JP2007056804A - 送液ポンプ、フィルタハウジング、バルブ、スプレーノズル、及びこれらを備えたスプレー装置 - Google Patents

Abstract

【課題】送液される液体の汚染を抑制できる送液ポンプ、フィルタハウジング、バルブ、スプレーノズル、及びこれらを備えたスプレー装置を提供する。
【解決手段】略円筒状のシリンダ１２と、シリンダに嵌合するピストン１４を備えた送液ポンプ１０である。送液ポンプ１０における送液圧力が１ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下であって、接液部分の略全面が樹脂材料又はセラミックス材料で形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は送液ポンプ、フィルタハウジング、バルブ、スプレーノズル、及びこれらを備えたスプレー装置に係り、特に、送液される液体の汚染を抑制できる送液ポンプ、フィルタハウジング、バルブ、スプレーノズル、及びこれらを備えたスプレー装置に関する。

半導体集積回路等の製造においては、コンタミネーションや金属イオンによる汚染を低レベルに抑制することが求められ、超純水の使用が極めて一般的となっている。

また、たとえば、層間膜等の平坦化プロセスに化学的機械研磨法（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing ）が多用されるようになっているが、このＣＭＰに使用されるスラリーにも超純水が使用され、ＣＭＰに使用される研磨パッドのドレッシング（たとえば、特許文献１参照）にも超純水の使用が望ましい。

この特許文献１のドレッシング装置は、高圧のスプレーを使用したドレッシング装置であり、研磨パッドの表面及び深層に蓄積した研磨屑を除去でき、スクラッチの防止に対し顕著な効果が得られている。このような高圧のスプレーは、高圧を発生できる（たとえば、１５ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下）のポンプにより得られる。

そして、この装置においても、ＣＭＰにおけるコンタミネーションや金属イオンによる汚染を低レベルに抑制するために超純水の使用が望ましい。
特許第２９９７８０４号公報

しかしながら、上記のような高圧を発生できるポンプの接液部（たとえば、シリンダ部）は、耐圧性能の点、及び防錆性の点より、ステンレス鋼（たとえば、ＳＵＳ３１６Ｌ）や、これに電解研磨を施した材料が使用されているが、以下の問題点を有していた。

ａ）ステンレス鋼は、使用する液体にコンタミネーションや金属イオンによる汚染を発生させる場合があり、使用できないこともある。

ｂ）使用する液体によっては、ステンレス鋼を腐食（錆を生じ）させる場合があり、使用できないこともある。また、純水を使用しても、すきま腐食等の原因で、ステンレス鋼を腐食（錆を生じ）させる場合がある。

ｃ）使用する液体を高温で使用する場合、部材が金属（ステンレス鋼等）であると、熱伝導により、使用部位（たとえば、ノズルの先端部）に触れると、火傷のおそれがある。

ｄ）ポンプの摺動部にパッキン材（たとえば、Ｖパッキン）を使用した場合、この磨耗により、パーティクルの発生によるコンタミネーションや金属イオンによる汚染を発生させる場合がある。

また、金属（Ａｌ層、Ｃｕ層）や装置からの溶出により汚染を発生させる場合がある。

したがって、以上の各種問題点を解消できる送液ポンプや、その他の部材（フィルタハウジング、バルブ、スプレーノズル等）、及びこれらを備えたスプレー装置が求められていたが、実際に使用できるものはなかった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、送液される液体の汚染を抑制できる送液ポンプ、フィルタハウジング、バルブ、スプレーノズル、及びこれらを備えたスプレー装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は、略円筒状のシリンダと、該シリンダに嵌合するピストンを備えた送液ポンプであって、送液圧力が１ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下であって、接液部分の略全面が樹脂材料又はセラミックス材料で形成されていることを特徴とする送液ポンプを提供する。

本発明によれば、高圧を発生できるポンプにおいて、接液部分の略全面が樹脂材料又はセラミックス材料で形成されているので、送液される液体の汚染を抑制できる。

本発明において、前記シリンダと前記ピストンとのクリアランスが略全面において１〜２０μｍになるように形成されていることが好ましい。このように、Ｏリング等のパッキン材を使用して、シール箇所のクリアランス（隙間）を０にせずに、パッキン材を使用しないでシリンダとピストンとのクリアランスが略全面において１〜２０μｍになるように形成できれば、接液部分の略全面が樹脂材料又はセラミックス材料で形成されることとなり、送液される液体の汚染を抑制できる。また、パッキン材の磨耗によるパーティクルの発生もない。なお、クリアランスが略全面において１〜２．５μｍになるように形成されていることがより好ましい。

