TWI656903B - 過濾裝置及過濾在半導體製造中使用的流體的方法 - Google Patents

Abstract

本揭露提供一種過濾裝置，包括一殼體、一過濾元件、及一電場產生單元。殼體具有一入口及一出口，其中入口允許一流體流入殼體，而出口允許流體流出殼體。過濾元件設置於入口與出口之間，用以藉由一吸附方式過濾流過過濾元件之流體中的雜質。電場產生單元配置用以產生一電場，使得前述雜質沿著電場的方向移動至過濾元件上。

Description

過濾裝置及過濾在半導體製造中使用的流體的方法

本發明實施例關於一種半導體技術，特別係有關於一種用於過濾在半導體製造中使用到的各種流體的過濾裝置及過濾方法。

半導體裝置被用於多種電子應用，例如個人電腦、行動電話、數位相機、及其他電子設備。半導體裝置的製造通常涉及多道處理程序，例如包括光微影、蝕刻、離子佈植、摻雜、退火、及封裝等製造過程(以下簡稱作製程)。在這些製程中，可能使用到各種不同類型的流體或化學品，例如包括水、光阻劑、顯影液、蝕刻液、研磨液、製程或清潔用氣體等。這些流體通常經過過濾之後才被輸送至半導體製造設備以供使用。

雖然現有的過濾系統及過濾方法已經足以應付其需求，然而仍未全面滿足。因此，需要提供一種可以改善過濾流體中雜質之效果的方案。

本揭露一些實施例提供一種過濾裝置，包括一殼 體、一過濾元件、及一電場產生單元。殼體具有一入口及一出口，其中入口允許一流體流入殼體，而出口允許流體流出殼體。過濾元件設置於入口與出口之間，用以藉由一吸附方式過濾流過過濾元件之流體中的雜質。電場產生單元配置用以產生一電場，使得前述雜質沿著電場的方向移動至過濾元件上。

本揭露一些實施例提供一種過濾裝置，包括一殼體、一過濾元件、一電場產生單元、及一電極安裝機構。殼體配置成允許一流體流入及流出。過濾元件設置於殼體中前述流體的流動路線上，用以藉由一吸附方式過濾流體中的雜質。電場產生單元配置用以產生一電場，使得前述雜質沿著電場的方向移動至過濾元件上，其中電場產生單元包括一第一電極、一第二電極、及用於在第一電極與第二電極之間產生電場的一電源。電極安裝機構配置用以將第一電極及第二電極安裝至殼體上。

本揭露一些實施例提供一種過濾在半導體製造中使用的一流體的方法，包括將流體流過一過濾元件。過濾方法更包括產生一電場，使得流體中的雜質沿著電場的方向移動至過濾元件上。此外，過濾方法包括藉由過濾元件吸附前述雜質以過濾流體。

