KR20160107336A

KR20160107336A - 포토레지스트 분배 시스템을 위한 능동 필터 기술

Info

Publication number: KR20160107336A
Application number: KR1020167022698A
Authority: KR
Inventors: 안톤 제이 데빌리어스
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2014-01-27
Filing date: 2015-01-27
Publication date: 2016-09-13
Also published as: WO2015113025A1; KR102422688B1; TW201600160A; US20150209707A1; JP6587287B2; TWI572403B; JP2017506838A

Abstract

본 명세서에는 반도체 디바이스를 제조하는 데에 사용되는 프로세스 챔버 내에 분배될 수 있는 포토레지스트 액체를 필터링하는 시스템 및 방법이 개시되어 있다. 상기 시스템은 전기적 에너지 또는 기계적 에너지를 유체 도관 내에 분배하는 하나 이상의 능동 필터 디바이스를 포함할 수 있다. 상기 에너지는, 파티클(particle) 또는 분자의 크기, 중량, 이온 전하, 분자량, 또는 이들의 조합을 기초로 하여 파티클 또는 분자를 제거하는 데 사용될 수 있다. 에너지 공급원은, 제한하지 않지만, 전자기 공급원, 음향 공급원, 공압 공급원, 및/또는 기계적 진동 공급원을 포함할 수 있다.

Description

포토레지스트 분배 시스템을 위한 능동 필터 기술{ACTIVE FILTER TECHNOLOGY FOR PHOTORESIST DISPENSE SYSTEM}

본 발명은, 포토레지스트 분배 시스템을 위한 능동 필터 기술에 관한 것이다.

리딩 에지 포토레지스트 재료에서 미소 기포와 작은 파티클(particle)은 오늘날의 수축 회로 디자인에서 요구되는 수율 요건에 대해 도전 과제를 유발시키고 있다. 미소 기포가 웨이퍼 표면 상에 분배될 때에, 미소 기포는 노출 경로에서 추가 렌즈로서 작용할 수 있고, 궁극적으로는 패턴을 왜곡시키며 수율에 영향을 미칠 수 있다. 미소 기포는 또한 스핀온 프로세스(spin-on process) 중에 웨이퍼 상에 낙하하여 에치 피트(etch pit)를 발생시킬 수 있다. 프로세스 시작 중에 선택되는 적절한 필터 선택, 필터 프라이밍, 및 분배 세팅은 미소 기포를 감소시키는 데에 중요하다. 결함 제어가 매우 중요하고, 주요 치수가 수축됨에 따라, 리소그래피 프로세스에서 집적 소자 제조업자에게 계속해서 가장 큰 도전 과제들 중 하나가 되고 있다. 액체가 웨이퍼와 접촉하는 거의 모든 단계에서 파티클 제거 필터가 사용되므로, 미소 기포와 작은 파티클의 거동을 이해하고 미소 기포와 작은 파티클의 발생을 감소시키는 것이 중요하다. 일반적으로, 미소 기포는 높은 점성의 광 화학물질 또는 표면 활성의 수성 광 화학물질로부터 쉽게 제거되지 못한다. 이들 미소 기포 및/또는 작은 파티클의 제거는 다량의 화학물질 소비 및 오랜기간의 용구 정지 시간을 초래한다. 그러므로, 기존의 필터를 이용하여 미소 기포를 제거하는 시스템 또는 방법의 실시는 유체 유동 시작 프로세스에서 미소 기포의 총 분율을 감소시킴으로써 액체의 청결도를 효과적으로 개선시킬 수 있다.

본 발명의 과제는, 포토레지스트 분배 시스템을 위한 능동 필터 기술을 제공하는 것이다.

결함 제어는 임의의 제조품의 중요한 요소이다. 화학적 제조 프로세스 내에서 결함의 제어는 유입되는 화학물질의 청결도 또는 순도에 따라 좌우될 수 있다. 화학물질 공급업자가 고품질의 화학물질을 고객에게 제공하더라도, 일반적으로 화학물질 공급원으로부터 사용 지점까지의 화학물질의 운반은 파티클, 미소 기포를 발생시키거나 유체를 화학적으로 변화시켜 제조 결함이 더 많이 생기게 할 수 있다. 반도체 산업 내에서, 수축 임계 치수는 결함 제어를 더 작은 크기로 몰아가고 있고 과거에는 알아차리지 못했던 새로운 결함원인 것을 알아내었다. 이러한 문제를 처리하기 위한 한 가지 방안은 파티클, 미소 기포 또는 바람직하지 못한 분자를 격리 또는 용해시키도록 필터 시스템의 사용 지점을 개선시키는 것일 수 있다. 대체로, 유입되는 화학물질은, 적어도 부분적으로 파티클의 물리적 특성 및/또는 화학적 특성에 기초하여 파티클을 제거 또는 용해시키기 위해 하나 이상의 에너지 공급원을 이용하여 처리될 수 있다. 이들 능동 필터는 파티클을 제거, 변화, 및/또는 용해시키도록 조정될 수 있는 하나 이상의 에너지 발생 구성요소를 포함할 수 있다. 능동 필터는 이 능동 필터에 도달하기 전에 더 큰 파티클을 제거할 수 있는 정적 필터(static filter)[예컨대, 메시 필터(mesh filter)]를 대체 또는 보강할 수 있다. 에너지 구성요소는 진폭, 주파수, 및/또는 온도에 의해 특징화 또는 정량화될 수 있는 임의의 타입의 에너지를 발생시킬 수 있다. 능동 필터 에너지 공급원은 이하의 타입의 에너지, 즉 진동, 전자기, 음향, 공압 및/또는 화학적 전위 중 하나 이상일 수 있다.

능동 필터 또는 유체 처리 디바이스는, 유체를 받아들이는 입구와 유체를 유체 분배기에 제공하는 출구를 포함할 수 있다. 유체 처리 디바이스 내에서, 유체 도관은 유체를 입구와 출구 사이에서 운반할 수 있고 에너지 분배 구성요소는 유체 도관에 근접할 수 있다. 유체 도관은, 유체를 수용하고 유체를 유체 공급원으로부터 사용 지점(예컨대, 분배 디바이스)로 지향시키는 경계면일 수 있다. 에너지 분배 구성요소는, 파티클을 유체로부터 제거하고 파티클의 크기를 감소시키며, 및/또는 파티클을 유체에 용해시킬 수 있는 하나 이상의 형태의 에너지를 발생시킬 수 있다.

일 실시예에서, 유체 처리 디바이스는 유체 도관을 향해 지향되는 진동을 발생시킬 수 있는 기계적 디바이스를 포함할 수 있다. 진동은, 파티클을 더 작은 조각으로 파괴시킬 수 있거나 파티클(예컨대, 미소 기포)을 유체에 용해시킬 수 있는 하나 이상의 특정한 타입의 공진 주파수로 조정될 수 있다. 기계적 디바이스는, 2개의 상이한 위치들 사이에서 진동하거나 불평형 물체를 회전시켜 하나 이상의 주파수의 진동을 발생시킬 수 있는 진동 디바이스를 포함할 수 있다. 진동의 주파수는 유체 내의 파티클의 공진 주파수에 따라 좌우될 수 있다.

다른 실시예에서, 유체 처리 디바이스는 유체 도관에 음향 에너지(예컨대, 초음파)를 제공하는 음향 디바이스를 포함할 수 있다. 한 가지 특정한 실시예에서, 음향 에너지는 350 kHz 초과 또는 80 kHz 미만의 주파수를 포함할 수 있다.

