(57)【要約】【課題】バルブとフィルタを一体的に集積化したシンプル構造かつコンパクトデザインであって、バルブの後段にフィルタを設けこのフィルタによりバルブの着座・離座から発生する微細なパーティクルをも確実に捕捉・除去可能な高クリーン構造を採用しながら、圧力損失やデッドボリューム或は気泡やマイクロバブルの発生を最小限に抑制して薬液吐出挙動の高い安定性と薬液の高い供給量調整精度を確保し、しかも液ダレの発生も確実に防止したフィルタユニットと薬液供給装置を提供することにある。【解決手段】ブロック体にフィルタが内蔵され、かつブロック体にはフィルタの一次側に滞留した気泡を排出するためのベント機構が設けられ、ブロック体に設けられた流路によってフィルタとベント機構とが一体集積されたフィルタユニットである。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブロック体にフィルタが内蔵され、かつブロック体には前記フィルタの一次側に滞留した気泡を排出するためのベント機構が設けられ、前記ブロック体に設けられた流路によって前記フィルタと前記ベント機構とが一体集積されたことを特徴とするフィルタユニット。
【請求項２】
ブロック体にフィルタが内蔵され、かつブロック体には前記フィルタの一次側に滞留した気泡を排出するためのベント機構が設けられ、前記ブロック体に設けられた流路によって前記フィルタと前記ベント機構とが一体集積されると共に、前記ベント機構には、ベント弁と前記ブロック体に設けられた二次側流路に設けられた出口弁との駆動力を兼用する同一のアクチエータが設けられたことを特徴とするフィルタユニット。
【請求項３】
ブロック体にフィルタが内蔵され、かつブロック体には前記フィルタの一次側に滞留した気泡を排出するためのベント機構が設けられ、前記ブロック体に設けられた流路によって前記フィルタと前記ベント機構とが一体集積されると共に、前記フィルタの一次側領域には、サックバック機能を有するサックバック機構が設けられ、このサックバック機構が前記ブロック体に一体集積されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルタユニット。
【請求項４】
前記ブロック体には、前記フィルタの一次側流路と二次側流路に連通した入口継手と出口継手とが備えられた請求項１乃至３の何れか１項に記載のフィルタユニット。
【請求項５】
前記出口弁には、前記流路を開閉する機能、前記流路の開閉を調整する機能又はサックバック機能を備え、この出口弁は、前記二次側流路によって前記フィルタと一体集積されると共に、エアパージ動作を効率的に促す機構である請求項２乃至４の何れか１項に記載のフィルタユニット。
【請求項６】
前記ブロック体には、前記フィルタ収納用の収納室が設けられ、この収納室内には、連通部を有するケーシングで被覆された中空糸膜又は平膜からなるフィルタが設けられた請求項１乃至５の何れか１項に記載のフィルタユニット。
【請求項７】
前記ブロック体は、入口ブロックと出口ブロックとが嵌め合わされて液密にシールされて構成され、前記入口ブロックと出口ブロックとに収納室が形成され、この収納室にフィルタを内蔵した請求項６に記載のフィルタユニット。
【請求項８】
前記フィルタの出口が鉛直方向に設けられ、前記ベント機構がフィルタの一次側領域内のエアが溜まる位置に設けられた請求項１乃至３の何れか１項に記載のフィルタユニット。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか１項に記載のフィルタユニットの一次側に薬液又は流体の供給を制御するための開閉弁が取り付けられ、フィルタユニットの二次側には吐出ノズルが設けられた薬液供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高純度薬品等の薬液供給に用いられるフィルタユニットと薬液供給装置に関し、例えば、半導体ウエハにレジストやシンナーを塗布するために用いられるコータデベロッパの薬液塗布ラインやウエハ洗浄装置の薬液供給ラインに用いられるフィルタユニットと薬液供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の薬液供給装置は、半導体製造工程、液晶基板製造工程、磁気ディスク製造工程、あるいは多層配線基板製造工程などの種々の製造工程において、フォトレジスト液、アルカリ系又は酸系の各種処理液、純水、洗浄液、あるいは有機溶剤などの各種の薬液をユースポイントに供給するために使用されており、例えば、半導体デバイスのフォトリソグラフィー工程で使用されるレジスト塗布装置や現像液供給装置がある。例えばレジスト塗布装置は、スピンチャックに保持されて回転するウエハの中心部に所定量のレジスト液を吐出するものであり、これによりウエハ表面に薄いレジスト膜が拡散するように塗布される。
【０００３】
図７は、上記のような薬液供給装置の構成の一例を示したブロック図である。半導体製造工程で使用される薬液供給装置は、ダイヤフラム弁やベローズ弁等のストップバルブにより薬液供給が制御されることが通常であり、同図においては、薬液供給源である上流側のタンク１側から、薬液出口である下流側の吐出ノズル８側（ユースポイント）へ向けて、タンク１、バルブ２、ポンプ３、バルブ４、フィルタ５、バルブ６、バルブ７、ノズル８をこの順に直列に連設して構成されており、この構成により、タンク１に入った薬液をポンプ３によって吸引及び吐出し、フィルタ５によって異物を除去した後、バルブ６の開閉動作によりノズル８に供給されユースポイントに薬液が供給される。また、ユースポイントに供給される薬液には極めて高い清浄度が要求されるので、流路に介在するポンプ、バルブなどにも、高い清浄度のものが使用される。なおバルブ７は、サックバック機能を有しており、薬液の吐出が終了した後、サックバック動作を行いノズル８内に薬液を引き込んでユースポイントへの液ダレを防止する。
【０００４】
上記構成と同様に構成された従来技術として、特許文献１が提案されている。同文献（図９など）には、フィルタの入口側に連通する排気流路を設け、この排気流路に所定の脱気弁を設けて、ポンプと各バルブが所定の連動をすることで、フィルタの濾過膜に付着した気泡の除去を図った薬液供給装置が示されている。
【０００５】
一方で、近年は半導体の微細化の進展に伴い、薬液供給も、極めて高精度にコントロールされる必要が生じてきていると共に、その清浄度への要求も益々高まってきている。これに伴い、上記のような薬液供給装置におけるバルブの開閉動作によって生じる極めて微細（約１０ｎｍ程度）なパーティクルの発塵までもが問題となっている。高度化している近年の半導体プロセスにおいては、このような僅かなパーティクルの存在によっても製品の歩留まり、信頼性に大きな影響を与えるためである。例えば回路の配線ピッチに２０ｎｍ以下の微細さが要求される場合は、少なくともこのピッチと同程度以上の大きさのパーティクルは、回路パターンの形成などに大きな悪影響を及ぼすおそれがあることから、確実に除去されなければならない。
【０００６】
上記のような課題に関する従来技術としては、特許文献２〜４が提案されている。特許文献２では、薬液供給装置に使用する開閉弁として、弁と弁座との着座の際の発塵を抑制できるバルブを採用することで、薬液の清浄度の向上を図る手段が提案されている。同文献では、弁機構体のピストン部を、第２ばねにより付勢される第２ピストン部と、この第２ピストン部に収納され第１ばねに付勢される第１ピストン部との２重構成とし、弁の弁座への付勢力が、着座に必要な力とシール性能に必要な力に分けられていることで、弁が弁座へ衝突する際の衝撃を所定程度に緩和し、着座によって材料組織が剥離することによるパーティクルの発生の低減を図ったエア操作弁が示されている。
