KR20210090194A - 화학 액체 제조 장치 및 화학 액체의 제조 방법 - Google Patents

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마르시아 콜-요콤
브라이언 힌지
유안 첸
잭 더블유. 헬저
페즈만 아마디안나미니
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후지필름 일렉트로닉 머티리얼스 유.에스.에이., 아이엔씨.
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Abstract

화학 액체 제조 장치가 제공된다. 상기 제조 장치는 적어도, 이온 교환 매체, 및 상기 이온 교환 매체 하류에 구성된 이온 흡착 매체를 포함한다. 상기 이온 흡착 매체의 재료는, 아미드 결합 또는 이미드 결합을 갖는 수지 재료를 포함한다. 상기 제조 장치를 사용한 화학 액체의 제조 방법이 또한 제공된다.

Description

화학 액체 제조 장치 및 화학 액체의 제조 방법
본 개시는 화학 액체 제조 장치 및 이를 사용한 화학 액체의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 산업은 전자 부품 크기의 지속적인 감소에 기인하는 전자 부품의 집적 밀도의 급속한 개선을 달성하였다. 궁극적으로, 더 작은 부품이 더 많이, 주어진 영역 내에 집적되도록 제공된다. 이러한 개선은 주로 신규한 정밀 고해상도 가공 기술의 개발로 인한 것이다.
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, 베이스 재료를 예비습윤 액체로 코팅한 후 상기 베이스 재료를 복합 액체로 코팅하여 레지스트 필름을 형성하는 절차를 포함한다. 적절한 구성성분 및 다양한 첨가제를 함유하는 이러한 가공 액체는 IC 웨이퍼의 오염원인 것으로 알려져 있다.
웨이퍼 예비습윤 액체, 현상제 용액 또는 헹굼 용액과 같은 이들 화학 액체 내에 오염물질이 미량으로 혼합될지라도, 생성되는 회로 패턴은 결함을 가질 수 있음을 추측할 수 있다. 1.0 ppt만큼 낮은, 매우 낮은 수준의 금속 불순물의 존재가 반도체 장치의 성능 및 안정성을 방해한다는 것이 알려져 있다. 또한, 금속 오염물질의 종류에 따라, 산화물 성질이 저하될 수 있으며, 부정확한 패턴이 형성되고, 반도체 회로의 전기적 성능이 손상되며, 이는 결국 제조 수율에 불리하게 영향을 미친다.
금속 불순물, 굵은 입자, 유기 불순물, 수분 등과 같은 불순물의 오염은 화학 액체 제조의 다양한 단계 동안 화학 액체에 부주의하게 도입될 수 있다. 이의 예는, 불순물이 원료 중에 존재하거나, 또는 원료 또는 화학 액체의 운반, 저장 또는 반응에 사용되는 컨테이너 장비, 반응 용기 등에서 유래된 경우, 또는 화학 액체가 제조될 때 부산물이 생성되거나 또는 미반응 반응물이 남아 있는 경우를 포함한다.
따라서, 고정밀 초미세 반도체 전자 회로를 형성하기 위해, 반도체 가공의 다양한 단계에 사용되는 화학 액체, 예컨대 예비습윤 액체, 레지스트 용액, 현상제 용액, 스트리핑(stripping) 용액, 헹굼 용액 및 코팅 용액 등은 상당한 품질 개선을 필요로 하며, 생성되는 회로 패턴 상에 결함이 발생하는 것을 방지하도록 엄격한 품질 제어를 유지해야 한다.
따라서, 고정밀 집적 회로를 형성하기 위해, 초순수 화학 액체에 대한 요구 및 이들 액체의 품질 개선 및 제어가 매우 중요해진다. 품질 개선 및 제어를 목표로 하는 특정 주요 파라미터는 미량 금속 감소, 액체 입자 계수 감소, 온-웨이퍼(on-wafer) 결함 감소, 유기 오염물질 감소 등을 포함한다. 이들 주요 파라미터 모두는 제조 장치의 필수 준비 및 제조 공정의 적절한 설계에 의해 영향을 받는 것으로 나타난다.
상기를 고려하여, 본 개시는 특히 반도체 제조용 화학 액체 제조 장치 및 반도체 제조용 화학 액체를 제조하기 위한 제조 방법을 제공하기 위한 것이며, 여기서, 화학 액체 중 원치 않는 미립자의 수 및 금속 불순물의 양이 사전결정된 범위 내에서 관리 및 제한된 고순도 화학 액체가 제조된다. 따라서, 잔류물 및/또는 입자 결함의 발생은 억제되고, 반도체 웨이퍼의 수율은 개선된다.
본 개시의 일부 구현예에 따르면, 화학 액체 제조 장치는 재료를 가공하도록 구성된다. 화학 액체 제조 장치는 이온 교환 매체; 및 이온 흡착 매체를 포함한다.
특정의 예시적인 구현예에 따르면, 이온 흡착 매체는, 아미드 결합, 이미드 결합, 또는 아미드 결합 및 이미드 결합의 조합을 함유하는 수지 재료로 구성된다.
본 개시의 일부 구현예에 따르면, 화학 액체의 제조 방법은, 하나 또는 복수의 이온 교환 막 및 하나 또는 복수의 이온 흡착 막을 적어도 포함하는 시스템을 제공하는 단계; 상기 시스템에 재료를 전달하는 단계; 상기 재료를 상기 하나 또는 복수의 이온 교환 막으로 가공하는 단계; 및 상기 재료를 상기 하나 또는 복수의 이온 흡착 막으로 가공하여 상기 화학 액체를 제조하는 단계를 포함한다.
본 개시에 따르면, 화학 액체 제조 장치 및 이를 사용한 화학 액체의 제조 방법은, 제조 공정 동안 광범위한 유기 및 무기 오염물질의 제거를 향상시키고 이의 도입 또는 생성을 피하고, 반도체 제조에 적용가능한 초고순도 화학 액체를 제조하도록, 효과적으로 설계되고 적절하게 구성된다.
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 1은 본 개시의 일부 구현예에 따른 화학 액체의 제조 방법에 채택된 예시적인 화학 액체 제조 장치의 구성을 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 개시의 일부 구현예에 따른 화학 액체의 예시적인 제조 방법에서의 공정 단계의 흐름도이다.
하기 개시는 본 발명대상의 다양한 특징을 구현하기 위한 상이한 구현예 또는 예를 제공한다. 본 개시를 단순화하기 위해 성분 및 배열의 특정 예가 하기에 기술된다. 이들은 단지 예일 뿐이며, 제한적인 것으로 의도되지 않는다. 예를 들어, 용어 "용매(들)"가 사용되는 경우, 달리 언급되지 않는 한, 이는 단일 용매 또는 둘 이상의 용매의 조합을 지칭할 수 있다.
