KR20090082202A - Method of neutralizing developer waste liquid containing tetra alkyl ammonium hydroxide - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수산화테트라알킬암모늄(이하, "TAAH"로 약칭한다)을 포토레지스트(photoresist)의 현상액으로서 사용한 후에, 포토레지스트로부터 유래된 유기물(이하, "레지스트 유래 유기물"이라고 약칭한다)이 용해된 TAAH함유 현상폐액을, 탄산 가스에 의하여 중화하기 위한 신규 중화방법에 관한 것이다. 자세하게는, TAAH를 함유한 현상 폐액을 중화할 때, 반응조 내에서의 포토레지스트 유래 유기물의 석출에 의한 폐쇄를 방지하며, 중화시에 석출되는 레지스트 유래 유기물의 여과성이 높고, 따라서 현상 폐액 중에 함유된 레지스트의 효율적인 제거가 가능한 중화방법에 관한 것이다.In the present invention, after using tetraalkylammonium hydroxide (hereinafter abbreviated as "TAAH") as a developer of a photoresist, an organic substance derived from the photoresist (hereinafter abbreviated as "resist derived organic substance") is dissolved. The present invention relates to a novel neutralization method for neutralizing TAAH-containing developer waste with carbon dioxide gas. Specifically, when neutralizing the developing waste solution containing TAAH, it prevents the closure by precipitation of photoresist-derived organic matter in the reaction tank, and the filterability of the resist-derived organic matter precipitated at the time of neutralization is high, thus contained in the developing waste solution. The present invention relates to a neutralization method capable of efficiently removing resist.
반도체·액정 제조 공정에 있어서, 웨이퍼, 글라스 등의 기판상에 패턴을 형성하는 경우, 기판표면에 형성된 금속층에 네가티브형 혹 포지티브형의 레지스트를 도포하고, 여기에 패턴 형성용 포토마스크를 덮어 노광하고나서, 미경화 부분 또는 경화 부분에 대해 현상액을 사용하여 현상한 후, 에칭을 행하여 상기 금속층에 패 턴을 형성하는 작업이 수행된다. 반도체 등의 고집적화에 따라, 제조 공정에서 사용되는 약품 등에 대한 불순물, 특히 금속 이온 등이 반도체 제조공정에서 혼입되는 것이 엄격하게 제한되고 있다. 이 때문에, 금속 이온을 포함하지 않는 알칼리 액인 TAAH를 주성분으로 하는 현상액이 포토리소그래피(photolithography) 공정에서 널리 사용되고 있다. 특히 최근, 반도체·액정의 생산량이 증가함에 따라, 현상액의 소비량이 증가하고 있어, 사용 후 TAAH함유 현상 폐액의 배출량도 증가하고 있다.In the semiconductor / liquid crystal manufacturing process, when a pattern is formed on a substrate such as a wafer or glass, a negative or positive resist is applied to a metal layer formed on the substrate surface, and the photomask for pattern formation is covered thereon and exposed. Then, after developing using a developer for the uncured portion or the cured portion, an operation is performed to form a pattern in the metal layer by etching. With the high integration of semiconductors and the like, the incorporation of impurities such as chemicals used in the manufacturing process, especially metal ions, etc. in the semiconductor manufacturing process is strictly limited. For this reason, a developer mainly composed of TAAH, which is an alkali solution containing no metal ions, is widely used in photolithography. In particular, as the production of semiconductors and liquid crystals has increased in recent years, the consumption of developing solutions has increased, and the amount of used waste liquid containing TAAH has also increased.
지금까지는, 상기 TAAH함유 현상 폐액이 공지의 배수(排水) 처리방법에 의하여 무해(無害)하게 처리된 후 폐기되고 있지만, 자원의 효율적인 활용을 위하여, 상기 폐액으로부터 TAAH를 회수하고, 이를 정제한 후 재사용하는 TAAH함유 현상 폐액의 재생방법이 제안되었다. 예를 들어, TAAH농도가 10질량% 이상으로 농축된 사용 후의 TAAH 수용액을 탄산 가스 등의 산(酸)을 이용하여, 상기 수용액의 pH가 10 이하가 될 때까지 중화시켜, 레지스트 유래 유기물을 석출시키는 중화공정, 상기 중화공정으로써 석출된 레지스트 유래 유기물을 분리하는 분리 공정, 상기 분리 공정으로부터 얻어진 액체를 전기분해하여 TAAH를 생성시키는 전해공정을 포함하는 방법이 제안되었다(특허문헌1참조).Until now, the waste liquid containing TAAH has been disposed of after being harmlessly treated by a known wastewater treatment method. However, in order to efficiently use resources, TAAH is recovered from the waste liquid and purified. A regeneration method for reusing TAAH-containing developing waste has been proposed. For example, the used TAAH aqueous solution which concentrated TAAH concentration to 10 mass% or more is neutralized using acid, such as a carbon dioxide gas, until the pH of this aqueous solution becomes 10 or less, and a resist-derived organic substance is precipitated. A method including a neutralization step to be carried out, a separation step of separating the resist-derived organic matter deposited as the neutralization step, and an electrolysis step of electrolyzing the liquid obtained from the separation step to produce TAAH have been proposed (see Patent Document 1).
TAAH함유 현상 폐액을 탄산 가스에 의하여 중화하는 방법에서는, 아래 반응식 1 및 2에 의해, TAAH의 탄산염, 더욱이 중탄산염이 생성되어, 레지스트 유래 유기물을 용해시키는 TAAH의 함량 비율이 저하된다. 그리고, 상기 현상 폐액 중에서의 레지스트 유래 유기물의 용해도가 저하되어, 레지스트 유래 유기물이 석출되는 데, 이것은 여과 등의 조작으로 제거할 수 있다.In the method of neutralizing the TAAH-containing developing waste solution by carbonic acid gas, the carbonates and further bicarbonates of TAAH are produced by the following
<반응식> <Scheme>
2TAAH +CO2→(TAA)2CO3(반응식1)2TAAH + CO 2 → (TAA) 2 CO 3 (Scheme 1)
(TAA) 2CO3+ H2O + CO2→2(TAA)HCO3(반응식2)(TAA) 2CO 3 + H 2 O + CO 2 → 2 (TAA) HCO 3 (Scheme 2)
상기 재생방법은, 주된 불순물인 레지스트 유래 유기물을, 여과 등의 간편한 조작에 의해 제거하는 것이 가능하며, 특히 중화할 때 사용되는 산으로서 탄산 가스를 사용했을 경우에는, 반도체제조 공정에 있어서 문제가 되는 금속 이온 등 의 불순물의 혼입이 적기 때문에, 공업적으로 유용한 TAAH함유 현상 폐액의 재생 방법이다. The regeneration method is capable of removing the resist-derived organic substance, which is the main impurity, by simple operation such as filtration. In particular, when carbonic acid gas is used as the acid used for neutralization, there is a problem in the semiconductor manufacturing process. Since there is little mixing of impurities such as metal ions, it is an industrially useful method for regenerating developing waste containing TAAH.
<특허문헌1> 특허 제3110513호 <
<발명이 해결하려고 하는 과제>Problem to be solved by invention
하지만, 불순물인 레지스트 유래 유기물을 석출시키는 TAAH함유 현상 폐액의 탄산 가스에 의한 중화공정에 있어서, 단순히 탄산 가스를 상기 현상 폐액에 주입하는 방법으로 중화를 수행하면, 석출되는 레지스트 유래 유기물의 점착성이 높기 때문에, 반응조의 내벽이나 이것에 연결된 배관 내에 부착되어, 이들을 자주 폐쇄시키며, 또한, 상기 석출된 레지스트 유래 유기물은 미립자상이기 때문에, 제거 공정에 있어서의 여과성이 현저히 악화되어, 작업 효율이 저하되는 문제점이 있었다. 게다가, TAAH는 강알칼리이며 지용성(脂溶性)이 강하여 위험하기 때문에, 폐쇄된 배관의 세정 처리의 증가는, 작업상 문제가 되고 있다.However, in the neutralization process of the TAAH-containing developing waste liquid which precipitates the resist-derived organic substance which is an impurity, if the neutralization is simply performed by injecting carbon dioxide gas into the developing waste liquid, the adhesion of the deposited resist-derived organic substance is high. Therefore, since it adheres to the inner wall of the reactor or the pipe connected to this, and frequently closes them, and because the precipitated organic substance derived from the resist is in the form of fine particles, the filterability in the removal step is significantly deteriorated, and the work efficiency is lowered. There was this. In addition, since TAAH is a strong alkali and fat-soluble, it is dangerous. Therefore, an increase in the cleaning process of closed pipes is a problem in operation.
