TW202021911A - 氫氧化四烷基銨含有液之處理系統及處理方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種氫氧化四烷基銨含有液之處理系統,包含:高壓型之逆滲透膜裝置,在濃縮側濃縮含有氫氧化四烷基銨之被處理液;及管線,供給至用來對藉由該逆滲透膜裝置濃縮過之被處理液加以進一步濃縮的蒸發器。
Description
本發明係關於氫氧化四烷基銨含有液之處理系統及處理方法。
半導體元件、液晶顯示器等之半導體裝置的製造領域的光刻步驟中主要使用正型之光阻劑(以下,亦簡稱為抗蝕劑)。其顯影液大多使用含有氫氧化四烷基銨(TAAH)之溶液(TAAH顯影液)。通常使用四甲基銨(TMAH)作為TAAH。
TMAH顯影液之使用方法係在基板上塗布抗蝕劑以形成抗蝕膜,接著藉由透過光罩使抗蝕膜曝光製作鹼溶液可溶之抗蝕部分。藉由用高鹼性之TMAH顯影液溶解去除該抗蝕部分(顯影步驟)作成抗蝕圖案。TMAH顯影液一般使用TMAH濃度為2.38質量%之TMAH水溶液。
在正型抗蝕劑之情形中,藉由顯影步驟,曝光部分對TMAH顯影液之溶解性增大而可溶解去除,未曝光部分之抗蝕劑則殘留形成抗蝕圖案。然後,用純水等清洗與基板上之抗蝕劑反應的TMAH顯影液。結果,顯影廢液成為顯影液之TMAH、溶解之抗蝕劑及水的混合液。
因為TMAH被指定為毒物,所以需要排水處理,且在工廠中進行其因應處理。因此,含有TMAH之光阻含有顯影廢液(以下,亦稱為顯影廢液)之處理需求及處理重要性增加。在一部分工廠中使用蒸發器濃縮上述顯影廢液而減容化,並處理產業廢棄物或回收有價物來進行公司外交易。此外,藉由生物處理及使用電透析(ED)與樹脂(例如,離子交換樹脂)之處理等,亦可回收、再利用TMAH。
此外,藉由將TMAH含有排水加壓供給至逆滲透(RO)膜來濃縮之技術(請參照專利文獻1)及使用奈米過濾(NF)膜處理含有光阻及TMAH之光阻顯影廢液,在濃縮側分離光阻且在透過側分離TMAH之技術(請參照專利文獻2)等是習知的。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:日本特開昭60-118282號公報
專利文獻2:日本特開平11-192481號公報
近年來,TAAH廢液之處理量因顯影步驟數增加及即使只含有微量TAAH亦需要TAAH排水等而增加,且使用蒸發器之濃縮處理量增加。因此,既有蒸發器之濃縮能力不足,需要其對策。
使用分離膜進行如TAAH含有液等顯影廢液之濃縮時,有因抗蝕劑堵塞(閉塞)膜之問題。若產生膜堵塞,則必須更換成新膜。
此外,近年來,高阻止率之RO膜(高壓RO膜等)已上市,使用該RO膜時,可用高阻止率處理TAAH及抗蝕劑。但是,高壓RO膜在習知RO(中壓至超低壓RO)膜以上中有因抗蝕劑閉塞膜之問題。
本發明之課題係提供一種TAAH含有液之處理系統及TAAH含有液之處理方法,其減輕蒸發器之濃縮負荷,因此即使TAAH含有液增加,亦可不增設蒸發器來進行TAAH含有液之處理。同時本發明之課題係提供一種TAAH含有液之處理系統及TAAH含有液之處理方法,其可使與蒸發器有關之作為濃縮負荷減輕裝置使用的RO膜由因溶解於顯影液之抗蝕劑產生之孔堵塞造成的處理能力降低狀態或不能處理狀態回復。
藉由以下之手段解決了本發明之上述課題。
[1]
一種氫氧化四烷基銨含有液之處理系統,其具有:高壓型之逆滲透膜裝置,其在濃縮側濃縮含有氫氧化四烷基銨之被處理液;及管線,其供給至進一步濃縮藉由該逆滲透膜裝置濃縮之被處理液的蒸發器。
[2]
如[1]記載之氫氧化四烷基銨含有液之處理系統,其具有清洗系統,該清洗系統藉由含有氫氧化四烷基銨之清洗液清洗前述逆滲透膜裝置。
[3]
如[1]或[2]記載之氫氧化四烷基銨含有液之處理系統,其中前述氫氧化四烷基銨含有液之處理系統可使該處理系統之一部份形成包含前述逆滲透膜裝置而構成之循環系統,且藉由使含有氫氧化四烷基銨之清洗液在該循環系統中循環,可利用該循環系統作為清洗前述逆滲透膜裝置之逆滲透膜的清洗系統。
[4]
如[3]記載之氫氧化四烷基銨含有液之處理系統,其中前述氫氧化四烷基銨含有液之處理系統具有:
(a-1)液槽,用來貯存氫氧化四烷基銨含有液;
(b-1)液體供給配管,其一端連接於該液槽之液體排出側;
(c-1)逆滲透膜裝置,其連接該液體供給配管之另一端;
(d-1)濃縮水配管,其一端連接於該逆滲透膜裝置之濃縮側且將該逆滲透膜裝置之濃縮水供給至蒸發器;
(e-1)濃縮水回流配管,連接於該濃縮水配管且供給前述逆滲透膜裝置之濃縮水至前述液槽;
(f-1)透過水配管,其一端連接於前述逆滲透膜裝置之透過側;
(g-1)稀薄氫氧化四烷基銨排水處理設備,連接於該透過水配管之另一端;及
(h-1)透過水回流配管,連接於該透過水配管且供給前述逆滲透膜裝置之透過水至前述液槽,
前述清洗系統係供給氫氧化四烷基銨新液至前述液槽,且使該氫氧化四烷基銨新液在由前述(a-1)至(d-1)與(e-1)形成之循環系統及由前述(a-1)至(c-1)、(f-1)與(h-1)形成之循環系統的兩循環系統中循環,藉此清洗前述逆滲透膜裝置具有之逆滲透膜的系統。
[5]
如[3]記載之氫氧化四烷基銨含有液之處理系統,其中前述氫氧化四烷基銨含有液之處理系統具有:
(a-2)液槽,用來貯存氫氧化四烷基銨含有液;
(b-2)液體供給配管,其一端連接於該液槽之液體排出側;
(c-2)逆滲透膜裝置,連接於該液體供給配管之另一端;
(d-2)濃縮水配管,其一端連接於該逆滲透膜裝置之濃縮側且將該逆滲透膜裝置之濃縮水供給至蒸發器;
(e-2)濃縮水回流配管,連接於該濃縮水配管且供給前述逆滲透膜裝置之濃縮水至前述液槽;
(f-2)透過水配管,其一端連接於前述逆滲透膜裝置之透過側;
(g-2)透過水槽,配置在該透過水配管之中途;
(h-2)稀薄氫氧化四烷基銨排水處理設備,連接於該透過水配管之另一端;及
(i-2)透過水回流配管,連接於位在前述透過水槽與前述稀薄氫氧化四烷基銨排水處理設備之間的前述透過水配管且供給前述逆滲透膜裝置之透過水至前述液槽,
前述清洗系統係供給氫氧化四烷基銨新液至前述液槽,且使該氫氧化四烷基銨新液在由前述(a-2)至(d-2)與(e-2)形成之循環系統及由前述(a-2)至(c-2)、(f-2)、(g-2)與(i-2)形成之循環系統的兩循環系統中循環,藉此清洗前述逆滲透膜裝置具有之逆滲透膜的系統。
[6]
如[3]記載之氫氧化四烷基銨含有液之處理系統,其中前述氫氧化四烷基銨含有液之處理系統具有:
(a-3)液槽,用來貯存氫氧化四烷基銨含有液;
(b-3)液體供給配管,其一端連接於該液槽之液體排出側;
(c-3)逆滲透膜裝置(Y),連接於該液體供給配管之另一端;
(d-3)濃縮水配管,其一端連接於該逆滲透膜裝置之濃縮側且將該逆滲透膜裝置之濃縮水供給至蒸發器;
(e-3)濃縮水回流配管,連接於該濃縮水配管且供給前述逆滲透膜裝置(Y)之濃縮水至前述液槽;
(f-3)透過水配管(P),其一端連接於前述逆滲透膜裝置(Y)之透過側;
(g-3)透過水槽,配置在該透過水配管(P)之中途;
(h-3)稀薄氫氧化四烷基銨排水處理設備,連接於該透過水配管(P)之另一端;
(i-3)透過水回流配管(I),連接於位在前述逆滲透膜裝置(Y)與前述透過水槽之間的前述透過水配管(P)且供給前述逆滲透膜裝置(Y)之透過水至前述液槽;
(j-3)透過水濃縮水槽,配置在該透過水回流配管(I)之中途;
(k-3)另一透過水回流配管(II),其由位在前述透過水槽與前述稀薄氫氧化四烷基銨排水處理設備之間的前述透過水配管(P)分歧,且連接於位在前述逆滲透膜裝置(Y)與前述透過水濃縮水槽之間的前述透過水回流配管(I);
(l-3)另一逆滲透膜裝置(Z),配置在該另一透過水回流配管(II)之中途;及
(m-3)另一透過水配管(Q),其連接該另一逆滲透膜裝置(Z)之透過側及前述稀薄氫氧化四烷基銨排水處理設備,
前述清洗系統係供給藉由前述另一逆滲透膜裝置(Z)濃縮前述逆滲透膜裝置(Y)之透過水的濃縮水(X)至前述液槽,且使前述濃縮水(X)在由前述(a-3)至(d-3)與(e-3)形成之循環系統及由前述(a-3)至(c-3)、(f-3)、(i-3)與(j-3)形成之循環系統的兩循環系統中循環,藉此清洗前述逆滲透膜裝置具有之逆滲透膜的系統。
[7]
如[3]記載之氫氧化四烷基銨含有液之處理系統,其中前述氫氧化四烷基銨含有液之處理系統具有:
(a-4)液槽,用來貯存氫氧化四烷基銨含有液;
(b-4)液體供給配管,其一端連接於該液槽之液體排出側;
(c-4)逆滲透膜裝置,連接於該液體供給配管之另一端;
(d-4)濃縮水配管,其一端連接於該逆滲透膜裝置之濃縮側且將該逆滲透膜裝置之濃縮水供給至蒸發器;
(e-4)濃縮水槽,配置在該濃縮水配管之中途;
(f-4)濃縮水回流配管,連接於位在前述逆滲透膜裝置與前述濃縮水槽之間的前述濃縮水配管且供給前述逆滲透膜裝置之濃縮水至前述液槽;
(g-4)濃縮水透過配管,其由位於前述濃縮水槽下游側之前述濃縮水配管分歧且連接於前述濃縮水回流配管;
(h-4)奈米過濾裝置,配置在該濃縮水透過配管之中途;
(i-4)奈米過濾透過水槽,配置在該濃縮水透過配管之中途且貯存前述奈米過濾裝置之透過水;
(j-4)奈米過濾濃縮水配管,其一端連接於前述奈米過濾裝置之濃縮側且供給該奈米過濾裝置之濃縮水至前述蒸發器;
(k-4)透過水配管,其一端連接於前述逆滲透膜裝置之透過側;
(l-4)稀薄氫氧化四烷基銨排水處理設備,連接於該透過水配管之另一端;及
(m-4)透過水回流配管,連接於該透過水配管且供給透過水至前述液槽,