【０００７】
特許文献３では、開閉弁として、閉状態においても完全に閉とならないバルブを採用することで、弁体と弁座との接触により発生するパーティクルの抑制を図る手段が提案されている。同文献では、フィルタの後段（処理液供給路）に第１バルブが設けられ、この第１バルブは、ピストンが下側に延びきった状態においても、弁体と弁座が当接しない構造との記載がある。また、処理液の吐出を停止する際は、第１バルブを閉状態、第２バルブを開状態とすることで第１バルブからはスローリーク程度の処理液が流通するものとなり、この流通した処理液は自重により分岐配管側へ流出して第２バルブ側へ流れ、これにより処理液タンクへ回収されることが言及されている。
【０００８】
特許文献４では、液体供給装置にアスピレータを備えたことで、液体使用部における液垂れを防ぐと共に、開閉弁やフィルタなどを削減して装置構造の簡素化と薬液の清浄度の向上を図る手段が提案されている。同文献（図８など）では、供給配管部にアスピレータが備えられており、このアスピレータは、主流路側に主配管部及び副配管部が、吸引流路側に使用側配管部が、それぞれ接続されており、本体部は各種のフッ素樹脂等から形成され、主流路に吸引流路が接続する部分に狭小管部が備えられ、狭小管部の下流側の主流路と吸引流路との接続部分に接続室が形成された構造との記載がある。
【０００９】
また同文献では、液体供給を停止する際、開閉機能を有する弁を開弁状態としておくことにより、アスピレータに到達した液体が主流路を通じて副配管部に流出して弁を通過し、循環配管部を流通して液体タンクに戻ると共に、液体はアスピレータの狭小管部を通過することから、吸引流路側が減圧されて使用側配管部の内部が負圧となり、ノズルまで満たされていた液体はアスピレータに向けて吸引されることが示されている。さらに、液体の供給量調整は、開閉機能を有する弁に流量制御弁を用いておこなう点の言及もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第３８９０２２９号公報
【特許文献２】特許第５２２６０５９号公報
【特許文献３】特開２０１５−１７７０９０号公報
【特許文献４】特許第５８８７０８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１は、所定の脱気弁によりフィルタ内の気泡を除去して薬液の吐出精度の向上を図ったものであり、バルブの開閉などから発生する微細なパーティクルを除去するものではない。すなわち、同文献に示されるような薬液供給装置の場合、図７に示したように、バルブ６がフィルタ５より下流側なので、バルブ６の開閉動作で発生する微細なパーティクルを、フィルタ５で捕捉して除去することは原理的に不可能である。フィルタによるパーティクルの捕捉・除去ができないことから、ユースポイントに供給される薬液の清浄度にも限界があり、よって、近年要求されるレベルの極めて高い薬液の清浄度を確実に確保することも困難となる。
【００１２】
また、特許文献２に示されるようなバルブの開閉に伴う発塵を抑制する開閉弁を、図７に示した薬液供給装置に使用したとしても、結局は弁座と弁との摺動・摩擦が不可避な構造であるから、バルブ開閉による微細なパーティクルの発生を防ぐには限度があり、不十分である。このため、同文献のような開閉弁の使用のみをもって、近年薬液に要求されている極めて高いレベルの清浄度は実現し難い。さらに、このようなバルブは構造が複雑で高価であるから、薬液供給装置に使用した場合はコスト性やメンテナンス性、取扱い性などが悪く採用し難い。
【００１３】
この点、特許文献３に示された開閉弁（第１バルブ）は、閉状態においても弁体が弁座に当接しないものであるが、例えば、処理液吐出を停止する際に、開閉弁の弁体をどの程度まで閉じるか、或は開閉弁から漏れる処理液がすべて分岐配管側へ流れてノズルから液ダレすることがないことが確実か、などの点につき全く不明確であって、少なくとも処理液の停止能力の信頼性が低いと言わざるを得ない。また、開閉弁の詳細な構造や装置の動作なども不明瞭であり、しかも、通常このような特殊なバルブはコスト性やメンテナンス性などの点に難点がある。したがって、高清浄度や高吐出挙動性などが求められる薬液供給装置としては採用し難い。
【００１４】
また、フィルタは、高純度の薬液中に不純物として含有されるパーティクルを物理的に確実に捕捉して分離・濾過するという重要な機能を担っているので、薬液やバルブなどの機器の清浄度を近年要求されるレベルに高めつつ安定した薬液供給を維持するため、薬液供給装置に欠かすことのできない構成要素であると言える。よって、バルブの開閉動作によりパーティクルが発生する上記問題は、そのバルブの構造を上記のように改良するなどにより解決を図るより、そのバルブの下流側のフィルタによりパーティクルが確実に捕捉される構造により解決されなければならない。フィルタによる薬液の分離・濾過構造を採ることで、バルブなどの部品・機械構造の改良やメンテナンスなどに伴う余計なコスト、或は装置の大型化などを回避しつつ簡易かつ確実に薬液の高クリーン性、或は装置のコンパクト性を確保できる。
【００１５】
一方、図７に示した薬液供給装置において、フィルタ５の下流側からバルブを排除すべく、フィルタ５をバルブ６とバルブ７との間に設けることも可能である。この場合は、フィルタ５がバルブ６の下流側となるから、バルブ６の開閉動作で生じるパーティクルをフィルタ５で捕捉可能となる。
【００１６】
しかしながら、フィルタ５をバルブ６の下流側に設けた場合は、通常、次のような問題が生じる。すなわちこの構成にした場合は、フィルタ５における圧力損失が生じたり、あるいは、フィルタ５の上流側で発生した気泡がフィルタ５内に蓄積することで、薬液の吐出挙動が不安定となり、必要なレベルの高精度な薬液供給量調整ができなくなる。また、フィルタ５内の残圧などによりバルブ６を閉じた後に液ダレが生じる問題や、バルブ６とフィルタ５との接続部位が複雑化し、この接続部位に気泡が滞留し易くなる問題も生じる。さらに、フィルタ５に高い圧力を加えることができなくなるため初期エアパージに時間を要したり、フィルタ５とバルブ６との組み合わせが大型化し装置内にコンパクトに収まらなくなる問題も生じる。よって、フィルタ５を最も下流側に設けるなど、単にその配置を変更するのみでは、上記課題は解決できない。
【００１７】
この点、特許文献４の液体供給装置では、フィルタの後段からノズルまでの間にバルブは設けられていない。しかしながら、アスピレータが装置の構成において必須要素となっている。同文献のアスピレータは、素材も高価であって構造が複雑であるから装置の使用性やコスト性、メンテナンス性などに難点があると共に、狭小管部や接続室が特殊な形状であるから気泡やマイクロバブルの発生を抑制し難い。また、アスピレータのような特殊な構成要素を用いることなく、できる限りシンプルな構成で上記課題を解決できれば有益であると言える。
【００１８】
さらに、薬液の供給量調整は、ポンプからアスピレータを介して使用側配管部の分岐から更に下流側の副配管部に接続された流量調節弁単独でおこなう点のみ開示され、その動作の詳細などの開示はなく、しかも、フィルタやアスピレータなどにおけるエアパージや気泡除去などに関しても開示はない。よって、少なくとも薬液の圧力応答性や吐出挙動の安定性、薬液供給量の調整精度などに関しても不明瞭であって信頼性が低いと言わざるを得ない。したがって、同文献の薬液供給装置もやはり採用し難い。
