KR20210044786A - 화학 액체의 가공 방법 - Google Patents

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마이클 바커
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센-핑 후앙
페즈만 아마디안나미니
유안 첸
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후지필름 일렉트로닉 머티리얼스 유.에스.에이., 아이엔씨.
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Abstract

화학 액체의 가공 방법이 제공된다. 상기 방법은 적어도, 적어도 하나의 여과 매체를 갖는 시스템을 제공하는 단계, 약 10 ppb 이하의 철 (Fe) 및 칼슘 (Ca)의 함량을 갖는 처리 액체로 상기 시스템을 처리하는 단계, 및 상기 처리 공정 후, 내부에 구성된 상기 시스템을 갖는 장치를 사용하여 화학 액체를 가공하는 단계를 포함한다.

Description

화학 액체의 가공 방법
본 개시는 화학 액체의 가공 방법, 보다 특히 반도체 제조에 사용되는 화학 액체의 정제 방법에 관한 것이다.
대규모 집적 회로 (이하 "LSI") 등에 의해 대표되는 바와 같은 반도체 장치의 더 높은 집적화 및 더 높은 성능에 대한 증가하는 요구로 인하여, 새로운 정밀 고해상도 가공 기술이 개발되어 LSI 제조에 채택되었다.
고해상도 집적 회로의 제조 동안, 다양한 가공 액체가 베어(bare) 웨이퍼 또는 필름 코팅된 웨이퍼와 접촉하게 될 것이다. 예를 들어, 미세 금속 배선의 제조는 전형적으로, 레지스트 필름을 형성하기 위해 베이스 재료를 복합 액체로 코팅하기 전에 예비습윤 액체로 베이스 재료를 코팅하고, 레지스트 필름을 노출시켜 패턴 형상을 갖도록 하고, 현상액을 사용하여 현상 처리를 수행하고, 헹굼 용액을 사용하여, 패턴화된 레지스트 필름을 세척하는 절차를 포함한다. 적절한 구성성분 및 다양한 첨가제를 함유하는 이러한 가공 액체는 IC 웨이퍼의 오염원인 것으로 알려져 있다.
1.0 ppt만큼 낮은 매우 낮은 수준의 금속 불순물의 존재는 반도체 장치의 성능 및 안정성을 저하시키는 것으로 입증되었다. 또한, 불순물의 종류에 따라, 산화물 성질이 악화될 수 있으며, 부정확한 패턴이 형성되고, 반도체 회로의 전기적 성능이 손상되어 결국 제조 수율에 불리하게 영향을 미친다.
이러한 오염물질, 예컨대 금속 불순물, 굵은 입자, 유기 불순물, 수분 등은 화학 액체의 제조 공정의 다양한 단계 동안 화학 액체에 부주의하게 도입될 수 있다. 예를 들어, 화학 액체는 적절히 준비 또는 처리되지 않은 제조 (가공) 장치의 일부와 접촉하게 되며, 제조 장치의 표면으로부터 이물질이 유출되거나 또는 추출되어, 화학 액체 중 미량 금속, 미립자 및/또는 유기 오염물질의 원치 않는 증가를 낳을 수 있다.
따라서, 초미세 및 초정밀 반도체 전자 회로의 제조에서 필수적인 고순도 화학 액체를 형성하기 위해 화학 액체 제조 공정 및 상기 공정에 적용되는 제조 장치의 표준 및 품질을 상당히 개선하고 엄격하게 제어하는 것이 필수적이다.
따라서, 고정밀 집적 회로를 형성하기 위해서, 초고순도 화학 액체에 대한 요구 및 이러한 액체의 품질 개선 및 제어가 매우 중요해진다. 품질 개선 및 제어를 목표로 하는 특정 주요 파라미터는 미량 금속 감소, 액체 입자 계수 감소, 웨이퍼 상의 결함 감소, 유기 오염물질 감소 등을 포함한다. 이러한 모든 주요 파라미터는 제조 공정의 적절한 설계 및 제조 장치의 필수적인 준비에 의해 영향을 받는 것으로 나타난다.
상기를 고려하여, 본 개시는 특히 반도체 제조에서 채택되는 화학 액체의 가공 방법을 제공하기 위한 것이며, 여기서, 화학 액체 중 원치 않는 미립자 수 및 금속 불순물의 양이 사전결정된 범위 내에서 관리되는 고순도 화학 액체가 제조된다. 따라서, 잔류물 및/또는 입자 결함의 발생이 억제되고, 반도체 웨이퍼의 수율이 개선된다.
본 개시의 일부 구현예에 따르면, 화학 액체의 가공 방법은, 필터, 이온 교환 막 및 이온 흡착 막으로부터 선택된 적어도 하나의 여과 매체를 포함하는 시스템을 제공하는 단계; 약 10 ppb 이하로 제한된 철 (Fe) 및 칼슘 (Ca)의 함량을 갖는 처리 액체를 사용하여 상기 시스템 상에서 처리 공정을 수행하는 단계; 및 상기 처리 공정 후, 장치 내에 구성된 상기 시스템으로 화학 액체를 가공하는 단계를 포함한다.
특정의 예시적인 구현예에 따르면, 상기 방법은 처리 공정 후에 장치 내에 상기 시스템을 구성하는 단계를 포함한다.
특정의 예시적인 구현예에 따르면, 상기 방법은 처리 공정이 수행되기 전에 장치 내에 상기 시스템을 구성하는 단계를 포함한다.
본 개시의 대안적인 구현예에 따르면, 화학 액체의 가공 방법은, 제1 필터, 제1 이온 교환 막 및 제1 이온 흡착 막으로부터 선택된 적어도 하나의 제1 여과 매체를 포함하는 제1 정제 시스템을 제공하는 단계; 제조 장치 내에 구성된 제1 정제 시스템으로 화학 액체 상에서 정제 공정을 수행하는 단계; 및 정제 공정이 수행되기 전에 적어도 하나의 제1 여과 매체에 제1 처리 액체를 적용하는 단계를 포함하며, 여기서 제1 처리 액체 중 철 (Fe) 및 칼슘 (Ca)의 함량은 바람직하게는 약 10 ppb 미만이다.
특정의 예시적인 구현예에 따르면, 상기 방법은, 제2 필터, 제2 이온 교환 막 및 제2 이온 흡착 막으로부터 선택된 적어도 하나의 제2 여과 매체를 포함하는 제2 정제 시스템을 제공하는 단계; 및 정제 공정이 수행되기 전에 적어도 하나의 제2 여과 매체에 제2 처리 액체를 적용하는 단계를 포함하며, 여기서 제2 처리 액체 중 철 (Fe) 및 칼슘 (Ca)의 함량은 바람직하게는 약 10 ppb 미만이다.
본 개시에 따르면, 화학 액체의 가공 방법은, 제조 공정 동안 광범위한 유기 및 무기 오염물질의 도입을 방지하고 반도체 제조에 적용가능한 고순도 화학 액체를 제조하도록 효과적으로 설계되고, 적절하게 준비된다.
본 개시의 측면은 첨부 도면과 함께 읽을 때 하기의 상세한 설명으로부터 가장 잘 이해된다. 업계의 표준 관행에 따라 다양한 피처(feature)가 축척으로 도시되지 않았음이 주목된다. 사실상, 다양한 피처의 치수는 논의의 명확성을 위해 임의로 증가되거나 또는 감소될 수 있다.
도 1a는 본 개시의 일부 구현예에 따라 화학 액체를 가공하기 위한 예시적인 방법의 단계들의 흐름도이다.
도 1b는 본 개시의 일부 구현예에 따라 화학 액체를 가공하기 위한 예시적인 방법의 단계들의 흐름도이다.
도 2는 본 개시의 일부 구현예에 따라 화학 액체를 가공하기 위한 방법에서 채택된 예시적인 화학 액체 제조 장치를 나타내는 모식도이다.
도 3은 세척 사이클의 함수로서 OWMC (온-웨이퍼 금속 계수; on-wafer metal count)의 결과를 예시한다.
하기 개시는 제공된 발명대상의 다양한 특징을 구현하기 위한 다수의 상이한 구현예 또는 예를 제공한다. 본 개시를 단순화하기 위해 성분 및 배열의 특정 예가 하기에 기술된다. 물론 이들은 단지 예일 뿐이며, 제한적인 것으로 의도되지 않는다. 예를 들어, 용어 "용매(들)"가 사용되는 경우, 구체적으로 언급되지 않는 한 (달리 언급되지 않는 한), 이는 단일 용매 또는 둘 이상의 용매의 조합을 지칭할 수 있다. 또한, 본 개시는 다양한 예에서 참조 번호 및/또는 문자를 반복할 수 있다. 이러한 반복은 단순성 및 명료성을 위한 것이며, 그 자체가 논의된 다양한 구현예 및/또는 구성 사이의 관계를 지시하는 것은 아니다.
또한, "밑에", "아래에", "하부", "위에", "상부" 등과 같은 공간적으로 상대적인 용어는, 도면에 예시된 바와 같은 하나의 요소 또는 피처의 또 다른 요소(들) 또는 피처(들)에 대한 관계를 설명하기 위한 설명의 용이성을 위해 본원에서 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 묘사된 배향에 더하여 사용 또는 작동 중인 장치의 상이한 배향을 포함하도록 의도된다. 장치는 달리 배향될 수 있고 (90도 회전되거나 또는 다른 배향으로), 본원에 사용된 공간적으로 상대적인 기술자(descriptor)는 이에 따라 유사하게 해석될 수 있다.
본 개시에서, 용어 "내지"를 사용하여 표시되는 수치 범위는, "내지"의 용어 전후에 기술된 수치를 하한치 및 상한치로서 포함하는 범위를 의미한다.
본 개시에서, "ppm"은 "백만분율 (10-6)"을 의미하고, "ppb"는 "십억분율 (10-9)"을 의미하고, "ppt"는 "조분율 (parts-per-trillion) (10-12)"을 의미한다.
본 개시에서, 1Å (옹스트롬)는 0.1 nm (나노미터)에 상응하고, 1μm (미크론)은 1000 nm에 상응한다.
