[发明专利]从鎓碱和鎓盐溶液中除去金属离子的方法

说明书

技术领域

本发明涉及从鎓碱(onium hydroxide)和/或鎓盐溶液中除去诸如铝的痕量金属离子的方法。

背景技术

鎓碱，例如四甲基铵碱，用于半导体加工处理中。此类鎓碱要求具有极高的纯度。例如，关于铝离子的SEMI C46-0699规范要求25％的四甲基铵碱中铝含量低于10十亿分率(ppb)。

出于环境和经济的考虑驱使希望回收原料，包括诸如用在半导体加工处理中的原料鎓碱。诸如鎓碱和鎓盐的原料是必须十分严格遵守环保法规的对象。生产新的鎓碱和鎓盐比回收用过的鎓碱和鎓盐花费多得多。然而，在半导体加工处理中使用诸如鎓碱的原料不可避免地会使鎓碱污染有诸如铝和其它金属离子的物质。虽然将大多数金属，包括铝去至百万分率(ppm)范围的水平是已知的，但是已经证明将诸如铝的金属去至将近或低于1ppb的水平是很困难的。为了满足该规范，由于一直以来在回收的鎓碱溶液中不可能达到如此低水平的金属离子，因此一直以来通常需要完全使用新的鎓碱原料开始。因此，回收半导体加工处理中用过的鎓碱原料以在半导体加工处理中再使用一直以来都是困难的。从回收的鎓碱和盐溶液中去掉诸如铝的金属一直以来都是一个悬而未决的问题，如果诸如鎓碱和盐的原料需要连续地和经济地回收以用于诸如半导体加工处理的大多数有需要的应用中，就仍需要此种方法。

发明内容

本发明提供了一种回收鎓碱溶液的问题的解决方案，从而得到可接受的金属离子含量以在大多数需要的应用中再使用回收的鎓碱或盐溶液。

根据本发明的一个实施方案，提供了一种从鎓碱和/或盐溶液中除去溶解的金属离子的方法，该方法包括：

提供一种弱酸离子交换介质；

提供一种含有镁离子的溶液；

通过离子交换介质与含有镁离子的溶液接触形成装载镁离子的交换介质；

使装载镁离子的交换介质与含有第一数量的溶解的金属离子的鎓碱和/或盐溶液接触，其中至少部分溶解的金属离子从所述鎓碱和/或盐溶液除去；以及

在接触后收集鎓碱和/或盐溶液，其中收集的溶液含有小于第一数量的第二数量的溶解的金属离子。

根据本发明的另一实施方案，提供了一种用于重复利用回收的含有溶解的金属离子的四甲基铵碱和/或盐溶液的方法，包括：

提供一种弱酸离子交换介质；

提供一种含有镁离子的溶液；

通过离子交换介质与包含镁离子的溶液接触形成装载镁离子的交换介质；

使装载镁离子的交换介质与回收的含有第一数量的溶解的金属离子的四甲基铵碱和/或盐溶液接触，其中至少部分溶解的金属离子从四甲基铵碱和/或盐溶液去掉；以及

收集四甲基铵碱和/或盐溶液，其中收集的溶液含有少于第一数量的第二数量的溶解的金属离子。

根据本发明的另一实施方案，提供了一种用于重复利用回收的含有溶解的金属离子的四甲基铵碱和/或盐溶液的方法，该方法包括：

提供一种羧酸弱酸离子交换介质并且将该离子交换介质装载至柱上；

提供一种含有镁离子的溶液；

通过离子交换介质与含有镁离子的溶液接触形成装载镁离子的交换介质，其中含有镁离子的溶液沿第一方向通过柱；

通过使装载镁离子的交换介质与基本上不含金属的四甲基铵碱和/或盐溶液接触冲洗离子交换介质，其中基本上不含金属的四甲基铵碱和/或盐溶液沿与第一方向相反的第二方向通过柱；

使冲洗后的装载镁离子的交换介质与回收的四甲基铵碱和/或盐溶液接触，其中回收的四甲基铵碱和/或盐溶液沿第二方向通过柱，其中至少部分溶解的金属离子被保留在离子交换介质上；以及

在接触后收集四甲基铵碱和/或盐溶液，其中收集的溶液含有降低量的溶解的金属离子。

根据本发明的方法的前述实施方案，在回收的鎓碱和/或盐溶液中，金属离子含量可以小于约1ppb。

因此，本发明解决了回收鎓碱和盐溶液中的问题以提供回收的高纯度的鎓碱和/或盐溶液，并且该盐溶液含有的诸如铝的金属的水平为诸如半导体加工处理所需要的应用中使用该回收原料的可接受的浓度。

附图说明

图1是描述了根据本发明的方法的各种实施方案的步骤的示意性流程图。

应该理解，本申请描述的处理步骤和体系可能没有提供实施用于鎓碱和/或盐溶液回收过程的完整系统和处理流程，例如那些在用于回收此类物质的设施中可能使用的。本发明可以结合本技术领域中当前使用的技术和设备实施，一般实践中所包括的原料、设备和处理步骤对于理解本发明而言都是必需的。

具体实施方式