JP2023519388A - 溶媒を精製するためのシステム及び方法 - Google Patents

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Abstract

本開示は、溶媒を精製する方法及びシステムを対象とする。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いて半導体基板を洗浄するために用いることができる。

Description

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。特には、本開示は、非常に少量の有機不純物及び金属不純物を有する有機溶媒を得るために用いることができるシステム及び方法に関する。
関連出願についての相互参照
本発明は、２０２０年３月２７日に出願された米国仮出願番号６３／０００，７４７からの優先権を主張し、前記米国仮出願の内容は参照によりその全体が本開示に取り込まれる。
半導体産業は電子部品の集積密度における急速な向上を達成し、このことは部品サイズの継続的な減少に由来する。究極的には、所定の面積に対してはより小さな部品であればより多くを集積することができる。これらの向上は、ほとんどが、新たな精密及び高解像度プロセシング技術の開発によるものである。
高解像度集積回路（ＩＣ）の製造の際には、種々のプロセシング液がベアウェハ又は膜被覆ウェハと接触することになる。例えば、微細金属相互接続の作製は、典型的には、基材に複合液をコーティングしてレジスト膜を形成する前にプリウェット液を基材にコーティングする操作を含む。これらのプロセシング液は、独自成分（proprietary ingredients）及び種々の添加剤を含んでいるが、ＩＣウェハの汚染源であることが知られている。
ウェハプレウェット液又は現像液等のこれら化学液に夾雑物が微量でも混入すると、生じる回路パターンは欠陥を有しうると考えられる。例えば、非常に低レベルの金属不純物の存在は半導体デバイスの性能及び安定性を妨げうることが知られている。金属夾雑物の種類に応じて、酸化物の特性は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、これらのことは最終的には製造収率に悪影響を及ぼす。
化学液の製造の種々のステージの間に、金属不純物、微粒子、有機不純物、水分、等々の不純物の混入が化学液中に意図せず導入されうる。例としては、原材料に見られる不純物、化学液が製造される際の生成した副生物若しくは残っている未反応の反応物、又は、製造装置の表面から、若しくは輸送、貯蔵、若しくは反応において用いられる容器設備、反応容器、等々から溶出若しくは抽出された異物が挙げられる。したがって、高精度かつ超微細半導体電子回路の製造に用いられるこれらの化学液から不溶性又は可溶性の夾雑物を減少又は除去することは、欠陥の無いＩＣを製造する基本的な保証である。
この点で、超微細かつ極めて高精度の半導体電子回路の作製に不可欠な高純度化学液を形成するために、化学液製造プロセス及びシステムの標準及び質を顕著に向上させ、そして厳密に制御することは極めて重要である。
したがって、高精度集積回路を形成するためには、超高純度化学液に対する要求、並びにこれらの液体の品質向上及び制御は非常に重要となる。品質向上及び制御のための鍵となる具体的なパラメータとしては、液体における及びウェハ上における金属の減少、液体における及びウェハ上における粒子カウントの減少、ウェハ上での欠陥減少、並びに有機夾雑物の減少が挙げられる。
以上を考慮して、本開示は、半導体製造を指向した溶媒を調製するための精製システム及びそれを用いた溶媒（例えば有機溶媒）を精製する方法であって、溶媒中における金属不純物、有機不純物、及び残留水分の量が所定の範囲内に管理され、未知の物質及び望まれない物質の生成及び導入が無い、超高純度の溶媒が製造される、前記システム及び方法を提供する。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。加えて、本願発明者らは、溶媒蒸留の前に、脱水（例えば、分子篩カラムを用いることによる）及びろ過（例えば、ある特定の孔径を有するフィルターを用いることによる）の両方を用いて有機溶媒を精製することで、有機不純物の量が非常に少ない（例えば約９９．９９％以上）及び／又は水分含量が非常に少ない（例えば、約１００ｐｐｍ以下）精製された有機溶媒を生じることができることを、予想外にも見出した。さらに、本願発明者は、溶媒蒸留後に２つの異なるタイプの負帯電イオン交換フィルター（例えば、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｚｎ、又はＣｕ等の重金属を除去可能であるものと、Ｋ、Ｎａ、又はＣａ等のアルカリ若しくはアルカリ土類金属を除去可能なもの）を用いて有機溶媒を精製することで、驚くほどに低い金属不純物総量（例えば約２００ｐｐｔ以下）を有する精製された有機溶媒を生じることができることを、予想外にも見出した。
１つの態様では、本開示は、有機溶媒を精製する方法であって、（１）前記有機溶媒を吸着剤を含む少なくとも１つのカラムに通して、前記有機溶媒中の水分を除去すること、（２）前記有機溶媒を第１のフィルターユニットに通すこと、ここで、前記第１のフィルターユニットは第１の筐体及び前記第１の筐体内の少なくとも１つの第１のフィルターを含み、前記少なくとも１つの第１のフィルターはろ材を含む、並びに（３）前記有機溶媒を蒸留カラム中で蒸留して、精製された有機溶媒を得ること、を含む前記方法を１つの特色とする。前記第１のフィルターユニットは、前記蒸留カラムと、吸着剤を含む前記少なくとも１つのカラムとの間に位置する。
別のある態様では、本開示は、（１）吸着剤を含む少なくとも１つのカラム、（２）吸着剤を含む前記少なくとも１つのカラムの下流に位置し、前記少なくとも１つのカラムと流体連通している第１のフィルターユニット、ここで、前記第１のフィルターユニットは第１の筐体及び前記第１の筐体内の少なくとも１つの第１のフィルターを含み、前記第１のフィルターはろ材を含む、（３）前記第１のフィルターユニットの下流に位置し、前記第１のフィルターユニットと流体連通している蒸留カラム、を含むシステムを１つの特色とする。
別のある態様では、本開示は、有機溶媒を精製する方法であって、（１）蒸留カラムで前記有機溶媒を蒸留して、蒸留された有機溶媒を得ること、及び（２）前記蒸留された有機溶媒をイオン交換フィルターユニットに通して、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１つの特色とする。前記イオン交換フィルターユニットは、筐体、並びに前記筐体内の少なくとも１つの第１のイオン交換フィルター及び少なくとも１つの第２のイオン交換フィルターを含む。前記少なくとも１つの第１のイオン交換フィルター及び前記少なくとも１つの第２のイオン交換フィルターは、どちらも、負帯電イオン交換フィルターであって、直列に連結されている。前記少なくとも１つの第１のイオン交換フィルターは前記少なくとも１つの第２のイオン交換フィルターとは異なる。
別のある態様では、本開示は、（１）蒸留カラム、及び（２）前記蒸留カラムの下流に位置し、前記蒸留カラムと流体連通したイオン交換フィルターユニット、を含むシステムを１つの特色とする。前記イオン交換フィルターユニットは、筐体、並びに前記筐体内の少なくとも１つの第１のイオン交換フィルター及び少なくとも１つの第２のイオン交換フィルターを含む。前記少なくとも１つの第１のイオン交換フィルター及び前記少なくとも１つの第２のイオン交換フィルターは、どちらも、負帯電イオン交換フィルターであって、直列に連結されている。前記少なくとも１つの第１のイオン交換フィルターは前記少なくとも１つの第２のイオン交換フィルターとは異なる。
実施形態は、以下の特徴のうちの１つ又は複数を含んでもよい。
いくつかの実施形態では、前記有機溶媒はアルコール（例えば、イソプロピルアルコール）を含む。
いくつかの実施形態では、前記吸着剤は分子篩、シリカゲル、活性アルミナ、活性炭、又はイオン交換樹脂を含む。
いくつかの実施形態では、前記少なくとも１つの第１のフィルター中のろ材はポリオレフィン（例えば、高密度ポリエチレン又はポリテトラフルオロエチレン）、ポリアミド、フッ素ポリマー、又はそれらの共重合体を含む。
いくつかの実施形態では、前記少なくとも１つの第１のフィルター中のろ材は、約０．１μｍ～０．２５μｍの平均孔径を有する。
いくつかの実施形態では、前記第１のフィルターユニットは２～５個の第１のフィルターを含む。いくつかの実施形態では、前記第１のフィルター（複数）は並列に接続されている。いくつかの実施形態では、前記少なくとも１つの第１のフィルターは粒子除去フィルターである。