10‧‧‧過濾系統

11‧‧‧儲存槽

12‧‧‧半導體製造機台

13‧‧‧管路系統

14‧‧‧過濾裝置

15‧‧‧過濾裝置

140‧‧‧殼體

141‧‧‧槽體

141A‧‧‧側壁

141B‧‧‧底壁

142‧‧‧蓋體

142A‧‧‧入口

142B‧‧‧出口

142C‧‧‧排氣口

143‧‧‧過濾元件

143A‧‧‧開孔

143B‧‧‧表面

143C‧‧‧表面

150‧‧‧殼體

151‧‧‧槽體

152‧‧‧蓋體

152A‧‧‧入口

152B‧‧‧出口

153‧‧‧過濾元件

153A‧‧‧開孔

153B‧‧‧表面

153C‧‧‧表面

154‧‧‧電場產生單元

1541‧‧‧第一電極

1542‧‧‧第二電極

1543‧‧‧電源

155‧‧‧支架

156‧‧‧隔板

200‧‧‧過濾方法

201-203‧‧‧操作

C‧‧‧流體

E‧‧‧電場

P1‧‧‧部分/第一部分/外側部分

P2‧‧‧部分/第二部分/內側部分

P1’、P2’‧‧‧隔室

X1、X2、X3‧‧‧雜質

α‧‧‧夾角

第1圖顯示根據一些實施例之一過濾系統的示意圖。

第2A圖顯示根據一些實施例，第1圖中的過濾裝置(14)的剖面示意圖。

第2B圖顯示第2A圖中的過濾元件的局部立體示意圖。

第2C圖顯示根據一些實施例，過濾元件可以和過濾裝置的蓋體及槽體的底壁不平行的示意圖。

第3A、3B圖顯示根據一些實施例，第1圖中的過濾裝置(14)的剖面示意圖。

第4圖顯示根據一些實施例，第1圖中的過濾裝置(15)的剖面示意圖。

第5圖顯示流體中的部分雜質可以被過濾元件吸附的示意圖。

第6圖顯示根據一些實施例，過濾裝置更包括一電場產生單元的示意圖。

第7圖顯示流體中的雜質在受到交流電場的作用下會產生擺動行為的示意圖。

第8圖顯示根據一些實施例，電場產生單元之電極配置成不平行於過濾元件的示意圖。

第9圖顯示根據一些實施例，電場產生單元之電極設置於殼體中的示意圖。

第10圖顯示根據一些實施例，電場產生單元之電極之其他配置方式的示意圖。

第11圖顯示根據一些實施例之一過濾在半導體製造中使用的一流體的方法的流程圖。

以下揭露內容提供許多不同的實施例或較佳範例以實施本案的不同特徵。當然，本揭露也可以許多不同形式實 施，而不局限於以下所述之實施例。以下揭露內容配合圖式詳細敘述各個構件及其排列方式的特定範例，係為了簡化說明，使揭露得以更透徹且完整，以將本揭露之範圍完整地傳達予同領域熟悉此技術者。

在下文中所使用的空間相關用詞，例如“在...下方”、“下方”、“較低的”、“上方”、“較高的”及類似的用詞，係為了便於描述圖示中一個元件或特徵與另一個(些)元件或特徵之間的關係。除了在圖式中繪示的方位之外，這些空間相關用詞也意欲包含使用中或操作中的裝置之不同方位。裝置可能被轉向不同方位(旋轉90度或其他方位)，而在此所使用的空間相關用詞也可依此相同解釋。

必須了解的是，未特別圖示或描述之元件可以本領域技術人士所熟知之各種形式存在。此外，若實施例中敘述了一第一特徵形成於一第二特徵之上或上方，即表示其可能包含上述第一特徵與上述第二特徵是直接接觸的情況，亦可能包含了有附加特徵形成於上述第一特徵與上述第二特徵之間，而使得上述第一特徵與第二特徵未直接接觸的情況。

以下不同實施例中可能重複使用相同的元件標號及/或文字，這些重複係為了簡化與清晰的目的，並非用以限定所討論的不同實施例及/或結構之間有特定的關係。在圖式中，結構的形狀或厚度可能擴大，以簡化或便於標示。

第1圖顯示根據本發明一些實施例之一過濾系統10的示意圖。過濾系統10可以用於過濾在半導體製造之多道製程中使用到的各種流體C(或化學品)，例如包括水、光阻劑、 顯影液、蝕刻液、研磨液、製程或清潔用氣體等。

如第1圖所示，過濾系統10包括一儲存槽11，用於在流體C被輸送至一半導體製造機台12以供製造使用之前，提供儲存及保護的功能。在一些實施例中，半導體製造機台12可以是一化學氣相沉積機台、一物理氣相沉積機台、一蝕刻機台、一熱氧化機台、一離子佈植機台、一化學機械研磨機台、一快速升溫退火機台、一光微影機台、一擴散機台、或者執行其他類型的製程的半導體製造機台。

根據所儲存流體C的不同特性，儲存槽11可以選用各種適合的材料，以避免例如儲存槽11的材料與流體C發生反應而導致流體C的變質或汙染。舉例來說，當流體C是一負型顯影液(negative tone developer，NTD)時，儲存槽11可以選用不含聚乙烯(polyethylene，PE)或高密度聚乙烯的一材料，例如為聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene，PTFE)或過氟烷基化物(perfluoroalkoxy，PFA)等氟基聚合物(fluorine-based polymer)，藉此避免負型顯影液受到聚乙烯的汙染。然而，當流體C為水或去離子水時，儲存槽11也可以選用例如聚乙烯等塑膠材質，以降低材料成本。

再者，在半導體製造機台12開始執行製程之前，儲存在儲存槽11的流體C可以經由一系列的管路系統13被輸送至半導體製造機台12。在一些實施例中，管路系統13包括多個管道、泵、閥、及流量計等元件，用於將流體C在既定的時間內以既定的流量輸送至半導體製造機台12。管路系統13的運作可以由一控制系統(圖未示)來控制，且該控制系統可以為一獨 立的電腦控制系統或者耦合於半導體製造機台12的製程控制系統中。

在一些實施例中，如第1圖所示，管路系統13中設置有多個過濾裝置14及15，用於過濾流體C中的雜質(例如，流體C在調配或輸送過程中可能摻入的微粒、金屬離子或其他外來異物)，以避免這些雜質可能影響或傷害後續半導體製造機台12的製程結果(例如，這些雜質可能刮傷在半導體製造機台12中進行處理之晶圓的表面)。

