TW201941818A - 化學液製造設備 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種包括第一系統及第二系統的化學液製造設備。第一系統包括選自第一過濾器、第一離子交換膜及第一離子吸附膜中的至少一個第一過濾介質，其中第一系統被配置成對材料處理至少一次。第二系統包括選自第二過濾器、第二離子交換膜及第二離子吸附膜中的至少一個第二過濾介質，其中第二系統被配置用於再循環並對所述材料處理至少兩次。

Description

化學液製造設備
本發明是有關於一種化學液製造設備以及一種使用所述化學液製造設備製造化學液的方法。
[相關申請案資料]
本申請案主張於2018年3月30日提出申請的美國臨時申請案第62/650,448號的優先權，所述申請案的全部內容併入本案供參考。
半導體行業在電子組件的積體密度方面已達成了快速改善，所述改善源自組件大小的不斷減小。最終，更多更小的組件能夠被提供成整合至給定區域中。該些改善主要是由於新精度及高解析度處理技術的發展。
在製造高解析度積體電路期間，各種處理液將會接觸裸晶圓或膜塗佈晶圓。舉例而言，製作精細金屬互連通常涉及在利用複合液塗佈基礎材料以形成抗蝕劑膜之前，利用預潤濕液來塗佈基礎材料的程序。包含適當成分及各種添加劑的該些處理液已知作為積體電路（integrated circuit，IC）晶圓的污染的來源。
可推測即使該些化學液（例如晶圓預潤濕液或顯影劑溶液）中混入微量污染物，所得電路圖案亦可能具有缺陷。已知存在非常低量的金屬雜質（低至1.0 ppt）仍會干涉半導體裝置的效能及穩定性。且端視金屬污染物的種類而定，氧化性質可能劣化，會形成不準確的圖案，半導體電路的電性效能會受到損害，此最終會對製造良率產生不利影響。
在製造化學液的各個階段期間，例如金屬雜質、粗顆粒、有機雜質、水分等雜質污染可能會無意地引入化學液中。此類實例包括其中雜質存在於原材料中或源自在原材料或化學液的輸送、儲存或反應中所使用的容器設備、反應器皿等的情形或者當製造化學液時產生的副產物或剩餘的未反應的反應物。
因此，為了形成高精度及超細半導體電子電路，在半導體處理的各個階段中所使用的化學液（例如預潤濕液、抗蝕劑溶液、顯影劑溶液、剝離溶液、沖洗溶液及塗佈溶液等）需要顯著的品質改善，且必須維持嚴格的品質控制以避免在所得電路圖案上引起缺陷。
因此，為了形成高精度積體電路，對超純化學液的需求以及對該些液體的品質改善及控制變得至關重要。針對品質改善及控制的具體關鍵參數包括：微量金屬減少、液體顆粒計數減少、晶圓上（on-wafer）缺陷減少、有機污染物減少等。所有該些關鍵參數被顯示為受處理設備的配置以及包括純化介質、介質製備、過濾器排序、過濾器接觸時間、構造材料及純化介質的物理化學性質的處理參數影響。
有鑑於上述，本發明特別提供一種用於製備半導體製造用化學液的化學液製造設備，其中生產出高純度化學液，其中所述化學液中不需要的微粒數目以及金屬雜質的量被管理處於預定範圍內。因此，殘留物及/或顆粒缺陷的出現被抑制，且半導體晶圓的良率得到提高。
根據本發明的一些實施例，一種化學液製造設備包括至少第一系統及第二系統，其中所述第一系統及所述第二系統中的每一者被配置成處理材料。所述第一系統包括選自第一過濾器、第一離子交換膜及第一離子吸附膜中的至少一個第一過濾介質，且所述至少一個第一過濾介質被配置成對所述材料處理至少一次；且第二純化系統包括選自至少第二過濾器、第二離子交換膜及第二離子吸附膜中的至少一個第二過濾介質，其中所述至少一個第二過濾介質被配置用於再循環並對所述材料處理至少兩次。
根據某些示例性實施例，所述第一系統被配置用於單遍處理（single pass）。
根據本發明的替代實施例，一種用於處理材料的化學液製造設備包括至少第一系統及第二系統。所述第一系統包括選自至少一個第一過濾器、第一離子交換膜及第一離子吸附膜中的至少一個第一過濾介質，其中所述第一系統被配置成對所述材料處理至少一次；且所述第二系統包括選自至少一個第二過濾器、第二離子交換膜及第二離子吸附膜中的至少一個第二過濾介質，其中所述第二系統被配置用於再循環並對所述材料處理至少兩次。
根據某些示例性實施例，存在二或更多個第一過濾器，且所述二或更多個第一過濾器較佳地在性質方面不同。根據另外某些示例性實施例，存在兩個第二過濾器，且所述兩個第二過濾器較佳地在性質方面不同。
根據本發明的另一些替代實施例，一種化學液製造設備包括至少第一系統及第二系統。所述第一系統包括一或多個第一純化介質；且當所述第一系統包括多個第一純化介質時，所述第一純化介質中的至少兩者在功能、孔徑或材料方面是不同的。所述第二系統包括一或多個第二純化介質，且當所述第二系統包括多個第二純化介質時，所述第二純化介質中的至少兩者在功能、孔徑或材料方面是不同的。所述第一系統被配置成對材料處理至少一次，且所述第二系統被配置用於再循環並對所述材料處理至少兩次。
根據本發明，使用具有將吸附、過濾、離子交換等加以組合的多功能純化介質的化學液製造設備來自用於製備在半導體製造中所施加的高純度化學液的水性及溶劑系溶液有效地移除各種不同的有機及無機污染物。
以下揭露內容提供用於實施本標的的各種特徵的不同的實施例或實例。以下闡述組件及佈置的具體實例以簡化本發明。該些僅為實例而不旨在進行限制。舉例而言，當使用用語「溶劑」時，除非另外注明，否則其可指單一溶劑或者二或更多種溶劑的組合。
此外，為易於說明，本文中可能使用例如「位於...之下」、「位於...下方」、「下部的」、「位於...上方」、「上部的」等空間相對性用語來闡述圖中所示一個元件或特徵與另一（其他）元件或特徵的關係。空間相對性用語旨在囊括除圖中所繪示的定向外，裝置在使用或操作中的不同定向。設備可另外定向（旋轉90度或處於其他定向），且本文中所使用的空間相對性描述語可同樣相應地進行解釋。
在本發明中，使用用語「至」所指示的數值範圍意謂包括在用語「至」之前及之後闡述的數值作為下限值及上限值的範圍。
在本發明中，「ppm」意謂「百萬分率（10-6 ）」，「ppb」意謂「十億分率（10-9 ）」，且「ppt」意謂「萬億分率（10-12 ）」。
在本發明中，1埃（埃（angstrom））對應於0.1奈米（奈米（nanometer）），且1微米（微米（micron））對應於1000奈米。
> 處理目標 >
在經歷純化製程之前，化學液可能含有不期望量的雜質及污染物。在本發明中，預純化的化學液在本文中被稱為「處理目標」或「處理目標材料」。在由本發明的化學液製造設備對處理目標進行處理之後，自處理目標移除大量的污染物及雜質，且生產出其中雜質及污染物被管理並限制於預定範圍內的化學液。
>化學液 >
在本發明中，化學液包含有機溶劑及預定量的雜質。化學液可包括例如預潤濕液、顯影劑溶液、沖洗液、清潔溶液、剝離溶液等用於半導體製造的處理溶液以及用於合成所述處理溶液的原組分（raw component）。
>有機溶劑 >
在本發明中，化學液包含有機溶劑。有機溶劑的類型不受特別限制，但可應用眾所習知的有機溶劑。化學液中有機溶劑的含量不受特別限制，但包含有機溶劑作為主要組分。具體而言，以化學液的總質量計，有機溶劑的含量等於或大於98質量%。在某些實施例中，以化學液的總質量計，有機溶劑的含量等於或大於99質量%。在其他實施例中，以化學液的總質量計，有機溶劑的含量等於或大於99.5質量%。在另一些其他實施例中，以化學液的總質量計，有機溶劑的含量等於或大於99.8質量%。其上限值不受特別限制，但一般而言其上限值等於或小於99.99質量%。
