CN208356270U - 过滤器的纯化系统 - Google Patents

Abstract

一种过滤器的纯化系统，包含过滤器放置架、化学溶液供液系统、第一压力感测器、化学溶液排液系统、第二压力感测器及气泡感测器。过滤器放置架用以装载过滤器。化学溶液供液系统包含供液源、及第一管线连接供液源与过滤器放置架。第一压力感测器设于第一管线上，且配置以感测化学溶液在第一管线中的第一压力。化学溶液排液系统包含排液源、及第二管线连接过滤器放置架与排液源。第二压力感测器设于第二管线上，且配置以感测化学溶液在第二管线中的第二压力。气泡感测器设于第二管线上，且介于第二压力感测器与排液源之间。利用压力感测器与气泡感测器来监控过滤器的纯化结果，可达到节省纯化过滤器的化学溶液消耗量以及缩减纯化时间的功效。

Description

过滤器的纯化系统

技术领域

本实用新型是有关于一种纯化技术，且特别是有关于一种过滤器的纯化系统。

背景技术

半导体制程中所使用的化学溶液，例如去离子水(DIW)、碱性溶液、酸性溶液、以及光阻液等，其洁净度要求非常高。因此，必须移除化学溶液中的杂质或污染物，以避免这些杂质或污染物影响微元件制造的良率。一般是利用过滤器来移除化学溶液中的杂质或污染物，透过过滤器的滤芯等过滤介质来移除化学溶液中的任何污染物，以获得具有所需洁净度的化学溶液。

使用过滤器来过滤化学溶液之前，由于过滤器本身可能存有杂质或污染物，因此必须先清洁过滤器，以避免过滤器中的杂质或污染物流至化学溶液内。此外，过滤器的滤芯内部的空隙有气体残留，因此当化学溶液经过过滤器时，滤芯内部的气体会溶入化学溶液中而在化学溶液中形成气泡，这些气泡也会影响制程良率。

实用新型内容

因此，本实用新型的一目的就是在提供一种过滤器的纯化系统，其可预先移除过滤器本身的杂质或污染物，并可透过监控过滤器的纯化结果，而达到节省纯化过滤器的化学溶液消耗量以及缩减纯化时间的功效。

根据本实用新型的上述目的，提出一种过滤器的纯化系统。此过滤器的纯化系统包含过滤器放置架、化学溶液供液系统、第一压力感测器、化学溶液排液系统、第二压力感测器、以及气泡感测器。过滤器放置架配置以装载过滤器。化学溶液供液系统包含供液源、以及第一管线连接供液源与过滤器放置架，其中供液源配置以供应过滤器化学溶液。第一压力感测器设于第一管线上，且配置以感测化学溶液在第一管线中的第一压力。化学溶液排液系统包含排液源、以及第二管线连接过滤器放置架与排液源，其中排液源配置以容置经由过滤器所排出的化学溶液。第二压力感测器设于第二管线上，且配置以感测化学溶液在第二管线中的第二压力。气泡感测器设于第二管线上，且介于第二压力感测器与排液源之间，其中气泡感测器配置以感测通过的化学溶液中是否有气泡。

依据本实用新型的一实施例，上述过滤器的纯化系统还包含控制器，与第一压力感测器及第二压力感测器信号连接，其中控制器配置以接收第一压力感测器与第二压力感测器所感测到的第一压力与第二压力，并计算第一压力与第二压力之间的压力差，且判断此压力差是否保持在一预设范围内。

依据本实用新型的一实施例，上述的控制器与气泡感测器信号连接，且控制器更配置以接收气泡感测器的感测结果，并根据压力差是否保持在预设范围内的判断结果与气泡感测器的感测结果来判断过滤器是否已完成纯化。