<과제를 해결하기 위한 수단>Means for solving the problem
본 발명자들은, 상기 목적을 달성하기 위해서, 예의 연구를 거듭한 결과, 레지스트 유래 유기물이 용해되는 pH 13 이상의 수산화테트라알킬암모늄 함유 현상 폐액에 대하여 탄산 가스를 가하여 중화할 때, (1) 레지스트 유래 유기물의 석출은, 상기 현상 폐액의 pH가 13 부근인 때로부터 시작되어, 이후에 pH가 11.5부근에 도달할 때까지 중화를 진행시키면, 대부분의 석출이 종료되며, (2) 레지스트 유래 유기물의 석출은, 상기 현상 폐액의 pH가 13인 시점부터 12에 도달하는 시점까지의 영역에서 특히 현저한 것으로 밝혀졌다. 여기서, 상기 현상 폐액의 이러한 pH 영역에서의 중화에 있어서의 탄산 가스의 첨가량을, pH가 13인 시점에 있어서의 현상 폐액 중의 수산화테트라알킬암모늄 1몰당, 0.15L/hr이하로 함으로써, 입경이 큰 응집플로크(flock, 불순물 덩어리)를 형성시킬 수 있어, 상기 레지스트 유래 유기물의 여과성이 매우 높은 석출물이 얻어진다는 것을 알아냈다. 또한, 이러한 조작에 있어서 레지스트 유래 유기물은 재결정에 가까운 상태로 석출되기 때문에, 상기 유기물의 제거 효율이 높다는 것을 확인했다. 게다가, 놀랍게도 상기 석출물은 점착성이 낮아, 배관 등의 폐쇄도 매우 효과적으로 방지할 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하게 되었다. MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to achieve the said objective, in order to achieve the said objective, as a result of earnest research, when neutralizing by adding carbonic acid gas to the developing waste liquid containing tetraalkylammonium hydroxide of
다시 말해, 본 발명은 레지스트 유래 유기물이 용해된 pH 13 이상의 TAAH함유 현상 폐액에 대하여, 탄산 가스를 첨가함으로써 pH가 11.5 이하로 될 때까지 중화하는 수산화테트라알킬암모늄 함유 현상 폐액의 중화방법에 있어서, 상기 현상 폐액의 pH가 13인 시점에서부터 12에 도달하는 시점까지의 탄산 가스의 첨가량을, pH가 13의 시점에 있어서의 현상 폐액 중의 수산화테트라알킬암모늄 1몰당, 0.15L/hr이하로 하여 수행하는 것을 특징으로 하는 수산화테트라알킬암모늄 함유 현상 폐액의 중화방법이다.In other words, the present invention relates to a neutralizing method of a tetraalkylammonium hydroxide-containing developing waste solution which neutralizes a developing waste solution containing a
더욱이, 본 발명은 포토레지스트 유래 유기물이 용해된 pH 13.7을 초과하는 수산화테트라알킬암모늄 함유 현상 폐액에 대하여 탄산 가스를 첨가함으로써 pH가 11.5 이하가 될 때까지 중화하는 수산화테트라알킬암모늄함유 현상 폐액의 중화방법에 있어서, 상기 현상 폐액의 pH가 13 이상, 13.7 이하의 범위에 있는 임의의 pH가 될 때까지의 제1중화와, 상기 임의의 pH에 도달된 후의 제2중화를 별도의 반응조에서 수행함과 동시에, 상기 제2중화에 있어서는, 현상 폐액의 pH가 13인 시점부터 12에 도달하는 시점까지의 탄산 가스의 첨가량을, pH가 13인 시점에 있어서의 현상 폐액 중의 수산화테트라알킬암모늄 1몰당, 0.15L/hr이하로 하여 수행하는 것을 특징으로 하는 수산화테트라알킬암모늄함유 현상 폐액의 중화방법이다.Furthermore, the present invention is to neutralize a tetraalkylammonium hydroxide-containing developing waste solution which is neutralized until the pH is 11.5 or less by adding carbonic acid gas to a tetraalkylammonium hydroxide-containing developing waste solution having a pH of 13.7 or more in which the organic substance derived from the photoresist is dissolved. In the process, the first neutralization until the pH of the developing waste liquid is any pH in the range of 13 or more, 13.7 or less, and the second neutralization after reaching the arbitrary pH in a separate reactor and At the same time, in said 2nd neutralization, the addition amount of the carbon dioxide gas from the time of
<발명의 효과>Effect of the Invention
본 발명의 중화방법에 의하면, 레지스트 유래 유기물을, 입경이 큰 응집플로크(flock)를 형성시킴으로써 석출시키는 것이 가능하기 때문에, 여과성이 높은 석출물을 얻는 것이 가능하다. 이 때문에, 중화반응 이후의 전해 공정에서 문제가 되는 레지스트 유래 유기물의 제거를 효율적으로 수행하는 것이 가능하다. 또한, 상기 석출물은 점착성이 낮아, 배관에 점착되지 않기 때문에, 배관의 폐쇄 등도 발생하지 않아, 공업적으로도 안전하여 효율적이다.According to the neutralization method of the present invention, the resist-derived organic substance can be precipitated by forming an aggregate floc having a large particle size, so that a precipitate having high filterability can be obtained. For this reason, it is possible to efficiently remove the resist-derived organic matter which is a problem in the electrolytic step after the neutralization reaction. In addition, the precipitate is low in adhesiveness and does not adhere to the pipe, so that no closing of the pipe or the like occurs, which is industrially safe and efficient.
또한, 상기 현상 폐액의 pH가 13 내지 13.7의 범위에 있는 임의의 pH가 될 때까지의 제1중화와, 상기 임의의 pH에 도달된 후의 제2중화를 별도의 반응조에서 수행하는 것에 의하여, 각각의 중화를 병행하여 수행할 수 있기 때문에, 중화에 있어서의 작업 시간 단축에도 연결되어, 공업적으로 우수한 효율을 나타낸다.Further, by carrying out the first neutralization until the pH of the developing waste liquid reaches an arbitrary pH in the range of 13 to 13.7, and the second neutralization after reaching the arbitrary pH in a separate reactor, respectively. Since neutralization can be performed in parallel, it also leads to shortening of the working time in neutralization, and shows industrially excellent efficiency.
도 1은, 본 발명에 있어서, 제1중화반응과 제2중화반응을 별도의 반응조를 사용하여 행한 바람직한 일 실시예를 나타낸 개략도1 is a schematic view showing a preferred embodiment in which the first neutralization reaction and the second neutralization reaction are performed using separate reactors in the present invention.
<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>Best Mode for Carrying Out the Invention
(레지스트 유래 유기물이 용해된 TAAH함유 현상 폐액)(TAAH-containing developing waste in which resist-derived organics are dissolved)
본 발명에 사용되는 레지스트 유래 유기물이 용해된 TAAH를 함유한 현상 폐액(이하, "TAAH함유 현상 폐액"이라고 약칭한다)에 관하여 상세하게 설명한다. 본 발명에 있어서, TAAH의 구체적인 예로서는, 수산화테트라메틸암모늄, 수산화테트라에틸암모늄, 수산화테트라프로필암모늄, 수산화테트라부틸암모늄 등을 들 수 있다. 상기 TAAH 중에서도, 반도체 제조공정에 있어서의 현상액으로서 널리 사용되고 있 는 점에서 바람직하게는 수산화테트라메틸암모늄을 사용할 수 있다.The developing waste solution containing TAAH in which the resist-derived organic substance used in the present invention is dissolved (hereinafter, abbreviated as "TAAH-containing developing waste liquid") will be described in detail. In the present invention, specific examples of TAAH include tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide and the like. Among the above TAAH, since it is widely used as a developing solution in a semiconductor manufacturing process, tetramethylammonium hydroxide can be used preferably.
