(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂製フィルター膜の両面に１対の多孔支持材シートが添わされて、プリーツ状に折り曲げられ両側縁が封着されたろ材と、多孔内筒と、多孔外筒と、上下蓋部とを有し、該ろ材の上下端縁部分が液密に融着された状態で上記内筒と上記外筒との間に上記ろ材を挟み上下蓋部でさらに挟んで収納した熱可塑性樹脂製の多孔環状支持体と、
上記多孔環状支持体の上面部、底面部、外周側面部との間にそれぞれ所定の空間を設けた状態で上記多孔環状支持体を収納したハウジングと、
処理液導入口、ガス抜き孔、及びろ液導出口とを有するヘッドと、を備えたろ過装置であって、
上記多孔環状支持体における上記外筒側面部は、上端部から下端部に沿って無孔状態に形成された第１の面を有し、該第１の面はそれに対向した上記ハウジングの部分と協同して第１の処理液導入用流路を画定しており、上記上蓋部は、処理液を上記処理液導入口から上記第１の処理液導入用流路へと導くガイドからなる第２の処理液導入用流路と、ろ液を上記多孔内筒によりなる第１のろ液導出用流路から上記ろ液導出口へと導くガイドを含む第２のろ液導出流路とを有するものであって、処理液が上記処理液導入口から導入され上記第２の処理液導入用流路及び上記第１の処理液導入用流路を介して上記ハウジング底部に処理液が導かれ、ろ液が上記第１のろ液導出用流路及び上記第２のろ液導出用流路を介して上記ろ液導出口に導かれるよう構成されたことを特徴とするろ過装置。
【請求項２】
前記無孔状態にて形成された第１の面を挟んで上記外筒側面部に上記ろ材におけるひだ山方向に沿って第１及び第２の突起部が形成され、上記第１の面、上記第１、第２の突起部、及び上記ハウジングにて上記第１の処理液導入用流路が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のろ過装置。
【請求項３】
上記ハウジングの内部に上記第１及び上記第２の突起部とそれぞれ嵌合する第３及び第４の突起部を備え、上記第１乃至第４の突起部、上記第１の面、及び上記ハウジングにて上記第１の処理液導入用流路を構成することを特徴とする請求項２に記載のろ過装置。
【請求項４】
上記ヘッドは、中央に設けられた上記処理液導入口と、該処理液導入口を挟むようにしてそれぞれ配置されて設けられたガス抜き孔とろ液導出口とを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のろ過装置。
【請求項５】
上記ヘッド底部と上記上蓋部と上記ハウジング上部とが液密に融着されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のろ過装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体処理用のろ過装置に関し、特に、ろ過装置内部において処理液が滞留することによってろ液に悪影響をもたらすような処理液をろ過する場合に用いるろ過装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フィルターは各種流体の分離処理に用いられているが、このようなフィルターとしては、所定の異物・粒子を捕捉できる、簡単・簡便に使用できる、粒子の保持能力の高さ、つまり使用寿命が長いという機能がそれぞれ求められている。
フィルターにより液体の分離処理を行う場合、処理液中の気体を排出することは基本的な条件として知られている。例えば、特開平１０−７１３２６号公報に記載されているように、チャンバ内に気泡を収集して、ろ過モジュール上部に設けられた通気ポートを介してガスを通気させることにより１次側から混入したエアーを効率よくフィルター外部に排出するなどの方法により処理液中の気泡を除去している。
【０００３】
