JP6587287B2 - フォトレジストディスペンスシステムのためのアクティブフィルタ技術 - Google Patents

Description

最先端フォトレジストにおけるマイクロバブル及び小さい粒子は、今日の小さくなる回路設計の需要生産量要件に課題を投げかけている。マイクロバブルがウェハ表面上にディスペンスされると、それが露光パス上での付加的なレンズとして機能する可能性があり、最終的にはパターンを歪ませて、生産量に影響がでる。マイクロバブルは、また、スピンオンプロセス時にウェハ上に落下し、エッチピットを引き起こす可能性がある。プロセススタートアップ時に選択される、適切なフィルタ選択、フィルタプライミング、ディスペンス設定が、マイクロバブルを小さくするのには重要である。欠陥制御は非常に需要であり、限界寸法が小さくなるにつれ、集積デバイス製造についてのリソグラフィープロセスでの最も大きな課題であり続けている。粒子除去フィルタは、液体がウェハに接触するほぼ全ての工程で使用されている。ゆえに、マイクロバブル及び小さい粒子の挙動を理解すること、マイクロバブル及び小さい粒子の生成を減らすことは重要である。一般的に、マイクロバブルは、高粘度のフォト化学品又は界面活性水生フォト化学品からは容易に除去されない。これらのマイクロバブル及び／又は小さい粒子の大量の化学品消費及び長いツールダウンタイムを生じる。ゆえに、既存のフィルタを用いてマイクロバブルを除去するシステム又は方法を実装することは、流体フロースタートアッププロセス中のマイクロバブルの全割合を下げることによって液体の清浄度を効率的に改善することが可能である。

上記に記載された技術の効果及びさらなる効果は、添付の図面を組み合わせて次の記載を参照することによってより良く理解され得る。図面において、類似の参照文字は一般的には、異なる図を通じて同一の部分を示す。図面は縮尺通りである必要はなく、その代わり、強調が一般的に技術の原理を示すのに置かれている。

図１は、アクティブフィルタを用いて、ディスペンスする前に流体にフィルタをかける、流体ディスペンシスシステムの代表的な実施形態を示す。

図２は、機械的エネルギーを用いて、流体を処理チャンバにディスペンスする前に、流体からエレメントを除去する、アクティブフィルタデバイスの代表的な実施形態を示す。

図３は、電磁的エネルギーを用いて、流体を処理チャンバにディスペンスする前に、流体からエレメントを除去する、アクティブフィルタデバイスの代表的な実施形態を示す。

図４は、音響的エネルギーを用いて、流体を処理チャンバにディスペンスする前に、流体からエレメントを除去する、アクティブフィルタデバイスの代表的な実施形態を示す。

図５は、化学ポテンシャル差を用いて、流体を処理チャンバにディスペンスする前に、流体からエレメントを除去する、アクティブフィルタデバイスの代表的な実施形態を示す。

図６は、空気圧的エネルギーを用いて、流体を処理チャンバにディスペンスする前に、流体からエレメントを除去する、アクティブフィルタデバイスの代表的な実施形態を示す。

図７は、流体を処理チャンバにディスペンスする前に、流体からエレメントを除去する、二つ以上のアクティブフィルタデバイスを組み込んだフィルタシステムの代表的な実施形態を示す。

図８は、一つ以上のアクティブフィルタデバイスを用いて流体からエレメントを除去する方法のフロー図を示す。

欠陥制御は、任意の製造製品にとって重要なコンポーネントである。化学製造プロセス内の欠陥制御は、入来する化学品の洗浄度又は純粋度に依存し得る。化学品サプライヤは、顧客に高い品質の化学品を提供するものの、化学品の発信元から使用地点までの化学品の搬送により、粒子、マイクロバブル又は流体を化学的に変化させて、高い製造欠陥を生じさせ得る。半導体産業においては、限界寸法が小さくなることにより、欠陥制御をより小さいサイズで行うことになり、いままで気づかなかった新たな欠陥源が明らかとなっている。この問題に対処する一つのアプローチは使用地点でのフィルタシステムを改善して、粒子、マイクロバブル又は望ましくない分子を分離又は溶解することであり得る。大まかに言えば、入来する化学品が一つ以上のエネルギー源で扱われ、粒子の物理的及び／又は化学的特性に少なくとも部分的に基づいて粒子を除去する、又は溶解し得る。これらのアクティブフィルタは、粒子を除去する、変化させる、及び／又は溶解するのに調整された一つ以上のエネルギー生成コンポーネントを含み得る。アクティブフィルタは、アクティブフィルタに到達する前のより大きな粒子を除去し得る静的フィルタ（例えば、メッシュフィルタ）を代替する又は増補し得る。エネルギーコンポーネントは、振幅、周波数及び／又は温度によって特性化又は定量化され得る任意のタイプのエネルギーを生成し得る。アクティブフィルタエネルギー源は次の一つ以上のタイプのエネルギーを含む。振動、電磁、音響、空気圧及び化学ポテンシャルである。

アクティブフィルタ又は流体処理装置は、流体を受ける注入口と、流体を流体ディスペンサに提供する排出口と、を含み得る。流体処理装置内では、流体管が注入口と排出口との間で流体を搬送し得り、エネルギー供給コンポーネントは、その流体管の近くにあり得る。流体管は流体を包含し、流体源から使用地点（例えば、ディスペンシングデバイス）まで流体を指向する境界表面であり得る。エネルギー供給コンポーネントは、流体から粒子を除去する、粒子のサイズを小さくする、及び／又は流体内に粒子を溶解し得る一つ以上のエネルギー形態を生成し得る。

一つの実施形態においては、流体処理装置は、流体管に指向された振動を生成し得る機械デバイスを含み得る。振動は、粒子をより小さいピースに破壊し得る、又は粒子（例えば、マイクロバブル）を流体内に溶解し得る一つ以上のタイプの粒子の共役周波数に調整され得る。機械デバイスは、異なる二つの位置の間で振動する、又はアンバランスなオブジェクトを回転させることにより、一つ以上の周波数での振動を生成し得る振動デバイスを含み得る。振動周波数は流体内の粒子の共役周波数に依存し得る。

