TW202124337A - 用於純化溶劑之系統及方法 - Google Patents

用於純化溶劑之系統及方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202124337A
TW202124337A TW109129731A TW109129731A TW202124337A TW 202124337 A TW202124337 A TW 202124337A TW 109129731 A TW109129731 A TW 109129731A TW 109129731 A TW109129731 A TW 109129731A TW 202124337 A TW202124337 A TW 202124337A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
filter
filter unit
filters
organic solvent
housing
Prior art date
Application number
TW109129731A
Other languages
English (en)
Inventor
史蒂芬 Ｅ 戴爾
布蘭登 Ｔ 蘭恩
派翠克 Ａ 馬洪尼
Original Assignee
美商富士軟片電子材料美國股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 美商富士軟片電子材料美國股份有限公司 filed Critical 美商富士軟片電子材料美國股份有限公司
Publication of TW202124337A publication Critical patent/TW202124337A/zh

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B01D39/1692—Other shaped material, e.g. perforated or porous sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography
    • B01D15/10—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features
    • B01D15/18—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to flow patterns
    • B01D15/1864—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to flow patterns using two or more columns
    • B01D15/1871—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to flow patterns using two or more columns placed in series
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography
    • B01D15/10—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features
    • B01D15/18—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to flow patterns
    • B01D15/1864—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to flow patterns using two or more columns
    • B01D15/1885—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to flow patterns using two or more columns placed in parallel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography
    • B01D15/26—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by the separation mechanism
    • B01D15/36—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by the separation mechanism involving ionic interaction
    • B01D15/361—Ion-exchange
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/58—Multistep processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/26—Synthetic macromolecular compounds
    • B01J20/261—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon to carbon unsaturated bonds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28054—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J20/28078—Pore diameter
    • B01J20/2808—Pore diameter being less than 2 nm, i.e. micropores or nanopores
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28054—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J20/28078—Pore diameter
    • B01J20/28083—Pore diameter being in the range 2-50 nm, i.e. mesopores
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2201/00—Details relating to filtering apparatus
    • B01D2201/30—Filter housing constructions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/12—Special parameters characterising the filtering material
    • B01D2239/1216—Pore size
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/30—Physical properties of adsorbents
    • B01D2253/302—Dimensions
    • B01D2253/308—Pore size
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/25—Recirculation, recycling or bypass, e.g. recirculation of concentrate into the feed
    • B01D2311/251—Recirculation of permeate
