JPH1053568A - Purification and recovery of tetraalkylammonium hydroxide from waste developer liquor - Google Patents
Purification and recovery of tetraalkylammonium hydroxide from waste developer liquorInfo
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- JPH1053568A JPH1053568A JP22933296A JP22933296A JPH1053568A JP H1053568 A JPH1053568 A JP H1053568A JP 22933296 A JP22933296 A JP 22933296A JP 22933296 A JP22933296 A JP 22933296A JP H1053568 A JPH1053568 A JP H1053568A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、現像廃液から水酸
化テトラアルキルアンモニウムを精製回収する方法に関
する。さらに詳しくは、本発明は、IC、LSIなどの
集積回路、液晶用TFT、プリント基板などの製造にお
けるフォトリソグラフィー工程でポジ型レジスト現像液
として使用された水酸化テトラアルキルアンモニウム含
有廃液から水酸化テトラアルキルアンモニウムを精製回
収する方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for purifying and recovering tetraalkylammonium hydroxide from a developing waste solution. More specifically, the present invention relates to tetraalkylammonium hydroxide-containing waste liquid used as a positive resist developer in a photolithography process in the manufacture of integrated circuits such as ICs and LSIs, TFTs for liquid crystals, and printed circuit boards. The present invention relates to a method for purifying and recovering alkyl ammonium.
【0002】[0002]
【従来の技術】IC、LSIなどの半導体集積回路、液
晶用薄膜トランジスタTFTの製造において、微細なパ
ターンを形成するのに、リソグラフィー技法、特に光を
用いるフォトリソグラフィー技法が採られている。すな
わち、シリコンウエハーなどの基板上にフォトレジスト
を塗布し、所定の回路を露光した後、現像、エッチング
処理をおこなう方法である。フォトレジストにはポジ型
とネガ型の2つのタイプがあるが、寸法精度および解像
度が優れることから、微細回路用として、ポジ型の利用
が増加している。ポジ型フォトレジスト現像液として
は、金属イオンを嫌うことから有機アルカリ水溶液、特
に水酸化テトラアルキルアンモニウム水溶液が用いられ
る。2. Description of the Related Art In the manufacture of semiconductor integrated circuits such as ICs and LSIs, and thin film transistors TFT for liquid crystal, lithography techniques, particularly photolithography techniques using light, are employed to form fine patterns. That is, a method of applying a photoresist on a substrate such as a silicon wafer, exposing a predetermined circuit, and then performing development and etching. There are two types of photoresist, a positive type and a negative type, and the positive type is increasingly used for fine circuits because of its excellent dimensional accuracy and resolution. As the positive photoresist developing solution, an organic alkali aqueous solution, particularly a tetraalkylammonium hydroxide aqueous solution is used because it dislikes metal ions.
【0003】ポジ型フォトレジスト現像に使用した後の
廃液には、水酸化テトラアルキルアンモニウムと溶解し
たノボラック樹脂などのフォトレジスト成分および微量
の溶媒、界面活性剤などが含まれている。従って、この
現像廃液は水質汚染の原因となり、そのまま投棄するこ
とはできず、各種の処理工程を経て処分されているが、
使用量の増加にともない廃液の減少あるいは活用が必要
とされている。ポジ型フォトレジスト現像に使用された
水酸化テトラアルキルアンモニウム含有廃液の処理方法
としては、廃液の蒸留、あるいは逆浸透膜による濃縮に
よって廃液を減量する方法が知られている。The waste liquid after use in the development of a positive photoresist contains a photoresist component such as a novolak resin dissolved with tetraalkylammonium hydroxide, a trace amount of a solvent, a surfactant and the like. Therefore, this development waste liquid causes water pollution and cannot be discarded as it is, and is disposed of through various processing steps.
There is a need to reduce or utilize waste liquid as the amount used increases. As a method of treating a tetraalkylammonium hydroxide-containing waste liquid used for the development of a positive photoresist, a method of reducing the waste liquid by distillation of the waste liquid or concentration by a reverse osmosis membrane is known.
【0004】さらに、廃液中の水酸化テトラアルキルア
ンモニウムを、回収、再利用する方法として、廃液を中
和処理し、アルカリ溶解しているレジストを不溶化さ
せ、不溶化析出物を種々の瀘過方法で瀘過分離する方法
が知られている。例えば、分離した瀘過液を、イオン交
換膜で区画した電解槽の陽極室に供給し、陰極室から水
酸化テトラアルキルアンモニウム水溶液を回収し、再利
用する方法(特開平4−228587号公報)が提案さ
れている。また、廃液中に含まれるレジスト溶媒あるい
は界面活性剤の残存物である低級有機物を、過酸化水
素、紫外線またはオゾンによる酸化分解(特開平5−1
7889号公報)、または、電解法による陽極酸化分解
(特開平5−106074号公報)を行うことによっ
て、高純度の水酸化テトラアルキルアンモニウムを回収
する方法が提供されている。Further, as a method of recovering and reusing the tetraalkylammonium hydroxide in the waste liquid, the waste liquid is subjected to a neutralization treatment to insolubilize the alkali-dissolved resist, and the insolubilized precipitate is filtered by various filtration methods. A method of filtering and separating is known. For example, a method in which the separated filtrate is supplied to an anode chamber of an electrolytic cell partitioned by an ion exchange membrane, and a tetraalkylammonium hydroxide aqueous solution is recovered from a cathode chamber and reused (Japanese Patent Laid-Open No. 4-228587). Has been proposed. In addition, lower organic substances which are residues of the resist solvent or the surfactant contained in the waste liquid are oxidatively decomposed by hydrogen peroxide, ultraviolet light or ozone (Japanese Patent Laid-Open No. 5-1 / 1993).