他の実施形態においては、流体処理装置は、流体管に音響（例えば、超音波）的エネルギーを提供する音響デバイスを含み得る。一つの特定実施形態においては、音響的エネルギーは３５０Ｈｚよりも高い、又は８０ｋＨｚよりも低い周波数を含み得る。

他の実施形態においては、アクティブフィルタは、基板上に流体（例えば、フォトレジスト）をディスペンスすし得る半導体処理ツールに組み込まれ得る。流体源と処理チャンバとの間の流体管は、また、一つ以上のアクティブフィルタと組み合わさって流体をフィルタするコンパクションフィルタ及び／又は吸収フィルタを含み得る。

一つの実施形態においては、流体は、化学品源から化学処理ツールに組み込まれるディスペンシングエレメントまで提供され得る。流体は、基板上で欠陥を引き起こし得る、原子の部分（例えば、単原子エレメント）又はオブジェクトの部分（例えば、無機、有機、マイクロバブル又はこれらの組み合わせであり得る分子）を含む。流体管は、機械的エネルギー又は電気的エネルギーを流体に加えて、流体内の原子又はオブジェクトを除去及び／又は溶解する一つ以上のエネルギーコンポーネントに統合され得る。原子オブジェクトは流体から除去され得り、オブジェクトはより小さいオブジェクトには破壊される、及び／又は、化学的構造を変化させることによってそのサイズを小さくなり得る。所定の実施形態においては、オブジェクトは、流体内に溶解され得るマイクロバブルを含み得る。

本発明は、図面に示した実施形態に関して記載されるものであるが、本発明は実施形態の多くの代替形式で具現化できると理解すべきである。さらに、要素又は材料の任意の好適な大きさ、形状又は種類を使用することができる。

流体フィルタシステムは、メッシュ材料又は他の流体妨害コンポーネントを用いて、流体から所定のサイズのオブジェクト（例えば、微粒子）を除去し得る。メッシュは、流体フローを妨げて、その内部に乱れたフローを引き起こし得り、フィルタの効率性及び／又は性能を下げる気体のデッドスペース又はマイクロバブルを生成し得る。フロー妨害コンポーネントは、流速（flow rate）を制限する、又はより多くの粒子又はマイクロバブルを生成し得るメッシュ材料寸法又は圧力低下限界により小さい粒子を除去することが不可能であり得る。

フィルタ内の流体マイクロバブル又は望ましくないオブジェクトは、フィルタにエネルギーを加えることで、オブジェクトの蒸気を流体の液相に戻す、又は高い割合でオブジェクトをフィルタを通過させることで除去され得る。マイクロバブル又はオブジェクトは、半径が一ミリメートル（ｍｍ）より小さくあり得り、その不安定な性質により周囲の流体に溶解され得る。結果として、相対的に少量の加えられたエネルギーがマイクロバブル／オブジェクトを溶解する、又はマイクロバブル／オブジェクトを溶解を生じさせるようなやり方で移動させるように適用される。エネルギー源は、流体フローのパスから離れるように、又はマイクロバブルの影響が液体から低減される若しくは除去される領域に向けて、マイクロバブル／オブジェクトを動かしてデッドスペースの集中を妨げることによって、マイクロバブルのデッドスペースを低減するのに用いられ得る。フィルタは、多少な処理条件下で動作し得り、フィルタでトラップされる流体又はガス内でのマイクロバブル／オブジェクトの量を変動させることを含み得る。

粒子又は望ましくないオブジェクトが、システムのコンポーネントによる化学搬送システムによって、又は流体管内の圧力若しくは温度変化によって導入され得る。オブジェクトは、分子又は原子形態の有機、無機、金属又はこれらの組み合わせを含み得るが、これらに限られない。オブジェクトは、液体に関係し得ない分子又は原子を含み得り、なんらかの方法で流体管内に導入される。オブジェクトは、液体から除去される、又は液体内で物理的若しくは化学的に変化させられて、流体ディスペンス処理により引き起こされる欠陥を最小限にし得る。オブジェクトを除去する又は変化させる一つのアプローチは、種々のタイプのエネルギー（例えば、機械、音響、電気、化学又は空気圧）を流体管に加え得り、オブジェクトの機械的、電気的又は化学的特性に基づいてオブジェクトに影響を及ぼす又は影響を与え得る。オブジェクトは、サイズ、重量、イオン電荷、分子量又はこれらの組み合わせに基づき処理対象とされ得る。例えば、加えられたエネルギーは、オブジェクトが処理チャンバに到達しないように流体フローからオブジェクトを除去する、オブジェクトの構成又は組成をより小さいサイズに変化させる、又は、オブジェクトの化学組成を変化させて、流体管又は処理チャンバ内での望ましくない化学反応を最小限にするのに用いられ得る。

図１は、処理チャンバ１０６と液体源１０８との間の流体管１０４に沿って通過する流体を扱うアクティブフィルタデバイス又はフィルタ１０２を用いた、流体ディスペンスシステムの代表的な実施形態を示す。流体管１０４は、液体源１０８と処理チャンバ１０６との間で流体フローを含む、及び／又は指向する境界表面１１０を含み得る。フィルタ１０２は、流体管１０４の任意の部分に適用され、流体フローを制御し得る様々なコンポーネントを含み得る。フィルタ１０２は、流体管１０４内の流体を処理する、一つ以上のエネルギーコンポーネント１１２を含み得る。エネルギーコンポーネント１１２は、フィルタスタートアップ又はリフレッシュプロシージャ中に用いられる時間及び液体材料の量を減らし得る。エネルギーコンポーネント１１２は、また、連続オペレーション時のフィルタ効率を維持する、又はメンテナンス期間の間の時間を延ばす。ソースのアクティブフィルタリングのためのエネルギーコンポーネント１１２を用いることで、流体を受ける基板上の欠陥に由来する、消費コスト、労働コスト又は生産量コストを下げ得る。

