(57)【要約】本発明は、装置からの気泡の除去を容易にする内部流路を備える液体濾過装置を提供する。この装置は、濾過装置に入る流体から気泡を収集して、動作中に装置から気泡を掃引するように流体をより効率的に方向付ける内部チャネルを備える。本発明はまた、通気プロセス中の流体損失を最小化するための自動的手段を提供する。
2004508183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気泡をそこから除去することを容易にする内部流路を備える流体濾過装置であって、
ボウルと、
キャップと、
内部表面および外部表面を有し、その中で、流体入口、出口およびベントとして働く開口により特徴付けられるカバーとを含み、それによって前記キャップ、カバーおよびボウルが流体チャネル群を形成するように結合され、このようなチャネル群が、前記装置から前記ベントに向かって気泡を掃引することを容易にするハウジングを備え、前記チャネル群が、
前記ベントが配置された前記ハウジングの部分に向かって流体を方向付ける流体チャネルと、
前記ボウルの底部を掃引するように流体を方向付ける流体チャネルと、
前記キャップの下側表面を掃引するように流体を方向付ける流体チャネルとを含んでいる、流体濾過装置。
【請求項２】
集中するベント経路群をさらに備える請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記トップキャップの下側面が、底部および頂部を有する傾斜した表面を有する請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記表面頂部が、前記ベント開口と並置されている請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記ベント経路集中部が、前記キャップと前記カバーの間の空間の底部に並置されている請求項２に記載の装置。
【請求項６】
前記ベント経路集中部が、前記キャップと前記カバーの間の空間の底部に並置されている請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記表面底部が、前記集中したベント流路群と並置されている請求項３に記載の装置。
【請求項８】
前記ベント流路集中部が、前記キャップと前記カバーの間の空間の底部に並置されている請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記カバーの前記内部表面が、ベントリッジを画定する請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
入口と、出口と、ベントとを備え、濾過サイクルとベントサイクルの両方を対象とすることを特徴とする、流体を濾過するように意図された装置から気泡を除去する方法であって、
前記装置内の各位置に流体を方向付けるように位置決めされた、通気プロセス中に流れる流体を内包する流体チャネル群を設けること、および、
前記装置の表面からベントへの気泡の掃引を容易にし、それによって濾過または通気プロセスのいずれかで前記装置を使用することにより、前記装置からの気泡の除去を行う、濾過プロセス用の流体チャネル群を設けることを含む方法。
【請求項１１】
流体を濾過するように意図された装置から気泡を除去する方法であって、ベントプロセスが、前記通気プロセス中の流体損失を最小化するように自動的に制御されている方法。
【請求項１２】
気泡およびマイクロバブルをさらに除去するために脱気メンブレンコンタクタが使用されている請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の背景
マサチューセッツ州ベッドフォードのＭｙｋｒｏｌｉｓ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって販売されているインパクト（登録商標）ＬＶＨＤフィルタは低い停滞容積を有し、このことは、装置によって主に濾過されるプロセス流体、すなわち、フォトレジスト、誘電体、反射防止剤および光ディスク材料の高いコストのため、極めて有利である。インパクトＬＨＶＤフィルタは、優れた濾過を提供し、プロセス流体内のくずが、基板上に付着し、欠陥を引き起こすのを防止する。