有機溶劑可單獨使用，或者可以其兩種或更多種的組合形式使用。在其中使用兩種或更多種有機溶劑的組合的情形中，較佳地其總含量處於以上範圍內。
化學液中有機溶劑的含量可使用氣相層析質譜分析（gas chromatography mass spectrometry，GCMS）裝置來量測。
有機溶劑的沸點不受特別限制。然而，就提高半導體晶片的製造良率而言，有機溶劑的沸點較佳地低於200℃。在本發明中，沸點意謂在1個大氣壓下的沸點。
有機溶劑不受特別限制。有機溶劑的實例包括甲醇、乙醇、1-丙醇、異丙醇、正丙醇、2-甲基-1-丙醇、正丁醇、2-丁醇、第三丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、正己醇、環己醇、2-甲基-2-丁醇、3-甲基-2-丁醇、2-甲基-1-丁醇、3-甲基-1-丁醇、2-甲基-1-戊醇、2-甲基-2-戊醇、2-甲基-3-戊醇、3-甲基-1-戊醇、3-甲基-2-戊醇、3-甲基-3-戊醇、4-甲基-1-戊醇、4-甲基-2-戊醇、2-乙基-1-丁醇、2,2-二甲基-3-戊醇、2,3-二甲基-3-戊醇、2,4-二甲基-3-戊醇、4,4-二甲基-2-戊醇、3-乙基-3-庚醇、1-庚醇、2-庚醇、3-庚醇、2-甲基-2-己醇、2-甲基-3-己醇、5-甲基-1-己醇、5-甲基-2-己醇、2-乙基-1-己醇、甲基環己醇、三甲基環己醇、4-甲基-3-庚醇、6-甲基-2-庚醇、1-辛醇、2-辛醇、3-辛醇、2-丙基-1-戊醇、2,6-二甲基-4-庚醇、2-壬醇、3,7-二甲基-3-辛醇、乙二醇、丙二醇、二乙醚、二丙醚、二異丙醚、丁基甲醚、丁基乙醚、丁基丙醚、二丁醚、二異丁醚、第三丁基甲醚、第三丁基乙醚、第三丁基丙醚、二-第三丁醚、二戊醚、二異戊醚、環戊基甲醚、環己基甲醚、溴甲基甲醚、α,α-二氯甲基甲醚、氯甲基乙醚、2-氯乙基甲醚、2-溴乙基甲醚、2,2-二氯乙基甲醚、2-氯乙基乙醚、2-溴乙基乙醚、(±)-1,2-二氯乙基乙醚、2,2,2-三氟乙醚、乙基乙烯基醚、丁基乙烯基醚、烯丙基乙醚、烯丙基丙醚、烯丙基丁醚、二烯丙基醚、2-甲氧基丙烯、乙基-1-丙烯基醚、順-1-溴-2-乙氧基乙烯、2-氯乙基乙烯基醚、烯丙基-1,1,2,2-四氟乙醚、辛烷、異辛烷、壬烷、癸烷、甲基環己烷、十氫萘、二甲苯、乙苯、二乙苯、異丙苯、第二丁苯、異丙基甲苯、二戊烯、丙酮酸甲酯、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、丙二醇單丙醚、丙二醇單甲醚乙酸酯、乳酸乙酯、甲氧基丙酸甲酯、環戊酮、環己酮、乙酸丁酯、γ-丁內酯、乙酸異戊酯、氯仿、二氯甲烷、1,4-二噁烷、己醇、2-庚酮、乙酸異戊酯及四氫呋喃。
在本發明的某些實施例中，化學液是預潤濕液。預潤濕液的類型不受特別限制。預潤濕液的具體實例包括以下中的至少一者：環戊酮（cyclopentanone，CyPe）、環己酮（cyclohexanone，CyH）、丙二醇單甲醚（propylene glycol monomethyl ether，PGME）、丙二醇單乙醚（propylene glycol monoethyl ether，PGEE）、丙二醇單甲醚乙酸酯（propylene glycol monomethyl ether acetate，PGMEA）、丙二醇單丙醚（propylene glycol monopropyl ether，PGPE）、乳酸乙酯（ethyl lactate，EL）。在其他實施例中，化學液可為例如乙酸丁酯等顯影劑溶液或例如4-甲基-2-戊醇（MIBC）等沖洗液。
> 雜質 >
處理目標及/或化學液中所含有的雜質包括金屬雜質、顆粒以及例如有機雜質、水分等其他雜質。
> 金屬雜質 >
最常見的金屬雜質包括例如鐵（Fe）、鋁（Al）、鉻（Cr）、鎳（Ni）等重金屬以及例如鈉（Na）及鈣（Ca）等離子金屬。端視金屬的類型而定，金屬雜質會使氧化物完整性（oxide integrity）劣化，降低金屬氧化物半導體（Metal Oxide Semiconductor，MOS）閘極堆疊，縮短裝置的壽命等。在由本發明的化學液製造設備製備的化學液中，以質量計，總微量金屬含量較佳地處於0 ppt至150 ppt的預定範圍內。
在本發明中，金屬雜質是指以固體形式（金屬單形、含微粒金屬的化合物等）提供的金屬雜質。
在本發明中，化學液中的總微量金屬是藉由電感耦合電漿質譜分析（inductively coupled plasma mass spectrometry，ICP-MS）、使用富士膜（Fujifilm）顯影方法來量測。晶圓上金屬顆粒（on-wafer metal particle，OWMP）是藉由利用基於雷射的檢查系統與能量色散x射線（energy dispersive x-ray，EDX）檢查的組合對晶圓進行檢查來確定。在以下實例中闡述使用ICP-MS進行的總微量金屬的量測方法以及使用雷射及EDX進行的晶圓上金屬顆粒的量測方法。
> 顆粒 >
在本發明中，大小為0.03微米或大於0.03微米的計數目標被稱為「顆粒」。液體介質中的「顆粒」數目將藉由光散射型液體中顆粒計數器來進行計數且被稱為液體顆粒計數（liquid particle count，LPC）。
顆粒的實例包括粉塵、污垢、有機固體物質及無機固體物質。顆粒亦可包括膠化金屬原子的雜質。易於膠化的金屬原子的類型不受特別限制，且可包括選自由Na、K、Ca、Fe、Cu、Mg、Mn、Li、Al、Cr、Ni、Zn及Pb組成的群組的至少一個金屬原子。在由本發明的化學液製造設備製備的化學液中，大小為0.03微米或大於0.03微米的顆粒的總含量較佳地處於每1毫升化學液為100或少於100的預定範圍內。
> 有機雜質 >
有機雜質意指與作為主要組分而被提供於化學液中的有機溶劑不同的化合物，且是指以化學液的總質量計包含含量為5000質量 ppm或小於5000質量 ppm、對應於有機雜質而不對應於有機溶劑的有機物質。
即使在清潔室內的周圍環境空氣中，亦會存在揮發性有機化合物。有機雜質中的一些源自運輸及儲存設備，而一些自開始便存在於原材料中。有機雜質的其他實例包括當合成有機溶劑時產生的副產物及/或未反應的反應物。
化學液中有機雜質的總含量不受特別限制。就提高半導體裝置的製造良率而言，以化學液的總質量計，有機雜質的總含量較佳為0.1質量ppm至5000質量ppm，更佳為1質量ppm至2000質量ppm，進一步較佳為1質量ppm至1000質量ppm，特別較佳為1質量ppm至500質量ppm，且最佳為1質量ppm至100質量ppm。
化學液中有機雜質的含量可使用氣相層析質譜分析（GCMS）裝置來量測。
> 水分（水） >
水分對半導體表面的化學條件及物理條件具有失穩（destabilizing）影響。水分可能來自周圍環境空氣或來自濕式製程的殘留物。水分可為化學液中所含有的原材料中不可避免地含有的水，或者可為在製造化學液時不可避免地含有或故意引入的水。
