(57)【要約】【課題】気体の排除効率を高めることができるフィルタシステム及びフィルタシステムにおける排気方法を提供する。【解決手段】入口２３から導入した薬液を第１フィルタ２１に通してろ過処理した後、出口２４から吐出する第１フィルタユニット２０と、第１フィルタユニット２０における第１フィルタ２１通過前の液体中の気体を排除するための第２フィルタユニット３０とを設け、第１フィルタ２１通過前の気体含有液を導入口３３から第２フィルタユニット３０へと導入し、この液体を気体含有通路３４に通過させながら第２フィルタ３１に対し連続的に接触させることにより、液体中の気体を第２フィルタ３１によって効率よく除去する。通路３４を通過した液体は排出口３５から第２フィルタユニット３０外部に排出した後、第１フィルタユニット２０へと再導入する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口から導入した液体を第１フィルタに通してろ過処理した後、出口から吐出する第１フィルタ区域と、
第１フィルタ区域における第１フィルタ通過前の液体中の気体を排除するための第２フィルタ区域とを備え、
第２フィルタ区域は、液体と接触して該液体中の気体のみを通過させ得る第２フィルタと、第１フィルタ区域における第１フィルタ通過前の液体を第２フィルタ区域に導入するための導入口と、導入口から導入した気体含有液体を第２フィルタに接触させるための気体含有液体通路と、気体含有通路を通過した液体を第２フィルタ区域外部に排出するための排出口と、第２フィルタを通過した気体を第２フィルタ区域外部に排出するための気体出口とを有するフィルタシステム。
【請求項２】
前記排出口から第２フィルタ区域外部に排出した液体を第１フィルタ区域の入口から第１フィルタ区域へと再度導入するための流路を含む請求項１のフィルタシステム。
【請求項３】
入口から導入した液体を第１フィルタに通してろ過処理した後、出口から吐出する第１フィルタ区域と、第１フィルタ区域における第１フィルタ通過前の液体中の気体を排除するための第２フィルタ区域にして、液体と接触して該液体中の気体のみを通過させ得る第２フィルタを有する第２フィルタ区域とを備えたフィルタシステムにおける排気方法であって、
第１フィルタ区域における第１フィルタ通過前の液体を第２フィルタ区域に導入して、第２フィルタに接触させる工程と、
第２フィルタに接触した液体中の気体の少なくとも一部を第２フィルタに通過させる工程と、
第２フィルタに接触した液体を第２フィルタ区域外部へと排出する工程と、
第２フィルタを通過した気体を第２フィルタ区域外部へと排出する工程とを含むフィルタシステムにおける排気方法。
【請求項４】
前記第２フィルタ区域外部へと排出した液体を第１フィルタ区域の入口から第１フィルタ区域へと再度導入する工程を含む請求項３のフィルタシステムにおける排気方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタシステム及びフィルタシステムにおける排気方法に関し、更に詳しくは、例えば、半導体ウェーハや液晶基板の洗浄等に用いる薬液をろ過処理する際に、薬液中に存在し得る気泡を排除するためのフィルタシステム及びフィルタシステムにおける排気方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造におけるウェーハの洗浄プロセスでは、温度調節器で温度制御され、更にフィルタ装置で不純物が除去された薬液を、数十枚のウェーハを収容した洗浄槽の内槽に連続的に供給してウェーハを洗浄し、内槽からオーバーフローした薬液を外槽で受け、これをポンプで再度、温度調節器、フィルタ装置、次いで内槽へと循環させるようにしている。その際、洗浄液に気泡が混入すると、ウェーハ表面の窪みに気泡が入り込むなどして、洗浄効果が上がらなくなる。特に、例えば、アンモニアと過酸化水素と水の１：１：５〜１：２：７混合水溶液を７５〜８５℃等の条件で用いられるＡＰＭ（ＳＣ−１）洗浄、塩酸と過酸化水素と水の１：１：６〜１：２：８混合水溶液を７５〜８５℃等の条件で用いられるＨＰＭ（ＳＣ−２）洗浄、あるいは硫酸と過酸化水素の４：１混合溶液を９５〜１２０℃等の条件で用いられるＳＰＭ洗浄の場合、温度調節器による薬液の加熱時に過酸化水素水が分解して酸素が発生するため、気泡が多く発生し、これがフィルタ装置に導入されてしまう。
【０００３】