다른 실시예에서, 능동 필터는 유체(예컨대, 포토레지스트)를 기판 상에 분배할 수 있는 반도체 처리 용구에 통합될 수 있다. 유체 공급원과 프로세스 챔버 사이의 유체 도관은 또한 하나 이상의 능동 필터와 조합하여 유체를 필터링하는 압축 필터(compaction filter) 및/또는 흡수 필터를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 유체는 화학물질 공급원으로부터, 화학 처리 용구에 통합된 분배 요소에 제공될 수 있다. 유체는 기판 상에 결함을 유발할 수 있는 원자(예컨대, 단원자 원소)의 일부 또는 대상물(예컨대, 무기물, 유기물, 금속, 미소 기포, 또는 이들의 조합일 수 있는 분자)의 일부를 포함할 수 있다. 유체 도관은 기계적 에너지 또는 전기적 에너지를 유체에 인가하여 유체 내의 원자 또는 대상물을 제거 및/또는 용해시키는 하나 이상의 에너지 구성요소와 통합될 수 있다. 원자 또는 대상물이 유체로부터 제거될 수 있고 대상물은 더 작은 대상물로 파괴되고 및/또는 그 화학적 구조를 변화시킴으로써 그 크기를 감소시킬 수 있다. 특정한 실시예에서, 대상물은 유체에 용해될 수 있는 미소 기포를 포함할 수 있다.

다른 이점과 함께 전술한 기술의 이점은, 첨부 도면과 함께 취한 아래의 설명을 참조하여 더 잘 이해될 수 있다. 도면에서, 동일한 참조 부호는 여러 도면에 걸쳐서 대체로 동일한 부품을 가리킨다. 도면은 반드시 실척이 아니고, 대신에 기술의 원리를 설명할 때에 강조가 된다.
도 1은 분배 전에 유체를 필터링하는 데 능동 필터 디바이스를 이용하는 유체 분배 시스템의 대표적인 실시예를 도시한다.
도 2는 유체를 프로세스 챔버 내에 분배하기 전에 유체로부터 원소들을 제거하는 데 기계적 에너지를 이용하는 능동 필터 디바이스의 대표적인 실시예를 도시한다.
도 3은 유체를 프로세스 챔버 내에 분배하기 전에 유체로부터 원소들을 제거하는 데 전자기 에너지를 이용하는 능동 필터 디바이스의 대표적인 실시예를 도시한다.
도 4는 유체를 프로세스 챔버 내에 분배하기 전에 유체로부터 원소들을 제거하는 데 음향 에너지를 이용하는 능동 필터 디바이스의 대표적인 실시예를 도시한다.
도 5는 유체를 프로세스 챔버 내에 분배하기 전에 유체로부터 원소들을 제거하는 데 화학적 전위차를 이용하는 능동 필터 디바이스의 대표적인 실시예를 도시한다.
도 6은 유체를 프로세스 챔버 내에 분배하기 전에 유체로부터 원소들을 제거하는 데 공압 에너지를 이용하는 능동 필터 디바이스의 대표적인 실시예를 도시한다.
도 7은 유체를 프로세스 챔버 내에 분배하기 전에 유체로부터 원소들을 제거하기 위해 2개 이상의 능동 필터 디바이스를 포함하는 필터링 시스템의 대표적인 실시예를 도시한다.
도 8은 하나 이상의 능동 필터 디바이스를 이용하여 유체로부터 원소들을 제거하는 방법의 흐름도를 도시한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명되지만, 본 발명이 많은 대안적인 실시 형태로 구현될 수 있다는 점을 이해해야 한다. 게다가, 임의의 적절한 크기, 형상 또는 타입의 요소들 또는 재료들이 사용될 수 있다.

유체 필터 시스템은 유체로부터 특정한 크기의 대상물(예컨대, 미립자)를 제거하기 위해 메시형 재료 또는 다른 유동 차단 구성요소를 이용할 수 있다. 메시는 유체 유동을 방해하고 가스 또는 미소 기포의 사공간(dead space)을 내부에 생성할 수 있는 난류를 유발시킬 수 있는데, 이는 필터의 효율 및/또는 성능을 저하시킨다. 유동 차단 구성요소는 유량을 제한하거나 더 많은 파티클 또는 미소 기포를 발생시킬 수 있는 메시 재료 치수 또는 압력 강하 제한으로 인해 작은 파티클을 제거하지 못할 수도 있다.

필터 내의 유체 미소 기포 또는 바람직하지 않은 대상물은, 필터에 에너지를 인가하여 대상물 증기를 다시 액상의 유체로 재도입시키거나 대상물을 보다 높은 속도로 필터를 통해 이동시킴으로써 제거될 수 있다. 미소 기포 또는 대상물은 직경이 1 밀리미터(mm)보다 작을 수 있고 그 불안정한 물성으로 인해 주위 유체에 용해될 수 있다. 그 결과, 미소 기포/대상을 용해시키도록 또는 미소 기포/대상물의 용해를 유발하도록 하는 방식으로 미소 기포/대상물을 이동시키도록 비교적 소량의 인가 에너지가 가해질 수 있다. 에너지 공급원은 사공간의 농도가 미소 기포/대상물을 액체 유동 경로로부터 멀리 이동시키거나 또는 미소 기포의 영향이 경감되거나 액체로부터 제거될 수 있는 영역으로 이동시키는 것을 방지함으로써, 미소 기포의 사공간을 감소시키는 데 사용될 수 있다. 필터는 필터 내에 포획되는 유체 또는 가스에서의 가변적인 양의 미소 기포/대상물을 포함할 수 있는 다양한 처리 조건 하에 작동할 수 있다.

파티클 또는 바람직하지 않은 대상물은 화학물질 운반 시스템에 의해, 시스템의 구성요소에 의해, 또는 유체 도관 내의 압력 변화 또는 온도 변화에 의해 도입될 수 있다. 대상물은, 제한하지 않지만, 분자 형태 또는 원자 형태로 있을 수 있는 유기물, 무기물, 금속류, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 대상물은, 액체와 관련이 없을 수 있고 몇몇 방식으로 유체 도관 내에 도입되는 분자 또는 원자를 포함할 수 있다. 대상물은, 유체 분배 프로세스에 의해 야기되는 결함을 최소화하도록 액체로부터 제거되거나 액체 내에서 물리적으로 또는 화학적으로 변화될 수 있다. 대상물을 제거하거나 변화시키는 한 가지 방안은 대상물의 기계적 특성, 전기적 특성, 또는 화학적 특성을 기초로 하여 대상물에 영향을 주거나 충격을 줄 수 있는 다양한 타입의 에너지(예컨대, 기계적 에너지, 음향 에너지, 전기적 에너지, 또는 화학적 에너지, 또는 공압 에너지)를 유체 도관에 인가하는 것일 수 있다. 대상물은 그 크기, 중량, 이온 전하, 분자량, 또는 이들의 조합을 기초로 하는 처리를 위한 목표가 될 수 있다. 예컨대, 인가된 에너지가 유체 유동으로부터 대상물을 제거하도록 사용되어, 대상물이 프로세스 챔버에 도달하지 못하거나, 대상물의 구조 또는 조성을 더 작은 크기로 변화시키거나, 또는 대상물의 화학적 조성을 변화시켜 유체 도관 또는 프로세스 챔버 내에서 바람직하지 않은 화학 반응을 최소화시킬 수 있다.