多くのタイプのエネルギーがフィルタハウジング１２６、フィルタ注入口１２８、フィルタ排出口１３０及び／又は流体管１０４に加えられ、オブジェクト（例えば、マイクロバブル）を動かす、変化させる、又は溶解する。多くのタイプのエネルギーは、振動、マイクロ波、熱、空気圧、超音波等があるが、これらに限られない。エネルギーの大きさは、フィルタ１０２の用途又は使途に依存して変わり得る。例えば、フィルタ１０２は、エネルギーの大きさ又はオブジェクト（例えば、マイクロバブル、デッドスペース、粒子、原子、分子等）を動かす、変える又は溶解するのに用いられるエネルギーのタイプを決定する異なる動作モードに分類され得る。動作モードは、スタートアップ（start-up）、フィルタウェティング(filter wetting)、連続オペレーション(continuous operation)、リフレッシュ（refresh）又は後メンテナンス（post maintenance）を含み得るが、これらに限られない。エネルギーモードは、低、中及び高で分類され得るが、低エネルギーは、連続オペレーション時に用いられ得り、中エネルギーは、スタートアップ用に、高エネルギーはリフレッシュ用である。エネルギーは、オブジェクトの移動、濃度、大きさに影響を与え得る任意のエネルギー源を含み得る。二つ以上のエネルギー源が互いに関連して用いられ得り、フィルタを横切った均一性を強化する、又は重ね合わせによるエネルギー量を増やす。

重ね合わせの原理は、個々の波よりも高いネットインパクトを生成する波（例えば、エネルギー波）のオーバラップで説明される。たとえば、二つの以上の波の交差又はオーバラップは、交差のところ又はその近くでの波の大きさについてのネットインパクトとなる。他の例においては、波の大きさが互いに逆である場合は、ネットインパクトはより低くなり得る。これは、交差する波の位相が互いに不一致であるときに起き得り、波の効果を抑え得る。一つの実施形態においては、複数のエネルギーコンポーネント１１２がフィルタに適用され得り、エネルギーをより均一に加える又は、重ね合わせの原理により加えられたエネルギーを増やす。エネルギーコンポーネント１１２のタイプ及び配置は、フィルタジオメトリ、フィルタ材料、フィルタ動作条件、フィルタ作動流体及び／又は、フィルタ傾きに基づき得るが、これらに限られない。

一つの特定実施形態において、エネルギーコンポーネントは、測定された流体量を基板に適用する液体ディスペンスシステム１００で用いられるフィルタ１０２に結合される、又は組み込まれ得る。フィルタは、流体から微粒子を除去して、その微粒子が基板にディスペンスされるのを防ぐ。フィルタ１０２は、設置から、動作使用（operational use）、メンテナンスリカバリまでの範囲のライフサイクルを有し得る。エネルギーコンポーネント１１２は、フィルタのライフサイクルを通じて、又はライフサイクルの特定の区間で使用され得り、様々なライフサイクルイベント時に様々な条件で動作し得る。ライフサイクルイベントは、低、中又は高エネルギー用途として分類され得る。

低エネルギー用途は、ある期間にわたり同一の又は類似する処理条件下でフィルタの反復的使用時に用いられる動作条件を含み得る（が、これには限られない）ライフサイクルの連続オペレーションフェーズ時に用いられ得る。低エネルギー用途は、オブジェクトの量が比較的低い値となると期待される安定状態条件時に用いられ得る。一つの特定実施形態において、低エネルギー用途は、振動のエネルギーコンポーネント１１２についての重力で測定され得る。処理範囲は、３ｇから８ｇまでであり得る。他のエネルギーコンポーネント１１２は、異なる放出機構及び異なるエネルギー設定（例えば、周波数、振幅、温度等）を用いて、類似するエネルギー量を放出し得る。

中エネルギー用途は、ライフサイクルのスタートアップフェーズ時に用いられ得る。ここでは、新たなフィルタ１０２が、設置され、製造時に使用されていない可能性がある。このライフサイクルの特徴は、低エネルギー用途と比較して、より大量のオブジェクトであることである。フィルタ１０２は乾燥しており、デッドスペース（例えば、ガス、空気）は、フィルタに流体を流すことによって除去される必要があり得る。一つの特定実施形態において、中エネルギー用途は振動エネルギーコンポーネントについて重力で測定され得る。処理範囲は、１０ｇから１４ｇまでであり得る。他のエネルギー源は、異なる放出機構及び異なるエネルギー設定（例えば、周波数、振幅、温度等）を用いて、類似するエネルギー量を放出し得る。

高エネルギー用途は、ライフサイクルのリフレッシュフェーズ時に用いられ得る。ここは、フィルタ１０２、液体供給システム１００、又は液体供給システム１００を含むツールについての後メンテナンス活動を含み得る（が、これには限られない）。このライフサイクルの特徴は、他のライフサイクル時よりも、フィルタ内でのオブジェクトがより高い濃度となり得る。より高い濃度は、他の用途において用いられた比較的より高いエネルギーレベルを必要とし得るオブジェクトの比較的より高い程度を引き起こす。一つの特定実施形態において、高エネルギー用途は振動エネルギーコンポーネントについて重力で測定され得る。処理範囲は１４ｇから２５ｇまでであり得る。異なる放出機構及び異なるエネルギー設定（例えば、周波数、振幅、温度等）を用いて、類似するエネルギー量を放出し得る。

液体供給システム１００は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせを含み得るフィルタシステム１１４も含む。フィルタシステム１１４は、エネルギーコンポーネント１１２を制御し、流体管１０４、液体源１０８、処理チャンバ１０６、その他の処理ツール又はそれの支援装置の動作に関連し得るコンポーネントの状態をモニタする。図１においては、フィルタシステム１１４は、図示されたコンポーネントを含み得るが、それらは一つの実施形態を表しているにすぎず、特許請求の範囲がこの実施形態に限定されることを意図していない。当業者であれば、ハードウェア、ソフトウェア、これらの組み合わせの様々な実施形態を用いた多様な方法で機能、特徴、モジュール及び／又はコンポーネントを実装することが可能である

図１に戻る。フィルタシステム１１４は、メモリ１１８に統合され得るコンピュータプロセッサ１１６を含み得る。メモリ１１８は、コンピュータプロセッサ１１６により実行されると、一以上のタスクを行って、流体管１０４内の流体を処理又はフィルタリングするコンピュータ実行可能な命令を記憶し得る非一時的な有形のコンピュータ読み取り可能記憶媒体を含む。フィルタシステム１１４は、一つ以上のエネルギーコンポーネント１１２によって生成され得るエネルギーの量及び又はタイプを制御し得る。フィルタシステム１１４はセンサ（図示せず）と連動し、流体管１０４、処理チャンバ１０６及び／又は液体源１０８をモニタするエレメント（図示せず）を制御し得る。

