JPWO2020086772A5 - - Google Patents

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Description

[技術分野] [Technical field]

本発明は薬液製造装置及びそれを用いた薬液を製造する方法に関する。 The present invention relates to a chemical solution manufacturing apparatus and a method for producing a chemical solution using the same.

[背景技術] [Background technology]

半導体産業は、部品サイズの継続的な縮小から生じた、電子部品の集積密度の急速な向上を達成している。最終的には、より多くのより小さな部品を所与の領域内に統合することができる。これら向上は、大部分が新たな精度と高解像度の処理技術の開発によるものである。 The semiconductor industry has achieved a rapid increase in the density of electronic components resulting from the continuous reduction in component size. Ultimately, more and smaller parts can be integrated into a given area. These improvements are largely due to the development of new precision and high resolution processing techniques.

高分解能集積回路(IC)の製造の間、様々な処理液がベアウェハ又はフィルム被膜ウェハと接触する。例えば、微細金属配線構造の製造は、典型的に、レジスト膜を形成するために基材が複合液で被膜される前に、プリウエット液で基材を被膜する手順が含まれる。独自の成分と様々な添加剤を含むこれら処理液は、ICウェハの混入物源として知られる。 During the manufacture of high resolution integrated circuits (ICs), various treatment liquids come into contact with bare wafers or film coated wafers. For example, the manufacture of a fine metal wiring structure typically involves coating the substrate with a pre-wet solution before the substrate is coated with the composite liquid to form a resist film. These treatment liquids, which contain unique components and various additives, are known as contaminant sources for IC wafers.

ウェハプレウェッティング液又は現像液といったこれら薬液に微量の混入物が混入しても、結果として得られる回路パターンは欠陥を有する可能性があると推測できる。僅か1.0pptという金属不純物の非常に低レベルの存在が、半導体デバイスのパフォーマンスと安定性を害することが知られている。そして、金属不純物の種類によって、酸化特性が劣化し、不正確なパターンが形成され、半導体回路の電気的性能が損なわれ、これは最終的に製造歩留まりに影響を与える。 Even if a small amount of contaminants are mixed in these chemicals such as wafer prewetting liquid or developer, it can be inferred that the resulting circuit pattern may have defects. It is known that the presence of very low levels of metal impurities of only 1.0 ppt impair the performance and stability of semiconductor devices. Then, depending on the type of metal impurities, the oxidation characteristics are deteriorated, an inaccurate pattern is formed, and the electrical performance of the semiconductor circuit is impaired, which ultimately affects the manufacturing yield.

金属不純物、微粒子、有機不純物、湿気等といった不純物の混入は、薬液の製造プロセスの様々な段階の間に、薬液に意図せず導入される可能性がある。そのような例には、原材料に、不純物、又は薬液が製造される際に生成された副産物や残留した未反応の反応物質、又は製造装置の表面や搬送、格納、反応に用いられる容器設備、反応槽等から溶出又は抽出された異物が存在する場合を含む。このため、高精度で且つ超微細な半導体電子回路の製造に使用されるこれら薬液からの不溶性及び可溶性の混入物の低減又は除去は、欠陥のないICを製造するための基本的な保証である。 Impurities such as metal impurities, fine particles, organic impurities, moisture and the like can be unintentionally introduced into the chemical solution during various stages of the chemical solution manufacturing process. Such examples include impurities in raw materials, by-products produced during the manufacture of chemicals, residual unreacted reactants, or the surface of manufacturing equipment and container equipment used for transport, storage and reaction. This includes the case where foreign substances eluted or extracted from the reaction vessel or the like are present. Therefore, reduction or removal of insoluble and soluble contaminants from these chemicals used in the manufacture of high-precision and ultra-fine semiconductor electronic circuits is a basic guarantee for the manufacture of defect-free ICs. ..

この点において、薬液製造プロセスの標準及び品質と、超微細で且つ非常に精密な半導体電子回路の製造に欠かせない高純度薬液を形成するためのプロセスに応用される製造装置を、大幅に改善し、厳密に管理することが不可欠である。 In this regard, the standards and quality of the chemicals manufacturing process and the manufacturing equipment applied to the process for forming the high-purity chemicals essential for the production of ultra-fine and highly precise semiconductor electronic circuits have been significantly improved. However, strict control is essential.

従って、高精度集積回路を形成するため、超高純度薬液の需要及びこれら液の品質改善及び制御が非常に重要となっている。品質改善及び制御のための特定の重要パラメータには、微量金属の低減、液体粒子数の低減、オンウェハ欠陥の低減、有機混入物の低減等を含む。これら全ての重要パラメータが、製造装置の必要な準備と、製造プロセスの適切な設計とにより影響されることが示されている。 Therefore, in order to form a high-precision integrated circuit, the demand for ultra-high-purity chemicals and the quality improvement and control of these liquids are very important. Specific key parameters for quality improvement and control include reduction of trace metals, reduction of liquid particle count, reduction of on-wafer defects, reduction of organic contaminants, etc. It has been shown that all these important parameters are influenced by the required preparation of the manufacturing equipment and the proper design of the manufacturing process.

上記を鑑み、本発明は特に、半導体製造を対象とした薬液を調製するための、薬液製造装置及びそれを用いた薬液を製造する方法を提供するものであり、高純度薬液は、所定の範囲内であり、未知及び望まれない物質の導入を生むことのないよう管理された薬液中の粒子の数と金属不純物の量を伴い製造される。このため、残留物及び/又はパーティクル欠陥の発生が抑制され、半導体ウェハの歩留まりが改善される。 In view of the above, the present invention particularly provides a chemical solution manufacturing apparatus for preparing a chemical solution for semiconductor production and a method for producing a chemical solution using the same, and the high-purity chemical solution has a predetermined range. Manufactured with the number of particles and the amount of metal impurities in the chemical solution controlled to prevent the introduction of unknown and unwanted substances. Therefore, the generation of residue and / or particle defects is suppressed, and the yield of the semiconductor wafer is improved.

本発明のいくつかの実施形態によると、薬液製造装置は、少なくとも第1のシステムを含み、第1システムは材料を処理するよう構成される。第1のシステムは、第1のイオン交換膜と第1のイオン吸着膜から選択された少なくとも1つの第1の濾過媒体と、少なくとも1つの第1の濾過媒体の上流側に構成された温度制御ユニットとを含む。 According to some embodiments of the invention, the drug solution manufacturing apparatus comprises at least a first system, the first system being configured to process the material. The first system is a temperature control configured on the upstream side of at least one first filtration medium selected from a first ion exchange membrane and a first ion adsorption membrane and at least one first filtration medium. Including units.

本発明のいくつかの実施形態によると、薬液を製造する方法は、少なくともイオン交換膜及び/又はイオン吸着膜を含むシステムを提供することと、材料の温度を調整するため少なくともイオン交換膜及び/又はイオン吸着膜の上流側に温度制御ユニットを配置することと、該システムで材料を処理することとを含む。 According to some embodiments of the present invention, the method of producing a chemical solution provides a system comprising at least an ion exchange membrane and / or an ion adsorption membrane, and at least an ion exchange membrane and / or at least to regulate the temperature of the material. Alternatively, it includes arranging a temperature control unit on the upstream side of the ion adsorption membrane and processing the material with the system.

本発明によると、薬液製造装置及びそれを用いた薬液を製造する方法は、製造プロセスの間の様々な有機及び無機混入物の導入又は生成を回避するよう、そして半導体製造に応用可能な超高純度薬液を製造するよう、効果的に設計され、適切に構成される。 According to the present invention, the chemical liquid manufacturing apparatus and the method for manufacturing the chemical liquid using the chemical liquid manufacturing apparatus avoid the introduction or formation of various organic and inorganic contaminants during the manufacturing process, and are applicable to semiconductor manufacturing. Effectively designed and properly configured to produce purity chemicals.

本発明の様態は、添付図面と共に読まれたとき、以下の詳細な説明から最も好ましく理解される。本業界の標準的な慣行に従い、様々な機能は縮尺通りに描かれていないことに注意されたい。実際、記述を明確化するため、様々な機能の寸法は任意に拡大又は縮小される。 The aspects of the invention are most preferably understood from the following detailed description when read with the accompanying drawings. Note that the various features are not drawn to scale according to industry standard practices. In fact, the dimensions of the various functions are optionally scaled up or down to clarify the description.

図1は、本発明のいくつかの実施形態による薬液を製造する方法に採用される例示的な薬液製造装置を示す概略図である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing an exemplary drug solution manufacturing apparatus adopted in a method for manufacturing a drug solution according to some embodiments of the present invention.

図2は、本発明のいくつかの実施形態による例示的な薬液を製造する方法における処理ステップのフロー図である。 FIG. 2 is a flow chart of processing steps in a method for producing an exemplary chemical solution according to some embodiments of the present invention.

図3は、GC-MSMS結果を表す。 FIG. 3 shows the GC-MSMS results.

以下の開示は、提供される主題の異なる特徴を実施するための多くの異なる実施形態又は実施例を提供する。本開示を簡略化するため、構成要素及び配置の特定の実施例を以下に説明する。当然ながら、これらは単なる例であり、限定することを意図していない。例えば、用語「溶剤」が用いられるとき、特に述べられていない場合(特に明記しない限り)、それは単一の溶剤または2以上の溶剤の組合せを指す。加えて、本開示は、様々な実施例において参照符号及び/又は文字を繰り返す場合がある。この繰り返しは簡潔さと明確さを目的とするものであり、それ自体は、述べられる様々な実施形態及び/又は構成の間の関係を特定するものではない。 The following disclosures provide many different embodiments or examples for implementing the different features of the provided subject matter. For the sake of brevity of the present disclosure, specific embodiments of components and arrangements are described below. Of course, these are just examples and are not intended to be limited. For example, when the term "solvent" is used, it refers to a single solvent or a combination of two or more solvents, unless otherwise stated (unless otherwise specified). In addition, the present disclosure may repeat reference numerals and / or characters in various embodiments. This iteration is intended for brevity and clarity and by itself does not specify the relationships between the various embodiments and / or configurations described.

更に、「下方」、「下」、「低い」、「上方」、「上」等といった空間的な相対的用語は、図面に表された1つの要素又は機能の別の要素又は機能に対する関係を説明するための記述を容易にするためここで用いられる。空間的な相対的用語は、図面に図示されている向きに加え、使用中又は動作中のデバイスの異なる向きを包含することを意図している。装置は、他の方法(90度回転又は他の向きに)で方向付けられてもよく、ここで用いられる空間的な相対的記述語はそれに応じて同様に解釈される。 Further, spatial relative terms such as "downward", "lower", "lower", "upper", "upper", etc. relate to one element or function represented in the drawing to another element or function. It is used here to facilitate the description for explanation. Spatial relative terms are intended to include different orientations of the device in use or in operation, in addition to the orientations illustrated in the drawings. The device may be oriented in other ways (rotation 90 degrees or in any other direction), and the spatial relative descriptive terms used herein are interpreted accordingly.

