五'發明說明（1) 發明背景 發明領域 本發明係關於過濾器預濕系統，特別是關於一突破以 往人工預濕過濾器方式的過濾器預濕系統，以完成半導體 製程中過濾液體化學材料雜質與微粒的過濾器濾膜，使用 前必須予以預濕之效果。 先前技藝說明 半導體製程對於微粒控制要求極度嚴格，不僅是無塵 室的空氣微粒必須控制顆粒大小與濃度，製造過程所使用 的化學品同樣必須嚴格管制其卡的微粒、雜質與氣泡等； 一但控制不當，往往影響產品品質，甚至導致產品報廢， 損失不貲。以動態隨機存取記憶體的製造為例，矽晶圓上 為了製造沈積、蝕刻各式圖形，於微影製程中必須先全面 塗佈一層光阻，光線經由光罩對光阻進行曝光，然後予以 顯影；光阻經由噴嘴塗佈上矽晶圓前必須先過濾 > 過濾光 阻液中可能的氣泡、雜質與微粒，由於微影圖形的線寬幾 乎都是次微米階級，小小的雜質都可能造成大面積的損 害，例如光阻塗佈不良、微粒污染、甚至顯影不良，將損 害矽晶圓上之部分晶片，也可能使整片矽晶圓都遭受污 染，如果發生在後段製程*例如金屬佈線，則損失將更為 可觀。 過濾器幾乎應用在所有濕式製程（wet process)且扮 演重要角色，然而一般過濾器疏水性強，化學品無法全面 浸溼並通過濾膜，因此不能直接應用，尚必須經過預濕
C:\Program Fi1es\Paten t\55616. ptd 第4頁 五、發明說明¢2) (p r e - w e t)程序，改變過濾器濾膜的表面張力以具有親水 性，適應化學品性質，才得以發揮過濾的功能。 傳統預濕程序以人工進行，操作人員必須將異丙醇 (I P A )灌注入過濾、器，靜置而使過；器浸泡在異丙醇内， 利用異丙醇表面張力較濾膜表面張力小的特性浸潤濾膜， 使濾膜由疏水性變成親水性1接著再以純水將異丙醇沖洗 (flushing)去除，避免異丙醇殘留^這樣的方法除了耗費 人力以外，由於異丙醇與濾膜的接觸缺乏驅動力與全面 性，過濾器並無法充分潤濕，而預濕不完全將產生微氣 泡，造成污染，引起製程瑕疵，更使得過濾器的壽命降 低。再者，沖洗過濾器去除異丙醇通常必須回到製程機台 上進行’半導體機台價格昂貴而且時間成本南1為了過遽 器的沖洗而將機台懸宕停機，成本相對應極高。 美國專利案第5，5 0 7 , 9 5 9號揭示一潤濕、沖洗以及執 行完整性測試聚四氟乙烯過濾器之裝置，包含一套封内裝 聚四氟乙烯過濾器的完整過濾器，其中包含一個入口管 線，一個過濾器出口管線，以及一個氣體管線。其係將異 丙醇充滿過濾器，置放约三十分鐘，接著以氮氣進行完整 性測試，然後才通入純水去除以取代異丙醇。由於異丙醇 充滿過濾器後採靜置方式潤濕，缺乏循環驅動力機制，預 濕效率及異丙醇用量上較不經濟。 發明目的及概述 本發明之一目的是提供新穎且實用的過濾器預濕系
C:\Program Files\Patent\55616.ptd 第5頁 κΜ 3 8 6 1 7 五、發明說明（3) 統，其可節省人力，避免預濕不完全所產生的製程瑕疵與 過濾器壽命減低，以及避免操作過程的污染1並可避免過 濾器預濕程序中純水沖洗佔用製程機台時間。 本發明之另一目的是提供新穎且實用的過濾器預濕系 統，其具有循環供應系統，可增進預濕效率與效果，並可 節省預濕潤濕溶液以及純水使用量。 本發明之進一步目的是提供新穎且實用的過濾器預濕 系統，其可一次處理一個以上的過濾器，有效節省預濕時 間，更結合循環供應系統，達到最有效率的預濕程序。 本發明之另一目的是提供新穎且實用的過濾器預濕系 統，其濾濕過濾液處理後可連接上廠務管線1直接排出回 收，一方面減少有機溶液的揮發以及維護操作人員安全， 一方面兼顧廢液直接回收，減少環境衝擊的考量。 圖式簡單說明 圖1顯示本發明過濾器預濕系統之一具體實施例 元件符號對照 1〜1 0 ...氣動閥 11-13.,.手動閥 1 4 - 1 6 ...過滤器 17.. .收集槽 18.. .幫浦 發明詳細說明