<화학 액체>
본 개시에서, 화학 액체는 웨이퍼 가공 용액, 예컨대 예비습윤 액체, 현상제 용액, 헹굼 용액, 세정 용액, 스트리핑(stripping) 용액 또는 이의 제조를 위해 사용되는 원료 용매를 포함할 수 있다.
정제 공정을 포함하지만 이에 제한되지 않는 본 개시의 가공에 가해지기 전에, 화학 액체는 바람직하지 않은 양의 오염물질 및 불순물을 함유할 수 있다. 본 개시의 화학 액체 제조 장치에 의해 화학 액체가 가공된 후, 화학 액체로부터 상당한 양의 오염물질 및 불순물이 제거된다. 본 개시에서 후가공 화학 액체(post-processing chemical liquid)는 "가공된 화학 액체"로서 본원에서 지칭된다. "가공된 화학 액체"는 사전결정된 범위 내에서 제어 및 제한되는 불순물을 포함할 수 있다.
<유기 용매>
본 개시에서, 화학 액체는 유기 용매를 포함한다. 유기 용매의 유형은 특정하게 제한되지 않지만, 널리 알려져 있는 유기 용매가 적용가능하다. 화학 액체 중 유기 용매의 함량은 특정하게 제한되지 않지만, 유기 용매는 주성분으로서 포함된다. 구체적으로, 유기 용매의 함량은 화학 액체의 총 질량에 대하여 98 질량% 이상이다. 특정의 구현예에서, 유기 용매의 함량은 화학 액체의 총 질량에 대하여 99 질량% 이상이다. 다른 구현예에서, 유기 용매의 함량은 화학 액체의 총 질량에 대하여 99.5 질량% 이상이다. 또 다른 구현예에서, 유기 용매의 함량은 화학 액체의 총 질량에 대하여 99.8 질량% 이상이다. 이의 상한치는 특정하게 제한되지 않지만, 일반적으로 이의 상한치는 99.999 질량% 이하이다.
유기 용매는 단독으로 사용될 수 있거나 또는 이의 2종류 이상의 조합으로 사용될 수 있다. 2종류 이상의 유기 용매의 조합이 사용되는 경우, 이의 총 함량이 상기 범위 내에 있는 것이 바람직하다.
화학 액체 중 유기 용매의 함량은 기체 크로마토그래피 질량 분광분석법 (GCMS) 장치를 사용함으로써 측정될 수 있다.
유기 용매의 비점은 특정하게 제한되지 않는다. 그러나, 유기 용매의 비점은 바람직하게는, 반도체 칩의 제조 수율을 개선하는 점으로부터 200℃보다 더 낮다. 본 개시에서, 비점은 1 atm에서의 비점을 의미한다.
유기 용매는 특정하게 제한되지 않는다. 유기 용매의 예는 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 이소프로판올, n-프로판올, 2-메틸-1-프로판올, n-부탄올, 2-부탄올, tert-부탄올, 1-펜탄올, 2-펜탄올, 3-펜탄올, n-헥산올, 시클로헥산올, 2-메틸-2-부탄올, 3-메틸-2-부탄올, 2-메틸-1-부탄올, 3-메틸-1-부탄올, 2-메틸-1-펜탄올, 2-메틸-2-펜탄올, 2-메틸-3-펜탄올, 3-메틸-1-펜탄올, 3-메틸-2-펜탄올, 3-메틸-3-펜탄올, 4-메틸-1-펜탄올, 4-메틸-2-펜탄올, 2-에틸-1-부탄올, 2,2-디메틸-3-펜탄올, 2,3-디메틸-3-펜탄올, 2,4-디메틸-3-펜탄올, 4,4-디메틸-2-펜탄올, 3-에틸-3-헵탄올, 1-헵탄올, 2-헵탄올, 3-헵탄올, 2-메틸-2-헥산올, 2-메틸-3-헥산올, 5-메틸-1-헥산올, 5-메틸-2-헥산올, 2-에틸-1-헥산올, 메틸 시클로헥산올, 트리메틸 시클로헥산올, 4-메틸-3-헵탄올, 6-메틸-2-헵탄올, 1-옥탄올, 2-옥탄올, 3-옥탄올, 2-프로필-1-펜탄올, 2,6-디메틸-4-헵탄올, 2-노난올, 3,7-디메틸-3-옥탄올, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디에틸 에테르, 디프로필 에테르, 디이소프로필 에테르, 부틸 메틸 에테르, 부틸 에틸 에테르, 부틸 프로필 에테르, 디부틸 에테르, 디이소부틸 에테르, tert-부틸 메틸 에테르, tert-부틸 에틸 에테르, tert-부틸 프로필 에테르, 디-tert-부틸 에테르, 디펜틸 에테르, 디이소아밀 에테르, 시클로펜틸 메틸 에테르, 시클로헥실 메틸 에테르, 브로모메틸 메틸 에테르, α,α-디클로로메틸 메틸 에테르, 클로로메틸 에틸 에테르, 2-클로로에틸 메틸 에테르, 2-브로모에틸 메틸 에테르, 2,2-디클로로에틸 메틸 에테르, 2-클로로에틸 에틸 에테르, 2-브로모에틸 에틸 에테르, (±)-1,2-디클로로에틸 에틸 에테르, 2,2,2-트리플루오로에틸 에테르, 에틸 비닐 에테르, 부틸 비닐 에테르, 알릴 에틸 에테르, 알릴 프로필 에테르, 알릴 부틸 에테르, 디알릴 에테르, 2-메톡시프로펜, 에틸-1-프로페닐 에테르, 시스-1-브로모-2-에톡시에틸렌, 2-클로로에틸 비닐 에테르, 알릴-1,1,2,2-테트라플루오로에틸 에테르, 옥탄, 이소옥탄, 노난, 데칸, 메틸시클로헥산, 데칼린, 자일렌, 에틸벤젠, 디에틸벤젠, 쿠멘, 2차 부틸벤젠, 시멘, 디펜텐, 메틸 피루베이트, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노프로필 에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 에틸 락테이트, 메틸 메톡시프로피오네이트, 시클로펜타논, 시클로헥사논, 부틸 아세테이트, γ-부티로락톤, 이소아밀 아세테이트, 클로로포름, 디클로로메탄, 1,4-디옥산, 헥실 알콜, 2-헵타논, 이소아밀 아세테이트 및 테트라히드로푸란을 포함한다.
본 개시의 특정의 구현예에서, 화학 액체는 예비습윤 액체이다. 예비습윤 액체의 유형은 특정하게 제한되지 않는다. 예비습윤 액체의 특정 예는 시클로펜타논 (CyPe), 시클로헥사논 (CyH), 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 (PGME), 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르 (PGEE), 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 (PGMEA), 프로필렌 글리콜 모노프로필 에테르 (PGPE), 에틸 락테이트 (EL) 중 적어도 하나를 포함한다. 다른 구현예에서, 화학 액체는 현상제 용액, 예컨대 부틸 아세테이트, 또는 헹굼 액체, 예컨대 4-메틸-2-펜탄올 (MIBC)일 수 있다.
<불순물>
가공 표적 및/또는 화학 액체 중에 함유된 불순물은 금속 불순물, 입자 및 기타, 예컨대 유기 불순물, 수분 등을 포함한다.
<금속 불순물>
가장 흔한 금속 불순물은 중금속, 예컨대 철 (Fe), 알루미늄 (Al), 크롬 (Cr), 니켈 (Ni) 및 이온성 금속, 예컨대 소듐 (Na) 및 칼슘 (Ca)을 포함한다. 금속의 유형에 따라, 금속 불순물은 산화물 무결성(integrity)을 악화시키고, MOS 게이트 스택(MOS gate stacks)을 저하시키고, 장치의 수명 등을 감소시킨다. 본 개시의 가공 방법에 의해 제조된 화학 액체에서, 총 미량 금속 함량은 0 내지 150 ppt (질량)의 사전결정된 범위 내에 있는 것이 바람직하다.
본 개시에서, 금속 불순물은 고체 (금속 착물, 미립자 금속-함유 화합물 등)의 형태로 제공되는 금속 불순물을 지칭한다.
본 개시에서, 화학 액체 중 총 미량 금속은 유도 결합 플라즈마 질량 분광분석법 (inductively coupled plasma mass spectrometry; ICP-MS)에 의해 측정된다. OWMP (온-웨이퍼 금속 입자; on-wafer metal particle)는 레이저 기반 검사 시스템 및 EDX (에너지 분산형 x선) 검사의 조합으로 웨이퍼를 검사함으로써 결정된다. ICP-MS를 사용하는 총 미량 금속의 측정 방법 및 레이저 및 EDX를 사용하는 온-웨이퍼 금속 입자 (OWMP)의 측정 방법은 하기 예에 기술된 바와 같다.
<입자>
본 개시에서, 0.03μm 이상의 크기를 갖는 계수 표적은 "입자"로서 지칭된다. 액체 매질 중 "입자"의 수는 광 산란 유형의 액체 중 입자 계수기(in-liquid particle counter)에 의해 계수되어야 하며, LPC (액체 입자 계수)로서 지칭된다.
입자의 예는 티끌(dust), 먼지(dirt), 유기 고체 물질 및 무기 고체 물질을 포함한다. 입자는 또한, 콜로이드화된 금속 원자의 불순물을 포함할 수 있다. 용이하게 콜로이드화되는 금속 원자의 유형은 특정하게 제한되지 않으며, Na, K, Ca, Fe, Cu, Mg, Mn, Li, Al, Cr, Ni, Zn 및 Pb로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 하나의 금속 원자를 포함할 수 있다. 본 개시의 화학 액체 제조 장치에 의해 제조된 화학 액체에서, 0.03μm 이상의 크기를 갖는 입자의 총 함량은 화학 액체 1 ml당 100 이하의 사전결정된 범위 내에 있는 것이 바람직하다.
<유기 불순물>
유기 불순물은 화학 액체 중에 제공된 주성분으로서의 유기 용매와 상이한 화합물을 의미하며, 화학 액체의 총 질량에 대하여 5000 질량 ppm 이하의 함량으로 함유된 유기 물질 (이는 유기 불순물에 상응하며, 유기 용매에 상응하지 않음)을 지칭한다.
