以下に説明される本開示に係る実施形態は本発明を説明するための例示であるので、本発明は以下の内容に限定されるべきではない。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
以下に説明される本開示に係る実施形態は本発明を説明するための例示であるので、本発明は以下の内容に限定されるべきではない。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
[基板処理システム]
図1に示されるように、基板処理システム1(基板処理装置)は、塗布現像装置2(基板処理装置)と、コントローラ10(制御部)とを備える。基板処理システム1には、露光装置3が併設されている。露光装置3は、基板処理システム1のコントローラ10と通信可能なコントローラ(図示せず)を備える。露光装置3は、塗布現像装置2との間でウエハW(基板)を授受して、ウエハWの表面Wa(図10等参照)に形成された感光性レジスト膜の露光処理(パターン露光)を行うように構成されている。具体的には、液浸露光等の方法により感光性レジスト膜(感光性被膜)の露光対象部分に選択的にエネルギー線を照射する。エネルギー線としては、例えばArFエキシマレーザー、KrFエキシマレーザー、g線、i線、又は極端紫外線(EUV:Extreme Ultraviolet)が挙げられる。
塗布現像装置2は、露光装置3による露光処理の前に、感光性レジスト膜又は非感光性レジスト膜(以下、あわせて「レジスト膜」という。)をウエハWの表面Waに形成する処理を行う。塗布現像装置2は、露光装置3による感光性レジスト膜の露光処理後に、当該感光性レジスト膜の現像処理を行う。
ウエハWは、円板状を呈してもよいし、多角形など円形以外の板状を呈していてもよい。ウエハWは、一部が切り欠かれた切り欠き部を有していてもよい。切り欠き部は、例えば、ノッチ(U字形、V字形等の溝)であってもよいし、直線状に延びる直線部(いわゆる、オリエンテーション・フラット)であってもよい。ウエハWは、例えば、半導体基板、ガラス基板、マスク基板、FPD(Flat Panel Display)基板その他の各種基板であってもよい。ウエハWの直径は、例えば200mm〜450mm程度であってもよい。
図1〜図3に示されるように、塗布現像装置2は、キャリアブロック4と、処理ブロック5と、インターフェースブロック6とを備える。キャリアブロック4、処理ブロック5及びインターフェースブロック6は、水平方向に並んでいる。
キャリアブロック4は、図1及び図3に示されるように、キャリアステーション12と、搬入搬出部13とを有する。キャリアステーション12は複数のキャリア11を支持する。キャリア11は、少なくとも一つのウエハWを密封状態で収容する。キャリア11の側面11aには、ウエハWを出し入れするための開閉扉(図示せず)が設けられている。キャリア11は、側面11aが搬入搬出部13側に面するように、キャリアステーション12上に着脱自在に設置される。
搬入搬出部13は、キャリアステーション12及び処理ブロック5の間に位置している。搬入搬出部13は、複数の開閉扉13aを有する。キャリアステーション12上にキャリア11が載置される際には、キャリア11の開閉扉が開閉扉13aに面した状態とされる。開閉扉13a及び側面11aの開閉扉を同時に開放することで、キャリア11内と搬入搬出部13内とが連通する。搬入搬出部13は、受け渡しアームA1を内蔵している。受け渡しアームA1は、キャリア11からウエハWを取り出して処理ブロック5に渡し、処理ブロック5からウエハWを受け取ってキャリア11内に戻す。
処理ブロック5は、図1及び図2に示されるように、単位処理ブロック14〜17を有する。単位処理ブロック14〜17は、床面側から単位処理ブロック17、単位処理ブロク14、単位処理ブロック15、単位処理ブロック16の順に並んでいる。単位処理ブロック14〜17は、図3に示されるように、液処理ユニットU1(液処理装置)と、熱処理ユニットU2とを有する。
液処理ユニットU1は、各種の処理液をウエハWの表面Waに供給するように構成されている。熱処理ユニットU2は、例えば熱板によりウエハWを加熱し、加熱後のウエハWを例えば冷却板により冷却して熱処理を行うように構成されている。
単位処理ブロック14は、ウエハWの表面Wa上に下層膜を形成するように構成された下層膜形成ブロック(BCTブロック)である。単位処理ブロック14は、各ユニットU1,U2にウエハWを搬送する搬送アームA2を内蔵している(図2参照)。単位処理ブロック14の液処理ユニットU1は、下層膜形成用の塗布液をウエハWの表面Waに塗布して塗布膜を形成する。単位処理ブロック14の熱処理ユニットU2は、下層膜の形成に伴う各種熱処理を行う。熱処理の具体例としては、塗布膜を硬化させて下層膜とするための加熱処理が挙げられる。下層膜としては、例えば、反射防止(SiARC)膜が挙げられる。
