过滤器组件和过滤器制造技术

本实用新型专利技术描述一种过滤器组件和一种过滤器。所述过滤器组件，其特征在于其包含：包含聚酰亚胺聚合物且具有边缘的多孔滤膜；和包含热塑性含氟聚合物的支撑件，其中所述边缘热粘合至所述支撑件以在所述边缘与所述支撑件之间提供不透流体的密封件。

【技术实现步骤摘要】
过滤器组件和过滤器本技术要求2019年2月27日提交的美国申请第62/811,334号的权益，所述申请以全文引用的方式并入本文中。
以下说明书涉及含有聚酰亚胺的多孔滤膜(“聚酰亚胺膜”或“聚酰亚胺滤膜”)；和包括聚酰亚胺滤膜的过滤器和过滤器组件(即，过滤器的任何部分、零件、子组件或结构)。
技术介绍
滤膜和过滤器产品是现代工业必不可少的工具，用于从有用的流体材料分离非所需的材料。非所需材料包括杂质和污染物，如粒子、微生物和溶解的化学物质，其可从适用流体去除，如：水；液体工业溶剂、原料或处理流体；或具有医疗或医药价值的液体溶液。例示性过滤器用于从溶液(如缓冲液和制药业中的含有治疗剂的溶液)去除粒子和细菌，用于处理用于微电子和半导体加工的超纯水溶液和有机溶剂溶液，和用于水纯化工艺。在一种特定用途中，用于半导体加工的光刻步骤的液体必须使用过滤器处理以去除杂质。为了执行过滤功能，过滤器产品包括负责从流体去除非所需材料的滤膜。滤膜可视需要呈平薄片形式，其可为卷绕(例如以螺旋方式)或褶状的等。滤膜可替代地呈中空纤维或毛细管形式。滤膜可含于包括入口和出口的外壳内，以使得过滤的流体通过入口进入且在穿过出口之前穿过滤膜。流体中的非所需材料通过以机械或静电方式被滤膜捕获，例如通过筛分或“非筛分”机制，或两者从流体去除。筛分机制为借以从液体流去除粒子的一种过滤模式，其通过归因于粒子移动对膜孔的机械干扰而将粒子保留于膜孔中。在此机制中，粒度的至少一个维度大于孔径。“非筛分”过滤机制为借以使滤膜保留流动穿过滤膜的液体中所含的悬浮粒子或溶解材料的过滤模式，其不仅以机械的方式，例如其包括静电机制，以使粒子或溶解材料静电吸引至和保留于滤膜的外表面或内表面(深度过滤)。滤膜可为多孔聚合膜，其平均孔径可基于过滤器的预期用途，即，将使用过滤器进行的过滤类型而选择。典型孔径在微米或亚微米范围内，例如为约0.001微米至约10微米。具有约0.001至约0.05微米的平均孔径的膜有时被分类为超滤膜。孔径在约0.05与10微米之间的膜有时被分类为微孔膜。对于商业使用，滤膜还必须展现有效和可靠的过滤功能性，例如必须能够从穿过滤膜的连续流体流有效地去除高量的杂质。通常通过包括通量和保留率的两个参数来评估过滤性能。通量评估流体通过过滤器或滤膜的流动速率，且必须足够高以反映穿过过滤器的高流量水平是可能的，因此过滤器为经济上可行的。保留率一般是指从穿过过滤器的流体流去除的杂质的量(以％计)且为过滤器效率的示度。膜通量和保留率均显著取决于膜微观结构。具有较小孔的膜以较低通量为代价而具有较高泡点和较好筛分保留能力(假设相同膜形态和厚度)。假设相同膜形态和厚度，较大孔径对应于较低泡点和较低筛分保留率，但通量较高。膜的非筛分保留能力是一种更复杂的特性，除膜微观结构和孔径以外，其还取决于膜表面特性(如电荷)。膜过滤的主要商业兴趣的一个领域为半导体工业中从光致抗蚀剂溶液去除污染。随着半导体工业走向较小节点，污染问题变得更难以解决，因为较小尺寸的粒子变为可在半导体衬底中产生缺陷的潜在污染物。光致抗蚀剂流体中的潜在污染物包括有机或无机性质凝胶、离子或纳米粒子。在较大加工系统内适用的过滤器(例如用于半导体装置制造)将包括含有滤膜和其它非膜结构的外壳。非膜结构的材料应优选为惰性的且对被过滤器处理的流体没有影响。非膜结构不应以任何方式影响流体，如通过向流体中呈现污染物而改变流体的组成。随着微电子装置特征和相关加工特征的尺寸持续减小，允许越来越小的材料变为半导体加工中的潜在污染物，用于制备过滤器外壳和其它非膜过滤器结构的材料可以从那些材料去除(提取)且变得存在于穿过过滤器的流体中的有机材料的形式促进污染物。已知氟化聚合物，例如热塑性氟化聚合物适用作过滤器外壳或其它非膜过滤器结构。含氟聚合物为相对惰性的，且可通过提取产生比通过其它聚合物，如聚烯烃(例如聚乙烯)产生的有机材料污染水平更低的水平。但并非全部类型的聚合滤膜能够并入至由含氟聚合物制成的过滤器外壳中。