【０００２】
現在のインパクトフィルタの断面図が、図１に見られる。図１は、それぞれ独立型のマニホルドに接続するか、Ｍｙｋｒｏｌｉｓ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって製造されたＲＧＥＮ（登録商標）やインテリジェン（登録商標）ディスペンスシステムなどのディスペンスシステムに直接接続することができる、３つの独立な接続部、ベント１２、供給口１４および出口１６を使用している装置を提供する。プロセス流体は、取入ポート１４を通って入り、取入チューブ２４を通って、ハウジング底部２５へ流れる。その後、プロセス流体は、鉛直のメンブレンフィルタ２６を通って、排出ポート１６へ流れ、そこで、浄化された流体がマニホルドまたはディスペンスシステムへ戻るように方向付けられる。ベントポート１２は、フィルタの上流側に蓄積した気泡をハウジング２２へ排出する。フィルタから気泡をよりよく除去するために、ハウジングキャップ１８の最上部表面が、ベントポート１２の方を向く上向きの角度で設置されている。このことによって、気泡が、ハウジング２０内の最高点に徐々に上昇し、ハウジング２２から出ることができる。
【０００３】
インパクトＬＨＶＤフィルタの特性および利点のより詳細な説明は、Ｍ．ＣｌａｒｋｅおよびＫｗｏｋ−Ｓｈｕｎ　Ｃｈｅｎｇによる「Ｎｅｗ　Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｆｏｒ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ」という題名のＭｙｋｒｏｌｉｓ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　Ｎｏｔｅ　Ｎｏ．ＭＡ０６８に見られる。この論文は、最初は１９９７年１１月１０日のＩＮＴＥＲＦＡＣＥ‘９７ポスターセッションで発表された。これは、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍｙｋｒｏｌｉｓ．ｃｏｍ／ｍｉｃｒｏ／ａｐｐｎｏｔｅｓｌｉｑ．ｎｓｆ／ｄｏｃｓ／４８ＬＱ６３で入手可能である。また、インパクトＬＨＶＤの利点が、Ｍ．Ｃｌａｒｋｅによる「Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　Ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ＯＥＥ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ＩＭＰＡＣＴ　ＳＴ　Ｍａｎｉｆｏｌｄ」という題名のＭｙｋｒｏｌｉｓ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　Ｎｏｔｅ　Ｎｏ．ＭＡＬ１０９で示されている。これは、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍｙｋｒｏｌｉｓ．ｃｏｍ／ｍｉｃｒｏ／ａｐｐｎｏｔｅｓｌｉｑ．ｎｓｆ／ｄｏｃｓ／４６ＡＫ７Ｂで入手可能である。
【０００４】
インパクトＬＨＶＤフィルタの設計および性能は、他の濾過装置よりもずっと改良されているが、気泡通気についてはそれでもなお十分には最適化されていない。インパクトＬＨＶＤフィルタでは、気泡を含んだ流体が装置の底部へ押しやられ、流体で底部を掃引して、底部での流体の停滞およびジェル粒子の形成を防ぐ。このため、その後いかなる混入気泡もベントへ上昇しなければならない。また、底部からゆっくりと上昇する気泡は、装置から除去するために、より多くの時間と化学薬品を必要とすることになる。
【０００５】
フィルタ、および標準的な濾過システムやディスペンスシステムにおけるフィルタの使用方法の不十分な点を補償するために、マイクロリスは、「２ステージテクノロジ」すなわちＴＳＴと呼ばれる一体型の濾過およびディスペンスシステムを開発した。これらＴＳＴシステムの設計によって、気泡を含む流体が再循環できるようにして、新しいフィルタの始動中に浪費される流体の量を最小化することができる。これらのシステムは、フィルタからより効率的に気泡を除去し、流体を節約するが、通気プロセスが最適化されていないため、無駄はまだ発生する。