また、本発明において、前記シリンダと前記ピストンとのクリアランスからの漏液量が２Ｌ／分以下であることが好ましい。パッキン材を使用しないでシリンダとピストンとのクリアランスが略全面において一定になるように形成でき、かつ、パッキン材がなくても漏液量を２Ｌ／分以下とすれば、使用上の不具合を生じさせずに、送液される液体の汚染を抑制できる。

また、本発明は、１ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下の液圧力で使用され、内部にフィルタエレメントを収納するフィルタハウジングであって、接液部分の略全面が樹脂材料又はセラミックス材料で形成されていることを特徴とするフィルタハウジングを提供する。

本発明によれば、高圧で使用されるフィルタハウジングであっても、接液部分の略全面が樹脂材料又はセラミックス材料で形成されているので、送液される液体の汚染を抑制できる。

また、本発明は、１ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下の液圧力で使用されるスプレーノズルであって、接液部分の略全面が樹脂材料又はセラミックス材料で形成されていることを特徴とするスプレーノズルを提供する。

本発明によれば、高圧で使用されるスプレーノズルであっても、接液部分の略全面が樹脂材料又はセラミックス材料で形成されているので、送液される液体の汚染を抑制できる。

また、本発明は、１ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下の液圧力で使用されるバルブであって、
接液部分の略全面が樹脂材料又はセラミックス材料で形成されていることを特徴とするバルブを提供する。

本発明によれば、高圧で使用されるバルブであっても、接液部分の略全面が樹脂材料又はセラミックス材料で形成されているので、送液される液体の汚染を抑制できる。

また、本発明は、送液ポンプと、フィルタハウジングを含むフィルタユニットと、バルブと、スプレーノズルと、これらを接続する配管部材を備えたスプレー装置において、送液圧力が１ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下であって、接液部分の略全面が樹脂材料又はセラミックス材料で形成されていることを特徴とするスプレー装置を提供する。

本発明によれば、高圧で使用されるスプレー装置であっても、接液部分の略全面が樹脂材料又はセラミックス材料で形成されているので、送液される液体の汚染を抑制できる。

本発明において、前記樹脂材料がポリエーテルエーテルケトンであることが好ましい。このように、ポリエーテルエーテルケトン（登録商標：ＰＥＥＫ）であれば、汚染性が低く、送液される液体の汚染をより抑制できる。

また、本発明において、前記セラミックス材料がジルコニアであることが好ましい。このように、ジルコニアであれば、汚染性が低く、送液される液体の汚染をより抑制できる。

また、本発明において、送液される液体の金属イオンによる汚染量がＩＣＰ質量分析値で１０ｎｇ／ｃｍ^３未満であることが好ましい。このように、汚染量が所定値未満であれば、汚染性が低く、送液される液体の汚染をより抑制できる。

本発明によれば、送液される液体の汚染を抑制できる。

以下、添付図面に従って、本発明に係る送液ポンプ、フィルタハウジング、バルブ、スプレーノズル、及びこれらを備えたスプレー装置の好ましい実施の形態について詳説する。

先ず、本発明に係る送液ポンプ（第１の実施形態）について説明する。図１は、本発明に係るプランジャ方式の送液ポンプ１０の構成を示す図であり、（Ａ）は、正断面図であり、（Ｂ）は、平面図である。この送液ポンプ１０は、略円筒状のシリンダ１２と、このシリンダ１２に嵌合するピストン１４を備え、送液圧力が１ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下であって、接液部分の略全面が樹脂材料又はセラミックス材料で形成されている。

シリンダ１２は、ジルコニア（ＺｒＯ_２）により形成されている。そして、シリンダ１２の筒内にはピストン１４が嵌合されており、ピストン１４が左右方向に摺動可能となっている。そして、シリンダ１２（の内径）とピストン１４の先端部分（の外径）とのクリアランスが略全面において１〜２０μｍになるように形成されている。このクリアランスは、１〜２．５μｍになるように形成されていることがより好ましい。

このクリアランス１〜２．５μｍは、シリンダ１２の内径を２８．５ｍｍとした場合に、内径の３５×１０^−６〜８８×１０^−６％に相当する。

シリンダ１２の右端には、ポンプハウジング１６が固定されており、ピストン１４と、シリンダ１２と、ポンプハウジング１６とで液体圧縮室１０Ａを形成している。このポンプハウジング１６は、ポリエーテルエーテルケトンよりなるポンプハウジング本体１６Ａと、このポンプハウジング本体１６Ａの外周に配されるステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）よりなるポンプハウジング枠体１６Ｂにより構成されている。このポンプハウジング１６には、貫通孔１６Ｃが形成されており、液体圧縮室１０Ａよりの液体が外部に流出できるようになっている。