本発明において、用語「~」を用いて示す数値範囲は、用語「~」の前後に記載された数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。 In the present invention, the numerical range indicated by using the term "-" means a range including the numerical values before and after the term "-" as the lower limit value and the upper limit value.

本発明において、「ppm」は「parts-per-million(10 -6 )」を意味し、「ppb」は「parts-per-billion(10 -9 )」を意味し、「ppt」は「parts-per-trillion(10 -12 )」を意味する。 In the present invention, "ppm" means "parts-per-million ( 10-6 )", " ppb " means "parts-per-billion ( 10-9 )", and " ppt " means "parts". -Per-trillion (10-12 ) "means.

本発明において、1Å(オングストローム)は0.1nm(ナノメートル)に対応し、1μm(ミクロン)は1000nmに対応する。 In the present invention, 1 Å (angstrom) corresponds to 0.1 nm (nanometer) and 1 μm (micron) corresponds to 1000 nm.

<薬液> <Chemical solution>

本発明において、薬液は、プリウェット液、現像液、リンス液、洗浄液、剥離液等といったウェハ処理液、又はその製造のために用いられる原料溶剤を含む、 In the present invention, the chemical solution contains a wafer processing solution such as a pre-wet solution, a developing solution, a rinsing solution, a cleaning solution, a stripping solution, etc., or a raw material solvent used for producing the same.

精製工程を含むがこれに限定されない本発明の製造プロセスを受ける前に、薬液は望まれない量の混入物及び不純物を含む可能性がある。薬液が本発明の薬液製造装置を採用することによる本発明の製造プロセスにより処理された後、混入物と不純物の相当量が薬液から除去される。処理前の薬液は本発明において「処理対象材料」と呼称される。処理対象材料は、社内で合成するか、供給業者から購入することを介し市場で手に入れてもよい。処理後の薬液は本発明において「処理済み薬液」と呼称され、単純に「薬液」とも称される。「処理済み薬液」又は「薬液」は、所定の範囲内に制御され制限された不純物を含んでよい。 Prior to undergoing the manufacturing process of the present invention, including but not limited to purification steps, the drug solution may contain undesired amounts of contaminants and impurities. After the drug solution is processed by the manufacturing process of the present invention by adopting the drug solution manufacturing apparatus of the present invention, a considerable amount of contaminants and impurities are removed from the drug solution. The chemical solution before treatment is referred to as "material to be treated" in the present invention. The material to be processed may be obtained on the market through in-house synthesis or purchase from a supplier. The treated chemical solution is referred to as a "treated chemical solution" in the present invention, and is also simply referred to as a "chemical solution". The "treated chemical solution" or "chemical solution" may contain impurities controlled and restricted within a predetermined range.

<有機溶剤> <Organic solvent>

本発明において、薬液は有機溶剤を含む。有機溶剤の種類は特に限定されないが、周知の有機溶剤が該当する。薬液中の有機溶剤の含有量は特に限定されないが、有機溶剤は主成分として含まれる。具体的には、有機溶剤の含有量は、薬液の全質量に対し98質量%以上である。特定の実施形態において、有機溶剤の含有量は、薬液の全質量に対し99質量%以上である。他の実施形態において、有機溶剤の含有量は、薬液の全質量に対し99.5質量%以上である。更に他の実施形態において、有機溶剤の含有量は、薬液の全質量に対し99.8質量%以上である。その上限値は特に限定されないが、通常、その上限値は99.999質量%以下である。 In the present invention, the chemical solution contains an organic solvent. The type of the organic solvent is not particularly limited, but a well-known organic solvent is applicable. The content of the organic solvent in the chemical solution is not particularly limited, but the organic solvent is contained as the main component. Specifically, the content of the organic solvent is 98% by mass or more with respect to the total mass of the chemical solution. In a particular embodiment, the content of the organic solvent is 99% by mass or more with respect to the total mass of the chemical solution. In another embodiment, the content of the organic solvent is 99.5% by mass or more with respect to the total mass of the chemical solution. In still another embodiment, the content of the organic solvent is 99.8% by mass or more with respect to the total mass of the chemical solution. The upper limit value is not particularly limited, but the upper limit value is usually 99.999% by mass or less.

有機溶剤は、単独で用いられるか、又は2種以上を併用してよい。有機溶剤の2種以上を併用するとき、その合計含有量が上記の範囲内にあることが好ましい。 The organic solvent may be used alone or in combination of two or more. When two or more kinds of organic solvents are used in combination, the total content thereof is preferably within the above range.

薬液中の有機溶剤の含有量は、ガスクロマトグラフ質量分析(GCMS)デバイスを用いることにより測定できる。 The content of the organic solvent in the chemical solution can be measured by using a gas chromatograph mass spectrometry (GCMS) device.

有機溶剤の沸点は特に限定されない。ただし、有機溶剤の沸点は、半導体チップの製造歩留まり改善の点から、200℃未満であることが好ましい。本発明において、沸点は1atmでの沸点を意味する。 The boiling point of the organic solvent is not particularly limited. However, the boiling point of the organic solvent is preferably less than 200 ° C. from the viewpoint of improving the manufacturing yield of the semiconductor chip. In the present invention, the boiling point means the boiling point at 1 atm.

有機溶剤は特に限定されない。有機溶剤の例は、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、シス-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テート、乳酸エチル、メチルメトキシプロピオネート、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、酢酸ブチル、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、及びテトラヒドロフランを含む。 The organic solvent is not particularly limited. Examples of organic solvents are methanol, ethanol, 1-propanol, isopropanol, n-propanol, 2-methyl-1-propanol, n-butanol, 2-butanol, tert-butanol, 1-pentanol, 2-pentanol, 3-Pentanol, n-hexanol, cyclohexanol, 2-methyl-2-butanol, 3-methyl-2-butanol, 2-methyl-1-butanol, 3-methyl-1-butanol, 2-methyl-1- Pentanol, 2-methyl-2-pentanol, 2-methyl-3-pentanol, 3-methyl-1-pentanol, 3-methyl-2-pentanol, 3-methyl-3-pentanol, 4- Methyl-1-pentanol, 4-methyl-2-pentanol, 2-ethyl-1-butanol, 2,2-dimethyl-3-pentanol, 2,3-dimethyl-3-pentanol, 2,4- Dimethyl-3-pentanol, 4,4-dimethyl-2-pentanol, 3-ethyl-3-heptanol, 1-heptanol, 2-heptanol, 3-heptanol, 2-methyl-2-hexanol, 2-methyl- 3-hexanol, 5-methyl-1-hexanol, 5-methyl-2-hexanol, 2-ethyl-1-hexanol, methylcyclohexanol, trimethylcyclohexanol, 4-methyl-3-heptanol, 6-methyl-2- Heptanol, 1-octanol, 2-octanol, 3-octanol, 2-propyl-1-pentanol, 2,6-dimethyl-4-heptanol, 2-nonanol, 3,7-dimethyl-3-octanol, ethylene glycol, Propylene glycol, diethyl ether, dipropyl ether, diisopropyl ether, butyl methyl ether, butyl ethyl ether, butyl propyl ether, dibutyl ether, diisobutyl ether, tert-butyl methyl ether, tert-butyl ethyl ether, tert-butyl propyl ether, di -Tert-Butyl ether, dipentyl ether, diisoamyl ether, cyclopentylmethyl ether, cyclohexylmethyl ether, bromomethylmethyl ether, α, α-dichloromethylmethyl ether, chloromethylethyl ether, 2-chloroethylmethyl ether, 2-bromoethyl Methyl ether, 2,2-dichloroethyl methyl ether, 2-chloroethyl ethyl ether, 2-bromoe Chill ethyl ether, (±) -1,2-dichloroethyl ethyl ether, 2,2,2-trifluoroethyl ether, ethyl vinyl ether, butyl vinyl ether, allyl ethyl ether, allyl propyl ether, allyl butyl ether, diallyl ether, 2- Methoxypropen, ethyl-1-propenyl ether, cis-1-bromo-2-ethoxyethylene, 2-chloroethyl vinyl ether, allyl-1,1,2,2-tetrafluoroethyl ether, octane, isooctane, nonane, decane, Methylcyclohexane, decalin, xylene, ethylbenzene, diethylbenzene, cumene, sec-butylbenzene, simene, dipentene, methyl pyruvate, monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monomethyl ether. Acetate, ethyl lactate, methylmethoxypropionate, cyclopentanone, cyclohexanone, butyl acetate, γ-butyrolactone, diisoamyl ether, isoamyl acetate, chloroform, dichloromethane, 1,4-dioxane, hexyl alcohol, 2-heptanone, isoamyl acetate , And tetrahydrofuran.

本発明の特定の実施形態において、薬液はプリウェット液である。プリウェット液の種類は特に限定されない。プリウェット液の特定の例としては、シクロペンタノン(CyPe)、シクロヘキサノン(CyH)、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)、乳酸エチル(EL)のうちの少なくとも1つを含む。他の実施形態において、薬液は、ブチルアセテートといった現像液、又は4-メチル-2-ペンタノール(MIBC)といったリンス液であってよい。 In a particular embodiment of the invention, the drug solution is a pre-wet solution. The type of pre-wet liquid is not particularly limited. Specific examples of the pre-wet solution include cyclopentanone (CyPe), cyclohexanone (CyH), propylene glycol monomethyl ether (PGME), propylene glycol monoethyl ether (PGEE), propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), and propylene glycol. It contains at least one of monopropyl ether (PGPE) and ethyl lactate (EL). In other embodiments, the drug solution may be a developer such as butyl acetate or a rinse solution such as 4-methyl-2-pentanol (MIBC).

<不純物> <Impurities>

処理対象及び/又は薬液に含まれる不純物は、金属不純物、粒子、及び有機不純物や湿気等といったその他を含む。 Impurities contained in the treatment target and / or the chemical solution include metal impurities, particles, organic impurities, moisture and the like.

<金属不純物> <Metal impurities>

最も一般的な金属不純物は、鉄(Fe)、アルミニウム(Al)、クロミウム(Cr)、ニッケル(Ni)といった重金属、及びナトリウム(Na)とカルシウム(Ca)といったイオン性金属を含む。金属の種類によって、金属不純物は、酸化物の完全性を低下させ、MOSゲートスタックを劣化させ、デバイスの寿命等を短縮させる。本発明の製造方法による薬液製造装置により製造される薬液において、総微量金属含有量は、質量で0~300pptの所定の範囲内にあることが好ましく、0~150pptであることがより好ましい。 The most common metal impurities include heavy metals such as iron (Fe), aluminum (Al), chromium (Cr), nickel (Ni) and ionic metals such as sodium (Na) and calcium (Ca). Depending on the type of metal, metal impurities reduce the integrity of the oxide, degrade the MOS gate stack, shorten the life of the device, and the like. In the chemical solution produced by the chemical solution manufacturing apparatus according to the production method of the present invention, the total trace metal content is preferably in the predetermined range of 0 to 300 pt by mass, and more preferably 0 to 150 pt.

本発明において、金属不純物は、固体の形態で提供される金属不純物を指す(金属単体、粒子状金属含有化合物等)。 In the present invention, the metal impurity refers to a metal impurity provided in the form of a solid (elemental metal, particulate metal-containing compound, etc.).

