JPH10337447A - 液体濾過用フィルタ、膜エレメントおよびハウジングと膜エレメントの連結方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 着脱自在な膜エレメントとハウジングとの嵌
合部に装着されるシール部材近傍に液溜まりが生じるこ
とのない液体濾過用フィルタ、膜エレメントおよびその
連結方法を提供する。 【解決手段】 ハウジングカバー２の内面中央には円筒
状の連結部２５が形成されている。膜エレメント４の上
端には上部端板９が配置されている。上部端板９の突出
部９ｃは膜エレメント４の集水管路１２に連通する貫通
部を有し、その外周面にＯリング８が装着されている。
突出部９ｃは連結部２５の内部に嵌合される。上部端板
９の上面９ａには突起部９ｂがリング状に形成されてい
る。締結リング３を締め付けると、突起部９ｂが連結部
２５の先端面２５ａに圧接されて原液がＯリング８側へ
侵入することを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造工程で
の薬液濾過および高純度薬品の精製等に用いられる液体
濾過用フィルタおよびそれに用いる膜エレメントならび
にハウジングと膜エレメントの連結方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体集積回路の製造工程においては、
シリコンウエハ上の感光膜に回路パターンを光学的に印
刷し、感光膜の不要な部分を除去し、さらにシリコンウ
エハ表面を洗浄して回路パターンを形成する処理が行わ
れている。シリコンウエハの洗浄処理では、シリコンウ
エハの表面に供給する洗浄液を循環させて洗浄を繰り返
し行っている。そのため、洗浄液中に微粒子が混入する
と、シリコンウエハ上の回路パターンに付着し、回路パ
ターン間にブリッジが形成されて短絡の原因となる。そ
こで、洗浄液の循環経路中に精密濾過膜フィルタを設
け、洗浄液を濾過して微粒子を除去しつつ清浄な洗浄液
をシリコンウエハ表面に供給している。

【０００３】また、高純度薬品の精製工程においては、
タンクローリから薬液タンク内に薬液を注入する際、お
よび薬液タンク内の薬液を小分けする際に、精密濾過膜
フィルタを用いて薬液を濾過し、薬液中に含まれる微粒
子を濾過している。

【０００４】図４は、従来の液体濾過用フィルタの断面
図であり、上記の半導体集積回路の製造工程あるいは高
純度薬品の精製工程に使用されるものである。図４にお
いて、液体濾過用フィルタは、ハウジングボディ１、ハ
ウジングカバー２および締結リング３からなるハウジン
グの内部に膜エレメント４が収納されている。ハウジン
グカバー２の一端には原液が供給される原液ポート２１
が形成され、他端には透過液を取り出す透過液ポート２
２が形成されている。また、ハウジングカバー２の内面
中央には、膜エレメント４の上部端板９の突出部９ｃを
受け入れる円筒状の連結部２５が形成されている。

【０００５】膜エレメント４はハウジングボディ１の内
部に収納され、上部端板９の突出部９ｃが上記の円筒状
の連結部２５に嵌合されて装着される。また、膜エレメ
ント４の外面とハウジングボディ１の内面との間には原
液通路１１が構成され、膜エレメント４の内部には集液
管路１２が構成されている。原液通路１１は原液ポート
２１に連通しており、集液管路１２は透過液集液ポート
２６を介して透過液ポート２２に連通している。

【０００６】ハウジングの原液ポート２１から供給され
た原液は膜エレメント４の透過膜を透過して全量濾過さ
れ、その透過液が集液管路１２、透過液集液ポート２６
を通り透過液ポート２２から外部に取り出される。

