特表 2024-544970 熱シールドを備える液体フィルタ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-12-05

(54)【発明の名称】熱シールドを備える液体フィルタ装置

(51)【国際特許分類】

   B01D 47/02 20060101AFI20241128BHJP

   H01L 21/205 20060101ALI20241128BHJP

【ＦＩ】

B01D47/02 B

H01L21/205

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024527840

(86)(22)【出願日】2022-11-08

(85)【翻訳文提出日】2024-05-13

(86)【国際出願番号】 IB2022060742

(87)【国際公開番号】W WO2023089450

(87)【国際公開日】2023-05-25

(31)【優先権主張番号】17/527,643

(32)【優先日】2021-11-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】517316096

【氏名又は名称】エドワーズ バキューム リミテッド ライアビリティ カンパニー

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100119013

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 一夫

(74)【代理人】

【識別番号】100130937

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100144451

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 博子

(74)【代理人】

【識別番号】100196221

【弁理士】

【氏名又は名称】上潟口 雅裕

(72)【発明者】

【氏名】マハウィリ イマド

【テーマコード（参考）】

4D032

5F045

【Ｆターム（参考）】

4D032AA21

4D032CA01

4D032DA01

4D032DA04

5F045EB05

5F045EG07

5F045EG08

(57)【要約】

ガス／固体分離のための液体フィルタ装置は、フィルタチャンバ、半導体プロセスガス入口、及びプロセスガス出口を備えたハウジングを含む。フィルタチャンバは、液体タンクを形成し、半導体プロセスガス入口及びプロセスガス出口は、フィルタチャンバと連通している。ハウジングは、フィルタ液入口及びフィルタ液出口をさらに含み、これらは、それぞれ、液体タンクにフィルタ液を送給し、液体タンクからフィルタ液を除去するために液体タンクと連通している。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体プロセス廃棄物のための液体フィルタ装置であって、
フィルタチャンバ、プロセス廃棄物入口、プロセス廃棄物出口、及び前記プロセス廃棄物入口及び前記フィルタチャンバと連通する供給管を有するハウジングであって、前記供給管は、供給管出口を有し、前記フィルタチャンバは、内部にフィルタ液を保持する液体タンクを形成し、前記プロセス廃棄物出口は、前記フィルタチャンバと連通している、ハウジングと、
前記フィルタ液と前記供給管出口との間に配置された偏向面であって、前記偏向面は、前記供給管から流れる前記プロセス廃棄物が前記フィルタ液に直接衝突するのを防止するように、前記プロセス廃棄物を偏向させ、さらに、前記プロセス廃棄物から熱を吸収する、偏向面と、
を備える液体フィルタ装置。

【請求項2】

前記偏向面は、前記プロセス廃棄物からの熱を吸収するステンレス鋼プレートによって形成されている、請求項１に記載の液体フィルタ装置。

【請求項3】

前記ステンレス鋼プレートは、無孔である、請求項２に記載の液体フィルタ装置。

【請求項4】

前記供給管は、開口遠位端を含み、前記開口遠位端は、前記供給管出口を形成する、請求項１に記載の液体フィルタ装置。

【請求項5】

前記供給管出口は、所定の直径を有し、前記偏向面は、外周を有し、前記偏向面の前記外周は、前記供給管出口の前記直径よりも大きい、請求項１に記載の液体フィルタ装置。

【請求項6】

前記ハウジングは、前記液体タンクと前記プロセス廃棄物出口との間に、前記液体タンクから前記プロセス廃棄物出口への濾過されたプロセス廃棄物の流れを導くための排出チャンバを含む、請求項１に記載の液体フィルタ装置。

【請求項7】

前記ハウジングは、前記液体タンク及び前記排出チャンバと流体連通する内部導管を含み、前記濾過されたプロセス廃棄物の流れを前記液体タンクから前記排出チャンバへと導く、請求項６に記載の液体フィルタ装置。

【請求項8】

前記液体タンクに前記フィルタ液が出入りするのを制御するためのフィルタ液制御システムをさらに備える、請求項１に記載の液体フィルタ装置。

【請求項9】

前記フィルタ液制御システムは、制御装置及び流体回路を備え、前記制御装置は、前記流体回路を制御して、前記液体タンクに出入りするフィルタ液の流れを調節する、請求項８に記載の液体フィルタ装置。

【請求項10】

前記液体タンク内の前記フィルタ液の上側で前記偏向面を支持する少なくとも１つの支持体をさらに備える、請求項８に記載の液体フィルタ装置。

【請求項11】

熱シールドをさらに備え、前記熱シールドは、カップ状本体を含み、前記カップ状本体は、前記偏向面を形成し、前記プロセス廃棄物が前記供給管から流れる第１の容積を形成する、請求項１に記載の液体フィルタ装置。

【請求項12】

前記カップ状本体は、前記供給管から間隔を置いて配置された円筒状壁を有する、請求項１１に記載の液体フィルタ装置。

【請求項13】

前記カップ状本体は、第１のカップ状本体を備え、前記熱シールドは、第２のカップ状本体をさらに備え、前記第１のカップ状本体は、前記第２のカップ状本体内に位置決めされ、前記第２のカップ状本体は、前記プロセス廃棄物が前記第１のカップ状本体から流れ、前記プロセス廃棄物が前記排出廃棄物出口に流れる第２の容積を形成する、請求項１１に記載の液体フィルタ装置。

【請求項14】

前記熱シールドは、第３のカップ状本体をさらに備え、前記第３のカップ状本体は、前記第１のカップ状本体から間隔を置いて前記第２のカップ状本体内に位置決めされ、前記第３のカップ状本体は、前記プロセス廃棄物が流れ、前記プロセス廃棄物が前記プロセス廃棄物出口に流れる第３の容積を形成する、請求項１３に記載の液体フィルタ装置。

【請求項15】

前記カップ状本体は、ステンレス鋼体である、請求項１４に記載の液体フィルタ装置。

【請求項16】

液体フィルタを使用して半導体処理システム内のプロセス廃棄物から固体物を分離する方法であって、
供給管、フィルタチャンバ、及び排出出口を備えた液体フィルタを提供するステップであって、前記供給管が供給管出口を有する、ステップと、
前記フィルタチャンバ内に液体タンクを形成するステップと、
フィルタ液を前記液体タンク内に保持するステップと、
前記供給管出口から前記液体タンクへの二次的な前置フィルタ流体経路を提供するステップと、
前記プロセス廃棄物を、前記供給管から前記フィルタチャンバの前記二次的な前置フィルタ流体経路に導き、その後、前記プロセス廃棄物を前記フィルタチャンバの前記液体タンクに導くステップと、
を含む方法。

【請求項17】

前記プロセス廃棄物を前記二次的な前置フィルタ流体経路に導くステップは、前記プロセス廃棄物を前記液体タンクに導く前に、前記プロセス廃棄物からエネルギーを吸収するステップを含む、請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

前記プロセス廃棄物を前記二次的な前置フィルタ流体経路に導くステップは、偏向面及び／又はヒートシンクを提供するステップと、前記偏向面及び／又はヒートシンクを前記供給管出口から間隔を置いて配置するステップとを含む、請求項１６に記載の方法。

【請求項19】

前記偏向面及び／又はヒートシンクを、前記供給管出口の直径よりも大きな寸法にするステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。

【請求項20】

前記液体タンク内の前記フィルタ液の上側で前記偏向面を支持するステップと、随意的に、前記液体タンク内の前記フィルタ液を前記偏向面より下の液体レベルに維持するステップと、をさらに含む、請求項１８に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願）
本発明は、２０２０年６月５日出願の米国出願番号第１６／８９３，５０４号に関し、その開示内容全体は引用により本明細書に組み込まれる。