在组装过滤器期间，滤膜的末端或边缘必须以在末端或边缘与支撑表面(例如端件)之间产生液密密封件的方式紧固至热塑性含氟聚合物支撑表面(例如，和“端件”)。此步骤有时称为“罐封(potting)”步骤(也称为“热粘合步骤”)，需要将聚合滤膜和热塑性含氟聚合物支撑件加热至相对较高温度以软化含氟聚合物，例如至少200、300或400℃。用于形成聚合滤膜的许多聚合物不足够热稳定以耐受在热粘合步骤期间达到的温度。过滤技术(尤其在半导体制造工业中)需要朝向鉴别新滤膜和过滤器持续进展，所述新滤膜和过滤器有效地从适用流体去除不断变小的污染物，且不导致材料(例如有机材料)从过滤器结构释放至被处理以去除污染物的流体中。
技术实现思路
以下说明书涉及过滤器组件和过滤器，其包括固定至热塑性结构(例如非膜过滤器组件)，如含氟聚合物端件的含有聚酰亚胺的滤膜(有时在本文中简称为“聚酰亚胺滤膜”或“聚酰亚胺膜”)。本说明书还涉及制备如所描述的过滤器和过滤器组件的方法，和使用如所描述的滤膜、过滤器组件或过滤器的方法。聚酰亚胺膜可适用于任何类型的用于任何目的的过滤器，但在本文中描述为适用于过滤半导体加工中所用的液体流体，例如光致抗蚀剂溶液或光致抗蚀剂溶液的溶剂。在微电子装置加工领域中，使用广泛多种液体材料，其中的许多在极高纯度水平下使用。举例来说，用于微电子装置光刻加工的溶剂必须为极高纯度，并且因此，需要稳定和清洁的滤膜来提供这些材料的有用来源。微电子加工中所用的液体材料可为强酸性或腐蚀性的，且通常在高温下使用。这些液体尤其在高温下倾向于溶解或减弱过滤器中所用的许多常用聚合材料，如聚烯烃和尼龙。出于此原因，被视为展现高水平的化学惰性和热稳定性的氟化聚合物，如聚(四氟乙烯)(PTFE)通常用于过滤器，所述过滤器用于处理微电子装置加工中所用的液体材料。各种商业使用可受益于如本文所述的过滤器的性能特性，包括：用于半导体、LCD平板显示器、硬盘驱动器、有机发光二极管(OLED)半导体结构和其它电子装置制造行业的光致抗蚀剂化学分配系统；用于半导体、LCD平板显示器、硬盘驱动器、OLED和其它电子装置制造行业的有机溶剂过滤；供这些特定化学调配物的化学公司供应商使用的光致抗蚀剂化学制造方法；有机溶剂纯化和供应系统；以及高纯度有机溶剂制造方法。根据本技术说明书，使用含有聚酰亚胺的滤膜和用于非膜结构的含氟聚合物材料制得过滤器或过滤器组件。聚酰亚胺膜在将膜紧固至热塑性含氟聚合物支撑件(如端件)的罐封步骤所需的温度下为温度稳定的。聚酰亚胺膜还展现有用或有利的过滤特性，如可以流过膜的液体的有用的流动水平(例如通量)，和良好或有利的粒子去除效率(例如“保留率”)。相比于其它类型的聚合过滤器外壳，用于非膜过滤器结构的含氟聚合物材料产生较低水平的提取至穿过过滤器的液体中的有机材料。如本文中所呈现，由含有聚酰亚胺的聚合物制成的膜可适用作滤膜，因为这些类型的聚合物可展现极好的化学相容性，包括与许多通常用于进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种过滤器组件，其特征在于其包含：/n包含聚酰亚胺聚合物且具有边缘的多孔滤膜；和/n包含热塑性含氟聚合物的支撑件，/n其中所述边缘热粘合至所述支撑件以在所述边缘与所述支撑件之间提供不透流体的密封件。/n

【技术特征摘要】
20190227 US 62/811,3341.一种过滤器组件，其特征在于其包含：
包含聚酰亚胺聚合物且具有边缘的多孔滤膜；和
包含热塑性含氟聚合物的支撑件，
其中所述边缘热粘合至所述支撑件以在所述边缘与所述支撑件之间提供不透流体的密封件。


2.根据权利要求1所述的过滤器组件，其特征在于所述边缘如下热粘合至所述支撑件：通过使所述滤膜和所述支撑件持续足以软化所述热塑性含氟聚合物的时间暴露于至少300℃的温度。


3.根据权利要求1所述的过滤器组件，其特征在于所述聚酰亚胺聚合物具有至少1000mN/5mm的纵向拉伸强度和至少1000mN/5mm的横向拉伸强度。


4.根据权利要求1所述的过滤器组件，其特征在于所述滤膜的厚度为10至200微米。

【专利技术属性】
技术研发人员：大屋敷靖，坂野明広，
申请(专利权)人：恩特格里斯公司，
类型：新型
国别省市：美国;US