【０００７】ハウジングカバー２の連結部２５と膜エレ
メント４の突出部９ｃとの嵌合部１３は、突出部９ｃの
外面に装着された金属製のＯリング８により液密に構成
されている。これにより、ハウジングカバー２の連結部
２５と膜エレメント４の上部端板９の上面９ａとの隙間
から侵入した原液が、さらに嵌合部１３の隙間を通り透
過液集液ポート２６側に漏洩することが防止されてい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】半導体製造工程では、
硫酸、燐酸、塩酸、硝酸および弗酸等の酸が使用され
る。また、高純度薬品の精製工程では、各種の酸のみな
らずアルカリから有機溶剤に至るまで種々の薬品が使用
される。このため、図４の液体濾過用フィルタが半導体
製造工程や高純度薬品の精製工程等に用いられる場合に
は、高度の耐薬品性が要求される。したがって、膜エレ
メント４の透過膜には四フッ化エチレン樹脂の多孔質膜
が多く使用される。ところが、四フッ化エチレン樹脂は
疎水性を有している。このため、使用時には、イソプロ
ピルアルコールにより透過膜に親水化処理を施し、透過
膜の孔が通水可能な状態にされる。さらに、イソプロピ
ルアルコールを純水で置換した後、使用される。

【０００９】しかしながら、使用時に上記の親水処理を
行うと、原液ポート２１から供給されたイソプロピルア
ルコール等の親水処理液がハウジングカバー２の連結部
２５と膜エレメント４との嵌合部１３の隙間に侵入し、
Ｏリング８の装着溝９ｄに侵入してイソプロピルアルコ
ールの液溜まりが生じる。Ｏリング８の装着溝９ｄに液
溜まりが生じると、イソプロピルアルコール等の通液後
に純水で置換しした場合でもイソプロピルアルコールの
液溜まりが残留する。そして、使用時に供給された酸と
イソプロピルアルコールとが反応して炭化し、液体濾過
用フィルタを汚染する場合が生じる。

【００１０】また、親水処理時にイソプロピルアルコー
ル等が侵入したのと同様の作用により、濾過処理時に供
給された薬液がＯリング８の装着溝９ｄに侵入し、Ｏリ
ング８と接触する。Ｏリング８としては、一般的にフッ
素ゴム（バイトン）の周囲がＰＦＡ（四フッ化エチレン
−パーフロロアルキルビニルエーテル共重合樹脂）また
はＦＥＰ（四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重
合樹脂）によって被覆されたものが用いられている。Ｏ
リング８のフッ素ゴムには金属イオンが含有している。
そこで、酸等の薬液がＯリング８と接触すると、酸がＰ
ＦＡ被覆膜等を浸透し、フッ素ゴム中の金属イオンが溶
出して透過液とともに外部に取り出される。この金属イ
オンを含む透過液が半導体製造工程においてシリコンウ
エハに供給されると、金属イオンによる汚染が生じ、製
造歩留りが低下する。また、同様に金属イオンが溶出し
た透過液を高純度薬品の精製工程に使用すると、薬品の
金属汚染が引き起こされる。

【００１１】そこで、Ｏリング８に耐薬品性を向上させ
たフッ素ゴムおよびテフロンを被覆した形態のＯリング
を用いた液体濾過用フィルタが提案されている。しかし
ながら、このようなＯリングを用いた場合でも、塩酸、
弗酸、硝酸のような樹脂への浸透性の高い薬液が用いら
れる場合には金属イオンの溶出を完全に防止することは
できない。

【００１２】本発明の目的は、着脱自在な膜エレメント
とハウジングとの嵌合部に装着されるシール部材近傍に
液溜まりが生じることのない液体濾過用フィルタおよび
それに用いる膜エレメントならびにハウジングと膜エレ
メントの連結方法を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段および発明の効果】本発明
に係る液体濾過用フィルタは、集液管路の周囲に透過膜
を配置しかつ透過膜の一方端面側に配置した端板に集液
管路に連通する貫通部を有する筒状の突出部を設けてな
る膜エレメントと、原液供給口、透過液取り出し口およ
び筒状の突出部に嵌合されかつ膜エレメントの集液管路
からの透過液を透過液取り出し口に導く筒状の連結部を
有するハウジングとを備え、膜エレメントの突出部とハ
ウジングの連結部とを嵌合して膜エレメントをハウジン
グの内部に着脱自在に収納してなる液体濾過用フィルタ
において、連結部の先端面および先端面に対向する端板
の表面の少なくとも一方に連続した突起部を形成したも
のである。

