TWI248829B - Filter cartridge - Google Patents

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1248829 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 子、膠體粒子或微粒）的過濾器芯件。 【先前技術】 本發明係有關過濾器芯件，其特別且最好使用於純化 +導體產業中所使用之純水、化學品或有機溶劑。特別是， 本發明係有關能自超純水或化學品(例如光阻劑、稀釋劑或 有機溶劑）中移除各種型態之痕量金屬不純物（例如離子粒 近年來，隨著半導體製造技術的進展，半導體裝置之 大型積體電路的技術要求和技術節點縮減變得更小使快速 進展更甚以往。要保持這樣的進展速度，必須控制微電子 裝置製造方法中所使用之化學品（例如光阻劑、稀釋劑、光 阻顯影劑、光阻剝除劑、超純水或有機溶劑）的潔淨度等級 亚保持非常純的等級。例如，粒子等級及關鍵性金屬的離 子污染等級係格外重要。根據ITRS 2000(InternatiQnai Technology R0admap f〇r Semic〇nduct〇rs 2〇〇〇)報導，估計 DRAM 1/2間距尺寸在2003年為13〇nm而在2〇〇5年為ι〇〇 。換言之，在不久的將來，必需由上述化學品中移除具 有1/2間距尺寸或更大尺寸的粒子。此外，據聲稱在2〇〇5 年的裝置之關鍵性金屬污染等級為2xl〇9at〇ms/cm2。就此 種情況而言，微電子製造技術、產品效能及產率的提升都 必y員仰賴化學品之純化技術的提升。為了顧及未來半導體 產業的不斷成長，必須達到化學品中相關的粒子和相關的 金屬之污染等級。 314457 6 1248829 目Μ半導體裝置製造工具的主流為能夠在單一設備上 進行多種製程的整合系統。此等包含配管之工具的整合及 複雜性係高度密集而且每個製程裴置之尺寸限制的門檻及 製程能力的要求變得越來越高，例如，利用小尺寸單元處 理高流量之流體的能力要求變得非常重要。相反的，隨著 近來高解析度及高靈敏度之光阻劑的開發，其組成物變得 更複雜且光敏化合物及酸產生劑對於環境中的細微變化變 得更加敏感。結果如光阻劑這樣的化學品，因此正好在使 用前（在使用點處（13〇11^0；^“，]?〇1;))，必 要將化學品塗覆至晶圓表面之前進行過濾程序，以移除來 自该化學品之不純物/所分解之物質等。 大此’儘管用於半導體產業用之化學品的不純物移^ 技術要求變得非常重要，然而過濾卻是作為半導體裝置案 造方法中在POU處可進行之化學品純化技術的唯一方 法。換言之’能藉由單步操作以所需的效率將不純物（例如 金屬離子）移除而使化學品達到期望的潔淨度等級並縮小 過濾裝置尺寸之過濾技術的開發係令人所強烈渴望者。 Η山至於移除化學品中微量金屬不純物的方;去’迄今為止 :㊉使用的方法為使用球形珠狀的離子交換樹脂，該離子 2樹脂表面上具有高度形成之微孔結構，該微孔I構中 大的表面積亚且在孔表面上含有可吸收表面上之 不純物的大署雜；六4么# Μ 乂換基。此等樹脂具有大約〇.5mm的直 ^用來填充在管柱之中，而使作業流體流經該樹脂。在 Μ系統令’流體的對流只發生在該樹脂球狀表面的外側 314457 7 1248829 了使離子交換反應發生，金屬離子必須在流體停 基所在的微孔内自行擴散直到與離子交換基 〜=此機制中，樹脂單元之離子移除效能會隨著流 速二二:離：擴散速率的比值而改變’因此在低流體 妙.而 下’母单位體積的離子料比例會更加提升。 :、、、'而，另—方面， 口 制、土 、早位體積以便獲得微電子裝置 :::。將Γ要六求的潔淨度等級和每單位時間可處理的流體 :二子又換树脂液體純化系統應用到POU處的製造, 料外，在純化有機㈣的情形中，金屬移 情形下大幅地下降。由於離子交換樹脂係 =:::乙稀基苯的交聯結構所組成，因此進入此結 閉入。…严1而引起離子交換基所在的微孔 成：二 無法到達官能基被加以吸收，所以造 :::::效能大量降低，因此實際上不可能開發出能滿 每施子交換_的純化系統。此外，為了 介質上、隹> +所_ ，、出利用離子交換樹脂在過濾罐 +位對订？貝所传到的m合功能性薄膜。用此方法，r-电位對於薄膜介質的影響會捭 、， ζ 使用離子交換樹脂作為離 =此f月形中，由於 上述限制。 11子又換介質，因此還是不能克服 至於可解決樹脂吸附劑 由接姑&人e _ 附d問喊的純化器材料，係提出藉 由接枝…應將官能基(例如離子交換基或整合入 膜表面上方而得到高效能薄膜的方法。這-薄膜 除了利用接枝聚合反應所導入的官能基移= 3J4457 8 1248829 ^離子的功能之外’還可用來移除液體中的微粒。再者 μ子交換樹脂系統的輸送機制相比，對於接枝薄 二：子交換基係位於過渡操作時發生流體對流調節的彳, =上，然後金屬離子係由整體溶液運送到發生離子二 ;f表面1。因此，使用接枝薄膜時，液體流量對於 除效能的影響最小，該接枝薄膜可提供具有高流量 有小過濾單元的過濾裝置1而，藉由接枝聚合反庫 薄膜基材之官能基的量係受到限制，因： 枝料交換微孔薄膜可達到的離子交換能力也受到限制 ::::二:由接枝聚合反應將官能基導入多孔薄膜會明顯 牛低该基材之物理/機械強度。端視所導人之官能基的量而 二此ί大量的官能基導入多孔基膜時，在芯件組褒的 指金衣程中，接枝薄膜會出現裂縫和裂隙。而難以製造呈 有南度離子交換能力的接枝微孔薄膜。因此，藉由接枝聚 合，應將離子交換基導入微孔薄膜所得到功能性薄膜的離 子=換能力非常的小’且實際使用此種功能性薄膜時，在 少量處理體積下會有不確定的金屬移除效能。此外，者進 行微孔薄膜基材的接枝聚合反應時，已觀察到有例如ς孔 形狀改^:的問題。此問題係由於單體穿透至薄膜基材或多 孔薄膜孔隙受到由接枝聚合反應所導入的離子交換基阻塞 所造成，因而導致流動阻力增加及流量減少。 在氣體過渡器的領域中’藉由接枝聚合反應將離子交 換基¥入纖維薄膜材料上（例如紡織物和不織布）來製造具 有有效移除氣體分子功能的濾材。然而，—般而言，習知 314457 9 1248829 不織布的纖維薄胺；μ μ 經的應用i。全屬離子，遠比微孔薄膜具有更大孔. :屬離子和微粒在液體中的擴散速率比氣態 —/一瓜不純物的擴散速率慢。因此，將習知使用於$ 體過濾器領域的不織布用來作為液體過濾器時，在i型： :㈣=器芯件的液體流量下無法得到令人滿意的移除 A::由於上述理由’目此在液體過濾器芯件的領域中， 目則係使用纖維薄膜材料（例如不織布）作為在芯件組裝制 程中保護微孔薄膜的支撐材料。 