化學液中水的含量不受特別限制。一般而言，以化學液的總質量計，水的含量較佳地等於或小於2.0質量%，更佳地等於或小於1.0質量%，且進一步較佳地小於0.5質量%。若化學液中水的含量等於或小於1.0質量%，則半導體晶片的製造良率被進一步提高。下限不受特別限制，但在許多情形中可為約0.01質量%。在製造時，難以將水的含量設定成等於或小於上述值。
水的含量意謂可使用利用卡耳費雪水分量測方法（Karl Fischer moisture measurement method）作為量測原理的裝置來量測的水分含量。
在以下中，本發明的實施例闡述示例性化學液製造設備及使用所述化學液製造設備製造化學液的方法。化學液製造設備包括至少多個材料處置系統，以使得使用化學液製造設備製備的化學液中不需要的微粒（顆粒）數目以及金屬雜質的量被限制於預定範圍內。因此，殘留物及/或顆粒缺陷的出現得到抑制，且半導體晶圓的良率得到提高。
> 化學液製造設備 >
圖1是示出根據本發明一些實施例的示例性化學液製造設備的配置的示意圖。如圖1所示，化學液製造設備10連接至處理目標供應單元20，處理目標供應單元20被配置成容置或輸送待由化學液製造設備10處理的材料（例如處理目標）以生產化學液，其中化學液中不需要的微粒（顆粒）數目以及金屬雜質的量被管理處於預定範圍內。處理目標供應單元20不受特別限制，只要其連續不斷地或間歇地將處理目標材料供應至化學液製造設備10即可。處理目標供應單元20可包括材料接納槽、例如液位計等感測器（圖中未示出）、幫浦（圖中未示出）、用於控制處理目標材料的流動的閥（圖中未示出）等。在圖1中，化學液製造設備10連接至一個處理目標供應單元20。然而，本發明不限於此。在一些示例性實施例中，對於待由化學液製造設備10處理的每一種類型的處理目標材料而言，並聯地設置多個處理目標供應單元20。
處理目標材料可包括在製備例如用於半導體製造中的處理液時使用的原材料，所述處理液為例如預潤濕液、顯影劑溶液、沖洗液、清潔溶液、剝離溶液等。在以下說明中，除非另外注明，否則使用用語「製備」具體材料是意謂其中藉由例如對處理目標材料進行純化、反應或混合來提供本發明的大部分實施例中的具體材料或化學液的情形。處理目標材料可在內部合成或者藉由購自供應商而為市售的。
在本發明的某些實施例中，處理目標材料是在製備預潤濕液中使用的原有機溶劑。舉例而言，原有機溶劑是由化學液製造設備10來處理以形成超純預潤濕液，例如高純度等級環己酮（CyH）、環戊酮（CyPe）、乳酸乙酯（EL）、丙二醇單甲醚（PGME）、丙二醇單乙醚（PGEE）、丙二醇單甲醚乙酸酯（PGMEA）、丙二醇單丙醚（PGPE）等或其組合。
如圖1所示，化學液製造設備10至少包括：一個熱交換器100，用於將處理目標材料的溫度設定為最佳處理範圍，其中熱交換器100直接連接或例如藉由引入導管160a間接連接至處理目標供應單元20；第一材料處置系統110，經由第一傳輸導管160b耦合至熱交換器100，其中第一材料處置系統110包括一或多個過濾介質（由圖式編號114標示的水平實線），且第一傳輸導管160b連接在熱交換器100與例如第一材料處置系統110的供應埠110a之間。
在某些示例性實施例中，所述一或多個過濾介質114可被分隔並分別容納於一或多個殼體112中。舉例而言，第一材料處置系統110可包括選自第一殼體112a、第二殼體112b、第三殼體112c的至少一個殼體112，且所述至少一個殼體112中包括並容置過濾介質114的一或多個單元。換言之，根據以上實例，第一材料處置系統110可包括僅一個殼體112（第一殼體112a、第二殼體112b或第三殼體112c中的任一者）或者兩個殼體112（第一殼體112a、第二殼體112b及第三殼體112c中任何兩者的組合）或者三個殼體（第一殼體112a、第二殼體112b及第三殼體112c）。注意到以上實例用於說明性目的，且殼體的數目不限於所示實例。在其他示例性實施例中，第一材料處置系統110可包括除第一殼體112a、第二殼體112b及第三殼體112c外的更多殼體112，例如一個、兩個、五個或十個以上。此外，可能不存在單獨的殼體112，且所述一或多個過濾介質114被配置成在第一材料處置系統110中不被分隔。在另一些其他示例性實施例中，第一材料處置系統110亦可包括除所述一或多個過濾介質114外的其他材料處置模組（圖中未示出）。
根據本發明的一些實施例，第一材料處置系統110可經由第二傳輸導管160c連接至收集槽130，其中第二傳輸導管160c連接在例如第一材料處置系統110的流出埠110b與收集槽130之間。應理解，根據需要在處理目標供應單元20、熱交換器100、第一材料處置系統110、收集槽130等處的各種導管、流出埠及供應埠處裝設幫浦及閥。
化學液製造設備10更包括：第二材料處置系統120，與第一材料系統110直接連通或例如藉由經由第三傳輸導管160d連接至收集槽130而與第一材料處置系統110間接連通，其中第二材料處置系統120包括一或多個過濾介質124；第四傳輸導管160e，將第二材料處置系統120耦合至下一處理設備或封裝件140，其中第四傳輸導管106e可連接至第二材料處置系統120的流出埠120b；再循環導管160f，可自第四傳輸導管160e分支並連接至收集槽130以進行再循環並供應部分純化的處理目標，以便再次由第二材料處置系統120進行處理；以及樣品偵測器150，耦合至第二材料處置系統120以用於監測化學液中的雜質含量。應理解，根據需要在第二材料處置系統120、下一處理設備或封裝件140、樣品偵測器150等處的各種導管、流出埠及供應埠處裝設幫浦及閥。
在本發明的某些示例性實施例中，所述一或多個過濾介質124可被分隔並分別容納於一或多個殼體122中。舉例而言，第二材料處置系統120可包括選自第四殼體122a、第五殼體122b及第六殼體122c的至少一個殼體122，且所述至少一個殼體122中包括並容置過濾介質124的一或多個單元。換言之，根據以上實例，第二材料處置系統120可包括一個、兩個或三個殼體122。注意到以上實例用於說明性目的，且殼體的數目不限於所示實例。在其他示例性實施例中，第二材料處置系統120可包括除第四殼體122a、第五殼體122b及第六殼體112c外的更多殼體122，例如一個、兩個、五個或十個以上。此外，可能不存在單獨的殼體122，且所述一或多個過濾介質124被配置成在第二材料處置系統120中不被分隔。在另一些其他示例性實施例中，第二材料處置系統120亦可包括除所述一或多個過濾介質124外的其他未示出的材料處置模組。
在一些示例性實施例中，第一材料處置系統110亦可包括再循環導管160h，以用於將部分純化的處理目標再循環回第一材料處置系統110並再次由第一材料處置系統110進行處理。儘管在圖1所示實例中，再循環導管160h是自被配置於第一材料處置系統110的流出埠110b上游側處的第五傳輸導管160i分支，然而注意到以上實例用於說明性目的而不旨在進行限制。在其他實例中，再循環導管160h可配置於流出埠110b的下游側處，只要其配置於收集槽130及/或第二材料處置系統120的上游即可。此外，再循環導管160h可連接至熱交換器100上游側處的引入導管160a或者連接至熱交換器100下游側處的第一傳輸導管160b或者連接至第一材料處置系統110的供應埠110a。