【００１４】本発明に係る液体濾過用フィルタにおいて
は、膜エレメントがハウジングの内部に収納された状態
で、膜エレメントの端板の表面およびハウジングの連結
部の先端面の少なくとも一方に形成された突起部が対向
するハウジングの連結部の先端面または膜エレメントの
端板の表面に圧接される。このため、突起部が膜エレメ
ントの端板とハウジングの連結部との隙間を閉塞し、原
液がハウジングの連結部と膜エレメントの突出部との嵌
合部に侵入することを防止する。これにより、嵌合部に
装着されるシール部材の近傍に原液や親水処理液等が貯
留して液体濾過用フィルタを汚染したり、シール部材か
ら有害成分の溶出を生じさせたりすることを防止するこ
とができる。

【００１５】膜エレメントの突出部をハウジングの連結
部の内部に嵌合し、突起部を端板の表面に設け、突出部
と連結部との嵌合部にシール部材を設けてもよい。

【００１６】この場合には、膜エレメントの端板の表面
に形成した突起部がハウジングの連結部に圧接され、膜
エレメントの端板とハウジングの連結部との隙間を閉塞
する。これによって、原液や親水処理液等がシール部材
近傍に侵入して液体濾過用フィルタの汚染やシール部材
からの金属イオンの溶出等を生じさせることを防止する
ことができる。

【００１７】特に、シール部材を膜エレメントの突出部
の外表面に装着してもよく、またはハウジングの筒状の
連結部の内表面に装着してもよい。

【００１８】また、膜エレメントの突出部の外表面およ
びハウジングの連結部の内表面に、互いに螺合するねじ
部を設けてもよい。

【００１９】この場合には、膜エレメントの突出部とハ
ウジングの連結部とがねじ部によって締結され、膜エレ
メントの一方の端板の表面に形成された突起部がハウジ
ングの連結部に圧接される。これにより、膜エレメント
の端板とハウジングの連結部との隙間が閉塞され、原液
や親水処理液等がシール部材近傍に侵入して液体濾過用
フィルタの汚染やシール部材からの金属イオンの溶出等
を生じさせることを防止することができる。

【００２０】本発明に係る膜エレメントは、原液供給
口、透過液取り出し口および透過液を透過液取り出し口
に導く筒状の連結部を有するハウジングの内部に収納
し、集液管路の周囲に透過膜を配置するとともに透過膜
の一方端面側に配置した端板に集液管路に連通する貫通
部を有しかつハウジングの連結部に嵌合される筒状の突
出部を設けてなる膜エレメントにおいて、ハウジングの
連結部の先端面に対向する端板の表面に連続した突起部
を形成したものである。

【００２１】本発明に係る膜エレメントは、ハウジング
の内部に収納された状態で、膜エレメントの端板の表面
に形成した突起部が対向するハウジングの連結部の先端
面に圧接される。このため、突起部が膜エレメントの端
板とハウジングの連結部との隙間を閉塞し、原液がハウ
ジングの連結部と膜エレメントの突出部との嵌合部に侵
入することが防止される。これにより、嵌合部に装着さ
れるシール部材の近傍に原液や親水処理液等が貯留して
液体濾過用フィルタを汚染したり、シール部材から有害
成分の溶出を生じさせたりすることを防止することが可
能な膜エレメントを得ることができる。

【００２２】本発明に係るハウジングと膜エレメントの
連結方法は、集液管路の周囲に透過膜を配置しかつ透過
膜の一方端面側に配置した端板に集液管路に連通する貫
通部を有する筒状の突出部を設けてなる膜エレメント
と、原液供給口、透過液取り出し口および筒状の突出部
に嵌合されかつ膜エレメントの集液管路からの透過液を
透過液取り出し口に導く筒状の連結部を有するハウジン
グとを連結するハウジングと膜エレメントの連結方法に
おいて、ハウジングの連結部の先端面および先端面に対
向する膜エレメントの端板の表面の少なくとも一方に連
続した突起部を形成し、突起部によって膜エレメントの
突出部とハウジングの連結部との嵌合部を液密に保持し
てエレメントとハウジングとを連結するものである。