휘발성 유기 화합물은 심지어 클린 룸(clean-room) 내부의 주위 공기 중에도 존재한다. 유기 불순물의 일부는 운송 및 보관 장비로부터 기원하며, 일부는 출발 원료 중에 존재한다. 유기 불순물의 다른 예는, 유기 용매가 합성될 때 생성된 부산물 및/또는 미반응 반응물을 포함한다.
화학 액체 중 유기 불순물의 총 함량은 특정하게 제한되지 않는다. 반도체 장치의 제조 수율을 개선하는 점으로부터, 유기 불순물의 총 함량은 화학 액체의 총 질량에 대하여 바람직하게는 0.001 내지 5000 질량 ppm, 보다 바람직하게는 0.003 내지 2000 질량 ppm, 더욱 바람직하게는 0.005 내지 1000 질량 ppm, 특히 바람직하게는 0.008 내지 500 질량 ppm, 가장 바람직하게는 0.01 내지 100 질량 ppm이다.
화학 액체 중 유기 불순물의 함량은 기체 크로마토그래피 질량 분광분석법 (GCMS) 장치를 사용함으로써 측정될 수 있다.
하기에서, 본 개시의 구현예는 화학 액체를 가공하기 위한 예시적인 방법을 기술한다. 화학 액체의 가공 방법은 적어도, 화학 액체와 접촉하게 될 수 있는 화학 액체 제조 장치의 일부 상에서 처리 공정을 수행하여, 제조 장치의 상기 부분으로부터 화학 액체 내로 추출되거나 또는 유출될 수 있는 원치 않는 이물질이 완화되거나 또는 제외되도록 하는 단계를 포함한다. 처리 공정은 본 개시의 화학 액체 제조 장치에 의해 구현되는 화학 액체의 가공 전에 수행된다. 이에 따라, 가공된 화학 액체는, 가공된 화학 액체 중 미립자의 수 및 금속 불순물의 양이 바람직한 범위 내에서 효과적으로 관리되는 초고순도 표준을 충족하거나 또는 초과하도록 엄격하게 제어된다. 궁극적으로, 잔류물 및/또는 입자 결함의 발생이 억제되고, 반도체 웨이퍼의 수율이 개선된다.
<화학 액체의 가공 방법>
화학 액체의 가공 방법의 단계가 일련의 행위 또는 사건으로서 예시 및 기술되었지만, 이러한 행위 또는 사건의 예시된 순서는 제한적인 의미로 해석되어서는 안 된다는 것이 이해된다. 또한, 예시된 모든 공정 또는 단계가 본 개시의 하나 이상의 구현예를 구현하는 데 요구되는 것은 아니다.
도 1a는 본 개시의 일부 구현예에 따라 화학 액체를 가공하기 위한 예시적인 방법의 단계들의 흐름도이다. 도 2는 일부 구현예에 따라 화학 액체를 가공하기 위한 방법에서 채택되는 예시적인 화학 액체 제조 장치를 나타내는 모식도이다.
도 1a 및 도 2를 참조하면, 본 개시의 일부 구현예에 따른 화학 액체의 가공 방법은, 단계(10)에서, 가공된 화학 액체를 제조하기 위해 화학 액체 제조 장치(10)를 제공하는 단계를 포함한다. 본 개시의 예시적인 구현예에 따르면, 가공된 화학 액체 중 원치 않는 미립자 (입자)의 수 및 금속 불순물의 양은 사전결정된 범위 내에서 제한된다. 일부 예시적인 구현예에서, 화학 액체 제조 장치(10)는 적어도 제1 정제 시스템(110)을 포함한다. 특정의 예시적인 구현예에서, 화학 액체 제조 장치(10)는, 적어도 제1 정제 시스템(110)에 추가하여 또는 그 대신에 제2 정제 시스템(120)을 포함한다.
또한 도 1a 및 2를 참조하면, 제1 정제 시스템(110)은 하나 또는 복수의 여과 매체(114) (정제 수단)를 포함하며, 이들 각각은 특정 정제 기능 (여과 유닛의 모드 또는 매체)을 갖고, 특정 처리를 제공한다. 예를 들어, 제1 정제 시스템(110)은, 입자 제거 필터, 이온 교환 막 및 이온 흡착 막으로부터 선택된 적어도 하나의 여과 매체(114) (114a, 114b 또는 114c)를 포함할 수 있다. 또한, 하나 또는 복수의 여과 매체(114)는 공급업체로부터 상업적으로 입수가능한 고품질 등급의 제품이다.
특정의 예시적인 구현예에 따르면, 하나 또는 복수의 여과 매체(114)는 구획화될 수 있으며, 각각 하나 또는 복수의 하우징(112)에 수용될 수 있다. 예를 들어, 제1 정제 시스템(110)은, 제1 하우징(112a), 제2 하우징(112b), 제3 하우징(112c)으로부터 선택된 적어도 하나의 하우징(112)을 포함할 수 있고, 적어도 하나의 하우징(112)은 여과 매체(114)의 하나 또는 복수의 유닛을 그 안에 포함하고 수용한다. 대안적으로 말하자면, 상기 예에 따르면, 제1 정제 시스템(110)은 단지 하나의 하우징(112) (제1 하우징(112a), 제2 하우징(112b) 또는 제3 하우징(112c)중 어느 하나), 또는 2개의 하우징(112) (제1 하우징(112a), 제2 하우징(112b) 및 제3 하우징(112c) 중 임의의 2개의 조합), 또는 3개의 하우징 (제1 하우징(112a), 제2 하우징(112b) 및 제3 하우징(112c))을 포함할 수 있다. 상기 예는 예시적인 목적을 위한 것이며, 하우징의 수는 나타낸 예에 제한되지 않음이 주목된다. 다른 예시적인 구현예에서, 제1 정제 시스템(110)은 상기 제1, 제2 및 제3 하우징(112a, 112b, 112c)에 더하여, 더 많은 하우징(112), 예를 들어 1개, 2개, 3개, 6개 또는 10개 더 포함할 수 있다. 대안적인 예시적인 구현예에서, 별도의 하우징(112)이 없을 수 있고, 하나 또는 복수의 여과 매체(114)는 제1 정제 시스템(110) 내에 구획화되지 않은 상태로 구성된다. 또 다른 대안적인 예시적인 구현예에서, 제1 정제 시스템(110)은 또한 하나 또는 복수의 여과 매체(114)에 더하여 다른 정제 모듈 (미도시됨)을 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 하우징(112a)은 제1 여과 매체(114a)의 하나 또는 복수의 유닛을 포함할 수 있고, 제2 하우징(112b)은 제2 여과 매체(114b)의 하나 또는 복수의 유닛을 포함할 수 있고, 제3 하우징(112c)은 제3 여과 매체(114c)의 하나 또는 복수의 유닛을 포함할 수 있으며, 여기서 제1, 제2 및 제3 여과 매체(114a, 114b 및 114c)는 기능 또는 성질이 상이할 수 있고, 상이한 정제 처리를 제공할 수 있는 한편, 선택된 하우징(112) (112a, 112b, 112c) 각각에 수용된 여과 매체(114) (114a, 114b, 114c)의 하나 이상의 유닛은 각각, 동일하거나 또는 유사한 정제 기능, 물리화학적 성질, 기공 크기 및/또는 구성 재료 등을 갖는다. 예로서, 제1 정제 시스템(110)은, 각각 제1 하우징(112a), 제2 하우징(112b) 및 제3 하우징(112c)에 수용된 하나 또는 복수의 입자 제거 필터, 하나 또는 복수의 이온 교환 막 및 하나 또는 복수의 이온 흡착 막을 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 제1 정제 시스템(110)은, 각각 제1 하우징(112a) 및 제2 하우징(112b)에 수용된 하나 또는 복수의 입자 제거 필터 및 하나 또는 복수의 이온 교환 막을 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 제1 정제 시스템(110)은, 각각 제1 하우징(112a) 및 제2 하우징(112b)에 수용된 하나 또는 복수의 입자 제거 필터 및 하나 또는 복수의 이온 흡착 막을 포함할 수 있다. 상기 예는 예시적인 목적을 위한 것이며, 제한적인 것으로 의도되지 않음이 주목된다.
선택된 하우징(112) (112a, 112b, 112c) 각각에 각각 수용되는 여과 매체(114) (114a, 114b, 114c)의 유닛의 수는 제한되지 않는다. 일부 구현예에서, 선택된 하우징(112) 각각에 수용된 여과 매체(114)의 유닛의 수는 1 내지 30, 예를 들어 1, 2, 10, 15, 20, 30 또는 유닛의 상기 수 중 임의의 둘 사이의 임의의 범위일 수 있다. 대안적인 구현예에서, 여과 매체(114)의 유닛의 수는 30 초과일 수 있다. 선택된 하우징(112) 각각에 수용된 여과 매체(114)의 유닛의 수는 나타낸 예에 제한되지 않음이 주목된다.
다시 도 1a 및 2를 참조하면, 화학 액체의 가공 방법은, 단계(20a)에서, 화학 액체(20)를 제1 정제 시스템(110)으로 전달하여 화학 액체 제조 장치(10)의 제1 정제 시스템(110)에 의해 가공되도록 하기 전에 하나 이상의 여과 매체(114)를 갖는 제1 정제 시스템(110) 상에서 처리 액체로 처리 공정을 수행하는 단계를 포함한다. 일부 예시적인 구현예에서, 처리 공정은 여과 매체(114)에 매립된 고유(innate) 불순물이 제거될 수 있는 세척 공정을 포함한다. 보다 구체적으로, 선택된 하우징(들)(112) (112a, 112b, 112c) 각각에 수용된 여과 매체(114) (114a, 114b, 114c)의 하나 이상의 유닛은 세척 액체(30)로 세척된다. 제1 정제 시스템(110) 상에서의 처리 공정은 이와 같이 제한되지 않음이 주목된다.