【０００６】
２ステージテクノロジシステムの動作のより詳細な記述が、Ｍ．Ｃｌａｒｋｅによる「Ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ　ｔｈｅ　Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　Ｃｙｃｌｅｓ　ｏｆ　Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ　Ｔｗｏ−Ｓｔａｇｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｄｉｓｐｅｎｓｅ　Ｓｙｓｔｅｍｓ」という題名のＭｙｋｒｏｌｉｓ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　Ｎｏｔｅ　Ｎｏ．ＭＡＬ１１１で示されている。これは、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍｙｋｒｏｌｉｓ．ｃｏｍ／ｍｉｃｒｏ／ａｐｐｎｏｔｅｓｌｉｑ．ｎｓｆ／ｄｏｃｓ／４６ＦＳＷＧで入手可能である。
【０００７】
これらのシステムのすべて（ＴＳＴシステムさえ含めて）について、通気プロセスが、気泡だけでなく、気泡で飽和された流体流も解放するため、気泡通気はまだ最適化されていない。多くのプロセス流体では、気泡が迅速に上昇しないため、ベントへ向かう流体の運動が、気泡を除去するために必要である（効率的には、気泡が流体流に沿って運ばれる）。また、除去される気泡がより小さいほど、流れへ排出される流体はより多い。
気泡が、半導体製造者の関心事であることが、上述のアプリケーションノートおよび議論から明らかである。しかし、現行のインパクトフィルタまたはその他の現在市販されている製品は、濾過装置の全ての表面から気泡を掃引すると同時に濾過前に気泡の除去を開始することの必要性に十分対処していない。
【０００８】
したがって、濾過される液体からの気泡の除去を濾過前に開始して除去される気泡をベントの近くに位置決めし、それによって濾過される液体からの気泡の除去を容易にする液体濾過装置を提供することが望ましいであろう。また、流体損失の量を最小化する液体濾過装置の自動通気をする手段を提供するシステムを有することが望ましい。
【０００９】
発明の概要
本発明は、液体濾過装置から気体のポケットを除去するために、特定のフローチャネルに結合された、装置内の流体の速度を使用することによって流体から気泡を除去する装置を提供する。適切に設計された流路が、気泡が最も集まりやすい位置へ流体を方向付ける。
【００１０】
本発明は、より迅速で、より効率的な、混入気泡の除去を可能にする、ハウジングカバーを有するハウジング内の液体から気泡を除去するための装置および方法を提供する。新規な装置および方法は、装置内のフィルタカートリッジのフランジの下側面の周囲を掃引するために、装置入口での流体速度の一部を使用する。このことによって、流体内の気泡をフィルタメンブレンの上方、およびハウジングカバー内部表面の近傍に上昇させることになる。その後、フィルタカートリッジフランジの下方に位置決めされた液体流は、ハウジングカバーの内部表面に集中し、気泡を、流体から装置のベントポートに向かって押しやり続ける。
【００１１】
また、本発明は、濾過される流体からの気泡の自動的ベントを行う方法を提供する。
【００１２】
ベントサイクル中、装置内の流体から気泡を除去する液体濾過装置を提供することが、本発明の目的である。
【００１３】
装置が濾過サイクルで動作している間、装置内の表面を使用することによって、流体から気泡を除去する液体濾過装置を提供することもまた、本発明の目的である。
【００１４】
特定の実施形態の説明