いくつかの実施形態では、前記方法は、前記蒸留カラム中で有機溶媒を蒸留する前に有機溶媒を再循環させることをさらに含む。いくつかの実施形態では、前記再循環は、前記第１のフィルターを出る有機溶媒を、吸着剤を含む前記少なくとも１つのカラムに移動させ、その後、該有機溶媒を、吸着剤を含む前記少なくとも１つのカラム及び前記第１のフィルターユニットに通すことを含む。
いくつかの実施形態では、前記方法は、前記有機溶媒を、前記蒸留カラムの下流に位置する第２のフィルターユニットに通すことをさらに含み、ここで、前記第２のフィルターユニットは第２の筐体及び前記第２の筐体内の少なくとも１つの第２のフィルターを含み、前記少なくとも１つの第２のフィルターはろ材を含む。
いくつかの実施形態では、前記少なくとも１つの第１又は第２のイオン交換フィルターは、ポリオレフィン、ポリアミド、フッ素ポリマー、又はそれらの共重合体を含むろ材を含む。いくつかの実施形態では、前記少なくとも１つの第１又は第２のイオン交換フィルター中のろ材は、スルホナート基を有するポリエチレン若しくはスルホナート基を有する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。
いくつかの実施形態では、前記イオン交換フィルターユニット（例えば、図１に表される第３のフィルターユニット１２４）は２個～５個の第１のイオン交換フィルターを含む。いくつかの実施形態では、第１のイオン交換フィルター（複数）は並列に接続されている。いくつかの実施形態では、前記少なくとも１つの第１のイオン交換フィルターは、前記有機溶媒からＦｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｚｎ、及び／又はＣｕの９０重量％以上を除去できる。
いくつかの実施形態では、前記イオン交換フィルターユニット（例えば、図１に表される第３のフィルターユニット１２４）は、２個～５個のイオン交換フィルターを含んでいる。いくつかの実施形態では、第２のイオン交換フィルター（複数）は並列に接続されている。いくつかの実施形態では、前記少なくとも１つの第２のイオン交換フィルターは、前記有機溶媒から、Ｋ、Ｎａ、及び／又はＣａの７０重量％以上を除去できる。
いくつかの実施形態では、前記方法は、前記蒸留カラム及び前記イオン交換フィルターユニット（例えば、図１に表される第３のフィルターユニット１２４）と流体連通し、かつ前記蒸留カラムと前記イオン交換フィルターユニットとの間に位置するフィルターユニット（例えば、図１に表される第２のフィルターユニット１２２）に前記有機溶媒を通すことをさらに含む。いくつかの実施形態では、前記蒸留カラムと前記イオン交換フィルターユニットとの間の前記フィルターユニットは、筐体と、前記筐体内の少なくとも１つの粒子除去フィルターとを含む。いくつかの実施形態では、前記少なくとも１つの粒子除去フィルターは、ポリオレフィン、ポリアミド、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ろ材を含む。いくつかの実施形態では、前記少なくとも１つの粒子除去フィルターは、約５ｎｍ～約５０ｎｍの平均孔径を有するろ材を含む。
いくつかの実施形態では、前記方法は、前記イオン交換フィルターユニット（例えば、図１に表される第３のフィルターユニット１２４）の下流に位置し、前記イオン交換フィルターユニットと流体連通しているフィルターユニット（例えば、図１に表される第４のフィルターユニット１２６）に前記有機溶媒を通すことをさらに含む。いくつかの実施形態では、前記イオン交換フィルターユニットの下流に位置する前記フィルターユニットは、筐体と、前記筐体内の少なくとも１つの粒子除去フィルターとを含む。いくつかの実施形態では、前記イオン交換フィルターユニットの下流に位置する前記フィルターユニット内の前記少なくとも１つの粒子除去フィルターは、ポリオレフィン、ポリアミド、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ろ材を含む。いくつかの実施形態では、前記イオン交換フィルターユニットの下流に位置する前記フィルターユニット内の前記少なくとも１つの粒子除去フィルターは、約２ｎｍ～約１０ｎｍの平均孔径を有するろ材を含む。
いくつかの実施形態では、前記方法は、前記イオン交換フィルターユニットの下流に位置する前記フィルターユニットを出る有機溶媒を再循環させることをさらに含む。いくつかの実施形態では、前記再循環は、イオン交換フィルターユニットの下流に位置する前記フィルターユニットを出る有機溶媒を貯蔵タンクに移動させ、その後、前記貯蔵タンクからの有機溶媒を前記イオン交換フィルターユニットに通すことを含む。
いくつかの実施形態では、前記方法は、精製された溶媒を格納（packaging）ステーションへと移動させることをさらに含む。
いくつかの実施形態では、精製された有機溶媒は、約９９．９９％以上の純度を有する。いくつかの実施形態では、精製された有機溶媒は、約１００ｐｐｍ以下の水分含有量を有する。いくつかの実施形態では、精製された有機溶媒は、精製された有機溶媒に対して約２００ｐｐｔ以下の総量の金属不純物を含む。
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例を示す模式図である。
本開示における定義では、特に断りの無い限り、記載された全てのパーセント値は、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である。特に断りの無い限り、周囲環境（ambient）温度は摂氏約１６度（℃）～約２７度（℃）であると定義される。本開示において記載される用語「溶媒」は、特に断りの無い限り、単一の溶媒、又は２種類以上の（例えば、３種類若しくは４種類の）溶媒の組み合わせ、を指す。本開示において、組成物の総重量を基準として、「ｐｐｍ」は「百万分率」を、「ｐｐｂ」は「十億分率」を、そして「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１つの特色とする。本開示に記載の溶媒は、ウェハ処理溶液（例えば、プレウェット液、現像液、リンス溶液、クリーニング溶液、若しくはストリッピング溶液）中で、又は任意の半導体製造プロセスにおいて使用される半導体材料用の溶媒中で、用いることができる。
本開示の精製方法に供される前には、溶媒は望ましくない量の夾雑物及び不純物（例えば有機不純物、金属不純物、及び水分）を含みうる。溶媒が本開示の精製方法で処理された後では、相当な量の夾雑物及び不純物を溶媒から除去することができる。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、社内で合成してもよいし、またサプライヤーから購入することでも商業的に入手可能でありうる。処理後の溶媒は本開示においては「精製された溶媒」とも称される。「精製された溶媒」は、所定の範囲内に限定された不純物を含んでもよい。
一般に、本開示で言及される溶媒は、アルコール、エーテル、炭化水素、ハロゲン化炭化水素、エステル、ケトン、又はカーボネート等の、少なくとも１種の（例えば、２種、３種、又は４種の）有機溶媒を含んでもよい。好適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、ｓｅｃ－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モノメチルエーテルアセタート、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、炭酸プロピレン、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、前記溶媒はプレウェット液である。プレウェット液の例としては、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タート（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種が挙げられる。いくつかの実施形態では、溶媒は、酢酸ｎ－ブチル等の現像液、又は４－メチル－２－ペンタノール（ＭＩＢＣ）等のリンス液であってもよい。いくつかの実施形態では、溶媒は、イソプロピルアルコール等のウェハ製造プロセスで用いられるリンス溶媒であってもよい。
いくつかの実施形態では、処理前又は未精製有機溶媒は、約９９％以下（例えば、約９８％以下、約９７％以下、約９６％以下、又は約９５％以下）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る処理後又は精製された有機溶媒は、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、約９９．９９９％以上、約９９．９９９５％以上、約９９．９９９９％以上、又は１００％）の純度を有してもよい。本開示においては、「純度」とは、液体の全重量中での溶媒の重量パーセントを指す。液体中における有機溶媒の含有量は、ガスクロマトグラフィー質量分析（ＧＣ－ＭＳ）機器（例えば、加熱脱離（ＴＤ）ＧＣ－ＭＳ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向上する点から、本開示に記載の溶媒の沸点は約２００℃以下（例えば、約１５０℃以下）、あるいは約５０℃以上（例えば、約１００℃以上）である。例えば、溶媒がイソプロパノールである場合、その沸点は約８２．５℃である。本開示においては、沸点とは１気圧（１ａｔｍ）で測定した沸点を意味する。