なお、ピストン１４とポンプハウジング１６とのシールは、この間に配されるポリエーテルエーテルケトンよりなるパッキンリティナ１８、及びパッキンリティナ１８の外周に配されるステンレス鋼（ＳＵＳ３１６）よりなるパッキン押え２０によりなされる。このパッキン押え２０の外周部にはおねじが形成されており、ポンプハウジング本体１６Ａの右側の内周部に形成されためねじと螺合することにより、ポンプハウジング本体１６Ａに固定される。

ピストン１４とパッキンリティナ１８とのクリアランスも、略全面において１〜２０μｍになるように形成されている。このクリアランスは、１〜２．５μｍになるように形成されていることがより好ましい。

このクリアランス１〜２．５μｍは、パッキンリティナ１８の内径を４０ｍｍとした場合に、内径の３５×１０^−６〜８８×１０^−６％に相当する。

シリンダ１２の左端には、フートバルブ２２が固定されており、ピストン１４と、シリンダ１２と、フートバルブ２２とで液体圧縮室１０Ｂを形成している。なお、シリンダ１２とフートバルブ２２とのシールは、ポリエーテルエーテルケトンよりなるフートバルブ本体２２Ａによりなされ、このフートバルブ本体２２Ａの外周に配されるステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）よりなるフートバルブ枠体２２Ｂによりフートバルブ本体２２Ａが支持され、フートバルブ２２の強度が維持されている。

このフートバルブ本体２２Ａの内部にはポリエーテルエーテルケトンよりなるバルブボール２４が配されており、シリンダ１２の内部（液体圧縮室１０Ｂ）への液体の流入を可能ならしめるとともに、シリンダ１２の内部（液体圧縮室１０Ｂ）よりの液体の流出（逆流）を阻止できるようになっている。なお、フートバルブ本体２２Ａの右端には、ポリエーテルエーテルケトンよりなるストッパ２６が配されており、バルブボール２４のフートバルブ本体２２Ａからの脱落を防止できるようになっている。

ピストン１４は、図示は省略されているが、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）よりなる内棒の外周にジルコニアよりなる外管が配されたピストンロッド１４Ａと、ピストンロッド１４Ａの左端部に螺合されたチェックバルブ１４Ｂより構成される。すなわち、ピストンロッド１４Ａの左端部には座ぐり穴１４Ｃが形成されており、この座ぐり穴１４Ｃに設けられためねじ部にチェックバルブ１４Ｂが螺合されている。

また、この座ぐり穴１４Ｃの底部の近傍には、ピストンロッド１４Ａの軸に垂直な貫通孔１４Ｄが形成されており、液体圧縮室１０Ａと液体圧縮室１０Ｂとが連通可能となっている。

更に、この座ぐり穴１４Ｃの底部の近傍には、ポリエーテルエーテルケトンよりなるバルブボール２８が配されており、液体圧縮室１０Ｂより液体圧縮室１０Ａへの液体の流入を可能ならしめるとともに、液体圧縮室１０Ａより液体圧縮室１０Ｂへの液体の流出（逆流）を阻止できるようになっている。なお、バルブボール２８の座ぐり穴１４Ｃよりの脱落は、チェックバルブ１４Ｂにより阻止できるようになっている。

ピストンロッド１４Ａの右端部には、図示しない往復駆動機構が連結できるようになっており、往復駆動機構の駆動によりピストン１４の先端（左端）部分が図１（Ａ）の位置と、図１（Ａ）の想像線（二点鎖線）で示される位置との間を往復動可能となっている。

送液ポンプ１０の他の構成として、図１（Ｂ）に示されるように、シリンダ１２の両側にシリンダ１２と平行にボルト部材３０、３０が配されており、ポンプハウジング１６とフートバルブ２２をシリンダ１２の両端へ密着させている。

次に、送液ポンプ１０の作用について説明する。

先ず、ピストン１４の先端（左端）部分が、図１（Ａ）の想像線（二点鎖線）で示される位置より図１（Ａ）の実線で示される位置に移動を始めると、液体圧縮室１０Ｂが減圧状態になり、液体が外部よりフートバルブ２２を経て送液ポンプ１０（液体圧縮室１０Ｂ）に流入する。この際、バルブボール２８は逆止弁として機能しており、液体圧縮室１０Ａと液体圧縮室１０Ｂとの間の液体の流れはない。