再次參照圖1，根據一些實施例，化學液製造設備10被配置成使第一材料處置系統110位於第二材料處置系統120的上游，其中處理目標首先通過第一材料處置系統110或首先由第一材料處置系統110處理，然後是第二材料處置系統120。然而，在替代實施例中，化學液製造設備10亦可被配置成使第二材料處置系統120位於第一材料處置系統110的上游，以使處理目標首先通過第二材料處置系統120或首先由第二材料處置系統120處理，然後是第一材料處置系統110。
在某些實施例中，第一材料處置系統110被配置用於在線單遍處理（in-line single pass）。更具體而言，在化學液製造設備10被配置成使第一材料處置系統110位於第二材料處置系統120上游的情況下，處理目標是由第一材料處置系統110處理一次或通過第一材料處置系統110一次，且在進行到第二材料處置系統120之前被排出至收集槽130中或者直接旁通收集槽130而被運送至第二材料處置系統120。根據本發明的某些示例性實施例，對於在線單遍處理而言，第一材料處置系統110包括選自第一過濾介質114a、第二過濾介質114b、第三過濾介質114c及其任何組合的過濾介質114的一個單元。換言之，被配置用於單一在線製程的第一材料處置系統110可包括第一過濾介質114a的一個單元、第二過濾介質114b的一個單元或者第三過濾介質114c的一個單元；或者第一過濾介質114a的一個單元及第二過濾介質114b的一個單元；或者第一過濾介質114a的一個單元及第三過濾介質114c的一個單元；或者第二過濾介質114b的一個單元及第三過濾介質114c的一個單元；或者第一過濾介質114a的一個單元、第二過濾介質114b的一個單元及第三過濾介質114c的一個單元。第一材料處置系統110被配置成在將處理目標遞送至第二材料處置系統120之前，使處理目標通過並由選自第一過濾介質114a、第二過濾介質114b、第三過濾介質114c及其任何組合的過濾介質114的一個單元處理。
然而，本發明不限於此。在替代實施例中，第一材料處置系統110亦可被配置用於再循環多遍。注意到，待由第一材料處置系統110處理的處理目標的次數不受限制，只要在處理目標被遞送至第二材料處置系統120之前或下一處理階段之前由第一材料處置系統110進行的處理完成即可。在一些示例性實施例中，第一材料處置系統110被配置用於再循環並對處理目標處理多於一次。若第一材料處置系統110被配置用於再循環以對處理目標處理多於一次（例如兩次），則第一材料處置系統110可包括選自第一過濾介質114a、第二過濾介質114b、第三過濾介質114c及其任何組合的過濾介質114的兩個單元。換言之，第一材料處置系統110可包括第一過濾介質114a的兩個單元、第二過濾介質114b的兩個單元或者第三過濾介質114c的兩個單元；或者第一過濾介質114a的兩個單元及第二過濾介質114b的兩個單元；或者第一過濾介質114a的兩個單元及第三過濾介質114c的兩個單元；或者第二過濾介質114b的兩個單元及第三過濾介質114c的兩個單元；或者第一過濾介質114a的兩個單元、第二過濾介質114b的兩個單元及第三過濾介質114c的兩個單元。第一材料處置系統110被配置成使處理目標通過選自第一過濾介質114a、第二過濾介質114b、第三過濾介質114c及其任何組合的過濾介質114的兩個單元中的一者，然後再循環通過選自第一過濾介質114a、第二過濾介質114b、第三過濾介質114c及其任何組合的過濾介質114的另一單元，並隨後進行至第二材料處置系統120或下一處理階段。另外，由第一材料處置系統110操作的再循環可為連續的且受例如中央處理單元（central processing unit，CPU）控制。然而，在一些替代實施例中，第一材料處置系統110可被配置成再循環通過過濾介質114（114a、114b、114c或其任何組合）的同一個單元。
根據圖1所示化學液製造設備的實施例，採用第二材料處置系統120進行連續再循環多次。然而，注意到第二材料處置系統120亦可被配置成使處理目標材料通過第二材料處置系統120或由第二材料處置系統120處理僅一次。第二材料處置系統120被配置用於再循環的次數不受特別限制，且可根據例如雜質及污染的初始程度以及化學液的純度要求等處理目標的條件來變化。在本發明的某些實施例中，第二材料處置系統120被配置用於再循環並對處理目標處置至少兩次。當處理目標將由第二材料處置系統120處理多於一次（例如兩次、三次、四次或十次）時，處理目標經由再循環導管160f被再循環回到第二材料處置系統120以進行其他處理。在一些實施例中，處理目標被再循環至收集槽130，收集槽130進一步將處理目標遞送至第二材料處置系統120。在一些實例中，處理目標可例如經由第二材料處置系統120的流出埠120b離開第二材料處置系統120，並經由再循環導管160f而被再循環至收集槽130或被直接再循環至第二材料處置系統120。在其他未示出的實例中，處理目標可經由再循環導管160f而在第二材料處置系統120的流出埠120b處或流出埠120b上游側被再循環至收集槽130，或者被直接再循環至第二材料處置系統120。
類似於第一材料處置系統110，當第二材料處置系統120被配置成對處理目標處置或處理多於一次時，可在每一遍處理時使用過濾介質124的新單元（例如，選自第四過濾介質124a、第五過濾介質124b、第六過濾介質124c及其任何組合的過濾介質124的新單元）。舉例而言，當處理目標將被再循環並由第二材料處置系統120處置兩次或更多次時，第二材料處置系統120包括過濾介質124（選自第四過濾介質124a、第五過濾介質124b、第六過濾介質124c及其任何組合）的二或更多個單元。此外，選自第四過濾介質124a、第五過濾介質124b、第六過濾介質124c及其任何組合的過濾介質124的所述二或更多個單元可同時配置於第二材料處置系統120中，且處理目標例如由CPU控制成每次由過濾介質124（選自第四過濾介質124a、第五過濾介質124b、第六過濾介質124c及其任何組合）的新單元處理以達成連續的再循環。舉例而言，過濾介質124（選自第四過濾介質124a、第五過濾介質124b、第六過濾介質124c及其任何組合）的兩個單元、三個單元或四個單元可同時配置於第二材料處置系統120中以分別達成對處理目標連續再循環或處理兩次、三次或四次。注意到，以上所述的過濾介質124（124a、124b、124c或其任何組合）的單元數目以及再循環的次數僅為實例而不旨在進行限制。在一些替代實施例中，提供過濾介質124（124a、124b、124c或其任何組合）的一個單元或兩個單元，且使用過濾介質124（124a、124b、124c或其任何組合）的同一個單元或兩個單元來進行再循環多次。
第二材料處置系統120亦被配置成在由第二材料處置系統120執行的材料處置製程的每一遍處理結束時能夠由樣品偵測器150對化學液的樣品進行測試，例如由在線顆粒計數器（in-line particle counter）原位地（in-situ）進行測試。在某些實例中，樣品可經由取樣導管160g被收集並遞送至樣品偵測器150，其中化學液中剩餘的不需要的微粒（顆粒）數目以及金屬雜質的含量是藉由下述方法來量測。若在樣品中所偵測到的不需要的微粒（顆粒）數目以及金屬雜質的量不處於期望的預定範圍內，則會使化學液再循環並再次由第二材料處置系統120處理。一旦生產出其中化學液中的顆粒數目及金屬雜質的量被確保處於預定範圍內的高純度化學液，便終止經由第二材料處置系統120進行的再循環或由第二材料處置系統120進行的處理，且經由與第二材料處置系統120的流出埠120b連接的第四傳輸導管160e將化學液輸送至封裝件或下一處理階段140。