No. 7889) or a method of recovering high-purity tetraalkylammonium hydroxide by performing anodizing decomposition by an electrolytic method (Japanese Patent Laid-Open No. 5-106074).
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
水酸化テトラアルキルアンモニウム含有廃液を中和し、
不溶化したレジストを分離した後、イオン交換膜を用い
て電解を行い水酸化テトラアルキルアンモニウムを得る
方法では、完全に残存有機物を除去することはできな
い。さらに、薬剤や電解酸化法によって残存有機物を分
解処理しても、完全に除去することは極めて困難であ
る。また、上記のような方法をもって、不純物の少ない
高純度水酸化テトラアルキルアンモニウムを得ようとす
るにつれて、精製コストは増大する。加えて、廃液回収
時に不可避的に混入するNa、K、Caなどの金属イオ
ンを除去することは困難であった。However, the conventional waste liquid containing tetraalkylammonium hydroxide is neutralized,
In a method of obtaining a tetraalkylammonium hydroxide by performing electrolysis using an ion exchange membrane after separating the insolubilized resist, it is not possible to completely remove the remaining organic substances. Furthermore, it is extremely difficult to completely remove residual organic matter even if it is decomposed by a chemical or electrolytic oxidation. In addition, as the method described above is used to obtain high-purity tetraalkylammonium hydroxide with less impurities, the purification cost increases. In addition, it has been difficult to remove metal ions such as Na, K, and Ca which are inevitably mixed when collecting the waste liquid.
【0006】以上のような状況に鑑み、本発明の目的
は、従来の水酸化テトラアルキルアンモニウム含有廃液
の処理方法の欠点を解消し、水酸化テトラアルキルアン
モニウム含有廃液から、再利用できる高純度の水酸化テ
トラアルキルアンモニウムを工業的有利に精製回収する
方法を提供することにある。In view of the above situation, an object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the conventional method for treating a tetraalkylammonium hydroxide-containing waste liquid, and to recover a tetraalkylammonium hydroxide-containing waste liquid of high purity that can be reused. An object of the present invention is to provide a method for industrially advantageously purifying and recovering tetraalkylammonium hydroxide.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するため、鋭意研究を重ねた結果、ポジ型レジスト
現像液として使用された水酸化テトラアルキルアンモニ
ウム含有廃液を濃縮、冷却することによって水酸化テト
ラアルキルアンモニウムを晶出させ、結晶として回収す
ることによって上記目的が達成できることを見出した。
さらに、水酸化テトラアルキルアンモニウム含有廃液を
中和処理して不溶化析出物を除去する手段と、さらに、
陽イオン交換膜を用いた電解槽にて電気透析を行う手段
とを上記濃縮、冷却する方法に組み入れることによっ
て、一層高純度の水酸化テトラアルキルアンモニウムが
有利に得られることを見出した。Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have made intensive studies and, as a result, concentrated and cooled a tetraalkylammonium hydroxide-containing waste solution used as a positive resist developing solution. It has been found that the above object can be achieved by crystallizing tetraalkylammonium hydroxide and recovering it as crystals.
Further, a means for neutralizing the tetraalkylammonium hydroxide-containing waste liquid to remove insoluble precipitates,
By incorporating means for performing electrodialysis in an electrolytic cell using a cation exchange membrane and the above-described method of concentrating and cooling, it has been found that tetraalkylammonium hydroxide with higher purity can be advantageously obtained.
【0008】かくして、本発明によれば、ポジ型レジス
ト現像液として使用された水酸化テトラアルキルアンモ
ニウム含有廃液を活性炭で処理して該廃液中の不純物を
吸着除去することを特徴とする水酸化テトラアルキルア
ンモニウムの精製回収方法が提供される。Thus, according to the present invention, a tetraalkylammonium hydroxide-containing waste liquid used as a positive resist developer is treated with activated carbon to remove impurities in the waste liquid by adsorption. A method for purifying and recovering alkyl ammonium is provided.