、衣 、已知:解在超純水或有機溶劑中的痕量金屬不純物係 以各種狀態分散’而且不同金屬在不同條件下會有所不、 5例士某些金屬係以離子形式溶於化學品之中，某此 金屬則分散轉體粒子，及某些金屬溶解形成金屬錯Γ 物。而呈現微粒形式的其他不純物包括，例如用來作 構材料（如f或球f)之聚四i乙稀所產生的塑膠微粒，及。 自別處所污染的金屬氧化物微粒、金屬氫氧化物微粒… 於液體中的金屬不純物有時會凝結形成膠體微粒。這此: 體微粒係藉由金屬水錯合物之凝結與中和金屬離子上= 荷而形成具有大質量及小電荷密度之膠體微粒的方 兒 成。特別是當有機溶劑中存在例如鐵或銘之金屬不处物》 時，已知這些膠體微粒比以離子形式溶 加穩定。已知外觀及特徵，例如粒徑分佈、電荷 體粒子形狀端視溶液之狀態而有所不同。例如溶劑和全/ 的種類、PH值、溫度等’許多膠體金屬不純物具有廣泛： 粒從/刀佈。由於具有相當大之粒徑的膠體粒子具有小的# 314457 10 金屬不純物無法 離子交換設備所 =密度，因此就化學過濾器的形式而言， 坆著液/;IL動而完全藉由利用靜電作用的 移除。 濟介質之=種液體中移除微粒的純化技術，利用各種過 :貝之表層過濾法及筛選過濾法已經予以使用。另外近 年來’已開發出藉由使微孔過濾薄膜表面 向效率移除微師料的 。（$以 的庫用。i迅 卫已使用在各種產業上 勺應用。重要的是’該等過濾器具 過濾純化微電子步"…、“又重俘後機制，在微 ffl 子衣置製造方法中所使用之高純度與高流量 ow rate)的微電子級化學品時特別需要 械住嫌她主丨αα 由方；/、藉由機 1制明顯地不能料具有粒徑小㈣膜孔徑的粒 ° 口此只❹機械料法來捕捉分 劑中具有粒㈣大於讀^之氧化㈣u水或有機溶 子是不夠的。同樣地，只藉由靜電吸=:化銘的膠體粒 ,,^ ^ 样电及附的帶電微粒俘獲機 …二流量微過遽法中的化學品俘獲和移除具有低 :::的粗粒子。此係因流體流動中粗粒子的慣性力i 、膠體粒子與帶電官能基之間 、、/1 η + 4壯m 包力。換言之，在微過 :Γ= 法中所使用之高流量下的超純溶劑或 按知、具有機械過濾或靜電吸任 一種的過遽介質，其純化能力會變得無法充分達 2料導體產業中所要求的潔淨度等級 有新穎技術的開發。 /、而要 二：將靜電吸附導入微孔薄膜的表面改質技術，據報 、1 %離子電荷改質劑將陽離子電荷導人過濾器薄膜 314457 11 1248829 表面以增進帶電粒子和過濾、器表面之間吸引力的方法。用 =此目的之陽離子電荷改質劑包括如聚酿胺-聚胺表氯醇 ^離子樹脂.、三聚氰胺_曱酸陽離子樹脂及雙氛胺/單乙醇 胺/甲酸的縮合產物。此技術之特徵為利用陽離子電荷改質 劑而化學改質之微孔薄膜表面能產生吸引溶液中帶電粒子 =卜電位而有效移除微粒。此外，也提出利用交聯劑使聚 m丙烯酸化學交聯至微孔薄膜的表面改質方法。铁 ::雖然，方法所製造的微過濾薄膜具有良好的不： 牙夕除效旎，但是其效率和能力對 微電子裝置製造方法中Ul，所要求之微過濾 、刀忒甲的化學口口而言仍然不夠。 2=出將離子交換基導人具有微粒移除效能之微孔 賴表面㈣成能移除金屬不純物的功能 入離子交換基的方法，例如可以 ' 'v K用羊田射誘發接枝聚合 合發上述㈣’ #多孔薄料行接枝聚合反應時， : 賴基材之機械強度減弱的情形。在接枝聚八反 4㈣射f子束會降低基材之物it/機械 的接枝微孔薄膜上形成裂縫 在額 溶劑使接枝声胗、、門而扒斗 再者，由於孔隙内的 由接枝二 1 流量減少的情形。因此，藉 由接枝XK a法將離子交換基導人在微 能性薄膜尚有金屬不純…所得到的功 足的問題。另★，也存在著由:!二:屬俘獲能力不 孔隙形狀改變或多孔薄膜孔隙受到由㈣基材引起 離子交換基阻塞伴隨流量減少的問題。“法所導入的 如上述說明，在現有技術中，目前無法找到能同時達 314457 】2 1248829 到在不久將來的最新微電子裝置製造 梦^万去所要未之不純物. :夕除:"和能力的化學品純化用設備。換言之，我們真正 而要肖b克服現有純化裝置之缺點並 … 田乂 ^ 早步私序及正好在使 用别（在POU處（使用點））以良好的 全屬尤ο仏， 丰问時移除液體中的 =、屯物和微粒之化學品純化用過遽 【發明内容】 知 本案發明人為解決上述問題深入 利用纖維薄膜材料構成過…心：“現如本發明可 或有機介質中之全屬不吨：：Γ能非常有效移除水· 該纖維薄膜材料係由離子二姑贫 凡成本杳月’ …2。二=換基及/或螯合基“具有。.1 "《十均緘維直徑及i β ;的=合物纖維薄膜基材所得到。換言：:::： ===有關特徵為包括纖維薄膜材料之過濾器 干σ亥、截、准潯Μ材料係由離；上4么# ^ 0 , 20 +係由料父換基及/或螯合基導入具 20#m之平均纖維直徑及 平均孔徑的有機聚合 # ” m之 本發明第一W " 基材所得到。具有此種與4 藉由接枝、去導μ施例有關之特徵的纖維薄膜基材甚至當 稽Φ接枝法導入離子 的機械強度，並^ 、土或整S基時也會保持優異 效過濾之液體中的^小:維❹1°大表面積，因此欲有 此纖維薄膜材料的不 '、' 物精由間單的過渡操作接觸到 也能被高效率地移二面’而甚至使液體以高流量流動時， 濾器芯件可利用古戶斤以本叙明之第-具體實施例的過 裝置製造步驟所使過濾設備，藉由吸附/過濾而自微電子 之化學品中，有效移除痕量的金屬不 314457 13 1248829 純物。 外，本案發明人發現能解決上述問題的另一種壯 =此裝置係、結合已藉由接枝聚合反應導人離子交換基及/ 材从合基的纖維薄膜材料與具有微粒移除能力的微孔薄膜 :::構=器芯件’可非常有效地移除存在於超純水： 式之二不純物的所有金屬離子、穋體金屬和微粒形 工 孟屬。換5之，本發明之二余 為包括纖維薄膜材料之a例係有關特徵 導入有離子交換美1:= 纖維薄膜材料係由

h 及/或螯合基的有機聚合物纖維薄膜A ，微孔薄膜材料所得到。已發現與單獨使 人土 ，材料或微孔材料的過渡器芯件相 ：：滅 具體實施例的過濾器芯件極其大幅地改盖了上、弟二 可移除效能’而超出熟習此項技術者所;:：純物的 【實施方式】 b 、/月的範圍。 以下將詳細說明本發明之構造。