請參照第2A圖，其顯示根據一些實施例，第1圖中的過濾裝置14的剖面示意圖。過濾裝置14包括一殼體140，其包括用於接收欲被過濾的流體C(第1圖)的一槽體141及用於封閉槽體141的一蓋體142。槽體141可以設計成任何適於接收流體C及裝載稍後將介紹的一過濾元件143的形狀。在一些實施例中，槽體141包括一圓筒形的側壁141A及連接於側壁141A的一底壁141B，其中用於容納流體C的一空間形成於側壁141A與底壁141B之間。在另一些實施例中，槽體141也可以具有其他合適的形狀，例如中空的方形、六邊形、八邊形、或其他多邊形。

槽體141可以由和欲被過濾的流體C不會發生反應且能夠承受流體壓力的一材料製成。在一些實施例中，槽體141的材料包括不銹鋼、鎳、鋁、上述金屬的合金、或其他合適的金屬或合金。在另一些實施例中，為了避免金屬材料或離子汙染欲被過濾的流體C而影響後續半導體製程，可以進一步在槽體141的內側形成例如鐵氟龍(telfon)材質的一保護層。或者，槽體141的材料可以選用其他合適的塑膠材料(例如聚乙烯)或 絕緣材料(例如聚四氟乙烯)，端視欲被過濾的流體C的特性來決定。至於蓋體142一般可選用與槽體141相同或相似的材料。

在一些實施例中，蓋體142可以通過例如O形環、墊圈、或其他可選用的密封件(圖未示)而貼附於槽體141上，藉此避免槽體141中的流體C發生洩漏，同時又允許蓋體142可以從槽體141上被移除以允許對槽體141內部進行處理(例如，將過濾元件143裝載至槽體141中)。或者，蓋體142也可以利用例如焊接或黏著等連接方式而與槽體141形成一體，藉此達到氣密地密封並可有效防止流體C發生洩漏。

在一些實施例中，如第2A圖所示，蓋體142上可以形成有一入口142A及一出口142B，分別用於允許一欲被過濾的流體C流入殼體140及允許一經(過濾元件143)過濾的流體C流出殼體140(如圖中之方向箭頭所示)。或者，入口142A與出口142B也可能分別形成於槽體141的側壁141A及/或底壁141B上。此外，為了便於(在管路系統13中)移除或更換過濾裝置14，入口142A與出口142B更可以設有各種可選用的閥或管道接頭(圖未示)。

接著，請一併參照第2A圖及第2B圖，過濾裝置1之殼體140中裝設有一過濾元件143，例如為具有多孔結構的一薄膜(第2B圖)。過濾元件143可以設置在入口142A與出口142B之間，並將殼體140內部分隔成大致對稱的兩個部分P1及P2。在一些實施例中，過濾元件143可以和蓋體142及槽體141的底壁呈垂直(第2A圖)。入口142A是連接於第一部分P1，而出口142B是連接於第二部分P2，藉此從入口142A進入殼體140的流 體C在從出口離開殼體140之前需要流過過濾元件143(如圖中之方向箭頭所示)，從而可以被過濾元件143過濾。在另一些實施例中，過濾元件143也可以和蓋體142及槽體141的底壁呈不垂直(如第2C圖所示)。

此外，過濾元件143也可以有其他不同的結構配置，只要是設置於殼體140中流體C的流動路線上即可。例如，第3A圖顯示在一些實施例中，過濾元件143(多孔性薄膜)也可以配置成連接蓋體142，並將殼體140內部分隔成一內側部分P2及圍繞內側部分P2的一外側部分P1(從剖面觀看時，過濾元件143呈大致矩形)，其中外側部分P1連接入口142A，而內側部分P2連接出口142B。如此一來，同樣可以使得從入口142A進入殼體140的流體C在從出口離開殼體140之前需要流過過濾元件143(如圖中之方向箭頭所示)，從而可以被過濾元件143過濾。在另一些實施例中，也可以將入口142A與出口142B的位置互換，使得內側部分P2連接入口142A，而外側部分P1連接出口142B。在另一些實施例中，從剖面觀看時，過濾元件143也可以呈大致梯形(如第3B圖所示)。

在第3A、3B圖的實施例中，過濾裝置14之蓋體142上還形成有一排氣口142C，其可以用於可控制地(例如，通過前述控制系統來控制)排出在維護過濾裝置14之期間或其他緊急情況下可能產生的氣體，以便可控制地釋放可能積聚在過濾裝置14中的壓力。此外，為了便於排氣口142C的安裝或操作，排氣口142C亦可以設有各種可選用的閥或管道接頭(圖未示)。