【0009】さらに、本発明によれば、ポジ型レジスト
現像液として使用された水酸化テトラアルキルアンモニ
ウム含有廃液を中和処理して、不溶化析出物を除去し、
次いで、活性炭で処理して該廃液中の不純物を吸着除去
し、さらに、陽イオン交換膜を用いた電解槽にて電気透
析を行うことを特徴とする水酸化テトラアルキルアンモ
ニウムの精製回収方法が提供される。Further, according to the present invention, a waste solution containing tetraalkylammonium hydroxide used as a positive resist developing solution is neutralized to remove insolubilized precipitates,
Next, a method for purifying and recovering tetraalkylammonium hydroxide is provided, wherein the method is treated with activated carbon to adsorb and remove impurities in the waste liquid, and electrodialysis is performed in an electrolytic cell using a cation exchange membrane. Is done.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明の精製回収方法につ
いて詳細に説明する。本発明の第1の方法においては、
図1のチャートに示すように、水酸化テトラアルキルア
ンモニウム含有廃液を、好ましくは濃縮し、次いで活性
炭で処理して不純物を吸着せしめ、瀘過することによっ
て水酸化テトラアルキルアンモニウムを精製回収する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the purification and recovery method of the present invention will be described in detail. In the first method of the present invention,
As shown in the chart of FIG. 1, the wastewater containing tetraalkylammonium hydroxide is preferably concentrated, then treated with activated carbon to adsorb impurities and filtered to recover and recover the tetraalkylammonium hydroxide.
【0011】本発明の第2の方法においては、図2のチ
ャートに示すように、水酸化テトラアルキルアンモニウ
ム含有廃液を好ましくは濃縮し、中和処理し、デカンテ
ーションを行い、その上澄液を活性炭で処理して、不純
物を吸着せしめ、瀘過などの手段により除去し、次いで
陽イオン交換膜を用いた電解槽にて電気透析を行うこと
によって水酸化テトラアルキルアンモニウムを精製回収
する。In the second method of the present invention, as shown in the chart of FIG. 2, the waste liquid containing tetraalkylammonium hydroxide is preferably concentrated, neutralized, decanted, and the supernatant liquid is decanted. The mixture is treated with activated carbon to adsorb impurities, removed by filtration or other means, and then subjected to electrodialysis in an electrolytic cell using a cation exchange membrane to purify and recover the tetraalkylammonium hydroxide.
【0012】本発明の第1の方法においては、先ず、ポ
ジ型フォトレジスト現像液として用いられた水酸化テト
ラアルキルアンモニウム含有廃液を濃縮することが好ま
しい。フォトレジスト現像液の廃液は一般に水酸化テト
ラアルキルアンモニウムを0.1〜2.0重量%程度含
有しているが、これを30〜50重量%程度にまで濃縮
して、次の活性炭処理工程における吸着効率を高めるこ
とができる。濃縮は一般に常圧ないし30〜60Tor
rの減圧下に40〜70℃に加温して行う。濃縮装置は
格別限定されることはなく、通常の蒸発缶などを用いる
ことができる。In the first method of the present invention, it is preferable to first concentrate the tetraalkylammonium hydroxide-containing waste liquid used as the positive photoresist developer. The waste liquid of the photoresist developer generally contains about 0.1 to 2.0% by weight of a tetraalkylammonium hydroxide, which is concentrated to about 30 to 50% by weight to be used in the next activated carbon treatment step. Adsorption efficiency can be increased. Concentration is generally from normal pressure to 30-60 Torr
Heating is performed at 40 to 70 ° C. under reduced pressure of r. The concentration device is not particularly limited, and a normal evaporator or the like can be used.
【0013】濃縮された水酸化テトラアルキルアンモニ
ウム含有廃液は、活性炭で処理することによって水酸化
テトラアルキルアンモニウム含有廃液中のフォトレジス
ト成分および微量の溶媒、界面活性剤などが吸着され
る。使用される活性炭は格別限定されることはなく、一
般に吸着剤として知られているものが利用できる。その
具体例としては、粉末および顆粒状のヤシガラ活性炭、
石炭系活性炭、軟質粒状炭などが挙げられる。活性炭の
使用量は、通常、水酸化テトラアルキルアンモニウム含
有濃縮廃液量の0.001〜0.2倍(重量比)であ
る。水酸化テトラアルキルアンモニウム含有廃液と活性
炭との混合液を瀘過することによって、水酸化テトラア
ルキルアンモニウムは瀘液中に回収される。瀘液は、例
えば濃縮、冷却することによって、瀘液中の水酸化テト
ラアルキルアンモニウムを晶出せしめ、回収することが
できる。The concentrated tetraalkylammonium hydroxide-containing waste liquid is treated with activated carbon to adsorb the photoresist components and a small amount of solvent, surfactant and the like in the tetraalkylammonium hydroxide-containing waste liquid. The activated carbon used is not particularly limited, and those generally known as adsorbents can be used. Specific examples thereof include powdered and granular coconut shell activated carbon,
Coal-based activated carbon, soft granular coal and the like can be mentioned. The amount of activated carbon used is usually 0.001 to 0.2 times (weight ratio) the amount of the concentrated waste liquid containing tetraalkylammonium hydroxide. The tetraalkylammonium hydroxide is recovered in the filtrate by filtering the mixture of the waste liquid containing tetraalkylammonium hydroxide and activated carbon. The filtrate can crystallize and recover the tetraalkylammonium hydroxide in the filtrate by, for example, concentrating and cooling.