    • B01D2311/2512—Recirculation of permeate to feed side
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/027—Nanofiltration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2220/00—Aspects relating to sorbent materials
    • B01J2220/40—Aspects relating to the composition of sorbent or filter aid materials
    • B01J2220/44—Materials comprising a mixture of organic materials
    • B01J2220/445—Materials comprising a mixture of organic materials comprising a mixture of polymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2220/00—Aspects relating to sorbent materials
    • B01J2220/50—Aspects relating to the use of sorbent or filter aid materials
    • B01J2220/60—Use in several different columns
    • B01J2220/603—Use in several different columns serially disposed columns

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Filtration Of Liquid (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本發明係有關一種純化溶劑之方法及系統。經純化的溶劑可使用在多步驟半導體製造方法中清潔半導體基材。

Description

用於純化溶劑之系統及方法
相關申請案之相互參照
本申請案主張2019年9月3日提出的美國臨時專利申請序號62/895,198之優先權，其內容全文藉此以參考方式併入本文。 發明領域
本發明係關於一種用於純化溶劑(例如，有機溶劑)之系統及方法。特別是，本發明係關於一種可使用來獲得具有高純度、低晶圓上粒子計數及/或低晶圓上金屬計數的有機溶劑之系統及方法。
發明背景
半導體工業已在電子構件的積體密度上達成快速改良，此係起因於構件尺寸的持續降低。最終所給予的是，更多較小的構件被整合進所提供的區域中。這些改良大部分由於新的精確及高解析處理技術之發展。
在製造高解析積體電路(ICs)期間，多種處理液體將會與裸晶圓或塗佈膜的晶圓接觸。例如，細金屬互連之製造典型包括在使用複合液體來塗佈一基礎材料而形成一阻抗膜前，以一預潤溼液體來塗佈該基礎材料的程序。這些處理液體包括專利成份及多種添加劑，其已知為IC晶圓的污染來源。
可做出推測的是，即使微量的污染物混進這些化學液體諸如晶圓預潤溼液體或顯影劑溶液中，所產生的電路圖案可具有缺陷。已知非常低程度如低如1.0 ppt的金屬雜質之存在會干擾半導體裝置的性能及穩定性。及依金屬污染物的種類而定，可降低氧化物性質、可形成不精確的圖案、可減弱半導體電路的電性能，此等最終會相反地衝擊製造產率。
雜質諸如金屬雜質、細微粒子、有機雜質、水分及其類似物之污染物可在化學液體之製造的多個階段期間不慎地被引進化學液體中。實施例包括下列情況：該雜質係存在於原料中、或當製造該化學液體時所產生的副產物或殘餘未反應的反應物、或在運送、儲存或反應時自製造裝置表面或自所使用的容器設備、反應容器或其類似物隱藏或引出的外源物質。因此，自使用來製造高精確及超細半導體電子電路的這些化學液體中減少或移除不溶及可溶的污染物係製造無缺陷ICs的基本保證。
在此方面上，必要明顯改良及嚴格控制該化學液體之製造方法及系統的標準及品質以形成高純度化學液體，且此在製造超細及極其精確的半導體電子電路上係不可或缺。
發明概要
因此，為了形成高精確的積體電路，對超純化學液體及這些液體之品質改良與控制的需求變成非常關鍵。品質改良及控制的特定關鍵參數之目標包括：減少液體及晶圓上金屬、減少液體及晶圓上粒子計數、減少晶圓上缺陷及減少有機污染物。這些關鍵參數全部已顯示出係受純化系統的必要準備及純化方法的合適設計影響。
鑑於上述，本發明特別提供一種純化溶劑(例如，有機溶劑)的純化系統及方法，其係使用來製備目標為用於半導體製造之溶劑，其製造出一在該溶劑中的微粒數目及金屬雜質量係操縱在預定範圍內且沒有產生或引進未知及不想要的物質之超純溶劑。因此，殘餘物及/或粒子缺陷之發生係被抑制及半導體晶圓的產率係經改良。此外，本發明家未預期地發現使用相當大數量具有相當小的平均孔洞尺寸且呈平行排列之過濾器來純化溶劑可產生一具有相當高流速的方法(例如，高於具有相當小的平均孔洞尺寸非平行而呈串列排列之過濾器的習知方法)，此依次增加該純化系統的生產力。
在一個方面中，本發明係特定一種純化有機溶劑之方法，其包括讓該有機溶劑通過一第一過濾器單元及一在該第一過濾器單元下游的第二過濾器單元，而獲得一經純化的有機溶劑。該第一過濾器單元包括一第一外罩及在該第一外罩中至少一個第一過濾器，且該第一過濾器包括一具有第一平均孔洞尺寸的過濾媒質。該第二過濾器單元包括一第二外罩及在該第二外罩中至少二個第二過濾器，該至少二個第二過濾器係在該第二外罩中呈平行排列，且各該第二過濾器獨立地包括一具有第二平均孔洞尺寸的過濾媒質。在該第一過濾器單元中的第一過濾器數量係少於在該第二過濾器單元中的第二過濾器數量，且該第一平均孔洞尺寸係比該第二平均孔洞尺寸大。
在另一個方面中，本發明係特定一種系統，其包括一第一過濾器單元及一在該第一過濾器單元下游並與該第一過濾器單元流體連通的第二過濾器單元。該第一過濾器單元包括一第一外罩及在該第一外罩中至少一個第一過濾器，且該第一過濾器包括一具有第一平均孔洞尺寸的過濾媒質。該第二過濾器單元包括一第二外罩及在該第二外罩中至少二個第二過濾器，該至少二個第二過濾器係在該第二外罩中呈平行排列，且各該第二過濾器獨立地包括一具有第二平均孔洞尺寸的過濾媒質。在該第一過濾器單元中的第一過濾器數量係少於在該第二過濾器單元中的第二過濾器數量，且該第一平均孔洞尺寸係比該第二平均孔洞尺寸大。
具體實例可包括一或多個下列特徵。
在某些具體實例中，於本文中描述出的方法可進一步包括讓該有機溶劑通過一配置在該第一與第二過濾器單元間之第三過濾器單元，其中第三過濾器單元包括一第三外罩及在該第三外罩中至少一個第三過濾器，該第三過濾器包括一具有第三平均孔洞尺寸的過濾媒質，且在該第三過濾器中的過濾媒質包括一離子交換薄膜。
在某些具體實例中，於本文中描述出的方法可進一步包括讓該有機溶劑通過並排出該第二過濾器單元至一儲存槽。在某些具體實例中，於本文中描述出的方法可進一步包括藉由將該有機溶劑自該儲存槽移動至該第一過濾器單元及讓該有機溶劑通過該第一與第二過濾器單元而再循環該有機溶劑。在某些具體實例中，於本文中描述出的方法可進一步包括讓該有機溶劑通過一配置在該第二過濾器單元下游的第四過濾器單元，其中該第四過濾器單元包括一第四外罩及在該第四外罩中至少二個第四過濾器，該至少二個第四過濾器係在該第四外罩中呈平行排列，且各該第四過濾器獨立地包括一具有第四平均孔洞尺寸的過濾媒質。
在某些具體實例中，於本文中描述出的方法可進一步包括藉由將排出該第四過濾器單元的有機溶劑移動至該儲存槽且隨後讓該有機溶劑通過該第四過濾器單元而再循環該有機溶劑。在某些具體實例中，於本文中描述出的方法可進一步包括讓該經純化的溶劑移動至一配置在該第四過濾器單元下游之包裝站。
在某些具體實例中，該讓一有機溶劑通過係以約25至約170升/分鐘之流速進行。
在某些具體實例中，該第一過濾器單元包括一個第一過濾器。在某些具體實例中，該第二過濾器單元包括二或三個第二過濾器。在某些具體實例中，該第三過濾器單元包括一至三個第三過濾器。在某些具體實例中，該第四過濾器單元包括4至14個第四過濾器。
