CN110215759B - 过滤装置及过滤在半导体制造中使用的流体的方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种过滤装置，包括一壳体、一过滤元件、及一电场产生单元。壳体具有一入口及一出口，其中入口允许一流体流入壳体，而出口允许流体流出壳体。过滤元件设置于入口与出口之间，用以通过一吸附方式过滤流过过滤元件之流体中的杂质。电场产生单元配置用以产生一电场，使得前述杂质沿着电场的方向移动至过滤元件上。

Description

过滤装置及过滤在半导体制造中使用的流体的方法

技术领域

本公开涉及一种半导体技术，具体涉及一种用于过滤在半导体制造中使用到的各种流体的过滤装置及过滤方法。

背景技术

半导体装置被用于多种电子应用，例如个人电脑、手机、数码相机、及其他电子设备。半导体装置的制造通常涉及多道处理程序，例如包括光刻、蚀刻、离子注入、掺杂、退火、及封装等制造过程(以下简称作工艺)。在这些工艺中，可能使用到各种不同类型的流体或化学品，例如包括水、光致抗蚀剂、显影液、蚀刻液、研磨液、工艺或清洁用气体等。这些流体通常经过过滤之后才被输送至半导体制造设备以供使用。

虽然现有的过滤系统及过滤方法已经足以应付其需求，然而仍未全面满足。因此，需要提供一种可改善过滤流体中杂质的效果的方案。

发明内容

本公开一些实施例提供一种过滤装置，包括一壳体、一过滤元件、及一电场产生单元。壳体具有一入口及一出口，其中入口允许一流体流入壳体，而出口允许流体流出壳体。过滤元件设置于入口与出口之间，用以通过一吸附方式过滤流过过滤元件的流体中的杂质。电场产生单元配置用以产生一电场，使得前述杂质沿着电场的方向移动至过滤元件上。

本公开一些实施例提供一种过滤装置，包括一壳体、一过滤元件、一电场产生单元、及一电极安装机构。壳体配置成允许一流体流入及流出。过滤元件设置于壳体中前述流体的流动路线上，用以通过一吸附方式过滤流体中的杂质。电场产生单元配置用以产生一电场，使得前述杂质沿着电场的方向移动至过滤元件上，其中电场产生单元包括一第一电极、一第二电极、及用于在第一电极与第二电极之间产生电场的一电源。电极安装机构配置用以将第一电极及第二电极安装至壳体上。

本公开一些实施例提供一种过滤在半导体制造中使用的一流体的方法，包括将一流体流过一过滤元件。过滤方法还包括产生一电场，使得流体中的杂质沿着电场的方向移动至过滤元件上。此外，过滤方法包括通过过滤元件吸附前述杂质以过滤流体。

附图说明

图1显示根据一些实施例的一过滤系统的示意图。

图2A显示根据一些实施例，图1中的过滤装置(14)的剖面示意图。

图2B显示图2A中的过滤元件的局部立体示意图。

图2C显示根据一些实施例，过滤元件可以和过滤装置的盖体及槽体的底壁不平行的示意图。

图3A、图3B显示根据一些实施例，图1中的过滤装置(14)的剖面示意图。

图4显示根据一些实施例，图1中的过滤装置(15)的剖面示意图。

图5显示流体中的部分杂质可以被过滤元件吸附的示意图。

图6显示根据一些实施例，过滤装置还包括一电场产生单元的示意图。

图7显示流体中的杂质在受到交流电场的作用下会产生摆动行为的示意图。

图8显示根据一些实施例，电场产生单元的电极配置成不平行于过滤元件的示意图。

图9显示根据一些实施例，电场产生单元的电极设置于壳体中的示意图。

图10显示根据一些实施例，电场产生单元的电极的其他配置方式的示意图。

图11显示根据一些实施例的一过滤在半导体制造中使用的一流体的方法的流程图。

附图标记说明：

10～过滤系统；

11～储存槽；

12～半导体制造机台；

13～管路系统；

14～过滤装置；

15～过滤装置；

140～壳体；

141～槽体；

141A～侧壁；

141B～底壁；

142～盖体；

142A～入口；

142B～出口；

142C～排气口；

143～过滤元件；

143A～开孔；

143B～表面；

143C～表面；

150～壳体；

151～槽体；

152～盖体；

152A～入口；

152B～出口；

153～过滤元件；

153A～开孔；

153B～表面；

153C～表面；

154～电场产生单元；

1541～第一电极；

1542～第二电极；

1543～电源；

155～支架；

156～隔板；

200～过滤方法；

201～203～操作；

C～流体；

E～电场；

P1～部分/第一部分/外侧部分；

P2～部分/第二部分/内侧部分；

P1’、P2’～隔室；

X1、X2、X3～杂质；

α～夹角。

具体实施方式

以下公开内容提供许多不同的实施例或较佳范例以实施本案的不同特征。当然，本公开也可以许多不同形式实施，而不局限于以下所述的实施例。以下公开内容配合附图详细叙述各个构件及其排列方式的特定范例，是为了简化说明，使公开得以更透彻且完整，以将本公开的范围完整地传达予本领域普通技术人员。

