用于半导体工艺的气体/固体分离的液体过滤装置的制作方法

用于半导体工艺的气体/固体分离的液体过滤装置
1.技术领域和

背景技术：

2.通常，半导体器件的制造采用通过氧化进行的转换，例如，在某些化学品的适度至高度升高的硅晶片温度下，以形成构成半导体器件电路层的所需薄膜。例如，在化学气相沉积(cvd)工艺中，沉积在硅晶片上的二氧化硅薄膜是通过在大约400摄氏度的晶片温度和大约300mtorr的处理室压力下用氧气氧化硅烷而形成的。二氧化硅薄膜也通过在几乎相似的处理条件下用氧气和臭氧氧化蒸气四乙基硅氧烷toes来沉积。氧化硅膜也是通过低压气相等离子体增强(pecvd)在较低温度下沉积的。在另一个工艺中，硅烷与氨在低压和适中的晶片温度下反应形成氮化硅。在这些以及几乎所有其他cvd反应中，例如钨和硅化钨薄膜的形成，接近75％的进入处理室的气态进料反应物未经转化地通过处理室。
3.典型的半导体处理室的排气是低压气流，由未转化的进料反应物、反应副产物、稀释氮气载气和颗粒组成。这些颗粒是气相中加热的反应物的气相反应的副产物，它们沿着横跨处理室和真空泵之间的前级真空管线继续形成和增加数量，在典型的制造设备中可能达60英尺。图1是典型的cvd或pecvd系统的示意图，该系统由通过真空前级管道连接到真空泵的处理室组成。真空泵通过排气管连接到典型的废气减排系统，该系统使用天然气火焰破坏未反应的工艺气体，然后使用气体/水吸收柱去除酸性气态副产物。这种减排系统的输出包括通常被中和并排放的酸性废水流和充满细颗粒的气流，这些细颗粒在通过大表面积机械颗粒过滤器后排放到大气中。
4.颗粒覆盖在处理室、真空泵和减排系统之间的所有连接管线上，并且经常填满和堵塞这些管线，从而导致大量的维护停机时间，从而大大增加了运营成本。在许多情况下，由于大量颗粒沉积导致真空泵无法运行，因此必须关闭真空泵。从这些生产线上移除和更换真空泵通常需要极高的材料和劳动力成本。在少数工艺中，机械过滤器被放置在真空前级管道中以捕获这些颗粒，以延长真空泵的使用寿命。在许多情况下，前级管线和泵排气管线都被加热以防止未转化的可冷凝反应物的冷凝，这随后有助于吸收和凝聚载气颗粒并产生昂贵且难以清洁的液体/固体堵塞。
5.使用液体介质可以最好地从充满颗粒的气体流中分离颗粒。例如，通过使载有颗粒的气体流通过非常高流速的水喷淋器，可以将颗粒从大的气体流速中分离出来。通过适当调整容器体积和水流量，可以实现将高颗粒分离到水流中。虽然这种分离过程使用水是有效且经济的，但由于与气流中的反应物潜在的不利的水化学反应以及低压前级管线中非常高的水蒸气压力，它们不能用于半导体加工。在真空cvd和pecvd半导体工艺中，前级管线中的分子水会向后扩散到处理室本身，并削弱正在处理的半导体薄膜的化学成分。


技术实现要素：

6.因此，提供了一种液体过滤装置，其使用液体作为介质在cvd和pecvd半导体工艺的低压前级管线中将颗粒与载气颗粒流分离。合适的过滤液体具有低于约10-7
torr的蒸汽压，例如具有化学名称为全氟聚醚(pfpe)的市售fomblin液体，其蒸汽压为约6
×
10-8
torr或更低。这些合适的液体，例如pfpe，是化学惰性的，可以在-58摄氏度至高达257摄氏度的温
度范围内使用，并且在高真空操作下的释气可以忽略不计。它们不导电，介电强度约为15.7mv/m。它们可以配制成具有从38至1830cst的运动粘度。作为参考，水的运动粘度为1cst。
7.在一个实施例中，用于气体/固体分离的液体过滤装置包括具有过滤室、半导体工艺气体入口和工艺气体出口的外壳。该室形成液体储存器，并且半导体工艺气体入口和工艺气体出口与过滤室连通。外壳还包括过滤液体入口和过滤液体出口，它们与液体储存器连通，分别用于将过滤流体输送到液体储存器和从液体储存器排出过滤流体。
8.一方面，半导体工艺气体入口与工艺气体出口成一直线。例如，外壳可以包括在液体储存器和工艺气体出口之间的排气室，其中过滤后的工艺气体可以在通过工艺气体出口离开外壳之前被排放。
