JP2017067287A - Valve unit with filter and medical liquid supply device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高純度薬品等の薬液供給装置に用いられるフィルタ付バルブユニットとその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付バルブユニットで、薬液の清浄度を飛躍的に向上させたものである。 The present invention relates to a valve unit with a filter used in a chemical supply apparatus for high-purity chemicals and the like and a chemical supply apparatus therefor, for example, a chemical application line or wafer cleaning of a coater developer used for applying a resist or thinner to a semiconductor wafer. This is a valve unit with a filter used in the chemical solution supply line of the apparatus, which greatly improves the cleanliness of the chemical solution.
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。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、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。 This kind of chemical supply device is used in various manufacturing processes such as a semiconductor manufacturing process, a liquid crystal substrate manufacturing process, a magnetic disk manufacturing process, or a multilayer wiring board manufacturing process, and a photoresist solution, an alkaline or acid processing solution, It is used to supply various chemicals such as pure water, cleaning liquid, or organic solvent to a use point. For example, there are a resist coating apparatus and a developer supply apparatus used in a photolithography process of a semiconductor device. The resist coating apparatus discharges a predetermined amount of resist liquid to the central portion of the wafer held and rotated by the spin chuck, and this applies a thin resist film to the wafer surface.
通常、半導体製造工程で使用される薬液供給装置は、図8に示すように、薬液供給源であるタンク1側(上流側)から、薬液出口である吐出ノズル8側(下流側)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る。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。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。
Normally, as shown in FIG. 8, the chemical supply apparatus used in the semiconductor manufacturing process is directed from the tank 1 side (upstream side), which is a chemical supply source, toward the
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。とくにフィルタは、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濾過する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高く維持するために不可欠である。 Since the chemical solution supplied to the use point requires a very high cleanliness, a high cleanness is also used for pumps, valves and the like interposed in the flow path. In particular, the filter has an important function of filtering particles contained as impurities in a high-purity chemical solution, and thus is indispensable for maintaining high cleanliness of the chemical solution and devices such as valves.
このような構成の薬液供給装置に関し、例えば特許文献1が提案されている。同文献は、図8と同様に構成された薬液供給装置において、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可能としている。 For example, Patent Document 1 has been proposed regarding the chemical solution supply apparatus having such a configuration. In the chemical liquid supply apparatus configured in the same manner as in FIG. 8, an exhaust passage communicating with an inlet side of a filter is provided, and a predetermined deaeration valve is provided in the exhaust passage so that a pump and each valve are predetermined. This makes it possible to remove bubbles adhering to the filter membrane of the filter.
一方で、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も提案されている。例えば特許文献2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、着座による材料組織の剥離によるパーティクルの発生を低減するようにしたエア操作弁が示されている。
On the other hand, as an on-off valve used for the chemical solution supply device, means for improving the cleanliness of the chemical solution by adopting a valve capable of suppressing dust generation when the valve and the valve seat are seated has been proposed. For example, in
しかしながら、近年の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。そして、薬液供給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制御されるが、近年では、この際のバルブの開閉動作に伴う極めて微細(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。 However, along with the recent progress in miniaturization of semiconductors, the supply of chemicals needs to be controlled with extremely high precision, and the demand for cleanliness is also increasing. The chemical solution supply is controlled by a stop valve such as a diaphragm valve or a bellows valve. In recent years, the generation of extremely fine particles (about 10 nm) accompanying the opening / closing operation of the valve at this time has become a problem. ing. This is because, in recent semiconductor processes that are becoming more sophisticated, the presence of such a small number of particles greatly affects the yield and reliability of products.
この点で、特許文献1に示されるような薬液供給装置の構成では、図8に示すように、バルブ6がフィルタ5より下流側であるから、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。その一方で、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り、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で捕捉することが可能となる。 In this regard, in the configuration of the chemical solution supply apparatus as shown in Patent Document 1, since the valve 6 is downstream of the filter 5 as shown in FIG. It is impossible in principle to be captured and removed by the filter 5. On the other hand, it is possible to provide the filter 5 between the valve 6 and the valve 7. In this case, since the filter 5 is on the downstream side of the valve 6, particles generated by the opening / closing operation of the valve 6 are filtered out. Can be captured.
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。 However, when the filter 5 is provided on the downstream side of the valve 6, the following problems usually occur. That is, in this configuration, pressure loss in the filter 5 occurs, or bubbles generated on the upstream side of the filter 5 accumulate in the filter 5 so that the discharge behavior of the chemical liquid becomes unstable, and the required level. It becomes impossible to adjust the amount of chemical supply with high accuracy. Further, there arises a problem that dripping occurs after the valve 6 is closed due to the residual pressure in the filter 5 and a connection part between the valve 6 and the filter 5 is complicated, and bubbles are likely to stay in the connection part. Furthermore, since it becomes impossible to apply a high pressure to the filter 5, it takes time for the initial air purge, and the combination of the filter 5 and the valve 6 increases in size and cannot be compactly accommodated in the apparatus.
また、特許文献2に示されるようなバルブの着座による発塵を抑制する開閉弁を薬液供給装置に使用しても、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、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複雑な構造で高価であるから、使用した場合は薬液供給装置のコスト性やメンテナンス性も悪化する。このため根本的には、バルブの開閉動作によりパーティクルが発生する問題は、そのバルブの構造の改良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るべきである。
Further, even if an on-off valve that suppresses dust generation due to valve seating as shown in
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集積一体化することで、良好な圧力応答性及びコンパクトデザインを達成すると共に、フィルタ内に蓄積された気泡により吐出挙動が不安定になることを確実に抑制することにある。 Therefore, the present invention has been developed to solve the above-mentioned problems, and its object is to achieve a good pressure response and a compact design by integrating and integrating a valve and a filter. It is to reliably suppress the discharge behavior from becoming unstable due to the bubbles accumulated in the filter.
上記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、入口と出口を有するブロック体の内部にフィルタを収納し、入口とフィルタの一次側とをブロック体に形成した一次側流路で結び、かつ、出口とフィルタの二次側とをブロック体に形成した二次側流路で結ぶと共に、一次側流路を開閉する第一バルブをブロック体に搭載し、さらに、ブロック体には、フィルタの一次側領域に連通するエア抜き流路を形成し、エア抜き流路を開閉し、かつベント機構を有する第二バルブをブロック体に搭載したフィルタ付バルブユニットである。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is characterized in that a filter is housed in a block body having an inlet and an outlet, and the inlet and the primary side of the filter are connected by a primary flow path formed in the block body. In addition, the outlet and the secondary side of the filter are connected by a secondary flow path formed in the block body, and a first valve that opens and closes the primary flow path is mounted on the block body. This is a valve unit with a filter in which an air vent channel communicating with the primary region is formed, the air vent channel is opened and closed, and a second valve having a vent mechanism is mounted on the block body.
請求項2に係る発明は、二次側流路には、二次側流路を開閉する機能、サックバック機能或は流路の開閉を調整して薬液の供給を制御する機能を有する第三バルブをブロック体に搭載したフィルタ付バルブユニットである。 In the second aspect of the invention, the secondary channel has a function of opening and closing the secondary channel, a suck back function, or a function of controlling the supply of the chemical liquid by adjusting the opening and closing of the channel. This is a valve unit with a filter in which the valve is mounted on the block body.