在下文中所使用的空间相关用词，例如“在…下方”、“下方”、“较低的”、“上方”、“较高的”及类似的用词，是为了便于描述图示中一个元件或特征与另一个(些)元件或特征之间的关系。除了在附图中绘示的方位之外，这些空间相关用词也意欲包含使用中或操作中的装置的不同方位。装置可能被转向不同方位(旋转90度或其他方位)，而在此所使用的空间相关用词也可依此相同解释。

必须了解的是，未特别图示或描述的元件可以本领域普通技术人员所熟知的各种形式存在。此外，若实施例中叙述了一第一特征形成于一第二特征之上或上方，即表示其可能包含上述第一特征与上述第二特征是直接接触的情况，也可能包含了有附加特征形成于上述第一特征与上述第二特征之间，而使得上述第一特征与第二特征未直接接触的情况。

以下不同实施例中可能重复使用相同的元件标号和/或文字，这些重复是为了简化与清晰的目的，并非用以限定所讨论的不同实施例和/或结构之间有特定的关系。在附图中，结构的形状或厚度可能扩大，以简化或便于标示。

图1显示根据本公开一些实施例的一过滤系统10的示意图。过滤系统10可以用于过滤在半导体制造的多道工艺中使用到的各种流体C(或化学品)，例如包括水、光致抗蚀剂、显影液、蚀刻液、研磨液、工艺或清洁用气体等。

如图1所示，过滤系统10包括一储存槽11，用于在流体C被输送至一半导体制造机台12以供制造使用之前，提供储存及保护的功能。在一些实施例中，半导体制造机台12可以是一化学气相沉积机台、一物理气相沉积机台、一蚀刻机台、一热氧化机台、一离子注入机台、一化学机械研磨机台、一快速升温退火机台、一光刻机台、一扩散机台、或者执行其他类型的工艺的半导体制造机台。

根据所储存流体C的不同特性，储存槽11可以选用各种适合的材料，以避免例如储存槽11的材料与流体C发生反应而导致流体C的变质或污染。举例来说，当流体C是一负型显影液(negative tone developer，NTD)时，储存槽11可以选用不含聚乙烯(polyethylene，PE)或高密度聚乙烯的一材料，例如为聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene，PTFE)或过氟烷基化物(perfluoroalkoxy，PFA)等氟基聚合物(fluorine-based polymer)，借此避免负型显影液受到聚乙烯的污染。然而，当流体C为水或去离子水时，储存槽11也可以选用例如聚乙烯等塑胶材质，以降低材料成本。

再者，在半导体制造机台12开始执行工艺之前，储存在储存槽11的流体C可以经由一系列的管路系统13被输送至半导体制造机台12。在一些实施例中，管路系统13包括多个管道、泵、阀、及流量计等元件，用于将流体C在既定的时间内以既定的流量输送至半导体制造机台12。管路系统13的运作可以由一控制系统(图未示)来控制，且该控制系统可以为一独立的电脑控制系统或者耦合于半导体制造机台12的工艺控制系统中。

在一些实施例中，如图1所示，管路系统13中设置有多个过滤装置14及15，用于过滤流体C中的杂质(例如，流体C在调配或输送过程中可能掺入的微粒、金属离子或其他外来异物)，以避免这些杂质可能影响或伤害后续半导体制造机台12的工艺结果(例如，这些杂质可能刮伤在半导体制造机台12中进行处理的晶片的表面)。

请参照图2A，其显示根据一些实施例，图1中的过滤装置14的剖面示意图。过滤装置14包括一壳体140，其包括用于接收欲被过滤的流体C(图1)的一槽体141及用于封闭槽体141的一盖体142。槽体141可以设计成任何适于接收流体C及装载稍后将介绍的一过滤元件143的形状。在一些实施例中，槽体141包括一圆筒形的侧壁141A及连接于侧壁141A的一底壁141B，其中用于容纳流体C的一空间形成于侧壁141A与底壁141B之间。在另一些实施例中，槽体141也可以具有其他合适的形状，例如中空的方形、六边形、八边形、或其他多边形。