【0014】本発明の第2の方法においては、水酸化テ
トラアルキルアンモニウム含有廃液を中和処理して不溶
化析出物を除去し、次いで第1の方法と同様に活性炭に
よる吸着処理および瀘過を行い、さらに水酸化テトラア
ルキルアンモニウムを含む瀘液の電気透析を行う。第2
の方法において、水酸化テトラアルキルアンモニウム含
有廃液は、所望ならば濃縮を行って水酸化テトラアルキ
ルアンモニウム含有量を約5〜50重量%に高めたう
え、中和工程へ移すことができる。濃縮することによっ
て、後の電気透析をより高効率に行うことができる。In the second method of the present invention, the wastewater containing tetraalkylammonium hydroxide is neutralized to remove insoluble precipitates, and then subjected to adsorption treatment with activated carbon and filtration as in the first method. Then, the filtrate containing the tetraalkylammonium hydroxide is subjected to electrodialysis. Second
In the above method, the waste liquid containing tetraalkylammonium hydroxide can be concentrated if necessary to increase the content of tetraalkylammonium hydroxide to about 5 to 50% by weight, and then transferred to the neutralization step. By concentrating, the subsequent electrodialysis can be performed with higher efficiency.
【0015】中和に用いる酸は格別限定されないが、水
酸化テトラアルキルアンモニウムをフォトリソグラフィ
ー工程に再利用する際に、たとえ微量であっても酸成分
が残存すると半導体装置などに影響を与えるものがある
ので、塩素イオン、硫酸イオン、硝酸イオンなどの無機
アニオン、金属含有酸などは回避することが好ましい。
好ましい酸としては二酸化炭素および炭酸が挙げられ
る。The acid used for neutralization is not particularly limited. However, when a tetraalkylammonium hydroxide is reused in a photolithography process, even if a small amount of an acid component remains, it may affect semiconductor devices and the like. Therefore, it is preferable to avoid inorganic anions such as chloride ions, sulfate ions, and nitrate ions, and metal-containing acids.
Preferred acids include carbon dioxide and carbonic acid.
【0016】二酸化炭素または炭酸による中和処理によ
って、廃液中の水酸化テトラアルキルアンモニウムは炭
酸塩ないし重酸塩になり、また、廃液中のノボラック樹
脂のようなレジスト成分が不溶化析出する。不溶化析出
した成分はデカンテーション、瀘過などの固液分離手段
によって除去される。不溶化析出物が除去された水酸化
テトラアルキルアンモニウム塩含有液は第1の方法と同
様に活性炭による吸着処理および瀘過を行う。By the neutralization treatment with carbon dioxide or carbon dioxide, the tetraalkylammonium hydroxide in the waste liquid becomes a carbonate or a bicarbonate, and a resist component such as a novolak resin in the waste liquid is insolubilized and precipitated. The components that have become insolubilized and precipitated are removed by solid-liquid separation means such as decantation and filtration. The tetraalkylammonium hydroxide salt-containing liquid from which the insolubilized precipitate has been removed is subjected to adsorption treatment with activated carbon and filtration as in the first method.
【0017】次いで、水酸化テトラアルキルアンモニウ
ム塩を含む瀘液の電気透析を行う。電気透析することに
よって、水酸化テトラアルキルアンモニウム炭酸塩また
は重炭酸塩は高純度の水酸化テトラアルキルアンモニウ
ムに変わる。電気透析は、陽イオン交換膜で区画された
陽極室と陰極室とを有する電解槽を用いて行うことがで
き、その陽極室に水酸化テトラアルキルアンモニウム塩
含有液を供給すると高純度の水酸化テトラアルキルアン
モニウムが陰極室中に生成する。Next, the filtrate containing the tetraalkylammonium hydroxide salt is subjected to electrodialysis. By electrodialysis, the tetraalkylammonium hydroxide carbonate or bicarbonate is converted to high purity tetraalkylammonium hydroxide. Electrodialysis can be performed using an electrolytic cell having an anode compartment and a cathode compartment partitioned by a cation exchange membrane. When a solution containing a tetraalkylammonium hydroxide salt is supplied to the anode compartment, high-purity hydroxylation can be performed. Tetraalkylammonium is formed in the cathode compartment.