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.
<가공 표적>
정제 공정을 겪기 전에, 화학 액체는 바람직하지 않은 양의 불순물 및 오염물질을 함유할 수 있다. 예비정제된 화학 액체는 본 개시의 본원에서 "가공 표적" 또는 "가공 표적 재료"로서 지칭된다. 가공 표적이 본 개시의 화학 액체 제조 장치에 의해 가공된 후, 상당량의 오염물질 및 불순물이 가공 표적으로부터 제거되며, 사전결정된 범위 내에서 관리 및 제한된 불순물 및 오염물질을 갖는 화학 액체가 제조된다.
<화학 액체>
본 개시에서, 화학 액체는 유기 용매 및 사전결정된 양의 불순물을 포함한다. 화학 액체는 반도체 제조에 사용되는 가공 용액, 예컨대 예비습윤 액체, 현상제 용액, 헹굼 용액, 세정 용액, 스트리핑 용액 등, 및 가공 용액의 합성에 사용되는 원료 성분을 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-펜타놀, 2-펜타놀, 3-펜타놀, n-헥산올, 시클로헥산올, 2-메틸-2-부탄올, 3-메틸-2-부탄올, 2-메틸-1-부탄올, 3-메틸-1-부탄올, 2-메틸-1-펜타놀, 2-메틸-2-펜타놀, 2-메틸-3-펜타놀, 3-메틸-1-펜타놀, 3-메틸-2-펜타놀, 3-메틸-3-펜타놀, 4-메틸-1-펜타놀, 4-메틸-2-펜타놀, 2-에틸-1-부탄올, 2,2-디메틸-3-펜타놀, 2,3-디메틸-3-펜타놀, 2,4-디메틸-3-펜타놀, 4,4-디메틸-2-펜타놀, 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-펜타놀, 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-펜타놀 (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 화학 액체 제조 장치에 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 Fujifilm 개발된 방법을 사용하여 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 재료 및 무기 고체 재료를 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 재료 (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 0.1 내지 5000 질량 ppm, 보다 바람직하게는 1 내지 2000 질량 ppm, 더욱 바람직하게는 1 내지 1000 질량 ppm, 특히 바람직하게는 1 내지 500 질량 ppm, 가장 바람직하게는 1 내지 100 질량 ppm이다.
화학 액체 중 유기 불순물의 함량은 기체 크로마토그래피 질량 분광분석법 (GCMS) 장치를 사용함으로써 측정될 수 있다.
하기에서, 본 개시의 구현예는 예시적인 화학 액체 제조 장치 및 이를 사용한 화학 액체의 예시적인 제조 방법을 기술한다. 화학 액체 제조 장치는 적어도 복수의 재료 처리 시스템을 포함하여, 화학 액체 제조 장치를 사용하여 제조된 화학 액체 중 원치 않는 미립자 (입자)의 수 및 금속 불순물의 양이 사전결정된 범위 내에서 제한되도록 한다. 따라서, 잔류물 및/또는 입자 결함의 발생이 억제되며, 반도체 웨이퍼의 수율이 개선된다.
<화학 액체 제조 장치>
도 1은 본 개시의 일부 구현예에 따른 예시적인 화학 액체 제조 장치의 구성을 나타내는 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 화학 액체 제조 장치(10)는, 액체 제조 장치(10)에 의해 가공되는 재료, 예를 들어 가공 표적 재료 또는 예비가공된 화학 액체를 보유하거나 또는 운반하도록 구성된 가공 표적 공급 유닛(20)에 연결된다.
가공 표적 공급 유닛(20)은 이것이 가공 표적 재료를 화학 액체 제조 장치(10)에 연속적으로 또는 간헐적으로 공급하는 한 특정하게 제한되지 않는다. 가공 표적 공급 유닛(20)은 재료 수용 탱크, 센서, 예컨대 레벨 게이지(level gauge) (미도시), 펌프 (미도시), 가공 표적 재료의 유동을 제어하기 위한 밸브 (미도시) 등을 포함할 수 있다. 도 1에서, 화학 액체 제조 장치(10)는 하나의 가공 표적 공급 유닛(20)에 연결된다. 그러나, 본 개시는 이와 같이 제한되지 않는다. 일부 예시적인 구현예에서, 복수의 가공 표적 공급 유닛(20)은 화학 액체 제조 장치(10)에 의해 가공되는 각각의 유형의 가공 표적 재료에 대해 병렬로 제공된다.
가공 표적 재료는, 예를 들어 반도체 제조에 적용되는 가공 액체, 예컨대 예비습윤 액체, 현상제 용액, 헹굼 액체, 세정 용액, 스트리핑 용액 등의 제조에 사용되는 원료를 포함할 수 있다. 하기 설명에서, 달리 언급되지 않는 한, 특정 재료의 "제조"라는 용어는, 본 개시의 대부분의 구현예에서와 같은 특정 재료 또는 화학 액체가, 예를 들어 가공 표적 재료의 정제, 반응 또는 혼합에 의해 제조되는 것을 의미하도록 사용된다. 가공 표적 재료는 내부에서 합성하거나 또는 공급업체로부터의 구매를 통해 상업적으로 입수가능할 수 있다.
본 개시의 특정 구현예에서, 가공 표적 재료는 예비습윤 액체의 제조에 사용되는 원료 유기 용매이다. 예를 들어, 원료 유기 용매는 화학 액체 제조 장치(10)에 의해 가공되어, 초순수 예비습윤 액체, 예를 들어 고순도 등급 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 이소프로판올, 모노메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노프로필 에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 에틸 락테이트, 메틸 메톡시프로피오네이트, 시클로펜타논, 시클로헥사논, γ-부티로락톤, 디이소아밀 에테르, 부틸 아세테이트, 4-메틸-2-펜타놀 및 이들의 조합을 형성한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 화학 액체 제조 장치(10)는 적어도 제1 재료 처리 시스템(110)을 포함한다. 특정의 예시적인 구현예에서, 화학 액체 제조 장치(10)는 가공 표적 재료의 온도를 특정 온도 범위 내에서 설정하기 위한 열 교환기(100)를 포함할 수 있으며; 이에 따라, 화학 액체 제조 장치(10) 내로 충전되는 가공 표적 재료는 실질적으로 일정한 온도에서 유지된다. 열 교환기(100)는, 예를 들어 가공 표적 공급 유닛(20) 및 제1 재료 처리 시스템(110) 사이에 구성된다. 추가적인 온도 제어기가 필요에 따라 화학 액체 제조 장치(10) 전체에 걸쳐 구성될 수 있다는 것이 주목된다.