如上所述，本發明夕筮—I 維薄膜材料之過濾器芯件，今:唯⑽係有關特徵為包括纖 基及/或整合基導入具有。二=膜材料係由離子交換 及l/zm至20/^之平均孔徑的之干均緘維直徑 所得到。 ' ^ 口物纖維薄膜基材 在本發明之第_具體實施例中，至於口 器基材之纖維基材，可以適者使用 ；可用來作為過濾 物、布或纖維束，例如紡織：或不織：材料纖維及其織 包括聚稀煙類，例如聚乙稀和聚丙；；二=:戴維基材 U化I烯fe類，例 314457 14 1248829 如聚四a乙稀（PTFE)、聚偏二氣乙稀和聚氣乙稀；聚酉旨類， 例如聚碳酸醋；聚醚、聚關、聚楓、纖維素及其共聚物； 乙稀-四氣乙稀共聚物、乙烯-乙稀醇共聚物（PVAL)等所表 不之細煙共聚物。由這些材料所製成且具有〇」”至^ …平均纖維直徑及1//m至2〇"m之平均孔徑的纖維 =材料具有大表面積且可具有大的離子交換能力’而且 輕質又容易製造。此纖維薄膜的實例包括連續纖維 (C〇ntiU_fiberS)及其製品、不連續纖維（dis_tinuous 仙叫及其製品及其單㈣。連續纖維包括如連續絲 (⑽如讀8，而此不連續纖維包括如短纖維。連 續纖維製品和不連續纖維製品包括由這些纖維所製造的久 種紡織物及不織布。另外，此等紡織/不織布可適當地用來 作為以下所述之輕射接枝聚合反應用基材，同時此等纺織/ 不織布輕質又容易製成過據器形 <，因此適合作為用來形 成本發明第一具體實施例之過濾器芯件的纖維基材。^ 可用方、本發明之第一具體實施例的纖維 平句孔住再者’本發明第一具體實施例之纖維基材的 均纖維直徑較佳為0.2//n^15//m，更佳為。心至^ A m。此外，纟#明第一具體實施例之纖維基材的平 徑較佳為1…1一，更佳為一至5心本發明 中，纖維基材的平均孔徑係藉由起泡點法測定。於本發明 之第一具體貫施例中，利用由離子交換基及/或螯合基導入 具有如上述之小平均纖維直徑和小平均孔徑之纖維：二 314457 15 1248829 ::物，薄膜材料構成過遽器芯件，發現極其大幅地改 :了繼體中金屬不純物之效能，，超出熟習此項技術 者所忐預期的範圍。雖然未能詳細明瞭此原因，但使用具 有何均纖維直徑和小平均孔徑的纖維薄膜材料，會使該 纖維薄膜材料表面能更有效接觸到含金屬離子之容、夜可 項理由。再者，該薄膜材料的纖維特性會引起； 二tr:，且會由於金屬離子對薄膜表面的質傳速率增加 而k 1¾ _子交換反應速率。 來作2發明之第一具體實施例巾，接枝聚合反應法可用 里：為將離子交換基及/或螯合基導入纖維基材的方法。尤 ::可適當地使用輕射接枝聚合反應法。此 反應法為包括利用㈣照射有機聚合物基材形成自由二， :錢即使接枝單體起始接枝聚合反應，將所要的接：聚 。：側鏈以共價結合方式導入主聚合物鏈 制接枝鏈的數目和長度，且該接枝聚合物:鏈： 適人式的聚合材料，因此輻射接枝聚合反應法最為 μ離I明之目的。當使㈣射接枝聚合反應法時，係以 茫讀基及/或螯合基之接枝側鏈的形式，將該等官 基^入聚合物基材中。 ㈣2於本發明目的所能適用之輻射接枝聚合反應法之 且二如α_射線、〆射線、厂射線、電子束和紫外線， 法包人子束適合本發明使用。此輕射接枝聚合反應 光作:广接枝聚合反應法，該方法包括使基材對輕射曝 為弟—步驟，然後使薄膜直接接觸到可聚合單體（接枝 314457 16 1248829 !體)，使聚合反應發生，及同步照射接技聚合反應法，t, 使用兩者之中任一種方法。此外射，本發明可 方法，而有包括將基材浸入單卜=基材與單體接觸的 相接枝聚合反應法，包括使單：：❸進行聚合反應的液 入^ _ 使早肢洛軋與基材接觸以起始〒 &反應的氣相接枝聚合反應法， ♦ 液中，鈇德ώ + 匕括將基材浸在單體溶 夜？後由早體溶液取出基材，利用單 =的浸潰接枝聚合反應法等，本發明可使用其中任二· 發明===⑽如纺織/不織布）為用來作為製造本 -、高Γ好r體貝&例之過遽器材料用之有機聚合物基材的 二#此纖維和纖維束在浸潰之後會將單體 ί:，隙中’因此適合浸潰接枝聚合反應法使用。此外 精由輻射接枝聚合反廉 心、去將g此基（例如離子交換基及/或 土導入u孔薄膜基材時’會大幅降低基材的機械強 又’因此不可能導入不低於某種程度之官能基。然而，例 n織/不織布的纖維薄膜基材甚至藉由㈣接枝聚合反 離子交換基及/或整合基導入其中也不會造成機械 “’因此與使用微孔薄膜基材的情形相比，此纖维 溥膜基材可導入更大量的官能基。 ’、、 MH具體實施例中’可導入有機聚合物纖 厚膜基材中的離子交換基包括，例如續酸基、碟酸基、 叛基、四級鏔基與―級、二級或三級之低級胺基。整合基 括例如何生自亞胺基二乙酸之官能基及其鹽類、衍生 314457 17 1248829 自各種胺基酸（如麵胺酸、天門冬胺酸、離胺酸和脯胺酸） 之S能基、衍生自亞胺基二乙醇胺之官能基、二硫代胺甲 酸基與硫脲基。 為了製造構成本發明第一具體實施例之過濾器芯件的 纖維薄膜材料，可使用下列任一種方法：包括使含有上述 離子交換基及/或螯合基之單體（接枝單體）在纖維薄膜基 材主鏈上進行接枝聚合反應之方法，以及包括使不含有離 子乂換基及/或螯合基，但卻含有可轉換成此等基團之一的 接枝單體在纖維基材主鏈上進行接枝聚合反應，再將該聚 &物側鏈上的g此基轉換成離子交換基及/或螯合基之方 法3有能用來作為此種目的之離子交換基的可聚合單體 包括，例如含有磺酸基的可聚合單體，如苯乙烯磺酸、乙 烯石黃酸、其鈉鹽及銨鹽；含有魏基的可聚合單體，如丙烯 @义及甲基丙稀酸’含有胺系離子交換基的可聚合單體，如 乙烯基苯甲基三甲基氣化銨(VBTAC)、甲基丙烯酸二甲基 胺基乙S旨（DMAEMA)、甲基丙烯酸二乙基胺基乙酯 (DEAEMA)及二甲基胺基丙基丙烯醯胺⑴MApAA)。另外， 不含有離子交換基及/或螯合基，但卻含有可轉換成離子交 換基及/或螯合基之官能基的可聚合單體包括，例如甲基丙 稀酉义、、佰水甘油酉旨、笨乙稀、丙稀腈、丙稀酸及氯曱基苯乙 7。例如可藉由苯乙稀接枝聚合到纖維基材上，然後使所 得產物與硫酸或氯磺酸反應產生磺化作用，而將磺酸基的 強酸^陽離子交換基導入接枝聚合物的側鏈上。另外，例 如可精由氣甲基苯乙稀接枝聚合到纖維基材上，然後將基 314457 18 1248829 材/文入亞胺基二乙醇水 子祆/合液中，而將亞胺基二乙醇基的 合基導入接枝聚合物的側# ^ 甘# ^ 0側鏈上。再者，例如可藉由對由烷 基本乙烯接枝聚合到纖唯其 職、准基材上，利用碘取代所形成之接 枝伞合物側鏈上的鹵辛其 口京基，然後使所得產物與亞胺基二 酸一乙酯反應，利用亞脸a - 7 — 亞fe基一乙酸二乙酯基取代碘，並 一步以氫氧化鈉水溶液 /夜使忒基水解，而將亞胺基二乙醇 基的螯合基導入接枝聚合物的側鏈上。 “ :D上所述’本發明之第-具體實施例的過濾器芯件包 括由離子交換基及/或螯 Ύ u 飞孑口基導入具有至20/zni之 平均纖維直徑及1 “ m 2〇 # m之平均孔徑之有機聚合物 纖維溥膜基材所得到的纖维堃 〗妁、减維潯膑材料。