9.在另一方面，液体过滤装置还包括进料管，进料管与工艺气体入口连通并延伸到储存器中的过滤液中，以将流经工艺气体入口的工艺气体直接注入到液体储存器中的过滤液体中。
10.例如，当外壳在液体储存器和工艺气体出口之间具有排气室时，外壳可以包括与过滤室和排气室液体连通的内部导管，以引导过滤后的工艺气体从过滤室流出至排气室。
11.在另一方面，进料管包括穿孔进料管。例如，穿孔的进料管可以在其远端部分包括多个穿孔。
12.再一方面，在上述任一装置中，液体过滤装置还包括过滤液体控制系统，用于控制过滤液体流入和流出液体储存器。例如，过滤液体控制系统可以包括控制器和流体回路，控制器控制流体回路以调节过滤液体流入和流出液体储存器的流量，并且该控制器被配置为在液体储存器中将过滤液保持在一液体高度。
13.在另一方面，液体过滤装置包括进料管，其中具有文丘里节流部和文丘里入口，文丘里入口与半导体工艺气体入口或液体过滤器入口流体连通以将工艺气体或过滤液体吸入进料管。
14.在另一方面，液体过滤装置还包括过滤液体控制系统，用于控制过滤液体流入和流出液体储存器，过滤液体控制系统包括控制器和流体回路，其中控制器控制流体回路用于调节过滤液体流入和流出液体储存器的流量，并被配置为将过滤液保持在液体储存器中的液体高度。
15.一方面，过滤液体控制系统包括与过滤液入口流体连通的泵，以将过滤液泵入液体储存器。在另一方面中，过滤液体入口通过进料管与液体储存器流体连通，其中泵配置成通过进料管使过滤液体循环进入液体储存器。
16.在其他方面，外壳包括一个或多个用于观察该室的光学窗口。
17.根据又一实施例，一种从半导体工艺气体中分离固体的方法，包括以下步骤：将半导体工艺气体引导到过滤液体流或包含过滤液体的储存器中，从而过滤工艺气体，以及排出过滤后的工艺气体。
18.在一方面，引导步骤包括将半导体工艺气体鼓泡到储存器中的过滤液体中。
19.在另一方面，过滤液体循环通过储存器，从而去除填充有颗粒的过滤液体。
20.根据又一方面，该方法包括使过滤流体形成文丘里流，并利用文丘里流将半导体工艺气体吸入过滤液体流中。
附图说明
21.图1是现有技术cvd或pecvd系统的示意图，该系统包括通过前线连接到真空泵的处理室；
22.图2是用于从半导体工艺气体中分离固体的液体过滤装置的第一实施例的示意图；
23.图3是用于从半导体工艺气体中分离固体的液体过滤装置的第二实施例的示意图；
24.图4是用于从半导体工艺气体中分离固体的液体过滤装置的第三实施例的示意图；
25.图5是用于从半导体工艺气体中分离固体的液体过滤装置的第四实施例的示意图；
26.图5a是一个类似图5的视图，显示阀门开启的顺序；
27.图5b是一个类似图5的视图，显示阀门开启的顺序；
28.图5c是一个类似图5的视图，显示阀门开启的顺序；
29.图5d是一个类似图5的视图，显示阀门开启的顺序；
30.图6是液体过滤装置的第四实施例的示意图，示出了安装在半导体处理系统中的过滤装置；
31.图7是液体过滤装置的第四实施例的示意图，示出了组成用于半导体处理系统的多室装置的过滤装置。
具体实施方式
32.参考图2，数字10通常表示液体过滤装置，其可以放置在具有半导体处理室排气装置的前级管线中，并且被配置为从半导体工艺气体中过滤固体或颗粒，该半导体工艺气体从半导体处理室排出并且通常充满固体或颗粒作为半导体工艺过程中气相反应的副产品。过滤装置10包括外壳12，其具有工艺气体入口14和气体出口16，工艺气体入口14用于接收来自半导体处理室流入的半导体工艺气体，其通常载有固体或颗粒，以及气体出口16在如下过滤过程后排放过滤后的工艺气体。
33.外壳12由惰性材料形成，例如铝、石英、聚合物，通常还包括不锈钢合金，并且包括过滤室18，该过滤室18通过入口14接收来自半导体处理室的工艺气体，并且过滤后的气体从该过滤室通过出口16排出。过滤室18形成液体储存器20以保持过滤液体，过滤液体从流入过滤装置的工艺气体中过滤出固体或颗粒。已经发现，用于从半导体工艺气体中去除或过滤掉固体或颗粒但不与工艺气流中的反应物产生化学反应的合适过滤液体包括蒸气压低于约10-7