同時に、液体圧縮室１０Ａ内の液体は、圧縮されて、貫通孔１６Ｃを経て送液ポンプ１０（液体圧縮室１０Ａ）の外部に流出する。

次に、ピストン１４の先端（左端）部分が、図１（Ａ）の実線で示される位置より図１（Ａ）の想像線（二点鎖線）で示される位置に移動を始めると、液体圧縮室１０Ｂが加圧状態になり、液体圧縮室１０Ｂの液体がチェックバルブ１４Ｂを経て液体圧縮室１０Ａに流入する。更に、液体圧縮室１０Ａに流入した液体の一部は、貫通孔１６Ｃを経て送液ポンプ１０の外部に流出する。

この際、バルブボール２４は逆止弁として機能しており、送液ポンプ１０（液体圧縮室１０Ｂ）よりの外部への液体の流出はない。

以上の構成よりなる送液ポンプ１０によれば、高圧（送液圧力が１ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下）を発生できるポンプにおいて、接液部分の略全面が樹脂材料（ポリエーテルエーテルケトン）又はセラミックス材料（ジルコニア（ＺｒＯ_２））で形成されているので、送液される液体の汚染を抑制できる。なお、ポンプハウジング枠体１６Ｂには、既述の貫通孔１６Ｃが形成されているが、この貫通孔１６Ｃにはポリエーテルエーテルケトンよりなるインサート１６Ｄが嵌合されており、液体が直接ポンプハウジング枠体１６Ｂに接することはない。

また、この送液ポンプ１０において、Ｏリング等のパッキン材は使用されておらず、シリンダ１２とピストン１４とのクリアランスが略全面において１〜２．５μｍになるように形成されているので、パッキン材の磨耗によるパーティクルの発生もない。

更に、シリンダ１２とピストン１４とのクリアランスが上記の範囲であれば、このクリアランスからの漏液量は２Ｌ／分以下であり、使用上の問題はほぼない。

次に、本発明に係るフィルタハウジング（第２の実施形態）について説明する。図２は、本発明に係るフィルタハウジング４０の構成を示す正断面図である。このフィルタハウジング４０は、１ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下の液圧力で使用され、内部にフィルタエレメント４１を収納するものであって、接液部分の略全面が樹脂材料又はセラミックス材料で形成されていることを特徴とする。

内部に収納されるフィルタエレメント４１としては、一般的にカートリッジフィルタ等の名称で市販されているものが使用できる。このフィルタエレメント４１は、外径が円柱形状をし、周面より流入する液体がフィルタ面を通過してカートリッジ内部に入り、一端部（図では右端部）の中心より流出する構成のものが採用できる。フィルタハウジング４０は、このフィルタエレメント４１を支持する部材である。

このフィルタハウジング４０は、ハウジング本体４２と、押えプレート４４、４４と、ナット４６、４６と、エンドブロック４８、４８等より構成されている。

ハウジング本体４２は、円筒状部材であり、ポリエーテルエーテルケトンよりなる内筒４２Ａと、内筒４２Ａの外周に配されるステンレス鋼（ＳＵＳ３１６）よりなる外筒４２Ｂより構成される。そして、内筒４２Ａが送液される液体の汚染を抑制する機能を果たし、外筒４２Ｂが液圧力（たとえば５０ＭＰａ以上の液圧力）に耐える機能を果たす。

押えプレート４４は、ポリエーテルエーテルケトンよりなる円盤状部材であり、中心部にエンドブロック４８の先端部４８Ａが嵌合される貫通孔４４Ａが形成されており、片面にハウジング本体４２の内周部に嵌合される円筒状の張り出し部４４Ｂが形成されている。

ナット４６は、ステンレス鋼（ＳＵＳ３１６）よりなるカップ状部材であり、中央にエンドブロック４８の先端部４８Ａが嵌合される貫通孔４６Ａが形成されており、片面に円筒状の張り出し部４６Ｂが延設されている。この張り出し部４６Ｂの内周面に形成されためねじ部は、ハウジング本体４２の外周面に形成されたおねじ部と螺合できるようになっている。