在某些具體實例中，該第一平均孔洞尺寸係約50奈米至約200奈米。在某些具體實例中，該第二平均孔洞尺寸係約10奈米至約50奈米。在某些具體實例中，該第四平均孔洞尺寸係至多約10奈米。
在某些具體實例中，於該第一、第二、第三或第四過濾器中之過濾媒質包括聚丙烯、高密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、耐綸、聚四氟乙烯或全氟烷氧基烷烴聚合物。
在某些具體實例中，於該第二過濾器單元中的第二過濾器數量係少於在該第四過濾器單元中的第四過濾器數量。
在某些具體實例中，該第四平均孔洞尺寸係小於該第二平均孔洞尺寸。
在某些具體實例中，該有機溶劑包括環己酮、乳酸乙酯、醋酸正丁酯、丙二醇單甲基醚、醋酸丙二醇單甲基醚酯、4-甲基-2-戊醇或碳酸丙二酯。
較佳實施例之詳細說明
如於本文中所定義，除非其它方面有提到，否則所表示出的百分比全部應該了解為係對該組成物的總重量之重量百分比。除非其它方面有提到，否則周溫係定義為在約16至約27℃間。除非其它方面有提到，否則於本文中所提到的用語「溶劑」指為單一溶劑或二或更多種(例如，三或四種)溶劑之組合。在本發明中，「ppm」意謂著「每百萬份的份數」、「ppb」意謂著「每十億份的份數」及「ppt」意謂著「每兆份的份數」。
通常來說，本發明的特徵為一種用於純化溶劑(例如，有機溶劑)的系統及方法。於本文中所提到的溶劑可使用作為晶圓處理溶液(諸如預潤溼液體、顯影劑溶液、沖洗溶液、清潔溶液或剝除溶液)，或作為在半導體製造方法中使用於半導體材料的溶劑。
在進行本發明之純化方法前，該溶劑可包括不想要的量之污染物及雜質。在該溶劑係藉由本發明之純化方法處理後，可自該溶劑移除實質量的污染物及雜質。在本發明中，經預處理的溶劑於此亦指為「未純化的溶劑」。該經預處理的溶劑可在外罩中合成或經由自供應商購買而商業購得。在本發明中，該處理後的溶劑亦指為「經純化的溶劑」。「經純化的溶劑」可包括限制在預定範圍內之雜質。
通常來說，於本文中所提到的溶劑可包括至少一種(例如，二、三或四種)有機溶劑。合適的有機溶劑之實施例包括甲醇、乙醇、1-丙醇、異丙醇、正丙醇、2-甲基-1-丙醇、正丁醇、2-丁醇、三級丁醇、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、二乙基醚、二丙基醚、二異丙基醚、丁基甲基醚、丁基乙基醚、丁基丙基醚、二丁基醚、二異丁基醚、三級丁基甲基醚、三級丁基乙基醚、三級丁基丙基醚、雙三級丁基醚、二戊基醚、二異戊基醚、環戊基甲基醚、環己基甲基醚、溴甲基甲基醚、α,α-二氯甲基甲基醚、氯甲基乙基醚、2-氯乙基甲基醚、2-溴乙基甲基醚、2,2-二氯乙基甲基醚、2-氯乙基乙基醚、2-溴乙基乙基醚、(±)-1,2-二氯乙基乙基醚、2,2,2-三氟乙基醚、乙基乙烯基醚、丁基乙烯基醚、烯丙基乙基醚、烯丙基丙基醚、烯丙基丁基醚、二丙烯基醚、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-1,1,2,2-四氟乙基醚、辛烷、異辛烷、壬烷、癸烷、甲基環己烷、萘烷、二甲苯、乙基苯、二乙基苯、茴香素、二級丁基苯、傘花烴、二戊烯、丙酮酸甲酯、單甲基醚、丙二醇單甲基醚、丙二醇單乙基醚、丙二醇單丙基醚、醋酸丙二醇單甲基醚酯、乳酸乙酯、甲氧基丙酸甲酯、環戊酮、環己酮、醋酸正丁酯、γ-丁內酯、二異戊基醚、醋酸異戊酯、氯仿、二氯甲烷、1,4-二氧六圜、己基醇、2-庚酮、醋酸異戊酯、碳酸丙二酯及四氫呋喃。
在某些具體實例中，該溶劑係一預潤溼液體。該預潤溼液體的實施例包括下列之至少一種：環戊酮(CyPe)、環己酮(CyH)、單甲基醚、丙二醇單甲基醚(PGME)、丙二醇單乙基醚(PGEE)、醋酸丙二醇單甲基醚酯(PGMEA)、丙二醇單丙基醚(PGPE)及乳酸乙酯(EL)。在其它具體實例中，該溶劑可係顯影劑溶液，諸如醋酸正丁酯；或沖洗液體，諸如4-甲基-2-戊醇(MIBC)。
在某些具體實例中，該經預處理或未純化的有機溶劑可具有純度至少約95%(例如，至少約96%、至少約97%、至少約98%或至少約99%)。在某些具體實例中，該自本文描述的方法獲得之處理後或經純化的有機溶劑可具有純度至少約99.5%(例如，至少約99.9%、至少約99.95%、至少約99.99%、至少約99.995%或至少約99.999%)。如於本文中提到，「純度」指為該溶劑之重量百分比，以該液體的總重量計。該有機溶劑在該液體中的含量可使用氣相層析質譜儀(GCMS)設備來測量。
在某些具體實例中，從改良半導體晶片的製造產率之觀點來看，於本文中描述出的溶劑之沸點係至高約200℃(例如，至高約150℃)或至低約50℃(例如，至低約100℃)。在本發明中，該沸點意謂著於1 atm下的沸點。
通常來說，包括在經預處理的有機溶劑中之雜質可包括金屬雜質、粒子及其它諸如有機雜質及水分。
如於本文中所描述，該金屬雜質可呈固體形式(例如，單純(simplex)金屬、含金屬微粒化合物及其類似物)。常見的金屬雜質之實施例包括重金屬，諸如鐵(Fe)、鋁(Al)、鉻(Cr)、鉛(Pb)及鎳(Ni)；及離子金屬，諸如鈉(Na)、鉀(K)及鈣(Ca)。依金屬型式而定，該金屬雜質可損壞氧化物完整性、讓MOS閘極堆疊降級及降低裝置壽命。在藉由本文描述的方法純化之有機溶劑中，總微量金屬含量以質量計較佳為在0至300 ppt(例如，0至150 ppt)之預定範圍內。
在本發明中，具有尺寸0.03微米或較大的物質指為「粒子」或「微粒」。該粒子的實施例包括粉塵、污物、有機固體物質及無機固體物質。該粒子亦可包括膠體化的金屬原子雜質。容易膠體化的金屬原子之型式不特別限制，及可包括至少一種選自於由下列所組成之群的金屬原子：Na、K、Ca、Fe、Cu、Mg、Mn、Li、Al、Cr、Ni、Zn及Pb。在藉由本文描述的方法純化之有機溶劑中，具有尺寸0.03微米或更大的粒子之總數較佳為在每1毫升的溶劑至多100(例如，至多80、至多60、至多50、至多40或至多20)顆之預定範圍內。在液體媒質中的「粒子」數目可藉由光散射型液體內粒子計數器來計數及指為LPC(液體粒子計數)。
如於本文中所描述，該有機雜質係與有機溶劑不同及其指為有機物質，其所包括的含量相關於包括該有機溶劑與有機雜質的液體之總質量係5000質量ppm或較少。該有機雜質可係存在於週圍空氣中甚至在無塵室內之揮發性有機化合物。該有機雜質某些係源自於該裝運及儲存設備，同時某些存在於開始的原料中。該有機雜質之其它實施例包括當該有機溶劑被合成時所產生的副產物及/或未反應的反應物。
在經純化的有機溶劑中之有機雜質的總含量不特別限制。從改良半導體裝置的製造產率之觀點來看，該有機雜質在經純化的有機溶劑中之總含量可係0.1至5000質量ppm(例如，1至2000質量ppm、1至1000質量ppm、1至500質量ppm或1至100質量ppm)。在本文所描述的溶劑中之有機雜質的含量可使用氣相層析質譜儀(GC-MS)裝置來測量。
圖1係一圖式圖，其顯示出根據本發明的某些具體實例之純化系統的組態。如在圖1中顯示出，該純化系統10包括一供應單元20、一第一過濾系統110、一儲存槽130、一第二過濾系統120及一包裝站140，其彼此全部呈流體連通(例如，透過一或多條導管)。
通常來說，該供應單元20(例如，槽)係組裝成容納或運送一起始材料(例如，經預處理或未純化的有機溶劑)。該起始材料可藉由純化系統10處理以產生或製造一不想要的污染物(例如，微粒、有機雜質、金屬雜質)之數量係限制在預定範圍內之經純化的有機溶劑。該供應單元20的型式不特別限制，只要其將該起始材料連續或間歇地供應至該純化系統10之其它構件。在某些具體實例中，該供應單元20可包括一材料接收槽、一感應器諸如液位計(無顯示)、一泵(無顯示)及/或一用以控制起始材料流動的閥(無顯示)。在圖1中，該純化系統10包括一個供應單元20。但是，在某些具體實例中，可對欲藉由純化系統10處理之每種型式的起始材料提供複數個供應單元20 (例如，呈平行或串列)。