単位処理ブロック15は、下層膜上に中間膜を形成するように構成された中間膜(ハードマスク)形成ブロック(HMCTブロック)である。単位処理ブロック15は、各ユニットU1,U2にウエハWを搬送する搬送アームA3を内蔵している(図2参照)。単位処理ブロック15の液処理ユニットU1は、中間膜形成用の塗布液を下層膜上に塗布して塗布膜を形成する。単位処理ブロック15の熱処理ユニットU2は、中間膜の形成に伴う各種熱処理を行う。熱処理の具体例としては、塗布膜を硬化させて中間膜とするための加熱処理が挙げられる。中間膜としては、例えば、SOC(SpinOn Carbon)膜、アモルファスカーボン膜が挙げられる。
単位処理ブロック16は、熱硬化性を有するレジスト膜を中間膜上に形成するように構成されたレジスト膜形成ブロック(COTブロック)である。単位処理ブロック16は、各ユニットU1,U2にウエハWを搬送する搬送アームA4を内蔵している(図2参照)。単位処理ブロック16の液処理ユニットU1は、レジスト膜形成用の塗布液(レジスト剤)を中間膜上に塗布して塗布膜を形成する。単位処理ブロック16の熱処理ユニットU2は、レジスト膜の形成に伴う各種熱処理を行う。熱処理の具体例としては、塗布膜を硬化させてレジスト膜とするための加熱処理(PAB:Pre Applied Bake)が挙げられる。
単位処理ブロック17は、露光されたレジスト膜の現像処理を行うように構成された現像処理ブロック(DEVブロック)である。単位処理ブロック17は、各ユニットU1,U2にウエハWを搬送する搬送アームA5と、これらのユニットを経ずにウエハWを搬送する直接搬送アームA6とを内蔵している(図2参照)。単位処理ブロック17の液処理ユニットU1は、露光後のレジスト膜に現像液を供給してレジスト膜を現像する。単位処理ブロック17の液処理ユニットU1は、現像後のレジスト膜にリンス液を供給して、レジスト膜の溶解成分を現像液と共に洗い流す。これにより、レジスト膜が部分的に除去され、レジストパターンが形成される。単位処理ブロック16の熱処理ユニットU2は、現像処理に伴う各種熱処理を行う。熱処理の具体例としては、現像処理前の加熱処理(PEB:Post Exposure Bake)、現像処理後の加熱処理(PB:Post Bake)等が挙げられる。
処理ブロック5内におけるキャリアブロック4側には、図2及び図3に示されるように、棚ユニットU10が設けられている。棚ユニットU10は、床面から単位処理ブロック15にわたって設けられており、上下方向に並ぶ複数のセルに区画されている。棚ユニットU10の近傍には昇降アームA7が設けられている。昇降アームA7は、棚ユニットU10のセル同士の間でウエハWを昇降させる。
処理ブロック5内におけるインターフェースブロック6側には、棚ユニットU11が設けられている。棚ユニットU11は床面から単位処理ブロック17の上部にわたって設けられており、上下方向に並ぶ複数のセルに区画されている。
インターフェースブロック6は、受け渡しアームA8を内蔵しており、露光装置3に接続される。受け渡しアームA8は、棚ユニットU11のウエハWを取り出して露光装置3に渡し、露光装置3からウエハWを受け取って棚ユニットU11に戻すように構成されている。
コントローラ10は、基板処理システム1を部分的又は全体的に制御する。コントローラ10の詳細については後述する。なお、コントローラ10は露光装置3のコントローラとの間で信号の送受信が可能であり、各コントローラの連携により基板処理システム1及び露光装置3が制御される。
[液処理ユニットの構成]
続いて、図4を参照して、液処理ユニットU1についてさらに詳しく説明する。液処理ユニットU1は、図4に示されるように、回転保持部20と、処理液供給部30とを備える。
回転保持部20は、回転部21と、シャフト22と、保持部23とを有する。回転部21は、コントローラ10からの動作信号に基づいて動作し、シャフト22を回転させる。回転部21は、例えば電動モータ等の動力源である。保持部23は、シャフト22の先端部に設けられている。保持部23上にはウエハWが配置される。保持部23は、例えば吸着等によりウエハWを略水平に保持する。すなわち、回転保持部20は、ウエハWの姿勢が略水平の状態で、ウエハWの表面Waに対して垂直な軸(回転軸)周りでウエハWを回転させる。本実施形態では、回転軸は、円形状を呈するウエハWの中心を通っているので、中心軸でもある。本実施形態では、図4に示されるように、回転保持部20は、上方から見て時計回りにウエハWを回転させる。
処理液供給部30は、ウエハWの表面Waに塗布液を供給するように構成されている。処理液供給部30は、配管D1〜D4と、液ボトル31と、液タンク32と、フィルタ装置100と、ポンプ装置33と、バルブ34と、ノズル35と、バルブ36とを有する。
配管D1の上流端は、N2ガス源に接続されている。配管D1の下流端は、液ボトル31の上蓋近傍に位置するように、液ボトル31の上蓋部分に接続されている。液ボトル31は、処理液の供給源として機能する。液ボトル31が貯留する処理液としては、半導体製造工程用の各種の処理液(例えば、反射防止膜形成用の薬液、SOC膜形成用の薬液、アモルファスカーボン膜形成用の薬液、感光性レジスト膜となる感光性レジスト材料、非感光性レジスト膜となる非感光性レジスト材料、現像液、リンス液等)が挙げられる。