前述清洗系統係供給氫氧化四烷基銨新液至前述液槽,且使該氫氧化四烷基銨新液在由前述(a-4)至(e-4)與(f-4)至(i-4)形成之循環系統及由前述(a-4)至(c-4)、(k-4)與(m-4)形成之循環系統的兩循環系統中循環,藉此清洗前述逆滲透膜裝置具有之逆滲透膜的系統。
[8]
如[3]記載之氫氧化四烷基銨含有液之處理系統,其中前述氫氧化四烷基銨含有液之處理系統具有:
(a-5)液槽,用來貯存氫氧化四烷基銨含有液;
(b-5)液體供給配管,其一端連接於該液槽之液體排出側;
(c-5)逆滲透膜裝置(Y),連接於該液體供給配管之另一端;
(d-5)濃縮水配管,其一端連接於該逆滲透膜裝置之濃縮側且將該逆滲透膜裝置之濃縮水供給至蒸發器;
(e-5)濃縮水回流配管,連接於該濃縮水配管且供給前述逆滲透膜裝置(Y)之濃縮水至前述液槽;
(f-5)透過水配管(P),其一端連接於前述逆滲透膜裝置(Y)之透過側;
(g-5)透過水槽,配置在該透過水配管(P)之中途;
(h-5)稀薄氫氧化四烷基銨排水處理設備,配置於該透過水配管(P)之另一端;
(i-5)透過水回流配管(I),連接於位在前述逆滲透膜裝置(Y)與前述透過水槽之間的前述透過水配管(P)且供給前述逆滲透膜裝置(Y)之透過水至前述液槽;
(j-5)透過水濃縮水槽,配置在該透過水回流配管(I)之中途;
(k-5)另一透過水回流配管(II),其由位在前述透過水槽與前述稀薄氫氧化四烷基銨排水處理設備之間的前述透過水配管(P)分歧,且連接於位在前述逆滲透膜裝置(Y)與前述透過水濃縮水槽之間的前述透過水回流配管(I);
(l-5)另一逆滲透膜裝置(Z),配置在該另一透過水回流配管(II)之中途;
(m-5)奈米過濾裝置,配置在該另一透過水回流配管(II)之中途且處理該另一逆滲透膜裝置(Z)之濃縮水;
(n-5)另一透過水配管(Q),其連接該另一逆滲透膜裝置(Z)之透過側及前述稀薄氫氧化四烷基銨排水處理設備;及
(o-5)奈米過濾濃縮水配管,其連接該奈米過濾裝置之濃縮側及該另一透過水配管(Q),
前述清洗系統係供給使前述逆滲透膜裝置(Y)之透過水藉由前述另一逆滲透膜裝置(Z)濃縮並進一步透過前述奈米過濾裝置的透過水處理水至前述液槽,且使前述透過水處理水在由前述(a-5)至(d-5)與(e-5)形成之循環系統及由前述(a-5)至(c-5)、(f-5)與(i-5)形成之循環系統的兩循環系統中循環,藉此清洗前述逆滲透膜裝置具有之逆滲透膜的系統。
[9]
如[4]至[8]中任一項記載之氫氧化四烷基銨含有液之處理系統,其具有:
測定裝置,其測定藉由前述清洗系統由前述液槽供給之清洗液的抗蝕劑濃度;及
清洗狀態檢測裝置,其由前述測定之抗蝕劑濃度檢測清洗狀態。
[10]
一種氫氧化四烷基銨含有液之處理方法,其具有:
藉由蒸發器濃縮含有氧化四烷基銨之被處理液時,藉由配置在前述蒸發器之前段的逆滲透膜裝置在濃縮側濃縮前述被處理液之前述被處理液的濃縮步驟,
前述氫氧化四烷基銨含有液之處理方法具有:因應於前述逆滲透膜裝置之逆滲透膜的堵塞,利用氫氧化四烷基銨新液及/或由該逆滲透膜裝置產生之透過水清洗該逆滲透膜的清洗步驟。
依據本發明之TAAH含有液之處理系統及處理方法,藉由在蒸發器之前段配置RO膜裝置作為前濃縮裝置,可減輕蒸發器之濃縮負荷。因此,可不增設蒸發器而藉由既有蒸發器實現迄今以上量之TAAH含有液的濃縮處理。
此外,藉由TAAH新液及/或至少利用藉該逆滲透膜裝置處理被處理液製得之透過水來清洗作為前濃縮裝置之RO膜給水側產生之抗蝕劑造成的孔堵塞,可低成本且有率效地解除並由因孔堵塞造成的處理能力降低狀態或不能處理狀態回復。
本發明之上述及其他特徵及優點可由下述記載及添附圖式更了解。
以下,參照圖1說明作為發明TAAH含有液之處理系統的顯影廢液之處理系統的一較佳實施形態(實施形態1)。
如圖1所示地,顯影廢液之處理系統1(1A)具有供給至蒸發器11之管線,且該蒸發器11濃縮在光刻步驟中產生之作為顯影廢液的被處理液。被處理液含有TAAH及光阻。在參照以下圖1至圖9之說明中,雖然以被處理液含有作為TAAH之TMAH及光阻者為中心說明來作為一例,但被處理液含有TMAH以外之TAAH時亦可說是與含有TMAH時相同。此外,除了使用光曝光用之抗蝕劑以外,光阻亦包含電子束、X射線等之能量束曝光的抗蝕劑。蒸發器11之前段具有濃縮非處理液之高壓型逆滲透膜(RO膜)裝置21。最好藉由蒸發器11濃縮用該RO膜裝置21產生之濃縮水。
具體而言,具有貯藏(貯存)在半導體裝置之製造步驟中使用的非處理液的液槽31。RO膜裝置21透過供給被處理液之液體供給配管32連接於液槽31之液體排出側。液體供給配管32之一端側連接於液槽31之排出側,且RO膜裝置21之給水側連接於液體供給配管32之另一端側。將配管內之液輸送至RO膜裝置21側的液傳送裝置33宜配置在液體供給配管32中。液傳送裝置33只要送出液即可,可使用一般之泵,最好使用例如壓送泵。如此,構成被處理液體供給系統30。該被處理液體供給系統30亦成為後述之清洗液體供給系統30A。
蒸發器11透過濃縮水配管41連接於RO膜裝置21之濃縮側21C(濃縮水排出側)。具體而言,濃縮水配管41之一端側連接於RO膜裝置21之濃縮側21C,且蒸發器11之供給側連接於濃縮水配管41之另一端側。即,具有濃縮水配管41作為供給藉由RO膜裝置21濃縮之濃縮水至蒸發器11的管線。在濃縮水配管41之中途宜配置暫時貯藏濃縮水之濃縮水槽42。此外,將濃縮水槽42內之濃縮水傳送至蒸發器11之供給側的濃縮水傳送裝置43宜配置在濃縮水槽42與蒸發器11之間的濃縮水配管41中。
另一方面,供給濃縮水至液槽31之濃縮水回流配管46連接於RO膜裝置21與濃縮水槽42之間的濃縮水配管41。冷卻器91宜配置在濃縮水回流配管46中。藉由該冷卻器91冷卻被液傳送裝置33加溫之被處理液。因此,可抑制貯存於液槽31中之液的溫度過高。冷卻器91可為水冷或使用其他冷媒者。濃縮水之溫度宜可冷卻至常溫(20℃±15℃(JIS Z8703)),更佳是大約15至25℃。濃縮水回流配管46宜在由濃縮水配管41之分歧點附近具有閥47。此外,濃縮水配管41宜在該分歧點與濃縮水槽42之間具有閥48。處理被處理液時,閥47、48可調整開度而開啟。另一方面,清洗時,開啟閥47且關閉閥48。如此,構成由液槽31通過清洗液體供給系統30A、RO膜裝置21之濃縮側21C、濃縮水配管41、濃縮水回流配管46返回液槽31之濃縮水返回系統40(40A)(濃縮側之循環系統)。
最好將透過水配管61之一端側連接於RO膜裝置21之透過側21T,且透過水配管61之另一端側連接於稀薄TAAH排水處理設備93。稀薄TAAH排水處理設備93係藉由生物處理、吸附除害等使稀薄TAAH排水無害化之設備。透過水槽62宜配置在透過水配管61之中途,此外,傳送透過水槽62內之透過水的透過水傳送裝置63宜配置在透過水槽62與稀薄TAAH排水處理設備93之間的透過水配管61中。透過水傳送裝置63只要送出液即可,可使用一般之泵,最好使用例如壓送泵。
此外,透過水配管61亦可未連接於稀薄TAAH排水處理設備93,將流過透過水配管61之液再利用於半導體製造步驟中。另外,亦可將藉由稀薄TAAH排水處理設備93無害化之液再利用於半導體製造步驟中。
另一方面,供給透過水至液槽31之透過水回流配管66連接於RO膜裝置21與透過水槽62之間的透過水配管61。透過水回流配管66宜在由透過水配管61之分歧點附近具有閥67。此外,透過水配管61宜在該分歧點與透過水槽62之間具有閥68。處理被處理液時,閥68開啟且閥67關閉。另一方面,清洗時,閥67相反地開啟且閥68關閉。如此,構成由液槽31通過清洗液體供給系統30A、RO膜裝置21之透過側21T、透過水配管61、透過水回流配管66返回液槽31之透過水返回系統60(60A)(透過側之循環系統)。這可作為後述之清洗系統使用。
上述RO膜裝置21之RO膜21F宜TMAH之去除率為99.5質量%以上且抗蝕劑之去除率為99.5質量%以上。TMAH去除率係由[1-(透過水TMAH濃度/供給水TMAH濃度)]×100%來定義,且抗蝕劑去除率係由[1-(透過水抗蝕劑濃度/供給水抗蝕劑濃度)]×100%來定義。各濃度係在RO膜裝置21之給水側21S及透過側21T由採取配管34、64採取樣本,接著使用滴定裝置或電泳裝置測定TMAH濃度及使用吸光光度計之吸光度指示值測定抗蝕劑濃度。
此外,上述RO膜裝置21具有排出濃縮鹽類及不純物等之水(濃縮水)的機構,且可藉由排出濃縮水抑制加壓側鹽濃度過度上升及在膜表面產生難溶解性物質(水垢)等並且連續地製得透過水。
此外最好RO膜21F對被處理液為如顯影廢液(例如,pH12以上)等之強鹼性溶液具有耐受性。如此之高壓型RO膜可舉聚醯胺之RO膜為例。具體而言,可舉日東電工公司製SWC 5(商品名)為例。該RO膜之製造商推薦常用pH範圍為pH2至11且清洗時為pH1至13,但確認即使進行供給大約pH12之水被處理液的連續試驗(3620小時(大約150天)之連續操作)材質亦無變化,因此作為膜使用沒有問題。
因為上述顯影廢液之處理系統1在蒸發器11之前段具有RO膜裝置21,所以可藉由RO膜裝置21濃縮被處理液。例如,處理被處理液時,被處理液之TMAH濃度為1質量%時,藉由RO膜裝置21濃縮3倍而成為3質量%,並進一步藉由蒸發器11濃縮成25質量%。即,蒸發器之濃縮水量最後是習知的1/3。
如此,藉由蒸發器11濃縮之水量減少,因此可增加可藉由1台蒸發器濃縮之被處理液的處理量。結果,可在不增設有關裝置成本之蒸發器11的情形下使被處理液之處理量增加,因此可低成本且有效率地進行被處理液之濃縮處理。