また、上記特開平１０−７１３２６号公報に開示されているように、半導体装置製造用のフォトレジストのろ過に用いられるような着脱式の中空糸フィルターが知られている。すなわち、使い捨てモジュールにおいても流体処理システムへの各コネクタの接続は個々に行われなければならず、流体流路の接続には、２つの互いに嵌合するコネクタ、通常は雄型コネクタと雌型コネクタを必要とし、コネクタの接続を行うには３つの別個の作業、即ち、２つの嵌合コネクタを心合させる作業と、雄型コネクタの本体を雌型コネクタ内に係合させて流体密シールを設定する作業と、その流体密シールをプロセス条件下で維持するように２つの嵌合コネクタの相対位置を保持する作業とを必要とした煩雑な作業を要する。
【０００４】
よって、製品を大量かつ迅速に生産することが要求される製造ラインなどにおいては複数のろ過装置を有する流体処理システムが設けられており、交換に時間を要しない上述したような着脱式のフィルターアセンブリが効率的に用いられるよう、流体処理システムもこのような着脱式のフィルターアセンブリの仕様とあわせて設計されることで効率よくろ過が行われ迅速にフィルターの交換が行われてきている。このように、フィルターの脱着を容易にした、モジュール化されたろ過装置に関しては、特開平１０−７１３２６号公報に開示されている。
【０００５】
このように、フィルタアセンブリは、簡単・簡便に使用できるよう、処理液を送出するポンプ等を備えたろ過システム及びフィルターアセンブリ夫々が設計されている。また、例えば、このような生産方法が要求される製品としては半導体装置をあげることができる。半導体装置は多品種であるだけでなく、微細加工を要するので多数のフォトエッチング、フォトリソグラフィー工程を要するため、例えば多くのフォトレジストの塗布工程を要する。
【０００６】
一方、このようなフィルターとして、プリーツ型のものが知られている。このようなタイプのフィルターはメンブレンがプリーツ状になっており、ろ過面積も大きく安価で製造することができるという点でメリットがある。
ところで、ＬＳＩの集積度の向上により、より微細な配線幅が要求されるためにＬＳＩ設計においてはデザインルールが制限され、パターニングを行う製造工程での異物のコントロールにはより微細な異物、パーティクルに対処する技術が要求されている。パターニングは一般的にはフォトレジストをシリコンウエハに適用し、露光部と非露光部との現像液に対する溶解度の差を利用して行われるものであるが、レジスト液に異物が混入していると、設計どおりの線幅にパターニングすることができず不良の原因となる。
【０００７】
例えば、現在は半導体装置における配線幅も微細化しているため、ろ過後のフォトレジスト液中に０．０５μｍ程度の異物が残存すると欠陥・配線不良等の原因となってしまうので、高性能な粒子除去能力を有するフィルターアセンブリが要求されている。
フォトレジストは感光することでパターニングを行うものであって、ｇ線、ｉ線、エキシマレーザ、エレクトロンビームが露光されることによりフォトレジストがゲル化することでパターニングを行うものである。
ところが、フォトレジスト液は、通常は滞留、長時間の放置によってゲルを発生しやすい性質をもっているので、フォトレジストをシリコンウエハに塗布する前にフォトレジスト液中にゲルが発生してしまう。ここで、ゲルとはフォトレジスト中においてその一部が変質した感光性物質とは異なるものをいう。フィルター膜においてゲルが通過し、フォトレジスト中にゲルが存在する場合には、シリコンウエハ上のフォトレジスト膜には感光によって現像液に溶解されるべきパターンに未溶解の異物が残りパターン欠陥を生じてしまう。
【０００８】
一方、ろ過装置内で処理流体（処理すべき原料流体）が滞留する部分を生じて処理効率が低下しないようにする手段としては、特開平１０−６６８３６号の技術が提案されている。同公報の図４にはプリーツ状に折り曲げられたろ材を円筒状に形成し、それを円筒状のハウジングに収納し、ハウジングの頂部から中心軸線に沿って下方に延びる供給管を設け、円筒状のろ材の下側で供給管の下端に結合する円板とハウジング内底面との隙間に形成された通路を介して処理流体を放射状に流し、次いでハウジングの周壁の内面に沿って処理流体を上昇させて円筒状のろ材の外面に一様に導き、円筒状のろ材を透過した浄化済み流体（ろ液）は供給管の周り及びろ材内通路を介してハウジング頂部に設けた浄化済み流体の出口に導くようになっている。