依据本实用新型的一实施例，上述的过滤器的纯化系统还包含微粒子计数器，其中此微粒子计数器设于第二管线上，且配置以侦测化学溶液内的杂质或污染物含量。

依据本实用新型的一实施例，上述的过滤器的纯化系统还包含化学溶液再利用系统。此化学溶液再利用系统包含储液槽、第三管线、第四管线、以及过滤模组。第三管线连接储液槽与位于气泡感测器和排液源之间的第二管线，且配置以在压力差保持在预设范围内时，从第二管线将化学溶液传送到储液槽。第四管线连接储液槽与位于供液源与第一压力感测器之间的第一管线，且配置以将储液槽的化学溶液传送至第一管线。过滤模组设于第四管线上，且配置以过滤流过第四管线的化学溶液。

依据本实用新型的一实施例，上述过滤器的纯化系统还包含预过滤模组，设于第一管线上，且介于供液源与第一压力感测器之间，其中此预过滤模组配置以预先过滤化学溶液。

依据本实用新型的一实施例，上述的预过滤模组包含多个过滤装置依序串联设置在供液源与第一压力感测器之间，这些过滤装置的过滤尺寸由供液源至第一压力感测器的方向递减。

依据本实用新型的一实施例，上述的气泡感测器为超音波式气泡感测器或光电式气泡感测器。

依据本实用新型的一实施例，上述过滤器的纯化系统还包含多个储液槽以及多个废液槽。这些储液槽并联地设于第一管线上，且介于供液源与第一压力感测器之间，其中这些储液槽配置以储放由供液源供应的化学溶液。废液槽并联地设于第二管线上，且介于气泡感测器与排液源之间，其中这些废液槽配置以储放经由过滤器所排出的化学溶液。

附图说明

为让本实用新型的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：

图1是绘示依照本实用新型的一实施方式的一种过滤器的纯化系统的装置示意图；

图2是绘示利用本实用新型的一实施方式的一种过滤器的纯化系统进行过滤器纯化时，第一压力与第二压力的压力差对纯化时间的曲线图；

图3是绘示依照本实用新型的一实施方式的一种过滤器的纯化系统的装置示意图；

图4是绘示依照本实用新型的一实施方式的一种过滤器的纯化系统的装置示意图；以及

图5是绘示依照本实用新型的一实施方式的一种过滤器的纯化系统的装置示意图。

具体实施方式

请参照图1，其是绘示依照本实用新型的一实施方式的一种过滤器的纯化系统的装置示意图。过滤器的纯化系统100可用以预先移除过滤器110本身的杂质或污染物，来达到纯化过滤器110的效果。在一些实施例中，过滤器的纯化系统100主要可包含过滤器放置架120、化学溶液供液系统130、第一压力感测器140、化学溶液排液系统150、第二压力感测器160、以及气泡感测器170。

过滤器放置架120是配置以装载待纯化的过滤器110。过滤器放置架120具有容置空间122，过滤器110可放在此容置空间122中。化学溶液供液系统130包含供液源132以及第一管线134。第一管线134连接供液源132与过滤器放置架120。供液源132是配置以透过第一管线134来供应纯化此过滤器110所需的化学溶液给过滤器放置架120中的过滤器110。借此，可利用此化学溶液来清洁过滤器110与填充过滤器110的滤芯的空隙。供液源132可为供液槽或厂务供液源。化学溶液的种类取决于使用过滤器110的制程，而可为去离子水、酸性溶液、碱性溶液或有机溶液，例如光阻液。

化学溶液排液系统150包含排液源152以及第二管线154。第二管线154连接过滤器放置架120与排液源152。排液源152可为排液槽或厂务排液源。排液源152是配置以容置经由过滤器110所排出的化学溶液。当纯化用的化学溶液流经过滤器110，而带走过滤器110内的污染物后，会流往排液源152进行排除。

过滤器的纯化系统100采用监控压力的方式来协助监控过滤器110的纯化结果。第一压力感测器140设于第一管线134上，且配置以感测化学溶液流通在第一管线140中的第一压力。第二压力感测器160则设于第二管线154上，且配置以感测化学溶液在第二管线154中流通的第二压力。第一压力可视为过滤器110的入口侧压力，第二压力可视为过滤器110的出口侧压力。

