提高了再生收率的光致抗蝕劑高沸點(diǎn)剝離廢液再生方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光致抗蝕劑高沸點(diǎn)剝離廢液再生方法,更具體地,涉及如下的光致抗蝕劑高沸點(diǎn)剝離廢液再生方法,該方法能夠有效地解決在剝離廢液再生過(guò)程中對(duì)在I次再生工序中排出的高沸點(diǎn)殘留物進(jìn)行2次性的再生處理而進(jìn)一步回收高沸點(diǎn)剝離溶劑時(shí)由于高沸點(diǎn)殘留物內(nèi)的堿性副產(chǎn)物而在2次再生工序中產(chǎn)生惡臭的問(wèn)題,相比現(xiàn)有技術(shù)能夠進(jìn)一步提高剝離廢液再生過(guò)程的再生收率。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái),隨著對(duì)在半導(dǎo)體晶片以及電路基板等的微小電路構(gòu)圖中成為核心的感光劑和用于稀釋以及除去該感光劑的昂貴的剝離液的需求激增,越來(lái)越有必要對(duì)使用后的剝離廢液進(jìn)行再利用。
[0003]例如,剝離廢液主要在半導(dǎo)體晶片、液晶顯示裝置、玻璃基板等電子部件制造工序中的用于形成電路圖案的光刻工序中產(chǎn)生,在剝離廢液中除了剝離溶劑以外還含有光致抗蝕劑樹(shù)脂、水分、重金屬等雜質(zhì)。
[0004]所述剝離廢液大部分都在經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的預(yù)處理過(guò)程后通過(guò)焚燒或掩埋進(jìn)行廢棄處理,從產(chǎn)生廢液直到除去廢液為止存在環(huán)境問(wèn)題以及花費(fèi)處理費(fèi)用的問(wèn)題等,最終會(huì)減弱IT產(chǎn)業(yè)的企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力,因此通過(guò)廢溶劑的再生來(lái)實(shí)現(xiàn)資源化的要求正在不斷擴(kuò)大、強(qiáng)化。
[0005]隨著結(jié)合了 IT技術(shù)的電子部件及設(shè)備的快速發(fā)展,制造工序所需的稀釋劑和剝離液的種類、功能越來(lái)越多樣化,盡管如此,當(dāng)前在像TET-LCD (超薄膜液晶顯示裝置)等那樣的電子部件的制造工序中使用的主要的剝離液溶劑中被回收并提純而被再利用的量是極小一部分。
[0006]進(jìn)而,隨著在TET-1XD領(lǐng)域中基板逐漸大型化且面板價(jià)格下跌,對(duì)節(jié)省工程費(fèi)用的要求正在提高,此外,近年來(lái)受到油價(jià)上漲的影響,稀釋劑以及剝離液的原材料價(jià)格也在上漲,因此有必要提高成本競(jìng)爭(zhēng)力。
[0007]因此,要求一種經(jīng)過(guò)提純過(guò)程將廢剝離液(即,剝離廢液)作為原材料而進(jìn)行再利用,從而能夠節(jié)省原材料使用量并且改善越來(lái)越嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題和處理費(fèi)用問(wèn)題的技術(shù)。
[0008]因此,作為現(xiàn)有技術(shù),提出了剝離廢液的再生(Recycling)技術(shù)、通過(guò)從剝離廢液中除去水分等低沸點(diǎn)物質(zhì)和光致抗蝕劑樹(shù)脂等高沸點(diǎn)物質(zhì)來(lái)再生剝離溶劑的技術(shù)、以及使再生工序中的損失量最小化的高回收率再生方法等。
[0009]但是,近年來(lái)伴隨著LCD以及半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,由于新型的存儲(chǔ)器半導(dǎo)體的開(kāi)發(fā)而開(kāi)始使用新的結(jié)構(gòu)的感光性樹(shù)脂,在制造工序中需要在剝離感光性樹(shù)脂的工序中能夠容易地溶解感光性樹(shù)脂而將其剝離的高功能性的剝離有機(jī)溶劑,因此,剝離溶解度優(yōu)異的高沸點(diǎn)的剝離溶劑的使用量正在增加,但是使用在上述的現(xiàn)有技術(shù)中采用的再生方法來(lái)再生高沸點(diǎn)的剝離溶劑是有限的。
[0010]特別是,高沸點(diǎn)剝離有機(jī)溶劑因高粘度、熱分解以及色度變化等高沸點(diǎn)特性而難以從重(Heavy)的光致抗蝕劑樹(shù)脂和金屬成分中進(jìn)行分離提純,而且為了避免工序麻煩(Trouble)而使其過(guò)量殘留,因此存在會(huì)與大部分高沸點(diǎn)雜質(zhì)一起殘留后被廢棄處理的局限性。