도 1은 프로세스 챔버(106)와 액체 공급원(108) 사이에서 유체 도관(104)을 따라 안내되는 유체를 처리하기 위해 능동 필터 디바이스 또는 필터(102)를 이용하는 유체 분배 시스템(100)의 대표적인 실시예를 도시한다. 유체 도관(104)은 액체 공급원(104)과 프로세스 챔버(106) 사이에서 유체 유동을 수용하고 및/또는 지향시키는 경계면(110)을 포함할 수 있다. 필터(102)는 유체 유동을 제어할 수 있는 다양한 구성요소를 포함할 수 있는 유체 도관(104)의 임의의 부분에 적용될 수 있다. 필터(102)는 유체 도관(104) 내에서 유체를 처리하도록 에너지 구성요소(112)의 하나 이상의 실시예를 포함할 수 있다. 에너지 구성요소(112)는 필터 시작 또는 리프레시 절차(refresh procedure) 중에 사용되는 시간과 액체 재료의 양을 감소시킬 수 있다. 에너지 구성요소(112)는 또한 연속적인 작동 중에 필터 효율을 유지하거나 유지 보수 주기들 사이의 시간을 증가시킬 수 있다. 능동 필터링 공급원을 위해 에너지 구성요소(112)를 이용하면, 유체를 수용하는 기판 상의 결함으로 인한 소비재 비용, 노동 비용, 또는 수율 비용을 감소시킬 수 있다.

제한하지 않지만, 진동, 마이크로파, 열, 공압, 또는 초음파 등의 많은 타입의 에너지가 필터 하우징(126), 필터 입구(128), 필터 출구(130), 및/또는 유체 도관(104)에 인가되어 대상물(예컨대, 미소 기포)을 이동, 변화, 또는 용해시킬 수 있다. 에너지의 크기는 필터(102)의 용례 또는 용도에 따라 변할 수 있다. 예컨대, 필터(102)는 대상물(예컨대, 미소 기포, 사공간, 파티클, 원자, 분자 등)을 이동, 변화, 또는 용해시키는 데에 사용되는 에너지 크기 또는 심지어의 에너지의 타입을 결정하는 여러 작동 모드로 분류될 수 있다. 이러한 작동 모드는, 제한하지 않지만, 시작 또는 필터 젖음 모드, 연속적인 작동 모드, 및 리프레시 또는 유지 보수 후 모드를 포함할 수 있다. 에너지 모드는 낮음, 중간, 및 높음으로 분류될 수 있는데, 낮은 에너지는 연속적인 작동 중에 사용될 수 있고, 중간 에너지는 시작에 사용될 수 있으며, 높은 에너지는 리프레시에 사용될 수 있다. 에너지는 대상물의 이동, 농도, 또는 크기에 영향을 미칠 수 있는 임의의 에너지 공급원을 포함할 수 있다. 2개 이상의 에너지 공급원이 서로 함께 사용되어 필터에 걸쳐 에너지 균일성을 향상시키거나 중첩을 통해 에너지의 양을 증가시킬 수 있다.

중첩의 원리는 개별적인 파동 자체보다 높은 최종 충격을 생성하기 위한 파동들(예컨대, 에너지 파동들)의 오버랩(overlapping)을 설명한다. 예컨대, 2개 이상의 파동들의 교차 또는 오버랩은 교차 시에 또는 그 근처에서 파동들의 크기에 순 영향(net impact)을 초래할 수 있다. 다른 경우에, 순 영향은 파동들의 크기가 서로 반대이면 더 작을 수 있다. 이는, 교차하는 파동들이 서로 역위상 관계에 있을 때에 발생될 수 있어 파동들의 효과를 감쇠시킬 수 있다. 일 실시예에서, 에너지를 더 균일하게 인가하기 위해 또는 중첩의 원리를 통해 인가된 에너지를 증가시키기 위해 다수의 에너지 구성요소(112)가 필터에 적용될 수 있다. 에너지 구성요소(112)의 타입 및 배치는, 제한하지 않지만, 필터의 기하학적 형태, 필터 재료, 필터 작동 조건, 필터 작동 유체, 및/또는 필터 배향을 기초로 할 수 있다.

한 가지 특정한 실시예에서, 에너지 구성요소는 측정된 양의 유체를 기판 상에 분배하는 액체 분배 시스템(100)에 사용되는 필터(102)에 결합되거나 통합될 수 있다. 필터는, 미립자를 기판 상에 분배하는 것을 방지하기 위해 유체로부터 미립자를 제거하는 데에 사용될 수 있다. 필터(102)는 설치에서, 작동 사용, 및 유지 보수 회복에 이르는 수명 사이클을 가질 수 있다. 에너지 구성요소(112)는 필터(102)의 수명 사이클을 통해 또는 수명 사이클의 특정한 간격 동안에 사용될 수 있고 상이한 수명 사이클 이벤트들 중에 상이한 조건으로 작동될 수 있다. 수명 사이클 이벤트들은 낮은 에너지 인가, 중간 에너지 인가, 또는 높은 에너지 인가로서 분류될 수 있다.

낮은 에너지 인가는, 제한하지 않지만, 시구간에 걸쳐서 동일하거나 유사한 프로세스 조건 하에서 필터(102)의 반복적인 사용 중에 사용되는 작동 조건들을 포함할 수 있는 수명 사이클의 연속적인 작동 위상 중에 사용될 수 있다. 낮은 에너지 인가는 대상물의 양이 비교적 낮은 값으로 예상되는 정상 상태 조건 중에 사용될 수 있다. 한 가지 특정한 실시예에서, 낮은 에너지 인가는 진동 에너지 구성요소(112)를 위한 중력으로 측정될 수 있다. 프로세스 범위는 3g 내지 8g일 수 있다. 다른 에너지 구성요소(112)는 유사한 양의 에너지를 방출하면서도 상이한 방출 메카니즘 및 상이한 에너지 세팅(예컨대, 주파수, 진폭, 온도 등)을 이용할 수 있다.

중간 에너지 인가는 수명 사이클의 시작 위상 중에 사용될 수 있는데, 여기서는 새로운 필터(102)가 설치되고, 생산 중에 사용되지 않을 수 있다. 이 수명 사이클의 특징은 낮은 에너지 인가와 비교했을 때에 대상물의 양이 비교적 더 많다는 것이다. 필터(102)는 액체를 필터로 유동시킴으로써 제거될 수 있어야 하는 건조한 사공간(예컨대, 가스 또는 공기)일 수 있다. 한 가지 특정한 실시예에서, 중간 에너지 인가는 진동 에너지 구성요소를 위한 중력으로 측정될 수 있다. 프로세스 범위는 10g 내지 14g일 수 있다. 다른 에너지 공급원은 유사한 양의 에너지를 방출하면서도 상이한 방출 메카니즘 및 상이한 에너지 세팅(예컨대, 주파수, 진폭, 온도 등)을 이용할 수 있다.

높은 에너지 인가는, 제한하지 않지만, 필터(102), 액체 분배 시스템(100), 또는 액체 분배 시스템(100)을 포함하는 용구에서 유지 보수 후 활동을 포함할 수 있는 수명 사이클의 리프레시 위상 중에 사용될 수 있다. 이 수명 사이클의 특징은 다른 수명 사이클 위상들 중에서보다 필터 내에서 더 높은 밀도의 대상물이 존재할 수 있다는 것이다. 더 높은 밀도는 다른 용례들에서 사용된 것보다 비교적 더 높은 레벨의 에너지를 필요로 할 수 있는 비교적 더 높은 정도의 대상물을 유발할 수 있다. 한 가지 특정한 실시예에서, 높은 에너지 인가는 진동 에너지 구성요소를 위한 중력으로 측정될 수 있다. 프로세스 범위는 14g 내지 25g일 수 있다. 다른 에너지 공급원은 유사한 양의 에너지를 방출하면서도 상이한 방출 메카니즘 및 상이한 에너지 세팅(예컨대, 주파수, 진폭, 온도 등)을 이용할 수 있다.

