フィルター装置及び薬液塗布システム
【課題】フィルターエレメントの適切な交換タイミングを把握できるフィルター装置を提供する。
【解決手段】フィルター装置は、フィルター膜と前記フィルター膜を支持するサポート材とを有するフィルターエレメントを備え、前記フィルター膜と前記サポート材との少なくとも一方は、メタルイオンの吸着量に応じて色が変化する物質を含んでいる。
【解決手段】フィルター装置は、フィルター膜と前記フィルター膜を支持するサポート材とを有するフィルターエレメントを備え、前記フィルター膜と前記サポート材との少なくとも一方は、メタルイオンの吸着量に応じて色が変化する物質を含んでいる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、フィルター装置及び薬液塗布システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造方法においては、半導体基板上に被加工膜を堆積し、被加工膜を所望のパターンにパターニングする。具体的には、まず、レジストと呼ばれる感光性物質を被加工膜上に堆積しレジスト膜を形成し、このレジスト膜の所定の領域に露光を施しレジスト膜に潜像を形成する。次いで、レジスト膜の露光部または未露光部を除去する現像処理を行ってレジストパターンを形成し、さらにこのレジストパターンをエッチングマスクとして被加工膜をドライエッチングする。これにより、被加工膜が所望のパターンにパターニングされる。
【０００３】
露光光源としては、スループットの観点からＫｒＦエキシマレーザ、ＡｒＦエキシマレーザなどの紫外光が用いられている。このような露光光源で露光した場合に、半導体装置に対する要求寸法の微細化に伴い、レジスト薬液中に含まれる微小のメタル不純物に起因する被加工膜のパターン不良が顕在化してきている。
【０００４】
レジスト薬液中のメタル不純物は工場供給ラインにおける塗布装置の前段に設置されたフィルター装置により除去される。フィルター装置におけるフィルターエレメントの使用期間が長くなると、フィルターエレメントによるメタル不純物の除去性能が劣化する傾向にある。そこで、フィルターエレメントの交換周期を長く設定しすぎた場合におけるフィルターエレメントの除去性能の劣化によるパターン不良等の不具合を防止するため、あるいは、フィルターエレメントの交換周期を短く設定しすぎることによるコストの増大を抑えるために、フィルターエレメントの適切な交換タイミングを把握する方法が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３７４３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
１つの実施形態は、例えば、フィルターエレメントの適切な交換タイミングを把握できるフィルター装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１つの実施形態によれば、フィルター膜と前記フィルター膜を支持するサポート材とを有するフィルターエレメントを備え、前記フィルター膜と前記サポート材との少なくとも一方は、メタルイオンの吸着量に応じて色が変化する物質を含んでいることを特徴とするフィルター装置が提供される。
【０００８】
また、他の実施形態によれば、薬液中のメタル不純物を除去するための上記のフィルター装置と、前記フィルター装置によりメタル不純物の除去された薬液を基板上に塗布する塗布装置とを備えたことを特徴とする薬液塗布システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係るフィルター装置を適用した薬液塗布システムを示す図。
【図２】実施形態に係るフィルター装置の構成を示す図。
【図３】実施形態に係るフィルター装置の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に添付図面を参照して、実施形態にかかるフィルター装置を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。
【００１１】
（実施形態）
実施形態に係るフィルター装置１を適用した薬液塗布システム１００について図１を用いて説明する。図１は、薬液塗布システム１００の構成を示す図である。
【００１２】
薬液塗布システム１００は、薬液ボトル９１、サブタンク９２、フィルター装置１、サブタンク９３、チューブフラムポンプ９４、バルブ９５、及び塗布装置９６を備える。
【００１３】
薬液ボトル９１には、レジスト薬液が貯蔵されている。薬液ボトル９１内に貯蔵されたレジスト薬液は、チューブフラムポンプ９４が駆動された際に、サブタンク９２へ導出される。なお、薬液ボトル９１は、加圧用管（図示せず）を有しており、薬液ボトル９１内に貯蔵されたレジスト薬液を加圧用管からの不活性ガス（例えば、窒素ガス）で加圧することにより、レジスト薬液をサブタンク９２へ導出させるようになっていてもよい。
【００１４】
サブタンク９２は、薬液ボトル９１から導出されたレジスト薬液をフィルター装置１へ導くとともに、薬液ボトル９１における薬液切れを感知する。サブタンク９２は、薬液切れを感知すると、所定の報知部（例えば、ランプやブザー）を介して薬液切れを報知する。
【００１５】
フィルター装置１は、サブタンク９２から導かれたレジスト薬液中のメタル不純物を除去する。フィルター装置１は、メタル不純物の除去されたレジスト薬液をサブタンク９３へ導く。フィルター装置１内の構成については、後述する。
【００１６】
サブタンク９３は、フィルター装置１から導かれたレジスト薬液を一時的に蓄えた後、そのレジスト薬液がチューブフラムポンプ９４へ吸い込まれる。
【００１７】
チューブフラムポンプ９４は、サブタンク９３から吸い込んだレジスト薬液をバルブ９５側へ送り出す。なお、チューブフラムポンプ９４は、サブタンク９３内のレジスト薬液を吸い込んでバルブ９５側へ送り出すことが可能なポンプであれば他の方式のポンプであっても良い。
【００１８】
バルブ９５は、開度を調整可能な調整弁であり、後段の塗布装置９６におけるレジスト薬液の吐出量に応じた開度に調整されている。バルブ９５は、チューブフラムポンプ９４から送り出されたレジスト薬液を、調整された開度に対応した流量で塗布装置９６へ導く。
【００１９】
塗布装置９６は、半導体基板ＷＦが載置され半導体基板ＷＦを支持するためのステージ９６ｂと、バルブ９５を経てチューブフラムポンプ９４から送り出されたレジスト薬液を半導体基板ＷＦに向けて吐出するためのノズル９６ａとを有する。塗布装置９６では、ステージ９６ｂが半導体基板ＷＦを支持するとともにステージ９６ｂ及び半導体基板ＷＦが回転した状態で、ノズル９６ａから半導体基板ＷＦに向けてレジスト薬液を塗布する（スピンコートする）。これにより、レジスト薬液（感光性物質）を被加工膜上に堆積しレジスト膜を形成する。なお、塗布装置９６は、スリットノズル法など回転塗布法以外の方法で、半導体基板ＷＦ上にレジスト薬液を塗布しても良い。
【００２０】
その後、レジスト膜の形成された半導体基板ＷＦが塗布装置９６から露光装置（図示せず）へ搬送され、露光装置によりレジスト膜の所定の領域に露光を施しレジスト膜に潜像を形成する。次いで、レジスト膜に潜像の形成された半導体基板ＷＦが露光装置から現像装置へ搬送され、現像装置により、レジスト膜の露光部（レジストがポジ型の場合）または未露光部（レジストがネガ型の場合）を除去する現像処理を行ってレジストパターンを形成する。さらに、レジストパターンの形成された半導体基板ＷＦが現像装置からエッチング装置へ搬送され、エッチング装置により、レジストパターンをエッチングマスクとして被加工膜をドライエッチングする。これにより、被加工膜が所望のパターンにパターニングされる。