본 발명의 중화방법에서 사용되는 TAAH함유 현상 폐액 중의 TAAH의 농도에 관해서는, 특별히 제한되지 않고, 다양한 TAAH농도의 현상 폐액을 사용할 수 있다. 반도체 제조공정에서 배출되는 현상 폐액 중의 TAAH농도는 일반적으로 1% 이하 정도이지만, TAAH함유 현상 폐액의 중화를 공업적으로 우수한 효율로 행하고자 하는 관점에서, 아울러 상기 현상 폐액의 운송비용을 절감하고자 하는 관점에서, 농축을 수행하여 TAAH의 함유율을 높인 TAAH함유 현상 폐액을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 TAAH함유 현상 폐액 중의 TAAH농도가 상기와 같이 지나치게 낮으면 운송비용 등을 포함한 처리비용이 높아지며, 지나치게 높으면 농축에 소요되는 처리비용이 높아지기 때문에, 상기 TAAH함유 현상 폐액 중의 TAAH농도는, 10 내지 30 질량%인 것이 바람직하다.The concentration of TAAH in the TAAH-containing developing waste liquid used in the neutralizing method of the present invention is not particularly limited, and a developing waste liquid having various TAAH concentrations can be used. Although the TAAH concentration in the developing waste liquid discharged from the semiconductor manufacturing process is generally about 1% or less, from the viewpoint of neutralizing the developing waste liquid containing TAAH with high industrial efficiency, it is also intended to reduce the transportation cost of the developing waste liquid. From a viewpoint, it is preferable to use the TAAH containing developing waste liquid which carried out concentration and raised the content rate of TAAH. If the TAAH concentration in the TAAH-containing developing waste liquid is too low as described above, the processing cost including transportation cost is increased, and if it is too high, the processing cost required for concentration increases, so that the TAAH concentration in the TAAH-containing developing waste liquid is 10 to 30. It is preferable that it is mass%.
상기 농축 등에 의하여 TAAH의 함유율을 향상시킨 TAAH함유 현상 폐액의 pH는 13 내지 15, 일반적으로는 14 내지 14.7의 범위이다.The pH of the TAAH containing developing waste liquid which improved the content rate of TAAH by the said concentration etc. is the range of 13-15, generally 14-14.7.
또한, 상기 TAAH함유 현상 폐액에는, 레지스트 유래 유기물이 용해되어 있다. 상기 레지스트 유래 유기물의 농도는, 현상 후 레지스트 유래 유기물의 용해량 및 상기 농축 후 TAAH의 농도에 있어서의 레지스트 유래 유기물의 용해도에 따라 달라지지만, 본 발명의 중화방법에 있어서는, 중화반응에 제공되는 TAAH함유 현상 폐액에 용해되어 있는 레지스트 유래 유기물의 농도가 높을수록 상기 유기물의 제거 효율이 높아지기 때문에, 효과적이다.Moreover, the organic substance derived from resist is melt | dissolved in the said TAAH containing developing waste liquid. The concentration of the resist-derived organics varies depending on the amount of dissolved resist-derived organics after development and the solubility of resist-derived organics in the concentration of TAAH after the concentration, but in the neutralization method of the present invention, TAAH is provided for the neutralization reaction. The higher the concentration of the resist-derived organic substance dissolved in the containing developing waste solution, the higher the removal efficiency of the organic substance is.
상기 TAAH함유 현상 폐액에 용해되어 있는 레지스트 유래 유기물의 농도는, 예를 들어, 반도체 제조공정에서 배출되는 TAAH함유 현상 폐액 중에서의 농도가 COD로 환산할 경우, 수십 ~ 수백 ppm 정도이다. 또한, 최근에는 한번 현상공정에 제공된 TAAH함유 현상 폐액에 TAAH함유 현상액을 추가하여 TAAH의 농도를 조정한 후에, 상기 조정액을 그대로 현상공정에 재이용하는 TAAH함유 현상 폐액의 효율적인 활용법이 제안되고 있어, 상기 TAAH함유 현상 폐액 중의 레지스트 유래 유기물의 농도가 상기 농도보다도 높아지는 경향이 있다. 상술한 바와 같이, 어느 쪽의 TAAH함유 현상 폐액을 사용하더라도, 농축 등으로 인하여 TAAH의 함유율이 향상됨과 동시에, 레지스트 유래 유기물도 농축된다. 이 때문에, TAAH농도가 10 내지 30 질량%인 TAAH함유 현상 폐액에 용해되어 있는 레지스트 유래 유기물의 농도는, 일반적으로 COD로 환산할 경우 수천 내지 10,000ppm정도이다.The concentration of the resist-derived organics dissolved in the TAAH-containing developing waste liquid is, for example, about several tens to several hundred ppm when the concentration in the TAAH-containing developing waste liquid discharged from the semiconductor manufacturing process is converted into COD. In recent years, after adding the TAAH-containing developer to the TAAH-containing developing solution provided in the developing step to adjust the concentration of TAAH, an efficient method of using the TAAH-containing developing waste solution which is reused in the developing step is proposed. There exists a tendency for the density | concentration of the resist origin organic substance in TAAH containing developing waste liquid to become higher than the said concentration. As described above, even if any TAAH-containing developing waste liquid is used, the content of TAAH is improved due to concentration and the like, and the resist-derived organic substance is also concentrated. For this reason, the density | concentration of the resist origin organic substance melt | dissolved in TAAH containing developing waste liquid whose TAAH concentration is 10-30 mass% is generally about thousands-10,000 ppm when converted into COD.
(탄산 가스)(Carbonic acid gas)
본 발명의 중화방법에서는, pH가 13이상인 TAAH함유 현상 폐액에 대하여, 탄산 가스를 첨가함으로써 중화시킨다. 본 발명에 있어서 사용되는 탄산 가스로서는, 공업적으로 입수가능한 탄산 가스라면 아무런 제한 없이 사용할 수 있다. 또한, 비활성 가스 등으로 희석된 탄산 가스를 사용할 수도 있다. TAAH함유 현상 폐액을 탄산 가스로 중화한 후, 생성된 탄산염 및 중탄산염을 전기분해 하면, TAAH가 생성됨과 아울러 부산물로서 전해가스가 발생하지만, 상기 전해가스는 주로 탄산 가스를 함유하고 있어, 탄산 가스의 재사용으로서 상기 전해 가스를 중화반응에 사용되는 탄산 가스로서 사용하는 것도 가능하다.In the neutralization method of this invention, neutralization is carried out by adding carbonic acid gas to the TAAH containing developing waste liquid whose pH is 13 or more. As the carbon dioxide gas used in the present invention, any industrially available carbon dioxide gas can be used without any limitation. In addition, a carbon dioxide gas diluted with an inert gas or the like may be used. After developing the TAAH-containing waste liquid with carbonic acid gas, electrolysis of the produced carbonate and bicarbonate produces TAAH and generates electrolytic gas as a by-product, but the electrolytic gas mainly contains carbonic acid gas. It is also possible to use the said electrolytic gas as a carbon dioxide gas used for neutralization reaction as reuse.
(탄산 가스의 첨가량)(Addition amount of carbon dioxide gas)
본 발명은, pH가 13 이상인 TAAH함유 현상 폐액에 대하여, 탄산 가스를 첨가함으로써 pH가 11.5 이하가 될 때까지 중화하는 TAAH함유 현상 폐액의 중화방법에 있어서, 상기 현상 폐액의 pH가 13인 시점에서부터 12에 도달하는 시점까지의 탄산 가스의 첨가량을 pH가 13인 시점에 있어서의 현상 폐액 중의 TAAH 1몰당, 0.15L/hr(이하, 탄산 가스의 부피는, 표준상태에 있어서의 부피로 표기한다)이하, 보다 바람직하게는 0.10L/hr이하로 조정하는 것이 최대의 특징이다. 상기와 같이, 레지스트 유래 유기물의 석출은, 상기 현상 폐액의 pH가 13부근인 시점부터, pH12에 도달하는 시점까지의 영역에서 현저하게 나타난다. 따라서, 상기의 영역에서의 탄산 가스의 첨가량을 조정함으로써, 레지스트 유래 유기물의 석출 속도를 조정하고, 여과성이 높은 석출물로서 얻는 것이 가능해 진다.The neutralizing method of the developing waste liquid containing TAAH which neutralizes to the TAAH containing developing waste liquid whose pH is 13 or more until a pH becomes 11.5 or less by adding carbonic acid gas, From the time when the pH of the developing waste liquid is 13, The amount of carbonic acid gas added up to the point of reaching 12 is 0.15 L / hr per mole of TAAH in the developing waste solution at the time of pH 13 (hereinafter, the volume of carbonic acid gas is expressed by the volume in the standard state). Hereinafter, more preferably, adjusting to 0.10 L / hr or less is the largest characteristic. As described above, precipitation of the resist-derived organic substance is remarkably seen in the region from the time when the pH of the developing waste solution is around 13 to the time when the pH reaches 12. Therefore, by adjusting the addition amount of the carbon dioxide gas in the said area | region, it becomes possible to adjust the precipitation rate of the resist derived organic substance, and to obtain it as a highly filterable precipitate.