根據本發明之第一 具體貫施例，由於可將古矣 , 表面漢度之離子交換基及/或螯合 基¥入纖維薄膜材料中， 明 /、在被孔潯朕上進行接枝的 >知^形相比，此過濾器芯件 〜 ^ 1干j慝理大1文到金屬污染的 浴液。因此’本發明係提供具有與習知者相同形狀和尺寸， 從微電子裝置製造步驟等所使用的清洗用水或光阻 /合液冑效移除金屬離子不純物的過遽器芯件。 另外，由於將離子交換基及/或入 4皮。暴導入冒經用來作 為S σ過’慮器芯件中微孔薄膜 呼朕t又稼材枓的纖維薄膜材料 (例如不織布），因此可藉由如 符由如叫巳贋為|施之POU處過濾 步驟的相同操作移除化學品和清洗用水中的金屬不純物7 而:會造成微電子裝置製造工具之本體結構負擔。本發明 之第一具體實施例在沒有對迄今 心7 1/5隹貝苑的製程加以任何 修改的情況下，可非常容易地 勿吧叹衣在目則+導體裝置製造 314457 19 1248829 中所使用的實際設備’因此 發明係提供半導體產業突破性的；=說’也可認為本. 進。將本發明之第-呈卜展而使下一步更向前邁 品輪送夺八肢只％例的過濾器、芯件放置在化學 物。另外，益山 了減^化學品中的金屬不純 精由將本發明之第一呈轉 放置在咖處的化學品進料管線中月^她例的過遽器芯件 球管之傳送路押的、、九 了防止來自例如管和 卫的5木物接觸到晶圓表面。 維薄：二=之第二具體實施例係有關特徵為包括纖 子交=1戈二:芯件，該纖維薄膜材料係由導入有離 薄膜材料所得到。”至有機聚合物纖維薄膜基材及微孔 方；本發明之第_呈杳：,. 的纖唯絲·/― 财，至於可料作為基材 I准基材’可以適當使用上述本發明之第一目一 所說明之各種聚合材料及苴 八肢霄施例 布。但是在本發明之第_以1 j如紡織物或不織 基材之平物直/-:—…施例中，並不限制該纖維 π心卞9纖維直和平均孔徑。 此外，關於可用來作為將離子交換基 纖維基材之方法的接枝聚合反應法，其可導人有 緘維涛膜基材之離子交換基、纖㈣膜材料製 :將關於上述本發明之第一具體實施例的相同說❹寺在 本發明之第二具體實施例上。 〜在 本杂明之弟—具體實施例中所使用的纖維基材較佳呈 有0.1" m至50" m之平均纖維直徑及〇1”至1〇〇 土 /、 之平均孔徑。於本發明第二具體實施例之更佳的具體= 314457 20 1248829 及 忒、、戴維基材具有〇 ·1 V m至2 Ο // m之平均纖維直徑. 及：“mi20"m之平均孔徑。於又更佳的具體實施例中， :纖維基材之平均纖維直徑較佳為0.2"爪至15"m且更 佳為…“《^至1〇Am。此外，本發明第二具體實施例之平 均孔徑較佳為L—至10陶更佳為(―至一。 如上：述，已發現當使用具有較小平均纖維直徑和較小平 :4工的纖維基材構成過遽器芯件時’會極其大幅地提高 牙夕除各種金屬不純物的效能。 本發明第二具體實施例之過濾器芯件特徵為合併使用 ^述，人有官能基的纖維薄膜基材及微孔薄膜基材。本發 :之:二具體實施例中所使用的微孔薄膜材料包括多 合物薄膜及含有益機物當的客 ，‘，，、娀物貝的夕孔分子溥膜。該薄膜材料包 :p例如聚稀烴類’如聚乙稀和聚丙烯；函化聚稀烴類， :TFE、聚偏二氣乙烯和聚氯乙烯；聚醋類，如 曰：…聚關、聚楓、纖維素及其共聚物；乙烯 細所表示之稀烴共聚物、乙稀_乙烯醇共聚物（PVAL)等。 :發明之第二具體實施例所使用的多孔薄膜材 :、有：〇2…數微米’更佳為〇.〇2"以〇、 句孔仏3外’在本發明中，微孔薄膜的平均孔徑係藉由 如測定上述纖維薄膜㈣之平均孔 ”曰 定。 W U万去加以測 本發明第二具體實施例之過渡器芯件特 有官能基的纖維薄膜A材及料？丨笼r+ A ·、、、 返¥入 成。藉由層合這此罝二里機栈強、“才的雙層結構所構 具有優兴機械強度的材料以形成摺疊板 314457 21 1248829 並組裝過減哭# …件，而使該過濾器芯件内部可擁 薄. 腰面積。m u a — 巧八叮 、 ’在貫際製程的流量範圍内，甚至於古、、☆詈 下也能達到移除金屬不純物的效能。 、问〆瓜 有官=是在本發明之第二具體實施例中，藉由層合導入 :二的緘維薄膜材料與微孔薄膜材料而組裝的過濾器 ::所：連含有使有機溶劑中鐵離子和鋁離子聚集形成 〜低電荷密度之膠體粒子的液體，其他形式之膠 …和微粒金屬不純物及金屬離子不純物也可利用本發 明之方法加以移除。雖然尚未明瞭此機制，但認為合併使 7多孔薄膜及接枝纖維薄膜材料後使多孔薄膜擔任機械過 角色(換言之’係移除具有比薄膜孔徑更大粒徑的膠體 2子），亚且使接枝纖維薄膜材料擔任靜電吸附的角色（換 5之’係移除具有的小粒徑、小質量及高電荷密度的勝體 微粒同時吸附離子性金屬）。與單獨使用各個過渡器芯件相 比’多孔薄膜及接枝纖維薄膜材料的角色適當分配，使遍 佈在廣大範圍(小粒徑至大粒徑)之微粒的移除效能得以 乎意料地提高。 . 根據本發明之第二具體實施例，藉由層合導入有離子 父換基及/或螯合基的纖維薄膜材料及微孔薄膜材料而組 裝的高效能過過濾器芯件，係將大量的離子交換基及/或螯 合基導入該過濾器芯件中，因此可獲得具有相當長過濾壽 印的金屬離子移除效能。且本發明的成品形狀相當於習知 所使用之過濾器芯件的相同尺寸及形狀。不僅能從微電子 裝置製造方法中所使用的清洗用水和化學品中移除粒子而 314457 22 1248829 f還能移除金屬離子及膠體微粒使其純化。另夕卜將離子 ^換基及螯合基導人f知用來作為液體㈣器芯件中微孔 2膜之支撐材料的纖維薄膜材料（例如不織布），在沒有對 衣私或工具加以任何修改的情況下，經由如同習知已實施 之pou處過溏步驟的相同操作可同時移除粒子和金屬不 物同认地仗每些方面來說，我們認為本發明給半導體 產業所帶來的效益是十分重大的。藉由將本發明之第二且 體實施例的過濾器芯件放置在微電子裝置製造方法之化學 品輪送系統的循環管線中，可減少化學品中的金屬不純 物。另外，藉由將本《 — — ' ^ ^月之弟一具體貫施例的過濾器芯件 敌置在化學品進料管绫中的 “、、泉中的p〇u處，除了移除原本存在化 Γ中的金屬不純物之外，還能在晶圓接觸到化學品之 削，有效移除來自例如管和球管之傳送路徑的污染。 非離ΐI雜本^明之做法係將官能基（例如離子性親水基和 水基)導入微孔纖維材料中。在此情形中，不利 於猎由接枝聚合反應法將過度 Φ，合、土士 A L X 里的B月匕基導入微孔材料（ 曰t成如上述多孔薄膜材料之物理/趟p & 題。然而，係有利於夢由二 機械強度破壞的問 有利方、猎由接枝聚合反應法將不 ?題的適量官能基(如親水基)導入微孔薄膜中二研： 择員示微孔薄膜和液體之間的表面能差異 研九 濕（de-wetting)行為，對於古 夂溽膜的不潤

