在黃光製程裡，光阻、稀釋劑一路送到塗佈機台前，終端過濾最常見的濾膜材質之一就是 UPE。黃光工程師選濾心時，最常問的是這三個問題：
- 為什麼光阻過濾多半選 UPE？
- 精度選 2 nm，一定比 10 nm 好嗎？
- 顯影液和光阻，可以用同一種濾心嗎？
這篇依序回答，並把浚淵半導體級 UPE 濾芯的實際規格數字放進來。
- UPE 是什麼？
- 光阻過濾要對付的四種東西
- UPE 為什麼適合黃光製程？
- UPE 與 Nylon 66：篩除與吸附
- 精度越細越好嗎？看壓差的代價
- 上線與使用注意事項
- 常見問題
UPE 是什麼？
UPE 是超高分子量聚乙烯（Ultra-High Molecular Weight Polyethylene）。它和一般的 PE 一樣只由碳和氫組成，差別在分子鏈的長度：UPE 的分子量高達數百萬，鏈越長，材料越強韌、越耐磨，才能做成又薄又強的微孔膜。
分子結構只有碳氫、沒有極性官能基，帶來兩個特性：一是化學性質穩定、本徵潔淨度佳；二是天然疏水，水無法自己潤濕它的膜孔。這兩點，正好決定了 UPE 在黃光製程裡的優勢與限制。
光阻過濾要對付的四種東西
四種東西都是越小越難處理，而且其中兩種（膠體、微氣泡）和壓差直接相關。這也是為什麼黃光製程選濾心，不能只看精度。缺陷怎麼一路影響到良率，見〈液體濾心選型不當，會如何影響晶圓良率？〉。
UPE 為什麼適合黃光製程？
1. 析出物低
浚淵半導體級 UPE 摺疊濾芯的金屬與有機析出量都低，金屬潔淨度可選 < 3 或 < 25 µg/device。對光阻這種會把雜質直接帶上晶圓的藥液，濾心本身的潔淨度就是第一道門檻。析出物的量測方式見〈濾心金屬溶出物怎麼測？ICP-MS 如何評估濾心潔淨度〉與〈濾心有機析出物怎麼分析？NVR 與 TOC 的測試方法與差異〉。
2. 精度從 2 nm 到 0.2 µm
同一種膜材涵蓋 2、5、10、20、30、50 nm 與 0.1、0.2 µm，從藥液供應端的預過濾到機台前的終端過濾，都能用同一個材料體系規劃。
3. 光阻溶劑可以直接潤濕
UPE 雖然疏水，但光阻常用的有機溶劑表面張力低，可以潤濕膜孔。反過來，水與水系顯影液就無法自發潤濕 UPE，需要預潤濕處理（見後文注意事項）。
4. 黃光常用化學品的相容性
| 化學品／特性 | UPE | Nylon 66 | PP | 疏水 PTFE |
|---|---|---|---|---|
| IPA（20 °C） | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ |
| PGMEA／PGME（20 °C） | ◎ | ○ | ○ | ◎ |
| TMAH 5%（20 °C） | ◎ | ○ | ◎ | ◎ |
| 親疏水 | 疏水 | 親水 | 疏水 | 疏水 |
相容判定引用浚淵〈半導體製程過濾〉類別頁的製程化學品相容對照表：◎ 長期相容／○ 一般相容，注意濃度與溫度上限／△ 條件性相容，需先做浸泡測試／✕ 不相容。
浚淵 UPE 濾芯規格
| 項目 | 規格 |
|---|---|
| 濾膜 | 疏水性 UPE 微孔膜 |
| 精度 | 2 / 5 / 10 / 20 / 30 / 50 nm、0.1 / 0.2 µm |
| 支撐層與骨架 | HDPE 支撐層、導流層、外殼、中心杆與端蓋 |
| O-ring | EPDM 或 TEV 改質乙丙橡膠（222 型） |
| 膜面積（10 吋） | Ø68 mm：1.2 m²；Ø83 mm：1.8 m² |
| 最高溫度 | 40 °C |
| 最大正向壓差 | 0.34 MPa（49 psi）@ 25 °C |
| 最大反向壓差 | 0.24 MPa（34 psi）@ 25 °C |
| 金屬潔淨度 | 可選 < 3／< 25 µg/device |
| 出貨型式 | 乾式，或超純水預潤濕 |
UPE 與 Nylon 66：篩除與吸附
浚淵另一支黃光製程用的濾芯是半導體級 Nylon 66 摺疊濾芯。兩者不是誰取代誰，而是攔截方式不同：
| 項目 | UPE | Nylon 66 |
|---|---|---|
| 親疏水 | 疏水 | 天然親水 |
| 攔截方式 | 以孔徑篩除為主 | 篩除之外，極性醯胺基對極性雜質有吸附作用 |
| 潤濕 | 光阻溶劑可潤濕；水系藥液需預潤濕 | 超純水即可潤濕，不需酒精預潤濕 |
| 精度 | 2 nm – 0.2 µm | 2 nm – 0.1 µm |