<粒子> <Particles>

本発明において、0.03μm以上のサイズを有する計数対象を「粒子」又は「微粒子」と呼称する。液体媒体中の「粒子」の数は、光散乱式液中粒子計数器により計数され、LPC(液中粒子数)と呼ぶ。 In the present invention, a counting object having a size of 0.03 μm or more is referred to as “particle” or “fine particle”. The number of "particles" in the liquid medium is counted by a light scattering type liquid particle counter and is called LPC (number of particles in liquid).

粒子の例は、ほこり、ごみ、有機固形物、無機固形物を含む。粒子はコロイド化した金属原子の不純物をも含んでよい。容易にコロイド化する金属原子の種類は特に限定されないが、Na、K、Ca、Fe、Cu、Mg、Mn、Li、Al、Cr、Ni、Zn、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よい。本発明の薬液製造装置により調製された薬液において、0.03μm以上のサイズを有する粒子の合計数は、薬液1ml毎に100以下の所定の範囲内にあることが好ましい。 Examples of particles include dust, debris, organic solids, inorganic solids. The particles may also contain impurities of colloidal metal atoms. The type of metal atom that is easily colloidalized is not particularly limited, but at least one selected from the group consisting of Na, K, Ca, Fe, Cu, Mg, Mn, Li, Al, Cr, Ni, Zn, and Pb. It may contain metal atoms. In the chemical solution prepared by the chemical solution producing apparatus of the present invention, the total number of particles having a size of 0.03 μm or more is preferably within a predetermined range of 100 or less per 1 ml of the chemical solution.

<有機不純物> <Organic impurities>

有機不純物は、薬液に提供される主成分としての有機溶剤とは異なる化合物を意味し、薬液の全質量に対し5000質量ppm以下の含有量において含まれる有機物が有機不純物に相当し、有機溶剤には相当しないことを指す。 The organic impurity means a compound different from the organic solvent as the main component provided in the chemical solution, and the organic substance contained in the content of 5000 mass ppm or less with respect to the total mass of the chemical solution corresponds to the organic impurity and becomes an organic solvent. Indicates that it does not correspond.

揮発性有機化合物は、クリーンルーム内でさえ周囲空気中に存在する。有機不純物によっては、出荷及び保管装置に由来するものもあれば、最初から原材料に含まれるものもある。有機不純物の他の例には、有機溶剤が合成されるときに生成される副産物、及び/又は未反応の反応物を含む。 Volatile organic compounds are present in the ambient air even in clean rooms. Some organic impurities are derived from shipping and storage equipment, while others are included in the raw materials from the beginning. Other examples of organic impurities include by-products produced when the organic solvent is synthesized and / or unreacted reactants.

薬液中の有機不純物の合計含有量は特に限定されない。半導体デバイスの製造歩留まりを改善する点から、有機不純物の合計含有量は、薬液の全質量に対し、0.1~5000質量ppmであることが好ましく、1~2000質量ppmであることがより好ましく、1~1000質量ppmであることが更に好ましく、1~500質量ppmであることが特に好ましく、1~100質量ppmであることが最も好ましい。 The total content of organic impurities in the chemical solution is not particularly limited. From the viewpoint of improving the manufacturing yield of the semiconductor device, the total content of organic impurities is preferably 0.1 to 5000 mass ppm, more preferably 1 to 2000 mass ppm, based on the total mass of the chemical solution. It is more preferably 1 to 1000 mass ppm, particularly preferably 1 to 500 mass ppm, and most preferably 1 to 100 mass ppm.

薬液中の有機不純物の含有量は、ガスクロマトグラフ質量分析(GCMS)デバイスを用いることにより測定できる。 The content of organic impurities in the chemical solution can be measured by using a gas chromatograph mass spectrometry (GCMS) device.

<薬液製造装置> <Chemical solution manufacturing equipment>

図1は、本発明のいくつかの実施形態による例示的な薬液製造装置の構成を示す概略図である。図1に示されるように、薬液製造装置10は、例えば処理対象材料又は前処理済薬液といった、材料を保持又は搬送するよう構成された処理対象供給ユニット20に接続される。処理対象材料は、微粒子、有機不純物、金属不純物等といった、望まれない混入物の数が所定の範囲内に管理され制限された薬液を生成又は製造するため、薬液製造装置10により処理される。いくつかの実施形態において、薬液は、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テート、乳酸エチル、メトキシプロピオン酸、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、γ-ブチロラクトン、ジイソアミルエーテル、4-メチル-2-ペンタノール等を含むが、これに限定されない。処理対象供給ユニット20は、薬液製造装置10に処理対象材料を連続的又は断続的に供給する限り、特に限定されない。処理対象供給ユニット20は、材料受取タンク、レベルゲージ(図示せず)といったセンサ、ポンプ(図示せず)、処理対象材料(図示せず)の流入を制御するためのバルブ等を含んでよい。図1において、薬液製造装置10は1つの処理対象供給ユニットの20に接続されている。しかし、本発明はこれに限定されない。いくつかの実施形態において、複数の処理対象供給ユニット20が、薬液製造装置10により処理すべき処理対象材料の各種類のため、並列に提供される。 FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an exemplary chemical solution manufacturing apparatus according to some embodiments of the present invention. As shown in FIG. 1, the chemical solution manufacturing apparatus 10 is connected to a processing target supply unit 20 configured to hold or transport a material, for example, a processing target material or a pretreated chemical solution. The material to be treated is processed by the chemical solution manufacturing apparatus 10 in order to generate or produce a chemical solution in which the number of unwanted contaminants such as fine particles, organic impurities, metal impurities and the like is controlled within a predetermined range and is limited. In some embodiments, the drug solution is monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl lactate, methoxypropionic acid, cyclopentanone, cyclohexanone, γ-butyrolactone, diisoamyl. It includes, but is not limited to, ether, 4-methyl-2-pentanol and the like. The treatment target supply unit 20 is not particularly limited as long as the treatment target material is continuously or intermittently supplied to the chemical solution manufacturing apparatus 10. The processing target supply unit 20 may include a material receiving tank, a sensor such as a level gauge (not shown), a pump (not shown), a valve for controlling the inflow of the processing target material (not shown), and the like. In FIG. 1, the chemical liquid manufacturing apparatus 10 is connected to 20 of one processing target supply unit. However, the present invention is not limited to this. In some embodiments, a plurality of processing target supply units 20 are provided in parallel for each type of processing target material to be processed by the chemical liquid manufacturing apparatus 10.

図1に示されるように、薬液製造装置10は、少なくとも1つの第1の精製システム110を含む。特定の例示的な実施形態において、薬液製造装置10は、処理対象材料の温度を特定の温度範囲に設定するための熱交換器100を含んでよい。このようにして、薬液製造装置10に充填される処理対象材料は実質的に一定温度に保たれる。熱交換器100は、例えば、処理対象供給ユニット20と第1の精製システム110との間に配置される。いくつかの実施形態において、処理対象材料の温度は、周囲温度(例えば、室温)である。 As shown in FIG. 1, the chemical solution manufacturing apparatus 10 includes at least one first purification system 110. In certain exemplary embodiments, the chemical manufacturing apparatus 10 may include a heat exchanger 100 for setting the temperature of the material to be treated to a particular temperature range. In this way, the material to be processed filled in the chemical liquid manufacturing apparatus 10 is kept at a substantially constant temperature. The heat exchanger 100 is arranged, for example, between the processing target supply unit 20 and the first purification system 110. In some embodiments, the temperature of the material to be treated is ambient temperature (eg, room temperature).

やはり図1を参照し、第1の精製システム110は、それぞれが特定の精製機能(濾過ユニットの様式又は媒体)を有し、特定の処理を提供する、少なくとも1以上の濾過媒体114(精製手段)を含む。例えば、精製システム110は、イオン交換膜とイオン吸着膜から選択された少なくとも1つの濾過媒体114(114a、114b、又は114c)を含んでよい。いくつかの実施形態において、精製システム110は、少なくとも1つの粒子除去フィルタと、少なくとも1つのイオン交換膜及び/又はイオン吸着膜とを含む。更に、1以上の濾過媒体114は、供給業者から市販されている高品質級の製品である。 Also referring to FIG. 1, the first purification system 110 has at least one or more filtration media 114 (purification means), each of which has a particular purification function (form or medium of filtration unit) and provides a particular treatment. )including. For example, the purification system 110 may include at least one filtration medium 114 (114a, 114b, or 114c) selected from an ion exchange membrane and an ion adsorption membrane. In some embodiments, the purification system 110 comprises at least one particle removal filter and at least one ion exchange membrane and / or ion adsorption membrane. Further, the one or more filtration media 114 are high quality products commercially available from the supplier.

特定の例示的な実施形態において、1以上の濾過媒体114は、それぞれ区画化され、1以上の筐体112に収容される。例えば、第1の精製システム110は、第1の筐体112a、第2の筐体112b、第3の筐体112cから選択された少なくとも1つの筐体112を含んでよく、少なくとも1つの筐体112は、その内に濾過媒体114の1以上のユニットを含み収容する。換言すれば、上記例によると、第1の精製システム110は、1つの筐体112のみ(第1の筐体112a、第2の筐体112b、又は第3の筐体112cのいずれか)、又は2つの筐体112(第1の筐体112a、第2の筐体112b、第3の筐体112cののうちの任意の2つの組合せ)、又は3つの筐体112(第1の筐体112a、第2の筐体112b、第3の筐体112c)を含んでよい。上記例は例示目的のみであり、筐体の数は示された例に限定されないことに注意されたい。他の例示的な実施形態において、第1の精製システム110は、上記の第1、第2及び/又は第3の筐体(112a、112b、112c)に加え、例えば、1、2、3、6、又は10以上の、より多くの筐体112を含んでよい。 In certain exemplary embodiments, the one or more filtration media 114 are each compartmentalized and housed in one or more enclosures 112. For example, the first purification system 110 may include at least one enclosure 112 selected from a first enclosure 112a, a second enclosure 112b, and a third enclosure 112c, and may include at least one enclosure. 112 contains and accommodates one or more units of the filtration medium 114 therein. In other words, according to the above example, the first purification system 110 has only one housing 112 (either the first housing 112a, the second housing 112b, or the third housing 112c). Or two housings 112 (any combination of any two of the first housing 112a, the second housing 112b, and the third housing 112c), or the three housings 112 (first housing). 112a, a second housing 112b, a third housing 112c) may be included. Note that the above examples are for illustrative purposes only and the number of enclosures is not limited to the examples shown. In another exemplary embodiment, the first purification system 110 is, for example, 1, 2, 3, in addition to the first, second and / or third enclosures (112a, 112b, 112c) described above. 6 or more, more than 10 enclosures 112 may be included.

代替的な例示的な実施形態において、分離された筐体112がなくてよく、1以上の濾過媒体114は第1の精製システム110において区画化されないよう構成される。更に他の例示的な実施形態において、第1の精製システム110は、1以上の濾過媒体114に加え、他の精製モジュール(図示せず)も含んでよい。 In an alternative exemplary embodiment, there is no need for a separate enclosure 112 and one or more filtration media 114 are configured not to be compartmentalized in the first purification system 110. In yet another exemplary embodiment, the first purification system 110 may include one or more filtration media 114 as well as other purification modules (not shown).

