JP2022507876A - 溶媒を精製するためのシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

本開示は、溶媒を精製する方法に関する。精製された溶媒は、マルチステップ半導体製造プロセスにおける半導体基板を清浄化するために用いることができる。

Description

関連出願への相互参照
本願は、２０１８年１１月２０日に出願された米国仮出願番号６２／７６９，６１２からの優先権を主張し、該米国仮出願の内容はその全体が参照によりここに取り込まれる。

開示の分野
本開示は、溶媒（例えば有機溶媒）を精製するためのシステム及び方法に関する。特に、本開示は、高い純度、低いオンウェハ粒子カウント、及び低いオンウェハ金属カウントを有する有機溶媒を得るのに用いることができるシステム及び方法に関する。

開示の背景
半導体産業は、電子コンポーネントの集積密度における急激な改善を達成してきたが、この改善は、コンポーネントサイズの継続的な減少によるものである。最終的には、より小さいコンポーネントがより多くの数、所与の面積に集積されるように与えられる。これらの改善は、ほとんどが、新たな精細及び高解像処理技術の発展によるものである。

高解像度集積回路（ＩＣ）の製造においては、ベアウェハ又はフィルムコートウェハに種々の処理液が接触することとなる。例えば、微細金属相互接続の作製は、基材を複合液（composite liquid）でコートしてレジストフィルムを形成する前に、該基材をプレウエッティング液でコートする手順を典型的には含む。独自の成分及び種々の添加剤を含むこれらの処理液は、ＩＣウェハの汚染源であることが知られている。

ほんの微量の混入物がこれらの化学液、例えばウェハプレウエッティング液又は現像液、に混入しただけでも、得られる回路パターンは欠陥を有しうると推測できる。わずか１．０ｐｐｔとごく少量の金属不純物の存在が半導体デバイスの性能及び安定性を損なうことが知られている。金属混入物の種類によっては、酸化物の性質が悪化するおそれがあり、不正確なパターンが形成されるおそれがあり、半導体回路の電気的性能が損なわれるおそれがあり、これらは最終的に製造収率に不利な影響を与える。

不純物、例えば金属不純物、微粒子、有機不純物、水分（moisture）等、の混入は、化学液の製造の種々のステージにおいて化学液に意図せず導入されうる。例としては、原料中に、あるいは化学液が製造されるときに産生された副生物又は未反応の残存した反応物質中に、あるいは製造機械の表面から又は輸送、貯蔵若しくは反応に用いられる収容設備、反応容器等から溶出又は抽出した異物中に不純物が存在する場合が挙げられる。ここで、高精細かつ超微細半導体電子回路の製造のために用いられるこれらの化学液から不溶性混入物及び可溶性混入物を減少又は除去することは、欠陥の無いＩＣを製造することの基本的な保証である。

この点で、超微細かつ非常に精細な半導体電子回路の製造に欠かせない高純度の化学液を形成するためには、化学液製造プロセス及びシステムの標準及び品質を顕著に改善し厳密に制御することが非常に重要である。

したがって、高精細集積回路を形成するために、超高純度化学液に対する要求並びにこれら液体の品質改善及び制御が非常に重要である。品質改善及び制御についての具体的な重要パラメータとしては、液体及びオンウェハ金属減少、液体及びオンウェハ粒子カウント減少、オンウェハ欠陥減少、及び有機混入物減少が挙げられる。これら重要パラメータの全てが精製システムの必要な準備及び精製プロセスの適切な設計に影響されることが示される。

以上に鑑みて、本開示は、特に、半導体製造を対象とする溶媒の調製のための、精製システム及び該システムを用いて溶媒（例えば有機溶媒）を精製する方法であって、未知物質及び不要物質の産生又は導入が無く、溶媒中の粒状物数及び金属不純物量を所定の範囲に管理して超高純度溶媒が製造される、前記システム及び方法を提供すべきものである。したがって、残渣及び／又は粒子欠陥の発生は抑制され、半導体ウェハの収率は向上する。

一つの態様では、本開示は、精製システムにおいて有機溶媒を第１のフィルターに通して容器格納（packaging）ステーションへと移動させ、精製された有機溶媒を得ることを含む、有機溶媒を精製する方法を提供する。第１のフィルターはフィルターハウジング、及び該フィルターハウジング内の少なくとも１つの濾過媒体を含み、前記少なくとも１つの濾過媒体は約５ｎｍ以下の平均孔径（average pore size）を有する。前記精製システムは前記第１のフィルター、前記容器格納ステーション、並びに前記第１のフィルター及び前記容器格納ステーションと流体連絡した導路を含み、該導路又は前記フィルターハウジングの内表面はフッ素ポリマーを含む。

別の態様では、本開示は、有機溶媒を第１のフィルター及び第２のフィルターに通して精製された有機溶媒を得ることを含む、有機溶媒を精製する方法を提供する。第１のフィルターは、約５ｎｍ以下の平均孔径を有しポリアミドを含む少なくとも１つの濾過媒体を含み、第２のフィルターは、約５ｎｍ以下の平均孔径を有しフッ素ポリマーを含む少なくとも１つの濾過媒体を含む。

別の態様では、本開示は、（１）フィルターハウジング及び該フィルターハウジング内の少なくとも１つの濾過媒体を含む第１のフィルターであって、前記少なくとも１つの濾過媒体は約５ｎｍ以下の平均孔径を有する第１のフィルター；（２）容器格納ステーション；並びに（３）第１のフィルター及び前記容器格納ステーションと流体連絡した導路、を含むシステムを提供する。前記フィルターハウジング及び前記導路の内面はフッ素ポリマーを含む。

さらに別の態様では、本開示は以下のものを含むシステムを提供する：（１）フィルターハウジング及び該フィルターハウジング内の少なくとも１つの濾過媒体を含む第１のフィルターであって、前記少なくとも１つの濾過媒体は約５ｎｍ以下の平均孔径を有しかつポリアミドを含む、第１のフィルター；並びに（２）第１のフィルターと流体連絡した第２のフィルターであって、該第２のフィルターはフィルターハウジング及び該フィルターハウジング内の少なくとも１つの濾過媒体を含み、前記少なくとも１つの濾過媒体は約５ｎｍ以下の平均孔径を有しかつフッ素ポリマーを含む、第２のフィルター。

実施形態は、以下の特徴のうちの１つ又は複数を含むことができる。

いくつかの実施形態においては、本開示に記載の方法は、前記有機溶媒を、第１のフィルター及び容器格納ステーションと流体連絡し、第１のフィルターと容器格納ステーションとの間に存在する第２のフィルターに通すことであって、第２のフィルターはフィルターハウジング及び該フィルターハウジング内の少なくとも１つの濾過媒体を含み、第２のフィルター内の前記少なくとも１つの濾過媒体は約５ｎｍ以下の平均孔径を有する、前記通すことをさらに含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、第２のフィルターのフィルターハウジングの内表面はフッ素ポリマーを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、第２のフィルター全体がフッ素ポリマーで構成されていてもよい。

いくつかの実施形態では、第１又は第２のフィルター内の前記少なくとも１つの濾過媒体はポリアミド（例えばナイロン）、ポリオレフィン（例えばポリエチレン）、フッ素ポリマー（例えばポリテトラフルオロエチレン）、又はそれらの共重合体を含む。例えば、第１のフィルター内の前記少なくとも１つの濾過媒体はナイロンを含んでもよく、第２のフィルター内の前記少なくとも１つの濾過媒体はポリテトラフルオロエチレンを含んでいてもよい。

いくつかの実施形態では、第１のフィルター、第２のフィルター、又は前記導路の内表面におけるフッ素ポリマーはポリテトラフルオロエチレン又はその共重合体を含んでいてもよい。