上述RO膜裝置21之RO膜21F長時間濃縮處理含有光阻之被處理液時,光阻附著在RO膜21F之給水側21S且透過水量減少。此時,至少利用TMAH新液(含有TMAH之未使用液)及/或藉由該RO膜裝置21處理被處理液而製得之透過水清洗RO膜裝置21之RO膜21F的給水側21S的清洗系統100(100A)是有效的。即,藉由清洗系統100可去除附著在RO膜21F之濃縮側21C的抗蝕劑。結果,可使被處理液之處理時降低之透過通量回復,因此可使透過水量之降低回復。
上述清洗液宜可包含TMAH來使用。通常,因為附著於RO膜21F之給水側者主要是因顯影而溶解之抗蝕劑,所以藉由在清洗液中含有TMAH使抗蝕劑成為溶解狀態而容易去除。
接著,說明清洗系統。
在上述顯影廢液之處理系統1A的情形中,清洗系統100A係由前述之與被處理液體供給系統30共通的清洗液體供給系統30A、濃縮水返回系統40A及透過水返回系統60A構成。
上述清洗液體供給系統30A與前述被處理液體供給系統30之結構相同。濃縮水返回系統40A連接於RO膜裝置21且通入液槽31,並由濃縮水配管41及濃縮水回流配管46構成。此外,濃縮水配管41係由RO膜裝置21之濃縮側21C到連接濃縮水回流配管46之部分。冷卻器91宜配置在濃縮水回流配管46中。另外,透過水返回系統60A係由:連接於RO膜裝置之透過側的透過水配管61之一部份;及由透過水配管61分歧且通入液槽31之透過水回流配管66構成。再者,透過水配管61係由RO膜裝置21之透過側21T到連接透過水回流配管66之部分。
如此,清洗系統100A成為以液槽31為中心藉由濃縮水返回系統40A及透過水返回系統60A供給至液槽31之TMAH新液的全量循環系統。
接著說明顯影廢液之處理系統1(1A)之量測機器。
採取流過配管內之液的液採取配管34宜在液傳送裝置33與RO膜裝置21之間,透過閥35連接於液體供給配管32。此外,在液體供給配管32中,壓力計81宜配置在液採取配管34與RO膜裝置21之間。
採取流過配管內之液的濃縮水採取配管44宜在RO膜裝置21與濃縮水槽42之間連接於濃縮水配管41,且閥45配置在濃縮水採取配管44中。此外,在濃縮水配管41中,壓力計82宜配置在濃縮水採取配管44之分歧點與RO膜裝置21之間。另外,在濃縮水配管41中,流量計86宜配置在濃縮水回流配管46之與濃縮水配管41的分歧點與濃縮水槽42之間。
在濃縮水回流配管46中,流量計87宜配置在濃縮水回流配管46之與濃縮水配管41的分歧點與冷卻器91之間。
採取流過配管內之液的透過水採取配管64宜在RO膜裝置21與透過水槽62之間連接於透過水配管61,且閥65宜配置在透過水採取配管64中。此外,在透過水配管61中,流量計88宜配置在透過水採取配管64與透過水槽62之間。
pH計、TMAH濃度計、抗蝕劑吸光度測定裝置等可連接於液採取配管34、濃縮水採取配管44及透過水採取配管64(以下,亦稱為採取配管)。
流過上述液體供給配管32、濃縮水配管41及透過水配管61之液係可藉由開啟配置在上述各採取管34、44、64之閥35、45、65,由各採取管34、44、64取得樣本。通常,各閥35、45、65先關閉,採取樣本時再開啟。
各壓力計81、82、83可使用一般壓力計、數位壓力計、隔膜式壓力計等,由高耐鹼性、高壓之觀點來看,以隔膜式壓力計較佳。可舉長野計器公司(股)製SC型(商品名)為例。
各流量計86、87、88可使用面積式流量計、葉輪式流量計、電磁式流量計等,由構造簡單且可保證材質耐pH之觀點來看,以面積式流量計較佳。如此之流量計可舉東京計裝公司(股)製PURGEMETER(商品名)。
以下,說明主要構成部件。
蒸發器11係具有藉由減壓使固體或液體積極地蒸發之機能的裝置。具體而言係使被蒸氣等之熱源加溫的蒸發器內部藉由用真空泵等減壓使排水之水分容易蒸發的裝置且係一般藉由排水之減容化等使用之裝置。可舉SASAKURA公司(股)製VVCC濃縮裝置(商品名)為例。
上述RO膜裝置21沒有特別限制,可為高壓型、中壓型、低壓型、超低壓型中之任一型RO膜裝置,但最好使用如上述之TMAH之去除率為99.5質量%以上且光阻之去除率為99.5質量%以上的高壓型RO膜。
液槽31貯藏光阻含有顯影廢液或清洗液作為被處理液。光阻含有顯影廢液係顯影液之TMAH、溶解之光阻及水的混合液。此外,亦含有來自光阻含有顯影廢液之液。來自光阻含有顯影廢液之液,具體而言,可舉例如:由RO膜裝置21產生之濃縮水、由RO膜裝置21產生之透過水等。
在由液槽31輸送溶液至RO膜裝置21之液傳送裝置33中,為了輸送強鹼溶液之顯影廢液,至少流路宜由耐鹼性材料構成。可舉流路為金屬、耐鹼性材料製之高壓泵為例。可舉NIKUNI公司(股)製PROCESS PUMP(商品名)為例。
濃縮水槽42係暫時地貯藏由RO膜裝置21產生之濃縮水的槽,且可包含使用含有顯影液清洗RO膜21F時之清洗後的液。因此,最好具有耐鹼性。此外,亦可包含使用RO膜裝置之透過水或RO膜裝置之濃縮水清洗RO膜21F後的液。
透過水槽62係暫時地貯藏由RO膜裝置21產生之透過水的槽。槽內之透過水的TMAH成分濃度極低,且可使透過水傳送裝置63作動而將槽內之透過水立刻輸送至稀薄TAAH排水處理設備93。
液傳送裝置33宜使用例如壓送泵。壓送泵為了輸送含有強鹼溶液之顯影廢液的被處理液,至少流路或泵內部件宜由耐鹼性材料構成。可舉NIKUNI公司(股)製PROCESS PUMP(商品名)為例。
濃縮水傳送裝置43宜使用例如與上述液傳送裝置33同樣之壓送泵。
透過水傳送裝置63宜使用例如壓送泵。壓送泵為了輸送鹼溶液之透過水,至少流路或泵內部件宜由耐鹼性材料構成。可舉IWAKI公司(股)製MAGNET PUMP(商品名)為例。
接著,說明圖1所示之顯影廢液處理系統的一較佳顯影廢液之處理方法例。
處理顯影廢液時,將顯影廢液體供給至液槽31,接著藉由液傳送裝置33將液槽31中之顯影廢液送入RO膜裝置21。最好透過RO膜裝置21之RO膜21F的透過水通過透過水配管61傳送至透過水槽62,接著進一步藉由透過水傳送裝置63將透過水槽62之透過水輸送至稀薄TAAH排水處理設備93。
另一方面,由RO膜裝置21產生之濃縮水通過濃縮水配管41將一部份供給至濃縮水槽42,接著藉由濃縮水傳送裝置43輸送至蒸發器11並進一步濃縮。剩餘之濃縮水由濃縮水配管41通過濃縮水回流配管46返回液槽31。返回液槽31之濃縮水及供給至濃縮水槽42之濃縮水的比例可調整閥47、48之開度而依目的適當地調節。雖然未圖示,但宜例如一面回饋流量計86、87之流量值,一面調整閥47、48之開度以調整至所希望之流量值。
最好如此藉由使濃縮水之一部份返回液槽31,增加供給至RO膜21F之水量比RO膜21F之最低濃縮水量。此時,顯影廢液雖被液傳送裝置33加溫,但被冷卻器91冷卻,故返回液槽31之濃縮水較好成為例如常溫。通常,在抗蝕膜之顯影步驟中,因為未進行顯影液之加溫或清洗液之純水的加溫,所以顯影廢液為常溫。但是,因為返回液槽31之濃縮水被冷卻,所以即使濃縮水返回液槽31亦可避免液槽31內之液溫過高。
藉由圖2所示之質量平衡說明例如顯影廢液之處理方法的一具體例。以下之流量、質量%、pH等之數值係一例且不限於該等數值。
顯影廢液係,例如,TMAH濃度為0.476質量%,pH為12以上,抗蝕劑濃度(波長290nm之吸光度、光路長10mm)為0.660且用流量200L/h供給至液槽31作為供給水(RO原水)。以下,抗蝕劑濃度稱為波長290nm時之吸光度。此外,混合520L/h由RO膜裝置21獲得之顯影廢液之濃縮水的一部份(循環水)於上述顯影廢液中,使對RO膜裝置21之供給水的水量為720L/h。藉此,可使RO膜裝置21之濃縮水成為濃縮水量(例如600L/h)以上之600L/h,且使透過水成為120L/h。
例如,供給至RO膜裝置21之供給水的TMAH濃度係0.988質量%,pH係12以上且抗蝕劑濃度係1.347。此外,RO膜裝置21之濃縮水的TMAH濃度係1.185質量%,pH係12以上且抗蝕劑濃度係1.518。RO膜裝置21之透過水的TMAH濃度係0.003質量%,pH係10.4以上且抗蝕劑濃度係0.000。
上述濃縮水未全部返回液槽31,例如返回520L/h,且剩餘之80L/h輸送至濃縮水槽42作為濃縮水之排出水。
匯整上述例子中之pH、TMAH濃度、抗蝕劑濃度,如表1所示。
如此,經常地供給200L/h之顯影廢液,接著排出120L/h作為透過水且排出80L/h作為濃縮水,藉此使剩餘之濃縮水520L/h返回液槽31。
因為輸送至濃縮水槽42之濃縮水(濃縮排出水:排出側)相對[顯影廢液] 200L/h為80L/h,所以成為200/80=2.5倍濃縮之操作條件(抗蝕劑濃度亦成為大致2.5倍濃縮)。
在上述情形中,為了達成2.5倍濃縮之目標,達成如上所述之質量平衡。最好如此藉由濃縮水返回系統40使濃縮水之一部份返回且將供給至RO膜裝置21之供給水流量維持在最低濃縮水量之720L/h,藉此獲得質量平衡。
即,最好使各液量平衡,以確保使RO膜裝置21穩定操作所需之水量且達成目標濃縮倍率。此外,上述各流量係一例且不限於上述流量值。
如圖3所示地,經過顯影廢液之處理時間且抗蝕劑堵塞RO膜,因此透過通量減少且操作壓力上升。因此,最好例如在透過通量及/或操作壓力到達臨界值時進行RO膜21F之清洗。此外,最好例如在顯影廢液之處理時間經過預定時間(例如1200小時)時,進行RO膜21F之清洗。此外,藉由進行清洗,可使透過通量及操作壓力返回初期狀態。因此,最好定期地進行RO膜21F之清洗。雖然亦會因RO膜21F之規格不同而不同,但最好例如在透過通量到達初期狀態之大約60%(例如0.4m/d以下)時進行RO膜21F之清洗。或者最好在操作壓力到達初期狀態之大約1.5倍(例如1.8MPa以上)時進行RO膜21F之清洗。
