Un procedimiento para retirar iones metálicos disueltos de una disolución de hidróxido y/o sal de onio,

que comprende: proporcionar un medio de intercambio iónico ácido débil; proporcionar una disolución que comprende iones magnesio; formar un medio de intercambio iónico cargado con magnesio poniendo en contacto el medio de intercambio iónico con la disolución que comprende iones magnesio; poner en contacto el medio de intercambio iónico cargado con magnesio con una disolución de hidróxido y/o sal de onio que contiene una primera cantidad de iones metálicos disueltos, en el que por lo menos una porción de los iones metálicos disueltos se retiran de la disolución de hidróxido y/o sal de onio; y recoger la disolución de hidróxido y/o sal de onio después del contacto, en el que la disolución recogida contiene una segunda cantidad de iones metálicos disueltos más pequeña que la primera cantidad

Retirada de iones metálicos de disoluciones de hidróxidos de onio y sales de onio.

Campo técnico

La presente invención se refiere a la retirada de trazas de iones metálicos tales como aluminio de disoluciones de hidróxido de onio y/o sal de onio.

Antecedentes

Los hidróxidos de onio, tales como hidróxido de tetrametilamonio, se usan en procedimientos de semiconductores. Se requiere que tales hidróxidos de onio sean de pureza extremadamente alta. Por ejemplo, la especificación SEMI C46-0699 para el ion aluminio requiere que el contenido de aluminio sea menor de 10 partes por billón (ppb) en hidróxido de tetrametilamonio al 25%.

Las preocupaciones medioambientales y económicas impulsan el deseo de reciclar materiales, que incluyen materiales tales como los hidróxidos de onio usados en los procedimientos de semiconductores. Los materiales tales como los hidróxidos de onio y las sales de onio son el objeto de regulaciones medioambientales bastante estrictas. La producción de nuevos hidróxidos de onio y sales de onio es más cara que lo que lo es el reciclado de los hidróxidos de onio y sales de onio usadas. Sin embargo, el uso de materiales tales como hidróxidos de onio en el procesado de semiconductores inevitablemente contamina los hidróxidos de onio con materiales tales como aluminio y otros iones metálicos. Aunque se conoce la retirada de la mayor parte de los iones metálicos, incluyendo aluminio, hasta los niveles en el intervalo de partes por millón (ppm), ha resultado ser bastante difícil retirar metales tales como aluminio hasta niveles cercanos o por debajo de 1 ppb. Para cumplir esta especificación, ha sido generalmente necesario simplemente comenzar con nuevo material de hidróxido de onio, dado que ha sido imposible alcanzar tales bajos niveles de iones metálicos en disoluciones de hidróxido de onio recicladas. De este modo, ha sido difícil reciclar materiales tales como los hidróxidos de onio usados en el procesado de semiconductores para reutilización en el procesado de semiconductores. La retirada de metales tales como aluminio de disoluciones recicladas de hidróxido de onio o sal de onio ha sido un problema desde hace mucho tiempo, y sigue habiendo necesidad de tales métodos, si se van a reciclar satisfactoria y económicamente materiales como hidróxidos y sales de onio para su uso en las aplicaciones más exigentes, tales como en el procesado de semiconductores.

Sumario

La presente invención proporciona una solución al problema de reciclar disoluciones de hidróxido de onio alcanzando contenidos de ion metálico aceptables para la reutilización de las disoluciones recuperadas de hidróxido o sal de onio en las aplicaciones más exigentes.

Según una realización de la presente invención, se proporciona un procedimiento para retirar iones metálicos disueltos de una disolución de hidróxido y/o sal de onio, que comprende:

proporcionar un medio de intercambio iónico ácido débil;

proporcionar una disolución que comprende iones magnesio;

formar un medio de intercambio iónico cargado con magnesio poniendo en contacto el medio de intercambio iónico con la disolución que comprende iones magnesio;

poner en contacto el medio de intercambio iónico cargado con magnesio con una disolución de hidróxido y/o sal de onio que contiene una primera cantidad de iones metálicos disueltos, en el que por lo menos una porción de los iones metálicos disueltos se retiran de la disolución de hidróxido y/o sal de onio; y

recoger la disolución de hidróxido y/o sal de onio después del contacto, en el que la disolución recogida contiene una segunda cantidad de iones metálicos disueltos más pequeña que la primera cantidad.