いくつかの実施形態では、第１のフィルターは１～１２０の濾過媒体を含んでもよく、第２のフィルターは１～３０の濾過媒体を含んでもよい。

いくつかの実施形態では、前記有機溶媒を第１のフィルターに通して容器格納ステーションに移動させることは華氏約８０度以下の温度で行われる。

いくつかの実施形態では、本開示に記載の方法は、前記有機溶媒を熱交換器に通して前記有機溶媒の温度を華氏約８０度以下に維持するようにすることを含む。

いくつかの実施形態では、本開示に記載の方法は、前記有機溶媒を第１のフィルターに通す前に前記有機溶媒を第３のフィルターに通すことであって、第３のフィルターは約２００ｎｍ以下の平均孔径を有する少なくとも１つの濾過媒体を含んでいる、前記通すことをさらに含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、本開示に記載の方法は、前記有機溶媒を第３のフィルターに通した後であってかつ前記有機溶媒を第１のフィルターに通す前に、前記有機溶媒を第４のフィルターに通すことであって、第４のフィルターが少なくとも１つのイオン交換濾過媒体を含む、前記通すことをさらに含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、本開示に記載の方法は、前記有機溶媒を第４のフィルターに通した後であってかつ前記有機溶媒を第１のフィルターに通す前に前記有機溶媒を第５のフィルターに通すことであって、第５のフィルターは約２０ｎｍ以下の平均孔径を有する少なくとも１つの濾過媒体を含む、前記通すことをさらに含んでいてもよい。

いくつかの実施形態では、本開示に記載の方法は、前記有機溶媒を容器格納ステーションへと移動させる前に、第１のフィルターを含む再循環ループを通して前記有機溶媒を少なくとも２回循環させることをさらに含んでもよい。

いくつかの実施形態では、前記有機溶媒はシクロヘキサノン、乳酸エチル、酢酸ｎ－ブチル、プロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、４－メチル－２－ペンタノール、又はプロピレンカーボネートを含む。

図１は、本開示のいくつかの実施形態に係る有機溶媒を精製する方法において採用された精製システムの一例を示す模式図である。

本開示の詳細な説明
本開示における定義によれば、他に断りの無い限り、記載されたパーセントは全て組成物の全重量に対する重量パーセントであると理解すべきものである。他に断りの無い限り、環境温度とは約１６℃～約２７℃の温度として定義される。本開示で記載される「溶媒」の用語は、他に断りの無い限り、単一の溶媒又は２つ以上（例えば３つ又は４つ）の溶媒の組み合わせを指す。本開示において、「ｐｐｍ」は「百万分率」を意味し、「ｐｐｂ」は「十億分率」を意味し、「ｐｐｔ」は「一兆分率」を意味する。

一般に、本開示は、溶媒（例えば有機溶媒）を精製するシステム及び方法を提供する。本開示で言及される溶媒は、ウェハ処理溶液（例えば、プレウエッティング液、現像液、リンス液、クリーニング液、あるいは剥離液）として使用してもよく、半導体製造プロセスで用いられる半導体材料用の溶媒として用いられてもよい。

本開示の精製方法に供される前に、溶媒は望まれない量の混入物及び不純物を含みうる。溶媒が本開示の精製方法で処理された後は、相当な量の混入物及び不純物が溶媒から除去されうる。処理前の溶媒は、本開示においては「未精製溶媒」とも称される。処理前の溶媒は、社内（in house）で合成してもよいし、サプライヤーからの購入により商業的に入手可能であってもよい。処理後の溶媒は、本開示においては「精製済み溶媒」とも称される。「精製済み溶媒」は所定の範囲内に制限された不純物を含んでいてもよい。

一般的に、本開示において言及される溶媒は、少なくとも１つ（例えば２つ、３つ、又は４つ）の有機溶媒を含んでいてもよい。適切な有機溶媒の例としては、メタノール、エタノール、１－プロパノール、イソプロパノール、ｎ－プロパノール、２－メチル－１－プロパノール、ｎ－ブタノール、２－ブタノール、ｔｅｒｔ－ブタノール、１－ペンタノール、２－ペンタノール、３－ペンタノール、ｎ－ヘキサノール、シクロヘキサノール、２－メチル－２－ブタノール、３－メチル－２－ブタノール、２－メチル－１－ブタノール、３－メチル－１－ブタノール、２－メチル－１－ペンタノール、２－メチル－２－ペンタノール、２－メチル－３－ペンタノール、３－メチル－１－ペンタノール、３－メチル－２－ペンタノール、３－メチル－３－ペンタノール、４－メチル－１－ペンタノール、４－メチル－２－ペンタノール、２－エチル－１－ブタノール、２，２－ジメチル－３－ペンタノール、２，３－ジメチル－３－ペンタノール、２，４－ジメチル－３－ペンタノール、４，４－ジメチル－２－ペンタノール、３－エチル－３－ヘプタノール、１－ヘプタノール、２－ヘプタノール、３－ヘプタノール、２－メチル－２－ヘキサノール、２－メチル－３－ヘキサノール、５－メチル－１－ヘキサノール、５－メチル－２－ヘキサノール、２－エチル－１－ヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、トリメチルシクロヘキサノール、４－メチル－３－ヘプタノール、６－メチル－２－ヘプタノール、１－オクタノール、２－オクタノール、３－オクタノール、２－プロピル－１－ペンタノール、２，６－ジメチル－４－ヘプタノール、２－ノナノール、３，７－ジメチル－３－オクタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ブチルメチルエーテル、ブチルエチルエーテル、ブチルプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジイソブチルエーテル、ｔｅｒｔ－ブチルメチルエーテル、ｔｅｒｔ－ブチルエチルエーテル、ｔｅｒｔ－ブチルプロピルエーテル、ジ－ｔｅｒｔ－ブチルエーテル、ジペンチルエーテル、ジイソアミルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、シクロヘキシルメチルエーテル、ブロモメチルメチルエーテル、α，α－ジクロロメチルメチルエーテル、クロロメチルエチルエーテル、２－クロロエチルメチルエーテル、２－ブロモエチルメチルエーテル、２，２－ジクロロエチルメチルエーテル、２－クロロエチルエチルエーテル、２－ブロモエチルエチルエーテル、（±）－１，２－ジクロロエチルエチルエーテル、２，２，２－トリフルオロエチルエーテル、エチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、アリルエチルエーテル、アリルプロピルエーテル、アリルブチルエーテル、ジアリルエーテル、２－メトキシプロペン、エチル－１－プロペニルエーテル、ｃｉｓ－１－ブロモ－２－エトキシエチレン、２－クロロエチルビニルエーテル、アリル－１，１，２，２－テトラフルオロエチルエーテル、オクタン、イソオクタン、ノナン、デカン、メチルシクロヘキサン、デカリン、キシレン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、クメン、ｓｅｃｏｎｄ－ブチルベンゼン、シメン、ジペンテン、ピルビン酸メチル、モノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコール酢酸モノメチルエーテル、乳酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、酢酸ｎ－ブチル、γ－ブチロラクトン、ジイソアミルエーテル、酢酸イソアミル、クロロホルム、ジクロロメタン、１，４－ジオキサン、ヘキシルアルコール、２－ヘプタノン、酢酸イソアミル、プロピレンカーボネート、及びテトラヒドロフランが挙げられる。

いくつかの実施形態では、溶媒はプレウエッティング液である。プレウエッティング液の例としては、シクロペンタノン（ＣｙＰｅ）、シクロヘキサノン（ＣｙＨ）、モノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）、プロピレングリコールモノエチルエーテル（ＰＧＥＥ）、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、プロピレングリコールモノプロピルエーテル（ＰＧＰＥ）、及び乳酸エチル（ＥＬ）のうちの少なくとも１つが挙げられる。他のある実施形態では、溶媒は現像溶液、例えば酢酸ｎ－ブチル、であり、あるいはリンス液、例えば４－メチル－２－ペンタノール（ＭＩＢＣ）である。

いくつかの実施形態では、処理前あるいは未精製の有機溶媒は約９５％以上の（例えば、約９６％以上の、約９７％以上の、約９８％以上の、又は約９９％以上の）純度を有してもよい。いくつかの実施形態では、本開示に記載の方法から得られた処理後あるいは精製済み有機溶媒は約９９．５％以上の（例えば約９９．９％以上の、約９９．９５％以上の、約９９．９９％以上の、約９９．９９５％以上の、又は約９９．９９９％以上の）純度を有してもよい。本開示において言及される「純度」とは、液体の総重量における溶媒の重量パーセントを指す。液体中の有機溶媒の含有量は、ガスクロマトグラフィー質量分析（ＧＣＭＳ）機器を用いて測定することができる。