【００２１】
以上の処理は、半導体基板ＷＦ上に被加工膜が堆積されるたびに、繰り返し行なわれる。半導体基板ＷＦ上に被加工膜を堆積する処理は、上記のドライエッチングが行われた後に、半導体基板ＷＦが成膜装置へ搬送されて行なわれる。
【００２２】
なお、実施形態に係るフィルター装置１の適用例は、このような薬液塗布システム１００に限定されず、薬液中のメタル不純物を除去することが必要とされるシステムであればどのようなシステムに適用されても良い。
【００２３】
次に、実施形態に係るフィルター装置１について図２及び図３を用いて説明する。図２（ａ）は、フィルター装置１の外観を示す図である。図２（ｂ）は、フィルター装置１の鉛直方向の断面構成を示す図である。図２（ｃ）は、フィルター装置１の水平方向の断面構成を示す図である。図３は、フィルター装置１の水平方向の断面構成を拡大して示す図である。
【００２４】
フィルター装置１は、導入配管６０、フィルターカートリッジ５０、排出配管７０、及びハウジング１０を備える。
【００２５】
導入配管６０は、フィルターカートリッジ５０の外周面５０ａとハウジング１０の内周面１０ｂとの間の空間１０ａに連通されている。導入配管６０は、サブタンク９２から導かれたレジスト薬液を空間１０ａへ導入する。
【００２６】
フィルターカートリッジ５０は、ハウジング１０内に着脱可能に設置されている。フィルターカートリッジ５０は、サブタンク９２（図１参照）から導かれたレジスト薬液中のメタル不純物を除去するためのユニットである。フィルターカートリッジ５０は、交換タイミングに到達した際に新しいものに交換される。
【００２７】
具体的には、図２（ｂ）に示すように、フィルターカートリッジ５０は、アウターケージ４０、フィルターエレメント２０、インナーコアケージ３０、及び排出口５０ｂを有している。
【００２８】
アウターケージ４０は、フィルターエレメント２０の外側からフィルターエレメント２０を保護するとともに保持している。アウターケージ４０は、例えば、インナーコアケージ３０より径の大きい略円筒形状であり、その側面にレジスト薬液をフィルターエレメント２０側へそれぞれ通過させるための複数の穴４０ａ（図３参照）が形成されている。
【００２９】
フィルターエレメント２０は、アウターケージ４０の内周面４０ｂとインナーコアケージ３０の外周面３０ｃとの間の略円筒状の空間４０ｃ内に配されている。フィルターエレメント２０は、例えば、シート状の部材であり、プリーツ状に折り畳まれた状態で空間４０ｃ内に配されている。フィルターエレメント２０は、アウターケージ４０の穴４０ａを通過したレジスト薬液中のメタル不純物を除去するフィルタリング動作を行い、メタル不純物の除去されたレジスト薬液をインナーコアケージ３０側へ通過させる。
【００３０】
インナーコアケージ３０は、フィルターエレメント２０の内側からフィルターエレメント２０を保護するとともに保持している。インナーコアケージ３０は、例えば、アウターケージ４０より径の小さい略円筒形状であり、その側面にレジスト薬液を内側の空間３０ｂへそれぞれ通過させるための複数の穴３０ａ（図３参照）が形成されている。空間３０ｂには、メタル不純物の除去されたレジスト薬液が導かれる。
【００３１】
排出口５０ｂは、インナーコアケージ３０の内側の空間３０ｂに連通されている。排出口５０ｂは、空間３０ｂから導かれた、メタル不純物の除去されたレジスト薬液を排出配管７０へ排出する。
【００３２】
排出配管７０は、フィルターカートリッジ５０の排出口５０ｂに連通されている。排出配管７０は、フィルターカートリッジ５０の排出口５０ｂから排出されたレジスト薬液をサブタンク９３（図１参照）へさらに排出する。
【００３３】
ハウジング１０は、フィルターカートリッジ５０の外側に設けられている。ハウジング１０は、フィルターカプセルとも呼ばれる。ハウジング１０内には、フィルターカートリッジ５０が設置された状態で、フィルターカートリッジ５０の外周面５０ａとハウジング１０の内周面１０ｂとの間に空間１０ａが形成されている。
【００３４】
また、ハウジング１０は、外部からフィルターエレメント２０を観察するための窓１１を有している。上記のように、フィルターエレメント２０の外側に配されているアウターケージ４０は複数の穴４０ａを有している。これにより、窓１１及び穴４０ａを介して外部からフィルターエレメント２０を観察することができる。
【００３５】
なお、窓１１が設けられる位置は、外部からフィルターエレメント２０を観察することが可能な位置であれば、ハウジング１０における側部であってもよいし、ハウジング１０における底部であってもよいし、ハウジング１０における上部であってもよい。
【００３６】
次に、フィルターエレメント２０の構成について図３を用いて説明する。
【００３７】
フィルターエレメント２０は、第１のサポート材２１、第２のサポート材２２、及びフィルター膜（フィルターメンブレン）２３を有する。フィルターエレメント２０は、フィルター膜２３の両面が第１のサポート材２１及び第２のサポート材２２により挟み込まれた構造（すなわち複合膜）となっている。
【００３８】
第１のサポート材２１は、フィルター膜２３における外側の面を支持している。第１のサポート材２１は、例えば、目の粗いメッシュ状に編んだナイロン樹脂等の繊維で形成されている。第１のサポート材２１における目の粗さは、フィルター膜２３を支持するのに充分であるとともにフィルター膜２３の色を第１のサポート材２１の外側から目視可能な粗さである。また、第１のサポート材２１の色は、白色もしくは透明である。
【００３９】
第２のサポート材２２は、フィルター膜２３における内側の面を支持している。第２のサポート材２２は、例えば、目の粗いメッシュ状に編んだナイロン樹脂等の繊維で形成されている。第２のサポート材２２における目の粗さは、フィルター膜２３を支持するのに充分な粗さである。また、第２のサポート材２２の色は、白色もしくは透明である。
【００４０】
フィルター膜２３は、第１のサポート材２１と第２のサポート材２２とにより挟まれている。フィルター膜２３は、導入されたレジスト薬液中のメタル不純物を物理的に吸着することにより、メタル不純物の除去されたレジスト薬液を通過させる。フィルター膜２３は、例えば、目の細かいグラスファイバー等の繊維で形成されている。フィルター膜２３における目の細かさは、レジスト薬液中のメタル不純物を除去するのに充分な細かさである。また、フィルター膜２３は、メタルイオンの吸着量（すなわち、化学的に吸着したメタルイオンの数）に応じて色が変化する物質を含んでいる。例えば、フィルター膜２３における繊維の表面には、ナイロン樹脂等がコーティングされていることに加えて、メタルイオンの吸着量に応じて色が変化する物質がコーティングされている。フィルター膜２３では、メタル不純物の物理的な吸着量が増えるに従って、メタルイオンの化学的な吸着量（化学的に吸着したメタルイオンの数）も増えるものと考えられる。
【００４１】
メタルイオンの吸着量に応じて色が変化する物質は、例えば、イオノクロミズムの性質を有する有機分子を複数含む。このような有機分子は、メタルイオンの化学的な吸着（例えば、配位結合）に応じて色が変化する有機分子であり、例えば、下記の化１で表されるポルフィリンを含む。