在本实施方式中，过滤器的纯化系统100亦利用气泡感测器170来协助监控过滤器110的纯化结果。气泡感测器170设于第二管线154上，且介于第二压力感测器160与排液源152之间。气泡感测器170是配置以感测通过的化学溶液中是否含有气泡。在一些例子中，气泡感测器170为超音波式气泡感测器或光电式气泡感测器，借此气泡感测器170可以非接触式的方式来进行气泡的检测。在一些示范例子中，气泡感测器170可用以检测直径介于约1mm至约0.001mm之间的气泡。

在一些例子中，请再次参照图1，过滤器的纯化系统100更可包含控制器180。控制器180可例如为具有中央处理单元(CPU)的电子装置。在一些示范例子中，控制器180可为桌上型电脑或平板电脑等装置。控制器180与第一压力感测器140及第二压力感测器160信号连接。举例而言，控制器180可利用导线，或者蓝牙传输技术、红外线传输技术来与第一压力感测器140及第二压力感测器160信号连接。控制器180可配置以接收第一压力感测器140所感测到的第一压力与第二压力感测器160所感测到的第二压力，并计算第一压力与第二压力之间的压力差，更进一步根据压力差随纯化时间的变化来判断压力差是否保持在一预设范围内。

控制器180可进一步与气泡感测器170信号连接举例而言，控制器180可利用导线，或者蓝牙传输技术、红外线传输技术来与气泡感测器170信号连接。控制器180可配置以接收气泡感测器170所传来的感测结果，并同时根据第一压力与第二压力之间的压力差是否保持在预设范围内的判断结果、以及气泡感测器170的感测结果来判断过滤器110是否已完成纯化。

请同时参照图1与图2，其中图2是绘示利用本实用新型的一实施方式的一种过滤器的纯化系统进行过滤器纯化时，第一压力与第二压力的压力差对纯化时间的曲线图。利用过滤器的纯化系统100纯化过滤器110时，先将待纯化的过滤器110放置在过滤器放置架120的容置空间122中。接着，利用由供液源提供纯化所需的化学溶液，并利用第一管线134将化学溶液传送至过滤器放置架120内的过滤器110中，以利用化学溶液来移除过滤器110内的杂质或污染物。在此同时，利用第一压力感测器140来感测欲进入过滤器110的化学溶液的第一压力。流经过滤器110的化学溶液接着进入第二管线154，而排入排液源152。同时，可利用第二压力感测器160来感测由过滤器110排出的第二压力。并且，利用气泡感测器170来监控自过滤器110排出的化学溶液中是否含有气泡。

控制器180取得进入过滤器110的化学溶液的第一压力、以及排出过滤器110的化学溶液的第二压力后，可计算第一压力与第二压力之间的压力差，并观察与统计分析压力差随纯化时间的变化，而借此来判断过滤器110的纯化结果。在一些示范例子中，如图2所示，过滤器110的纯化过程大致上可分成第一阶段210、第二阶段220、以及第三阶段230。第一阶段210为纯化时间从0至第一时间T1之间，由于过滤器110内部的滤芯的空隙以及污染物阻碍，导致化学溶液进入过滤器110的第一压力较高而离开过滤器110的第二压力相对很低，因此第一压力与第二压力之间的压力差值偏高。第二阶段220为纯化时间介于第一时间T1至第二时间T2之间，随着供液源132提供的化学溶液持续流进过滤器110来清洗过滤器110，化学溶液持续填充过滤器110的内部滤芯的空隙，并冲除过滤器110内的污染物以及气泡，如此使得第一压力逐渐下降而第二压力则往上升，因此第一压力与第二压力之间的压力差值逐渐降低。最后，第三阶段230为纯化时间介于第二时间T2至第三时间T3之间，此时由于过滤器110中的污染物及气泡排出，且过滤器110的内部滤芯已充满洁净的化学溶液，因此第一压力和第二压力均趋于稳定，且第一压力与第二压力之间的压力差值则保持在一定数值。此时，化学溶液供液系统130即可停止供液，而完成过滤器110的纯化。另外，可进一步搭配气泡感测器170监控过滤器110所排出的化学溶液中是否含有气泡，来更完整判断过滤器110的纯化是否完成，借此可提升监控过滤器110的纯化终点的准确性。