如第2B圖所示，過濾元件(薄膜)143具有複數個開孔143A(貫通過濾元件143之相對表面143B、143C)，用於允許流體C流過過濾元件143(如圖中之方向箭頭所示)。同時，開孔143A可以作為過濾機構(filtering mechanism)，用於防止流體C中尺寸大於開孔143A的雜質通過過濾元件143。應瞭解的是，開孔143A的尺寸至少部分地取決於半導體製造機台12所執行的製程類型及要被過濾裝置14(和過濾元件143)過濾的流體C的類型。舉例來說，開孔143A的尺寸通常取決於期望被過濾除去的流體C中的雜質的尺寸，同時也須考慮其他因素，例如可能通過過濾裝置14的流體壓降(pressure drop)。在一些實施例中，開孔143A的截面形狀可能選用圓形、三角形、方形、八邊形、或其他多邊形。

過濾元件143可以由對欲被過濾的流體C呈化學惰性的一材料製成，從而能夠避免在過濾過程中流體C與過濾元件143發生反應而產生性質變化。在一些實施例中，過濾元件143的材料可以包括非極性聚合物(non-polar polymer)，例如超高分子聚乙烯(ultra-high molecular weight polyethylene，UPE)、聚四氟乙烯、或其他類似結構的非極性聚合物。藉此，過濾元件143過濾特定尺寸的雜質的能力可以由開孔143A的尺寸來物理性地(或結構性)控制。

接著請一併參照第1圖及第4圖，第4圖顯示根據一些實施例，第1圖中的過濾裝置15的剖面示意圖。當流體C經過濾裝置14過濾之後，可被輸送至過濾裝置15以進一步地從流體C中過濾除去更小的雜質。應瞭解的是，過濾裝置15包括一殼 體150，其包括用於接收欲被過濾的流體C(第1圖)的一槽體151及用於封閉槽體151的一蓋體152。蓋體152上可以形成有一入口152A及一出口152B，分別用於允許一欲被過濾的流體C流入殼體150及允許一經(稍後將介紹的過濾元件153)過濾的流體C流出殼體150(如第4圖中之方向箭頭所示)。蓋體152的入口152A可以通過一管道連接過濾裝置14的出口142B。其中，過濾裝置15的殼體150、槽體151、蓋體152、入口152A、及出口152B與過濾裝置14的殼體140、槽體141、蓋體142、入口142A、及出口142B的前述設計(包括結構配置及材料等)均相似，故在此不再重複贅述。然而，在另一些實施例中，過濾裝置15也可以採用與過濾裝置14不同的設計(例如，兩過濾裝置分別採用第2A圖及第3圖中的設計)。

如第4圖所示，過濾裝置15之殼體150中裝設有一過濾元件153，例如為具有多孔結構的一薄膜。類似於前述過濾裝置14中的過濾元件143，過濾元件153亦具有複數個開孔153(以虛線表示，貫通過濾元件153之相對表面153B、153C)，可用於允許流體C流過過濾元件153，並防止流體C中尺寸大於開孔153A的雜質通過過濾元件153(亦即，能夠通過開孔153A的尺寸調整來過濾不同尺寸的雜質)。過濾元件153與過濾元件143(第2A、2B圖)之間的一差異在於，過濾元件153之開孔153A的尺寸更小於過濾元件143之開孔143A的尺寸，從而能夠將流體C中更小的雜質(這些雜質可能會影響後續半導體製造機台12的製程結果)過濾除去。

在另一些實施例中，也可能在過濾系統10中僅設 置過濾裝置15，並省略過濾裝置14。

上述實施例中雖以薄膜作為一範例來說明過濾元件143、153的結構特徵，但是其他具有開孔的結構(例如金屬或陶瓷燒結網狀結構或多孔性柱狀結構)也可能用來作為過濾元件143、153。

進一步地，為了提高過濾能力，過濾元件153的材料也可以改成選用不會汙染欲被過濾的流體C的極性聚合物(polar polymer)，例如尼龍(nylon)或其他類似結構的極性聚合物，以吸附流體C中(不希望跑到半導體製造機台12端)的極性雜質或非極性雜質。應瞭解的是，本文中所述的”吸附”包含本發明技術領域中具有通常知識者所熟知的”物理吸附”與”化學吸附”(兩種吸附機制可能同時單獨作用或同時作用)，其中”化學吸附”(又稱作”活性吸附”)指吸附時，分子和分子之間的作用力為離子鍵、共價鍵或金屬鍵等化學鍵(bonding)，而”物理吸附”指吸附時，分子和分子之間的作用力為凡德瓦力(Van der waals force)或靜電引力等廣義上的物理鍵。