JN表面張力液轉 A 時，會改善藉由來自過渡器之微氣 ' 基 化物)通…電’因此吾 ：屬風乳 田Ρ π貝I的離子性親水 2.3 3J4457 1248829 基導入多孔薄膜材料時，可將這些液體中的微粒靜電吸附-在多孔薄膜之離子性親水基上並且移除。 可導入用於此目的之微孔薄膜的官能基包括離子性親 水基，例如磺酸基、磷酸基、羧基、四級銨基與一級、二 級或三級低級胺基；及非離子性親水基，例如醯胺基和羥 基。至於導入含有這些親水基之聚合物側鏈的技術，可使 用下列方法：包括與含有親水基之單體（接枝單體）進行接 枝聚合反應之方法，以及包括使不含有親水基，但卻含有 可轉換成親水基的單體進行接枝聚合反應之方法。含有離 子性親水基的可聚合單體包括，例如含有磺酸基的可聚合 單體，如苯乙烯磺酸、乙烯磺酸、其鈉鹽及銨鹽；含有羧 酸基的可聚合單體，如丙烯酸及甲基丙烯酸；含有胺系離 子親水基的可聚合單體，如乙烯基苯甲基三曱基氯化銨 (VBTAC)、甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯（DMAEMA)、甲基 丙烯酸二乙基胺基乙酯（DEAEMA)及二曱基胺基丙基丙烯 醯胺（DMAPAA)。含有醯胺基之非離子性親水基的可聚合 單體包括，例如丙烯醯胺、二甲基丙烯醯胺、甲基丙烯醯 胺及異丙基丙烯醯胺。含有羥基之非離子性親水基的可聚 合單體包括甲基丙烯酸2 -羥基乙酯。本身不含這些親水 基，但卻可轉換成親水基的可聚合單體包括，例如曱基丙 稀酸縮水甘油S旨、氯甲基苯乙烯及乙酸乙稀S旨。至於使這 些可聚合單體接枝聚合，然後將親水基導入該接枝聚合物 的方法可使用已知方法。例如可藉由乙酸乙烯酯之接枝聚 合法將羥基導入聚合物側鏈，然後與氫氧化鈉/甲醇混合物 24 314457 1248829 !行驗性水解反應生成經基。至於將這些官能基導入多孔. 薄膜材料的方法，較佳可使 是輕射接枝聚合反應法 述接枝♦合反應法，尤其 二'外’在本發明之第二具體實施例中，藉由接枝聚合 ^應法將官能基導人微孔薄膜材料方面，4了防止上述各 種問題發生，其接枝度介於5%至5()%之間為較佳。 [產業可應用性] 根據本如明之第一具體實施例的過濾器芯件，將大旦 = = 纖維薄膜材料中，可非常有效地移除微電子 二化學品中的痕量金屬不純物。根據 子六換及/μΓ”細例的過慮器芯件，配置含有接枝離 又換及或^纖維薄膜及微孔薄膜的雙層結構，可極1 :幅二屬移除效能並且一起移除帶電微粒、金屬離 子膠肢孟屬寻，此乃只藉由微孔薄膜所無㈣ 發明之過遽器芯件具有與習知芯件相同的尺寸和形狀二 移除金屬不純物並同時保持習知微孔薄膜過 :； 微粒移除效能。 |1的丨 该等實施例係 明限制在此等 藉由下列實施例更具體地說明本發明， 用以說明本發明之具體實施例，並非將本發 實施例之敘述中。 實施例1 之製備 照射由高密度聚 du Pont de 苯乙烯石黃酸接枝陽離子交換過濾器芯件1 在氮氣籠罩下，以150kGy的電子束 乙烯（HDPE)所製成之83g的不織布[Ε· I. 314457 25 1248829 公司之產品’商品名‘、士，··平均纖維直徑=。.5 2 β m平均孔輕（由起泡點法所測得）=5 // m，密度二65 1二厚r°.i7_]。將經過照射的不織布浸 5二本：液中’然後置於破璃容器中，接著在真空中於 5 0 C下I合二小時。蔣 、斤仔接枝不織布於6(TC下以甲苯洗 :二：：移：所不要的同元聚合物。將所獲得之不織布 進：v用丙，洗縣’然後在5〇。。下乾燥12小時，得到 的本乙烯接枝不織布。其接枝度為64%。 r的：：:=之苯乙烯接枝不織布浸潰於氯磺酸/二氯甲1 :二物(重量比2:98)中，在。。c下進行續化反應—小 "：°取出所得不織布’依照甲醇/二氯Μ混合物（重量比 1 . 9)、甲醇和水的順序加以洗滌，並乾Ρ彳3丨 mm及離子交換能力為心"“付到厚度為Ο·。 布。 力為328111响的苯乙烯石黃酸接枝不織 使用上述製備之苯乙烯石黃酸接枝不織布（有效寬声· 製備褶棚高度為一及褶襴數目為_ 豐二織布。此摺疊不織布的有效薄膜面積。將^ 摺豐不織布的各端進行熱接合1後圍繞在咖㈣ !:6mm’長度:22°叫上’接著嵌入遽罩(内徑:76mm 南度·_)之中。此濾罩係、藉由熱鑄封法以底蓋和頂笔 力形成每芯件具有200meq之總離子交 二 咼效能過滤器芯件。 7 實施例2 ^基丙稀酸縮水甘油㈣酸接枝陽離子交換2 314457 26 1248829 之製備 在實施例1所述之條件下，以電子束照射實^ 1 所使用之83g的不織布，然後浸入甲基丙烯酸縮水甘1中 中。將樣品置於玻璃容器中，接著在真空中於5〇。〇下油酯 接枝聚合三小時。將所得接衫織布 I進行 基甲醯胺中浸潰三小時，移除所不要的同元聚合物。：戶 獲得之不織布進一步用丙酮洗滌，然後在5〇。〇下乾燥 小時，得到164g的甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝不織 接枝度為97%。 /、 將上述所得接枝不織布浸潰在亞硫酸鈉溶於異丙醇/ 水的混合物（亞硫酸鈉8〇g/亞硫酸氫鈉4〇§/異丙醇=水 %〇g)中’在9(rc下進行石黃化反應六小時。取出所得不織 布依純水、2N-氫氯酸和純水的順序加以洗滌，並乾 燥得到厚度為〇.29mm及離子交換能力為294mq/m2的磺 酸接枝陽離子交換不織布。 由上述製備之接枝陽離子交換不織布（有效寬度：220 )‘備褶撊咼度為1 1 · 5 mm及褶撊數目為1 1 〇的摺疊不 、歲布此杧豐不織布的有效面積為0.56m2。使用此摺疊不 、、歲布’利用如實施例丨的相同濾芯和濾罩，組裝每芯件具 有1 65meq之總離子交換能力的高效能過濾器芯件2。 貫施例3 亞胺基一乙醇接枝螯合過濾器芯件3之製備 在貫施例1所述之條件下，以電子束照射實施例1中 所使用之83g的不織布，然後浸入氣甲基笨乙烯中（Seimi 27 314457 1248829