torr且为化学惰性的液体。合适的液体包括可在-58摄氏度至 257摄氏度的温度范围内使用并且释气可忽略不计的液体。合适的液体包括介电强度在15.7mv/m范围内的非导电液体。此外，合适的液体具有大于水的运动粘度(作为参考，水的运动粘度为1cst)，例如，运动粘度范围为38至1830cst。例如，合适的液体包括市售的fomblin液体或全氟聚醚(pfpe)。pfpe具有大约6
×
10-8
torr或更低的蒸气压，并且是化学惰性的。pfpe可在-58摄氏度至 257摄氏度的温度范围内使用，并且释气可忽略不计。pfpe的介电强度约为15.7mv/m，具有化学惰性，可在-58摄氏度至 257摄氏度的温度范围内使用，并且释气可忽略不计。它
们可以配制成运动粘度，例如，从38到1830cst。然而，pfpe是昂贵的液体，因此或可将载有颗粒的pfpe液体送到商业净化器中并回收利用。
34.如在下文中更全面地描述，液体储存器20中的液位可以由控制系统维持，以确保工艺气体浸入过滤液中，如下面更全面地描述。例如，容器20中液体的高度可以在3英寸至8英寸、或1英寸至3英寸、或通常2英寸至6英寸的范围内，这取决于过滤装置的构造。过滤器尺寸和pfpe体积取决于特定的半导体工艺和化学成分。
35.过滤液体通过过滤液体入口22和过滤液体出口24被输送到液体储存器20并从液体储存器20排出，过滤液体入口22和过滤液体出口24通过连接到外壳12上的公共端口26的导管(例如管道)与液体储存器连通分别用于将过滤流体输送到储存器和从储存器排出过滤流体。此外，如下文将更全面描述的，在一个实施例中，过滤液可以循环通过装置10以增加过滤液和工艺气体之间的相互作用。
36.再次参考图2。如图所示，装置10还包括进料管30，进料管30与工艺气体入口14连通并延伸到储存器20中的过滤液中，以将流经工艺气体入口的工艺气体直接注入到液体储存器内的液体中。
37.进料管30由惰性材料制成，例如铝，石英，聚合物和通常为不锈钢合金，并可选地包括在其远端部30a的多个穿孔32，其远端被封闭以引导所有的流工艺气体通过穿孔，与升流体中的工艺气体产生起泡效应。穿孔的尺寸、数量和位置可以变化，但可以在直径0.125英寸至0.5英寸或更大，或约0.25英寸直径的范围内。孔的目的是有效地分散载有颗粒的气流并将其与过滤液充分混合。从穿孔流出的气体产生的气泡与过滤液混合，颗粒从气流中分离出来并吸附到过滤液中，而不会对半导体处理室产生任何有害的回流。
38.如上所述，液体过滤装置10可以包括过滤液体控制系统50，用于控制过滤液体流入和流出储存器20。例如，过滤液体控制系统50可包括控制器50a，诸如微处理器，和流体回路28中，控制器50a经由电控阀28a和28b和泵(例如离心泵或磁耦合泵，未显示在图中)控制流体回路，以调节过滤液体通过入口22和出口24以及进出液体储存器20的流量。如上所述，过滤液控制系统50也可以被配置为将过滤液保持在液体储存器中的液体高度。以这种方式，当液体“用完”即它已经达到一定的吸收水平时，可以用新的过滤液更换过滤液。例如，当过滤液体凭经验被认为已达到颗粒饱和时，可能需要将新鲜过滤液体循环到储存器中，或者可能需要循环流体，不论它已经吸收了多少颗粒。
39.在一个实施例中，控制系统50包括一个或多个传感器52。传感器52可用于检测过滤液的液位或测量液体的不透明度或其他特性，这可用于指示液体已达到一定的颗粒吸收水平。例如，确定液体何时达到一定的颗粒吸收水平可以基于液体的另一特性，例如粘度。或者可以使用两种类型的传感器——一种测量过滤器液体的高度，另一种测量液体的特性，以指示液体何时达到所需的颗粒吸收水平。在任一或两种情况下，控制系统50可用于基于一个或多个传感器调整过滤流体流入和流出液体储存器20的流量，以适应半导体室的输出和/或优化过滤过程.