配管D2の上流端は、液ボトル31の底壁近傍に位置するように、液ボトル31の底壁部分に接続されている。配管D2の下流端は、液タンク32の上蓋寄りに位置するように、液タンク32の上蓋部分に接続されている。液タンク32は、N2ガスによって液ボトル31から送り出された処理液を一時的に貯留する貯留部として機能する。
配管D3(送液ラインの一形態)の上流端は、液タンク32の底壁部分に接続されている。配管D3の下流端は、ノズル35に接続されている。配管D3上には、上流側から順に、ポンプ装置33、フィルタ装置100及びバルブ34が設けられている。
ポンプ装置33は、コントローラ10からの動作信号に基づいて液タンク32から処理液を吸引し、配管D3、フィルタ装置100及びバルブ34を介してノズル35に送り出す。フィルタ装置100は、詳しくは後述するが、処理液に含まれるパーティクルなどの異物を除去する。バルブ34は、コントローラ10からの動作信号に基づいて弁の開放及び閉鎖を行う。バルブ34は、弁の開放時にノズル35から塗布液を吐出させると共に、弁の閉鎖時にノズル35からの塗布液の吐出を停止させる。バルブ34は、例えば、空気を利用して弁を開閉(オン/オフ)させるエアオペレートバルブであってもよい。
ノズル35は、ポンプ装置33から送り出された処理液を、ウエハWの表面Waに吐出させるように構成されている。ノズル35は、吐出口がウエハWの表面Waに向かうようにウエハWの上方に配置されている。ノズル35は、図示しない駆動部によって水平方向及び上下方向に移動可能に構成されている。具体的には、ノズル35から処理液を吐出する際、駆動部がコントローラ10からの動作信号に基づいてノズル35を駆動して、ウエハWの回転軸に直交する直線状をウエハWの径方向に沿ってノズル35を移動させる。ウエハWを保持部23に保持させる際、駆動部がコントローラ10からの動作信号に基づいてノズル35を駆動して、保持部23から離れた離間位置までノズル35を上昇させる。ウエハWに処理液を吐出する際、駆動部がコントローラ10からの動作信号に基づいてノズル35を駆動して、ウエハW(保持部23)に近づく近接位置までノズル35を下降させる。
配管D3は、管部D3a〜D3dを有する。管部D3aは、液タンク32とフィルタ装置100の入口管104(後述する)との間で延びている。管部D3bは、フィルタ装置100の出口管108(後述する)とポンプ装置33との間で延びている。管部D3cは、ポンプ装置33とバルブ34との間で延びている。管部D3dは、バルブ34とノズル35との間で延びている。
配管D4の上流端は、フィルタ装置100の排出管106(後述する)に接続されている。配管D4上には、バルブ36が設けられている。バルブ36は、コントローラ10からの動作信号に基づいて弁の開放及び閉鎖を行う。バルブ36は、バルブ34と同様に、例えば、空気を利用して弁を開閉(オン/オフ)させるエアオペレートバルブであってもよい。配管D4を流れる処理液は、バルブ36が開状態のときに、配管D4を通じて系外(システム外)に排出される。
[フィルタ装置(第1の例)]
続いて、図5〜図8を参照して、フィルタ装置100についてさらに詳しく説明する。フィルタ装置100は、筐体102と、入口管104(入口部)と、排出管106(排出部)と、出口管108(出口部)と、送液管110(排出流路)と、送液管112(濾過流路)と、フィルタ部材114とを有する。筐体102、入口管104、排出管106、出口管108、送液管110及び送液管112は、例えば、樹脂材料で構成されていてもよい。
筐体102は、図5〜図7に示されるように、送液管110,112及びフィルタ部材114を内部の収容空間に収容する容器である。筐体102は、有底円筒状を呈する本体部102aと、本体部102aの開放端である上端に配置された蓋部102bとを含む。そのため、蓋部102bは、筐体102の天壁として機能する。蓋部102bは、本体部102aの上端に対して取り外し可能に取り付けられていてもよいし、本体部102aから取り外しできないよう本体部102aの上端に対して固着されていてもよい。
入口管104、排出管106及び出口管108はいずれも、蓋部102bに設けられており、蓋部102bに形成されている貫通孔と連通している。そのため、入口管104、排出管106及び出口管108はいずれも、鉛直方向(図の矢印Z方向)に沿って延びるように、蓋部102bから上方に向けて突出している。入口管104と排出管106とは、図5及び図6に示されるように、Z方向に直交する水平方向(図の矢印X方向)に沿って隣り合うように並んでいる。入口管104及び排出管106と出口管108とは、図5及び図7に示されるように、X方向及びZ方向に直交する水平方向(図の矢印Y方向)において並んでいる。