根據本發明的一些實施例，第一材料處置系統110可包括選自第一殼體112a、第二殼體112b及第三殼體112c的至少一個殼體112，且所選擇殼體112中的每一者中包括或容置過濾介質114（114a、114b、114c）的一或多個單元。更具體而言，第一殼體112a可包括第一過濾介質114a的一或多個單元，第二殼體112b可包括第二過濾介質114b的一或多個單元，第三殼體112c可包括第三過濾介質114c的一或多個單元，其中第一過濾介質114a、第二過濾介質114b及第三過濾介質114c在功能或性質方面可為不同的，且對處理目標提供不同的處置，而分別容置於所選擇殼體112（112a、112b、112c）中的每一者中的過濾介質114（114a、114b、114c）的所述一或多個單元具有相同或相似的純化功能、物理化學性質、孔徑及/或構造材料等。
此外，根據本發明的一些實施例，第二材料處置系統120可包括選自第四殼體122a、第五殼體122b、第六殼體122c的至少一個殼體122，且所選擇殼體122中的每一者中包括或容置過濾介質124（124a、124b、124c）的一或多個單元。更具體而言，第四殼體122a可包括第四過濾介質124a的一或多個單元，第五殼體122b可包括第五過濾介質124b的一或多個單元，第六殼體122c可包括第六過濾介質124c的一或多個單元，其中第四過濾介質124a、第五過濾介質124b及第六過濾介質124c在功能或性質方面可為不同的，且對處理目標提供不同的處置，而分別容置於所選擇殼體122（122a、122b、122c）中的每一者中的過濾介質124（124a、124b、124c）的所述一或多個單元具有相同或相似的純化功能、物理化學性質、孔徑及/或構造材料等。
根據本發明的一些示例性實施例，第一材料處置系統110是被配置成使處理目標材料級聯（cascading）通過連結在一起的可再更換過濾介質114（114a、114b、114c）的多級系統，可再更換過濾介質114（114a、114b、114c）各自具有特定的純化功能並提供特定處置。舉例而言，第一材料處置系統110可包括選自顆粒移除過濾器、離子交換膜及離子吸附膜的至少一個過濾介質114（114a、114b或114c）。在本發明的某些示例性實施例中，存在所選擇過濾介質114的至少一個單元。作為實例，第一材料處置系統110可包括分別容置於第一殼體112a、第二殼體112b及第三殼體112c中的一個顆粒移除過濾器、一個離子交換膜及一個離子吸附膜。在另一實例中，第一材料處置系統110可包括分別容置於第二殼體112b及第三殼體112c中的顆粒移除過濾器的兩個單元以及離子吸附膜的兩個單元。在再一實例中，第一材料處置系統110可包括分別容置於第一殼體112a及第二殼體112b中的離子交換膜的一個單元以及離子吸附膜的一個單元。注意到以上實例用於說明性目的，而不旨在進行限制。
類似地，第二材料處置系統120是被配置成使處理目標材料級聯通過連結在一起的可再更換過濾介質124（124a、124b、124c）的多級系統，可再更換過濾介質124（124a、124b、124c）各自具有特定的純化功能並提供特定處置。舉例而言，第二材料處置系統120可包括選自顆粒移除過濾器、離子交換膜及吸附膜的至少一個過濾介質124（124a、124b、124c）。在本發明的某些實施例中，存在所選擇過濾介質124的至少兩個單元。在本發明的一些示例性實施例中，存在所選擇過濾介質124的三或更多個單元，例如三個、四個、五個或十個單元。作為實例，第二材料處置系統120可包括容置於第四過濾器殼體122a中的三個顆粒移除過濾器以及容置於第五過濾器殼體122b中的三個離子交換膜或三個離子吸附膜。在另一實例中，第二材料處置系統120可包括容置於第四過濾器殼體122a中的兩個、三個或四個顆粒移除過濾器以及容置於第五過濾器殼體122b中的另外的兩個、三個或四個顆粒移除過濾器，其中所述兩個殼體122a、122b中的顆粒移除過濾器在孔徑及/或構造材料方面是不同的；例如所述兩個殼體122a、122b中的顆粒移除過濾器可包括孔徑為10奈米或小於10奈米但具有完全不同的構造材料的過濾器。在一些實例中，所述兩個殼體122a、122b中的顆粒移除過濾器可分別包括3奈米超高分子量聚乙烯膜（ultra-high molecular weight polyethylene membrane，UPE）過濾器以及1奈米UPE過濾器或者分別包括5奈米改質聚四氟乙烯（modified polytetrafluoroethylene，MPTFE）過濾器及5奈米尼龍過濾器。在一些示例性實施例中，第二材料處置系統120可包括當前容置於過濾器殼體122中的顆粒移除過濾器的二或更多個單元，以對處理目標連續地再循環或處理二或更多次，且對於每一次再循環使用顆粒移除過濾器的新單元。舉例而言，所述二或更多個顆粒移除過濾器可為3奈米UPE過濾器的三個單元或5奈米尼龍過濾器的三個單元以對處理目標再循環並處置三次。當然，以上實例用於說明性目的，而不旨在進行限制。
應注意所示及所論述的過濾介質114、124的單元數目以及殼體112、122的數目是代表性的，且為簡單起見在圖式及說明二者中被保持於低的數目。
亦應注意過濾介質114（114a、114b、114c或其組合）以及過濾介質124（124a、124b、124c或其組合）的數目及排列順序或者通過以上過濾介質114及124的處理目標的流動順序不受特別限制，且可根據過濾介質的功能、處理目標的初始條件及化學液的純度要求來變化。在本發明的一些示例性實施例中，材料處置系統110及120被配置成使顆粒移除過濾器位於離子交換過濾器（其位於離子吸附膜的上游側處）上游側處，以使處理目標首先通過顆粒移除過濾器或首先由顆粒移除過濾器處理，然後進行至離子交換膜並進一步繼續至離子吸附膜。然而，在其他示例性實施例中，過濾介質114及過濾介質124分別以其他順序配置於材料處置系統110及120中，以使處理目標以其他順序通過過濾介質114及過濾介質124或由過濾介質114及過濾介質124進行處理，例如首先是離子交換膜、然後是顆粒移除過濾器。在本發明的一些實施例中，材料處置系統110可包括具有非篩選性質的更多過濾介質114（例如更多離子交換膜及/或離子吸附膜），而材料處置系統120可包括具有純篩選性質的更多過濾介質124（例如，更多粗顆粒過濾器）。應理解，以上所例示的過濾介質114及過濾介質124的排列順序或者處理目標的流動順序用於說明性目的而不旨在進行限制。