过滤器的纯化系统100透过压力监控与气泡监控的方式来观察与判断过滤器110的纯化结果，因此过滤器的纯化系统100的应用更可有效地控制过滤器110纯化所需的时间以及化学溶液的消耗量，进而可节省过滤器110的纯化成本。

请参照图3，其是绘示依照本实用新型的一实施方式的一种过滤器的纯化系统的装置示意图。过滤器的纯化系统100a与上述实施方式的过滤器的纯化系统100的架构大致相同，二者之间的差异在于，过滤器的纯化系统100a还包含预过滤模组190，以提升纯化的化学溶液的洁净度。

预过滤模组190设置于第一管线134上，且可介于供液源132与第一压力感测器140之间。此预过滤模组190配置以预先过滤经由第一管线134而传送至过滤器放置架120的化学溶液。预过滤模组190可包含一或多个过滤装置。在一些例子中，如图3所示，预过滤模组190包含数个过滤装置190a与190b，其中这些过滤装置190a与190b设置在供液源132与第一压力感测器140之间且依序串联。此外，这些过滤装置190a与190b的过滤尺寸由供液源132至第一压力感测器140的方向递减。亦即，过滤装置190a的过滤尺寸大于过滤装置190b的过滤尺寸。预过滤模组190可提升纯化用的化学溶液本身的洁净度，因此可防止外来的污染物以及杂质进入纯化过程，进而可提升过滤器110的纯化过程中的洁净度。

请参照图4，其是绘示依照本实用新型的一实施方式的一种过滤器的纯化系统的装置示意图。过滤器的纯化系统100b与上述实施方式的过滤器的纯化系统100a的架构大致相同，二者之间的差异在于，过滤器的纯化系统100b还包含化学溶液再利用系统300。由于在纯化过程后段，即图2中的第三阶段230，过滤器110所排出的化学溶液基本上已相当洁净，无污染物或气泡，因此可收集第三阶段230的化学溶液来作为纯化的供液来源或其他再利用，以便节省化学溶液的消耗量。

在一些例子中，化学溶液再利用系统300主要包含储液槽310、第三管线320、第四管线330、以及过滤模组。储液槽310可用以储存纯化过程的后段，例如在图2的纯化过程的第三阶段230时过滤器110所排出的化学溶液。举例而言，储液槽310的材质可采用过氟烷基化物(polyfluoroalkoxy，PFA)或聚四氟乙烯(polytetrafluoroethene，PTFE)等耐化性高的塑胶材质。

第三管线320连接储液槽310与位于气泡感测器170和排液源152之间的第二管线154的部分。在一些例子中，第三管线320配置以在图2的纯化过程的第三阶段230，即第一压力差与第二压力差保持在预设范围内时，从第二管线154将化学溶液传送到储液槽310。

第四管线330连接储液槽310与位于供液源132与第一压力感测器140之间的第一管线134的部分。第四管线330配置以将储液槽310的化学溶液传送至第一管线134，来回收再利用。

由于储液槽310的化学溶液是要回收来作为纯化过滤器110的液体，因此过滤模组340可设于第四管线330上，并配置以过滤流过第四管线330的化学溶液。利用过滤模组340再过滤回收使用的化学溶液，可确保纯化用的化学溶液的洁净度。过滤模组340可包含一或多个过滤装置。在一些示范例子中，过滤模组340包含数个过滤装置340a与340b，且这些过滤装置340a与340b彼此串联。这些过滤装置340a与340b的过滤尺寸由储液槽310至第一管线134的方向递减。亦即，过滤装置340a的过滤尺寸大于过滤装置340b的过滤尺寸。

