JP2010022972A

JP2010022972A - 異物除去装置

Info

Publication number: JP2010022972A
Application number: JP2008189296A
Authority: JP
Inventors: Kanichi Kuwabara; 寛一桑原
Original assignee: Entegris Inc
Current assignee: Entegris Inc
Priority date: 2008-07-23
Filing date: 2008-07-23
Publication date: 2010-02-04

Abstract

【課題】メインフィルターの上流でレジスト残渣物等の比較的大きい異物を除去して、メインフィルターの負荷を軽減し、メインフィルターの寿命を延ばすことができ、また、洗浄が容易で再使用可能な異物除去装置を提供する。
【解決手段】メインフィルター３２を具備するフィルター装置３０のハウジング３１内におけるメインフィルター３２よりも上方の円柱状の空間に、複数枚の有孔板１０と有孔板ホルダー２０から成る異物除去装置１を配置する。有孔板１０は、孔径１．０ｍｍ〜６．０ｍｍの貫通孔１２を多数有し、薬液の通過方向に非接触状態で積層される。かかる異物除去装置１に事前に薬液を通すことにより、比較的大きい異物を各有孔板１０で捕捉し、これにより、メインフィルター３２の負荷を大幅に軽減することができる。有孔板１０として、貫通孔１２の孔径が異なる複数種類の有孔板１０ａ、１０ｂ、１０ｃを用いることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、異物除去装置に関し、更に詳しくは、例えば、半導体製造時のフォトレジスト剥離用の薬液をろ過処理するためのメインフィルターの上流に配置して、薬液中の剥離したフォトレジスト等の比較的大きい異物を事前に取り除くための異物除去装置（いわゆるストレーナー）に関する。

半導体素子の製造工程におけるフォトレジスト層の除去方法として、酸素プラズマによるアッシングの他に、有機洗浄液等の薬液によって基板上の二酸化ケイ素膜からフォトレジストを剥離させるノンアッシングが知られており、ノンアッシング処理は、アッシングに比べ、膜や基板へのダメージが少なく、一般に剥離処理時間も短いといった利点がある。ノンアッシングでは、フィルター装置でろ過・精製した薬液を、半導体素子を収容した洗浄槽中に供給してレジストを剥離させ、洗浄槽からオーバーフローした薬液を、ポンプで上記フィルター装置、次いで洗浄槽へと循環させて再使用している。そのため、薬液中に剥離したレジストの残渣物が混入するが、この異物の大きさは数ｍｍ〜数十ｍｍのオーダーとなる。これに対し、上記フィルター装置で使用するフィルターは、一般に、プリーツ加工されたメンブレンフィルターであり、その孔径は、約０．０３μｍ〜５μｍである。そのため、このようなフィルターにとって、レジスト残渣等の比較的大きい異物の除去は過負荷であり、フィルター寿命を短くする原因となっている。

特開平７−３２３２１７号公報（特許文献１）、特開２００３−３８９１６号公報（特許文献２）等は、ファイナルフィルター（下流側フィルター）の直前の半径方向外側に、ファイナルフィルターと同心状にてプレフィルター（上流側フィルター）を配置した構成を開示している。しかしながら、これらのプレフィルターはいずれも孔径がマイクロメートルオーダーもしくはそれ以下のメンブレンフィルターであるため（特許文献１［０００４］、特許文献２［０００７］等参照）、上述したレンジスト残渣物等の比較的大きい異物によって目詰まりが生じ易く、目詰まりが生じた場合、メンブレンフィルターは洗浄が容易ではないため、廃棄処分となる。
特開平７−３２３２１７号公報特開２００３−３８９１６号公報

本発明は、以上の点に着目してなされたもので、その目的は、メインフィルターの上流でレジスト残渣物等の比較的大きい異物を除去して、メインフィルターの負荷を軽減し、メインフィルターの寿命を延ばすことができ、また、洗浄が容易で再使用可能な異物除去装置を提供することにある。