接著,說明RO膜裝置21之RO膜21F的清洗方法的一較佳例。
清洗RO膜裝置21之RO膜21F時,一次全部排出RO膜裝置21之系統內的顯影廢液。此時,亦排出處理濃縮水槽42內之顯影廢液後的濃縮水及處理透過水槽62內之顯影廢液後的透過水,接著包含各配管在內,分別地排空液槽31、RO膜裝置21、濃縮水槽42、透過水槽62之內部。接著,供給TMAH新液至液槽31。然後關閉閥68且開啟閥67,使透過水返回系統60開通。然後,關閉閥48且開啟閥47,使濃縮水返回系統40開通。如此,使由液槽31通過清洗液體供給系統30A、RO膜裝置21之濃縮側21C、濃縮水配管41、濃縮水回流配管46而返回液槽31之濃縮水返回系統40開通。同時,最好使由液槽31通過清洗液體供給系統30A、RO膜裝置21之透過側21T、透過水配管61、透過水回流配管66而返回液槽31之透過水返回系統60開通,因此可使清洗液之全量循環。
具體而言,首先供給TMAH新液至去除顯影廢液之液槽31作為清洗液。該供給量宜為RO膜21F之最低濃縮水量以上。TMAH新液可使用未使用於抗蝕膜顯影之例如TMAH濃度為2.38質量%的一般TMAH顯影液,亦可使用濃度比一般TMAH顯影液高之TMAH顯影液。清洗液之TMAH濃度可適當變更。藉由液傳送裝置33將該TMAH新液輸送至RO膜裝置21,接著清洗RO膜21F之給水側。在此情形中,為了不浪費地使用TMAH新液且為了確保RO膜21F之最低濃縮水量,最好使透過RO膜裝置21之清洗液返回液槽31。同時,最好由濃縮側21C排出之濃縮水亦使全量返回液槽31。藉此,較佳地確保供給至RO膜裝置21之液量在RO膜21F之最低濃縮水量以上。
上述清洗時間之一例宜為4小時。例如供給50L之TMAH新液至液槽31後,使用濃縮水返回系統40及透過水返回系統60使其循環返回液槽31。此時,使清洗液循環以確保最低濃縮水量。接著,再同樣地使清洗液循環。最好重複進行此步驟4小時。藉由上述圖1說明之清洗方法清洗4小時後,結果清洗液之TMAH濃度及作為對RO膜裝置21之供給水之清洗液的抗蝕劑濃度相對清洗時間的變化顯示在表2及圖4中。
如表2及圖4所示地,清洗液使用TMAH濃度為例如2.50質量%者作為TMAH新液。由清洗開始例如.025小時後,殘留於系統內之TMAH濃度小的顯影廢液混入而使TMAH濃度下降。通常,顯影液之TMAH濃度係2.38質量%,因此清洗液之TMAH濃度下降。後來TMAH濃度呈大致一定地穩定。
清洗液流量的RO膜裝置21前之流量(依據流量計(未圖示)測定)宜為RO膜21F之最低濃縮水量以上。例如,上述濃縮水未輸送至濃縮水槽42作為濃縮水之排出水而是使全量返回液槽31。例如,使600L/h返回作為濃縮水循環水。此外,最好透過水亦全量返回液槽31(進行全量循環)。如此,即使濃縮水及透過水都進行全量循環,因為確保RO膜21F之最低濃縮水量,所以不必擔心在RO膜21F中高濃縮化。
此外,由RO膜裝置21前之透過水採取配管34採取並測定之清洗液中的抗蝕劑濃度在開始時為0,且隨著進行清洗而升高,但如表2及圖4所示地,由清洗開始3至4小時後濃度上升大致停止。抗蝕劑濃度如此大致未增加意味幾乎未藉由清洗進行抗蝕劑去除。換言之,意味沒有藉由清洗去除之抗蝕劑。即,顯示清洗完成。因此,清洗時間宜為例如4小時。清洗時間雖然因清洗液之TMAH濃度、清洗液流量等而改變,但若進行4小時可說是獲得充分之清洗效果。
因為上述清洗係使用TMAH新液之清洗,所以清洗後不需要在去除用於清洗之顯影液後進行純水清洗,可在清洗步驟後,立刻進行顯影廢液之處理。舉例而言,如表3所示地,顯影廢液去除需要0.25小時、清洗液投入需要0.25小時、清洗需要4小時、清洗液去除需要0.25小時,合計只需要4.75小時之清洗時間。另一方面,清洗液可使用強鹼之氫氧化鈉溶液,但在此情形中,舉例而言,如表3所示地,需要在清洗後進行大約10小時之純水清洗,使系統內不殘留鈉。例如,顯影廢液去除需要0.25小時、清洗液投入需要0.25小時、清洗需要4小時、清洗液去除需要0.25小時、純水投入需要0.25小時、系統內純水清洗需要10小時、純水清洗液去除需要0.25小時,合計需要15.25小時之清洗時間。
上述純水清洗要求使鈉濃度儘可能接近0質量%,例如0.005質量%以下。因此,如表4及圖5所示地,需要至少大約10小時之純水清洗。鈉離子即使只有極少量,亦會例如在MOS電晶體中存在閘極氧化膜中時產生漏電流,因此使電晶體之開關特性惡化。有時,在源極、汲極之間電流會呈經常流動之狀態,而無法發揮作為電晶體之機能。如此,鈉離子使半導體裝置之性能劣化,因此一般必須不使其返回半導體裝置步驟並由清洗系統內去除。
進行使用上述圖1所示之清洗系統100A的清洗時,因為使用TMAH新液(抗蝕劑濃度0.000)作為清洗液,所以清洗液之抗蝕劑濃度未如顯影廢液地高。因為清洗液在排出清洗液透過水時需要追加液,所以使清洗液之RO膜透過水及濃縮水亦返回液槽再利用。藉此,可確保RO膜21F之清洗流量。此外,因為清洗液濃縮水係TMAH新液通入逆滲透膜裝置後之濃縮水,所以抗蝕劑濃度比顯影廢液處理時排出之濃縮水低。因此,即使TMAH新液、清洗液透過水及清洗液濃縮水加在一起之清洗液添加清洗液濃縮水,抗蝕劑濃度亦比操作時之RO濃縮水低而為大約1.1,因此具有由RO膜21F之濃縮側表面充分地去除抗蝕劑的能力。以下,清洗液通入RO膜裝置21後由濃縮側21C排出之濃縮水稱為清洗液濃縮水。
此外,未使由RO膜裝置21產生之TMAH新液的濃縮水返回液槽31時,為確保清洗液量,必須使TMAH新液之供給量大。此外,清洗時,供給由RO膜裝置21之濃縮側21C產生的清洗液濃縮水至濃縮水槽42時,處理貯存於濃縮水槽42之顯影廢液製得的濃縮水濃度變小。因此,清洗液濃縮水最好全量返回液槽31。因此,最好以濃縮水量可排出至RO膜21F之最低濃縮水量以上的方式確保清洗液對RO膜裝置21之供給水量。
如此依據本發明,提供顯影廢液之處理系統,其係含有在光刻步驟中產生之TAAH的顯影廢液的處理系統,且亦利用包含逆滲透膜裝置而構成之系統的一部份作為用以清洗該逆滲透膜裝置具有之逆滲透膜的清洗系統。在實施形態1中該處理系統具有:
(a-1)液槽,用來貯存在光刻步驟中產生之顯影廢液;
(b-1)液體供給配管,其一端連接於該液槽之液體排出側;
(c-1)逆滲透膜裝置,其連接該液體供給配管之另一端且將該逆滲透膜裝置之濃縮水供給至蒸發器;
(d-1)濃縮水配管,其一端連接於該逆滲透膜裝置之濃縮側;
(e-1)濃縮水回流配管,連接於該濃縮水配管且供給上述逆滲透膜裝置之濃縮水至上述液槽;
(f-1)透過水配管,其一端連接於上述逆滲透膜裝置之透過側;
(g-1)稀薄TAAH排水處理設備,連接於該透過水配管之另一端;及
(h-1)透過水回流配管,連接於該透過水配管且供給上述逆滲透膜裝置之透過水至上述液槽,
上述清洗系統係供給TAAH新液至上述液槽,且使該TAAH新液在由上述(a-1)至(d-1)與(e-1)形成之循環系統及由上述(a-1)至(c-1)、(f-1)與(h-1)形成之循環系統的兩循環系統中循環,藉此清洗上述逆滲透膜裝置具有之逆滲透膜的系統。
接著,參照作為具有清洗系統100(100B)之TAAH含有液之處理系統的顯影廢液之處理系統1(1B)的較佳實施形態(實施形態2)來說明。
如圖6所示地,除了變更在上述顯影廢液之處理系統1A中透過水回流配管66之分歧位置及閥67、68之配置以外,顯影廢液之處理系統1B具有與顯影廢液之處理系統1(1A)相同之結構。
即,透過水返回系統60由配置在透過水槽62下游側之透過水配管61的透過水傳送裝置63分歧並供給透過水至液槽31。在透過水傳送裝置63之另一側,透過水配管61連接於稀薄TAAH排水處理設備93。
透過水回流配管69最好在透過水傳送裝置63之下游側具有閥70。此外,最好在透過水傳送裝置63之下游側的透過水配管61中具有閥71。處理顯影廢液時,閥71開啟且閥70關閉。另一方面,清洗時,相反地閥70開啟且閥71關閉。如此,構成由液槽31通過清洗液體供給系統30B、RO膜裝置21之透過側21T、透過水配管61、透過水槽62及透過水回流配管69返回液槽31之透過水返回系統60(60B)(透過側之循環系統)。此外,濃縮水循環系統與前述實施形態1相同。另外,顯影廢液之處理與顯影廢液之處理系統1A相同。
在上述清洗系統100B中使用TMAH新液作為清洗液。此外,亦使用清洗時貯存在透過水槽62中之透過RO膜裝置21的透過水。因此,清洗液之抗蝕劑濃度係例如0.002且抗蝕劑濃度非常低。因為如此將清洗液透過水貯存在透過水槽62中,所以清洗液不足時,藉由比透過水量多地供給至液槽31,可確保RO膜裝置21之最低濃縮水量。此外,因為清洗液只有TMAH新液及清洗液透過水無法確保充分之流量,所以RO膜處理清洗液後之濃縮水亦返回液槽31再利用。藉此,可有效率地利用供給至液槽31之TMAH新液的全量,因此可確保RO膜21F之最低濃縮水量(清洗液量)。
此外,因為濃縮水係將清洗液通入RO膜裝置21後之清洗液濃縮水,所以相較於顯影廢液處理時排出之濃縮水,抗蝕劑濃度特別低。而且,雖然因為將TMAH新液及清洗液透過水加在一起形成清洗液,所以含有抗蝕劑,但相較於顯影廢液,該抗蝕劑濃度特別低。因此,具有由RO膜21F表面(給水側21S)充分去除抗蝕劑之能力。以下,將清洗液通入RO膜裝置21而由透過側21T排出之透過水稱為清洗液透過水。