Chemical有限公司所制、皮 置於玻璃容器中，接著衣;V商品名“cms- 14”）。將不織布 小時。將所得接枝不織布 口反C一 時，移M n 出，在601的f苯中浸潰三小 用兩《、土竹 „ 〇物。將所獲得之不織布進一步 用丙酮洗滌，然後在5〇。 f A X r ^ Μ ^ 下乾燥1 2小時，得到！ 54的氯 甲基…接枝不織布。其接枝度為㈣。 將上述製備之不織布於 醇（重量比4: 6)的混+ C下在亞月女基二乙醇/異丙 布，用甲Η ,+ 中浸潰12小時。取出所得不織 及蔞Λ从 '& ’並乾燥得到厚度為0.28mm 及導入的亞胺基二乙醇基之 表面，辰度為285meq/m2的亞腔 基二乙醇接枝不織布。 4的亞胺 由上述製備之亞胺基二乙醇接枯X★ 99Π 、 0予接枝不織布（有效寬度·· 220mm)，製備褶撊高度 .% yr H ^ .、、 · mm及褶襴數目為120的摺 ，且不織布。此摺疊不織布的有 疊不織布，利用如…,彳 ％為〇.61m。使用此摺 ^ 刊用如只施例1的相间、、索# 、者罢 件且有1 ^ 门忒心和濾罩，組裝每芯 叶韦1 74meq之導入官能甚綸曰一 3。 月匕基總夏的高效能過據器芯件讀 實施例4 亞胺基—乙酸接枝螯合過濾器芯件4之製備 將實施例3製備之接枝不織布於5 〇它 -於丙綱之混合液中(重量比1: 15)浸潰24小時 所得不織布。然後導入亞胺基二乙酸基如下： 於8:c下在亞1 基二乙酸…/二曱基甲酸胺 (重里比1 · 9)心貝12小時，再將不織布轉移到 314457 28 1248829 1N氫氧化鈉水溶液/乙醇混合物中（體積比1 . # 埶$ 7 Π , · Ό ’接著力cr :c二…水解醋基。取出所得不織布，以純水重 複洗私，並乾燥得到厚度為〇 3〇職及導人的 酸基的量為306meq/m2的亞胺基二乙酸接枝不織布土。— 由上述所得之亞胺基二乙酸接枝不織布（有效寬度： 22〇mm)，製備褶襴高度為11.5mm及褶撊數日:、又· 晶π舛太 嫺數目為11 0的摺 宜不織布。此摺疊不織布的有效 晶兀钟女 相马0·56®2。使用此摺 $布，利用如實施例1中的相同濾芯和濾罩，”每 芯件具有mmeq之官能基總量的高效能過濾器芯件4。 比較例1 在氮氣籠罩下，以電子束昭射〗〇 「丁 · 电卞术…射l〇〇g的HDPE不織布 ^ apanVUene^a^^ . , =平均孔徑（由起泡點法所測得）=⑽m， 丄又66g/m ，厚度〇.32mm]。將妙仍 # J 打、、、工過恥射的不織布浸入 本乙烯中，然後置於玻璃 、 、圾祸合态中，接者在真空中於5〇t 進行接枝聚合三小時。鸦：讲P# _ 、 才將所付接枝不織布如實施例1之相 同方式加以洗滌和乾燥，得到 丁 j uzg的本乙烯接枝不織布。 其接枝度為1 02%。將所嬅猓夕楚7 γ t 籽所獲付之本乙烯接枝不織布如實施 例1之相同方式進行石备化反岸 _ 、 』儿汉應侍到厚度為0.9mm及離子 交換能力為635meq/m2的磺酸接枝不織布。 利用此不織布（有效寬度：22Gmm)與如實施例ι的相 同滤芯和濾罩組裝過濾器芯件時，此不織布係褶襴高度為 Π . 5mm及褶棚數目兔s山 -(由方；此不織布的大厚度）的摺疊 不織布，且所獲得之每芯件 甘〜仵的離子父換能力為257meq。 314457 29 1248829 比較例2 在如貫施例1的相同條件下，以電子束照射由超高分 子里？κ乙烯所製成之39g的微孔薄膜（孔隙度：〇·7，厚度： 0.05mm，平均孔徑：0.5/im)。將充分除氣的甲基丙烯酸 縮水甘油酯/二甲基曱醯胺混合物（重量比丨：丨）置於玻璃容 器中，將上述經過照射的多孔薄膜浸入其中，以氮氣置換 容器中的空氣，接著在40。〇下進行接枝聚合一小時。將所 知接枝多孔薄膜如實施例2之相同方式加以洗滌和乾燥， 得到51 g的曱基丙烯酸縮水甘油酯接枝微孔薄膜。其接枝 度為32%。將所獲得之接枝微孔薄膜如實施例2之相同方 式進行％化反應，得到厚度為〇.丨mm及離子交換能力為5 7 meq/m2的磺酸接枝離子交換微孔薄膜b。 比較例3 在如實施例1的相同條件下，以電子束照射如比較例 2之超高分子量聚乙烯的相同微孔薄膜。將充分除氣的甲 基丙烯酸縮水甘油酯/二曱基甲醯胺混合物（重量比4 : υ 置於玻璃容器中，將上述經過照射的多孔薄膜浸入其中， 以氮氣置換容器中的空氣，接著在5 〇 〇c下進行接枝聚合四 小時。將所得接枝微孔薄膜如實施例2之相同方式加以洗 務和乾無’得到76g的甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝微孔薄 膜。其接枝度為94%。將所獲得之接枝薄膜如實施例2之 相同方式導入磺酸基，得到具有厚度為〇 ·丨7mrn及離子交 換能力為1 7 lmeq/m2的磺酸接枝離子交換微孔薄膜c。此 離子交換微孔薄膜易碎，製成褶撊時，在褶痕處會出現微 30 314457 1248829 勺衣鏠和裂隙。故此離子交換薄膜c A ，據器之實際使用。 去承叉作為摺疊 貫施例$ · /V研， .生屬挑戰試驗（metal challenge test) 行金製備之彻枝不織布過遽器芯件1進 液，使复式^以含有2〇〇_白勺鐵之超純水作為進料溶 收:L/min至2GL/min的流量流動，藉由原子吸 中：鐵::rf夜中的鐵濃度。在此液體流量範圍内，濾液 ^降低到〇.6ppb至1.9PPb的範圍，顯示出良好 、鐵不純物移除效能。 貝知例6 :金屬挑戰試驗 使用異丙醇代替純水作為進料溶液，進行金屬挑戰試 ^。利用含有20〇ppb的銅之異丙醇溶液，在如實施例$ 、同彳木件下進行貫驗。濾液中的銅濃度降低到〗5ppb至 2 1PPb的乾圍，顯示出甚至在異丙醇介質中也有如同在純 水中移除金屬不純物的能力。 貫施例7 :金屬挑戰試驗 將貫施例1製備之磺酸型接枝不織布切成具有直經為 7 mm的圓盤（有效面積：1 3.1 cm2)，固定在支#容器中^ ;此狀I、下’使含有200ppb的銅之石肖酸銅（II)水溶液，以 lOmL/min至4〇mL/min的流量流動，並測量流出物中的銅 /辰度銅/辰度降低到0.3ppb至1.5ppb的範圍，顯示出鋼 不純物的移除能力。 以上述相同方式，將比較例1製備之磺酸接枝不織布 A切成圓盤，並且在上述相同條件下進行金屬挑戰試驗。 314457 1248829 濾液中的銅濃度只有降低丨 月牛瓜到45Ppb至85ppb的範圍。 由上述所得結果，可备 瞭角牛使用本發明之具有細微纖维 直徑及細微孔徑之不織布制 ^ ’衣備的濾材具有非常良好之移 金屬不純物的能力及效沾 . ^ , 此刀及放此。與使用具有大纖維直徑及大 從的習知不織布（例如不钟 、， π U Η不織布A)所製得之濾材相比有顯著 的差異。 ' 實施例8 :過濾器壽命評估 將實施例2製備之石黃酸接枝不織布切成具有直徑為47 _的圓盤(有效面積：⑴⑽”，然後固定在支撐容器中。 ^含有955ppb的銅之硝酸銅（π)水溶液，以—[/Μη的流 量流動。㈣量濾液中的銅濃度，發現為〇·25_。進一： =肖&L銅（II)水洛液保持連續流動，直到金屬離子貫穿渡材 I生為止。