本発明によれば、薬液をろ過処理するためのメインフィルターの上流にて薬液を通過させ、薬液中の、前記メインフィルターの孔径に比べて大きい異物を除去するための異物除去装置であって、薬液の通過方向に沿って非接触状態で積層される複数枚の有孔板を備え、各有孔板が前記メインフィルターの孔径に比べて大きい孔径の貫通孔を多数有する異物除去装置が提供される。ここで、メインフィルターは、薬液のろ過処理を実質的に担当するフィルターであり、本発明に係る異物除去装置が一種のプレフィルター機能を果たすため、このプレフィルターに対してメインフィルターという用語を用いている。また、「孔径」とは一般に円形孔の直径を意味するが、本明細書中において、非円形孔の孔径（有効径）もしくは孔サイズは、該孔の面積とほぼ同じ面積を有する円形孔の直径をも意味するものとする。

本発明に係る異物除去装置では、薬液のろ過を行うメインフィルターの上流において、メインフィルターの孔径（０．０３μｍ〜５μｍ）に比べて大きい孔径（１．０ｍｍ〜６．０ｍｍ）の多数の貫通孔を有する少なくとも二枚の有孔板を流れ方向に離隔配置し、この異物除去装置に薬液を通すことにより、比較的大きい異物（数ｍｍ〜数十ｍｍのオーダー）を各有孔板で捕捉し、これにより、メインフィルターの負荷を大幅に軽減することができる。単一枚の有孔板では目詰まりしやすく、特に異物捕捉効果を上げるために孔を小さくする程、目詰まりが生じやすいと考えられるが、本発明では、複数枚の有孔板を流れ方向に離隔配置し、各板に捕捉機能を分担させることにより、異物捕捉効果を低下させることなく目詰まりを起きにくくすることができる。更に、有孔板は洗浄が容易であるため、洗浄して何度でも繰り返し使用することができる。

別の本発明によれば、薬液をろ過処理するためのメインフィルターの上流にて薬液を通過させ、薬液中の、前記メインフィルターの孔径に比べて大きい異物を除去するための異物除去装置であって、薬液の通過方向に沿って非接触状態で積層される複数枚の有孔板を備え、各有孔板が前記メインフィルターの孔径に比べて大きい孔径の貫通孔を多数有し、当該異物除去装置は、前記メインフィルターを具備するフィルター装置のハウジング内における該メインフィルターよりも上方の円柱状の空間に配置される異物除去装置が提供される。

本発明において、異物除去装置は、前記メインフィルターを具備するフィルター装置のハウジング内における該メインフィルターよりも上方の円柱状の空間に配置される。このフィルター装置は既存のものであってもよい。すなわち、一般に市販されているフィルター装置において、ハウジング内における該メインフィルターよりも上方にほぼ円柱状の小スペースが存在するものが知られており（例えば、日本インテグリス株式会社製の商品名「フロロガードＲＳフィルター」、「フロロガードＲＳＭフィルター」、「フロロガードＲＳＴフィルター」等）、そのようなスペースに本異物除去装置を配置して使用することができる。この点については実施形態の欄で後述する。

更に別の本発明によれば、薬液をろ過処理するためのメインフィルターの上流にて薬液を通過させ、薬液中の比較的大きい異物を除去するための異物除去装置であって、薬液の通過方向に沿って非接触状態で積層される複数枚の有孔板を備え、各有孔板が、孔径１．０ｍｍ〜６．０ｍｍの貫通孔を多数有する異物除去装置が提供される。

本発明に係る異物除去装置では、薬液のろ過を行うメインフィルターの上流において、孔径１．０ｍｍ〜６．０ｍｍの多数の貫通孔を有する少なくとも二枚の有孔板を流れ方向に離隔配置し、この異物除去装置に薬液を通すことにより、数ｍｍ〜数十ｍｍのオーダーの比較的大きい異物を各有孔板で捕捉し、これにより、メインフィルターの負荷を大幅に軽減することができる。また、６．０ｍｍを超える孔径の孔では異物の捕捉機能がほとんど働かなくなり、１．０ｍｍを下回る孔径の孔を通過する異物はメインフィルターにとってさほど負荷とはならないと考えられる。