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等のその他の不純物を含みうる。
本開示においては、金属不純物は固体（例えば、金属単体、粒子状金属含有化合物、等々）の形態であってもよい。いくつかの実施形態では、金属不純物は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、典型金属（main group metals）、遷移金属、及びランタニド金属からなる群から選択される金属であってもよい。一般的な金属不純物の例としては、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、鉛（Ｐｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、及び鉛（Ｐｂ）等の重金属；並びに、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、及びカルシウム（Ｃａ）等のアルカリ又はアルカリ土類金属、が挙げられる。金属の種類に応じて、金属不純物は酸化物の一体性を損ね、ＭＯＳゲートスタックを劣化させ、また、デバイスの寿命を減少させうる。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成分の含有量は、約０．１～約１０００ｐｐｔ（例えば、約２００～約１０００ｐｐｔ、又は約５００～約１０００ｐｐｔ）の範囲である。
本開示に記載の方法によって精製された有機溶媒中では、総微量金属含有量は、質量基準で、０以上(例えば、約１ｐｐｔ以上、約５ｐｐｔ以上、又は約１０ｐｐｔ以上）～約２００ｐｐｔ以下（例えば、約１８０ｐｐｔ以下、約１６０ｐｐｔ以下、約１５０ｐｐｔ以下、約１４０ｐｐｔ以下、約１２０ｐｐｔ以下、約１００ｐｐｔ以下、約５０ｐｐｔ以下、又は約２０ｐｐｔ以下）という所定の範囲内であることが好ましく、また、各微量金属（例えば、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｋ、Ｎａ、又はＣａ）の量は、質量基準で、０以上（例えば、約１ｐｐｔ以上、約２ｐｐｔ以上、又は約３ｐｐｔ以上）～約５０ｐｐｔ以下（例えば、約４０ｐｐｔ以下、約３０ｐｐｔ以下、約２０ｐｐｔ以下、約１５ｐｐｔ以下、約１０ｐｐｔ以下、約８ｐｐｔ以下、約６ｐｐｔ以下、約５ｐｐｔ以下、約４ｐｐｔ以下、約３ｐｐｔ以下、又は約２ｐｐｔ以下）という所定の範囲内であることが好ましい。
本開示においては、０．０３μｍ以上のサイズを有する物質を「粒子」又は「粒子状物」と称する。粒子の例としては、塵、埃、有機固体物、及び無機固体物が挙げられる。粒子は、コロイダル化金属原子の不純物を含んでいてもよい。コロイダル化が容易な金属原子のタイプは特に限定されず、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種の金属を含んでもよい。本開示に記載の方法によって精製された有機溶媒においては、０．０３μｍ以上（例えば０．０５μｍ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、２０以下、約１０以下、約５以下、約１以下、又は０）という所定の範囲内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で計数でき、ＬＰＣ（液中粒子カウント）と称される。
本開示においては、有機不純物は前記有機溶媒とは異なり、前記有機溶媒及び有機不純物を含む液体の全質量に対して５０００質量ｐｐｍ以下の含有量で含まれる有機物のことを指す。有機不純物はクリーンルームの内部ですら周囲環境空気（ambient air）中に存在する揮発性有機化合物であってもよい。有機不純物のうちいくつかは輸送（shipping）及び貯蔵設備に由来し、またいくつかは原料中に最初から見られる。有機不純物の他の例としては、有機溶媒が合成された際に生成した副生物、及び／又は未反応反応物が挙げられる。有機不純物の例としては、脂肪族炭化水素（例えば、８以上の炭素を有する、Ｃ８～Ｃ２４のアルカン又はアルケン）、芳香族炭化水素、エーテル、エステル、及びアルデヒドが挙げられる。
精製された有機溶媒中における有機不純物の総含有量は特に限定されない。半導体デバイスの製造収率を向上させる点から、有機不純物の総含有量は、精製された有機溶媒に対して約１０００ｐｐｂ以下（例えば、約５００ｐｐｂ以下、約４００ｐｐｂ以下、約３００ｐｐｂ以下、約２００ｐｐｂ以下、約１００ｐｐｂ以下、約５０ｐｐｂ以下、約２０ｐｐｂ以下、約１０ｐｐｂ以下）、及び／又は約０．１ｐｐｂ以上（約０．５ｐｐｂ以上若しくは約１ｐｐｂ以上）であってもよい。いくつかの実施形態では、前記有機溶媒はいかなる有機不純物も非含有である。本開示に記載の溶媒中における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（ＧＣ－ＭＳ）機器（例えば、加熱脱離（ＴＤ）ＧＣ－ＭＳ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、水分又は水の含有量の総量は、精製された有機溶媒に対して約１００ｐｐｍ以下（例えば、約５０ｐｐｍ以下、約４０ｐｐｍ以下、約３０ｐｐｍ以下、約２０ｐｐｍ以下、約１０ｐｐｍ以下、約５ｐｐｍ以下、約２ｐｐｍ以下、約１ｐｐｍ以下、約５００ｐｐｂ以下、約１００ｐｐｂ以下、若しくは約１０ｐｐｂ以下）及び／又は約１ｐｐｂ以上（例えば、約１ｐｐｍ以上若しくは約２０ｐｐｍ以上）であってもよい。いくつかの実施形態では、精製された有機溶媒は水を非含有である。本開示に記載の溶媒中における水分又は水の含有量は、ガスクロマトグラフィー質量分析（ＧＣ－ＭＳ）機器を用いて測定できる。
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概略図である。図１に示されるように、精製システム１０は、供給ユニット１１０、脱水カラム１１２ａ及び１１２ｂ、第１のフィルターユニット１１４、蒸留カラム１２０、貯蔵タンク１３０、第２のフィルターユニット１２２、第３のフィルターユニット１２４、第４のフィルターユニット１２６、並びに格納ステーション１４０を含み、これらの全ては（例えば、１つ又は複数のパイプ又は導路により）互いに流体連通している。精製システム１０は、供給ユニット１１０、脱水カラム１１２ａ及び１１２ｂ、及び第１のフィルターユニット１１４を接続する任意に設けられる（optional）第１の再循環ループ１５０、並びに貯蔵タンク１３０、第２のフィルターユニット１２２、第３のフィルターユニット１２４、及び第４のフィルターユニット１２６を接続する任意に設けられる（optional）第２の再循環ループ１６０も含む。一般に、精製システム１０は、図１に示されていない（ポンプ、温度制御ユニット、供給ポート、流出ポート、又はバルブ等の）他のコンポーネントを含んでもよい。
一般に、供給ユニット１１０は、出発材料（例えば、処理前あるいは未処理の有機溶媒）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で処理されて、不要夾雑物（例えば、粒子状物、有機不純物、金属不純物、及び水分）の数が所定の範囲に制限された精製された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１１０のタイプは、それが精製システム１０の他のコンポーネントに出発物質を連続的に又は間欠的に供給する限りは、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１１０は、定置型タンク又は可動型タンク等のタンクであってもよい。いくつかの実施形態では、供給ユニット１１０は、材料受容タンク、（図示されない）レベル計等のセンサー、（図示されない）ポンプ、及び／又は（図示されない）出発物質の流れを制御するための（図示されない）バルブを含んでいてもよい。図１においては、精製システム１０は、１つの供給ユニット１１０を含む。しかし、いくつかの実施形態においては、精製システム１０による処理の対象となるそれぞれの種類の出発材料のために複数の供給ユニット１１０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つの蒸留前ろ過システム２０及び少なくとも１つの蒸留後ろ過システム３０を含んでもよい。一般に、蒸留前ろ過システム２０は、蒸留前に水分及び／又は大粒子を除去するために出発材料（例えば、未精製有機溶媒）の初期ろ過を行い、蒸留後ろ過システム３０は、残っている不純物（例えば、金属不純物又は有機不純物）及び微粒子を除去して超高純度有機溶媒を得るために、蒸留後にろ過を行う。いくつかの実施形態では、蒸留前ろ過システム２０及び蒸留後ろ過システム３０はそれぞれ、（それぞれがフィルター筐体及び該フィルター筐体内の１つ又は複数のフィルター（例えば１～２０個のフィルター）を含んでいてもよい）１つ又は複数のフィルターユニット、並びに特定の他の容器（例えば貯蔵タンク）及び（脱水カラム等の）不純物除去カラム、を含んでいてもよい。例えば、図１に表された蒸留前ろ過システム２０は、供給ユニット１１０、脱水カラム１１２ａ／１１２ｂ、及び第１のフィルターユニット１１４を含み、図１に示される蒸留後ろ過システム３０は、貯蔵タンク１３０、第２のフィルターユニット１２２、第３のフィルターユニット１２４、及び第４のフィルターユニット１２６を含む。図１に示された蒸留カラム１２０は、一般に、有機不純物及び金属不純物並びに粒子の大半を除去するために用いられる。