槽体141可以由和欲被过滤的流体C不会发生反应且能够承受流体压力的一材料制成。在一些实施例中，槽体141的材料包括不锈钢、镍、铝、上述金属的合金、或其他合适的金属或合金。在另一些实施例中，为了避免金属材料或离子污染欲被过滤的流体C而影响后续半导体工艺，可以进一步在槽体141的内侧形成例如铁氟龙(telfon)材质的一保护层。或者，槽体141的材料可以选用其他合适的塑胶材料(例如聚乙烯)或绝缘材料(例如聚四氟乙烯)，依据欲被过滤的流体C的特性来决定。至于盖体142一般选用与槽体141相同或相似的材料。

在一些实施例中，盖体142可以通过例如O形环、垫圈、或其他可选用的密封件(图未示)而贴附于槽体141上，借此避免槽体141中的流体C发生泄漏，同时又允许盖体142可以从槽体141上被移除以允许对槽体141内部进行处理(例如，将过滤元件143装载至槽体141中)。或者，盖体142也可以利用例如焊接或粘着等连接方式而与槽体141形成一体，借此达到气密地密封并可有效防止流体C发生泄漏。

在一些实施例中，如图2A所示，盖体142上可以形成有一入口142A及一出口142B，分别用于允许一欲被过滤的流体C流入壳体140及允许一经(过滤元件143)过滤的流体C流出壳体140(如图中的方向箭头所示)。或者，入口142A与出口142B也可能分别形成于槽体141的侧壁141A和/或底壁141B上。此外，为了便于(在管路系统13中)移除或更换过滤装置14，入口142A与出口142B还可以设有各种可选用的阀或管道接头(图未示)。

接着，请一并参照图2A及图2B，过滤装置1的壳体140中装设有一过滤元件143，例如为具有多孔结构的一薄膜(图2B)。过滤元件143可以设置在入口142A与出口142B之间，并将壳体140内部分隔成大致对称的两部分P1及P2。在一些实施例中，过滤元件143可以和盖体142及槽体141的底壁呈垂直(图2A)。入口142A是连接于第一部分P1，而出口142B是连接于第二部分P2，借此从入口142A进入壳体140的流体C在从出口离开壳体140之前需要流过过滤元件143(如图中的方向箭头所示)，从而能够被过滤元件143过滤。在另一些实施例中，过滤元件143也可以和盖体142及槽体141的底壁呈不垂直(如图2C所示)。

此外，过滤元件143也可以有其他不同的结构配置，只要其是设置于壳体140中流体C的流动路线上即可。例如，图3A显示在一些实施例中，过滤元件143(多孔性薄膜)也可以配置成连接盖体142，并将壳体140内部分隔成一内侧部分P2及围绕内侧部分P2的一外侧部分P1(从剖面观看时，过滤元件143呈大致矩形)，其中外侧部分P1连接入口142A，而内侧部分P2连接出口142B。如此一来，同样可以使得从入口142A进入壳体140的流体C在从出口离开壳体140之前需要流过过滤元件143(如图中的方向箭头所示)，从而能够被过滤元件143过滤。在另一些实施例中，也可以将入口142A与出口142B的位置互换，使得内侧部分P2连接入口142A，而外侧部分P1连接出口142B。在另一些实施例中，从剖面观看时，过滤元件143也可以呈大致梯形(如图3B所示)。

在图3A、图3B的实施例中，过滤装置14的盖体142上还形成有一排气口142C，其可用于可控制地(例如，通过前述控制系统来控制)排出在维护过滤装置14的期间或其他紧急情况下可能产生的气体，以便可控制地释放可能积聚在过滤装置14中的压力。此外，为了便于排气口142C的安装或操作，排气口142C也可以设有各种可选用的阀或管道接头(图未示)。

如图2B所示，过滤元件(薄膜)143具有多个开孔143A(贯通过滤元件143的相对表面143B、143C)，用于允许流体C流过过滤元件143(如图中的方向箭头所示)。同时，开孔143A可以作为过滤机构(filtering mechanism)，用于防止流体C中尺寸大于开孔143A的杂质通过过滤元件143。应了解的是，开孔143A的尺寸至少部分地取决于半导体制造机台12所执行的工艺的类型及要被过滤装置14(和过滤元件143)过滤的流体C的类型。举例来说，开孔143A的尺寸通常取决于期望被过滤除去的流体C中的杂质的尺寸，同时也须考虑其他因素，例如可能通过过滤装置14的流体压降(pressure drop)。在一些实施例中，开孔143A的截面形状可能选用圆形、三角形、方形、八边形、或其他多边形。