【００２３】本発明に係るハウジングと膜エレメントの
連結方法においては、膜エレメントとハウジングとを連
結した状態で、膜エレメントの端板の表面およびハウジ
ングの連結部の先端面の少なくとも一方に形成された突
起部が対向するハウジングの連結部の先端面または膜エ
レメントの端板の表面に圧接される。このため、突起部
が膜エレメントの端板とハウジングの連結部との隙間を
閉塞し、原液がハウジングの連結部と膜エレメントの突
出部との嵌合部に侵入することを防止する。これによ
り、嵌合部に装着されるシール部材の近傍に原液や親水
処理液等が貯留して液体濾過用フィルタを汚染したり、
シール部材から有害成分の溶出を生じさせたりすること
を防止することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る液体濾過用
フィルタの断面図である。図１において、液体濾過用フ
ィルタは、ハウジングボディ１、ハウジングカバー２お
よび締結リング３からなるハウジングの内部に膜エレメ
ント４が収納されている。

【００２５】ハウジングボディ１は上面が開口された円
筒状に形成され、その下部にドレンポート１４が形成さ
れている。また、ハウジングボディ１の内部の下面には
膜エレメント４の下端を支持する支持材１５が配置され
ている。

【００２６】ハウジングカバー２の一端には原液が供給
される原液ポート（原液供給口）２１が形成され、他端
には透過液を取り出す透過液ポート（透過液取り出し
口）２２が形成されている。ハウジングカバー２の原液
ポート側上面には、原液側エア抜きポート２３が形成さ
れ、透過液ポート側上面には透過液側エア抜きポート２
４が形成されている。さらに、ハウジングカバー２の内
面中央には、膜エレメント４の上部端板９の突出部９ｃ
を受け入れる円筒状の連結部２５が形成されている。円
筒状の連結部２５の内部は透過液集液ポート２６が構成
され、この透過液集液ポート２６が透過液ポート２２に
連通している。

【００２７】ハウジングカバー２とハウジングボディ１
とは締結リング３により締結されている。締結リング３
の内面にはハウジングカバー２の下部の外面に形成され
た雄ねじ部に噛み合う雌ねじ部が形成されている。ま
た、締結リング３の下端はハウジングボディ１の上部外
周面に形成されたつば部１ａに係合している。締結リン
グ３を回転させてハウジングカバー２と締結リング３と
を締め上げると、ハウジングカバー２の下端とハウジン
グボディ１の上端とが圧接される。これにより、ハウジ
ングが一体化される。

【００２８】膜エレメント４は、集液管路１２の外周
に、円筒状の内枠６および外枠７を備え、この内枠６と
外枠７との間にプリーツ状の透過膜５が配置されてい
る。膜エレメント４の下端は下部端板１０により封止さ
れている。また、膜エレメント４の上端には上部端板９
が配置されている。上部端板９は集液管路１２と同径の
貫通部が形成された突出部９ｃと透過膜５の上部端面を
封止する円板部９ｅを有している。また、膜エレメント
４の下端はハウジングボディ１の下部内面に配置された
支持材１５により支持されている。上記のような構造に
より、膜エレメント４の外面とハウジングボディ１の内
面との間に、原液ポート２１の連通する原液通路１１が
構成されている。

【００２９】液体濾過用フィルタのハウジングおよび膜
エレメント４の内枠６、外枠７、上部端板９、下部端板
１０は、例えば弗素樹脂等の耐薬品性のある合成樹脂か
ら形成されることが好ましい。なお、液体濾過用フィル
タが常温で使用されかつ濾過処理の対象となる薬液に対
する耐薬品性が十分である場合にはポリエチレンまたは
ポリプロピレン等の合成樹脂を用いて形成されてもよ
い。