一つの実施形態においては、フィルタシステム１１４は、液体源１０８から処理チャンバ１０６に流体を搬送するのに用いられ得る一つ以上のオペレーション及び処理状態をモニタ及び／又は制御し得る。限定ではなく、例示として、フィルタシステム１１４はフローモジュール１２０を含み得る。フローモジュール１２０は、流体管１０４内又はその近くでの処理状態をモニタする。制御モジュール１２２に関連して、フィルタシステム１１４は、流体管１０４内の処理状態に影響する任意のコンポーネントを制御し得る。処理状態は、圧力、温度、エネルギー（例えば、エネルギーコンポーネント１１２）または、これらの組み合わせを含み得るが、これらに限られない。制御モジュール１２２は、また、流体管１０４内の一つ以上の処理状態の開ループ又は閉ループを実装し得る。フィルタシステム１１４は、また、レシピモジュール１２４を含み得る。レシピモジュール１２４は、フィルタ１０２又は流体管１０４の連続オペレーション及び／又はメンテナンスオペレーションに関連した特定の機能についての処理状態設定を実装し得る、コンピュータ実行可能な命令又はプログラマブル論理を含み得る

図１の実施形態において、コンピュータプロセッサ１１６は、一つ以上のプロセッシングコアを含み得り、一つ以上のメモリに記憶されたコンピュータ読み取り可能な命令（の少なくとも一部）にアクセスし、それを実行するように構成される。一つ以上のコンピュータプロセッサ１１６は、限定することなく、中央処理装置（ＣＰＵ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）、複合命令セットコンピュータ（ＣＩＳＣ）、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、又はこれらの任意の組み合わせを含み得る。コンピュータプロセッサ１１６は、また、フィルタシステム１１４のコンポーネント間の通信を制御するチップセット（図示せず）を含み得る。所定の実施形態において、コンピュータプロセッサ１１６は、Ｉｎｔｅｌ（登録商標）アーキテクチャ又はＡＲＭ（登録商標）アーキテクチャに基づき得り、プロセッサ及びチップセットは、Ｉｎｔｅｌプロセッサ及びチップセットのファミリに由来し得る。一つ以上のコンピュータプロセッサは、また、特定のデータ処理機能又はタスクを扱う一つ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）又は特定用途向け標準製品（ＡＳＳＰ）を含み得る。

メモリ１１８は、一以上の有形の非一時的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体（ＣＲＳＭ）を含み得る。いくつかの実施形態において、一つ以上のメモリは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュＲＡＭ、磁気媒体、光学媒体、ソリッドステート媒体等の非一時的な媒体を含み得る。一つ以上のメモリは、揮発性（情報が電源を供給している間保持される）又は不揮発性（情報は電源を供給していなくても保持される）であり得る。付加的な実施形態は、また、非一時的な機械読み取り可能な信号（圧縮又は非圧縮形式）を含むコンピュータプログラム製品として提供され得る。機械読み取り可能な信号の例は、インターネット又は他のネットワークによって伝送される信号を含むが、これらに限られない。例えば、インターネットによるソフトウェアの供給は、非一時的な機械読み取り可能な信号を含み得る。さらに、コンピュータプロセッサ１１６により実装され得る複数のコンピュータ実行可能な命令を含むオペレーティングシステムを記憶し得る。オペレーティングシステムは、多様なタスクを行い、フィルタシステム１１４を動作させる。

図２は、振動フィルタシステム２００の代表的な実施形態を示す。振動フィルタシステム２００は、機械的エネルギーを用いて、流体を処理チャンバ１０６にディスペンスする前に流体内のオブジェクトを除去する、又は変化させる。図２は、また、流体管１０４内のオブジェクト２０４及びオブジェクトを処理するのに用いられる機械的エネルギー２０６の表示の詳細図２０２を含む。他の詳細図２０８は、振動コンポーネント２１０の一つの実施形態の詳細な図示２１２と共に、フィルタハウジング１２６に取り付けられた振動コンポーネント２１０の一つの実施形態を示す。機械的エネルギー源は、バブル、ガス（例えば、空気、蒸気）又は、流体管１０４の性能に影響し得るその他のオブジェクト２０４（例えば、分子、原子）を除去する（purge）又は溶解するのに用いられ得る。マイクロバブル又はオブジェクトはフィルタ網（図示せず）又はフィルタ壁に付着し得り、機械的エネルギー源は、随時ベースで、又は連続ベースでそれらを除去するように最適化され得る。連続エネルギー用途は、通常の流体フローによって生成されるマイクロバブル又はオブジェクト２０４を除去し得り、マイクロバブルが、より大きなバブルを生成する核形成場所となるのを防ぎ得る。機械的エネルギー源は、また、オブジェクト２０４が、その構造又は組成を変化させて、より小さいサイズなる並びに／又は原子及び／若しくは分子の組み合わせにより大きなオブジェクト（図示せず）を形成することを防いで、よい核形成場所となるのを防ぎ得る。他の実施形態においては、非製造活動時に、高いエネルギー量を用い得り、連続処理時に生じ得るより高い濃度のマイクロバブル又はより大きなデッドスペースを溶解する。高いエネルギー量は、フィルタが連続オペレーションの際に動作することを可能にするようにフィルタを調整するのに用いられ得る。

図２の実施形態において、機械的エネルギー源は流体管１０４に伝搬する振動（例えば、機械的エネルギー２０６）を生成する振動コンポーネント２１０を含み得るが、これに限られない。図１の記載で述べたように、振動は、特定タイプのオブジェクト２０４を対象とするため一つ以上の周波数に調整され得る。図２に示すように、機械的エネルギーが、オブジェクトを分解する、又は流体内で一つ以上のオブジェクトの混合、核生成及び／又は凝集を防ぐのを可能にし得る特定の共振周波数を所定のオブジェクトは有する。一つ以上の振動コンポーネント２１０は、図示２０８に示されるようにフィルタに１０２に結合され得る。振動コンポーネント２１０は重ね合わせの原理を用いて互いに補完し合うように配される。一つの特定の実施形態（例えば、図示２０８）において、振動コンポーネント２１０は、流体管１０４の周りで互いに９０℃の角度をなして配され得る。