상기 탄산 가스의 첨가량은 적을수록 레지스트 유래 유기물의 석출 속도의 조정 효과가 높지만, 지나치게 적으면 중화처리에 시간이 소요되기 때문에, 공업적인 효율성을 감안하여, 0.05L/hr이상, 보다 바람직하게는 0.01L/hr이상으로 하는 것이 바람직하다.The smaller the amount of the carbonic acid gas added, the higher the effect of adjusting the deposition rate of the resist-derived organic substance. However, if the amount is too small, the neutralization treatment takes time. Therefore, in consideration of industrial efficiency, 0.05L / hr or more, more preferably 0.01 It is preferable to set it as L / Irr or more.
또한, 레지스트 유래 유기물은, pH가 11.5에 도달하는 시점까지 대부분이 석출된다. 따라서, 현상 폐액의 pH가 13인 시점에서부터 11.5에 도달하는 시점까지의 탄산 가스의 첨가량을 상술한 첨가량으로 조정하는 것이, 여과성 높은 석출물을 얻는다는 점에서 보다 바람직하다. In addition, most of the resist-derived organic matter is precipitated until the pH reaches 11.5. Therefore, it is more preferable to adjust the addition amount of the carbon dioxide gas from the time when the pH of the developing waste liquid is 13 to the time point when it reaches 11.5 to the above-mentioned addition amount in order to obtain a highly filterable precipitate.
상기 영역에서의 탄산 가스의 첨가량이, pH가 13인 시점에 있어서의 현상 폐액중의 TAAH 1몰당, 0.15L/hr를 초과하면, 레지스트 유래 유기물의 석출 속도의 조 정 효과가 낮아, 레지스트 유래 유기물이 점착성이 높은 상태나 미립자상으로 석출되기 때문에 바람직하지 않다. 한편, 상기 탄산 가스의 첨가량이 지나치게 낮으면, 중화반응에 소요되는 시간이 길어지기 때문에, 공업적인 효율 등을 감안하여, pH가 13인 시점부터 12 또는 11.5에 도달할 때까지의 시간으로부터 상기 탄산 가스의 첨가량을 적절히 결정하는 것이 좋다. 일반적으로, pH가 13인 시점으로부터 12에 도달할 때까지 소요되는 시간이 0.8 내지 10시간, 바람직하게는 2.0 내지 10시간이 되도록, 또는 상기 현상 폐액의 pH가 13인 시점부터 11.5에 도달할 때까지 소요되는 시간이 3 내지 30시간, 바람직하게는 5.0 내지 30시간이 되도록 탄산 가스의 첨가량을 적절히 결정하는 것이 바람직하다.When the amount of carbonic acid gas added in the above region exceeds 0.15 L / hr per 1 mole of TAAH in the developing waste liquid at the time of
상술한 첨가량으로 탄산 가스의 첨가를 개시하는 시점(이하, "탄산 가스 첨가 조정 개시점"이라고 칭한다)은, 상기 TAAH함유 현상 폐액의 pH가 13에 도달하는 시점까지라면 바람직하고, 중화반응을 수행하는 설비, 처리 능력 등을 감안하여, 적당히 결정하면 바람직하다. 예를 들어, 안전율(安全率)을 고려하여, 탄산 가스 첨가 조정 시작점을 pH13보다도 위로 설정하는 것도 가능하다. 또한, 중화 개시로부터 종료시점까지의 모든 pH영역에 있어서의 탄산 가스의 첨가량을 상술한 첨가량으로 하는 것도 가능하지만, 중화반응에 소요되는 반응 시간이 장시간이 되어, 공업적으로 효율적이라고는 할 수 없게 된다. 그 때문에, pH가 13.7을 초과하는 TAAH함유 현상 폐액에 있어서는, 탄산 가스 첨가 조정 개시점을 pH13 내지 13.7 범위에 있는 임의의 pH로부터 적절히 설정하는 것이 특히 바람직하다.The time point at which carbonic acid gas is added at the above-described amount of addition (hereinafter referred to as "carbonic acid gas addition adjustment start point") is preferable until the pH of the TAAH-containing developing waste liquid reaches 13, and the neutralization reaction is performed. It is preferable to determine appropriately in consideration of equipment to be treated, processing capacity and the like. For example, in consideration of safety factor, it is also possible to set the carbon dioxide gas addition adjustment start point above pH13. In addition, although it is also possible to make the addition amount of the carbon dioxide gas in all pH range from the start of neutralization to the end point mentioned above, the reaction time required for a neutralization reaction becomes long, and it is not industrially efficient. do. Therefore, in the TAAH containing developing waste liquid whose pH exceeds 13.7, it is especially preferable to set suitably the carbon dioxide gas addition adjustment start point from arbitrary pH in the range of pH13-13.7.
(탄산 가스의 첨가 방법)(Addition method of carbon dioxide gas)
상술한 첨가량으로 탄산 가스를 가하는 방법으로서는, 상술한 탄산 가스의 첨가량의 범위 내라면, 탄산 가스의 공급 방법으로서 이미 알려진 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 탄산 가스를 간헐적으로 공급하는 방법, 탄산 가스를 일정량연속적으로 공급하는 방법 등을 들 수 있다.As a method of adding a carbon dioxide gas by the addition amount mentioned above, if it exists in the range of the addition amount of the above-mentioned carbon dioxide gas, the method already known as a supply method of a carbon dioxide gas can be used. For example, the method of supplying carbon dioxide gas intermittently, the method of supplying carbon dioxide gas continuously in constant quantity, etc. are mentioned.
상술한 탄산 가스의 첨가 방법 중에서도, 탄산 가스를 연속적으로 정량공급하는 방법은, 공정관리가 용이한 점, 반응 장치가 간편한 점에 있어서 바람직하다.Among the above-described addition methods of carbon dioxide gas, the method of continuously supplying quantitatively supplying carbon dioxide gas is preferable in view of easy process management and simple reaction apparatus.
(탄산 가스 첨가 조정 개시점에 도달하기까지의 중화)(Neutralization until reaching the carbonated gas addition adjustment start point)
본 발명에 있어서, 상기 탄산 가스 첨가 조정 개시점에 도달하기까지의 중화 (이하, "제1중화"라고 칭한다)에 있어서, 그 반응조건 등에 대해서는 중화반응을 행하는 설비, 처리능력 등을 감안하여 적절히 결정할 수 있다. 상술한 바와 같이, 제1중화에 있어서의 탄산 가스의 첨가량을 탄산 가스 첨가 조정 개시점 이후의 중화 (이하, "제2중화"라고 칭한다)에 있어서의 첨가량으로 하는 것도 가능하지만, 중화반응에 소요되는 반응시간이 장시간이 되고, 공업적으로 효율적이라고는 할 수 없게 된다. 따라서, 제1중화에 있어서의 탄산 가스의 첨가량은, 제2중화에 있어서의 탄산 가스의 첨가량보다도 많은 양으로 하는 것이 바람직하다. In the present invention, in the neutralization (hereinafter referred to as "first neutralization") until reaching the carbon dioxide gas addition adjustment start point, the reaction conditions and the like are appropriately considered in consideration of the equipment for performing the neutralization reaction, processing capacity and the like. You can decide. As mentioned above, although the addition amount of the carbon dioxide gas in 1st neutralization can be made into the addition amount in neutralization (hereinafter called "second neutralization") after a carbon dioxide addition addition adjustment point, it is necessary for a neutralization reaction. The reaction time which becomes long becomes long and cannot become industrially efficient. Therefore, it is preferable to make the addition amount of the carbon dioxide gas in 1st neutralization more than the addition amount of the carbon dioxide gas in 2nd neutralization.