いくつかの実施形態では、半導体チップの製造収率を改善する点から、本開示に記載の溶媒の沸点は約２００℃以下（例えば、約１５０℃以下）又は約５０℃以上（例えば、約１００℃以上）である。本開示において、沸点とは、１気圧（ａｔｍ）における沸点を意味する。

一般に、処理前の有機溶媒に含まれる不純物は、金属不純物、粒子、並びに有機不純物及び水分（moisture）等のその他不純物を含みうる。

本開示の記載において、金属不純物は固体の形態（例えば単独の金属（metal simplex）、粒子状の金属含有化合物等）でありうる。一般的な金属不純物の例としては、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、鉛（Ｐｂ）、及びニッケル（Ｎｉ）等の重金属、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、及びカルシウム（Ｃａ）等のイオン性金属が挙げられる。金属の種類によるが、金属不純物は、酸化物の一体性（oxide integrity）を損ない、ＭＯＳゲートスタックを劣化させ、素子の寿命を減少させるおそれがある。本開示に記載の方法により精製された有機溶媒において、微量金属総含有量（total trace metal content）は質量で０～３００ｐｐｔ（例えば０～１５０ｐｐｔ）の所定の範囲であることが好ましい。

本開示において、０．０３μｍ以上のサイズを有する物質を「粒子」（particles）又は「粒状物」（particulates）と称する。粒子の例としては、ダスト、埃（dirt）、有機固体物、及び無機固体物が挙げられる。粒子は、コロイド化（colloidalized）金属原子からなる不純物を含むこともできる。容易にコロイド化される金属原子の種類は特に限定されず、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｌｉ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｚｎ、及びＰｂからなる群から選択される少なくとも１つの金属原子を含んでいてもよい。本開示に記載の方法により精製される有機溶媒において、０．０３μｍ以上のサイズを有する粒子の総数は、溶媒１ｍｌあたり１００以下（例えば、８０以下、６０以下、５０以下、４０以下、又は２０以下）の所定の範囲であることが好ましい。液体媒体中の「粒子」の数は、光散乱型液中粒子カウンターにより計数されるべきものであり、ＬＰＣ（液体粒子カウント）と称される。

本開示の記載において、有機不純物は有機溶媒とは異なるものであって、有機溶媒及び有機不純物を含む液体の総質量に対し５０００質量ｐｐｍ以下の含有量で含まれる有機物を指す。有機不純物は、雰囲気（ambient air）中に（クリーンルーム内の雰囲気中にさえ）存在する揮発性有機化合物であってもよい。有機不純物のうちあるものは、運送及び保管設備に起因し、あるものは当初から原料中に存在する。有機不純物の他の例としては、有機溶媒が合成された際の副生物及び／又は未反応の反応物質が挙げられる。

精製済み有機溶媒中の有機不純物の総含有量は特に限定されない。半導体素子の製造収率を向上させる点からは、有機不純物の総含有量は、精製済み有機溶媒中０．１～５０００質量ｐｐｍ（例えば、１～２０００質量ｐｐｍ、１～１０００質量ｐｐｍ、１～５００質量ｐｐｍ、又は１～１００質量ｐｐｍ）であってもよい。本開示に記載の、溶媒中の有機不純物の含有量は、ガスクロマトグラフィー質量分析（ＧＣＭＳ）機器を用いて測定することができる。

図１は、本開示のいくつかの実施形態に係る精製システムの構成を示す模式図である。図１に示すように、精製システム１０は、供給ユニット２０、第１の濾過システム１１０、貯蔵タンク１３０、第２の濾過システム１２０、及び容器格納ステーション１４０（これらの全ては（例えば１つ又は複数の導路を通じて）互いに流体連絡している）を含む。

一般に、供給ユニット２０（例えばタンク）は、出発材料（例えば、処理前又は未精製の有機溶媒）を保持又は輸送するように構成されている。出発材料は精製システム１０で処理することができ、それにより望まれない混入物（例えば、粒状物、有機不純物、金属不純物）の数が所定の範囲に制限された精製済み有機溶媒を製造又は生産することができる。供給ユニット２０の種類は、出発材料を精製システム１０内の他の要素（components）に連続的又は間欠的に供給する限り、特に限定されない。いくつかの実施形態では、供給ユニット２０は、材料受容タンク、レベル計などのセンサー（図示しない）、ポンプ（図示しない）、及び／又は出発材料の流れを調整するためのバルブ（図示しない）を含んでいてもよい。図１において、精製システム１０は一つの供給ユニット２０を含んでいる。しかし、いくつかの実施形態では、精製システム１０により処理すべき各種出発材料のそれぞれについて複数の供給ユニット２０を（例えば並列又は直列に）設けてもよい。

精製システム１０は、少なくとも１つの第１の濾過システム１１０及び少なくとも１つの第２の濾過システム１２０を含んでもよい。一般に、第１の濾過システム１１０は出発材料（例えば、未精製の有機溶媒）の最初の濾過を行って不純物及び／又は粒子の大半（majority）を除去し、第２の濾過システム１２０はその後の濾過を行って残存している不純物及び微粒子を除去し、超高純度有機溶媒を得る。

いくつかの実施形態では、精製システム１０は、有機溶媒が精製プロセスの間、実質的に一貫した温度に維持されるように有機溶媒の温度を特定の温度範囲内に設定又は維持するための温度制御ユニット１００を任意に（optionally）含んでいてもよい。本開示において、温度制御ユニットは、市販の再循環加熱／冷却ユニット、凝縮器（condenser）、又は熱交換器を含むことができるが、これらに限定されない。また、市販の再循環加熱／冷却ユニット、凝縮器（condenser）、又は熱交換器は、例えば、精製システム１０の導路上に設置することができる。温度制御ユニット１００は、例えば、供給ユニット２０と第１の濾過システム１１０との間に構成することができる。いくつかの実施形態では、温度制御ユニット１００は有機溶媒の温度を華氏約８０度以下（例えば、華氏約７５度以下、華氏約７０度以下、華氏約６５度以下、又は華氏約６０度以下）、及び／又は、華氏約３０度以上（例えば、華氏約４０度以上、華氏約５０度以上、若しくは華氏約６０度以上）に設定することができる。いくつかの実施形態では、精製システム１０で用いられるポンプが熱を生成して溶媒温度を上昇させうるため、精製システム１０は、溶媒の温度を所定の値に維持するために追加的な温度制御ユニット（例えば後述のユニット１７０及びユニット１８０）を適切な位置に含んでもよい。

図１を参照すると、第１の濾過システム１１０は、任意で設けられる（optional）温度制御ユニット１００、供給ポート１１０ａ、１つ又は複数（例えば２つ、３つ、４つ、５つ、又は１０）のフィルター１１２、流出（outflow）ポート１１０ｂ、任意で設けられる（optional）再循環導路１６０ｈ、及び１つ又は複数の任意で設けられる（optional）温度制御ユニット１７０（ここで、これらの全ては（例えば１つ又は複数の導路を通じて）互いに流体連絡している）を含んでもよい。

いくつかの実施形態では、各フィルター１１２はフィルターハウジング及び該フィルターハウジング内の１つ又は複数の濾過媒体１１４を含んでいてもよい。例えば、図１に示す第１の濾過システム１１０は３つのフィルター（つまり、１１２ａ、１１２ｂ、及び１１２ｃ）を含み、これらはそれぞれ、１つ又は複数の濾過媒体１１４ａ、１１４ｂ、及び１１４ｃを含む。いくつかの実施形態では、フィルター１１２は個別のハウジングを有さなくてもよく、１つ又は複数の濾過媒体１１４（例えば、１１４ａ、１１４ｂ、及び１１４ｃ）は第１の濾過システム１１０内で区画分けされていない構成を有する。別の実施形態では、第１の濾過システム１１０は、１つ又は複数のフィルター１１２に加えて他の精製モジュール（図示せず）をも含んでいてもよい。