【背景技術】

【0002】

通常、半導体デバイスの製造は、半導体デバイスの回路層を構成する所望の薄膜を形成するために、例えば、特定の化学物質を適度な温度から高温のシリコンウェハ温度で酸化による変換を利用する。例えば、化学気相堆積（ＣＶＤ）プロセスでは、シリコンウェハ上に堆積した二酸化ケイ素膜は、約４００℃のウェハ温度及び約３００ｍＴｏｒｒの処理チャンバ圧力で、酸素によるシランの酸化によって形成される。また、二酸化ケイ素膜は、ほぼ同様の処理条件で、蒸気テトラエチルシロキサン、ＴＯＥＳを酸素とオゾンで酸化することによっても成膜される。また、二酸化ケイ素膜は、低圧気相プラズマ強化法（ＰＥＣＶＤ）により、より低温で成膜される。別のプロセスでは、シランをアンモニアと反応させ、低圧及び中程度のウェハ温度で窒化ケイ素を形成する。これらの、タングステン及びタングステンシリサイド薄膜の形成など、ほぼ全ての他のＣＶＤ反応では、処理チャンバに供給されるガス供給反応物のほぼ７５％が変換されることなく処理チャンバを通過する。

【0003】

典型的な半導体処理チャンバの排出物はガス流であり、これは、低圧であり、未変換の供給反応物、反応副生成物、希釈剤窒素キャリアガス及び粒子からなる。これらの粒子は、気相中で加熱された反応物の気相反応物の副生成物であり、処理チャンバと真空ポンプとの間の距離にわたって延びるフォアラインに沿って形成され続け、量が増える。図１は、フォアラインを介して真空ポンプに接続された処理チャンバを構成する典型的なＣＶＤ又はＰＥＣＶＤシステムの概略図である。真空ポンプは、排出ラインを介して典型的なガス排出除害システムに接続されており、ガス排出除害システムは、天然ガスの火炎を使用して未反応のプロセスガスを破壊し、その後、ガス／水吸収カラムで酸性のガス状副生成物を除去する。このような除害システムの生成物は、通常は中和されて排出される酸性廃水流と、表面積の大きな機械的粒子フィルタを通過した後に大気に放出される微粒子を含有するガス流とから構成される。

【0004】

粒子は、処理チャンバ、真空ポンプ、及び除害システム間の全ての接続ラインを覆い、頻繁にこれらのラインを塞ぎ、詰まらせ、大幅なメンテナンス停止時間及び運転の多大な追加コストの原因になる。多くの場合、真空ポンプは、高度の粒子堆積に起因して動作不能になり、運転停止せざるを得ない。真空ポンプは、定期的に、非常に高い材料費及び人件費でこのようなラインから取り外されて交換される。いくつかのプロセスでは、機械的フィルタが、真空ポンプの寿命を延ばすために真空フォアラインに配置され、これらの粒子を捕捉する。多くの場合、フォアライン及びポンプ排出ラインの両方は、未変換の凝縮性反応物の凝縮を防ぐために加熱され、これはその後に、ガス含有粒子を吸収及び凝集するのを助け、取り除くのが非常に難しくコストのかかる液体／固体の塊をもたらす。

【0005】

ガス含有粒子流からの粒子分離を達成する最良の方法は、液体媒体を使用することである。例えば、粒子は、ガス含有粒子流を高流量の水シャワーに通過させることにより、大きなガス流量から分離することができる。水流への高度の粒子分離は、タンク容積及び出水率を適切にサイズ設定することで達成できる。このような分離プロセスは、水を使用すれば効果的かつ経済的であるが、ガス流中の反応物と水の有害な化学反応が起こり得ること及び低圧フォアラインでは水蒸気圧が非常に高いことに起因して、半導体プロセスでは使用することができない。真空ＣＶＤ及びＰＥＣＶＤ半導体プロセスでは、フォアラインに存在する分子状水が処理チャンバ自体に後方拡散し、処理される半導体薄膜の化学組成を劣化させる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

いくつかの用途では、半導体処理システムのフォアライン内の非常に高温のガス流から粒子を除去する必要性がある。例えば、フォアライン内の排出ガスは、約１００℃から２００℃の温度を有するフォアライン内を流れる高温ガスである可能性がある。一部の用途では、非常に低い真空で動作するフォアラインプラズマ除害システムの直後で粒子を除去する必要性がある。いずれの場合も、液体フィルタは、非常に高温のガス又はプラズマ排出物が流体に直接衝突しないことを保証するために、改良を必要とする場合がある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

従って、ＣＶＤ及びＰＥＣＶＤ半導体プロセスの低圧フォアラインには、液体を媒体として使用し、ガス含有粒子流から粒子を分離する液体フィルタ装置が設けられている。

【0008】

１つの形態では、半導体プロセスからの半導体プロセス廃棄物分離のための液体フィルタ装置は、フィルタチャンバ、プロセス廃棄物入口、プロセス廃棄物出口、及びプロセス廃棄物入口と連通し、フィルタチャンバと連通する供給管出口を有する供給管を有する、ハウジングを含む。フィルタチャンバは、内部にフィルタ液を保持する液体タンクを形成し、プロセス廃棄物出口は、フィルタチャンバと連通している。偏向面がフィルタ液と供給管出口との間に配置され、供給管出口から流れるプロセス廃棄物がフィルタ液に直接衝突するのを防止するように、プロセス廃棄物を偏向させ、さらに、プロセス廃棄物から熱を吸収するようになっている。

【0009】

１つの態様では、偏向面は、ステンレス鋼などのプレートで形成され、プロセス廃棄物からの熱を吸収し、従って、ヒートシンクを形成する。例えば、プレートは、無孔とすることができる。

【0010】

別の形態では、半導体プロセスからの半導体プロセス廃棄物分離のための液体フィルタ装置は、フィルタチャンバ、プロセス廃棄物入口、プロセス廃棄物出口、及びプロセス廃棄物入口と連通し、フィルタチャンバと連通する供給管出口を有する供給管を有する、ハウジングを含む。フィルタチャンバは、内部にフィルタ液を保持する液体タンクを形成し、プロセス廃棄物出口は、フィルタチャンバと連通している。ヒートシンクが供給管に隣接して位置決めされ、プロセス廃棄物から熱を吸収し、プロセス廃棄物をフィルタ液に衝突する前に冷却する。例えば、ヒートシンクは、供給管出口から流れるプロセス廃棄物がフィルタ液に直接衝突するのを防ぐために、偏向面を形成することができる。

【0011】

上記のいずれにおいても、供給管は、供給管出口を形成する開口遠位端を含む。

【0012】

上記のいずれにおいても、ハウジングは、液体タンクとプロセス廃棄物出口との間に、濾過されたプロセス廃棄物の流れを液体タンクからプロセス廃棄物出口に導くための排出チャンバを含む。

【0013】

上記のいずれにおいても、供給管出口は、外径を有し、偏向面は、外周を有し、偏向面の外周は、供給管出口の外径よりも大きい。

【0014】

さらなる態様によれば、ハウジングは、液体タンク及び排出チャンバと流体連通する内部導管を含み、濾過されたプロセス廃棄物の流れを液体タンクから排出チャンバに導く。

【0015】

上記のいずれにおいても、液体フィルタ装置は、液体タンクへの流入及び液体タンクからのフィルタ液の流出を制御するためのフィルタ液制御システムをさらに含む。例えば、フィルタ液制御システムは、制御装置及び流体回路を含むことができ、制御装置は、流体回路を制御して、液体タンクに出入りするフィルタ液の流れを調節する。

【0016】

上記のいずれにおいても、液体フィルタ装置は、液体タンク内のフィルタ液の上側で偏向面を支持する支持体をさらに含むことができる。

【0017】

上記のいずれにおいても、液体フィルタ装置は、熱シールドをさらに含む。１つの態様では、熱シールドは、偏向面及び／又はヒートシンクを形成し、プロセス廃棄物が供給管から流入する第１の容積を形成するカップ状本体を含む。例えば、カップ状本体は、供給管から間隔を置いて配置された円筒状壁を有することができる。

【0018】

さらなる態様では、熱シールドは、第２のカップ状本体を含む。第１のカップ状本体は、第２のカップ状本体内に位置決めされ、第２のカップ状本体は、プロセス廃棄物が第１のカップ状本体から流れ、プロセス廃棄物がプロセス廃棄物出口に流れる第２の容積を形成する。