그러나, 조건에 따라서는, 공급되는 탄산 가스의 편류(偏流)에 의한 채널링이나 역혼합(back mixing)이 발생하기 때문에, 반응조 내에서 탄산 가스가 균일하게 확산되지 않고, 탄산 가스의 농도가 높아지는 부분이 발생한다. 상기 탄산 가스의 농도가 높은 부분은, 현상 폐액의 pH가 낮아지기 때문에, 일부의 레지스트 유래 유기물이 상기 탄산 가스 첨가 조정 개시점에 도달하기까지 점착성이 높은 상태로 석출되고, 배관 등에 점착되어 폐쇄시킬 가능성이 있다. 따라서, 상기 제1중화에 있어서의 탄산 가스의 첨가량을, 상기 중화 전의 현상 폐액 중의 수산화테트라알킬암모늄1몰 당, 1.0L/hr이하, 바람직하게는 0.7L/hr이하로 하여 수행하는 것이 더욱 바람직하다.However, depending on the conditions, since channeling or back mixing occurs due to the drift of the carbonic acid gas supplied, the carbonic acid gas is not uniformly diffused in the reaction tank and the concentration of the carbonic acid gas is increased. This happens. The portion of the high concentration of the carbon dioxide gas is lowered in the pH of the developing waste solution, so that some resist-derived organic matter is precipitated in a state of high adhesiveness until it reaches the carbon dioxide gas addition adjustment start point, and is likely to stick to the pipe or the like and close it. There is this. Therefore, it is more preferable to carry out the addition amount of the carbonic acid gas in the said 1st neutralization to 1.0 L / Coorre, preferably 0.7L / Coorre, per 1 mol of tetraalkylammonium hydroxides in the developing waste liquid before the said neutralization. Do.
또한, 상기 탄산 가스의 첨가량이 적을수록 제1중화에 있어서의 레지스트 유래 유기물의 석출을 방지하는 효과가 높지만, 지나치게 적으면 중화처리에 시간이 소요되기 때문에, 공업적인 효율성을 감안하여, 0.1L/hr이상으로 하는 것이 바람직하다.In addition, the smaller the amount of the carbonic acid gas added, the higher the effect of preventing precipitation of the resist-derived organic material in the first neutralization. However, if the amount is too small, the neutralization treatment takes time, so that the industrial efficiency is 0.1 L /. It is preferable to be more than hr.
(중화의 종료시점)(The end of neutralization)
본 발명의 중화방법에 있어서의 TAAH함유 현상 폐액의 탄산 가스에 의한 중화의 종료시점에 대해서는, 상기 현상 폐액의 pH가 11.5 이하에서 중화공정 이후의 레지스트 유래 유기물의 분리 공정에 사용되는 여과막의 내구성이나, 전해공정에 있어서의 상기 현상 폐액의 pH의 영향 등을 감안하여 적절히 설정할 수 있다. 상기 중화의 종료시점은, 일반적으로 pH8 내지 11.5의 범위 내에서 적절히 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 현상 폐액의 pH가 11.5보다도 낮은 시점에 있어서의 중화에 있어서, 그 반응 조건 등에 대해서는 중화반응을 수행하는 설비, 처리능력 등을 감안하여 적절히 결정할 수 있다. The end point of neutralization by carbonic acid gas of the TAAH-containing developing waste solution in the neutralization method of the present invention, when the pH of the developing waste solution is 11.5 or less, the durability of the filtration membrane used in the separation process of the resist-derived organic matter after the neutralization process, In consideration of the influence of the pH of the developing waste solution in the electrolytic step, etc., it can be appropriately set. In general, the end point of the neutralization is preferably set appropriately within the range of
특히 본 발명의 중화방법에 있어서, 상기 레지스트 유래 유기물은 상기 현상 폐액의 pH가 12∼11.5에 도달하는 시점까지 대부분 석출되는 점에서, 중화의 종료시점을 pH11∼11.5의 범위에서 적당히 설정하는 것이 특히 바람직하다. 중화의 종 료시점을 상기 범위 내에서 설정하는 것은, 상술한 이유 외에도, 중화에 소요되는 시간의 단축이 가능한 점, pH 11.5 미만에서는 TAAH의 탄산염의 중화에 사용되는 탄산 가스의 반응 효율이 저하되기 때문에, 중화를 진행시키기 위해서는 과잉량의 탄산 가스가 필요한 점, 전해공정에 있어서는, 탄산염 1몰의 전기 분해로 2몰의 TAAH가 생성되는 것에 대하여, 중탄산염 1몰에 대한 TAAH는 1몰 생성되기 때문에, 전기 분해에 제공되는 현상 폐액 중에서 탄산염의 비율이 클수록 전력효율이 높아지는 점 등의 이유에 있어서도 특히 바람직하다.In particular, in the neutralization method of the present invention, since most of the resist-derived organic matter is precipitated until the pH of the developing waste solution reaches 12 to 11.5, the end point of neutralization is particularly appropriately set in the range of
(중화방법의 방식)(Method of neutralization method)
상기 본 발명에 있어서의 중화방법의 방식을 예시하자면, 1개의 반응조를 사용하는 중화방법, 2 이상의 복수의 반응조를 사용하는 중화방법을 들 수 있다. 이 중에서, 1개의 반응조를 사용하는 중화방법으로서는, 중화반응 전체에 걸쳐 pH가 13인 시점에 있어서의 현상 폐액 중의 TAAH 1몰 당, 0.15L/hr이하의 일정한 탄산 가스의 첨가량으로 중화반응을 수행하는 방법, 상기 제1중화와 제2중화에서, 탄산 가스의 첨가량을 변화시키며 수행하는 방법을 들 수 있다. 또한, 상기 2 이상의 복수의 반응조를 사용하는 중화방법으로서는, 제1중화와 제2중화를 각각 별개의 반응조에서 수행하는 방법을 들 수 있다.As an example of the method of the neutralization method in the said invention, the neutralization method using one reaction tank, and the neutralization method using two or more reaction tanks are mentioned. Among these, as the neutralization method using one reactor, the neutralization reaction is carried out at a constant amount of carbon dioxide gas of 0.15 L / hr or less per mole of TAAH in the developing waste solution at the time of
상기 방식 중에서도, 2 이상의 복수의 반응조를 사용하여, 제1중화와 제2중화를 각각 별개의 반응조에서 수행하는 중화방법은, 각각의 반응조에서 독립적으로 공정관리가 가능한 점, 또한, 독립적으로 병행하여 중화를 수행하는 것이 가능하여 작업 시간을 단축할 수 있다는 점에서 바람직하다. 더불어, 제1중화와 제2중화를 별개의 반응조에서 수행한다면, 각각의 중화를 각각 복수의 반응조를 사용하여 수행하는 것도 가능하다. 그러나, 반응조의 수가 지나치게 많으면 각각의 반응조의 공정관리나 반응조작이 번잡해지는 점 및 반응조의 설치에 수반되는 비용 등의 문제점이 있기 때문에, 제1중화와 제2중화를 각각 1개의 반응조로 행하는 것이 가장 바람직하다.(2개의 반응조에서의 중화방법)Among the above methods, the neutralization method in which the first neutralization and the second neutralization are performed in separate reaction tanks using two or more reaction tanks can be independently managed in a separate reaction tank, and also independently It is preferable in that it is possible to carry out neutralization and shorten working time. In addition, if the first neutralization and the second neutralization are performed in separate reactors, it is also possible to perform each neutralization using a plurality of reactors respectively. However, if the number of reaction tanks is too large, there are problems such as complicated process control and reaction operation of each reaction tank, and costs associated with the installation of the reaction tank. Therefore, the first and second neutralizations are performed in one reactor. Most preferred (neutralization method in two reactors).
이하, 제1중화와 제2중화를 각각 1개의 반응조로 수행하는 본 발명의 중화방법에 대해서 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명에 있어서, 제1중화와 제2중화를 각각 별개의 반응조를 사용하여 수행하는, 가장 바람직한 태양을 나타내는 개략도다.Hereinafter, the neutralization method of the present invention in which the first neutralization and the second neutralization are each performed in one reactor will be described in detail. 1 is a schematic view showing the most preferred embodiment in the present invention, in which the first and second neutralizations are each carried out using separate reactors.