[0011]此外,雖然在相關(guān)業(yè)界對(duì)開(kāi)發(fā)昂貴的高沸點(diǎn)剝離有機(jī)溶劑的資源再利用化回收技術(shù)的要求高漲,但是實(shí)際情況是目前國(guó)內(nèi)外均無(wú)相關(guān)替代再生技術(shù)。
[0012]因此,急需確保一種高度的再生工程技術(shù),不僅能夠從被廢棄處理的光致抗蝕劑殘余物(Residue)中對(duì)光致抗蝕劑剝離廢液中的一般剝離有機(jī)溶劑進(jìn)行再生提純而進(jìn)行回收,而且能夠?qū)Π嘿F的高沸點(diǎn)剝離有機(jī)溶劑進(jìn)行再生提純而進(jìn)行回收。
[0013]此外,如果能夠通過(guò)高度的再生工程技術(shù)以高回收率大量回收作為全部從國(guó)外進(jìn)口的昂貴的有價(jià)資源的高沸點(diǎn)剝離溶劑進(jìn)行再利用,不僅在高效能源管理層面,而且在強(qiáng)化IT相關(guān)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力方面也能夠事半功倍,從而可期待更加實(shí)質(zhì)性的改善環(huán)境的效果。
[0014]因此,本申請(qǐng)的申請(qǐng)人已經(jīng)申請(qǐng)了“光致抗蝕劑高沸點(diǎn)剝離廢液再生裝置”的專利并獲得了專利權(quán)[現(xiàn)有專利1:韓國(guó)登記專利第10-1330654號(hào)(2013.11.12)],該專利能夠通過(guò)從光致抗蝕劑高沸點(diǎn)剝離廢液中除去低沸點(diǎn)雜質(zhì)的I次蒸餾裝置、在除去包含高沸點(diǎn)雜質(zhì)的高沸點(diǎn)殘留物的同時(shí)再生剝離溶劑組成物的2次蒸餾裝置、以及從再生的剝離溶劑組成物中除去微量水分的3次蒸餾裝置來(lái)回收剝離溶劑組成物,進(jìn)而能夠通過(guò)從所述高沸點(diǎn)殘留物中進(jìn)一步回收剝離溶劑的4次蒸餾裝置等來(lái)進(jìn)一步再生以前與高沸點(diǎn)雜質(zhì)一起作為蒸飽殘留物被廢棄的尚沸點(diǎn)剝尚溶劑,從而能夠大幅提尚昂貴的尚沸點(diǎn)剝尚溶劑的再生收率。
[0015]此外,本申請(qǐng)的申請(qǐng)人已經(jīng)申請(qǐng)了“光致抗蝕劑高沸點(diǎn)剝離廢液再生方法”的專利并獲得了專利權(quán)[現(xiàn)有專利2:韓國(guó)登記專利第10-1330653號(hào)(2013.11.12)],該專利能夠通過(guò)從光致抗蝕劑高沸點(diǎn)剝離廢液中除去低沸點(diǎn)雜質(zhì)的第I除去步驟(即,I次蒸餾過(guò)程)、在除去包含高沸點(diǎn)雜質(zhì)的高沸點(diǎn)殘留物的同時(shí)再生剝離溶劑組成物的第2除去步驟(即,2次蒸餾過(guò)程)、以及從再生的剝離溶劑組成物中除去微量水分的第3除去步驟(即,3次蒸餾過(guò)程)來(lái)回收剝離溶劑組成物,進(jìn)而能夠通過(guò)從所述高沸點(diǎn)殘留物中進(jìn)一步回收剝離溶劑的步驟(即,4次蒸餾過(guò)程)等來(lái)進(jìn)一步再生以前與高沸點(diǎn)雜質(zhì)一起作為蒸餾殘留物被廢棄的尚沸點(diǎn)剝尚溶劑,從而能夠大幅提尚昂貴的尚沸點(diǎn)剝尚溶劑的再生收率。
[0016]圖2是現(xiàn)有專利I和執(zhí)行現(xiàn)有專利2的光致抗蝕劑高沸點(diǎn)剝離廢液再生過(guò)程的裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0017]通過(guò)這樣的技術(shù),不僅在高效能源管理層面,而且在強(qiáng)化IT相關(guān)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力方面也能夠事半功倍,從而可期待更加實(shí)質(zhì)性的改善環(huán)境的效果。
[0018]但是,目前仍達(dá)不到能夠以高回收率大量回收作為全部從國(guó)外進(jìn)口的昂貴的有價(jià)資源的HEP(1-哌嗪乙醇)等高沸點(diǎn)剝離溶劑而實(shí)現(xiàn)大幅節(jié)省費(fèi)用的水平,即,達(dá)不到能夠低廉地生產(chǎn)高品質(zhì)的再生溶劑的水平的50 %以上的回收率。