送液管110は、図5及び図6に示されるように、筐体102内において、入口管104と排出管106との間を延びている。送液管110の一端は入口管104と接続され、送液管110の他端は排出管106に接続されている。送液管110は、U字形状を呈している。入口管104から導入された処理液は、フィルタ部材114を通過せずに、送液管110を流通して、排出管106から排出されうる。すなわち、入口管104、排出管106及び送液管110は、処理液をフィルタ部材114に通過させずにフィルタ装置100から排出す排出流路を構成している。
送液管112は、図5及び図7に示されるように、筐体102内において、入口管104と出口管108との間を延びている。送液管112の一端は送液管110の中間部分と接続され、送液管112の他端はフィルタ部材114の上流端キャップ122(後述する)と接続されている。そのため、送液管112は、排出流路を構成する送液管110の中途から分岐しており、分岐流路を構成している。
送液管112は、L字形状を呈しており、管部112a(延在部)と、管部112bとを含む。管部112aは、送液管110から下方に向けて延びている。具体的には、管部112aは、図7に示されるように、鉛直方向(Z方向)に対して傾斜している。従って、管部112aは、入口管104と、入口管104よりも下方に位置するフィルタ部材114の上流端キャップ122との間を上下方向に延びる延在部として機能する。管部112bは、管部112aの下流端に一体的に接続されている。管部112bは、管部112aの下流端から上方に向けて屈曲されている。
入口管104から導入された処理液は、送液管112及びフィルタ部材114を流通した後に、出口管108から排出されうる。すなわち、入口管104、送液管110の一部(送液管110のうち入口管104と送液管112への分岐点との間の部分)、送液管112及びフィルタ部材114は、処理液をフィルタ部材114で濾過して、濾過済の処理液をフィルタ装置100から排出する濾過流路を構成している。
フィルタ部材114は、図7及び図8に示されるように、フィルタ本体116と、収容管118と、外管120と、上流端キャップ122と、下流端キャップ124とを含む。フィルタ本体116は、処理液を濾過して、処理液中に含まれるパーティクル等の異物を処理液から除去する機能を有する。フィルタ本体116は、例えば、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE:polytetrafluoroethylene)を所定形状に成形した成形体であってもよい。
収容管118は、フィルタ本体116を内部に収容する。収容管118内には、成形体であるフィルタ本体116が全体にわたって詰め込まれている。そのため、収容管118は、内部でのフィルタ本体116の動きを規制している。収容管118の容積に対するフィルタ本体116の体積の割合(充填率)は、例えば、90%以上であってもよいし、95%以上であってもよい。
収容管118の周面には、複数の貫通孔126が形成されている。そのため、収容管118の内外は、貫通孔126を通じて連通している。収容管118内に詰め込まれたフィルタ本体116は、貫通孔126から露出している。
収容管118は、上流管部118aと、下流管部118bと、これらの間を延びる主管部118cとを含む。上流管部118a及び下流管部118bは、直線状に延びている。主管部118cは、螺旋状(helical)に延びている。すなわち、フィルタ部材114の収容管118は、螺旋状に巻回された巻回部である主管部118cを有する。
外管120は、収容管118を内部に収容する。外管120は、収容管118に沿って延びている。そのため、外管120も、螺旋状に巻回された巻回部を有する。外管120は、光を透過可能な材料で構成されている。すなわち、外管120は、透明部材又は半透明部材である。外管120を通じて、内部の収容管118と、貫通孔126から露出するフィルタ本体116とを視認することが可能である。
上流端キャップ122は、送液管112の下流端と、収容管118の上流端(図における下端)と、外管120の上流端(図における下端)とに接続されている。上流端キャップ122は、図8に示されるように、円板状を呈している。上流端キャップ122には、その外周縁に沿って周方向に並ぶ複数の貫通孔122aが形成されている。貫通孔122aは、円弧状を呈している。
収容管118の上流端は、上流端キャップ122の中央部に接合されており、当該中央部によって閉塞されている。そのため、処理液は、収容管118の上流端を流通できない。一方、外管120の上流端は、上流端キャップ122のうち貫通孔122aと外周縁との間に接合されている。そのため、処理液は、貫通孔122aを介して収容管118と外管120との間の空間を流通することができる。
下流端キャップ124は、筐体102の蓋部102bに形成された複数の貫通孔のうち出口管108に対応する貫通孔と、収容管118の下流端(図における上端)と、外管120の下流端(図における上端)とに接続されている。下流端キャップ124は、図8に示されるように、円板状を呈している。下流端キャップ124には、その中央部に一つの貫通孔124aが形成されている。貫通孔124aは、円形状を呈している。