如上所述地,未在清洗系統100B中提供濃縮水返回系統40B時,為確保清洗液量,必須增加由透過水槽62之透過水的供給量或增加TMAH新液的供給量。
此外,供給由濃縮側21C產生之清洗液濃縮水至濃縮水槽42時,貯存在濃縮水槽42中之濃縮水的濃度小。因此,清洗時之濃縮水最好全量返回液槽31。因此,最好以濃縮水量可排出至RO膜21F之最低濃縮水量以上的方式確保清洗液對RO膜裝置21之供給水量。
因為上述清洗係使用藉由RO膜裝置處理TMAH新液及顯影廢液後之透過水的清洗,所以不需要在清洗後進行純水清洗,可在清洗步驟後立刻進行顯影廢液之處理。
如上所述地,在作為本發明之TAAH含有液之處理系統的顯影廢液之處理系統的實施形態2中,顯影廢液之處理系統具有:
(a-2)液槽,用來貯存在光刻步驟中產生之顯影廢液;
(b-2)液體供給配管,其一端連接於該液槽之液體排出側;
(c-2)逆滲透膜裝置,連接於該液體供給配管之另一端;
(d-2)濃縮水配管,其一端連接於該逆滲透膜裝置之濃縮側且將該逆滲透膜裝置之濃縮水供給至蒸發器;
(e-2)濃縮水回流配管,連接於該濃縮水配管且供給上述逆滲透膜裝置之濃縮水至上述液槽;
(f-2)透過水配管,其一端連接於上述逆滲透膜裝置之透過側;
(g-2)透過水槽,配置在該透過水配管之中途;
(h-2)稀薄TAAH排水處理設備,連接於該透過水配管之另一端;及
(i-2)透過水回流配管,連接於位在上述透過水槽與上述稀薄TAAH排水處理設備之間的上述透過水配管且供給上述逆滲透膜裝置之透過水至上述液槽,
上述清洗系統係供給TAAH新液至上述液槽,且使該TAAH新液在由上述(a-2)至(d-2)與(e-2)形成之循環系統及由上述(a-2)至(c-2)、(f-2)、(g-2)與(i-2)形成之循環系統的兩循環系統中循環,藉此清洗上述逆滲透膜裝置具有之逆滲透膜的系統。
接著,參照作為具有清洗系統100(100C)之TAAH含有液之處理系統的顯影廢液之處理系統1(1C)的較佳實施形態(實施形態3)來說明。
如圖7所示地,顯影廢液之處理系統1C主要是組合前述顯影廢液之處理系統1A及1B的結構。即,配置另一透過水回流配管69,且該透過水回流配管69連接於配置在透過水配管61中之透過水槽62。在另一透過水回流配管69中配置:另一RO膜裝置72,其濃縮透過水槽62中之透過水;及透過水濃縮水槽73,其暫時地貯存另一RO膜裝置72之濃縮水。
另一透過水回流配管69由另一RO膜裝置72之濃縮側72C連接於透過水濃縮水槽73。另一透過水回流配管69可直接連接於透過水濃縮水槽73,亦可如圖所示地連接於透過水濃縮水槽73之上游側的透過水回流配管66。該透過水回流配管66最好與前述顯影廢液之處理系統1A的透過水回流配管66相同。
最好上述透過水濃縮水槽73配置在該透過水回流配管66中且透過水傳送裝置75進一步配置在液槽31側。另一透過水配管74最好在RO膜裝置72之透過側72T連接於稀薄TAAH排水處理設備93。
透過水回流配管66最好在與透過水回流配管66之分歧的下游側具有閥67。此外,最好在與透過水回流配管66之分歧的下游側的透過水配管61中具有閥68。處理顯影廢液時,開啟閥68且關閉閥67。此外,開啟閥71且關閉閥70。另一方面,清洗時,相反地開啟閥67且關閉閥68。如此,構成由液槽31通過清洗液體供給系統30C、RO膜裝置21之透過側21T、透過水配管61、透過水回流配管66及透過水濃縮水槽73返回液槽31之透過水返回系統60C(透過側之循環系統)。
其他結構與顯影廢液之處理系統1A、1B相同。此外,顯影廢液之處理與顯影廢液之處理系統1A相同。
上述清洗系統100C中,使用貯存在透過水槽62中之顯影廢液的RO膜透過水作為清洗液。因此,清洗液之抗蝕劑濃度係例如0.027且抗蝕劑濃度非常低。而且,因為通過另一RO膜裝置72,所以水分透過透過側72T且TMAH濃度在濃縮側72C提高。因此,可獲得TMAH濃度提高之濃縮水。
此外,最好在清洗中亦將透過RO膜裝置21之清洗液透過水貯存在透過水槽62中並作為清洗液再利用。但是,因為清洗中只有清洗液透過水無法確保充分之流量,所以最好RO膜處理清洗液後之濃縮水亦返回液槽31作為清洗液再利用。藉此,可確保RO膜21F之最低濃縮水量(清洗流量)。
此外,因為清洗液濃縮水係將清洗液通入RO膜裝置21後之濃縮水,所以相較於顯影廢液處理時排出之濃縮水,抗蝕劑濃度特別低。而且,雖然因為清洗液濃縮水與清洗液透過水加在一起形成清洗液,所以含有抗蝕劑,但相較於顯影廢液,該抗蝕劑濃度特別低,因此具有由RO膜21F表面(RO膜21F之濃縮側21C)充分去除抗蝕劑之能力。
如上所述地,未在清洗系統100C中設置濃縮水返回系統40C時,為確保清洗液量,必須增加由透過水槽62之透過水的供給量。
此外,供給由濃縮側21C產生之清洗液濃縮水至濃縮水槽42時,貯存在濃縮水槽42中之濃縮水的濃度比處理顯影廢液獲得之濃縮水的濃度小。因此,清洗時之濃縮水最好全量返回液槽31。因此,最好以濃縮水量可排出至RO膜21F之最低濃縮水量以上的方式確保清洗液對RO膜裝置21之供給水量。
因為上述清洗係使用藉由RO膜裝置處理顯影廢液後之透過水的清洗,所以不需要去除顯影廢液之處理系統1C內的清洗液後進行純水清洗,可在清洗步驟後立刻進行顯影廢液之處理。
如上所述地,在作為本發明之TAAH含有液之處理系統的顯影廢液之處理系統的實施形態3中,顯影廢液之處理系統具有:
(a-3)液槽,用來貯存在光刻步驟中產生之顯影廢液;
(b-3)液體供給配管,其一端連接於該液槽之液體排出側;
(c-3)逆滲透膜裝置(Y),連接於該液體供給配管之另一端;
(d-3)濃縮水配管,其一端連接於該逆滲透膜裝置之濃縮側且將該逆滲透膜裝置之濃縮水供給至蒸發器;
(e-3)濃縮水回流配管,連接於該濃縮水配管且供給上述逆滲透膜裝置(Y)之濃縮水至上述液槽;
(f-3)透過水配管(P),其一端連接於該逆滲透膜裝置(Y)之透過側;
(g-3)透過水槽,配置在該透過水配管(P)之中途;
(h-3)稀薄TAAH排水處理設備,連接於該透過水配管(P)之另一端;
(i-3)透過水回流配管(I),連接於位在上述逆滲透膜裝置(Y)與上述透過水槽之間的上述透過水配管(P)且供給上述逆滲透膜裝置(Y)之透過水至上述液槽;
(j-3)透過水濃縮水槽,配置在該透過水回流配管(I)之中途;
(k-3)另一透過水回流配管(II),其由位在上述透過水槽與上述稀薄TAAH排水處理設備之間的上述透過水配管(P)分歧,且連接於位在上述逆滲透膜裝置(Y)與上述透過水濃縮水槽之間的上述透過水回流配管(I);
(l-3)另一逆滲透膜裝置(Z),配置在該另一透過水回流配管(II)之中途;及
(m-3)另一透過水配管(Q),其連接該另一逆滲透膜裝置(Z)之透過側及上述稀薄TAAH排水處理設備,
上述清洗系統係供給藉由上述另一逆滲透膜裝置(Z)濃縮上述逆滲透膜裝置(Y)之透過水的濃縮水(X)至上述液槽,且使上述濃縮水(X)在由上述(a-3)至(d-3)與(e-3)形成之循環系統及由上述(a-3)至(c-3)、(f-3)、(i-3)與(j-3)形成之循環系統的兩循環系統中循環,藉此清洗上述逆滲透膜裝置具有之逆滲透膜的系統。
接著,參照作為具有清洗系統100(100D)之TAAH含有液之處理系統的顯影廢液之處理系統1(1D)的較佳實施形態(實施形態4)來說明。
如圖8所示地,顯影廢液之處理系統1D係在與前述顯影廢液之處理系統1A之濃縮水返回系統40A同樣的濃縮水返回系統40D中,組合供給濃縮水槽42之濃縮水至濃縮水回流配管46的濃縮水透過系統50的結構。即,最好濃縮水透過系統50之濃縮水透過配管51由濃縮水傳送裝置43與蒸發器11間之濃縮水配管41分歧且在冷卻器91與流量計87之間連接於濃縮水回流配管46。
最好在濃縮水透過配管51中由與濃縮水配管41之分歧側依序配置奈米過濾(NF)裝置52、NF透過水槽53、NF透過水傳送裝置54。此外,最好濃縮水透過配管51連接於NF裝置52之透過側52T且連接於蒸發器11之濃縮水配管55連接於NF裝置52之濃縮側52C。
最好濃縮水透過配管51在與濃縮水配管41之分歧側配置閥56且濃縮水配管41由與濃縮水透過配管51之分歧點在蒸發器11側配置閥57。
如此,構成由液槽31通過清洗液體供給系統30D、RO膜裝置21之濃縮側21C、濃縮水配管41及濃縮水回流配管46返回液槽31之濃縮水返回系統40D(濃縮水循環系統)。
其他結構與顯影廢液之處理系統1A相同。此外,顯影廢液之處理與顯影廢液之處理系統1A相同。
藉由上述清洗系統100D清洗時,與清洗系統100A同樣地,最好首先去除清洗系統100D內之全部液,接著供給TMAH新液至液槽31作為清洗液。清洗時,開啟濃縮側之閥47及閥48。接著適當調節開啟量。與此同時,關閉閥57且開啟閥56。同時,關閉透過側之閥68且開啟閥67。