【0019】

随意的に、熱シールドは、第３のカップ状本体を含むことができ、第３のカップ状本体は、第１のカップ状本体から間隔を置いて第２のカップ状本体内に位置決めされ、プロセス廃棄物が流れ、プロセス廃棄物がプロセス廃棄物出口に流れる第３の容積を形成する。

【0020】

例えば、１又は２以上のカップ状本体は、フィルタ液に衝突する前に廃棄排出物から熱を吸収するために、ステンレス鋼本体とすることができる。

【0021】

別の態様では、液体フィルタを用いて半導体処理システム内のプロセス廃棄物から固体を分離する方法は、供給管、フィルタチャンバ、及び排出出口を備えた液体フィルタを提供するステップを含む。本方法はさらに、フィルタチャンバ内に液体タンクを形成するステップと、液体タンク内にフィルタ液を保持するステップと、供給管出口から液体タンクへの二次的な前置フィルタ流体経路を提供するステップとを含む。プロセス廃棄物は、次に、供給管からフィルタチャンバの二次的な前置フィルタ流体経路に導かれ、その後、フィルタチャンバの液体タンクに導かれる。

【0022】

１つの態様では、プロセス廃棄物を二次的な前置フィルタ流体経路に導くステップは、プロセス廃棄物を液体タンクに導く前にプロセス廃棄物からエネルギーを吸収するステップを含む。

【0023】

別の又は更なる態様では、プロセス廃棄物は、偏向面を提供し、偏向面がプロセス廃棄物を二次的な前置フィルタ流体経路に導くように、偏向面を供給管出口から間隔を置いて配置することによって、二次的な前置フィルタ流体経路に導かれる。

【0024】

さらなる態様では、偏向面は、供給管出口の直径より大きい寸法である。

【0025】

随意的に、偏向面は、液体タンク内のフィルタ液の上側に支持される。

【0026】

加えて、液体タンク内のフィルタ液は、偏向面より下の液体レベルに維持される。

【0027】

別の態様では、フィルタ液は、タンクを通って循環されるので、粒子で満たされたフィルタ液が除去される。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】真空ポンプにフォアラインを介して接続された処理チャンバで構成される先行技術のＣＶＤ又はＰＥＣＶＤシステムの概略図である。

【図2】半導体プロセスガスから固体を分離するための液体フィルタ装置の概略図である。

【図3】変更されたガスの流路を備える液体フィルタ装置の概略図である。

【図4】ベンチュリを備える液体フィルタ装置の概略図である。

【図5】熱シールドを備える液体フィルタ装置の概略図である。

【図6】フィルタ液を攪拌する液体フィルタ装置の概略図である。

【図6A】弁開口部のシーケンスを示す図６と同様の図である。

【図6B】弁開口部のシーケンスを示す図６と同様の図である

【図6C】弁開口部のシーケンスを示す図６と同様の図である

【図6D】弁開口部のシーケンスを示す図６と同様の図である

【図7】半導体処理システムに設置される液体フィルタ装置を示す液体フィルタ装置の概略図である。

【図8】半導体処理システム用の複数のチャンバ設備を形成する液体フィルタ装置を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

図２を参照すると、数字１０は、全体として、半導体プロセスチャンバ排出口を有するフォアラインに配置することができる液体フィルタ装置を示し、液体フィルタ装置は、半導体プロセスガスからの固体又は粒子を濾過するように構成されており、半導体プロセスガスは、半導体プロセスチャンバから排出され、通常、半導体プロセス中の気相反応の副産物としての固体又は粒子を含有している。以下に詳細に説明されるように、本明細書では代替的に半導体プロセス廃棄物又はプロセス廃棄物と呼ばれる場合が多い非常に高温の半導体プロセスガス及び／又はプラズマを処理する場合を含む、様々なプロセスパラメータに対処するために、液体フィルタ装置には、様々な変更を加えることができる。

【0030】

再び図２を参照すると、フィルタ装置１０は、典型的には固体及び／又は粒子を含有する半導体処理チャンバからの半導体プロセスガスの流入物を受け入れるためのプロセスガス入口１４と、濾過プロセス後に濾過されたプロセスガスを排出するガス出口１６とを備えるハウジング１２を含む。ハウジング１２は、アルミニウム、石英、ポリマー、又は、ステンレス鋼合金などの不活性材料で形成され、入口１４を通して半導体処理チャンバからプロセスガスを受け入れるフィルタチャンバ１８を含み、そこから濾過されたガスが出口１６を通して排出される。フィルタチャンバ１８は、フィルタ装置に流入するプロセスガスから固体及び／又は粒子を濾過するフィルタ液を保持する液体タンク２０を形成する。

【0031】

半導体プロセスガスから固体又は粒子を除去又は濾過するが、プロセスガス流中の反応物と化学反応しない適切な濾過液は、約１０－７Ｔｏｒｒ未満の蒸気圧を有し、化学的に不活性な液体を含むことが分かっている。適切な液体は、摂氏－５８度から摂氏＋２５７度までの温度範囲で使用でき、ガス放出が無視できる液体を含む。適切な液体は、誘電強度が１５．７ＭＶ／ｍの範囲の電気的に非導電性の液体を含む。

【0032】

加えて、適切な液体は、水よりも大きい動粘性率（参考のため、水は、１ｃＳｔの動粘性率を有する）を有し、例えば、３８ｃＳｔから１８３０ｃＳｔの範囲の動粘性率を有する。例えば、適切な液体としては、商業的に入手可能なフォンブリン液、又は、パーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）が挙げられる。ＰＦＰＥは、蒸気圧が約６×１０－８Ｔｏｒｒ以下であり、化学的に不活性である。ＰＦＰＥは、摂氏－５８度から摂氏＋２５７度までの温度の範囲で使用でき、ガス放出は、ごくわずかである。ＰＦＰＥは、約１５．７ＭＶ／ｍの誘電強度を有し、化学的に不活性であり、摂氏－５８度から摂氏＋２５７度までの温度範囲で使用することができ、ガス放出は、ごくわずかであるが、後述するように、非常に高温のプロセスガス又はプラズマを処理する場合、冷却効率及び気相からの粒子の分離を改善するために、フィルタ液へのプロセスガスの直接衝突及び液漬を最小化又は回避することができる。ＰＦＰＥフィルタ流体は、例えば、３８ｃＳｔから１８３０ｃＳｔの範囲の動粘性率で調合することができる。しかしながら、ＰＦＰＥは、高価な液体なので、抽出された粒子を含有したＰＦＰＥ液体は、市販の清浄器に送ってリサイクルすることができる。

【0033】

以下に詳細に説明されるように、液体タンク２０内の液体タンクのレベルは、いくつかの用途においてプロセスガスのフィルタ液への液浸を保証するために、制御システムによって維持することができる。例えば、タンク２０内の液体レベルは、フィルタ装置の構成によって、３インチから８インチ、又は、１インチから３インチ、又は、典型的には２インチから６インチの範囲内とすることができる。しかしながら、上述したように、非常に高温のプロセスガス又はプラズマに対処する場合、タンク内のレベルは、調節することができる。フィルタサイズ及びＰＦＰＥ収容容積は、特定の半導体プロセス及び化学的性質によって様々とすることができる。

【0034】

フィルタ液は、フィルタ液入口２２及びフィルタ液出口２４を介して液体タンク２０に送給されそこから排出され、これらは、それぞれ、フィルタ流の液体タンクへの送給及びそこからの除去のためにハウジング１２上の共通ポート２６に結合する、管体などの導管を介して液体タンクと連通している。さらに、以下に詳細に説明されるように、１つの実施形態では、フィルタ液は、フィルタ液とプロセスガスとの間の相互作用を高めるために、装置１０に通して循環することができる。

【0035】

再び図２を参照すると、装置１０は、プロセスガス入口１４と連通し、液体タンク２０内のフィルタ液中に延びて、プロセスガス入口を通って流れるプロセスガスを液体タンク内のフィルタ液中に直接注入する、供給管３０をさらに含む。代替的に、後述するように、プロセス供給管は、例えば、冷却後に間接的にフィルタ液の上側で終端することができる。