収容管118の下流端は、下流端キャップ124のうち貫通孔124aの周縁近傍に接合されている。そのため、処理液は、収容管118の下流端から貫通孔124aを通じてフィルタ部材114外に流通することができる。一方、外管120の上流端は、下流端キャップ124のうち外周縁近傍に接合されている。そのため、下流端キャップ124は、収容管118と外管120との間の空間を閉塞している。従って、処理液は、収容管118と外管120との間の空間から下流端キャップ124の外部に直接流通できない。
[液処理ユニットの動作]
続いて、液処理ユニットU1の動作について、さらに詳しく説明する。まず、バルブ34が閉鎖し且つバルブ36が開放した状態で、コントローラ10がポンプ装置33に動作信号を送信し、ポンプ装置33を動作させる。これにより、処理液が、ポンプ装置33によって液タンク32から吸引され、フィルタ装置100に導入される。フィルタ装置100に導入された処理液は、主として、入口管104、送液管110及び排出管106をこの順に流通する。すなわち、処理液は、排出流路を流通して、フィルタ装置100外(系外)に排出される。フィルタ装置100に導入される当初の処理液には気泡が含まれている可能性が比較的高いので、当該処理液のフィルタ部材114への供給が抑制される。
次に、コントローラ10がバルブ34,36に動作信号を送信し、バルブ34を開放させ且つバルブ36を閉鎖させる。このとき、ポンプ装置33は、継続して動作していてもよいし、バルブ34,36の開閉の際に一時的に停止してもよい。フィルタ装置100に導入された処理液は、主として、入口管104、送液管112、フィルタ部材114及び出口管108をこの順に流通する。すなわち、処理液は、濾過流路を流通してフィルタ装置100から排出され、配管D3を通じてノズル35から吐出される。
なお、フィルタ部材114内において、処理液は、上流端キャップ122の貫通孔122aから収容管118と外管120との間の空間に流入する。次に、処理液は、収容管118の貫通孔126を通じてフィルタ本体116で濾過される。その後、処理液は、下流端キャップ124の貫通孔124aを通じてフィルタ部材114から排出される。
[作用]
以上のような本実施形態では、フィルタ本体116が収容管118の内部に詰め込まれており、フィルタ本体116の動きが収容管118内部において規制されている。そのため、処理液がフィルタ本体116を流通してもフィルタ本体116に疎密状態が生じ難くなるので、フィルタ本体116を通過する際の処理液の流速が全体的に均一になりやすい。従って、いずれのフィルタ部材114においても同程度の濾過性能を得やすくなるので、フィルタ装置100の濾過性能に個体差が発生することを抑制できる。
本実施形態では、濾過流路を構成する送液管112は、排出流路を構成する送液管110から分岐した分岐流路である。そのため、入口管104と排出管106との間を延びる排出流路が処理液の本流路として機能するので、処理液が濾過流路よりも排出流路を流通しやすくなる。従って、図6に示されるように、処理液に気泡B1が含まれている場合、気泡B1がフィルタ部材114よりも排出管106側に流れやすくなる。その結果、フィルタ本体116に気泡B1が混入し難くなるので、フィルタ本体116のうち気泡B1の混入箇所にパーティクルが溜まってしまう事態を抑制される。以上より、フィルタ装置100の濾過性能を向上させることができる。
本実施形態では、濾過流路の一部として機能している送液管112が、入口管104と、入口管104よりも下方に位置するフィルタ部材114の入口(上流端)との間を上下方向に延びる管部112aを含んでいる。そのため、図7に示されるように、気泡B2を含む処理液が濾過流路に導入されても、当該処理液はまず上下方向に延びる管部112aを流通する。従って、気泡B2が送液管112に流入した場合には、当該気泡B2は、フィルタ部材114の入口(上流端)に向けて処理液と共に下方に向かう。この際、気泡B2が下方に向かうにつれて、気泡に生ずる浮力が大きくなるので、気泡B2はフィルタ部材114に到達し難い。従って、フィルタ本体116に気泡B2が混入し難くなる。その結果、フィルタ装置100の濾過性能をさらに向上させることができる。
本実施形態では、入口管104、排出管106及び出口管108がいずれも、筐体102の蓋部102b(天壁)に設けられている。そのため、入口管104、排出管106及び出口管108がいずれもフィルタ装置100の上部に位置している。従って、フィルタ装置100をその取り付け対象の装置等(配管D3、D4)から着脱する際に、入口管104、排出管106及び出口管108からの液だれを抑制することができる。
本実施形態では、フィルタ部材114の収容管118が、螺旋状に巻回された巻回部である主管部118cを有する。そのため、処理液がフィルタ部材114(フィルタ本体116)に接触しやすくなる。従って、フィルタ装置100の濾過性能をいっそう向上させることができる。