しかし、この構造では、円筒状のプリーツ化したろ材を支持するために必要な多孔（ｐｅｒｆｏｒａｔｅ）の内外筒の他に、更に中心軸線に沿って別個の供給管を設けなければならないので、構造が複雑になり、組み立て作業も複雑になり、コストアップとなる問題点がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は、流体中の異物を効率よく除去するろ過装置、特にろ過装置内部において滞留することによってろ液に悪影響をもたらすような処理液に適用するろ過装置を提供することを目的とする。
本発明はまた、滞留を生じないようにするための流路手段が、より単純な構造で、部品点数やろ過装置の基本的な構造に実質的に影響しない形態で、構成されているろ過装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題は本発明のろ過装置により解決される。
本発明のろ過装置は、熱可塑性樹脂製フィルター膜の両面に１対の多孔支持材シートが添わされて、プリーツ状に折り曲げられ両側縁が封着されたろ材と、
多孔内筒と、多孔外筒と、上下蓋部とを有し、該ろ材の上下端縁部分が液密に融着された状態で上記内筒と上記外筒との間に上記ろ材を挟み上下蓋部でさらに挟んで収納した熱可塑性樹脂製の多孔環状支持体と、
上記多孔環状支持体の上面部、底面部、外周側面部との間にそれぞれ所定の空間を設けた状態で上記多孔環状支持体を収納したハウジングと、
処理液導入口、ガス抜き孔、及びろ液導出口とを有するヘッドと、を備えたろ過装置であって、
上記多孔環状支持体における上記外筒側面部は、上端部から下端部に沿って無孔状態に形成された第１の面を有し、該第１の面はそれに対向した上記ハウジングの部分と協同して第１の処理液導入用流路を画定しており、上記上蓋部は、処理液を上記処理液導入口から上記第１の処理液導入用流路へと導くガイドからなる第２の処理液導入用流路と、ろ液を上記多孔内筒によりなる第１のろ液導出用流路から上記ろ液導出口へと導くガイドを含む第２のろ液導出流路とを有するものであって、処理液が上記処理液導入口から導入され上記第２の処理液導入用流路及び上記第１の処理液導入用流路を介して上記ハウジング底部に処理液が導かれ、ろ液が上記第１のろ液導出用流路及び上記第２のろ液導出用流路を介して上記ろ液導出口に導かれるよう構成されたことを特徴とする。
【００１１】
好ましい形態として、本発明のろ過装置は、前記無孔状態にて形成された第１の面を挟んで上記ろ材におけるひだ山方向に沿って第１及び第２の突起部が形成され、上記第１の面、上記第１、第２の突起部、及び上記ハウジングにて上記第１の処理液導入用流路が形成されていることを特徴とする。
好ましい形態として、本発明のろ過装置は、上記ハウジングの内部に上記第１及び上記第２の突起部とそれぞれ嵌合する第３及び第４の突起部を備え、上記第１乃至第４の突起部、上記第１の面、及び上記ハウジングにて上記第１の処理液導入用流路を構成することを特徴とする。
好ましい形態として、本発明のろ過装置において、上記ヘッドは、中央に設けられた上記処理液導入口と、該処理液導入口を挟むようにしてそれぞれ配置されて設けられたガス抜き孔とろ液導出口とを有することを特徴とする。
好ましい形態として、本発明のろ過装置では、上記ハウジングと上記多孔環状支持体とが液密に融着されていることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の好ましい実施例によるろ過装置を詳しく説明する。
図１乃至図６に本発明のろ過装置の一実施例として、本発明の使い捨て型のフィルターアセンブリまたはフィルターモジュール１（以下「ろ過装置」と呼ぶ）の外観及び断面構造を示す。図１、図５、図６は本発明のろ過装置１の立断面図であり、図５〜６は図１と同じ断面図であるが処理液の流通状態を説明する図であり、図２の線Ｉ−Ｉに沿った断面図である。図２はろ過装置１の平面図、図３は本発明のろ過装置１のヘッドの構造を理解しやすくするための、図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図であり、他の部分を切り離して示されているが、実際にはヘッドは他の部分と一体構造である。図４は図１のＩＶ−ＩＶ断面図である。
【００１３】