此外，在替代實施例中，第一材料處置系統110可包括在處置類型及功能方面與第一過濾介質114a、第二過濾介質114b或第三過濾介質114c不同的其他過濾介質或材料處置模組；類似地，第二材料處置系統120可包括在處置類型及功能方面與第四過濾介質124a、第五過濾介質124b或第六過濾介質124c不同的其他過濾介質。此外，第一材料處置系統110或第二材料處置系統中的其他過濾介質可容置於殼體中。若過濾介質114（114a、114b、114c）包括例如顆粒移除過濾器、離子交換膜或離子吸附膜，則與第一過濾介質114a、第二過濾介質114b或第三過濾介質114c不同的其他過濾介質可包括用於有機雜質移除的有機雜質吸附過濾器或者用於水分移除的脫水膜、吸水劑、曝氣更換裝置或加熱裝置。類似地，若過濾介質124（124a、124b、124c）包括例如顆粒移除過濾器、離子交換膜或離子吸附膜，則在處置及功能方面與第四過濾介質124a、第五過濾介質124b或第六過濾介質126c不同的其他過濾介質可包括用於有機雜質移除的有機雜質吸附過濾器或者用於水分移除的脫水膜、吸水劑、曝氣更換裝置或加熱裝置。
在某些示例性實施例中，第一材料處置系統110可包括功能與第一過濾介質114a、第二過濾介質114b或第三過濾介質114c相似但在例如孔徑及/或構造材料等性質方面與第一過濾介質114a、第二過濾介質114b或第三過濾介質114c不同的過濾介質。類似地，第二材料處置系統120可包括功能與第四過濾介質124a、第五過濾介質124b或第六過濾介質124c相似但在孔徑及/或構造材料方面與第四過濾介質124a、第五過濾介質124b或第六過濾介質124c不同的過濾介質。舉例而言，如圖2所示，除第一殼體112a、第二殼體112b、第三殼體112c外，第一材料處置系統110包括第七殼體112d以容置第七過濾介質114d的一或多個單元，其中第七過濾介質114d可選自顆粒移除過濾器、離子交換膜及離子吸附膜。在一些實例中，第七過濾介質114d可為孔徑及/或構造材料與第一過濾介質114a的0.2 PP（50微米聚丙烯膜）顆粒移除過濾器的孔徑及/或構造材料不同的3奈米UPE顆粒移除過濾器。注意到以上實例用於說明性目的，且第七過濾介質114d的類型以及第七過濾介質114d的孔徑及材料不限於所示實例。類似地，除第四殼體122a、第五殼體122b、第六殼體122c外，第二材料處置系統120可包括未示出的第八殼體以容置未示出的第八過濾介質的一或多個單元，其中第八過濾介質可選自顆粒移除過濾器、離子交換膜及離子吸附膜。注意到以上實例用於說明性目的，而不旨在進行限制。
[ 顆粒移除過濾器 ]
顆粒移除製程是使用顆粒移除過濾器來移除處理目標中的顆粒及/或金屬雜質（固體形式的金屬雜質）的製程。顆粒移除過濾器不受特別限制，且可使用眾所習知的顆粒移除過濾器。
儘管過濾器的平均孔徑（孔隙直徑）不受特別限制，然而其合適地為約0.001微米至1.0微米（1奈米至1000奈米），較佳為約0.01微米至0.5微米（10奈米至500奈米），且更佳為約0.01微米至0.1微米（10奈米至100奈米）。在此範圍內，可在抑制阻塞過濾器的同時可靠地移除精製產品中所含有的例如雜質或聚集體等異物。在本發明的某些實施例中，第一材料處置系統110可包括平均孔徑小至2奈米的顆粒移除過濾器（例如，孔徑為2奈米或大於2奈米的微過濾膜），且可介於0.002微米（2奈米）以上至約1.0微米（1000奈米）以下範圍內。在其中除包括例如鐵或鋁等金屬原子的膠化雜質外在處理目標中提供細顆粒的情形中，在使用平均孔徑小至20奈米或15奈米的過濾器執行過濾來移除更細顆粒之前，使用平均孔徑小至50奈米的過濾器對處理目標進行過濾以移除顆粒。因此，過濾效率得到提高，且移除顆粒的效能得到進一步改善。
在本發明的一些實施例中，第二過濾系統122可包括孔徑小至0.001微米（1奈米）的顆粒移除過濾器，且可介於約0.001微米（1奈米）以上至約0.015微米（15奈米）以下範圍內。在某些實施例中，第二過濾系統120可包括孔徑小至3奈米的UPE過濾器。另外在其他實施例中，第二過濾系統120可包括孔徑為約5奈米的尼龍或MPTFE過濾器。此處，平均孔徑可指過濾器製造商的標稱值。
用於顆粒移除的過濾器的材料的實例包括氟樹脂，例如聚四氟乙烯（polytetrafluoroethylene，PTFE）；聚醯胺樹脂，例如尼龍等；聚烯烴樹脂（包括高密度及超高分子量），例如聚乙烯及聚丙烯（polypropylene，PP）等；全氟烷氧（perfluoroalkoxy，PFA）樹脂等；或改質的聚四氟乙烯（MPTFE）。慮及高效地移除化學液中所含有的例如雜質及/或聚集體等細異物，用於本發明的顆粒移除的過濾器是由選自由以下組成的群組的至少一者製成：尼龍、聚丙烯（包括高密度聚丙烯）、聚乙烯、聚四氟乙烯、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、聚醯亞胺及聚醯胺醯亞胺。根據由以上材料製成的過濾器，可有效地移除具有高極性且可造成殘留物缺陷及/或顆粒缺陷的異物，且可高效地減少化學液中金屬組分的含量。
聚醯亞胺及/或聚醯胺醯亞胺可具有選自由羧基、鹽型羧基及-NH-鍵組成的群組的至少一者。就耐溶劑性而言，氟樹脂、聚醯亞胺及/或聚醯胺醯亞胺是優異的。
[ 離子交換樹脂膜（離子交換膜） ]
在本實施例中使用的離子交換樹脂膜不受特別限制，且可使用包含離子交換樹脂的過濾器，所述離子交換樹脂包含被固定化於樹脂膜的合適的離子交換基。此類離子交換樹脂膜的實例包括包含例如磺酸基等陽離子交換基的強酸性陽離子交換樹脂，所述陽離子交換基對樹脂膜進行化學改質，且此類離子交換樹脂膜的實例包括纖維素、矽藻土、尼龍（具有醯胺基的樹脂）、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、具有醯亞胺基的樹脂、具有醯胺基及醯亞胺基的樹脂、氟樹脂或具有顆粒移除膜的高密度聚乙烯膜以及離子交換樹脂膜，其是具有顆粒移除膜及離子交換樹脂膜的整體結構的膜。較佳為具有對其進行化學改質的離子交換基的聚烯烴膜。聚烯烴（polyalkylene）包括例如聚乙烯及聚丙烯，且較佳為聚丙烯。較佳為陽離子交換基作為離子交換基。本實施例中使用的離子交換樹脂膜可為具有金屬離子移除功能的市售過濾器。該些過濾器是基於離子交換效率來選擇，且被選擇成具有小至約0.2微米（200奈米）的過濾器的所估計孔徑。
[ 離子吸附膜 ]
離子吸附膜具有多孔膜材料，且具有離子交換功能。此種離子吸附膜不受特別限制，只要其具有100微米或小於100微米的孔隙直徑且具有離子交換功能即可。離子吸附膜的材料、類型等不受特別限制。構成離子吸附膜的基礎材料的材料的實例包括但不限於纖維素、矽藻土、微過濾膜的膜材料（例如尼龍（具有醯胺基的樹脂））、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、具有醯亞胺基的樹脂、具有醯胺基及醯亞胺基的樹脂、氟樹脂或高密度聚乙烯樹脂、其中引入有離子交換能力官能基的膜材料等。膜材料的形狀的實例包括褶皺型、平膜型、中空纖維型、在JP-A第2003-112060號中闡述的多孔本體等。作為待被引入至膜材料中的離子交換基，較佳地使用陽離子交換基、螯合物交換基及陰離子交換基中的至少兩者的組合，以將對將移除的組分的洗脫及選擇性最佳化。由於離子吸附膜具有多孔性，因此亦可移除細顆粒的一部分。在本發明的某些實施例中，離子吸附膜是例如孔隙直徑小至0.02微米（20奈米）的尼龍膜。