본 개시의 일부 예시적인 구현예에 따르면, 단계(20a)에서의 처리 공정은 여과 매체(114) (114a, 114b, 114c)를 사전결정된 기간 동안 처리 액체 중에 침지시킴으로써 수행될 수 있다. 또 다른 예시적인 구현예에서, 처리 공정은, 여과 매체(114)에서의 습윤 입자의 양을 감소시키고 처리 효율을 개선하기 위해 침지 및 세척을 조합하는 것을 포함할 수 있다.
본 개시에 따르면, 세척 공정에 사용되는 세척 액체는 특정하게 제한되지 않으며, 널리 알려져 있는 세척 액체가 사용될 수 있다. 예를 들어, 미립자 (입자), 금속 불순물 및 유기 불순물이 그 안에서 충분히 감소된 물 및 유기 용매가 사용될 수 있다. 특정의 구현예에서, 화학 액체 그 자체 또는 화학 액체를 희석하여 얻어진 액체가 세척 액체로서 사용될 수 있다. 일부 예시적인 구현예에 따르면, 세척 액체는 가공되는 화학 액체 중에 함유된 유기 용매 중 적어도 하나와 동일하되, 단 유기 용매 중 상기 적어도 하나는 단지 소량의 불순물을 함유하는 고순도 제품이다. 본 개시의 세척 액체(30, 40)의 기준으로서, 세척 공정에서 적용되는 세척 액체 중 철 (Fe) 및 칼슘 (Ca)의 함량은 약 10 ppb 이하로 제한된다.
본 개시에서 세척 액체로서 사용되는 유기 용매의 예는 알킬렌 글리콜 모노알킬 에테르 카복실레이트, 알킬렌 글리콜 모노알킬 에테르, 락트산, 알킬 에스테르, 알킬 알콜, 알킬 알콕시프로피오네이트, 시클릭 락톤 (바람직하게는 4 내지 10개의 탄소 원자), 고리를 가질 수 있는 모노케톤 화합물 (바람직하게는 4 내지 10개의 탄소 원자), 알킬렌 카보네이트, 알콕시 알킬 아세테이트 및 알킬 피루베이트를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
보다 구체적으로, 세척 액체의 예는 이소프로판올, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 (PGME), 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 (PGMEA), 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르 (PGEE), 프로필렌 글리콜 모노프로필 에테르 (PGPE), 에틸 락테이트 (EL), 디메틸 술폭시드 (DMSO), n-메틸 피롤리돈 (NMP), 디에틸렌 글리콜 (DEG), 에틸렌 글리콜 (EG), 디프로필렌 글리콜 (DPG), 프로필렌 글리콜, 프로필렌 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 술포란, 시클로헥산, 시클로헥사논 (CyH), 시클로헵타논 (CyHe), 시클로펜타논 (CyPe), 2-헵타논, γ-부티로락톤을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 또한, 이들 유기 용매 중 2종 이상의 상이한 유형이 혼합되어 세정 액체로서 사용될 수 있거나, 또는 혼합 없이 사용될 수 있다.
또한 도 1a 및 2 둘 모두를 참조하면, 세척 방법은 특정하게 제한되지 않는다. 일부 예시적인 구현예에서, 세척 공정은 충분한 양의 유체로 플러싱하거나 또는 헹구는 단계를 포함한다. 보다 구체적으로, 선택된 하우징(들)(112) (112a, 112b, 112c) 각각에 수용된 여과 매체(114) (114a, 114b, 114c)의 하나 이상의 유닛은 세척 액체(30)로 플러싱된다.
세척 공정이 플러싱을 포함하는 문맥에서, 함께 연결된 선택된 하우징(112) (112a, 112b, 112c)의 제1 하우징 내로 사전결정된 양의 세척 액체(30)가 분배되고, 세척 액체(30)는 선택된 하우징(112) (112a, 112b 112c) 각각에서 여과 매체(114)를 통해 유동하거나 또는 캐스케이딩(cascading)되어, 여과 매체(114)의 각각의 유닛이 세척 액체와 완전히 접촉하게 될 것이며, 여과 매체(114)에 박혀있거나(lodged) 또는 매립된 임의의 고유 불순물은 세척 액체(30)에 의해 운반될 것이다. 이어서, 세척 액체(30)는 선택된 하우징(112)의 최종 하우징 (예를 들어, 제3 하우징(112c))을 빠져나가 배출 탱크(130)에 수집된다. 상기 예시적인 구현예에서, 세척 액체(30)는, 가공을 위해 화학 액체(10)를 화학 액체 제조 장치(10)로 전달하기 위한 도관으로부터 분리된 도관을 통해 제1 정제 시스템(110) 내 제1 하우징으로 이송된다. 그러나, 상기 예는 예시적인 목적을 위한 것이며, 제한적인 것으로 의도되지 않음이 주목된다. 대안적인 구현예에서, 세척 액체(30) 및 화학 액체(20)는 동일한 도관을 통해 화학 액체 제조 장치(10)의 제1 정제 시스템(10)으로 전달될 수 있다.
세척 또는 플러싱 공정에 사용되는 세척 액체의 양은 특정하게 제한되지 않는다. 본 개시의 일부 구현예에서 세척 또는 플러싱 공정에서 채택된 세척 액체의 실제 양은 1 세척 사이클 (1회 세척)당 각각의 하우징(112)당 총 5 내지 500 갤런(gallon)의 범위일 수 있고; 예를 들어, 세척 액체의 양은 세척 사이클당 하우징(112)당 약 5, 10, 20, 50, 100, 200, 300, 400, 500 갤런 (상기 양 중 임의의 둘 사이의 임의의 범위를 포함함)일 수 있다.
예로서, 여과 매체(114)의 각각의 하우징(112)을 세척하거나 또는 플러싱하기 위해 약 10 갤런의 세척 액체가 적용되는 경우, 그리고 도 2에 예시된 바와 같이 여과 매체(114) (114a, 114b, 114c)의 3개의 하우징(112a, 112b, 112c)을 갖는 정제 시스템(110)이 세척되거나 또는 플러싱되는 시나리오에서, 총 30 갤런의 세척 액체(30)가 1 세척 사이클당 제1 정제 시스템(110) 내로 분배된다. 보다 구체적으로, 약 30 갤런의 세척 액체(30)가 제1 하우징(112a) 내로 분배된다. 이어서, 세척 액체(30)는 제1 하우징(112a)으로부터 제2 하우징(112b)으로 순방향 유동 방향으로 이동하고, 최종적으로 제3 하우징(112c)으로부터 배출 탱크(130)로 배수되어, 하우징(112a, 112b, 112c) 각각에서의 여과 매체(114a, 114b, 114c)의 각각의 유닛이 세척 액체(30)로 플러싱 및 세척된다.
상기 예는 예시적인 목적을 위한 것이며, 처리되거나 또는 세척되는 여과 매체(114)의 하우징(112)의 수는 나타낸 예에 제한되지 않음이 주목된다. 다른 예시적인 구현예에서, 처리되거나 또는 세척되는 여과 매체(114)의 하우징(112)의 수는, 예를 들어 1, 2, 5 또는 10일 수 있고, 사용되는 세척 액체의 양은 상응하게 1 세척 사이클당 약 10, 20, 50 또는 100 갤런이다. 또한, 세척 사이클당 하우징당 10 갤런의 세척 액체의 상기 예시적인 양은 예시적인 목적을 위한 것이며, 제한적인 것으로 의도되지 않는다. 세척 사이클당 하우징당 사용되는 세척 액체의 양은 여과 매체 (114) (114a, 114b, 114c)의 공급원, 유형 및 초기 상태에 따라 달라질 수 있으며, 예를 들어 세척 사이클당 하우징당 30 갤런, 55 갤런, 150 갤런 또는 400 갤런의 세척 액체가 채택될 수 있다. 여과 매체(114)의 초기 조건은, 여과 매체(114)가 예를 들어 공급업체로부터 입수될 때의 조건이다.
수행되는 세척 또는 플러싱의 사이클 (횟수)의 수는 특정하게 제한되지 않으며, 여과 매체(114) (114a, 114b, 114c)의 공급원, 유형 및 초기 조건에 따라 달라질 수 있다. 본 개시의 특정의 구현예에서, 여과 매체(114)의 세척 또는 플러싱은 1회 공정 (1X)이고, 화학 액체(20)는 1회 세척 또는 플러싱 공정이 완료된 후에 제1 정제 시스템(110)으로 전달되어 가공된다. 일부 대안적인 구현예에서, 세척 또는 플러싱은 복수의 사이클 (횟수), 예를 들어 2 (2X), 3 (3X), 4 (4X), 6 (6X) 또는 8 (8X) 사이클 동안 수행될 수 있으며, 각각의 사이클에 대해 세척 액체의 새로운 배치(batch)가 사용된다. 본 개시에서, "세척 액체의 새로운 배치"는 세척 또는 플러싱 공정에서 이전에 사용되지 않은 세척 액체를 의미하며, 상기 세척 액체 중 철 (Fe) 및 칼슘 (Ca) 함량은 약 10 ppb 이하이다.
예로서, 3개의 하우징(112a, 112b, 112c)의 각각의 하우징(112) 내의 여과 매체(114) (114a, 114b, 114c)를 세척 또는 플러싱하기 위해 10 갤런의 세척 액체를 적용하는 상기 예시된 예에 따라, 총 60 갤런 (30+30)의 세척 액체가 2 사이클 (2X)의 세척 또는 플러싱 공정에서 소비될 것이다. 이러한 문맥에서, 세척 또는 플러싱의 제1 사이클 (횟수) 동안 30 갤런의 세척 액체의 새로운 배치가 사용되며, 세척 또는 플러싱의 제2 사이클 (횟수) 동안 30 갤런의 세척 액체의 또 다른 새로운 배치가 사용된다. 상기 예는 예시적인 목적을 위한 것이며, 하우징의 수, 사이클당 하우징당 적용되는 세척 액체의 양 및 세척 사이클의 수는 나타낸 예에 제한되지 않음이 주목된다.
