JPH11165012A - フィルター装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 例えば半導体製造装置のガス供給系路などで
使用される高純度ガスなどに好適に使用しうるフィルタ
ー装置に関する。 【解決手段】 基体（２）に設けた流入口（１２）から
流入する被処理流体を濾過部（５）により濾過して流出
口（１３）から流出させるフィルター装置であって、前
記流入口（１２）と流出口（１３）とは基体（２）の一
面に設けられるとともに、前記濾過部（５）は、前記流
入口（１２）に通じる流入路（２１）の終端と、前記流
出口（１３）に通じる流出路（２２）の始端とが開口し
基体（２）の他面に凹設された濾過室（１５）と、前記
濾過室（１５）において前記終端と始端との間の流路に
配されるフィルター部材（４）と、前記濾過室を封止す
る天板（３）とからなることを特徴とするフィルター装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体製造
装置のガス供給系路などで使用される高純度ガスなどに
好適に使用しうるフィルター装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体製造装置において、プロセ
スガス、不活性ガスなどのガスを供給するためのガス供
給系路は、低コスト化、メンテナンス性、高性能化はも
とより、耐久性、取扱性などの要求性能が高まり、濾材
の材質、構成、形状、形態など、使用目的に応じて多く
の品種のものが採用される。

【０００３】例えば図６は、一対の配管Ｂ、Ｃ間に介在
させて用いるガス用フィルター装置Ａを示し、両側には
配管Ｂ、Ｃにジョイント接続するためのネジ部Ｄ、Ｅが
形成される。

【０００４】なおこのフィルター装置Ａは、全体をハウ
ジングＧによって囲まれ前記配管Ｂに接続された流入口
Ｄ１から送られる例えば前記したガスである被処理流体
をその途中に設けたフィルター部材Ｆによって濾過処理
し、清浄流体を流出口Ｅ１をへて前記配管Ｃに送り出さ
れるように構成されている。

【０００５】また例えばバルブ、レギュレータ、フィル
ター部材などのガス供給系路用の各部材をモジュール化
してユニットに集積し装置の小スペース化、保守性など
を向上した集積化ガス供給システムがあり、このシステ
ムのためのフィルター装置として、図７に示すように、
基体Ｈの一面に流入口Ｄ１、流出口Ｅ１を設け、他面に
立上げたハウジングキャップＫ内に収容した筒状乃至キ
ャップ状のフィルター部材Ｆによって濾過し、これによ
って被処理流体をＵ字状に流過させるフィルター装置が
ときに用いられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記図６
に示すフィルター装置Ａにあっては、両側即ち互いに反
対側にある流入口Ｄ１と流出口Ｅ１をそれぞれ配管Ｂ、
Ｃに接続するようにしていることから、メンテナンスの
ために取外し取付けを行うときには、フィルター装置が
超精密部品であることも関連して複雑かつ慎重な操作と
高い技術とが必要であった。

【０００７】しかも、図６のようなフィルター装置Ａは
所定の濾過面積を備える必要から太径となり、したがっ
て配管自体の間隔も小にはなしえず系路の小型化が困難
であった。

【０００８】一方、後者の図７のようなフィルター装置
Ａにあっては、ハウジングキャップＫの立上げ高さが大
きいために誤って損傷させやすく、また被処理流体もハ
ウジング内をＵ字状に迂回させる構造であることからガ
ス供給系路に残留するガスをバージ、いわゆるガス置換
するガス置換性に劣り、ガスの滞留などが発生しやすい
という問題があった。

【０００９】又図７に示すフィルター装置Ａにおいて
は、基体ＨにはヒータＬが配される。このヒータＬは、
フィルター装置Ａを、例えば２００℃に予め加熱するこ
とによって、被処理流体が例えばＴＥＯＳガスなどの液
化ガスの場合であっても、液化を確実に防いでガス状態
において濾過処理することも意図している。しかしなが
ら、この図７のフィルター装置Ａのように、基体Ｈから
の立上げ高さが大きいハウジングキャップＫ円にフィル
ター部材Ｆを収容したものでは、ヒータＬによって基体
Ｈを加熱しうるものの、フィルター部材Ｆまでは伝熱さ
れにくく、従って充分加熱されないときには、一旦ガス
化した被処理流体が液化する恐れもあり、円滑な処理を
困難にする。