(제1중화)(1st China)
반응조(1)에서는, 제1중화를 수행한다. TAAH함유 현상 폐액은, TAAH함유 현상 폐액 공급배관(3)을 통하여 공급된다. 반응조(1)에 있어서, 탄산 가스 공급 배관(4)을 통하여 탄산 가스가 공급되어 반응조(1) 내에서 중화가 수행되고, 상기 반응액은 펌프(5)에 의하여 반응조(1) 처리 폐액 공급배관(6)으로 배출되며, 상기 공급배관(6)을 통하여, 반응조(2)에 공급된다. 미반응의 탄산 가스 등은, 미반응 가스 배출배관(7)을 통하여 외부로 배출된다.In the
상술한 바와 같이, 제1중화에 있어서의 탄산 가스의 첨가량은, 중화반응을 수행하는 설비, 처리 능력 등을 감안해서 적절히 결정하는 것이 좋지만, 공업적 효율성의 관점에서, 제2중화에 있어서의 탄산 가스의 첨가량보다 많은 양으로 하는 것이 바람직하다. 더욱이 반응조(1) 내에서의 탄산 가스의 편류에 의한 채널링이나 역혼합에 의한 영향을 감안하여, 상기 중화수행 전의 현상 폐액 중의 수산화테트라알킬암모늄 1몰당, 1.0L/hr이하로 수행하는 것이 더욱 바람직하다.As described above, the addition amount of the carbon dioxide gas in the first neutralization may be appropriately determined in consideration of the equipment for carrying out the neutralization reaction, the processing capacity, and the like, but from the viewpoint of industrial efficiency, the carbonic acid in the second neutralization is preferred. It is preferable to make it larger than the addition amount of gas. Furthermore, in consideration of the effect of channeling or reverse mixing due to the drift of carbon dioxide gas in the
아울러, 반응조(1)에 펌프(8) 및 순환배관(9)을 설치하고, 상기 순환배관 내에 반응 측정 장치(10)를 설치함으로써, 반응조(1)에서의 반응의 관리가 가능해 진다. 상기 반응 측정 장치로서는, 반응에 제공되는 TAAH함유 현상 폐액의 농도가 이미 알려져 있는 경우, 반응조(1)에서의 중화의 종료시점에 있어서의 TAAH 및 탄산염의 농도는 용이하게 산출할 수 있기 때문에, pH 미터 이외에도, 초음파농도계 등, 용액 중 용질의 농도를 측정하는 공지의 측정 장치를 사용할 수 있다.In addition, by installing the
상기 중화에 있어서, 반응액의 발포가 문제가 되는 경우에는, 상기 순환 배관의 중간에 탄산 가스 공급 배관을 설치하여, 탄산 가스를 라인 믹서(line mixer), 이젝터(ejector) 등의 공급수단으로써 상기 순환 배관에 공급하고, 상기 순환 배관을 경유하여 반응조에 도입할 수도 있다.In the above neutralization, when foaming of the reaction liquid is a problem, a carbon dioxide gas supply pipe is provided in the middle of the circulation pipe, and the carbon dioxide gas is supplied as a supply means such as a line mixer or ejector. It may supply to a circulation pipe and may introduce | transduce into a reaction tank via the said circulation pipe.
반응조(1)에서의 중화반응에 있어서의 반응 온도에 대해서는, TAAH함유 현상 폐액이 수용액인 점 및 온도가 지나치게 높으면 TAAH함유 현상 폐액 중의 레지스트가 석출되거나 고형화되어 탄산 가스와의 반응 효율을 저하시키는 점을 고려하여, 0℃ 내지 80℃, 특히 20℃ 내지 70℃ 범위에서 중화를 행하는 것이 바람직하다.Regarding the reaction temperature in the neutralization reaction in the
상기 반응조(1)의 종류를 구체적으로 예시하면, 교반 날개를 갖춘 반응조, 충전제(充塡劑)를 충전하여 탄산 가스의 확산 효율을 향상시키는 충전탑(充塡塔), 상기 TAAH함유 현상 폐액을 탑정부(塔頂部)로부터 탑저부(塔底部)까지 흐르게 하고, 탄산 가스를 탑저부(塔底部)로부터 공급하여, 향류조작(向流操作)에 의하여 TAAH와 탄산 가스를 접촉시킴으로써 반응하게 하는 중화탑(中和塔) 등을 들 수 있다. 상기의 반응조 중에서도 향류조작에 의한 반응을 수행하는 중화탑은, 연속적으로 중화를 수행하는 것이 가능하여 더욱 바람직하다.Specific examples of the kind of the
상술한 바와 같이, 제1중화에 있어서, 상기 중화 탑을 복수의 트레이(tray, 11)를 구비한 다단탑(多段塔)으로 구성하여 중화를 수행하는 방법이, 트레이(11)에 의하여 구획된 각 단계 내에서 상기 현상 폐액의 pH를 일정하게 유지하는 것이 용이하며, 상기 현상 폐액이 탑의 정상에서 탑의 밑바닥까지 각 단계를 경유하여 유통(流通)됨으로써, 단계적으로 현상 폐액의 pH를 저하시키는 것이 가능하기에, 특히 바람직하다.As described above, in the first neutralization, a method of performing neutralization by constructing the neutralization tower into a multi-stage tower having a plurality of
상기 다단탑에 사용되는 트레이(11)는, 복수의 홀(hole)이 관통되어 이루어진 다공판 및 다운커머(downcomer)(12)에 의하여 형성된다. 상기 TAAH현상 폐액은, 다운커머(downcomer)(12)를 경유하여 탑정부(塔頂部)에서 탑저부(塔底部)로 유통(流通)되며, 탄산 가스는, 다공판의 홀을 경유하여 탑저부(塔底部)로부터 탑정부(塔頂部)로 유통된다. TAAH현상 폐액의 중화탑 내의 유통 속도는, 다운커머(downcomer)(12)의 내경에 의하여 제어할 수 있다. 상기 다운커머(12)의 내경이 지나치게 작으면 중화반응에 소요되는 반응 시간이 장시간이 되기 때문에 비경제적이고, 지나치게 크면 상기 현상 폐액의 유통 속도의 조정 효과가 낮기 때문에, 중화탑 내경에 대하여, 0.1 내지 0.5%, 특히 0.2 내지 1.0%인 것이 바람직하다. 또한, 탄산 가스의 유통 속도는, 다공판의 개구율(開口率)에 의해 제어할 수 있으며, 상기 개구율(開口率)은, 지나치게 낮으면 중화반응에 소요되는 반응 시간이 장시간 이 되기 때문에 비경제적이고, 지나치게 높으면 상기 탄산 가스의 유통 속도의 조정 효과가 낮기 때문에, 3 내지 10%인 것이 바람직하다.The
또한, 상기 다단탑의 트레이(11)의 수에 대해서는, 수가 많을수록, 다시 말해 구획되는 단수(段數)가 많을수록 pH의 조정 효과가 높아지지만, 칸막이가 지나치게 많으면 다단탑의 제조비용이 많이 들기 때문에, 트레이(11)의 수는 2 내지 4, 즉 상기 현상 폐액이 유통되는 단수(段數)로서는 3 내지 5단이 바람직하다. As for the number of
아울러, 탄산 가스의 균등한 확산을 촉진시키는 것을 목적으로, 트레이(11)로써 구획된 각 단의 내부에 충전제(充塡劑)를 충전하는 것이 특히 바람직하다. 상기 충전제로서는 기-액반응에 사용되는 공지의 충전제가 제한 없이 사용될 수 있다.In addition, it is particularly preferable to fill a filler inside each stage partitioned by the
(제2중화)(2nd Chinese)
반응조(1)에서의 제1중화 후, 반응조(2)에서 제2중화를 수행한다. 반응조(1)처리 폐액 공급배관(6)을 통하여, 반응조(1)에서 중화된 현상 폐액(이하, "반응조(1) 처리 폐액"이라고 칭한다)이 반응조(2)에 공급된다. 반응조(2)에 반응조(1)처리 폐액이 공급된 후, 탄산 가스 공급 배관(13)을 통하여 탄산 가스를 공급하여 중화를 수행한다. 중화 종료 후, 반응액은 펌프(14)에 의하여 중화 처리액 공급배관(15)을 통하여 배출되어, 레지스트의 분리를 수행하는 분리공정으로 보내진다. 미반응의 탄산 가스 등은, 미반응 가스 배출배관(16)을 통하여 외부에 배출된다.After the first neutralization in the
제2중화에 있어서, 상기 현상 폐액의 pH가 탄산 가스 첨가 조정 개시점에서부터 12 또는 11.5에 도달하는 시점까지의 탄산 가스의 첨가량을, pH가 13의 시점 에 있어서의 현상 폐액 중의 TAAH 1몰당, 0.15L/hr이하로 하여 수행한다.In the second neutralization, the amount of carbonic acid gas added until the pH of the developing waste liquid reaches 12 or 11.5 from the start point of adjusting the carbon dioxide addition is 0.15 per mol of TAAH in the developing waste liquid at the
반응액의 교반 효율을 높이기 위하여, 반응조(2)에 순환배관(18)을 설치하고, 펌프(17)를 이용하여 반응조(2) 내의 용액을 순환시키면서 반응시키는 것도 가능하다. 반응액의 발포가 문제가 될 경우에는, 상기 순환배관의 중간에 탄산 가스 공급배관을 설치하고, 탄산 가스를 라인 믹서, 이젝터(ejector) 등의 공급수단으로써 상기 순환배관에 공급하여, 상기 순환 배관을 경유하여 반응조에 도입할 수도 있다. In order to increase the stirring efficiency of the reaction liquid, a