다른 구현예에서, 다중 사이클의 세척 또는 플러싱 효과를 달성하기 위해, 조합된 모든 세척 사이클에 대해 의도된 세척 액체의 전체가 하우징(112) 내의 여과 매체(114)를 세척 또는 플러싱하기 위해 집합적으로 적용된다. 예를 들어, 상기 예시된 바와 같은 2 사이클의 세척 또는 플러싱 공정은, 총 60 갤런의 세척 액체(30)를 전체로서 적용하여 3개의 하우징(112a, 112b, 112c)의 각각의 하우징(112) 내의 여과 매체(114) (114a, 114b, 114c)를 세척 또는 플러싱함으로써 달성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 화학 액체 제조 장치(10)는 제1 정제 시스템(110)과 직접적으로 또는 간접적으로 연통하는 제2 정제 시스템(120)을 추가로 포함할 수 있으며, 여기서 제2 정제 시스템(120)은 하나 또는 복수의 여과 매체(124)를 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같은 예시적인 구현예에서, 제2 정제 시스템(120)은 제1 정제 시스템(110)으로부터 하류에 구성되지만; 제1 정제 시스템(110) 및 제2 정제 시스템(120)의 상대적인 구성은 상기 나타낸 예에 제한되지 않음이 주목된다.
제1 정제 시스템(110)과 유사하게, 제2 정제 시스템(120) 내 하나 또는 복수의 여과 매체(124)는 구획화될 수 있고, 각각 하나 또는 복수의 하우징(122)에 수용될 수 있다. 예를 들어, 제2 정제 시스템(120)은 제4 하우징(122a), 제5 하우징(122b) 및 제6 하우징(122c)으로부터 선택된 적어도 하나의 하우징(122)을 포함할 수 있고, 적어도 하나의 하우징(122)은 그 안에 여과 매체(124)의 하나 또는 복수의 유닛을 포함하며 수용한다. 대안적으로 말하자면, 상기 예에 따르면, 제2 정제 시스템(120)은 1개, 2개 또는 3개의 하우징(122)을 포함할 수 있다. 다른 예시적인 구현예에서, 제2 정제 시스템(120)은 제4 하우징(122a), 제5 하우징(122b) 및 제6 하우징(122c)에 더하여 더 많은 하우징(122), 예를 들어 1개, 2개, 5개 또는 10개를 더 포함할 수 있다는 것이 주목된다. 또한, 별도의 하우징(122)이 없을 수 있고, 하나 또는 복수의 여과 매체(124)는 제2 정제 시스템(120) 내에 구획화되지 않은 상태로 구성된다. 또 다른 예시적인 구현예에서, 제2 정제 시스템(120)은 또한, 하나 또는 복수의 여과 매체(124)에 더하여, 예시되지 않은 다른 재료 처리 모듈을 포함할 수 있다.
제4 하우징(122a)은 제4 여과 매체(124a)의 하나 또는 복수의 유닛을 포함할 수 있고, 제5 하우징(122b)은 제5 여과 매체(124b)의 하나 또는 복수의 유닛을 포함할 수 있고, 제6 하우징(122c)은 제6 여과 매체(124c)의 하나 또는 복수의 유닛을 포함할 수 있고, 여기서 제4 여과 매체(124a), 제5 여과 매체(124b) 및 제6 여과 매체(124c)는 기능 또는 성질이 상이할 수 있고, 상이한 정제 처리를 제공할 수 있는 한편, 선택된 하우징(122) (122a, 122b, 122c) 각각에 수용된 여과 매체(124) (124a, 124b, 124c)의 하나 이상의 유닛은 각각 동일하거나 또는 유사한 정제 기능, 물리화학적 성질, 기공 크기 및/또는 구성 재료 등을 갖는다. 일부 예시적인 구현예에서, 제2 정제 시스템(120)은 입자 제거 필터, 이온 교환 막 및 흡착 막으로부터 선택된 적어도 하나의 여과 매체(124) (124a, 124b, 124c)를 포함할 수 있다. 예로서, 제2 정제 시스템(120)은 제4 필터 하우징(122a)에 수용된 3개의 입자 제거 필터, 및 제5 필터 하우징(122b)에 수용된 3개의 이온 교환 막 또는 3개의 이온 흡착 막을 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 제2 정제 시스템(120)은 제4 필터 하우징(122a)에 수용된 2개, 3개 또는 4개의 입자 제거 필터, 및 제5 필터 하우징(122b)에 수용된 또 다른 2개, 3개 또는 4개의 입자 제거 필터를 포함할 수 있으며, 여기서 2개의 하우징(122a, 122b) 내의 입자 제거 필터는 기공 크기 및/또는 구성 재료의 측면에서 상이하다. 또한, 하나 또는 복수의 여과 매체(124)는, 공급업체로부터 상업적으로 입수 가능하며 새로이 입수되는 고순도 등급 제품이다.
선택된 하우징(122) (122a, 122b, 122c) 각각에 각각 수용되는 여과 매체(124) (124a, 124b, 124c)의 유닛의 수는 제한되지 않는다. 일부 구현예에서, 선택된 하우징(122) 각각에 수용되는 여과 매체(124)의 유닛의 수는 총 1 내지 30, 예를 들어 1, 2, 10, 15, 20, 30 또는 유닛의 상기 수 중 임의의 둘 사이의 임의의 수의 범위일 수 있다. 대안적인 구현예에서, 여과 매체(124)의 유닛의 수는 30 초과일 수 있다. 선택된 하우징(122) 각각에 수용된 여과 매체(124)의 유닛의 수는 나타낸 예에 제한되지 않음이 주목된다.
다시 도 1a를 참조하면, 화학 액체의 가공 방법은, 단계(20b)에서, 화학 액체를 본 개시의 화학 액체 제조 장치(10)로 가공하기 전에 처리 액체로 하나 이상의 여과 매체(124)를 갖는 제2 정제 시스템(120) 상에서 처리 공정을 수행하는 단계를 포함한다.
제2 정제 시스템(120)에 적용되는 처리 공정의 원리는 단락 [0049] 내지 [0066]에 예시된 바와 같은 제1 정제 시스템(110)에 적용되는 것과 유사하다. 예를 들어, 제2 정제 시스템(120) 상에서 수행되는 처리 공정은 세척 공정을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 단계(20b)에서, 제2 정제 시스템(20)의 선택된 하우징(들)(124) (122a, 122b, 122c) 각각에 수용된 여과 매체(124) (124a, 124b, 124c)의 하나 이상의 유닛이 세척 액체(40)로 세척된다.
또한, 세척 공정이 플러싱을 포함하는 문맥에서, 사전결정된 양의 세척 액체(40)가 제2 정제 시스템(120) 내 선택된 하우징(122)의 제1 하우징 내로 분배되어, 제2 정제 시스템(120)에서 함께 연결된 선택된 하우징(들)(122) (122a, 122b, 122c)) 각각에 수용된 여과 매체(124) (124a, 124b, 124c)의 하나 이상의 유닛을 세척하거나 또는 플러싱한다. 세척 액체(40)는 선택된 하우징(122) 각각 내의 여과 매체(124)를 통해 유동하거나 또는 캐스케이딩되어, 여과 매체(124)의 각각의 유닛이 세척 액체와 완전히 접촉하게 되고, 여과에 매립되거나 또는 박혀있는 고유 불순물이 세척 액체(40)에 의해 헹궈질 것이다. 이어서, 세척 액체(40)는 선택된 하우징(들)(122)의 최종 하우징 (예를 들어, 제6 하우징(122c))을 빠져나가 배출 탱크(150)에 수집된다. 제2 정제 시스템(120)에 적용되는 상기 예시적인 처리 공정은 예시적인 목적을 위한 것이며, 제한적인 것으로 의도되지 않음이 주목된다.
또한 도 1a를 참조하면, 단계(20a)에서 제1 정제 시스템(110) 상에서 처리 공정을 완료하고 및/또는 단계(20b)에서 제2 정제 시스템(120) 상에서 처리 공정을 완료한 후, 단계(30)에서 본 개시의 화학 액체 제조 장치(10)를 채택함으로써 화학 액체(20)의 가공이 구현된다. 단계(30)에서 화학 액체의 가공은, 예를 들어 화학 액체 제조 장치(10)에 설치된 후처리된 제1 정제 시스템(110) 및/또는 후처리된 제2 정제 시스템(120)을 사용하여 화학 액체(20) 상에서 정제 공정을 수행하는 단계를 포함한다.
일부 구현예에 따르면, 제1 정제 시스템(110)의 처리 및 제2 정제 시스템(120)의 처리는 독립적으로 그리고 개별적으로 실행되지만, 동시에 또는 순차적으로 실행될 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 정제 시스템(110)의 여과 매체(114)를 처리하는 데 적용되는 처리 액체의 유형(들), 처리 조건, 사용되는 처리 액체의 양(들), 처리 사이클의 수(들), 처리 방법 (플러싱, 침지 또는 둘 모두) 등, 및 제2 정제 시스템(120)의 여과 매체(124)를 처리하는 데 적용되는 것은, 여과 매체 (114 및 124)의 공급원, 유형 및 조건, 및 각각의 정제 시스템(10, 20)에서 처리되는 선택된 하우징(110 및 120)의 수에 따라 동일하거나, 유사하거나 또는 서로 다를 수 있다.
예로서, 제1 정제 시스템(110)의 여과 매체(114)를 처리하기 위한 처리 액체(30)로서 및 제2 정제 시스템(120)의 여과 매체(124)를 처리하기 위한 처리 액체(40)로서 시클로헥사논이 사용될 수 있지만; 여과 매체(114)를 처리하기 위해 요구되는 처리 조건 및 처리 사이클의 수는 여과 매체(124)를 처리하기 위해 요구되는 처리 조건 및 처리 사이클의 수와 상이할 수 있다. 또한, 제1 정제 시스템(110)의 처리는 제2 정제 시스템(120)의 처리 전에, 후에 또는 동시에 수행될 수 있다. 또한, 시클로헥사논의 새로운 배치가 각각 제1 정제 시스템(110) 및 제2 정제 시스템에 적용되고, 각각 정제 시스템(110 및 120)의 처리를 위한 각각의 처리 사이클에 시클로헥사논의 새로운 배치가 적용된다는 것이 이해된다. 상기 예는 예시적인 목적을 위한 것이며, 제한적인 것으로 의도되지 않음이 주목된다.