該純化系統10可包括至少一個第一過濾系統110及至少一個第二過濾系統120。通常來說，該第一過濾系統110進行起始材料(例如，未純化的有機溶劑)之初始過濾來移除多數雜質及/或粒子，及第二過濾系統120進行隨後的過濾來移除殘餘的雜質及細微粒子而獲得超高純度的有機溶劑。
在某些具體實例中，該純化系統10可選擇性包括一溫度控制單元100用以將該有機溶劑的溫度設定或維持在某一溫度範圍內，如此該有機溶劑於該純化方法期間係維持在實質上一致的溫度。如於本文中所描述，該溫度控制單元可包括但不限於商業再循環加熱/冷卻單元、凝結器或熱交換器，其可安置例如在純化系統10中的導管上。該溫度控制單元100可組裝例如在該供應單元20與該第一過濾系統110間。在某些具體實例中，該溫度控制單元100可將該有機溶劑的溫度設定至至高約80℉(例如，至高約75℉、至高約70℉、至高約65℉或至高約60℉)或及/或至少約30℉(例如，至少約40℉、至少約50℉或至少約60℉)。在某些具體實例中，因為於該純化系統10中所使用的泵可產生熱及增加溶劑溫度，該純化系統10可在合適的場所處包括額外的溫度控制單元(諸如，下列描述出的單元170及180)以將該溶劑之溫度維持在預定值。
參照圖1，該第一過濾系統110可包括一選擇性溫度控制單元100、一供應埠110a、一或多個(例如，二、三、四、五或十個)過濾器單元(例如，單元112、114及116)、一流出埠110b、一選擇性再循環導管160h及一或多個選擇性溫度控制單元170，其彼此全部呈流體連通(例如，透過一或多條導管)。
在某些具體實例中，於該第一過濾系統110中的每個過濾器單元可包括一過濾器外罩及在該過濾器外罩中一或多個(例如，2、3、4、5或6)過濾器。每個過濾器可包括一具有一平均孔洞尺寸的過濾媒質。該等過濾器可在該過濾器外罩中呈平行或串列排列。在使用期間，當二個過濾器係呈平行排列時，欲純化的溶劑平行(即，實質上同時)通過這二個過濾器。另一方面，當二個過濾器係呈串列排列時，欲純化的溶劑在使用期間相繼地通過這二個過濾器。在某些具體實例中，某些過濾器單元可在該過濾器外罩中包括複數個呈平行的過濾器來增加流速及改良生產力。
例如，顯示在圖1中的第一過濾系統110包括三個過濾器單元(即，單元112、114及116)，其各者皆包括一過濾器外罩及在該過濾器外罩中一或多個過濾器(例如，過濾器112a、114a及116a)。在其它具體實例中，除了顯示於圖1中的三個過濾器單元外，該第一過濾系統110亦可包括其它純化模組(無顯示)。
參照圖1，該過濾器單元112可在該外罩中包括一或多個過濾器112a，該過濾器單元114可在該外罩中包括一或多個過濾器114a及該過濾器116可在該外罩中包括一或多個過濾器116a，其中該等過濾器112a、114a及116a可在功能性或性質上不同及提供不同的純化處理。在某些具體實例中，於相應的過濾器單元(例如，112、114及116)內各別裝入某些過濾器(例如，112a、114a及116a)，其可具有相同或類似的純化功能、物理化學性質、孔洞尺寸及/或架構材料。在某些具體實例中，於該過濾器單元中之每個過濾器可各自獨立地選自於由粒子移除過濾器、離子交換過濾器及離子吸附過濾器所組成之群。
在某些具體實例中，該過濾器單元112(於本文中亦指為第一過濾器單元)可包括一過濾器外罩(於本文中亦指為第一外罩)及在該過濾器外罩中至少一個(例如，二或三個)過濾器112a(於本文中亦指為第一過濾器)。在某些具體實例中，當該過濾器單元112包括二或更多個過濾器112a時，該等過濾器112a可呈平行排列。
在某些具體實例中，該過濾器112a可係一粒子移除過濾器以自該有機溶劑移除相當大的粒子。在某些具體實例中，該過濾器112a可包括一具有下列平均孔洞尺寸(於本文中亦指為第一平均孔洞尺寸)的過濾媒質：至大約200奈米(例如，至大約180奈米、至大約160奈米、至大約150奈米、至大約140奈米、至大約120或至大約100奈米)及/或至少約50奈米(例如，至少約60奈米、至少約70奈米、至少約80奈米、至少約90奈米或至少約100奈米)。在上述範圍內，其可信賴地移除包括在該有機溶劑中的外源物質諸如雜質或團聚物，同時抑制過濾器112a阻塞。
該過濾器112a之合適的過濾材料之實施例包括含氟聚合物(例如，聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基烷烴聚合物(PFA)或經修改的聚四氟乙烯(MPTFE))、聚醯胺樹脂諸如耐綸(例如，耐綸6或耐綸66)、聚烯烴樹脂(包括高密度及超高分子量樹脂)諸如聚乙烯(PE)及聚丙烯(PP)。例如，在粒子移除過濾器中的過濾媒質可由至少一種選自於由下列所組成之群的聚合物製得：聚丙烯(例如，高密度聚丙烯)、聚乙烯(例如，高密度聚乙烯(HDPE)或超高分子量聚乙烯(UPE))、耐綸、聚四氟乙烯或全氟烷氧基烷烴聚合物。由上述材料製得的過濾器可有效地移除可能造成殘餘物缺陷及/或粒子缺陷的外源物質(例如，具有高極性的那些)，及有效率地減少在該化學液體中的金屬組分含量。在某些具體實例中，該過濾器單元112可包括一個過濾器112a，其具有平均孔洞尺寸約200奈米且自聚丙烯製得。
在某些具體實例中，該過濾器單元116(於本文中亦指為第二過濾器單元)可包括一過濾器外罩(於本文中亦指為第二外罩)及在該外罩中至少二個(例如，三或四個)過濾器116a(於本文中亦指為第二過濾器)。該過濾器116a可係一粒子移除過濾器以自該有機溶劑移除相當小的粒子。在某些具體實例中，該過濾器116a可包括一具有下列平均孔洞尺寸(於本文中亦指為第二平均孔洞尺寸)的過濾媒質：至多約50奈米(例如，至多約45奈米、至多約40奈米、至多約35奈米、至多約30奈米、至多約25或至多約20奈米)及/或至少約10奈米(例如，至少約15奈米、至少約20奈米、至少約25奈米或至少約30奈米)。在某些具體實例中，該在過濾器116a中的過濾媒質之平均孔洞尺寸可小於在過濾器112a中的過濾媒質之平均孔洞尺寸。在此具體實例中，該過濾器116a可使用來移除小於由過濾器112a所移除的那些粒子。
在某些具體實例中，於過濾器單元116中之過濾器116a可包括一離子吸附薄膜以自該有機溶劑移除相當小的粒子及/或金屬離子。該離子吸附薄膜可具有一多孔薄膜材料及可具有離子交換功能。可使用來製成離子吸附薄膜的合適材料之實施例包括但不限於纖維素、矽藻土、微過濾薄膜的膜材料諸如聚醯胺樹脂諸如耐綸(例如，耐綸6或耐綸66)、聚乙烯(例如，高密度聚乙烯或超高分子量聚乙烯)、聚丙烯、聚苯乙烯、具有醯亞胺基團的樹脂、具有醯胺基團及醯亞胺基團的樹脂、氟樹脂(例如，聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基烷烴聚合物(PFA)或經修改的聚四氟乙烯(MPTFE))、在其中引進具有離子交換能力官能基團的薄膜材料或其類似物。例如，該過濾器116a可包括至少一種選自於由下列所組成之群的聚合物：聚丙烯(例如，高密度聚丙烯)、聚乙烯(例如，高密度聚乙烯或超高分子量聚乙烯)、耐綸、聚四氟乙烯或全氟烷氧基烷烴聚合物。
在某些具體實例中，該過濾器116a之至少某些(例如，全部)可在該過濾器單元116中呈平行排列，及在該過濾器單元116中的剩餘過濾器116a (若有的話)可呈串列排列。當二個過濾器係呈平行排列時，該欲純化的有機溶劑可通過二個呈平行(例如，同時)的過濾器。在某些具體實例中，於過濾器單元116中之過濾器116a(例如，呈平行排列的那些)數目可比在過濾器單元112中之過濾器112a數目大。例如，當該過濾器單元112包括一個過濾器112a時，該過濾器單元116可具有二或三個呈平行排列的過濾器116a。不意欲由理論界限，咸信該系統10於過濾器單元116中之呈平行排列的過濾器數目大於在過濾器單元112中的過濾器數目之優點為可適應增加的流速及具有改良的生產力，或維持該系統10的流速而沒有增加該系統之反壓。不意欲由理論界限，咸信當在該過濾器116a中的過濾媒質之平均孔洞尺寸係小於在該過濾器112a中的過濾媒質之平均孔洞尺寸時，與通過該過濾器112a之有機溶劑流速比較，通過該過濾器116a的有機溶劑流速可降低。因此，咸信具有較大數目呈平行排列的過濾器116a可增加該系統10之流速及生產力。