請參照第5圖，其顯示流體C中的部分雜質X1可以被過濾元件153吸附的示意圖。如第5圖所示，流體C中的極性或非極性雜質要能夠被過濾元件153吸附而過濾的前提是，這些雜質X1必須接觸過濾元件153或非常地靠近過濾元件153(方有機會和過濾元件153之間形成化學或物理鍵結)，至於隨著流體C移動(如圖中的方向箭頭所示)並與過濾元件153未發生接觸或相隔一定距離的流體C中的雜質X2則無法被過濾元件153有效地吸附而除去。因此，為了提高流體C中的雜質移動至過 濾元件153上的比例及機會，進而改善過濾裝置15利用吸附方式來過濾雜質的能力，本發明一些實施例更提出下列技術手段。

請參照第6圖，在一些實施例中，(除了在第4圖中介紹過之元件以外)過濾裝置15更包括一電場產生單元154，其包括一第一電極1541、一第二電極1542、及一電源1543。第一電極1541與第二電極1542例如是由導電材質(例如金屬)製成的兩平面電極板，分別設置於過濾元件153的相反側，例如第一電極1541可以設置於過濾元件153靠近入口152A之一側，而第二電極1542可以設置於過濾元件153靠近出口152B之另一側。電源1543用於施加一對應的(直流或交流)電壓於第一電極1541與第二電極1542上，並在兩者之間產生一(直流或交流)電場E。在第6圖之實施例中，為了避免電場E受到金屬屏蔽效應(shielding effect)的影響，殼體150可以選用金屬之外的其他合適的材料。

在一些實施例中，過濾裝置15之殼體150外側亦具有複數個延伸的支架155(電極安裝機構)，分別用於安裝及定位第一電極1541與第二電極1542至殼體150上。在第6圖之實施例中，支架155可以將第一電極1541與第二電極1542設置成與過濾元件153呈大致相互平行。支架155可以包括任何適合夾持、卡固、鎖固或黏附第一電極1541與第二電極1542的機構(例如，在第6圖之實施例中的支架155包括可以夾持電極邊緣而達成固定的夾持機構)。另外，支架155可以使用與殼體相同或不同的材料。

藉由上述配置，通過過濾裝置15的流體C(第1圖)中欲被過濾的雜質(在電場E的作用下)可以沿著電場E的方向(如圖中之方向箭頭所示)移動至過濾元件153上。更詳細而言，當電源1543提供一直流電壓時(如第6圖所示)，在第一電極1541與第二電極1542之間可以產生一直流電場E，並使得流體C中欲被過濾的雜質X3(在電場E的作用下)可以沿著電場E的方向一致地移動至過濾元件153(靠近入口152A)的表面153B而被其吸附。在某些實施例中，直流電場E之電場方向大致垂直於過濾元件153。而當電源1543提供一交流電壓時，在第一電極1541與第二電極1542之間可以產生一交流電場，其電場方向隨著時間會發生變化(例如呈現正弦波形)，並使得流體C中欲被過濾的雜質X3(在電場E的作用下)可以沿著電場E的方向發生擺動(如第7圖所示)且延長雜質X3通過過濾元件153的時間，進而增加雜質X3與過濾元件153接觸而被其吸附的機會。

相對地，在沒有提供電場的情況下，流體C中的雜質則只能夠通過隨機的擴散方式(擴散極限(diffusion limit)相當有限)移動至過濾元件153上。因此，本實施例中之過濾裝置15可以藉由電場E作用力來驅使流體C中欲被過濾的雜質X3以具方向性的方式移動，並提高這些雜質X3移動至過濾元件153上或與過濾元件153接觸的機會，而能夠過濾裝置15利用吸附方式來過濾。

應了解的是，使用電場目的在於克服欲被過濾的雜質X3擴散吸附至過濾元件153時所需跨越的能量障壁，以增進吸附效率，與此相近的關係詞包括如擴散極限反應(diffusion limit reaction)或擴散極限吸附(diffusion limit adsorption)。此種效果在欲被過濾的雜質X3濃度極低時更為顯著，故能夠有效地避免不希望存在於半導體製造機台12端之雜質導致後續製程發生缺陷(defect)。一般半導體製程中，理想的缺陷比例需控制在約1~100counts/12inch wafer以下。