이에 더하여, 상기 순환배관 내에 반응 측정장치(19)를 설치함으로써, 반응조(2)에서의 반응의 관리가 가능하게 된다. 상기 반응 측정장치로서는, 반응조(2)에 제공되는 반응조(1) 처리 폐액 중의 탄산염 및 TAAH의 농도가 이미 알려진 경우, 중화 종료시점의 pH에 있어서의 탄산염 및 중탄산염의 농도는 용이하게 산출될 수 있기 때문에, pH미터 이외에도, 초음파농도계 등, 용액 중의 용질의 농도를 측정하는 공지의 측정 장치를 이용할 수 있다.In addition, by installing the
(석출된 레지스트의 제거 방법)(Method for Removing Precipitated Resist)
본 발명의 중화방법에 있어서는, 석출되는 레지스트 유래 유기물은 커다란 응집플로크(flock)상이며, 또한 점착성이 낮기 때문에, 여과성이 높은 것이 특징이다. 레지스트 유래 유기물의 분리 공정에 있어서의 상기 유기물의 제거 방법으로서는, 디켄테이션(decantation), 원심분리, 필터 프레스(filter press), 한외여과막(限外濾過膜)에 의한 여과 등, 공지의 고액 분리장치를 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 중화방법에서 석출시킨 레지스트 유래 유기물은 상기의 특징을 갖기 때문 에, 그대로 고액분리 조작에 제공되는 것도 가능하지만, 여과 효율을 한층 더 향상시키기 위한 목적으로 여과조제를 첨가, 혼합한 뒤 고액 분리조작을 수행하는 것도 가능하다. 상기 고액 분리조작에 이용되는 여과조제로서는, 활성탄, 규조토, 셀룰로스 등을 들 수 있다. 이 중에서도 공업적으로 염가에 입수가능하다는 점에서, 활성탄, 규조토 등의 여과조제를 이용하는 것이 바람직하다.In the neutralizing method of the present invention, the resist-derived organic substance that precipitates is a large flocculated floc and has low adhesiveness, which is characterized by high filterability. As the removal method of the said organic substance in the process of isolate | separating organic substance derived from resist, well-known solid-liquid separation apparatus, such as decantation, centrifugation, a filter press, and filtration by an ultrafiltration membrane, etc. Can be used. In addition, since the resist-derived organic substance precipitated by the neutralization method of the present invention has the above characteristics, it can be used as it is for solid-liquid separation operation, but a filter aid is added and mixed for the purpose of further improving the filtration efficiency. It is also possible to carry out a solid-liquid separation operation afterwards. Examples of the filtration aid used in the solid-liquid separation operation include activated carbon, diatomaceous earth, cellulose, and the like. Among these, it is preferable to use filtration aids, such as activated carbon and diatomaceous earth, from the point of industrial availability at low cost.
<실시예><Example>
본 발명의 방법을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여, 하기 실시예를 들어 설명하지만, 본 발명은 이들의 실시예에 한정되는 것은 아니다.In order to explain the method of the present invention more specifically, the following examples are given and described, but the present invention is not limited to these examples.
실시예 1Example 1
투명 염화비닐로 제조되며, 도 1에 나타내는 구성을 갖는 중화장치를 사용하여 수행하였다. 반응조(1)의 사이즈는 지름 100mm, 높이 1,000mm이며, 내부에는 다운커머를 구비한 트레이를 3군데 설치했다. 반응조(2)의 사이즈는 지름 250mm, 높이 800mm인 것을 사용하였다.It was carried out using a neutralizer made of transparent vinyl chloride and having the configuration shown in FIG. The size of the
또한, TAAH함유 현상 폐액으로서, pH 14.7의 수산화테트라메틸암모늄(이하"TMAH"라고 칭한다) 함유 현상 폐액을 사용하였다. 여기서, 상기 현상 폐액의 TMAH 농도는 20 질량%, 레지스트 유래 유기물의 함유량은 COD 환산으로 5000ppm이었다.As the TAAH-containing developing waste solution, a developing waste liquid containing tetramethylammonium hydroxide (hereinafter referred to as "TMAH") having a pH of 14.7 was used. Here, the TMAH concentration of the developing waste solution was 20 mass%, and the content of the resist-derived organic matter was 5000 ppm in terms of COD.
우선, 반응조(1)에 TAAH함유 현상 폐액 6L를 채우고, 반응조(1) 하부의 탄산 가스 공급배관(4)을 통하여 탄산 가스를 17.3L/hr로 공급하고, pH가 13이 될 때까지 중화하였다. 그 후, 탄산 가스를 17.3L/hr로 공급하면서, 반응조(1) 상부의 TAAH함유 현상 폐액 공급배관(3)을 통하여 상기 현상 폐액을 4.6L/hr로 공급하여, 향류조작(向流操作)에 의하여 연속 중화를 수행하였다. 반응조(1) 처리 폐액 공급배관(6)으로부터 배출되는 반응조(1) 처리 폐액을 샘플링하여 pH를 확인하였는 바, pH는 13이었다. 이때의 반응조(1)에서의 탄산 가스의 첨가량은 중화 전의 현상 폐액 중의 TMAH 1몰에 대하여 표준상태로 0.39L/hr(이하, 탄산 가스의 공급량은 표준상태에서의 부피로 나타낸다)이었다. 상기 중화조작에 있어서, 반응조(1)에는 레지스트 유래 유기물의 석출은 확인되지 아니하였다.First, 6 L of TAAH-containing developing waste solution was filled in the
이어서, 반응조(1)에서의 처리액을 반응조(2)에 20L 저장시킨 후, 반응조(2)하부의 탄산 가스 공급배관(4)을 통하여 탄산 가스를 현상 폐액의 pH가 13인 시점에서의 TMAH 1몰에 대한 탄산 가스의 첨가량 0.01L/hr로 공급해서 중화하여, pH 11.5인 처리액을 얻었다. 현상 폐액의 pH가 13인 시점에서부터 12에 도달할 때까지 소요된 시간은 9.7시간, pH13의 시점에서부터 11.5에 도달할 때까지 소요된 시간은 28.5시간이었다.Subsequently, 20 L of the processing liquid in the
이러한 처리액에 대하여, 1.0wt%의 비율로 여과조제로서 白鷺(활성탄, 상품명:일본 엔바이로케미칼즈사 제품)을 첨가하고, 교반한 후, 가압 여과기 KST-142-UH(상품명:아도반테크 토요가부시키가이샤(東洋株式會社)제, 지름 142mm)에, 멤브레인 필터 H100A 142C (상품명:아도반테크 토요가부시키가이샤제, 홀 직경 1㎛)을 장착하고, 0.15MPa로 가압 여과하였는 바, 양호하게 여과할 수 있었으며, 맑고 깨끗한 여과액을 얻었다. 이 여과액의 COD는 60ppm이었다. 또한, 여과 속도로부터 산출된 상기 처리액의 여과 처리속도는 500L/m3·hr이었다.To such a treatment liquid, white charcoal (activated carbon, trade name: Nippon Enviro Chemicals Co., Ltd.) was added and stirred as a filtration aid at a rate of 1.0 kPa%, followed by stirring under a pressure filter, BS-142-WH (trade name: Adovantech Membrane filter H100A 142C (trade name: Adovantech Toyo Chemical Co., Ltd., hole diameter: 1 μm) was attached to Toga Kagushi Co., Ltd., 142 mm in diameter, and filtered under pressure of 0.15 MPa. It was possible to filter well, and a clear and clean filtrate was obtained. The COD of this filtrate was 60 ppm. In addition, the filtration process rate of the said process liquid computed from the filtration rate was 500 L / m <3> -hr.