Según otra realización de la presente invención, se proporciona un procedimiento para reciclar una disolución de hidróxido de tetrametilamonio recuperada que contiene iones metálicos disueltos, que comprende:

proporcionar un medio de intercambio iónico ácido débil;

proporcionar una disolución que comprende iones magnesio;

formar un medio de intercambio iónico cargado con magnesio poniendo en contacto el medio de intercambio iónico con la disolución que comprende iones magnesio;

poner en contacto el medio de intercambio iónico cargado con magnesio con una disolución de hidróxido y/o sal de tetrametilamonio recuperada que contiene una primera cantidad de iones metálicos disueltos, en el que por lo menos una porción de los iones metálicos disueltos se retiran de la disolución de hidróxido y/o sal de tetrametilamonio; y

recoger la disolución de hidróxido y/o sal de tetrametilamonio, en el que la disolución recogida contiene una segunda cantidad de iones metálicos disueltos más pequeña que la primera cantidad.

Según otra realización de la presente invención, se proporciona un procedimiento para reciclar una disolución de hidróxido y/o sal de tetrametilamonio recuperada que contiene iones metálicos disueltos, que comprende:

proporcionar un medio de intercambio iónico ácido débil de carboxilato y cargar el medio de intercambio iónico en una columna;

proporcionar una disolución que comprende iones magnesio;

formar un medio de intercambio iónico cargado con magnesio poniendo en contacto el medio de intercambio iónico con la disolución que comprende ion magnesio, en el que la disolución que comprende iones magnesio pasa a través de la columna en una primera dirección;

lavar el medio de intercambio iónico poniendo en contacto el medio de intercambio iónico cargado con magnesio con una disolución de hidróxido y/o sal de tetrametilamonio sustancialmente libre de metales, en el que la disolución de hidróxido y/o sal de tetrametilamonio sustancialmente libre de metales pasa a través de la columna en una segunda dirección opuesta a la primera dirección;

poner en contacto el medio de intercambio iónico cargado con magnesio lavado con la disolución de hidróxido y/o sal de tetrametilamonio recuperada, en el que la disolución de hidróxido y/o sal de tetrametilamonio recuperada pasa a través de la columna en la segunda dirección, en el que por lo menos una porción de los iones metálicos disueltos son retenidos en el medio de intercambio iónico; y

recoger la disolución de hidróxido y/o sal de tetrametilamonio después del contacto, en el que la disolución recogida contiene una cantidad reducida de iones metálicos disueltos.

Según las reivindicaciones precedentes de los procedimientos de la presente invención, se pueden obtener contenidos de ion metálico menores de 1 ppb en disoluciones de hidróxido y/o sal de onio recicladas.

De este modo, la presente invención se refiere al problema de reciclar disoluciones de hidróxido y sal de onio para proporcionar disoluciones de hidróxido y sal de onio recicladas de alta pureza que contienen niveles de metales tales como aluminio en concentraciones aceptables para el uso de los materiales reciclados en usos exigentes, tales como procesado de semiconductores.

Breve descripción de los dibujos

La Fig. 1 es un diagrama de flujo esquemático que ilustra las etapas de varias realizaciones de un procedimiento según la invención.

Se debe apreciar que las etapas y estructuras del procedimiento descrito aquí puede que no proporcionen un sistema completo o flujo de procedimiento para llevar a cabo un procedimiento de reciclado para disoluciones de hidróxido y/o sal de onio, tal como se usaría en una instalación de reciclado para tales materiales. La presente invención se puede practicar junto con técnicas y aparatos usados actualmente en la técnica, y solo se incluyen muchos de los comúnmente practicados materiales, aparatos y etapas del procedimiento cuando son necesarios para el entendimiento de la presente invención.

Descripción detallada

Como se advirtió, la presente invención se refiere a un procedimiento para purificar una disolución de sal de onio y/o hidróxido de onio, y en particular, para reducir el contenido de metal de disoluciones de hidróxido y/o sal de onio. Las disoluciones de hidróxido y/o sal de onio a las que se aplica el presente procedimiento se pueden recuperar de, por ejemplo, procesado de semiconductores y de otros procedimientos que incluyen el uso de disoluciones de hidróxido...