本実施形態では、外管120が、内部に収容管118を収容すると共に収容管118に沿って延びている。収容管118の周面には、収容管118の内外を連通する複数の貫通孔126が設けられている。フィルタ本体116は、収容管118と外管120との間の空間に流入して貫通孔126を通過した処理液を濾過する。そのため、処理液は、複数の貫通孔126のいずれかを通過してフィルタ本体116に到達するので、フィルタ本体116のうち一の貫通孔126に対応する部分に詰まりが発生しても、フィルタ本体116のうち他の貫通孔126に対応する部分において処理液が濾過される。従って、フィルタ本体116の長寿命化を図ることができる。
本実施形態では、光を透過可能な材料で外管120が構成されている。そのため、外管120内の状況(例えば、気泡が存在するか否かなどの状況)を目視で確認することができる。
[他の実施形態]
以上、本開示に係る実施形態について詳細に説明したが、本発明の要旨の範囲内で種々の変形を上記の実施形態に加えてもよい。例えば、上述したフィルタ装置100に代えて、以下に説明する他の例に係るフィルタ装置200,300,400,500を用いてもよい。
[フィルタ装置(第2の例)]
図9〜図11を参照して、他の例(第2の例)に係るフィルタ装置200について説明する。フィルタ装置200は、図9〜図11に示されるように、入口管104と、排出管106と、出口管108と、送液管110と、フィルタ部材114とを有する。フィルタ装置200は、主として、送液管112が存在しておらず送液管110が直接フィルタ部材114に接続されている点と、フィルタ部材114の構成の点とで、フィルタ装置100と相違する。なお、図9〜図11には図示されていないが、フィルタ装置200は筐体102も備えている。
入口管104と排出管106とは、送液管110によって直線状に接続されている。すなわち、フィルタ装置200において、入口管104、排出管106及び送液管110が、一つの管202によって構成されている。換言すれば、管202の各部が、入口管104、排出管106及び送液管110として機能している。管202は、鉛直方向に沿って延びている。
フィルタ部材114の一端は、図9に示されるように、送液管110(管202)の中間部分と接続されている。フィルタ部材114の他端は、出口管108と接続されている。すなわち、フィルタ部材114は、排出流路を構成する送液管110の中途から分岐しており、分岐流路且つ濾過流路を構成している。フィルタ装置200において、フィルタ部材114は、水平方向に沿って直線状に延びている。
フィルタ装置200のフィルタ部材114は、その形状を除いてフィルタ装置100のフィルタ部材114と同様である。すなわち、図10及び図11に示されるように、フィルタ部材114は、周面に複数の貫通孔126が形成された収容管118と、収容管118内に詰め込まれたフィルタ本体116と、収容管118を内部に収容する外管120と、収容管118及び外管120の上流端に接続された上流端キャップ122と、収容管118及び外管120の下流端に接続された下流端キャップ124とを含む。
フィルタ装置200においては、排出流路のうち濾過流路が分岐している箇所の近傍である送液管110が鉛直方向に沿って延びている。一方、濾過流路のうち排出流路から分岐しているフィルタ部材114の基端部(上流端部)は水平方向に沿って延びている。そのため、図9に示されるように、気泡B3を含む処理液が入口管104から導入されると、気泡B3に作用する浮力も相俟って、気泡B3が排出管106に向かいやすくなる。従って、フィルタ本体116に気泡B3がより混入し難くなる。その結果、フィルタ装置200の濾過性能を向上させることができる。
フィルタ装置200においては、フィルタ部材114が直線状に延びている。そのため、フィルタ部材114の長さを長くすることにより、処理液がフィルタ部材114により接触しやすくなる。そのため、フィルタ装置200の濾過性能をいっそう向上させることができる。
なお、図12に示されるように、送液管110が水平方向に沿って延びると共に、フィルタ部材114が送液管110から下方に向けて鉛直方向に沿って延びるように、フィルタ装置200が構成されていてもよい。この場合も、気泡B3がフィルタ部材114よりも排出管106側に流れやすい。また、気泡B3がフィルタ部材114側に流入した場合でも、気泡B3に浮力が作用するので送液管110側に気泡B3が戻りやすい。従って、フィルタ装置200の濾過性能を向上させることができる。
[フィルタ装置(第3の例)]
図13を参照して、他の例(第3の例)に係るフィルタ装置300について説明する。フィルタ装置300は、図13に示されるように、筐体102と、入口管104と、排出管106と、出口管108と、送液管110,112と、フィルタ部材114と、スターラバー302と、マグネティックスターラ304とを有する。フィルタ装置300は、主として、送液管112及びフィルタ部材114の構成の点と、スターラバー302及びマグネティックスターラ304をさらに備えている点で、フィルタ装置100と相違する。