【化１】
このポルフィリンは、鉄イオンが配位結合していない状態で、濃緑色〜濃青色の物質である。ポルフィリンは、中心に鉄イオンが配位結合すると、赤色の物質である、下記の化２で表されるポルフィリン錯体になる。すなわち、ポルフィリンは、鉄イオンが配位結合することにより、濃緑色〜濃青色から、赤色へと変化する。
【化２】
【００４２】
ここで、フィルター膜２３における繊維の表面にコーティングされた物質のうち、ナイロン樹脂等が白色もしくは透明であるので、鉄イオンが吸着していない状態のフィルター膜２３は、例えば、薄青色である。そして、フィルター膜２３は、鉄イオンの吸着量が増えるに従って（ポルフィリンの全分子における鉄イオンが配位結合して赤色へ変化するポルフィリンの分子数が増えるに従って）、薄青色→薄赤色→赤色と変化していく。
【００４３】
このとき、上記のように、第１のサポート材２１における繊維の目の粗さがフィルター膜２３の色を第１のサポート材２１の外側から目視可能な粗さであるので、フィルターエレメント２０を外側から見ると、第１のサポート材２１における繊維の間からフィルター膜２３の色を確認できる。
【００４４】
すなわち、上記のように、窓１１及び穴４０ａを介して外部からフィルターエレメント２０を観察することができるので、窓１１及び穴４０ａを介して、フィルター膜２３に含まれた物質の色を外部から観察することができる。また、上記のように、フィルター膜２３では、メタル不純物の物理的な吸着量が増えるに従って、メタルイオンの化学的な吸着量（化学的に吸着したメタルイオンの数）も増えるものと考えられるので、メタルイオンの化学的な吸着量に対応したフィルター膜２３に含まれた物質の色を観察することにより、メタル不純物の物理的な吸着量の飽和すなわちフィルターエレメント２０の除去性能の劣化を確認できることが予想される。
【００４５】
そこで、本発明者は、実施形態に係るフィルター装置１を用いて、フィルターエレメント２０（におけるフィルター膜２３）の色とフィルターエレメント２０の除去性能の劣化との相関について評価を行なった。
【００４６】
フィルターエレメント２０の色は、フィルター装置１を６ヶ月間使用した所で、薄青色→薄赤色へと変化した。フィルターエレメント２０の色は、フィルター装置１を８ヶ月間使用した所で、薄赤色→赤色へと変化し、それ以上の色変化を示さなくなった。
【００４７】
フィルターエレメント２０の色の観察と並行して、フィルター装置１を用いて製造された半導体装置に対して、電気的特性の検査及び光学顕微鏡により検査を行った。こうして得られた欠陥トレンドデータによると、フィルター装置１を８ヶ月間使用した後から、ライン系パターンでのブリッジ欠陥（ショート不良）の増加傾向が確認され、フィルターエレメント２０の除去性能の劣化が確認された。
【００４８】
そこで、フィルター装置１を８ヶ月間使用した後におけるフィルターエレメント２０のフィルター膜２３の分析を行なった結果、フィルター膜２３に含まれたポルフィリンに鉄イオンが配位結合し、鉄ポルフィリン錯体が形成されている事が確認された。すなわち、フィルターエレメント２０の適切な交換タイミングは、フィルターエレメント２０が赤色へ変化して定着する時期（約８ヵ月後）であることが確認された。
【００４９】
ここで、仮に、フィルター装置１において、フィルターエレメント２０のフィルター膜２３に、メタルイオンの吸着量に応じて色が変化する物質が含まれていない場合について考える。この場合、フィルターエレメント２０の除去性能の劣化を把握できないので、フィルターエレメントの適切な交換タイミングを把握しにくい。
【００５０】
このとき、経験的に決めた一定の交換周期が経過した時点を交換タイミングとすることになる。これにより、例えば、基準となる１つのフィルター装置で経験的に決めた交換周期（例えば、１年）を別のフィルター装置にそのまま適用した際に、フィルターエレメント２０の除去性能の劣化が発生してからも別のフィルター装置を所定の期間使用し続けることになり得る。この結果、フィルターエレメントの除去性能の劣化によるパターン不良等の不具合が多発する傾向にある。あるいは、例えば、複数のフィルター装置の間におけるフィルターエレメントの除去性能の劣化が一番早いケースの使用期間を基準にその使用期間からマージンとなる期間を除いた期間を交換周期（例えば、４ヶ月）に設定して各フィルター装置に適用した際に、フィルターエレメント２０の除去性能が劣化していないにもかかわらず、フィルターエレメント２０を頻繁に交換することになる。この結果、フィルター装置の運用コストが増大する傾向にある。
【００５１】
それに対して、実施形態では、フィルター装置１において、フィルターエレメント２０のフィルター膜２３に、メタルイオンの吸着量に応じて色が変化する物質が含まれている。これにより、フィルターエレメント２０の色の変化を観察することで、フィルターエレメント２０の除去性能の劣化を把握することができるので、フィルターエレメント２０の適切な交換タイミングを把握することができる。
【００５２】
この結果、メタル不純物を含むレジスト薬液が塗布装置９６へ供給されることを回避できるので、塗布装置９６において、確実に、メタル不純物の除去されたレジスト薬液を半導体基板ＷＦ上に塗布させることができる。
【００５３】
特に、メタルイオンの吸着量に応じて色が変化する物質は、イオノクロミズムの性質を有する有機分子を複数含んでいる。これにより、メタルイオンの吸着量に応じて色が変化する物質を、フィルターエレメント２０のフィルター膜２３に簡易に含ませることができる。例えば、フィルター膜２３における繊維の表面にコーティングすることで、フィルターエレメント２０のフィルター膜２３に簡易に含ませることができる。
【００５４】
具体的には、メタルイオンの吸着量に応じて色が変化する物質は、ポルフィリンを複数含んでいる。フィルターエレメント２０のフィルター膜２３は、鉄イオンの吸着量が増えるに従って（ポルフィリンの全分子における鉄イオンが配位結合して赤色へ変化するポルフィリンの分子数が増えるに従って）、薄青色→薄赤色→赤色と変化していく。すなわち、フィルター膜２３に含まれた物質が、フィルターエレメント２０の色の変化が観察しやすい物質になっている。
【００５５】
あるいは、仮に、フィルター装置１において、フィルターエレメント２０の除去性能の劣化を把握するために、インナーコアケージ３０の内側の空間３０ｂ又は排出配管７０内に、測定器を設けてメタルイオンの濃度を測定する場合について考える。この場合、測定器に加えて、測定器を保持する部材が必要になり、さらに測定器による測定値を外部に取り出すための配線も必要になる。これにより、フィルター装置１の構成が複雑になるので、フィルター装置１の製造コストが増大する傾向にある。
【００５６】
それに対して、実施形態では、ハウジング１０が、外部からフィルターエレメント２０を観察するための窓１１を有している。これにより、窓１１及び穴４０ａを介して外部からフィルターエレメント２０を観察することができるので、窓１１及び穴４０ａを介して、フィルター膜２３に含まれた物質の色を外部から観察することができる。この結果、フィルター装置１の構成を複雑にすることなく、フィルターエレメント２０の除去性能の劣化を把握することができる。すなわち、フィルター装置１の構成を複雑にすることを避けることができるので、フィルター装置１の製造コストの増大を抑制できる。