1. Un procedimiento para retirar iones metálicos disueltos de una disolución de hidróxido y/o sal de onio, que comprende:

proporcionar un medio de intercambio iónico ácido débil;

proporcionar una disolución que comprende iones magnesio;

formar un medio de intercambio iónico cargado con magnesio poniendo en contacto el medio de intercambio iónico con la disolución que comprende iones magnesio;

poner en contacto el medio de intercambio iónico cargado con magnesio con una disolución de hidróxido y/o sal de onio que contiene una primera cantidad de iones metálicos disueltos, en el que por lo menos una porción de los iones metálicos disueltos se retiran de la disolución de hidróxido y/o sal de onio; y

recoger la disolución de hidróxido y/o sal de onio después del contacto, en el que la disolución recogida contiene una segunda cantidad de iones metálicos disueltos más pequeña que la primera cantidad.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente cargar el medio de intercambio iónico en una columna.

3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la etapa de proporcionar una disolución que comprende iones magnesio comprende disolver MgO y/o Mg(OH)₂ en agua.

4. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que una cantidad de iones magnesio cargada en el medio de intercambio iónico es sustancialmente estequiométrica con los sitios ácidos disponibles en el medio de intercambio iónico.

5. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la disolución de hidróxido y/o sal de onio comprende de 0,1 a 100 partes por millón de iones metálicos previamente al contacto del medio de intercambio iónico cargado con magnesio con la disolución de hidróxido y/o sal de onio.

6. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la disolución de hidróxido y/o sal de onio comprende 1 parte por billón o menos de iones metálicos.

7. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la disolución de hidróxido y/o sal de onio comprende un hidróxido y/o sal de amonio.

8. El procedimiento de la reivindicación 7, en el que el hidróxido y/o sal de amonio comprende hidróxido y/o sal de tetraalquilamonio.

9. El procedimiento de la reivindicación 8, en el que los grupos alquilo comprenden grupos metilo.

10. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el medio de intercambio iónico se carga en una columna y en la formación la disolución que comprende iones magnesio se hace pasar a través de la columna en una primera dirección y en la puesta en contacto la disolución de hidróxido y/o sal de onio se hace pasar a través de la columna en una segunda dirección opuesta a la primera dirección.

11. El procedimiento de la reivindicación 10, que comprende adicionalmente hacer pasar una disolución de hidróxido y/o sal de onio sustancialmente libre de metal por el medio de intercambio iónico después de que la disolución que comprende iones magnesio se ha pasado a través del medio de intercambio iónico y previamente al contacto con la disolución de hidróxido y/o sal de onio.

12. El procedimiento de la reivindicación 11, en el que el hidróxido y/o sal de onio sustancialmente libre de metal contiene 1 parte por billón o menos de metal.

13. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el medio de intercambio iónico es un medio de intercambio iónico ácido débil que comprende grupos carboxilato como restos activos de intercambio iónico.

14. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el ion metálico incluye aluminio, hierro y cinc, y aleaciones o mezclas de dos o más cualquiera de estos.

15. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el ion metálico incluye aluminio, bario, bismuto, boro, cadmio, calcio, cerio, cobre, germanio, hafnio, hierro, lantano, plomo, níquel, niobio, escandio, silicio, estroncio, titanio, tungsteno, itrio, cinc, circonio, y aleaciones y mezclas de dos o más cualquiera de estos.

16. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la disolución de hidróxido y/o sal de onio comprende hidróxido de tetrametilamonio y/o una de sus sales.

17. El procedimiento de la reivindicación 16, en el que el hidróxido de tetrametilamonio y/o una de sus sales se ha recuperado de otros procedimientos que incluyen el uso de disoluciones de hidróxido y/o sal de tetrametilamonio.

18. El procedimiento de la reivindicación 17, en el que la disolución se recicla para su reutilización.

19. El procedimiento de la reivindicación 17, en el que la disolución se recicla para su reutilización en el otro procedimiento.

20. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la resina de intercambio iónico es un medio de intercambio iónico ácido débil de carboxilato, en el que en la formación la disolución que comprende iones magnesio pasa a través de la columna en una primera dirección, en una etapa de lavado previa a la etapa de contacto, una disolución de hidróxido de tetrametilamonio y/o sal de tetrametilamonio sustancialmente libre de metal pasa a través de la columna en una segunda dirección opuesta a la primera dirección, y en el que en la etapa de contacto una disolución de hidróxido de tetrametilamonio y/o sal de tetrametilamonio recuperada pasa a través de la columna en la segunda dirección.