【0018】陽極室と陰極室とを区画する陽イオン交換
膜としてはフッ素樹脂製のものが好ましく用いられ、陽
極としてはチタンその他耐金性基体に白金族金属または
その酸化物の被覆を形成した電極、マグネタイト電極な
どが用いられ、また、陰極としてはニッケル、ステンレ
ス鋼などの耐アルカリ性金属などが好ましく用いられ
る。電気透析は温度5〜80℃、電流密度1〜30A/
dm2程度で行うことが好ましい。電気透析を行った
後、水酸化テトラアルキルアンモニウム含有液は、例え
ば、濃縮し、さらに冷却して水酸化テトラアルキルアン
モニウムを晶出せしめ、結晶として回収することができ
る。As the cation exchange membrane for partitioning the anode chamber and the cathode chamber, a cation exchange membrane made of a fluororesin is preferably used. As the anode, a platinum group metal or its oxide is formed on titanium or another gold-resistant substrate. An electrode, a magnetite electrode or the like is used, and as the cathode, an alkali-resistant metal such as nickel or stainless steel is preferably used. Electrodialysis is performed at a temperature of 5 to 80 ° C. and a current density of 1 to 30 A /
It is preferable to carry out at about dm 2 . After performing the electrodialysis, the tetraalkylammonium hydroxide-containing liquid can be, for example, concentrated and further cooled to crystallize the tetraalkylammonium hydroxide, which can be recovered as crystals.
【0019】[0019]
【実施例】以下、本発明の精製、回収方法を実施例につ
いて具体的に説明する。実施例1 (図1のチャートに示す精製、回収プロセス)LSI製
造工程において、ポジ型フォトレジストとしてノボラッ
ク樹脂を用いて、像露光し、現像液として水酸化テトラ
メチルアンモニウム(TMAH)水溶液を用いて現像し
た後、TMAH含有廃液(TMAH濃度0.5重量%)
を、液温度60℃、40torrで減圧濃縮し、褐色の
液体を得た。EXAMPLES Hereinafter, the purification and recovery methods of the present invention will be described specifically with reference to Examples. Example 1 (Purification and recovery processes shown in the chart of FIG. 1) In an LSI manufacturing process, image exposure was performed using a novolak resin as a positive photoresist, and tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution was used as a developing solution. After development, waste solution containing TMAH (TMAH concentration 0.5% by weight)
Was concentrated under reduced pressure at a liquid temperature of 60 ° C. and 40 torr to obtain a brown liquid.
【0020】分析の結果、濃縮液のTMAHの濃度は2
0.6重量%、メタルイオン濃度はNa4.02pp
m、K2.86ppm、Fe0.34ppm、Ca4.
01ppm、Si30.6ppmであった。レジスト残
留物などの有機残留物を測定するため、吸光度測定を行
ったところ、赤色吸光波長420nm、黄色吸光波長3
50nm、およびベンゼン環の吸光波長280nmの吸
光度は、それぞれ、3.636、10.456および2
7.706であった。As a result of the analysis, the concentration of TMAH in the concentrate was 2
0.6% by weight, metal ion concentration: Na 4.02pp
m, K 2.86 ppm, Fe 0.34 ppm, Ca4.
01 ppm and Si 30.6 ppm. When the absorbance was measured to measure organic residues such as resist residues, a red absorption wavelength of 420 nm and a yellow absorption wavelength of 3 were measured.
The absorbance at 50 nm and the absorbance wavelength of the benzene ring at 280 nm are 3.636, 10.456 and 2 respectively.
7.706.
【0021】さらに、濃縮液中の全有機残留物を測定す
るため、塩酸酸性にした後、クロロホルム抽出をおこな
い、クロロホルム揮散後、重量測定をおこなったとこ
ろ、有機残留物の量は432ppmであった。この褐色
の濃縮液210.3gに対し、顆粒状活性炭(鶴見コー
ルGL−30石炭系)14.8gを加え[活性炭量/濃
縮廃液量(重量比)=0.07]、常温にて4.0時間
液攪拌をおこなった。その後、瀘紙(定性瀘紙5C)に
て瀘過し、活性炭と瀘液を分離し、無色透明の瀘液(2
00.6g)を得た。Further, in order to measure the total organic residue in the concentrate, the solution was acidified with hydrochloric acid, extracted with chloroform, stripped of chloroform, and weighed. The amount of the organic residue was 432 ppm. . 14.8 g of granular activated carbon (Tsurumi Coal GL-30 coal system) was added to 210.3 g of this brown concentrated liquid [the amount of activated carbon / the amount of concentrated waste liquid (weight ratio) = 0.07], and the temperature was 4. The liquid was stirred for 0 hours. Thereafter, the mixture was filtered through a filter paper (qualitative filter paper 5C) to separate the activated carbon and the filtrate, and a colorless and transparent filtrate (2
00.6 g).