図１〜図４のように、本発明のろ過装置１は、主として、多孔内筒（以下コアと記す）３、多孔外筒（以下スリーブと記す）５、上蓋部７及び下蓋部９からなる多孔環状支持体１１と、多孔環状支持体１１のコア３とスリーブ５と上下蓋部７、９の間の空間に収納されたプリーツ状のろ材１３（図４参照。図１及び図５〜６では図を見易くするためにろ材は省略してある）と、ハウジング１５と、ガス抜き孔１７、処理液導入口１９及びろ液導出口２１を備えたヘッド２３とから構成されている。
更に、本発明のろ過装置１は、後で説明する処理液を所定の流路に制限するための導管を含む。
【００１４】
ろ材１３は熱可塑性樹脂製フィルター膜の両面に１対の多孔支持材シートを添わせ、プリーツ状に折り曲げた状態で、更に両側縁が封着されたろ材を用いる。
上記フィルター膜としては、処理液中の除去すべき異物の大きさにより所望大きさの孔を有する素材であればいかなる材質のものでもよく、例えば、フォトレジスト液のろ過を行う場合には、０．０５〜０．２μｍ程度の微細孔を有する、四フッ化エチレン樹脂（以下ＰＴＦＥと記す）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＳＵＳ、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン−パ−フルオロアルキルビニルエーテル（以下ＰＦＡと記す）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）等の材質のフィルター膜が用いられ、多孔支持材シートとしては、ネット状、多孔質シート状、不織布状で用いられ、例えば、ＰＦＡ，ＰＴＦＥ，テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（以下ＥＴＦＥと記す）、ＰＶＤＦ等の熱可塑性フッ素樹脂、ポリエチレン、ポリプロプレン、ＳＵＳ等の材質が好ましく用いられる。また、シリコンウエハ用のリンス液等、半導体装置製造に用いられる薬剤のろ過を行う場合には、０．０５〜１．０μｍ程度の微細孔を有する上記材質のフィルター膜が用いられる。
【００１５】
ヘッド２３は、図１の全体の断面図、図２のヘッド上面図、及び図３のヘッド断面図に示すように、上述したようにガス抜き孔１７、処理液導入口１９及びろ液導出口２１をその上面部に備えている。この形状は、使い捨て型のろ過装置の交換の簡易性を重視して設計・製造されたろ過装置１に接続される処理液供給用ポンプ（図示せず）及び／またはマニホルドを従来のまま使用することを可能とし、フィルター交換の煩雑な作業及びコストを削減できるようにされている。具体的には、図１に示すように、処理液導入口１９を挟むようにして、ガス抜き孔１７及びろ液導出口２１が配置されている。ヘッドの材質としては、例えば、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体（以下ＥＣＴＦＥと記す）、ＰＶＤＦ等の熱可塑性フッ素樹脂、ポリエチレン、ポリプロプレン、ＳＵＳ等の材料が用いられる。
【００１６】
ガス抜き孔１７は処理液中においてガスを含んだままろ過を行うのを防止するよう、処理液導入流路と接続されて設けられているものである。ガス抜き孔１７がこのような位置に配置されていないと、ガスが残っている部分の処理液がろ過されず、ガスがフィルタ膜一次側の表面にたまってくるためにフィルタ膜のろ過面積が低減するので処理液を確実にろ過できなくなってしまう。
【００１７】
ハウジング１５は多孔環状支持体１１を収納し、このとき、ハウジング１５とスリーブ５及びハウジング１５と上下蓋部７、９との間、すなわち、多孔環状支持体１１の上面、底面、スリーブ５外周面との間に所定マージンを設けることで、処理液もしくはろ液の流路を確保するように構成されている。ハウジング１５の材質としては、例えば、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ、ＥＣＴＦＥ、ＰＶＤＦ等の熱可塑性フッ素樹脂、ポリエチレン、ポリプロプレン、ＳＵＳ等の材料が用いられる。
【００１８】