送液管112の管部112aは、送液管110から下方に向けて鉛直方向に沿って延びている。送液管112の管部112bは、管部112aの下端から水平方向に沿って延びており、フィルタ部材114の入口(上流端)と接続されている。
フィルタ部材114は、フィルタ本体116と、収容管118と、外管120とを含む。収容管118は、円筒状を呈する内側管118d及び外側管118eで構成された二重管である。内側管118d及び外側管118eのそれぞれの周面には、複数の貫通孔126が形成されている。フィルタ本体116は、内側管118d及び外側管118eの間の空間V1内に詰め込まれている。空間V1内には、少なくとも一つの隔壁306が配置されている。隔壁306は、空間V1に対応する円環状を呈しており、収容管118の延在方向における中間に位置している。従って、収容管118内におけるフィルタ本体116の動きは、内側管118d、外側管118e及び隔壁306によって規制されている。
外管120は、収容管118を収容する収容部120aと、収容部120aと出口管108とを接続する接続部120bとを含む。収容部120aは、全体として円筒形状を呈しており、底壁308及び天壁310を含む。底壁308の中央部には、管部112bの下流端が接続される貫通孔308aが形成されている。天壁310の外周縁近傍には、接続部120bと接続される貫通孔310aが形成されている。収容管118は、貫通孔308aと貫通孔310aとの間に位置するように、底壁308及び天壁310と固着されている。従って、収容部120aのうち収容管118よりも内側の空間V2と、収容部120aのうち収容管118よりも外側の空間V3とは、収容管118によって隔離されている。空間V2は、管部112b(送液管112)、入口管104及び排出管106と連通している。空間V3は、接続部120b及び出口管108と連通している。
スターラバー302は、棒磁石を樹脂で被覆してなる攪拌部材である。スターラバー302は、空間V2内に配置されている。マグネティックスターラ304は、スターラバー302に磁場を作用させて、スターラバー302を回転させるように構成されている。マグネティックスターラ304によるスターラバー302の駆動方式は、例えば、モータ等で磁石を回転させることで磁場を変化させる磁石回転方式や、コイルに通電することで磁場を変化させる電磁誘導方式等であってもよい。マグネティックスターラ304は、筐体102の外方で且つフィルタ部材114の下方に配置されている。
フィルタ装置300によれば、マグネティックスターラ304によってスターラバー302を空間V2内において回転させている。そのため、フィルタ部材114に導入された処理液が空間V2内に到達すると、処理液は、スターラバー302によって攪拌され、強制的に収容管118(フィルタ本体116)に向けて送り出される。従って、フィルタ部材114内において処理液の滞留を極めて抑制することができると共に、遠心力によって処理液がフィルタ本体116を通過しやすくなるので処理液のフィルタ本体116での濾過を促進することができる。
[フィルタ装置(第4の例)]
図14を参照して、他の例(第4の例)に係るフィルタ装置400について説明する。フィルタ装置400は、図14に示されるように、入口管104と、排出管106と、出口管108と、フィルタ部材114とを有する。フィルタ装置400は、主として、送液管112が存在しておらず送液管110が直接フィルタ部材114に接続されている点と、フィルタ部材114の構成の点とで、フィルタ装置100と相違する。なお、図14には図示されていないが、フィルタ装置400は筐体102も備えている。
フィルタ部材114は、複数のフィルタ本体116と、収容管118と、複数の隔壁402とを含む。複数のフィルタ本体116は、収容管118の延在方向において並ぶように、収容管118内に詰め込まれている。複数の隔壁402は、収容管118の延在方向において並ぶように、収容管118内に配置されている。隔壁402は、円板状を呈している。隔壁402には、その厚さ方向に貫通する複数の貫通孔402aが設けられている。
収容管118内において、一つのフィルタ本体116は、一対の隔壁402によって挟持されている。そのため、収容管118内における各フィルタ本体116の動きは、収容管118及び隔壁402によって規制されている。
フィルタ装置400において、入口管104から処理液が導入されると、処理液が隔壁402の貫通孔402aと一つのフィルタ本体116とを交互に通過して、出口管108から排出される。各フィルタ本体116の材質は、いずれも同じであってもよいし、異なっていてもよい。各フィルタ本体116の材質が異なる場合には、異なる種類のフィルタ本体116を組み合わせて、処理液をより適切に濾過することができる。
[フィルタ装置(第5の例)]
図15及び図16を参照して、他の例(第5の例)に係るフィルタ装置500について説明する。フィルタ装置500は、図15及び図16に示されるように、入口管104と、排出管106と、出口管108と、送液管110と、フィルタ部材114と、バルブ502,504とを有する。フィルタ装置500は、主として、送液管112が存在しておらず送液管110が直接フィルタ部材114に接続されている点と、フィルタ部材114の構成の点とで、フィルタ装置100と相違する。なお、図9〜図11には図示されていないが、フィルタ装置200は筐体102も備えている。