C:\Program Files\Patent\55616.ptd 第6頁 五、發明說明（4) 半導體製程中使用的化學藥品繁多，其中許多均具有 腐蝕性與化學活性，因此過濾器濾膜必須具有耐化學藥 性，其材質主要以氟化樹脂為主，例如聚四氟乙烯 (PTFE，polytetrafluoroethylene)或聚偏二氟乙烯 (PVDF, polyvinylidene fluoride)等，具有良好的耐化 學藥性、耐熱以及機械強度。聚四氟乙烯（P T F E )濾膜適用 於磷酸、硫酸、過氧化氫、酮類以及鹼性溶液，聚偏二氟 乙烯（PVDF )則適用於氫氟酸、低濃度臭氧純水等《目前濕 式製程使用之過濾器主要為PTFE材質。 過濾器濾膜高分子材料潤濕容易度（w e t - a b i 1 i t y ) 差，也就是透水性差（在單位時間内能滲透薄膜時的表面 張力即代表其透水性），潤濕容易度量度數值一般以臨界 表面張力（critical surface tension)表示，以0.05ym 聚四氟乙烯膜為例，其臨界表面張力為18. 5mN/m，表示液 體的臨界表面張力必須小於18. 5mN/m方可滲透，若臨界表 面張力大於該值，則液體無法滲透° 預濕程序必須先以潤濕溶液潤濕乾燥濾膜，改善其疏 水性以及表面張力，並且去除氣泡；60 %濃度的異丙醇水 溶液的表面張力為25. 2mN/m，加上濾膜本身多孔性有助於 滲透性，因此，6 0 %濃度以上的異丙醇水溶液可選用以作 為澗濕溶液。另外市面上例如P A L L - S 0 L含2 5 %第三丁醇水 溶液，張力為26. 7mM/m，由於不易引燃，因此可用於有著 火之虞的製程。 過濾器濾膜經過張力小的潤濕液潤濕之後，改用純水
C:\Program Fi1es\Patent\55616. ptd 第7頁 五、發明說明（6) 1 .開啟氣動閥1及氣動閥3，使異丙醇注入收集槽1 7内，待 液位足夠後，關氣動閥1 ;手動閥1 1 ~ 1 3則維持開啟狀態》 2 開踩氣動閥2 ' 氣動閥3及氣動閥5，並啟動幫浦1 8使異 丙醇循環運轉，且充分注滿於過濾器1 4〜1 6内。於此過程 中，過濾器串聯數目取決於幫浦1 8的功率，由於過濾器串 聯一起進行預濕，可以更有效率同時預濕數個過濾器。另 一方面，由於幫浦1 8提供動力使潤濕溶液異丙醇循環於整 個封閉迴路内，可不斷循環使過濾器1 4〜1 6通過異丙醇， 其潤濕效果較靜置異丙醇更佳，可防止微氣泡及潤.濕不完 〇 3 .潤濕一段時間後，關閉氣動閥2、氣動閥3及氣動閥5， 停止潤濕動作，此時可選擇將潤濕溶液排掉或保存於收集 槽1 7，保存於收集槽1 7則可以回收再潤濕使用；若要排 掉，則開啟氣動閥4、氣動閥6、氣動閥8及氣動閥9。將異 丙醇排除後，做下一步純水沖洗動作，避免管路殘留，影 響後續製程，若要保存於收集槽内回收再使用，則逕行做 下一步純水沖洗動作。 二、過濾器沖洗 1 .關閉氣動閥8及氣動閥9 ，開啟氣動閥7、氣動閥4、氣動 閥6及氣動閥1 0，使純水注入過濾器1 4〜1 6内沖洗掉異丙 醇，然後藉氣動閥1 0將純水排掉。沖洗動作完成後再將過 濾器安裝上製程機台，不僅操作更簡便、避免污染，更不 須佔用製程機台時間，使機台發揮最大功能。 2 .約三十分鐘後，關閉_氣動閥7、氣動闊4、氣動閥6、氣
C:\Program Files\Patent\55616.ptd 第9頁 陷4386彳7 五、發明說明（7) 動閥1 0，以及手動閥I 1〜1 3，完成整個預濕動作。 3 .取出過濾器。 以上所述之詳細說明，僅為本發明之較佳樣態而已， 並非據以限定本發明之保護範圍；凡其它未脫離本發明所 揭示精神下之衍生或改變，均應該由下列所述明之申請專 利範圍所界定。
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