【００１０】本発明はフィルター部材の保護性、フィル
ター特性、メンテナンス性に優れかつ伝熱性も良好なフ
ィルター装置の提供を目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、基体
に設けた流入口から流入する被処理流体を濾過部により
濾過して流出口から流出させるフィルター装置であっ
て、前記流入口と流出口とは前記基体の一面に設けられ
るとともに、前記濾過部は、前記流入口に通じる流入路
の終端と、前記流出口に通じる流出路の始端とが開口し
かつ基体の他面に凹設された濾過室と、終端と始端との
間に介在するフィルター部材と、濾過室を封止する天板
とからなることを特徴とするフィルター装置である。

【００１２】本発明のフィルター装置は図７の装置のよ
うな基体から高く突出するハウジングキャップがなく、
かつ高精度、高能率のフィルター部材を用いるときには
容易に装置を小型化しうるとともに、フィルター部材を
他面側に凹設した濾過室内に収容し天板でカバーしてい
るため、フィルター部材の破損などの事故をなくしう
る。

【００１３】しかも、被処理流体の流入口と流出口は基
体の一面側に設けているため、取付台にシール材などを
用いて容易に取付け、取外しできメンテナンス性を向上
する。

【００１４】さらにフィルター部材を基体内に内蔵させ
たことにより、基体に接してヒータを配することによっ
て、フィルター装置全体の温度上昇を能率化でき、被処
理流体が液化状態で濾過処理されるトラブルを減じる。

【００１５】又請求項２の発明のように、フィルター部
材が濾材からなりその外周部に設けたツバ部を濾過室の
壁段部と天板の周縁部との間で挟圧する機械的にシール
して取付けることにより、外周部でのリーク発生を確実
に防止でき、又例えば濾材を溶着など直接溶融させて取
付ける場合のような、溶融体の浸入による濾過面積の減
少、熱影響による濾材変形あるいは破損、さらには溶接
ヒュームの濾材への残留などのトラブルを抑制すること
ができる。

【００１６】また請求項３の発明のように、前記フィル
ター部材を、外周部にツバ部を設けた濾材と、そのツバ
部両面を上下方向から押圧し機械的にシールする２つの
リング体とにより構成することによって、該リング体を
介して前記濾材を濾過室内に間接的に装着でき、このと
きには多孔質の濾材のツバ部がリング体で挟まれている
ために外周部の損傷を防止できるとともに、リング体を
直接前記濾過室内に溶接することによって装着すること
も可能となり取付が容易となる。

【００１７】このとき、濾材とリング体とのリークの程
度はフィルター部材単体の状態で確認できるため、不良
フィルター部材を基体内に組込みする前に選択しうるこ
とにより原価低減に寄与する。

【００１８】なお本明細書において「機械的なシール」
とは、接着剤を用いる接着、溶融を伴う溶着などによる
ことなく機械的な押圧、挟圧によって圧密し漏れなくシ
ールすることを意味しており、例えばネジ係合、圧入な
どにより押圧、挟圧される方法をいう。

【００１９】又機械的なシールとして、本出願人が特開
平６−６３３２９号公報及び実願平５−６１３５号など
によって提案した、濾材をインロー嵌合する２つの部材
間で挟み、かつ部材の外面合わせ部のみを溶接結合して
その時の熱収縮によって該濾材を強固にシールする方法
をも包含できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下本発明の好ましい実施の態様
を図面に基づき説明する。図１〜４において、フィルタ
ー装置１は、例えばステンレス鋼により形成された直方
体ブロック状の基体２に、天板３により封止されかつフ
ィルター部材４を有する濾過部５を設けている。

【００２１】前記基体２は、矩形をなすその一面２Ａの
両側に、ガス等の被処理流体が流入する流入口１２と、
前記濾過部５により処理した被処理流体が流出する流出
口１３とが設けられ、かつ他面２Ｂには前記濾過部５を
構成するための上開放かつ有底の濾過室１５が凹設され
る。

【００２２】又この濾過室１５には、その壁面から突出
する小巾ステップ状の壁段部１６が壁面全周に亘って形
成される。なお、流入口１２、流出口１３は一面２Ａの
座ぐり部１７で開口し、かつ流入口１２には、前記濾過
室１５の壁面かつ前記壁段部１６よりも上方位置で終端
２１Ａが開口する流入路２１が連設されるとともに、壁
段部１６よりも下方、例えば底面で始端２２Ａが開口し
かつ流出口１３に通じる流出路２２が形成される。

【００２３】又終端２１Ａ、始端２２Ａは、濾過室１５
内で斜めの流路を形成することによって、被処理流体の
滞留を防いで濾過効率を向上できる。なお滞留防止のた
め各流路は滑らかに形成される。