过滤元件143可以由对欲被过滤的流体C呈化学惰性的一材料制成，从而能够避免在过滤过程中流体C与过滤元件143发生反应而产生性质变化。在一些实施例中，过滤元件143的材料可以包括非极性聚合物(non-polar polymer)，例如超高分子聚乙烯(ultra-high molecular weight polyethylene，UPE)、聚四氟乙烯、或其他类似结构的非极性聚合物。借此，过滤元件143过滤特定尺寸的杂质的能力可以由开孔143A的尺寸来物理性地(或结构性)控制。

接着请一并参照图1及图4，图4显示根据一些实施例，图1中的过滤装置15的剖面示意图。当流体C经过滤装置14过滤之后，可以被输送至过滤装置15以进一步地从流体C中过滤除去更小的杂质。应了解的是，过滤装置15包括一壳体150，其包括用于接收欲被过滤的流体C(图1)的一槽体151及用于封闭槽体151的一盖体152。盖体152上可以形成有一入口152A及一出口152B，分别用于允许一欲被过滤的流体C流入壳体150及允许一经(稍后将介绍的过滤元件153)过滤的流体C流出壳体150(如图4中的方向箭头所示)。盖体152的入口152A可以通过一管道连接过滤装置14的出口142B。其中，过滤装置15的壳体150、槽体151、盖体152、入口152A、及出口152B与过滤装置14的壳体140、槽体141、盖体142、入口142A、及出口142B的前述设计(包括结构配置及材料等)均相似，故在此不再重复赘述。然而，在另一些实施例中，过滤装置15也可以采用与过滤装置14不同的设计(例如，两过滤装置分别采用图2A及图3中的设计)。

如图4所示，过滤装置15的壳体150中装设有一过滤元件153，例如为具有多孔结构的一薄膜。类似于前述过滤装置14中的过滤元件143，过滤元件153具有多个开孔153(以虚线表示，贯通过滤元件153的相对表面153B、153C)，可用于允许流体C流过过滤元件153，并防止流体C中尺寸大于开孔153A的杂质通过过滤元件153(也就是，能够通过开孔153A的尺寸调整来过滤不同尺寸的杂质)。过滤元件153与过滤元件143(图2A、图2B)之间的一差异在于，过滤元件153的开孔153A的尺寸更小于过滤元件143的开孔143A的尺寸，从而能够将流体C中更小的杂质(这些杂质可能会影响后续半导体制造机台12的工艺结果)过滤除去。

在另一些实施例中，也可能在过滤系统10中仅设置过滤装置15，并省略过滤装置14。

上述实施例中虽以薄膜作为一范例来说明过滤元件143、153的结构特征，但是其他具有开孔的结构(例如金属或陶瓷烧结网状结构或多孔性柱状结构)也可能用来作为过滤元件143、153。

进一步地，为了提高过滤元件153的过滤能力，其材料也可以改成选用不会污染欲被过滤的流体C的极性聚合物(polar polymer)，例如尼龙(nylon)或其他类似结构的极性聚合物，以吸附流体C中(不希望跑到半导体制造机台12端)的极性杂质或非极性杂质。应了解的是，本文中所述的“吸附”包含本领域普通技术人员所熟知的“物理吸附”与“化学吸附”(两种吸附机制可能同时单独作用或同时作用)，其中“化学吸附”(又称作“活性吸附”)指吸附时，分子和分子之间的作用力为离子键、共价键或金属键等化学键(bonding)，而“物理吸附”指吸附时，分子和分子之间的作用力为范德华力(Van der waals force)或静电引力等广义上的物理键。

请参照图5，其显示流体C中的部分杂质X1可以被过滤元件153吸附的示意图。如图5所示，流体C中的极性或非极性杂质要能够被过滤元件153吸附而过滤的前提是，这些杂质X1必须接触过滤元件153或非常地靠近过滤元件153(方有机会和过滤元件153之间形成化学或物理键结)，至于随着流体C移动(如图中的方向箭头所示)并与过滤元件153未发生接触或相隔一定距离的流体C中的杂质X2则无法被过滤元件153有效地吸附而除去。因此，为了提高流体C中的杂质移动至过滤元件153上的机会，进而改善过滤装置15利用吸附方式来过滤杂质的能力，本公开一些实施例还提出下列技术手段。