또한 도 1을 참조하면, 제1 재료 처리 시스템(110)은 적어도 하나 또는 복수의 여과 매체 (참조 번호 (114)에 의해 지정된 실선 수평선)를 포함하며, 상기 여과 매체 각각은 특정 정제 기능을 갖고, 특정 처리를 제공한다. 예를 들어, 제1 재료 처리 시스템(110)은 이온 교환 막, 이온 흡착 막으로부터 선택된 적어도 하나의 여과 매체(114) (114a, 114b 또는 114c)를 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 제1 재료 처리 시스템(110)은 이온 교환 막, 이온 흡착 막 및 입자 제거 필터를 포함한다. 상기 예는 예시적인 목적을 위한 것이며, 여과 매체의 유형은 상기 나타낸 예에 제한되지 않는다는 것이 주목된다.
특정의 예시적인 구현예에서, 하나 또는 복수의 여과 매체(114)는 구획화되어, 각각 하나 또는 복수의 하우징(112)에 수용될 수 있다. 예를 들어, 제1 재료 처리 시스템(110)은 제1 하우징(112a), 제2 하우징(112b) 및 제3 하우징(112c)으로부터 선택된 적어도 하나의 하우징(112)을 포함할 수 있고, 적어도 하나의 하우징(112)은 그 안에 여과 매체(114)의 하나 또는 복수의 유닛을 포함하며 수용한다. 상기 예는 예시적인 목적을 위한 것이라는 것이 주목된다. 다른 예시적인 구현예에서, 제1 재료 처리 시스템(110)은 상기 제1, 제2 및/또는 제3 하우징(112a, 112b, 112c)에 더하여, 더 많은 하우징(112), 예를 들어 1개, 2개, 3개, 6개 또는 10개 초과를 포함할 수 있다. 대안적인 예시적인 구현예에서, 별도의 하우징(112)이 없을 수 있고, 하나 또는 복수의 여과 매체(114)는 제1 재료 처리 시스템(110)에서 구획화되지 않은 상태로 구성된다. 또 다른 예시적인 구현예에서, 제1 재료 처리 시스템(110)은 또한 하나 또는 복수의 여과 매체(114)에 더하여 다른 재료 처리 모듈 (미도시)을 포함할 수 있다. 또한, 하우징(112)에 수용된 여과 매체(114)의 하나 또는 복수의 유닛은 직렬로, 병렬로 또는 상기 둘 모두의 조합으로 구성될 수 있다.
도 1에 예시된 바와 같은 예시적인 구현예에 따르면, 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 있고, 여기서 제1, 제2 및 제3 여과 매체(114a, 114b 및 114c)는 기능 또는 성질이 상이할 수 있으며, 상이한 정제 처리를 제공하는 반면, 각각 선택된 하우징(112) (112a, 112b, 112c) 각각에 수용된 여과 매체(114) (114a, 114b, 114c)의 하나 이상의 유닛은 동일하거나 또는 유사한 정제 기능, 물리화학적 성질, 기공 크기 및/또는 구성 재료 등을 갖는다. 예를 들어, 특정 여과 매체는 순수한 체질 특성 (예를 들어, 굵은 입자 제거 필터)을 갖는 반면, 다른 여과 매체는 비체질(non-sieving) 특성 (예를 들어, 주로 이온 종을 제거하는 역할을 하는 이온 교환 막), 또는 체질 및 비체질 특성의 통합을 갖는다 (예컨대, 이온 흡착 막). 이온 흡착 막은 다공성 막 재료 및 이온 교환 기능을 포함한다. 본 개시의 예시적인 구현예에 따른 이러한 이온 흡착 막은, 이것이 100μm 이하의 기공 직경을 갖고, 이온 교환 기능을 갖는 한, 특정하게 제한되지 않는다. 일부 구현예에서, 이온 흡착 막은 100μm 이하 및 20nm 이상의 기공 직경을 갖는다. 특정 구현예에서, 이온 흡착 막은 10nm 이하의 기공 직경을 갖는다.
또한, 본 개시의 일부 구현예에서, 제1 재료 처리 시스템(110)은 적어도, 비체질 특성을 갖는 여과 매체 및 통합된 특성 (체질 및 비체질 둘 모두)을 갖는 여과 매체의 조합을 포함한다. 예를 들어, 제1 재료 처리 시스템(110)은 적어도, 이온 교환 막의 하나 이상의 유닛 및 이온 흡착 막의 하나 이상의 유닛을 포함한다. 다른 예에서, 제1 재료 처리 시스템(110)은 적어도, 이온 교환 막의 하나 이상의 유닛, 이온 흡착 막의 하나 이상의 유닛 및 입자 제거 필터의 하나 이상의 유닛을 포함한다. 또한, 특정의 예시적인 구현예에서, 이온 교환 막의 적어도 하나의 유닛은 이온 교환 막의 하나 이상의 유닛의 하류 측에 위치한다.
본 개시의 일부 구현예에 따르면, 체질 특성을 포함하는 특정 여과 매체는, 아미드 결합 또는 이미드 결합을 갖는 수지 재료로 형성되거나 또는 구성된다. 일부 예에서, 체질 특성을 포함하는 특정 여과 매체는 나일론 재료, 폴리이미드 재료 또는 폴리아미드-이미드 재료로 형성되거나 또는 구성된다. 예를 들어, 제1 재료 처리 시스템(110)은, 각각 제1 하우징(112a), 제2 하우징(112b) 및 제3 하우징(112c)에 수용된 입자 제거 필터의 하나 또는 복수의 유닛, 이온 교환 막의 하나 또는 복수의 유닛, 및 이온 흡착 막의 하나 또는 복수의 유닛을 포함할 수 있으며, 여기서 입자 제거 필터의 하나 또는 복수의 유닛 및/또는 이온 흡착 막의 하나 또는 복수의 유닛은 나일론 재료 또는 폴리이미드 재료로 형성될 수 있다. 다른 예에서, 제1 재료 처리 시스템(110)은, 각각 제1 하우징(112a) 및 제2 하우징(112b)에 수용된 이온 교환 막의 하나 또는 복수의 유닛 및 이온 흡착 막의 하나 또는 복수의 유닛을 포함할 수 있으며, 이온 교환 막의 하나 또는 복수의 유닛은 나일론 재료 또는 폴리이미드 재료로 구성된다. 상기 예는 예시적인 목적을 위한 것이며, 제한적인 것으로 의도되지 않는다는 것이 주목된다.