濾過中の流体から除去された気泡と、本発明の濾過装置内で濾過された流体の両方の流れの方向は、装置が操作されるモードに依存している。本発明の濾過装置は、ベントを開放または閉鎖して、動作させることができる。濾過装置の初期動作モードでは、濾過装置は、流体で満たされており、装置から気体および気泡の大部分を除去するために、追加の流体がベントを開放した装置を通ってポンピングされる。この動作モード中、気泡を含んだ流体も、ベントを通過する。この初期動作モードに続いて、ベントが閉鎖され、濾過中の流体が本発明の濾過装置を通ってポンピングされる。このモード中、気泡が、絶えず濾過中の流体から分離されて、ベントの所で、またはベントの近くで収集される。好ましい動作モードでは、浪費される流体の量を最小化するために、流体は、ある期間濾過装置を通って再循環され、フィルタの孔から完全にまたは実質的に完全に気体を除去することを確実にされる。特定の間隔でベントは開放され、濾過装置から気泡が排出される。その後、ベントが閉鎖され、気泡のない流体を、使用ポイントへディスペンスすることができる。ある期間の経過後、装置は追加の気泡を収集することになり、別のベント動作が必要となる。再び、気泡および流体がベントを通って排出される。
【００１５】
流体内に混入した気泡は、流体から濾過装置内の２つの位置の一方に沿って押しやられる。第１チャネルが、濾過装置のハウジングカバー内に、ベントと直接流体連絡するように位置決めされている。第２チャネルが、濾過装置のフィルタメンブレン上方のトップキャップ内に、第１チャネルと直接流体連絡するように位置決めされている。第１チャネルは、流体が濾過装置内に入るとき、流体からの気泡を蓄積する。第１チャネルはまた、第２チャネル内から回収された気泡を受けるように位置決めされている。第２チャネルは、濾過装置の濾過メンブレンの上流側で収集された、または形成された、いずれの気泡も蓄積する。このようにして、濾過装置は、濾過装置に入る際に直ちに流体から解放された気泡、および濾過前に流体から解放された気泡を回収する。
【００１６】
本発明は、気泡をそこから除去することを容易にする内部流路を有する液体濾過装置を提供する。この装置はハウジングを備え、このハウジングは、ボウル、キャップ、およびカバーを含む。このカバーは、内部表面および外部表面を有し、その中で、液体入口、出口およびベントとして働く開口により特徴付けられる。そしてこれをもって、前記キャップ、カバー、およびボウルは液体チャネル群が形成されるように組み合わされる。前記チャネル群は、ベントが配置された前記ハウジングの部分に向かって液体を方向付ける流体チャネルと、前記ボウルの底部を掃引するように液体を方向付ける流体チャネルと、前記キャップの下側表面を掃引するように流体を方向付ける流体チャネルとを含んでいる。
【００１７】
好ましい実施形態では、この装置は、入口およびベントの流体流路断面積が、最適な流速が気泡の除去および分離のために達成されて、それによって気泡の除去効率を増加させるように制御されるように設計されている。
【００１８】
好ましい実施形態では、前記トップキャップの下側面は、ベントおよび濾過サイクル中ならびにサイクルの間に使用される、底部および頂部を有する傾斜した表面を有する。このような傾斜した表面は、装置からの気泡の除去を容易にする。好ましくは、表面頂部は、気泡がより効率的に除去されるように前記ベント開口と並置されている。
【００１９】
好ましい実施形態では、ベント経路は、キャップとカバーの間の空間の底部でまたは底部の近くで収束している。この空間は、除去される気泡が集まる場所であることを理解されたい。本実施形態のために好ましいことに、表面頂部は、気泡が流体からより効率的に除去されるように前記ベント開口と並置されている。
【００２０】
本発明の好ましい実施形態では、カバーの内部表面は、ベントリッジを有し、前記ベントリッジの頂部が、ベント開口の実質的に近傍に位置決めされている。
【００２１】
別の好ましい実施形態では、ベントは、ベント開口のすぐ上に配置され、流体から気体を押し出すための流速を維持するためにベント流体経路を制限している。
【００２２】
別の好ましい実施形態では、通気プロセスは、通気プロセス中に最小の流体が失われるように自動的に制御されている。
【００２３】
本発明は、液体を濾過するよう意図された装置から気泡を除去する方法を提供する。前記装置は、入口、出口、およびベントを含み、濾過および通気プロセスの両方を対象とすることによって特徴付けられる。この方法は、濾過および通気プロセス中に掃引される液体チャネル群を設けることを含む。気泡をその装置の表面からベントへと掃引するのを容易する流体チャネル群が設けられ、それによって、濾過およびベントのいずれにおいてこの装置を使用しても、この装置から気泡が除去される。