【００１９】
そこで、本発明は上記問題点を解決するために開発されたものであり、その目的とするところは、バルブとフィルタを一体的に集積化したシンプル構造かつコンパクトデザインであって、バルブの後段にフィルタを設けこのフィルタによりバルブの着座・離座から発生する微細なパーティクルをも確実に捕捉・除去可能な高クリーン構造を採用しながら、圧力損失やデッドボリューム或は気泡やマイクロバブルの発生を最小限に抑制して薬液吐出挙動の高い安定性と薬液の高い供給量調整精度を確保し、しかも液ダレの発生も確実に防止したフィルタユニットと薬液供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、ブロック体にフィルタが内蔵され、かつブロック体にはフィルタの一次側に滞留した気泡を排出するためのベント機構が設けられ、ブロック体に設けられた流路によってフィルタとベント機構とが一体集積されたフィルタユニットである。
【００２１】
請求項２に係る発明は、ブロック体にフィルタが内蔵され、かつブロック体にはフィルタの一次側に滞留した気泡を排出するためのベント機構が設けられ、ブロック体に設けられた流路によってフィルタとベント機構とが一体集積されると共に、ベント機構には、ベント弁とブロック体に設けられた二次側流路に設けられた出口弁との駆動力を兼用する同一のアクチエータが設けられたフィルタユニットである。
【００２２】
請求項３に係る発明は、ブロック体にフィルタが内蔵され、かつブロック体にはフィルタの一次側に滞留した気泡を排出するためのベント機構が設けられ、ブロック体に設けられた流路によってフィルタとベント機構とが一体集積されると共に、フィルタの一次側領域には、サックバック機能を有するサックバック機構が設けられ、このサックバック機構がブロック体に一体集積されたフィルタユニットである。
【００２３】
請求項４に係る発明は、ブロック体には、フィルタの一次側流路と二次側流路に連通した入口継手と出口継手とが備えられたフィルタユニットである。
【００２４】
請求項５に係る発明は、出口弁には、流路を開閉する機能、流路の開閉を調整する機能又はサックバック機能を備え、この出口弁は、二次側流路によってフィルタと一体集積されると共に、エアパージ動作を効率的に促す機構であるフィルタユニットである。
【００２５】
請求項６に係る発明は、ブロック体には、フィルタ収納用の収納室が設けられ、この収納室内には、連通部を有するケーシングで被覆された中空糸膜又は平膜からなるフィルタが設けられたフィルタユニットである。
【００２６】
請求項７に係る発明は、ブロック体は、入口ブロックと出口ブロックとが嵌め合わされて液密にシールされて構成され、入口ブロックと出口ブロックとに収納室が形成され、この収納室にフィルタを内蔵したフィルタユニットである。
【００２７】
請求項８に係る発明は、フィルタの出口が鉛直方向に設けられ、ベント機構がフィルタの一次側領域内のエアが溜まる位置に設けられたフィルタユニットである。
【００２８】
請求項９に係る発明は、フィルタユニットの一次側に薬液又は流体の供給を制御するための開閉弁が取り付けられ、フィルタユニットの二次側には吐出ノズルが設けられた薬液供給装置である。
【発明の効果】
【００２９】
請求項１に記載の発明によると、ベント機構を設けたから、フィルタ一次側に滞留した気泡やマイクロバブルを適切に排出できる。特に、装置の使用開始時における初期エアパージや、運転中に薬液の吐出挙動が不安定化した際に適宜のエアパージが可能となり、圧力応答性を確実に維持できるから、薬液供給を常に安定化させることが可能となる。
【００３０】
また、ベント機構は、ブロック体に設けられた流路によってフィルタと一体集積されているから、コンパクト化されることでフィルタユニットのコスト性、メンテナンス性、使用性などを大幅に高めることができる。特に、一体集積化によりベント機構とフィルタとの間のデッドボリュームを最小化・最適化できるから、圧力応答性の維持を確実なものとすることができる。
【００３１】
請求項２に記載の発明によると、ベント機構には、ベント弁とブロック体に設けられた二次側流路に設けられた出口弁との駆動力を兼用する同一のアクチエータを設けたから、フィルタユニットの一体集積化に著しく寄与できる。しかも、アクチエータの簡素化及びコンパクト化が可能となると共に、ベント機構と出口弁との連動性を高めて気泡排出の効率化を図ることもできる。
【００３２】
請求項３に記載の発明によると、サックバック機能を有するサックバック機構を設けたから、薬液の吐出が終了した後に薬液をフィルタユニット内に適宜引き込むことが可能となり、吐出ノズルからの液ダレの防止が確実なものとなる。また、このサックバック機構はフィルタの一次側領域に設けられるから、サックバック機構から発生し得るパーティクルをもフィルタで確実に捕捉可能となり、薬液の清浄度を高めることができる。
【００３３】
請求項４に記載の発明によると、ブロック体にはフィルタの一次側流路と二次側流路に連通した入口継手と出口継手とが備えられたから、これらの継手を介して、供給する流体や使用条件などに応じて、フィルタユニットを様々な既存装置に対し適宜の場所に着脱自在に設けることが可能となり、フィルタユニットの使用性を大幅に高めることができる。
【００３４】
請求項５に記載の発明によると、出口弁には、流路を開閉する機能、流路の開閉を調整する機能、又はサックバック機能を備えたから、供給する流体や使用条件などに応じて出口弁を開閉弁、流量調整弁、サックバック弁として使用可能となる。また、出口弁はエアパージ動作を効率的に促す機構だから、エアパージの効率化により、例えば、初期エアパージを効率化して装置の立ち上げ時間を短縮化したり、吐出挙動の不安定化などによる薬液供給の不具合をすばやくかつ適切に回復させたりすることが可能となり、もって、薬液供給装置の高い圧力応答性を確実に確保可能となる。
【００３５】
請求項６に記載の発明によると、ブロック体にはフィルタ収納用の収納室が設けられ、この収納室内には連通部を有するケーシングで被覆された中空糸膜又は平膜から成るフィルタが設けられたから、ブロック体に適切にフィルタを収納可能となると共に、使用に応じてフィルタ種類を適切に選択できる。特に、圧力で変形しにくく高い集積度及び容積効率を有する中空糸膜が好適である。
【００３６】
請求項７に記載の発明によると、ブロック体は、入口ブロックと出口ブロックとが嵌め合わされて液密にシールされて構成されたから、ブロック体を簡易にコンパクト化できると共に、接続部位が極めてシンプルな構造となることで気泡の滞留しやすい箇所を最小限に抑制することができる。
【００３７】
また、入口ブロックと出口ブロックとに収納室が形成され、この収納室にフィルタを内蔵するから、フィルタに応じてブロック体をコンパクトかつ適切に形成することができると共に、フィルタ容積の最適化が可能となり、フィルタにおける圧力損失を最小化することが可能となる。
【００３８】
請求項８に記載の発明によると、フィルタの出口が鉛直方向に設けられ、ベント機構がフィルタの一次側領域内のエアが溜まる位置に設けられたから、フィルタの一次側に滞留するおそれのある気泡やマイクロバブルを確実に排出することができる。
【００３９】