액체 분배 시스템(100)은 또한, 에너지 구성요소(112)를 제어하고 유체 도관(104), 액체 공급원(108), 프로세스 챔버(106), 또는 프로세스 용구 또는 그 지원 장비의 작동과 관련될 수 있는 임의의 다른 구성요소의 상태를 모니터링하기 위해 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있는 필터 시스템(114)을 포함할 수 있다. 도 1에서, 필터 시스템(114)은 도시된 구성요소들을 포함할 수 있지만, 이들 구성요소는 한 가지 실시예를 나타내고 청구범위의 범주는 이 실시예로 제한되도록 의도되지 않는다. 당업계의 종사자 또는 숙련자라면, 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합의 상이한 실시예를 이용하는 다양한 방식으로 능력, 특징, 모듈, 및/또는 구성요소를 실시할 수 있다.

도 1로 돌아가서, 필터 시스템(114)은 비일시적이고 유형(tangible)인 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 포함하는 메모리(118)와 통합될 수 있는 컴퓨터 프로세서(116)를 포함할 수 있고, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는, 컴퓨터 프로세서(114)에 의해 실행될 때에, 유체 도관(104) 내에서 유체를 처리 또는 필터링하는 하나 이상의 임무를 수행할 수 있는 컴퓨터 실행 가능 명령어를 저장할 수 있다. 필터 시스템(114)은 하나 이상의 에너지 구성요소(112)에 의해 발생될 수 있는 에너지의 양 및/또는 타입을 제어할 수 있다. 필터 시스템(114)은 유체 도관(104), 프로세스 챔버(106) 및/또는 액체 공급원(108)을 모니터링 및/또는 제어하는 센서(도시 생략) 및 제어 요소(도시 생략)와 접속될 수 있다.

일 실시예에서, 필터 시스템(114)은 액체 공급원(108)으로부터 프로세스 챔버(106)로 유체를 운반하는 데에 사용될 수 있는 하나 이상의 작동 조건 및 프로세스 조건을 모니터링 및/또는 제어할 수 있다. 제한이 아닌 일례로서, 필터 시스템(114)은 유체 도관(104) 내의 또는 그 근처의 프로세스 조건을 모니터링하기 위해 유동 모듈(120)을 포함할 수 있다. 제어 모듈(122)과 함께, 필터 시스템(114)은 유체 도관(104) 내의 프로세스 조건에 영향을 미칠 수 있는 임의의 구성요소를 제어할 수 있고, 프로세스 조건은, 제한하지 않지만, 압력, 온도, 에너지[예컨대, 에너지 구성요소(112)], 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 제어 모듈(122)은 또한 유체 도관(104) 내의 하나 이상의 프로세스 조건들의 개루프 제어 또는 폐루프 제어를 실시할 수 있다. 필터 시스템(114)은 또한 필터(102) 또는 유체 도관(104)의 연속적인 작동 및/또는 유지 보수 작동과 관련된 특정한 기능을 위한 프로세스 조건 세팅을 실시할 수 있는 컴퓨터 실행 가능 명령어 또는 프로그램 가능 로직을 포함할 수 있는 처방 모듈(124)을 포함할 수 있다.

도 1의 실시예에서, 컴퓨터 프로세서(116)는 하나 이상의 처리 코어를 포함할 수 있고, 하나 이상의 메모리에 저장된 컴퓨터 판독 가능 명령어에 (적어도 부분적으로) 엑세스하고 실행하도록 구성된다. 하나 이상의 컴퓨터 프로세서(116)는, 제한 없이, 중앙 처리 유닛(CPU; central processing unit), 디지털 신호 프로세서(DSP; digital signal processor), 축소 명령어 세트 컴퓨터(RISC; reduced instruction set computer), 복잡 명령어 세트 컴퓨터(CISC; complex instruction set computer), 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 현장 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA; field programmable gate array) 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 컴퓨터 프로세서(116)는 또한 필터 시스템(114)의 구성요소들 간에 통신을 제어하기 위한 칩셋(들)(도시 생략)을 포함할 수 있다. 특정한 실시예에서, 컴퓨터 프로세서(116)는 Intel® 아키텍처 또는 ARM® 아키텍처를 기초로 할 수 있고, 프로세서(들) 및 칩셋은 Intel® 프로세서와 칩셋의 패밀리(family)로 구성될 수 있다. 하나 이상의 컴퓨터 프로세서는 또한 특정한 데이터 처리 기능 또는 임무를 처리하기 위한 하나 이상의 어플리케이션 특정 집적 회로(ASIC; application-specific integrated circuit) 또는 어플리케이션 특정 표준 제품(ASSP; application-specific standard product)을 포함할 수 있다.

메모리(118)는 하나 이상의 비일시적이고 유형인 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(CRSM; computer-readable storage media)를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 하나 이상의 메모리는 랜덤 엑세스 메모리(RAM; random access memory), 플래시 RAM, 자기 매체, 광 매체, 솔리드 스테이트 매체 등과 같은 비일시적 매체를 포함할 수 있다. 하나 이상의 메모리는 소멸성(전력을 제공하는 동안에 정보가 유지됨) 또는 비소멸성(전력을 제공하지 않아도 정보가 유지됨)일 수 있다. 추가 실시예는 또한 비일시적 기계 판독 가능 신호(압축된 형태 또는 비압축된 형태)를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로서 제공될 수 있다. 기계 판독 가능 신호의 예는, 제한하지 않지만, 인터넷 또는 다른 네트워크에 의해 전달되는 신호를 포함한다. 예컨대, 인터넷을 통한 소프트웨어의 분배는 비일시적 기계 판독 가능 신호를 포함할 수 있다. 추가적으로, 메모리는 필터 시스템(114)을 작동시키는 다양한 임무를 수행하도록 컴퓨터 프로세서(116)에 의해 실시될 수 있는 복수 개의 컴퓨터 실행 가능 명령어를 포함하는 작동 시스템을 저장할 수 있다.

도 2는 유체를 프로세스 챔버(106) 내에 분배하기 전에 유체에 있는 대상물을 제거 또는 변화시키기 위해 기계적 에너지를 이용하는 진동 필터 시스템(200)의 대표적인 실시예를 도시한다. 도 2는 또한 유체 도관(104) 내에 대상물(204)의 상세한 도해 및 대상물을 처리하는 데 사용되는 기계적 에너지(206)의 표현을 포함한다. 다른 상세한 도해(208)는 진동 구성요소(210)의 일 실시예의 상세한 도해(212)와 함께 필터 하우징(126)에 부착되는 진동 구성요소(210)의 일 실시예를 도시한다.

기계적 에너지 공급원은 필터 도관(104)의 성능에 영향을 미칠 수 있는 미소 기포, 가스(예컨대, 공기, 증기), 또는 임의의 다른 대상물(204; 예컨대, 분자, 원자)를 정화 또는 용해시키는 데 사용될 수 있다. 미소 기포 또는 대상물은 필터 메시(도시 생략) 또는 필터 벽에 고착될 수 있고, 기계적 에너지 공급원은 미소 기포 또는 대상물을 필요에 따라 또는 연속적으로 제거하도록 최적화될 수 있다. 연속적인 에너지 인가는 정상 유체 유동에 의해 발생되는 미소 기포 또는 대상물(204)을 제거할 수 있고 미소 기포가 더 큰 기포를 발생시키는 핵 생성 지점이 되는 것을 방지할 수 있다. 기계적 에너지 공급원은 또한 대상물의 크기를 더 작게 만들기 위해 및/또는 원자 및/또는 분자의 결합이 더 큰 대상물(도시 생략)을 형성하는 것을 방지하기 위해 대상물의 구조 또는 조성을 변화시킴으로써 대상물(204)이 핵 생성 지점이 되는 것을 방지할 수 있다. 다른 실시예에서, 비제조 활동 중에, 더 높은 에너지의 양이 사용되어 연속적인 처리 중에 있을 수 있는 더 높은 농도의 미소 기포 또는 더 큰 사공간을 용해시킬 수 있다. 더 높은 에너지의 양은 필터를 컨디셔닝하여 필터가 연속적인 작동을 수행하게 할 수 있다.