本発明では、前記有孔板として、貫通孔の孔径が異なる複数種類の有孔板を有することができる。このような貫通孔の孔径が異なる複数種類の有孔板を、薬液の通過方向に沿って次第に孔径が縮小するように配置することにより、捕捉機能を各種類の有孔板にほぼ均等に分担させることができる。また、複数種類の有孔板として、例えば、貫通孔の孔径が約３．５ｍｍである第１有孔板と、貫通孔の孔径が約３．０ｍｍである第２有孔板と、貫通孔の孔径が約２．０ｍｍである第３有孔板とを有し得る。

本発明において、前記有孔板は、下方に突出する脚部を有し得る。この脚部は、上下に積層される有孔板間に間隔を空けるスペーサーの役割を果たす。なお、脚部の突出高すなわち積層ピッチは０．５ｍｍ〜３．０ｍｍ程度が好ましいと考えられる。

本発明ではまた、前記脚部は、一部の貫通孔（多数の貫通孔のうちのいくつか）を二分するように延びることができる。例えば、脚部を円形の貫通孔の中央を横切るように延ばして、脚部によって該貫通孔を二つの半球形状部分に分割することができる。

本発明に係る異物除去装置は、前記複数枚の有孔板を非接触積層状態で収容・保持する有孔板ホルダーを更に備えることができる。このホルダーの形状は、後述するフィルター装置のハウジング内の上方の円柱状空間にセットできるように設定することができる。また、本発明における有孔板及び有孔板ホルダーは合成樹脂等から形成することができる。

本発明の一実施形態において、前記異物除去装置は、前記メインフィルターを具備するフィルター装置のハウジング内における該メインフィルターよりも上方の円柱状の空間に配置される。この点については実施形態の欄で述べる。

本発明に係る異物除去装置では、メインフィルターの上流に複数枚の有孔板を非接触積層状態で配置して、レジスト残渣物等の比較的大きい異物を事前に取り除くことにより、メインフィルターの負荷を軽減し、メインフィルターの寿命を延ばすことができる。また、有孔板を洗浄して再使用することができる。

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、本発明の一実施形態に係る異物除去装置としてのストレーナー１を中央縦断面から後方を斜視する説明図である。ストレーナー１は、複数枚（図１において六枚）の円環形状の有孔板１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）と、これら有孔板１０を非接触積層状態で収容・保持するほぼ円筒状のホルダー２０とから構成される。各有孔板１０は、多数の貫通孔１２を有する板本体１１と、板本体１１の下面から下方に突出する脚部１３とから成る。脚部１３は、複数の有孔板１０をホルダー２０に収容した際、上下に隣り合う有孔板１０の板本体１１同士が互いに接触せず、板−板間にスペースが生じるようにするためのスペーサーの役割を果たすもので、本実施形態では、周方向に連続する環状の脚部１３が半径方向に二つ設けられている（図２〜４参照）。

有孔板１０の寸法は、一例として、外径が８９ｍｍ、内径が５８ｍｍ、板本体１１の厚さが２ｍｍ、脚部１３の突出高が２．５ｍｍである。また、ストレーナー１は、有孔板１０として、図２〜４に示すように、主として貫通孔１２の孔径（孔サイズ）が異なる一例として３種類の第１有孔板１０ａ、第２有孔板１０ｂ及び第３有孔板１０ｃを備えている。第１有孔板１０ａ（図２）は、直径９ｍｍの円形の大孔１２Ａと、直径３．５ｍｍの円形の小孔１２ａとを有し、これら大孔１２Ａ及び小孔１２ａが周方向に交互に並び、この周方向配列が半径方向に二列設けられ、半径方向においても大孔１２Ａと小孔１２ａが隣り合うように配置される。上述した半径方向に二つある脚部１３各々は半径方向の幅が２．０ｍｍであり、図２から分かるように、半径方向二列にて周方向に並ぶ大孔１２Ａの中央を横切って周方向に延び、そのため、各大孔１２Ａは、脚部１３によって二つの半球部１２Ａ’に分割される。この各半球部１２Ａ’の大きさは（脚部１３がわずかにかかっている）小孔１２ａの大きさとほぼ等しい。従って、第１有孔板１０ａの貫通孔１２は、半球部１２Ａ’と小孔１２ａとから構成され、貫通孔１２の平均有効孔径（孔サイズ）は約３．５ｍｍとなる。

