特許ウォッチ

公開番号2025069178
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-30
出願番号2025004085,2023521752
出願日2025-01-10,2021-10-01
発明の名称精製水を生成するための濾過膜、システム、および方法
出願人インテグリス・インコーポレーテッド
代理人園田・小林弁理士法人
主分類C02F 1/42 20230101AFI20250422BHJP(水,廃水,下水または汚泥の処理)
要約【課題】電子および半導体デバイスを製造するプロセスで使用可能な精製水を調製するためのシステムを提供する。
【解決手段】精製(例えば、超純)水を生成するのに有用なアミノポリオールリガンドを有する第1の多孔質ポリマーフィルター膜と固体粒子状夾雑物を除去するように構成された第2の多孔質ポリマーフィルター膜とイオン交換樹脂とを備えるシステム、および関連方法が記載される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
多孔質ポリマーベース膜と、
ポリマーベース膜に結合した３つ以上のヒドロキシル基を有するアミノポリオールリガンドと
を備えるポリマーフィルター膜。
続きを表示（約 790 文字）【請求項２】
アミノポリオールリガンドが、Ｎ－メチル－Ｄ－グルカミンである、請求項１に記載の膜。
【請求項３】
ポリマーベース膜が、ポリエチレンを含む、請求項１または２に記載の膜。
【請求項４】
シリカ粒子を除去するのに有効な多孔質ポリマーフィルター膜をさらに備える複合膜である、請求項１から３のいずれか一項に記載の膜。
【請求項５】
源水の流れから不純物を除去するために有用なシステムであって、
ポリマーフィルター膜であって、
多孔質ポリマーベース膜、および
ポリマーベース膜に結合した３つ以上のヒドロキシル基を有するアミノポリオールリガンド
を含むポリマーフィルター膜と、
イオン交換樹脂と、
ポリマーフィルター膜およびイオン交換樹脂を通過する源水の流れと
を備えるシステム。
【請求項６】
アミノポリオールリガンドが、Ｎ－メチル－Ｄ－グルカミンである、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
ポリマーベース膜が、ポリエチレンを含む、請求項５または６に記載のシステム。
【請求項８】
膜が、シリカ粒子を除去するのに有効な多孔質ポリマーフィルター膜をさらに備える複合膜である、請求項５から７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
源水の流れが最初にイオン交換樹脂を通過し、次にポリマーフィルター膜を通過するように構成されている、請求項５から８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
源水の流れが最初にポリマーフィルター膜を通過し、次にイオン交換樹脂を通過するように構成されている、請求項５から８のいずれか一項に記載のシステム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、フィルター膜、関連するフィルターアセンブリおよび濾過システム、ならびに半導体およびマイクロ電子基板、部品、およびデバイスの加工（例えば、すすぎ）に使用可能な精製水の調製のために有用な膜、システム、および方法を含む、精製（例えば、超純）水の生成のために有用な関連する方法に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
「超純」水（「ＵＰＷ」）と称されることもある水を含む高純度水は、半導体加工（例えば、半導体デバイス、液晶ディスプレイ、シリコンウェハ、プリント回路基板、ならびに他の電子およびマイクロ電子デバイスの製造）、原子力発電所の運転、および製薬製造を含む種々の商業用途に重要である。
【０００３】
半導体加工に使用される精製水は、例えば「フロントエンド」または「バックエンド」プロセスレシピの一部として、半導体またはマイクロ電子デバイス基板の表面を洗浄または準備するためのすすぎ水として、半導体およびマイクロ電子加工（一例として）に有用である。使用として、超純水は、インプロセスマイクロ電子デバイスのウェットエッチングおよび洗浄（「ＷＥＣ」）、フォトリソグラフィーならびに化学機械研磨（「ＣＭＰ」）に使用され得る。水は、マイクロ電子デバイスまたは半導体基板を加工するために使用され、基板表面に残される水中の不純物が、基板から作製された得られた半導体またはマイクロ電子デバイスの歩留まりおよび短期／長期性能に影響を及ぼすため、非常に高純度でなければならない。