본 개시의 일부 구현예에 따르면, 제1 재료 처리 시스템(110)은 나일론 재료 또는 폴리이미드 재료로 구성된 여과 매체의 하나 또는 복수의 유닛을 포함하며, 상기 여과 매체의 하나 또는 복수의 유닛은 비체질 특성을 갖는 여과 매체의 하나 또는 복수의 유닛의 하류 측에 구성된다. 예를 들어, 제1 재료 처리 시스템(110)은 이의 공급 포트(110a) 하류에 차례대로, 이온 교환 막의 하나 또는 복수의 유닛 및 이온 흡착 막의 하나 또는 복수의 유닛을 수용하기 위한 제1 하우징(112a), 제2 하우징(112b) 및 제3 하우징(112c)을 수용하고, 이온 흡착 막의 하나 또는 복수의 유닛은 수지 재료, 예를 들어 나일론 또는 폴리이미드로 형성된다. 이와 관련하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 이온 교환 막의 하나 또는 복수 유닛은 제1 하우징(112a)에 수용될 수 있고, 이온 흡착 막의 하나 또는 복수 유닛은 제2 하우징(112b) 또는 제3 하우징(112c)에 수용될 수 있어, 가공 표적 재료가 제1 하우징(112a)의 하류 측에 구성된 제2 하우징(112b) 또는 제3 하우징(112c)에 배치된 이온 흡착 막(들)에 의해 가공되기 전에 제1 하우징(112a)에서 교환 막(들)에 의해 가공되도록 한다. 상기 예는 예시적인 목적을 위한 것이며, 여과 매체(114a, 114b 및/또는 114c)의 하나 또는 복수의 유닛의 순서는 상기 나타낸 예에 제한되지 않는다는 것이 주목된다.
다른 예시적인 구현예에서, 나일론 재료 또는 폴리이미드 재료로 형성된 여과 매체의 하나 또는 복수의 유닛은 또한, 이온 교환 막과 같은 비체질 특성을 갖는 여과 매체의 하나 또는 복수의 유닛의 상류 측에 구성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 제1 재료 처리 시스템(110)에 별도의 하우징(112)이 없을 수 있고, 하나 또는 복수의 여과 매체(114)는 구획화되지 않은 상태로 구성되며, 제1 재료 처리 시스템(110) 내부에서 함께 연결되고, 가공 표적 재료는 여과 매체(114) (114a, 114b, 114c)를 통해 캐스케이딩(cascading)되도록 된다. 이와 관련하여, 예를 들어, 제1 재료 처리 시스템(100)은 이의 공급 포트(110a) 하류에 차례대로, 하나 또는 복수의 입자 제거 필터 A, 하나 또는 복수의 이온 교환 막 A, 하나 또는 복수의 이온 흡착 막 A, 및 하나 또는 복수의 이온 흡착 막 B를 수용하며, 여기서 적어도, 하나 또는 복수의 이온 흡착 막 A 및/또는 하나 또는 복수의 이온 흡착 막 B는 나일론 재료로 형성된다. 또한, 하나 또는 복수의 이온 흡착 막 A 및 하나 또는 복수의 이온 흡착 막 B는 상이한 기공 직경, 예를 들어 각각 20nm 및 5nm를 가질 수 있다. 이에 따라, 가공 표적 재료는 제1 재료 처리 시스템(110)에 구성된 여과 매체(114) (114a, 114b, 114c)의 순서에 따라 캐스케이딩되도록 된다. 상기 예시된 바와 같은 여과 매체의 배열 순서 및 가공 표적 재료의 유동 순서는 예시적인 목적을 위한 것이며, 제한적인 것으로 의도되지 않는다는 것을 알아야 한다.
상기 개시된 바와 같이, 제1 재료 처리 시스템(110)은 또한, 하나 또는 복수의 여과 매체(114)에 더하여 다른 재료 처리 모듈을 포함할 수 있다. 그러나, 본 개시의 예시적인 구현예에 따르면, 화학 액체 제조 장치(10)는 수성 용매에 전형적으로 적용되는 바와 같은 한외 여과막(ultrafiltration membrane) (UF 필터) 및 역삼투막 (RO 필터)을 포함하지 않는다는 것이 주목된다.
특정 구현예에서, 제1 재료 처리 시스템(110)은 직렬 단일 통과(in-line single pass)를 위해 구성되며, 여기서 가공 표적은 가공의 후속 단계(140)로 전달되기 전에 일단 제1 재료 처리 시스템(110)에 의해 가공되거나 또는 이를 통해 통과한다. 그러나, 본 개시는 이와 같이 제한되지 않는다. 대안적인 구현예에서, 제1 재료 처리 시스템(110)은 또한, 복수 통과의 재순환을 위해 구성될 수 있다. 가공 표적이 제1 재료 처리 시스템(110)의 유출 포트(110b)로부터 배출되어 가공의 후속 단계(140)로 전달되기 전에 제1 재료 처리 시스템(110)에 의한 가공이 완료되는 한, 가공 표적이 제1 재료 처리 시스템(110)에 의해 가공되는 횟수는 제한되지 않는다는 것이 주목된다.
상술한 바와 같은 비제한적인 구현예에 따르면, 화학 액체 제조 장치(10)는 제1 재료 처리 시스템(110)과 직접 또는 간접적으로 연통하는 제2 재료 처리 시스템(120)을 추가로 포함할 수 있으며, 여기서 제2 재료 처리 시스템(120)은 하나 또는 복수의 여과 매체(124) (124a, 124b, 124c)를 포함할 수 있다. 제1 재료 처리 시스템(110)과 유사하게, 제2 재료 처리 시스템(120) 내의 하나 또는 복수의 여과 매체(124)는 구획화될 수 있으며, 각각 하나 또는 복수의 하우징(122) (122a, 122b, 122c)에 수용될 수 있고, 여기서 다양한 하우징에 수용된 하나 또는 복수의 여과 매체(124) (124a, 124b, 124c)는 기능 또는 성질이 상이할 수 있으며, 상이한 정제 처리를 제공할 수 있는 반면, 각각 선택된 하우징(122) (122a, 122b, 122c) 각각에 수용된 여과 매체(124) (124a, 124b, 124c)의 하나 이상의 유닛은 동일하거나 또는 유사한 정제 기능, 물리화학적 성질, 기공 크기 및/또는 구성 재료 등을 갖는다. 예를 들어, 제2 재료 처리 시스템(120)은 입자 제거 필터, 이온 교환 막 및 흡착 막으로부터 선택된 여과 매체(124) (124a, 124b, 124c)를 포함할 수 있다. 다른 예시적인 구현예에서, 별도의 하우징(122)이 없을 수 있고, 하나 또는 복수의 여과 매체(124)는 제2 재료 처리 시스템(120)에서 구획화되지 않은 상태로 구성된다. 또 다른 예시적인 구현예에서, 제2 재료 처리 시스템(120)은 또한, 하나 또는 복수의 하우징(122)에 더하여 추가적인 비예시된 하우징을 포함할 수 있고, 및/또는 하나 또는 복수의 여과 매체(124)에 더하여 다른 비예시된 재료 처리 모듈을 포함할 수 있다. 도시 및 논의된 여과 매체(114, 124)의 유닛 수 및 하우징(112, 122)의 수는 대표적인 것이며, 도면 및 설명 둘 모두에서 간단성을 위해 낮은 수로 유지된다는 것이 주목되어야 한다. 또한, 제2 재료 처리 시스템(120)은 단일 통과 또는 복수 횟수의 연속 재순환을 위해 채택될 수 있다.