図１を参照すると、フィルター１１２ａは１つ又は複数の濾過媒体１１４ａを含むことができ、フィルター１１２ｂは１つ又は複数の濾過媒体１１４ｂを含むことができ、フィルター１１２ｃは１つ又は複数の濾過媒体１１４ｃを含むことができ、ここで濾過媒体１１４ａ、１１４ｂ、及び１１４ｃは機能性又は特性において異なっていてもよく、異なる精製処理を提供してもよい。いくつかの実施形態では、対応するフィルター１１２（例えば、１１２ａ、１１２ｂ、及び１１２ｃ）にそれぞれ収容された特定の濾過媒体１１４（例えば、１１４ａ、１１４ｂ、及び１１４ｃ）は、同一又は類似の精製機能、物理化学的性質、孔径及び／又は構成材料を有していてもよい。いくつかの実施形態では、各フィルター１１２は、粒子除去フィルター、イオン交換フィルター、及びイオン吸収フィルターからなる群から独立に選択されてもよい。

いくつかの実施形態では、フィルター１１２ａ中の濾過媒体１１４ａは、有機溶媒から比較的大きい粒子を除去するための粒子除去濾過媒体であってもよい。いくつかの実施形態では、濾過媒体１１４ａは、約１０００ｎｍ以下 （例えば約８００ｎｍ以下、約６００ｎｍ以下、約５００ｎｍ以下、約４００ｎｍ以下、約２００以下、又は約１５０ｎｍ以下）、及び／又は約５０ｎｍ以上（例えば約１００ｎｍ以上、約１５０ｎｍ以上、約２００ｎｍ以上、又は約２５０ｎｍ以上）、の平均孔径を有してもよい。上記の範囲内では、後続するフィルター（例えば、フィルター１１２ｂ、１１２ｃ、１２２ａ、又は１２２ｂ）の詰まりを抑制しつつ、有機溶媒中に含まれる不純物又は凝集物等の異物を信頼性よく除去することが可能である。いくつかの実施形態では、フィルター１２２ａは１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、及び７つの濾過媒体１１４ａを含んでいてもよい。

粒子除去フィルターの適切な材料の例としては、フッ素ポリマー（例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、又は変性ポリテトラフルオロエチレン（ＭＰＴＦＥ））、ナイロン等のポリアミド樹脂（例えばナイロン６又はナイロン６６）、ポリエチレン（ＰＥ）及びポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン樹脂（高密度（high density）及び超高分子量（ultrahigh molecular weight）を含む）が挙げられる。例えば、粒子除去フィルター中の濾過媒体は、ナイロン、ポリプロピレン（高密度ポリプロピレンを含む）、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン－パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリイミド、及びポリアミドイミドからなる群から選択される少なくとも１つのポリマーから構成されるものであってもよい。前記材料から構成されるフィルターは、残渣欠陥及び／又は粒子欠陥を生じやすい異物（例えば高極性を有するもの）を効率的に除去し、化学液における金属成分の含有量を効率的に減少させることができる。

いくつかの実施形態では、フィルター１１２ｂ中の濾過媒体１１４ｂは、有機溶媒から帯電粒子及び／又は金属イオンを除去するため、イオン交換樹脂膜であってもよい。本開示で用いられるイオン交換樹脂膜は特に限定されず、樹脂膜に固定化された適切なイオン交換基を有するイオン交換樹脂を含むフィルターを用いることができる。そのようなイオン交換樹脂膜の例としては、樹脂膜上へと化学修飾されたカチオン交換基（例えばスルホン酸基）を有する強酸性カチオン交換樹脂が挙げられる。適切な樹脂膜の例としては、セルロース、珪藻土、ナイロン（アミド基を有する樹脂）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、イミド基を有する樹脂、アミド基及びイミド基を有する樹脂、フッ素樹脂、又は高密度ポリエチレン膜、を含む樹脂膜が挙げられる。いくつかの実施形態では、イオン交換樹脂膜は粒子除去膜とイオン交換樹脂膜との一体構造を有する膜であってもよい。自身の上にイオン交換基が化学修飾されたポリアルキレン（例えばＰＥ又はＰＰ）膜が好ましい。カチオン交換基がイオン交換基として好ましい。本開示で用いられるイオン交換樹脂膜を有するフィルターは金属イオン除去機能性を有する市販のフィルターであってもよい。これらのフィルターはイオン交換効率に基づいて選択することができ、フィルターの推定孔径（estimated pore size）は約０．２μｍ（２００ｎｍ）というほどに小さいものでもよい。

いくつかの実施形態では、フィルター１１２ｃ中の濾過媒体１１４ｃは、有機溶媒から比較的小さい粒子及び／又は金属イオンを除去するために、イオン吸収膜であってもよい。イオン吸着膜は多孔質膜材料を有してもよく、イオン交換機能を有してもよい。イオン吸着膜を作製するのに用いることが出来る適切な材料の例としては、セルロース、珪藻土、精密濾過膜（microfiltration membranes）のフィルム材料、例えばナイロン（アミド基を有する樹脂）、ポリエチレン（例えば高密度ポリエチレン）、ポリプロピレン、ポリスチレン、イミド基を有する樹脂、アミド基及びイミド基を有する樹脂、フッ素樹脂、イオン交換能官能基が導入された膜材料、等が挙げられるがこれらに限定されない。膜材料の形状の例としては、プリーツ（pleated）型、平膜型、中空繊維型、特開２００３－１１２０６０号に記載の多孔体、等が挙げられる。膜材料に導入されるイオン交換基としては、除去すべき成分の溶出及び選択性を最適化するために、カチオン交換基、キレート交換基、及びアニオン交換基のうちの少なくとも２つからなる組み合わせを用いることが好ましい。イオン吸着膜は多孔性を有しているため、微粒子の一部を除去することも可能である。

いくつかの実施形態では、濾過媒体１１４ｃは約１００ｎｍ以下（例えば、約８０ｎｍ以下、約６０ｎｍ以下、約５０ｎｍ以下、約４０ｎｍ以下、約２０以下、又は約１５ｎｍ以下）、及び／又は、約５ｎｍ以上（例えば、約１０ｎｍ以上、約１５ｎｍ以上、約２０ｎｍ以上、又は約２５ｎｍ以上）の平均孔径を有してもよい。

理論に拘束されることを望むものではないが、第１の濾過システム１１０が不純物を除去する能力は、異なる媒体種類及び異なる孔径を有する複数のフィルターを用いることにより最適化することができると考えられる。例えば、そのような第１の濾過システム１１０において、フィルター１１２ａは平均孔径約２００ｎｍの１つ又は複数のポリプロピレン媒体を有するフィルターであってもよく、フィルター１１２ｂはイオン交換フィルターであってもよく、フィルター１１２ｃは平均孔径約２０ｎｍの１つ又は複数のナイロン媒体を有するフィルターであってもよい。

いくつかの実施形態では、第１の濾過システム１１０は任意に（optionally）再循環導路１６０ｈを含んで、部分的に精製した有機溶媒を第１の濾過システム１１０に戻すように再循環させて再度第１の濾過システム１１０内のフィルターにより処理されるようにする再循環ループを形成してもよい。いくつかの実施形態では、温度制御ユニット１７０（例えば熱交換器）が再循環導路１６０ｈに沿って配置されていてもよい。そのような実施形態では、部分的に精製された有機溶媒が第１の濾過システム１１０へと再循環される際に該有機溶媒の温度が華氏約８０度以下に維持されるように、温度制御ユニット１７０は華氏約８０度以下（例えば、華氏約７５度以下、華氏約７０度以下、又は華氏約６５度以下）、及び／又は、華氏約３０度以上（例えば、華氏約４０度以上、華氏約５０度以上、又は華氏約６０度以上）の温度に構成されるようにしてもよい。図１に示された例では、再循環導路１６０ｈは、第１の濾過システム１１０における流出（outflow）ポート１１０ｂの上流側に設置されている。いくつかの実施形態では、再循環導路１６０ｈは流出（outflow）ポート１１０ｂの下流側に設置してもよい。必要に応じて、第１の濾過システム１１０における種々の導路、流出ポート及び供給ポート、供給ユニット２０、及び温度制御ユニット１００にポンプ及びバルブを設置してもよいことが理解される。