在某些具體實例中，該過濾器單元116可包括三個呈平行排列的過濾器116a，其具有平均孔洞尺寸約50奈米且自超高分子量聚乙烯製得。
在某些具體實例中，該純化系統10可包括一選擇性過濾器單元114(於本文中亦指為第三過濾器單元)。在某些具體實例中，該過濾器單元114可包括一過濾器外罩(於本文中亦指為第三外罩)及在該過濾器外罩中至少一個(例如，二或三個)過濾器114a(於本文中亦指為第三過濾器)。在某些具體實例中，該過濾器114a之至少某些(例如，全部)可在該過濾器單元114中呈平行排列及剩餘的過濾器114a(若有的話)可呈串列排列。在某些具體實例中，於該過濾器單元114中之過濾器114a(例如，呈平行排列的那些)之數目可大於在該過濾器單元112中的過濾器112a之數目。例如，當該過濾器單元112包括一個過濾器112a時，該過濾器單元114可具有二或三個過濾器114a(例如，呈平行排列)。不意欲由理論界限，咸信該系統10於該過濾器單元114中之呈平行排列的過濾器數目大於在該過濾器單元112中之過濾器數目的優點為可適應增加的流速及具有改良的生產力，或維持該系統10之流速而沒有增加該系統的反壓。
在某些具體實例中，於該過濾器單元114中的過濾器114a可係一離子交換過濾器。例如，該過濾器114a可包括一或多個離子交換樹脂薄膜以自該有機溶劑移除帶電荷粒子及/或金屬離子。在本發明中所使用的離子交換樹脂薄膜不特別限制，及可使用包括具有已固定至樹脂薄膜的合適離子交換基團之離子交換樹脂的過濾器。此離子交換樹脂薄膜的實施例包括在該樹脂薄膜上具有經化學修改的陽離子交換基團(諸如，磺酸基團)之強酸性陽離子交換樹脂。合適的樹脂薄膜之實施例包括下列那些，包含：纖維素、矽藻土、耐綸(具有醯胺基團的樹脂)、聚乙烯(例如，高密度聚乙烯或超高分子量聚乙烯)、聚丙烯、聚苯乙烯、具有醯亞胺基團的樹脂、具有醯胺基團及醯亞胺基團的樹脂、氟樹脂(例如，聚四氟乙烯或全氟烷氧基烷烴聚合物)或高密度聚乙烯薄膜。在某些具體實例中，該離子交換樹脂薄膜可係一具有粒子移除薄膜及離子交換樹脂薄膜的整合結構之薄膜。上面具有經化學修改的離子交換基團之聚伸烷基(例如，PE或PP)薄膜係較佳。陽離子交換基團作為該離子交換基團係較佳。在本發明中所使用的具有離子交換樹脂薄膜之過濾器可係可商業購得具有金屬離子移除功能性的過濾器。這些過濾器可根據離子交換效率來選擇及具有估計的孔洞尺寸在約100奈米至約500奈米之範圍內。
該薄膜材料的形狀之實施例包括褶襉型式、平坦薄膜型式、中空纖維型式、如在JP-A案號2003-112060中所描述的多孔主體及其類似物。因為將該離子交換基團引進該薄膜材料中，較佳為使用陽離子交換基團、螯合物交換基團及陰離子交換基團之至少二種的組合以最佳化欲移除的組分之沖提及選擇性。因為該離子吸附薄膜具有多孔洞性，其亦可移除一部分的細微粒子。
在某些具體實例中，該過濾器單元114可包括三個呈平行排列的過濾器114a，及其係自聚四氟乙烯製得之離子交換過濾器。
在某些具體實例中，該第一過濾系統110可選擇性包括一再循環導管160h以形成一再循環迴圈來將一經部分純化的有機溶劑再循環回第一過濾系統110及再次由在該第一過濾系統110中之過濾器處理。在某些具體實例中，於該有機溶劑被轉移至儲存槽130前，該經部分純化的有機溶劑係再循環至少二次(例如，至少三次、至少四次或至少五次)。
通常來說，該儲存槽130可係任何合適於儲存化學液體的容器。在某些具體實例中，該儲存槽130可具有合適的體積。例如，該儲存槽130可具有體積至少約1000升(例如，至少約2000升、至少約3000升或至少約5000升)及/或至多約30,000升(例如，至多約25,000升、至多約20,000升、至多約15,000升或至多約10,000升)。在某些具體實例中，該儲存槽130不包括任何攪拌器或擋板。
在某些具體實例中，可沿著該再循環導管160h組裝一選擇性溫度控制單元170(例如，熱交換器)。在此具體實例中，該溫度控制單元170可組裝成在溫度至高約80℉(例如，至高約75℉、至高約70℉或至高約65℉)及/或至少約30℉(例如，至少約40℉、至少約50℉或至少約60℉)下，以便該經部分純化的有機溶劑當再循環回該第一過濾系統110時，其溫度係維持在約80℉或較低。在如顯示於圖1的實施例中，該再循環導管160h係組裝在該第一過濾系統110的流出埠110b之上游側。在某些具體實例中，該再循環導管160h可組裝在該流出埠110b的下游側。要了解的是，如需要的話，可在該第一過濾系統110的多個導管、流出埠及供應埠、供應單元20及溫度控制單元100處安裝泵及閥。
如在圖1闡明的實施例中，該純化系統110可選擇性包括一組裝在該過濾器單元112與該過濾器單元114間之溫度控制單元170(例如，熱交換器)，以在將該有機溶劑充入該過濾器單元114中並處理前，將該有機溶劑的溫度控制至至高約80℉(例如，至高約75℉、至高約70℉或至高約65℉)及/或至少約30℉(例如，至少約40℉、至少約50℉或至少約60℉)。
亦應注意的是，該溫度控制單元170之位置不限於上述顯示出的實施例。在某些具體實例中，該溫度控制單元170可組裝在該過濾器單元112上游、在該過濾器單元114與116間或在該過濾器單元116下游。在此等具體實例中，可或可不於該過濾器單元112下游及於隨後的過濾器單元(例如，過濾器單元114及/或過濾器單元116)之入口前安裝另一個溫度控制單元。在該過濾器單元112下游組裝另一個溫度控制單元係選擇性，其限制條件為在該過濾器單元112與隨後的過濾器(例如，過濾器114或116)間無引進或配置可將熱能再引進該有機溶劑中之其它工具或設備(例如，泵)。
在某些具體實例中，於該第一過濾系統110中之過濾器單元112、114及116可不包括過濾器外罩，及該過濾器112a、114a及116a可在該第一過濾系統110中未區分地組裝。例如，該第一過濾系統110可係一包括可替換式過濾器(例如，112a、114a及116a)的多段式系統，其於該第一過濾系統110內連鎖在一起，及該有機溶劑可透過這些過濾器造成串接。在此等具體實例中，該溫度控制單元170可組裝在該有機溶劑將通過或經由其串接之第一離子交換過濾器或離子吸附過濾器上游之任何位置處。例如，若該第一過濾系統110依次及在其供應埠110a下游外罩著粒子移除過濾器A、粒子移除過濾器B、離子交換薄膜A、離子交換薄膜B及離子吸附薄膜A時，該溫度控制單元170可組裝在該粒子移除過濾器B與該離子交換薄膜A間，以便在該有機溶劑通過及藉由該離子交換薄膜A，及藉由隨後的離子交換薄膜B及離子吸附薄膜A處理前，該有機溶劑之溫度係調整及控制至約80℉或較低。要注意的是，上述實施例係用於闡明目的及不意欲限制。
如顯示在圖1中，該純化系統10亦包括一第二過濾系統120，其係在該儲存槽130與包裝站140間且與其等流體連通。該第二過濾系統120可包括一供應埠120a、一或多個(例如，二、三、四、五或十個)過濾器單元122、一流出埠120b、一選擇性再循環導管160f及一或多個選擇性溫度控制單元180，其彼此全部呈流體連通(例如，經由一或多條導管)。要了解的是，如需要的話，可在該第二過濾系統120中的多條導管、流出埠及供應埠、及溫度控制單元處安裝泵及閥。
在某些具體實例中，該過濾器單元122(於本文中亦指為第四過濾器單元)可包括一過濾器外罩(於本文中亦指為第四外罩)及在該過濾器外罩中至少二個過濾器122a(於本文中亦指為第四過濾器)。例如，該過濾器單元122可在該過濾器外罩中包括3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14個過濾器122a。顯示在圖1中的第二過濾系統120包括一個過濾器單元122。在某些具體實例中，該第二過濾系統120可包括二或更多個(例如，三或四個)過濾器單元122。在此具體實例中，該過濾器單元122可不具有分別的外罩，及該過濾器122a可在該第二過濾系統120中未區分地組裝。在其它具體實例中，除了該過濾器單元122外，該第二過濾系統120亦可包括其它純化模組(無顯示)。