因為上述清洗系統100D使用TMAH新液作為清洗液,所以TMAH濃度高(例如,2.38質量%),因此RO膜21F之抗蝕劑清洗性優異。但是,只有TMAH新液作為清洗液之流量不足,因此使用由RO膜裝置21排出之清洗液透過水且進一步亦使用由RO膜裝置21排出之清洗液濃縮水。雖然清洗液濃縮水的一部份藉由濃縮水返回系統40D立刻返回液槽31,但剩餘部份貯存在濃縮水槽42中。貯存在濃縮水槽42中之清洗液濃縮水通入NF裝置52。在NF裝置52中去除抗蝕劑並且TMAH水溶液透過,接著由濃縮水透過配管51供給至濃縮水回流配管46且輸送至液槽31中。因此,抗蝕劑濃度低(例如,抗蝕劑濃度0.012)且藉由RO膜裝置21提高TMAH濃度之液(例如,TMAH濃度2.21質量%)供給至液槽31中。因此,即使直接供給清洗液濃縮水之一部份至液槽31,抗蝕劑濃度亦小且TMAH濃度高。在上述系統中,因為幾乎未去除TMAH且藉由NF裝置52去除抗蝕劑,所以相較於使前述清洗液濃縮水全量返回液槽31之情形,抗蝕劑濃度低(例如,1/99以下)。因為如此清洗液只有清洗液透過水無法確保充分之流量,所以RO膜處理清洗液後之清洗液濃縮水亦返回液槽31作為清洗液再利用。藉此,可確保RO膜21F之最低濃縮水量(清洗流量)。
此外,因為清洗液濃縮水係TMAH新液通入RO膜裝置21後之濃縮水,所以抗蝕劑濃度比顯影廢液處理時排出之濃縮水低。因此,透過水與濃縮水加在一起之清洗液的抗蝕劑濃度十分低,因此具有由RO膜21F之濃縮側表面去除抗蝕劑的能力。
因為上述清洗係使用TMAH新液之清洗,所以不需要在去除顯影廢液之處理系統1D內的清洗液後進行純水清洗,可在清洗步驟後,立刻進行顯影廢液之處理。
如上所述地,在作為本發明之TAAH含有液之處理系統的顯影廢液之處理系統的實施形態4中,顯影廢液之處理系統具有:
(a-4)液槽,用來貯存在光刻步驟中產生之顯影廢液;
(b-4)液體供給配管,其一端連接於該液槽之液體排出側;
(c-4)逆滲透膜裝置,連接於該液體供給配管之另一端;
(d-4)濃縮水配管,其一端連接於該逆滲透膜裝置之濃縮側;
(e-4)濃縮水槽,配置在該濃縮水配管之中途;
(f-4)濃縮水回流配管,連接於位在上述逆滲透膜裝置與上述濃縮水槽之間的上述濃縮水配管且供給上述逆滲透膜裝置之濃縮水至上述液槽;
(g-4)濃縮水透過配管,其由位於上述濃縮水槽與上述蒸發器之間的上述濃縮水配管分歧且連接於上述濃縮水回流配管;
(h-4)奈米過濾裝置,配置在該濃縮水透過配管之中途;
(i-4)奈米過濾透過水槽,配置在該濃縮水透過配管之中途且貯存上述奈米過濾裝置之透過水;
(j-4)奈米過濾濃縮水配管,其一端連接於上述奈米過濾裝置之濃縮側且供給該奈米過濾裝置之濃縮水至上述蒸發器;
(k-4)透過水配管,其一端連接於上述逆滲透膜裝置之透過側;
(l-4)稀薄TAAH排水處理設備,連接於該透過水配管之另一端;及
(m-4)透過水回流配管,連接於該透過水配管且供給透過水至上述液槽,
上述清洗系統係供給TMAH新液至上述液槽,且使該TMAH新液在由上述(a-4)至(e-4)與(f-4)至(i-4)形成之循環系統及由前述(a-4)至(c-4)、(k-4)與(m-4)形成之循環系統的兩循環系統中循環,藉此清洗上述逆滲透膜裝置具有之逆滲透膜的系統。
接著,參照作為具有清洗系統100(100E)之TAAH含有液之處理系統的顯影廢液之處理系統1(1E)的較佳實施形態(實施形態5)來說明。
如圖9所示地,顯影廢液之處理系統1E係在前述顯影廢液之處理系統1C中,在透過水傳送裝置63與透過水濃縮水槽73間之另一透過水回流配管69中由透過水傳送裝置63側依序配置另一RO膜裝置72及NF裝置76。
最好在另一RO膜裝置72之給水側72S連接供給透過水槽62中之透過水的另一透過水回流配管69且另一透過水回流配管69由RO膜裝置72之濃縮側72C連接於上述NF裝置76之給水側76S。最好在另一RO膜裝置72之透過側72T將另一透過水配管74連接於稀薄TAAH排水處理設備93。此外,最好由NF裝置76之透過側76T將另一透過水回流配管69連接於上述透過水濃縮水槽73。NF裝置76之濃縮側76C最好透過另一濃縮水配管77連接於另一透過水配管74。
如圖所示,另一透過水回流配管69亦可透過透過水回流配管66連接於透過水濃縮水槽73。
如此,構成由液槽31通過被處理液體供給系統30E、RO膜裝置21之透過側21T、透過水配管61、透過水回流配管66及透過水濃縮水槽73返回液槽31之透過水返回系統60E(濃縮側之循環系統)。
其他結構與顯影廢液之處理系統1C相同。為了使用顯影廢液之處理系統1E處理顯影廢液,最好與顯影廢液之處理系統1A同樣地進行閥操作。此外,清洗時,為了由貯存顯影廢液之透過水的透過水槽62輸送透過水至液槽31,最好關閉閥71且開啟閥70。接著,最好在NF裝置76之透過水貯存於透過水濃縮水槽73中後,關閉閥68且開啟閥67。
在上述清洗系統100E中,最好使貯存在透過水槽62中之顯影廢液的透過水通過另一RO膜裝置72並使該濃縮水進一步通入NF裝置76,接著使用該透過水作為清洗液。因此,顯影廢液之透過水因為水分藉由RO膜裝置72排出至透過側且TMAH殘留在濃縮側,所以TMAH濃度提高。此外,因為該TMAH濃度提高之液通過NF裝置76,所以TMAH透過且去除抗蝕劑。因此,供給作成TMAH濃度提高且抗蝕劑降低之液的清洗液至透過水濃縮水槽73中。該清洗液之抗蝕劑濃度係例如0.001且抗蝕劑濃度十分低。此外,藉由通過另一RO膜裝置72濃縮TMAH濃度,可抑制TMAH濃度過低。因為清洗液只有顯影廢液之透過水無法確保充分之流量,所以最好RO膜處理清洗液後之清洗液濃縮水亦返回液槽31作為清洗液再利用。藉此,可確保RO膜21F之最低濃縮水量(清洗流量)。
此外,因為清洗液濃縮水係清洗液通入RO膜裝置21後之濃縮水,所以抗蝕劑濃度比顯影廢液處理時排出之濃縮水低。而且雖然因為清洗液濃縮水與清洗液透過水加在一起形成清洗液,所以含有抗蝕劑,但該抗蝕劑濃度相較於顯影廢液特別地低,因此具有由逆滲透膜表面充分去除抗蝕劑的能力。
如上所述地未在清洗系統100E中設置濃縮水返回系統40E時,為了確保清洗液量,必須增加來自透過水槽62之透過水的供給量。
此外,由濃縮側21C產生之清洗液濃縮水供給至濃縮水槽42時,處理清洗後之顯影廢液時貯存在濃縮水槽42中之濃縮水的濃度小。因此,清洗時之濃縮水最好全量返回液槽31。因此,最好以濃縮水量可排出至RO膜21F之最低濃縮水量以上的方式確保清洗液對RO膜裝置21之供給水量。
因為上述清洗係使用藉由RO膜裝置處理顯影廢液後之透過水的清洗,所以不需要在去除顯影廢液之處理系統1E內之清洗液後進行純水清洗,可在清洗步驟後立刻進行顯影廢液之處理。
如上所述地,在作為本發明之TAAH含有液之處理系統的顯影廢液之處理系統的實施形態5中,顯影廢液之處理系統具有:
(a-5)液槽,用來貯存在光刻步驟中產生之顯影廢液;
(b-5)液體供給配管,其一端連接於該液槽之液體排出側;
(c-5)逆滲透膜裝置(Y),連接於該液體供給配管之另一端;
(d-5)濃縮水配管,其一端連接於該逆滲透膜裝置之濃縮側且將該逆滲透膜裝置之濃縮水供給至蒸發器;
(e-5)濃縮水回流配管,連接於該濃縮水配管且供給上述逆滲透膜裝置(Y)之濃縮水至上述液槽;
(f-5)透過水配管(P),其一端連接於該逆滲透膜裝置(Y)之透過側;
(g-5)透過水槽,配置在該透過水配管(P)之中途;
(h-5)稀薄TAAH排水處理設備,配置於該透過水配管(P)之另一端;
(i-5)透過水回流配管(I),連接於位在上述逆滲透膜裝置(Y)與上述透過水槽之間的上述透過水配管(P)且供給上述逆滲透膜裝置(Y)之透過水至上述液槽;
(j-5)透過水濃縮水槽,配置在該透過水回流配管(I)之中途;
(k-5)另一透過水回流配管(II),其由位在上述透過水槽與上述稀薄TAAH排水處理設備之間的上述透過水配管(P)分歧,且連接於位在上述逆滲透膜裝置(Y)與上述透過水濃縮水槽之間的上述透過水回流配管(I);
(l-5)另一逆滲透膜裝置(Z),配置在該另一透過水回流配管(II)之中途;
(m-5)奈米過濾裝置,配置在該另一透過水回流配管(II)之中途且處理該另一逆滲透膜裝置(Z)之濃縮水;
(n-5)另一透過水配管(Q),其連接該另一逆滲透膜裝置(Z)之透過側及上述稀薄TAAH排水處理設備;及
(o-5)奈米過濾濃縮水配管,其連接該奈米過濾裝置之濃縮側及上述另一透過水配管(Q),
上述清洗系統係供給使上述逆滲透膜裝置(Y)之透過水藉由上述另一逆滲透膜裝置(Z)濃縮並進一步透過上述奈米過濾裝置的透過水處理水至上述液槽,且使上述透過水處理水在由上述(a-5)至(d-5)與(e-5)形成之循環系統及由上述(a-5)至(c-5)、(f-5)與(i-5)形成之循環系統的兩循環系統中循環,藉此清洗上述逆滲透膜裝置具有之逆滲透膜的系統。
在上述各顯影廢液之處理系統1B至1E中,進行顯影廢液之處理時,與上述顯影廢液之處理系統1A同樣地供給顯影廢液至液槽31且通過液體供給配管32輸送至RO膜裝置21。顯影廢液藉由RO膜裝置21分離成濃縮水及透過水。該濃縮水之一部份通過濃縮水返回系統40並藉由冷卻器91冷卻後返回液槽31。另一方面,濃縮水之剩餘部分通過濃縮水配管41並導入濃縮水槽42,接著輸送至蒸發器11。在顯影廢液之處理中,最好藉由閥操作使顯影廢液未流入清洗液系統側。例如,最好在處理系統1A中關閉閥67,在處理系統1B中關閉閥70,在處理系統1C、1E中關閉閥67、70且在處理系統1D中關閉閥56、67。
雖然上述顯影廢液之處理系統1A顯示質量平衡之一例,但其他顯影廢液之處理系統1B至1E亦可配合RO膜、NF膜等之膜使用而適當地設定質量平衡。
在上述各顯影廢液之處理系統1A至1E中,最好具有測定藉由清洗系統100A至100E由液槽31供給之清洗液的抗蝕劑濃度的裝置。例如,較佳地,由採取配管34取得樣本且藉由吸光光度分析法使用例如前述分光光度計測定該樣本之抗蝕劑濃度。此外,最好具有由測得之抗蝕劑濃度檢測清洗狀態的清洗狀態檢測裝置(未圖示)。該清洗狀態檢測裝置藉由比較抗蝕劑濃度之上述測定值與需要清洗之抗蝕劑濃度的臨界值,判別是否進行清洗步驟。