請求項９に記載の発明によると、フィルタユニットの一次側に薬液又は流体の供給を制御するための開閉弁が取り付けられ、フィルタユニットの二次側には吐出ノズルが設けられたものであり、このフィルタユニットには、フィルタの後段から吐出ノズル（ユースポイント）までの間に、常時開閉するバルブ（ストップバルブなど）が存在しないから、フィルタユニットを、薬液又は流体の流路において、すべての開閉弁に対して最も後段（二次側）に設けることができる。よって、流路に存在する開閉弁の弁体と弁座の接触から発生する微細なパーティクルを、すべてフィルタユニットで確実に捕捉可能となる。したがって、薬液又は流体の清浄度を飛躍的に高めた高クリーンな薬液供給装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明のフィルタユニットのブロック図である。
【図２】本発明のフィルタユニットの第１実施形態を示した断面説明図である。
【図３】本発明のフィルタユニットの第２実施形態を示した断面説明図である。
【図４】本発明のフィルタユニットの別の実施形態のブロック図である。
【図５】本発明のフィルタユニットの第３実施形態を示した断面説明図である。
【図６】本発明のフィルタの半裁断面図である。
【図７】従来の薬液供給装置のブロック図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下に、本発明のフィルタユニットと薬液供給装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の薬液供給装置の第１実施形態（又は第２実施形態）のブロック図を示している。本発明の薬液供給装置においては、フィルタユニットの一次側に薬液又は流体の供給を制御するための開閉弁が取り付けられ、フィルタユニットの二次側には吐出ノズルが設けられている。
【００４２】
図１において、１５は薬液１４が貯留されたタンク、１７はポンプである。ポンプ１７は、流路内の薬液を吸入・吐出駆動してユースポイントへ薬液を供給するもので、例えばベローズタイプのポンプが使用され、ポンプ１７の一次側と二次側に、開閉弁１６、１８がそれぞれ設けられている。一点鎖線で示した１０は本発明のフィルタユニットを、１１はフィルタを、１２はベント弁を、１３は出口弁を、それぞれ模式的に示している。後述のように、本発明のフィルタユニットが第２実施形態の場合は、ベント弁１２のアクチエータと出口弁１３のアクチエータとは同一のものが用いられる。また、１９は吐出ノズルを示している。
【００４３】
本発明の薬液供給装置としては、例えば半導体製造プロセスにおけるコータデベロッパの薬液供給装置や、ウエハ洗浄装置の薬液供給装置などが挙げられ、また薬液としては、例えばレジスト、シンナー、現像液、洗浄液、剥離液、超純水などが挙げられるが、所定レベルの高清浄度・高精度な薬液供給が要求される薬液供給装置であれば制限はない。
【００４４】
図２は、本発明のフィルタユニットの第１実施形態を示した断面説明図である。同図の上方向は、鉛直上方向である。本発明のブロック体は、入口ブロックと出口ブロックとが嵌め合わされて液密にシールされて構成される。図示するように、本例では、ブロック体２０は、入口ブロック２１の環状凸部２１ａと出口ブロック２２の環状凹部２２ａとを密着嵌合させ、内部の流体を液密にシールしている。なお図示していないが、入口ブロック２１と出口ブロック２２のシールは、この他、ＰＴＦＥ製のリング状ガスケットなどのシール材を介してシールしてもよく、さらにシール材を介さない密着嵌合のほか、例えばカシメ、溶接や溶着などでシールするようにしてもよい。
【００４５】
また、ブロック体とは、流体の流路として当該ブロック体を構成しているボディの内部に刻設された流路を有するものであり、例えば、複数のブロック同士が互いの流路を継手や配管等を介さず連通するように一体集積的に接続された場合も、一つのブロック体である。
【００４６】
本発明のブロック体には、フィルタ収納用の収納室が設けられ、また、フィルタの一次側流路と二次側流路に連通した入口継手と出口継手とが備えられる。本例では、入口ブロック２１と出口ブロック２２とに、それぞれ中空円柱形状の収納室２３、２４が形成されている。入口ブロック２１と出口ブロック２２とを嵌め合せてブロック体２０を構成した際、これらの収納室２３、２４同士が中空円柱形状の収納室２５を形成し、この収納室２５に、後述のフィルタ２６が内蔵される。収納室２３、２４は、収納されるフィルタ２６の外形に適合する形状となっていれば好適であるため、本例の収納室２５の形状は、フィルタ２６の外径に最適な形状（円柱形状）に形成されている。ただし、本発明の収納室の形状は、本例のような円柱形状に限定されず、実施に応じて適宜選択可能である。
【００４７】
図２において、入口ブロック２１内部には、収納室２３と入口２８とを連通する一次側流路２７が刻設されている。入口２８には、図示しない耐薬品性（ＰＦＡ製など）のチューブを接続する入口継手２９が設けられている。入口継手２９は、ＰＦＡ製などのユニオンナットと、スリーブと、ＥＴＦＥ製などのゲージリングとを有しており、チューブをユニオンナットとスリーブとの間に所定の深さまで挿入した後、ユニオンナットを締付けることでチューブが入口継手２９に液密に接続固定される。
【００４８】
また、出口ブロック２２内部にも、後述の出口弁３０を介して２次側流路３１が刻設され、収納室２４と出口３２とを連通している。出口３２にも、入口継手２９と同様の構造の出口継手３３が設けられている。なお入口継手２９、出口継手３３は、樹脂製チューブを接続する継手に限らず、配管などの流路部材を適宜接続可能な継手部材であればよい。
【００４９】
入口ブロック２１（出口ブロック２２）は、ＨＤＰＥ、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＰＶＤＦなどの高い耐薬品性及び低溶出性の素材から成形されており、図示していないが、直方体状または円柱状のコンパクトな外形を呈している。
【００５０】
本発明のブロック体にはフィルタの一次側に滞留した気泡を排出するためのベント機構が設けられ、ブロック体に設けられた流路によってフィルタとベント機構とが一体集積されている。また、フィルタの出口が鉛直方向に設けられ、ベント機構がフィルタの一次側領域内のエアが溜まる位置に設けられている。
【００５１】
図２において、出口ブロック２２には、フィルタ２６の一次側領域３４に連通するエア抜き流路３５が形成されている。このエア抜き流路３５は、弁室３６へ連通し、弁室３６には、エア抜き口３５で外部へ開口した直線状のエア抜き流路３７が連通している。また、エア抜き流路３５の収納室２４内における一次側領域３４へ向けた開口位置は、収納室２５の上部、すなわち、流体を収納室２５内へ流入してフィルタ２６を使用した際に、気泡やマイクロバブルなどが浮力で上昇して滞留し易い一次側領域３４の最上部付近に向けて開口しており、このため、滞留して悪影響を及ぼしやすい気泡などを効率的に排出可能となっている。
【００５２】
図２において、本例におけるベント機構として、出口ブロック２２には、エア抜き流路３５を開閉するベント弁３８が搭載（一体集積）されている。ベント弁３８は、空圧アクチュエータを備えたダイヤフラムバルブであり、オペレート用のエア供給口３９を有したボデー４０と、その内部には、バネ４１に付勢されたピストン４２と、ピストン４２のピストンロッド先端部に螺着などにより接続されたダイヤフラム４３とを有している。またボデー４０と出口ブロック２２との間には、保持体４４が狭着固定されている。ダイヤフラム４３は、その内側が可動膜部となって弁室３６内で弁座４５に着座してエア抜き流路３５を開閉する弁体であり、その外周部は出口ブロック２２と保持体４４との間に狭着固定されている。
【００５３】