やはり図1を参照し、第1の筐体112aは第1の濾過媒体114aの1以上のユニットを含んでよく、第2の筐体112bは第2の濾過媒体114bの1以上のユニットを含んでよく、第3の筐体112cは第3の濾過媒体114cの1以上のユニットを含んでよく、第1、第2、第3の濾過媒体114a、114b、114cは機能又は性能が異なり、異なる精製処理を提供してよく、それぞれ、各選択された筐体(112a、112b、112c)に収容された濾過媒体114(114a、114b、114c)の1以上のユニットが同一又は類似の精製機能、物理化学的特性、細孔径及び/又は構成材料等を有する。例として、第1の精製システム110は、それぞれ、第1の筐体112a、第2の筐体112b、第3の筐体112cに収容された、1以上の粒子除去フィルタ、1以上のイオン交換膜、1以上のイオン吸着膜を含んでよい。もう1つの例において、第1の精製システム110は、それぞれ、第1の筐体112aと第2の筐体112bに収容された、1以上の粒子除去フィルタと1以上のイオン交換膜(又は1以上のイオン吸着膜)を含んでよい。更にもう1つの例において、第1の精製システム110は、それぞれ、第1の筐体112aと第2の筐体112bに収容された、1以上のイオン交換膜と1以上のイオン吸着膜を含んでよい。上記例は例示目的のみであり、限定することを意図していないことに注意されたい。 Also referring to FIG. 1, the first housing 112a may contain one or more units of the first filtration medium 114a and the second housing 112b contains one or more units of the second filtration medium 114b. The third housing 112c may include one or more units of the third filtration medium 114c, and the first, second, and third filtration media 114a, 114b, 114c have different functions or performances and are different. Purification treatment may be provided, each of which has one or more units of filtration medium 114 (114a, 114b, 114c) housed in each selected enclosure (112a, 112b, 112c) having the same or similar purification function. It has physicochemical properties, pore diameter and / or constituent materials and the like. As an example, the first purification system 110 has one or more particle removal filters and one or more ion exchanges housed in the first housing 112a, the second housing 112b, and the third housing 112c, respectively. The membrane may include one or more ion adsorption membranes. In another example, the first purification system 110 has one or more particle removal filters and one or more ion exchange membranes (or 1) housed in the first housing 112a and the second housing 112b, respectively. The above ion adsorption membrane) may be included. In yet another example, the first purification system 110 comprises one or more ion exchange membranes and one or more ion adsorption membranes housed in the first housing 112a and the second housing 112b, respectively. It's fine. Note that the above examples are for illustrative purposes only and are not intended to be limiting.

図1に示されるように、第1の精製システム110は、少なくとも1つの筐体112の進入口の上流に構成された温度制御ユニット180も含む。本発明の実施形態によると、温度制御ユニット180は、1以上のイオン交換膜又は1以上のイオン吸着膜を収容する選択された筐体112の進入口の上流に構成され、選択された筐体112を通過する処理対象材料の温度が所定の最適温度範囲に制限される。温度制御ユニット180は、選択された筐体112の進入口の上流側で、市販の再循環加熱/冷却ユニット、復水器、又は、例えば配管に取り付けられた熱交換器を含むが、これに限定されない。 As shown in FIG. 1, the first purification system 110 also includes a temperature control unit 180 configured upstream of the entrance of at least one housing 112. According to an embodiment of the present invention, the temperature control unit 180 is configured and configured upstream of the entrance and exit of the selected housing 112 that houses one or more ion exchange membranes or one or more ion adsorption membranes. The temperature of the material to be processed passing through 112 is limited to a predetermined optimum temperature range. The temperature control unit 180 includes a commercially available recirculation heating / cooling unit, a condenser, or, for example, a heat exchanger attached to a pipe, upstream of the inlet of the selected housing 112. Not limited.

いくつかの例示的な実施形態において、温度制御ユニット180は冷却ユニットを含み、温度制御ユニット180は約80°F以下、好ましくは約65°F以下の温度に設定され、処理対象の温度は、選択された筐体112内の1以上のイオン交換膜又は1以上のイオン吸着膜を通過するとき、約80°F以下に制限される。他の実施形態において、温度制御ユニット180は、約30~70°Fの温度範囲内に設定される。更に他の実施形態において、温度制御ユニット180は約41~67°Fの温度範囲内に設定されることが好ましい。代替的な実施形態において、温度制御ユニットは約50~65°Fの温度範囲内に設定されることがより好ましい。本発明の特定の実施形態によると、温度制御ユニット180は70°F以上に上昇することが回避される。いくつかの実施形態において、温度制御ユニット180は68.5°F以上へ上昇することが防止される。更に他の実施形態において、温度制御ユニット180は67.5°F以上に上昇することが制限される。 In some exemplary embodiments, the temperature control unit 180 includes a cooling unit, the temperature control unit 180 is set to a temperature of about 80 ° F. or less, preferably about 65 ° F. or less, and the temperature of the object to be treated is. When passing through one or more ion exchange membranes or one or more ion adsorption membranes in the selected housing 112, the temperature is limited to about 80 ° F. or less. In another embodiment, the temperature control unit 180 is set within a temperature range of about 30-70 ° F. In yet another embodiment, the temperature control unit 180 is preferably set within a temperature range of about 41-67 ° F. In an alternative embodiment, it is more preferred that the temperature control unit be set within a temperature range of about 50-65 ° F. According to a particular embodiment of the invention, the temperature control unit 180 is prevented from rising above 70 ° F. In some embodiments, the temperature control unit 180 is prevented from rising above 68.5 ° F. In yet another embodiment, the temperature control unit 180 is restricted from rising above 67.5 ° F.

図1に表された例のように、温度制御ユニット180は、第1の筐体112aと第2の筐体112bとの間に構成され、処理対象材料の温度は温度制御ユニット180により、処理対象材料材料が第2の筐体112b内に充填され処理される前に65°F以下に調整され、第2の筐体112bは、1以上のイオン交換濾過媒体又は1以上のイオン吸着濾過媒体のいずれかを収容する。上記例において、第1の筐体112aは1以上の粒子除去フィルタを含んでよく、粒子除去フィルタは、例えば20nm以上の細孔径を有してよい。上記例において例示された筐体112と濾過媒体114の配置順序は例示目的のみであり、限定することを意図していないことを理解されたい。 As in the example shown in FIG. 1, the temperature control unit 180 is configured between the first housing 112a and the second housing 112b, and the temperature of the material to be processed is processed by the temperature control unit 180. Target Material The material is adjusted to 65 ° F. or less before being filled and processed in the second housing 112b, and the second housing 112b is one or more ion exchange filtration media or one or more ion adsorption filtration media. Accommodates any of. In the above example, the first housing 112a may include one or more particle removal filters, and the particle removal filter may have, for example, a pore diameter of 20 nm or more. It should be understood that the arrangement order of the housing 112 and the filtration medium 114 exemplified in the above example is for illustrative purposes only and is not intended to be limiting.

温度制御ユニット180の位置は上記に示された例に限定されないことに注意されたい。他の例示的な実施形態において、温度制御ユニット180は第1の筐体112aの入口の上流に構成されてよく、第1の筐体112aは1以上のイオン交換膜又は1以上のイオン吸着膜を収容する。これに関し、もう1つの温度制御ユニットが後続の筐体(例えば筐体112b及び/又は112c)の入口の前の第1の筐体112aの下流に取り付けられても取り付けられなくてもよい。第1の筐体112aの下流のもう1つの温度制御ユニットの構成は、ポンプといった処理対象材料中に熱エネルギーを再導入しうる他の手段又は機器が、第1の筐体112aと、他の又は追加的なイオン交換媒体及び/又はイオン吸着媒体を収容する後続の筐体(例えば、第2の筐体112b又は第3の筐体112c)との間に導入又は配置されないという条件において、任意である。 Note that the position of the temperature control unit 180 is not limited to the examples shown above. In another exemplary embodiment, the temperature control unit 180 may be configured upstream of the inlet of the first housing 112a, where the first housing 112a is one or more ion exchange membranes or one or more ion adsorption membranes. To accommodate. In this regard, another temperature control unit may or may not be attached downstream of the first enclosure 112a in front of the inlet of subsequent enclosures (eg, enclosure 112b and / or 112c). The configuration of another temperature control unit downstream of the first housing 112a is such that other means or equipment capable of reintroducing thermal energy into the material to be processed, such as a pump, is the first housing 112a and another. Or optional, provided that it is not introduced or placed between an additional ion exchange medium and / or a subsequent enclosure (eg, a second enclosure 112b or a third enclosure 112c) accommodating an ion adsorption medium. Is.

特定の例示的な実施形態において、第1の精製システム110において分離された筐体112がなくてよく、1以上の濾過媒体114は第1の精製システム110において区画化されないよう構成される。例えば、第1の精製システム110は、第1の精製システム110内部で共に連結された取替可能な濾過媒体114(114a、114b、114c)を含む多段階システムであり、処理対象材料は濾過媒体114(114a、114b、114c)を流れ落ちる。これに関して、温度制御ユニット180は、処理対象材料が通過する又は流れ落ちる第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構成されてよい。例えば、第1の精製システム110が、順番にその供給口110aの下流で、粒子除去フィルタA、粒子除去フィルタB、イオン交換膜A、イオン交換膜B、イオン吸着膜Aを収容する場合、温度制御ユニット180は、処理対象材料がイオン交換膜A及び後続のイオン交換膜Bとイオン吸着膜Aを通過して処理される前に、処理対象材料の温度を約80°F以下、好ましくは約65°F以下に調整し制限するため、粒子除去フィルタBとイオン交換膜Aとの間に構成されてよい。上記例は例示目的のみであり、限定することを意図していないことに注意されたい。 In certain exemplary embodiments, there is no need for a separate enclosure 112 in the first purification system 110, and one or more filtration media 114 are configured not to be partitioned in the first purification system 110. For example, the first purification system 110 is a multi-stage system including replaceable filtration media 114 (114a, 114b, 114c) coupled together inside the first purification system 110, and the material to be processed is a filtration medium. It flows down 114 (114a, 114b, 114c). In this regard, the temperature control unit 180 may be configured at any position upstream of the first ion exchange membrane or ion adsorption membrane through which or flows down the material to be treated. For example, when the first purification system 110 sequentially accommodates the particle removal filter A, the particle removal filter B, the ion exchange membrane A, the ion exchange membrane B, and the ion adsorption membrane A downstream of the supply port 110a, the temperature. The control unit 180 sets the temperature of the material to be treated to about 80 ° F or less, preferably about 80 ° F or less, before the material to be treated passes through the ion exchange membrane A and the subsequent ion exchange membrane B and the ion adsorption membrane A to be treated. It may be configured between the particle removal filter B and the ion exchange membrane A in order to adjust and limit the temperature to 65 ° F or less. Note that the above examples are for illustrative purposes only and are not intended to be limiting.