在用於製備本實施例中的化學液的製程中，離子交換樹脂膜或離子吸附膜會預先接觸有機溶劑。存在處於離子交換樹脂膜或離子吸附膜的乾燥狀態下的市售產品。此外，亦存在對水溶液具有高親水性水準的親水材料。在本實施例中，即使當使用此類離子交換樹脂膜或離子吸附膜時，初步接觸有機溶劑亦能夠有效地移除未經處理的化學液中的金屬雜質，且減少效果顯著優於不會預先接觸有機溶劑的離子交換樹脂膜或離子吸附膜的情形。
[ 化學液的製造方法 ]
製造化學液的示例性方法包括提供具有至少第一材料處置系統110及第二材料處置系統120的化學液製造設備。第一材料處置系統110包括一或多個第一過濾介質114；且當第一材料處置系統110包括多個第一過濾介質114時，第一過濾介質114中的至少兩者在功能、孔徑及/或構造材料方面是不同的。第二材料處置系統120包括一或多個第二過濾介質124；且當第二材料處置系統110包括多個第二過濾介質124時，第二過濾介質124中的至少兩者在功能、孔徑及/或構造材料方面是不同的。用於製造化學液的方法亦包括：將處理目標遞送至第一材料處置系統110；由第一材料處置系統110中的所述一或多個第一過濾介質114對處理目標處理一次；視需要使處理目標再循環通過第一材料處置系統110並再次由第一材料處置系統110進行處理。製造方法亦包括：將處理目標遞送至第二材料處置系統120；由第二材料處置系統120中的所述一或多個第二過濾介質124對處理目標進行處理；使處理目標再循環以使處理目標由第二材料處置系統120處理至少兩次。製造方法更包括：在第二材料處置系統120進行的每次處理結束時由樣品偵測器150（例如，由在線顆粒計數器150原位地）收集化學液的樣品；以及量測化學液中剩餘的顆粒數目及金屬雜質的含量。若在樣品中所偵測到的顆粒數目以及金屬雜質的量高於期望的預定範圍，則會使化學液再循環並再次由第二材料處置系統120進行處理。一旦由顆粒計數器150所偵測到的樣品的顆粒數目及金屬雜質的量被確保處於預定範圍內且生產出高純度化學液，便終止通過第二材料處置系統120進行的再循環或由第二材料處置系統120進行的處理，且將化學液輸送至封裝件或下一處理階段140。
根據本發明的一些實施例，較佳地不使用用於水性溶劑中的逆滲透膜（RO過濾器）。
[ 實例 ]
將在下文中基於以下實例更具體地闡述本發明。將在以下實例中闡述的材料、用量、比率、處置細節、處置程序等可在不背離本發明的主旨的範圍內作出適當改變。因此，本發明的範圍不應藉由以下實例進行限制性地解釋。只要不作出特別陳述，「ppt」、「ppb」及「ppm」是以質量計。
> 製備化學液 >
實例中的化學液是環己酮，且藉由使原環己酮（預處理的環己酮或處理目標）通過實施本發明的化學液製造設備來製備。
調整第一材料處置系統110中的過濾介質114（單元A）以及第二材料處置系統120中的過濾介質124（單元B）的排列、選擇（例如過濾介質114及過濾介質124的功能、孔徑、構造材料及/或單元的數目）以及通過所選擇過濾介質114及所選擇過濾介質124的原環己酮的次數，以製備具有各實例中的組成的化學液。
> 晶圓圖、 OWPC 、 OWMC 、缺陷評價 >
收集了各化學液樣品並接著插入至晶圓塗佈工具中。在以樣品塗佈裸晶圓之後，將晶圓傳輸至基於雷射的檢查系統並由基於雷射的檢查系統進行檢查。基於雷射的檢查系統使用雷射光在19奈米的偵測極限下對晶圓上的每一顆粒的位置及大小進行了偵測、計數、記錄。更具體而言，計數目標包括大小為19奈米或大於19奈米的顆粒。使用此資料來形成晶圓圖並得到總晶圓上顆粒計數（on-wafer particle count，OWPC）。
接著對晶圓進行傳輸以由能量色散x射線（EDX）進行檢查。由基於雷射的檢查系統記錄的各顆粒是由能量色散x射線（EDX）進行檢查以提供元素資訊。將被發現產生任何金屬訊號的任何顆粒視為金屬顆粒。總計具有金屬簽名的顆粒的總數以記錄為晶圓上金屬計數（on-wafer metal count，OWMC）。
> 總微量金屬（ ppb ） >
使用電感耦合電漿質譜分析（ICP-MS）對各化學液樣品進行了測試。利用富士膜顯影方法，針對26種金屬物質的存在對各樣品進行了測試，偵測極限是金屬特定的，但典型偵測極限介於0.00010 ppb至0.030 ppb範圍內。然後總計各金屬物質的濃度以得到被示出為總微量金屬（ppb）的值。
> 液體顆粒計數 LPC （ >0.05 微米） >
使用液體顆粒計數器對各樣品進行了測試。此儀器使用雷射光對液體樣品中的顆粒進行計數及定大小，其中偵測極限低至0.05微米。所報告的值以「顆粒/毫升」為單位。
> 評價結果 >
如表1所示，除了對化學液製造設備進行不同地配置以對各樣品的原材料（處理目標）進行處理以外，藉由本發明的化學液製造設備來製備各樣品。用於處理原材料（原環己酮）的化學液製造設備的不同配置被指定為表1中所綜述的各種製程W、X、Y及Z。原材料（原環己酮）充當基線（base line）樣品。
表 1
在另一實施例中，除了將具有最小孔徑（孔徑小於10奈米）的過濾器放置於單元A的最上游側處，LPC、OWPC及OWMP的數目小於實例W的LPC、OWPC及OWMP的數目以外，以與實例W相同的方式生產出實例W-1。
在另一實施例中，除了將具有最大孔徑（孔徑大於50奈米）的過濾器放置於單元A的最上游側處，LPC、OWPC及OWMP的數目小於實例W的LPC、OWPC及OWMP的數目以外，以與實例W相同的方式生產出實例W-2。
當改變為選自由以下組成的群組的溶劑時獲得了相同的趨勢：甲醇、乙醇、1-丙醇、異丙醇、單甲醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、丙二醇單丙醚、丙二醇單甲醚乙酸酯、乳酸乙酯、甲氧基丙酸甲酯、環戊酮、環己酮、γ-丁內酯、二異戊醚、乙酸丁酯、4-甲基-2-戊醇及其組合。其中，當使用環己酮、PGMEA、乙酸丁酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、異丙醇時獲得更佳的效能，且當使用環己酮時獲得甚至更佳的效能。
執行了各種評價。表2至表4共同顯示出各結果。
表 2
表 3 LPC 的減少
表 4 晶圓上缺陷
經證明W、X、Y、Z樣品在所測試的屬性（例如金屬微量、LPC、OWPC及OWMP的減少）方面是更期望的。顯示出W、Y、Z樣品具有更少的總金屬微量。如表2所示，顯示出藉由與每一製程的輸入進行比較，由本申請案的化學液製造設備10製備的化學液達成了顯著減少總微量金屬計數的期望優點，如由每一製程的輸出所證明。更具體而言，顯示出W樣品具有0.1837的總金屬微量。
表3所綜述的結果亦確認到在由本發明的化學液製造設備10製備的化學液中，總液體顆粒計數（LPC）顯著減少。相較於其中LPC為122556的基線樣品而言，X及W樣品的LPC小於100，且分別為76.4及60.9。
如表4所示，顯示出基線樣品在OWPC（149,811）及OWMP（16,646）兩個方面為顯著高的。另一方面，經證明由本發明的化學液製造設備10製備的化學液達成了具有非常低的OWPC計數及OWMP計數的期望優點。X及W樣品的OWPC分別為597及126，同時X及W樣品的OWMP分別為43及1。