【0036】

供給管３０は、アルミニウム、石英、ポリマー、及び典型的にはステンレス鋼合金などの不活性材料から形成される。随意的に、供給管３０は、遠位端３０ａに複数の穿孔３２を含み、その遠位端は、プロセスガスの全ての流れを穿孔３２に通して導くように閉じられており、これは、リッター流体（ｌｉｔｅｒ ｆｌｕｉｄ）中でプロセスガスによる気泡化効果を発生させる。穿孔３２の大きさ、数及び位置は、様々とすることができるが、直径で０．１２５インチから０．５インチ又はそれ以上の範囲の直径、又は、約０．２５インチの直径とすることができる。この孔の目的は、粒子含有ガス流を効率的に分散させ、これをフィルタ液と混和させることである。穿孔３２から流れるガスによって生じる気泡は、フィルタ液と混合し、粒子は、ガス流から分離され、半導体処理チャンバに何らかの有害な逆流を与えることなくフィルタ液に吸収される。あるいは、図５を参照して説明されるように、供給管の端部は、プロセスガス又はプラズマをフィルタ流の方へ向かわせるために開口することができるが、より高い温度では、以下に詳細に説明されるように、供給管の開口端とフィルタ流との間に熱シールドを配置することができる。

【0037】

上述のように、液体フィルタ装置１０は、液体タンク２０へのフィルタ液の流入及び液体タンク２０からのフィルタ液の流出を制御するためのフィルタ液制御システム５０を含むことができる。例えば、フィルタ液制御システム５０は、マイクロプロセッサのような制御装置５０ａ及び流体回路２８を含むことができ、制御装置５０ａは、入口２２及び出口２４を通り液体タンク２０の内外へのフィルタ液の流れを調節するために、電気制御弁２８ａ、２８ｂ及びポンプ（図示しない遠心力ポンプ又は磁気カップリングポンプなど）によって流体回路を制御する。また、上述したように、フィルタ液制御システム５０は、フィルタ液を液体タンク内の液体レベルに維持するように構成することもできる。このようにして、フィルタ液は、液体が一定の吸収レベルに達したことを意味する「使用済み」になったときに、新しいフィルタ液と交換することができる。例えば、フィルタ液が実験的に粒子で飽和したと見なされる場合にタンク内に新しいフィルタ液を循環させることが望まし場合、又は、粒子をどれだけ吸収したかに関係なく液体を循環させることが望ましい場合がある。

【0038】

１つの実施形態では、制御システム５０は、１又は２以上のセンサ５２を含む。センサ５２は、フィルタ液のレベルを検出するために、もしくは、液体の不透明度又は他の特性を測定するために使用することができ、これは、液体が粒子吸収の所定レベルに達したことを示すために使用することができる。例えば、液体が粒子吸収の所定レベルに達した場合を決定することは、粘度などの液体の別の特性に基づく場合がある。あるいは、一方がフィルタ液のレベルを測定するセンサであり、他方が、液体が粒子吸収の所望レベルに達した場合を示す液体の特性を測定するセンサである、両方のタイプのセンサを使用することができる。いずれかの場合又は両方の場合において、制御システム５０は、半導体チャンバの生成物に対応するために及び／又は濾過プロセスを最適化するために、１又は２以上のセンサに基づいて液体タンク２０に出入りするフィルタ流の流れを調節する目的で使用することができる。

【0039】

随意的に、装置１０は、チャンバ１８を観察するための１又は２以上の視覚的な窓４０を含むことができる。例えば、１又は複数の窓４０は、ＰＹＲＥＸ(登録商標)又は、石英材料から形成され、ハウジング１２の壁に広がりそれを貫通して延びることができる。窓は、所望のフィルタ液のレベルの下に位置決めすることができ、必要に応じて、フィルタ装置の手動制御を提供するために、フィルタ液は、そのレベル及び／又は不透明度又は他の特性を手動で観察することができるようになっている。窓４０は、手動の又は自動の視覚的な窓を含むことができ、フィルタ液内に同伴された固形分を実験的に評価し、プロセスチャンバ又は生産を妨げることなく、連続的な動的フィルタ動作のために、弁２８ａ、２８ｂによって、特定の液量の手動又は自動の引き出し及び新しいフィルタ液の追加を引き起こすために使用することができる。例えば、上述した弁（例えば、制御弁２８ａ、２８ｂ）は、オペレータが装置１０を手動で制御できるように、電気的作動弁による、手動オーバーライド制御を含む手動制御を可能にすることができる。

【0040】

図示の実施形態では、プロセスガス入口１４及びガス出口１６は、概して９０度（直角）の向きを有するように、ハウジング１２の上部と側面に位置決めされているが、第２の実施形態を参照して説明されるように、ガス入口１４及びガス出口１６は、概してインラインであるように再配列することができる。

【0041】

作動時、プロセスガス流は、図示のように装置１０の上部から流入し、供給管３０を通過し、タンク２０内のフィルタ液を通って気泡化し、その粒子が取り除かれ、フィルタ液タンク２０から出る。次に濾過されたガスは、ガス出口１６を通って装置１０の側面から流出する。

【0042】

図３を参照すると、数字１１０は、全体として液体フィルタ装置の別の実施形態又は第２の実施形態を示し、これは、半導体プロセスチャンバ排出口を有するとフォアラインに配置することができ、半導体プロセスチャンバから排出される半導体プロセスガスから固体又は粒子を濾過するように構成されている。上述の実施形態と同様に、フィルタ装置１１０は、典型的には固体又は粒子を含有する半導体処理チャンバからの半導体プロセスガスの流入物を受け入れるためのプロセスガス入口１１４と、後述する濾過プロセス後に濾過されたプロセスガスを排出するガス出口１１６とを有するハウジング１１２を含む。ハウジング構造に適した材料の詳細については、第１の実施形態を参照されたい。

【0043】

図３に最も良く見られるように、ハウジング１１２は、プロセスガス入口１１４を通してプロセスガスを受け入れるフィルタチャンバ１１８を含み、そこから濾過されたガスがガス出口１１６を通して排出される。フィルタチャンバ１１８は、フィルタ装置に流入するプロセスガスから固体又は粒子を濾過するフィルタ液を保持する液体タンク１２０を形成する。半導体プロセスガスから固体又は粒子を濾過することができる適切な液体特性及び適切な液体の例に関しては、第１の実施形態を参照されたい。

【0044】

図示された実施形態では、プロセスガス入口１１４及びガス出口１１６は、概してインラインである。そのために、ハウジング１２０は、液体タンク１２０とガス出口１１６との間に排出チャンバ１３８を含み、フィルタガスは、ガス出口１１６を通って排出される前に内部でフィルタチャンバから排出することができる。インライン型フィルタ装置は、第１の実施形態の直角フィルタ装置が既存のフォアライン形状に適合しない可能性がある特定の場所で使用することができる。

【0045】

排出チャンバ１３８を形成するために、ハウジング１１２は、フィルタチャンバ１１８と排出チャンバ１３０との間のハウジング１１２の内部空間を仕切る固体プレート１３６を含み、さらに、内部導管１３４を含み、この内部導管１３４は、フィルタ液レベルの上に位置決めされた第１の開口端１３４ａと、排出チャンバ１３０に排出するために、プレート１３６を貫通して延びる第２の開口端１３４ｂとを含む。内部導管１３４は、プレート１３６で終端するように示されているが、プレートを貫通して排出チャンバ１３８の中に延びることができることを理解されたい。適切な導管は、アルミニウム、石英、ポリマー、及び典型的にはステンレス鋼合金などの不活性材料から形成される管体又は管材を含む。

【0046】

上述の実施形態と同様に、ハウジング１１０は、入口１１４と流体連通し、液体タンク１２０内に延び、上述と同様の方法でプロセスガスをフィルタ流体中に注入する供給管１３０を含む。供給管１３０の更なる詳細は、供給管３０を参照されたい。

【0047】

また、上述の実施形態と同様に、液体タンク１２０内の液体レベルは、上述したように、フィルタ液へのプロセスガスの液浸を保証するために、制御システムによって維持することができる。