第２有孔板１０ｂ（図３）は、有孔板１０ａと同様に配列された直径８ｍｍの大孔１２Ｂ及び直径３．０ｍｍの小孔１２ｂを有し、各大孔１２Ｂは、脚部１３（半径方向幅２．０ｍｍ）により二つの半球部１２Ｂ’に分けられ、各半球部１２Ｂ’の大きさは小孔１２ｂの大きさとほぼ等しい。従って、第２有孔板１０ｂの貫通孔１２は、半球部１２Ｂ’と小孔１２ｂとから構成され、貫通孔１２の平均有効孔径（孔サイズ）は約３．０ｍｍとなる。更に、第３有孔板１０ｃ（図４）は、周方向に二列で半径方向に隣り合わないようにずらされた直径６ｍｍの孔１２Ｃのみを有し、各孔１２Ｃは、脚部１３により二つの半球部１２Ｃ’に分けられ、各半球部１２Ｃ’の大きさは直径２．０ｍｍの孔に相当する。従って、有孔板１０ｃの貫通孔１２は半球部１２Ｃ’から構成され、貫通孔１２の平均有効孔径（孔サイズ）は約２．０ｍｍとなる。

ホルダー２０は、一例として高さが３９ｍｍであり、内筒部２１と外筒部２２とこれら内外筒部２１、２２間の底部を成す円環形状の底板２３とを有し、内外筒部２１、２１間の上部は開放されている。底板２３には、図５に示すように、直径９．０ｍｍの円形の開口２４が多数（図において二十四個）設けられ、これら開口２４は半径方向二列にて周方向に並べられ、半径方向においてずらされている。

使用時において、複数枚の有孔板１０がホルダー２０内にその上方開放部から入れられ積層される。この際、上下に隣り合う板−板間の間隔は、脚部１３の突出高によって決定され、本例では２．５ｍｍとなる。また、ホルダー２０内にセットする有孔板１０ａ、１０ｂ、１０ｃの組合せ及び枚数は自由に設定することができ、例えば、上方から下方へと孔サイズが小さくなるように選択することができ、あるいは、ホルダー２０内のすべての有孔板を、同一種類の有孔板、例えば有孔板１０ａのみとすることができる。なお、上下に隣り合う有孔板１０間で貫通孔１２が上下方向に重ならないように配置することが望ましい。図１の例では、下から上へと二枚の第３有孔板１０ｃ、二枚の第２有孔板１０ｂ、次いで二枚の第１有孔板１０ａの順に積層され、同種の有孔板間でも同じ貫通孔１２が上下に重ならないようにずらされている。なお、有孔板１０間に不織布あるいはメッシュ等を挟むことにより、貫通孔１２の孔径よりも小さい異物を捕捉・除去することも可能となる。

図６は、以上に述べたストレーナー１を、既存のフィルター装置３０のハウジング３１内に組み込んだ状態を概略的に示す縦断面説明図である。フィルター装置３０は、フォトレジスト剥離用の薬液を循環しつつろ過するためのもので、例えば、日本インテグリス株式会社製の商品名「フロロガードＲＳフィルター」等の市販品をフィルター装置３０として用いることができる。フィルター装置３０は、ボウル３１ａとキャップ３１ｂとから成るほぼ円筒状のハウジング３１と、ハウジング３１内に収容されるほぼ円筒状のフィルター（以下「メインフィルター」ともいう。）３２とを備える。メインフィルター３２は、孔径が０．１μｍ〜０．０５μｍのプリーツ加工されたメンブレンフィルターであり、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＵＨＭＷＰＥ（超高分子量ポリエチレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）、ナイロン、ポリエステル、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、セルロース、ＳＵＳ（ステンレス鋼）等から成る。キャップ３１ｂには、薬液をフィルター装置３０内に導入するための薬液入口部３３と、ろ過処理後の薬液をフィルター装置３０外へと吐出するための薬液出口部３４と、エア抜き用のベント部３５とが組み込まれている。薬液入口部３３から内部に導入された薬液は、ボウル３１ａ内におけるフィルター３２の半径方向外側の側部流路３６からフィルター３２の中心部にある中心部流路３７へとフィルター３２を半径方向内側へと通過してろ過された後、中心部流路３７を通って薬液出口部３４から外部へと吐出される。