여과 매체(114 및 124) 및 처리 공정에 적용되는 처리 액체 대부분에 대해, 처리 공정은 주위 조건 (실온 및 대기압)에서 수행된다. 그러나, 일부 예시적인 구현예에서, 처리 조건은 여과 매체(114, 124) 및/또는 이의 처리에 사용되는 처리 액체의 함수이다. 특정의 예시적인 구현 하에, 처리 조건은 주위 조건 미만 또는 초과로 제어된다. 예를 들어, 특정 시클릭 지방족 케톤 유기 용매가 세척 액체로서 사용되는 경우, 특정 이온 교환 막 또는 이온 흡착 막의 세척 또는 플러싱은 실온 미만, 예컨대 80 °F 미만 또는 77 °F 미만에서 실행된다. 예로서, 시클로헥사논 (CyH)이 세척 액체로서 적용되는 경우 이온 교환 막의 세척 또는 플러싱은 70 °F 미만에서 실행된다.
여과 매체(114, 124)가 세척 또는 플러싱 공정을 겪는 경우, 여과 매체(114, 124)를 통해 유동하거나 또는 통과하는 세척 액체의 유량은 전형적으로, 화학 액체(20)가 가공될 때의 약 10 내지 12 갤런/분의 정상 작동 유량보다 더 느리도록 제어된다. 예를 들어, 세척 또는 플러싱 공정 동안 세척 액체의 유량은 약 1 갤런/분만큼 낮은 값으로부터 최대 약 10 갤런/분까지의 범위, 예를 들어 약 1, 2, 5 또는 8 갤런/분일 수 있다. 물론, 이들은 단지 예일 뿐이며, 제한적인 것으로 의도되지 않는다. 다른 구현예에서, 유량은 10 갤런/분, 예를 들어 18 내지 20 갤런/분을 초과할 수 있다.
또한, 도 1a에 도시된 바와 같은 본 개시의 일부 구현예에 따르면, 처리 공정은, 화학 액체 제조 장치(10)에 이미 설치된, 정제 시스템(110, 120) 내에 구성된 선택된 하우징(들)(112, 122) 각각 내의 여과 매체(114, 124)의 하나 이상의 유닛에 대해 현장에서(in-situ) 수행된다. 대안적인 구현예에서, 오프라인 처리 공정이 수행될 수 있다. 도 1b에 도시된 바와 같은 오프라인 처리 공정은, 상기에서 논의된 현장 처리 공정과 실질적으로 동일하지만, 내부에 수용된 여과 매체(114, 124)의 하나 이상의 유닛을 갖는 선택된 하우징(들)(112, 122) 각각은, 선택된 하우징(들)(112, 122)이 각각 정제 시스템(10, 20) 내에 구성되고 화학 액체 제조 장치(10)에 설치되기 전에, 단락 [0054] 내지 [0066] 및 [0071] 내지 [0073]에서 상기 예시된 바와 같이 처리 공정을 겪는 점에서 주요한 상이함을 갖는다. 보다 특히, 도 1b에 도시된 바와 같이, 단계(10a)에서 내부에 여과 매체(114)의 하나 이상의 유닛을 갖는 선택된 하우징(들)(112) 각각 상에서 처리 공정이 수행되며, 여기서 처리 공정은 선택된 하우징(들)(112) 각각에 대해 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 유사하게, 처리 공정은 단계(10b)에서 내부에 여과 매체(124)의 하나 이상의 유닛을 갖는 선택된 하우징(122) 각각 상에서 수행되며, 여기서 처리 공정은 선택된 하우징(들)(122) 각각에 대해 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 단계(10a), 단계(10b)에서와 같은 처리 공정이 완료된 후, 선택된 하우징(들)(112)은 후처리된 제1 정제 시스템(110)으로서 함께 구성되고, 선택된 하우징(들)(122)은 후처리된 제2 정제 시스템(120)으로서 함께 구성되며, 이들은 단계(20)에서 화학 액체 제조 장치(10)에 설치된다. 그 후, 단계(30)에서 본 개시의 화학 액체 제조 장치(10) 내에 구성된 후처리된 제1 정제 시스템(110) 및 후처리된 제2 정제 시스템(120)을 채택함으로써 화학 액체(20)의 가공이 구현된다.
[입자 제거 필터]
입자 제거 공정은 입자 제거 필터를 사용함으로써 가공 표적, 예컨대 화학 액체 중 입자 및/또는 금속 불순물 (고체 형태의 금속 불순물)을 제거하는 공정이다. 입자 제거 필터는 특정하게 제한되지 않으며, 널리 알려져 있는 입자 제거 필터가 사용될 수 있다.
필터의 평균 기공 크기 (기공 직경)는 특정하게 제한되지 않지만, 이는 적합하게는 약 0.001 내지 1.0 μm (1nm 내지 1000nm), 바람직하게는 약 0.003 내지 0.5 μm (3nm 내지 500nm), 보다 바람직하게는 약 0.005 내지 0.1 μm (5nm 내지 100nm)이다. 이 범위 내에서, 필터의 막힘(clogging)을 억제하면서, 정제된 생성물 중에 함유된 불순물 또는 응집물과 같은 외래 물질을 신뢰할 만하게 제거하는 것이 가능하다. 본 개시의 특정의 구현예에서, 제1 재료 처리 시스템(110)은 2nm만큼 작은 평균 기공 크기를 갖는 입자 제거 필터 (예를 들어, 2 nm 이상의 기공 크기를 갖는 미세여과 막)를 포함할 수 있으며, 0.002μm (2nm) 이상 내지 약 1.0 μm (1000nm) 이하의 범위일 수 있다. 철 또는 알루미늄과 같은 금속 원자를 포함하는 콜로이드화된 불순물에 더하여 미세 입자가 가공 표적에 제공되는 경우, 가공 표적은 50 nm만큼 작은 평균 기공 크기를 갖는 필터를 사용함으로써 여과되어 입자를 제거한 후, 20 nm 또는 15 nm만큼 작은 평균 기공 크기를 갖는 필터를 사용함으로써 여과를 수행하여 더 미세한 입자를 제거한다. 따라서, 여과 효율이 개선되며, 입자를 제거하는 성능이 더 개선된다.
본 개시의 일부 구현예에서, 제2 여과 시스템(122)은 0.001μm (1nm)만큼 작은 기공 크기를 갖는 입자 제거 필터를 포함할 수 있으며, 약 0.001μm (1nm) 이상 내지 약 0.015μm (15nm) 이하의 범위일 수 있다. 특정의 구현예에서, 제2 여과 시스템(120)은 1nm만큼 작은 기공 크기를 갖는 UPE 필터를 포함할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 제2 여과 시스템(120)은 약 5nm의 기공 크기를 갖는 나일론 또는 MPTFE 필터를 포함할 수 있다. 여기서, 평균 기공 크기는 필터 제조업체의 공칭 값을 지칭할 수 있다.
입자 제거에 사용된 필터의 재료의 예는 플루오로수지, 예컨대 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 폴리아미드 수지, 예컨대 나일론 등, 폴리올레핀 수지 (고밀도 및 초고분자량을 포함함), 예컨대 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 (PP) 등, 퍼플루오로알콕시 (PFA) 수지 등, 또는 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌 (MPTFE)을 포함한다. 화학 액체 중에 함유된 불순물 및/또는 응집물과 같은 미세 외래 물질을 효율적으로 제거하는 점에서, 본 개시의 입자 제거에 사용된 필터는 나일론, 폴리프로필렌 (고밀도 폴리프로필렌을 포함함), 폴리에틸렌, 폴리테트라플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬 비닐 에테르 공중합체, 폴리이미드 및 폴리아미드 이미드로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 하나로 제조된다. 상기 재료로 제조된 필터에 따르면, 잔류물 결함 및/또는 입자 결함을 유발할 가능성이 있는 높은 극성을 갖는 외래 물질을 효과적으로 제거하는 것이 가능하며, 화학 액체 중 금속 성분의 함량을 효율적으로 감소시키는 것이 가능하다.
폴리이미드 및/또는 폴리아미드 이미드는 카복시 기, 염 유형의 카복시 기 및 -NH-결합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 하나를 가질 수 있다. 내용매성에 관하여, 플루오로수지, 폴리이미드 및/또는 폴리아미드 이미드가 탁월하다.
상업용 필터로로서, 예를 들어, 제공되는 다양한 필터로부터, Pall Corporation, ADVANTEC Toyo Roshi Kaisha, Ltd., Entegris Japan Co., Ltd. (구(former) Nihon microlith Corporation) 및 KITZ MICRO FILTER CORPORATION에 의해 제조된 필터가 선택될 수 있다. 또한, 폴리아미드로 제조된 "P-Nylon 필터 (0.02 μm의 기공 크기 및 77 mN/m의 임계 표면 장력)" (Pall Corporation에 의해 제조됨); 고밀도 폴리에틸렌으로 제조된 "PEㆍclean 필터 (0.02 μm의 기공 크기)" (Pall Corporation에 의해 제조됨); 고밀도 폴리에틸렌으로 제조된 "PEㆍclean 필터 (0.01 μm의 기공 크기)" (Pall Corporation에 의해 제조됨); 및 초고분자량 폴리에틸렌 막으로 제조된 "UPE (3nm의 기공 크기)" (Entegris에 의해 제조됨)가 사용될 수 있다.