【００５７】
なお、フィルターエレメント２０において、メタルイオンの吸着量に応じて色が変化する物質が含まれているのは、フィルター膜２３である代わりに第１のサポート材２１であってもよい。あるいは、フィルターエレメント２０において、メタルイオンの吸着量に応じて色が変化する物質が含まれているのは、第１のサポート材２１とフィルター膜２３との両方であっても良い。
【００５８】
メタルイオンの吸着量に応じて色が変化する物質は、ポルフィリン以外のポルフィリン誘導体の有機分子を複数含んでもよい。ポルフィリン誘導体は、例えば、アミノポルフィリン、ポルフィリンスルホン酸、ポルフィリン系色素などであってもよい。
【００５９】
あるいは、メタルイオンの吸着量に応じて色が変化する物質は、ポルフィリン又はポルフィリン誘導体に代えて、下記の化３で表されるフタロシアニン又はフタロシアニン誘導体を含んでも良い。フタロシアニン誘導体は、フタロシアニン系色素であってもよい。
【化３】
このフタロシアニンは、マグネシウムイオンが配位結合していない状態で、青色の物質である。フタロシアニンは、中心にマグネシウムイオンが配位結合すると、緑色の物質である、下記の化４で表されるフタロシアニン錯体になる。すなわち、フタロシアニンは、マグネシウムイオンが配位結合することにより、青色から、緑色へと変化する。
【化４】
この場合、フィルター膜２３は、マグネシウムイオンの吸着量が増えるに従って（フタロシアニンの全分子におけるマグネシウムイオンが配位結合して緑色へ変化するフタロシアニンの分子数が増えるに従って）、薄青色→薄緑色→緑色と変化していく。
【００６０】
あるいは、メタルイオンの吸着量に応じて色が変化する物質は、ポルフィリン（誘導体）とフタロシアニン（誘導体）との両方を含んでも良い。この場合、例えば、フィルターエレメント２０におけるその物質が含まれた部材（第１のサポート材２１及びフィルター膜２３の少なくとも一方）は、ポルフィリン（誘導体）が含まれた第１の部分と、フタロシアニン（誘導体）が含まれた第２の部分とを有していても良い。この場合、第１の部分の色変化（青色→赤色）と第２の部分の色変化（青色→緑色）との双方を考慮して、フィルターエレメント２０の除去性能の劣化を把握することができる。
【００６１】
あるいは、メタルイオンの吸着量に応じて色が変化する物質は、下記の化５で表される４，４‘−［（エチレンジオキシ）ビス（エチレンオキシ）］ビス［１−（２−イミダゾ［４，５−ｆ］−１，１０−フェナンスロリン）ベンゼン］であってもよい。
【化５】
この化５で表される有機分子は、マグネシウムイオンが包摂されていない状態で、青色の物質である。化５で表される有機分子は、マグネシウムイオンがエーテル結合部（−Ｏ−Ｏ−Ｏ−Ｏ−）で包摂されると、緑色の物質である、下記の化６で表される有機分子になる。すなわち、化５で表される有機分子は、マグネシウムイオンが包摂されることにより、青色から、緑色へと変化する。
【化６】
この場合、フィルター膜２３は、マグネシウムイオンの吸着量が増えるに従って（化５で表される有機物の全分子におけるマグネシウムイオンが配位結合して緑色へ変化する化５で表される有機物の分子数が増えるに従って）、薄青色→薄緑色→緑色と変化していく。
【００６２】
また、有機分子が吸着する対象となるメタルイオンは、鉄イオンやマグネシウムイオン以外のメタルイオンであってもよい。
【００６３】
例えば、フィルター膜２３にジフェニルカルジバドが含まれている場合、カドミウムイオンの吸着量が増えるに従って（ジフェニルカルジバドの全分子におけるカドミウムイオンが配位結合して赤色へ変化するジフェニルカルジバドの分子数が増えるに従って）、白色→薄赤色→赤色と変化していく。
【００６４】
例えば、フィルター膜２３にジフェニルジチオカルジバドが含まれている場合、ビスマスイオンの吸着量が増えるに従って（ジフェニルジチオカルジバドの全分子におけるビスマスイオンが配位結合して赤茶色へ変化するジフェニルジチオカルジバドの分子数が増えるに従って）、灰色→薄赤茶色→赤茶色と変化していく。
【００６５】
例えば、フィルター膜２３にピロガロールレッドが含まれている場合、アンチモンイオンの吸着量が増えるに従って（ピロガロールレッドの全分子におけるアンチモンイオンが配位結合して赤茶色へ変化するピロガロールレッドの分子数が増えるに従って）、薄茶色→薄赤茶色→赤茶色と変化していく。
【００６６】
例えば、フィルター膜２３にジチゾンが含まれている場合、鉛イオンの吸着量が増えるに従って（ジチゾンの全分子における鉛イオンが配位結合してオレンジ色へ変化するジチゾンの分子数が増えるに従って）、白色→薄オレンジ色→オレンジ色と変化していく。
【００６７】
例えば、フィルター膜２３にテトラフェニルポルフィンテトラスルホン酸が含まれている場合、カドミウムイオンの吸着量が増えるに従って（テトラフェニルポルフィンテトラスルホン酸の全分子におけるカドミウムイオンが配位結合して緑色へ変化するテトラフェニルポルフィンテトラスルホン酸の分子数が増えるに従って）、薄黄色→薄緑色→緑色と変化していく。
【００６８】
例えば、フィルター膜２３にα、β、γ、δ−テトラキスメチルピリジルポルフィンが含まれている場合、水銀イオンの吸着量が増えるに従って（α、β、γ、δ−テトラキスメチルピリジルポルフィンの全分子における水銀イオンが配位結合してオレンジ色へ変化するα、β、γ、δ−テトラキスメチルピリジルポルフィンの分子数が増えるに従って）、薄緑色→薄オレンジ色→オレンジ色と変化していく。
【００６９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７０】
１ フィルタ装置、 １０ ハウジング、 １０ａ 空間、 １０ｂ 内周面、 １１ 窓、 ２０ フィルターエレメント、 ２１ 第１のサポート材、 ２２ 第２のサポート材、 ２３ フィルター膜、 ３０ インナーコアケージ、 ３０ａ 穴、 ３０ｂ 空間、 ３０ｃ 外周面、 ４０ アウターケージ、 ４０ａ 穴、 ４０ｂ 内周面、 ４０ｃ 空間、 ５０ フィルターカートリッジ、 ５０ａ 外周面、 ５０ｂ 排出口、 ６０ 導入配管、 ７０ 排出配管。
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、フィルター装置及び薬液塗布システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造方法においては、半導体基板上に被加工膜を堆積し、被加工膜を所望のパターンにパターニングする。具体的には、まず、レジストと呼ばれる感光性物質を被加工膜上に堆積しレジスト膜を形成し、このレジスト膜の所定の領域に露光を施しレジスト膜に潜像を形成する。次いで、レジスト膜の露光部または未露光部を除去する現像処理を行ってレジストパターンを形成し、さらにこのレジストパターンをエッチングマスクとして被加工膜をドライエッチングする。これにより、被加工膜が所望のパターンにパターニングされる。
【０００３】
露光光源としては、スループットの観点からＫｒＦエキシマレーザ、ＡｒＦエキシマレーザなどの紫外光が用いられている。このような露光光源で露光した場合に、半導体装置に対する要求寸法の微細化に伴い、レジスト薬液中に含まれる微小のメタル不純物に起因する被加工膜のパターン不良が顕在化してきている。
【０００４】