ベント弁３８は、ノーマルクローズ型であり、バネ４１がピストン４２を付勢して先端部のダイヤフラム４３が着座することで閉弁し、エア供給口３９にエアが供給されることによりエア室内の空圧がピストン４２を押圧してダイヤフラム４３を弁座から持ち上げることで開弁する。このようなベント弁３８の開閉動作は、図示しない制御装置などにより自動制御可能となっている。
【００５４】
ボデー４０は、ＰＦＡ、ＰＴＦＥのほか、ＰＶＤＦ、ＰＰ、ＰＶＣなどの高い耐薬品性、低溶出性、及び使用流体の温度に最適となる材質から形成される。また、ベント弁３８も、高い耐薬品性及び低溶出性の素材から成り、開閉動作に伴う発塵が少ないストップバルブであれば特に制限されず、例えば上記の構成のほか、ベローズバルブなどでもよく、電気信号により作動するソレノイドバルブなどでもよい。
【００５５】
図２において、本例におけるベント機構として、出口ブロック２２には、二次側流路３１を開閉する出口弁３０が搭載（一体集積）されている。本発明の出口弁は、ブロック体に設けられた流路を開閉する機能、流路の開閉を調整する機能、又はサックバック機能を備え、また、二次側流路によってフィルタと一体集積されると共に、エアパージ動作を効率的に促す機構である。
【００５６】
図２に示すように、本例の２次側流路３１は、フィルタ２６の二次側から二次側流路３１ａがＬ字状に刻設され、弁室４６へ連通している。この弁室４６は、二次側流路３１ｃを介して出口３２へ連通している。
【００５７】
出口弁３０も、上記ベント弁３８と同様に構成されている。すなわち、空圧アクチュエータを備えたダイヤフラムバルブであり、オペレート用のエア供給口４７を有したボデー４８と、その内部には、バネ４９に付勢されたピストン５０と、ピストン５０のピストンロッド先端部に螺着などにより接続されたダイヤフラム５１とを有している。またボデー４８と出口ブロック２２との間には、保持体５２が狭着固定されている。ダイヤフラム５１は、その内側が可動膜部となって弁室４６内で弁座５３に着座して二次側流路３１を開閉する弁体であり、その外周部は出口ブロック２２と保持体５２との間に狭着固定されている。
【００５８】
出口弁３０は、ノーマルオープン型であって、基本的には、ベント弁３８によるエアパージを補助するために設けられる。常開型であるから、ピストン５０先端部のダイヤフラム５１が弁座５３から離れる方向に向けてバネ４９がピストン５０を付勢して持ち上げており、エア供給口４７にエアが供給されることによりエア室内の空圧がピストン５０を押圧してダイヤフラム５１を弁座５３に向けて着座させ、これにより出口弁３０が閉弁する。このような出口弁３０の開閉動作は、図示しない制御装置などにより自動制御可能となっている。ボデー４８も、ＰＦＡ、ＰＴＦＥのほか、ＰＶＤＦ、ＰＰ、ＰＶＣなどの高い耐薬品性、低溶出性、及び使用流体の温度に最適となる材質から形成される。また出口弁３０も、高い耐薬品性及び低溶出性の素材から成り、開閉動作に伴う発塵が少ないストップバルブであれば特に制限されず、例えば上記の構成のほか、ベローズバルブなどでもよく、電気信号により作動するソレノイドバルブなどでもよい。
【００５９】
本発明のブロック体の収納室には、連通部を有するケーシングで被覆された中空糸膜又は平膜から成るフィルタが設けられる。図２に示すように、本例のフィルタ２６は、ブロック体２０内部の収納室２５に収納されており、またフィルタ２６の一次側は一次側流路２７と、二次側は二次側流路３１と、それぞれ連通していると共に、フィルタ２６の一次側領域３４には、エア抜き流路３５が連通している。
【００６０】
図２に示すように、本例のフィルタ２６は、多数の連通部５４ａが並設されたケーシング５４で被覆した中空糸膜５５から成るフィルタである。ケーシング５４は、両端が開口した筒状に形成されており、一端部５４ｂは出口ブロック２２の収納室２４の底側面部に設けられた装着部２４ａに嵌合固定されている。
【００６１】
一端部５４ｂの端面は、収納室２４の底面部と密着当接して端面シールしている。この端面シールの密着当接力は、入口ブロック２１と出口ブロック２２とを嵌め合せてシールする締付力を増すと、他端部５４ｃが入口ブロック２１の収納室２３の底面部に押圧されることにより一端部５４ｂが押し付けられて強化できる。このように、収納室２４内におけるフィルタ２６の一次側と二次側は、Ｏリングなどのシール材を使用しない端面シールで液密に分離されるから、シール材の摩耗や劣化による微細なパーティクルの漏洩や溶出などが生じることがない。
【００６２】
一端部５４ｂには、中空糸膜５５が固定されている。中空糸膜５５は、多数の中空糸がＵ字状に屈曲されて束に編成された中空糸膜ユニット５５ａと、中空糸の両端部の開口状態を保持し、かつ前記両端部を一端部５４ｂ内側領域に注型固定した固定端であるポッティング部５５ｂとを有する。ポッティング部５５ｂは、ポッティング材を一端部５４ｂ内側領域に充填して硬化することで形成されており、中空糸の両端部が二次側へ開口するように中空糸膜５５を一端部５４ｂに固定している。
【００６３】
ここで、半導体製造プロセスで使用されるフィルタとしては、耐薬品性が高いこと及び低溶出であることはもちろん、ろ過精度が高いすなわちフィルタ孔径が小さいこと、並びに、高流量すなわち圧力損失が低いことが要求される。したがって、フッ素樹脂、ポリオレフィン、ナイロン等からなるフィルタが使用される。また、薬液に対する清浄度の要求により、フィルタのろ過精度は０．２μｍ以下、好ましくは０．１μｍ以下のフィルタが使用される。近年の半導体の微細化の進展により、使用される薬液の清浄度への要求は益々高まっており、本発明のフィルタ２６には１０ｎｍ又は５ｎｍなど、極めて高いろ過精度を有するフィルタの使用がより好ましい。また、このようなフィルタであれば本発明のフィルタは使用に応じて適宜選択可能であり、本発明のフィルタ２６は、例えば中空糸膜型又は平膜プリーツ型（平膜カートリッジ）など、実施に応じて適宜選択可能であるが、サポート及びコア等の支持体が不要で高い集積度及び容積効率を有する中空糸膜型がより好ましい。
【００６４】
図６は、本発明のフィルタのより好適な例を示した半裁断面図である。同図のフィルタ６０は、上記のフィルタ２６と同様に連通部５７を有するケーシング５６で被覆された中空糸膜フィルタであり、ケーシング５６は、両端が開口した筒状に形成され、一端部５４ｂ’は、出口ブロックの収納室の底側面部に設けられた装着部に嵌合固定可能となっている。よって、前述のフィルタ２６に替えて、このフィルタ６０を本発明のフィルタユニットに適宜取り付けて使用可能である。また、一端部５４ｂ’には、中空糸膜５５’が固定されている。中空糸膜５５’は、多数の中空糸がＵ字状に屈曲されて束に編成された中空糸膜ユニット５５ａ’と、中空糸の両端部の開口状態を保持し、かつ前記両端部を一端部５４ｂ’内側領域に注型固定した固定端であるポッティング部５５ｂ’とを有する。
【００６５】
図６に示すように、フィルタ６０は、連通部５７の側面部が、フィルタ６０の外側から内側へ向けて縮径するテーパ状に形成されている点と、ケーシング５６の外周面が、同図の左右両端部から所定長さ内側において、段部５８を介して段部面状に形成されている点が、上記のフィルタ２６と異なっている。図示していないが、フィルタ６０をブロック体の収納室に内蔵した際、段部５８の深さ分だけケーシング５６の外径が小さくなることにより、収納室内周面との間にクリアランスが生じ、このクリアランスと、ケーシング５６の内側から外側へ向けて広がる連通部５７のテーパ形状により、気泡の通り道を確保することで、特に、中空糸膜ユニット５５ａ’の糸に滞留・付着している気泡を、効果的にケーシング５６の外側へ追い出すことができる。また、フィルタは連通部を有するケーシングで被覆されたものに限定されることなく、ブロック体に直接中空糸膜を収納し、端部を注型固定したものでもよい。