他の実施形態においては、振動コンポーネント２１０又はエネルギーコンポーネント１１０は、流体管１０４に沿って整合され得る。それにより、各振動コンポーネント２１０は、流体管１０４に沿った異なる位置で異なるタイプのオブジェクトを対象とするため、異なる周波数及び／又は振幅に調整され得る。例えば、最初の振動コンポーネント２１０は、より大きなオブジェクト２０４を対象とし得り、次の振動コンポーネント２１０は流体管１０４に沿ってオブジェクトのより小さいもの、及びより小さい又は異なるタイプ（例えば、異なる分子及び／又は原子）を対象とし得る。

一つの実施形態においては、振動コンポーネント２１０は、大体３０ｇ位までの種々の重力レベルの振動エネルギー２０６を放出し得る。重力レベルは、振動コンポーネント２１０の上面図２１４及び背面図２１６を含む図示２１２で示される振動コンポーネント２１０によって生成され得る。振動コンポーネント２１０は、シャフト２２０を回転させる回転するモータ２１８を含み得る。シャフト２２０は、シャフト２２０をシャフト２２０によって回転させられる偏心マス２２２に結合され得る。これにより、機械的エネルギー２０６を生成する。偏心マス２２２の高速回転により、周期的又は非周期的な振動が生じ、それが、モータ２１８から流体管１０４に伝達され得る。背面図２１６に示されるように、マス２２２は矢印で示されるようにシャフト２２２について回転させられる。図２の実施形態において、モータ２１８はフィルタハウジング１２６に結合され得り、振動はフィルタハウジング１２６を通じて、任意の介在媒体に沿って、流体管１０４に伝達され得る。他の実施形態において、回転するモータ２１８は、カムシャフトエレメント（図示せず）を含み得る。カムシャフトエレメントは、マス２２２を前後に動かして、機械的エネルギー２０６を生成し得る。

図３は、電磁フィルタシステム３００の代表的な実施形態を示す。電磁フィルタシステム３００は、電気的エネルギーを用いて、流体を処理チャンバ１０６にディスペンスする前に、流体内のオブジェクトを除去する、又は変化させる。本実施形態では、イオンコンポーネント３０２が用いられ得る。イオンコンポーネント３０２は、所定の電気特性（例えば、電荷、イオン化エネルギー）を有するオブジェクトと選択的に相互作用するように調整され得る電磁波を生成する。その電磁波は、所定の電荷又は極性を有するオブジェクトに力を加えて、オブジェクトを他の方向に移動する、又は指向する。このようにして、所定の原子又は分子が、処理チャンバ１０６にディスペンスされ得るフローパス又はストリームから外れるように指向される、又は移動され得る。他の実施形態においては、フローを有するオブジェクト２０４は、電荷又は極性を変化させる対象とされ得る所定のイオン化エネルギーを有し得る。イオン化エネルギーは、オブジェクト２０４から電子を除去する、及び／又はオブジェクト２０４の電荷若しくは極性を変更するのに用いられ得るエネルギー量であり得る。これにより、他の電磁コンポーネント３０２がオブジェクト２０４を他の方向に指向する、又は移動させることが可能となり得る。他の実施形態においては、電磁的エネルギーの量は、オブジェクト２０４の構造又は組成を変更し得り、オブジェクトのサイズをより小さくする、及び／又は流体管２０４内又は処理チャンバ１０６内の基板上で他のオブジェクト２０４と化学的に反応しにくくする。

電磁的エネルギーは電源３２２により生成され得る。電源３２２は、マイクロ波エネルギー（例えば、３００ＭＨｚ〜３０ＧＨｚ）源、無線周波数（ＲＦ）エネルギー（例えば、３ＭＨｚ〜３００ＭＨｚ）源、磁界コイル又はこれらの組合せを含み得るが、これらに限られない。

イオンコンポーネント３０２の一つの実施形態を詳細図３０４に示す。本実施形態において、イオンコンポーネント３０２は、マイクロ波キャビティ３０６であり得る。マイクロ波キャビティ３０６は、マイクロ波源３０８により電力が供給される。マイクロ波源３０８は、開口３１４を通じて流体管１０４に伝達され得る電磁的エネルギー（例えば、電気波３１０、磁気波３１２）を生成するのに用いられ得る。開口３１４は分離コンポーネント（図示せず）を含み得る。分離コンポーネントは、電磁的エネルギーがマイクロ波キャビティ３０６を通過し、周囲環境及び／又は流体からキャビティ３０６を分離することができる。他の実施形態においては、開口３１４は、図３に示すものよりも、より長い部分にそって延びてもよい。例えば、開口３１４は、フィルタ１０２内の流体管１０４の長さに沿って延び得る。

電磁的エネルギー３１６は、帯電オブジェクト３１８を、処理チャンバ１０６内にディスペンスされる流体フローから外れるように動かす、又は指向するのに用いられ得る。一つの特定実施形態において、帯電オブジェクト３１８（例えば、イオン）は、帯電オブジェクトを収集する又は配置し得るトラップコンポーネント３２０に向けて指向され得る。他の実施形態においては、トラップコンポーネント３２０は、帯電したオブジェクト２０４を処理チャンバ１０６から離れるように指向する他のフローパス又は導管であり得る。

図４は、音響フィルタシステム４００の代表的な実施形態を示す。音響フィルタシステム４００は、音響的エネルギーを用いて、流体を処理チャンバ１０６にディスペンスする前に、流体内のオブジェクトを除去する、又は変化させる。音響的エネルギーは機械的エネルギーの形態であり、図１の記載で記載した振動エネルギーに類似する。しかし、音響的エネルギーのソースは異なるハードウェア及び技術を用いて生成され得る。例えば、音響コンポーネント４０２は、回転するマス２２２の代わりに圧電材料を用いて音響的エネルギーを生成し得る。圧電材料は、材料が電界にさらされたときに材料の結晶構造を変形する電気機械的能力によって特性化され得る。電界が除去されたときは、結晶構造は以前の位置又は状態に戻る。このようにして、振動又は音響波は、電界がパルスされ、材料を拡縮させ媒体（例えば、液体）に圧力を加えて、媒体内に波を生成するときに、圧電材料によって生成され得る。波は、処理チャンバ１０６に搬送され得るフローパス又はストリームから外れるように、又は望ましくないオブジェクト２０４を収集して、それが処理チャンバ１０６に到達するのを防ぐトラップコンポーネントに、オブジェクトを動かし又は指向するように用いられ得る。波は、また、流体管１０４内のオブジェクト２０４の化学的構造又は化学的組成を変化させ得る。波は、また、オブジェクトが他のオブジェクト（図示せず）と結びついて、より大きなオブジェクト（図示せず）を形成すること、又は流体管１０４又は処理チャンバ１０６内で化学的に望ましくない組成物を形成することを防ぎ得る。