[이온 교환 수지 막 (이온 교환 막)]
본 구현예에 사용된 이온 교환 수지 막은 특정하게 제한되지 않으며, 수지 막에 고정된 적합한 이온 교환 기를 포함하는 이온 교환 수지를 포함하는 필터가 사용될 수 있다. 이러한 이온 교환 수지 막의 예는, 양이온 교환 기, 예컨대 수지 막 상에 화학적으로 개질된 술폰산 기를 포함하는 강산성 양이온 교환 수지를 포함하며, 이의 예는 셀룰로오스, 규조토, 나일론 (아미드 기를 갖는 수지), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 이미드 기를 갖는 수지, 아미드 기 및 이미드 기를 갖는 수지, 플루오로수지, 또는 고밀도 폴리에틸렌 막, 및 입자-제거 막을 갖는 이온 교환 수지 막 (이는 입자-제거 막 및 이온 교환 수지 막의 일체형 구조를 갖는 막임)을 포함한다. 폴리알킬렌 막 상에 화학적으로 개질된 이온 교환 기를 갖는 폴리알킬렌 막이 바람직하다. 폴리알킬렌은, 예를 들어 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌을 포함하며, 폴리프로필렌이 바람직하다. 이온 교환 기로서 양이온 교환 기가 바람직하다. 본 구현예에 사용된 이온 교환 수지 막은 금속 이온 제거 기능을 갖는 상업적으로 입수가능한 필터일 수 있다. 이들 필터는 이온 교환 효율을 기반으로 그리고 약 0.2μm (200 nm)만큼 작은 필터의 추정된 기공 크기를 갖는 필터가 선택된다.
[이온 흡착 막]
이온 흡착 막은 다공성 막 재료를 갖고, 이온 교환 기능을 갖는다. 이러한 이온 흡착 막은, 이것이 100μm 이하의 기공 직경을 갖고, 이온 교환 기능을 갖는 한 특정하게 제한되지 않는다. 이의 재료, 유형 등은 특정하게 제한되지 않는다. 이온 흡착 막을 구성하는 베이스 재료의 재료의 예는 셀룰로오스, 규조토, 나일론 (아미드 기를 갖는 수지)과 같은 미세여과 막의 필름 재료, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 이미드 기를 갖는 수지, 아미드 기 및 이미드 기를 갖는 수지, 플루오로수지, 또는 고밀도 폴리에틸렌 수지, 이에 도입된 이온 교환 능력을 갖는 관능기를 갖는 막 재료 등을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 막 재료의 형상의 예는 주름 유형, 편평한 막 유형, 중공 섬유 유형, JP-A 제2003-112060호에 기술된 바와 같은 다공체 등을 포함한다. 막 재료 내로 도입되는 이온 교환 기로서, 제거되는 성분의 용리 및 선택성을 최적화하기 위해 양이온 교환 기, 킬레이트 교환 기 및 음이온 교환 기의 적어도 2개의 조합을 사용하는 것이 바람직하다. 이온 흡착 막은 다공도를 갖기 때문에, 미세 입자의 일부를 제거하는 것이 또한 가능하다. 본 개시의 특정의 구현예에서, 이온 흡착 막은, 예를 들어 0.02μm (20nm)만큼 작은 기공 직경을 갖는 나일론 막이다.
[실시예]
본 개시는 하기 실시예를 기반으로 하기에 보다 구체적으로 기술될 것이다. 하기 실시예에 기술될 재료, 사용량, 비, 처리 상세사항, 처리 절차 등은 본 발명의 요지로부터 벗어나지 않는 범위에서 적절하게 변화될 수 있다. 따라서, 본 개시의 범위는 하기 실시예에 의해 제한적으로 해석되어서는 안 된다.
제1 정제 시스템(110)에서 여과 매체(114)의 선택, 세척 사이클의 수 및 선택된 여과 매체를 처리하기 위해 적용되는 세척 액체의 양은 각각의 세척 사이클의 종료 시 샘플 각각에서 소정 조성을 갖는 후처리 세척 액체를 얻도록 조정되었다. 하기 실험에서 사용된 여과 매체는 공급업체로부터 완전히 새로 입수한 고품질 등급 제품이었다. 실험 중 일부에서, 필터의 다중 유닛을 한 번에 플러싱하였지만, 하기 제시된 데이터는 수학적으로 단일 유닛으로 정규화되었다.
<OWPC, OWMC, SP5>
각각의 후처리 세척 액체 샘플을 수집한 다음, 웨이퍼 코팅 도구 내로 삽입하였다. 베어 웨이퍼를 샘플로 코팅한 후, 웨이퍼를 레이저 기반 검사 시스템으로 옮기고, 이에 의해 검사하였다. 레이저 광을 사용함으로써, 레이저 기반 검사 시스템은 19nm의 검출 한계에서, 웨이퍼 상의 각각의 입자의 위치 및 크기를 검출하고, 계수하고, 기록하였다. 보다 구체적으로, 계수 표적은 19nm 이상의 크기를 갖는 입자를 포함하였다. 데이터를 사용하여 웨이퍼 맵을 생성하고, 1000nm 이하의 크기를 갖는 모든 입자를 포함한 총 온-웨이퍼 입자 계수 (OWPC)를 제공하였다. SP5는 약 19nm 내지 약 23nm 크기를 갖는 입자를 포함한 OWPC의 하위세트였다.
이어서, 웨이퍼를 EDX (에너지 분산형 x선)에 의해 검사되도록 옮겼다. 레이저 기반 검사 시스템에 의해 보고된 각각의 입자를 원소 정보를 제공하기 위해 EDX (에너지 분산형 x선)에 의해 검사하였다. 임의의 금속 신호를 생성하는 것으로 확인된 임의의 입자는 금속 입자로서 계수되었다. 금속 특징(signature)을 갖는 입자의 총 수를 총합하여 OWMP (온-웨이퍼 금속 입자) 또는 OWMC (온-웨이퍼 금속 계수)로서 보고하였다.
<평가 결과>
표 1에서, 3nm의 기공 크기를 갖는 초고분자량 폴리에틸렌 입자 (UPE) 제거 필터(들)를 포함하는 제1 정제 시스템 상에서 본 개시에 따른 플러싱 공정을 수행하였다. 사용된 세척 액체는 플러싱당 약 10 내지 50 갤런의 양의 시클로헥사논이었고, 세척 액체를 주위 온도 및 최대 50 psig (평방 인치당 파운드)의 입구 압력 하에 UPE 필터를 통해 플러싱되거나 또는 통과하도록 하였다. 플러싱의 4 사이클 (제1 플러싱, 제2 플러싱, 제3 플러싱 및 제4 플러싱) 각각의 종료 시 샘플을 수집하였다. 각각의 샘플에서 OWPC, OWMC (또는 OWMP) 및 선택된 금속 원소의 계수를 측정하였고, 정규화된 데이터를 하기 표 1에 요약하였다. 도 3은 또한 OWMC 결과를 그래프로 예시한다.
<표 1>
Figure pct00001
표 1 및 도 3에 예시된 바와 같이, 본원의 처리 공정은, UPE 필터에 대해 OWMC 및 선택된 금속 요소에 대한 계수를 상당히 감소시키는 바람직한 이점을 달성 한 것으로 나타났다. 데이터는 또한 처리 공정의 효과가 제3 플러싱 후 훨씬 더 두드러졌다는 것을 나타냈다. 제4 플러싱의 종료 시, OWMC는 제1 플러싱 후 OWMC와 비교하여 4배 감소하였다. 또한, Al, Fe, Mg 등과 같은 다양한 선택된 금속 원소의 계수 또한 제4 플러싱의 종료까지 상당히 감소하였다.
<표 2>
Figure pct00002
표 2에서, 7nm의 기공 크기를 갖는 고밀도 폴리에틸렌 입자 제거 필터(들)를 포함하는 제1 정제 시스템 상에서 본 개시에 따른 유사한 플러싱 공정을 수행하였다. 이 처리 공정에 사용된 세척 액체는 시클로헥사논이었으며, 플러싱당 50 내지 400 갤런의 양이었다. 세척 액체를 주위 온도 및 최대 50 psig의 입구 압력 하에 HDPE 필터를 통해 플러싱되거나 또는 통과되도록 하였다. 각각의 세척 사이클에 대해 2회의 개별적이지만 동일한 시험을 수행하였으며, 2회의 시험 각각으로부터 4 플러싱 사이클 (제1 플러싱, 제2 플러싱, 제3 플러싱 및 제4 플러싱)의 각각의 하나의 종료 시 샘플을 수집하였다. 각각의 샘플에서 OWPC, OWMC 및 선택된 금속 원소에 대한 계수를 측정하였고, 정규화된 데이터를 표 2에 요약하였다. 도 3은 또한 2회의 시험으로부터의 OWMC 결과의 평균을 그래프로 예시한다.
표 2에 요약되고 도 3에 예시된 데이터는, 본원의 처리 공정이 PTFE 필터에 대해 시험된 속성을 개선하는 데 효과적임을 입증하였다. 표 2에 나타낸 바와 같이, 플러싱 사이클의 수가 증가함에 따라 OWPC는 계속 감소하였다. 데이터는 또한, OWPC, OWMC 및 선택된 금속 원소에 대한 계수가 제3 플러싱 후 바람직하게 개선되었음을 반영하였다.
<표 3>
Figure pct00003
표 3에서, 2nm의 기공 크기를 갖는 HDPE (고밀도 폴리에틸렌) 입자 제거 필터(들)를 포함하는 정제 시스템 상에서 주위 온도 및 최대 50 psig의 입구 압력 하에 본 개시에 따른 플러싱 공정을 수행하였다. 이 플러싱 공정에 사용된 세척 액체는 시클로헥사논이었다. 2회의 개별 시험을 수행하였으며, 제2 시험 동안, 사용된 세척 액체의 양은 제1 시험에 사용된 양의 4배였다. 제1 및 제2 시험 각각의 플러싱 종료 시 샘플을 수집하였다. 각각의 샘플에서 OWPC, SP5, OWMC 및 선택된 금속 원소에 대한 계수를 측정하였고, 정규화된 데이터를 표 3에 요약하였다.
표 3에 나타낸 바와 같은 결과는, 본원의 처리 공정이 HDPE 필터에 대해 OWPC, SP5, OWMC 및 선택된 모든 금속 원소의 계수를 감소시키는 바람직한 이점을 달성하였음을 확인시켜 주었다. 감소는 플러싱 양 (또는 플러싱 사이클)을 약 30 갤런으로부터 약 125 갤런으로 증가 (또는 1 플러싱 사이클로부터 4 플러싱 사이클로 증가)시킨 후 훨씬 더 두드러졌다. 제2 시험으로부터의 샘플은 OWPC 및 SP5 계수 둘 모두에서 5배 감소한 것으로 나타났으며, 세척 액체의 양 (세척 사이클의 수)이 4배만큼 증가함에 따라 OWMC는 18배 감소한 것으로 나타났다. 전형적으로, 전처리된 HDPE 필터로부터의 약 19nm 내지 약 23nm의 크기를 갖는 입자의 계수는 10000 초과였다.