また、ナット４６の反対面には、エンドブロック４８を固定するためのキャップスクリュー４９を螺合するための複数のねじ穴４６Ｃが形成されている。

エンドブロック４８は、ポリエーテルエーテルケトンよりなる円柱状部材であり、フィルタハウジング４０への液体の流入口、又は液体の流出口となる貫通孔４８Ａが設けられる部材である。エンドブロック４８の片面には先端部４８Ｄが形成されており、この先端部４８Ｄはナット４６の貫通孔４６Ａ及び押えプレート４４の貫通孔４４Ａに嵌入できるサイズ（外径）に形成されている。

貫通孔４８Ａの片側には、めねじ４８Ｂが形成されており、配管部材と螺合できるようになっている。また、エンドブロック４８には円周上に複数の貫通孔であるボルト孔４８Ｃが設けられており、このボルト孔４８Ｃにボルト部材（キャップスクリュー４９）が挿通可能となっている。したがって、ボルト孔４８Ｃにキャップスクリュー４９を挿通させ、キャップスクリュー４９をナット４６のねじ穴４６Ｃに螺合させることにより、エンドブロック４８をナット４６に固定できる。

次に、フィルタハウジング４０の作用について説明する。左側のエンドブロック４８の貫通孔４８Ａより流入した液体は、ハウジング本体４２の内部に入り、フィルタエレメント４１の周面よりフィルタ面を通過してフィルタエレメント４１（カートリッジ）の内部に入り濾過される。濾過された液体は、フィルタエレメント４１の中心より右側のエンドブロック４８の貫通孔４８Ａを経て外部に流出する。

以上の構成よりなるフィルタハウジング４０によれば、高圧（送液圧力が１ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下）で使用できるフィルタハウジングにおいて、接液部分の略全面が樹脂材料（ポリエーテルエーテルケトン）で形成されているので、送液される液体の汚染を抑制できる。

なお、ハウジング本体４２の先端部と押えプレート４４との間、及び、押えプレート４４の貫通孔４４Ａとエンドブロック４８の先端部４８Ｄとの間にはパッキン材としてＯリング４５、４７が使用されているが、これらのＯリング４５、４７は液漏れ防止のためであり、液体に直接に接する構成ではないので、送液される液体が汚染されることはない。

また、フィルタハウジング４０において、接液部分の略全面を樹脂材料（ポリエーテルエーテルケトン）で形成したが、これに代えてセラミックス材料（ジルコニア（ＺｒＯ_２））で形成することもでき、同様の効果が得られる。

次に、本発明に係るバルブ（第３の実施形態）について説明する。図３は、本発明に係るバルブ５０の構成を示す正断面図である。このバルブ５０は、１ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下の液圧力で使用されるものであって、接液部分の略全面が樹脂材料又はセラミックス材料で形成されていることを特徴とする。

このバルブ５０は、このバルブ本体５２（ボディ）と、バルブ本体５２に固定（ねじ留め）されるジョイント５４、５６と、ニードル５８と、シリンダ８１と、エンドキャップ８９等より構成される。

ジョイント５４、５６にはそれぞれ貫通孔５４Ａ、５６Ａが形成されており、バルブ本体５２の内部を通じてジョイント５４の貫通孔５４Ａとジョイント５６の貫通孔５６Ａとが連通できるようになっている。

バルブ本体５２の内部にはニードル５８が嵌挿されており、このニードル５８の左右方向の動きにより、図３に示されるように、ジョイント５４の貫通孔５４Ａとジョイント５６の貫通孔５６Ａとの連通が遮断されたり、ジョイント５４の貫通孔５４Ａとジョイント５６の貫通孔５６Ａとの連通が可能になったりする。

このニードル５８の左右方向の動きは、ばね８５、クイック継ぎ手９１より供給される圧縮エア、及び紙面に垂直に配されるクイック継ぎ手（図示略）より供給される圧縮エアにより制御される。

バルブ本体５２の内部におけるニードル５８のシールは、ポリエーテルエーテルケトンで形成されたパッキン座金６０、ポリエチレン（ＰＥ）で形成されパッキン座金６０の背面（図では右側）に配されるＶパッキン６２、ポリエーテルエーテルケトンで形成されＶパッキン６２の背面（図では右側）に配されるパッキン座金６４、ポリエーテルエーテルケトンで形成されパッキン座金６４の背面（図では右側）に配されるパッキンアジャスタ６６によりなされている。

以上の構成よりなるバルブ５０によれば、高圧（送液圧力が１ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下）下で使用されるバルブにおいて、接液部分の略全面が樹脂材料（ポリエーテルエーテルケトン）で形成されているので、送液される液体の汚染を抑制できる。