40.装置10可以有选择地包括一个或多个光学窗口40，用于观察腔室18。例如，窗口40可以由耐热玻璃或石英材料形成并且延伸进入并穿过外壳12的壁。窗口可以位于所需的过滤液体高度下方，以便可以手动观察液体的高度和/或不透明度或其他特性，以便在需要时手动控制过滤装置。窗口40可以包括手动或自动光学窗和可用于凭经验评估过滤液体内的
夹带的固体含量，并触发手动或自动的撤回一定液体体积并且经由阀28a、28b添加新鲜的过滤器液以，用于连续动态过滤操作，无需中断处理室或生产。例如，阀(例如阀28a，28b)中上面所指出的可以提供手动控制，包括手动超驰控制，越过电动阀以使得操作者可手动控制装置10。
41.在所示实施例中，工艺气体入口14和气体出口16位于外壳12的顶部和侧面，因此它们具有大致九十度(直角)的方向；然而，如将参照第二实施例描述的那样，气体入口14和气体出口16可以重新布置，使得它们通常成一直线。
42.在操作中，工艺气流进入装置10的顶部，如图所示，并通过进料管30，通过储存器20中的过滤液起泡，在该处脱落其颗粒并离开过滤液储存器20。过滤后的气体然后通过气体出口16在侧面离开装置10。
43.参考图3，标号110通常表示液体过滤装置的另一个或第二实施例，其可以放置在具有半导体处理室排气装置的前级管线中并且被配置为从由半导体处理室中排放出的半导体工艺气体中过滤固体或颗粒。与前述实施例类似，过滤装置110包括外壳112，外壳112具有工艺气体入口114和气体出口116，工艺气体入口114用于接收来自半导体处理室的半导体流入的工艺气体，其通常载有固体或颗粒，以及气体出口116排出经过下面所描述的过滤过程后的过滤后的工艺气体。用于外壳结构的合适材料的细节参考第一实施例。
44.图3中很好的展示了，外壳112还包括过滤室118，该过滤室118通过工艺气体入口114接收工艺气体并且过滤后的气体通过气体出口116从过滤室排出。过滤室118形成液体储存器120以保持过滤液体，过滤液体从流入过滤装置的工艺气体中过滤出固体或颗粒。对于可以从半导体工艺气体中过滤固体或颗粒的合适液体特性和合适液体的示例，参考第一实施例。
45.在所示实施例中，工艺气体入口114和气体出口116通常是成一直线。为此，外壳120包括在液体储存器120和气体出口116之间的排气室138，以允许过滤气体在通过气体出口116排出之前从过滤室内部排出。直线式过滤装置可用于第一实施例的直角过滤装置可能不适合现有的前级管线几何形状的某些位置。
46.为了形成排气室138，壳体112包括实心板136，其划分了过滤器室118和排气室130之间的外壳112的内部空间，并进一步包括内部导管134，其包括位于过滤液高度上方的第一开口端134a和第二开口端134b，其延伸穿过板136以便排放到排气室130。尽管图示终止于板136，但应当理解，内部导管134可延伸穿过板进入排气室138。合适的导管包括由惰性材料例如铝、石英、聚合物和通常不锈钢合金组成的管子或管道。
47.与前述实施例类似，外壳110包括进料管130，其与入口114流体连通并延伸到液体储存器120中以与上述类似的方式将工艺气体注入过滤流体。管130的更多细节参考进料管30。
48.还与之前的实施例类似，液体储存器120中的液位可以由控制系统维持，以确保工艺气体浸没在过滤液中，如上所述。
49.装置110以与装置10类似的方式操作。工艺气体流入入口114并通过进料管130注入储存器120中的过滤液体。由于进料管130中穿孔的存在，工艺气体被鼓泡到过滤液中，其中固体或颗粒随着它们被过滤液吸收而从工艺气体中去除。过滤后的气体然后通过内部管道134从过滤室118排出，内部管道134将过滤后的气体引导到排放室138中，然后排放室138