いくつかの実施形態では、精製システム１０は、精製プロセスの特定の部分の間、有機溶媒が実質的に一定の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（図１に示されていない）１つ又は複数の温度制御ユニットを任意に（optionally）含んでもよい。本開示においては、温度制御ユニットとは、商用の再循環加熱／冷却ユニット、凝縮器、又は熱交換器を含むことができるがこれらに限定されず、また、これらは、例えば、蒸留カラム１２０に、又は蒸留システム１０内の任意の適切な位置における導路に、設置されていてもよい。
いくつかの実施形態では、有機溶媒は周囲環境（ambient）温度で精製システム１０によって精製されてもよい。そのような実施形態では、精製システム１０は、蒸留カラム１２０のために必要となり得る温度制御ユニット以外は温度制御ユニットを必要としなくてもよい。
いくつかの実施形態では、精製システム１０は、未精製有機溶媒中の水分又は特定の他の不純物を除去するための吸着剤を含むカラム（例えば、脱水カラム）を少なくとも１つ（例えば２つ又は３つ）含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、そのようなカラムにおける吸着剤としては、分子篩（例えば、ゼオライト３Ａ、ゼオライト４Ａ、又はゼオライト５Ａ）、シリカゲル、活性アルミナ、活性炭、又はイオン交換樹脂を挙げることができる。いくつかの実施形態では、吸着剤を含むカラムが１つでは有機溶媒中の水分を所望のレベル（例えば、約１００ｐｐｍ以下）に低下させるのに十分でない場合には、そのようなカラムを２つ又はそれ以上用いてもよい。例えば、図１は、精製システム１０において２つの脱水カラム１１２ａ及び１１２ｂが用いられることを示している。そのような実施形態では、脱水カラム１１２ａ及び１１２ｂは互いに流体連通していてもよく、直列に連結されている。
いくつかの実施形態では、精製システム１０内の各フィルターユニットは、フィルター筐体及び該フィルター筐体内の１つ又は複数（例えば、２個、３個、４個、又は５個の）フィルターを含んでもよい。各フィルターは、適切な材料からなり、適切な平均孔径を有するろ材を含んでいてもよい。フィルターは、フィルター筐体内で並列に配置されても、直列に配置されていてもよい。使用の間、２つのフィルターが並列に配置される場合は、精製対象の溶媒はこれら２つのフィルターを並列に（つまり、実質的に同時に）通過する。一方、２つのフィルターが直列に配置されている場合、使用の間、精製対象の溶媒はこれら２つのフィルターを順々に通過する。いくつかの実施形態では、流量を増加させ生産性を向上させるために、いくつかのフィルターユニットがフィルター筐体内に複数のフィルターを並列に含んでいてもよい。
例えば、図１に示される精製システム１０は４つのフィルターユニット（つまり、ユニット１１４、１２２、１２４、及び１２６）を含み、これらはそれぞれ、フィルター筐体及び該フィルター筐体内の１つ又は複数のフィルターを含む。他の実施形態では、精製システム１０は、図１に示された４つのフィルターユニットに加えて、他の精製モジュールも含んでいてもよい。
図１を参照すると、フィルターユニット１１４、１２２、１２４、及び１２６は、機能性又は性質において異なっていてもよく、異なる精製処理を与えるものであってもよい。いくつかの実施形態では、各フィルターユニットは、独立に、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選択されてもよい。いくつかの実施形態では、フィルターユニット１１４、１２２、１２４、及び１２６の各々の中に収容されるフィルター（複数）は、同じ若しくは類似の精製機能、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、精製システム１０は、脱水カラム１１２ｂと蒸留カラム１２０の間に位置し、カラム１１２ｂ及び１２０と流体連通している少なくとも１つ（例えば２つ又は３つ）の第１のフィルターユニット１１４を含んでいてもよい。第１のフィルターユニット１１４は、フィルター筐体及び該フィルター筐体内の少なくとも１つ（例えば、２つ、３つ、４つ、又は５つ）のフィルターを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、第１のフィルターユニット１１４が２つ以上のフィルターを含む場合、これらのフィルターは、流量及び生産性を向上させるために並列に配置されてもよい。
いくつかの実施形態では、第１のフィルターユニット１１４内のフィルターは、有機溶媒から比較的大きな粒子を除去するための粒子除去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のフィルターユニット１１４内のフィルターは、約０．２５μｍあるいは２５０ｎｍ以下（例えば、約２４０ｎｍ以下、約２２０ｎｍ以下、約２００ｎｍ以下、約１８０ｎｍ以下、約１６０ｎｍ以下、若しくは約１５０ｎｍ以下）及び／又は約０．１μｍあるいは１００ｎｍ以上（例えば、約１１０ｎｍ以上、約１２０ｎｍ以上、約１３０ｎｍ以上、約１４０ｎｍ以上、若しくは約１５０ｎｍ以上)の平均孔径を有するろ材を含んでいてもよい。上記の範囲内で、第１のフィルターユニット１１４内のフィルターの詰まりを抑制しつつ有機溶媒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。
第１のフィルターユニット１１４内のフィルターにおけるろ材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ポリマー（ＰＦＡ）、又は修飾ポリテトラフルオロエチレン（ＭＰＴＦＥ））、ナイロン（例えばナイロン６又はナイロン６６）等のポリアミド、ポリエチレン（ＰＥ）及びポリプロピレン（ＰＰ）等の（高密度樹脂及び超高分子量樹脂を含め）ポリオレフィン、又はそれらの共重合体が挙げられる。例えば、粒子除去フィルターにおけるろ材は、ポリプロピレン（例えば、高密度ポリプロピレン）、ポリエチレン（例えば、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）若しくは超高分子量ポリエチレン（ＵＰＥ））、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン、又はパーフルオロアルコキシアルカンポリマーからなる群から選択される少なくとも１種のポリマーからなっていてもよい。上記の材料からなるフィルターは、残渣欠陥及び／又は粒子欠陥を生じる可能性が高い異物（例えば、高極性を有するもの）を効果的に除去することができ、そして、有機溶媒中の金属成分の含有量を効率的に減少させる。
いくつかの実施形態では、第１のフィルターユニット１１４内においてフィルター（複数）のうちの少なくとも一部（例えば全て）が並列に配置され、第１のフィルターユニット１１４内の残りのフィルターが（もし存在するなら）直列に配置されていてもよい。いくつかの実施形態では、第１のフィルターユニット１１４は、並列に配置された２つ又は３つのフィルターを含み、約１００ｎｍの平均孔径を有し、そしてポリテトラフルオロエチレンからなるろ材を含むものであってもよい。
理論に拘束されることを望むものではないが、精製システム１０において脱水カラムと第１のフィルターユニットとの組み合わせを用いることによって、精製された有機溶媒中における粒子及びその他の不純物の量を増加させること無く、精製された有機溶媒の水分含有量を顕著に低下させることができると考えられる。例えば、精製システム１０において脱水カラムと第１のフィルターユニットとの組み合わせを用いる場合、精製された有機溶媒は約１００ｐｐｍ以下（～約１ｐｐｍ以上）の水分含有量を有していてもよい。さらに、理論に拘束されることを望むものではないが、脱水カラムは使用の間に夾雑物（例えば粒子）を放出する可能性があるが、第１のフィルターユニット１１４を用いることで精製された有機溶媒中におけるそのような夾雑物の量を顕著に減少させることができると考えられる。