レジスト薬液中のメタル不純物は工場供給ラインにおける塗布装置の前段に設置されたフィルター装置により除去される。フィルター装置におけるフィルターエレメントの使用期間が長くなると、フィルターエレメントによるメタル不純物の除去性能が劣化する傾向にある。そこで、フィルターエレメントの交換周期を長く設定しすぎた場合におけるフィルターエレメントの除去性能の劣化によるパターン不良等の不具合を防止するため、あるいは、フィルターエレメントの交換周期を短く設定しすぎることによるコストの増大を抑えるために、フィルターエレメントの適切な交換タイミングを把握する方法が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３７４３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
１つの実施形態は、例えば、フィルターエレメントの適切な交換タイミングを把握できるフィルター装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１つの実施形態によれば、フィルター膜と前記フィルター膜を支持するサポート材とを有するフィルターエレメントを備え、前記フィルター膜と前記サポート材との少なくとも一方は、メタルイオンの吸着量に応じて色が変化する物質を含んでいることを特徴とするフィルター装置が提供される。
【０００８】
また、他の実施形態によれば、薬液中のメタル不純物を除去するための上記のフィルター装置と、前記フィルター装置によりメタル不純物の除去された薬液を基板上に塗布する塗布装置とを備えたことを特徴とする薬液塗布システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係るフィルター装置を適用した薬液塗布システムを示す図。
【図２】実施形態に係るフィルター装置の構成を示す図。
【図３】実施形態に係るフィルター装置の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に添付図面を参照して、実施形態にかかるフィルター装置を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。
【００１１】
（実施形態）
実施形態に係るフィルター装置１を適用した薬液塗布システム１００について図１を用いて説明する。図１は、薬液塗布システム１００の構成を示す図である。
【００１２】
薬液塗布システム１００は、薬液ボトル９１、サブタンク９２、フィルター装置１、サブタンク９３、チューブフラムポンプ９４、バルブ９５、及び塗布装置９６を備える。
【００１３】
薬液ボトル９１には、レジスト薬液が貯蔵されている。薬液ボトル９１内に貯蔵されたレジスト薬液は、チューブフラムポンプ９４が駆動された際に、サブタンク９２へ導出される。なお、薬液ボトル９１は、加圧用管（図示せず）を有しており、薬液ボトル９１内に貯蔵されたレジスト薬液を加圧用管からの不活性ガス（例えば、窒素ガス）で加圧することにより、レジスト薬液をサブタンク９２へ導出させるようになっていてもよい。
【００１４】
サブタンク９２は、薬液ボトル９１から導出されたレジスト薬液をフィルター装置１へ導くとともに、薬液ボトル９１における薬液切れを感知する。サブタンク９２は、薬液切れを感知すると、所定の報知部（例えば、ランプやブザー）を介して薬液切れを報知する。
【００１５】
フィルター装置１は、サブタンク９２から導かれたレジスト薬液中のメタル不純物を除去する。フィルター装置１は、メタル不純物の除去されたレジスト薬液をサブタンク９３へ導く。フィルター装置１内の構成については、後述する。
【００１６】
サブタンク９３は、フィルター装置１から導かれたレジスト薬液を一時的に蓄えた後、そのレジスト薬液がチューブフラムポンプ９４へ吸い込まれる。
【００１７】
チューブフラムポンプ９４は、サブタンク９３から吸い込んだレジスト薬液をバルブ９５側へ送り出す。なお、チューブフラムポンプ９４は、サブタンク９３内のレジスト薬液を吸い込んでバルブ９５側へ送り出すことが可能なポンプであれば他の方式のポンプであっても良い。
【００１８】
バルブ９５は、開度を調整可能な調整弁であり、後段の塗布装置９６におけるレジスト薬液の吐出量に応じた開度に調整されている。バルブ９５は、チューブフラムポンプ９４から送り出されたレジスト薬液を、調整された開度に対応した流量で塗布装置９６へ導く。
【００１９】
塗布装置９６は、半導体基板ＷＦが載置され半導体基板ＷＦを支持するためのステージ９６ｂと、バルブ９５を経てチューブフラムポンプ９４から送り出されたレジスト薬液を半導体基板ＷＦに向けて吐出するためのノズル９６ａとを有する。塗布装置９６では、ステージ９６ｂが半導体基板ＷＦを支持するとともにステージ９６ｂ及び半導体基板ＷＦが回転した状態で、ノズル９６ａから半導体基板ＷＦに向けてレジスト薬液を塗布する（スピンコートする）。これにより、レジスト薬液（感光性物質）を被加工膜上に堆積しレジスト膜を形成する。なお、塗布装置９６は、スリットノズル法など回転塗布法以外の方法で、半導体基板ＷＦ上にレジスト薬液を塗布しても良い。
【００２０】
その後、レジスト膜の形成された半導体基板ＷＦが塗布装置９６から露光装置（図示せず）へ搬送され、露光装置によりレジスト膜の所定の領域に露光を施しレジスト膜に潜像を形成する。次いで、レジスト膜に潜像の形成された半導体基板ＷＦが露光装置から現像装置へ搬送され、現像装置により、レジスト膜の露光部（レジストがポジ型の場合）または未露光部（レジストがネガ型の場合）を除去する現像処理を行ってレジストパターンを形成する。さらに、レジストパターンの形成された半導体基板ＷＦが現像装置からエッチング装置へ搬送され、エッチング装置により、レジストパターンをエッチングマスクとして被加工膜をドライエッチングする。これにより、被加工膜が所望のパターンにパターニングされる。
【００２１】
以上の処理は、半導体基板ＷＦ上に被加工膜が堆積されるたびに、繰り返し行なわれる。半導体基板ＷＦ上に被加工膜を堆積する処理は、上記のドライエッチングが行われた後に、半導体基板ＷＦが成膜装置へ搬送されて行なわれる。
【００２２】
なお、実施形態に係るフィルター装置１の適用例は、このような薬液塗布システム１００に限定されず、薬液中のメタル不純物を除去することが必要とされるシステムであればどのようなシステムに適用されても良い。
【００２３】
次に、実施形態に係るフィルター装置１について図２及び図３を用いて説明する。図２（ａ）は、フィルター装置１の外観を示す図である。図２（ｂ）は、フィルター装置１の鉛直方向の断面構成を示す図である。図２（ｃ）は、フィルター装置１の水平方向の断面構成を示す図である。図３は、フィルター装置１の水平方向の断面構成を拡大して示す図である。
【００２４】
フィルター装置１は、導入配管６０、フィルターカートリッジ５０、排出配管７０、及びハウジング１０を備える。
【００２５】
導入配管６０は、フィルターカートリッジ５０の外周面５０ａとハウジング１０の内周面１０ｂとの間の空間１０ａに連通されている。導入配管６０は、サブタンク９２から導かれたレジスト薬液を空間１０ａへ導入する。
【００２６】
フィルターカートリッジ５０は、ハウジング１０内に着脱可能に設置されている。フィルターカートリッジ５０は、サブタンク９２（図１参照）から導かれたレジスト薬液中のメタル不純物を除去するためのユニットである。フィルターカートリッジ５０は、交換タイミングに到達した際に新しいものに交換される。
【００２７】