在濾液體積為13.4L·時（參見第1圖），銅離子 、、出i ;慮液中。達到此點之吸附在不織布的銅離子總 =為〇.202mmol。顯示本發明之磺酸接枝不織布具有非常 高的離子交換能力。 相較之下’將比較例2製備之磺酸接枝微孔薄膜切成 為47mm的圓盤（有效面積· 131cm2)，然後在上述相 备、件下進行金屬挑戰試驗。初期濾液中的銅離子濃度像 綠1Ppb樣低’但是當進一步使硝酸銅（π)水溶液保持連 灵 < 動^ ’在濾液體積為4.5L時發生金屬貫穿濾材（參見 、® )的h化。達到此點之吸附在微孔薄膜的銅離子總量 為 〇.〇68 7mm0卜 由上ι4所得結果，可認知到含有本發明之纖維薄膜材 32 314457 1248829 ;:、、思材/、有移除非常大量金屬不純物的能力而且還能延， 長過渡器壽命。 實施例9 砀I接枝不織布/無接枝微孔薄膜過濾器芯件之製備 利用兩種過濾薄膜製備具有褶撊高度為1 4mm及褶襴 數目為1 45的雙層積層薄膜，其第一種為實施例1製備之 f酸接枝不織布（有效寬度：220mm)，另一種為超高分子 $聚乙烯（分子量：1，〇〇〇,〇〇〇)所組成之具有厚度為100" m，孔徑為0·2// m及孔隙度為6〇 〇%的微孔薄膜（有效寬 度· 220mm)。此摺疊之積層過濾器的有效面積為〇.89皿2。 將此指$過攄為接合在一起，圍繞在高密度聚乙稀所製成 的内忍上（内徑：46mm，長度：22 0mm)，然後嵌入濾罩中 (内徑·· 76mm，高度：220mm)。此濾罩係藉由熱鑄封法利 用頂蓋和底蓋密封以組裝高效能過濾器芯件5。 實施例1 0 石黃酸接枝不織布/羧酸接枝微孔薄膜過濾器芯件之製備 在實施例9的相同條件下，以電子束照射實施例9所 使用由超高分子量聚乙稀製成之3 9 g的相同微孔薄膜。將 此經過照射的微孔薄膜浸入丙烯酸/水/甲醇混合物中（重 量比10 : 45 : 45)，接著在真空中於50°C下聚合兩小時。 將所得接枝多孔薄膜取出，以純水洗滌三次，移除所不要 的同元聚合物，在50°C下進一步乾燥12小時，得到44g 的丙烯酸接枝微孔薄膜。其接枝度為1 2%，而厚度為! 314457 1248829 利用實施例1製備之磺酸接枝不織布（有效寬度：22〇 mm)和上述所得之丙烯酸接枝多孔薄膜（有效寬度：22〇mm) 的兩種過濾薄膜製備具有褶襴高度為14mm及褶撊數目為 145的摺疊積層薄膜（有效面積：〇 89m2)。以實施例9的相 同方式製備摺疊過遽器’然後利用如實施例9的相同滤芯 和濾罩，組裝高效能過濾器芯件6。 實施例1 1 磺酸接枝不織布/羧酸接枝微孔薄膜過濾器芯件之製備 在實施例9的相同條件下，以電子束照射由聚乙稀纖 維所組成之丨0(^的HDPE不織布[Japanviiene公司之產 品，商品名“OX8901，，，平均纖維直徑=2〇至，平均 孔徑m(由起泡點法所測得），面密度=66_2，厚度 。將此經過照射的不織布浸入苯乙浠，置於玻璃 σσ 中，4妾者 吉 C A °r^ —r~ 具工中於50 C下進行聚合反應三小時。將 接枝不織布如實施例9之相同方式加以洗蘇和乾燥，得到 2〇2g的本乙細接枝不織布。其接枝度為】，。將所獲得 之苯乙烯接枝不織布以實施例9的相同方式進行石黃化、洗

滌和乾燥，得到厚产或π A 2 ^ 又為〇.9mm及離子交換能力為635meq/ m的崎酸接枝不織布。 將上述獲得之叾兰缺 只酉夂接枝不織布在實施例1 〇製 烯酸接枝多孔薄膜上抑班、 衣侑之丙 、_置成雙層結構，製備具有褶撊高度 為14mm及褶襴數目发 為9〇的摺疊積層板（有效面積·· 〇 m2)。利用此摺疊積声 、.

貝智扳，以貫施例9的相同方式組裝高效 能過濾器芯件7。 π q A 314457 34 1248829 實施例1 2 績酸接=織布/四級銨接枝多孔薄膜過件之製備. 估在貝施例9的相同條件下，以電子束照射實施例9所 吏用由超高分子量聚乙烯製成之％的相同微孔薄膜。將 此經過照射的不織布浸入氯甲基苯乙稀/甲笨混合物(重量 比h 10)，置於破璃容器中，在60t下進行接枝聚合反應 四小N·。將所得接枝薄膜取出，依照甲苯和丙酮的順序加 以洗滌，移除所不要的同元聚合物，纟5(rc下進一步乾燥 12小時，得到接枝度為34%之叫的氯曱基苯乙稀接枝薄 膜0 將19.9g的上述獲得之接枝微孔薄膜在三甲胺/異丙醇 /純水（重$比1 : 3 : 1〇)的混合物中保持浸潰，於5(Γ(：下 進行反應12小時。取出所得之胺改質薄膜，依照純水、 N-氫氯酸和純水的順序加以洗滌，在⑼它下進一步乾燥 小時，得到及23.2g的四級銨改質微孔薄膜。其厚度為〇13 mm ° 以實施例9的相同方式，利用雙層結構中實施例1製 備之續酸接枝不織布（有效寬度：220mm)和上述所得之四 級铵接枝微孔薄膜（有效寬度：220mm)的兩種過濾薄膜製 備具有糟撊高度為1 4mm及褶棚數目為1 45的摺疊積層過 濾器（有效面積·· 〇.89m2)。利用此摺疊積層過濾器，以實 施例9的相同方式組裝高效能過濾器芯件8。 實施例13 ··金屬挑戰試驗 使用實施例9至11所分別製備之高效能過濾器芯件 35 314457 1248829 5 6 7進仃金屬挑戰試驗。以含有2〇〇ppb 么；隹对_、、六、、★ 、、哉之純水作· :’合’文’使其以5.〇L/min至20L/min的济旦、亡 羞慮液中的鐵濃度。在此 動/則 '及在此，夜脰流里靶圍内，濾液中的错、曲 f在過濾器芯件5的情形下，降低到0.6ppb至“ 犯圍’在過遽器芯件6的情形下，降低到〇.〇2Ppb至PPb的 的範圍；在過滹哭# .〇4ppb 、4 口口心件7的情形下，降低到〇 的範圍。所古-, Ppb至2.2ppb 有二個過濾器芯件均顯示出優異 除效能。特別e、n。 〇鐵不純物移 疋過濾器芯件6能得到最好的处 由於使用導入羚舻| 夕 1、、'。果可認為是 孔薄膜，得以^ 孔薄膜作為構成過渡器芯件之多 而提供更、二微孔㈣面對於水的不潤濕性質，因 又阿的移除效能之故。 鈿例14 :金屬挑戰試驗：異丙醇 冰除了使用含冑200ppb的鐵之異丙醇作為進H 只鉍例I3的相同方式，進' 屬挑戰試驗。滹液中的趙# 心―'件5和6的金 降低到02 h:的鐵，辰度在過渡器芯件5的情形下， •2ppb至〇.6ppb的範圍 下，降低到o.〇4ppb至0·08ρ 一…件6的情形 對於異丙醇以& k h U巳圍。兩個過濾器芯件 別是過淚哭〜±… 私除鐵不純物之良好效能。