一つの実施形態においては、音響コンポーネント４０２は音響絶縁体４０４を含み得る。音響絶縁体４０４は音響電源４０６に結合され得る。音響電源４０６は、圧電材料４１０と電気的に通信し得る一つ以上の圧電電極４０８に電界を加え得る。図４の実施形態において、圧電材料４１０は二つの圧電電極４０８間に配置される。電界（図示せず）が圧電材料４１０に加えられると、圧電材料４１０の拡縮により生じた圧力が、流体と物理的に接触し得るインタフェースコンポーネント４１２に加えられ得る。振動がインタフェースコンポーネント４１２内を通過して、今度は、流体内で音響波４１４を生成する。音響波４１４の周波数及び／又は振幅は、特定のタイプ又はクラスのオブジェクト２０４を選択的に対象とするように調整され得る。バッキングブロック４１６は、圧電電極４０８と音響絶縁体４０４との間に配置され、圧電材料４１０からの圧力又は振動をインタフェースコンポーネント４１２に向けて指向し得る。

図４は、化学ポテンシャルフィルタデバイス５００の代表的な実施形態を示す。化学ポテンシャルフィルタデバイス５００は、化学ポテンシャル差を用いて、流体を処理チャンバ１０６にディスペンスする前に、流体内のオブジェクトを除去する、又は変化させる。大まかには、メンブレンを介した二つの液体間の化学ポテンシャル差が、半透性メンブレンを介して一つの液体内のエレメントが第二液体に引っ張られる、又は拡散するように最適化され得る。半透性メンブレンは、第二液体に対しては不透過であり得り、第二液体が第一液体を希釈するのを防ぐ。化学ポテンシャル差又は浸透圧差により化学ポテンシャルフィルタデバイス５００オブジェクト２０４の化学的組成に少なくとも部分的に基づいて、流体管１０４からオブジェクト２０４を選択的に除去し得る。

一つの実施形態においては、浸透圧コンポーネント５０２は流体管１０４を、流体管１０４からオブジェクト２０４を抽出又は除去するのに用いられ得る化学コンテナ５０６から分離するメンブレン５０４を含み得る。化学コンテナ５０６は、メンブレン５０４に対して不透過であり得る抽出化学５０８を含み得る。メンブレン５０４を介した化学ポテンシャル差により、流体管１０４内の流体の一部（例えば、オブジェクト２０４）の拡散を誘導し得る。抽出化学５０８は化学コンテナ５０６内に再循環され、比較的安定な化学ポテンシャル差を維持する、又は流体管１０４からの流体又はオブジェクト２０４の抽出又は除去率を制御するため化学的ポテンシャル差を調整し得る。

図６は、空気圧フィルタデバイス６００の代表的な実施形態を示す。空気圧フィルタデバイス６００は、圧力又は振動を用いて、流体を処理チャンバ１０６にディスペンスする前に、流体内のオブジェクトを除去する、又は変化させる。流体管１０４は、流体の圧力変化又は変動を引き起こし得る複数の屈曲又はコンポーネントを含み得る。マイクロバブルが、圧力変化の結果として流体内に形成され得る。空気圧フィルタデバイス６００は、流体管の選択地点で圧力を加えて、圧力変化の影響を最小限にする。このようにして、加えられた圧力は流体管内１０４のマイクロバブルの密度又はサイズを下げ得る。空気圧フィルタデバイス６００は連続圧力を加える、又はライン上の圧力変化がフローモジュール１２０によって検出された、又は疑われたときに制御モジュール１２２によって入切され得る。流体管１０４内の欠陥を減らす他のアプローチは、空気圧フィルタデバイス６００を用いて、流体に対して、選択された周波数及び／又は振幅で機械的エネルギー（例えば、音響波）を生成することであり得る。機械的エネルギーは、処理チャンバ１０６内にディスペンスされる流体から外れるようにオブジェクト２０４を指向する、又は動かすのに用いられ得る。オブジェクト２０４は、また、機械的エネルギーによって流体内に溶解され得り、オブジェクト２０４は機械的エネルギーによりサイズを小さく（例えば、オブジェクト２０４の構造又は組成を変化させる）され得る。

図６の実施形態において、空気圧コンポーネント６０２は流体管１０４の少なくとも一部を取り巻き得る圧力スリーブを含み得る。本実施形態においては、圧力スリーブは流体管１０４全体を取り巻いており、流体管１０４に均一に圧力を加え得る。加えられた圧力は流体に加えられて流体管１０４内の圧力変化の要因となり、マイクロバブル６０６を溶解してより小さいマイクロバブル６０８にする、又はそれらを完全に溶解し得る。

他の実施形態において、空気圧コンポーネント６０２は、気体又は液体圧力を用いて前後に動き得る空気圧アクチュエータ（図示せず）を含み、反復動作でアクチュエータを押す。運動量の変化により、空気圧コンポーネント６０２に流体管１０４に伝達され得る振動（図示せず）を生成させ得る。振動は、処理チャンバ１０６に搬送され得る流体フローパスから外れるようにオブジェクト２０４を動かす又は指向し得る。振動は、また、オブジェクト２０４の構造又は組成を変更する、及び／又はオブジェクト２０４が結びついてより大きなオブジェクト２０４になるのを防ぐ。