通过气体出口116排放过滤后的气体。
50.以与前述实施例类似的方式，过滤液体可经由流体回路128循环通过该装置110，流体回路128包括入口阀128a(其与液体入口122流体连通)和出口阀128(其与液体入口124流体连通)、以及各种导管和泵(例如离心泵或磁耦合泵，未示出)，以引导过滤液体通过公共端口126流入和流出液体储存器120，以如上所述的方式，循环过滤液或简单更换过滤液。
51.装置110还可以包括用于观察室118的光学窗口140。例如，窗口或窗口40延伸进入并穿过外壳12的壁，并且可以位于所需的过滤液体高度下方，从而可以手动观察液体的高度和/或不透明度或其他特性，以在需要时提供过滤装置的手动控制。
52.如上所述，在操作中，如图所示，载有颗粒的工艺气流在装置110的顶部进入，并通过内部进料管130，通过储存器120中的过滤器起泡，并在过滤之后进入内部导管134，脱落其颗粒并离开过滤液体储存器120。过滤后的气体然后进入排气室138并从底部离开装置110并与顶部工艺气体输入成一直线。
53.参考如图图4，标号210通常表示液体过滤装置的另一个或第三实施例，该液体过滤装置可以放置在具有半导体处理室排气装置的前级管线中，并且被配置为从由半导体处理室中排出的半导体工艺气体中过滤固体或颗粒。与之前的实施例类似，过滤装置210包括外壳212，外壳212具有工艺气体入口214和气体出口216，工艺气体入口214用于接收来自半导体处理室流入的半导体工艺气体，其通常载有固体或颗粒，以及气体出口216将经由上述过滤过程过滤之后的工艺气体排出。用于外壳结构的合适材料的细节参考第一实施例。
54.图4很好地展示了，外壳212还包括过滤室218，该过滤室218通过工艺气体入口214接收工艺气体并且过滤后的气体通过气体出口216从过滤室排出。过滤室218形成液体储存器220以保持过滤液体，过滤液体从流入过滤装置的工艺气体中过滤出固体或颗粒。对于可以从半导体工艺气体中过滤固体或颗粒的合适液体特性和合适液体的示例，参考第一实施例。
55.在所示实施例中，工艺气体入口214和气体出口216与第二实施例类似地大致成一直线。为此，外壳220还包括在液体储存器220和气体出口216之间的排气室238，以允许过滤气体在通过气体出口216排出之前从过滤室内部排出。对于排气室238的进一步细节，参考前面的实施例。
56.与前述实施例类似，外壳210包括进料管230，进料管230与入口214流体连通但延伸到腔室218中并且可选地终止于过滤流体上方。管230也由惰性材料制成，例如铝、石英、聚合物，并通常包括不锈钢合金。
57.在示出的实施例中，管230包括节流部230a以形成文丘里管和入口222用于使过滤流体流入管230，并产生压力差，以将工艺气体通过入口214吸入至管230，该工艺气体在管230中与过滤液混合，然后通过管230排放到过滤室218中。过滤液也从管230排放到液体储存器220中。
58.通过类似于如上所述的方式，过滤流体可通过流体回路228(例如由控制器来控制，如以上所描述的，除了阀228a和228b之外，还包括泵228c(如离心或磁耦合泵))循环通过装置210，该流体回路228通过各种管道228d使过滤流体循环通过装置210。
59.在图示的实施例中，如上所述，液体入口222在管230中形成，而液体出口224位于液位下方的液体储存器中。
60.装置210与装置110的操作方式类似。工艺气体流入入口214，但其流动被流过管230的过滤液体的文丘里效应增强。工艺气体与过滤液混合，然后被过滤并通过进料管230注入过滤室118。过滤后的气体然后通过内部管道234从过滤室218排出，内部管道234将过滤后的气体引导到排放室238中，然后排放室238通过气体出口216排放过滤后的气体。
