の大粒子数を図６に示す。洗浄周期毎のスラリー中のカリウムイオン含有量を図７に示す。洗浄周期毎のスラリーを濾過するのに掛る時間（分）を図８に示す。洗浄周期毎のスラリーの情報を図９に示す。同じフィルターを用いて１３洗浄周期後のスラリーの研磨率及び欠陥率を対照プラント及び対照パイロットプラントと比較して図１０に示す。
【００９６】
図６−１０に示したデータから、試験バッチのＬＰＣが洗浄周期毎に改善して行くことが判別できた。スラリーが１２ｐｓｉの差圧になるまで濾過されるのに掛る分（ふん）数は、洗浄周期数の増加とともに増加する傾向にあった。カリウムイオンレベルは試験バッチの洗浄周期を通して変化しなかった。標準的な植物由来材料及び洗浄済みフィルターによる除去率又は欠損率への影響はなかった。洗浄溶液による最終製品への影響はなかった。このデータは本発明の洗浄法が濾過前のフィルターの前処理に使用することができることを示す。
【００９７】
［実施例６］
各実験において、カートリッジフィルターを標準的な１インチフィルターに装填した。スラリー（即ち、ヒュームドシリカ分散液）を、１２０ミリリットル／分の定常速度でハウジングにポンプで通した。スラリーのポンプ輸送は、いずれかのフィルターで１５ｐｓｉの差圧が得られるまで続けた。未濾過の材料に浸かっていた浸漬管を引き抜き、ハウジングに圧力を送って、残ったスラリーを抜いた。フィルターをハウジングから取り除き、１回目の水によるすすぎを手動で行った。その後、５０℃の２２．５％ＫＯＨ溶液中で１０分間フィルターを音波洗浄した。フィルターを取り除き、２回目の水によるすすぎを行い、その後、再びスラリーの濾過を開始した。上記のステップを所望の量が濾過されるまで繰り返した。１５ｐｓｉの差圧が得られるまでスラリーのカットを流した。ｐＨ、ＭＰＳ（平均粒子径）、ＬＰＣ（大粒子数）、及びカリウム含有量をスラリーの各カットから得た。対照試験として、音波洗浄をＤＩ／ＲＯ（脱イオン化／逆浸透）水を用いて行った点以外は上記同様のフィルターでサンプルを濾過した。結果を図１１−１２に示す。
【００９８】
ＤＩ／ＲＯ音波洗浄及びＫＯＨ音波洗浄の両方についてフィルターの洗浄に掛かった分（ふん）数を図１１に示す。洗浄周期毎のＤＩ／ＲＯ音波洗浄及びＫＯＨ音波洗浄したカットのＬＰＣを図１２に示す。
【００９９】
図１１及び１２に示したデータから、ＫＯＨによりフィルターを簡単に洗浄できたことが分かった。フィルターはＫＯＨによる各洗浄工程後に繰り返し使用することができ、スラリー及び工程の再現性がよいことが示された。ＲＯ／ＤＩ洗浄におけるＬＰＣはすすぎに強く障害された。
【０１００】
本発明に関して様々な実施形態を示し説明してきた。しかし、これらに種々の変更を加えてもよいことが当業者にとって明白であることを明瞭に理解することができるだろう。これまでに示し説明してきた詳細に限定されることを望むものではなく、むしろ、全ての変更及び修正が特許請求の範囲に収まることを意図するものである。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年1月27日(2012.1.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
本発明の方法により洗浄することができるフィルターの例としては、例えば、中空繊維膜、サブミクロンレベルの濾過装置、フラットシート膜、又はその他の膜構造が挙げられる。膜は、一般的に用いられている膜ポリマーの他に、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）ポリマー、ポリサルフォン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリロリトリル（ＰＡＮ）、フッ化膜、酢酸セルロース膜、及びこれらの混合物から形成することができる。複数の膜を共に、直列して、又は並行して用い１つのフィルターバンクを形成してもよい。複数のフィルターバンクを直列して又は並行して使用することもできる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微粒子又は堆積物が乗っている表面から該微粒子又は該堆積物を除去するための方法であって、前記微粒子又は前記堆積物の少なくとも一部分を選択的に分解しそして前記表面から除去するために十分な化学組成物を前記表面に接触させ、その後、前記表面から前記化学組成物を除去するために十分な水を前記表面に接触させる工程を備え、前記化学組成物が前記表面と相性が良いことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記化学組