化学溶液再利用系统300的运作程序为，当一过滤器110的纯化过程已到达如图2中的第三阶段230时，传送过滤器110排出的管路由原本的第二管线154切换至第三管线320，以利用第三管线320将过滤器110排出的化学溶液传送至储液槽310中备用。后续再利用这些化学溶液时，储液槽310开始经由第四管线330供应所储存的化学溶液，并利用过滤模组340将流过的化学溶液中可能的污染物或杂质排除，以确保供应至过滤器放置架120中的化学溶液的洁净度。借此，可达到节省化学溶液的消耗量的效果。举例而言，储液槽310可利用泵浦或气体加压等方式来供应化学溶液至第一管线134。

请参照图5，其是绘示依照本实用新型的一实施方式的一种过滤器的纯化系统的装置示意图。过滤器的纯化系统100c与图3的过滤器的纯化系统100a的架构大致相同，二者之间的主要差异在于，过滤器的纯化系统100c还包含数个储液槽350与352、以及数个废液槽360与362。在本实施方式中，过滤器的纯化系统100c的供液源132为非连续性供液，因此在第一管线134处加入储液槽350与352，以及在第二管线154处加入废液槽360与362，来达到连续性供液以及连续纯化功能。

储液槽350与352设于第一管线134上，且介于供液源132与第一压力感测器140之间。储液槽350与352利用第五管线354与第六管线356来使彼此并联。储液槽350与352配置以储放由供液源132所供应的化学溶液。

另一方面，废液槽360与362设于第二管线154上，且介于气泡感测器170与排液源152之间。废液槽360与362利用第七管线364与第八管线366来使彼此并联。废液槽360与362配置以储放经由过滤器110所排出的化学溶液。

过滤器的纯化系统100c在操作上可分成两个循环。第一循环：当供液源132开始供应化学溶液时，先经由第一管线134将储液槽350注满化学溶液，在达到储液槽350的液位上限后，供液源132停止供应化学溶液，并开始进行过滤器110的纯化制程，而通过过滤器110的化学溶液则经由第二管线154，进入废液槽360储存。在储液槽350供应化学溶液予过滤器110来进行纯化制程时，供液源132会进行切换而透过第一管线134与第五管线354将化学溶液供应给储液槽352，并补充化学溶液直到储液槽352的液位上限后停止供应化学溶液，以备第二循环使用。第二循环：当储液槽350的液位降到下限时，进行管线切换而改以储液槽352经由第六管线356与第一管线134提供过滤器110纯化用的化学溶液，借此可提供连续进行过滤器110纯化的功能。而此时流经过滤器110的化学溶液会切换而改从第七管线364进入废液槽362，而废液槽360中的化学溶液则经由第二管线154排到排液源152，直到液位下限为止。同样，在储液槽352供应化学溶液进行过滤器110的纯化制程时，供液源132会切换而改供应化学溶液给储液槽350，并补充化学溶液直到储液槽350的液位上限后停止供液，以备下一次的第一循环使用。重复进行上述两个循环即可解决非连续性供液造成的问题。

在一些例子中，请再次参照图5，过滤器的纯化系统100c更可包含微粒子计数器370。微粒子计数器370设于第二管线154上。微粒子计数器370可配置以侦测过滤器110所排出的化学溶液内的杂质或污染物含量。微粒子计数器370可利用导线等有线、或蓝牙与红外线等无线传输方式，而与控制器180信号连接。微粒子计数器370可将侦测到的杂质或污染物含量资讯传送到控制器180，来进一步监控过滤器110的纯化结果。另外，也可对第二管线154内流通的化学溶液进行取样，再使用如感应耦合等离子原子发射光谱仪(inductivelycouple plasma optical emission spectrometry，ICP-OES)等元素分析仪进行化学溶液中的杂质或污染物分析，借此也可达到监控过滤器的纯化结果的功能。