도 2의 실시예에서, 기계적 에너지 공급원은, 제한하지 않지만, 유체 도관(104) 내로 전파되는 진동[예컨대, 기계적 에너지(206)]을 발생시키는 진동 구성요소(210)를 포함할 수 있다. 도 1의 설명에서 언급한 바와 같이, 진동은 특정한 타입의 대상물(204)을 목표로 하는 하나 이상의 주파수로 조정될 수 있다. 특정한 대상물은, 기계적 에너지가 대상물을 도 2에 도시된 바와 같이 파괴시킬 수 있거나 유체 내에서 하나 이상의 대상물의 결합, 핵 생성, 및/또는 응집을 방지하도록 할 수 있는 특정한 공진 주파수를 가질 수 있다. 하나 이상의 진동 구성요소(210)는 도해(208)에 도시된 필터(102)에 결합될 수 있다. 진동 구성요소(210)는 중첩의 원리를 이용하여 상호 보완하도록 배치될 수 있다. 한 가지 특정한 실시예[예컨대, 도해(208)]에서, 진동 구성요소(210)는 필터 도관(114) 둘레에서 서로 90°로 배치될 수 있다.

다른 실시예에서, 진동 구성요소(210) 또는 에너지 구성요소(110)는, 각각의 진동 구성요소(210)가 유체 도관(204)을 따라 상이한 위치에 있는 상이한 타입의 대상물(204)을 목표로 하여 상이한 주파수 및/또는 진폭으로 조정되도록 유체 도관(104)을 따라 정렬될 수 있다. 예컨대, 최초 진동 구성요소(210)는 더 큰 대상물(204)을 목표로 할 수 있고 후속하는 진동 구성요소(210)는 유체 도관(104)을 따라 더욱 더 작거나 상이한 타입(예컨대, 상이한 분자 및/또는 원자)의 대상물을 목표로 할 수 있다.

일 실시예에서, 진동 구성요소(210)는 대략 30g까지의 다양한 중력 레벨의 진동 에너지(206)를 방출할 수 있다. 중력 레벨(g-force level)은 진동 구성요소(210)의 평면도(214)와 배면도(216)를 포함하는 도해(212)에 도시된 진동 구성요소(210)에 의해 발생될 수 있다. 진동 구성요소(210)는 샤프트(220)를 회전시키는 회전 모터(218)를 포함할 수 있고, 샤프트는 기계적 에너지(206)를 발생시키도록 샤프트(220)에 의해 회전되는 편심 질량체(222)에 결합될 수 있다. 편심 질량체(222)의 고속 회전은 모터(218)로부터 유체 도관(104)으로 전달될 수 있는 주기적 진동 또는 비주기적 진동을 발생시키게 된다. 배면도(216)에 도시된 바와 같이, 질량체(222)는 화살표에 의해 나타낸 바와 같이 샤프트 둘레에서 회전될 수 있다. 도 2의 실시예에서, 모터(218)는 필터 하우징(126)에 결합될 수 있고 진동은 필터 하우징(126)을 통해 그리고 임의의 개재 매체를 따라 유체 도관(104)으로 전달될 수 있다. 다른 실시예에서, 회전 모터(218)는 기계적 에너지(206)를 발생시키도록 질량체(222)를 전후로 이동시킬 수 있는 캠 샤프트 요소(도시 생략)를 포함할 수 있다.

도 3은 유체를 프로세스 챔버(106) 내에 분배하기 전에 유체에 있는 대상물을 제거 또는 변화시키기 위해 전기 에너지 파동을 이용하는 전자기 필터 시스템(300)의 대표적인 실시예를 도시한다. 이 실시예에서, 특정한 전기 특성(예컨대, 전하, 이온화 에너지)를 갖는 대상물과 선택적으로 상호 작용하도록 조정될 수 있는 전자기 파동을 발생시키는 데에 이온 구성요소(302)가 사용될 수 있다. 전자기 파동은 특정한 전하 또는 극성을 갖는 대상물에 힘을 가하여 대상물(204)을 다른 방향으로 이동 또는 지향시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 특정한 원자 또는 분자는, 프로세스 챔버(106) 내로 분배될 수 있는 유동 경로 또는 스트림 밖으로 지향 또는 이동될 수 있다. 다른 실시예에서, 유동 상태에 있는 대상물(204)은 전하 또는 극성을 변화시키도록 목표가 될 수 있는 특정한 이온화 에너지를 가질 수 있다. 이온화 에너지는 대상물(204)로부터 전자를 제거하는 데 및/또는 대상물(204)의 전하 또는 극성을 변경하는 데 사용될 수 있는 에너지의 양일 수 있다. 이는 다른 전자기 구성요소(302)가 대상물(204)을 다른 방향으로 지향 또는 이동시키게 할 수 있다. 다른 실시예에서, 전자기 에너지의 양은 대상물(204)의 구조 또는 조성을 변화시켜 대상물의 크기를 더 작게 만들고 및/또는 유체 도관(104) 내에 있거나 또는 프로세스 챔버(106) 내의 기판 상에 있는 다른 대상물(204)과 화학적으로 덜 반응하게 할 수 있다.

전자기 에너지는, 제한하지 않지만, 마이크로파 에너지(예컨대, 300MHz-30GHz) 공급원, 무선 주파수(RF) 에너지(예컨대, 3MHz-300MHz) 공급원, 자기장 코일, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있는 전력 공급원(322)에 의해 발생될 수 있다.

이온 구성요소(302)의 일 실시예가 상세한 도해(304)에 도시되어 있다. 이 실시예에서, 이온 구성요소(302)는 마이크로파 공급원에 의해 통전되는 마이크로파 공동(306)일 수 있고, 마이크로파 공급원은 개구(314)를 통해 유체 도관(104) 내로 전달될 수 있는 전자기 에너지[예컨대, 전기 파동(310), 자기 파동(312)]을 발생시키는 데에 사용될 수 있다. 개구(314)는, 전자기 에너지가 마이크로파 공동(306)을 통과하게 하고 마이크로파 공동을 주위 환경 및/또는 유체로부터 격리시키는 격리 구성요소(도시 생략)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 개구(314)는 도 3에 도시된 것보다 긴 부분을 따라 연장될 수 있다. 예컨대, 개구(314)는 필터(102) 내에서 유체 도관(104)의 길이를 따라 연장될 수 있다.

전자기 에너지(316)는, 대전된 대상물(318)을 프로세스 챔버(106) 내로 분배될 유체 유동 밖으로 이동 또는 지향시키는 데 사용될 수 있다. 한 가지 특정한 실시예에서, 대전된 대상물(318; 예컨대, 이온)은 대전된 대상물을 포집 또는 제거할 수 있는 트랩 구성요소(320)를 향해 지향될 수 있다. 다른 실시예에서, 트랩 구성요소(320)는 대전된 대상물(204)을 프로세스 챔버(106)로부터 멀리 지향시키는 다른 유동 경로 또는 도관일 수 있다.

