[发明专利]改进的从包含工艺残余物的组合物中回收鎓氢氧化物的方法

说明书

一种从含有鎓离子和工艺残余物的组合物中回收鎓氢氧化物的方法，包括提供含有鎓离子和工艺残余物的组合物；向所述组合物中添加一定量的表面活性剂以获得表面活性剂改性的组合物；提供阳离子交换介质；通过将所述表面活性剂改性的组合物施加至阳离子交换介质来收集鎓离子，其中鎓离子与所述阳离子交换介质结合并且被所述阳离子交换介质保留，而所述工艺残余物和所述表面活性剂不与所述阳离子交换介质结合并且基本上不被所述阳离子交换介质保留；以及通过将含阳离子的氢氧化物组合物施加至所述阳离子交换介质，将鎓离子作为鎓氢氧化物从所述阳离子交换介质中回收。

技术领域

本发明涉及从工艺残余物中回收鎓氢氧化物，例如从含光致抗蚀剂的工艺残余物中回收四甲基氢氧化铵。

背景技术

鎓氢氧化物，如四甲基氢氧化铵，用于半导体加工和平板显示装置例如液晶显示(LCD)装置的加工。对环境和经济方面的考虑推动了对于将材料再循环的需求，所述材料包括诸如用于半导体和平板装置加工的鎓氢氧化物的材料。诸如鎓氢氧化物和鎓盐的材料是相当严格的环境规制的对象。制造新的鎓氢氧化物和鎓盐比回收用过的鎓氢氧化物和鎓盐更加昂贵。在半导体和液晶显示加工中使用诸如鎓氢氧化物的材料不可避免地会使鎓氢氧化物被诸如光致抗蚀剂残余物的工艺残余物污染。虽然从来自此类加工的废料混合物中去除大多数工艺残余物并回收鎓氢氧化物是公知的，但已经证实很难有效地从这些废料混合物中去除诸如光致抗蚀剂残余物和类似材料的工艺残余物，而不在再循环过程中引起问题。在用于使鎓离子再循环的离子交换过程中，由于工艺残余物的存在，问题包括沟流、早期穿透(early breakthrough)以及导致的离子交换容量的损失。由于在此之前已经不可能实现以更高的效率从再循环的含鎓氢氧化物的废料混合物中去除这些污染物，为满足此种需求并克服这些问题，通常需要以低于理论上可能的效率水平来实施回收操作，该理论上可能的效率水平是基于鎓氢氧化物在废料混合物中的负载和已知的用于这种回收的离子交换树脂的离子交换容量。因此，已经证实很难使诸如在半导体和平板显示装置的加工中应用的鎓氢氧化物的材料再循环以在半导体和平板显示装置的后续加工中再利用。从再循环的鎓氢氧化物和盐溶液中去除诸如光致抗蚀剂残余物的残余物已经成为长期存在的问题，并且如果诸如鎓氢氧化物及盐的材料需要被成功地和经济地再循环以用于诸如半导体和平板显示加工的最需要的应用中，就仍需要此种方法。

发明内容

本发明提供了对以下问题的解决方案：使鎓氢氧化物溶液再循环，同时有效地去除诸如光致抗蚀剂残余物的工艺残余物，以回收鎓氢氧化物，该回收的鎓氢氧化物或盐溶液可被接受在最需要的应用中的再利用。

本发明提供一种回收方法，其中将选择的表面活性剂添加至含有鎓化合物的含残余物废液，以及利用阳离子交换树脂。废液还包含经蚀刻的光致抗蚀剂的残余物，光致抗蚀剂广泛地应用于半导体和TFT-LCD平板制造。表面活性剂为非离子型的、水溶性聚合物，其包含碳单体的重复单元和羟基取代基，通常具有约1000至约2,000,000的分子量。随着废料经过阳离子交换树脂以及鎓离子被阳离子交换树脂吸附，废液的pH从约13-14的pH显著下降至约pH 3至约pH 4的pH。光致抗蚀剂残余物在低pH下通常是不溶的，如果不采取措施，会沉淀在阳离子交换介质之中或之上，导致较差的流动分布和介质的阳离子交换容量的低效利用。根据本发明，当表面活性剂分子将自身包裹在光致抗蚀剂聚合物链周围时，选择的表面活性剂的添加提高了光致抗蚀剂残余物的溶解度。结果是，光致抗蚀剂保持可溶，且可顺利地从柱中去除而没有显著地压力积聚或流动限制。

根据本发明的一个实施方式，提供一种从含有鎓离子和工艺残余物的组合物中回收鎓氢氧化物的方法，包括：

提供含有鎓离子和工艺残余物的组合物；

向组合物中添加一定量的表面活性剂以获得表面活性剂改性的组合物；

提供阳离子交换介质；