【0022】取得した瀘液中のTMAH濃度は18.4
重量%であり、またメタルイオン濃度はNa3.62p
pm、K2.03ppm、Fe0.63ppm、Ca
2.080ppm、Si20.30ppmであった。吸
光度は、赤色吸光波長420nmで0.054、黄色吸
光波長350nmで0.153、ベンゼン環の吸光波長
280nmで0.759であった。クロロホルム抽出法
による有機残留物含有量は54ppmであった。TMA
H含有廃液の上記濃縮液に対する活性炭の添加量を下記
表1に示すように変えた他は上記と同様に活性炭による
吸着処理、瀘過を行った。取得した瀘液の分析結果は下
記表1(RunNo.1,3)に示すとおりであった。The TMAH concentration in the obtained filtrate was 18.4.
Weight%, and the metal ion concentration is Na 3.62 p
pm, K2.03ppm, Fe0.63ppm, Ca
2.080 ppm and 20.30 ppm of Si. The absorbance was 0.054 at a red absorption wavelength of 420 nm, 0.153 at a yellow absorption wavelength of 350 nm, and 0.759 at a benzene ring absorption wavelength of 280 nm. The organic residue content by a chloroform extraction method was 54 ppm. TMA
The adsorption treatment with activated carbon and filtration were performed in the same manner as described above, except that the amount of activated carbon added to the above-mentioned concentrated liquid of the H-containing waste liquid was changed as shown in Table 1 below. The analysis results of the obtained filtrate were as shown in the following Table 1 (Run No. 1, 3).
【0023】[0023]
【表1】[Table 1]
【0024】実施例2 (図2のチャートに示す精製、回収プロセス)LSI製
造工程においてポジ型フォトレジスト現像液として使用
された水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)含
有廃液(実施例1で処理したものと同一組成)を、液温
度60℃、40torrで減圧下に濃縮し、褐色の濃縮
液を得た。 Example 2 (Purification and recovery process shown in the chart of FIG. 2) Waste liquid containing tetramethylammonium hydroxide (TMAH) used as a positive photoresist developer in an LSI manufacturing process (the one treated in Example 1) Was concentrated under reduced pressure at a liquid temperature of 60 ° C. and 40 torr to obtain a brown concentrated liquid.
【0025】分析の結果、濃縮液のTMAHの濃度は2
0.8重量%、メタルイオン濃度はNa3.88pp
m、K3.06ppm、Fe0.42ppm、Ca4.
30ppm、Si38.64ppmであった。レジスト
残留物などの有機残留物を測定するため、吸光度測定を
行ったところ、赤色吸光波長420nm、黄色吸光波長
350nm、およびベンゼン環の吸光波長280nmの
吸光度は、それぞれ、2.963、11.485および
25.868であった。As a result of the analysis, the concentration of TMAH in the concentrate was 2
0.8 wt%, metal ion concentration is Na 3.88 pp
m, K 3.06 ppm, Fe 0.42 ppm, Ca4.
30 ppm and 38.64 ppm of Si. When an absorbance measurement was performed to measure an organic residue such as a resist residue, the absorbance at a red absorption wavelength of 420 nm, the yellow absorption wavelength of 350 nm, and the absorption wavelength of a benzene ring at 280 nm were 2.963 and 11.485, respectively. And 25.868.
【0026】さらに、濃縮液中の全有機残留物を測定す
るため、塩酸酸性にした後、クロロホルム抽出をおこな
い、クロロホルム揮散後、重量測定をおこなったとこ
ろ、有機残留物の量は396ppmであった。上記の濃
縮液に、二酸化炭素を注入し、pH8.2に中和した。
中和終了近くで可溶性レジストなどが不溶化し沈澱物が
生成した。この上澄液を孔径0.1μmのテフロンフィ
ルターにて瀘過することによって不溶化有機物を瀘過分
離した。Further, in order to measure the total organic residue in the concentrate, the solution was acidified with hydrochloric acid, extracted with chloroform, stripped of chloroform, and weighed. The amount of the organic residue was 396 ppm. . Carbon dioxide was injected into the above concentrated solution to neutralize to pH 8.2.
Near the end of the neutralization, the soluble resist was insolubilized and a precipitate was formed. The supernatant was filtered through a Teflon filter having a pore size of 0.1 μm to separate and separate insoluble organic substances by filtration.
【0027】この瀘過液330.5gに対し、顆粒状活
性炭(鶴見コールGL−30石炭系)9.9gを加え、
[活性炭量/濃縮廃液量(重量比)=0.03]、常温
にて2時間液攪拌をおこなった。その後、瀘紙(定性瀘
紙5C)にて瀘過し、活性炭と瀘液を分離し、無色透明
の瀘液321.6gを得た。次に、1dm2の1対の陽
極と陰極を有し、陽イオン交換膜(ナフィオン324、
デュポン社製)にて陽極室と陰極室とに区画されたフィ
ルタープレス型電解槽を用いて上記瀘液の電気透析を行
った。陽極としては白金被覆チタン電極を用い、陰極と
してはニッケル電極を用いた。電解温度は50℃、電流
密度は20A/dm2でおこなった。To 330.5 g of the filtrate, 9.9 g of granular activated carbon (Tsurumi Coal GL-30 coal system) was added.