上述各顯影廢液之處理系統1A至1E最好藉由測定RO膜裝置21之處理水量、透過水量、操作壓力、膜間壓差(給水側壓力與透過側壓力之差)中之任一者以上,檢測RO膜裝置21之RO膜21F的膜堵塞狀態。
檢測方法係由藉由流量計86至88測定之流量的合計值求得RO膜裝置21之處理水量。透過水量係藉由流量計88測定。此外,操作壓力係藉由壓力計81測定。膜間壓差(給水側壓力與透過側壓力之差)係藉由壓力計81及83測定並求得其壓差。
在上述各顯影廢液之處理系統1A至1E中,最好判別有無由檢出之RO膜21F的堵塞狀態轉移至RO膜裝置21之清洗步驟,且在需要轉移至清洗步驟時轉移至RO膜裝置之清洗步驟。
判別有無轉移至清洗步驟最好:在處理水量達到初期之大約60質量%時、在透過水量達到初期之大約60質量%時、在操作壓力達到大約1.8MPa時、在膜間壓差達到大約1.8MPa時其中至少一者,轉移至清洗步驟。
雖然在上述各顯影廢液之處理系統1A、1B中清洗液使用TMAH新液,但在上述各顯影廢液之處理系統1C、1E中在透過水濃縮水槽73中保管含有TMAH之濃縮水且在上述各顯影廢液之處理系統1D中在NF透過水槽53中保管含有TMAH之透過水,並且該保管之液可用於清洗液。因此,TMAH新液之使用量可比上述各顯影廢液之處理系統1A、1B少。此外,顯影廢液之處理系統1C至1E以儘可能回收廢液中之TMAH用於清洗液為目的且達成此目的。另外,顯影廢液之處理系統1C至1E中當然可使用TMAH新液。
雖然上述RO膜裝置或NF膜裝置係1段結構,但亦可為多段結構。此時,最好RO膜時及NF膜時都串聯地配置成多段。最好多段RO膜裝置中至少一段係高壓RO膜裝置。
實施例
(實施例1)
實施例1使用圖1所示之顯影廢液之處理系統1A,進行顯影廢液的濃縮處理及RO膜21F之給水側21S的清洗。RO膜裝置21之RO膜21F使用日東電工公司製SWC 5海水淡化膜4英吋、膜面積37.1m2
。此外,確認該RO膜(SWC 5)即使如前所述地連續操作大約pH 12之連續試驗3620小時(大約150天),包含材質之膜使用上亦沒有問題。
處理顯影廢液時之質量平衡係閥47、48調整開度,接著與前述圖2所示者同樣地設定。
因此處理顯影廢液時係閥47、48調整開度而開啟,接著開啟閥68且關閉閥67。另一方面,清洗步驟時,開啟閥47且關閉閥48,接著開啟閥67且關閉閥68。在該狀態下繼續進行顯影廢液之處理,接著在透過通量接近0.4m/d時進行1次清洗步驟。一般而言進行3次1200小時之顯影廢液處理步驟且在其間進行2次清洗步驟。1次清洗步驟係去除顯影廢液之時間、投入清洗液之時間、清洗時間、去除清洗液之時間合計進行4.75小時。
顯影廢液實際使用半導體製造時排出之顯影廢液。操作壓力為1.8MPa以上。
如上所述地設定處理條件後,進行顯影廢液之處理。
由RO膜裝置21之供給側、濃縮側、透過側之各採取配管34、44、64採取樣本,接著求得試驗各液(顯影廢液、RO膜供給水、RO膜濃縮水、RO膜透過水)之pH、TMAH濃度、抗蝕劑濃度(290nm吸光度)。其結果顯示於表1。
顯影廢液處理之經過時間與透過通量(m/d)之關係顯示於圖3中。隨著顯影廢液之處理進行,透過通量降低。在透過通量接近0.4m/d時轉移至清洗步驟,實施RO膜之清洗。此外,清洗時點亦可任意設定。
進行清洗步驟後,結果如圖3所示地,透過通量、操作壓力一起回復至初期狀態。初期狀態係開始顯影廢液之處理前的狀態。此外,即使重複進行顯影廢液之濃縮處理、清洗步驟,每次進行清洗步驟時,透過通量、操作壓力均一起回復至初期狀態。如此,藉由定期地進行清洗步驟,可使RO膜21F之處理能力回復並且可延長RO膜21F之壽命。
清洗液使用TMAH濃度為2.50質量%之TMAH顯影新液。TMAH顯影新液係用於光刻之顯影步驟中之未使用TMAH顯影液。如前述表2所示地,由清洗開始例如0.25小時後,殘留在系統內之TMAH濃度小的顯影廢液混入後TMAH濃度下降至2.20質量%。考慮混入例如TMAH濃度低之透過水。TMAH濃度下降後,大致穩定在下降值。
因為清洗後之清洗液係TMAH及水,所以清洗步驟後,清洗液可立刻流入濃縮水槽。
(比較例1)
除了未進行清洗步驟以外,比較例1與實施例1同樣地進行顯影廢液之處理。因此,由RO膜裝置21之供給側、濃縮側、透過側之各採取配管34、44、64採取的顯影廢液、RO膜供給水、RO膜濃縮水及RO膜透過水的pH、TMAH濃度及抗蝕劑濃度(290nm吸光度)係與實施例1相同之值。
顯影廢液處理之經過時間與透過通量(m/d)之關係顯示於圖3中。隨著顯影廢液之處理進行,透過通量降低。透過通量接近0.4m/d時透過通量之變化變小。操作壓力在操作壓力接近1.8MPa時操作壓力之變化變小。
如此未進行清洗步驟時,無法使RO膜21F之處理能力回復,因此必須更換RO膜21F。
(比較例2)
除了使用2.5質量%氫氧化鈉(NaOH)水溶液以外,與實施例1同樣地進行清洗。因此,清洗時間為4小時。清洗前後之透過通量係清洗前為0.422m/d且清洗後為0.685m/d。如此,即使是2.5質量%NaOH水溶液清洗,結果亦與TMAH清洗時相同。但是透過通量回復,需要用以去除NaOH之純水清洗。純水清洗係實施到與顯影廢液相同之鈉濃度達到0.005質量%以下,使鈉離子對回收TMAH不產生影響為止(請參照前述表4及圖5)。純水清洗係在系統內保持流動地進行。
清洗時間係顯影廢液去除花費0.25小時、清洗液投入花費0.25小時、清洗花費4小時、清洗液去除花費0.25小時、純水投入花費0.25小時、系統內純水清洗花費10小時、純水清洗液去除花費0.25小時,合計需要15.25小時之清洗時間(請參照前述表3)。
結果,可了解的是本發明之顯影廢液處理系統之使用TMAH的清洗方法的清洗步驟少、清洗時間短,因此可有效率且低成本地進行清洗。
(實施例2至5)
實施例2使用圖6所示之顯影廢液之處理系統1B進行顯影廢液之濃縮處理及RO膜21F之清洗步驟。清洗液使用TMAH顯影新液作為TMAH新液。除此以外之條件與實施例1相同。
實施例3使用圖7所示之顯影廢液之處理系統1C進行顯影廢液之濃縮處理及RO膜21F之清洗步驟。清洗液使用藉由另一RO膜裝置72濃縮透過RO膜裝置21之顯影廢液的透過水後的濃縮水。除此以外之條件與實施例1相同。
實施例4使用圖8所示之顯影廢液之處理系統1D進行顯影廢液之濃縮處理及RO膜21F之清洗步驟。清洗液使用TMAH顯影新液作為TMAH新液。除此以外之條件與實施例1相同。
實施例5使用圖9所示之顯影廢液之處理系統1E進行顯影廢液之濃縮處理及RO膜21F之清洗步驟。清洗液使用藉由另一RO膜裝置72濃縮透過RO膜裝置21之顯影廢液的透過水且使該濃縮水透過NF裝置76的透過水。除此以外之條件與實施例1相同。
實施例4及5之NF膜使用日東電工公司製NF,型式NTR.7450。
各實施例1至5之清洗結果顯示於表5中。
如表5所示地,在實施例1至5中,清洗液之TMAH濃度係2.20至2.38。都是可充分清洗RO膜21F之抗蝕劑的TMAH濃度。此外,供給至RO膜21F前之抗蝕劑濃度係0.000至0.027且都是十分低之值。
透過通量在清洗後回復到0.68至0.70。不管是哪一種液,該回復率都大致回復到97%以上且對本發明之顯影廢液處理系統的TMAH清洗是有效的。
雖然與本發明之實施例一起說明本發明,但除非我們特別地指定,我們的發明不限於說明的任何細節部分,而是考慮應該在不違反添附申請專利範圍所示之發明精神與範圍的情形下廣義地解釋。
本申請案依據2018年10月19日在日本申請專利之特願2018-197694主張優先權,且在此參照該申請案並加入其內容作為本說明書之記載的一部份。
1,1A,1B,1C,1D,1E:顯影廢液之處理系統
11:蒸發器
21,72:RO膜裝置
21C,52C,72C,76C:濃縮側
21F:RO膜
21S,72S,76S:給水側
21T,52T,72T,76T:透過側
30:被處理液體供給系統
30A,30B,30C,30D,30E:清洗液體供給系統
31:液槽
32:液體供給配管
33:液傳送裝置
34,64:透過水採取配管
35,45,47,48,56,57,65,67,68,70,71:閥
40,40A,40B,40C,40D,40E:濃縮水返回系統
41,77:濃縮水配管
42:濃縮水槽
43:濃縮水傳送裝置
44:濃縮水採取配管
46:濃縮水回流配管
50:濃縮水透過系統
51:濃縮水透過配管
52,76:奈米過濾(NF)裝置
53:NF透過水槽
54:NF透過水傳送裝置
55:濃縮水配管
60,60A,60B,60C,60D,60E:透過水返回系統
61,74:透過水配管
62:透過水槽
63,75:透過水傳送裝置
66,69:透過水回流配管
73:透過水濃縮水槽
81,82,83:壓力計
86,87,88:流量計
91:冷卻器
93:稀薄TAAH排水處理設備
100,100A,100B,100C,100D,100E:清洗系統
[圖1]係顯示本發明TAAH含有液之處理系統之一較佳實施形態(實施形態1)的概略結構圖。
[圖2]係顯示在第一實施形態之TAAH含有液之處理系統中TAAH含有液(顯影廢液)處理時之質量平衡的一較佳例的質量平衡圖。
[圖3]係透過通量及操作壓力與有無清洗步驟之TAAH含有液(顯影廢液)處理的經過時間的關係圖。
[圖4]係清洗步驟中之TMAH濃度與清洗時間的關係圖。
[圖5]係純水清洗步驟中之Na濃度與清洗時間的關係圖。