[0019]因此,本申請(qǐng)的申請(qǐng)人已經(jīng)申請(qǐng)了一種裝置和方法,并且獲得了專利權(quán)[現(xiàn)有專利3:韓國(guó)登記專利第10-1354523號(hào)(2014.1.14)/現(xiàn)有專利4:韓國(guó)登記專利第10-1423967號(hào)(2014.7.22)],該專利能夠在從光致抗蝕劑高沸點(diǎn)剝離廢液中將作為高沸點(diǎn)剝離溶劑的HEP再生為高純度電子級(jí)的過(guò)程中以50%以上的高回收率的再生收率大量回收HEP,從而通過(guò)大幅的費(fèi)用削減低廉地生產(chǎn)高品質(zhì)的再生溶劑。
[0020]此外,在現(xiàn)有專利1、2的光致抗蝕劑高沸點(diǎn)剝離廢液再生裝置以及方法中存在如下缺點(diǎn),即,在能夠得到高純度再生混合剝離液的I次再生工序之后,在從通過(guò)I次再生工序的第2除去步驟除去的、包含高沸點(diǎn)雜質(zhì)的高沸點(diǎn)殘留物中進(jìn)一步回收高沸點(diǎn)剝離溶劑的2次再生工序的4次蒸餾過(guò)程中,HEP (1-哌嗪乙醇)等高沸點(diǎn)剝離溶劑的最終回收率低。
[0021]為了解決這樣的問(wèn)題,本申請(qǐng)的申請(qǐng)人已經(jīng)申請(qǐng)了能夠提高光致抗蝕劑高沸點(diǎn)剝離廢液的再生收率的裝置和方法并獲得了專利權(quán)[現(xiàn)有專利5:韓國(guó)登記專利第10-1446542 號(hào)(2014.9.25)/現(xiàn)有專利 6:韓國(guó)登記專利第 10-1446541 號(hào)(2014.9.25)]。
[0022]根據(jù)現(xiàn)有專利5和現(xiàn)有專利6,在現(xiàn)有的2次再生工序的4次蒸餾過(guò)程中,在使高沸點(diǎn)殘留物所含有的高沸點(diǎn)剝離溶劑(HEP等)向蒸餾塔上部蒸餾而進(jìn)行提取并通過(guò)冷凝器進(jìn)行冷凝以及分離回收的步驟中,監(jiān)測(cè)含有HEP等的冷凝回收液的HEP組成比率水平,當(dāng)HEP含量接近“2次粘度上升HEP組成比”時(shí),從附加供給池進(jìn)一步向4次蒸餾裝置的再沸器內(nèi)定量地供給NMP(N-甲基吡咯烷酮)或MDG(二甘醇一甲醚),使HEP的含量降低至冷凝回收液的“ I次粘度上升HEP組成比”以下水平,從而能夠?qū)⑾?次蒸餾裝置的蒸餾塔蒸餾而被提取后在冷凝器中進(jìn)行冷凝以及分離回收的高沸點(diǎn)剝離溶劑的冷凝回收液所含有的HEP的組成比率維持在至少冷凝回收液的“2次粘度上升HEP組成比”以下水平。
[0023]因此,能夠在減小通過(guò)冷凝器進(jìn)行冷凝以及分離回收的高沸點(diǎn)剝離溶劑的冷凝回收液的粘度的同時(shí)抑制冷凝回收液的性狀不會(huì)半凝膠(Sem1-gel)化,其結(jié)果是能夠提高HEP等高沸點(diǎn)剝離溶劑的2次性的再生回收率。
[0024]另一方面,在上述的現(xiàn)有專利I?6的技術(shù)中,有必要進(jìn)一步改善如下問(wèn)題。
[0025]現(xiàn)有專利提出了一種最佳控制法,該最佳控制法對(duì)再沸器內(nèi)的廢液進(jìn)行最低水位調(diào)節(jié),使得在2次再生工序(Addit1nal stripper recycling)的4次蒸饋過(guò)程中最大程度地推遲光致抗蝕劑樹(shù)脂的析出,并且最大程度地提高HEP的再生收率,但是,在2次再生工序中要一直反復(fù)地多次運(yùn)行復(fù)合的工序操作,因此再生工序要在高溫維持長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn),有可能產(chǎn)生幾種不可避免的工序問(wèn)題,有必要進(jìn)行改善。
[0026]特別是,有必要改善生產(chǎn)性降低、由以復(fù)合方式聯(lián)系的工序操作造成的工序麻煩、再生溶劑的透明度降低(APHA值變差、熱變色)、HEP熱分解度增加等問(wèn)題。
[0027]此外,現(xiàn)有專利在從光致抗蝕劑高沸點(diǎn)剝離廢液中回收HEP (1-哌嗪乙醇)時(shí),由在I次除去工序中出現(xiàn)的非質(zhì)子性溶劑(NMP(N-甲基吡咯烷酮)、MMF(N-甲基甲酰胺))的熱分解產(chǎn)生的副產(chǎn)物以及由在I次再生工序中出現(xiàn)的HEP的熱分解產(chǎn)生的副產(chǎn)物會(huì)暴露于I次再生工序中的高溫(120?160°C ),接著會(huì)在被輸送到4次蒸餾裝置D-4的過(guò)程中冷卻,然后又會(huì)在接下來(lái)的2次再生工序中再次持續(xù)地暴露于高溫(120?160°C ),因此,通過(guò)與濃縮的光致抗蝕劑樹(shù)脂以及感光劑等的相互作用而生成揮發(fā)性強(qiáng)的惡臭的油霧,從而導(dǎo)致工序維護(hù)管理及當(dāng)?shù)鼐用竦牟槐悖€存在因惡臭問(wèn)題而