[發明專利]四甲基氫氧化銨顯影廢液再生系統和再生方法

在審

• 申請號: 201510858688.1
• 申請日: 2015-12-01
• 公開（公告）號: CN105314770A
• 公開（公告）日: 2016-02-10
• 發明（設計）人: 邢攸美
• 申請（專利權）人: 杭州格林達化學有限公司
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;G03F7/30
• 代理公司: 杭州賽科專利代理事務所(普通合伙) 33230
• 代理人: 馮年群

技術領域

本發明涉及一種廢液再生系統和方法，具體的說涉及一種四甲基氫氧化銨顯影廢液再生系統和再生方法。

背景技術

電子級四甲基氫氧化銨（TetramethylAmmoniumHydroxide，簡稱TMAH）顯影液廣泛用于液晶顯示器（TFT-LCD）、IC、印刷基板等制造工序中，包含硅晶片等基板上形成正型或負型的光致刻蝕劑的薄膜，通過掩模以規定的圖案對光刻膠薄膜進行曝光，其次用四甲基氫氧化銨顯影液TMAH來清洗曝光后的光阻，之后進行蝕刻處理，在用剝離液剝離基板上不溶性光刻膠薄膜，達到所需的圖形。

上述顯影過程中排出含有光致刻蝕液的四甲基氫氧化銨TMAH顯影廢液，工廠需要花費大量的經費對廢液進行生物降解處理。為了降低工廠四甲基氫氧化銨TMAH顯影廢液生物處理費用；減少廢水中有機物的排放；減少生產和運輸過程中的碳排放；提高四甲基氫氧化銨TMAH顯影液的循環利用率，需要設計一種顯影液再生系統及再生方法。

授權公告日2007年2月7日，授權公告號CN1298636C的中國發明專利公開了一種采用兩步納濾過濾膜再生顯影廢液的裝置，但是該方法再生的顯影液并不能用于精度要求高的顯影過程中循環利用，只能用于沒有精度要求的顯影步驟中循環應用。

公開日2008年1月23日，公開號CN101111804A的中國發明專利公開了一種顯影廢液的處理方法。該方法是采用的酸中和-分離處理四烷基氫氧化銨的廢液（四烷基氫氧化銨簡稱TAAH），析出廢液中得光刻膠，再經膜分離裝置去除沉淀成份分（主要是光刻膠）。通過用薄膜蒸發器進行濃縮處理，獲得濃度在15%-20%的四烷基的銨鹽，進一步，用陽離子膜電解法對四烷基的銨鹽進行電解再生，在獲得的四烷基氫氧化銨濃縮溶液中加入高純水或新的四烷基氫氧化銨溶液進行濃度調整，在作為顯影液循環用于半導體行業中。

但是，專利文獻CN101111804A的方法需要測定顯影廢液中四烷基銨的濃度和金屬離子雜質的含量，在各金屬離子雜質的含量相對于四烷基銨的量小于50ppm，才可以精致處理進行回收利用；在至少一種金屬離子雜質含量相對于四烷基銨的量高于50ppm時，不能直接進行精致處理，因為金屬離子雜質含量過高，會減低電解過程中電極的使用壽命，電解槽內的電壓升高，該情況下，顯影液需要廢棄處理，或者用未使用的四烷基氫氧化銨顯影液新液進行稀釋處理，使各金屬離子相對含量達到小于50ppm的標準，精致處理稀釋的顯影廢液，再生成可循環利用的四烷基氫氧化銨顯影液。在該專利文獻中只是部分的顯影廢液可以循環利用，部分金屬離子含量多的顯影廢液，需要將其供給特定的水泥制造廠家進行燃燒處理。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術的不足，提供一種四甲基氫氧化銨顯影廢液再生系統和再生方法。通過該系統及方法能夠長期穩定的循環再生高純度的四甲基氫氧化銨顯影液，同時該工藝過程采用的樹脂交換技術中的樹脂是可再生循環利用的，采用樹脂交換技術進行提濃和凈化處理和現有技術采用的薄膜蒸發提濃技術以及納濾和電解提純技術相比，不僅能夠大大的降低回收成本，并且能夠處理大量的廢液，達到節能環保的目的，同時降低半導體工廠廢水排放的壓力，為工廠節約廢水處理的成本，從而達到資源有效循環利用的目的。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

四甲基氫氧化銨顯影廢液再生系統，包括若干送料泵、中和分離裝置、吸附裝置、陽離子交換裝置、陰離子交換裝置和凈化處理裝置，所述中和分離裝置、吸附裝置、陽離子交換裝置、陰離子交換裝置和凈化處理裝置各至少設有一組，所述中和分離裝置、吸附裝置、陽離子交換裝置、陰離子交換裝置和凈化處理依次通過帶控制閥的料管連接，所述再生系統用于四甲基氫氧化銨顯影廢液再生的方法按如下步驟進行：

（1）酸中和-分離：向儲存四甲基氫氧化銨廢液的中和分離裝置中加入一定濃度比例的酸溶液或通入酸性氣體，隨著酸溶液或酸性氣體不斷的加入，四甲基氫氧化銨被中和生產四甲基季銨鹽，溶液中的pH值也隨之降低，pH值的降低使光刻膠雜質產生沉淀析出，再通過離心過濾器過濾分離不溶解的光刻膠沉淀物，去除光刻膠沉淀物；

（2）脫色-過濾處理：步驟（1）處理后的四甲基季銨鹽溶液輸入吸附裝置中進行脫色處理，所述吸附裝置出料端設有微濾或陶瓷過濾器，用于去除殘留的光刻膠沉淀物和顆粒物質；