【００２４】
図２ａおよび２ｂを参照すると、本発明の装置は、ハウジングカバー３６から形成された、出口３０、入口３２およびベント３４を備える。ハウジングカバー３６は、トップキャップ３８およびハウジングボウル４２にぴったり納まっている。濾過媒体４０が、ハウジングボウル４２内に入れられている。矢印は、流体がどのように装置内を流れるかを示している。ダイバータ４４が、流体の流路を入口からベント３４の方へ変更する。濾過装置が流体を濾過しているとき、流体の大部分は、ベント３４の近傍に気泡を付着させながら直接入口３２からハウジングボウル４２へ通過する。ハウジングカバー３６は、ハウジングカバー３６の全周または実質的に全周の周りに延び、ベント３４の方へ方向付けられた、気体および気泡の通路を提供する第１チャネル３１を備える。トップキャップ３８は、トップキャップ３８の実質的に全周囲に延び、入口流体からの気体が第１チャネル３１へ入り、それからベント３４を通り抜けるよう方向付けるための通路を提供する第２チャネル３３を備える。
【００２５】
図３ａおよび３ｂを参照すると、ハウジングカバー３６は、ハウジングカバー３６のベント側３５の方へ角度を付けられた、その内部表面３７を有する。第１チャネル３１は、ハウジングカバー３６の出口３９側からベント３４（図２ｂ）へ螺旋状に至り、すべての追加の気体の気泡を除去する。
【００２６】
また、図３ａおよび３ｂに示すように、入口流体は、この特定の設計では、ダイバータ４４によってハウジング中央からハウジングのベント３４（図２ｂ）が配置されている側へ方向が変えられる。この構成は、気泡を含んだ流体を入口３２（図２ｂ）から押しやって、ベント３４（図２ｂ）の方へ移動させる。断面積を制御することによって、浮力および滞留時間が効率的な気泡除去のために最適化されるように、流速を調整することができる。流体は、その後、側部流体チャネル４６を下りて行く。
【００２７】
図４ａおよび４ｂは、カットアウト５２を通ってトップキャップ３８（図２ｂ）の下に方向付けられ、その後そこで分割される入口流体を図示している。流体の大部分は、ボウル４２（図２ｂ）の内側に見られる２つのリブ４９で形成された側部流体チャネル４６を下り、ハウジングボウル底部２５（図６ｂ）を掃引し、流体の滞留部およびゲル粒子の形成を防ぐ。入口流体の他の部分は、流体チャネル５３および５４へ流入し、トップキャップ３８（図２ｂ）下側面の周囲のガスポケットを掃引する。トップキャップ３８（図２ｂ）とハウジングボウル４２（図２ｂ）の間に機械的密閉を形成することによって、流体がトップキャップ３８（図２ｂ）の下側を移動し、その後カットアウト５１を通って反対側面の上方に戻ることを可能にする流路が、２つのチャネル５３および５４によって生成される。
【００２８】
図５は、トップキャップ密封リッジ５５の下に短い距離に配置された、入口流体をボウル４２（図２ｂ）の底部およびトップキャップ３８（図２ｂ）の下側面を掃引するように方向付ける２つの大きめのリブ４９を示している。
【００２９】
図６ａおよび６ｂは、矢印によって示すような液体の流れを示している。入口流体は、リブ４９（図５）によって形成された側部チャネル４６の下流へ方向付けられ、濾過媒体４０（図２ｂ）とボウル４２底部の内部表面との間の空間を掃引する。流体はまた、チャネル５３および５４（図４ｂ）を通ってトップキャップ３８の下側面を掃引するように方向付けられる。
【００３０】
図７は、気体の気泡を除去するために、徐々に増加する傾斜によって、第２チャネル３３（図２ｂ）を通ってトップキャップ３８（図２ｂ）の下側面５７を巡るように方向付けられたときの流体の流れを示している。
【００３１】
図８は、気泡を、第２チャネル３３を通り、カットアウト５１を通り、トップキャップ３８（図２ｂ）の上方へ、トップキャップ３８（図２ｂ）とカバー３６（図２ｂ）の間の空間内へ方向付けるアクセスポイント４８へ集中する流路を示している。
【００３２】
図９は、ハウジングカバー３６（図２ｂ）の下の空間の最下位置（底部）５８でトップキャップ３８の上方へ戻るように方向付けられた流路を示している。これによって、液体が、気泡をトップキャップ３８（図２ｂ）の下側面に沿ってチャネル３１（図２ｂ）へ確実に押しやる。
【００３３】