成物は化学溶液又は化学混合物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記化学組成物は、液体、蒸気、又は気体を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記表面は、多孔性表面、カートリッジ用媒体、襞のある又は膜状の表面、及びタンク又はフィルターハウジングの内壁から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記微粒子又は前記堆積物は、静電気的又は動的条件下で除去される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記化学組成物は約２０℃を超える温度まで加熱される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記化学組成物は溶液又はエッチング液を含み、前記溶液又は前記エッチング液は有機酸、無機酸、アルカリ、塩、界面活性剤、及びこれらの混合物から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記微粒子又は前記堆積物はシリカ、アルミナ、セリア、金属及び金属酸化物、有機微粒子、又はこれらの混合物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記微粒子又は前記堆積物はシリカを含み、前記化学組成物は、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、又はこれらの化合物若しくは混合物を含有するアルカリを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記化学組成物は、（ｉ）無機酸、有機酸、有機塩、無機塩、若しくはこれらの混合物、又は（ｉｉ）無機ベース、有機ベース、有機塩、無機塩、若しくはこれらの混合物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記微粒子又は前記堆積物の分解後に、再生するために前記化学組成物をイオン交換系に通過させる工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記微粒子又は前記堆積物はＣＭＰ（化学機械研磨）スラリー又は溶液由来である、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記除去は音波エネルギーにより補助される、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
微粒子又は堆積物が乗っている表面から該微粒子又は該堆積物を除去するためのシステムであって、少なくとも１つの容器、前記微粒子又は前記堆積物が乗っている前記表面を有する少なくとも１つの筐体、１つ以上のポンプ、及び１つ以上の弁を備え、前記少なくとも１つの容器は化学組成物を保持することに適しており、前記少なくとも１つの容器は前記少なくとも１つの筐体に通流し少なくとも１つの第１化学組成物循環ループを形成していることを特徴とするシステム。
【請求項１５】
前記化学組成物にエネルギーを供給することに適している少なくとも１つの熱源をさらに備え、少なくとも１つの第２化学組成物循環ループを形成するため、前記少なくとも１つの容器は前記少なくとも１つの熱源に通流しており、前記少なくとも１つの熱源は前記少なくとも１つの筐体に通流しており、前記少なくとも１つの筐体は前記少なくとも１つの熱源に通流しており、前記少なくとも１つの熱源は前記少なくとも１つの容器に通流している、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記化学組成物を再生することに適している少なくとも１つのイオン交換系をさらに備え、少なくとも１つの第２化学組成物循環ループを形成するため、前記少なくとも１つの容器は前記少なくとも１つの筐体に通流しており、前記少なくとも１つの筐体は前記少なくとも１つのイオン交換系に通流しており、前記少なくとも１つのイオン交換系は前記少なくとも１つの容器に通流している、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１７】