図１に示した例におけるように、有機溶媒がフィルター１１２ｂに導入され処理される前における有機溶媒の温度を華氏約８０度以下（例えば、華氏約７５度以下、華氏約７０度以下、又は華氏約６５度以下）、及び／又は、華氏約３０度以上（例えば、華氏約４０度以上、華氏約５０度以上、又は華氏約６０度以上）に調整するために、精製システム１１０は、フィルター１１２ａとフィルター１１２ｂとの間に設置された温度制御ユニット１７０（例えば熱交換器）を任意に（optionally）含んでいてもよい。

温度制御ユニット１７０の位置が上記で示した例に限定されないことに留意すべきである。いくつかの実施形態では、温度制御ユニット１７０はフィルター１１２ａの上流に設置しても、フィルター１１２ｂとフィルター１１２ｃとの間に設置しても、フィルター１１２ｃの下流に設置してもよい。そのような実施形態では、後続のフィルター（例えばフィルター１１２ｂ及び／又はフィルター１１２ｃ）に入る前のフィルター１１２ａ下流位置に別の温度制御ユニットが設置されてもよく、設置されなくてもよい。有機溶媒に熱エネルギーを再導入しうる他の手段又は設備（例えばポンプ）がフィルター１１２ａと後続のフィルター（例えばフィルター１１２ｂ及び／又はフィルター１１２ｃ）との間に導入又は配置されていないのであれば、フィルター１１２ａの下流に別の温度制御ユニットを配置することは任意（optional）である。

いくつかの実施形態では、第１の濾過システム１１０におけるフィルター１１２はフィルターハウジングを含まなくてもよく、１つ又は複数の濾過媒体１１４は第１の濾過システム１１０内で区画分けされない構成を有する。例えば、第１の濾過システム１１０は、第１の濾過システム１１０内で連結された（concatenated together）置換可能な濾過媒体１１４（例えば１１４ａ、１１４ｂ、及び１１４ｃ）を含むマルチステージシステムであってもよく、有機溶媒は濾過媒体１１４（例えば１１４ａ、１１４ｂ、及び１１４ｃ）を通って流れ進む（cascade）ようにしてもよい。そのような実施形態では、温度制御ユニット１７０は、有機溶媒が通る又は流れ進む第１のイオン交換膜又はイオン吸着膜の上流の任意の位置に設置されていてもよい。例えば、もし第１の濾過システム１１０が自身の供給ポート１１０ａの下流に順々に、粒子除去フィルターＡ、粒子除去フィルターＢ、イオン交換膜Ａ、イオン交換膜Ｂ、及びイオン吸着膜Ａを収容しているならば、有機溶媒がイオン交換膜Ａを通ってイオン交換膜Ａにより処理され、さらに後続のイオン交換膜Ｂ及びイオン吸着膜Ａを通って処理される前に、有機溶媒の温度を華氏約８０度以下に調整及び制御するために、温度制御ユニット１７０が粒子除去フィルターＢとイオン交換膜Ａとの間に設置されてもよい。上記の例は例示目的であって、限定を意図するものではない。

図１に示すように、精製システム１０は貯蔵タンク１３０と容器格納ステーション１４０との間にあってこれらと流体連絡している第２の濾過システム１２０も含む。第２の濾過システム１２０は、供給ポート１２０ａ、１つ又は複数（例えば２つ、３つ、４つ、５つ、又は１０）のフィルター１２２、流出（outflow）ポート１２０ｂ、再循環導路１６０ｆ、及び１つ又は複数の任意に設けられる（optional）温度制御ユニット１８０（これらの全ては（例えば１つ又は複数の導路を通じて）互いに流体連絡している）を含むことができる。必要に応じて、第２の濾過システム１２０内の種々の導路、流出ポート及び供給ポート、並びに温度制御ユニットにポンプ及びバルブを設置してもよいことが理解される。

いくつかの実施形態では、各フィルター１２２はフィルターハウジング及び該フィルターハウジング内の１つ又は複数の濾過媒体１２４を含んでもよい。例えば、図１に示された第２の濾過システム１２０は２つのフィルター（つまり１２２ａ及び１２２ｂ）を含み、これらはそれぞれ１つ又は複数の濾過媒体１２４ａ及び１２４ｂを含む。いくつかの実施形態では、第２の濾過システム１２０は１つのみのフィルター（例えば１２２ａ）を含んでもよい。いくつかの実施形態では、フィルター１２２（複数）は個別のハウジングを有さなくてもよく、１つ又は複数の濾過媒体１２４（例えば１２４ａ及び１２４ｂ）は第２の濾過システム１２０内において区画化されていない構成を有する。別の実施形態では、第２の濾過システム１２０は、１つ又は複数のフィルター１２２に加えて他の精製モジュール（図示せず）を含んでもよい。

図１を参照すると、フィルター１２２ａは１つ又は複数の濾過媒体１２４ａを含むことができ、フィルター１２２ｂは１つ又は複数の濾過媒体１２４ｂを含むことができ、ここで濾過媒体１２４ａ及び濾過媒体１２４ｂは機能性又は特性が異なってもよく、異なる精製処理を提供してもよい。いくつかの実施形態では、対応するフィルター１２２（複数）（例えば、１２２ａ及び１１２ｂ）にそれぞれ収容された濾過媒体１２４（複数）（例えば、１２４ａ及び１２４ｂ）は、同一又は類似の精製機能、物理化学的性質、孔径及び／又は構成材料を有していてもよい。いくつかの実施形態では、各フィルター１２２は、粒子除去フィルター、イオン交換フィルター、及びイオン吸収フィルターからなる群から独立に選択されてもよい。

いくつかの実施形態では、フィルター１２２ａ中の濾過媒体１２４ａは、精製対象の有機溶媒中の微細な帯電粒子及び／又は金属イオンを除去するため、イオン吸収膜（例えば、濾過媒体１１４ｃについて上記で記載したもの）であってもよい。いくつかの実施形態では、濾過媒体１２４ａは約１０ｎｍ以下（例えば、約７ｎｍ以下、約５ｎｍ以下、約３ｎｍ以下、又は約１ｎｍ以下）、及び／又は、約１ｎｍ以上（例えば、約３ｎｍ以上、又は約５ｎｍ以上）の平均孔径を有してもよい。濾過媒体１２４ａは、篩い機能（例えば微粒子を除去する）とイオン交換機能（例えば、帯電粒子及び／又は金属イオンを除去する）の両方を果たすことができると考えられる。

濾過媒体１２４ａ又は１２４ｂで用いることができる適切な材料の例としては、ポリアミド（例えば、ナイロン６又はナイロン６６等のナイロン）、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン又はポリプロピレン）、フッ素ポリマー（例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、又は変性ポリテトラフルオロエチレン（ＭＰＴＦＥ））、又はそれらの共重合体が挙げられる。いくつかの実施形態では、濾過媒体１２４ａ又は１２４ｂはポリアミド（例えばナイロン）等の非フッ素ポリマーから構成されてもよい。

いくつかの実施形態では、フィルター１２２ａは、１以上（例えば２以上、３以上、５以上、１０以上、２０以上、３０以上、５０以上、又は８０以上）、及び／又は１２０以下（例えば、１１０以下、１００以下、９０以下、７０以下、５０以下、又は２５以下）の濾過媒体１２４ａを含んでいてもよい。

いくつかの実施形態では、フィルター１２２ｂ中の濾過媒体１２４ｂ（例えば、イオン吸収膜）は、異なる材料から構成されることを除き、フィルター１２２ａ中の濾過媒体１２４ａと同じ特性（例えば、同じ孔径）を有してもよい。例えば、いくつかの実施形態では、フィルター１２２ａ中の濾過媒体１２４ａがナイロンからなる場合、フィルター１２２ｂ中の濾過媒体１２４ｂはフッ素ポリマー（例えばＰＴＦＥ）から構成されてもよい。いくつかの実施形態では、フィルター１２２ｂは、１以上（例えば２以上、３以上、５以上、１０以上、１５以上、又は２０以上）、及び／又は３０以下（例えば、２５以下、２０以下、１５以下、１０以下、又は５以下）の濾過媒体１２４ｂを含んでいてもよい。