具体的には、図２（ｂ）に示すように、フィルターカートリッジ５０は、アウターケージ４０、フィルターエレメント２０、インナーコアケージ３０、及び排出口５０ｂを有している。
【００２８】
アウターケージ４０は、フィルターエレメント２０の外側からフィルターエレメント２０を保護するとともに保持している。アウターケージ４０は、例えば、インナーコアケージ３０より径の大きい略円筒形状であり、その側面にレジスト薬液をフィルターエレメント２０側へそれぞれ通過させるための複数の穴４０ａ（図３参照）が形成されている。
【００２９】
フィルターエレメント２０は、アウターケージ４０の内周面４０ｂとインナーコアケージ３０の外周面３０ｃとの間の略円筒状の空間４０ｃ内に配されている。フィルターエレメント２０は、例えば、シート状の部材であり、プリーツ状に折り畳まれた状態で空間４０ｃ内に配されている。フィルターエレメント２０は、アウターケージ４０の穴４０ａを通過したレジスト薬液中のメタル不純物を除去するフィルタリング動作を行い、メタル不純物の除去されたレジスト薬液をインナーコアケージ３０側へ通過させる。
【００３０】
インナーコアケージ３０は、フィルターエレメント２０の内側からフィルターエレメント２０を保護するとともに保持している。インナーコアケージ３０は、例えば、アウターケージ４０より径の小さい略円筒形状であり、その側面にレジスト薬液を内側の空間３０ｂへそれぞれ通過させるための複数の穴３０ａ（図３参照）が形成されている。空間３０ｂには、メタル不純物の除去されたレジスト薬液が導かれる。
【００３１】
排出口５０ｂは、インナーコアケージ３０の内側の空間３０ｂに連通されている。排出口５０ｂは、空間３０ｂから導かれた、メタル不純物の除去されたレジスト薬液を排出配管７０へ排出する。
【００３２】
排出配管７０は、フィルターカートリッジ５０の排出口５０ｂに連通されている。排出配管７０は、フィルターカートリッジ５０の排出口５０ｂから排出されたレジスト薬液をサブタンク９３（図１参照）へさらに排出する。
【００３３】
ハウジング１０は、フィルターカートリッジ５０の外側に設けられている。ハウジング１０は、フィルターカプセルとも呼ばれる。ハウジング１０内には、フィルターカートリッジ５０が設置された状態で、フィルターカートリッジ５０の外周面５０ａとハウジング１０の内周面１０ｂとの間に空間１０ａが形成されている。
【００３４】
また、ハウジング１０は、外部からフィルターエレメント２０を観察するための窓１１を有している。上記のように、フィルターエレメント２０の外側に配されているアウターケージ４０は複数の穴４０ａを有している。これにより、窓１１及び穴４０ａを介して外部からフィルターエレメント２０を観察することができる。
【００３５】
なお、窓１１が設けられる位置は、外部からフィルターエレメント２０を観察することが可能な位置であれば、ハウジング１０における側部であってもよいし、ハウジング１０における底部であってもよいし、ハウジング１０における上部であってもよい。
【００３６】
次に、フィルターエレメント２０の構成について図３を用いて説明する。
【００３７】
フィルターエレメント２０は、第１のサポート材２１、第２のサポート材２２、及びフィルター膜（フィルターメンブレン）２３を有する。フィルターエレメント２０は、フィルター膜２３の両面が第１のサポート材２１及び第２のサポート材２２により挟み込まれた構造（すなわち複合膜）となっている。
【００３８】
第１のサポート材２１は、フィルター膜２３における外側の面を支持している。第１のサポート材２１は、例えば、目の粗いメッシュ状に編んだナイロン樹脂等の繊維で形成されている。第１のサポート材２１における目の粗さは、フィルター膜２３を支持するのに充分であるとともにフィルター膜２３の色を第１のサポート材２１の外側から目視可能な粗さである。また、第１のサポート材２１の色は、白色もしくは透明である。
【００３９】
第２のサポート材２２は、フィルター膜２３における内側の面を支持している。第２のサポート材２２は、例えば、目の粗いメッシュ状に編んだナイロン樹脂等の繊維で形成されている。第２のサポート材２２における目の粗さは、フィルター膜２３を支持するのに充分な粗さである。また、第２のサポート材２２の色は、白色もしくは透明である。
【００４０】
フィルター膜２３は、第１のサポート材２１と第２のサポート材２２とにより挟まれている。フィルター膜２３は、導入されたレジスト薬液中のメタル不純物を物理的に吸着することにより、メタル不純物の除去されたレジスト薬液を通過させる。フィルター膜２３は、例えば、目の細かいグラスファイバー等の繊維で形成されている。フィルター膜２３における目の細かさは、レジスト薬液中のメタル不純物を除去するのに充分な細かさである。また、フィルター膜２３は、メタルイオンの吸着量（すなわち、化学的に吸着したメタルイオンの数）に応じて色が変化する物質を含んでいる。例えば、フィルター膜２３における繊維の表面には、ナイロン樹脂等がコーティングされていることに加えて、メタルイオンの吸着量に応じて色が変化する物質がコーティングされている。フィルター膜２３では、メタル不純物の物理的な吸着量が増えるに従って、メタルイオンの化学的な吸着量（化学的に吸着したメタルイオンの数）も増えるものと考えられる。
【００４１】
メタルイオンの吸着量に応じて色が変化する物質は、例えば、イオノクロミズムの性質を有する有機分子を複数含む。このような有機分子は、メタルイオンの化学的な吸着（例えば、配位結合）に応じて色が変化する有機分子であり、例えば、下記の化１で表されるポルフィリンを含む。
【化１】
このポルフィリンは、鉄イオンが配位結合していない状態で、濃緑色〜濃青色の物質である。ポルフィリンは、中心に鉄イオンが配位結合すると、赤色の物質である、下記の化２で表されるポルフィリン錯体になる。すなわち、ポルフィリンは、鉄イオンが配位結合することにより、濃緑色〜濃青色から、赤色へと変化する。
【化２】
【００４２】
ここで、フィルター膜２３における繊維の表面にコーティングされた物質のうち、ナイロン樹脂等が白色もしくは透明であるので、鉄イオンが吸着していない状態のフィルター膜２３は、例えば、薄青色である。そして、フィルター膜２３は、鉄イオンの吸着量が増えるに従って（ポルフィリンの全分子における鉄イオンが配位結合して赤色へ変化するポルフィリンの分子数が増えるに従って）、薄青色→薄赤色→赤色と変化していく。
【００４３】
このとき、上記のように、第１のサポート材２１における繊維の目の粗さがフィルター膜２３の色を第１のサポート材２１の外側から目視可能な粗さであるので、フィルターエレメント２０を外側から見ると、第１のサポート材２１における繊維の間からフィルター膜２３の色を確認できる。
【００４４】
すなわち、上記のように、窓１１及び穴４０ａを介して外部からフィルターエレメント２０を観察することができるので、窓１１及び穴４０ａを介して、フィルター膜２３に含まれた物質の色を外部から観察することができる。また、上記のように、フィルター膜２３では、メタル不純物の物理的な吸着量が増えるに従って、メタルイオンの化学的な吸着量（化学的に吸着したメタルイオンの数）も増えるものと考えられるので、メタルイオンの化学的な吸着量に対応したフィルター膜２３に含まれた物質の色を観察することにより、メタル不純物の物理的な吸着量の飽和すなわちフィルターエレメント２０の除去性能の劣化を確認できることが予想される。
【００４５】