【０００４】
超純水を調製するための濾過システムは、不純物（別名「夾雑物」）を非常に高い純度まで除去し、製造効率のために、濾過要素の交換の必要性を最小限に抑えながら長期間にわたって除去しなければならない。半導体加工機器に超純水を供給する濾過システムの濾過要素を取り外して交換するには、濾過要素を取り外して交換するのに必要な期間、すなわち「切替」期間、機器をシャットダウンする必要があり得る。切替期間は、半導体加工機器の使用時間のロスの点で高価であり、その結果、加工効率が低下し、全体コストが増加する。切替の頻度および期間は、精製水を直接使用する機器の効率に影響を及ぼす可能性があり、直接影響を受ける機器の下流で実行されるプロセスにも影響を及ぼす可能性がある。
【０００５】
半導体加工に使用される超純水は、完全に純粋ではないが、シリカ粒子（コロイド状および硬質ＳｉＯ
２
粒子）、有機物（溶解および非溶解）、ならびにホウ素、ケイ素（例えば、ＳｉＯ
２
として）、鉄、およびチタンなどの溶解金属または金属含有化合物を含む非常に低レベルの夾雑物を含有すると理解される。ホウ素およびシリカ不純物は、現在の濾過システムがホウ素およびシリカ（例えば、コロイド状および固体シリカ粒子）を除去および保持するのに十分に効果的ではないため、または十分に長くはない動作寿命にわたってこれらの不純物を水流から除去するのに有効であり得るため、特に問題である。
【０００６】
超純水生成設備の一般的な設計は、水からイオンを除去するために水が通過するポリマービーズの床の形態のイオン交換（ＩＥＸ）樹脂を含む。ポリマー樹脂ビーズは、微量のイオン性不純物を引きつけて保持し、ポリマービーズの床を通って流れる水から不純物を除去する。そのようなイオン交換システムでは、ホウ素、ケイ素（例えば、固体およびコロイド状シリカ粒子、もしくは溶解シリカ）、またはその両方を水源から除去するためにシステムが使用される時間の後、ホウ素、ケイ素、またはその両方を除去および含有（保持）するためのイオン交換樹脂床の容量が使い果たされる。イオン交換システムが追加量のホウ素またはケイ素（シリカ）を水から除去し続ける能力は枯渇し、もはやホウ素またはケイ素を水流から除去しない。これが生じると、これらの不純物は、イオン交換システムを通過し始め、システムから下流の機器に望ましくない不純物として「漏れる」。
【０００７】
マイクロ電子デバイスの統合の複雑度がさらに増すにつれて、超純水中の微量の夾雑物がますます重要になる。したがって、半導体またはマイクロ電子デバイスのウェハダイ歩留まりおよび全体的な信頼性に関する目標（経済的およびその他）を満たすために、さらに高レベルの純度を有する超純水が必要とされる。
【発明の概要】
【０００８】
以下の記載は、多孔質ポリマーベース膜およびベース膜に結合した少なくとも３つのヒドロキシル基を含有するアミノポリオールリガンド（「アミノポリオール」または「アミノポリオールリガンド」）を含む多孔質ポリマーフィルター膜に関する。この記載はまた、このタイプのフィルター膜を含むフィルターアセンブリおよび濾過システム、ならびにフィルター膜、フィルターアセンブリ、および水源（「源水」）を濾過して精製（例えば、超純）水を形成するための濾過システムを使用する方法に関する。
【０００９】
記載されるようなフィルター膜は、水源から不純物を除去するために有用であり、溶解ホウ素およびケイ素（例えば、ＳｉＯ
２
として）などの金属不純物を水源から除去して精製（例えば、超純）水を形成するために特に有用である。記載された方法に従って調製され、非常に少量のホウ素およびケイ素を含有する精製水は、半導体およびマイクロ電子基板の表面をすすぐためなどの半導体およびマイクロ電子製造プロセスを含む（しかし、これらに限定されない）工業プロセスにおいて有用であり得る。
【００１０】
本明細書で使用される場合、「超純水」という用語は、半導体加工産業で一般的に使用される意味を与えられ、有機および無機化合物、溶解および粒子状物質、揮発性および不揮発性不純物、荷電（アニオン性、カチオン性）および非イオン性不純物、反応性不純物および不活性不純物、親水性および疎水性不純物、ならびに溶解ガスを含む夾雑物タイプのグループに対して極めて高いレベルの純度に処理された水を指す。超純水は、有機粒子および溶解ガス、ならびに他の溶解した微量不純物を除去するために加工された水である。超純水は、一般に、精製水を生成するための前処理段階、水をさらに精製するための一次段階、および最終的な「研磨」段階、を含む３つの加工段階によって加工される。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許