多孔環状支持体１１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、ポリプロプレン、ＳＵＳ等の材質が用いられ、コア３とスリーブ５との間にろ材１３におけるプリーツのひだ山部が多孔環状支持体１１の長手方向に沿うような状態でろ材を挟むように上記ろ材を収納している。さらに、上記多孔環状支持体１１においては、処理液がスリーブ５からろ過装置内部へ侵入し、ろ材１３を介して多孔コア３の第１のろ液導出用流路２８にろ液が導かれるように構成されている。
【００１９】
本発明のろ過装置１における多孔環状支持体１１のスリーブ５においては、図１及び図４に示すように、スリーブ５外側面一部のみを処理液導入用流路の一部とするための領域（第１の面）Ａとして無孔状態にて形成している。この領域Ａは、ろ材１３におけるひだ山部の延びる方向に延在し、所定の流速を確保できる程度の幅を有する所定の領域である。そして、この領域Ａの輪郭をなす辺のうち長手方向の辺に沿って上記領域Ａを挟んで２つの突起３１，突起３３（第１、第２の突起）を設けこれらの突起３１、３３と領域Ａとで溝部が形成され、これが第１の処理液導入用流路２６の一部をなすようにされている。そして、この突起３１、３３と領域Ａとハウジング１５内側面とで第１の処理液導入用流路２６を構成している。
【００２０】
すなわち、スリーブ５が多孔であれば、処理液が多孔環状支持体１１底部に達する前、例えば、多孔環状支持体１１と処理液が最初に接する部分、つまり、実質的にはろ材１３の上部にてろ過を開始するようになるため、ハウジング１５に処理液が導入され、ハウジング１５に処理液が満たされた状態となった時点では、処理液が不均一になり効率よくろ過を行うことができず、ハウジング１５の底部近くでは処理液が滞留してしまう。
しかしながら、本発明のようなろ過装置の構成であれば、処理液すべてを多孔環状支持体１１の底部まで到達させることができ、処理液が所定速度により次々と導入されても、従来はハウジング１５底部に滞留していた処理液が攪拌されるので、常に均一性を保つことができるのである。つまり、本発明において、第１の処理液導入用流路２６における領域Ａは無孔状態であるため、ろ過装置に処理液を流し込んだ時点で発生する上述したような事態を積極的に排除し、いずれの状態においても第１の処理液導入用流路２６を介してハウジング１５底部まで処理液を到達させていることを特徴とするものである。
【００２１】
多孔環状支持体１１における上蓋部７とヘッド２３の間には、ヘッド２３に設けられた処理液導入口１９から導入された処理液をフィルター膜１３の１次側に供給するために、図２に示すように、スリーブ５に設けられた第１の処理液導入用流路２６へと処理液を導く第２の処理液導入用流路２５を有する。
本発明では、上述したように処理液導入口１９がヘッドの中央部に設けられているから、図２に示すように、第２の処理液導入用流路２５は、この処理液導入口１９から第１の処理液導入用流路２６へ処理液を流すためのガイドの役割を果たしている。つまり、ヘッド２３中央部から導入された処理液が、第２の処理液導入用流路２５を介して流れることにより第１の処理液導入用流路２６に供給され、処理液がハウジング１５底部に確実に供給され、下蓋部９とハウジング１５の間の隙間を介してハウジング底部の全体に分配される。
【００２２】
さらに、上記多孔環状支持体１１における上蓋部７は、ろ液をコア３により画成された第１のろ液導出用流路２８からろ液導出口２１へと導くガイドからなる第２のろ液導出用流路２７を有する。第１のろ液導出用流路２８は実質上コア３により形成される流路であるから、ろ液は第１のろ液導出用流路２８から上蓋部中央を経て、ヘッド中央部から離れた位置に配置されたろ液導出口２１からろ液を取り出すために、ろ液を第２のろ液導出用流路２７によりろ液導出口２１へと導いている。また、多孔環状支持体１１における下蓋部９には、図４に示すようにハウジング１５中で多孔環状支持体１１を所定の位置に保てるよう、図１における多孔環状支持体１１側支持部３６と嵌合するハウジング１５側支持部３５が設けられている。第１の処理液導入用流路２６の下端部は下蓋部９の周面を介して下蓋部９の下面とハウジング１５の間の隙間に連通しており、それにより処理ハウジング１５底部に処理液が供給されるようになっている。