請求項3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をシール材またはシール機能を有する構造部を介して密封固定して構成され、かつ、ブロック体の入口と出口にチューブを接続する入口継手と出口継手をそれぞれ設けたフィルタ付バルブユニットである。
In the invention according to
請求項4に係る発明は、ブロック体には、一次側流路と二次側流路に連通したフィルタ収納用の収納室を形成し、この収納室内には、連通部を有するケーシングで被覆した中空糸膜又は平膜から成るフィルタを設けたフィルタ付バルブユニットである。 In the invention according to claim 4, the block body is formed with a storage chamber for storing a filter communicating with the primary channel and the secondary channel, and the storage chamber is covered with a casing having a communication portion. It is a valve unit with a filter provided with a filter made of a hollow fiber membrane or a flat membrane.
請求項5に係る発明は、ブロック体に設けたフィルタの取付姿勢をフィルタの二次側が上方に向く鉛直方向又はフィルタの二次側が上方に向けて傾斜する傾斜方向に設けると共に、エア抜き流路をフィルタの一次側領域内のエアが溜まる位置に設けたフィルタ付バルブユニットである。 According to a fifth aspect of the present invention, the mounting posture of the filter provided in the block body is provided in a vertical direction in which the secondary side of the filter is directed upward or an inclined direction in which the secondary side of the filter is inclined upward, and an air vent channel Is a valve unit with a filter provided at a position where air in the primary region of the filter accumulates.
請求項6に係る発明は、入口ブロックと出口ブロックには、ブロック体を載置するためのベース体を取付けたフィルタ付バルブユニットである。 The invention according to claim 6 is the valve unit with a filter in which a base body for mounting the block body is attached to the inlet block and the outlet block.
請求項7に係る発明は、ブロック体にサックバック機構を搭載したフィルタ付バルブユニットである。 The invention according to claim 7 is a valve unit with a filter in which a suck back mechanism is mounted on a block body.
請求項8に係る発明は、本発明のフィルタ付バルブユニットを半導体製造プロセスに用いた薬液供給装置である。
The invention according to
請求項1に記載の発明によると、ブロック体の内部に収納したフィルタの一次側に第一バルブを設け、かつフィルタの一次側領域にエア抜き流路を開閉する第二バルブを設けて一体集積化したので、第一バルブとフィルタを近接して一体化させることにより、開閉に伴い発生するパーティクルをフィルタで確実に捕捉し、第一バルブの挙動がフィルタに伝わりやすく、吐出挙動が安定化し、高い清浄度の薬液を供給でき、しかも、デッドボリュームを最小化することにより圧力応答性を維持し、薬液の供給を安定化でき、かつ、フィルタの一次側領域で発生した気泡を確実に排出することにより良好な圧力応答性を維持できると共に、フィルタと第一バルブ、第二バルブを集積化してコンパクトに収めることにより、もって、既存の薬液供給装置に容易に取り付けることが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, the first valve is provided on the primary side of the filter housed in the block body, and the second valve that opens and closes the air vent channel is provided in the primary side region of the filter. Since the first valve and the filter are integrated close to each other, particles generated by opening and closing are reliably captured by the filter, the behavior of the first valve is easily transmitted to the filter, and the discharge behavior is stabilized. Highly clean chemical solution can be supplied, pressure response can be maintained by minimizing dead volume, chemical solution supply can be stabilized, and bubbles generated in the primary side region of the filter can be reliably discharged. In addition to maintaining good pressure responsiveness by integrating the filter, the first valve, and the second valve into a compact size, the existing chemical supply It is possible to easily attached to the location.
請求項2に記載の発明によると、フィルタの二次側流路には、流路の開閉を調整して薬液の供給を制御する機能、サックバック機能又は二次側流路を開閉する機能を有する第三バルブを設けたので、初期エアパージを効率化し、バルブユニットの立ち上げ時間を短縮することができると共に、特に、第三バルブは開閉によりフィルタに高い圧力を加えることで気泡・マイクロバブルの排出を効率化する働きを有する。 According to the second aspect of the present invention, the secondary side flow path of the filter has a function of adjusting the opening and closing of the flow path to control the supply of the chemical solution, a suck back function, or a function of opening and closing the secondary side flow path. Since the third valve is provided, the initial air purge can be made more efficient and the start-up time of the valve unit can be shortened. In particular, the third valve applies air pressure to the filter by opening and closing, thereby preventing bubbles and microbubbles. It has a function to make discharge more efficient.
請求項3に記載の発明によると、それぞれに入口継手と出口継手を有する入口ブロックと出口ブロックを一体構成して集積化したので、接続部位を排除し、気泡の滞留箇所を最小化することが可能となり、もって、半導体製造プロセスで使用される薬液供給装置に好適である。 According to the third aspect of the present invention, since the inlet block and the outlet block each having the inlet joint and the outlet joint are integrally configured and integrated, it is possible to eliminate the connection site and minimize the bubble staying location. Therefore, it is suitable for a chemical supply apparatus used in a semiconductor manufacturing process.
請求項4に記載の発明によると、入口ブロックと出口ブロックを一体化することによってフィルタ容積を最適化することで、フィルタの圧力損失を最小化することが可能となり、ブロック体の収納室内に中空糸膜又は平膜を容易に収納することができ、特に、圧力に依り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。 According to the fourth aspect of the present invention, by optimizing the filter volume by integrating the inlet block and the outlet block, the pressure loss of the filter can be minimized, and the block body has a hollow space in the storage chamber. A hollow fiber membrane that can easily store a yarn membrane or a flat membrane and is highly resistant to deformation depending on pressure and has a high degree of integration and volumetric efficiency is particularly suitable.
請求項5に記載の発明によると、フィルタの二次側を上方に向けた鉛直方向又はフィルタの二次側が上方に向けて傾斜する傾斜方向に設け、しかも、エア抜き流路をフィルタの一次側領域内のエアが溜まる位置に設けたことにより、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。 According to the invention described in claim 5, the filter is provided in a vertical direction in which the secondary side of the filter is directed upward or in an inclined direction in which the secondary side of the filter is inclined upward, and the air vent channel is provided on the primary side of the filter. By providing at a position where air in the region accumulates, it is possible to reliably discharge bubbles and microbubbles that may stay on the primary side of the filter.
請求項6に記載の発明によると、ブロック体にベース体を取り付けることによって、集積化したバルブユニットを、薬液供給装置の筐体などに並列的に取り付けることができ、コンパクトな半導体製造プロセスに用いる薬液供給装置を提供することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, by attaching the base body to the block body, the integrated valve unit can be attached in parallel to the housing of the chemical solution supply apparatus, etc., and used for a compact semiconductor manufacturing process. A chemical supply apparatus can be provided.
請求項7に記載の発明によると、ブロック体にサックバック機構を搭載したから、フィルタ付バルブユニットをコンパクトに維持したままフィルタユニット内側への薬液の引き込みが可能となり、吐出ノズルからユースポイントへの液ダレ防止が確実なものとなる。 According to the seventh aspect of the present invention, since the suck back mechanism is mounted on the block body, the chemical solution can be drawn into the filter unit while keeping the valve unit with the filter compact, and the discharge nozzle can be used to the point of use. Prevention of dripping is ensured.
請求項8に記載の発明によると、半導体製造プロセスで用いられる薬液供給装置において供給される薬液の清浄度を飛躍的に向上させることができる。 According to the eighth aspect of the invention, the cleanliness of the chemical solution supplied in the chemical solution supply apparatus used in the semiconductor manufacturing process can be dramatically improved.
以下に、本発明のフィルタ付バルブ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。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments of a valve unit with a filter and a chemical solution supply apparatus according to the present invention will be described below in detail based on the drawings.