[圖6]係顯示本發明TAAH含有液之處理系統之一較佳實施形態(實施形態2)的概略結構圖。
[圖7]係顯示本發明TAAH含有液之處理系統之一較佳實施形態(實施形態3)的概略結構圖。
[圖8]係顯示本發明TAAH含有液之處理系統之一較佳實施形態(實施形態4)的概略結構圖。
[圖9]係顯示本發明TAAH含有液之處理系統之一較佳實施形態(實施形態5)的概略結構圖。
Claims (10)
- 一種氫氧化四烷基銨含有液之處理系統,包含:高壓型之逆滲透膜裝置,在其濃縮側濃縮含有氫氧化四烷基銨之被處理液;及管線,供給至用來對藉由該逆滲透膜裝置濃縮過之被處理液加以進一步濃縮的蒸發器。
- 如申請專利範圍第1項之氫氧化四烷基銨含有液之處理系統,其中具有清洗系統,該清洗系統藉由含有氫氧化四烷基銨之清洗液來清洗該逆滲透膜裝置。
- 如申請專利範圍第1或2項之氫氧化四烷基銨含有液之處理系統,其可使該處理系統之一部份作為包含該逆滲透膜裝置而構成之循環系統,且藉由使含有氫氧化四烷基銨之清洗液在該循環系統中循環,可利用該循環系統作為清洗該逆滲透膜裝置之逆滲透膜的清洗系統。
- 如申請專利範圍第3項之氫氧化四烷基銨含有液之處理系統,其具有: (a-1)液槽,用來貯存氫氧化四烷基銨含有液; (b-1)液體供給配管,其一端連接於該液槽之液體排出側; (c-1)逆滲透膜裝置,連接於該液體供給配管之另一端; (d-1)濃縮水配管,其一端連接於該逆滲透膜裝置之濃縮側且將該逆滲透膜裝置之濃縮水供給至蒸發器; (e-1)濃縮水回流配管,連接於該濃縮水配管且將該逆滲透膜裝置之濃縮水供給至該液槽; (f-1)透過水配管,其一端連接於該逆滲透膜裝置之透過側; (g-1)稀薄氫氧化四烷基銨排水處理設備,連接於該透過水配管之另一端;及 (h-1)透過水回流配管,連接於該透過水配管且將該逆滲透膜裝置之透過水供給至該液槽, 該清洗系統將氫氧化四烷基銨新液供給至該液槽,且使該氫氧化四烷基銨新液循環於由該(a-1)至(d-1)與(e-1)所形成之循環系統及由該(a-1)至(c-1)、(f-1)與(h-1)所形成之循環系統的兩循環系統中,而清洗該逆滲透膜裝置所具有之逆滲透膜。
- 如申請專利範圍第3項之氫氧化四烷基銨含有液之處理系統,其具有: (a-2)液槽,用來貯存氫氧化四烷基銨含有液; (b-2)液體供給配管,其一端連接於該液槽之液體排出側; (c-2)逆滲透膜裝置,連接於該液體供給配管之另一端; (d-2)濃縮水配管,其一端連接於該逆滲透膜裝置之濃縮側且將該逆滲透膜裝置之濃縮水供給至蒸發器; (e-2)濃縮水回流配管,連接於該濃縮水配管且將該逆滲透膜裝置之濃縮水供給至該液槽; (f-2)透過水配管,其一端連接於該逆滲透膜裝置之透過側; (g-2)透過水槽,配置在該透過水配管之中途; (h-2)稀薄氫氧化四烷基銨排水處理設備,連接於該透過水配管之另一端;及 (i-2)透過水回流配管,連接於位在該透過水槽與該稀薄氫氧化四烷基銨排水處理設備之間的該透過水配管且將該逆滲透膜裝置之透過水供給至該液槽, 該清洗系統將氫氧化四烷基銨新液供給至該液槽,且使由該氫氧化四烷基銨新液循環於由該(a-2)至(d-2)與(e-2)所形成之循環系統及由該(a-2)至(c-2)、(f-2)、(g-2)與(i-2)所形成之循環系統的兩循環系統中,藉此清洗該逆滲透膜裝置所具有之逆滲透膜。
- 如申請專利範圍第3項之氫氧化四烷基銨含有液之處理系統,其具有: (a-3)液槽,用來貯存氫氧化四烷基銨含有液; (b-3)液體供給配管,其一端連接於該液槽之液體排出側; (c-3)逆滲透膜裝置(Y),連接於該液體供給配管之另一端; (d-3)濃縮水配管,其一端連接於該逆滲透膜裝置之濃縮側且將該逆滲透膜裝置之濃縮水供給至蒸發器; (e-3)濃縮水回流配管,連接於該濃縮水配管且將該逆滲透膜裝置(Y)之濃縮水供給至該液槽; (f-3)透過水配管(P),其一端連接於該逆滲透膜裝置(Y)之透過側; (g-3)透過水槽,配置在該透過水配管(P)之中途; (h-3)稀薄氫氧化四烷基銨排水處理設備,連接於該透過水配管(P)之另一端; (i-3)透過水回流配管(I),連接於位在該逆滲透膜裝置(Y)與該透過水槽之間的該透過水配管(P)且將該逆滲透膜裝置(Y)之透過水供給至該液槽; (j-3)透過水濃縮水槽,配置在該透過水回流配管(I)之中途; (k-3)另一透過水回流配管(II),其由位在該透過水槽與該稀薄氫氧化四烷基銨排水處理設備之間的該透過水配管(P)分歧,且連接於位在該逆滲透膜裝置(Y)與該透過水濃縮水槽之間的該透過水回流配管(I); (l-3)另一逆滲透膜裝置(Z),配置在該另一透過水回流配管(II)之中途;及 (m-3)另一透過水配管(Q),其連接該另一逆滲透膜裝置(Z)之透過側及該稀薄氫氧化四烷基銨排水處理設備, 該清洗系統將藉由該另一逆滲透膜裝置(Z)將該逆滲透膜裝置(Y)之透過水濃縮成的濃縮水(X)供給至該液槽,且使該濃縮水(X)在由該(a-3)至(d-3)與(e-3)所形成之循環系統及由該(a-3)至(c-3)、(f-3)、(i-3)與(j-3)所形成之循環系統的兩循環系統中循環,藉此清洗該逆滲透膜裝置具有之逆滲透膜。
- 如申請專利範圍第3項之氫氧化四烷基銨含有液之處理系統,其具有: (a-4)液槽,用來貯存氫氧化四烷基銨含有液; (b-4)液體供給配管,其一端連接於該液槽之液體排出側; (c-4)逆滲透膜裝置,連接於該液體供給配管之另一端; (d-4)濃縮水配管,其一端連接於該逆滲透膜裝置之濃縮側且將該逆滲透膜裝置之濃縮水供給至蒸發器; (e-4)濃縮水槽,配置在該濃縮水配管之中途; (f-4)濃縮水回流配管,連接於位在該逆滲透膜裝置與該濃縮水槽之間的該濃縮水配管且將該逆滲透膜裝置之濃縮水供給至該液槽; (g-4)濃縮水透過配管,其由位於該濃縮水槽下游側之該濃縮水配管分歧且連接於該濃縮水回流配管; (h-4)奈米過濾裝置,配置在該濃縮水透過配管之中途; (i-4)奈米過濾透過水槽,配置在該濃縮水透過配管之中途且貯存該奈米過濾裝置之透過水; (j-4)奈米過濾濃縮水配管,其一端連接於該奈米過濾裝置之濃縮側且將該奈米過濾裝置之濃縮水供給至該蒸發器; (k-4)透過水配管,其一端連接於該逆滲透膜裝置之透過側; (l-4)稀薄氫氧化四烷基銨排水處理設備,連接於該透過水配管之另一端;及 (m-4)透過水回流配管,連接於該透過水配管且將透過水供給至該液槽, 該清洗系統將氫氧化四烷基銨新液供給至該液槽,且使該氫氧化四烷基銨新液循環於由該(a-4)至(e-4)與(f-4)至(i-4)所形成之循環系統及由該(a-4)至(c-4)、(k-4)與(m-4)所形成之循環系統的兩循環系統中,藉此清洗該逆滲透膜裝置具有之逆滲透膜。
- 如申請專利範圍第3項之氫氧化四烷基銨含有液之處理系統,其具有: (a-5)液槽,用來貯存氫氧化四烷基銨含有液; (b-5)液體供給配管,其一端連接於該液槽之液體排出側; (c-5)逆滲透膜裝置(Y),連接於該液體供給配管之另一端; (d-5)濃縮水配管,其一端連接於該逆滲透膜裝置之濃縮側且將該逆滲透膜裝置之濃縮水供給至蒸發器; (e-5)濃縮水回流配管,連接於該濃縮水配管且將該逆滲透膜裝置(Y)之濃縮水供給至該液槽; (f-5)透過水配管(P),其一端連接於該逆滲透膜裝置(Y)之透過側; (g-5)透過水槽,配置在該透過水配管(P)之中途; (h-5)稀薄氫氧化四烷基銨排水處理設備,配置於該透過水配管(P)之另一端; (i-5)透過水回流配管(I),連接於位在該逆滲透膜裝置(Y)與該透過水槽之間的該透過水配管(P)且將該逆滲透膜裝置(Y)之透過水供給至該液槽; (j-5)透過水濃縮水槽,配置在該透過水回流配管(I)之中途; (k-5)另一透過水回流配管(II),其由位在該透過水槽與該稀薄氫氧化四烷基銨排水處理設備之間的該透過水配管(P)分歧,且連接於位在該逆滲透膜裝置(Y)與該透過水濃縮水槽之間的該透過水回流配管(I); (l-5)另一逆滲透膜裝置(Z),配置在該另一透過水回流配管(II)之中途; (m-5)奈米過濾裝置,配置在該另一透過水回流配管(II)之中途且處理該另一逆滲透膜裝置(Z)之濃縮水; (n-5)另一透過水配管(Q),其連接該另一逆滲透膜裝置(Z)之透過側及該稀薄氫氧化四烷基銨排水處理設備;及 (o-5)奈米過濾濃縮水配管,連接該奈米過濾裝置之濃縮側及該另一透過水配管(Q), 該清洗系統將使該逆滲透膜裝置(Y)之透過水藉由該另一逆滲透膜裝置(Z)濃縮並進一步透過該奈米過濾裝置的透過水處理水供給至該液槽,且使該透過水處理水在由該(a-5)至(d-5)與(e-5)所形成之循環系統及由該(a-5)至(c-5)、(f-5)與(i-5)所形成之循環系統的兩循環系統中循環,藉此清洗該逆滲透膜裝置具有之逆滲透膜。
- 如申請專利範圍第4至8項中任一項之氫氧化四烷基銨含有液之處理系統,其具有: 測定裝置,其測定藉由該清洗系統由該液槽供給之清洗液的抗蝕劑濃度;及 清洗狀態檢測裝置,其由該測定之抗蝕劑濃度檢測清洗狀態。
- 一種氫氧化四烷基銨含有液之處理方法,包含: 在藉由蒸發器濃縮含有氧化四烷基銨之被處理液時,藉由配置在該蒸發器之前段的逆滲透膜裝置在濃縮側濃縮該被處理液之該被處理液的濃縮步驟, 該氫氧化四烷基銨含有液之處理方法更包含:因應於該逆滲透膜裝置之逆滲透膜的堵塞,利用氫氧化四烷基銨新液及/或由該逆滲透膜裝置產生之透過水清洗該逆滲透膜的清洗步驟。
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