由上述的实施方式可知，本实用新型的一优点就是因为本实用新型的过滤器的纯化系统可预先移除过滤器本身的杂质或污染物，并可透过监控过滤器的纯化结果，而达到节省纯化过滤器的化学溶液消耗量以及缩减纯化时间的功效。

虽然本实用新型已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何在此技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种过滤器的纯化系统，其特征在于，该过滤器的纯化系统包含：

一过滤器放置架，配置以装载一过滤器；

一化学溶液供液系统，包含一供液源、以及一第一管线连接该供液源与该过滤器放置架，其中该供液源配置以供应该过滤器一化学溶液；

一第一压力感测器，设于该第一管线上，且配置以感测该化学溶液在该第一管线中的一第一压力；

一化学溶液排液系统，包含一排液源、以及一第二管线连接该过滤器放置架与该排液源，其中该排液源配置以容置经由该过滤器所排出的该化学溶液；

一第二压力感测器，设于该第二管线上，且配置以感测该化学溶液在该第二管线中的一第二压力；以及

一气泡感测器，设于该第二管线上，且介于该第二压力感测器与该排液源之间，其中该气泡感测器配置以感测通过的该化学溶液中是否有气泡。

2.根据权利要求1所述的过滤器的纯化系统，其特征在于，该过滤器的纯化系统还包含一控制器，与该第一压力感测器及该第二压力感测器信号连接，其中该控制器配置以接收该第一压力感测器与该第二压力感测器所感测到的该第一压力与该第二压力，并计算该第一压力与该第二压力之间的一压力差，且判断该压力差是否保持在一预设范围内。

3.根据权利要求2所述的过滤器的纯化系统，其特征在于，该控制器与该气泡感测器信号连接，且该控制器更配置以接收该气泡感测器的一感测结果，并根据该压力差是否保持在该预设范围内的判断结果与该气泡感测器的该感测结果来判断该过滤器是否已完成纯化。

4.根据权利要求2所述的过滤器的纯化系统，其特征在于，该过滤器的纯化系统还包含一微粒子计数器，其中该微粒子计数器设于该第二管线上，且配置以侦测该化学溶液内的杂质或污染物含量。

5.根据权利要求2所述的过滤器的纯化系统，其特征在于，该过滤器的纯化系统还包含一化学溶液再利用系统，其中该化学溶液再利用系统包含：

一储液槽；

一第三管线，连接该储液槽与位于该气泡感测器和该排液源之间的该第二管线，且配置以在该压力差保持在该预设范围内时，从该第二管线将该化学溶液传送到该储液槽；

一第四管线，连接该储液槽与位于该供液源与该第一压力感测器之间的该第一管线，且配置以将该储液槽的该化学溶液传送至该第一管线；以及

一过滤模组，设于该第四管线上，且配置以过滤流过该第四管线的该化学溶液。

6.根据权利要求1所述的过滤器的纯化系统，其特征在于，该过滤器的纯化系统还包含一预过滤模组，设于该第一管线上，且介于该供液源与该第一压力感测器之间，其中该预过滤模组配置以预先过滤该化学溶液。

7.根据权利要求6所述的过滤器的纯化系统，其特征在于，该预过滤模组包含多个过滤装置依序串联设置在该供液源与该第一压力感测器之间，所述多个过滤装置的过滤尺寸由该供液源至该第一压力感测器的方向递减。

8.根据权利要求1所述的过滤器的纯化系统，其特征在于，该气泡感测器为超音波式气泡感测器或光电式气泡感测器。

9.根据权利要求1所述的过滤器的纯化系统，其特征在于，该过滤器的纯化系统还包含：

多个储液槽，并联地设于该第一管线上，且介于该供液源与该第一压力感测器之间，其中所述多个储液槽配置以储放由该供液源供应的该化学溶液；以及

多个废液槽，并联地设于该第二管线上，且介于该气泡感测器与该排液源之间，其中所述多个废液槽配置以储放经由该过滤器所排出的该化学溶液。