理論に拘束されることを望むものではないが、濾過媒体１２４ａ及び濾過媒体１２４ｂが異なる材料から構成されるフィルター１２２ａ及びフィルター１２２ｂの組み合わせを用いることで、不純物、粒子、及び金属イオンの減少を最大化でき、超高純度有機溶媒を得ることができると考えられる。さらに、理論に拘束されることを望むものではないが、濾過媒体１２４ａがナイロンから構成されて濾過媒体１２４ｂがフッ素ポリマー（例えばＰＴＦＥ）から構成される、又はその逆、の実施形態では、濾過媒体１２４ａ及び濾過媒体１２４ｂは比較的より大きい孔径（例えば５ｎｍ）を有することができながらも、より小さな孔径を有する（例えば３ｎｍ）ものの別の材料（例えばポリオレフィン）から構成される濾過媒体よりもより良好な濾過結果を有する、と考えられる。

図１を参照して、第２の濾過システム１２０は、再循環導路１６０ｆを含んで、部分的に精製した有機溶媒を貯蔵タンク１３０に戻すように再循環させて再度第２の濾過システム１２０内のフィルター１２２により処理されるようにする再循環ループを形成してもよい。いくつかの実施形態では、精製プロセスが完了して有機溶媒が容器格納ステーション１４０に移送される前に、前記部分的に精製された有機溶媒は少なくとも２回（例えば、少なくとも３回、少なくとも４回、又は少なくとも５回）再循環される。いくつかの実施形態では、理論に拘束されることを望むものではないが、前記部分的に精製された有機溶媒を２回を超えて第２の濾過システム１２０を通す再循環をしても、不純物除去におけるさらなる改善は達成されないおそれがある。図１に示す例では、再循環導路１６０ｆは第２の濾過システム１２０の流出ポート１２０ｂの下流側に設置されている。他の例では、再循環導路１６０ｆは流出ポート１２０ｂの上流側に設置されてもよい。

いくつかの実施形態では、第２の濾過システム１２０は、１つ又は複数の任意に設けられる（optional）温度制御ユニット１８０（例えば熱交換器）を任意の適切な場所に含んでいてもよい。例えば、温度制御ユニット１８０は再循環導路１６０ｆに沿って配置されていてもよい。いくつかの実施形態では、温度制御ユニット１８０は供給ポート１２０ａとフィルター１２２ａとの間、フィルター１２２ａとフィルター１２２ｂとの間、及びフィルター１２２ｂと流出ポート１２０ｂとの間に設置されてもよい。いくつかの実施形態では、第２の濾過システム１２０内における有機溶媒の温度が華氏約８０度以下に維持されるように、温度制御ユニット１８０は華氏約８０度以下（例えば、華氏約７５度以下、華氏約７０度以下、又は華氏約６５度以下）、及び／又は、華氏約３０度以上（例えば、華氏約４０度以上、華氏約５０度以上、又は華氏約６０度以上）の温度に構成されてもよい。

いくつかの実施形態では、フィルター１２２ａ及びフィルター１２２ｂの各々は、フッ素ポリマー（例えば、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、又はそれらの組み合わせ）を含む内表面を有するフィルターハウジングを含む。例えば、前記フッ素ポリマーはフィルター１２２ａ及びフィルター１２２ｂの内表面上に形成されたコーティングであってもよい。いくつかの実施形態では、もしフィルター１２２ａ又はフィルター１２２ｂがフッ素ポリマーから構成された濾過媒体を含むならば、フィルター１２２ａ又はフィルター１２２ｂの全体がフッ素ポリマーから構成されてもよい。いくつかの実施形態では、フィルター１２２ａ若しくは１２２ｂと容器格納ステーション１４０との間の全ての設備（存在するならば、導路及びバルブを含む）の内表面がフッ素ポリマーを含んでいてもよい。理論に拘束されることを望むものではないが、そのような設備（フッ素ポリマーでライニングされた設備としても知られる）を用いることで、不純物（例えば、金属イオン又は有機不純物）が精製済み有機溶媒に再導入されることを顕著に減少できると考えられる。

いくつかの実施形態では、精製システム１０が第２の濾過システム１２０内にフィルター１２２ａとフィルター１２２ｂの両方を含む場合、精製システム１０内で用いられる設備内の（フッ素ポリマー濾過媒体以外の）構成要素（例えば、フィルター、温度制御ユニット、導路、バルブ、供給ポート、又は流出ポート）のうち少なくともいくつか（例えば全て）は、フッ素を含まない材料から構成されてもよい。そのような材料の例としては、ステンレス鋼（電解研磨されたステンレス鋼又は電解研磨されていないステンレス鋼を含む）が挙げられる。そのようなシステムは、依然として超高純度有機溶媒を製造することが可能ながらも、比較的安価なものであり得、生産コストを減少することができると考えられる。

いくつかの実施形態では、容器格納ステーション１４０は可動貯蔵タンク（例えばタンカー上のタンク）であっても、固定された貯蔵タンクであってもよい。いくつかの実施形態では、容器格納ステーション１４０はフッ素ポリマーでライニングされた設備（例えば、その内表面がＰＴＦＥ等のフッ素ポリマーを含んでもよい）であってもよい。

本開示は溶媒（例えば有機溶媒）を精製する方法も提供する。該精製方法は、概して、溶媒を第２の濾過システム１２０内の１つ又は複数（例えば２つ又は３つ）のフィルター（例えばフィルター１２２ａ及び／又はフィルター１２２ｂ）に通すことを含んでいてよい。例えば、図１を参照すると、供給ユニット２０からの溶媒を第１の濾過システム１１０内のフィルター１１２に通して貯蔵タンク１３０に回収し、貯蔵タンク１３０からの溶媒を第２の濾過システム１２０内のフィルター１２２に通して容器格納ステーション１４０へと移動させることで、未精製又は処理前の溶媒（つまり出発材料）を精製システム１０により精製することができる。いくつかの実施形態では、本開示に記載の精製方法は、精製済み溶媒を容器格納ステーション１４０へと移動させる前に、第２の濾過システム１２０内の再循環ループを通して（例えば、貯蔵タンク１３０、フィルター１２２、及び再循環導路１６０ｆを通して）前記溶媒を少なくとも１回（例えば２回又は３回）再循環させることを含んでもよい。いくつかの実施形態では、本開示に記載の精製方法は、部分的に精製された溶媒を貯蔵タンク１３０に移動させる前に、第１の濾過システム１１０内の再循環ループを通して（例えばフィルター１１２及び再循環導路１６０ｈを通して）前記溶媒を少なくとも１回（例えば２回又は３回）再循環させることを含んでもよい。

いくつかの実施形態では、未精製又は処理前の溶媒は、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、及び鉛（Ｐｂ）からなる群から選択される金属元素を含む有機溶媒を含んでもよい。いくつかの実施形態では、処理前の溶媒中における各金属元素の量は０．１～１０００質量ｐｐｔ（例えば、２００～１０００質量ｐｐｔ又は５００～１０００質量ｐｐｔ）の範囲である。

図１を参照すると、処理前の溶媒が温度制御ユニット（例えばユニット１００、又はユニット１７０及びユニット１８０等の任意の後続温度ユニット）に到達すると、溶媒の温度を所定の最適温度範囲（例えば、華氏３０度～華氏８０度、華氏３０度～華氏７０度、華氏４１度～華氏６７度、又は華氏５０度～華氏６５度）に調整することができる。例えば、溶媒の温度は華氏７０度、華氏６８．５度、又は華氏６７．５度に調整してもよい。一般に、温度制御ユニットは、精製システム１０内における特定の位置（例えば、フィルターに入る前）における溶媒の温度を維持又は調整することができるものでもよいし、精製システム１０全体にわたる溶媒の温度を維持又は調整することができるものでもよい。

第１の濾過システム１１０及び第２の濾過システム１２０による処理の終点における精製済み溶媒から検出される粒子数及び不純物の量が所定の範囲に制御される場合、超高純度溶媒（例えば、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）及び鉛（Ｐｂ）からなる金属元素群から選択される金属成分を０．１～１００質量ｐｐｔ含む）が製造される。その後、超高純度溶媒は容器格納ステーション１４０へと移動されてもよいし、半導体物品を作製するための生産プロセスへと移動されてもよい。