在一些實施例中，電源1543所提供電壓的大小及/或頻率是可以根據流體C中欲被過濾的(不論極性或非極性)雜質的不同特性來進行控制及調整，從而能夠產生相應及足夠的電場E作用力來驅動這些雜質。舉例來說，當欲被過濾的雜質是極性雜質時，可以控制(例如通過人為或電腦控制)電源1543提供較低壓的直流或交流電壓，並藉由所產生的電場E與這些極性雜質之間的靜電引力來驅動雜質。另一方面，當欲被過濾的雜質是非極性雜質時，則可以控制電源1543提供較高壓的直流或交流電壓，並藉由所產生的電場E與這些非極性雜質之間的誘導偶極力來驅動雜質。在一些實施例中，電源1543所提供的電壓大小範圍介於0.5V(伏特)至1000V，而電源1543所提供的電壓頻率介於0Hz(赫茲)至100KHz。

另外，電源1543所提供電壓的大小也可以根據欲被過濾的雜質的大小不同來相應地做調整。舉例來說，當欲被過濾的雜質具有較大的尺寸時，電源1543可以提供較高壓的電壓，以產生足夠的電場E作用力來驅動這些雜質。相反地，當欲被過濾的雜質具有較小的尺寸時，電源1543則可以僅提供較低壓的電壓，以減少能源消耗。

另外，根據欲被過濾的雜質受到電場E作用力驅動 的難易不同，電源1543也可以一連續方式或非連續方式來提供電壓，以產生一連續電場或非連續電場。舉例來說，當欲被過濾的雜質是非極性雜質及/或具有較大的尺寸時，電源1543可以在流體C通過過濾裝置15的期間連續地提供一較高壓的直流或交流電壓，以產生連續及足夠的電場E作用力來驅動這些雜質，使其順利地移動至過濾元件153上。相反地，當欲被過濾的雜質是極性雜質及/或具有較小的尺寸時，電源1543則可以在流體C通過過濾裝置15的期間非連續地(亦即，間斷地)提供一較低壓的直流或交流電壓，如此亦可以產生足夠驅動這些雜質的電場E作用力。

也應了解的是，本揭露實施例使用電場來增進過濾元件153的過濾效率，與傳統的毛細管電泳分離技術之間的差異包括，毛細管電泳分離技術並未利用到過濾元件153(過濾薄膜)，而是直接利用電場作用力致使流體中大小不同的帶電粒子產生不同的移動速率以達到分離效果，因此需要施加一相當大的電場(例如施加電壓至少需大於20KV)。相對地，本發明實施例使用電場主要是為了增進欲被過濾的雜質X3擴散吸附至過濾元件153的機會，因此可相對低於毛細管電泳所使用的高電壓。另外，毛細管電泳僅適用於微量分離(例如μL)，而本揭露實施例之過濾裝置15則可以用於在半導體製造中過濾較大量的流體(例如大於1L)。

本揭露實施例還可以有許多其他的變化及修改。舉例來說，第8圖顯示根據一些實施例，殼體150外側的支架155可以被調整並將電場產生單元154之第一電極1541與第二電極 1542設置成不平行於過濾元件153，使得電場產生單元154所產生的(例如直流)電場E的方向可以與過濾元件153的表面153B之間形成角度介於0度至180度之間(但不包含0度、90度及180度)的一夾角α，例如夾角α呈45度。如此一來，相對於電場E的方向大致垂直於過濾元件153(亦即，第一電極1541與第二電極1542和過濾元件153呈大致平行)的情況，除了流體C中欲被過濾的雜質X3仍可以沿著電場E的方向移動至過濾元件153上之外，亦可以減少這些雜質X3從過濾元件153的開孔153A輕易通過的機會(以傾斜方式入射可以增加雜質X3與開孔153A側壁接觸的機會)，以改善過濾裝置15利用吸附方式來過濾雜質的能力。

第9圖顯示根據一些實施例，電場產生單元154之第一電極1541與第二電極1542也可以設置於殼體150之中。如第9圖所示，第一電極1541與第二電極1542可以分別設置於殼體150中由隔板156進一步隔出的隔室P1’及P2’中，當蓋體152與槽體151連接時，隔室P1’及P2’與殼體150中的其他空間不會連通，藉此避免第一電極1541與第二電極1542和欲被過濾的流體C接觸而可能汙染流體C或造成流體C變質。電場產生單元154之電源1543可以通過導線穿過蓋體152上的配線開孔(圖未示)以提供電壓至第一電極1541與第二電極1542。

在第9圖之實施例中，隔板156可以選用金屬之外的其他合適的材料，以避免電場E受到金屬屏蔽效應的影響。在一些實施例中，若欲被過濾的流體C沒有可能被金屬材料或離子汙染的疑慮，也可以將第一電極1541與第二電極1542直接 設置於殼體150中(分別設置於第一部分P1及第二部分P2中)，並省略隔板156。另外，雖然未明確顯示於第9圖中，隔室P1’及P2’可以設計成具有足夠大的空間及/或具有定位結構以允許第一電極1541與第二電極1542配置成不平行於過濾元件153或與過濾元件153形成適當的夾角。