请参照图6，在一些实施例中，(除了在图4中介绍过的元件以外)过滤装置15还包括一电场产生单元154，其包括一第一电极1541、一第二电极1542、及一电源1543。第一电极1541与第二电极1542例如是由导电材质(例如金属)制成的两平面电极板，分别设置于过滤元件153的相反侧，例如第一电极1541可以设置于过滤元件153靠近入口152A的一侧，而第二电极1542可以设置于过滤元件153靠近出口152B的另一侧。电源1543用于施加一对应的(直流或交流)电压于第一电极1541与第二电极1542上，并在两者之间产生一(直流或交流)电场E。在图6的实施例中，为了避免电场E受到金属屏蔽效应(shielding effect)的影响，壳体150可以选用金属之外的其他合适的材料。

在一些实施例中，过滤装置15的壳体150外侧也具有多个延伸的支架155(电极安装机构)，分别用于安装及定位第一电极1541与第二电极1542至壳体150上。在图6的实施例中，支架155可以将第一电极1541与第二电极1542设置成与过滤元件153呈大致相互平行。支架155可以包括任何适合夹持、卡固、锁固或黏附第一电极1541与第二电极1542的机构(例如，在图6的实施例中的支架155是包括可以夹持电极边缘以达成固定的夹持机构)。另外，支架155可以使用与壳体相同或不同的材料。

通过上述配置，通过过滤装置15的流体C(图1)中欲被过滤的杂质(在电场E的作用下)可以沿着电场E的方向(如图中的方向箭头所示)移动至过滤元件153上。更详细而言，当电源1543提供一直流电压时(如图6所示)，在第一电极1541与第二电极1542之间可以产生一直流电场E，并使得流体C中欲被过滤的杂质X3(在电场E的作用下)可以沿着电场E的方向一致地移动至过滤元件153(靠近入口152A)的表面153B而被其吸附。在某些实施例中，直流电场E的电场方向大致垂直于过滤元件153。至于当电源1543提供一交流电压时(如图7所示)，在第一电极1541与第二电极1542之间可以产生一交流电场，其电场方向随着时间会发生变化(例如呈现正弦波形)，并使得流体C中欲被过滤的杂质X3(在电场E的作用下)可以沿着电场E的方向发生摆动而延长通过过滤元件153的时间，进而增加杂质X3与过滤元件153接触而被其吸附的机会。

相对于未提供电场的情况下，流体C中的杂质则只能够通过随机的扩散方式(扩散极限(diffusion limit)相当小)移动至过滤元件153上。因此，本实施例中的过滤装置15可以通过电场E作用力驱使流体C中欲被过滤的杂质X3以具方向性的方式移动(同时，能够增加杂质X3的扩散极限)，并提高这些杂质X3移动至过滤元件153上或与过滤元件153接触的机会，从而能够改善过滤装置15利用吸附方式来过滤杂质的能力。

应了解的是，使用电场目的在于克服欲被过滤的杂质X3扩散吸附至过滤组件153时所需跨越的能量障壁，以增进吸附效率，与此相近的关系词包括如扩散极限反应(diffusion limit reaction)或扩散极限吸附(diffusion limit adsorption)。此种效果在欲被过滤的杂质X3浓度极低时更为显著，故能够有效地避免不希望存在于半导体制造机台12端之杂质导致后续制程发生缺陷(defect)。一般半导体制程中，理想的缺陷比例需控制在约1～100counts/12inch wafer以下。

在一些实施例中，电源1543所提供电压的大小和/或频率是可以根据流体C中欲被过滤的(不论极性或非极性)杂质的不同特性来进行控制及调整，从而能够产生相应及足够的电场E作用力来驱动这些杂质。举例来说，当欲被过滤的杂质是极性杂质时，可以控制(例如通过人为或电脑控制)电源1543提供较低压的直流或交流电压，并通过所产生的电场E与这些极性杂质之间的静电引力来驱动杂质。另一方面，当欲被过滤的杂质是非极性杂质时，则可以控制电源1543提供较高压的直流或交流电压，并通过所产生的电场E与这些非极性杂质之间的诱导偶极力来驱动杂质。在一些实施例中，电源1543所提供的电压大小范围介于0.5V(伏特)至1000V，而电源1543所提供的电压频率介于0Hz(赫兹)至100KHz。