도 4는 유체를 프로세스 챔버(106) 내에 분배하기 전에 유체에 있는 대상물을 제거 또는 변화시키기 위해 음향 에너지를 이용하는 음향 필터 시스템(400)의 대표적인 실시예를 도시한다. 음향 에너지는 도 1의 설명에서 설명된 진동 에너지와 유사한 기계적 에너지의 형태이지만, 음향 에너지 공급원은 상이한 하드웨어 및 기술을 이용하여 발생될 수 있다. 예컨대, 음향 구성요소(402)는 회전 질량체(222) 대신에 압전 재료를 이용하여 음향 에너지를 발생시킬 수 있다. 압전 재료는, 압전 재료가 전기장에 노출될 때에 재료의 결정질 구조를 변형시키는 전자기계적 능력을 특징으로 할 수 있다. 전기장이 제거되면, 결정질 구조는 그 이전의 위치 또는 상태로 복귀한다. 이러한 방식으로, 진동 또는 음파는 전기장이 맥동될 때에 압전 재료에 의해 발생될 수 있고, 재료를 팽창 및/또는 수축시켜 압력을 매체(예컨대, 액체)에 인가함으로써 매체 내에 파동을 발생시킬 수 있다. 파동은 프로세스 챔버(106) 또는 트랩 구성요소로 운반될 수 있는 유동 경로 또는 스트림 밖으로 대상물을 이동 또는 지향시키기 위해 사용될 수 있는데, 트랩 구성요소는 바람직하지 않은 대상물(204)을 포집하고 대상물이 프로세스 챔버(106)에 도달하지 못하게 한다. 파동은 또한 유체 도관(104) 내에서 대상물의 화학적 구조 또는 조성을 변화시킬 수 있다. 파동은 또한 대상물(204)이 다른 대상물(도시 생략)과 결합하여 더 큰 대상물(도시 생략)을 형성하거나 유체 도관(104) 또는 프로세스 챔버(106) 내에 화학적으로 바람직하지 않을 수 있는 조성을 형성하는 것을 방지할 수 있다.

일 실시예에서, 음향 구성요소(402)는 음향 전력 공급원(406)에 결합될 수 있는 음향 절연체(404)를 포함할 수 있고, 음향 전력 공급원은 압전 재료(410)와 전기 연통될 수 있는 하나 이상의 압전 전극(408)에 전기장을 인가할 수 있다. 도 4의 실시예에서, 압전 재료(410)는 2개의 압전 전극(408) 사이에 배치될 수 있다. 전기장(도시 생략)이 압전 재료(410)에 인가되는 경우에, 압전 재료(410)의 수축/팽창에 의해 유발되는 압력은 유체와 물리적으로 접촉할 수 있는 계면 구성요소(412)에 인가될 수 있다. 진동은 이때 유체 내에 음파(414)를 발생시키는 계면 구성요소(412)로 전달될 수 있다. 음파(414)의 주파수 및/또는 진폭은 특정한 타입 또는 분류의 대상물(204)을 선택적으로 목표로 하도록 조정될 수 있다. 보강 블럭(416)이 압전 전극(408)과 음향 절연체(404) 사이에 배치될 수 있고, 압전 재료(420)로부터의 압력 또는 진동이 계면 구성요소(412)를 향해 지향되도록 할 수 있다.

도 5는 유체를 프로세스 챔버(106) 내에 분배하기 전에 유체에 있는 대상물을 제거 또는 변화시키는 데 화학 포텐셜(chemical potential)의 차를 이용하는 화학 포텐셜 필터 디바이스(500)의 대표적인 실시예를 도시한다. 대체로, 멤브레인을 가로지르는 2개의 액체들 사이의 화학 포텐셜의 차는, 반투과성 멤브레인을 가로지르는 하나의 액체 내의 원소들을 제2 액체로 끌어당기거나 확산시키도록 최적화될 수 있다. 반투과성 멤브레인은 제2 액체에 대해 불투과성일 수 있어 제2 액체가 제1 액체를 희석시키는 것을 방지한다. 화학 포텐셜의 차 또는 삼투압차로 인해, 화학 포텐셜 필터 디바이스(500)는 적어도 부분적으로 대상물(204)의 화학적 조성에 기초하여 대상물(204)을 유체 도관(104)으로부터 선택적으로 제거할 수 있다.

일 실시예에서, 삼투압 구성요소(502)는, 대상물(204)을 유체 도관(104)으로부터 추출 또는 제거하는 데에 사용될 수 있는 화학 물질 용기(506)로부터 유체 도관(104)을 분리시키는 멤브레인(504)을 포함할 수 있다. 화학 물질 용기(506)는 멤브레인(504)에 대해 불투과성일 수 있는 추출용 화학 물질(508)을 포함할 수 있다. 멤브레인(504)을 가로지르는 화학 포텐셜의 차는 유체 도관(104) 내에 유체[예컨대, 대상물(204)]의 일부의 화학 물질 용기(506) 내로의 확산을 유도할 수 있다. 추출용 화학 물질(508)은 비교적 안정적인 화학 포텐셜의 차를 유지하기 위해 또는 화학 포텐셜의 차를 조정하여 유체 도관(104)으로부터 유체 또는 대상물(204)의 추출률 또는 제거율을 제어하기 위해 화학 물질 용기(506) 내로 재순환될 수 있다.

도 6은 유체를 프로세스 챔버(106) 내에 분배하기 전에 유체에 있는 대상물을 제거 또는 변화시키기 위해 압력 또는 진동을 이용하는 공압 필터 디바이스(600)의 대표적인 실시예를 도시한다. 유체 도관(104)은 유체의 압력 변화 또는 변동을 유도할 수 있는 여러 개의 만곡부 또는 구성요소를 포함할 수 있다. 미소 기포는 압력 변화의 결과로서 유체 내에 형성될 수 있다. 공압 필터 디바이스(600)는 압력 변화의 영향을 최소화하도록 유체 도관의 선택 지점에서 압력을 인가할 수 있다. 이러한 방식으로, 인가된 압력은 유체 도관(104) 내의 미소 기포의 밀도 또는 크기를 감소시킬 수 있다. 공압 필터 디바이스(600)는 연속적인 압력을 인가하거나, 또는 라인 내의 압력 변화가 유동 모듈(120)에 의해 검출되거나 의심될 때에 제어 모듈(122)에 의해 턴온(turn on) 및 턴오프(turn off)될 수 있다. 유체 도관(104) 내의 결함을 감소시키기 위한 다른 방안은, 유체에 대해 선택된 주파수 및/또는 진폭으로 기계적 에너지(예컨대, 음파)를 발생시키는 데 공압 필터 디바이스(600)를 사용하는 것일 수 있다. 기계적 에너지는 대상물(204)을, 프로세스 챔버(106) 내로 분배될 유체 밖으로 이동 또는 지향시키는 데 사용될 수 있다. 대상물(204)은 또한 기계적 에너지에 의해 유체 내에 용해될 수 있거나, 대상물(204)은 기계적 에너지에 의해 크기가 감소될 수 있다[예컨대, 대상물(204)의 구조 또는 조성을 변화시킴].

도 6의 실시예에서, 공압 구성요소(602)는 유체 도관(104)의 적어도 일부 둘레에 래핑될 수 있는 압력 슬리브를 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 압력 슬리브는 전체 유체 도관(104) 둘레에 래핑되고 압력을 유체 도관(104)에 대해 균등하게 인가할 수 있다. 인가된 압력은, 유체 도관(104) 내의 압력 변화를 고려하고 미소 기포(606)를 더 작은 미소 기포(608)로 용해하거나 미소 기포를 완전히 용해하도록 인가될 수 있다.