なお、バルブ本体５２とパッキン座金６４との間にはパッキン材としてＯリング６８が使用されているが、このＯリング６８は液漏れ防止のためであり、液体に直接に接する構成ではないので、送液される液体が汚染されることはない。

なお、バルブ５０において、以上で説明した構成以外に、シリンダ８１、ピストン８３、エンドプレート８７、及びエンドキャップ８９等の部材が使用されているが、公知のバルブに使用されている部材と同等のものであるので、詳細な説明は省略する。また、バルブ５０の作用についても、公知のバルブの作用と略同様であるので、詳細な説明は省略する。

次に、本発明に係るスプレーノズル（第４の実施形態）について説明する。このスプレーノズルは、１ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下の液圧力で使用されるものであって、接液部分の略全面が樹脂材料又はセラミックス材料で形成されていることを特徴とする。

図４及び図５に、このノズル７０（スプレーノズル）の構成を示す。このノズル７０は、吐出口７４を有するノズルチップ７６と、このノズルチップ７６が内挿されているノズルケース７８とから構成されている。ノズルチップ７６はジルコニア（ＺｒＯ_２）で形成されており、ノズルケース７８はポリエーテルエーテルケトンで形成されている。

吐出口７４は、図５に示されるように縦長で、中央部が前方（図４中下側）に向けて拡開した短径２００μｍ長径５００μｍの楕円状に形成されている。

本実施形態によれば、高圧で使用されるスプレーノズルであっても、接液部分の略全面が樹脂材料又はセラミックス材料で形成されているので、送液される液体の汚染を抑制できる。

次に、本発明に係るスプレー装置（第５の実施形態）について説明する。図６は、スプレー装置８０の構成図である。このスプレー装置８０は、研磨装置９０に使用される研磨パッド９２のドレッシングに使用されている。先ず、研磨装置９０について説明する。

研磨装置９０は、主として、研磨定盤９４を備え、この研磨定盤９４を回転させる研磨装置本体９０Ａと、ワークＷを保持するウェーハ保持ヘッド９１を回転自在に支持するポリシャーヘッド９０Ｂと、スラリー（研磨剤が分散された溶液であり、多くの場合メカノケミカル研磨剤が使用される）を供給するスラリー供給手段（図示略）等とで構成されている。

研磨定盤９４は円盤状に形成され、その下面に連結されたモータ（図示略）を駆動することにより、１方向に回転するようになっている。また、この研磨定盤９４の上面には研磨パッド９２が貼り付けられており、この研磨パッド９２上にスラリーが供給されるようになっている。

ウェーハ保持ヘッド９１は、下面にワークＷを保持する円盤状部材であり、上面中央に接続された押圧軸９１Ａにより押圧手段（図示略）より研磨パッド９２に向って押圧力が伝達されるようになっている。そして、研磨定盤９４の回転にしたがって、研磨定盤９４の回転と同方向に回転（つれ回り）するようになっている。なお、ウェーハ保持ヘッド９１とワークＷとの間にはバッキングフィルム９５が介在している。

研磨装置９０におけるワークＷの研磨は、回転する研磨パッド９２にウェーハ等のワークＷを回転させながら所定の圧力で押し付け、その研磨パッド９２とワークＷとの間に研磨剤スラリーを供給することにより行われる。

このような研磨パッド９２は使用を重ねるにつれて反応生成物や砥粒等の研磨屑によって目詰まりを起こすので、ドレッシングが必要である。ドレッシングとしては、ブラシ又は砥石よりなるパッドドレッサーを研磨パッド９２に押圧して、研磨パッド９２表面を微小に荒らす方法が一般的であるが、研磨パッド９２の深層に蓄積した研磨屑を除去することはできない。

また、ブラシ又は砥石で強く研磨パッド９２を擦る必要があるので、研磨パッド９２を損傷したり、ブラシ又は砥石から発生する塵によって研磨パッド９２を汚染したりするという欠点がある。更に、凝集した研磨剤やパッドドレッサーからの脱粒等に起因してワークＷ（電子デバイス等）にスクラッチを生じさせることがある。

そこで、これに代わるドレッシング方法として、図６のスプレー装置８０が採用される。このスプレー装置８０は、純水等の洗浄液をドレッシング用のノズル７０から研磨装置９０の定盤９４上の研磨パッド９２に噴射することによって研磨パッド９２をドレッシングするものである。以下、スプレー装置８０の構成について説明する。

