JP2000254408A - 処理液の消泡装置、処理液の消泡方法、処理液の循環装置および処理液の循環方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価に構成することができ、泡を効率よく消
泡することが可能な消泡装置を提供すること。 【解決手段】 消泡装置は、処理液の泡１７が供給され
る内槽１８と、内槽１８の内壁に固定された複数の羽部
材２０と、内槽１８を回転させるモータ２１と、内槽１
８の同心円上に配置され、複数の小径孔２２を通過した
処理液２３を回収する外槽１９とを含む。内槽１８の回
転によって、遠心力が加わり泡１７が破泡して液化され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶等のフラット
ディスプレイ基板やプリント配線基板等の被処理物に対
して、ウェットプロセスによって洗浄、現像または剥離
等の処理を行なった後の処理液を回収して再利用する技
術に関し、特に、回収した処理液の泡を物理的に消泡す
る消泡装置およびその方法、並びに消泡装置を含んだ循
環装置およびその方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶パネルやプリント基板等のフォトリ
ソグラフィプロセスによる電極材のパターンニングにお
いて、レジスト膜の現像や剥離等の処理を行なうと処理
液中にレジストが溶解され、それによって多量の泡が発
生する。処理液中に含まれるレジストの濃度が高くなる
ほど泡の発生が増加し、消泡し難くなるため、処理時間
の経過と共に処理槽内に泡が充満することになる。この
泡は、現像時における処理液シャワーの均一性を損ない
現像精度の低下を引き起こしたり、処理装置内のタンク
から溢れ出して処理液の損失や作業環境の悪化を招く原
因となる。

【０００３】現像、剥離または洗浄等の処理液で発生し
た泡が消え難いのは、レジスト剤中に界面活性剤が含ま
れており泡の表面張力が増大するためである。したがっ
て、処理液に消泡剤を混入させて化学的に泡の表面張力
を低下させれば、泡を破泡し易くすることができる。こ
の消泡剤を使用する最大のメリットは、処理装置に特別
な機構を付加することなく泡の発生を抑えることができ
ることである。

【０００４】処理液に発生した泡を化学的に消泡する方
法ではなく、物理的に消泡する方法および装置が開発さ
れており、それに関連する技術として特開昭６０−５４
７１５号公報、特開平７−１９４９０３号公報、特開平
５−１２５５７２号公報および特開平５−２５３４１０
号公報に開示された発明がある。

【０００５】特開昭６０−５４７１５号公報に開示され
た発明は、気泡を含有する高粘度体（処理液）から脱泡
された液のみを排出させる遠心分離脱泡装置に関するも
のである。図６は、この遠心分離脱泡装置の概略構成を
示しており、遠心分離脱泡装置１００は、下部隅部に脱
泡液抜出口１０４が設けられたローター１０１と、脱泡
液が排出される排出口１０５とを含む。回転するロータ
ー１０１の内面に気泡を有する処理液１０２を供給し、
ローター１０１の回転によって生じる遠心力で処理液１
０２から気泡１０３を分離する。そして、ローター１０
１の下部隅部に設けられた脱泡液抜出口１０４から、脱
泡された処理液のみを排出させて回収する。

【０００６】また、特開平７−１９４９０３号公報に開
示された発明は、遠心力によって微細泡沫を含む処理液
から小泡を分離して浮上させ、除外する遠心分離脱泡装
置に関するものである。図７は、この遠心分離脱泡装置
の概略構成を示しており、遠心分離脱泡装置１１０は、
遠心分離脱泡装置１１０の側面上部に設けられた処理液
流入管１１２およびオーバーフロー溢流管１１３と、円
筒形または下部が紡錘形の縦形の容器１１４と、脱泡さ
れた処理液を取り出す処理液取出口１１５とを含む。処
理液流入管１１２から処理液を接線方向に圧送流入させ
て処理液に円回転を与え、その遠心力によって小泡を分
離して浮上させて、容器１１４の下部に設けられた処理
液取出口１１５から脱泡された処理液を取出す。

【０００７】また、特開平５−１２５５７２号公報に開
示された発明は、循環タンク内で処理液の上方に閉空間
を確保すると共に、処理液の液面に向けて噴出管から圧
縮エアを噴出させる。この時、閉空間内の雰囲気温度と
タンク内の処理液の温度との差が絶対値で１０℃以上と
なるように調整するものである。