본 개시의 일부 예시적인 구현예에 따르면, 체질 특성을 포함하는 여과 매체(124)는, 아미드 결합, 이미드 결합, 또는 아미드 결합 및 이미드 결합의 조합을 갖는 수지 재료로 형성되거나 또는 구성된다. 예를 들어, 제2 재료 처리 시스템(120)은, 나일론 재료 또는 폴리이미드 재료로 형성되거나 또는 구성되는 이온 흡착 막(124)의 하나 또는 복수의 유닛을 포함할 수 있다. 또한, 이온 흡착 막(124)의 하나 또는 복수의 유닛은 100μm 이하의 기공 직경을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 이온 흡착 막(124)의 하나 또는 복수의 유닛은 100μm 이하 및 20nm 이상의 기공 직경을 가지며; 대안적인 구현예에서, 이온 흡착 막(124)의 기공 직경은 10nm 이하이다. 또한, 특정의 예시적인 구현예에서, 이온 흡착 막(124)의 하나 또는 복수의 유닛은 비체질 특성을 갖는 여과 매체, 예를 들어 제1 재료 처리 시스템(110) 또는 제2 재료 처리 시스템(120)에 구성된 이온 교환 막의 하나 또는 복수의 유닛의 하류 측에 구성된다.
도 1에 도시된 바와 같은 예시적인 구현예에서, 제2 재료 처리 시스템(120)은 제1 재료 처리 시스템(110)의 하류에 구성되지만; 제1 재료 처리 시스템(110) 및 제2 재료 처리 시스템(120)의 상대적인 구성은 상기 나타낸 예에 제한되지 않는다는 것이 주목된다. 또한, 본 개시의 일부 구현예에 따르면, 제1 재료 처리 시스템(110) 및 제2 재료 처리 시스템(120)은 중간 유닛(130), 예를 들어 수집 탱크 또는 다른 재료 처리 장치를 통해 직접 또는 간접적으로 연결될 수 있으며, 여기서 중간 유닛(130) 및 제1 재료 처리 시스템(110)은 이송 도관(160c)을 통해 연결되고, 중간 유닛(130) 및 제2 재료 처리 시스템(120)은 이송 도관(160d) 및 재순환 도관(160f)을 통해 연결된다. 필요에 따라, 가공 표적 공급 유닛(20), 제1 재료 처리 시스템(110), 제2 재료 처리 시스템(120), 중간 유닛(130) 등에서의 다양한 도관, 유출 포트 및 공급 포트에 펌프 및 밸브가 설치된다는 것이 이해된다. 또한, 제1 재료 처리 시스템(110) 및 제2 재료 처리 시스템(120)의 작동은 CPU (중앙 가공 유닛), 예를 들어 컴퓨터 시스템에 의해 제어될 수 있다.
<화학 액체의 제조 방법>
도 2는 본 개시의 일부 구현예에 따른 화학 액체의 예시적인 제조 방법에서의 공정 단계의 흐름도이다.
도 1 및 2 둘 모두를 참조하면, 일부 구현예에 따른 화학 액체의 제조 방법은 화학 액체의 제조를 위해 단계(10)에서 화학 액체 제조 장치(10)를 제공하는 단계를 포함한다.
본 개시의 예시적인 구현예에 따르면, 화학 액체 제조 장치(10)는 적어도, 하나 또는 복수의 제1 여과 매체(114)를 수용하는 제1 재료 처리 시스템(110)을 포함하며, 여기서 제1 여과 매체(114)는 이온 교환 막의 적어도 하나 또는 복수의 유닛 및 이온 흡착 막의 하나 또는 복수의 유닛을 포함한다. 다른 구현예에서, 제1 여과 매체(114)는 또한, 이온 교환 막의 적어도 하나 또는 복수의 유닛 및 이온 흡착 막의 하나 또는 복수의 유닛에 더하여 입자 제거 필터의 하나 또는 복수의 유닛을 포함할 수 있다. 특정의 예시적인 구현예에서, 화학 액체 제조 장치(10)는 적어도 제1 재료 처리 시스템(110)에 더하여, 제2 재료 처리 시스템(120)을 포함한다.
다음 단계(20)을 참조하면, 예비가공된 화학 액체 또는 가공 표적 재료가 화학 액체 제조 장치(10)의 제1 재료 처리 시스템(110)으로 전달된다. 가공 표적 재료는 상기 <0028>에서 기술된 바와 같은 유기 용매를 포함할 수 있다. 일부 예시적인 구현예에서, 유기 용매는 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 이소프로판올, 모노메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노프로필 에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 에틸 락테이트, 메틸 메톡시프로피오네이트, 시클로펜타논, 시클로헥사논, γ-부티로락톤, 디이소아밀 에테르, 부틸 아세테이트, 4-메틸-2-펜타놀 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함한다. 또한, 예비가공된 화학 액체 중 금속 성분의 함량은 약 0.1 내지 1000 질량 ppt의 범위이다. 일부 구현예에서, 금속 성분은 알루미늄 (Al), 칼슘 (Ca), 크롬 (Cr), 구리 (Cu), 철 (Fe), 칼륨 (K), 마그네슘 (Mg), 망간 (Mn), 나트륨 (Na), 니켈 (Ni), 주석 (Sn), 티타늄 (Ti) 및/또는 아연 (Zn)을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
또한 도 1 및 도 2를 참조하면, 화학 액체의 제조 방법은 단계(30)에서 가공 표적 재료를 이온 교환 막의 하나 또는 복수의 유닛으로 가공하는 단계를 포함한다. 그 후, 단계(40)으로 계속하여, 가공 표적 재료는 이온 흡착 막의 하나 또는 복수의 유닛에 의해 가공된다. 본 개시의 일부 구현예에 따르면, 가공 표적 재료는 먼저 이온 교환 막의 하나 또는 복수의 유닛에 의해 가공되고, 후속으로 이온 흡착 막의 하나 또는 복수의 유닛에 의해 가공된다. 상기 언급된 가공 순서는 단지 예시를 위한 것이며, 이는 본 개시를 제한하지 않는 것으로 해석되어야 한다는 것이 주목된다. 특정 구현예에서, 이온 흡착 막의 하나 또는 복수의 유닛은, 아미드 결합, 이미드 결합, 또는 이미드 및 아미드 결합의 조합을 함유하는 수지 재료로 형성된다. 예를 들어, 이온 흡착 막의 하나 또는 복수의 유닛은 나일론 재료, 폴리이미드 수지 재료 또는 폴리아미드-이미드 재료로 형성될 수 있다. 또한, 이온 흡착 막의 기공 직경은 100nm 미만, 예를 들어 20nm 초과 100nm 미만이다. 대안적인 구현예에서, 이온 흡착 막의 기공 직경은 lOnm 이하이다.