다른 실시예에서, 공압 구성요소(602)는, 액츄에이터를 반복적인 운동으로 압박하기 위해 가스 압력 또는 유체 압력을 이용하여 전후로 이동될 수 있는 공압 액츄에이터(도시 생략)일 수 있다. 운동량의 변화를 통해, 공압 구성요소(602)는 유체 도관(104)으로 전달될 수 있는 진동(도시 생략)을 발생시킬 수 있다. 진동은 유체 내의 대상물(204)을, 프로세스 챔버(106)로 운반될 수 있는 유체 유동 경로 밖으로 이동 또는 지향시킬 수 있다. 진동은 또한 대상물(204)의 구조 또는 조성을 변화시킬 수 있고 및/또는 더 큰 대상물(204)로의 대상물(204)의 결합을 방지할 수 있다.

도 7은 유체를 프로세스 챔버(106) 내에 분배하기 전에 유체로부터 대상물(204)을 제거하도록 2개 이상의 에너지 구성요소(110)를 포함하는 필터링 시스템(700)의 대표적인 실시예를 도시한다. 유체 도관(104)은 액체 공급원(108)과 프로세스 챔버(106) 사이에 배치되는 복수 개의 에너지 구성요소(110)를 포함할 수 있다. 에너지 구성요소(110)는 여러 타입의 문제들을 처리하도록 분배될 수 있고 유체 도관 전반에 걸쳐서 결함 문제를 처리하도록 조정되고(예컨대, 에너지 타입, 크기, 주파수, 및/또는 진폭이 조정됨) 위치 설정될 수 있다. 에너지 구성요소(110)는 사용 용례 지점으로 제한되지 않는다. 일 실시예에서, 제1 그룹의 에너지 구성요소(110)는, 제1 그룹의 에너지 구성요소(110)에 의해 필터링되는 대상물(204)보다 작을 수 있는 다른 그룹의 대상물(204)을 필터링할 수 있는 제2 그룹의 에너지 구성요소(110)를 위한 유체를 마련하기 위하여 더 큰 대상물(204)을 필터링하도록 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 에너지 구성요소(110)는 대상물(204)을 발생시키는 것으로 공지되어 있거나 의심될 수 있는 유체 도관(104)을 따라 위치 설정될 수 있다. 예컨대, 유체의 일부를 추출할 수 있는 유체 샘플 라인 또는 유체 압력을 모니터링하는 압력 센서 또는 유체 도관(104)의 임의의 다른 부분이 사공간 또는 기포를 유발할 수 있다. 에너지 구성요소(110)는 또한 유체 도관(104)의 방향 변화 또는 만곡 후에 사용될 수 있다.

도 7의 실시예에서, 필터링 시스템(700)은 프로세스 챔버(106)와 액체 공급원(108) 사이에서 유체 도관(104)을 따라 분배되는 복수 개의 에너지 구성요소(110)를 포함할 수 있다. 최초 에너지 구성요소(702)는 유체로부터 대상물(204)의 일부를 제거하기 위해 에너지 구성요소(110)를 비롯하여 임의의 타입의 필터링 기술을 포함할 수 있다. 유체 도관(104)을 따른 몇몇 지점에서, 유체로부터 대상물(204)의 다른 부분을 제거하는 제2 에너지 구성요소(704)가 유체 도관(104)에 통합될 수 있다. 필터링 시스템(700)은 각각의 에너지 구성요소(110)를 이용하여 더욱 더 작은 대상물을 제거하도록 구성될 수 있다. 그러나, 에너지 구성요소(110)는 또한 유체 도관(104) 내의 상이한 지점에서 동일한 타입의 대상물(204)을 제거하는 데 사용될 수 있다. 예컨대, 제1 그룹(도시 생략)의 에너지 구성요소(110)는, 액체 공급원(108)으로부터 프로세스 챔버(106)까지 유체 도관 전반에 걸쳐 낮은 분배율의 대상물을 유지하기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 제2 그룹의 에너지 구성요소(110)는, 프로세스 챔버 내로의 분배 지점 또는 사용 지점에 더 가까이에서 더욱 더 작은 대상물을 필터링하기 위해 사용될 수 있다. 필터링 시스템(700)은 상이한 타입 및 크기의 대상물(204)에 대해 여러 층의 에너지 구성요소(110)를 포함할 수 있다. 예컨대, 그 크기, 중량, 이온 전하, 분자량, 또는 이들의 조합을 기초로 한 특정한 대상물은, 상이한 타입의 에너지 구성요소(110) 및/또는 에너지 구성요소(110)의 세팅(예컨대, 주파수)에 상이하게 반응할 수 있다. 그러므로, 청구범위의 범주는 도 7에 도시된 실시예로 제한되지 않는다.

도 8은 하나 이상의 에너지 구성요소를 이용하여 유체로부터 대상물을 제거하는 방법의 흐름도(800)를 도시한다. 상기 방법은 적어도 부분적으로 대상물의 크기, 중량, 이온 전하, 분자량, 또는 이들의 조합에 기초하여 하나 이상의 대상물(204)을 목표로 할 수 있는 하나 이상의 에너지 구성요소(110)를 포함할 수 있다. 에너지 구성요소(110)는 유체 도관(104) 내의 대상물(204)을 제거, 변화, 및/또는 용해시키도록 직렬로 또는 병렬로 사용될 수 있다. 유체는, 제한하지 않지만, 반도체 디바이스를 제조하는 데에 사용되는 기판 상에 분배되는 액체를 포함할 수 있다.

블럭(802)에서, 필터링 시스템(100)은 액체 공급원(108)으로부터, 기판을 포함할 수 있는 프로세스 챔버(106)로 액체를 운반할 수 있는 유체 도관(104) 내에 유체를 받아들일 수 있다. 유체 도관(104)은, 유체를 수용하고 프로세스 챔버(106)로 지향시키는 경계면을 포함할 수 있다. 경계면은 유체 경로를 따라 복수 개의 구성요소를 포함할 수 있다. 경계면은 경로를 따라 크기 및 조성이 변할 수 있지만, 경계면은 압축 상태 하의 유체를 수용한다. 경계면은, 제한하지 않지만, 필터(102)를 포함하는 유체 도관(104)의 부분을 포함할 수 있다. 예컨대, 몇몇 실시예에서, 경계면은 액체 공급원(108)과 프로세스 챔버(106) 사이에서 경로를 따라 유체와 물리적으로 접촉하도록 의도된 임의의 표면을 포함할 수 있다. 경계면은, 유체 도관(104)과 유체 연통하고 유체 도관 내의 유체를 수용하는 하나 이상의 구성요소를 포함할 수 있다.

블럭(804)에서, 에너지 구성요소(110)는 경계면의 적어도 일부를 통해 유체에 전기적 에너지 또는 기계적 에너지를 인가할 수 있다. 에너지는, 제한하지 않지만, 기계적 진동, 음향 진동, 전자기 파동, 온도, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 에너지의 특성은, 도 7의 설명에서 설명된 바와 같이 동일한 타입의 에너지 구성요소(110)들 사이에서 또는 상이한 타입의 에너지 구성요소들 사이에서 변동될 수 있다. 이러한 특성은, 제한하지 않지만, 주파수, 진폭, 온도, 데시벨, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 에너지는 프로세스 챔버(106) 내로 분배될 수 있는 소정량의 대상물(204)을 방지하거나 최소화할 수 있는 하나 이상의 방식으로 대상물(204)과 상호 작용할 수 있다. 대상물(204)은 유체 도관(104) 내에 있을 수 있는 임의의 유기물, 무기물, 및/또는 금속 물질의 원자 또는 분자 형태를 포함할 수 있다.