【０００８】さらには、特開平５−２５３４１０号公報
に開示された発明は、ヒータ上部にファンを設け、ヒー
タとファンとによって発生させた熱風を処理液の泡面に
吹き付ける。これによって、気泡の表面張力を弱化させ
ながら泡中の空気を膨張させ、気泡を破泡させて消泡す
るものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した処理
液に消泡剤を混入させて化学的に泡の表面張力を低下さ
せる方法においては、薄膜を塗布する工程が後工程とし
てある場合には、消泡剤が残存する箇所で薄膜にピンホ
ールが発生して品質の低下をもたらすという問題点があ
る。また、消泡剤は高価であるため製品コストが上が
り、廃液処理の際に環境に悪影響を与えるという問題点
もある。

【００１０】また、特開昭６０−５４７１５号公報およ
び特開平７−１９４９０３号公報に開示された遠心分離
を利用した脱泡装置においては、脱泡した処理液のみを
回収する点が記載されているが、分離された泡の処理に
ついての記載はない。したがって、処理液の再利用とい
う観点から見れば、効率的な脱泡装置を提供していると
は言い難い。

【００１１】また、特開平５−１２５５７２号公報およ
び特開平５−２５３４１０号公報に開示された温風を利
用した消泡装置においては、泡が少量の場合には温風に
よって泡を破裂させることは可能である。しかし、泡が
多量に発生した場合にはその泡自体によって温風の流れ
が遮断されるため、温度分布にバラツキが生じて泡が破
裂しない箇所が発生するという問題点があった。

【００１２】また、破泡の過程において泡が膨張するた
めに破泡の前に泡がタンクから溢れ出たり、処理液の温
度が温風によって上昇するため高精細現像処理において
は処理液の冷却機構が必要になったり、タンクの材質が
高温に耐え得る材質に限られる（たとえば、処理液の温
度が４５℃の場合には温風の温度は５５℃以上となるた
め、塩化ビニール製のタンクでは歪みや変形が発生す
る。）等の問題点もあった。したがって、装置が高価と
なる割には効果が上がらなかった。

【００１３】さらには、上述した従来技術のいずれにも
該当することであるが、現像、剥離または洗浄を行なう
装置において発生した大量の泡を、消泡装置に送り込む
ための特別な機構がないため、消泡装置による消泡の効
果が発揮される前に現像を行なう装置等において泡が溢
れ出るという問題点があった。

【００１４】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、第１の目的は、安価に構成すること
ができ、泡を効率よく消泡することが可能な消泡装置を
提供することである。

【００１５】第２の目的は、泡を効率よく消泡すること
が可能な消泡方法を提供することである。

【００１６】第３の目的は、処理液を有効に再利用する
ことができ、安価な構成で実現できる処理液の循環装置
を提供することである。

【００１７】第４の目的は、処理液を有効に再利用する
ことが可能な処理液の循環方法を提供することである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の処理液
の消泡装置は、処理液の泡を遠心力によって破泡するた
めの破泡手段と、破泡手段によって破泡されて液化され
た処理液を回収するための回収手段とを含む。

【００１９】破泡手段は、処理液の泡を遠心力によって
破泡するので、消泡剤等の高価な薬液を使用する必要が
なくなり、効率よく消泡が行なえるようになる。また、
遠心力を発生させる機構によって泡の破泡が行なえるの
で、装置の構成を安価にすることが可能になる。

【００２０】請求項２に記載の処理液の消泡装置は、請
求項１記載の処理液の消泡装置であって、破泡手段は処
理液の泡が供給される内槽と、内槽の内壁に固定された
複数の羽部材と、内槽を回転させるモータとを含み、内
槽には、複数の羽部材が固定される箇所の近傍に複数の
小径孔が設けられる。

【００２１】内槽、羽部材およびモータのみで泡の破泡
が行なえるので、請求項１に記載の処理液の消泡装置よ
りもさらに安価に装置を構成することができる。

【００２２】請求項３に記載の処理液の消泡装置は、請
求項２記載の処理液の消泡装置であって、羽部材は内槽
の回転方向に対して鋭角となるように内槽に設けられ
る。

【００２３】羽部材は、内槽の回転方向に対して鋭角と
なるように内槽に設けられるので、請求項２に記載の処
理液の消泡装置よりもさらに効果的に泡の消泡が行なえ
るようになる。

【００２４】請求項４に記載の処理液の消泡装置は、請
求項２または３記載の処理液の消泡装置であって、回収
手段は、内槽の同心円上に配置され、複数の小径孔を通
過した処理液を回収する外槽を含む。