図７は、フィルタリングシステム７００の代表的な実施形態を示す。フィルタリングシステム７００は、二つ以上のエネルギーコンポーネント１１０を組み込んで、流体を処理チャンバ１０６にディスペンスする前に、流体内のオブジェクトを除去する。流体管１０４は液体源１０８と処理チャンバ１０６との間に配された複数のエネルギーコンポーネント１１０を含み得る。エネルギーコンポーネント１１０は、複数のタイプの問題に対処するのに分配され、流体管全体を通じて欠陥事項に対処するのに調整（例えば、エネルギータイプ、サイズ、周波数及び／又は振幅）及び位置決めされ得る。エネルギーコンポーネント１１０は使用用途が限られない。一つの実施形態においては、エネルギーコンポーネント１１０の第一グループはより大きいオブジェクト２０４をフィルタして、エネルギーコンポーネント１１０の第二グループに対して流体を準備するように配され得る。第二グループは、エネルギーコンポーネント１１０の第一グループによりフィルタされ得るオブジェクトよりも、より小さい他のグループのオブジェクト２０４をフィルタし得る。他の実施形態において、エネルギーコンポーネント１１０は、オブジェクト２０４を流体管１０４に沿って、生成することが分かっている、又は生成しそうな流体管１０４場所に位置決めされ得る。例えば、流体サンプルラインは、流体の一ブを抽出する若しくは、流体圧力をモニタする圧力センサの部分を抽出する、又はデッドスペース若しくはバブルを生じさせ得る流体管１０４の他の部分を抽出し得る。エネルギーコンポーネント１１０は、また、流体管１０４の方向において、屈曲又は変化後に用いられる。

図７の実施形態において、フィルタリングシステム７００は、処理チャンバ１０６と液体源１０８との間の流体管１０４に沿って分配された複数のエネルギーコンポーネントを含み得る。最初のエネルギーコンポーネント７０２は、エネルギーコンポーネント１１０を含む、任意のタイプのフィルタリング技術を含み得り、流体からオブジェクトの部分を除去する。流体管１０４に沿った同じ地点で、第二エネルギーコンポーネント７０４が流体管１０４に統合されて、流体からオブジェクトの他の部分を除去し得る。フィルタリングシステム７００は、各エネルギーコンポーネント１１０を用いてより小さいオブジェクトを除去するように設計され得る。しかし、エネルギーコンポーネント１１０は、また、流体管１０４内の異なる位置で同じタイプのオブジェクト２０４を除去するのに用いられ得る。例えば、エネルギーコンポーネント１１０の第一グループ（図示せず）は液体源１０８から処理チャンバ１０６までの流体管全体を通じてオブジェクトが低い分布を維持するのに用いられ得る。しかし、エネルギーコンポーネント１１０の第二グループは、使用又は処理チャンバ内にディスペンスする地点により近い、よりちいさなオブジェクトをフィルタするのに用いられ得る。フィルタリングシステム７００は、オブジェクト２０４の異なるタイプ及びサイズに対してエネルギーコンポーネント１１０の複数のレイヤを含み得る。例えば、サイズ、重量、イオン電荷、分子量又はこれらの組み合わせに基づいた所定のオブジェクトは、異なるタイプのエネルギーコンポーネント１１０及び／又はエネルギーコンポーネント１１０の設定（例えば、周波数）に対して異なって反応し得る。ゆえに、特許請求の範囲は図７に示された実施形態に限定されない。

図８は、一つ以上のエネルギーコンポーネントを用いて流体からオブジェクトを除去する方法のフロー図８００を示す。方法は、オブジェクトの大きさ、重量、イオン電荷、分子量又はこれらの組み合わせに、少なくとも部分的に基づいて一つ以上のオブジェクト２０４を対象とし得る一つ以上のエネルギーコンポーネント１１０を組み込み得る。エネルギーコンポーネント１１０は並列で、又は直列で用いられ得り、流体管１０４内のオブジェクト２０４を除去する、変化させる、及び／又は溶解する。流体は、半導体デバイスを製造するのに用いられる基板上にディスペンスされる液体を含み得るが、これに限られない。

ブロック８０２では、フィルタシステム１１４は、液体源１０８からの液体を、基板を含み得る処理チャンバ１０６に搬送し得る流体管１０４内の流体を受け得る。流体管１０４は、流体を包含し、処理チャンバ１０６に流体を指向する境界表面を含み得る。境界表面は、流体パスに沿って複数のコンポーネントを含み得る。境界表面は、パスに沿って大きさ及び組成の点で変動し得るが、境界表面は圧縮条件下で流体を包含する。境界表面は、フィルタ１０２を含む流体管１０４の部分を含み得るが、これに限られない。例えば、いくつかの実施形態においては、境界表面は、液体源１０８と処理チャンバ１０６との間で、パスに沿って流体を物理的接触をすることを意図している任意の表面を含み得る。境界表面は、流体接続している一以上のコンポーネントを含み、流体管１０４内で液体を包含し得る。

ブロック８０４では、エネルギーコンポーネント１１０は、境界表面の少なくとも一部を通じて流体に電気又は機械エネルギー的エネルギーを提供し得る。エネルギーは、機械振動、音響振動、電磁波、温度又はこれらの組み合わせを含み得るが、これらに限られない。エネルギーの特性は、図７に示したように同じタイプのエネルギーコンポーネント１１０間でも、異なるタイプのエネルギーコンポーネント間でも変動し得る。特性は、周波数、振幅、温度、音量又はこれらの組み合わせを含み得るが、これらに限られない。エネルギーは、処理チャンバ１０６にディスペンスされ得るオブジェクト２０４量を抑える又は最小限にし得る一つ以上の方法で、オブジェクト２０４と相互作用し得る。オブジェクト２０４は、流体管１０４内にあり得る任意の有機、無機及び又は金属物質の原子又は分子形態を含み得る。

ブロック８０６では、エネルギー用いられて、オブジェクト２０４（例えば、分子）の一部の原子又は部分を液体から除去し得る。原子はイオン化される可能性がある又は可能性がない単原子エレメントを含み得る。エネルギーは、単原子エレメントの電荷又は極性を対象にして、オブジェクト２０４をフローパスから離れるように移動、又は指向し得る。エネルギーは、また、流体内の単原子エレメント及び／又は分子間の重量差及び／又はサイズ差を対象とし得る。エネルギーは、また、選択的にオブジェクトを流体の外に指向するのに使用され得る。エネルギーは、また、単原子エレメント同同士又は単原子と他の分子とが結びつくのを防止するのに使用され得る。分子のオブジェクト２０４は、また、同じ技術を用いて、同様に対象とされ得る。