【００２３】
次に、本発明のろ過装置１による処理液及びろ液の流路について図１、図５及び図６を参照して説明する。
図１は、本発明のろ過装置１に処理液導入を開始した時点での処理液の流路を模式的に矢印で示す。図５は、ろ過装置１に処理液導入開始後、処理液がハウジング１５底部まで達し、さらに、この底部から徐々に処理液液面が上昇しているときの処理液及びろ液の流路を模式的に示す。図６は、ろ過装置が処理液によりハウジング１５内部が満たされた状態になったときのろ液の流路を模式的に示す。
【００２４】
ヘッド上部に設けられた処理液導入口１９から処理液が導入され、この処理液が第２の処理液導入用流路２５に導かれ、次いで第１の処理液導入用流路２６に供給される。そして、処理液が第１の処理液導入用流路２６を伝って、ハウジング１５底部にろ過装置に導入された処理液すべてが到達する（図１）。
上記処理液導入口１９から処理液の導入を、例えばポンプのような手段により所定量、所定の速度にて継続的に行うことで、同一経路で処理液がろ過装置内に導入されるが、いずれの状態においても、まずハウジング１５底部に達するよう処理液が供給され、その後、上記処理液は、第１の処理液導入用流路２６を除くスリーブ５外周側面部に沿ってスリーブ５とハウジング１５との間に設けられた空間３０に回り込みろ過装置底部から徐々に液面が上昇する（図５）。
【００２５】
このように、処理液が本発明のろ過装置に導入されることにより、ハウジング１５底部に滞留している処理液が攪拌されている。特に処理液が半導体装置の製造に用いられるフォトレジスト液である場合には長時間の滞留によりゲル化しやすいものがゲルにならず、つまり異物となってろ過後のフォトレジスト液に残存しないからフォトエッチングの際などに不良の発生を防止することが可能となる。
【００２６】
そして、液面が上昇した処理液がスリーブ５を介してろ材を通過することで順次ろ過が開始され、コア３の内孔部である第１のろ液導出用流路２８にろ液が導出される。さらに、ろ過速度は処理液の導入速度よりも低いため、処理液が本発明のろ過装置に導入されることにより、ハウジング１５内は常に処理液で満たされるようになる。さらに、蓋部中央下部を出口とする第１のろ液導出用流路２８から導出されたろ液を、ろ液導出用流路２７を介してヘッド２３上のろ液導出口２１から取り出す（図６）。
【００２７】
図１〜図４には多孔環状支持体１１におけるスリーブ５外側面に突起部３１、３３を設けることで第１の処理液導入用流路２６を構成する例について示したが、ハウジング１５内側面に上記２つの突起部と嵌合する突起部をさらに設けることによって各部材に対する成型マージンを持たせることもできる。
【００２８】
図９にハウジング１５内側面にスリーブ５上に設けられた突起と嵌合するよう２つの突起部を設けることによりなる処理液導入用流路を有するろ過装置の要部概略図を示す。スリーブ５上の突起３１、３３とハウジング１５上の突起３７、３９がそれぞれ嵌合する。すなわち、多少成型において誤差があったりろ過装置が熱や圧力により変形することがあった場合にも、図９に示すようなろ過装置構成であれば確実に第１の処理液導入用流路を確保することを可能とする。ここで、図９には突起部３７、３９は突起部３１、３３の外側から嵌合するように設けられたろ過装置が示されているが、このような嵌合では内側から圧力がかかるので多孔環状支持体１１が抜けにくいという利点がある。
【００２９】
例としてこのような嵌合形態を図示したが、いずれの嵌合形態を採用しても問題なく本発明のろ過装置により効果を奏することができる。例えばハウジングの突起を省略し、スリーブの突起をハウジングの面に接触する程度の長さとするとか、スリーブの突起を省略し、ハウジングの突起をスリーブの無孔の面に接触する程度の長さとすることが可能である。
【００３０】