第10圖顯示根據一些實施例，過濾裝置15可以具有與第3圖中之過濾裝置14相似的結構設計。此外，電場產生單元154之一電極(例如第一電極1541，為一條狀或棒狀電極)可以設置於殼體150中之內側部分P2中(亦即，過濾元件153是圍繞於第一電極1541外側)。雖然未圖示，第一電極1541可以設置在形成於蓋體152內側的一隔室中或者通過其他可選用的機構而耦合至蓋體152內側。至於電場產生單元154之另一電極(例如第二電極1542，為一環狀電極)可以相對地設置於靠近殼體150側壁的一環狀隔室P1’(由隔板156所隔出)中。電場產生單元154之電源1543可以通過導線穿過蓋體152上的配線開孔(圖未示)以提供電壓至第一電極1541與第二電極1542。在另一些替代實施例中，第二電極1542亦可以通過從殼體150外側延伸之支架155(第6、8圖)而定位於殼體150之外。

本發明一些實施例亦提供一種過濾方法200，如第11圖中之流程圖所示。為了說明，將配合參照第1圖及第4至10圖一起描述流程圖。首先，過濾方法200包括操作201：將一流體流過一過濾元件。在一些實施例中，一流體C(例如包括水、光阻劑、顯影液、蝕刻液、研磨液、製程或清潔用氣體等)係在經由一管路系統13輸送至一半導體製造機台12以供半導體 製造使用之前，會先流過至少一過濾裝置15(其中裝設有例如一多孔性薄膜之過濾元件153)以過濾其中可能影響或傷害半導體製造機台12的製程結果的雜質(例如微粒、金屬離子或其他異物)。

接著，過濾方法200還包括操作202：產生一電場，使得流體中欲被過濾的雜質沿著電場的方向移動至過濾元件上。在一些實施例中，提供一電場產生單元154，並利用電場產生單元154產生通過過濾元件153之一電場E。電場E可以是一直流電場，且其電場方向可以與過濾元件153之表面153B呈不平行，例如電場E的方向與表面153B之間可以形成角度例如介於0度至180度之間(但不包含0度及180度)的一夾角α。或者，電場E也可以是一電場方向隨著時間會變化的一交流電場。另外，電場E可以是一連續電場或非連續電場，端視流體C中欲被過濾的雜質X3的特性(例如是否帶極性或尺寸大小等)來決定。在電場E的作用下，這些雜質X3可以沿著電場E的方向移動至過濾元件153上。

此外，過濾方法200還包括操作203：藉由過濾元件吸附前述雜質以過濾流體。在一些實施例中，過濾元件153的材料可以改成選用不會汙染欲被過濾的流體C的極性聚合物(polar polymer)，例如尼龍或其他類似結構的極性聚合物，以吸附(包括”化學吸附”及”物理吸附”)通過電場E導引至過濾元件153上的(極性或非極性)雜質X3。另外，過濾元件153同時亦具有複數個開孔153A，用於允許流體C流過過濾元件153，以及過濾流體C中尺寸大於該些開孔153A的雜質。

綜上所述，本揭露實施例具有以下優點：通過施加電場可主動地驅使流體中欲被過濾的雜質沿著電場的方向移動至過濾元件上，避免這些雜質在未與過濾元件接觸之情況下就隨著流體通過過濾元件上的開孔。如此一來，能夠改善過濾裝置利用吸附方式來過濾雜質的能力。另外，施加電場的強度、頻率及方式是可以根據欲被過濾的雜質的不同特性而做調整，從而能夠產生相應及足夠的電場作用力來驅動這些雜質。

根據一些實施例，提供一種過濾裝置，包括一殼體、一過濾元件、及一電場產生單元。殼體具有一入口及一出口，其中入口允許一流體流入殼體，而出口允許流體流出殼體。過濾元件設置於入口與出口之間，用以藉由一吸附方式過濾流過過濾元件之流體中的雜質。電場產生單元配置用以產生一電場，使得前述雜質沿著電場的方向移動至過濾元件上。

根據一些實施例，電場產生單元包括一第一電極、一第二電極、及用於在第一電極與第二電極之間產生電場的一電源。第一電極設置於過濾元件靠近入口之一側，而第二電極設置於過濾元件靠近出口之另一側。