在某些具體實例中，該等過濾器122a可在功能基或性質上不同及提供不同的純化處理。在某些具體實例中，裝在該過濾器單元122內的過濾器122a可具有相同或類似的純化功能、物理化學性質、孔洞尺寸及/或架構材料。在某些具體實例中，每個過濾器122a可各自獨立地選自於由下列所組成之群：粒子移除過濾器、離子交換過濾器及離子吸附過濾器。
在某些具體實例中，該過濾器122a可包括離子吸附薄膜(諸如上述關於過濾器116a所描述的那些)以移除在欲純化的有機溶劑中之細微的帶電荷粒子及/或金屬離子。在某些具體實例中，該過濾器122a可包括一具有平均孔洞尺寸(於本文中亦指為第四平均孔洞尺寸)至多約10奈米(例如，至多約7奈米、至多約5奈米、至多約3奈米或至多約1奈米)及/或至少約1奈米(例如，至少約3奈米或至少約5奈米)的過濾媒質。在某些具體實例中，該過濾器122a可執行篩選功能(例如，移除細微粒子)及離子交換功能(例如，移除帶電荷粒子及/或金屬離子)二者。在某些具體實例中，於該過濾器122a中的過濾媒質之平均孔洞尺寸可小於在該過濾器116a中的過濾媒質之平均孔洞尺寸。在此具體實例中，該過濾器122a可使用來移除小於藉由過濾器116a所移除的那些粒子。
可使用在該過濾器122a中的合適材料之實施例包括聚丙烯(例如，高密度聚丙烯)、聚乙烯(例如，高密度聚乙烯或超高分子量聚乙烯)、耐綸(例如，耐綸6或耐綸66)、聚四氟乙烯或全氟烷氧基烷烴聚合物。在某些具體實例中，上述描述的過濾器122a和過濾器112a、114a及116a可自非含氟聚合物製得。
在某些具體實例中，該等過濾器122a(例如，離子吸附過濾器)除了它們係自不同材料製得外，其可具有相同特徵(例如，相同孔洞尺寸)。例如，在某些具體實例中，當一個過濾器122a係自超高分子量聚乙烯製得時，另一個過濾器122a可自含氟聚合物(例如，PTFE)製得。不意欲由理論界限，咸信使用該過濾媒質係自不同材料製得的過濾器122a組合可最大化雜質、粒子及金屬離子減少而獲得超高純度的有機溶劑。
在某些具體實例中，該等過濾器122a的至少某些(例如，全部)可在該過濾器單元122中呈平行排列及在該過濾器單元122中的剩餘過濾器122a (若有的話)可呈串列排列。在某些具體實例中，於該過濾器單元122中之過濾器122a(例如，呈平行排列的那些)數目可大於在該過濾器單元116中之過濾器116a數目。例如，當該過濾器單元116包括三個過濾器116a時，該過濾器單元122可具有四或更多個(例如，六個)呈平行排列的過濾器122a。不意欲由理論界限，咸信該系統10在該過濾器單元122中呈平行排列的過濾器數目大於在該過濾器單元116中的過濾器之優點可適應增加的流速及具有改良的生產力。不意欲由理論界限，咸信當在該過濾器122a中的過濾媒質之平均孔洞尺寸係小於在該過濾器116a中的過濾媒質之平均孔洞尺寸時，與通過該過濾器116a的有機溶劑之流速比較，通過該過濾器122a的有機溶劑之流速可降低。因此，咸信具有較大數目之呈平行排列的過濾器122a可增加該系統10之流速及生產力。
在某些具體實例中，該過濾器單元122可包括六個過濾器122a，其呈平行排列、具有平均孔洞尺寸約3奈米及自超高分子量聚乙烯製得。
參照圖1，該第二過濾系統120包括一選擇性再循環導管160f以形成一再循環迴圈用以將經部分純化的有機溶劑再循環回儲存槽130及再次藉由在該第二過濾系統120中的過濾器單元122處理。在某些具體實例中，於完成該純化方法及將該有機溶劑轉移至包裝站140前，再循環該經部分純化的有機溶劑至少二次(例如，至少三次、至少四次或至少五次)。在某些具體實例中，不意欲由理論界限，咸信將該經部分純化的溶劑再循環通過該第二過濾系統120多於二次無法在雜質移除上達成進一步改良。在如顯示於圖1的實施例中，該再循環導管160f係組裝在該第二過濾系統120的流出埠120b之下游側。在其它實施例中，該再循環導管160f可組裝在該流出埠120b的上游側。
在某些具體實例中，該第二過濾系統120可在任何合適的位置處包括一或多個選擇性溫度控制單元180(例如，熱交換器)。例如，該溫度控制單元180可沿著該再循環導管160f組裝。在某些具體實例中，該溫度控制單元180可組裝在該供應埠120a與該過濾器單元122間及在該過濾器單元122與該流出埠120b間。在某些具體實例中，該溫度控制單元180可組裝成在溫度至高約80℉(例如，至高約75℉、至高約70℉或至高約65℉)及/或至少約30℉(例如，至少約40℉、至少約50℉或至少約60℉)下，以便該有機溶劑於該第二過濾系統120中的溫度可維持在約80℉或較低。
在某些具體實例中，該包裝站140可係一行動式儲存槽(例如，在油輪中的槽)或固定式儲存槽。在某些具體實例中，該包裝站140可係內襯含氟聚合物的設備(例如，其內部表面可包括一含氟聚合物，諸如PTFE)。
本發明的特徵亦為一種純化溶劑(例如，有機溶劑)的方法。通常來說，該純化方法可包括讓該溶劑通過在該第一及第二過濾系統110及120中之二或更多個(例如，三或四個)過濾器單元。例如，參照圖1，未純化或經預處理的溶劑(即，起始材料)可藉由純化系統10來純化，其藉由讓來自供應單元20的溶劑通過在該第一過濾系統110中之過濾器單元112、選擇性過濾器單元114及過濾器單元116而收集在儲存槽130中，及讓該來自儲存槽130的溶劑通過在該第二過濾系統120中之過濾器單元122至包裝站140(例如，具有體積約100至1000升)。在某些具體實例中，於本文中描述出的純化方法可包括在將該經純化的溶劑轉移至包裝站140前，讓該溶劑於該第二過濾系統120中透過再循環迴圈(例如，通過儲存槽130、過濾器單元122及再循環導管160f)再循環至少一次(例如，二或三次)。在某些具體實例中，於本文中描述出的純化方法可包括在將該經部分純化的溶劑轉移至儲存槽130前，讓該溶劑於該第一過濾系統110中透過再循環迴圈(例如，通過過濾器單元112、114及116及再循環導管160h)再循環至少一次(例如，二或三次)。
在某些具體實例中，該未純化或經預處理的溶劑可包括一包含選自於由下列所組成之群的金屬元素之有機溶劑：鈉(Na)、鉀(K)、鋁(Al)、鈣(Ca)、銅(Cu)、鐵(Fe)、鉻(Cr)、鎳(Ni)及鉛(Pb)。在某些具體實例中，於該經預處理的溶劑中之每種金屬組分的含量範圍係約0.1至1000質量ppt (例如，200至1000質量ppt或500至1000質量ppt)。
參照圖1，當該經預處理的溶劑到達溫度控制單元(例如，單元100或隨後的任何溫度控制單元，諸如單元170及180)時，該溶劑之溫度可被調整至預定最理想的溫度範圍(例如，30℉至80℉、30℉至70℉、41℉至67℉、或50℉至65℉)。例如，該溶劑的溫度可被調整至70℉、68.5℉或67.5℉。通常來說，該溫度控制單元可維持或調整該溶劑在該純化系統10中的特別場所處(例如，在該過濾器之入口前)或遍及整體純化系統10的溫度。
當在藉由該第一及第二過濾系統110及120處理的末端處，自該經純化的溶劑偵測到之粒子數目及雜質量係控制在預定範圍內時，製造出超高純度的溶劑(例如，包括0.1至100質量ppt金屬組分，諸如選自於由鐵(Fe)、鉻(Cr)、鎳(Ni)及鉛(Pb)所組成之群的那些金屬元素)。隨後，可將該超高純度溶劑轉移至包裝站140或用於製造半導體物件的製造製程。
在某些具體實例中，藉由本文所描述的方法及系統所純化之溶劑可具有純度至少約99.5%(例如，至少約99.9%、至少約99.95%、至少約99.99%、至少約99.995%或至少約99.999%)。在某些具體實例中，藉由本文所描述的方法及系統所純化之溶劑可在整體晶圓(例如，12英吋晶圓)上形成一具有晶圓上粒子計數至多約500(例如，至多約450、至多約400、至多約350、至多約300、至多約250、至多約200、至多約150、至多約100、至多約50或至多約25)或0的膜或塗層。在某些具體實例中，藉由本文所描述的方法及系統所純化之溶劑可在整體晶圓(例如，12英吋晶圓)上形成一具有晶圓上金屬計數(例如，總晶圓上金屬計數或特定金屬諸如Fe或Ni之晶圓上金屬計數)至多約100(例如，至多約90、至多約80、至多約70、至多約60、至多約50、至多約40、至多約30、至多約20或至多約10)或0的膜或塗層。在某些具體實例中，藉由本文所描述的方法及系統所純化之溶劑可在整體晶圓(例如，12英吋晶圓)上形成一具有缺陷密度(即，以晶圓上金屬及粒子的總計數為基準)係每平方公分至多約1.5(例如，至多約1.4、至多約1.2、至多約1、至多約0.8、至多約0.6、至多約0.5、至多約0.4、至多約0.2、至多約0.1、至多約0.07、至多約0.05、至多約0.03、至多約0.02、至多約0.01、至多約0.007、至多約0.005、至多約0.004、至多約0.003)或0的膜或塗層。