실시예 2 내지 6Examples 2-6
표 1에 나타낸 현상 폐액의 공급 속도, 탄산 가스 공급 속도, 및 중화 전 현상 폐액 중의 TMAH 1몰에 대한 탄산 가스 첨가량으로 반응조(1)에서의 중화를 수행하고, 이어서 표 1에 나타낸 현상 폐액의 pH가 13인 시점에서의 TMAH 1몰에 대한 탄산 가스의 첨가량으로 반응조(2)에 있어서의 중화를 수행한 이외에는 실시예 1과 같이 중화반응을 수행하였다. 반응조(2)에서의 현상 폐액의 pH가 13인 시점에서부터 12 및 11.5에 도달할 때까지 소요된 시간, 및 중화 후의 여과 결과를 표 1에 나타내었다.The neutralization in the
<표 1>TABLE 1
*1: 중화 전 현상 폐액 중의 TMAH 1몰에 대한 표준상태에서의 탄산 가스의 공급량* 1: Supply amount of carbon dioxide gas in a standard state to 1 mol of TMAH in the developing waste solution before neutralization
*2: 현상 폐액의 pH가 13인 시점에서의 TMAH 1몰에 대한 표준상태에서의 탄산 가스의 공급량* 2: Supply amount of carbon dioxide gas in a standard state to 1 mol of TMAH when the pH of the developing waste liquid is 13
*3: 현상 폐액의 pH가 13인 시점에서부터 12 및 11.5에 도달할 때까지 소요된 시간* 3: Time required for the development waste to reach 12 and 11.5 from
실시예 7Example 7
실시예 1과 같은 중화 장치를 사용하여, 우선 반응조(1)에 실시예 1과 같은 TAAH함유 현상 폐액 6L을 채우고, 반응조(1) 하부의 탄산 가스 공급배관(4)을 통하여 탄산 가스를 24.8L/hr로 공급하고, pH 13.5가 될 때까지 중화하였다. 이후, 탄산 가스를 24.8L/hr로 공급하면서, 반응조(1) 상부의 TAAH함유 현상 폐액 공급배관(3)을 통하여 상기 현상 폐액을 7.5L/hr로 공급하여, 향류조작에 의하여 연속 중화를 수행하였다. 반응조(1) 처리 폐액의 공급배관(6)으로부터 배출되는 반응조(1) 처리 폐액을 샘플링하여 pH를 확인하였더니, pH는 13.5였다. 이때의 반응조(1)에서의 탄산 가스의 첨가량은, 중화 전 현상 폐액 중의 TMAH 1몰에 대하여, 0.57L/hr이었다. 상기 중화조작에 있어서, 반응조(1)에는 레지스트 유래 유기물의 석출은 확인되지 않았다.Using the same neutralizing device as in Example 1, first, 6L of TAAH-containing developing waste liquid as in Example 1 was filled in the
그 다음에, 반응조(1)에서의 처리액을 반응조(2)에 20L 저장시킨 후, 반응조(2) 하부의 탄산 가스 공급배관(4)을 통하여 탄산 가스를 현상 폐액의 pH가 13인 시점에서의 TMAH 1몰에 대한 탄산 가스의 첨가량이 0.07L/hr이 되도록 공급하여 중화시켜, pH 11.5의 처리액을 얻었다. 현상 폐액의 pH가 13인 시점에서부터 12에 도달할 때까지 소요된 시간은 2.8시간, pH 13인 시점에서부터 11.5에 도달할 때까지 소요된 시간은 6.3시간이었다.Next, after storing 20 L of the processing liquid in the
이러한 처리액에 대하여, 실시예 1과 같은 조작으로 여과를 수행하였더니, 양호하게 여과할 수 있고, 맑고 깨끗한 여과액을 얻었다.이 여과액의 COD는 60ppm 이었다. 또한, 여과 속도로부터 산출된 상기 처리액의 여과 처리 속도는 400L/m3·hr이었다.Filtration was carried out on the treatment liquid in the same manner as in Example 1 to obtain a filtrate that was good in filtration and a clear and clean filtrate. The COD of this filtrate was 60 ppm. In addition, the filtration process rate of the said process liquid computed from the filtration rate was 400 L / m <3> hr.
실시예 8Example 8
레지스트 유래 유기물의 함유량이, COD 환산으로 8,000ppm이며, pH 14.7의 TMAH함유 현상 폐액을 사용한 것 이외에는 실시예 7과 같은 조작으로 중화를 수행하였다. 한편, 상기 현상 폐액의 TMAH농도는 20질량%이었다.The content of the resist-derived organic matter was 8,000 ppm in terms of COD, and neutralization was carried out in the same manner as in Example 7, except that the developing waste solution containing TMAH containing pH 14.7 was used. On the other hand, TMAH concentration of the said developing waste liquid was 20 mass%.
이러한 처리액에 대하여, 실시예 7과 같이 여과를 수행하였더니, 양호하게 여과할 수 있었으며, 맑고 깨끗한 여과액을 얻었다. 이 여과액의 COD는 90ppm이었다. 또한, 여과속도로부터 산출된 상기 처리액의 여과 처리 속도는 400L/m3·hr이었다.Filtration was carried out on the treated liquid as in Example 7, and the filtrate was able to be satisfactorily filtered to obtain a clear and clean filtrate. The COD of this filtrate was 90 ppm. In addition, the filtration process rate of the said process liquid computed from the filtration rate was 400 L / m <3> -hr.
실시예 9Example 9
실시예 1과 같은 TAAH함유 현상 폐액을 사용하고, 반응조(1)에서의 중화를 실시예 6과 같이 수행하였다.Using the same TAAH-containing developing waste solution as in Example 1, neutralization in the
이어서, 반응조(1)에서의 처리액을 반응조(2)에 20L 저장시킨 후, 반응조(2) 하부의 탄산 가스 공급배관(4)을 통하여 탄산 가스를 현상 폐액의 pH가 13인 시점에서의 TMAH 1몰에 대한 탄산 가스의 첨가량이 0.02L/hr가 되도록 공급하여 pH12에 도달하기까지 중화하고, 이후에 탄산 가스의 첨가 속도를 0.50L/hr까지 증가시켜 pH 11.5에 도달하기까지의 중화를 수행하여 처리액을 얻었다.현상 폐액의 pH가 13인 시점에서부터 12에 도달할 때까지 소요된 시간은 6.0시간이며, pH 13의 시점부터 11.5에 도달할 때까지 소요된 시간은 6.5시간이었다.Subsequently, 20 L of the processing liquid in the
이 처리액에 대하여, 실시예 1과 같은 조작으로 여과를 수행하였더니, 양호하게 여과할 수 있었으며, 맑고 깨끗한 여과액을 얻었다. 이 여과액의 COD는 70ppm이었다. 또한, 여과속도로부터 산출된 상기 처리액의 여과 처리속도는 350L/m3·hr이었다.Filtration was carried out on the treatment liquid in the same manner as in Example 1, and the filtrate was able to be satisfactorily filtered to obtain a clear and clean filtrate. The COD of this filtrate was 70 mm. Further, the filtration treatment rate of the treatment solution calculated from the filtration rate was 350 L / m 3 · hr.
비교예 1 및 2Comparative Examples 1 and 2
반응조(1)에 있어서의 표 2에 나타낸 현상 폐액의 공급 속도, 탄산 가스 공급 속도,및 중화 전 현상 폐액 중의 TMAH 1몰에 대한 탄산 가스 첨가량으로 반응조(1)에서의 중화를 수행하고, 이어서 표 2에 나타낸 현상 폐액의 pH가 13인 시점에서의 TMAH 1 몰에 대한 탄산 가스의 첨가량으로 반응조(2)에 있어서의 중화를 수행한 것 이외에는 실시예 1과 같이 중화반응을 수행하였다. 반응조(2)에서의 현상 폐액의 pH가 13인 시점에서부터 12 및 11.5에 도달할 때까지 소요된 시간 및 중화 후의 여과 결과를 표 2에 나타내었다. 한편, 비교예 2는, 여과 도중에, 가압 여과기가 폐쇄되었기 때문에, 여과를 완료할 수 없었다. 이 때문에, 여과 처리 속도는 산출할 수 없었다. The neutralization in the
<표 2>TABLE 2
*1: 중화 전 현상 폐액 중의 TMAH 1몰에 대한 표준상태에서의 탄산 가스의 공급량* 1: Supply amount of carbon dioxide gas in a standard state to 1 mol of TMAH in the developing waste solution before neutralization
*2: 현상 폐액의 pH가 13인 시점에서의 TMAH 1몰에 대한 표준상태에서의 탄산 가스의 공급량* 2: Supply amount of carbon dioxide gas in a standard state to 1 mol of TMAH when the pH of the developing waste liquid is 13
*3: 현상 폐액의 pH가 13인 시점에서부터 12 또는 11.5에 도달할 때까지 소요된 시간* 3: Time required for the developing waste to reach 12 or 11.5 from
본 발명은, 반도체·액정 제조 공정의 포토리소그래피(photolithography) 공정에서 사용되는 현상액의 폐액(廢液)을 중화시키는데 사용될 수 있다. This invention can be used to neutralize the waste liquid of the developing solution used at the photolithography process of a semiconductor liquid crystal manufacturing process.
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