図１０は、制限された流体の流路７１を有するハウジングカバー８８が、チャネル７３に沿った流体の流れの反転を防止するように設けられていることを示している。制限された流路７１は、通気プロセスのみの間、境界面が掃引されることを可能にする。通気プロセス中、流体入口９３に流入する少量の流体のみがベント９２へ直接通過することができ、一方で、残りの流体の流速が維持されて、濾過カートリッジ４０（図２ｂ）のトップキャップ８１（図１１）の下の流体の流れを継続させ、トップキャップ８１の下側面を掃引する。流体は、その後、小さい断面積によって流速をより容易に維持することができるベント溝７３のアクセスポイント８４へ集中する。逆に、気体ベント９２への制限されないアクセスでは、濾過プロセス中にカートリッジの掃引を行わなければならず、したがって、通気プロセスよりも、またはベントおよび濾過プロセスの両方よりも効率的でない。ハウジングカバー７０は、ベント９２と、流体入口９３と、流体出口７５とを備える。内部表面９０および７７は共に、気体ベントリッジ８７の方へ傾斜して、気体ベント９２への気体の流れを容易にしている。図１１に示すように、トップキャップ８１の下側面９４は、チャネル７３（図１０）と流体連絡しているアクセスポイント８４へ集中する気体チャネル８３を備える。トップチャネル８１もまた、出口７５（図１０）と流体連絡している出口８５を備える。図１１のトップキャップはハウジングカバー８８に接合されて、領域８６を遮蔽し、それによって、停滞容積を減少させ、濾過装置への流体の流路を形成する。
【００３４】
本発明はまた、流体を濾過およびディスペンスするためのシステム内での本発明の液体濾過装置の操作方法を提供する。典型的な使用例（シングルステージテクノロジとも呼ばれる）では、フィルタが、ディスペンス機構（たとえばダイアフラムポンプ、加圧キャニスタなど）と、流体を半導体ウェハや光ディスクなどの基板上に方向付けるノズルとの間に乾式で設置される。フィルタの孔から空気を除去するために、プロセス流体が、フィルタ内へ押し入れられ、それぞれの流体流が目に見える気泡を含まなくなるまで、ベントと排出ポートの両方から流し出される。不運なことに、ベントおよび出口から送り出された流体は、多数の気泡を含んでおり、この気泡が、被覆された基板上または基板内の欠陥を引き起こす可能性があることはよく知られている。そのため、この気泡を含んだ流体は、通常、浪費されるように方向付けられ、再利用されない。この使用法は、かなりの量の流体を消費することがある。プロセス流体は、高価（１リットル当たり１，０００ドル〜１０，００００ドル）である可能性があり、より効率的に気泡を除去することによって、無駄を最小にすることが重要である。
【００３５】
典型的な濾過装置は、気泡を除去するように最適化されてはいない。気泡を除去するための好ましい操作指向は、底部に流体入口、および最上部にベントを備えるフィルタを使用している。これは、大きな気体気泡を装置から効率的に除去するが、入口を通って導入された、より小さい気泡は、メンブレンの外側面に沿ってゆっくりと上昇する。これらの気泡を装置の上流側から除去するには、かなりの時間がかかり、流体を浪費する。また、気泡は、メンブレンによって吸収されることがあり、その結果、濡れない（ｄｅ−ｗｅｔ）スポットが、フィルタの短い寿命および気泡に誘引された基板の欠陥という結果をもたらす。
【００３６】
ＴＳＴシステムでは、マイクロプロセッサが、多くのプロセスの利益のために、間にフィルタを有する２つのポンプの動作を制御している。これらのシステムの設計はまた、新しいフィルタの始動中に浪費される流体の量を最小化するために、気泡を含んだ流体を再循環させることができる。乾いたフィルタの始動中、流体は、フィルタを通って下流側へ押し出され、そこで、（フィルタメンブレンの孔から除去された気体からの）気泡を含んだ流体が、ポンプの入口へ循環して戻される。この流体は、次にフィルタの上流側へ戻される。ここで、メンブレンの孔がプロセス流体で充填されているため、メンブレンは、気泡の通過に対してより効率的な（しかし完全には効率的ではない）遮蔽物となる。従来技術のインパクトＬＨＶＤフィルタでは、気泡を含んだ流体は、フィルタの底部へ方向付けられる。