ブロック８０８では、エネルギーは、また、オブジェクト２０４（例えば、分子）の部分の化学的構造又は化学的組成を変化させ得る。エネルギーは、処理チャンバ１０６内にディスペンスされ得る分子のサイズを小さくしたオブジェクト２０４を変換し得る。化学的組成は、また、流体管１０４又は処理チャンバ１０６内での望ましくない化学変化を防ぐように変化させられ得る。いくつかの例においては、オブジェクトは、流体内に溶解され得る。それにより、オブジェクト２０４の化学的組成又は性質が、流体内又は同じフェーズ内（例えば、気体から液体）で他の分子と区別しにくくなる。例えば、液体内に見つかった気体（例えば、マイクロバブル）又はデッドスペースを最小化する。オブジェクトの除去又は変化は、互いに直列で又は並列で行われ得る。オブジェクト２０４の除去は、オブジェクトを、処理チャンバ１０６から離れるようにオブジェクトを動かす、又は他のフィルタ又はトラップにオブジェクト２０４を収集する他のフローパス又は導管に指向することを含み得る。

ブロック８１０では、流体は処理チャンバ１０６内へディスペンスされ売り、基板上に付着され得る。流体は均一に基板上に分散され、基板又は基板上にディスペンスされ得る他の流体と化学的に反応され得る。

上記の記載は本発明を説明するだけのものと理解されたい。種々の代替物及び修正物は、本発明を逸脱することなく、当業者によって考案され得る。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲に含まれる、そのような代替物、修正物及び異形物を包含することを意図している。

Claims (20)

1. 流体を受ける注入口と、
   処理流体を流体ディスペンサに提供する排出口と、
   前記注入口及び前記排出口と流体接続する流体流管と、
   前記流体流管を通過する前記流体を処理する流体フィルタコンポーネントと、を含み、
   前記流体フィルタコンポーネントは、前記流体にエネルギーを提供する一つ以上のエネルギー供給コンポーネントを含み、
   前記一つ以上のエネルギー供給コンポーネントは、圧力スリーブを有する空気圧コンポーネントを有し、該圧力スリーブは、前記流体流管を取り巻き、前記流体流管に均一に圧力を加える、流体処理装置。
2. 前記流体フィルタコンポーネントは、少なくとも空気圧的エネルギーのエネルギー形態を生成し、さらに、音響的エネルギー、電磁的エネルギー、又は熱的エネルギーのうち一つ以上のエネルギー形態を生成する、請求項１に記載の流体処理装置。
3. 前記流体フィルタコンポーネントは、前記流体流管にある流体に振動エネルギーを提供する機械デバイスをさらに含む、請求項１に記載の流体処理装置。
4. 前記機械デバイスは、異なる位置間で振動する、又は回転することが可能な移動コンポーネントを含む振動デバイスを含む、請求項３に記載の流体処理装置。
5. 前記機械デバイスは、前記流体流管にある流体に音響的エネルギーを提供する音響デバイスを含む、請求項３に記載の流体処理装置。
6. 前記音響的エネルギーは、３５０ｋＨｚより上、又は８０ｋＨｚより下の周波数を含む、請求項５に記載の流体処理装置。
7. 前記流体フィルタコンポーネントは、前記流体流管にある流体にエネルギーを提供する電気デバイスをさらに含む、請求項１に記載の流体処理装置。
8. 前記電気デバイスは、電磁的エネルギーを提供する電磁波源を含む、請求項７に記載の流体処理装置。
9. 前記電磁的エネルギーは、すくなくとも３００ＭＨｚの周波数を含む、請求項８に記載の流体処理装置。
10. 半導体処理システムのための流体源コンポーネントと、
    前記流体源コンポーネント及び半導体基板処理チャンバと流体接続する流体管と、
    前記流体管と流体接続するフィルタと、
    前記流体管に電気又は機械的エネルギーを提供する一つ以上のエネルギーコンポーネントと、を含み、
    前記一つ以上のエネルギーコンポーネントは、圧力スリーブを有する空気圧コンポーネントを有し、該圧力スリーブは、前記流体管を取り巻き、前記流体管に均一に圧力を加える、半導体処理システム。
11. 前記フィルタは、前記流体管に流体接続するコンパクションフィルタ又は前記流体管に流体接続する吸収フィルタを含む、請求項１０に記載の半導体処理システム。
12. 前記一つ以上のエネルギーコンポーネントは、少なくとも空気圧のエネルギー形態を生成し、さらに、音響、電磁、又は熱のうち一つ以上のエネルギー形態を生成する、請求項１０に記載の半導体処理システム。
13. 流体をフィルタリングする方法であって、
    前記流体を包含する境界表面を含む流体管内に前記流体を受ける工程と、
    前記流体管に近接する一つ以上のエネルギーコンポーネントからの電気的エネルギー又は機械的エネルギーを前記境界表面の少なくとも一部を通じて、前記流体に適用する工程と、
    前記電気的エネルギー又は前記機械的エネルギーを用いて、前記流体から一部の原子又はオブジェクトの一部を除去する工程と、
    前記電気的エネルギー又は前記機械的エネルギーを用いて、前記流体内のオブジェクトの一部の化学的構造又は化学的組成を変化させる工程と、
    前記流体を処理チャンバに提供する工程と、を含み、
    前記一つ以上のエネルギーコンポーネントは、圧力スリーブを有する空気圧コンポーネントを有し、該圧力スリーブは、前記流体管を取り巻き、前記流体管に均一に圧力を加える、方法。
14. 前記除去する工程は、前記一部の原子又は前記オブジェクトの一部に電磁力を加える工程を含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記除去する工程は、前記一部の原子又は前記オブジェクトの一部が前記処理チャンバに到達するのを防ぐ工程を含む、請求項１３に記載の方法。
16. 前記オブジェクトを変化させる工程は、前記オブジェクトをより小さい大きさにする工程を含む、請求項１３に記載の方法。
17. 前記オブジェクトを変化させる工程は、前記流体内のオブジェクトを溶解する工程を含む、請求項１３に記載の方法。
18. 前記オブジェクトは、有機組成物、無機組成物、金属組成物又はこれらの組み合わせを含む、請求項１３に記載の方法。
19. 前記境界表面は、前記流体管と流体接続し、前記流体管内の流体を包含する一以上のコンポーネントを含む、請求項１３に記載の方法。
20. 前記一部の原子又は分子を除去する工程、及び変化させる工程は、類似する又は同一の時間で起きる、請求項１３に記載の方法。

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