61.以与前述实施例类似的方式，过滤液体可经由流体回路228循环通过该装置210，如所述，流体回路228包括入口阀228a(其与液体入口222流体连通)、出口阀228b(其与液体入口224流体连通)、以及各种导管，以引导过滤液体流动通过装置210。如上所述，流体回路228还可以被配置为在给定时间段之后或在过滤液已经达到期望的颗粒饱和水平之后更换过滤液。
62.类似于第二实施例，装置210还可以包括用于观察室218的光学窗口240。
63.在任一实施例中，控制系统可包括一个或多个传感器(在所有实施例中均未示出)，其可用于检测过滤液的液位或测量液体的不透明度(光学迟缓性)或其他特性，可用于表示液体已达到一定的吸收水平。或者可以使用两种类型的传感器——一种测量过滤器液体的高度，另一种测量液体的特性。在任一种或两种情况下，控制系统可用于基于一个或多个传感器调节过滤流体流入和流出装置，以适应半导体腔室的输出和/或优化过滤过程。或者如下所述，可以自动调节过滤流体。
64.参考图5，数字310通常表示液体过滤装置的另一个或第三个实施例，它可以放置在半导体处理室和处理泵之间的前级管线中(参见图6和图7)并且被配置为过滤从半导体处理室排出的半导体工艺气体中的固体或颗粒。此外，如将在下文更全面地描述的，液体过滤装置310被配置为与流体回路(328，下文描述)连通以布置成允许自动添加流体到流体装置的腔室(318)和从流体装置的腔室(318)去除过滤流体。
65.与前述实施例类似，过滤装置310包括形成过滤室318的外壳312，其具有用于接收从半导体处理室流入室318的半导体工艺气体的入口314(参见图6例，过滤装置310安装在处理系统的前级管线中，在半导体室和处理泵之间)，通常载有固体或颗粒，以及排放过滤的工艺气体的气体出口316。气体出口316可用于从室318排出在经过下述过滤过程过滤后的气体。用于外壳结构的合适材料的细节参考第一实施例。
66.图5很好地展示了，腔室318形成液体储存器320以容纳过滤液体，过滤液体从流入过滤装置的工艺气体中过滤出固体或颗粒，然后将其作为废物排出。对于可以从半导体工艺气体中过滤固体或颗粒的合适液体特性和合适液体的示例，参考第一实施例。在所示实施例中，工艺气体入口314和气体出口316与第二实施例类似地大致成一直线，具有直角布置。此外，还类似于之前的实施例，外壳310包括进料管330，其与入口314流体连通并且延伸到腔室318中并且终止于或略低于(可选)液体储存器320中的过滤流体。管330也由惰性材料形成，例如铝、石英、聚合物且通常包括不锈钢合金。
67.在所示实施例中，腔室318包括旋转构件332，其由马达334驱动旋转。马达334被安装在外壳312的外部或外面，但其驱动轴334a可延伸穿过设置在外壳壁312a中的密封开口，以接合旋转构件332，或者可以不穿透外壳，而是通过磁耦合耦合到旋转构件，如下所述。例如，密封开口可以由密封衬套或密封垫圈构成。旋转构件332可以是多个叶片共同安装到环形支撑件的形式，环形支撑件可旋转地安装在外壳壁312a的底部。
68.在一个实施例中，电机的驱动轴334a通过穿透外壳312的壁的磁耦合与旋转构件
332相耦合。例如，轴334a可以包括磁铁，及旋转构件332还可以包括磁铁，例如，安装在约环形支撑内或附近以提供磁耦合。
69.如上所述，旋转构件332位于液体储存器320中的外壳312的底部，并且当通过马达334旋转时，以连续方式搅拌或旋转液体储存器320中的过滤流体(可选)。该流体旋转使不同密度的颗粒完全地与过滤流体相混合，随后从过滤器室318通过形成于壳体壁312a中的出口312b排出。此外，旋转速率将影响流体经由出口312b从腔室的排出速率和过滤流体经由入口312c(也形成在壳体壁312a中)从下述流体回路流入腔室318的速率。此外，旋转速率将决定由于流体旋转而产生的涡流v的深度。