【００３０】上記の液体濾過用フィルタでは、原液ポー
ト２１から供給された原液は、ハウジングボディ１内の
原液流路１１に流れ込み、膜エレメント４の透過膜５を
通り、透過液が集液管路１２に集液され、濾過液集液ポ
ート２６に導かれる。さらに、透過液は透過液ポート２
２を通り外部に取り出される。これにより、原液が全量
濾過される。

【００３１】膜エレメント４の上部端板９の突出部９ｃ
とハウジングカバー２の連結部２５との嵌合部１３は液
密構造に構成されている。膜エレメント４の上部端板９
の円筒状の突出部９ｃの外面には２条の装着溝９ｄが形
成され、その内部にＯリングシール部材）８が装着され
ている。

【００３２】また、膜エレメント４の上部端板９の上面
９ａには断面３角形状の突起部９ｂが連続したリング状
に形成されている。ハウジングカバー２とハウジングボ
ディ１とが締結リング３により締結されると、支持材１
５の弾性によって膜エレメント４の上部端板９の突起部
９ｂの先端は連結部２５の先端面２５ａに強固に押しつ
けられる。そして、連結部２５の外周側に供給される原
液が連結部２５と膜エレメント４の突出部９ｃとの嵌合
部１３に侵入してＯリング８に接触することを防止す
る。これにより、液体濾過用フィルタの内部をイソプロ
ピルアルコール等により親水処理した場合でも、親水処
理の処理液がＯリング８の周囲に滞留し、その後供給さ
れる原液中の酸と反応して炭化し、液体濾過用フィルタ
を汚染することを防止することができる。また、原液が
Ｏリング８に接液してＯリング８から金属イオンを溶出
することを防止することができる。

【００３３】図２は本発明の他の例による液体濾過用フ
ィルタの部分断面図である。この例による液体濾過用フ
ィルタでは、Ｏリング８およびＯリング８の装着溝（付
番省略）が円筒状の連結部２５の内周面に設けられてい
る。このような構造によっても連結部２５の外方の原液
の通路と内側の透過液の通路との間の液密を保持するこ
とができる。また、上部端板９に設けた突起部９ｂによ
り原液がＯリング８側に侵入することを防止することが
できる。

【００３４】図３は、本発明のさらに他の例による液体
濾過用フィルタの部分断面図である。この例では、ハウ
ジングカバー２の連結部２５の内面および膜エレメント
４の突出部９ｃの外面に相互に噛み合うねじ部１６を形
成している。また、ハウジングカバー２の連結部２５の
内面にＯリング８を装着している。なお、膜エレメント
４の上部端板９に断面３角形状の突起部９ｂを設けた構
成は、図１および図２に示す液体濾過用フィルタと同様
である。

【００３５】ねじ部１６によりハウジングカバー２と膜
エレメント４とを締め付けると、突起部９ｂの先端が連
結部２５の先端面２５ａに強固に押しつけられる。これ
により、原液がＯリング８側に侵入することを防止する
ことができる。

【００３６】なお、上記実施例においては、膜エレメン
ト４にプリーツ型の膜エレメントを使用した例について
説明したが、透過液の集液管路の端部がハウジングカバ
ー２の連結部２５に嵌合可能に構成しうるものであれ
ば、例えばディスク型やアンブレラ型の膜エレメントを
用いることもできる。

【００３７】また、突起部９ｂの形状は断面３角形状に
限定されるものではなく、半円形断面等の他の形状に形
成することも可能である。さらに、突起部９ｂはハウジ
ングの連結部２５の先端面２５ａに設けられてもよく、
あるいは上部端板９と連結部２５の両方に設けられても
よい。

【００３８】このように、本発明に係る液体濾過用フィ
ルタでは、ハウジングの連結部２５と膜エレメント４の
突出部９ｃとの嵌合部１３よりも外側の原液側に原液の
侵入を防止する突起部９ｂを設けたことにより、Ｏリン
グ８が薬液等の原液に接触することが防止される。これ
により、親水処理に使用したイソプロピルアルコールの
薬液による炭化や、Ｏリング８からの金属イオンの溶出
が阻止され、清浄な透過液を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液体濾過用フィルタの断面図であ
る。