特 、愿态芯件6能得到非當 竹 用導入陽、、…果，可認為是由於使 1 雒子父換基之多 尺 孔薄臈，孔厚版作為構成過濾器芯件之多 仔以改善吸附帶電料私ΛΛ 4 & 效能之故。 、的效此，因而提供高移除 比較例4 使用多孔薄膜過濾器芯件自 ㈢異丙醇中移除鐵 314457 36 1248829 利用貫施例9所使用之超高分子量聚乙烯微孔薄膜和 實施例1所使用之接枝處理前的聚乙烯纖維不織布（E· L du Pont de Nemours公司之產品，商品名“Tyvek，，），以實施 例9的相同方式形成摺疊積層板，並以實施例9的相同方 式組裝過濾器芯件D。在實施例14的相同條件下使用此過 濾器芯件D進行金屬挑戰試驗，流出物中的鐵離子濃度在 4.0ppb 至 13.1ppb 的範圍 實施例1 5 :以微氣泡流出評估起始性質 分別使用上述實施例9所製備之高效能過滤器芯件5 和上述實施例10所製備之高效能過濾器芯件6，觀測其微 氣泡流出行為來評估高效能過濾器之起始性質。將裝滿Ο L之緩衝氫氯酸的循環容器連接至泵，依照過遽器芯件$ 或6及動態光散射型粒子計數器的順序加以"，使液體 =、16eL/min的流量進行循環。開始循環之後，由粒子計數 态測$來自過濾器芯件之濾液中的微氣泡數目。其结果示 :第2圖。在使用續酸接枝不織布/無接枝微孔薄膜㈣器 芯件5的實驗中，觀測到有微氣泡流出的行為。另一方面， 繼續酸接枝不織布/緩酸接枝微孔薄膜過濾器芯件6 的貫驗中、，微氣泡數目於開始循環之後的短時間内迅速地 減少。過濾器芯件6顯示在起始過程中濾液的微氣泡數目 較：減：，係由於羧酸基導入微孔薄膜的表面改質所致。 將㈣表面轉換成親水性會改變此薄膜之表面能並導 ，此湾膜對於卿溶液有較好的潤濕性。 貫施例16 :金屬挑戰試驗 314457 37 I248829 使用上述實施例11所製備之高效能過濾器芯件7進行- 金屬挑戰試驗。以pH值為4及含有2.2ppb的鐵之純水作 為式驗液，使其以5.0L/min至20L/min的流量流動，測量 z處’夜中的鐵濃度。在此液體流量範圍内，濾液中的鐵濃度 牛低到0.04ppb至0.06ppb的範圍，顯示出良好的鐵移除 效合t 此。以相同方式，使用pH值為7及含有4·6ppb的鋁離 子> '^純水，使其以5.0L/min至20L/min的流量流動’測量 應夜中的鋁濃度。在此液體流量範圍内，濾液中的銘濃度 降低到0.03PPb至0.05ppb的範圍，顯示出良好的铭移除 致能。 【圖式簡單說明】 第1圖為表示實施例8的實驗結果圖。 第2圖為表示實施例1 5的實驗結果圖。 38 314457

Claims (1)

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第92104150號專利申請案 申請專利範圍修正本 、 （94年7月8曰） 種過濾心件，该過濾為芯件包括：纖維薄膜材料， 係由將離子交換基及/或螯合基導入於具有〇1#爪至 2〇_之平均纖維直徑及心m之平均孔徑的 有機聚合物纖維薄膜基材而得到。 2·如申請專利範圍帛μ之過濾器芯件，其中，藉由輻射 接枝聚合法將含有離子交換基及/或螯合基的聚合物側 鏈導入在該有機聚合物纖維薄膜基材的主鏈上。 3.如申請專利範圍帛w之過濾器芯件，其中，該纖維基 材係紡織物或不織布。 4·如申請專 換基係選 二級或三 亞胺基二 5. —種過濾 入於具有 至 100// 1 之纖維薄 6 · —種過濾 入於具有 至 100// 1 到的纖維 自石黃酸基、歧基、_、四級錄基與-級、 級低級胺基，且該螯合基係選自二乙醇胺基、 乙酸、二硫代胺甲酸基與硫脲基。 盗芯件’包括：將離子交換基及/或螯合基導 0.1心至5—之平均纖維直徑及〇1心 η之平均孔徑的有機聚合物纖維薄膜基材所得 膜材料，和微孔薄膜材料。 器芯件，包括：將離子交換基及/或螯合基導 "㈣至5”m之平均纖維直徑及〇.l"m 二之平均孔徑的有機聚合物_薄職材所得 薄膜材料，和將親水基導人有機多孔薄膜基材 3M457修正本 1 1248829 而得到的微孔薄膜材料。 7. 如申請專利範圍第5項之過濾器芯件，其中，藉由輕射， 接枝聚合法將含有離子交換基及/或螯合基的聚合物側‘ 鏈導入在該有機聚合物纖維薄膜基材的主鏈上。 · · 8. 如申請專利範圍第5項之過濾器芯件，其中，該纖維基· 材係紡織物或不織布。 9·如申請專利範圍第5項之過濾器芯件，其中，該有機聚 合物纖維薄膜基材具有0.1/-至20,爪之平均纖維直鲁 控及1// m至2〇e m之平均孔徑。 10.如申請專利範圍第5項之過濾器怒件，其中，該離子交 換基係選自料基、璘酸基、及㈣之陽離子交換基， 或選自四級銨基與-級、二級或三級之低級胺基之陰離 子交換基；該螯合基係選自二乙醇胺基、亞胺基二乙 ^ 一 &代胺甲酸基與硫脲基；該親水基係選自碏酸 基、麟酸基、叛基、四級銨基'三級胺基、二級胺基與 -級胺基之離子性親水基或選自醯胺基與經基之非離φ 子性親水基。 ‘ U·如申請專利範圍第5項之過渡器芯件，其中，該微孔薄. 膜之平均孔徑為〇·〇2 “ m至i 〇 #爪。 以如申請專利範圍第^項之過渡器芯件，其中，該微孔 溥膜之平均孔徑為0.02//111至〇 5#m。 13·如申請專利範圍第6項之過遽器芯件，其中，藉由輕射 接枝聚合法將含有離子交換基及/或f合基的聚合物側 鏈導入在該有機聚合物纖維薄膜基材的主鏈上。 314457修正本 2 I248829 4 ·如申請專利範圍第6項之過濾器芯件，其中，該纖維基 材係紡織物或不織布。 1 5 ·如申請專利範圍第6項之過濾器芯件，其中，該有機聚 B物纖維薄膜基材具有0.1 // m至2 Ο μ m之平均纖維直 k及l//m至20//rn之平均孔徑。 1 6 ·如申請專利範圍第6項之過濾器芯件，其中，該離子交 換基係選自磺酸基、磷酸基、及羧基之陽離子交換基， 或選自四級銨基與一級、二級或三級之低級胺基之陰離 子交換基；該螯合基係選自二乙醇胺基、亞胺基二乙 酸、二硫代胺甲酸基與硫脲基；該親水基係選自磺酸 基、磷酸基、羧基、四級銨基、三級胺基、二級胺基與 一級胺基之離子性親水基或選自醯胺基與羥基之非離 子性親水基。 1 7·如申請專利範圍第6項之過濾器芯件，其中，該微孔薄 膜之平均孔徑為0.02// m至1.0# m。 1 8.如申請專利範圍第！ 7項之過濾器芯件，其中，該微孔 薄膜之平均孔徑為〇.〇2//m至〇·5//ηι。 1 9 · 一種用以將水或化學品進料至微電子裝置製造方法之 系統，其特徵為將申請專利範圍第丨至丨8項中任一項 之過濾器芯件納入微電子裝置製裎之水或化學品的進 料管線中。 3 314457修正本