另外，电源1543所提供电压的大小也可以根据欲被过滤的杂质的大小不同来相应地做调整。举例来说，当欲被过滤的杂质具有较大的尺寸时，电源1543可以提供较高压的电压，以产生足够的电场E作用力来驱动这些杂质。相反地，当欲被过滤的杂质具有较小的尺寸时，电源1543则可以仅提供较低压的电压，以减少能源消耗。

另外，根据欲被过滤的杂质受到电场E作用力驱动的难易不同，电源1543也可以一连续方式或非连续方式来提供电压，以产生一连续电场或非连续电场。举例来说，当欲被过滤的杂质是非极性杂质和/或具有较大的尺寸时，电源1543可以在流体C通过过滤装置15的期间连续地提供一较高压的直流或交流电压，以产生连续及足够的电场E作用力来驱动这些杂质，使其顺利地移动至过滤元件153上。相反地，当欲被过滤的杂质是极性杂质和/或具有较小的尺寸时，电源1543则可以在流体C通过过滤装置15的期间非连续地(也就是，间断地)提供一较低压的直流或交流电压，如此也可以产生足够驱动这些杂质的电场E作用力。

也应了解的是，本揭露实施例使用电场来增进过滤组件153的过滤效率，与传统的毛细管电泳分离技术之间的差异包括，毛细管电泳分离技术并未利用到过滤组件153(过滤薄膜)，而是直接利用电场作用力致使流体中大小不同的带电粒子产生不同的移动速率以达到分离效果，因此需要施加一相当大的电场(例如施加电压至少需大于20KV)。相对地，本发明实施例使用电场主要是为了增进欲被过滤的杂质X3扩散吸附至过滤组件153的机会，因此可相对低于毛细管电泳所使用的高电压。另外，毛细管电泳仅适用于微量分离(例如μL)，而本揭露实施例之过滤装置15则可以用于过滤较大量的流体(例如大于1L)。

本公开实施例还可以有许多其他的变化及修改。举例来说，图8显示根据一些实施例，壳体150外侧的支架155可以被调整并将电场产生单元154的第一电极1541与第二电极1542设置成不平行于过滤元件153，使得电场产生单元154所产生的(例如直流)电场E的方向可以与过滤元件153的表面153B之间形成角度介于0度至180度之间(但不包含0度、90度及180度)的一夹角α，例如夹角α呈45度。如此一来，相对于电场E的方向大致垂直于过滤元件153(也就是，第一电极1541与第二电极1542和过滤元件153呈大致平行)的情况，除了流体C中欲被过滤的杂质X3仍可以沿着电场E的方向移动至过滤元件153上之外，也可以减少这些杂质X3从过滤元件153的开孔153A轻易通过的机会(以倾斜方式入射可以增加杂质X3与开孔153A侧壁接触的机会)，以改善过滤装置15利用吸附方式来过滤杂质的能力。

图9显示根据一些实施例，电场产生单元154的第一电极1541与第二电极1542也可以设置于壳体150之中。如图9所示，第一电极1541与第二电极1542可以分别设置于壳体150中由隔板156进一步隔出的隔室P1’及P2’中，当盖体152与槽体151连接时，隔室P1’及P2’与壳体150中的其他空间不会连通，借此避免第一电极1541与第二电极1542和欲被过滤的流体C接触而可能污染流体C或造成流体C变质。电场产生单元154的电源1543可以通过导线穿过盖体152上的配线开孔(图未示)以提供电压至第一电极1541与第二电极1542。

在图9的实施例中，隔板156可以选用金属之外的其他合适的材料，以避免电场E受到金属屏蔽效应的影响。在一些实施例中，若欲被过滤的流体C没有可能被金属材料或离子污染的疑虑，也可以将第一电极1541与第二电极1542直接设置于壳体150中(分别设置于第一部分P1及第二部分P2中)，并省略隔板156。另外，虽然未明确显示于图9中，隔室P1’及P2’可以设计成具有足够大的空间和/或具有定位结构以允许第一电极1541与第二电极1542配置成不平行于过滤元件153或与过滤元件153形成适当的夹角。

