[发明专利]有机溶剂纯化器及其使用方法

说明书

相关申请

本申请案主张2012年5月1日申请的美国临时申请案第61/640,869号的权益。上述申请案的全部教示以引用的方式并入本文中。

背景技术

目前的沾湿台及喷雾处理机需要若干步骤自晶圆移除光阻。标准湿式清洗台组态包括几个异丙醇(IPA)冲洗步骤，但最终冲洗步骤(通常称为IPA干燥步骤)为关键步骤。在成批应用中，经由洁净、蒸馏IPA的薄膜提供最终冲洗，该薄膜由位于IPA液体上方的蒸汽冷凝于晶圆表面上。在单晶圆应用中，IPA可以液体形式直接喷洒至晶圆上。此IPA溶剂的薄膜制备用于最终干燥的晶圆。

随着晶圆上的几何形状日益变小，IPA干燥步骤变得更关键。IPA冲洗正在推行关键设计，其仅降低极小节距(线间距)对晶圆的破坏，尤其对金属污染极关键且不能容忍的闸极程度的应用。因此，IPA纯度起较大作用，且确保没有杂质从IPA转移至晶圆变得极其重要。

使用以IPA清洁的表面改质的标准微孔膜的小容量版本IPA纯化器已知用于低温及高温应用，但离子交换能力极低。若出现严重金属尖峰，则此过滤器将难以具有足够容量。

半导体制造商购买极干净的IPA，但接着将其经不锈钢管线转移通过加工(fab)及工具。此可使IPA自不锈钢获得铁、镍及其它痕量金属，除非移除，否则该等金属将在喷洒施用期间沉积于晶圆上。因为此等金属以痕量存在，所以难以量测液流中的污染量；而是通常经由TXRF扫描以晶圆上的金属污染形式测定污染物的量，此时其已对闸极以及产量效能产生不良影响。

一些微孔过滤器已经离子交换材料改质且用于自去离子(DI)水移除金属污染物。此等过滤器显示金属的高度移除而不对任一种金属具有选择性。此技术因为一些磺酸官能基可能由于离子交换(IEC)媒剂的降解作用而随时间分解且流出而受限。此分解也已在丸粒媒剂中观测到，其使非挥发性残余物(NVR)及磺酸离子在媒剂下游流出。流出残余物接着可沉积于晶圆上，此对半导体制造商或最终用户可能成问题。

2007年2月6日颁予Bortnik的美国专利第7,172,694号揭示适于过滤涡轮机械中的流体流量的过滤器组件。过滤器组件包括圆柱形外壳及安置于该外壳内的过滤器组件。该外壳适于与涡轮机流体连接。过滤器组件用于过滤通过涡轮机的流体。过滤器组件包括界定穿过过滤器组件的中央核心组件流槽的流体可渗透核心组件，安置于核心组件周围且适于自通过过滤器组件的流体移除无机及有机酸的流体可渗透离子交换树脂层，及安置于离子交换树脂层及核心组件周围的折叠过滤介质。在另一具体实例中，过滤器组件具有安置于核心组件周围的折叠过滤介质，及安置于核心组件及折叠过滤介质周围的流体可渗透离子交换树脂层。

持续需要提供用于晶圆喷雾加工工具的较高纯度溶剂且藉此提供较佳半导体装置效能及加工产量的使用点酒精纯化器。

发明内容

本发明是关于用于单程自有机溶剂(例如异丙醇)移除金属(且详言之铬)的使用点纯化器。本发明纯化器提供用于晶圆喷雾加工工具的较高纯度的异丙醇，藉此改善半导体装置效能及整体加工产量。

在一个具体实例中，纯化器包含一种外壳，其具有流体入口及与流体入口流体连通的流体出口。离子交换树脂体积安置于外壳内在流体入口的下游。过滤部件安置于离子交换树脂体积下游且包含至少一个微孔膜，其具有实质上中性表面以及在至少一个微孔膜下游的聚四氟乙烯(PTFE)膜。

在另一具体实例中，纯化器包含一种圆柱形外壳，其具有纵轴、流体入口及与流体入口流体连通的流体出口。离子交换树脂体积安置于圆柱形外壳内在流体入口的下游。离子交换树脂适于自有机溶剂移除金属物质。折叠过滤部件同心安置于圆柱形外壳内的纵轴周围且在离子交换树脂体积下游。折叠过滤部件包含至少一个具有实质上中性表面且适于自有机溶剂移除铬的微孔膜，及在至少一个微孔膜下游的微孔PTFE膜。

本发明的另一具体实例为一种用于自有机溶剂移除金属(诸如铬)的纯化器。纯化器包含圆柱形外壳，该外壳具有纵轴、流体入口及与流体入口流体连通的流体出口；安置于圆柱形外壳内在流体入口下游的离子交换树脂体积，该离子交换树脂适于自有机溶剂移除金属物质；及同心安置于圆柱形外壳内的纵轴周围且在离子交换树脂体积下游的折叠过滤部件。折叠过滤膜包含至少三个微孔膜，各自具有实质上中性表面；及在至少三个微孔膜下游的微孔聚四氟乙烯离子交换膜，其中各微孔膜经酰胺改质且具有比微孔聚四氟乙烯离子交换膜的孔径级别大的孔径级别；且微孔聚四氟乙烯离子交换膜具有经磺酸改质的表面及约1纳米至约25纳米的孔径级别。至少三个微孔膜中的每一者可为微孔聚四氟乙烯膜。