70.以与上述类似的方式，过滤流体可以通过流体回路328选择性地和自动地循环通过装置310(例如，由控制器控制，例如可编程逻辑控制器，包括微处理器，如下所述)。
71.在示出的实施例中，流体回路328包括导管340，其与过滤流体上方的腔室318流体连通，滑动阀342，和多个控制阀328a(v1)，328b(v2)，328c(v3)，328d(v4)，328e(v，5)，和328f(v6)，其由控制器350(诸如微处理器)打开和关闭，以基于下述阀门开闭的顺序自动控制流体通过导管340和通过阀门342的流动。通过在腔室318(在过滤流体上方)和导管340之间提供流体连通，导管340承受腔室318中的压力，由于前级管线和腔室318经由出口316之间的流体连通，腔室318处于真空(或低或非常低的压力)下。该真空(或低压或极低压)然后延伸至回路328的其他部分，如下所述。例如，导管340可以包括不锈钢管。
72.图5很好的展示了，滑阀342包括气缸342a和滑动活塞342b，其在马达343的控制下在气缸342a中上下移动(见图5)。马达343也由控制器350控制以打开和关闭通过阀342与腔室318和回路328的连通。
73.此外，回路328包括两个腔室344和346，其中腔室344经由阀328a(v1)与补充流体供给选择性流体连通，腔室346经由阀328c(v3)及包括导管340的阀，与氮气供给选择性流体连通。因此，阀328(v1)被打开时，腔室344填充有补充流体。类似地，当阀328e(v5)被打开时，腔室346填充有氮气。当阀328e(v5)被关闭，并且阀328d(v4)是打开时，在腔室346中的压力会降低到低，非常低或真空压力。
74.为控制流体流入和流出储存器320，气缸342a包括与外壳312的入口312c流体连通的第一端口(可选地由导管形成)和与外壳312的出口312b流体连通的第二端口(可选地由导管形成)。另外，活塞342b包括两个横向通道342c和342d，其可由马达343移动使之与气缸342a的端口对准，以允许根据阀328b(v2)和阀328c(v3)的打开或闭合状态，储存器320与腔室344和/或腔室346之间流体连通。阀328b(v2)根据活塞342b的位置在腔室344和滑阀342以及储存器320之间提供选择性流体连通，阀328c(v3)根据活塞342b的位置在腔室346和滑阀342以及储存器320之间提供选择性流体连通。
75.从图5中易于理解，当阀328(v1)打开，而其它的阀(328b(v2)，328c(v3)，328d(v4)，328e(v，5)，和328f(v6))关闭(步骤1，见图5a)时，补充流体被引导至腔室344。当阀328b(v2)和阀328c(v3)打开，而其余的阀(328a(v1)，328d(v4)，328e(v5)，和328f(v6))关闭(步骤1，见图5b)，且马达343被驱动以移动活塞处于较低位置(如图所示如图5，其中活塞342b的横向通道342c和342d与气缸342a的端口对齐)时，补充流体被发送到储存器320，而颗粒填充流体被排出到腔室346。当阀328a(v1)，328b(v2)，328c(v3)和328d(v4)被关闭且阀328f(v6)和328e(v5)被打开(步骤3，见如图5c)时，流体在通过打开的阀328e(v5)的预设