图10显示根据一些实施例，过滤装置15可以具有与图3中的过滤装置14相似的结构设计。此外，电场产生单元154的一电极(例如第一电极1541，为一条状或棒状电极)可以设置于壳体150中的内侧部分P2中(也就是，过滤元件153是围绕于第一电极1541外侧)。虽然未图示，第一电极1541可以设置在形成于盖体152内侧的一隔室中或者通过其他可选用的机构而耦合至盖体152内侧。至于电场产生单元154的另一电极(例如第二电极1542，为一环状电极)可以相对地设置于靠近壳体150侧壁的一环状隔室P1’(由隔板156所隔出)中。电场产生单元154的电源1543可以通过导线穿过盖体152上的配线开孔(图未示)以提供电压至第一电极1541与第二电极1542。在另一些替代实施例中，第二电极1542也可以通过从壳体150外侧延伸的支架155(图6、图8)而定位于壳体150之外。

本公开一些实施例也提供一种过滤方法200，如图11中的流程图所示。为了说明，将配合参照图1及图4至图10一起描述流程图。首先，过滤方法200包括操作201：将一流体流过一过滤元件。在一些实施例中，一流体C(例如包括水、光致抗蚀剂、显影液、蚀刻液、研磨液、工艺或清洁用气体等)是在经由一管路系统13输送至一半导体制造机台12以供半导体制造使用之前，会先流过至少一过滤装置15(其中装设有例如一多孔性薄膜的过滤元件153)以过滤其中可能影响或伤害半导体制造机台12的工艺结果的杂质(例如微粒、金属离子或其他异物)。

接着，过滤方法200还包括操作202：产生一电场，使得流体中欲被过滤的杂质沿着电场的方向移动至过滤元件上。在一些实施例中，提供一电场产生单元154，并利用电场产生单元154产生通过过滤元件153的一电场E。电场E可以是一直流电场，且其电场方向可以与过滤元件153的表面153B呈不平行，例如电场E的方向与表面153B之间可以形成角度例如介于0度至180度之间(但不包含0度及180度)的一夹角α。或者，电场E也可以是一电场方向随着时间会变化的一交流电场。另外，电场E可以是一连续电场或非连续电场，依据流体C中欲被过滤的杂质X3的特性(例如是否带极性或尺寸大小等)来决定。在电场E的作用下，这些杂质X3可以沿着电场E的方向移动至过滤元件153上。

此外，过滤方法200还包括操作203：通过过滤元件吸附前述杂质以过滤流体。在一些实施例中，过滤元件153的材料可以改成选用不会污染欲被过滤的流体C的极性聚合物(polar polymer)，例如尼龙或其他类似结构的极性聚合物，以吸附(包括“化学吸附”及“物理吸附”)通过电场E导引至过滤元件153上的(极性或非极性)杂质X3。另外，过滤元件153同时也具有多个开孔153A，用于允许流体C流过过滤元件153，以及过滤流体C中尺寸大于所述多个开孔153A的杂质。

综上所述，本公开实施例具有以下优点：通过施加电场可主动地驱使流体中欲被过滤的杂质沿着电场的方向移动至过滤元件上，避免这些杂质在未与过滤元件接触的情况下就随着流体通过过滤元件上的开孔。如此一来，能够改善过滤装置利用吸附方式来过滤杂质的能力。另外，施加电场的强度、频率及方式是可以根据欲被过滤的杂质的不同特性而做调整，从而能够产生相应及足够的电场作用力来驱动这些杂质。

根据一些实施例，提供一种过滤装置，包括一壳体、一过滤元件、及一电场产生单元。壳体具有一入口及一出口，其中入口允许一流体流入壳体，而出口允许流体流出壳体。过滤元件设置于入口与出口之间，用以通过一吸附方式过滤流过过滤元件的流体中的杂质。电场产生单元配置用以产生一电场，使得前述杂质沿着电场的方向移动至过滤元件上。

根据一些实施例，电场产生单元包括一第一电极、一第二电极、及用于在第一电极与第二电极之间产生电场的一电源。第一电极设置于过滤元件靠近入口的一侧，而第二电极设置于过滤元件靠近出口的另一侧。

根据一些实施例，第一电极与第二电极设置于壳体之外。

根据一些实施例，第一电极与第二电极的至少其中一者设置于壳体之中。

根据一些实施例，过滤元件更具有多个开孔，用于允许流体流过过滤元件，以及过滤流体中尺寸大于所述多个开孔的杂质。

根据一些实施例，提供一种过滤装置，包括一壳体、一过滤元件、一电场产生单元、及一电极安装机构。壳体配置成允许一流体流入及流出。过滤元件设置于壳体中前述流体的流动路线上，用以通过一吸附方式过滤流体中的杂质。电场产生单元配置用以产生一电场，使得前述杂质沿着电场的方向移动至过滤元件上，其中电场产生单元包括一第一电极、一第二电极、及用于在第一电极与第二电极之间产生电场的一电源。电极安装机构配置用以将第一电极及第二电极安装至壳体上。