精製プロセスの間に、第１のフィルターユニット１１４を出る有機溶媒の純度レベルが所定の要件（例えば、約１００ｐｐｍ以下の水分含有量を有すること）を満たすならば、該有機溶媒を蒸留のために蒸留カラム１２０に移送してもよい。一方、第１のフィルターユニット１１４を出る有機溶媒の純度レベルが所定の要件を満たさないならば、該有機溶媒を任意に設けられる（optional）第１の再循環ループ１５０を通って供給ユニット１１０に戻し、脱水カラム１１２ａ／１１２ｂ及び第１のフィルターユニット１１４によって再度精製してもよい。
いくつかの実施形態では、精製システム１０は、前ろ過システム２０と蒸留後ろ過システム３０との間に少なくとも１つ（例えば、２つ又は３つ）の蒸留カラム１２０を含む。図１に示されるように、蒸留カラム１２０は第１のフィルターユニット１１４と貯蔵タンク１３０との間に配置され、ユニット１１４及びタンク１３０と流体連通している。一般に、蒸留カラム１２０は当業界で知られた任意の適切な蒸留カラムであってよく、蒸留によって有機溶媒を精製して有機不純物及び金属不純物並びに粒子の大半を除去するために用いられる。
いくつかの実施形態では、精製システム１０は、蒸留カラム１２０と第２のフィルターユニット１２２との間に位置し、カラム１２０及びユニット１２２と流体連通している少なくとも１つ（例えば、２つ又は３つ）の貯蔵タンク１３０を含む。一般に、貯蔵タンク１３０は当業界で既知の任意の適切な貯蔵タンクであってよく、そして有機溶媒を貯蔵するために用いることができる。いくつかの実施形態では、貯蔵タンク１３０は、タンク内に貯蔵された溶媒の水分及び酸化を最小化するために窒素で満たされてもよい。精製プロセスの間、蒸留カラム１２０を出る有機溶媒は最初に貯蔵タンク１３０に移送されてもよく、それから不純物を除去するためにフィルターユニット１２２、１２４、及び１２６を通ってもよい。フィルターユニット１２６を出る有機溶媒の純度レベルが所定の要件（例えば、約９９．９９％以上の純度、約１００ｐｐｍ以下の水分含有量、及び／又は約２００ｐｐｔ以下の総量の金属不純物を有すること）を満たすならば、該有機溶媒を格納ステーション１４０に移送してもよい。一方、精製された有機溶媒の純度レベルが所定の要件を満たさないならば、該有機溶媒を任意に設けられる（optional）第２の再循環ループ１６０を通して貯蔵タンク１３０に戻し、フィルターユニット１２２、１２４、及び１２６により再度精製してもよい。
一般に、貯蔵タンク１３０は、化学液体を貯蔵するための任意の適切な容器であってよい。いくつかの実施形態では、貯蔵タンク１３０は適切な容積を有する。例えば、貯蔵タンク１３０は、約１０００リットル以上（例えば、約２０００リットル以上、約３０００リットル以上、若しくは約５０００リットル以上）及び／又は約３０，０００リットル以下（例えば、約２５，０００リットル以下、約２０，０００リットル以下、約１５，０００リットル以下、若しくは約１０，０００リットル以下）の容積を有していてもよい。
いくつかの実施形態では、精製システム１０は、貯蔵タンク１３０と第３のフィルターユニット１２４との間に位置し、タンク１３０及びユニット１２４と流体連通している少なくとも１つ（例えば２つ又は３つ）の第２のフィルターユニット１２２を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、第２のフィルターユニット１２２はフィルター筐体及び該フィルター筐体内の少なくとも１つ（例えば、２つ、３つ、４つ、又は５つ）のフィルターを含んでもよい。第２のフィルターユニット１２２内のフィルターは、有機溶媒から比較的小さい粒子を除去するための粒子除去フィルターであってもよい。いくつかの実施形態では、第２のフィルターユニット１２２内のフィルターは、約５０ｎｍ以下（例えば、約４５ｎｍ以下、約４０ｎｍ以下、約３５ｎｍ以下、約３０ｎｍ以下、約２５ｎｍ以下、若しくは約２０ｎｍ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、約２５ｎｍ以上、若しくは約３０ｎｍ以上）の平均孔径を有するろ材を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、第２のフィルターユニット１２２内のフィルターにおけるろ材の平均孔径は、第１のフィルターユニット１１４内のフィルターにおけるろ材の平均孔径よりも小さくてもよい。そのような実施形態では、第２のフィルターユニット１２２は、第１のフィルターユニット１１４によって除去される粒子よりも小さい粒子を除去するのに用いることができる。
第２のフィルターユニット１２２内のフィルターにおけるろ材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ポリマー（ＰＦＡ）、又は修飾ポリテトラフルオロエチレン（ＭＰＴＦＥ））、ナイロン（例えばナイロン６又はナイロン６６）等のポリアミド、ポリエチレン（ＰＥ）及びポリプロピレン（ＰＰ）等の（高密度樹脂及び超高分子量樹脂を含め）ポリオレフィン、又はそれらの共重合体が挙げられる。例えば、粒子除去フィルターにおけるろ材は、ポリプロピレン（例えば、高密度ポリプロピレン）、ポリエチレン（例えば、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）若しくは超高分子量ポリエチレン（ＵＰＥ））、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン、又はパーフルオロアルコキシアルカンポリマーからなる群から選択される少なくとも１種のポリマーからなっていてもよい。
いくつかの実施形態では、第２のフィルターユニット１２２内においてフィルター（複数）のうちの少なくとも一部（例えば全て）が並列に配置され、第２のフィルターユニット１２２内の残りのフィルターが（もし存在するなら）直列に配置されていてもよい。いくつかの実施形態では、第２のフィルターユニット１２２は、並列に配置された２つ又は３つのフィルターを含み、約５０ｎｍの平均孔径を有し、そしてポリテトラフルオロエチレンからなるろ材を含むものであってもよい。
いくつかの実施形態では、精製システム１０は少なくとも１つ（例えば、２つ又は３つ）の第３のフィルターユニット１２４を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、第３のフィルターユニット１２４は、少なくとも１つ（例えば、２つ、３つ、４つ、又は５つ）の第１のイオン交換フィルター及び少なくとも１つ（例えば、２つ、３つ、４つ、又は５つ）の第２のイオン交換フィルターを筐体内に含むイオン交換フィルターユニットであってもよい。いくつかの実施形態では、前記少なくとも１つの第１のイオン交換フィルター及び前記少なくとも１つの第２のイオン交換フィルターはどちらも負帯電イオン交換フィルターあるいはカチオン性イオン交換フィルター（つまり、負帯電イオン交換樹脂を含む１種又は複数種のろ材を含む）であり、直列に連結されている。第１のイオン交換フィルターが２つ以上存在する場合、該複数の第１のイオン交換フィルターは、流量及び生産性を増加させるために並列に接続されていてもよい。２つ以上の第２のイオン交換フィルターが存在する場合、該複数の第２のイオン交換フィルターは、流量及び生産性を増加させるために並列に接続されていてもよい。
一般に、前記少なくとも１つの第１のイオン交換フィルターは、前記少なくとも１つの第２のイオン交換フィルターとは異なる（例えば、異なるろ材を含む）。いくつかの実施形態では、前記少なくとも１つの第１のイオン交換フィルターは、重金属（例えば、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｚｎ、又はＣｕ）を主に除去することができるものであってもよく、一方、前記少なくとも１つの第２のイオン交換フィルターはアルカリ又はアルカリ土類金属（例えば、Ｋ、Ｎａ、又はＣａ）を主に除去することができるものであってもよい。いくつかの実施形態では、前記第１のイオン交換フィルターは、有機溶媒中の１種又は複数種の重金属を約９０重量％以上（例えば、約９２重量％以上若しくは約９５重量％以上）、及び／又は１種若しくは複数種のアルカリ若しくはアルカリ土類金属を約１０重量％以下（例えば、約８重量％以下若しくは約５重量％以下）除去可能であってもよい。いくつかの実施形態では、第２のイオン交換フィルターは、有機溶媒中の１種若しくは複数種のアルカリ若しくはアルカリ土類金属を約７０重量％以上（例えば、約７５重量％以上、約８０重量％以上、約８５重量％以上、若しくは約９０重量％以上）、及び／又は１種又は複数種の重金属を約３０重量％以下（例えば、約２５重量％以下、約２０重量％以下、約１５重量％以下、若しくは約１０重量％以下）除去可能であってもよい。