在某些具體實例中，該溶劑可藉由本文所描述的方法及系統以相當高的流速純化。例如，該溶劑可以下列之流速純化(例如，通過該第一過濾系統110的流速或通過該第二過濾系統120的流速)：至少約25升/分鐘(例如，至少約30升/分鐘、至少約40升/分鐘、至少約50升/分鐘、至少約60升/分鐘、至少約80升/分鐘、至少約100升/分鐘或至少約120升/分鐘)及/或至多約170升/分鐘(例如，至多約160升/分鐘、至多約150升/分鐘、至多約140升/分鐘、至多約130升/分鐘、至多約120升/分鐘、至多約110升/分鐘或至多約100升/分鐘)。通常來說，該用以純化溶劑的流速可依一些因素而變化，包括欲純化的溶劑之本質及黏度、溫度、過濾器(例如，呈平行排列的那些)數目、在該純化方法中所使用的其它設備之型式及數目。不意欲由理論界限，咸信欲純化的溶劑之流速無法太高，以便最小化在晶圓上的缺陷及最小化積聚在導管或容器的內部表面上可侵蝕該導管或容器之靜電電荷。
本發明將伴隨著參照下列實施例更詳細地闡明，其用於闡明的目的而不應解釋為用於限制本發明之範圍。實施例 OWPC 及OWMC 測量之一般說明
收集溶劑樣品，然後將其填進晶圓塗佈工具中。在以樣品塗佈裸晶圓後，將該晶圓轉移至以雷射為基礎的檢驗系統及檢驗。該以雷射為基礎的檢驗系統係使用雷射光以19奈米之偵測極限來偵測、計數、記錄在晶圓上的每個粒子之場所及尺寸。更特別是，計數標的包括具有尺寸19奈米或較大的粒子。使用該資料來產生晶圓地圖及提供總晶圓上粒子計數(OWPC)。
然後，將該晶圓轉移至藉由EDX(能量色散X射線)檢驗。藉由EDX(能量色散X射線)來檢驗每個由以雷射為基礎的檢驗系統所報告之粒子以提供該元素訊息。偵測到任何產生金屬信號的任何粒子係計數為金屬粒子。總計出具有金屬識別標誌的粒子總數並報導如為OWMP(晶圓上金屬粒子)。總微量金屬測量之一般說明
使用ICP-MS(誘導耦合電漿質譜儀(ICP-MS))來測試在每個溶劑樣品中的總微量金屬濃度。使用Fujifilm發展出的方法來測試每個樣品之現存的26種金屬物種，偵測極限具金屬特定性，但是典型的偵測極限範圍係0.00010-0.030 ppb。然後，總計出每種金屬物種的濃度以產生一值，其顯示出作為總微量金屬(ppb)。實施例1
在此實施例中所純化的溶劑係醋酸正丁酯。參照圖1，醋酸正丁酯係使用一包括供應單元20、第一過濾系統110、儲存槽130、第二過濾系統120的純化系統來純化。該第一過濾系統110包括過濾器單元112、過濾器單元114及過濾器單元116。該過濾器單元112包括一個過濾器112a，其係一200奈米聚丙烯過濾器。該過濾器單元114包括三個呈平行排列且自超高分子量聚乙烯(UPE)製得的離子交換過濾器114a。該過濾器單元116包括三個呈平行排列且自50奈米PTFE過濾器製得的過濾器116a。該第二過濾系統120包括過濾器單元122，其包括六個呈平行排列且自UPE製得的過濾器122a。無使用溫度控制單元。使用再循環導管160f，但是不使用再循環導管160h。
測試結果係總整理在下列表1中。 表1
污染物 單位 在原料中的量 在成品中的量
鋁 PPB 0.051 0.028
鈣 PPB 0.081 0.013
鉻 PPB 0.031 0.009
銅 PPB 0.035 0.005
鐵 PPB 0.417 0.008
鉛 PPB 0.026 0.004
鎳 PPB 0.073 0.002
鉀 PPB 0.043 0.009
鈉 PPB 0.420 0.025
粒子(＞0.05微米) 粒子/毫升 ＞10,000 151
粒子(＞0.1微米) 粒子/毫升 ＞10,000 49
粒子(＞0.15微米) 粒子/毫升 ＞10,000 25
粒子(＞0.2微米) 粒子/毫升 ＞10,000 17
非揮發性有機殘餘物 PPM 0.018 0
如顯示在表1中，於原料(預純化)中之微量金屬、粒子及非揮發性有機殘餘物全部的量已經使用上述純化系統明顯減少。
雖然本發明已經參照其某些具體實例詳細地說明，將要了解的是本發明包括在所描述及主張的精神及範圍內之修改及變化。
10:純化系統 20:供應單元 100,170,180:溫度控制單元 110:第一過濾系統 112,114,116,122:過濾器單元 112a,114a,116a,122a:過濾器 110a,120a:供應埠 110b,120b:流出埠 120:第二過濾系統 130:儲存槽 140:包裝站 160f,160h:再循環導管
圖1係一圖式圖，其顯示出在根據本發明的某些具體實例中，於一純化有機溶劑的方法中所採用之純化系統的實施例。
10:純化系統
20:供應單元
100,170,180:溫度控制單元
110:第一過濾系統
112,114,116,122:過濾器單元
112a,114a,116a,122a:過濾器
110a,120a:供應埠
110b,120b:流出埠
120:第二過濾系統
130:儲存槽
140:包裝站
160f,160h:再循環導管

Claims (23)

  1. 一種純化有機溶劑之方法，其包含： 讓該有機溶劑通過一第一過濾器單元及一在該第一過濾器單元下游的第二過濾器單元，以獲得一經純化的有機溶劑； 其中該第一過濾器單元包含一第一外罩及在該第一外罩中至少一個第一過濾器，且該第一過濾器包含一具有第一平均孔洞尺寸的過濾媒質； 其中該第二過濾器單元包含一第二外罩及在該第二外罩中至少二個第二過濾器，該至少二個第二過濾器係在該第二外罩中呈平行排列，且各該第二過濾器獨立地包含一具有第二平均孔洞尺寸的過濾媒質；及 其中在該第一過濾器單元中的第一過濾器之數量係小於在該第二過濾器單元中的第二過濾器之數量，且該第一平均孔洞尺寸係比該第二平均孔洞尺寸大。
  2. 如請求項1之方法，其中該第一過濾器單元包含一個第一過濾器。
  3. 如請求項1之方法，其中在該第一過濾器中的過濾媒質包含聚丙烯、高密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、耐綸、聚四氟乙烯或全氟烷氧基烷烴聚合物。
  4. 如請求項1之方法，其中該第一平均孔洞尺寸係約50奈米至約200奈米。
  5. 如請求項1之方法，其中該第二過濾器單元包含二或三個第二過濾器。
  6. 如請求項1之方法，其中在該第二過濾器中的過濾媒質包含聚丙烯、高密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、耐綸、聚四氟乙烯或全氟烷氧基烷烴聚合物。
  7. 如請求項1之方法，其中該第二平均孔洞尺寸係約10奈米至約50奈米。
  8. 如請求項1之方法，更包含讓該有機溶劑通過一配置在該第一與第二過濾器單元間之第三過濾器單元，其中該第三過濾器單元包含一第三外罩及在該第三外罩中至少一個第三過濾器，該第三過濾器包含一具有第三平均孔洞尺寸的過濾媒質，且在該第三過濾器中的過濾媒質包含一離子交換薄膜。
  9. 如請求項8之方法，其中該第三過濾器單元包含一至三個第三過濾器。
  10. 如請求項8之方法，其中在該第三過濾器中的離子交換薄膜包含聚丙烯、高密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、耐綸、聚四氟乙烯或全氟烷氧基烷烴聚合物。
  11. 如請求項1之方法，更包含讓該有機溶劑通過並排出該第二過濾器單元至一儲存槽。
  12. 如請求項11之方法，更包含藉由將該有機溶劑自該儲存槽移動至該第一過濾器單元且讓該有機溶劑通過該第一及第二過濾器單元而再循環該有機溶劑。