そこで、本発明者は、実施形態に係るフィルター装置１を用いて、フィルターエレメント２０（におけるフィルター膜２３）の色とフィルターエレメント２０の除去性能の劣化との相関について評価を行なった。
【００４６】
フィルターエレメント２０の色は、フィルター装置１を６ヶ月間使用した所で、薄青色→薄赤色へと変化した。フィルターエレメント２０の色は、フィルター装置１を８ヶ月間使用した所で、薄赤色→赤色へと変化し、それ以上の色変化を示さなくなった。
【００４７】
フィルターエレメント２０の色の観察と並行して、フィルター装置１を用いて製造された半導体装置に対して、電気的特性の検査及び光学顕微鏡により検査を行った。こうして得られた欠陥トレンドデータによると、フィルター装置１を８ヶ月間使用した後から、ライン系パターンでのブリッジ欠陥（ショート不良）の増加傾向が確認され、フィルターエレメント２０の除去性能の劣化が確認された。
【００４８】
そこで、フィルター装置１を８ヶ月間使用した後におけるフィルターエレメント２０のフィルター膜２３の分析を行なった結果、フィルター膜２３に含まれたポルフィリンに鉄イオンが配位結合し、鉄ポルフィリン錯体が形成されている事が確認された。すなわち、フィルターエレメント２０の適切な交換タイミングは、フィルターエレメント２０が赤色へ変化して定着する時期（約８ヵ月後）であることが確認された。
【００４９】
ここで、仮に、フィルター装置１において、フィルターエレメント２０のフィルター膜２３に、メタルイオンの吸着量に応じて色が変化する物質が含まれていない場合について考える。この場合、フィルターエレメント２０の除去性能の劣化を把握できないので、フィルターエレメントの適切な交換タイミングを把握しにくい。
【００５０】
このとき、経験的に決めた一定の交換周期が経過した時点を交換タイミングとすることになる。これにより、例えば、基準となる１つのフィルター装置で経験的に決めた交換周期（例えば、１年）を別のフィルター装置にそのまま適用した際に、フィルターエレメント２０の除去性能の劣化が発生してからも別のフィルター装置を所定の期間使用し続けることになり得る。この結果、フィルターエレメントの除去性能の劣化によるパターン不良等の不具合が多発する傾向にある。あるいは、例えば、複数のフィルター装置の間におけるフィルターエレメントの除去性能の劣化が一番早いケースの使用期間を基準にその使用期間からマージンとなる期間を除いた期間を交換周期（例えば、４ヶ月）に設定して各フィルター装置に適用した際に、フィルターエレメント２０の除去性能が劣化していないにもかかわらず、フィルターエレメント２０を頻繁に交換することになる。この結果、フィルター装置の運用コストが増大する傾向にある。
【００５１】
それに対して、実施形態では、フィルター装置１において、フィルターエレメント２０のフィルター膜２３に、メタルイオンの吸着量に応じて色が変化する物質が含まれている。これにより、フィルターエレメント２０の色の変化を観察することで、フィルターエレメント２０の除去性能の劣化を把握することができるので、フィルターエレメント２０の適切な交換タイミングを把握することができる。
【００５２】
この結果、メタル不純物を含むレジスト薬液が塗布装置９６へ供給されることを回避できるので、塗布装置９６において、確実に、メタル不純物の除去されたレジスト薬液を半導体基板ＷＦ上に塗布させることができる。
【００５３】
特に、メタルイオンの吸着量に応じて色が変化する物質は、イオノクロミズムの性質を有する有機分子を複数含んでいる。これにより、メタルイオンの吸着量に応じて色が変化する物質を、フィルターエレメント２０のフィルター膜２３に簡易に含ませることができる。例えば、フィルター膜２３における繊維の表面にコーティングすることで、フィルターエレメント２０のフィルター膜２３に簡易に含ませることができる。
【００５４】
具体的には、メタルイオンの吸着量に応じて色が変化する物質は、ポルフィリンを複数含んでいる。フィルターエレメント２０のフィルター膜２３は、鉄イオンの吸着量が増えるに従って（ポルフィリンの全分子における鉄イオンが配位結合して赤色へ変化するポルフィリンの分子数が増えるに従って）、薄青色→薄赤色→赤色と変化していく。すなわち、フィルター膜２３に含まれた物質が、フィルターエレメント２０の色の変化が観察しやすい物質になっている。
【００５５】
あるいは、仮に、フィルター装置１において、フィルターエレメント２０の除去性能の劣化を把握するために、インナーコアケージ３０の内側の空間３０ｂ又は排出配管７０内に、測定器を設けてメタルイオンの濃度を測定する場合について考える。この場合、測定器に加えて、測定器を保持する部材が必要になり、さらに測定器による測定値を外部に取り出すための配線も必要になる。これにより、フィルター装置１の構成が複雑になるので、フィルター装置１の製造コストが増大する傾向にある。
【００５６】
それに対して、実施形態では、ハウジング１０が、外部からフィルターエレメント２０を観察するための窓１１を有している。これにより、窓１１及び穴４０ａを介して外部からフィルターエレメント２０を観察することができるので、窓１１及び穴４０ａを介して、フィルター膜２３に含まれた物質の色を外部から観察することができる。この結果、フィルター装置１の構成を複雑にすることなく、フィルターエレメント２０の除去性能の劣化を把握することができる。すなわち、フィルター装置１の構成を複雑にすることを避けることができるので、フィルター装置１の製造コストの増大を抑制できる。
【００５７】
なお、フィルターエレメント２０において、メタルイオンの吸着量に応じて色が変化する物質が含まれているのは、フィルター膜２３である代わりに第１のサポート材２１であってもよい。あるいは、フィルターエレメント２０において、メタルイオンの吸着量に応じて色が変化する物質が含まれているのは、第１のサポート材２１とフィルター膜２３との両方であっても良い。
【００５８】
メタルイオンの吸着量に応じて色が変化する物質は、ポルフィリン以外のポルフィリン誘導体の有機分子を複数含んでもよい。ポルフィリン誘導体は、例えば、アミノポルフィリン、ポルフィリンスルホン酸、ポルフィリン系色素などであってもよい。
【００５９】
あるいは、メタルイオンの吸着量に応じて色が変化する物質は、ポルフィリン又はポルフィリン誘導体に代えて、下記の化３で表されるフタロシアニン又はフタロシアニン誘導体を含んでも良い。フタロシアニン誘導体は、フタロシアニン系色素であってもよい。
【化３】
このフタロシアニンは、マグネシウムイオンが配位結合していない状態で、青色の物質である。フタロシアニンは、中心にマグネシウムイオンが配位結合すると、緑色の物質である、下記の化４で表されるフタロシアニン錯体になる。すなわち、フタロシアニンは、マグネシウムイオンが配位結合することにより、青色から、緑色へと変化する。
【化４】
この場合、フィルター膜２３は、マグネシウムイオンの吸着量が増えるに従って（フタロシアニンの全分子におけるマグネシウムイオンが配位結合して緑色へ変化するフタロシアニンの分子数が増えるに従って）、薄青色→薄緑色→緑色と変化していく。
【００６０】
あるいは、メタルイオンの吸着量に応じて色が変化する物質は、ポルフィリン（誘導体）とフタロシアニン（誘導体）との両方を含んでも良い。この場合、例えば、フィルターエレメント２０におけるその物質が含まれた部材（第１のサポート材２１及びフィルター膜２３の少なくとも一方）は、ポルフィリン（誘導体）が含まれた第１の部分と、フタロシアニン（誘導体）が含まれた第２の部分とを有していても良い。この場合、第１の部分の色変化（青色→赤色）と第２の部分の色変化（青色→緑色）との双方を考慮して、フィルターエレメント２０の除去性能の劣化を把握することができる。