【0048】

装置１１０は、装置１０と同様な方法で作動する。プロセスガスは、入口１１４に流入し、供給管１３０を介してタンク１２０内のフィルタ液に注入される。供給管１３０に穿孔１３２が存在するため、プロセスガスは、フィルタ液中で気泡化し、固体又は粒子はフィルタ液に吸収される際にプロセスガスから除去される。濾過されたガスは、次に内部導管１３４を通ってフィルタチャンバ１１８から排出され、内部導管１３４は、濾過されたガスを排出チャンバ１３８内に導き、次に排出チャンバ１３８は、ガス出口１１６を通して濾過されたガスを排出する。

【0049】

上述の実施形態と同様の方法で、フィルタ液は、流体回路１２８によって装置１１０を通って循環することができ、流体回路１２８は、入口弁１２８ａ（液体入口１２２と流体連通している）と出口弁１２８（液体入口１２４と流体連通している）、及び様々な導管及びポンプ（図示しない遠心ポンプ又は磁気カップリングポンプなど）を含み、上述のように、フィルタ液を循環させるか又は単にフィルタ液を交換するために、共通ポート１２６を通してフィルタ液の流れを液体タンク１２０の中に又はそこから導くようになっている。

【0050】

また、装置１１０はチャンバ１１８を観察するための視覚的な窓１４０を含むことができる。例えば、１又は複数の窓４０は、ハウジング１２の壁に広がりそれを貫通して延び、窓は、所望のフィルタ液レベルの下に位置決めすることができ、必要に応じて、フィルタ装置の手動制御を提供するために、フィルタ液は、そのレベル及び／又は不透明度又は他の特性を手動で観察することができるようになっている。

【0051】

上述のように、作動時、粒子含有プロセスガス流は、図示のように装置１１０の上部から流入し、内部供給管１３０を通過し、タンク１２０内のフィルタを通って気泡化され、粒子が濾過されて取り除かれた後、内部導管１３４に入り、フィルタ液体タンク１２０から流出する。濾過されたガスは、次に排出チャンバ１３８に入り、装置１１０の上部プロセスガス入口とインラインの底部から流出する。

【0052】

図４を参照すると、数字２１０は、全体として液体フィルタ装置の別の実施形態又は第３の実施形態を示し、これは、半導体プロセスチャンバ排出口を有するフォアラインに配置することができ、半導体プロセスチャンバから排出される半導体プロセスガスから固体又は粒子を濾過するように構成されている。上述の実施形態と同様に、フィルタ装置２１０は、典型的には固体又は粒子を含有する半導体処理チャンバからの半導体プロセスガスの流入物を受け入れるためのプロセスガス入口２１４と、上述の濾過プロセス後に濾過されたプロセスガスを排出するガス出口２１６とを有するハウジング２１２を含む。ハウジング構造に適した材料の詳細については、第１の実施形態を参照されたい。

【0053】

図４に最もよく見られるように、ハウジング２１２は、プロセスガス入口２１４を通してプロセスガスを受け入れるフィルタチャンバ２１８を含み、そこから濾過されたガスがガス出口２１６を通して排出される。フィルタチャンバ２１８は、フィルタ装置に流入するプロセスガスから固体又は粒子を濾過するフィルタ液を保持する液体タンク２２０を形成する。半導体プロセスガスから固体又は粒子を濾過することができる好適な液体特性及び好適な液体の例としては、第１の実施形態を参照されたい。

【0054】

図示の実施形態では、プロセスガス入口２１４及びガス出口２１６は、第２の実施形態と同様に概してインラインにある。そのために、ハウジング２２０は、同様に液体タンク２２０とガス出口２１６との間に排出チャンバ２３８を含み、フィルタガスは、ガス出口２１６を通って排出される前に内部でフィルタチャンバから排出することができる。排出チャンバ２３８のさらなる詳細については、上述の実施形態を参照されたい。

【0055】

上述の実施形態と同様に、ハウジング２１０は、入口２１４と流体連通しているが、チャンバ２１８内に延び、随意的にフィルタ流体の上側で終端する供給管２３０を含む。また、供給管２３０は、アルミニウム、石英、ポリマー、典型的にはステンレス鋼合金などの不活性材料から形成される。

【0056】

図示の実施形態では、供給管２３０は、ベンチュリ管を形成するための制限部２３０ａと、フィルタ流が供給管２３０に流入するための入口２２２とを含み、圧力差を発生させて、入口２１４を通してプロセスガスを供給管２３０に引き込むようになっており、そこで、プロセスガスはフィルタ液と混合し、その後、供給管２３０を通ってフィルタチャンバ２１８の中に排出される。また、フィルタ液は、供給管２３０から液体タンク２２０に排出される。

【0057】

上述と同様の方法で、フィルタ流体は、流体回路２２８によって装置２１０を通って循環することができ、流体回路２２８は、例えば、上述のような制御装置によって制御され、流体回路２２８は、制御弁２２８ａ及び２２８ｂに加えて、ポンプ２２８ｃ（遠心ポンプ又は、磁気カップリングポンプなど）を含み、ポンプ２２８ｃは、フィルタ流体を様々な導管２２８ｄを介して装置２１０を通って循環させる。

【0058】

図示の実施形態では、上述のように、液体入口２２２は、供給管２３０に形成されるが、液体出口２２４は、液体レベルの下の液体タンクに位置決めされる。

【0059】

装置２１０は、装置１１０と同様の方法で作動する。プロセスガスは、入口２１４に流入するが、その流れは、供給管２３０を通って流れるフィルタ液のベンチュリ効果によって強化される。プロセスガスは、フィルタ液と混合し、次に濾過され、供給管２３０を通ってフィルタチャンバ１１８に注入される。濾過されたガスは、内部導管２３４を通してフィルタチャンバ２１８から排出され、内部導管２３４は、濾過されたガスを排出チャンバ２３８に導き、次に排出チャンバ２３８は、ガス出口２１６を通して濾過されたガスを排出する。

【0060】

上述の実施形態と同様の方法で、フィルタ液は、流体回路２２８によって装置２１０を通って循環することができ、流体回路２２８は、上述のように、入口弁２２８ａ（これは、液体入口２２２と流体連通している）と出口弁２２８ｂ（これは、液体入口２２４と流体連通している）、及び装置２１０を通してフィルタ液の流れを導くための様々な導管を含む。流体回路２２８は、上述したように、所与の期間後に又はフィルタ液が粒子飽和の所望のレベルに達した後にフィルタ液を交換するように構成することもできる。

【0061】

また、装置２１０は、第２の実施形態と同様に、チャンバ２１８を観察するための視覚的な窓２４０を含むことができる。

【0062】

図５を参照すると、数字４１０は、全体として半導体中の半導体廃棄物から固体及び／又は粒子を濾過するための液体フィルタ装置を示す。上述の実施形態と同様に、フィルタ装置４１０は、典型的に、固体又は粒子を含有している半導体処理チャンバからの、半導体プロセス廃棄ガス及び／又はプラズマなどの半導体プロセス廃棄物の流入物を受け入れるためのプロセス廃棄物入口４１４と、後述する濾過プロセスの後に濾過されたプロセス廃棄物を排出する、濾過廃棄物出口４１６と備えるハウジング４１２を含む。ハウジング構造に適した材料の詳細については、第１の実施形態を参照されたい。

【0063】

図５に最もよく見られるように、ハウジング４１２は、同様に、廃棄物入口４１４を通してプロセス廃棄物を受け入れるフィルタチャンバ４１８を含み、そこから濾過された廃棄物が濾過廃棄物出口４１６を通して排出される。フィルタチャンバ４１８は、フィルタ装置に流入するプロセス廃棄物から固体又は粒子を濾過するフィルタ液を保持する液体タンク４２０を形成する。半導体プロセスガスから固体又は粒子を濾過することができる好適な液体特性及び好適な液体の例については、第１の実施形態を参照されたい。

【0064】

図示された実施形態において、プロセス廃棄物入口４１４及び廃棄物出口４１６は、第２の実施形態と同様に概してインラインである。上述の実施形態と同様に、ハウジング４１０は、入口４１４と流体連通しているが、チャンバ４１８内に延び、随意的にフィルタ流の上側で終端する供給管４３０を含む。また、供給管４３０は、アルミニウム、石英、ポリマー、ステンレス鋼などの、不活性材料から形成される。