図1は、本発明の第2実施形態のフィルタ付バルブユニットの外観斜視図を示している。ブロック体11は、内部にフィルタ12を収納しており、図示しないチューブを接続する入口継手13と出口継手14を設けていると共に、第一バルブ15及び第二バルブ16が搭載されており、全体がコンパクトな外形を呈して一体集積化されている。
FIG. 1: has shown the external appearance perspective view of the valve unit with a filter of 2nd Embodiment of this invention. The
図2は、本発明の薬液供給装置17のブロック図を示している。18は薬液19が貯留されたタンク、20はポンプである。ポンプ20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る。一点鎖線で示した21は本発明のフィルタ付バルブユニットを示しており、15は第一バルブを、12はフィルタを、16は第二バルブをそれぞれ示している。後述のように、本発明のフィルタ付バルブユニットが第2実施形態の場合は、第三バルブ22をさらに有している。また、23は吐出ノズルを、24は半導体ウエハを、25はターンテーブルをそれぞれ示している。本発明の薬液供給装置17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19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特に制限されない。
FIG. 2 shows a block diagram of the chemical liquid supply apparatus 17 of the present invention.
図3は、本発明のフィルタ付バルブユニットの第1実施形態を示した断面図である。同図の上方向は、鉛直上方向である。図示するように、本実施形態においては、ブロック体11は、入口ブロック26と出口ブロック27とをシール材28を介して密封固定して構成されている。また、シール機能を有する構造部は、前述のシール材28に制限されることなく、例えばカシメ、溶接や溶着など、シール材を使用せず密封固定する場合も含む。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a valve unit with a filter according to the present invention. The upward direction in the figure is the vertical upward direction. As shown in the figure, in the present embodiment, the
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のみを有するものであり、複数のブロックが互いの流路を継手等を介さず連通するように一体化されたものも一つのブロック体である。 The block body has only a flow path engraved inside the body constituting the block body as a flow path of the fluid, and a plurality of blocks are connected to each other through a joint or the like. What is integrated so as to communicate with each other is also one block body.
入口ブロック26は、HDPE、PTFE、PFA、PVDFなどの高い耐薬品性及び低溶出性の材質から成形されており、図1に示すように、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。また図3に示すように、入口29から一次側流路30aがL字状に刻設され、弁室31へ連通している。この弁室31は、一次側流路30bを介してフィルタ12の一次側へ連通している。このため、入口29とフィルタ12の一次側とは、ブロック体11に形成した一次側流路30で結ばれている。
The
出口ブロック27も、入口ブロック26と同様に、HDPE、PTFE、PFA、PVDFなどの高い耐薬品性及び低溶出性の材質から成形されており、図1に示すように、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。また図3に示すように、出口36から二次側流路35が直線状に刻設され、フィルタ12の二次側へ連通している。このため、出口36とフィルタ12の二次側とは、ブロック体11に形成した二次側流路35で結ばれている。
Similarly to the
図3に示すように、入口ブロック26には、一次側流路30と連通する収納部32が形成されており、出口ブロック27にも、二次側流路35と連通する収納部33が形成されている。収納部32及び収納部33は、収納されるフィルタ12の外形に適合する形状となっており、本実施形態では円柱状を呈し、収納部32にはフィルタ12の一次側が収納され、収納部33にはフィルタ12の二次側が収納されている。
As shown in FIG. 3, the
フィルタ収納用の収納室34aは、本実施形態では、一次側流路30と連通する収納部32及び二次側流路35と連通する収納部33から構成されている。
In the present embodiment, the
入口29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13が設けられている。入口継手13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13に液密に接続固定される。出口36にも、入口継手13と同様の構造の出口継手14が設けられている。なお入口継手13、出口継手14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。
The
第一バルブ15は、一次側流路30を開閉するためにブロック体11(入口ブロック26)に搭載されている。本実施形態の第一バルブ15は、空圧アクチュエータを備えたダイヤフラムのストップバルブであり、図3に示すように、オペレート用のエア供給口37aを有したPPS製などのボデー37と、その上部にはアクチュエータ部38が接続され、その内部には、バネ39に付勢されたステム40を有し、ステム40の先端部には、PTFE製などのダイヤフラム41が螺着などにより接続されている。ダイヤフラム41は、その内側が可動膜部となって弁室31内で弁座に着座して一次側流路30を開閉する弁体であり、その外周部は入口ブロック26とボデー37との間に狭着固定されている。また、ステム40のストロークは、流量調整ハンドル42で調整可能となっている。
The
第一バルブ15は、バネ39がステム40を付勢して先端部のダイヤフラム41が着座することで閉弁し、エア供給口37aにエアが供給されることによりエア室内の空圧がステム40を押圧してダイヤフラム41を弁座から持ち上げることで開弁する。このような第一バルブ15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。
The
また、第一バルブ15は、高い耐薬品性及び低溶出性を備え、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い。また、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。また、流量調整機構の有無は特に限定されない。
The
ベース体43aは、第一バルブ15のボデー37に対して入口ブロック26の反対側に取付けられている。ベース体43aはPPまたはPPSなどから成形され、図1、3に示すように、ボデー37、入口ブロック26、及びベース体43aを挿通する4本の長尺ボルト44により締付け固定されている。ベース体43aは、入口ブロック26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選択される。
The
また、出口ブロック27には、フィルタ12の一次側領域45に連通するエア抜き流路46aが形成されている。このエア抜き流路46aは、弁室47へ連通し、弁室47には、エア抜き口48で外部へ開口した直線状のエア抜き流路46bが連通している。エア抜き流路46a及びエア抜き流路46bにより、ブロック体11の外部とフィルタ12の一次側領域45とを連通するエア抜き流路46が構成される。
The
ブロック体11(出口ブロック27)には、エア抜き流路46を開閉し、かつベント機構を有する第二バルブ16が搭載されている。本実施形態の第二バルブ16は、空圧アクチュエータを備えたダイヤフラムのベント弁であり、図3に示すように、オペレート用のエア供給口49aを有したボデー49と、その内部には、バネ50に付勢されたステム51と、ステム51の先端部に螺着などにより接続されたダイヤフラム52とを有している。またボデー49と出口ブロック27との間には、保持体53が狭着固定されている。ダイヤフラム52は、その内側が可動膜部となって弁室47内で弁座に着座してエア抜き流路46を開閉する弁体であり、その外周部は出口ブロック27と保持体53との間に狭着固定されている。
A
第二バルブ16は、ノーマルクローズ型であり、バネ50がステム51を付勢して先端部のダイヤフラム52が着座することで閉弁し、エア供給口49aにエアが供給されることによりエア室内の空圧がステム51を押圧してダイヤフラム52を弁座から持ち上げることで開弁する。このような第二バルブ16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。
The
第二バルブ16も、高い耐薬品性及び低溶出性を備え、ベント機構を有し、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い。また、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。また、図1に示すように、第二バルブ16のボデー49は、出口ブロック27に4本のボルト54で締付け固定されている。さらに図1、3に示すように、入口ブロック26と同様に、出口ブロック27にも、ベース体43bが適宜取り付けられる。
The
図3に示すように、シール材28は、入口ブロック26と出口ブロック27とを密着固定するシール部材である。本実施形態においては、PTFE製のリング状ガスケットを使用しており、後述の図7にも示すように、入口ブロック26に凹設された円環部55内周側に出口ブロック27に凸設された円環部56が嵌め合わさった状態で、円環部55内周面部と円環部56外周面部との間を液密にシールしている。なお、入口ブロック26と出口ブロック27との密着固定は、図示していないが、両者を挿通する4本のボルトを締付け固定してなされている。なお、図示していないが、入口ブロック26と出口ブロック27とは、カシメ、溶接、溶着など、シール材を用いないシール機能を有する構造部で密着固定するようにしてもよい。
As shown in FIG. 3, the
図3に示すように、本実施形態のフィルタ12は、ブロック体11内部の収納室34aに収納されている。またフィルタ12の一次側は一次側流路30と、二次側は二次側流路35と、それぞれ連通していると共に、後述の図7にも示すように、フィルタ12の一次側領域45にはエア抜き流路46が連通している。
As shown in FIG. 3, the
図3に示すように、本実施形態のフィルタ12は、多数の連通部57aが並設されたケーシング57で被覆した中空糸膜58から成るフィルタである。ケーシング57は、両端が開口した筒状に形成されており、後述の図7にも示すように、一端部57bは出口ブロック27の収納部33の底側面部に設けられた装着部33aに嵌合固定されている。
As shown in FIG. 3, the
一端部57bの端面57eは、収納部33の底面部33c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は、入口ブロック26と出口ブロック27とを締付け固定するボルトの増し締めで強化できる。このように、収納室34内におけるフィルタ12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。
The