【００６６】
なお、本例の入口ブロック２１の外側面には、図示しないボルトによりベース体６１が取付けられており、このベース体６１は、ＰＰまたはＰＰＳなどから成形され、入口ブロック２１が外部の物体に載置される際の台座となるような形状に適宜形成される。
【００６７】
次いで、本発明の第２実施形態を説明する。図３は、第２実施形態の断面説明図である。同図において、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００６８】
図３において、上方向は、鉛直上方向である。本例のブロック体６２も、入口ブロック６３の環状凸部６３ａと出口ブロック６４の環状凹部６４ａとを密着嵌合させ、内部の流体を液密にシールしている。また、入口ブロック６３と出口ブロック６４とに、それぞれ中空円柱形状の収納室６５、６６が形成されている。入口ブロック６３と出口ブロック６４とを嵌め合せてブロック体６２を構成した際、これら収納室６５、６６同士が中空円柱形状の収納室６７を形成し、この収納室６７にフィルタ２６が内蔵される。同図に示すように、本例では、フィルタ２６はほぼ入口ブロック６３側に内蔵され、底面部が浅く形成された出口ブロック６４の収納室６６は、フィルタ２６の一端部５４ｂを嵌合する装着部となっている。本例においても、収納室６７の形状は、フィルタ２６の外形に最適な形状に形成されている。
【００６９】
図３において、入口ブロック６３内部には、収納室６５と入口６８とを連通する一次側流路６９が刻設されている。入口６８には、図示しない耐薬品性（ＰＦＡ製など）のチューブを接続する入口継手７０が設けられている。入口継手７０は、ＰＦＡ製などのユニオンナットと、スリーブと、ＥＴＦＥ製などのゲージリングとを有しており、チューブをユニオンナットとスリーブとの間に所定の深さまで挿入した後、ユニオンナットを締付けることでチューブが入口継手７０に液密に接続固定される。
【００７０】
また、出口ブロック６４内部にも、後述の出口弁７１を介して２次側流路７２が刻設され、収納室６６と出口７３とを連通している。出口７３にも、入口継手７０と同様の構造の出口継手７４が設けられている。なお入口継手７０、出口継手７４は、樹脂製チューブを接続する継手に限らず、配管などの流路部材を適宜接続可能な継手部材であればよい。入口ブロック６３（出口ブロック６４）は、ＨＤＰＥ、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＰＶＤＦなどの高い耐薬品性及び低溶出性の素材から成形されており、図示していないが、直方体状または円柱状のコンパクトな外形を呈している。
【００７１】
図３において、入口ブロック６３には、フィルタ２６の一次側領域７５に連通するエア抜き流路７６が形成されている。このエア抜き流路７６は、チューブ７８を介して、後述のベント弁７７のボデー８１内の流路７９ａへ連通している。チューブ７８は、両端部に接続した継手８０ａ、８０ｂを介して、エア抜き流路７６とボデー８１内流路７９ａを繋ぐ流路である。また、エア抜き流路７６も、フィルタ２６の一次側領域７５の気泡が滞留し易い位置へ向けて開口するように設けられている。
【００７２】
図３において、本例におけるベント機構として、出口ブロック６４には、エア抜き流路７６を開閉するベント弁７７が搭載（一体集積）されている。ベント弁７７は、空圧アクチエータを備えたノーマルクローズ型のダイヤフラムバルブであり、バネ８３がピストン８４を付勢しており、ピストン８４のピストンロッド先端部に螺着などにより接続され内側が可動膜部となったダイヤフラム８５を弁体として、エア供給口８２からエア室に圧入された空気圧によりピストン８４が持ち上げられ、ダイヤフラム８５がボデー８１内に刻設された流路７９の弁座８８から離れることで開弁し、一方、エア室からエアが抜かれるとバネ８３の弾発力によりピストン８４のダイヤフラム８５が弁座８８に押し付けられて閉弁する。このようなベント弁７７の開閉動作は、図示しない制御装置により自動制御可能となっている。また、ボデー８１と出口ブロック６４との間には、保持体８６が狭着固定されており、ダイヤフラム８５の外周部は、出口ブロック６４と保持体８６との間に狭着保持されている。
【００７３】
ボデー８１は、ＰＦＡ、ＰＴＦＥのほか、ＰＶＤＦ、ＰＰ、ＰＶＣなどの高い耐薬品性、低溶出性、及び使用流体の温度に最適となる材質から形成される。また、ベント弁７７も、高い耐薬品性及び低溶出性の素材から成り、開閉動作に伴う発塵が少ないストップバルブであれば特に制限されず、例えば上記の構成のほか、ベローズバルブなどでもよく、電気信号により作動するソレノイドバルブなどでもよい。
【００７４】
図３において、本例におけるベント機構として、出口ブロック６４には、二次側流路７２を開閉する出口弁７１が一体集積するように設けられている。本例の２次側流路７２は、フィルタ２６の二次側から二次側流路７２ａがＬ字状に刻設され、弁室８９へ連通している。この弁室８９は、二次側流路７２ｃを介して出口７３へ連通している。
【００７５】
出口弁７１も、上記ベント弁７７と同様に構成されており、空圧アクチュエータを備えたダイヤフラムバルブであり、オペレート用のエア供給口８２を有したシリンダ９０と、その内部には、バネ８３に付勢されたピストン８４と、ピストン８４のピストンロッド先端部に螺着などにより接続されたダイヤフラム９１とを有している。ダイヤフラム９１は、その内側が可動膜部となって弁室８９内で弁座９２に着座して二次側流路７２を開閉する弁体であり、その外周部は出口ブロック６４とシリンダ９０との間に狭着固定されている。
【００７６】
出口弁７１は、ノーマルオープン型であって、基本的には、ベント弁７７によるエアパージを補助するために設けられる。常開型であるから、ピストン８４先端部のダイヤフラム９１が弁座９２から離れる方向に向けてバネ８３がピストン８４を付勢して持ち上げており、エア供給口８２にエアが供給されることによりエア室内の空圧がピストン８４を押圧してダイヤフラム９１を弁座９２に向けて着座させ、これにより出口弁７１が閉弁する。このような出口弁７１の開閉動作は、図示しない制御装置などにより自動制御可能となっている。シリンダ９０も、ＰＦＡ、ＰＴＦＥのほか、ＰＶＤＦ、ＰＰ、ＰＶＣなどの高い耐薬品性、低溶出性、及び使用流体の温度に最適となる材質から形成される。また出口弁７１も、高い耐薬品性及び低溶出性の素材から成り、開閉動作に伴う発塵が少ないストップバルブであれば特に制限されず、例えば上記の構成のほか、ベローズバルブなどでもよく、電気信号により作動するソレノイドバルブなどでもよい。
【００７７】
図３に示すように、本例では、ベント機構にはベント弁とブロック体に設けられた二次側流路に設けられた出口弁との駆動力を兼用する同一のアクチエータが設けられている。
【００７８】
上記の構造から明らかなように、本例のベント機構であるベント弁７７及び出口弁７１のアクチエータのピストンは、単一のピストン８４であり、このピストン８４のピストンロッド両端部にそれぞれダイヤフラム８５、９１が接続されている。
【００７９】