上記気泡を除去するため、フィルタ装置には、そのハウジングの上部にエアベントが一般的に設けられており、浮力で上昇しハウジング内上部に貯まった気体を、エアベントのバルブを手動で又は自動的に開放して排出するようにしている。しかしながら、バルブの手動操作は手間がかかり、また、バルブの自動制御は、一般に、タイマ等を用いてバルブを所定時間ごとに開閉させているが、開放時間及び閉鎖時間の設定が難しく、例えば開放時に高価な薬液をエアベントから漏出させるような場合もあった。
【０００４】
バルブの開閉を伴わないエアベントを通じた排気法として、特開平５−１０３９２１号公報及び特開２００１−１２１０６３号公報には、エアベントに気体のみを通過させ得るフィルタを付設する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平５−１０３９２１号公報
【特許文献２】特開２００１−１２１０６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、エアベントに気体通過フィルタを設けた構造では、ハウジング内上部に貯まった気体もしくは液体中の気泡は、気体通過フィルタを円滑には通過しないため、フィルタ通過中の気体によってフィルタが詰まったようないわゆるエアロック状態を引き起こし、これにより、気体通過フィルタ直前付近の気体もしくは気泡含有液体の流れが停滞し、気体の排除効率が悪かった。
【０００６】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、気体の排除効率を高めることができるフィルタシステム及びフィルタシステムにおける排気方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明によれば、入口から導入した液体を第１フィルタに通してろ過処理した後、出口から吐出する第１フィルタ区域と、第１フィルタ区域における第１フィルタ通過前の液体中の気体を排除するための第２フィルタ区域とを備え、第２フィルタ区域は、液体と接触して該液体中の気体のみを通過させ得る第２フィルタと、第１フィルタ区域における第１フィルタ通過前の液体を第２フィルタ区域に導入するための導入口と、導入口から導入した気体含有液体を第２フィルタに接触させるための気体含有液体通路と、気体含有通路を通過した液体を第２フィルタ区域外部に排出するための排出口と、第２フィルタを通過した気体を第２フィルタ区域外部に排出するための気体出口とを有するフィルタシステムが提供される。
【０００８】
本発明に係るフィルタシステムでは、入口から第１フィルタ区域に導入した液体（多くの場合、気泡を含んでいる）を第１フィルタでろ過処理して出口から吐出する工程と並行して、液体の一部を、第１フィルタの上流側から導入口を通じて第２フィルタ区域へと導入し、この液体を気体含有通路に通過させながら第２フィルタに対し連続的に接触させることにより、気体含有液体と第２フィルタの接触効率を高め、液体中の気体を第２フィルタによって取り除くことができる。気体が除去された液体（気体が残存する場合もある）は、排出口から第２フィルタ区域外へと排出される。このように、本発明では、第１フィルタを通るメインルートとは異なる、第２フィルタを有するバイパスルートを設け、このバイパスルートを通る液体の流れを敢えて作り出すことにより、気泡を多く含み得る液体を停滞させることなく第２フィルタ区域に積極的に取り込んで、気体を効果的に除去することができる。
【０００９】
第２フィルタとしては、表面エネルギーが低く、表面が疎水性で濡れにくく、高い通気性及び液体不透過性を有するプリーツ状気体選択透過膜、中空糸膜等を好ましく使用することができ、その具体的な材質として、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン（４フッ化））、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（４．６フッ化））等のフッ素樹脂等を挙げることがでる。
【００１０】
第１フィルタとしては、液体をろ過して液体中のパーティクル等の不純物を除去することができる周知のものを用いることができる。
【００１１】
第１及び第２フィルタ区域として、それぞれ市販されているフィルタユニットを利用することができ、この場合、第１フィルタユニットのエアベントに第２フィルタユニットの気体含有液体導入口を接続し、前者から後者へと気体含有液体を送り込むことができる。
【００１２】