入口管104と排出管106とは、送液管110によって直線状に接続されている。すなわち、フィルタ装置500において、入口管104、排出管106及び送液管110が、一つの管506によって構成されている。換言すれば、管506の各部が、入口管104、排出管106及び送液管110として機能している。管506は、鉛直方向に沿って延びている。
フィルタ部材114の一端は、図15に示されるように、送液管110(管506)の中間部分と接続されている。フィルタ部材114の他端は、出口管108と接続されている。すなわち、フィルタ部材114は、排出流路を構成する送液管110の中途から分岐しており、分岐流路且つ濾過流路を構成している。フィルタ装置500において、フィルタ部材114は、水平方向に沿って直線状に延びている。
フィルタ部材114は、収容管118と、複数のフィルタモジュールMを含む。収容管118は、光を透過可能な材料で構成されていてもよい。収容管118の周面には、貫通孔126に代えて、収容管118の延在方向に並ぶ複数の貫通孔508が設けられている。そのため、収容管118の内外は、貫通孔508を通じて連通している。各貫通孔508にはそれぞれ、分岐管510が接続されている。すなわち、各分岐管510は、収容管118から分岐している。
複数のフィルタモジュールMは、収容管118の延在方向において一列に並ぶように、収容管118内に配置されている。具体的には、隣り合うフィルタモジュールMの間に一つの貫通孔508が位置している。
フィルタモジュールMは、図15及び図16に示されるように、円筒状の本体部M1と、本体部M1の両端にそれぞれ配置された蓋部M2と、フィルタ本体116とを含む。本体部M1は、フィルタ本体116を内部に収容する。本体部M1内には、成形体であるフィルタ本体116が全体にわたって詰め込まれている。
蓋部M2は、円板状を呈しており、本体部M1の端部と固着されている。そのため、本体部M1及び蓋部M2は、本体部M1内でのフィルタ本体116の動きを規制している。蓋部M2には、その厚さ方向に貫通する複数の貫通孔M2aが形成されている。そのため、本体部M1の内外は、貫通孔M2aを通じて連通している。本体部M1内に詰め込まれたフィルタ本体116は、貫通孔M2aから露出している。
バルブ502(第1のバルブ)は、送液管110(管506)に設けられている。バルブ502は、送液管110(管506)のうちフィルタ部材114への分岐点の下流側に隣接するように位置している。バルブ504(第2のバルブ)は、各分岐管510に設けられている。バルブ504は、各分岐管510の基端部(各分岐管510のうち貫通孔508寄りの端部)に位置している。
バルブ502,504は、コントローラ10からの動作信号に基づいて弁の開放及び閉鎖を行う。バルブ502,504は、バルブ34,36と同様に、例えば、空気を利用して弁を開閉(オン/オフ)させるエアオペレートバルブであってもよい。処理液は、バルブ502,504が開状態のときに、排出管106又は分岐管510を通じて系外(システム外)に排出される。
フィルタ装置500においては、排出流路である送液管110(管506)のうち濾過流路であるフィルタ部材114が分岐する分岐点の下流側に、バルブ502が設けられている。そのため、気泡を含む処理液を排出管106から排出した後にバルブ502を閉鎖することにより、排出済の処理液が入口管104側及び出口管108側に逆流することが防がれる。そのため、フィルタ本体116に気泡が混入し難くなる。従って、フィルタ装置500の濾過性能を向上させることができる。
フィルタ装置500においては、分岐管510のうち収容管118から分岐している側の基端部は、隣り合うフィルタモジュールMの間にそれぞれ位置しており、当該基端部にバルブ502が設けられている。そのため、気泡を含む処理液を分岐管510から排出した後にバルブを閉鎖することにより、排出済の処理液がフィルタ部材114に逆流することが防がれる。そのため、フィルタ本体116に気泡が混入し難くなる。従って、フィルタ装置500の濾過性能を向上させることができる。
[その他]
上記のいずれのフィルタ装置100〜500においても、フィルタ本体116及び収容管118が、図17(a)に示される形態であってもよい。具体的には、収容管118が、円筒状を呈する内側管118d及び外側管118eで構成された二重管であり、フィルタ本体116が、内側管118d及び外側管118eの間の空間内に詰め込まれていてもよい。
上記のいずれのフィルタ装置100〜500においても、フィルタ本体116が、図17(b)に示される形態であってもよい。具体的には、フィルタ本体116は、極細のチューブ状を呈していてもよい。このとき、収容管118内には、収容管118の延在方向に沿って延びるように多数のフィルタ本体116が詰め込まれている。