ストレーナー１は、フィルター装置３０のボウル３１ａ内におけるメインフィルター３２の上方に存在する円柱状の小スペースに配置され、薬液入口部３３からハウジンング３１内に導入された薬液が、まずストレーナー１を通り、その後、側部流路３６へと流入してメインフィルター３２を上述したように通過するように設定される。更に詳しくは、図１のように有孔板１０が積層されている場合、薬液入口部３３から導入された薬液は、ホルダー２０の開放上部からホルダー２０内に入り、上位二段の第１有孔板１０ａ、次いで中間二段の第２有孔板１０ｂを、次いで下位二段の第３有孔板１０ｃをそれぞれの貫通孔１２を通って順次流下し、この際、レジスト残渣物等の比較的大きい異物が各有孔板によってトラップされる。その後、比較的大きい異物が除去された薬液がホルダー底板２３の開口２４から側部流路３６へと流入し、メインフィルター３２へと向かう。従って、メインフィルター３２の負荷が大幅に低減し、その寿命が延びる。また、たとえ有孔板１０が目詰まりしても、洗浄して再度使用することができる。

本発明の一実施形態に係るストレーナー（異物除去装置）を中央縦断面から後方を斜視する説明図である。第１有孔板の平面図である。第２有孔板の平面図である。第３有孔板の平面図である。ホルダーの底面図である。既存のフィルター装置のハウジング内に組み込んだ状態のストレーナーを示す縦断面説明図である。

符号の説明

１ストレーナー（異物除去装置）
１０有孔板
１０ａ第１有孔板
１０ｂ第２有孔板
１０ｃ第３有孔板
１１板本体
１２貫通孔
１３脚部
２０ホルダー
３０フィルター装置
３１ハウジング
３２メインフィルター

Claims

薬液をろ過処理するためのメインフィルターの上流にて薬液を通過させ、薬液中の、前記メインフィルターの孔径に比べて大きい異物を除去するための異物除去装置であって、薬液の通過方向に沿って非接触状態で積層される複数枚の有孔板を備え、各有孔板が前記メインフィルターの孔径に比べて大きい孔径の貫通孔を多数有する異物除去装置。
薬液をろ過処理するためのメインフィルターの上流にて薬液を通過させ、薬液中の、前記メインフィルターの孔径に比べて大きい異物を除去するための異物除去装置であって、薬液の通過方向に沿って非接触状態で積層される複数枚の有孔板を備え、各有孔板が前記メインフィルターの孔径に比べて大きい孔径の貫通孔を多数有し、当該異物除去装置は、前記メインフィルターを具備するフィルター装置のハウジング内における該メインフィルターよりも上方の円柱状の空間に配置される異物除去装置。
薬液をろ過処理するためのメインフィルターの上流にて薬液を通過させ、薬液中の比較的大きい異物を除去するための異物除去装置であって、薬液の通過方向に沿って非接触状態で積層される複数枚の有孔板を備え、各有孔板が、孔径１．０ｍｍ〜６．０ｍｍの貫通孔を多数有する異物除去装置。
前記有孔板として、貫通孔の孔径が異なる複数種類の有孔板を有する請求項３の異物除去装置。
前記有孔板は、下方に突出する脚部を有する請求項３の異物除去装置。
前記脚部は、一部の貫通孔を二分するように延びる請求項５の異物除去装置。
前記複数枚の有孔板を非接触積層状態で収容・保持する有孔板ホルダーを更に備える請求項３の異物除去装置。
前記異物除去装置は、前記メインフィルターを具備するフィルター装置のハウジング内における該メインフィルターよりも上方の円柱状の空間に配置される請求項３の異物除去装置。