ケーシング57の開口部57dには、中空糸膜58が固定されている。中空糸膜58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58aと、中空糸の両端部の開口状態を保持し、かつ前記両端部を開口部57dに注型固定した固定端とするポッティング部58bとを有する。ポッティング部58bは、ポッティング材を開口部57d内側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58を開口部57dに固定している。
A
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12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12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。
Here, the filter used in the semiconductor manufacturing process has high chemical resistance and low elution, as well as high filtration accuracy, that is, a small filter pore diameter, and high flow rate, that is, low pressure loss. Is required. Therefore, a filter made of fluororesin, polyolefin, nylon or the like is used. In addition, a filter having a filtration accuracy of 0.2 μm or less, preferably 0.1 μm or less is used depending on the requirement of cleanliness for the chemical solution. Due to recent advances in semiconductor miniaturization, the demand for cleanliness of chemicals used is increasing, and it is more preferable to use a filter having extremely high filtration accuracy such as 10 nm or 5 nm for the
ここで、フィルタ12の容積は、フィルタ12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。フィルタ12の容積が大きいと、圧力損失が小さくなるばかりか、第一バルブ15を開閉した際の圧力応答性も良くなり、第一バルブ15を閉じた際に流体の送液が瞬時に停止し、配管又はチューブを介して接続される吐出ノズルでの液ダレが防止される。また、第一バルブ15とフィルタ12を繋ぐ流路が短い場合も、同様に第一バルブ15を開閉した際の圧力応答性が良くなり、第一バルブ15を閉じた際に流体の送液が瞬時に停止し、吐出ノズルでの液ダレが防止される。
Here, the volume of the
したがって、第一バルブ15とフィルタ12を繋ぐ流路(一次側流路30b)は、極力短いことが好ましく、フィルタ12を収納する収納室34の容積も、極力小さいことが好ましい。また、フィルタ12は、収納室34の容積を有効活用する観点から、複数本に分割して収納されるようにしてもよい。
Accordingly, the flow path (primary
上記のように、本発明のフィルタ付バルブユニットは、ブロック体11の入口29と、フィルタ12の一次側とが一次側流路30で結ばれると共に、この一次側流路30を開閉する第一バルブ15がブロック体11に搭載されるから、第一バルブ15の開閉動作に伴って発生するパーティクルを、高精度かつ確実にフィルタ12で捕捉することができる。また、一次側流路30に連通するエア抜き流路46を開閉する第二バルブ16により、フィルタ12の一次側に滞留する気泡・マイクロバブルなどを確実に外部へ排出することができる。
As described above, in the valve unit with a filter according to the present invention, the
また本発明のフィルタ付バルブユニットでは、ブロック体11の内部に収納室34を設け、この収納室34にフィルタ12を収納すると共に、収納室34に連通する一次側流路30と二次側流路35をブロック体11に形成しているから、フィルタ12、第一バルブ15、及び第二バルブ16が、一つのブロック体11にコンパクトに一体集積化されることになる。このようにフィルタとバルブが一体集積化(ユニット化)されることにより(特に、第一バルブ15とフィルタ12との間の距離が近くなることにより)、流路容積内のデッドボリュームが低減され、圧力応答性を著しく向上させることができる。また、フィルタとバルブとの接続部位の構造が簡素化されるので、この接続部位に滞留する気泡が著しく低減され、これにより特に圧力応答性が更に良好なものとなる。さらに、フィルタ12の容積(構成)もコンパクトに適正化されるから、フィルタ12における圧力損失も著しく低減される。さらに、全体がコンパクトにまとまって既存の薬液供給装置に容易に着脱可能となると共に装置の大型化が回避され、装置の取扱い性・メンテナンス性などが極めて向上する。
Further, in the valve unit with a filter of the present invention, the storage chamber 34 is provided inside the
したがって、バルブの開閉動作による僅かなパーティクルをも確実に除去して薬液の清浄度を極めて高く維持しながら、吐出挙動が不安定化することなく、高精度かつ安定した薬液供給ができる。 Therefore, it is possible to reliably remove a small amount of particles due to the opening and closing operation of the valve and maintain the chemical liquid cleanliness extremely high, and to supply the chemical liquid with high accuracy and stability without destabilizing the discharge behavior.
次いで、本発明の第2実施形態を説明する。図4は、本発明のフィルタ付バルブユニットの第2実施形態を示した断面図である。同図の上方は、鉛直上方向である。本実施形態においては、第1実施形態と同一部分は同一符号を示し、その説明を省略する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the valve unit with a filter according to the present invention. The upper part of the figure is the vertically upward direction. In the present embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図4に示す第2実施形態においては、ブロック体11(出口ブロック27a)に、二次側流路35a、35bを開閉する機能、サックバック機能、或は流路の開閉を調整して薬液の供給を調整する機能を有する第三バルブ22を搭載した点が、第1実施形態と異なる。34bは、収納部32と収納部33’からなる本実施形態の収納室である。
In the second embodiment shown in FIG. 4, the block body 11 (
図4に示すように、本実施形態の2次側流路35は、フィルタ12の二次側から二次側流路35aがL字状に刻設され、弁室59へ連通している。この弁室59は、二次側流路35bを介して出口36aへ連通している。また弁室59には、第三バルブ22が搭載される。
As shown in FIG. 4, in the secondary
第三バルブ22は、オペレート用のエア供給口60aを有したボデー60と、その内部には、バネ61に付勢されたステム62と、ステム62先端部に螺着などにより接続されたダイヤフラム63とを有している。またボデー60と出口ブロック27との間には、保持体64が狭着固定されている。ダイヤフラム63は、その内側が可動膜部となって弁室59内で弁座に着座して二次側流路35a、35bを開閉する弁体であり、その外周部は出口ブロック27aと保持体64との間に狭着固定されている。
The
第三バルブ22は、ノーマルオープン型であり、バネ61がステム62を付勢して先端部のダイヤフラム63を弁座から持ち上げることで開弁し、エア供給口60aにエアが供給されることによりエア室内の空圧がステム62を押圧してダイヤフラム63を着座させることで閉弁する。このような第三バルブ22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。
The
第三バルブ22も、高い耐薬品性及び低溶出性を備え、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い。また、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。また、第二バルブ16と同様に、ボデー60は、出口ブロック27に4本のボルトで締付け固定されている。
The
ここで図7は、図4における2点鎖線の円Cを示した要部拡大半裁断面図である。同図に示すように、フィルタ12の一次側領域45には、エア抜き流路65aが開口しており、エア抜き流路65aは、第二バルブ16の弁室66へ連通し、弁室66は、エア抜き口67で外部へ開口した直線状のエア抜き流路65bが連通している。
Here, FIG. 7 is an enlarged half-sectional view of a principal part showing a circle C of a two-dot chain line in FIG. As shown in the figure, an
また、図7に示すように、リング状のガスケット28(シール材)の内径部と外径部には、適切な位置・形状の凸部28a、28bが設けられ、これらは、円環部55内周面部及び円環部56a外周面部に、それぞれ密着当接しており、入口ブロック26と出口ブロック27aとの間のシール性を高めている。また、ケーシング57の一端部57b外周面部にも、適切な位置・形状の凸部57cが設けられ、出口ブロック27aの装着部33b内周面部に密着当接し、ケーシング57の嵌合固定を強化している。また、一端部57bの端面57eは、収納部33’の底面部33dと密着当接して端面シールし、一次側と二次側とを液密に分離している。なお、同図に示した構造は他の実施形態でも同様である。
Further, as shown in FIG. 7,
次いで、本発明の第3実施形態及び第4実施形態を説明する。図5は、本発明のフィルタ付バルブユニットの第3実施形態を示した断面図であり、図6は、本発明のフィルタ付バルブユニットの第4実施形態を示した断面図である。図5の上方向は、鉛直上方を示している。図6の左方向は、鉛直上方を示している。第3、第4実施形態においても、第1実施形態と同一部分は同一符号を示し、その説明を省略する。 Next, a third embodiment and a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a sectional view showing a third embodiment of the valve unit with a filter of the present invention, and FIG. 6 is a sectional view showing a fourth embodiment of the valve unit with a filter of the present invention. The upper direction in FIG. 5 indicates the vertically upward direction. The left direction in FIG. 6 indicates a vertically upward direction. Also in 3rd, 4th embodiment, the same part as 1st Embodiment shows the same code | symbol, and abbreviate | omits the description.