氮气流的驱动下从腔室346中移除。一旦给定的时间被允许，流体从腔室346被移除，则阀328a(v1)、328b(v2)、328c(v3)、328e(v5)，和328f(v6)被关闭，而阀328d(v4)被打开，以允许腔室346抽空，从而在腔室346中的压强与前级管线中的压强达到平衡(见图5d步骤4)。并且该一系列操作由控制器重复。系列步骤的时间可能会有所不同，因为它基于特定的过程和过程的设置。平均而言，预计系列时间可以每10到20秒循环一次，具体取决于流体的颗粒负载。如果半导体工艺流出物的颗粒负载较低，则该系列操作可能长达30至60分钟。
76.装置310与装置110的运行方式类似，其中工艺气体流入入口314，但其随后因为通过围绕管330流动的过滤液体的涡流效应而增强。工艺气体与过滤液混合，然后在通过进料管330注入过滤室318后被过滤。过滤后的气体然后通过气体出口316从过滤室318排出。
77.在所示实施例中，过滤液体因此通过流体回路328动态地循环通过装置310。
78.流体回路328还可以被配置为在给定时间段之后或在过滤液已经达到期望的颗粒饱和水平之后更换过滤液，如上所述。
79.参考图6和图7，过滤装置310(或本文所述的任何其他过滤器装置210、110、或10)可以被安装在半导体处理腔室c和处理泵p之间的前级管线上，并且进一步安装在具有多个腔室(c、c2、c3)和多个泵(p、p2、p3)的系统中。来自每个过滤器装置的废液可选择地被引导到共用的废液箱t，并且可选择地拥有由共享流体供应罐t所提供的补充流体。
80.在任一实施例中，控制系统可包括一个或多个传感器(在所有实施例中均未示出)，其可用于检测过滤液的液位或测量液体的不透明度(光学迟缓性)或其他特性，可用于表示液体已达到一定的吸收水平。或者可以使用两种类型的传感器——一种测量过滤器液体的高度，另一种测量液体的特性。在任一种或两种情况下，控制系统可用于基于一个或多个传感器调节过滤流体流入和流出装置，以适应半导体腔室的输出和/或优化过滤过程。
81.直角和直线式过滤器装置配置都可以是被动的(“被动”是指储存器具有固定量的过滤流体，该过滤流体周期性地手动更换并更换为新的过滤流体)，即它们利用半导体处理系统的处理气体压力和流动特性在半导体处理系统中被直列插入，或式动态的(“动态”是指动态/自动去除载有颗粒的过滤流体并与新鲜过滤流体交换，如上文参考图5)。如所指出的，过滤液体可以基于预定的维护期通过阀门和可选的泵周期性地去除和添加。如所指出的，在一种配置中，可以添加过滤液再循环泵以使过滤液再循环，如图4中所示。在该实施例中，再循环过滤液可以具有非常高的再循环流速并且可以使用所示和所述的文丘里管更有效地混合。使用文丘里管可以实现非常高的颗粒/气体分离，并且如前所述，对进入过滤器的工艺气体产生局部真空拉力，从而有助于工艺真空泵的运行并可能降低其总能耗。
82.诸如“垂直”、“水平”、“顶部”、“底部”、“上部”、“下部”、“内部”、“向内”、“外部”和“向外”等方向性术语用于辅助基于图示中所示实施例的方向来描述本发明。方向术语的使用不应被解释为将本发明限制于任何特定方向。
83.以上描述是本发明的当前实施例的描述。在不背离所附权利要求中定义的本发明的精神和更广泛方面的情况下，可以进行各种改变和更换，这些权利要求根据专利法的原则包括等同原则来解释。本公开是出于说明性目的而呈现的，并且不应被解释为对本发明的所有实施例的详尽描述或将权利要求的范围限制为结合这些实施例示出或描述的特定元件。例如，但不限于，所描述的发明的任何单独的元件可以被替代元件替换，这些替代元件提供基本相似的功能或以其他方式提供足够的操作。这包括，例如，目前已知的替代元
件，例如本领域技术人员当前可能已知的那些，以及将来可能开发的替代元件，例如本领域技术人员在开发时可能开发的替代元件，认作替代品。此外，所公开的实施例包括一致地描述的并且可以协作地提供一系列益处的多个特征。本发明不仅限于包括所有这些特征或提供所有所述益处的那些实施例，除非在所发布的权利要求中另有明确规定的范围。