화학 액체의 제조 방법은 선택적으로(optionally), 가공 표적을 다시 제1 재료 처리 시스템(110)을 통해 재순환시키고 이에 의해 가공하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 또한, 가공 표적을 제2 재료 처리 시스템(120)으로 전달하여, 제2 재료 처리 시스템(120) 내의 하나 또는 복수의 제2 여과 매체(124)에 의해 1회 또는 복수의 횟수로 가공되도록 하는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서 하나 또는 복수의 제2 여과 매체(124)는 이온 흡착 막의 하나 또는 복수의 유닛을 포함할 수 있다. 또한, 특정 예에서, 이온 흡착 막의 하나 또는 복수의 유닛은, 아미드 결합 또는 이미드 결합을 포함하는 수지 재료, 예컨대 나일론 재료 또는 폴리이미드 재료로 형성될 수 있다. 상기 예는 예시적인 목적을 위한 것이며, 이는 본 개시를 제한하지 않는 것으로 해석되어야 한다는 것이 주목된다.
제1 재료 처리 시스템(110), 또는 제1 및 제2 재료 처리 시스템(120)의 조합에 의한 가공의 종료 시 가공된 화학 액체로부터 수집 및 검출된 입자의 수 및 금속 불순물의 양이 사전결정된 범위 내에서 제어되자마자, 단계(50)에서 초고순도 화학 액체가 제조된다. 후속으로, 초고순도 화학 액체는 제조의 후속 단계 또는 패키징(140)으로 이송된다.
[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 재료 처리 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 재료 처리 시스템(120)은 1nm만큼 작은 기공 크기를 갖는 UPE 필터를 포함할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 제2 재료 처리 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.
[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.
이온 교환 막에 관하여, 입자상 필터 보조제를 균일하게 분포시키고, 이러한 미립자 필터 보조제에 금속 이온 불순물을 정전기적으로 흡착시킴으로써 용액으로부터 금속 이온 불순물을 제거할 수 있는 다른 매체가 존재한다.
상기 매체는 자기-지지형 섬유 매트릭스를 포함하고, 상기 섬유 매트릭스는 그 안에 고정된 미립자 필터 보조제, 선택적으로 결합제 수지를 포함할 수 있다. 또한, 미립자 필터 보조제 및 선택적으로 결합제 수지가 상기 매트릭스 단면에 균일하게 분포되어 있는 것이 바람직하다.
상기 매체에 다양한 종류의 입자상 필터 보조제, 예를 들어 규조토, 마그네시아(magnesia), 펄라이트(pearlite), 활석, 콜로이드 실리카, 유화 중합 또는 현탁 중합에 의해 제조된 것과 같은 중합체 과립, 폴리스티렌, 폴리아크릴레이트, 폴리비닐 아세테이트, 폴리에틸렌, 활성탄, 점토 등이 함유되어 있다. 상기 매체를 사용하기 위한 적합한 자기-지지형 섬유 매트릭스는, 예를 들어 폴리아크릴로니트릴 섬유, 나일론 섬유, 레이온 섬유, 폴리비닐 클로라이드 섬유, 셀룰로오스 섬유, 예컨대 목재 펄프 및 면, 셀룰로오스 아세테이트 섬유 등을 포함한다.
바람직하게는, 자기-지지형 매트릭스는 셀룰로오스 섬유의 매트릭스이다. 셀룰로오스 섬유는 바람직하게는, 미국 특허 제4,606,824호에 개시된 바와 같은 약 +400 내지 약 +800 ml의 캐나다 표준 여수도(freeness) 및 약 +100 내지 약 -600 ml의 캐나다 표준 형태를 갖는 표백되지 않은 셀룰로오스 펄프이다. 이는, 여수도를 갖는 고도로 고해된(beaten) 셀룰로오스 펄프를 함유하는 셀룰로오스 펄프 혼합물로부터 얻어진다.
상기 언급된 매체는 특정하게 제한되지 않으며; 예를 들어, Sumitomo 3M사로부터 상업적으로 입수가능한 CUNO™ 또는 Zeta Plus™ EC 필터 카트리지는 GN 등급으로서 얻어질 수 있다.
<폴리이미드 수지를 함유하는 필터>
필터는 재료 성분으로서 폴리이미드 수지를 함유하는 다공성 필름일 수 있다. 본 개시에서, "폴리이미드 수지"는 폴리이미드 및 폴리아미드이미드를 의미한다. 본 개시의 폴리이미드 수지를 함유하는 필터는, 폴리이미드 및 폴리아미드-이미드로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 하나를 재료 성분으로서 함유하는 필터를 포함한다.
폴리이미드계 수지는 카복시 기, 염-유형 카복시 기 및 -NH- 결합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 하나의 관능기를 가질 수 있다. 필터는 재료 성분으로서 폴리이미드 수지를 함유하는 다공성 필름이고, 필터는 폴리이미드 수지로 제조된 다공성 필름, 또는 폴리이미드 수지 이외의 재료 성분을 함유하는 다공성 필름일 수 있다.
필터가 폴리이미드계 수지 이외의 재료 성분을 함유하는 경우, 폴리이미드계 수지를 함유하는 층 및 또 다른 재료 (예를 들어, 나일론, 폴리테트라플루오로에틸렌 및 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로알킬 A 비닐 에테르 공중합체 등)를 함유하는 층이 다공성 필름에 함유되는 것이 전형적이다.
필터는 다공성 막이고, 상기 막에 다수의 기공을 갖는다. 기공의 구조 (기공 구조)는 특정하게 제한되지 않지만, 다수의 구형 구멍을 연통시킴으로써 형성된 연통 구멍을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 필터에서, 정제되는 액체의 유동 경로가 연통 구멍 등에 의해 형성되는 것이 바람직하다.
폴리이미드 수지를 함유하는 필터는 특정하게 제한되지 않으며, US2016/0256836에 기술된 바와 같은 폴리이미드 수지 막을 포함할 수 있다. 예를 들어, 다공성 폴리아미드-이미드 수지 필터는, 79/8/13 중량%의 NMP(N-메틸-2-피롤리돈)/EG(에틸렌 글리콜)/폴리아미드-이미드), 75/12/13 중량%의 NMP/EG/폴리아미드-이미드 또는 67/20/13 중량%의 NMP/TEG (트리-에틸렌 글리콜)/폴리아미드-이미드의 배합물(formulation)을 갖는 막을 포함할 수 있다.