前記化学組成物を再生することに適している少なくとも１つのイオン交換系をさらに備え、少なくとも１つの第３化学組成物循環ループを形成するため、前記少なくとも１つの容器は前記少なくとも１つの熱源に通流しており、前記少なくとも１つの熱源は前記少なくとも１つの筐体に通流しており、前記少なくとも１つの筐体は前記少なくとも１つの熱源に通流しており、前記少なくとも１つの熱源は前記少なくとも１つのイオン交換系に通流しており、前記少なくとも１つのイオン交換系は前記少なくとも１つの容器に通流している、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
可搬式又は常設式である、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１９】
微粒子又は堆積物が乗っている表面から該微粒子又は該堆積物を除去するための方法であって、
（ｉ）化学組成物を保持することに適している少なくとも１つの容器、前記微粒子又は前記堆積物が乗っている前記表面を有する少なくとも１つの筐体、並びに前記化学組成物の流れを制御することに適している１つ以上のポンプ及び１つ以上の弁を準備する工程、
（ｉｉ）前記少なくとも１つの容器から、前記微粒子又は前記堆積物が乗っている前記表面を有する前記少なくとも１つの筐体に、前記化学組成物を運ぶ工程、
（ｉｉｉ）前記微粒子又は前記堆積物の少なくとも一部分を選択的に分解しそして前記表面から除去するために十分な前記化学組成物を前記表面に接触させ、その後、前記表面から前記化学組成物を除去するために十分な水を前記表面に接触させる工程であって、前記化学組成物が前記表面と相性が良い、工程、
（ｉｖ）前記少なくとも１つの筐体から、前記少なくとも１つの容器に、使用済みの前記化学組成物を運ぶ工程、を備える方法。
【請求項２０】
（ｖ）前記化学組成物にエネルギーを供給することに適している少なくとも１つの熱源を提供する工程、
（ｖｉ）前記化学組成物を前記少なくとも１つの容器から前記少なくとも１つの熱源に運ぶ工程、
（ｖｉｉ）前記化学組成物を前記少なくとも１つの熱源から前記微粒子又は前記堆積物が乗っている前記表面を有する前記少なくとも１つの筐体に運ぶ工程、
（ｖｉｉｉ）使用済みの前記化学組成物を前記少なくとも１つの筐体から前記少なくとも１つの熱源に運ぶ工程、
（ｉｘ）使用済みの前記化学組成物を前記少なくとも１つの熱源から前記少なくとも１つの容器に運ぶ工程、をさらに備える、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
（ｘ）前記化学組成物を再生することに適している少なくとも１つのイオン交換系を提供する工程、
（ｘｉ）使用済みの前記化学組成物を前記少なくとも１つの筐体から前記少なくとも１つのイオン交換系に運び、使用済みの前記化学組成物を再生する工程、
（ｘｉｉ）再生された前記化学組成物を前記少なくとも１つのイオン交換系から前記少なくとも１つの容器に運ぶ工程、をさらに備える、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
（ｘ）前記化学組成物を再生することに適している少なくとも１つのイオン交換系を提供する工程、
（ｘｉ）使用済みの前記化学組成物を前記少なくとも１つの熱源から前記少なくとも１つのイオン交換系に運び、使用済みの前記化学組成物を再生する工程、
（ｘｉｉ）再生された前記化学組成物を前記少なくとも１つのイオン交換系から前記少なくとも１つの容器に運ぶ工程、をさらに備える、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
微粒子又は堆積物が乗っている表面から該微粒子又は該堆積物を除去するための組成物であって、前記微粒子又は前記堆積物の少なくとも一部分を選択的に分解しそして前記表面から除去するために十分な化学組成物を含み、前記化学組成物が前記表面と相性が良いことを特徴とする組成物。
【請求項２４】
微粒子又は堆積物が乗っている表面を備える媒体であって、前記微粒子又は前記堆積物の少なくとも一部分を選択的に分解し前記表面から除去するために十分な化学組成物を前記表面に接触させ、その後、前記表面から前記化学組成物を除去するために十分な水を前記表面に接触させることにより前記微粒子又は前記堆積物が乗っている前記表面から前記微粒子又は前記堆積物を除去する工程を備え、且つ、前記化学組成物が前記表面と相性が良い方法により処理されることを特徴とする媒体。
【請求項２５】
媒体を前処理するための方法であって、該媒体は微粒子又は堆積物が乗っている表面を備え、前記方法は、前記微粒子又は前記堆積物の少なくとも一部分を選択的に分解しそして前記表面から除去するために十分な化学組成物を前記表面に接触させる工程を備え、且つ、前記化学組成物が前記表面と相性が良いことを特徴とする方法。
【国際調査報告】
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