以上概述了若干實施例的特徵以使得熟習此項技術者可更佳地理解本發明的各個態樣。熟習此項技術者應理解，他們可容易使用本發明作為設計或修改其他製程及結構的基礎來施行與本文所介紹的實施例相同的目的及/或達成與本文所介紹的實施相同的優點。熟習此項技術者亦應認識到此類等效構造並不背離本發明的精神及範圍，且他們可在不背離本發明的精神及範圍的條件下在本文中作出各種改變、替代及變更。
10‧‧‧化學液製造設備
20‧‧‧處理目標供應單元
100‧‧‧熱交換器
110‧‧‧第一材料處置系統/材料處置系統
110a‧‧‧供應埠
110b‧‧‧流出埠
112‧‧‧殼體
112a‧‧‧第一殼體
112b‧‧‧第二殼體
112c‧‧‧第三殼體
112d‧‧‧第七殼體
114‧‧‧過濾介質
114a‧‧‧第一過濾介質
114b‧‧‧第二過濾介質
114c‧‧‧第三過濾介質
114d‧‧‧第七過濾介質
120‧‧‧第二材料處置系統/材料處置系統/第二過濾系統
120a‧‧‧供應埠
120b‧‧‧流出埠
122‧‧‧殼體/過濾器殼體
122a‧‧‧第四殼體/第四過濾器殼體
122b‧‧‧第五殼體/第五過濾器殼體
122c‧‧‧第六殼體
124‧‧‧過濾介質
124a‧‧‧第四過濾介質
124b‧‧‧第五過濾介質
124c‧‧‧第六過濾介質
130‧‧‧收集槽
140‧‧‧封裝件/處理階段/處理設備
150‧‧‧樣品偵測器/在線顆粒計數器
160a‧‧‧引入導管
160b‧‧‧第一傳輸導管
160c‧‧‧第二傳輸導管
160d‧‧‧第三傳輸導管
160e‧‧‧第四傳輸導管
160f、160h‧‧‧再循環導管
160g‧‧‧取樣導管
160i‧‧‧第五傳輸導管
結合附圖閱讀以下詳細說明，會最佳地理解本發明的態樣。注意到，根據本產業中的標準慣例，各種特徵未必按比例繪製。事實上，為清晰論述起見，可任意增大或減小各種特徵的尺寸。
圖1是示出根據本發明一些實施例的示例性化學液製造設備的配置的示意圖。
圖2是示出根據本發明一些實施例的示例性化學液製造設備的配置的示意圖。

Claims (22)

  1. 一種化學液製造設備，包括： 第一系統，被配置成處理材料，所述第一系統包括選自第一過濾器、第一離子交換膜及第一離子吸附膜中的至少一個第一過濾介質，其中所述第一系統被配置成對所述材料處理至少一次；以及 第二系統，被配置成處理所述材料，所述第二系統包括選自第二過濾器、第二離子交換膜及第二離子吸附膜中的至少一個第二過濾介質，其中所述第二系統被配置用於再循環並對所述材料處理至少兩次。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的化學液製造設備，其中所述第一系統位於所述第二系統的上游側處，且所述材料是在由所述第二系統進行處理之前由所述第一系統進行處理。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的化學液製造設備，其中所述第一系統被配置用於單遍處理。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的化學液製造設備，其中所述至少一個第二過濾介質包括所述第二過濾器，且所述第二過濾器是所述第二過濾器的孔徑為約10奈米或小於10奈米的純篩選過濾器。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的化學液製造設備，其中所述至少一個第一過濾介質包括所述第一過濾器，且所述第一過濾器的孔徑為約50奈米或大於50奈米。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的化學液製造設備，其中所述至少一個第一過濾介質包括所述第一過濾器，且所述第一過濾器的孔徑為約15奈米或大於15奈米。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的化學液製造設備，包括所述第一離子交換膜或所述第一離子吸附膜。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的化學液製造設備，更包括在線顆粒計數器。
  9. 一種化學液製造設備，用於處理材料，所述化學液製造設備包括： 第一系統，包括選自至少一個第一過濾器、第一離子交換膜及第一離子吸附膜中的至少一個第一過濾介質，其中所述第一系統被配置成對所述材料處理至少一次；以及 第二系統，包括選自至少一個第二過濾器、第二離子交換膜及第二離子吸附膜中的至少一個第二過濾介質，其中所述第二系統被配置用於再循環並對所述材料處理至少兩次。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的化學液製造設備，其中所述至少一個第一過濾器包括兩個第一過濾器，且所述兩個第一過濾器具有不同的性質。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的化學液製造設備，其中所述兩個第一過濾器在孔徑以及構造材料中的至少一者上是不同的。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的化學液製造設備，其中所述兩個第一過濾器中的一者具有約50奈米或大於50奈米的孔徑。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的化學液製造設備，其中所述兩個第一過濾器中的一者具有約10奈米或小於10奈米的孔徑。
  14. 如申請專利範圍第9項所述的化學液製造設備，其中所述至少一個第二過濾器包括兩個第二過濾器，且所述兩個第二過濾器具有不同的性質。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的化學液製造設備，其中所述兩個第二過濾器在孔徑以及構造材料中的至少一者上是不同的。
  16. 如申請專利範圍第14項所述的化學液製造設備，其中所述兩個第二過濾器中的至少一者具有約10奈米或小於10奈米的孔徑。
  17. 如申請專利範圍第9項所述的化學液製造設備，其中所述第一系統位於所述第二系統的上游側處。
  18. 如申請專利範圍第9項所述的化學液製造設備，其中所述第一系統被配置用於單遍處理。
  19. 如申請專利範圍第9項所述的化學液製造設備，包括所述第一離子交換膜或所述第一離子吸附膜。
  20. 一種化學液製造，包括： 第一系統，包括一或多個第一純化介質，且當所述第一系統包括所述多個第一純化介質時，所述多個第一純化介質中的至少兩者在功能、孔徑或材料方面是不同的；以及 第二系統，包括一或多個第二純化介質，且當所述第二系統包括所述多個第二純化介質時，所述多個第二純化介質中的至少兩者在功能、孔徑或材料方面是不同的， 其中所述第一系統被配置成對材料處理至少一次，且所述第二系統被配置用於再循環並對所述材料處理至少兩次。
  21. 如申請專利範圍第21項所述的化學液製造設備，其中所述一或多個第一純化介質選自過濾器、離子交換膜及離子吸附膜。
  22. 如申請專利範圍第22項所述的化學液製造設備，其中所述一或多個第二純化介質選自過濾器、離子交換膜及離子吸附膜。
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