いくつかの実施形態では、本開示に記載の方法及びシステムにより精製された溶媒は約９９．５％以上（例えば約９９．９％以上、約９９．９５％以上、約９９．９９％以上、約９９．９９５％以上、又は約９９．９９９％以上）の純度を有すことが可能である。いくつかの実施形態では、本開示に記載の方法及びシステムにより精製された溶媒は、ウェハ全体において、オンウェハ粒子カウントが約５００以下（例えば、約４５０以下、約４００以下、約３５０以下、約３００以下、約２５０以下、約２００以下、約１５０以下、又は約１００以下）である。いくつかの実施形態では、本開示に記載の方法及びシステムにより精製された溶媒は、ウェハ全体において、オンウェハ金属カウント（例えば、オンウェハ金属総カウントでも、Ｆｅ若しくはＮｉ等の特定の金属のオンウェハ金属カウントでもよい）が約１００以下（例えば、約９０以下、約８０以下、約７０以下、約６０以下、約５０以下、約４０以下、約３０以下、約２０以下、又は約１０以下）である。

本開示を以下の実施例を参照してより詳細に説明する。これら実施例は例示目的のものである。これら実施例を、本開示の範囲を制限するものと解釈すべきでない。

ＯＷＰＣ及びＯＷＭＣ測定の一般的説明
溶媒サンプルを収集し、それからウェハコーティングツールに挿入した。ベアウェハをサンプルでコーティングし、該ウェハをレーザーベースの検査システムへと移し、該検査システムにより調べた。レーザー光を用いることで、レーザーベースの検査システムは、検出限界１９ｎｍで、ウェハ上の各粒子の位置及びサイズを検出、計数、記録した。より具体的には、カウントの対象は、１９ｎｍ以上のサイズの粒子を含んでいた。このデータは、ウェハマップを作成し、オンウェハ粒子総カウント（ＯＷＰＣ）を与えるために用いられた。

それからウェハを移動してＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線）で検査した。レーザーベースの検査システムによって報告された各粒子を元素情報を与えるためにＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線）で調べた。何らかの金属シグナルの産生が見られた粒子を金属粒子としてカウントした。金属シグネチャーを有する粒子の総数を集計してＯＷＭＰ（オンウェハ金属粒子）として報告した。

総微量金属測定の一般的説明
各溶媒サンプル中の総微量金属濃度をＩＣＰ－ＭＳ（誘導結合プラズマ質量分析（ＩＣＰ－ＭＳ））を用いて検査した。富士フイルムが開発した方法を用いて、各サンプルを２６の金属種の存在について検査した。検出限界は金属種による（metal specific）が、典型的な検出限界は０．０００１０～０．０３０ｐｐｂの範囲であった。それから各金属種の濃度を合計して、総微量金属（ｐｐｂ）として示す値を作成した。

実施例１
本実施例で精製した溶媒はシクロヘキサノンであった。図１を参照して、シクロヘキサノンを、いずれも第１の濾過システム１１０及び第２の濾過システム１２０を含む以下の４つの精製システム（つまりシステム１～４）を用いて精製した。システム１～４の全てにおいて、第１の濾過システム１１０は２００ｎｍポリプロピレンフィルターをフィルター１１２ａとして含み、イオン交換フィルターをフィルター１１２ｂとして含み、２０ｎｍナイロンフィルターをフィルター１１２ｃとして含んでいたが、再循環ループは含まなかった。システム１～４の間の違いは以下のとおりである。

システム１においては、第２の濾過システム１２０は、再循環ループ内に、フィルター１２２ａとして５ｎｍナイロンフィルター（つまり、ナイロンから構成され、５ｎｍの平均孔径を有する複数の濾過媒体を有するフィルター）を、フィルター１２２ｂとして３ｎｍのＰＥフィルター（つまり、ポリエチレンから構成され、３ｎｍの平均孔径を有する複数の濾過媒体を有するフィルター）を含んでいたが、ＰＴＦＥでライニングされた設備も、溶媒の温度を制御する温度制御ユニットも含まなかった。

システム２においては、第２の濾過システム１２０は５ｎｍナイロンフィルターを再循環ループ内における唯一のフィルター（つまり、フィルター１２２ａ）として含み、ＰＴＦＥでライニングされた設備（つまり、ＰＴＦＥでライニングされたフィルターハウジング、及びフィルター１２２ａと容器格納ステーション１４０との間のＰＴＦＥでライニングされた導路）を含み、溶媒の温度を華氏８０度未満に制御するための温度制御ユニット１８０を再循環導路１６０ｆに沿って含んでいた。

システム３においては、第２の濾過システム１２０は、再循環ループ内に、フィルター１２２ａとして５ｎｍナイロンフィルターを含み、フィルター１２２ｂとして５ｎｍのＰＴＦＥフィルター（つまり、ＰＴＦＥから構成され、５ｎｍの平均孔径を有する複数の濾過媒体を有するフィルター）を含み、ＰＴＦＥでライニングされた設備（つまり、ＰＴＦＥでライニングされたフィルターハウジング（複数）、及びフィルター１２２ａと容器格納ステーション１４０との間のＰＴＦＥでライニングされた導路）を含み、溶媒の温度を華氏８０度未満に制御するための温度制御ユニット１８０を再循環導路１６０ｆに沿って含んでいた。

システム４においては、第２の濾過システム１２０は、再循環ループ内に、フィルター１２２ａとして５ｎｍナイロンフィルターを含み、フィルター１２２ｂとして５ｎｍのＰＴＦＥフィルターを含み、ステンレス鋼設備のみを含み（つまり、全ての設備はステンレス鋼から構成されており）、溶媒の温度を華氏８０度未満に制御するための温度制御ユニット１８０を再循環導路１６０ｆに沿って含んでいた。

上記のシステム１～４により精製されたシクロヘキサノンの特性（オンウェハ粒子カウント、オンウェハ金属総カウント、オンウェハ鉄カウント（on-wafer iron count）、及び総微量金属カウントを含む）を評価し、以下の表１にまとめた。

表１に示すように、システム１で精製したシクロヘキサノンは比較的高いオンウェハ粒子カウント、比較的高いオンウェハ金属総カウント、比較的高いオンウェハ鉄カウント、及び比較的高い総微量金属カウントを示した。驚くべき事に、システム２、３又は４により精製したシクロヘキサノンは、システム１で精製したシクロヘキサノンよりも、顕著に低いオンウェハ粒子カウント、顕著に低いオンウェハ金属総カウント、顕著に低いオンウェハ鉄カウント、及び顕著に低い総微量金属カウントを示した。

実施例２
乳酸エチルをシステム５～７を用いて精製した。システム５は、第２の濾過システム１２０が５ｎｍナイロンフィルターを１つしか含まないことを除き、実施例１に記載したシステム１と同様であった。システム６は実施例１に記載したシステム２と同様であった。システム７は実施例１に記載したシステム３と同様であった。

システム５～７により精製された酢酸エチルの特性（オンウェハ粒子カウント、オンウェハ金属総カウント、オンウェハ鉄カウント（on-wafer iron count）、オンウェハニッケルカウント（on-wafer nickel count）、及び総微量金属カウントを含む）を評価し、以下の表２にまとめた。

表２に示すように、システム５で精製した酢酸エチルは比較的高いオンウェハ粒子カウント、比較的高いオンウェハ金属総カウント、比較的高いオンウェハ鉄カウント、比較的高いオンウェハニッケル数、及び比較的高い総微量金属カウントを示した。驚くべき事に、システム６又は７により精製した酢酸エチルは、システム５で精製した酢酸エチルよりも、顕著に低いオンウェハ粒子カウント、顕著に低いオンウェハ金属総カウント、顕著に低いオンウェハ鉄カウント、顕著に低いオンウェハニッケル数、及び顕著に低い総微量金属カウントを示した。

本発明を、その特定の実施形態を参照して以上に詳細に記載したが、改変及びバリエーションは、記載され、クレームされた事項の精神及び範囲の範疇であることが理解されよう。

Claims (30)