<표 4>
Figure pct00004
표 4에서, PGMEA (프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트)를 사용하여 10nm의 기공 크기를 갖는 PTFE (폴리테트라플루오로에틸렌) 입자 필터(들)를 플러싱한 것을 제외하고는 유사한 플러싱 공정을 수행하였다. 2회의 개별 시험을 수행하였으며, 제2 시험 동안, 사용된 세척 액체의 양은 제1 시험에 사용된 양의 8배였다. 제1 및 제2 시험 각각의 플러싱 종료 시 샘플을 수집하였다. 각각의 샘플에서 OWPC, SP5, OWMC 및 선택된 금속 원소에 대한 계수를 측정하였고, 정규화된 데이터를 표 4에 요약하였다.
표 4에 나타낸 바와 같은 데이터는, 본 개시의 처리 공정이 PTFE 필터 상에서 수행된 후 OWPC 및 OWPC의 실질적인 감소의 주목할 만한 효과를 추가로 확인시켜 주었다. 보다 특히, OWPC는 세척 액체의 양을 약 50 갤런으로부터 400 갤런으로 증가 (또는 1 플러싱 사이클로부터 8 플러싱 사이클로 증가)시킨 후 500,000 초과로부터 1000보다 약간 초과로 상당히 감소하였다. 데이터는 또한, 세척 액체의 양을 8배만큼 증가시킨 후 OWMC 및 Fe 계수가 웨이퍼 상에서 포화된 상태로부터 한 자릿수 (각각 6 및 4)로 극적으로 감소하였을 나타내었다.
<표 5>
Figure pct00005
표 5에서 얻은 데이터는 처리 액체 PGMEA (프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트)를 사용하여 얻었다. 이 표의 데이터는, 약 16시간의 기간 동안 처리 액체 중에 여과 매체를 침지시킨 후 50 kg의 처리 액체로 플러싱하는 것의 효과를 입증한다. 보다 구체적으로, 여과 매체를 주위 조건에서 밤새 처리 액체 중에 담궜다. 그 후, 여과 매체를 필터 하우징에 위치시키고, 새로운 처리 액체로 플러싱하였다. 쉽게 볼 수 있는 바와 같이, 여과 매체를 플러싱하기 전에 침지시키는 것은 OWPC〈31 (〈31 nm 빈(bin) 크기 입자) 및 OWMC에서 현저한 개선을 제공한다.
일부 구현예에서, 침지 공정은 하나 초과의 시간 기간, 예를 들어 2, 3, 4 또는 5개 기간 동안 수행될 수 있으며, 여기서 각각의 기간은 약 12 내지 18시간 범위일 수 있다. 보다 구체적으로, 여과 매체를 용기에 위치시키고, 후속 처리 공정에 사용되는 동일한 유형의 처리 액체 중에 담궜다. 각각의 침지 기간의 종료 시, 처리 액체를 배수시키고, 후속 침지 기간 동안 새로운 처리 액체를 제공하였다. 침지 공정이 완료된 후, 처리 공정을 시작하여 여과 매체를 플러싱하였다.
표 1 내지 5에 요약된 바와 같은 총체적인 결과는, 본원의 처리 공정이 화학 액체의 가공에 적용되기 전에 다양한 유형의 여과 매체에서 OWPC 및 OWMC를 상당히 감소시키는 바람직한 이점을 달성하였음을 확인시켜 주었다. 이들 데이터는, 본 개시의 처리 공정이, 비효과적으로 설계되고 부적절하게 준비된 가공 방법으로부터 비롯된 원치 않는 오염물질의 도입을 방해한다는 것을 입증하였다. 따라서, 본 개시의 발명의 화학 액체의 가공 방법은, 초고순도 화학 액체를 제조하고, 회로 패턴 및 반도체 장치 상에서의 결함 발생을 피하고, 유지 보수에 대한 비용을 절감하는 경쟁력 있는 이점을 제공한다.
상기는 당업계의 통상의 기술자가 본 개시의 측면을 더 잘 이해할 수 있도록 여러 구현예의 특징을 개략적으로 설명한다. 당업계의 통상의 기술자는, 이들이 동일한 목적을 수행하고 및/또는 본원에 도입된 구현예의 동일한 이점을 달성하기 위해 다른 공정 및 구조를 설계 또는 수정하기 위한 기초로서 본 개시를 용이하게 사용할 수 있다는 것을 알아야 한다. 당업계의 통상의 기술자는 또한, 이러한 균등한 구성이 본 개시의 취지 및 범위를 벗어나지 않고, 본 개시의 취지 및 범위로부터 벗어나지 않으면서 본원에서 다양한 변화, 치환 및 변경을 행할 수 있음을 인식해야 한다.

Claims (22)

  1. 하기 단계를 포함하는, 화학 액체의 가공 방법:
    필터, 이온 교환 막 및 이온 흡착 막으로부터 선택된 적어도 하나의 여과 매체를 포함하는 시스템을 제공하는 단계;
    약 10 ppb 이하로 제한된 철 (Fe) 및 칼슘 (Ca)의 함량을 갖는 처리 액체를 사용하여 상기 시스템 상에서 처리 공정을 수행하는 단계; 및
    상기 처리 공정 후, 장치 내에 구성된 상기 시스템으로 상기 화학 액체를 가공하는 단계.
  2. 제1항에 있어서, 상기 처리 공정이 수행된 후 상기 시스템이 상기 장치 내에 구성되는, 가공 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 처리 공정이 수행되기 전에 상기 시스템이 상기 장치 내에 구성되는, 가공 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 처리 공정이, 상기 처리 액체를 상기 적어도 하나의 여과 매체를 포함하는 상기 시스템을 통해 통과시키는 단계를 포함하는, 가공 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 처리 액체가 상기 화학 액체 중에 함유된 적어도 하나의 유기 용매와 동일한, 가공 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 처리 공정이 1회 이상 수행되는, 가공 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 처리 공정이, 상기 필터, 상기 이온 교환 막 및 상기 이온 흡착 막으로부터 선택된 적어도 2개의 여과 매체를 포함하는 상기 시스템 상에서 수행되는, 가공 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 처리 공정이, 상기 필터 및 상기 이온 교환 막 또는 상기 이온 흡착 막 중 하나를 포함하는 상기 시스템 상에서 수행되는, 가공 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 여과 매체가 50nm 이하의 기공 크기를 갖는 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE) 필터를 포함하는, 가공 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 여과 매체가 10nm 이하의 기공 크기를 갖는 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE) 필터를 포함하는, 가공 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 처리 공정의 처리 조건이 적어도 하나의 제1 여과 매체 및 상기 처리 액체의 조합에 의존성인, 가공 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 화학 액체의 상기 가공이 정제 공정을 포함하는, 가공 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 처리 공정이, 상기 처리 액체를 상기 적어도 하나의 여과 매체를 포함하는 상기 시스템을 통해 통과시키기 전에 적어도 약 12 내지 18시간의 침지 기간 동안, 상기 처리 액체와 동일한 유형의 액체 중에 상기 적어도 하나의 여과 매체를 침지시키는 단계를 포함하며, 최대 5개의 침지 기간이 있는, 가공 방법.
  14. 하기 단계를 포함하는, 화학 액체의 정제 방법:
    제1 필터, 제1 이온 교환 막 및 제1 이온 흡착 막으로부터 선택된 적어도 하나의 제1 여과 매체를 포함하는 제1 정제 시스템을 제공하는 단계;
    제조 장치 내에 구성된 상기 제1 정제 시스템으로 상기 화학 액체 상에서 정제 공정을 수행하는 단계; 및
    상기 정제 공정이 수행되기 전에 상기 적어도 하나의 제1 여과 매체에 제1 처리 액체를 적용하는 단계로서, 상기 제1 처리 액체 중 철 (Fe) 원자 및 칼슘 (Ca)의 함량은 약 10 ppb 미만인, 단계.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제1 처리 액체를 적용하는 단계가, 상기 제1 처리 액체를 상기 제1 정제 시스템 내로 플러싱하는 단계를 포함하는, 정제 방법.
  16. 제14항에 있어서, 하기 단계를 추가로 포함하는 정제 방법:
    제2 필터, 제2 이온 교환 막 및 제2 이온 흡착 막으로부터 선택된 적어도 하나의 제2 여과 매체를 포함하는 제2 정제 시스템을 제공하는 단계; 및
    상기 정제 공정이 수행되기 전에 상기 적어도 하나의 제2 여과 매체에 제2 처리 액체를 적용하는 단계로서, 상기 제2 처리 액체 중 철 (Fe) 및 칼슘 (Ca)의 함량은 약 10 ppb 미만인, 단계.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제2 처리 액체를 적용하는 단계가, 상기 제2 처리 액체를 상기 제2 정제 시스템 내로 플러싱하는 단계를 포함하는, 정제 방법.
  18. 제16항에 있어서, 상기 정제 공정이, 상기 제조 장치 내에 구성된 상기 제2 정제 시스템으로 상기 화학 액체 상에서 수행되는, 정제 방법.
  19. 제16항에 있어서, 상기 제1 처리 액체 및 상기 제2 처리 액체를 적용하는 단계 후에, 상기 제1 정제 시스템 및 상기 제2 정제가 상기 제조 장치 내에 구성되는, 정제 방법.
  20. 제16항에 있어서, 상기 제1 처리 액체 및 상기 제2 처리 액체를 적용하는 단계 전에, 상기 제1 정제 시스템 및 상기 제2 정제가 상기 제조 장치 내에 구성되는, 정제 방법.
  21. 제16항에 있어서, 상기 제1 처리 액체를 적용하는 단계 및 상기 제2 처리 액체를 적용하는 단계가 각각 1회 수행되는, 정제 방법.
  22. 제16항에 있어서, 상기 제1 처리 액체를 적용하는 횟수가 상기 제2 처리 액체를 적용하는 횟수와 상이한, 정제 방법.
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