他の例において、温度制御ユニット180は、処理対象材料がイオン交換膜A及び後続のイオン交換膜Bとイオン吸着Aにより処理されるとき、処理対象材料の温度が上述した温度範囲、例えば80°F以下、好ましくは65°F以下に抑えられるよう維持される限り、粒子除去フィルタAの上流、又は粒子除去フィルタAとBとの間に構成されてよい。 In another example, in the temperature control unit 180, when the material to be treated is treated by the ion exchange membrane A and the subsequent ion exchange membrane B and the ion adsorption membrane A, the temperature of the material to be treated is in the above-mentioned temperature range, for example, 80. It may be configured upstream of the particle removal filter A or between the particle removal filters A and B as long as it is maintained at ° F or less, preferably 65 ° F or less.

いくつかの例示的な実施形態において、第1の精製システム110は、部分的に精製された処理対象が第1の精製システム110へ戻され、再度第1の精製システム110により処理されるよう再循環するための、再循環導管160hも含んでよい。また、もう1つの温度制御ユニット/熱交換器170が再循環導管160hに沿って構成されてよい。特定の実施形態において、温度制御ユニット170は、やはり約80°F以下、好ましくは約65°F以下の温度に設定されてよく、部分的に精製された処理対象の温度は第1の精製システム110へと再循環されるとき約80°F以下に制限される。図1に示される例において、再循環導管160hは第1の精製システム110の流出口110bの上流側に配置される。他の例において、再循環導管116hは流出口110bの下流側に構成されてよい。必要に応じ、ポンプとバルブが、処理対象供給ユニット20、熱交換器100、第1の精製システム110等で、様々な導管、流出口、供給口に取り付けられてよい。 In some exemplary embodiments, the first purification system 110 is re-processed so that the partially purified object is returned to the first purification system 110 and processed again by the first purification system 110. A recirculation conduit 160h for circulation may also be included. Further, another temperature control unit / heat exchanger 170 may be configured along the recirculation conduit 160h. In certain embodiments, the temperature control unit 170 may also be set to a temperature of about 80 ° F. or less, preferably about 65 ° F. or less, and the temperature of the partially purified object is the first purification system. Limited to about 80 ° F or less when recirculated to 110. In the example shown in FIG. 1, the recirculation conduit 160h is located upstream of the outlet 110b of the first purification system 110. In another example, the recirculation conduit 116h may be configured downstream of the outlet 110b. If desired, pumps and valves may be attached to various conduits, outlets, supply ports, etc., such as the processing target supply unit 20, heat exchanger 100, first purification system 110, and the like.

上述した非限定的な実施形態によると、薬液製造装置10は、第1の精製システム110と直接的又は間接的に連通する第2の精製システム120を更に含み、第2の精製システム120は1以上の濾過媒体124を含む。図1に示された例示的な実施形態において、第2の精製システム120は第1の精製システム110の下流に配置される。ただし、第1の精製システム110と第2に精製システム120の相対的構成は上記に示された例に限定されないことに注意されたい。 According to the non-limiting embodiment described above, the chemical solution manufacturing apparatus 10 further includes a second purification system 120 that directly or indirectly communicates with the first purification system 110, and the second purification system 120 is 1. The above filtration medium 124 is included. In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the second purification system 120 is located downstream of the first purification system 110. However, it should be noted that the relative configuration of the first purification system 110 and the second purification system 120 is not limited to the examples shown above.

第2の精製システム120内の1以上の濾過媒体124は、それぞれ、区画化され1以上の筐体122に収容されてよい。例えば、第2の精製システム120は、第4の筐体122a、第5の筐体122b、第6の筐体122cから選択された少なくとも1つの筐体122を含んでよく、少なくとも1つの筐体122は、その内に濾過媒体124の1以上のユニットを含み収容する。換言すれば、第2の精製システム120は、1、2、又は3つの筐体122を含んでよい。他の例示的な実施形態において、第2の精製システム120は、第4の筐体122a、第5の筐体122b、第6の筐体122cに加え、より多くの筐体122を含んでよい。更に、分離された筐体122がなくてよく、1以上の濾過媒体124は第2の精製システム120において区画化されないよう構成される。更に他の例示的な実施形態において、第2の精製システム120は、1以上の濾過媒体124に加え、他の図示されていない精製モジュールを含んでもよい。 Each of the one or more filtration media 124s in the second purification system 120 may be compartmentalized and housed in one or more enclosures 122. For example, the second purification system 120 may include at least one enclosure 122 selected from a fourth enclosure 122a, a fifth enclosure 122b, a sixth enclosure 122c, and at least one enclosure. 122 contains and accommodates one or more units of the filtration medium 124 therein. In other words, the second purification system 120 may include one, two, or three enclosures 122. In another exemplary embodiment, the second purification system 120 may include a fourth enclosure 122a, a fifth enclosure 122b, a sixth enclosure 122c, as well as more enclosures 122. .. Further, there is no need for a separate enclosure 122, and one or more filtration media 124s are configured to be non-partitioned in the second purification system 120. In yet another exemplary embodiment, the second purification system 120 may include one or more filtration media 124 plus other purification modules not shown.

上述した例によると、第4の筐体122aは第4の濾過媒体124aの1以上のユニットを含んでよく、第5の筐体122bは第5の濾過媒体124bの1以上のユニットを含んでよく、第6の筐体122cは第6の濾過媒体124cの1以上のユニットを含んでよく、第4の濾過媒体124a、第5の濾過媒体124b、第6の濾過媒体124cは機能又は性能が異なり、異なる精製処理を提供してよく、それぞれ、各選択された筐体122(122a、122b、122c)に収容された濾過媒体124(124a、124b、124c)の1以上のユニットが同一又は類似の精製機能、物理化学的特性、細孔径及び/又は構成材料等を有する。例えば、第2の精製システム120は、粒子除去フィルタ、イオン交換膜、イオン吸着膜から選択された濾過媒体124(124a、124b、124c)を含んでよい。 According to the example described above, the fourth housing 122a may contain one or more units of the fourth filtration medium 124a, and the fifth housing 122b may contain one or more units of the fifth filtration medium 124b. Often, the sixth enclosure 122c may include one or more units of the sixth filtration medium 124c, the fourth filtration medium 124a, the fifth filtration medium 124b, and the sixth filtration medium 124c having a function or performance. Different and different purification treatments may be provided, each with one or more units of filtration medium 124 (124a, 124b, 124c) housed in each selected enclosure 122 (122a, 122b, 122c) being the same or similar. Has a purification function, physicochemical properties, pore diameter and / or constituent materials, etc. For example, the second purification system 120 may include a filtration medium 124 (124a, 124b, 124c) selected from a particle removal filter, an ion exchange membrane, and an ion adsorption membrane.

第1の精製システム110に類似し、温度制御ユニット190が1以上のイオン交換膜又は1以上のイオン吸着膜を収容する筐体122の入口の上流に構成されてよく、筐体122を通過する薬液の温度が所定の最適温度範囲に制限される。第2の精製システム120に採用される温度制御ユニット190の応用の原理、配置、仕様は、段落[0051]~[0058]に例示された第1の精製システム110で説明したものに類似する。 Similar to the first purification system 110, the temperature control unit 190 may be configured upstream of the inlet of the housing 122 accommodating one or more ion exchange membranes or one or more ion adsorption membranes and passes through the housing 122. The temperature of the chemical solution is limited to a predetermined optimum temperature range. The principle, arrangement, and specifications of the application of the temperature control unit 190 adopted in the second purification system 120 are similar to those described in the first purification system 110 exemplified in paragraphs [0051] to [0058].

図1に表された例示的な実施形態によると、温度制御ユニット190は第4の筐体122aの進入口の上流側に構成されてよく、第4の筐体122aは1以上のイオン交換膜又はイオン吸着膜を収容し、処理対象の温度は、処理対象材料が第2の精製システム120の第4の筐体122a内に進入する前に、温度制御ユニット190により約80°F以下、好ましくは約65°F以下に調整される。他の実施形態において、温度制御ユニット190は約30~70°Fの温度範囲内に設定される。更に他の実施形態において、温度制御ユニット190は約41~67°Fの温度範囲内に設定されることが好ましい。代替的な実施形態において、温度制御ユニット190は約50~65°Fの温度範囲内に設定されることがより好ましい。特定の実施形態において、温度制御ユニット190は70°F以上の温度に設定されることが回避されることに注意されたい。いくつかの実施形態において、温度制御ユニット190は68.5°F以上に上昇すること防止される。更に他の実施形態において、温度制御ユニット190は67.5°F以上に上昇することを制限される。例として、第5又は第6の筐体(122b又は122c)は10nm以下の孔径を有する1以上の粒子除去フィルタを含んでよい。 According to the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the temperature control unit 190 may be configured on the upstream side of the entrance of the fourth housing 122a, and the fourth housing 122a may have one or more ion exchange membranes. Alternatively, the ion adsorption membrane is housed and the temperature to be treated is preferably about 80 ° F. or less by the temperature control unit 190 before the material to be treated enters the fourth housing 122a of the second purification system 120. Is adjusted to about 65 ° F or less. In another embodiment, the temperature control unit 190 is set within a temperature range of about 30-70 ° F. In yet another embodiment, the temperature control unit 190 is preferably set within a temperature range of about 41-67 ° F. In an alternative embodiment, it is more preferred that the temperature control unit 190 is set within a temperature range of about 50-65 ° F. Note that in certain embodiments, the temperature control unit 190 is avoided from being set to a temperature above 70 ° F. In some embodiments, the temperature control unit 190 is prevented from rising above 68.5 ° F. In yet another embodiment, the temperature control unit 190 is restricted from rising above 67.5 ° F. As an example, the fifth or sixth enclosure (122b or 122c) may include one or more particle removal filters having a pore size of 10 nm or less.

上記例に例示された筐体122と濾過媒体124の配置順序は例示目的のみであり、限定することを意図していないことに注意されたい。いくつかの実施形態において、温度制御ユニット190は、第2の精製システム120内の第4の筐体122aと第5の筐体122bとの間に構成されてよく、処理対象材料の温度は、処理対象材料が第5の筐体122b内に充填される前に、温度制御ユニット190により所望の温度範囲に調整され、第5の筐体112bはイオン交換濾過媒体114b又はイオン吸着濾過媒体114bのいずれかを収容し、第4の筐体122aは1以上の粒子除去フィルタを含んでよい。更に、もう1つの温度制御ユニットが第5の筐体122bの下流に取り付けられても取り付けられなくてもよい。もう1つの温度制御ユニットの取付けは、ポンプといった処理対象材料に熱エネルギーを再導入しうる他の手段又は機器が、第5の筐体122bと、他のイオン交換媒体又はイオン吸着媒体を収容する後続の筐体(例えば、第6の筐体122c)との間に導入又は配置されないという条件において、任意である。温度制御ユニット190の位置は上記に示された例に限定されないことを理解されたい。 It should be noted that the arrangement order of the housing 122 and the filtration medium 124 exemplified in the above example is for illustrative purposes only and is not intended to be limited. In some embodiments, the temperature control unit 190 may be configured between the fourth housing 122a and the fifth housing 122b in the second purification system 120, and the temperature of the material to be processed may be determined. Before the material to be processed is filled in the fifth housing 122b , the temperature control unit 190 adjusts the temperature to a desired temperature range, and the fifth housing 112b is the ion exchange filtration medium 114b or the ion adsorption filtration medium 114b. Containing either, the fourth housing 122a may include one or more particle removal filters. Further, another temperature control unit may or may not be attached downstream of the fifth housing 122b. In the installation of another temperature control unit, another means or device capable of reintroducing thermal energy into the material to be processed, such as a pump, accommodates the fifth housing 122b and another ion exchange medium or ion adsorption medium. It is optional, provided that it is not introduced or placed with a subsequent enclosure (eg, sixth enclosure 122c ). It should be understood that the location of the temperature control unit 190 is not limited to the examples shown above.