いくつかの実施形態では、前記少なくとも１つの第２のイオン交換フィルターが前記少なくとも１つの第１のイオン交換フィルターの下流に配置されることが好ましい。理論に拘束されることを望むものではないが、そのような実施形態では、有機溶媒中の重金属を最初に除去することができ、このことは、アルカリ又はアルカリ土類金属の除去を容易化すると考えられる。なぜなら、有機溶媒中の残留重金属は、前記少なくとも１つの第２のイオン交換フィルターによるアルカリ又はアルカリ土類金属の除去を妨げるおそれがあるからである。いくつかの実施形態では、第３のフィルターユニット１２４内における前記少なくとも１つの第１及び第２のイオン交換フィルターの順序は逆転されていてもよい。
いくつかの実施形態では、フィルターユニット１２４内の前記少なくとも１つの第１又は第２のイオン交換フィルターは、有機溶媒から正帯電粒子及び／又はカチオン性金属イオンを除去するために、１つ又は複数の負帯電イオン交換樹脂膜をろ剤として含んでいてもよい。本開示において用いられる負帯電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、樹脂膜上へと化学的に修飾された（スルホン酸基又はスルホナート基等の）カチオン交換基を有する強酸性カチオン交換樹脂が挙げられる。好適な樹脂膜の例としては、セルロース、珪藻土、ポリアミド（例えばナイロン）、（ポリエチレン（例えば、高密度ポリエチレン若しくは超高分子量ポリエチレン）、ポリプロピレン、若しくはポリスチレン等の）ポリオレフィン、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、フッ素ポリマー（例えば、ポリテトラフルオロエチレン若しくはパーフルオロアルコキシアルカンポリマー）、又はそれらの共重合体若しくは組み合わせ、を含む樹脂膜が挙げられる。いくつかの実施形態では、前記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化構造を有する膜であってもよい。膜上へと化学修飾されたカチオン交換基（例えば、スルホナート基）を有するポリアルキレン（例えば、ＰＥ、ＰＰ、又はＰＴＦＥ）膜が好ましい。本開示において用いられるカチ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。そのようなカチオン交換フィルターの市販品の例としては、Pall Corporation（ニューヨーク州ポートワシントン）から入手可能なIonKleenフィルター、及びEntegris社（マサチューセッツ州ビレリカ）から入手可能なProtego Plusフィルターが挙げられる。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、約１００ｎｍ～約５００ｎｍの範囲の推定孔径（estimated pore size）を有する。
フィルターユニット１２４内の前記少なくとも１つの第１又は第２のイオン交換フィルターにおける膜材料の形状の例としては、プリーツ型（pleated type）、平膜型（flat membrane type）、中空繊維型、特開２００３－１１２０６０号公報に記載の多孔体、等々が挙げられる。いくつかの実施形態では、イオン交換膜が多孔性を有している場合、有機溶媒中の微粒子の少なくとも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、フィルターユニット１２４内の前記少なくとも１つの第１のイオン交換フィルターは、重金属（例えば、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｚｎ、又はＣｕ）を主に除去することが可能な、スルホナート基を有するポリエチレン、スルホナート基を有する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ろ剤を含んでもよい。そのようなフィルターの市販品のある例は、Pall Corporation（ニューヨーク州ポートワシントン）から入手可能な（IonKleen SLフィルター等の）IonKleenフィルターである。いくつかの実施形態では、フィルターユニット１２４は、生産性を増加させるために並列に接続された、２つ又は３つのそのような第１のイオン交換フィルターを含んでいてもよい。
いくつかの実施形態では、フィルターユニット１２４内の前記少なくとも１つの第２のイオン交換フィルターは、アルカリ又はアルカリ土類金属（例えば、Ｋ、Ｎａ、又はＣａ）を主に除去することが可能な、スルホナート基を有するポリエチレン、スルホナート基を有する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ろ剤を含んでもよい。そのようなフィルターの市販品のある例は、Entegris社（マサチューセッツ州ビレリカ）から入手可能な（Protego Plus IPAフィルター等の）Protego Plusフィルター及びProtego At 5nm/lonex comboフィルターである。いくつかの実施形態では、第３のフィルターユニット１２４は、生産性を増加させるために並列に接続された、２つ又は３つのそのような第２のイオン交換フィルタ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、本発明者らは、第３のフィルターユニット１２４内に２つの異なるタイプのイオン交換フィルターを含ませることで、１つのタイプのイオン交換フィルターのみが用いられるシステムと比べて、精製された有機溶媒中における金属不純物の量を顕著に（例えば、約２００ｐｐｔ以下の総量に）減少させることができることを驚くべきことに見出した。
いくつかの実施形態では、精製システム１０は、第３のフィルターユニット１２４と格納ステーション１４０との間に（つまり、ユニット１２４の下流に）位置し、ユニット１２４及びステーション１４０と流体連通している少なくとも１つ（例えば２つ又は３つ）の第４のフィルターユニット１２６を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、第４のフィルターユニット１２６はフィルター筐体及び該フィルター筐体内の少なくとも１つ（例えば、２つ、３つ、４つ、又は５つ）のフィルターを含んでもよい。第４のフィルターユニット１２６内のフィルターは、有機溶媒から比較的小さい粒子を除去するための粒子除去フィルターであってもよい。いくつかの実施形態では、第４のフィルターユニット１２６内のフィルターは、約１０ｎｍ以下（例えば、約９ｎｍ以下、約８ｎｍ以下、約７ｎｍ以下、約６ｎｍ以下、約５ｎｍ以下、若しくは約４ｎｍ以下）及び／又は約２ｎｍ以上（例えば、約３ｎｍ以上、約４ｎｍ以上、若しくは約５ｎｍ以上）の平均孔径を有するろ材を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、第４のフィルターユニット１２６内のフィルターにおけるろ材の平均孔径は、第２のフィルターユニット１２２内のフィルターにおけるろ材の平均孔径よりも小さくてもよい。そのような実施形態では、第４のフィルターユニット１２６は、第２のフィルターユニット１２２によって除去される粒子よりも小さい粒子を除去するのに用いることができる。
第４のフィルターユニット１２６内のフィルターにおけるろ材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ポリマー（ＰＦＡ）、又は修飾ポリテトラフルオロエチレン（ＭＰＴＦＥ））、ナイロン（例えばナイロン６又はナイロン６６）等のポリアミド、ポリエチレン（ＰＥ）及びポリプロピレン（ＰＰ）等の（高密度樹脂及び超高分子量樹脂を含め）ポリオレフィン、又はそれらの共重合体が挙げられる。例えば、粒子除去フィルターにおけるろ材は、ポリプロピレン（例えば、高密度ポリプロピレン）、ポリエチレン（例えば、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）若しくは超高分子量ポリエチレン（ＵＰＥ））、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン、又はパーフルオロアルコキシアルカンポリマーからなる群から選択される少なくとも１種のポリマーからなっていてもよい。上記の材料からなるフィルターは、残渣欠陥及び／又は粒子欠陥を生じる可能性が高い異物（例えば、高極性を有するもの）を効果的に除去することができ、そして、有機溶媒中の金属成分の含有量を効率的に減少させる。
いくつかの実施形態では、第４のフィルターユニット１２６内においてフィルター（複数）のうちの少なくとも一部（例えば全て）が並列に配置され、第４のフィルターユニット１２６内の残りのフィルターが（もし存在するなら）直列に配置されていてもよい。いくつかの実施形態では、第４のフィルターユニット１２６は、並列に配置された２つ又は３つのフィルターを含み、約１０ｎｍの平均孔径を有し、そしてポリテトラフルオロエチレンからなるろ材を含むものであってもよい。