本発明の第3実施形態においては、ブロック体11bに設けたフィルタ12の取付姿勢を、フィルタ12の二次側が上方に向く鉛直方向としている。また、本発明の第4実施形態においては、ブロック体11bに設けたフィルタ12の取付姿勢を、フィルタ12の二次側が上方に向けて傾斜する傾斜方向としている。さらに、第3、第4実施形態共に、エア抜き流路46をフィルタ12の一次側領域45の上方位置に設けている。
In 3rd Embodiment of this invention, the attachment attitude | position of the
圧力応答性は、バルブ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ため、第二バルブ16及び出口継手14を介した気泡の除去が重要であり、このため、第二バルブ16及びそのエアー抜き口48は、バルブユニットの上部側方など、エアが溜まりやすい位置に向けて開口させて設けることが好ましく、また、フィルタ12の出口36も、鉛直上方を向いていることが好ましい。
The pressure responsiveness is also deteriorated by the bubbles staying in the valve unit. Therefore, it is important to remove the bubbles through the
図5に示すように、本発明の第3実施形態では、入口ブロック26aの構造が、第1実施形態と異なる。本実施形態では、第一バルブ15の軸心とフィルタ12の軸心が略90°で交差する直角交差型(エルボー型)となるように配置され、二次側流路35の出口36は鉛直上方を向いており、第二バルブ16のエア抜き口48も傾斜した上方向を向いている。この配置のため、入口ブロック26aは、全体がL字型に形成されている。また、第一バルブ15の弁室68と、フィルタ12の一次側とを繋ぐ流路30cは、第1実施形態と比較して、フィルタ12の軸心と直交する方向に向けて長い直線状に形成されている。さらに、入口ブロック26aには、ベース体43a、43cが取り付けられている。その他、入口ブロック26aに搭載された第一バルブ15の構造、出口ブロック27の構造や出口ブロック27に搭載された第二バルブ16の構造などは、第1実施形態の構造と同様である。34cは、収納部32’と収納部33からなる本実施形態の収納室である。
As shown in FIG. 5, in the third embodiment of the present invention, the structure of the
図6に示すように、本発明の第4実施形態では、入口ブロック26bと出口ブロック27bの構造が、第1実施形態と異なる。本実施形態では、第一バルブ15の軸心とフィルタ12の軸心が略60°で交差する斜め交差型となるように配置され、このため、二次側流路35cが出口36bへ向かう方向は、水平方向へ向いた一次側流路30dに対して略30°斜め上方向へ向けて傾斜している。また、第二バルブ16のエア抜き口69も傾斜した斜め上方向を向いている。また、第一バルブ15の弁室70と、フィルタ12の一次側とを繋ぐ流路30eは、第1実施形態と比較して、フィルタ12の軸心と斜めに交差する方向に向けてやや長い直線状に形成されている。さらに、出口ブロック27bには、脚部71が設けられると共に、脚部71にはベース体43dが取り付けられている。その他、入口ブロック26bに搭載された第一バルブ15の構造、出口ブロック27bに搭載された第二バルブ16の構造などは、第1実施形態の構造と同様である。34dは、収納部32”と収納部33”からなる本実施形態の収納室である。
As shown in FIG. 6, in the fourth embodiment of the present invention, the structures of the
続いて、本発明のフィルタ付バルブユニットと薬液供給装置の作用を説明する。先ず、図3に示す本発明の第1実施形態、図5に示す本発明の第3実施形態、および図6に示す本発明の第4実施形態のフィルタ付バルブユニットを薬液供給装置に使用する場合を説明する。なお、図2に示す薬液供給装置のブロック図おいて、第1実施形態、第3実施形態、第4実施形態においては、第三バルブ22を有していない場合に対応する。
Then, the effect | action of the valve unit with a filter and chemical | medical solution supply apparatus of this invention is demonstrated. First, the valve unit with a filter according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 3, the third embodiment of the present invention shown in FIG. 5, and the fourth embodiment of the present invention shown in FIG. Explain the case. In the block diagram of the chemical solution supply apparatus shown in FIG. 2, the first embodiment, the third embodiment, and the fourth embodiment correspond to the case where the
本発明のフィルタ付バルブユニットを薬液供給装置に取付ける際は、バルブユニット内及びフィルタ12内の気泡を排出するエアパージ操作が必要となる。このエアパージ操作が不十分でバルブユニット内に気泡が滞留していると圧力応答性が悪化するため重要な操作である。
When the valve unit with a filter of the present invention is attached to the chemical solution supply apparatus, an air purge operation for discharging bubbles in the valve unit and the
エアパージ操作の手順は、先ず、入口継手13にチューブを接続し、第一バルブ15を閉じ、第二バルブ16を開き、薬液を流入させて、第一バルブ15で薬液を封止した状態(一次側流路30内に薬液が充填された状態)とする。次いで、第一バルブ15を開き、一次側流路30を介して、入口ブロック26の収納部32内へと薬液を流入させる。この際、収納室34(34a、34c、34d)内の気泡が第二バルブ16へと追い出されるように収納室34内に薬液が充填される。第二バルブ16から気泡が排出されなくなった後、第二バルブ16を閉じる。第二バルブ16を閉じた後は、通常運転可能な状態となり、フィルタ12によって濾過された薬液を、出口継手14を介して供給可能となる。送液を停止する際は、第一バルブ15を閉じる。
The procedure of the air purge operation is as follows. First, a tube is connected to the inlet joint 13, the
また、流路の上流側で発生した気泡がバルブユニット内に混入したり、第一バルブ15の開閉による圧力変化で、薬液中に溶存していたガスが気泡として発生してくる場合などがあり、このような場合は、通常運転中でもエアパージ操作が必要となる。あるいは、薬液の吐出挙動が不安定となる度にエアパージ操作をしてもよい。さらに、エアパージ操作は、例えば第一バルブ15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。定期的に行う場合、図示していないが、フィルタ12の収納室34内の圧力を計測可能な圧力計を適宜設け、収納室34内の圧力を常時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ができる。
In addition, bubbles generated on the upstream side of the flow path may be mixed into the valve unit, or gas dissolved in the chemical solution may be generated as bubbles due to a pressure change caused by opening / closing the
通常運転中のエアパージ操作の手順も上記の手順同様であり、先ず、第一バルブ15を閉じ、第二バルブ16を開く。次いで、第一バルブ15を開き、収納室34内の気泡を、第二バルブ16へ追い出す。第二バルブ16から気泡が排出されなくなったことを確認できたら、第二バルブ16を閉じる。第二バルブ16を閉じた後は、運転可能(薬液供給可能)となる。
The procedure of the air purge operation during normal operation is the same as that described above. First, the
ここで、第二バルブ16を開いた状態で第一バルブ15を開いて収納室34内の気泡が第二バルブ16へと追い出されていく作用について説明する。図3、図5、図6に示すように、フィルタ12の2次側は鉛直上方向(ないしは傾斜上方向)へ向くように収納されるので、フィルタ12の収納室34も、一次側流路30を有する1次側より、二次側流路35を有した2次側の方が、鉛直方向において高い位置となるように収納されている。また、図7に示すように、出口ブロック27の収納部33に形成されたエア抜き流路46は、収納室34の一次側領域45内におけるエアが溜まりやすい位置、すなわちもっとも高い位置(装着部33a、33bに隣接する位置)付近に開口している。一方、上記の収納室34内へ薬液を流入させた際、薬液に含有された気泡は、浮力によって収納室34の一次側領域45内のもっとも高い位置付近に集合して溜まり易い。したがって、この最も高い位置付近に開口しているエア抜き流路46へ向けて、薬液中の気泡が効率的に追い出されるように集合するから、第二バルブ16による気泡の排出効率が著しく高まる。
Here, an operation in which the
次いで、図4に示す本発明の第2実施形態のフィルタ付バルブユニットを薬液供給装置に使用する場合を説明する。なお、図2に示す薬液供給装置のブロック図おいて、第2実施形態においては、図示したように第三バルブ22を有している場合に対応する。