いくつかの例示的な実施形態において、第2の精製システム120は、部分的に精製された処理対象が第2の精製システム120へ戻され、再度第2の精製システム120により処理されるよう再循環するための、再循環導管160fを含んでもよい。また、もう1つの温度制御ユニット/熱交換器が再循環導管160fに沿って構成されてよい。 In some exemplary embodiments, the second purification system 120 is re-processed so that the partially purified subject is returned to the second purification system 120 and processed again by the second purification system 120 . A recirculation conduit 160f for circulation may be included. Further, another temperature control unit / heat exchanger may be configured along the recirculation conduit 160f.

<薬液を製造する方法> <Method of manufacturing chemicals>

図2は、本発明のいくつかの実施形態による例示的な薬液を製造する方法における処理ステップのフロー図である。 FIG. 2 is a flow chart of processing steps in a method for producing an exemplary chemical solution according to some embodiments of the present invention.

図1と2の両方を参照し、いくつかの実施形態による薬液を製造する方法は、薬液を製造するためにステップ10において薬液製造装置10を提供することを含む。本発明の例示的な実施形態によると、薬液製造装置10は、1以上の第1の濾過媒体114を収容する1つの第1の精製システム110を少なくとも含み、第1の濾過媒体114は、少なくとも1以上のイオン交換膜及び/又は1以上のイオン吸着膜を含む。特定の実施形態において、薬液製造装置10は少なくとも第1の精製システム110に加え、第2の精製システム120を含む。 With reference to both FIGS. 1 and 2, the method of producing a drug solution according to some embodiments comprises providing the drug solution manufacturing apparatus 10 in step 10 for producing the drug solution. According to an exemplary embodiment of the invention, the chemical solution manufacturing apparatus 10 includes at least one first purification system 110 containing one or more first filtration media 114, and the first filtration medium 114 is at least. Includes one or more ion exchange membranes and / or one or more ion adsorption membranes. In a particular embodiment, the drug solution manufacturing apparatus 10 includes at least the first purification system 110 and a second purification system 120.

次にステップ30を参照し、前処理済薬液又は処理対象材料が薬液製造装置10の第1の精製システム110へと送られる。処理対象材料は、鉄(Fe)、クロミウム(Cr)、ニッケル(Ni)、鉛(Pb)からなる金属元素の群から選択された金属成分を含む有機溶剤を含み、前処理済薬液中の金属成分の含有量は約0.1~1000質量pptの範囲である。他の実施形態において、前処理済薬液に含まれる金属成分の含有量は200~1000質量pptであってよい。更に他の実施形態において、前処理済薬液に含まれる金属成分の含有量は500~1000質量pptの範囲である。 Next, referring to step 30, the pretreated chemical solution or the material to be treated is sent to the first purification system 110 of the chemical solution manufacturing apparatus 10. The material to be treated contains an organic solvent containing a metal component selected from the group of metal elements consisting of iron (Fe), chromium (Cr), nickel (Ni) and lead (Pb), and the metal in the pretreated chemical solution. The content of the component is in the range of about 0.1 to 1000 mass ppt. In another embodiment, the content of the metal component contained in the pretreated chemical solution may be 200 to 1000 mass ppt. In yet another embodiment, the content of the metal component contained in the pretreated chemical solution is in the range of 500 to 1000 mass ppt.

やはり図1と2を参照し、薬液を製造する方法は、ステップ40において処理対象材料の温度を所定の最適温度範囲に調整することを含む。より具体的には、本発明の特定の実施形態によると、処理対象材料の温度は、1以上のイオン交換膜又は1以上のイオン吸着膜を収容する筐体112の進入口に進入する前に、約65°F以下に調整される。例えば、図1に示される例によると、処理対象材料の温度は、第2の筐体112bに進入する前に、約80°F以下、好ましくは約65°F以下に調整され、第2の筐体112bを通過する処理対象材料の温度は約80°F以下の所定の最適温度範囲に制限される。いくつかの実施形態において、処理対象材料の温度は約30~70°Fの温度範囲内に調整されてよい。更に他の実施形態において、処理対象材料の温度は約41~67°Fの温度範囲内に制限されることが好ましい。代替的な実施形態において、処理対象材料の温度は約50~65°Fの温度範囲内に制限されることがより好ましい。本発明のいくつかの実施形態によると、処理対象材料の温度は70°F以上に上昇することを制限される。他の実施形態において、処理対象材料の温度は68.5°F以上に上昇することを制限される。更に他の実施形態において、処理対象材料の温度は67.5°F以上に上昇することを制限される。 Also referring to FIGS. 1 and 2, the method of producing a chemical solution comprises adjusting the temperature of the material to be treated to a predetermined optimum temperature range in step 40. More specifically, according to a particular embodiment of the invention, the temperature of the material to be treated is before entering the entrance of the housing 112 containing one or more ion exchange membranes or one or more ion adsorption membranes. , Adjusted to about 65 ° F or less. For example, according to the example shown in FIG. 1, the temperature of the material to be treated is adjusted to about 80 ° F. or less, preferably about 65 ° F. or less, before entering the second housing 112b, and the second The temperature of the material to be processed passing through the housing 112b is limited to a predetermined optimum temperature range of about 80 ° F. or less. In some embodiments, the temperature of the material to be treated may be adjusted within the temperature range of about 30-70 ° F. In yet another embodiment, the temperature of the material to be treated is preferably limited to a temperature range of about 41-67 ° F. In an alternative embodiment, it is more preferred that the temperature of the material to be treated is limited to a temperature range of about 50-65 ° F. According to some embodiments of the invention, the temperature of the material to be treated is restricted from rising above 70 ° F. In other embodiments, the temperature of the material to be treated is restricted from rising above 68.5 ° F. In yet another embodiment, the temperature of the material to be treated is restricted from rising above 67.5 ° F.

処理対象材料の温度制御は、ステップ20において、例えば、1以上のイオン交換膜又はイオン吸着膜を収容する選択された筐体内を通過し処理されるとき、処理対象材料の温度を所望の所定温度範囲に調整し維持するため、選択された筐体の進入口の上流に位置する導管に温度制御ユニット180を取り付ける、又は選択された筐体(例えば、上記例における第2の筐体112b)を温度ユニットで囲むことにより達成されてよい。 In step 20, the temperature control of the material to be treated is such that the temperature of the material to be treated is set to a desired predetermined temperature when it is processed by passing through a selected housing containing, for example, one or more ion exchange membranes or ion adsorption membranes. To adjust and maintain the range, attach the temperature control unit 180 to a conduit located upstream of the entrance of the selected housing, or attach the selected housing (eg, the second housing 112b in the above example). This may be achieved by surrounding with a temperature unit.

上記例は例示目的のみであり、処理ステップの順序は示された例に限定されないことに注意されたい。他の例示的な実施形態において、送出ステップ(例えば、ステップ30)と温度制御ステップ(例えば、ステップ40)の順序は逆であってよい。例えば、先ず処理対象材料の温度が約80°F以下、好ましくは約65°F以下である所定の最適温度範囲に制限されてよく、次いで温度制限された処理対象材料が1以上のイオン交換媒体又はイオン吸着媒体を含む薬液製造装置10に送られてよい。例として、処理対象材料の温度は、処理対象材料が第1の精製システム110に戻される前に、再循環導管160hに沿って構成された温度制御ユニット/熱交換器170により、約80°F以下、好ましくは約65°F以下の所定の最適温度範囲に制限される。上記例は例示目的のみであり、限定することを意図していないことに注意されたい。上記の例示的な実施形態において、温度制御ステップと送出ステップとの間で処理対象材料に熱又は熱エネルギーを再導入する他の手段は存在しない。換言すれば、処理対象材料の温度は、イオン交換又はイオン吸着処理の間、実質的に所定の最適温度範囲に維持される。 Note that the above examples are for illustrative purposes only and the order of the processing steps is not limited to the examples shown. In other exemplary embodiments, the order of the delivery step (eg, step 30) and the temperature control step (eg, step 40) may be reversed. For example, first the temperature of the material to be treated may be limited to a predetermined optimum temperature range of about 80 ° F or less, preferably about 65 ° F or less, and then the temperature-limited material to be treated is one or more ion exchange media. Alternatively, it may be sent to the chemical solution manufacturing apparatus 10 including the ion adsorption medium. As an example, the temperature of the material to be treated is about 80 ° F. by a temperature control unit / heat exchanger 170 configured along the recirculation conduit 160h before the material to be treated is returned to the first purification system 110. Hereinafter, it is preferably limited to a predetermined optimum temperature range of about 65 ° F or less. Note that the above examples are for illustrative purposes only and are not intended to be limiting. In the above exemplary embodiment, there is no other means of reintroducing heat or thermal energy into the material to be treated between the temperature control step and the delivery step. In other words, the temperature of the material to be treated is kept substantially within a predetermined optimum temperature range during the ion exchange or ion adsorption treatment.

薬液を製造する方法は、任意的に、処理対象を再び第1の精製システム110に再循環させ、第1の精製システム110に処理させることを含んでよい。方法はまた、処理対象を第2の精製システム120へ送り、1以上の回数、第2の精製システム120内の1以上の第2の濾過媒体124により処理対象を処理することを含んでよい。 The method for producing the drug solution may optionally include recirculating the object to be treated to the first purification system 110 and having the first purification system 110 process it. The method may also include sending the object to be treated to the second purification system 120 and treating the object one or more times with one or more second filtration media 124 in the second purification system 120.

第1の精製システム110又は第1精製システム110と第2の精製システム120の組合せによる処理の終わりに処理済薬液から収集され検出された粒子の数と金属不純物の量が所定の範囲内に制御されるとすぐに、例えば、鉄(Fe)、クロミウム(Cr)、ニッケル(Ni)、鉛(Pb)からなる金属元素の群から選択された金属成分の0.1~100質量pptを含む超高純度薬液が、ステップ50において生成される。続いて、超高純度薬液が製造の次の段階又はパッケージング140のいずれかへ送出される。 The number of particles collected and detected from the treated chemical solution at the end of the treatment by the first purification system 110 or the combination of the first purification system 110 and the second purification system 120 and the amount of metal impurities are controlled within a predetermined range. As soon as it is done, it contains 0.1-100 mass ppt of a metallic component selected from the group of metallic elements consisting of, for example, iron (Fe), chromium (Cr), nickel (Ni), lead (Pb). A high-purity chemical is produced in step 50. Subsequently, the ultra-purity chemical is delivered to either the next stage of manufacturing or packaging 140.