いくつかの実施形態では、精製システム１０は、部分的に精製された有機溶媒を供給ユニット１１０に戻すように再循環させるための第１の再循環ループ１５０を形成する再循環導路を任意に（optionally）含んでもよい。戻された部分精製有機溶媒は、脱水カラム１１２ａ／１１２ｂ及び第１のフィルターユニット１１４によって再度精製することができる。いくつかの実施形態では、精製システム１０は、部分的に精製された有機溶媒を貯蔵タンク１３０に戻すように再循環させるための第２の再循環ループ１６０を形成する再循環導路を任意に（optionally）含んでもよい。戻された部分精製有機溶媒は、フィルター１２２、１２４、及び１２６によって再度精製することができる。いくつかの実施形態では、部分的に精製された有機溶媒は、格納ステーション１４０に移送される前に、第１の再循環ループ１５０又は第２の再循環ループ１６０を通して２回以上（例えば、３回以上、４回以上、又は５回以上）再循環される。
いくつかの実施形態では、精製システム１１０におけるフィルターユニット１１４、１２２、１２４、及び１２６はフィルター筐体を含んでいなくてもよく、フィルターユニット１１４、１２２、１２４、及び１２６内のフィルターは、精製システム１０内において区画化される（compartmentalized）こと無く構成されていてもよい。例えば、精製システム１０は、精製システム１０の内部で一緒に連結された交換可能フィルター（例えば、フィルターユニット１１４、１２２、１２４、及び１２６における交換可能フィルター）を含む多段システムであってもよく、有機溶媒はこれらのフィルターを次々と通らせられ（caused to cascade through）てもよい。
いくつかの実施形態では、格納ステーション１４０は可動型貯蔵タンク（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、格納ステーション１４０はフッ素ポリマーをライニングした設備であってもよい（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）。いくつかの実施形態では、格納ステーション１４０は、約１００リットル以上（例えば、約２００リットル以上、約３００リットル以上、若しくは約５００リットル以上）及び／又は約１，５００リットル以下（例えば、約１２００リットル以下、約１０００リットル以下、約９００リットル以下、約８００リットル以下、約７００リットル以下、若しくは約６００リットル以下)の体積を有していてもよい。
本開示は、溶媒（例えば、イソプロピルアルコール等の有機溶媒）を精製する方法も１つの特色とする。該精製方法は、（１）前記有機溶媒を吸着剤を含む少なくとも１つのカラム（例えば、図１に示される脱水カラム１１２ａ／１１２ｂ）に通して、前記有機溶媒中の残留水分を除去すること、（２）前記有機溶媒を第１のフィルターユニット（例えば、図１に示される第１のフィルターユニット１１４）に通すこと、ここで、前記第１のフィルターユニットは第１の筐体及び前記第１の筐体内の少なくとも１つのフィルターを含み、前記少なくとも１つのフィルターはろ材を含む、並びに（３）前記有機溶媒を蒸留カラム（例えば、図１に示される蒸留カラム１２０）中で蒸留して、精製された有機溶媒を得ること、を含む。
いくつかの実施形態では、前記精製方法は、（１）蒸留カラムで前記有機溶媒を蒸留して、蒸留された有機溶媒を得ること、及び（２）前記蒸留された有機溶媒をイオン交換フィルターユニット（例えば、図１に示された第３のフィルターユニット１２４）に通して、精製された有機溶媒を得ること、を含んでもよく、ここで、前記イオン交換フィルターユニットは、筐体、並びに前記筐体内の少なくとも１つの第１のイオン交換フィルター及び少なくとも１つの第２のイオン交換フィルターを含み；前記少なくとも１つの第１のイオン交換フィルター及び前記少なくとも１つの第２のイオン交換フィルターは、どちらも、負帯電イオン交換フィルターであって、直列に連結されており；前記少なくとも１つの第１のイオン交換フィルターは前記少なくとも１つの第２のイオン交換フィルターとは異なる。
例えば、図１を参照すると、未精製又は処理前の溶媒（つまり、出発材料）は、供給ユニット１１０からの該溶媒を脱水カラム１１２ａ／１１２ｂ及び第１のフィルターユニット１１４に通して蒸留カラム１２０へと送り、前記溶媒を蒸留カラム１２０において蒸留し、蒸留カラム１２０を出る溶媒を貯蔵タンク１３０に移送し、そして貯蔵タンク１３０からの前記溶媒をフィルターユニット１２２、１２４、及び１２６に通して格納ステーション１４０へと送ることにより、精製システム１０によって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、部分的に精製された溶媒を蒸留カラム１２０へと移送する前に、蒸留前ろ過システム２０において溶媒を再循環ループ１５０を通して（例えば、供給ユニット１１０、脱水カラム１１２ａ／１１２ｂ、及び第１のフィルターユニット１１４を通して）１回以上（例えば、２回又は３回）再循環させることを含んでいてもよい。例えば、前記再循環させることは、有機溶媒中の水分レベルが所定の範囲内になるまで、第１のフィルターユニット１１４を出る有機溶媒を供給ユニット１１０に移動させ、それから該有機溶媒を（吸着剤を含む）脱水カラム１１２ａ／１１２ｂ及び第１のフィルターユニット１１４に通すことを１回又は複数回行うことを含んでいてもよい。
いくつかの実施形態では、本開示に記載の精製方法は、精製された溶媒を格納ステーション１４０に移送させる前に、蒸留後ろ過システム３０において溶媒を再循環ループ１６０を通して（例えば、フィルターユニット１２２、１２４、及び１２６、並びに貯蔵タンク１３０を通して）１回以上（例えば、２回又は３回）再循環させることを含んでいてもよい。例えば、前記再循環させることは、有機溶媒中の純度及び微量金属総量がそれぞれの所定範囲内になるまで、第４のフィルターユニット１２６を出る有機溶媒を貯蔵タンク１３０に移動させ、それから該有機溶媒を第２のフィルターユニット１２２、（２つの異なるタイプのイオン交換フィルターを含むイオン交換フィルターユニットであってもよい）第３のフィルターユニット１２４、及び第４のフィルターユニット１２６に通すことを１回又は複数回行うことを含んでいてもよい。
精製プロセスの終わりにおける精製された溶媒から検出される粒子の数及び不純物の量がそれぞれの所定範囲内に制御される場合、超高純度溶媒（例えば、約９９．９９％以上の純度、約１００ｐｐｍ以下の水分含有量、及び／又は約２００ｐｐｔ以下の総量の金属不純物を有する）が製造される。その後、この超高純度溶媒は、貯蔵のために格納ステーション１４０に移送されても、半導体品を作製するために製造プロセスに移送されてもよい。
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って精製された溶媒は、ウェハ（例えば１２インチウェハ）全体上における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、約１００以下、約５０以下、若しくは約２５以下）又は０であるフィルム又はコーティングを形成することができる。いくつかの実施形態では、本開示に記載の方法及びシステムによって精製された溶媒は、ウェハ（例えば１２インチウェハ）全体上におけるオンウェハ金属カウント（例えば、総オンウェハ金属カウント、又は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）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、若しくは約１０以下）又は０であるフィルム又はコーティングを形成することができる。いくつかの実施形態では、本開示に記載の方法及びシステムによって精製された溶媒は、ウェハ（例えば１２インチウェハ）全体上における欠陥密度（つまり、オンウェハ金属及び粒子の総カウントに基づく）が平方センチメートルあたり約１．５以下（例えば、約１．４以下、約１．２以下、約１以下、約０．８以下、約０．６以下、約０．５以下、約０．４以下、約０．２以下、約０．１以下、約０．０７以下、約０．０５以下、約０．０３以下、約０．０２以下、約０．０１以下、約０．００７以下、約０．００５以下、約０．００４以下、約０．００３以下）又は０であるフィルム又はコーティングを形成することができる。