単一ピストンであるから、エア供給口８２から保持体８６とピストン８４との間に設けられたエア室にエアが供給されるとエア室内の空気圧が増加し、この空気圧がバネ８３の弾発力に勝ると、ピストン８４は図３において左側へ向けて押し動かされ、この左側への押動に連動して、ダイヤフラム９１が弁座９２に押し付けられて出口弁７１が閉弁すると共に、ダイヤフラム８５が弁座８８から離れてベント弁７７が開弁する。逆に、エア供給口８２からエアを排出してバネ８３の弾発力がエア室内の空気圧に勝ると、ピストン８４は図３において右側へ向けて押し動かされ、この右側への押動に連動して、ダイヤフラム９１が弁座９２から離れて出口弁７１が開弁すると共に、ダイヤフラム８５が弁座８８に押し付けられてベント弁７７が閉弁する。
【００８０】
このため本例では、単一ピストン８４を介して、出口弁７１の開弁駆動力（閉弁駆動力）は、ベント弁７７の閉弁駆動力（開弁駆動力）と同一となり、互いに駆動力が兼用可能となる１台の空圧アクチエータとなっている。
【００８１】
ここで、収納室に収納されるフィルタの容積は、フィルタの設置に伴う圧力損失とのトレードオフによって決定される。すなわち、フィルタの容積が小さいと圧力損失が大きくなり、流体を送液するのに過剰な圧力を要するばかりか、フィルタユニットの前段（上流側）に設置される入口弁（図１においては、開閉弁１８など）を開閉した際の圧力応答性も悪化し、入口弁を閉じた際に流体の送液が弁閉に応じて即時に停止しなくなり、フィルタユニットから配管やチューブを介して接続される吐出ノズルに液ダレが生じる。
【００８２】
一方で、フィルタの容積が大きすぎると、圧力損失は小さくなるものの、フィルタを内蔵する収納室を大型化する必要があることから、フィルタユニットの前段に設置される前記入口弁の開閉に伴う圧力変化に対する膨張・収縮で、やはり圧力応答性が悪化し、入口弁を閉じた際に流体の送液が弁閉に応じて即時に停止せず、フィルタユニットから配管やチューブを介して接続される吐出ノズルに液ダレが生じる。また、圧力応答性は、フィルタユニット内に滞留した気泡によっても悪化を引き起こす。
【００８３】
本発明のフィルタは、上記構成の通り、ブロック体内に形成されるフィルタの収納室に内蔵されるから、フィルタの容積も、必要な圧力応答性のレベルに応じて、簡易かつ適切に構成を選択することができる。また、ユニットにフィルタを格納する閉領域は、フィルタの容積に対してできる限り小さく形成されていれば好適であるが、図示するように、本例のフィルタ収納室２５、６７の内部形状は、フィルタ２６の外部形状に適合し、僅かな間隙を介して被覆してほぼ同形状となるように形成している。また、ユニットに内蔵されるフィルタは収納室の容積を有効利用する観点から複数本に分割して収納してもよい。
【００８４】
また、フィルタユニット内、或は薬液供給装置の流路には、流体が滞留する箇所や気泡やマイクロバブルが滞留し易い箇所や、圧損が生じて圧力応答性が失われやすい箇所も、できる限り排除されていれば好適である。特に、流路の内径が急拡大又は急縮小して不連続的に変化する管部においては、流れが剥離してエネルギー損失や対流が生じやすい。この点、図示するように、収納室２５、６７への薬液が流出入する一次側流路２７、６９、及び二次側流路３１、７２は、それぞれ円柱状から円錐状へと繋がり突起部などがないシンプルな内形状に形成されている。具体的には、一次側流路２７ａ、６９ａ及び二次側流路３１ａ、７２ａがそれぞれシンプルな直線円柱形状に形成されていると共に、一次側流路２７ｂ、６９ｂ及び二次側流路３１ｂ、７２ｂがそれぞれシンプルな円錐形状に形成されている。よって、収納室２５、６７への薬液の流出入に淀みや対流が生じ難い。
【００８５】
次いで、本発明の第３実施形態を説明する。図４は、第３実施形態のブロック図であり、図５は、第３実施形態の断面説明図である。同図において、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。本例は、フィルタの一次側領域に、サックバック機能を有するサックバック機構が設けられ、このサックバック機構がブロック体に一体集積された点が、前記第２実施形態と異なる。
【００８６】
図５において、本例のサックバック機構は、サックバック弁９３である。サックバック弁９３は、空圧アクチエータを備えたダイヤフラムバルブであり、ボデー９４が入口ブロック６３に直接取り付けられて一体集積されている。ボデー９４には、カバー９５が取り付けられ、エアを供給排出するポート９６を介して、カバー９５とピストン９７との間に設けられたエア室にエアが連通可能となっている。ピストン９７のピストンロッド先端部には、弁体となるダイヤフラム９９が備えられ、このダイヤフラム９９は、外径側がガイド部材などを介してボデー９４と入口ブロック６３との間に挟持固定されており、内径側には、フィルタ２６の収納室６７内側の流体に露呈して流路容積を規定する受圧面９９ａが設けられている。
【００８７】
図５において、ボデー９４とピストン９７との間にはバネ９８が備えられ、ピストン９７を押し上げ付勢している。ポート９６からエアが供給されると、エア室内の空圧が増加し、この空圧がバネ９８の弾発力に勝るとピストン９７を押し下げ、この押し下げに連動してダイヤフラム９９の受圧面９９ａが流路内方側へ進入（下降）して流路（収納室６７）の容積を減少させ、この流路容積の減少分に応じて、流路内が加圧される。一方、ポート９６からエアを排出すると、バネ９８の弾発力でピストン９７が押し上げられ、この押し上げに連動してダイヤフラム９９の受圧面９９ａが流路外方側へ退行（上昇）して流路（収納室６７）の容積を増加させる。この流路容積の増加分に応じて、流路内が減圧され、この減圧により、流体を薬液供給装置内側（流路内側）へ引き戻すことができ、特に、吐出ノズル１９からの薬液の液ダレを防ぐことができる。また、受圧面９９ａの退行量の調整により、サックバック量の調整も可能である。
【００８８】
上記のように、本発明のフィルタユニットにおいては、ベント機構（ベント弁３８、７７及び出口弁３０、７１）と、サックバック機構（サックバック弁９３）は、それぞれブロック体２０、６２に一体集積されている。具体的には、配管や継手などの別部材を媒介することなく、各機構を構成する弁のボデーがブロック体に直接取り付けられ、互いの内部の流路を連通させている。なお、第２実施形態の場合は、ブロック体６２に直接取り付けられた出口弁７１にベント弁７７がさらに直接取り付けられることで、全体として一体集積されている。図２においては、ベント弁３８のボデー４０と出口弁３０のボデー４８は、それぞれシール材を介して出口ブロック２２に直接取り付けられている。また、図３、５においては、出口弁７１は、流路と弁座部を有するボデー部位が出口ブロック６４内部に設けられており、ベント弁７７のボデー８１は、シリンダ９０に直接取り付けられて出口弁７１と同一のアクチエータを兼用している。さらに、図５においては、サックバック弁９３のボデー９４が、入口ブロック６３に直接取り付けられている。
【００８９】
このような一体集積によりコンパクト化されることでフィルタユニットのコスト性、メンテナンス性、使用性などを大幅に高めることができると共に、既存の薬液供給装置に容易に取り付け可能となる。特に、一体集積化によりベント機構とフィルタとの間のデッドボリュームを最小化・最適化できるから、圧力応答性の維持を確実なものとすることができる。
【００９０】
続いて、本発明のフィルタユニットと薬液供給装置の作用を説明する。先ず、図１、２に示した本発明の第１実施形態のフィルタユニットを薬液供給装置に使用する場合を説明する。
【００９１】
本例のフィルタユニットを薬液供給装置に取付ける際は、フィルタユニット内及びフィルタ２６内の気泡を完全に排出する初期エアパージ操作が必要となる。この初期エアパージが不十分でフィルタユニット内に気泡が滞留した状態でフィルタユニットを立ち上げると、圧力応答性が著しく悪化する問題を生じる。