本発明の一実施形態において、前記排出口から第２フィルタ区域外部に排出した液体を第１フィルタ区域の入口から第１フィルタ区域へと再度導入するための流路を含む。この場合、第２フィルタ区域を経て気体が除去された液体を第１フィルタ区域に再度導入して利用することができる。
【００１３】
別の本発明によれば、入口から導入した液体を第１フィルタに通してろ過処理した後、出口から吐出する第１フィルタ区域と、第１フィルタ区域における第１フィルタ通過前の液体中の気体を排除するための第２フィルタ区域にして、液体と接触して該液体中の気体のみを通過させ得る第２フィルタを有する第２フィルタ区域とを備えたフィルタシステムにおける排気方法であって、第１フィルタ区域における第１フィルタ通過前の液体を第２フィルタ区域に導入して、第２フィルタに接触させる工程と、第２フィルタに接触した液体中の気体の少なくとも一部を第２フィルタに通過させる工程と、第２フィルタに接触した液体を第２フィルタ区域外部へと排出する工程と、第２フィルタを通過した気体を第２フィルタ区域外部へと排出する工程とを含むフィルタシステムにおける排気方法が提供される。該発明の一実施形態において、前記第２フィルタ区域外部へと排出した液体を第１フィルタ区域の入口から第１フィルタ区域へと再度導入する工程を含む。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るフィルタシステム及びフィルタシステムにおける排気方法では、第１フィルタ区域における第１フィルタ通過前の液体（気体含有液体）の一部を第２フィルタ区域に導入し、この気体含有液体を第２フィルタに接触させながら通過させることにより、気体含有液体と第２フィルタとの接触効率を高め、液体から気体を効率よく排除することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態を説明する。図１は、本発明に係るフィルタシステム１０を組み込んだ、半導体ウェーハ（図示せず）を洗浄するための薬液循環システムを略示する全体説明図である。薬液循環システムは、洗浄対象のウェーハが数十枚単位で収容される内槽２及びそこからオーバーフローした薬液を受ける外槽３を有する洗浄槽１と、内槽２に薬液を送り込む直前にそれをろ過してパーティクル等の不純物を取り除くためのフィルタシステム１０、特にその後述する第１フィルタユニット２０と、フィルタシステム１０の精製処理を経て洗浄槽１に供給し洗浄に用いた薬液を再度フィルタシステム１０次いで洗浄槽１へと循環させるための薬液循環通路４と、薬液循環通路４に薬液を流通させるためのポンプ５と、薬液をウェーハの洗浄に適した所定の温度に加熱等するため、フィルタシステム１０の上流に設置される温度調節器６とを備える。なお、温度調節器６を通った薬液には異物が混入するおそれがあるため、温度調節器６はフィルタシステム１０の上流に配置される。
【００１６】
フィルタシステム１０は、薬液のろ過処理するための第１フィルタ２１を有する第１フィルタユニット２０と、第１フィルタユニット２０における第１フィルタ２１の上流から薬液を導入して、薬液中の気泡を排除するための第２フィルタユニット３０とを備えている。第１フィルタユニット２０は、第１フィルタ２１が収容される円筒状のハウジング２２と、ハウジング２２の底部側部に設けられた、温度調節器６で昇温された薬液を導入するための薬液入口２３と、第１フィルタ２１を通過した薬液をハウジング２２外、すなわち内槽２側へと吐出するため、入口２３とは反対側のハウジング底部側部に設けられた処理液出口２４と、第１フィルタ２１通過前で、気泡を含有し得る薬液を第２フィルタユニット３０へと供給するため、ハウジング２２の上部中央に設けた気体含有液供給口２５とを有する。第１フィルタユニットの処理液出口２４は循環通路４を通じて内槽２に連通する。
【００１７】
第２フィルタユニット３０は、気体のみを通過させ得る疎水性膜である第２フィルタ３１と、第２フィルタ３１が収容される円筒状のハウジング３２と、ハウジング３２の底部中央に設けられ、第１フィルタユニット２０の気体含有液供給口２５と直接又は管路を介して接続する気体含有液導入口３３と、ハウジング３２内の第２フィルタ３１周囲に形成される、導入口３３から導入した、気体を含み得る液体を流通させながら第２フィルタ３１に十分に接触させるための気体含有液通路３４と、通路３４を通過した液体をハウジング３２外へと排出するための排気済液排出口３５と、第２フィルタ３１を通過した気体を排出するための排気口３６とを有する。排気済液排出口３５は、ここから排出された液体を再度温度調節器６及び第１フィルタユニット２０へと供給して利用するため、管路３７を通じて外槽３に連通するが、外槽３でなくても、例えば、ポンプ５の直ぐ上流又は下流の循環通路４部分等であってもよい。また、図示はしないが、排気口３６から排出された気体は適宜処理される。