[粒子除去フィルタ] [Particle removal filter]

粒子除去処理は、粒子除去フィルタを用いることにより、薬液といった処理対象中の粒子及び/又は金属不純物(固体の金属不純物)を除去する工程である。粒子除去フィルタは特に限定されず、周知の粒子除去フィルタを用いることができる。 The particle removal treatment is a step of removing particles and / or metal impurities (solid metal impurities) in the treatment target such as a chemical solution by using a particle removal filter. The particle removal filter is not particularly limited, and a well-known particle removal filter can be used.

フィルタの平均細孔径(細孔径)は特に限定されないが、約0.001~1.0μm(1nm~1000nm)が適し、約0.003~0.5μm(3nm~500nm)が好ましく、約0.005~0.1μm(5nm~100nm)がより好ましい。この範囲内で、フィルタの目詰まりを抑制しつつ、精製品に含まれる不純物又は凝集物といった異物を確実に除去することができる。本発明の特定の実施形態において、第1の精製システム110は、最小2nmの平均細孔径を有し、0.002μm(2nm)以上約1.0μm(1000nm)以下の範囲であってよい粒子除去フィルタ(例えば、2nm以上の細孔径を有する精密濾過膜)を含んでよい。鉄又はアルミニウムといった金属原子を含むコロイド化した不純物に加えて微粒子が処理対象に含まれる場合、処理対象は、比較的微細な粒子を除去するため最小20nm又は15nmの平均細孔径を有するフィルタを用いることにより濾過を実行する前に、粒子を除去するため最小50nmの平均細孔径を有するフィルタを用いることにより濾過される。このため、濾過効率が向上し、粒子除去のパフォーマンスがより向上する。 The average pore diameter (pore diameter) of the filter is not particularly limited, but is preferably about 0.001 to 1.0 μm (1 nm to 1000 nm), preferably about 0.003 to 0.5 μm (3 nm to 500 nm), and is about 0. More preferably, it is 005 to 0.1 μm (5 nm to 100 nm). Within this range, foreign matter such as impurities or agglomerates contained in the refined product can be reliably removed while suppressing clogging of the filter. In a particular embodiment of the invention, the first purification system 110 has a minimum average pore size of 2 nm and may be in the range of 0.002 μm (2 nm) or more and about 1.0 μm (1000 nm) or less. A filter (eg, a microfiltration membrane having a pore size of 2 nm or more) may be included. When fine particles are included in the treatment target in addition to colloidal impurities containing metal atoms such as iron or aluminum, the treatment target uses a filter having an average pore diameter of at least 20 nm or 15 nm in order to remove relatively fine particles. Thereby, prior to performing the filtration, the particles are filtered by using a filter having an average pore size of at least 50 nm to remove the particles. Therefore, the filtration efficiency is improved and the particle removal performance is further improved.

本発明のいくつかの実施形態において、第2の精製システム120は最小0.001μm(1nm)で、約0.001μm(1nm)以上約0.015μm(15nm)以下の範囲であってよい細孔径を有する粒子除去フィルタを含んでよい。特定の実施形態において、第2の精製システム122は最小1nmの細孔径を有するUPEフィルタを含んでよい。更に他の実施形態において、第2の精製システム120は、約5nmの細孔径を有するナイロン又はMPTFEフィルタを含んでよい。ここで、平均細孔径はフィルタ製造業者の公称値を参照できる。 In some embodiments of the invention, the second purification system 120 has a minimum pore size of 0.001 μm (1 nm) and may range from about 0.001 μm (1 nm) to about 0.015 μm (15 nm). May include a particle removal filter with. In certain embodiments, the second purification system 122 may include a UPE filter with a minimum pore size of 1 nm. In yet another embodiment, the second purification system 120 may include a nylon or MPTFE filter with a pore size of about 5 nm. Here, the average pore diameter can refer to the nominal value of the filter manufacturer.

粒子除去に用いられるフィルタの材料の例には、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)といったフルオロ樹脂、ナイロン等といったポリアミド樹脂、ポリエチレンやポリプロピレン(PP)等といったポリオレフィン樹脂(高密度、超高分子量を含む)、パーフルオロアルコキシ(PFA)樹脂等、又は変性ポリテトラフルオロエチレン(MPTFE)を含む。薬液に含まれる不純物及び/又は凝集物といった微細異物を効率的に除去することを考慮し、本発明の粒子除去に用いられるフィルタは、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、ポリアミドイミドからなる群から選択された少なくとも1つで製造される。上記材料で製造されたフィルタにより、残留物欠陥及び/又はパーティクル欠陥を引き起こしやすい高極性を有する異物を効果的に除去することができ、薬液中の金属成分の含有量を効率的に低減することができる。 Examples of filter materials used for particle removal include fluororesins such as polytetrafluoroethylene (PTFE), polyamide resins such as nylon, and polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene (PP) (including high density and ultrahigh molecular weight). , Perfluoroalkoxy (PFA) resin, etc., or modified polytetrafluoroethylene (MPTFE). Considering the efficient removal of fine foreign substances such as impurities and / or aggregates contained in the chemical solution, the filters used for particle removal of the present invention are nylon, polypropylene (including high-density polypropylene), polyethylene, and polytetra. It is produced by at least one selected from the group consisting of fluoroethylene, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, polyimide, and polyamide-imide. A filter made of the above material can effectively remove foreign substances having high polarity that easily cause residue defects and / or particle defects, and efficiently reduce the content of metal components in the chemical solution. Can be done.

ポリイミド及び/又はポリアミドイミドは、カルボキシル基、塩型カルボキシル基、-NH-結合からなる群から選択された少なくとも1つを有してよい。耐溶剤性については、フルオロ樹脂、ポリイミド、及び/又はポリアミドイミドが優れる。 The polyimide and / or polyamide-imide may have at least one selected from the group consisting of a carboxyl group, a salt-type carboxyl group, and an -NH- bond. For solvent resistance, fluororesins, polyimides, and / or polyamide-imides are excellent.

[イオン交換樹脂膜(イオン交換膜)] [Ion exchange resin membrane (ion exchange membrane)]

本実施形態において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含むイオン交換樹脂を含むフィルタが用いられてよい。そのようなイオン交換樹脂膜の例は、樹脂膜上に化学修飾されたスルホン酸基といったカチオン交換基を有する強酸性カチオン交換樹脂を含み、その例としては、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、アミド基とイミド基を有する樹脂、フルオロ樹脂、又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る粒子除去膜を有する高密度ポリエチレン膜及びイオン交換樹脂膜を含む。イオン交換基が化学修飾されたポリアルキレン膜が好ましい。ポリアルキレンは、例えば、ポリエチレンとポリプロピレンを含み、ポリプロピレンが好ましい。イオン交換基としてカチオン交換基が好ましい。本実施形態で使用されるイオン交換樹脂膜は、金属イオン除去機能を備えた市販のフィルタであってよい。これらのフィルタは、イオン交換効率に基づき選択され、最小約0.2μm(200nm)のフィルタの推定細孔径を有する。 The ion exchange resin film used in the present embodiment is not particularly limited, and a filter containing an ion exchange resin containing an appropriate ion exchange group immobilized on the resin film may be used. Examples of such ion exchange resin films include strongly acidic cation exchange resins having cation exchange groups such as chemically modified sulfonic acid groups on the resin films, such as cellulose, diatomaceous earth, nylon (amide groups). Resin), polyethylene, polypropylene, polystyrene, resin having an imide group, resin having an amide group and an imide group, fluororesin, or a particle removing film which is a film having an integral structure of a particle removing film and an ion exchange resin film. Includes a high-density polyethylene film and an ion exchange resin film. A polyalkylene membrane chemically modified with an ion exchange group is preferable. The polyalkylene contains, for example, polyethylene and polypropylene, and polypropylene is preferable. A cation exchange group is preferable as the ion exchange group. The ion exchange resin film used in the present embodiment may be a commercially available filter having a metal ion removing function. These filters are selected based on ion exchange efficiency and have an estimated pore size of the filter with a minimum of about 0.2 μm (200 nm).

[イオン吸着膜] [Ion adsorption membrane]

イオン吸着膜は、多孔質膜材料を有し、イオン交換機能を有する。そのようなイオン吸着膜は、100μm以下の細孔径を有しイオン交換機能がある限り、特に限定されない。その材料、種類等は特に限定されない。イオン吸着膜を構成する基材の材料の例には、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、ポリスチレンといった精密濾過膜のフィルム材料、イミド基を有する樹脂、アミド基とイミド基を有する樹脂、フルオロ樹脂、又は高密度ポリエチレン樹脂、イオン交換能官能基が導入された膜材料等を含むが、これに限定されない。膜材料の形状の例としては、プリーツ型、平膜型、中空糸型、特開2003-112060に記載の多孔質体等を含む。膜材料に導入されるイオン交換基として、除去すべき成分の溶出と選択性を最適化するため、カチオン交換基、キレート交換基、アニオン交換基のうちの少なくとも2つの組合せを用いることが好ましい。イオン吸着膜は多孔性であるため、微粒子の一部を除去することも可能である。 本発明の特定の実施形態において、イオン吸着膜は、例えば、最小0.02μm(20nm)の細孔径を有するナイロン膜である。 The ion adsorption membrane has a porous membrane material and has an ion exchange function. Such an ion adsorption membrane is not particularly limited as long as it has a pore diameter of 100 μm or less and has an ion exchange function. The material, type, etc. are not particularly limited. Examples of base material materials constituting the ion adsorption film include cellulose, diatomaceous earth, nylon (resin having an amide group), polyethylene, polypropylene, polystyrene and other precision filter film film materials, resin having an imide group, and amide group. It includes, but is not limited to, a resin having an imide group, a fluororesin, a high-density polyethylene resin, a film material into which an ion-exchangeable functional group has been introduced, and the like. Examples of the shape of the membrane material include a pleated type, a flat membrane type, a hollow fiber type, a porous body described in JP-A-2003-11260, and the like. As the ion exchange group introduced into the membrane material, it is preferable to use at least two combinations of a cation exchange group, a chelate exchange group, and an anion exchange group in order to optimize the elution and selectivity of the component to be removed. Since the ion adsorption membrane is porous, it is possible to remove some of the fine particles. In a particular embodiment of the invention, the ion adsorption membrane is, for example, a nylon membrane having a pore diameter of at least 0.02 μm (20 nm).

[実施例] [Example]

以下の実施例に基づき本発明を以下により具体的に説明する。以下の実施例で説明される、材料、使用量、割合、処理の詳細、処理手順等は本発明の要旨から逸脱することなく、ある範囲に適宜変更できる。従って、本発明の範囲は以下の実施例により限定的に解釈されるべきではない。 The present invention will be described in more detail below based on the following examples. The materials, amounts used, ratios, treatment details, treatment procedures, etc. described in the following examples can be appropriately changed to a certain range without departing from the gist of the present invention. Therefore, the scope of the invention should not be construed as limiting by the following examples.