【0065】

しかしながら、ハウジング４２０は、例えば、２００－６００℃の範囲又はそれ以上の温度を有するガス及び／又はプラズマのような非常に高温のプロセス廃棄物を濾過する場合に、エネルギーを低減するために、供給管出口４３０ａから液体タンク４２０へのプロセス廃棄物のための二次的な前置フィルタ流体経路を提供するように構成されている。さらに、以下に詳細に説明されるように、ハウジング４２０は、フィルタ液に衝突する前にプロセス廃棄物を冷却するように構成されている。

【0066】

廃棄物を二次的な前置フィルタ流体経路に導くために、液体フィルタ装置４１０は、供給管出口４３０ａに隣接して配置された偏向面４５０を含む。このように、廃棄物は、フィルタ流体に直接衝突せず、代わりに、二次的な前置フィルタ流体経路に導かれる。加えて、以下に詳細に説明されるように、偏向面は、熱を吸収する材料から形成され、従ってヒートシンクを形成する。この偏向面に衝突することにより、初期の熱エネルギーの多くが吸収されるので、例えば、プラズマ排出物がフィルタ装置に注入された場合にイオン及び高電子エネルギーを吸収することができる熱シールドを生成し、放出された電子及びイオンを急冷し、高温ガスを冷却するのに役立つ。

【0067】

熱シールドは、その構造によって、熱交換表面積及び気液界面面積が著しく増加し、効率的な冷却及び気相からの粒子分離をもたらすこともできる。この新規な流体フィルタは試験されており、入力ガス又はプラズマが４００℃から６００℃の範囲又はそれ以上の温度を有する場合、流体温度は、気相からの粒子分離を著しく高めながら、何らかの潜在的な化学反応及び流体特性低下をはるかに下回る４５℃から７０℃の範囲の低温に維持されることを示している。

【0068】

第１の偏向面は、プレートによって形成することができる。随意的に、プレートは、底壁４５２ｂから上方に延びる円筒形側壁などの側壁４５２ａを備えるカップ状本体４５２によって提供され、これは無孔プレートのようなプレートを形成することができる。本体４５２は、単一体とすることができ、成形又は溶接によって形成することができる。随意的に、カップ状本体は、供給管４３０の端部を跨いで取り囲むように支持することができるが、そこから間隔を置いて配置されており、上述のように最初の偏向面を形成することができる底壁４５２ｂは、供給管４３０の供給管出口４３０ａから間隔を置いて配置されるようになっている。このように、偏向面の外周は、供給管出口の外径よりも大きくすることができる。

【0069】

二次的な前置フィルタ流体経路は、追加の配向面又は偏向面によって形成することができる。例えば、追加の偏向面は、例えば、溶接によるなどの、それらの形成プロセス又は次の形成プロセスの間に一緒に組み立てられるか又は接合される個別の構造を含む、個別の構造によって形成することができる。例えば、第２の偏向面４５２ｃは、カップ状本体４５２の側壁４５２ａの内面によって形成することができ、これは、第１の偏向面４５０と共に、廃棄物が供給管出口４３０ａから流出した時点で流れる第１の容量の空間４５２ｄを形成することができる。

【0070】

第３の偏向面４５４は、その中に第１のカップ状本体４５２を支持し、１又は２以上の支持体４６４によってハウジング４１２の下壁４１２ａ上に支持される第２のカップ状本体４６０によって提供することができる。随意的に、第２のカップ状本体４６０は、フィルタ液体レベルの上方でハウジング４１２の下壁４１２ａに支持され、フィルタ液体レベルは、上述と同様の方法で制御システムによって制御することができる。

【0071】

また、第２のカップ状本体４６０は、底壁４６０ｂから上方に延び、カップ状本体４５２の側壁４５２ａよりも高い円筒形側壁などの側壁４６０ａを含み、廃棄物が第１の容積４５２ｄから流れ出る場合、廃棄物は、カップ状本体４５２の上でカップ状本体４５２との間に第２のカップ状本体４６０によって形成される第２の容積４６０ｄに流入するようになっている。従って、側壁４６０ａの内面４６０ｃは、ハウジング４１２を通る二次的な前置フィルタ流体経路に沿った廃棄物の流れを導く第３の偏向面を形成する。

【0072】

このように、廃棄物が第２の容積に流入すると、上方に流れ側壁４６０ａの上部を越え、第２のカップ状体４６０の真下の液体タンク４２０内のフィルタ液に流下する。一部の廃棄物は、２つの側壁４５２ａと４６０ａの間を流れて第１のカップ状本体の下から出現し（図５の緑色の矢印で示すように）、その後上方に流れ、次に液体タンク４２０内のフィルタ液に流下することができる。

【0073】

いずれの場合にも、偏向面は、ステンレス鋼などの熱を吸収する材料から形成され、従って、ヒートシンクを形成することができる。

【0074】

装置４１０は、装置２１０及び１１０と同様の方法で作動する。プロセス廃棄物（ガス及び／又は、プラズマ）は、入口４１４に流入し、冷却後にフィルタ液と混合する。次に、濾過された廃棄物は、第２のカップ状本体４６０の底壁４６０ｂを貫通して延びる内部導管４３４を通ってフィルタチャンバ４１８から排出される。次に、内部導管４３４は、濾過された廃棄物を排出チャンバ４３８に導き、次に、排出チャンバ４３８は、廃棄物出口４１６を通して濾過された廃棄物を排出する。

【0075】

濾過された廃棄物の流れは、別の円筒状側壁４７０を通して内部導管４３４に導くことができ、この円筒状側壁４７０は、第２のカップ状本体４６０にも支持され、内部導管４３４と同軸であり、内部導管４３４から間隔を置いて配置されている。加えて、円筒状側壁４７０は、第１のカップ状本体４５２から間隔を置いて配置され、さらに、カップ状本体４５２及び４６０の上方に延びている。従って、図５から最もよく理解されるように、円筒状側壁４７０の外面４７０ａは、廃棄物の流れを第２のカップ状本体４６０の上端を越えて上方に導くための偏向面を形成する（従って、二次的な前置フィルタ流体経路の一部を形成する）。加えて、円筒状側壁４７０の内面４７０ｂは、濾過された廃棄物が上方に流れて内部導管４３４に流入することを可能にする後置フィルタ経路を形成する。

【0076】

上述の実施形態と同様な方法で、フィルタ液は、流体回路によって装置４１０を通って循環することができる。また、流体回路は、上述したように、所与の期間後に又はフィルタ液が所望の粒子飽和レベルに達した後にフィルタ液を交換するように構成することもできる。さらに、制御システムは、随意的にフィルタ液のレベルを第２のカップ状本体の下方に維持し、従って、濾過された廃棄物が流れるための後置フィルタ経路の一部を形成する。

【0077】

また、ハウジング４１２は、液体タンク４２０と廃棄物出口４１６との間に排出チャンバ４３８を含み、フィルタ廃棄物を、出口４１６を通って排出される前に内部でフィルタチャンバから排出できるようになっている。排出チャンバ４３８のさらなる詳細については、上述の実施形態を参照されたい。

【0078】

偏向面のための適切な材料は、ステンレス鋼とすることができ、これは、不活性であり、さらに熱を吸収することができるので上述のように廃棄物を冷却することができる。

【0079】

カップ状本体４５２及び４６０並びに円筒状壁４７０は、溶接又は成形によって結合される単一の組立体４８０とすることができる、又は、装置４１０を通って流れる廃棄物のための二次的な前置フィルタ経路及び後置フィルタ経路を形成するように組み立てられる個別の構成要素とすることができる。

【0080】

従って、液体フィルタを使用して、装置は、半導体処理システム内のプロセス廃棄物から固体を分離するために使用することができる。供給管出口からフィルタ液体タンクへの二次的な前置フィルタ流体経路を提供することによって、廃棄物は、フィルタ流体に衝突する前に冷却することができ、初期の熱エネルギーの多くを吸収することができる。結果としてもたらされた熱シールドは、プラズマ排出物が装置内に注入された場合のイオンエネルギー及び高電子エネルギーを吸収することができ、放出された電子及びイオンを急冷し、高温ガスを冷却するのに役立つ。また、熱シールドを形成する構成要素は、熱交換表面積及び気液界面面積が著しく増加し、効率的な冷却及び気相からの粒子分離をもたらすことができる。