そのとき、気泡は、浮力により浮き上がってベントに至り、ベントにて、自動的手段（ソフトウェア起動されるベントバルブ）または手動の手段（手動で駆動されるベントバルブ）のいずれかによって除去される。このことは、フィルタから気泡を除去し、流体を節約するためのより効率的な方法であるが、通気プロセスが最適化されていないため、まだ無駄が発生する。これらすべてのシステムでは、通気プロセスが、気泡だけでなく気泡で飽和された流体流までも解放するため、気泡の通気は最適化されていない。多くのプロセス流体では気泡は迅速に上昇しないため、気泡を除去するためにベントへ向かう流体の運動が必要とされる（効率的には、気泡が流体流に沿って運ばれる）。また、除去すべき気泡がより小さいほど、より多くの流体が、流れで排出される。
【００３７】
本発明の液体濾過装置による気泡の通気は、フィルタの通気を自動的に制御するためのアルゴリズム（「スマート通気」）を使用することができる。特に、スマート通気は、フィルタがベントサイクルを行う回数を制限し、各ベントサイクル中に失われる流体の量を制限することになる。
【００３８】
通常、始動中および動作中、以下のようにフィルタがベントされる。
（Ａ）フィルタ始動中のＴＳＴシステムでは、フィルタは、捕捉された気泡を除去するために５サイクル毎にベントされる。通常、ベントバルブは、２５０ミリ秒間開放し、約５０〜１５０マイクロリットルの流体が送られて、浪費される。典型的な始動および前調整プロセス中、フィルタは２００回以上ベントされることがある。したがって、このプロセスは、約１０ミリリットル〜３０ミリリットルの間の流体を浪費する。また、通常動作中、フィルタはサイクル毎にベントされ、再び、５０〜１５０マイクロリットルの間の流体が、ディスペンス毎に失われるという結果になる。
（Ｂ）ＴＳＴではない使用例では、通気は通常手動プロセスであり、操作者の判断および都合による。始動中、通気はより頻繁であり、手動態様の通気は、５０〜１００ミリリットルの間の流体損失という結果になる。また、通常フィルタ下流の流体の再循環はないため、それに加えて５００〜１５００ミリリットルがフィルタの調整で浪費されることがある。最後に、操作中、通気は１日に１回行われることがあり、再び、各回で２０から３０ミリリットルの間の流体が失われることがある。
【００３９】
本発明の液体濾過装置では、スマート通気が、プログラム可能であり、自動化されている。シングルステージシステムでは、これは、「インテリジェント」マニホルドおよび本発明の装置を使用することによって達成される。現在のインパクトＳＴマニホルドは、受動型装置であるが、マイクロセッサおよびいくつかの流体接続部（例えば、ソレノイドバルブ、ティー）を追加することによって、スマート通気を行うようにすることができる。このようなシステムの説明が、図１２に示されている。この図では、本発明の濾過装置７０を備えるマニホルドが、ソレノイドベントバルブ７２およびソレノイド再循環バルブ７４の動作を制御する。本発明の装置を備えるマニホルドはまた、ポンプ８９と連絡している。ティー結合部７６は、再循環バルブ７４を通るか、ストップアンドサックバックバルブ７８を通って基板８４へ至るかのいずれかに流体を方向付けることができるように配置されている。ティー８０は、通常動作中は流体源８２から、および流体がマニホルドおよび濾過装置７０へ再循環されるときはバルブ７４から共に流体を受けるように配置されている。新しいフィルタの始動時、再循環バルブ７４およびストップアンドサックバックバルブ７８は閉鎖され、ベントバルブ７２が開放される。その後流体は濾過装置のハウジングを充填するためにマニホルド内に送られる。ハウジングが満たされた後、ベントバルブ７２が閉鎖され再循環バルブ７４が開放している間、流体は自動的に再循環することができ、それによってベント損失が最小化される。再循環中選択された回数（時間指定されてか、あるサイクル数の後かのどちらか）で、再循環バルブ７４が閉鎖され、ベントバルブ７２が開放されて、マニホルドおよびフィルタ７０から気体が除去される。フィルタが準備された後、バルブ７４が閉鎖され、バルブ７８が開放されて、それによって流体を基板９１上に付着されることができる。
【００４０】