図７〜８は、本発明の別の実施例を示す図であり、ろ材を収納した多孔環状支持体６１のみを交換するタイプのろ過装置５０、つまり多孔環状支持体交換型のろ過装置が示されており、図７にはヘッド上面、図８にはろ過装置断面図が示されているが、この場合、多孔環状支持体６１のみを交換して、ハウジング６５、ヘッド７３はそのまま使用する。よって、この場合も、ヘッド７３に処理液導入口６９、ろ液導出口７１、ガス抜き孔６７が設けられていることにより、交換を簡便に行うことができる。この例では、ヘッド７３とハウジング６５と、内部にプリーツ状のろ材６３を収納した多孔環状支持体５１とを別体に構成し、ハウジング６５の上縁端にフランジ４３を一体に設け、ヘッド７３の下端に雄ねじ４５を形成し、封止カラー４１の下端周部によりフランジ４３を支持し、カラー４１の雌ねじをヘッド７３の雄ねじ４５にねじ付けて組立てと封止を行う。なお図８において、５３はコア、５５はスリーブ、５７は上蓋部、５９は下蓋部、７５は第２の処理液導入用流路、７６は第１の処理液導入用流路、７７は第２のろ液導出用流路、７８は第１のろ液導出用流路、Ａ’は領域Ａに相当する無孔の第１の面である。この実施例において、本発明の特徴をなす構造は図１〜６に記載したものと同様であるので詳細は省く。
【００３１】
本発明のろ過装置によれば、ヘッド側に、処理液を導入する第１の処理液導入用流路に、処理液導入口からの処理液を導くガイドである第２の処理液導入用流路と、ろ液を導出する第１のろ液導出用流路からのろ液をろ液導出口に導くガイドであるろ液導出用流路とを設けているから、処理液、ろ液の流路を上述してきたように確保するだけで、ヘッド上部の処理液導入口、ろ液導出口、ガス抜き孔のレイアウトの自由度をもたせて設計することができる。
【００３２】
次に本発明のろ過装置の製造方法について説明する。
公知の方法によりコア３、スリーブ５、上下蓋部７、９、ハウジング１５、ヘッドを、それぞれ、原料を溶融し成型用型を用いて製造する。スリーブ５に関しては、成型により、スリーブ５上に所定間隔にて配置された２つの突起３１、３３を形成するよう設計された成型用型を用いる。この間隔は処理液の流量に依存して決定するが、処理液導入口の内径と、処理液を導入するときの流量、流速により制限されるので、上記処理液導入口内径以上の幅を持たせるようにし、ガス抜けが良好に行える範囲内で更に上記幅を広くすることができる。たとえば、使い捨て型のろ過装置であれば、ろ過装置の断面である円形の外周の１／２０〜１／４程度にできるが、ガスの抜け易さを考慮して１／２０〜１／１０が好ましい。また、多孔環状支持体１１が交換型であるろ過装置であれば処理液の流量が大きいから、ろ過装置の断面である円形の外周の１／１２〜１／２が好ましい。
その一方で公知の方法により、支持体によりフィルター膜両面が挟持されたプリーツ状のろ材を製造する。
そして、公知の方法により、このプリーツ状ろ材の上下端部が液密に融着された状態で収納されるように、コア３、スリーブ５、上下蓋部７、９からなる多孔環状支持体１１が融着成型により製造する。
【００３３】
ここで、図９に示すような、ハウジング１５にも上記スリーブ５外側面に設けられた２つの突起部３１、３３と嵌合する２つの突起部３７、３９を設ける構成のろ過装置を製造する場合には、スリーブ５の場合と同様に、ハウジング１５上に所定間隔にて配置された２つの突起３１、３３を形成するよう設計された成型用型を用いる。嵌合のパターンとしてはハウジング１５に設けられたそれぞれの突起部がスリーブ５に設けられた突起部を挟むような形状となるように設計する。このようにすると、突起部３７、３９による外側から内側への圧力が突起部３１、３３にかかるため、多孔環状支持体１１の位置が確実に固定される。また、上蓋部に設けられた第２の処理液導入用流路２５と第２のろ液導出用流路２７については、上蓋部成型の時点で設けても、２層の上蓋部として、下層の上蓋部に、上記流路が設けられた上層蓋部を融着させてもよい。
さらに、上述したようにして製造された多孔環状支持体１１をハウジング１５に収納し、多孔環状支持体１１における蓋部上のろ液導出口２１をろ液導出用流路に搭載し、処理液導入口１９が処理液導入用の流路２５上となるように配置して、使い捨て型のろ過装置を製造する場合には図１におけるヘッド底部、上蓋部、ハウジング１５上部を高温溶融により融着させることにより液密にされる。多孔環状支持体１１交換型のろ過装置においては上述したようにして、製造した多孔環状支持体１１をハウジング１５に収納し、さらにヘッドを装着させることでろ過装置を製造するものである。