【００２４】前記フィルター部材４は本例では例えばス
テンレス鋼、チタンなど、被処理流体に対して耐食性を
有し、かつ耐熱性、機械的強度をも具備する素材を用い
た濾材４Ａからなり、又本実施例では濾材４Ａは外周部
に厚さを減じシールするためのツバ部１０を持つよう円
板状をなす。なお前記濾過室１５に収容しうるものであ
れば帽子状、カップ状、ロート状等にも形成できるが、
濾過特性を充足できさえすれば、構造を簡易化しうる前
記円板状のものが好ましい。

【００２５】このためのフィルター部材４の濾材４Ａと
して、本出願人が先にＰＣＴ出願したＷＯ９３／０６９
１２において提案した例えば図４に拡大して示す多孔質
支持体４ａの濾過下流側の面に微細粒子からなる微細層
４ｂを吸引形成し焼結一体化した積層濾材が、特に半導
体製造に使用する高純度ガス、その他の被処理流体の精
密、超濾過用として採用できる。

【００２６】前記提案の濾材４Ａは不純物の残留が少な
く、しかも表面微細層を薄くできることから高精度でか
つ圧損が小であって、従って面積を減じて円板状とする
ときにも高能率、高精度な濾過が可能となる。なおこの
提案の方法によると、円板状以外の複雑形状のものも成
形できる。

【００２７】なお本例では、かかる濾過構造により濾過
精度０．００３μｍ、ライン圧を２kg／cm² 、流量１０
リットル／分のときの圧損△Ｐが０．３kg／cm² の特性
を持つ寸法（厚さ０．６mm、外径２４mm）としたディス
ク、即ち円板状の濾材４Ａを用いている。

【００２８】フィルター部材４が濾材４Ａのみからなる
場合においては、本実施例では、前記天板３の周縁部
と、前記壁段部１６との間で挟圧し圧密する機械的にシ
ールすることによって濾材４Ａ外周部の前記ツバ部１０
での被処理流体のリークを防いでいる。なお壁段部１６
のフィルター部材４の微細層４ｂとの間、及び又はフィ
ルター部材４と天板３との間、好ましくは前記微細層４
ｂと壁段部１６との間に気密性を高めるためのシール材
を別に介在させることもできる。

【００２９】前記天板３は、本例では濾過室１５と同径
の例えば円板体３Ａと円板体３Ａの周縁部で垂下する筒
状の挿入部３Ｂとからなる。又この天板３は、濾過室１
５内に挿入部３Ｂを圧入し濾過室１５の壁面との間に隙
間をなくするように好ましくは気密に取付けることによ
って、流体の滞留部の発生が防止される。又挿入部３Ｂ
下端に形成した先薄テーパ部の下面が、前記壁段部１６
との間でフィルター部材４の前記濾材４Ａのツバ部１０
を押し縮め圧密しつつ機械的にシールする。

【００３０】なおフィルター部材４は前記微細層４ｂを
濾過下流側、即ち流出口１３側に位置させる。なお、天
板３は、挿入後に溶接し溶接部ｗ１を形成することによ
り固定する。又前記圧入する場合の他、濾過室１５壁面
にネジ切りし螺着により、又はネジなど適宜の固定具を
用いて着脱可能に取付けることもできる。又天板３は円
板体３Ａと挿入部３Ｂとを別個に形成することもでき、
このとき、円板体３Ａは通常溶着により固定する。さら
に、フィルター部材４は、外周部を、直接的に互いに当
接させる機械的にシールする場合の他、溶着、ロー付け
などによっても濾過室１５に固定することもできる。

【００３１】なお天板３は、上面が基体２の他面２Ｂと
揃うことにより、フィルター部材４を好ましくシールし
うる高さとし、かつ挿入部３Ｂには、前記流入路２１の
終端２１Ａが位置合わせされる透孔２５を設けている。

【００３２】なおフィルター部材４は、濾材４Ａとリン
グ体４Ｂ、４Ｃとから構成することもできる。このとき
図５に示すごとく、一方のリング体４Ｂは、円環状の基
部２７の上面２７ａに、濾材４Ａの外周部の下方の一部
分のみを嵌入して着座できる受け部２７ｂを有する小深
さの切欠部２７ｃが形成され、又その外側には、インロ
ー嵌合のための嵌入部２７ｄが設けられるとともに、外
周には取付用の張出し部２７ｅが設けられる。

【００３３】又他方のリング体４Ｃは、円環状の基部２
９の下面２９ａに、濾材４Ａの周縁部の例えば上面に接
する受け部２９ｂと前記嵌入部２７ｄとインロー嵌合を
なす嵌着部２９ｃとを有する切欠き部２９ｄが設けられ
る。