  13. 如請求項1之方法，更包含讓該有機溶劑通過一配置在該第二過濾器單元下游的第四過濾器單元，其中該第四過濾器單元包含一第四外罩及在該第四外罩中至少二個第四過濾器，該至少二個第四過濾器係在該第四外罩中呈平行排列，且各該第四過濾器獨立地包含一具有第四平均孔洞尺寸的過濾媒質。
  14. 如請求項13之方法，其中在該第二過濾器單元中的第二過濾器之數量係小於在該第四過濾器單元中的第四過濾器之數量。
  15. 如請求項13之方法，其中該第四過濾器單元包含4至14個第四過濾器。
  16. 如請求項13之方法，其中該第四平均孔洞尺寸係小於該第二平均孔洞尺寸。
  17. 如請求項13之方法，其中該第四平均孔洞尺寸係至多約10奈米。
  18. 如請求項13之方法，其中在該第四過濾器中的過濾媒質包含聚丙烯、高密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、耐綸、聚四氟乙烯或全氟烷氧基烷烴聚合物。
  19. 如請求項13之方法，更包含藉由將排出該第四過濾器單元的有機溶劑移動至該儲存槽且隨後讓該有機溶劑通過該第四過濾器單元而再循環該有機溶劑。
  20. 如請求項13之方法，更包含將該經純化的溶劑移動至配置在該第四過濾器單元下游的包裝站。
  21. 如請求項1之方法，其中該有機溶劑包含環己酮、乳酸乙酯、醋酸正丁酯、丙二醇單甲基醚、醋酸丙二醇單甲基醚酯、4-甲基-2-戊醇或碳酸丙二酯。
  22. 如請求項1之方法，其中該讓一有機溶劑通過係以約25至約170升/分鐘之流速進行。
  23. 一種系統，其包含： 一第一過濾器單元，其中該第一過濾器單元包含一第一外罩及在該第一外罩中至少一個第一過濾器，且該第一過濾器包含一具有第一平均孔洞尺寸的過濾媒質；及 一第二過濾器單元，其係在該第一過濾器單元下游並與該第一過濾器單元流體連通，其中該第二過濾器單元包含一第二外罩及在該第二外罩中至少二個第二過濾器，該至少二個第二過濾器係在該第二外罩中呈平行排列，且各該第二過濾器獨立地包含一具有第二平均孔洞尺寸的過濾媒質； 其中在該第一過濾器單元中的第一過濾器之數量係小於在該第二過濾器單元中的第二過濾器之數量，且該第一平均孔洞尺寸係比該第二平均孔洞尺寸大。
TW109129731A 2019-09-03 2020-08-31 用於純化溶劑之系統及方法 TW202124337A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962895198P 2019-09-03 2019-09-03
US62/895,198 2019-09-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202124337A true TW202124337A (zh) 2021-07-01

Family

ID=74682114

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109129731A TW202124337A (zh) 2019-09-03 2020-08-31 用於純化溶劑之系統及方法

Country Status (8)

Country Link
US (2) US11679375B2 (zh)
EP (1) EP4025319A4 (zh)
JP (1) JP2022547064A (zh)
KR (1) KR20220053020A (zh)
CN (1) CN114340755A (zh)
IL (1) IL290395A (zh)
TW (1) TW202124337A (zh)
WO (1) WO2021045956A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI829262B (zh) * 2021-07-22 2024-01-11 美商恩特葛瑞斯股份有限公司 用於減少晶圓容器微環境中之汙染之吸附劑及方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7329354B2 (en) * 1998-06-09 2008-02-12 Ppt Technologies, Llc Purification of organic solvent fluids
JP2003112060A (ja) 2001-08-02 2003-04-15 Asahi Kasei Corp イオン吸着樹脂および多孔質イオン吸着体
JP5085954B2 (ja) * 2007-02-23 2012-11-28 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー フッ素系溶剤含有溶液の精製方法及び精製装置ならびに洗浄装置
JP5758558B2 (ja) 2012-05-01 2015-08-05 インテグリス・インコーポレーテッド 有機溶剤精製器およびその使用方法
JP2016073922A (ja) 2014-10-07 2016-05-12 信越化学工業株式会社 有機溶剤の精製装置
JP2016075920A (ja) * 2015-11-16 2016-05-12 富士フイルム株式会社 化学増幅型レジスト膜のパターニング用有機系処理液の製造方法、パターン形成方法及び電子デバイスの製造方法
KR102088653B1 (ko) * 2016-04-28 2020-03-13 후지필름 가부시키가이샤 처리액 및 처리액 수용체
WO2018180735A1 (ja) * 2017-03-31 2018-10-04 富士フイルム株式会社 薬液の精製方法、薬液の製造方法、及び、薬液
KR102326780B1 (ko) * 2017-08-30 2021-11-17 후지필름 가부시키가이샤 약액의 정제 방법
CN113286647B (zh) * 2018-11-20 2024-04-05 富士胶片电子材料美国有限公司 用于纯化溶剂的系统及方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI829262B (zh) * 2021-07-22 2024-01-11 美商恩特葛瑞斯股份有限公司 用於減少晶圓容器微環境中之汙染之吸附劑及方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP4025319A4 (en) 2022-08-03
JP2022547064A (ja) 2022-11-10
WO2021045956A1 (en) 2021-03-11
US11679375B2 (en) 2023-06-20
KR20220053020A (ko) 2022-04-28
US20210060526A1 (en) 2021-03-04
US20230330627A1 (en) 2023-10-19
CN114340755A (zh) 2022-04-12
EP4025319A1 (en) 2022-07-13
IL290395A (en) 2022-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113286647B (zh) 用于纯化溶剂的系统及方法
CN112272585B (zh) 化学液制造设备
US20210300850A1 (en) Systems and Methods for Purifying Solvents
US20230330627A1 (en) Systems and Methods for Purifying Solvents
US20230257331A1 (en) Systems and Methods for Purifying Solvents
US11786841B2 (en) Systems and methods for purifying solvents
TW202214335A (zh) 用於純化溶劑之系統及方法
KR20210073537A (ko) 화학 액체 제조 장치 및 화학 액체의 제조 방법
TW202035003A (zh) 化學液體製造裝置以及化學液體製造方法