Next, the case where the valve unit with a filter according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 4 is used in a chemical solution supply apparatus will be described. In the block diagram of the chemical solution supply apparatus shown in FIG. 2, the second embodiment corresponds to the case where the
先ず、薬液供給装置に取付ける際のエアパージ操作の手順を説明する。先ず、入口継手13にチューブを接続し、第一バルブ15及び第三バルブ22を閉じ、第二バルブ16を開き、薬液を流入させて、第一バルブ15で薬液を封止した状態とする。次いで、第一バルブ15を開き、一次側流路30を介して、入口ブロック26の収納室34内へと薬液を流入させる。この際、収納室34(34b)内の気泡が第二バルブ16へと追い出されるように収納室34内に薬液が充填される。第二バルブ16から気泡が排出されなくなった後、第二バルブ16を閉じる。第二バルブ16を閉じた後、第三バルブ22を開くと、通常運転可能な状態となり、フィルタ12によって濾過された薬液を、出口継手14を介して供給可能となる。送液を停止する際は、第一バルブ15を閉じる。
First, the procedure of the air purge operation when attaching to the chemical solution supply apparatus will be described. First, a tube is connected to the inlet joint 13, the
通常運転中のエアパージ操作の手順も上記の手順と同様であり、先ず、第一バルブ15及び第三バルブ22を閉じ、第二バルブ16を開く。次いで、第一バルブ15を開き、収納室34内の気泡を、第二バルブ16へ追い出す。第二バルブ16から気泡が排出されなくなったことを確認できたら、第二バルブ16を閉じる。第二バルブ16を閉じた後、第三バルブ22を開くと、運転可能(薬液供給可能)となる。
The procedure of the air purge operation during normal operation is the same as that described above. First, the
第三バルブ22は、二次側流路35を開閉する機能のほか、二次側流路35のサックバック機能と、二次側流路35の開閉を調整して薬液の供給を制御する機能を有していても良い。サックバック動作は、第一バルブ15を閉じてノズル23への送液を停止し、この停止のタイミングに合わせてノズル23から薬液が滴下する前に第三バルブ22のエア室からエアを排出してステム62を上昇させ、二次側流路35に負圧を与えて二次側流路35に残存する薬液を流路側に吸引する。また、第三バルブ22のダイヤフラム63の距離(弁開度)を弁座から微調整することで、二次側流路35の開閉を調整して薬液の供給を制御可能である。
The
続いて、本発明の第5実施形態を説明する。図9は、本例のフィルタ付バルブユニットを示した断面図である。同図の上方は、鉛直上方向である。図9において、図4に示した本発明の第2実施形態と同一部分は同一符号を示し、その説明を省略する。 Subsequently, a fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a sectional view showing the filter-equipped valve unit of this example. The upper part of the figure is the vertically upward direction. In FIG. 9, the same parts as those of the second embodiment of the present invention shown in FIG.
本例は上記第2実施形態において、二次側流路35(35a、35b)を直線状の流路72とし、この二次側流路72に、第三バルブ22としてサックバック弁93を搭載した出口ブロック27cとした点が異なっている。また、出口ブロック27cの端面に形成した環状凸部73と入口ブロック26の端面に形成した環状凹部74とは、シール材を介さずに嵌め合せて密着嵌合させて、入口ブロック26の端面と出口ブロック27cの端面とを液密にシールしている点も異なる。
In this example, in the second embodiment, the secondary flow path 35 (35a, 35b) is a
図9〜11において、サックバック弁93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、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とサックバック弁93の取付部材(ブロック体11など)との間に挟持固定されており、内径側には、フィルタ12の収納室34や二次側流路72又は75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。
9 to 11, a suck back
図9〜11において、バネ98は、ボデー94とピストン97との間に備えられ、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34や二次側流路72又は75)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34や二次側流路72又は75)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23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。
9 to 11, the
次いで、本発明の第6実施形態及び第7実施形態を説明する。図10は、本発明のフィルタ付バルブユニットの第6実施形態を示した断面図であり、図11は、第7実施形態を示した断面図である。図10、11の上方向は、鉛直上方を示している。図10、11においても、図4に示した本発明の第2実施形態と同一部分は同一符号を示し、その説明を省略する。これら第6、7実施形態においては、ブロック体にサックバック機構を搭載(一体集積)している。また、本例におけるサックバック機構は、サックバック弁93である。
Next, sixth and seventh embodiments of the present invention will be described. FIG. 10 is a sectional view showing a sixth embodiment of the valve unit with a filter according to the present invention, and FIG. 11 is a sectional view showing the seventh embodiment. 10 and 11 indicate the vertically upward direction. 10 and 11, the same parts as those of the second embodiment of the present invention shown in FIG. In these sixth and seventh embodiments, a suck back mechanism is mounted (integrated integrated) on the block body. The suck back mechanism in this example is a suck back
図10は、本発明の第6実施形態のフィルタ付バルブユニットを示した断面図である。本例は上記第2実施形態において、二次側流路35の吐出ノズル23側である流路35bをさらにノズル側にストレートに延ばした流路75とし、この二次側流路75に、第三バルブ22とは別に上記サックバック弁93をさらに隣接するように搭載(一体集積)して出口ブロック27dとした点が異なっている。また、出口ブロック27dの端面に形成した環状凸部76と入口ブロック26の端面に形成した環状凹部77とは、シール材を介さずに嵌め合せて密着嵌合させて、入口ブロック26の端面と出口ブロック27dの端面とを液密にシールしている点も異なる。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a valve unit with a filter according to a sixth embodiment of the present invention. In this second embodiment, in this second embodiment, the
図11は、本発明の第7実施形態のフィルタ付バルブユニットを示した断面図である。本例は上記第2実施形態において、入口ブロック26c側面に上記サックバック弁93を直接搭載(一体集積)した点が異なっている。また、出口ブロック27aの端面に形成した環状凸部78と入口ブロック26cの端面に形成した環状凹部79とは、シール材を介さずに嵌め合せて密着嵌合させて、入口ブロック26cの端面と出口ブロック27aの端面とを液密にシールしている点も異なる。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a valve unit with a filter according to a seventh embodiment of the present invention. This example is different from the second embodiment in that the suck-
上記のように、本例(第6、7実施形態)では、サックバック弁93は、ブロック体11(入口ブロック26、出口ブロック27)にコンパクトに一体集積するように搭載される。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、互いの内部空間を連通可能に接続される。図10、11においては、サックバック弁93のボデー94と出口ブロック27d又は入口ブロック26cとは、それぞれシール材などを介して直接取り付けられている。このようにサックバック弁93とブロック体とが一体集積によりコンパクト化されることで、バルブユニットの使用性などが高まると共に、デッドボリュームを最小化してサックバック機能を効率よく発揮させることができる。