このスプレー装置８０は、上流側より既述の送液ポンプ１０と、フィルタハウジング４０を含むフィルタユニットと、バルブ５０と、ノズル７０（スプレーノズル）と、これらを接続する配管部材を備えた装置である。なお、送液ポンプ１０の上流側には、ポンプ駆動用の圧縮エア供給手段１３と超純水供給手段１５が接続されている。

このスプレー装置８０の特徴は、送液圧力が１ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下であって、接液部分の略全面が樹脂材料又はセラミックス材料で形成されている構成である。これにより、ノズル７０より高圧で洗浄液をスプレーできる。好ましくは、洗浄液である超純水を液滴粒径が１μｍ以上５００μｍ以下の霧粒にして１０ｍ／秒以上５００ｍ／秒以下の速度でノズル７０より研磨パッド９２に向けて噴出させて研磨パッド９２のドレッシングを行える。

また、高圧で使用されるスプレー装置８０であっても、接液部分の略全面が樹脂材料又はセラミックス材料で形成されているので、送液される液体の汚染を抑制できる効果も得られる。

以上、本発明に係る送液ポンプ、フィルタハウジング、バルブ、スプレーノズル、及びこれらを備えたスプレー装置の各実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。

たとえば、本実施の形態では、送液ポンプ１０としてプランジャタイプのポンプを採用しているが、これ以外の形式のポンプであってもよい。また、フィルタハウジング４０やバルブ５０も図示の構成に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。

また、配管部材についても詳細には説明しなかったが、たとえば、ホース内管としてフッ素樹脂（ＰＴＦＥ等）が、ホース外管としてステンレス鋼のワイヤブレードが採用されているものでもよく、ポリエーテルエーテルケトンで形成されているものでもよい。

本発明に係る送液ポンプ、フィルタハウジング、バルブ、スプレーノズル、及びこれらを備えたスプレー装置の接液部に使用される材料の金属イオンによる汚染について評価した。

評価する材料としては、樹脂材料として、ポリエーテルエーテルケトン（登録商標：ＰＥＥＫ）、ＳＵＳ３１６Ｌの表面にフッ素樹脂（登録商標：テフロン）をコーティングしたもの、ポリイミド樹脂（デュポン社製、登録商標：べスペル、型番：ＳＰ−１）、ポリイミド樹脂（デュポン社製、登録商標：べスペル、型番：ＳＰ−２、グラファイト１５％含有）、高密度ポリエチレン樹脂の５種を使用した。

セラミックス材料として、ジルコニア（ＺｒＯ_２）、窒化珪素（ＳｉＮ）、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、炭化珪素（ＳｉＣ）の４種を使用した。また、比較のための金属材料として、ＳＵＳ３１６Ｌの電解研磨品を使用した。

各試料を超純水を入れた容器に入れ、超音波洗浄機にて１時間超音波洗浄を行い、容器から取り出して、超純水のかけ流しによる洗浄（リンス）を行った。次いで、この試料を超純水を５０ｍｌ入れた容器（ＰＦＡ製）に入れ、容器を密閉して、室温にて試料を７日間超純水に浸漬させた。

その後、容器（ＰＦＡ製）内の超純水を採取し、硝酸を添加し、硝酸の濃度が０．１％になるように調整した。そして、調整後の超純水のＩＣＰ質量分析を行い、各金属イオン、具体的には、Ａｌ、Ｎａ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ、及びＣａの質量分析値（単位：μｇ／ｃｍ^３）を得た。結果を図７の表に纏める。また、図７の表の内容を図８及び図９の棒グラフにプロットした。このうち、図８は、横軸に各試料を、縦軸にイオン濃度をとったものであり、図９は、横軸に各金属を、縦軸にイオン濃度をとったものである。

図８において、横軸の左より４項目は樹脂材料であり、次の４項目はセラミック材料であり、次の２項目は金属材料及び金属材料にフッ素樹脂をコーティングしたものである。樹脂材料（左より４項目）を比較した場合、ＰＥＥＫ材料（ポリエーテルエーテルケトン）は、各７イオンのいずれも他の材料より低い値を示している。ＰＥＥＫ材料をセラミック材料（次の４項目）と比較した場合も、Ｃａイオンの溶出が確認されるが、他のセラミックス材料と比べ、濃度が低いことが分かる。

次に、既述の第５実施形態の図６のシステム（スプレー装置８０）を使用して金属のコンタミ（汚染）の測定を行った（ただし、使用したポンプはパッキンがある）。シリンダとしては圧送ポンプ１０を用いた。測定オーダはｎｇ／ｃｍ^３である。