1. 精製システムにおいて有機溶媒を第１のフィルターに通して容器格納ステーションへと移動させ、精製された有機溶媒を得ること、ここで、前記第１のフィルターはフィルターハウジング、及び該フィルターハウジング内の少なくとも１つの濾過媒体を含み、前記少なくとも１つの濾過媒体は約５ｎｍ以下の平均孔径を有する、
   を含み、
   前記精製システムは前記第１のフィルター、前記容器格納ステーション、並びに前記第１のフィルター及び前記容器格納ステーションと流体連絡した導路を含み、該導路又は前記フィルターハウジングの内表面はフッ素ポリマーを含む、
   有機溶媒を精製する方法。
2. 前記有機溶媒を、前記第１のフィルター及び前記容器格納ステーションと流体連絡し、前記第１のフィルターと前記容器格納ステーションとの間に存在する第２のフィルターに通すこと、ここで、前記第２のフィルターはフィルターハウジング及び該フィルターハウジング内の少なくとも１つの濾過媒体を含み、前記第２のフィルター内の前記少なくとも１つの濾過媒体は約５ｎｍ以下の平均孔径を有する、
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１又は第２のフィルター内の前記少なくとも１つの濾過媒体は、ポリアミド、ポリオレフィン、フッ素ポリマー、又はそれらの共重合体を含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記第１又は第２のフィルター内の前記少なくとも１つの濾過媒体は、ナイロン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、又はそれらの共重合体を含む、請求項２に記載の方法。
5. 前記第１のフィルター内の前記少なくとも１つの濾過媒体はナイロンを含む、請求項２に記載の方法。
6. 前記第２のフィルター内の前記少なくとも１つの濾過媒体は、ポリテトラフルオロエチレンを含む、請求項２に記載の方法。
7. 前記第２のフィルターのフィルターハウジングの内表面はフッ素ポリマーを含む、請求項２に記載の方法。
8. 前記第１のフィルター、前記第２のフィルター、又は前記導路の内表面におけるフッ素ポリマーは、ポリテトラフルオロエチレン又はその共重合体を含む、請求項７に記載の方法。
9. 前記第２のフィルターの全体がフッ素ポリマーで構成される、請求項２に記載の方法。
10. 前記第１のフィルターは１～１２０の濾過媒体を含み、前記第２のフィルターは１～３０の濾過媒体を含む、請求項２に記載の方法。
11. 前記有機溶媒を第１のフィルターに通して容器格納ステーションへと移動させることは、華氏約８０度以下の温度で行われるか、又は前記方法は前記有機溶媒を熱交換器に通して前記有機溶媒の温度を華氏約８０度以下に維持することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
12. 前記有機溶媒を前記第１のフィルターに通す前に前記有機溶媒を第３のフィルターに通すこと、ここで、前記第３のフィルターは約２００ｎｍ以下の平均孔径を有する少なくとも１つの濾過媒体を含む、
    をさらに含む、請求項１に記載の方法。
13. 前記有機溶媒を前記第３のフィルターに通した後であってかつ前記有機溶媒を前記第１のフィルターに通す前に、前記有機溶媒を第４のフィルターに通すこと、ここで、前記第４のフィルターは、少なくとも１つのイオン交換濾過媒体を含む、
    をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記有機溶媒を前記第４のフィルターに通した後であってかつ前記有機溶媒を前記第１のフィルターに通す前に前記有機溶媒を第５のフィルターに通すこと、ここで、前記第５のフィルターは約２０ｎｍ以下の平均孔径を有する少なくとも１つの濾過媒体を含む、
    をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記有機溶媒を前記容器格納ステーションへと移動させる前に、前記第１のフィルターを含む再循環ループを通して前記有機溶媒を少なくとも２回循環させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
16. 前記有機溶媒は、シクロヘキサノン、乳酸エチル、酢酸ｎ－ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、４－メチル－２－ペンタノール、又はプロピレンカーボネートを含む、請求項１に記載の方法。
17. 有機溶媒を第１のフィルター及び第２のフィルターに通して精製された有機溶媒を得ることを含み、
    前記第１のフィルターは、約５ｎｍ以下の平均孔径を有しポリアミドを含む少なくとも１つの濾過媒体を含み、前記第２のフィルターは、約５ｎｍ以下の平均孔径を有しフッ素ポリマーを含む少なくとも１つの濾過媒体を含む、
    有機溶媒を精製する方法。
18. 前記ポリアミドがナイロンを含み、前記フッ素ポリマーがポリテトラフルオロエチレンを含む、請求項１７に記載の方法。
19. 前記第２のフィルターの全体がフッ素ポリマーで構成される、請求項１７に記載の方法。
20. 前記第１のフィルターは１～１２０の濾過媒体を含み、前記第２のフィルターは１～３０の濾過媒体を含む、請求項１７に記載の方法。
21. 前記有機溶媒を通すことが華氏約８０度以下の温度で行われるか、又は前記方法は前記有機溶媒を熱交換器に通して前記有機溶媒を華氏約８０度以下の温度に維持することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
22. 前記第１のフィルターはフィルターハウジング及び該フィルターハウジング内の少なくとも１つの濾過媒体を含み、前記第２のフィルターはフィルターハウジング及び該フィルターハウジング内の少なくとも１つの濾過媒体を含み、前記第１又は第２のフィルターのフィルターハウジングの内表面はフッ素ポリマーを含む、請求項１７に記載の方法。
23. 前記第１のフィルター及び前記第２のフィルターが精製システム内に存在し；前記精製システムはさらに容器格納ステーション、並びに前記第１のフィルター、前記第２のフィルター、及び前記容器格納ステーションと流体連絡した導路を含み；前記導路の内表面はフッ素ポリマーを含む、請求項１７に記載の方法。
24. 前記有機溶媒を前記第１のフィルター及び前記第２のフィルターに通す前に前記有機溶媒を第３のフィルターに通すこと、ここで、前記第３のフィルターは約２００ｎｍ以下の平均孔径を有する少なくとも１つの濾過媒体を含む、
    をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
25. 前記有機溶媒を前記第３のフィルターに通した後であってかつ前記有機溶媒を前記第１のフィルター及び前記第２のフィルターに通す前に、前記有機溶媒を第４のフィルターに通すこと、ここで、前記第４のフィルターは、少なくとも１つのイオン交換濾過媒体を含む、
    をさらに含む、請求項２４に記載の方法。
26. 前記有機溶媒を前記第４のフィルターに通した後であってかつ前記有機溶媒を前記第１のフィルター及び前記第２のフィルターに通す前に前記有機溶媒を第５のフィルターに通すこと、ここで、前記第５のフィルターは約２０ｎｍ以下の平均孔径を有する少なくとも１つの濾過媒体を含む、
    をさらに含む、請求項２５に記載の方法。
27. 前記有機溶媒を容器格納ステーションへと移動させる前に、前記第１のフィルター及び前記第２のフィルターを含む再循環ループを通して前記有機溶媒を少なくとも２回循環させることをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
28. 前記有機溶媒は、シクロヘキサノン、乳酸エチル、酢酸ｎ－ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、４－メチル－２－ペンタノール、又はプロピレンカーボネートを含む、請求項１７に記載の方法。
29. 第１のフィルター、ここで、該第１のフィルターは、フィルターハウジング及び該フィルターハウジング内の少なくとも１つの濾過媒体を含み、前記少なくとも１つの濾過媒体は約５ｎｍ以下の平均孔径を有する；
    容器格納ステーション；並びに
    前記第１のフィルター及び前記容器格納ステーションと流体連絡した導路、
    を含み、前記フィルターハウジング及び前記導路の内面はフッ素ポリマーを含む、
    システム。
30. 第１のフィルター、ここで、該第１のフィルターは、フィルターハウジング及び該フィルターハウジング内の少なくとも１つの濾過媒体を含み、前記少なくとも１つの濾過媒体は約５ｎｍ以下の平均孔径を有しかつポリアミドを含む；並びに
    第１のフィルターと流体連絡した第２のフィルター、ここで、該第２のフィルターはフィルターハウジング及び該フィルターハウジング内の少なくとも１つの濾過媒体を含み、前記少なくとも１つの濾過媒体は約５ｎｍ以下の平均孔径を有しかつフッ素ポリマーを含む、
    を含むシステム。
    
    

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