[Activated carbon amount / concentrated waste liquid amount (weight ratio) = 0.03], the liquid was stirred at room temperature for 2 hours. Thereafter, the mixture was filtered through a filter paper (qualitative filter paper 5C), and the activated carbon and the filtrate were separated to obtain 321.6 g of a colorless and transparent filtrate. Then, having a anode and a cathode of the pair of 1 dm 2, a cation exchange membrane (Nafion 324,
The filtrate was subjected to electrodialysis using a filter press type electrolytic cell partitioned into an anode chamber and a cathode chamber (manufactured by DuPont). A platinum-coated titanium electrode was used as the anode, and a nickel electrode was used as the cathode. The electrolysis was performed at an electrolysis temperature of 50 ° C. and a current density of 20 A / dm 2 .
【0028】電解終了後、得られた陰極液は無色透明の
溶液であって、それを分析すると、TMAH濃度は2
1.03重量%であった。さらに、陰極液を液濃度60
℃、40torrの圧力下に減圧濃縮し、濃度40.6
重量%の溶液を得た。この濃縮液を2℃に冷却して、白
色結晶を晶出させ、遠心分離にて、固液分離をおこな
い、TMAHの白色結晶を得た。晶析度は40.8%で
あった。白色結晶を超純水で溶解し、濃度20.80重
量%の無色透明の溶液を得た。After completion of the electrolysis, the obtained catholyte is a colorless and transparent solution.
1.03% by weight. Further, the catholyte is treated with a solution concentration of 60.
And concentrated under reduced pressure of 40 torr.
A solution by weight was obtained. The concentrated liquid was cooled to 2 ° C. to crystallize white crystals, and solid-liquid separation was performed by centrifugation to obtain white crystals of TMAH. The crystallinity was 40.8%. The white crystals were dissolved in ultrapure water to obtain a colorless and transparent solution having a concentration of 20.80% by weight.
【0029】この溶液を分析した結果、メタルイオン濃
度は、Na3.40ppm、K2.84ppm、Fe
0.1ppm以下、Ca0.68ppm、Si26.8
4ppmであった。吸光度は、赤色吸光波長420nm
で0.020、黄色吸光波長350nmで0.032、
ベンゼン環の吸光波長280nmで0.086であっ
た。また、クロロホルム抽出法による有機残留物含有量
は14ppmであった。As a result of analyzing this solution, the metal ion concentration was found to be 3.40 ppm for Na, 2.84 ppm for K, and
0.1 ppm or less, Ca 0.68 ppm, Si 26.8
It was 4 ppm. The absorbance is 420 nm of red absorption wavelength.
0.020 at yellow absorption wavelength 350 nm,
It was 0.086 at an absorption wavelength of 280 nm of the benzene ring. Further, the content of the organic residue by the chloroform extraction method was 14 ppm.
【0030】比較例1 (図3のチャートに示す精製、回収プロセス)活性炭処
理を行わなかった他は、実施例2と全く同様な操作を行
って電解透析液を得た。電解終了後、得られた陰極液を
分析すると、TMAH濃度は20.86重量%であっ
た。 Comparative Example 1 (Purification and recovery processes shown in the chart of FIG. 3) An electrolytic dialysate was obtained by performing exactly the same operation as in Example 2 except that the activated carbon treatment was not performed. After the electrolysis, the obtained catholyte was analyzed, and the TMAH concentration was 20.86% by weight.
【0031】この溶液を分析した結果、メタルイオン濃
度は、Na3.63ppm、K2.82ppm、Fe
0.1ppm以下、Ca0.80ppm、Si36.3
3ppmであった。吸光度は、赤色吸光波長420nm
で0.102、黄色吸光波長350nmで0.363、
ベンゼン環の吸光波長280nmで1.386であっ
た。また、クロロホルム抽出法による有機残留物含有量
は78ppmであった。As a result of analyzing this solution, the metal ion concentration was found to be 3.63 ppm of Na, 2.82 ppm of K,
0.1 ppm or less, Ca 0.80 ppm, Si 36.3
It was 3 ppm. The absorbance is 420 nm of red absorption wavelength.
0.102, 0.363 at 350 nm yellow absorption wavelength,
It was 1.386 at an absorption wavelength of 280 nm of a benzene ring. The organic residue content by a chloroform extraction method was 78 ppm.