| 膜面積（Ø68 mm、10 吋） | 1.2 m² | 0.7 或 1.3 m² |
| 最高溫度 | 40 °C | 40 °C |
| PGMEA／PGME | ◎ | ○ |
兩者可以依缺陷類型分工，或前後搭配使用：以篩除硬顆粒與膠體為主的位置用 UPE；需要額外吸附極性雜質時，再考慮 Nylon 66。實際組合應以晶圓缺陷數據驗證。四大材質的完整比較見〈液體濾芯材質差在哪？PES、PTFE、PP、UPE 一次看懂〉。
精度越細越好嗎？看壓差的代價
下表是浚淵 UPE 濾芯各精度的乾淨初始壓差（超純水 25 °C、Ø68 mm 單支 10 吋、膜面積 1.2 m²），以 0.5 GPM（約 1.9 LPM）為例：
| 精度 | 壓差斜率（kPa／GPM） | 0.5 GPM 時壓差 | 相對 50 nm |
|---|---|---|---|
| 2 nm | 30.29 | 約 15.1 kPa | 約 9.0 倍 |
| 5 nm | 23.76 | 約 11.9 kPa | 約 7.1 倍 |
| 10 nm | 14.09 | 約 7.0 kPa | 約 4.2 倍 |
| 20 nm | 7.928 | 約 4.0 kPa | 約 2.4 倍 |
| 30 nm | 6.054 | 約 3.0 kPa | 約 1.8 倍 |
| 50 nm | 3.362 | 約 1.7 kPa | 1 倍 |
斜率取自浚淵 UPE 濾芯流量曲線（超純水、乾淨初始壓差）；表中壓差為依斜率計算的參考值。
同樣流量下，2 nm 的壓差約是 50 nm 的 9 倍。這會帶來兩個實際問題：
- 光阻與溶劑比水黏。實際壓差要再乘上該液體的黏度比。例如黏度是水 3 倍的液體，2 nm 濾芯在 0.5 GPM 時的初始壓差就約為 45 kPa。
- 壓差越大，膠體越容易被擠過膜孔，溶解氣體也越容易析出成微氣泡。所以細精度更需要用低流量、較大膜面積或多支並聯，把壓差壓低。
上線與使用注意事項
- 選對出貨型式：UPE 濾芯可選乾式或超純水預潤濕出貨。
- 光阻與溶劑要逐步置換：用於光阻與溶劑時，以製程溶劑逐步置換潤濕液，避免界面殘留造成缺陷。水與部分光阻溶劑的互溶性有限，直接切換可能在膜孔內留下兩相界面。
- 水系藥液先完成潤濕：顯影液等水系藥液無法自發潤濕疏水的 UPE，要選超純水預潤濕型號或先完成潤濕；也可以考慮天然親水的 Nylon 66。
- 溫度 40 °C 以內：這是浚淵 UPE 濾芯的最高溫度。
- 排氣：上線時把濾殼與濾芯內的空氣排乾淨，避免氣泡帶到下游。
- 監控壓差：最大正向壓差 0.34 MPa、反向 0.24 MPa（25 °C）；日常以初始壓差的變化趨勢判斷負載。
- 潔淨度等級：越靠近晶圓的位置，越值得選較高的金屬潔淨度等級（< 3 µg/device）。
- 用缺陷數據驗證：以實際光阻或溶劑導入，並用晶圓缺陷數據追蹤成效。
常見問題
顯影液（TMAH）可以用 UPE 濾心嗎？
化學相容上可以，UPE 對 TMAH 5% 為 ◎。但顯影液是水系，疏水的 UPE 需要先完成潤濕，可以選超純水預潤濕出貨的型號。若希望直接用水潤濕，可考慮天然親水的 Nylon 66（TMAH 5% 為 ○）。
UPE 可以用在高溫或強氧化性藥液嗎？
不建議。浚淵 UPE 濾芯最高溫度 40 °C；在相容表中，UPE 對 125–160 °C 的 SPM 為 ✕，對 98% 硫酸與 70% 硝酸為 △。這類條件應改用 PTFE 濾膜搭配全氟結構，見〈化學品該選哪種濾心材質？相容性與選型指南〉。
2 nm 和 5 nm 怎麼選？
同流量下，2 nm 的初始壓差約為 5 nm 的 1.3 倍。建議先以缺陷數據確認是否真的需要 2 nm，再依壓差預算決定膜面積與並聯支數。若要確認濾心在奈米粒徑的實際攔截表現，可以委託奈米級濾心攔截效率測試。
用過的 UPE 濾心可以再生嗎？
浚淵的濾心再生製程會使用 SPM、王水蒸氣與 HF／HNO₃，受理範圍是 PTFE 濾膜／PFA 材料的濾心。UPE 在強氧化性酸液中不耐，不在這個再生製程的適用範圍內。
PP 薄膜濾心可以用來過濾光阻嗎？
可以評估。浚淵半導體級 PP 薄膜式濾心的適用範圍包含光阻、PGMEA、PGME 等。PP 對 PGMEA／PGME 為 ○、UPE 為 ◎；選擇時比較化學相容、潔淨度等級與成本，並以實際缺陷數據驗證。
資料來源
- 浚淵科技〈半導體級 UPE 摺疊濾芯〉產品規格與流量曲線
- 浚淵科技〈半導體級 Nylon 66 摺疊濾芯〉產品規格
- 浚淵科技〈半導體製程過濾〉製程化學品相容對照表