根据一些实施例，提供一种过滤在半导体制造中使用的一流体的方法，包括将一流体流过一过滤元件。过滤方法还包括产生一电场，使得流体中的杂质沿着电场的方向移动至过滤元件上。此外，过滤方法包括通过过滤元件吸附前述杂质以过滤流体。

根据一些实施例，前述电场为一直流电场。

根据一些实施例，直流电场的方向与过滤元件的表面不平行。

根据一些实施例，前述电场为一交流电场。

以上虽然详细描述了实施例及它们的优势，但应该理解，在不背离所附权利要求限定的本公开的构思和范围的情况下，对本公开可作出各种变化、替代和修改。此外，本申请的范围不旨在限制于说明书中所述的工艺、机器、制造、物质组成、工具、方法和步骤的特定实施例。作为本领域的普通技术人员将容易地从本公开中理解，根据本公开，可以利用现有的或今后将被开发的、执行与在本公开所述的对应实施例基本相同的功能或实现基本相同的结果的工艺、机器、制造、物质组成、工具、方法或步骤。因此，所附权利要求旨在将这些工艺、机器、制造、物质组成、工具、方法或步骤包括它们的范围内。此外，每一个权利要求构成一个单独的实施例，且不同权利要求和实施例的组合都在本公开的范围内。

Claims (9)

1.一种过滤装置，包括：

一壳体，具有一入口及一出口，该入口允许一流体流入该壳体，而该出口允许该流体流出该壳体；

一过滤元件，设置于该入口与该出口之间，用以通过一吸附方式过滤流过该过滤元件之该流体中的杂质；以及

一电场产生单元，包括一第一电极、一第二电极、及用于在该第一电极与该第二电极之间产生一电场的一电源，该电场使得所述多个杂质沿着该电场的方向移动至该过滤元件上，其中该流体不会接触该电场产生单元的该第一电极与该第二电极，其中该第一电极与该第二电极设置成不平行于该过滤元件，使得该电场产生单元所产生的该电场的方向与该过滤元件的表面之间形成一夹角，该夹角不为0度、90度及180度。

2.如权利要求1所述的过滤装置，其中该第一电极设置于该过滤元件靠近该入口的一侧，而该第二电极设置于该过滤元件靠近该出口的另一侧。

3.如权利要求1所述的过滤装置，其中该第一电极与该第二电极设置于该壳体之外。

4.如权利要求1所述的过滤装置，其中该第一电极与该第二电极的至少其中一者设置于该壳体之中。

5.如权利要求1所述的过滤装置，其中该过滤元件还具有多个开孔，用于允许该流体流过该过滤元件，以及过滤该流体中尺寸大于所述多个开孔的杂质。

6.一种过滤装置，包括：

一壳体，配置成允许一流体流入及流出；

一过滤元件，设置于该壳体中该流体的流动路线上，用以通过一吸附方式过滤该流体中的杂质；

一电场产生单元，配置用以产生一电场，使得所述多个杂质沿着该电场的方向移动至该过滤元件上，其中该电场产生单元包括一第一电极、一第二电极、及用于在该第一电极与该第二电极之间产生该电场的一电源，其中该第一电极与该第二电极设置成不平行于该过滤元件，使得该电场产生单元所产生的该电场的方向与该过滤元件的表面之间形成一夹角，该夹角不为0度、90度及180度；以及

一电极安装机构，配置用以将该第一电极及该第二电极安装至该壳体上，且该第一电极及该第二电极不与该流体接触。

7.一种过滤在半导体制造中使用的一流体的方法，包括：

将该流体流过一过滤元件；

通过一电场产生单元产生一电场，使得该流体中的杂质沿着该电场的方向移动至该过滤元件上，其中该电场产生单元包括一第一电极、一第二电极、及用于在该第一电极与该第二电极之间产生该电场的一电源，该第一电极与该第二电极设置成不平行于该过滤元件，使得该电场产生单元所产生的该电场的方向与该过滤元件的表面之间形成一夹角，该夹角不为0度、90度及180度，其中该流体不会接触该电场产生单元的该第一电极与该第二电极；以及

通过该过滤元件吸附所述多个杂质以过滤该流体。

8.如权利要求7所述的过滤在半导体制造中使用的一流体的方法，其中该电场为一直流电场。

9.如权利要求7所述的过滤在半导体制造中使用的一流体的方法，其中该电场为一交流电场。

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