As described above, in the present example (sixth and seventh embodiments), the suck back
図12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80は、上記のフィルタ12と同様に連通部81を有するケーシング82で被覆された中空糸膜フィルタであり、ケーシング82は、両端が開口した筒状に形成され、一端部83は、出口ブロック27の収納室の底側面部に設けられた装着部33に嵌合固定可能となっている。よって、前述のフィルタ12に替えて、このフィルタ80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83には、中空糸膜84が固定されている。中空糸膜84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84a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83内側領域に注型固定した固定端であるポッティング部84bとを有する。
FIG. 12 is a half sectional view showing a more preferable example of the filter of the present invention. The
図12において、フィルタ80は、丸穴状の連通部81の側面部が、フィルタ80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82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85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12と異なっている。図示していないが、フィルタ80をブロック体11の収納室34に内蔵した際、段部85の深さ分だけケーシング82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82の内側から外側へ向けて広がる連通部81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84aの糸に滞留・付着している気泡を、効果的にケーシング82の外側へ追い出すことができる。
In FIG. 12, the
なお、内蔵されるフィルタ12、80の中空糸膜の微妙な収縮・緩和により、吐出ノズル23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12、80に加わる加圧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23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23先端からの液ダレを防止することも可能である。
The liquid level behavior at the tip of the
続いて、上記第5〜7実施形態の作用を説明する。先ず、図9に示した本発明の第5実施形態のフィルタ付バルブユニットを薬液供給装置に使用する場合を説明する。 Subsequently, the operation of the fifth to seventh embodiments will be described. First, the case where the valve unit with a filter according to the fifth embodiment of the present invention shown in FIG. 9 is used in a chemical solution supply device will be described.
本例における薬液供給装置に取付ける際のエアパージ操作は、先ず、入口継手13にチューブを接続し、第一バルブ15を閉じて薬液を流入させ、サックバック弁93の弁体を降下させ、第二バルブ16を開き、第一バルブ15で薬液を封止した状態とする。次いで、第一バルブ15を開き、一次側流路30を介して入口ブロック26の収納室34内へと薬液を流入させる。この際、収納室34(34b)内の気泡が第二バルブ16へと追い出されるように収納室34内に薬液が充填される。第二バルブ16から気泡が排出されなくなったことを確認した後、第二バルブ16を閉じる。第二バルブ16を閉じた後、サックバック弁93の弁体を上昇させて中立位置へ戻すと、通常運転可能な状態となり、フィルタ12によって濾過された薬液を、出口継手14を介して供給可能となる。送液を停止する際は、第一バルブ15を閉じる。
In the air purge operation when attaching to the chemical solution supply apparatus in this example, first, a tube is connected to the inlet joint 13, the
本例の薬液供給装置を通常運転している際の操作は、先ず、サックバック弁93の弁体を下降させて中立位置に戻し、薬液を吐出ノズル23のノズル面まで降下させる。次いで、第二バルブ16を閉じた状態で、第一バルブ15を開き、薬液を吐出ノズル23側へ供給する。一方、サックバック操作の際は、第一バルブ15を閉じて薬液の供給を停止した後、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。
In the normal operation of the chemical solution supply apparatus of this example, first, the valve body of the suck back
本例の運転中のエアパージ操作は、先ず、第一バルブ15を閉じ、サックバック弁93の弁体を降下させ、第二バルブ16を開く。次いで、第一バルブ15を開き、収納室34内の気泡を、第二バルブ16へと追い出す。第二バルブ16から気泡が排出されなくなったことを確認できたら第二バルブ16を閉じる。第二バルブ16を閉じた後、サックバック弁93の弁体を上昇させて中立位置に戻す。
In the air purge operation during operation of this example, first, the
また、本例(第5実施形態)におけるサックバック弁93は、フィルタユニット(収納室34)に滞留する気泡の排出時に、弁体が下降してフィルタ12の出口流路(二次側流路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、第二バルブ16からの気泡の排出をより効率的に促進する機能も有している。
Further, the suck-
一方、図10、11に示した本発明の第6、7実施形態のフィルタ付バルブユニットを薬液供給装置に使用する場合を説明すると、本例(第6、7実施形態)における薬液供給装置に取付ける際のエアパージ操作、及び運転中のエアパージ操作は、それぞれ前述した本発明の第2実施形態における各エアパージ操作と同様である。また、本例の薬液供給装置を通常運転している際の操作は、前述した本発明の第5実施形態における薬液供給装置を通常運転している際の操作と同様である。 On the other hand, the case where the valve unit with a filter according to the sixth and seventh embodiments of the present invention shown in FIGS. 10 and 11 is used in a chemical liquid supply apparatus will be described. The air purge operation during mounting and the air purge operation during operation are the same as the air purge operations in the second embodiment of the present invention described above, respectively. Further, the operation when the chemical liquid supply apparatus of the present example is normally operated is the same as the operation when the chemical liquid supply apparatus of the fifth embodiment of the present invention is normally operated.
上記のように本発明の第6実施形態においては、サックバック弁93を出口ブロック27dの二次側流路75に更に別途設けているから、吐出ノズル23側の流路内に残留した薬液をバルブユニット内に直接引き込むことができ、吐出ノズル23からユースポイントへの液ダレの防止が万全なものとなる。また、本発明の第7実施形態においては、サックバック弁93のサックバック動作は、フィルタユニット内の残圧を逃がす働きも有するため、フィルタ12の容積を小型化した場合でもフィルタユニットから配管又はチューブを介して接続される吐出ノズル23に生じる液ダレを防ぐこともできる。
As described above, in the sixth embodiment of the present invention, since the suck-
本実施例は、フィルタと、このフィルタの1次側直近に配設されるバルブ(フィルタ前段の入口バルブ)との間の距離の違いに応じた、フィルタ1次側及びフィルタ2次側(フィルタ前後)の間で計測される圧力特性の良否を確認したものである。 In the present embodiment, the filter primary side and the filter secondary side (filters) according to the difference in distance between the filter and the valve (inlet valve in the upstream stage of the filter) disposed in the immediate vicinity of the primary side of the filter. The quality of the pressure characteristics measured between before and after) was confirmed.