[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.
<화학 액체의 제조>
샘플에서 화학 액체는 시클로헥사논이었고, 예비가공된 시클로헥사논 (가공 표적 재료)을 본 개시의 화학 액체 제조 장치(10)에 의해 실행되는 화학 액체 제조 방법에 가함으로써 제조되었다.
제1 재료 처리 시스템(110) 및/또는 제2 재료 처리 시스템(120)에서 여과 매체(114 및/또는 124)의 배열 및 선택, 예컨대 여과 매체(114, 124)의 기능, 기공 크기, 구성 재료를 조정하여, 실시예 각각에서의 조성을 갖는 화학 액체를 제조하였다. 하기 실시예에서, 가공 표적 재료를 입자 제거 필터의 적어도 하나 또는 복수의 유닛, 이온 교환 막의 하나 또는 복수의 유닛 및/또는 이온 흡착 막의 하나 또는 복수의 유닛에 의해 가공하거나 또는 처리하였다.
<이미드 수지를 포함하는 여과 매체 A의 제조>
US2016/0256836에서의 설명을 참조하여, 폴리이미드 수지를 함유하는 다공성 필름인 필터 A를 제조하였다. 다공성 폴리아미드-이미드 필터 A는, 75/12/13 중량%의 NMP(N-메틸-2-피롤리돈)/EG(에틸렌 글리콜)/폴리아미드-이미드)의 배합물을 갖도록 제조되었으며, 이는 US2016/0256836의 표 1에 기술된 바와 같은 "실시예 2d"와 유사하였다. 필터 A의 이미드화율(imidization rate)은 1.45이었고, 생성된 필터 A는 3nm의 기공 크기를 가졌다.
<이미드 수지를 포함하는 여과 매체 B의 제조>
상이한 이미드화 비를 갖는 폴리이미드 수지를 함유하는 다공성 필름은 미국 특허 제2018/0028983호의 [0134] 내지 [0149]의 설명을 참조하여 제조하였다. 구체적으로, 사용되는 미세 입자의 입자 직경 등을 조정함으로써, 기공 크기를 제어하였고, 화학적 에칭 단계에서의 처리 온도, 처리 시간, pH, 하소 온도 및/또는 재연소 온도 등을 조정하였다. 이미드화율을 제어하였다. 필터 B의 이미드화율은 1.48이었고, 생성된 필터 B는 10nm의 기공 크기를 가졌다.
<OWPC>
각각의 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. 이들 실시예에서, 계수 표적은 31 nm 이상의 크기를 갖는 입자를 포함하였다. 데이터를 사용하여 웨이퍼 맵을 생성하고, 31nm 내지 1000nm 범위의 크기를 갖는 모든 입자를 포함한 총 온-웨이퍼 입자 계수 (on-wafer particle count; OWPC)를 제공하였다.
<OWMP 또는 OWMN>
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 OWMN (온-웨이퍼 금속 계수; on-wafer metal count)로서 보고하였다.
<미량 금속 (ppb)>
각각의 화학 액체 샘플을 ICP-MS (유도 결합 플라즈마 질량 분석법 (ICP-MS))를 사용하여 시험하였다. Fujifilm 개발된 방법을 사용하여, 각각의 샘플을 26종의 금속 종의 존재에 대해 시험하였으며, 검출 한계는 금속 특이적이었지만, 전형적인 검출 한계는 0.00010 내지 0.030 ppb 범위였다.
<평가 결과>
이온 흡착 (IAD)의 다양한 구성과 조합된 이온 교환 (IEX)의 효과를 조사하고, 결과를 하기 표 1에 요약하였다. 보다 구체적으로, OWMN 및 온-웨이퍼 철 계수에 대한, 나일론으로 및 상이한 기공 직경으로 구성된 IAD를 갖거나 또는 IAD가 없는 IEX의 효과를 조사하였다. 표 1에서의 연구에 따르면, 샘플 1 내지 4에서의 가공 표적 재료 (예비가공된 시클로헥사논)를 먼저, 예를 들어 200um 이하의 폴리프로필렌 막을 사용하여 적어도 입자 제거 여과 처리에 의해 가공하였다. 입자 제거 여과 처리 후, 후속으로 샘플 2, 3 및 4를 이온 교환 (IEX)에 의해 처리하였다. IEX 처리 후, 샘플 3 및 4에서의 가공 표적 재료를 각각 IAD 처리에 추가로 가하였으며, 여기서 샘플 3은, 나일론 재료로 형성되며 20nm 이상의 기공 직경을 갖는 이온 흡수 막으로 처리하였고, 샘플 4는, 나일론 재로로 형성되며 20nm 이상의 기공 직경을 갖는 이온 흡수 막, 및 나일론 재료로 형성되며 5nm 이상의 기공 직경을 갖는 이온 흡착 막으로 처리하였다. 표 1에서의 결과에 따르면, 본 개시의 화학 액체 제조 장치 및 화학 액체 제조 방법은, 이온성 불순물의 제거를 향상시키는, 목적하는 이점을 달성한 것으로 나타났다. 데이터는, IEX 처리 말미에 이온 흡착 처리를 조합하는 것이 상류 필터에서 제거되지 않은 하전된 금속 종 또는 IEX에 의해 생성될 수 있는 오염물질을 추가로 수집 및 포획하는 능력을 제공함을 나타냈다.
<표 1>
Figure pct00001
미량 금속에 대한, 나일론으로 및 상이한 기공 직경으로 구성된 IAD를 갖거나 또는 IAD가 없는 IEX의 효과를 조사하고, 결과를 하기 표 2에 요약하였다. 표 2에서의 연구에 따르면, 원료는, 본 개시의 화학 액체 제조 장치에 의한 가공을 겪지 않은 예비가공된 시클로헥사논이었다. 예비가공된 시클로헥사논을 먼저, 적어도 입자 제거 필터에 의해 가공하였다 (이는 공정 A로서 설계됨). 이 연구에서, 사용된 입자 제거 필터는 50μm 폴리프로필렌 막 (0.2 PP)이었다. 입자 제거 여과 처리 후, 가공 표적 재료를 IEX (공정 B), IAD (공정 C), 또는 IEX 및 IAD 둘 모두의 조합 (공정 B + C)에 의해 처리하였으며, 상기 조합 공정 (공정 B + C)에서, IAD는 IEX 후에 수행되었다. 또한, IAD의 경우, 20nm 이상의 기공 직경을 갖는 다공성 나일론 막을 연구에 사용하였다. 표 2에 요약된 바와 같은 결과는, IEX 및 IAD의 조합을 채택하는 것 및 IAD에 나일론 재료를 채택하는 것이 다수의 미량 금속의 양을 상당히 감소시키는 것에서 효과적임을 입증하였다.