【0032】[0032]
【発明の効果】ポジ型レジスト現像液として使用された
水酸化テトラアルキルアンモニウム含有廃液を、本発明
方法に従って、活性炭による吸着処理を行うことによっ
て、廃液中の残存有機物をほぼ完全に除去することがで
き、フォトリソグラフィー工程に再利用可能な高純度水
酸化テトラアルキルアンモニウムを工業的有利に回収す
ることができる。特に、濃縮工程と活性炭処理工程との
間に、水酸化テトラアルキルアンモニウム含有濃縮廃液
の中和および不溶化析出物の除去処理を行い、且つ、活
性炭処理工程の後に電気透析を行うと、より高純度の水
酸化テトラアルキルアンモニウムを回収することができ
る。According to the method of the present invention, the waste liquid containing tetraalkylammonium hydroxide used as a positive resist developing solution is subjected to adsorption treatment with activated carbon, whereby the residual organic substances in the waste liquid can be almost completely removed. Thus, high-purity tetraalkylammonium hydroxide that can be reused in the photolithography process can be industrially advantageously recovered. In particular, between the concentration step and the activated carbon treatment step, neutralization of the tetraalkylammonium hydroxide-containing concentrated waste liquid and removal of insolubilized precipitates are performed, and electrodialysis is performed after the activated carbon treatment step, whereby higher purity is obtained. Can be recovered.
【図1】 本発明方法による精製、回収プロセスの一例
(実施例1)を示すチャート。FIG. 1 is a chart showing an example (Example 1) of a purification and recovery process according to the method of the present invention.
【図2】 本発明方法による精製、回収プロセスの他の
一例(実施例2)を示すチャート。FIG. 2 is a chart showing another example (Example 2) of a purification and recovery process according to the method of the present invention.
【図3】 従来技術による精製、回収プロセスの一例
(比較例1)を示すチャート。FIG. 3 is a chart showing an example of a purification and recovery process (Comparative Example 1) according to a conventional technique.
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成8年10月25日[Submission date] October 25, 1996
【手続補正1】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0007[Correction target item name] 0007
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]
【手続補正2】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0016[Correction target item name] 0016
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【0016】二酸化炭素または炭酸による中和処理によ
って、廃液中の水酸化テトラアルキルアンモニウムは炭
酸塩ないし重炭酸塩になり、また、廃液中のノボラック
樹脂のようなレジスト成分が不溶化析出する。不溶化析
出した成分はデカンテーション、瀘過などの固液分離手
段によって除去される。不溶化析出物が除去された水酸
化テトラアルキルアンモニウム塩含有液は第1の方法と
同様に活性炭による吸着処理および瀘過を行う。By the neutralization treatment with carbon dioxide or carbon dioxide, the tetraalkylammonium hydroxide in the waste liquid becomes a carbonate or bicarbonate, and the resist component such as a novolak resin in the waste liquid is insolubilized and precipitated. The components that have become insolubilized and precipitated are removed by solid-liquid separation means such as decantation and filtration. The tetraalkylammonium hydroxide salt-containing liquid from which the insolubilized precipitate has been removed is subjected to adsorption treatment with activated carbon and filtration as in the first method.
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03F 7/26 C02F 1/46 103 (72)発明者 和田 紘一 神奈川県川崎市川崎区大川町5−1 昭和 電工株式会社生産技術センター内 (72)発明者 守屋 則雄 神奈川県川崎市川崎区大川町5−1 昭和 電工株式会社生産技術センター内 (72)発明者 高橋 ▲修▼二 東京都港区芝大門一丁目13番9号 昭和電 工株式会社内Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Agency reference number FI Technical indication G03F 7/26 C02F 1/46 103 (72) Inventor Koichi Wada 5-1 Okawacho, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Showa Inside the Production Engineering Center of Electric Works Co., Ltd. (72) Norio Moriya 5-1 Okawacho, Kawasaki-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Showa Inside of the Production Engineering Center Showa Electric Works Co., Ltd. 13-9 Showa Denko K.K.
Claims (2)
水酸化テトラアルキルアンモニウム含有廃液を活性炭で
処理して該廃液中の不純物を吸着除去することを特徴と
する水酸化テトラアルキルアンモニウムの精製回収方
法。1. A method for purifying and recovering tetraalkylammonium hydroxide, comprising treating a wastewater containing tetraalkylammonium hydroxide used as a positive resist developer with activated carbon to adsorb and remove impurities in the wastewater. .
水酸化テトラアルキルアンモニウム含有廃液を中和処理
して、不溶化析出物を除去し、次いで、活性炭で処理し
て該廃液中の不純物を吸着除去し、さらに、陽イオン交
換膜を用いた電解槽にて電気透析を行うことを特徴とす
る水酸化テトラアルキルアンモニウムの精製回収方法。2. A waste solution containing tetraalkylammonium hydroxide used as a positive resist developing solution is neutralized to remove insolubilized precipitates, and then treated with activated carbon to adsorb and remove impurities in the waste solution. And a method for purifying and recovering tetraalkylammonium hydroxide, further comprising performing electrodialysis in an electrolytic cell using a cation exchange membrane.
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WO2008056671A1 (en) * | 2006-11-09 | 2008-05-15 | Tokuyama Corporation | Method of neutralizing developer waste liquid containing tetraalkylammonium hydroxide |
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1996
- 1996-08-12 JP JP22933296A patent/JP3216998B2/en not_active Expired - Fee Related
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