いくつかの実施形態では、本開示に記載の方法及びシステムによって溶媒は比較的高い流量で精製することができる。例えば、溶媒は、精製システム１０を通して、約１Ｌ／分以上（例えば、約２Ｌ／分以上、約４Ｌ／分以上、約５Ｌ／分以上、約６Ｌ／分以上、約８Ｌ／分以上、約１０Ｌ／分以上、若しくは約１５Ｌ／分以上）及び／又は約５０Ｌ／分以下（例えば、約４５Ｌ／分以下、約４０Ｌ／分以下、約３５Ｌ／分以下、約３０Ｌ／分以下、約２５Ｌ／分以下、約２０Ｌ／分以下、若しくは約１５Ｌ／分以下）の流量で精製することができる。一般に、溶媒を精製するための流量は多くの因子に応じて変動し得、そのような因子としては、精製対象の溶媒の性質及び粘度、温度、フィルターの数（例えば、並列に配置されているフィルター（複数））、精製プロセスで用いられる他の設備の種類及び数、が挙げられる。理論に拘束されることを望むものではないが、ウェハ上の欠陥を最小化し、導路及び容器を腐食させるおそれがある導路又は容器の内表面における静電荷のビルドアップを最小化するためには、精製対象の溶媒の流量は高すぎてはならないと考えられる。
本開示を以下の実施例を参照してより詳細に説明するが、これは例示目的のものであって、本開示の範囲を制限するものと解釈すべきでない。
微量金属測定の一般的説明
溶媒試料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））を用いて試験した。富士フイルム社が開発した方法を用いて、各試料を、３６の金属種の存在について試験した。検出限界は金属特異的であったが、典型的な検出限界は０．０００１０～０．０３０ｐｐｂの範囲であった。
微量水分及び有機不純物測定の一般的説明
液体試料中の微量水分及び有機不純物を、加熱脱離ガスクロマトグラフィー／質量分析（ＴＤ－ＧＣ／ＭＳ）によって測定する。少量の液体試料を吸着剤を含む加熱脱離チューブに注入し、加熱脱離機の中に入れる。この試料を加熱し、それからＧＣ／ＭＳユニット内へと注入し、そこで試料混合物はその構成成分に分離され、構成成分は質量によって特定される。
実施例１
図１に示す精製システムでイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を精製した。試験結果を以下の表１にまとめる。
Figure 2023519388000002
「Ｃ６以上の総有機物」とは、６以上の炭素を有する有機不純物の総量を指す。
表１に示されるように、精製システム１０によって精製されたイソプロピルアルコール中の水分含有量、有機不純物の量、及び微量金属の量は、顕著に減少した。
本発明をその特定の実施形態を参照して説明してきたが、改変及びバリエーションも、記載されまた特許請求された発明の精神及び範囲の範疇であることが理解されよう。

Claims (28)

  1. 有機溶媒から不純物を除去する方法であって、
    前記有機溶媒を蒸留カラムで蒸留して、蒸留された有機溶媒を得ること、及び
    前記蒸留された有機溶媒をイオン交換フィルターユニットに通して、精製された有機溶媒を得ること
    を含み、
    前記イオン交換フィルターユニットは、筐体、並びに前記筐体内の少なくとも１つの第１のイオン交換フィルター及び少なくとも１つの第２のイオン交換フィルターを含み、前記少なくとも１つの第１のイオン交換フィルター及び前記少なくとも１つの第２のイオン交換フィルターは、どちらも、負帯電イオン交換フィルターであって、直列に連結されており、前記少なくとも１つの第１のイオン交換フィルターは前記少なくとも１つの第２のイオン交換フィルターとは異なる、前記方法。
  2. 前記有機溶媒はアルコールを含む、請求項１に記載の方法。
  3. 前記有機溶媒はイソプロピルアルコールを含む、請求項１に記載の方法。
  4. 前記少なくとも１つの第１のイオン交換フィルターは、ポリオレフィン、ポリアミド、フッ素ポリマー、又はそれらの共重合体を含むろ材を含む、請求項１に記載の方法。
  5. 前記第１のイオン交換フィルターユニットは、２個～５個の第１のイオン交換フィルターを含む、請求項１に記載の方法。
  6. 前記第１のイオン交換フィルターは互いに並列に接続されている、請求項５に記載の方法。
  7. 前記少なくとも１つの第１のイオン交換フィルターは、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｚｎ、又はＣｕの９０重量％以上を前記有機溶媒から除去可能である、請求項１に記載の方法。
  8. 前記少なくとも１つの第２のイオン交換フィルターは、ポリオレフィン、ポリアミド、フッ素ポリマー、又はそれらの共重合体を含むろ材を含む、請求項１に記載の方法。
  9. 前記少なくとも１つの第１又は第２のイオン交換フィルターにおけるろ材は、スルホナート基を有するポリエチレン、スルホナート基を有する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１に記載の方法。
  10. 前記イオン交換フィルターユニットは、２個～５個の第２のイオン交換フィルターを含む、請求項１に記載の方法。
  11. 前記第２のイオン交換フィルターは互いに並列に接続されている、請求項１０に記載の方法。
  12. 前記少なくとも１つの第２のイオン交換フィルターは、Ｋ、Ｎａ、又はＣａの７０重量％以上を前記有機溶媒から除去することが可能である、請求項１に記載の方法。
  13. 前記少なくとも１つの第２のイオン交換フィルターは、前記少なくとも１つの第１のイオン交換フィルターの下流に配置されている、請求項１に記載の方法。
  14. 前記蒸留カラム及び前記イオン交換フィルターユニットと流体連通し、かつ前記蒸留カラムと前記イオン交換フィルターユニットとの間に位置するフィルターユニットに前記有機溶媒を通すことをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  15. 前記蒸留カラムと前記イオン交換フィルターユニットとの間の前記フィルターユニットは、筐体と、前記筐体内の少なくとも１つの粒子除去フィルターとを含む、請求項１４に記載の方法。
  16. 前記少なくとも１つの粒子除去フィルターが、ポリオレフィン、ポリアミド、フッ素ポリマー、又はそれらの共重合体を含むろ材を含む、請求項１５に記載の方法。
  17. 前記少なくとも１つの粒子除去フィルターが、ポリテトラフルオロエチレンを含むろ材を含む、請求項１６に記載の方法。
  18. 前記少なくとも１つの粒子除去フィルターが、約５ｎｍ～約５０ｎｍの平均孔径を有するろ材を含む、請求項１５に記載の方法。
  19. 前記イオン交換フィルターユニットの下流に位置し、前記イオン交換フィルターユニットと流体連通しているフィルターユニットに前記有機溶媒を通すことをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  20. 前記イオン交換フィルターユニットの下流に位置する前記フィルターユニットが、筐体と、前記筐体内の少なくとも１つの粒子除去フィルターとを含む、請求項１９に記載の方法。
  21. 前記イオン交換フィルターユニットの下流に位置する前記フィルターユニット内の前記少なくとも１つの粒子除去フィルターが、ポリオレフィン、ポリアミド、フッ素ポリマー、又はそれらの共重合体を含むろ材を含む、請求項２０に記載の方法。
  22. 前記イオン交換フィルターユニットの下流に位置する前記フィルターユニット内の前記少なくとも１つの粒子除去フィルターが、ポリテトラフルオロエチレンを含むろ材を含む、請求項２１に記載の方法。
  23. 前記イオン交換フィルターユニットの下流に位置する前記フィルターユニット内の前記少なくとも１つの粒子除去フィルターは、約２ｎｍ～約１０ｎｍの平均孔径を有するろ材を含む、請求項２０に記載の方法。
  24. 前記イオン交換フィルターユニットの下流に位置する前記フィルターユニットを出る有機溶媒を再循環させることをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
  25. 前記再循環は、イオン交換フィルターユニットの下流に位置する前記フィルターユニットを出る有機溶媒を貯蔵タンクに移動させ、その後、前記有機溶媒を前記イオン交換フィルターユニットに通すことを含む、請求項２４に記載の方法。
  26. 精製された溶媒を格納（packaging）ステーションに移動させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  27. 精製された有機溶媒は、精製された有機溶媒に対して約２００ｐｐｔ以下の総量の金属不純物を含む、請求項１に記載の方法。
  28. 蒸留カラム；及び
    前記蒸留カラムの下流に位置し、前記蒸留カラムと流体連通したイオン交換フィルターユニット、
    を含み、
    前記イオン交換フィルターユニットは、筐体、並びに前記筐体内の少なくとも１つの第１のイオン交換フィルター及び少なくとも１つの第２のイオン交換フィルターを含み、前記少なくとも１つの第１のイオン交換フィルター及び前記少なくとも１つの第２のイオン交換フィルターは、どちらも、負帯電イオン交換フィルターであって、直列に連結されており、前記少なくとも１つの第１のイオン交換フィルターは前記少なくとも１つの第２のイオン交換フィルターとは異なる
    システム。
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