【００９２】
この初期エアパージ操作は、先ず、フィルタユニット上流側の開閉弁１８を閉じ、出口弁３０を閉じ、ベント弁３８を開く。次いで、開閉弁１８を開いて、入口継手２９を介してフィルタユニット内に薬液を流入させ、フィルタの収納室２５に薬液を充填させる。この際、収納室２５内の気泡がベント弁３８へと追い出されるように薬液が充填される。そして、ベント弁３８から気泡が排出されなくなったことを確認した後、ベント弁３８を閉じる。その後、出口弁３０を開くと、フィルタ２６によって濾過された薬液が出口継手３３を介して供給される。
【００９３】
本例の薬液供給装置を通常運転している際は、出口弁３０が開いており、ベント弁３８が閉じた状態で、開閉弁１８を開いて薬液を吐出ノズル１９へと供給する。薬液供給を停止する際は、開閉弁１８を閉じる。そして薬液供給を停止した後、一定時間保持すると、薬液が徐々に吐出ノズル１９に引き込まれる。
【００９４】
また、通常は、薬液供給装置には薬液供給を停止した際の吐出ノズルからの液ダレを防止する為のサックバック機構が設けられるが、本発明のフィルタユニットでは、内蔵されるフィルタ２６の中空糸膜の微妙な収縮・緩和により吐出ノズル１９先端での液面挙動が変化する。すなわち、薬液吐出時は、フィルタ２６に加わる圧力により中空糸膜が僅かに収縮し、一方、薬液の供給停止時は圧力が解放されることで中空糸膜が僅かに緩和され、吐出ノズル１９先端で保持された薬液が僅かに引き込まれる現象が生じる。この現象を利用することで、吐出ノズル１９先端からの液ダレ防止し、通常設けられるサックバック機構を省略することも可能である。
【００９５】
また、本例の薬液供給装置の通常運転中においても、上流側で発生した気泡がフィルタユニット内に混入したり、フィルタユニット上流側に設置された開閉弁１８の開閉による圧力変化で薬液中に溶存しているガスが気泡として生成する場合などがある。このような場合は、運転中のエアパージが必要となる。
【００９６】
運転中のエアパージ操作は、開閉弁１８を閉じ、出口弁３０を閉じ、ベント弁３８を開いて、薬液供給を一時停止する。次に、開閉弁１８を開き、フィルタユニットの収納室２５内の気泡を、ベント弁３８へと追い出してエアパージする。その後、ベント弁３８を閉じ、出口弁３０を開き、運転を再開する。
【００９７】
次いで、図１、３に示した本発明の第２実施形態のフィルタユニット、及び図４、５に示した本発明の第３実施形態のフィルタユニットを、それぞれ薬液供給装置に使用する場合を説明する。上記の通り第２実施形態のフィルタユニットの構成は、１台のアクチエータにて出口弁７１及びベント弁７７を動作するものであり、この点以外は上記第１実施形態と同様の構成である。また、上記の通り第３実施形態のフィルタユニットの構成は、入口ブロック６３にサックバック弁９３が設けられた点以外は、上記第２実施形態と同様の構成である。このため、第２実施形態及び第３実施形態における各操作は、以下に説明する通り、それぞれ上記第１実施形態におけるものと同様となる。
【００９８】
すなわち、第２、３実施形態における初期エアパージ操作は、先ず、フィルタユニット上流側の開閉弁１８を閉じ、出口弁７１を閉じ、ベント弁７７を開く。次いで、開閉弁１８を開いて、入口継手７０を介してフィルタユニット内に薬液を流入させ、フィルタの収納室６７に薬液を充填させる。この際、収納室６７内の気泡がベント弁７７へと追い出されるように薬液が充填される。そして、ベント弁７７から気泡が排出されなくなったことを確認した後、ベント弁７７を閉じる。それと同時に、出口弁７１が開き、フィルタ２６によって濾過された薬液が出口継手７４を介して供給される。
【００９９】
第２、３実施形態において薬液供給装置を通常運転している際は、出口弁７１が開いており、ベント弁７７が閉じた状態で、開閉弁１８を開いて薬液を吐出ノズル１９へと供給する。薬液供給を停止する際は、開閉弁１８を閉じる。そして薬液供給を停止した後、一定時間保持すると、薬液が徐々に吐出ノズル１９に引き込まれる。
【０１００】
第２、３実施形態における運転中のエアパージ操作は、開閉弁１８を閉じ、出口弁７１を閉じ、ベント弁７７を開いて、薬液供給を一時停止する。次に、開閉弁１８を開き、フィルタユニットの収納室６７内の気泡を、ベント弁７７へと追い出してエアパージする。その後、ベント弁７７を閉じ、出口弁７１を開き、運転を再開する。
【０１０１】
また、第３実施形態において薬液供給装置を通常運転している際は、サックバック弁９３の弁体を上昇してサックバック操作を行い、薬液をフィルタユニット内に引き込んで、吐出ノズル１９先端からの液ダレを防止できる。本例における通常運転の際は、先ず、サックバック弁９３の弁体を下降させ、薬液を吐出ノズル１９のノズル面まで下降させた上で、出口弁７１を開き、ベント弁７７を閉じた状態で、開閉弁１８を開き、薬液を吐出ノズル１９側へ供給する。一方、サックバック操作の際は、先ず、開閉弁１８を閉じて薬液の供給を停止する。そして、サックバック弁９３の弁体を上昇させ、薬液を所定のノズル面まで引き込む。
【０１０２】
なお、運転中のエアパージ操作は、開閉弁１８の開閉回数などに応じて定期的に行うようにしてもよい。また、フィルタユニット内に気泡が混入し、薬液供給装置における薬液の吐出挙動が不安定になった場合に、その都度行うようにしてもよい。この場合、図示していないが、フィルタユニットの収納室２５、６７内の圧力を計測可能な圧力計を設け、この圧力計でフィルタユニット内の圧力変化をモニタリングすることで、効率的かつ正確なタイミングで、エアパージ操作を行うことも可能となる。
【０１０３】
上記のように、出口弁３０、７１は、本発明のフィルタユニット内に滞留する気泡の排出時に閉じられるが、この際、フィルタユニット内の圧力を高く保つことでベント弁３８、７７からの気泡の排出をより効率的に促す働きをしている。また、図示していないが、ベント弁３８、７７の排出口側（流路３７、７９ｂ側）に真空ポンプを接続することで、より効率的な気泡排出が可能となる。さらに、出口弁３０、７１として、サックバック機能を備えた弁を使用してもよい。この場合、弁が下降してフィルタ２６の二次側流路３１、７２を狭めることで、フィルタユニット内の圧力を高く保ち、ベント弁３８、７７からの気泡の排出を促進する働きをする。
【０１０４】
更に、本発明は、前記実施の形態の記載に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲に記載されている発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
【符号の説明】
【０１０５】
２０、６２  ブロック体
２６、６０  フィルタ
３８、７７  ベント機構（ベント弁）
２７、６９  一次側流路
３１、７２  二次側流路
３０、７１  出口弁
３４、７５  一次側領域
９３  サックバック機構（サックバック弁）
２９、７０  入口継手
３３、７４  出口継手
２５（２３、２４）、６７（６５、６６）  収納室
５４ａ、５７  連通部
５４、５６  ケーシング
５５、５５’  中空糸膜
２１、６３  入口ブロック
２２、６４  出口ブロック
３２、７３  出口
１０、１００  フィルタユニット
１８  開閉弁
１４  薬液
１９  吐出ノズル
【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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