【００１８】
次に、フィルタシステム１０の使用状態について説明する。温度調節器６で所定温度まで加熱された薬液は、薬液入口２３から第１フィルタユニット２０のハウジング２２内に導入され、第１フィルタ２１によりろ過処理された後、処理液出口２４から循環通路４を通って内槽２へと供給され、ここでウェーハの洗浄に供される。内槽２からオーバーフローした薬液は外槽３で受けられ、ここからポンプ５によって循環通路４を通って温度調節器６次いで第１フィルタユニット２０を経て内槽２へと至るように再循環させられる。このように薬液は、ウェーハ洗浄のための循環ルートを流通するが、これと同時並行に、薬液から気泡を除去するため、薬液の一部が以下に述べるように別の循環ルートに通される。
【００１９】
薬液入口２３から第１フィルタユニット２０のハウジング２２内に導入された薬液には気泡が混在している場合が多く、特に、背景技術欄で述べたＡＰＭ（ＳＣ−１）洗浄、ＨＰＭ（ＳＣ−２）洗浄、ＳＰＭ洗浄の場合、過酸化水素水をベースとした薬液を一般に７０℃以上で使用するため、過酸化水素水の分解により、酸素が発生して気泡が多くなる。かかる薬液中の気泡は浮力によりハウジング２２内の上部へと上昇する傾向にあるため、ハウジング２２内上部の多くの気泡を含み得る薬液が気体含有液供給口２５から第２フィルタユニット３０の気体含有液導入口３３を経てハウジング３２内へと流入し、引き続き気体含有液通路３４を通って出口３５からハウジング３２外へと排出されるようにしたバイパスルートをフィルタシステム１０に設ける。そして、敢えて、ハウジング２２内上部の気泡含有液体を供給口２５から上記バイパスルートへと流すことで、第１フィルタ２１側へと向かう気泡を大幅に減らすと共に、気泡を多く含む液体を停滞させることなく第２フィルタユニット３０に積極的に取り込み、気体を除去することができる。第２フィルタユニット３０において、薬液は、通路３４を通過中に第２フィルタ３１と連続的に加圧接触し、これにより第２フィルタ３１は薬液中の気泡のみを通過させるように作用する。なお、フィルタシステム１０の稼働時に通路３４中を気泡含有薬液が常に流れるようにポンプ５による薬液流通圧力等を設定することにより、薬液と第２フィルタ３１との接触効率が向上し、薬液からの気泡排除効率も高まる。気体が除去された液体（気体は完全に除去されない場合もある）は出口３５から管路３７を通って外槽３へと送られ、再循環させられる。
【００２０】
以上のように、本フィルタシステムでは、薬液をウェーハ洗浄のためルートを循環させながら、これと同時並行に、薬液から気泡を除去する別のルートに循環させることにより、薬液から確実に気泡を取り除いてウェーハ洗浄に供することができる。
【００２１】
上記フィルタシステム１０において、第１フィルタ２１として日本インテグリス株式会社製の「クイックチェンジＡＴＭディスポーザブルフィルター」を、第２フィルタ３１として同社製の「フロロラインＰ−１０００ディスポーザブルフィルター」をそれぞれ使用し、前者のエアベントを気体含有液供給口２５として用いることにより、薬液のろ過処理と薬液中の排気処理を所期通り行うことができた。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のフィルタシステムを含む薬液循環回路の概略全体図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  洗浄槽
２  内槽
３  外槽
４  薬液循環通路
５  ポンプ
６  温度調節器
１０  フィルタシステム
２０  第１フィルタユニット
２１  第１フィルタ
２２  ハウジング
２３  薬液入口
２４  処理液出口
２５  気体含有液供給口
３０  第２フィルタユニット
３１  第２フィルタ
３２  ハウジング
３３  気体含有液導入口
３４  気体含有液通路
３５  排気済液排出口
３６  排気口
【図１】
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