【0081】

図６を参照すると、数字３１０は、全体として半導体処理チャンバと処理ポンプ（図６及び図７参照）との間のフォアラインに位置付けることができるフィルタ流体を攪拌する液体フィルタ装置を概略的に示し、液体フィルタ装置は、半導体プロセスチャンバから排出される、半導体処理ガスからの固体又は粒子を濾過するように構成されている。さらに、以下に詳細に説明されるように、液体フィルタ装置３１０は、流体装置のチャンバ（３１８）への又はそこからのフィルタ流体の自動的な流体の追加及び除去を可能にする構成でもって、流体回路（後述される３２８）と連通するように構成されている。

【0082】

上述の実施形態と同様に、フィルタ装置３１０は、フィルタチャンバ３１８を形成するハウジング３１２を含み、半導体処理チャンバからチャンバ３１８への半導体プロセスガス流入物を受け入れるためのプロセスガス入口３１４を備え（例えば、図６参照、ここでフィルタ装置３１０は、半導体チャンバとプロセスポンプとの間の処理システムのフォアラインに取り付けられる）、プロセスガスは、一般に固体又は粒子を含有し、ガス出口３１６は、後述する濾過プロセスの後、チャンバ３１８から濾過されたプロセスガスを排出する。ハウジング構造に適した材料の詳細については、第１の実施形態を参照されたい。

【0083】

図６に最も良く見られるように、チャンバ３１８は、フィルタ装置に流入するプロセスガスから固体又は粒子を濾過し、次に廃棄物として排出されるフィルタ液を保持するための液体タンク３２０を形成する。半導体プロセスガスから固体又は粒子を濾過することができる好適な液体特性及び好適な液体の例については第１の実施形態を参照されたい。図示の実施形態では、プロセスガス入口３１４及びガス出口３１６は、直角に配置された第２の実施形態と同様に概してインラインにある。また、上述の実施形態と同様に、ハウジング３１０は、入口３１４と流体連通し、チャンバ３１８内に延び、随意的に液体タンク３２０内のフィルタ流体の場所で又はそのわずかに下方で終端する供給管３３０を含む。供給管３３０は、同様にアルミニウム、石英、ポリマー、及び典型的にはステンレス鋼合金などの不活性材料から形成される。

【0084】

図示の実施形態では、チャンバ３１８は、モータ３３４によって回転駆動される回転部材３３２を含む。モータ３３４は、ハウジング３１２の外部又は外側に取り付けられるが、その駆動シャフト３３４ａは、ハウジング壁３１２ａに設けられた密封開口部を貫通して延びて回転部材３３２に係合する、又は、ハウジングを貫通せず、代わりに後述するように、磁気カップリングを介して回転部材に結合することができる。例えば、密封開口部は、密封ブッシュ又は密封グロメットによって形成することができる。回転部材３３２は、ハウジング壁３１２ａの底部に回転可能に取り付けられている、環状支持体に共通して取り付けられている複数のブレードの形態とすることができる。

【0085】

１つの実施形態では、モータの駆動シャフト３３４ａは、ハウジング３１２の壁を介して磁気カップリングによって回転部材３３２に結合する。例えば、駆動シャフト３３４ａは、磁石を含むことができ、また、回転部材３３２は、磁気カップリングをもたらすために、例えば、環状支持体に又はその周りに取り付けられた磁石を含むことができる。

【0086】

上述のように、回転部材３３２は、液体タンク３２０のハウジング３１２の底部に配置され、モータ３３４によって回転されると、液体タンク３２０内のフィルタ流体を、随意的に連続様式で、攪拌する又は回転させる。この流体の回転により、様々な密度の粒子がフィルタ流体と完全に混合し、その後、ハウジング壁３１２ａに形成された出口３１２ｂを介してフィルタチャンバ３１８から排出される。加えて、回転速度は、出口３１２ｂを介したチャンバからの流体の排出速度、及び、入口３１２ｃ（同様にハウジング壁３１２ａに形成された）を介した後述する流体回路からチャンバ３１８へのフィルタ流体の流入速度に影響を与える。さらに、回転速度は、流体の回転により発生する渦Ｖの深さを決定する。

【0087】

上述と同様な方法で、フィルタ流体は、流体回路３２８（例えば、以下に説明するようなマイクロプロセッサを含む、プログラマブルロジック制御装置のような制御装置によって制御される）によって、装置３１０を通って選択的かつ自動的に循環させることができる。

【0088】

図示された実施形態では、流体回路３２８は、フィルタ流体の上側のチャンバ３１８と流体連通にある導管３４０と、スライド弁３４２と、複数の制御弁３２８ａ（Ｖ１）、３２８ｂ（Ｖ２）、３２８ｃ（Ｖ３）、３２８ｄ（Ｖ４）．３２８ｅ（Ｖ５）、及び３２８ｆ（Ｖ６）とを含み、この制御弁は、制御装置３５０（マイクロプロセッサなど）によって開閉され、以下に説明する弁開閉シーケンスに基づいて、導管３４０を通りかつスライド弁３４２を通る流体の流れを自動的に制御する。チャンバ３１８（フィルタ流体の上側）と導管３４０との間の流体連通をもたらすことにより、導管３４０は、チャンバ３１８内の圧力に曝され、この圧力は、フォアラインと出口３１６に通じるチャンバ３１８との間の流体連通により真空（又は、低圧又は超低圧）下にある。次に、この真空（又は、低圧又は超低圧）は、後述するように、回路３２８の他の部品に及ぶ。例えば、導管３４０は、ステンレス鋼管を含むことができる。

【0089】

図６に最も良く見られるように、スライド弁３４２は、シリンダ３４２ａ及びスライドピストン３４２ｂを含み、スライドピストン３４２ｂは、モータ３４３によってシリンダ３４２ａを上下に移動し（図６に見られるように）、また、モータ３４３は、制御装置３５０によって制御され、弁３４２によってチャンバ３１８と回路３２８の連通を開閉する。

【0090】

加えて、回路３２８は、２つのチャンバ３４４及び３４６を含み、チャンバ３４４は、弁３２８ａ（Ｖ１）を介してメークアップ流体供給部と選択的に流体連通しており、チャンバ３４６は、弁３２８ｃ（Ｖ３）及び導管３４０の弁を介して窒素ガス供給部と選択的に流体連通している。従って、弁３２８ａ（Ｖ１）が開かれると、チャンバ３４４は、メークアップ液で満たされる。同様に、弁３２８ｅ（Ｖ５）が開かれると、チャンバ３４６は、窒素で満たされる。次に、弁３２８ｅ（Ｖ５）が閉じられ、弁３２８ｄ（Ｖ４）が開かれると、チャンバ３４６内の圧力は、低圧、超低圧、又は真空圧まで低下する。

【0091】

タンク３２０に出入りする流体の流れを制御するために、シリンダ３４２ａは、ハウジング３１２の入口３１２ｃと流体連通にある第１のポート（随意的に導管によって形成される）と、ハウジング３１２の出口３１２ｂと流体連通にある第２のポート（随意的に導管によって形成される）とを含む。さらに、ピストン３４２ｂは、２つの横方向通路３４２ｃ及び３４２ｄを含み、これらは、モータ３４３によって動かされるとシリンダ３４２ａのポートと整列することができ、３２８ｂ（Ｖ２）及び弁３２８ｃ（Ｖ３）の開閉状態に応じて、タンク３２０とチャンバ３４４及び／又はチャンバ３４６との間の流体連通を可能にするようになっている。弁３２８ｂ（Ｖ２）は、ピストン３４２ｂの位置に応じて、チャンバ３４４とスライド弁３４２とタンク３２０との間の選択的な流体連通を可能にし、弁３２８ｃ（Ｖ３）は、ピストン３４２ｂの位置に応じて、チャンバ３４６とスライド弁３４２とタンク３２０との間の選択的な流体連通を可能にする。