純水をストレートパスで、システムに供給し、ノズル部より噴射させ、噴射させた純水を容器で受け、この純水をＩＣＰ−ＭＡＳＳで測定した。測定結果を図１０の表に示す。なお、表のＩＮは、システムの入力側の純水中に含まれる金属イオンの値で、ＯＵＴは、システム出力側の純水中に含まれる金属イオンの値である。

いずれの金属イオンレベルにおいても、１０ｎｇ／ｃｍ^３未満であり、本発明の効果が確認された。

本発明に係る送液ポンプの構成を示す図 本発明に係るフィルタハウジングの構成を示す正断面図 本発明に係るバルブの構成を示す正断面図 本発明に係るスプレーノズルの構成を示す断面図 本発明に係るスプレーノズルの構成を示す底面図 本発明に係るスプレー装置の構成図 実施例の結果を示す表 実施例の結果を示すグラフ 実施例の結果を示すグラフ 実施例の結果を示す表

符号の説明

１０…送液ポンプ、１２…シリンダ、１４…ピストン、１６…ポンプハウジング、１８…パッキンリティナ、２０…パッキン押え、２２…フートバルブ、４０…フィルタハウジング、４２…ハウジング本体、４４…押えプレート、４６…ナット、４８…エンドブロック、５０…バルブ、５２…バルブ本体、５４、５６…ジョイント、５８…ニードル、７０…ノズル、７４…吐出口、７６…ノズルチップ、７８…ノズルケース、８０…スプレー装置

Claims (19)

1. 略円筒状のシリンダと、該シリンダに嵌合するピストンを備えた送液ポンプであって、
   送液圧力が１ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下であって、
   接液部分の略全面が樹脂材料又はセラミックス材料で形成されていることを特徴とする送液ポンプ。
2. 前記シリンダと前記ピストンとのクリアランスが略全面において１〜２０μｍになるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の送液ポンプ。
3. 前記シリンダと前記ピストンとのクリアランスからの漏液量が２Ｌ／分以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の送液ポンプ。
4. 前記樹脂材料がポリエーテルエーテルケトンであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の送液ポンプ。
5. 前記セラミックス材料がジルコニアであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の送液ポンプ。
6. 送液される液体の金属イオンによる汚染量がＩＣＰ質量分析値で１０ｎｇ／ｃｍ^３未満であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の送液ポンプ。
7. １ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下の液圧力で使用され、内部にフィルタエレメントを収納するフィルタハウジングであって、
   接液部分の略全面が樹脂材料又はセラミックス材料で形成されていることを特徴とするフィルタハウジング。
8. 前記樹脂材料がポリエーテルエーテルケトンであることを特徴とする請求項７に記載のフィルタハウジング。
9. 前記セラミックス材料がジルコニアであることを特徴とする請求項７に記載のフィルタハウジング。
10. １ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下の液圧力で使用されるスプレーノズルであって、
    接液部分の略全面が樹脂材料又はセラミックス材料で形成されていることを特徴とするスプレーノズル。
11. 前記樹脂材料がポリエーテルエーテルケトンであることを特徴とする請求項１０に記載のスプレーノズル。
12. 前記セラミックス材料がジルコニアであることを特徴とする請求項１０に記載のスプレーノズル。
13. １ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下の液圧力で使用されるバルブであって、
    接液部分の略全面が樹脂材料又はセラミックス材料で形成されていることを特徴とするバルブ。
14. 前記樹脂材料がポリエーテルエーテルケトンであることを特徴とする請求項１３に記載のバルブ。
15. 前記セラミックス材料がジルコニアであることを特徴とする請求項１３に記載のバルブ。
16. 送液ポンプと、フィルタハウジングを含むフィルタユニットと、バルブと、スプレーノズルと、これらを接続する配管部材を備えたスプレー装置において、
    送液圧力が１ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下であって、
    接液部分の略全面が樹脂材料又はセラミックス材料で形成されていることを特徴とするスプレー装置。
17. 前記樹脂材料がポリエーテルエーテルケトンであることを特徴とする請求項１６に記載のスプレー装置。
18. 前記セラミックス材料がジルコニアであることを特徴とする請求項１６に記載のスプレー装置。
19. 送液される液体の金属イオンによる汚染量がＩＣＰ質量分析値で１０ｎｇ／ｃｍ^３未満であることを特徴とする請求項１６〜１８のいずれか１項に記載のスプレー装置。

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