【図２】本発明の他の例による液体濾過用フィルタの部
分断面図である。

【図３】本発明のさらに他の例による液体濾過用フィル
タの部分断面図である。

【図４】従来の液体濾過用フィルタの断面図である。

【符号の説明】

１ ハウジングボディ ２ ハウジングカバー ４ 膜エレメント ５ 透過膜 ８ Ｏリング ９ 上部端板 ９ａ 上部端板の上面 ９ｂ 上部端板の突起部 ９ｃ 上部端板の突出部 ９ｄ Ｏリングの装着溝 １２ 集液管路 １３ 嵌合部 ２１ 原液ポート ２２ 透過液ポート ２５ 連結部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 集液管路の周囲に透過膜を配置しかつ前
   記透過膜の一方端面側に配置した端板に前記集液管路に
   連通する貫通部を有する筒状の突出部を設けてなる膜エ
   レメントと、原液供給口、透過液取り出し口および前記
   筒状の突出部に嵌合されかつ前記膜エレメントの集液管
   路からの透過液を前記透過液取り出し口に導く筒状の連
   結部を有するハウジングとを備え、前記膜エレメントの
   前記突出部と前記ハウジングの前記連結部とを嵌合して
   前記膜エレメントを前記ハウジングの内部に着脱自在に
   収納してなる液体濾過用フィルタにおいて、 前記連結部の先端面および前記先端面に対向する前記端
   板の表面の少なくとも一方に連続した突起部を形成した
   ことを特徴とする液体濾過用フィルタ。
2. 【請求項２】 前記膜エレメントの前記突出部を前記ハ
   ウジングの前記連結部の内部に嵌合し、 前記突起部を前記端板の表面に設け、 前記突出部と前記連結部との嵌合部にシール部材を設け
   たことを特徴とする請求項１記載の液体濾過用フィル
   タ。
3. 【請求項３】 前記シール部材を前記膜エレメントの前
   記突出部の外表面に装着したことを特徴とする請求項２
   記載の液体濾過用フィルタ。
4. 【請求項４】 前記シール部材を前記ハウジングの筒状
   の連結部の内表面に装着したことを特徴とする請求項２
   記載の液体濾過用フィルタ。
5. 【請求項５】 前記膜エレメントの前記突出部の外表面
   および前記ハウジングの前記連結部の内表面に、互いに
   螺合するねじ部を設けたことを特徴とする請求項２〜４
   のいずれかに記載の液体濾過用フィルタ。
6. 【請求項６】 原液供給口、透過液取り出し口および透
   過液を前記透過液取り出し口に導く筒状の連結部を有す
   るハウジングの内部に収納し、集液管路の周囲に透過膜
   を配置するとともに前記透過膜の一方端面側に配置した
   端板に前記集液管路に連通する貫通部を有しかつ前記ハ
   ウジングの前記連結部に嵌合される筒状の突出部を設け
   てなる膜エレメントにおいて、 前記ハウジングの前記連結部の先端面に対向する前記端
   板の表面に連続した突起部を形成したことを特徴とする
   膜エレメント。
7. 【請求項７】 集液管路の周囲に透過膜を配置しかつ前
   記透過膜の一方端面側に配置した端板に前記集液管路に
   連通する貫通部を有する筒状の突出部を設けてなる膜エ
   レメントと、原液供給口、透過液取り出し口および前記
   筒状の突出部に嵌合されかつ前記膜エレメントの集液管
   路からの透過液を前記透過液取り出し口に導く筒状の連
   結部を有するハウジングとを連結するハウジングと膜エ
   レメントの連結方法において、 前記ハウジングの前記連結部の先端面および前記先端面
   に対向する前記膜エレメントの前記端板の表面の少なく
   とも一方に連続した突起部を形成し、前記突起部によっ
   て前記膜エレメントの前記突出部と前記ハウジングの前
   記連結部との嵌合部を液密に保持して前記エレメントと
   前記ハウジングとを連結することを特徴とするハウジン
   グと膜エレメントの連結方法。