大部分の場合、通気の間のサイクル数は、本発明の装置を使用することによって長くすることができる。気泡が濾過装置の最上部で優先的に捕捉され、凝集するため、フィルタメンブレンに接触する、もしくはフィルタメンブレンの側を通過することはない。このように、気泡は、濡れないスポットを形成（すなわち、より短いフィルタ寿命をもたらす、または気泡に誘引された基板欠陥を導く）しないことになる。したがって、通気プロセス間の時間を延長することができる。
【００４１】
また、ベントバルブの開放（時間および幾何形状）を最小化することができる。近年、ベントバルブは、気泡を含んだ流体がバルブを通って流れることができるようにするために、十分開放させなければならない。しかし、気泡は、凝集してより大きい気泡になるため、空気（より小さい粘性を有する）は、小さい通路を通って流体よりも容易に流れ、ベントをよりわずかに短い時間間隔で開放することは、流体の通過を許すことなく、空気を通過させることを可能にする。これは、短いベント開放時間を設定することか、ベントバルブを、その開放オリフィス面積を最小化するように制御することかのどちらかによって達成することができる。両方とも、様々な粘性の流体に対してバルブの開放を最小化することに効果があり、またベントを通る流体損失を最小化することになる。
【００４２】
本発明の自動操作方法を、以下の特徴を組み込むことによってさらに改良することができる。
（Ａ）メンブレンコンタクタタイプの脱気装置をシステムに設置する。この脱気装置は、フィルタのベントライン上に設置することができる。また、シングルステージシステムでは、脱気装置はフィルタの上流にすることができ、ツーステージテクノロジシステムでは、ポンプの上流側に配置される（しかし、ラインの下流は、始動中流体を再循環させるために使用される）。このような脱気装置は、流体流に影響を与えることなく、気泡を除去し、マイクロバブルの形成を防ぐ。これは、通常動作中の通気を実用上排除するという利点も有する。他の脱気装置手段（たとえば、スパージング、加熱、真空吸引など）を使用することもできるが、これらの手段は通常、プロセス流体の望ましくない変化（たとえば、溶媒の蒸発による粘性の変化）という結果になる。
（Ｂ）ベントライン、フィルタ自体のべントポート、または濾過装置をツーステージテクノロジシステムに接続するマニホルドのいずれかに、気泡検出器を設置する。そのとき、マイクロプロセッサによって読み出された信号によって気泡検出器が十分な量の気体を感知したときのみ、通気が可能になる。また、通気は、気泡のみをベントし、流体はベントしないように制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
従来技術の図であり、インパクトＬＨＶＤフィルタの断面図である。
【図２ａ】
流体流路を表す矢印を有する、本発明の濾過装置の横断面図である。
【図２ｂ】
流体流路を表す矢印を有する、本発明の濾過装置の横断面図である。
【図３ａ】
本発明の濾過装置のトップキャップの下側面図である。
【図３ｂ】
本発明の濾過カートリッジ上のキャップに対して位置決めされた図３ａのトップキャップの部分横断面図である。
【図４ａ】
流体流路を表す矢印を有する、流体チャネルを示す本発明の部分断面図である。
【図４ｂ】
図４ａの装置の下側面図である。
【図５】
本発明の濾過装置のボウルの上面図である。
【図６ａ】
流体流路を表す矢印を有する、流体チャネルを示す本発明の部分断面図である。
【図６ｂ】
図６ａの装置の下側面図である。
【図７】
流体流路を表す矢印を有する、トップキャップおよびハウジングの下側面図である。
【図８】
流体チャネルと、流体流路を表す矢印を示す本発明の部分断面図である。
【図９】
流体チャネルと、気泡をフィルタカートリッジ上方へ押しやる流体流路アクセスポイントの集中を示す本発明の部分断面図である。
【図１０】
本発明の別のハウジングカバーの底面図である。
【図１１】
図１０のハウジングカバーとともに使用される本発明の別のトップキャップの底面図である。
【図１２】
本発明の装置を動作させる自動化された方法を示す流れ図である。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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