블럭(806)에서, 에너지는 유체로부터 원자의 일부 또는 대상물(204)(예컨대, 분자)의 일부를 제거하기 위해 사용될 수 있다. 원자는, 이온화될 수 있거나 이온화될 수 없는 단원자 원소를 포함할 수 있다. 에너지는 대상물(204)을 유동 경로로부터 멀리 이동 또는 지향시키도록 단원자 원소의 전하 또는 극성을 목표로 할 수 있다. 에너지는 또한 유체 내의 단원자 원소들 및/또는 분자들 사이의 중량 차이 및/또는 크기 차이를 목표로 할 수 있다. 에너지는 대상물을 선택적으로 유동 경로 밖으로 지향시키는 데 사용될 수 있다. 에너지는 또한 단원자 원소들이 서로 결합하거나 또는 다른 분자와 결합하는 것을 방지하는 데 사용될 수 있다. 분자 대상물(204)은 또한 동일한 기술을 이용하여 유사하게 목표로 될 수 있다.

블럭(808)에서, 에너지는 또한 대상물(204)(예컨대, 분자)의 일부의 화학적 구조 또는 화학적 조성을 변화시킬 수 있다. 에너지는 대상물(204)을 변형시켜 프로세스 챔버(106) 내로 분배될 수 있는 분자들의 크기를 감소시킬 수 있다. 또한, 유체 도관(104) 또는 프로세스 챔버(106) 내에서 원치않는 화학 반응을 방지하기 위해 화학적 조성이 변화될 수 있다. 몇몇의 경우에, 대상물(204)은, 대상물(204)의 화학적 조성 또는 물성이 유체 내의 또는 동일한 상태(예컨대, 가스 대 액체)의 다른 분자로부터 덜 구별될 수 있도록 유체 내에 용해될 수 있다. 예컨대, 액체에서 발견되는 가스(예컨대, 미소 기포) 또는 사공간을 최소화시킬 수 있다. 대상물(204)의 제거 또는 변화는 서로 직렬로 또는 병렬로 행해질 수 있다. 대상물(204)의 제거는, 대상물을 프로세스 챔버(102)로부터 멀리 이동시키거나 대상물(204)을 다른 필터 또는 트랩 내에 포집하는 다른 유동 경로 또는 도관으로 지향시키는 것을 포함할 수 있다.

블럭(810)에서, 유체는 프로세스 챔버(106) 내에 분배될 수 있고 기판 상에 퇴적될 수 있다. 유체는 균일한 방식으로 기판을 가로질러 분산될 수 있고 기판 또는 기판 상에 분배될 수 있는 다른 유체와 화학적으로 반응할 수 있다.

전술한 설명은 오직 본 발명의 예시라는 것을 이해해야 한다. 본 발명로부터 벗어남이 없이 당업자에게 의해 다양한 변형 및 수정이 안출될 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위의 범주 내에 속하는 그러한 모든 변형, 수정 및 변경을 포함하도록 의도된다.

Claims

유체 처리 디바이스로서,
유체를 받아들이는 입구;
처리된 유체를 유체 분배기에 제공하는 출구;
상기 입구 및 출구와 유체 연통하는 유체 유동 도관;
유체 유동 도관을 통과하는 유체를 처리하는 유체 필터 구성요소
를 포함하고, 상기 유체 필터 구성요소는 에너지를 유체에 제공하는 하나 이상의 에너지 분배 구성요소를 포함하는 것인 유체 처리 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 유체 필터 구성요소는 하나 이상의 형태의 에너지, 즉 음향, 전자기, 열, 또는 공압을 발생시키는 것인 유체 처리 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 유체 필터 구성요소는 진동 에너지를 유체 유동 도관 내의 유체에 제공하는 기계적 디바이스를 포함하는 것인 유체 처리 디바이스.
제3항에 있어서, 상기 기계적 디바이스는 상이한 위치들 사이에서 진동하거나 회전할 수 있는 이동 구성요소를 구비하는 진동 디바이스를 포함하는 것인 유체 처리 디바이스.
제3항에 있어서, 상기 기계적 디바이스는 음향 에너지를 유체 유동 도관 내의 유체에 제공하는 음향 디바이스를 포함하는 것인 유체 처리 디바이스.
제5항에 있어서, 상기 음향 에너지는 350 kHz 초과 또는 80 kHz 미만의 주파수를 포함하는 것인 유체 처리 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 유체 필터 구성요소는 에너지를 유체 유동 도관 내의 유체에 제공하는 전기적 디바이스를 포함하는 것인 유체 처리 디바이스.
제7항에 있어서, 상기 전기적 디바이스는 전자기 에너지를 제공하는 전자기 파동 공급원을 포함하는 것인 유체 처리 디바이스.
제7항에 있어서, 상기 전자기 에너지는 적어도 300 MHz의 주파수를 포함하는 것인 유체 처리 디바이스.
반도체 처리 시스템으로서,
반도체 처리 시스템을 위한 액체 공급원 구성요소;
상기 액체 공급원 구성요소 및 반도체 기판 처리 챔버와 유체 연통하는 유체 도관;
상기 유체 도관과 유체 연통하는 필터;
전기적 에너지 또는 기계적 에너지를 유체 도관에 제공하는 에너지 구성요소
를 포함하는 반도체 처리 시스템.
제10항에 있어서, 상기 필터는 유체 도관과 유체 연통하는 압축 필터(compaction filter) 또는 유체 도관과 유체 연통하는 흡수 필터(absorption filter)를 포함하는 것인 반도체 처리 시스템.
제10항에 있어서, 상기 에너지 구성요소는 하나 이상의 형태의 에너지, 즉 음향, 전자기, 또는 열을 발생시키는 것인 반도체 처리 시스템.
유체 필터링 방법으로서,
유체를 수용하는 경계면을 포함하는 유체 도관 내에 유체를 받아들이는 단계,
상기 유체 도관에 근접한 에너지 구성요소로부터 경계면의 적어도 일부를 통해 유체에 전기적 에너지 또는 기계적 에너지를 인가하는 단계,
전기적 에너지 또는 기계적 에너지를 이용하여 유체로부터 원자의 일부 또는 대상물의 일부를 제거하는 단계, 또는
전기적 에너지 또는 기계적 에너지를 이용하여 유체 내의 대상물의 일부의 화학적 구조 또는 화학적 조성을 변화시키는 단계, 및
유체를 처리 챔버에 제공하는 단계
를 포함하는 유체 필터링 방법.
제13항에 있어서, 상기 제거하는 단계는 전자기력을 원자 또는 대상물의 일부에 인가하는 것을 포함하는 것인 유체 필터링 방법.
제13항에 있어서, 상기 제거하는 단계는 원자 또는 대상물의 일부가 처리 챔버에 도달하는 것을 방지하는 것을 포함하는 것인 유체 필터링 방법.
제13항에 있어서, 대상물을 변화시키는 상기 단계는 대상물을 더 작은 크기로 감소시키는 것을 포함하는 것인 유체 필터링 방법.
제13항에 있어서, 대상물을 변화시키는 상기 단계는 대상물을 액체 내에 용해시키는 것을 포함하는 것인 유체 필터링 방법.
제13항에 있어서, 상기 대상물은 유기 조성, 무기 조성, 금속 조성, 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 유체 필터링 방법.
제13항에 있어서, 상기 경계면은 유체 도관과 유체 연통하고 유체 도관 내의 유체를 수용하는 하나 이상의 구성요소를 포함하는 것인 유체 필터링 방법.
제13항에 있어서, 원자 또는 분자의 일부를 제거하는 상기 단계 및 변화시키는 상기 단계는 유사한 시간에 또는 동일한 시간에 이루어지는 것인 유체 필터링 방법.