<표 2>
Figure pct00002
나일론 이온 흡착 막을 가로지르는 압력 강하의 제어의 영향은 OWPC 및 OWMN에 유의미한(significant) 것으로 나타났다. 하기 표 3에 요약된 결과에서와 같이, 압력 강하가 3 내지 15 psig 범위 내에서 제어된 경우, OWPC는 300 미만이었고, OWMN은 10 미만이었다. 반면에 압력 강하가 제어되지 않은 경우, 예를 들어 15 psig 초과 내지 25 psig인 경우, OWPC는 700 초과였고, OWMN은 30 초과였다.
<표 3>
Figure pct00003
표 1 내지 3에 요약된 바와 같은 종합적인 결과는, 본원의 화학 액체 제조 장치를 채택함으로써 화학 액체를 제조하는 방법이, OWMN, OWMN (철만), OWPC 및 미량 금속을 상당히 감소시키는 것을 적어도 포함한, 모든 시험 특성을 개선하는 바람직한 이점을 달성하였음을 확인시켜 주었다. 이들 데이터는, 본 개시의 제조 방법 및 제조 장치가, 비효과적으로 설계된 제조 장치 및/또는 부적절하게 구현된 제조 방법으로부터 비롯된 원치 않는 오염물질의 도입을 방해하고, 이의 제거를 향상시킨다는 것을 입증하였다. IAD로서 나일론 필터 대신에 "필터 A" 및 필터 B가 사용되는 경우, 유사한 성능이 관찰된다. 나일론 필터를 CUNO™ 또는 Zeta Plus™ EC 필터 카트리지의 셀룰로오스 기반의 산 세정된 규조토 수지로 대체한 경우, OWPC, OWMC 및 미량 금속에 대한 유사한 영향이 예상된다. 그러나, 나일론 필터의 성능은 Zeta Plus™ EC 필터 카트리지와 비교하여 여전히 탁월하다.
따라서, 본 개시의 제조 방법 및 제조 장치는 초고순도 화학 액체를 제조하는 경쟁적인 이점을 제공하며, 상기 초고순도 화학 액체는 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 이소프로판올, 모노메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노프로필 에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 에틸 락테이트, 메틸 메톡시프로피오네이트, 시클로펜타논, 시클로헥사논, γ-부티로락톤, 디이소아밀 에테르, 부틸 아세테이트, 4-메틸-2-펜타놀 또는 이들의 조합을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 시클로헥사논, PGMEA, 부틸 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 이소프로판올이 사용된 경우, 더 우수한 성능이 관찰되었으며, 시클로헥사논이 사용된 경우, 훨씬 더 우수한 성능이 달성되었다. 궁극적으로, 회로 패턴 및 반도체 장치 상의 결함 발생이 방지되고, 수율이 개선된다.
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 (17)

  1. 하기를 포함하는, 재료를 가공하도록 구성된 화학 액체 제조 장치:
    하나 또는 복수의 이온 교환 매체; 및
    하나 또는 복수의 이온 흡착 매체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하나 또는 복수의 이온 흡착 매체의 재료가, 아미드 결합 또는 이미드 결합을 갖는 수지를 포함하는, 화학 액체 제조 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 하나 또는 복수의 이온 흡착 매체의 상기 재료가 나일론 및/또는 폴리이미드 수지를 포함하는, 화학 액체 제조 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 하나 또는 복수의 이온 흡착 매체 중 적어도 하나는 상기 하나 또는 복수의 이온 교환 매체의 하류 측에 위치하는, 화학 액체 제조 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 하나 또는 복수의 이온 흡착 매체가 약 10nm 이하의 기공 크기를 갖는, 화학 액체 제조 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 하나 또는 복수의 이온 흡착 매체가 약 20nm 이상의 기공 크기를 갖는, 화학 액체 제조 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 하나 또는 복수의 이온 교환 매체 및 상기 하나 또는 복수의 이온 흡착 매체가 2회 미만 동안 상기 재료를 가공하도록 구성된, 화학 액체 제조 장치.
  8. 제1항에 있어서, 금속 성분을 함유하는 유기 용매를 포함하는 상기 재료를 가공하도록 구성되며, 상기 금속 성분의 함량은 약 0.1 내지 1000 질량 ppt인, 화학 액체 제조 장치.
  9. 제1항에 있어서, 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 이소프로판올, 모노메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노프로필 에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 에틸 락테이트, 메틸 메톡시프로피오네이트, 시클로펜타논, 시클로헥사논, γ-부티로락톤, 디이소아밀 에테르, 부틸 아세테이트, 4-메틸-2-펜타놀 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 상기 재료를 가공하도록 구성된 화학 액체 제조 장치.
  10. 제1항에 있어서, 약 50nm 이상의 기공 크기를 갖는 적어도 하나의 입자 제거 매체를 추가로 포함하는 화학 액체 제조 장치.
  11. 하기 단계를 포함하는, 화학 액체의 제조 방법:
    하나 또는 복수의 이온 교환 막 및 하나 또는 복수의 이온 흡착 막을 적어도 포함하는 시스템을 제공하는 단계;
    상기 시스템에 재료를 전달하는 단계;
    상기 재료를 상기 하나 또는 복수의 이온 교환 막으로 가공하는 단계; 및
    상기 재료를 상기 하나 또는 복수의 이온 흡착 막으로 가공하여 상기 화학 액체를 제조하는 단계.
  12. 제11항에 있어서, 상기 재료가 상기 하나 또는 복수의 이온 흡착 막에 의해 가공되기 전에 상기 하나 또는 복수의 이온 교환 막에 의해 가공되는, 제조 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 하나 또는 복수의 이온 흡착 막이, 아미드 결합 또는 이미드 결합을 갖는 수지로 형성된, 제조 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 하나 또는 복수의 이온 흡착 막이 나일론 재료로 형성된, 제조 방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 시스템이, 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 이소프로판올, 모노메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노프로필 에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 에틸 락테이트, 메틸 메톡시프로피오네이트, 시클로펜타논, 시클로헥사논, γ-부티로락톤, 디이소아밀 에테르, 부틸 아세테이트, 4-메틸-2-펜타놀 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 상기 재료를 가공하는, 제조 방법.
  16. 제11항에 있어서, 상기 시스템이 금속 성분을 함유하는 상기 재료를 가공하며, 상기 금속 성분의 함량은 약 0.1 내지 1000 질량 ppt인, 제조 방법.
  17. 제11항에 있어서, 상기 하나 또는 복수의 이온 흡착 막 각각을 가로지는 압력 강하가 약 3 내지 15 psig로 제어되는, 제조 방법.

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