【００６１】
あるいは、メタルイオンの吸着量に応じて色が変化する物質は、下記の化５で表される４，４‘−［（エチレンジオキシ）ビス（エチレンオキシ）］ビス［１−（２−イミダゾ［４，５−ｆ］−１，１０−フェナンスロリン）ベンゼン］であってもよい。
【化５】
この化５で表される有機分子は、マグネシウムイオンが包摂されていない状態で、青色の物質である。化５で表される有機分子は、マグネシウムイオンがエーテル結合部（−Ｏ−Ｏ−Ｏ−Ｏ−）で包摂されると、緑色の物質である、下記の化６で表される有機分子になる。すなわち、化５で表される有機分子は、マグネシウムイオンが包摂されることにより、青色から、緑色へと変化する。
【化６】
この場合、フィルター膜２３は、マグネシウムイオンの吸着量が増えるに従って（化５で表される有機物の全分子におけるマグネシウムイオンが配位結合して緑色へ変化する化５で表される有機物の分子数が増えるに従って）、薄青色→薄緑色→緑色と変化していく。
【００６２】
また、有機分子が吸着する対象となるメタルイオンは、鉄イオンやマグネシウムイオン以外のメタルイオンであってもよい。
【００６３】
例えば、フィルター膜２３にジフェニルカルジバドが含まれている場合、カドミウムイオンの吸着量が増えるに従って（ジフェニルカルジバドの全分子におけるカドミウムイオンが配位結合して赤色へ変化するジフェニルカルジバドの分子数が増えるに従って）、白色→薄赤色→赤色と変化していく。
【００６４】
例えば、フィルター膜２３にジフェニルジチオカルジバドが含まれている場合、ビスマスイオンの吸着量が増えるに従って（ジフェニルジチオカルジバドの全分子におけるビスマスイオンが配位結合して赤茶色へ変化するジフェニルジチオカルジバドの分子数が増えるに従って）、灰色→薄赤茶色→赤茶色と変化していく。
【００６５】
例えば、フィルター膜２３にピロガロールレッドが含まれている場合、アンチモンイオンの吸着量が増えるに従って（ピロガロールレッドの全分子におけるアンチモンイオンが配位結合して赤茶色へ変化するピロガロールレッドの分子数が増えるに従って）、薄茶色→薄赤茶色→赤茶色と変化していく。
【００６６】
例えば、フィルター膜２３にジチゾンが含まれている場合、鉛イオンの吸着量が増えるに従って（ジチゾンの全分子における鉛イオンが配位結合してオレンジ色へ変化するジチゾンの分子数が増えるに従って）、白色→薄オレンジ色→オレンジ色と変化していく。
【００６７】
例えば、フィルター膜２３にテトラフェニルポルフィンテトラスルホン酸が含まれている場合、カドミウムイオンの吸着量が増えるに従って（テトラフェニルポルフィンテトラスルホン酸の全分子におけるカドミウムイオンが配位結合して緑色へ変化するテトラフェニルポルフィンテトラスルホン酸の分子数が増えるに従って）、薄黄色→薄緑色→緑色と変化していく。
【００６８】
例えば、フィルター膜２３にα、β、γ、δ−テトラキスメチルピリジルポルフィンが含まれている場合、水銀イオンの吸着量が増えるに従って（α、β、γ、δ−テトラキスメチルピリジルポルフィンの全分子における水銀イオンが配位結合してオレンジ色へ変化するα、β、γ、δ−テトラキスメチルピリジルポルフィンの分子数が増えるに従って）、薄緑色→薄オレンジ色→オレンジ色と変化していく。
【００６９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７０】
１ フィルタ装置、 １０ ハウジング、 １０ａ 空間、 １０ｂ 内周面、 １１ 窓、 ２０ フィルターエレメント、 ２１ 第１のサポート材、 ２２ 第２のサポート材、 ２３ フィルター膜、 ３０ インナーコアケージ、 ３０ａ 穴、 ３０ｂ 空間、 ３０ｃ 外周面、 ４０ アウターケージ、 ４０ａ 穴、 ４０ｂ 内周面、 ４０ｃ 空間、 ５０ フィルターカートリッジ、 ５０ａ 外周面、 ５０ｂ 排出口、 ６０ 導入配管、 ７０ 排出配管。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルター膜と前記フィルター膜を支持するサポート材とを有するフィルターエレメントを備え、
前記フィルター膜と前記サポート材との少なくとも一方は、メタルイオンの吸着量に応じて色が変化する物質を含んでいる
ことを特徴とするフィルター装置。
【請求項２】
前記物質は、イオノクロミズムの性質を有する有機分子を複数含む
ことを特徴とする請求項１に記載のフィルター装置。
【請求項３】
前記有機分子は、ポルフィリン、フタロシアニン、及びそれらの誘導体の少なくともいずれかを含む
ことを特徴とする請求項２に記載のフィルター装置。
【請求項４】
前記フィルターエレメントの外側に設けられたハウジングをさらに備え、
前記ハウジングは、外部から前記物質の色を観察するための窓を有する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のフィルター装置。
【請求項５】
薬液中のメタル不純物を除去するための請求項１から４のいずれか１項に記載のフィルター装置と、
前記フィルター装置によりメタル不純物の除去された薬液を基板上に塗布する塗布装置と、
を備えたことを特徴とする薬液塗布システム。
【請求項１】
フィルター膜と前記フィルター膜を支持するサポート材とを有するフィルターエレメントを備え、
前記フィルター膜と前記サポート材との少なくとも一方は、メタルイオンの吸着量に応じて色が変化する物質を含んでいる
ことを特徴とするフィルター装置。
【請求項２】
前記物質は、イオノクロミズムの性質を有する有機分子を複数含む
ことを特徴とする請求項１に記載のフィルター装置。
【請求項３】
前記有機分子は、ポルフィリン、フタロシアニン、及びそれらの誘導体の少なくともいずれかを含む
ことを特徴とする請求項２に記載のフィルター装置。
【請求項４】
前記フィルターエレメントの外側に設けられたハウジングをさらに備え、
前記ハウジングは、外部から前記物質の色を観察するための窓を有する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のフィルター装置。
【請求項５】
薬液中のメタル不純物を除去するための請求項１から４のいずれか１項に記載のフィルター装置と、
前記フィルター装置によりメタル不純物の除去された薬液を基板上に塗布する塗布装置と、
を備えたことを特徴とする薬液塗布システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−４０５３７（Ｐ２０１２−４０５３７Ａ）
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８６４７７（Ｐ２０１０−１８６４７７）
【出願日】平成２２年８月２３日（２０１０．８．２３）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２３日（２０１０．８．２３）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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