図13(a)は、図2に示した本発明の薬液供給装置のブロック図と同様に構成した薬液供給装置のブロック図であり、本発明のフィルタ付バルブユニット21を用いている。図13(b)及び(c)は、同図(a)に示した本発明の実施例と比較する比較例のブロック図であり、同図の15’は第一バルブ15と同一に構成されたバルブを示している。
FIG. 13A is a block diagram of a chemical solution supply apparatus configured similarly to the block diagram of the chemical solution supply apparatus of the present invention shown in FIG. 2, and uses the
図13(b)及び(c)に示した比較例では、同図に点線で示したフィルタユニット100を用いている。フィルタユニット100は、フィルタ付バルブユニット21に用いられているフィルタ12が、収納室34と同一に形成された収納室に収納されると共に、フィルタの1次側及び2次側も、それぞれ1次側流路30及び2次側流路35と同一に形成して構成されたフィルタユニットを模式的に示している。
In the comparative example shown in FIGS. 13B and 13C, the
図13において、フィルタ12、フィルタユニット100に隣接する1次側直近位置及び2次側直近位置には、それぞれ圧力計を設けている。図中符号PINはフィルタ12、フィルタユニット100の1次側直前位置に適宜設けた所定の圧力計を示し、符号POUTもフィルタ12、フィルタユニット100の2次側直後位置に適宜設けた所定の圧力計を示す。また図13(b)及び(c)に示した距離Lは、バルブ15’とフィルタユニット100との間の離間距離を示しており、距離Lの違い以外は同一条件に構成された流路の長さである。
In FIG. 13, pressure gauges are provided at the primary side nearest position and the secondary side nearest position adjacent to the
上記のように、図13(a)に示した本発明の実施例と、同図(b)及び(c)に示した比較例とは、フィルタ12からなるユニット21とフィルタユニット100の構成は、濾過材や容積・内部形状が同一条件であるから、少なくともフィルタ前後の圧力特性は同一条件となると共に、バルブ15、15’や圧力計PIN、POUTも同一構成であるから、フィルタ前後の間で計測される圧力特性の違いは、基本的には、フィルタとフィルタ前段のバルブとの間の距離の違いのみに応じて異なるものとなる。よって本実施例では、離間距離に応じた圧力特性を捉えることができる。
As described above, the embodiment of the present invention shown in FIG. 13 (a) and the comparative example shown in FIGS. 13 (b) and 13 (c) are composed of the
図14〜16においては、圧力計PINで計測された圧力INLETを実線で示し、圧力計POUTで計測された圧力OUTLETを破線で示すと共に、両圧力を所定時間内で同時計測し、INLETとOUTLETとの圧力特性を計測している。図14は、図13(a)に示した実施例における圧力を計測したグラフ図であり、(a)は圧力と大域時間のグラフ図を、(b)は(a)を時間拡大したC部のグラフ図である。図15は、図13(b)に示した比較例における圧力を計測したグラフ図であり、(a)は圧力と大域時間のグラフ図を、(b)は(a)を時間拡大したC部のグラフ図である。図16は、図13(c)に示した比較例における圧力を計測したグラフ図であり、(a)は圧力と大域時間のグラフ図を、(b)は(a)を時間拡大したC部のグラフ図である。 In Figure 14-16 shows a pressure INLET measured by the pressure gauge P IN by a solid line, along with showing the pressure OUTLET measured by the pressure gauge P OUT by a broken line, simultaneously measuring both the pressure within a predetermined time, INLET And the pressure characteristics of OUTLET are measured. 14A and 14B are graphs obtained by measuring the pressure in the embodiment shown in FIG. 13A, in which FIG. 14A is a graph of pressure and global time, and FIG. 14B is a C section obtained by enlarging time in FIG. FIG. 15A and 15B are graphs obtained by measuring the pressure in the comparative example shown in FIG. 13B, where FIG. 15A is a graph of pressure and global time, and FIG. FIG. 16A and 16B are graphs obtained by measuring the pressure in the comparative example shown in FIG. 13C, where FIG. 16A is a graph of pressure and global time, and FIG. FIG.
また、図14(b)、図15(b)、図16(b)においては、圧力INLET及びOUTLETの挙動が開始した時間から変動が落ち着くまでの時間をtとして示しており、この時間t(バルブを閉じた際の圧力の立下り時間)は、開状態であったバルブ15、15’が閉状態となった際に伴う圧力変動の緩和時間に対応している。
14 (b), 15 (b), and 16 (b), the time from when the behavior of the pressures INLET and OUTLET starts until the fluctuations have settled is indicated by t, and this time t ( The pressure fall time when the valve is closed corresponds to the pressure fluctuation relaxation time associated with the opening of the
先ず、図15(b)においては、図13(b)に示すように、フィルタユニット100とバルブ15’との離間距離LをL=50mmとしている。同図の場合は、圧力INLETとOUTLETとは、互いにある程度波形が似ており両者の圧力挙動は比較的緩いものの、圧力の立下り時間はおよそt=200msとなっている。また、図16(b)においては、図13(c)に示すように、離間距離L=1000mmとしている。同図の場合は、圧力INLETとOUTLETとは波形が大きく異なることから圧力挙動が激しく、しかも圧力の立下り時間もt=200ms程度と大きい。図15、16に示した比較例のように、圧力の立下り時間tが大きい場合、吐出ノズル23からユースポイントへ吐出される薬液19の液切れ及び液切れ後の安定性が悪くなる。
First, in FIG. 15B, as shown in FIG. 13B, the separation distance L between the
これに対し、図14(b)においては、図13(a)に示すように、離間距離Lは、上記の本発明の実施形態におけるフィルタ12と第一バルブ15との離間距離に対応し、例えば一次側流路30b、30c、30eの長さに対応する。上記したように、本発明では、フィルタを収納するブロック体と一次側流路を形成するブロック体とは同一のブロック体であると共に、一次側流路を開閉する第一バルブも同一のブロック体に搭載するから、この離間距離Lの長さは極めて短いものとなっている。この場合は、圧力INLETとOUTLETとは、互いにある程度波形が似ていることから、両者の圧力挙動は緩い。また、圧力の立下り時間tは、およそ100msとなっており、上記の比較例の半分程度である。したがって、本発明のように、フィルタ12と第一バルブ15とを一体化して離間距離Lをほとんどなくした場合は、バルブを閉じた際の圧力の立下り時間が短くなり、薬液19の液切れ及び液切れ後の安定性が良好なものとなることが実証された。
In contrast, in FIG. 14B, as shown in FIG. 13A, the separation distance L corresponds to the separation distance between the
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。 Furthermore, the present invention is not limited to the description of the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention described in the claims of the present invention.
11 ブロック体
12、80 フィルタ
13 入口継手
14 出口継手
15 第一バルブ
16 第二バルブ
17 薬液供給装置
19 薬液
21 フィルタ付バルブユニット
22 第三バルブ
26 入口ブロック
27 出口ブロック
28 シール材
29 入口
30 一次側流路
34 収納室
35、75 二次側流路
36 出口
43 ベース体
45 一次側領域
46 エア抜き流路
57、82 ケーシング
57a、81 連通部
58、84 中空糸膜
93 サックバック弁(サックバック機構)
11
Claims (8)
Applications Claiming Priority (2)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019050311A (en) * | 2017-09-11 | 2019-03-28 | 東京エレクトロン株式会社 | Process liquid supply device |
-
2016
- 2016-06-10 JP JP2016116162A patent/JP2017067287A/en active Pending
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JP2019050311A (en) * | 2017-09-11 | 2019-03-28 | 東京エレクトロン株式会社 | Process liquid supply device |
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