【００３４】なお前記受け部２７ｂ、２９ｂ間に濾材４
Ａを配してリング体４Ｂ、４Ｃを前記嵌入部２７ｄ、嵌
着部２９ｃの嵌まり合いによりインロー嵌合させて、互
いに当接した状態においては、リング体４Ｂの前記上面
２７ａとリング体４Ｃの受け部２９ｂとの間には間隙ｇ
が保たれる。

【００３５】又リング体４Ｂ、４Ｃは、外周の合わせ部
で互いに溶着した溶接部Ｗ２を形成したとき、局部溶融
による加熱後の収縮によって濾材４Ｂをリング体４Ｂ、
４Ｃ間に圧密に機械的にシールされる。

【００３６】フィルター部材４としてかかるセット体を
用いることによって、前記張出し部２７ｅを前記濾過室
の壁段部１６に溶着などによって容易に能率よく装着で
きる。又濾材４Ａの外周部からの漏れを予めフィルター
部材４単体として、装置組立前に試験でき、組立て後の
不良発生の恐れを低減する。なおこのフィルター部材４
も前記したシール材を介在させて取付けることもでき
る。

【００３７】なお基体２には、図２に示すように４隅に
取付用のボルト孔３１…や位置合わせ用の有底小孔３２
などが濾過室１５の周りに配される。

【００３８】このようなフィルター装置１は、前記流入
口１２から流入路２１、透孔２５をへてフィルター部材
４の上流側から濾過部５の濾過室１５内に流れ、フィル
ター部材４により濾過されたのち、流出路２２をへて流
出口１３に流れ出る流路を形成する。

【００３９】さらにこのようなフィルター装置１は、図
１に一点鎖線で示すように、流入口１２、流出口１３に
夫々通じる導孔を設けた取付台３４の平坦面に図示しな
いシール材を介して前記ボルト孔３１を通るボルトによ
ってボルト止めすることにより固着できる。又流入口１
２、流出口１３に直接配管を接続することもできる。さ
らに本発明のフィルター装置１は、半導体製造用のガス
供給以外の用途にも汎用できる。

【００４０】

【発明の効果】このように請求項１のフィルター装置
は、基体の内部に濾過部を収納することによってコンパ
クト化でき、かつフィルター部材の破損などの危険を予
防することができる。

【００４１】また、請求項２及び３の発明においてフィ
ルター部材を機械的にシールすることによって取付ける
場合には、溶着などによって生じがちな性能低下を抑制
でき、かつフィルター部材を濾材とリング体とのセット
とすることにより組立時などで誤って濾材を損傷させる
ことを防ぐことができる。しかもフィルター部材の事前
のリークテストが可能となり、不良発生を抑えかつ不良
による損害を低減でき、製造能率も向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフィルター装置の一実施例を示す断面
図である。

【図２】その底面図である。

【図３】その分解斜視図である。

【図４】その要部拡大断面図である。

【図５】フィルター部材の他の例を示す断面図である。

【図６】従来のフィルター装置を例示する断面図であ
る。

【図７】他の従来のフィルター装置を例示する断面図で
ある。

【符号の説明】

１ フィルター装置 ２ 基体 ２Ａ 一面 ２Ｂ 他面 ３ 天板 ４ フィルター部材 ４Ａ 濾材 ４Ｂ、４Ｃ リング体 ５ 濾過部 １０ ツバ部 １２ 流入口 １３ 流出口 １５ 濾過室 １６ 壁段部 ２１ 流入路 ２１Ａ 終端 ２２ 流出路 ２２Ａ 始端

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基体に設けた流入口から流入する被処理流
   体を濾過部により濾過して流出口から流出させるフィル
   ター装置であって、前記流入口と流出口とは前記基体の
   一面に設けられるとともに、前記濾過部は、前記流入口
   に通じる流入路の終端と、前記流出口に通じる流出路の
   始端とが開口し基体の他面に凹設された濾過室と、前記
   濾過室において前記終端と始端との間の流路に介在する
   フィルター部材と、前記濾過室を封止する天板とからな
   ることを特徴とするフィルター装置。
2. 【請求項２】前記フィルター部材は、濾材からなり、か
   つこの濾材の外周部に設けたツバ部を、濾過室の壁面か
   ら突出する壁段部と前記天板の周縁部との間で挟圧され
   ることにより機械的にシールされ外周部でのリークを防
   止されることを特徴とする請求項１記載のフィルター装
   置。
3. 【請求項３】前記フィルター部材は、外周部にツバ部を
   設けた濾材とそのツバ部両面を上下方向から押圧しシー
   ルする２つのリング体とからなる前記請求項１に記載の
   フィルター装置。