【００３４】
以上、処理液としてフォトレジスト液や半導体製造用薬剤に適用する例として本発明の実施の形態について述べてきたが本発明はこれに限定されるものではなく、種々の液体に使用することができ、例えば、硝酸、硫酸などの強酸や水等、ろ過を必要とする種々の液体にも適用することができる。例えば、図７及び８のような多孔環状支持体１１交換型のろ過装置を用いて処理液導入用流路における領域ＳＵＳを最大にすることで処理液の流量を大きくして効率よくろ過することができる。また、本発明のろ過装置の材質は処理する薬液の性質に基づいて適宜選択することが可能である。さらに、多孔環状支持体１１交換型のろ過装置については特に詳細については図を用いて説明していないが、ヘッドとハウジング１５とを融着していない構成であれば、多孔環状支持体１１を交換するだけで図１とは何ら変わりはなく本発明を適用することができることはいうまでもない。
【００３５】
【発明の効果】
従来の中空糸フィルターと比較して製造コストが安くかつ０．０５μｍ程度の異物まで除去でき、特に処理液の滞留により悪影響をもたらす処理液をろ過する場合、ろ過前の処理液を均質に保つことができ効率的にろ過を行うことができる。つまり、本発明のろ過装置においては、ハウジング１５底部まで処理液がいったん導入されるために処理液が滞留せず、処理液の継続的な導入により処理液が攪拌され、ろ過装置内の処理液を均質にすることができる。特にフォトレジスト等微細加工に用いる液体等、液の不均一性に起因してゲル化を起こしやすい液体においても、滞留する処理液が低減するために処理液をろ過する前のゲル化を防止することができ、フォトレジスト液自体に起因した不良を除去することができる。
また、従来のろ過装置の中央軸線に沿った供給管とは異なり、本発明は単にろ過装置のスリーブとハウジング内面との隙間を利用し、スリーブの外周面のごく一部とそれに対向するハウジングの内面とを修正するのみでよいから、部品点数も増えず、また構造も単純であり、ろ過装置の製造コストには実質的に影響しない利益が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の使い捨て型のろ過装置の、図２の線Ｉ−Ｉに沿った断面図である。外観及び断面構造を示す要部概略図である。
【図２】本発明の使い捨て型のろ過装置の平面図である。
【図３】図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図５】図１と同一の断面図であるが、処理液及びろ液の流路を説明するための図である。
【図６】図１と同一の断面図であるが、処理液及びろ液の流路を説明するための図である。
【図７】本発明の多孔環状支持体交換型ろ過装置の平面図である。
【図８】図７の線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿った断面図である。
【図９】本発明の変形例を示す図４と同様な断面図である。
【符号の説明】
１  ろ過装置
３  コア
５  スリーブ
７  上蓋部
９  下蓋部
１１  多孔環状支持体
１３  ろ材
１５  ハウジング
１７  ガス抜き孔
１９  処理液入口
２１  ろ液出口
２３  ヘッド
２５  第２の処理液導入用流路
２６  第１の処理液導入用流路
２７  第２のろ液導出用流路
２８  第１のろ液導出用流路
３０  空間
３１、３３  スリーブの突起
３５  ハウジングの支持部
３７、３９  ハウジングの突起
４１  封止カラー
４３  フランジ
４５  雄ねじ
５０  ろ過装置
５３  コア
５５  スリーブ
５７  上蓋部
５９  下蓋部
６１  多孔環状支持体
６３  ろ材
６５  ハウジング
６７  ガス抜き孔
６９  処理液入口
７１  ろ液出口
７３  ヘッド
７５  第２の処理液導入用流路
７６  第１の処理液導入用流路
７７  第２のろ液導出用流路
７８  第１のろ液導出用流路
８０  空間
【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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