根據一些實施例，第一電極與第二電極設置於殼體之外。

根據一些實施例，第一電極與第二電極的至少其中一者設置於殼體之中。

根據一些實施例，過濾元件更具有複數個開孔，用於允許流體流過過濾元件，以及過濾流體中尺寸大於該些開孔的雜質。

根據一些實施例，提供一種過濾裝置，包括一殼體、一過濾元件、一電場產生單元、及一電極安裝機構。殼體配置成允許一流體流入及流出。過濾元件設置於殼體中前述流體的流動路線上，用以藉由一吸附方式過濾流體中的雜質。電場產生單元配置用以產生一電場，使得前述雜質沿著電場的方向移動至過濾元件上，其中電場產生單元包括一第一電極、一第二電極、及用於在第一電極與第二電極之間產生電場的一電源。電極安裝機構配置用以將第一電極及第二電極安裝至殼體上。

根據一些實施例，提供一種過濾在半導體製造中使用的一流體的方法，包括將流體流過一過濾元件。過濾方法更包括產生一電場，使得流體中的雜質沿著電場的方向移動至過濾元件上。此外，過濾方法包括藉由過濾元件吸附前述雜質以過濾流體。

根據一些實施例，前述電場為一直流電場。

根據一些實施例，直流電場的方向與過濾元件之表面不平行。

根據一些實施例，前述電場為一交流電場。

以上雖然詳細描述了實施例及它們的優勢，但應該理解，在不背離所附申請專利範圍限定的本揭露的精神和範圍的情況下，對本揭露可作出各種變化、替代和修改。此外，本申請的範圍不旨在限制於說明書中所述的製程、機器、製造、物質組成、工具、方法和步驟的特定實施例。作為本領域的普通技術人員將容易地從本揭露中理解，根據本揭露，可以利用 現有的或今後將被開發的、執行與在本揭露所述的對應實施例基本相同的功能或實現基本相同的結果的製程、機器、製造、物質組成、工具、方法或步驟。因此，所附申請專利範圍旨在將這些製程、機器、製造、物質組成、工具、方法或步驟包括它們的範圍內。此外，每一個申請專利範圍構成一個單獨的實施例，且不同申請專利範圍和實施例的組合都在本揭露的範圍內。

Claims (10)

1. 一種過濾裝置，包括：一殼體，具有一入口及一出口，該入口允許一流體流入該殼體，而該出口允許該流體流出該殼體；一過濾元件，設置於該入口與該出口之間，用以藉由一吸附方式過濾流過該過濾元件之該流體中的雜質；以及一電場產生單元，配置用以產生一電場，使得該些雜質沿著該電場的方向移動至該過濾元件上，其中該流體不會通過該電場產生單元。
2. 如申請專利範圍第1項所述的過濾裝置，其中該電場產生單元包括一第一電極、一第二電極、及用於在該第一電極與該第二電極之間產生該電場的一電源，該第一電極設置於該過濾元件靠近該入口之一側，而該第二電極設置於該過濾元件靠近該出口之另一側。
3. 如申請專利範圍第2項所述的過濾裝置，其中該第一電極與該第二電極設置於該殼體之外。
4. 如申請專利範圍第2項所述的過濾裝置，其中該第一電極與該第二電極的至少其中一者設置於該殼體之中。
5. 如申請專利範圍第1項所述的過濾裝置，其中該過濾元件更具有複數個開孔，用於允許該流體流過該過濾元件，以及過濾該流體中尺寸大於該些開孔的雜質。
6. 一種過濾裝置，包括：一殼體，配置成允許一流體流入及流出；一過濾元件，設置於該殼體中該流體的流動路線上，用以 藉由一吸附方式過濾該流體中的雜質；一電場產生單元，配置用以產生一電場，使得該些雜質沿著該電場的方向移動至該過濾元件上，其中該電場產生單元包括一第一電極、一第二電極、及用於在該第一電極與該第二電極之間產生該電場的一電源；以及一電極安裝機構，配置用以將該第一電極及該第二電極安裝至該殼體上，且該第一電極及該第二電極不與該流體接觸。
7. 一種過濾在半導體製造中使用的一流體的方法，包括：將該流體流過一過濾元件；產生一電場，使得該流體中的雜質沿著該電場的方向移動至該過濾元件上，其中該流體不會通過產生該電場的一電場產生單元；以及藉由該過濾元件吸附該些雜質以過濾該流體。
8. 如申請專利範圍第7項所述的過濾在半導體製造中所使用的一流體的方法，其中該電場為一直流電場。
9. 如申請專利範圍第8項所述的過濾在半導體製造中所使用的一流體的方法，其中該直流電場的方向與該過濾元件之表面不平行。
10. 如申請專利範圍第7項所述的過濾在半導體製造中所使用的一流體的方法，其中該電場為一交流電場。