【0092】

図６から最も良く理解されるように、弁３２８ａ（Ｖ１）を開き、他の全ての弁（３２８ｂ（Ｖ２）、３２８ｃ（Ｖ３）、３２８ｄ（Ｖ４）、３２８ｅ（Ｖ５）、及び３２８ｆ（Ｖ６））を閉じると（ステップ１、図６Ａ参照）、メークアップ流体は、チャンバ３４４に導かれる。弁３２８ｂ（Ｖ２）及び弁３２８ｃ（Ｖ３）を開き、残りの弁（３２８ａ（Ｖ１）、３２８ｄ（Ｖ４）、３２８ｅ（Ｖ５）、及び３２８ｆ（Ｖ６））を閉じると（ステップ２、図６Ｂ参照）、モータ３４３を駆動してピストンを下側位置に移動させると（図６に見られるようにピストン３４２ｂの横方向通路３４２ｃ及び３４２ｄがシリンダ３４２ａのポートと整列する）、メークアップ流体がタンク３２０に送られ、粒子充填流体がチャンバ３４６に排出される。弁３２８ａ（Ｖ１）、３２８ｂ（Ｖ２）、３２８ｃ（Ｖ３）、及び３２８ｄ（Ｖ４）を閉じ、弁３２８ｆ（Ｖ６）及び３２８ｅ（Ｖ５）を開くと（ステップ３、図６Ｃ参照）、流体は、開いた弁３２８ｅ（Ｖ５）を通過する予め調整された窒素流によって押し流され、チャンバ３４６から除去される。流体がチャンバ３４６から除去されるように所定の時間が与えられると、次に、弁３２８ａ（Ｖ１）、３２８ｂ（Ｖ２）、３２８ｃ（Ｖ３）、及び３２８ｅ（Ｖ５）、並びに３２８ｆ（Ｖ６）を閉じ、弁３２８ｄ（Ｖ４）を開き（ステップ４、図６Ｄ参照）、チャンバ３４６内の圧力がフォアライン圧力と平衡を保つようにチャンバ３４６を排気することができる。このシーケンスは、制御装置によって繰り返される。シーケンスステップのタイミングは、特定のプロセス及びプロセスの設定に基づくので、様々とことができる。概して、シーケンスのタイミングは、流体の粒子負荷に応じて１０秒から２０秒ごとに循環することができると予想される。半導体プロセス排出物の粒子負荷が低い場合、シーケンスは、最大で３０から６０分となる可能性がある。

【0093】

装置３１０は、プロセスガスが入口３１４に流入するという点では、装置１１０と同様の方法で作動するが、その流れは、供給管３３０の周りを流れるフィルタ液の渦効果によって強化される。プロセスガスは、フィルタ液と混合し、次に、供給管３３０を介してフィルタチャンバ３１８に注入された後に濾過される。次に、濾過されたガスは、ガス出口３１６を通ってフィルタチャンバ３１８から排出される。

【0094】

図示の実施形態では、フィルタ液は、流体回路３２８によって装置３１０を通って動的に循環する。

【0095】

また上述したように、流体回路３２８は、所与の期間後又はフィルタ液が所望の粒子飽和レベルに達した後にフィルタ液を交換するように構成することもできる。

【0096】

図７及び８を参照すると、フィルタ装置３１０（又は、本明細書に記載の他のフィルタ装置４１０、２１０、１１０、１０のいずれか）は、半導体処理チャンバＣと処理ポンプＰとの間のフォアラインに設置することができ、さらに、複数のチャンバ（Ｃ、Ｃ２、Ｃ３）及び複数のポンプ（Ｐ、Ｐ２、Ｐ３）を備えたシステムに設置することができ、各々のフィルタ装置からの廃棄物流体は、随意的に共有廃棄物タンクＴに導かれ、随意的に、メークアップ流体は、共有メークアップ流体供給タンクＴから供給される。

【0097】

いずれの実施形態でも、制御システムは、１又は２以上のセンサ（各実施形態には示されていない）を含むことができ、これらのセンサは、フィルタ液のレベルを検出するために使用することができる、又は、液体の不透明度（光学的不活性）又は他の特性を測定するために使用することができ、これらの特性は、液体が一定の吸収レベルに達したことを示すために使用することができる。また、一方がフィルタ液の高さを測定するセンサであり他方が液体の特性を測定するセンサである、両方のタイプのセンサを使用することができる。いずれかの場合又は両方の場合、制御システムは、半導体チャンバの生成物に対応するために及び／又は濾過プロセスを最適化するために、１又は２以上のセンサに基づいて、装置に出入りする濾過液体の流れを調節するために使用することができる。

【0098】

直角型フィルタ装置及びインライン型フィルタ装置の両方の構成は、受動的とすることができる（「受動的」とは、タンクが、定期的に手動で新しいフィルタ液と変更及び交換される固定量のフィルタ液を有することを意味する）、すなわち、フィルタ装置は、半導体処理システムのプロセスガスの圧力及び流れ特性を使用して半導体処理システム内のラインに挿入される、又は、動的とすることができる（「動的」とは、図７を参照して上述したように、粒子含有フィルタ液が動的に／自動的に除去され、新鮮なフィルタ液と交換されることを意味する）。上述のように、フィルタ液は、所定のメンテナンス期間に基づいて、弁調整及び随意的にポンプによって定期的に除去及び追加することができる。上述のように、１つの構成では、図４に示されるように、フィルタ液を再循環させるためにフィルタ液再循環ポンプを追加することができる。この実施形態では、再循環フィルタ液は、非常に高い再循環流量を有することができ、図示及び説明したようにベンチュリ管を使用してより効率的に混合させることができる。ベンチュリ管を使用することにより、非常に高度の粒子／ガス分離を達成することができる、及び、上述のように、フィルタに入るプロセスガスの局所的な真空引きが生じ、結果として、プロセス真空ポンプの作動を助け、その全エネルギー消費を潜在的に低減することができる。

【0099】

方向を示す用語「垂直」、「水平」、「上」、「下」、「上」、「下」、「内側」、「内側」、「外側」、「外側」などは、図に示す実施形態の方向に基づいて本発明を説明するのを助けるために使用される。方向を示す用語の使用は、本発明を何らかの特定の方向（複数可）に限定するように解釈されるべきではない。

【0100】

上記の説明は、本発明の現在の実施形態のものである。特許請求の範囲に定義される本発明の精神及び広範な態様から逸脱することなく、様々な改変及び変更を行うことができ、これらは、均等論を含む特許法の原則に従って解釈されるものである。本開示は、例示を目的として提示されており、本発明の全ての実施形態の網羅的な説明として解釈されるべきではなく、また、これらの実施形態に関連して図示又は説明される特定の要素に特許請求の範囲を限定するものでもない。例えば、限定するものではないが、本発明の何らかの個々の要素（複数可）は、実質的に同様の機能性を提供するか、さもなければ適切な動作を提供する代替要素によって置換することができる。これは、例えば、当業者に現在知られている可能性がある、現在知られている代替要素、及び当業者が開発時に代替要素として認識する可能性がある、将来開発される可能性のある代替要素を含む。本発明は、特許された請求項に明示的に規定される範囲を除き、これらの特徴の全てを含む又は記載された利点の全てを提供する実施形態のみに限定されるものではない。例えば、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」又は「ｓａｉｄ」を使用して、単数形の請求項の要素への何らかの言及は、要素を単数形に限定するものとして解釈されるものではない。

【符号の説明】

【0101】

１０ フィルタ装置
１２ ハウジング
１４ 処理ガス入口
１６ 処理ガス出口
１８ フィルタチャンバ
２０ 液体タンク
２２ フィルタ液入口
２４ フィルタ液出口
２６ 共通開口部
２８ 流体回路
２８ａ 電気制御弁
２８ｂ 電気制御弁
３０ 供給管
３０ａ 遠位端
３２ 穿孔
４０ 視覚的な窓
５０ フィルタ液制御システム
５０ａ 制御装置
５２ センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図7】

【図8】

【国際調査報告】