[薬液の調製] [Preparation of chemicals]

サンプル中の薬液はシクロヘキサノンであり、前処理済シクロヘキサノン(処理対象材料)を本発明の薬液製造装置10により実行されるイオン交換処理をすることにより調製された。 The chemical solution in the sample was cyclohexanone, and was prepared by subjecting the pretreated cyclohexanone (material to be treated) to an ion exchange treatment carried out by the chemical solution manufacturing apparatus 10 of the present invention.

前処理済シクロヘキサノンは、適切な温度制御あり又は温度制御なしのいずれかでイオン交換媒体を通過させた。適切な温度制御を伴うサンプルの温度は、イオン交換処理される前に約50°F~65°Fに抑えられた。温度制御なしのサンプルは、70°Fを超えて同一種のイオン交換媒体を通過し処理された。 The pretreated cyclohexanone was passed through an ion exchange medium either with or without appropriate temperature control. The temperature of the sample with proper temperature control was suppressed to about 50 ° F to 65 ° F before the ion exchange treatment. Samples without temperature control were processed by passing through the same type of ion exchange medium above 70 ° F.

<GC-MSMS> <GC-MSMS>

イオン交換処理の終わりに収集された各サンプルを、未知の揮発性分析物の存在を明確に識別するために用いられるGC-MSMS(ガスクロマトグラフィータンデム質量分析)機器内に注入した。 Each sample collected at the end of the ion exchange process was injected into a GC-MSMS (Gas Chromatography Tandem Mass Spectrometry) instrument used to clearly identify the presence of unknown volatile analytes.

<OWPC> <OWPC>

各サンプルを収集し、次いでウェハ被膜ツールに挿入した。ベアウェハがサンプルで被覆された後、ウェハをレーザー式検査システムに移して検査した。レーザー光を用いることにより、レーザー式検査システムが19nmの検出限界でウェハ上の各粒子の位置とサイズを検知、計数、記録した。これら実施例において、計数対象には31nm以上のサイズを有する粒子を含んだ。データは、ウェハマップを作成し、31nm~1000nmの範囲のサイズを有する全ての粒子を含む合計オンウェハ粒子数(OWPC)を提供するために用いた。 Each sample was collected and then inserted into a wafer coating tool. After the bare wafer was coated with the sample, the wafer was transferred to a laser inspection system for inspection. By using laser light, a laser inspection system detected, counted and recorded the position and size of each particle on the wafer with a detection limit of 19 nm. In these examples, the counting target included particles having a size of 31 nm or more. The data were used to create a wafer map and provide a total on-wafer particle count (OWPC) containing all particles with sizes in the 31 nm to 1000 nm range.

<RAE> <RAE>

蒸発残留物(RAE、不揮発性残留物(NVR)としても知られる)は、揮発性溶液の蒸発の後に残留した可溶性、懸濁浮遊、又は微粒子状物質である。微細混入物の量を測定するため、不揮発分の分析を用いることができる。RAE定量は、制御された実験室環境で実行され、小さな計量容器に液体サンプルを分注し、有機溶剤を蒸発させるため容器を所定温度まで所定時間加熱することを含んだ。残留物量は、高感度天秤を用いた有機溶剤の蒸発前後の容器を秤量することにより重量測定で決定された。 Evaporation residues (RAE, also known as non-volatile residues (NVR)) are soluble, suspended, suspended, or particulate matter that remains after evaporation of a volatile solution. Non-volatile analysis can be used to measure the amount of fine contaminants. RAE quantification was performed in a controlled laboratory environment and included dispensing the liquid sample into a small metering vessel and heating the vessel to a predetermined temperature for a predetermined time to evaporate the organic solvent. The amount of residue was determined by weight measurement by weighing the container before and after evaporation of the organic solvent using a high-sensitivity balance.

<評価結果> <Evaluation result>

図3に示されるように、GC-MSMS結果は、シクロヘキサノンの製造の間のイオン交換処理の適切な温度制御の影響を表している。結果は、温度制御なしに行われたシクロヘキサノンの製造に関連付く望まれない、以前には未知の不純物(例えば、シクロヘキサノン二量体)の存在を明確に示している。一方、イオン交換処理が50°F~65°Fの所望の温度範囲内の適切な温度制御下で実行されたとき、サンプル中に生成された望まれない有機不純物の検出は、微量でも存在しなかった。 As shown in FIG. 3, the GC-MSMS results represent the effect of proper temperature control of the ion exchange process during the production of cyclohexanone. The results underscore the presence of unwanted, previously unknown impurities (eg, cyclohexanone dimer) associated with the production of cyclohexanone without temperature control. On the other hand, when the ion exchange process is performed under appropriate temperature control within the desired temperature range of 50 ° F to 65 ° F, detection of unwanted organic impurities produced in the sample is present, even in trace amounts. There wasn't.

<表1>

Figure 2020086772000001
<Table 1>
Figure 2020086772000001

表1に示されるように、本発明の薬液を製造する方法は、不純物の除去及び/又は薬液の製造の間に生成された望まれない副産物の低減の改善という所望の利点を達成したことを表している。データは、温度制御なしのサンプルの不揮発性残留物含有量が、適切な温度制御を伴ったサンプルの2倍~10倍であったことを示している。温度が低下するにつれ、RAE含有量の低減はより明確となる。 As shown in Table 1, the method for producing a chemical solution of the present invention has achieved the desired advantage of improving the removal of impurities and / or the reduction of unwanted by-products produced during the production of the chemical solution. Represents. The data show that the non-volatile residue content of the sample without temperature control was 2 to 10 times that of the sample with proper temperature control. As the temperature decreases, the reduction in RAE content becomes more pronounced.

<表2>

Figure 2020086772000002
<Table 2>
Figure 2020086772000002

表2にまとめられた結果は、薬液製造方法がオンウェハ粒子数の低減に効果的であることを表している。表2に示されるように、適切な温度制御を伴ったサンプルからの31nm以上のサイズを有するOWPCは、イオン交換処理の間の温度制御なしのサンプルと比較し、ほぼ2~3倍減少した。 The results summarized in Table 2 show that the chemical solution manufacturing method is effective in reducing the number of on-wafer particles. As shown in Table 2, OWPCs with a size of 31 nm or more from the sample with appropriate temperature control were reduced by approximately 2-3 times compared to the sample without temperature control during the ion exchange process.

<薬液の調製> <Preparation of chemicals>

以下の実験において、サンプル中の薬液は再びシクロヘキサノンであり、前処理済シクロヘキサノンを、本発明の少なくとも第1の精製システム110と第2の精製システム120とを含む薬液製造装置10を採用した本発明の薬液を製造する方法により調製した。 In the following experiment, the drug solution in the sample is cyclohexanone again, and the present invention employs the drug solution manufacturing apparatus 10 containing the pretreated cyclohexanone at least the first purification system 110 and the second purification system 120 of the present invention. It was prepared by the method for producing the drug solution of.

機能性、細孔径、温度コントローラの有無といった、第1の精製システム110(ユニットA内の濾過媒体114)と第2の精製システム120(ユニットB)内の濾過媒体124の配置と選択は、各実施例の組成を有する薬液の調製のため調整した。 The placement and selection of the filtration medium 124 in the first purification system 110 (filter medium 114 in unit A) and the second purification system 120 (unit B), such as functionality, pore size, presence or absence of temperature controller, is each. Prepared for the preparation of the drug solution having the composition of the example.

<評価結果> <Evaluation result>

表3に示されるように、各実施例を、薬液製造装置が各実施例の前処理済シクロヘキサノン(処理対象)を処理するため異なるよう構成されたことを除き、本発明の薬液製造装置により調製した。前処理済シクロヘキサノンを処理するための薬液製造装置の異なる構成は、表3にまとめたように、それぞれ処理A、B、C、D、Eとして表した。
As shown in Table 3, each example was prepared by the drug solution manufacturing apparatus of the present invention, except that the chemical solution manufacturing apparatus was configured differently to treat the pretreated cyclohexanone (treatment target) of each embodiment. did. The different configurations of the chemical solution manufacturing apparatus for treating the pretreated cyclohexanone are represented as treatments A, B, C, D and E, respectively, as summarized in Table 3.

表3

Figure 2020086772000003
Table 3
Figure 2020086772000003

表4

Figure 2020086772000004
Table 4
Figure 2020086772000004

表5

Figure 2020086772000005
Table 5
Figure 2020086772000005

表1~5にまとめられた集合的な結果及び図3は、本発明の薬液製造装置を採用した薬液を製造する方法が、不揮発性残留物とOWPCを大幅に低減することを少なくとも含む全てのテスト属性を改善し、温度制御と処理構成の相乗効果により薬液の製造の間の望まれない不純物の発生を防ぐという所望の利点を達成したことを確証している。これらデータは、本発明の製造方法及び製造装置が、効果的に設計されていない製造装置及び/又は不適切に実装された製造方法に起因する、望まれない混入物の導入を妨げ、除去を改善することを実証している。従って、本発明の製造方法及び製造装置は、超高純度薬液を製造し、回路パターンや半導体デバイスの欠陥の発生を回避し、歩留まりを改善するという競争上の優位性を提供する。 The collective results summarized in Tables 1-5 and FIG. 3 show at least all that the method of producing a drug solution using the drug solution manufacturing apparatus of the present invention significantly reduces non-volatile residues and OWPC. It confirms that the desired advantage of improving the test attributes and preventing the generation of unwanted impurities during the production of the drug solution by the synergistic effect of temperature control and treatment configuration has been achieved. These data prevent and eliminate unwanted contaminants from the manufacturing methods and equipment of the invention resulting from poorly designed manufacturing equipment and / or improperly implemented manufacturing methods. It is demonstrating improvement. Therefore, the manufacturing method and manufacturing apparatus of the present invention provide a competitive advantage in producing an ultra-high-purity chemical solution, avoiding the occurrence of defects in circuit patterns and semiconductor devices, and improving the yield.

上記は、当業者が本開示の態様をよりよく理解できるように、いくつかの実施形態の特徴を概説している。当業者は、ここで紹介された実施形態と同じ目的を実行するため、及び/又は同じ利点を達成するための他の処理及び構造を設計又は改変するための基礎として、本開示を容易に用いることができることを理解すべきである。当業者はまた、そのような同等の構造が本発明の精神及び範囲から逸脱せず、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく様々な改変、置き換え、代替を行うことができることを理解すべきである。 The above outlines the features of some embodiments so that those skilled in the art can better understand aspects of the present disclosure. Those skilled in the art will readily use this disclosure as a basis for designing or modifying other processes and structures to perform the same purposes as the embodiments presented herein and / or to achieve the same benefits. You should understand that you can. Those skilled in the art should also understand that such equivalent structures do not deviate from the spirit and scope of the invention and can be modified, replaced or substituted in various ways without departing from the spirit and scope of the invention. Is.

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