【００２５】外槽は、内槽の同心円上に配置され、複数
の小径孔を通過した処理液を回収するので、効率よく処
理液を回収することが可能になる。

【００２６】請求項５に記載の処理液の消泡方法は、処
理液の泡を遠心力によって破泡するステップと、破泡さ
れて液化された処理液を回収するステップとを含む。

【００２７】処理液の泡を遠心力によって破泡するの
で、消泡剤等の高価な薬液を使用する必要がなくなり、
効率よく消泡が行なえるようになる。

【００２８】請求項６に記載の処理液の循環装置は、被
処理物に対して処理液を噴霧するための処理手段と、処
理手段による噴霧によって発生した泡を処理液から分離
し、処理液を処理手段に循環させるための循環手段と、
循環手段によって分離された泡を破泡して処理液を回収
し、循環手段に搬出するための消泡手段とを含む。

【００２９】循環手段は、泡を分離した処理液と、消泡
手段によって破泡して回収された処理液を循環させて処
理を行なうので、処理液を有効に再利用することが可能
となる。

【００３０】請求項７に記載の処理液の循環装置は、請
求項６記載の処理液の循環装置であって、処理液の循環
装置はさらに消泡手段によって回収された処理液を蓄
え、所定量に達したときに循環手段に搬送するための貯
蔵手段を含む。

【００３１】貯蔵手段は、消泡手段によって回収された
処理液を蓄え、所定量に達したときに循環手段に搬送す
るので、処理液の循環が効率よく行なえるようになる。

【００３２】請求項８に記載の処理液の循環装置は、請
求項６または７記載の処理液の循環装置であって、循環
手段は泡を排出する泡排出用ダクトと、処理液を噴出し
て泡を泡排出用ダクトに向けて押し流す複数のノズルが
設けられた管とを含む。

【００３３】複数のノズルが設けられた管は、処理液を
噴出して泡を泡排出用ダクトに向けて押し流すので、新
たな泡を発生させることなく処理液と泡とを分離するこ
とが可能となる。

【００３４】請求項９に記載の処理液の循環方法は、被
処理物に対して処理液を噴霧するステップと、噴霧によ
って発生した泡を処理液から分離するステップと、分離
された泡を破泡して処理液を回収するステップと、回収
された処理液を循環させて再度処理液の噴霧に使用する
ステップとを含む。

【００３５】泡を分離した処理液と、破泡して回収され
た処理液を循環させて処理が行なわれるので、処理液を
有効に再利用することが可能となる。

【００３６】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１は、本発明
の実施の形態１における消泡装置を含んだ処理液の循環
装置の概略構成を示すブロック図である。この処理液の
循環装置は、処理液８から泡を分離して泡を含まない処
理液８を循環させる循環タンク７と、現像等の処理を行
なう処理槽１０と、循環タンク７によって分離された泡
１７を消泡する消泡装置１４と、消泡装置１４によって
消泡された処理液を回収して循環タンク８へ搬送する回
収タンク２４とを含む。

【００３７】処理槽１０は、基板１２に処理液を噴霧す
るシャワーノズル１１を含む。このシャワーノズル１１
は、ポンプ９に接続されており、循環タンク７から泡を
含まない処理液が供給される。ポンプ７によってシャワ
ーノズル１１から処理液が勢いよく噴出され、この噴霧
液が基板１２に当たった時に消泡装置１４によって消泡
される泡１７の大半が発生する。

【００３８】循環タンク７は、処理液を噴出して処理液
の泡１７を分離する複数のノズル１３を含む。このノズ
ル１３は、小容量のポンプ１６に接続されており、循環
タンク７から泡を含まない処理液が供給される。ポンプ
１６によって複数のノズル１３から処理液が噴出され、
その勢いで泡１７が泡排出用ダクト１５の方へ移動して
泡１７のみが排出される。なお、ノズル１３には、噴出
時に別の泡を発生させないようにするために霧状ノズル
は使用されず、処理液を直接排出するものが使用され
る。

【００３９】回収タンク２４は、消泡装置１４によって
消泡された処理液の液面を検知する液面センサ２５を含
む。所定量の処理液が回収されると、液面センサ２５に
よって検知される。この検知によってポンプ２６が起動
され、回収タンク２４内の処理液が循環タンク７に圧送
されて処理液のリサイクルが行なわれる。

【００４０】図２（ａ）は、循環タンク７の側面を示す
図であり、図２（ｂ）はその平面図である。図２（ｂ）
に示すように、循環タンク７内に配設された複数のノズ
ル１３は、Ｙ字状に形成された管に設けられており、泡
排出用ダクト１５の方向に向かって処理液を噴出する。
このノズル１３から噴出される処理液によって、処理槽
１０から排出された泡１７を泡排出用ダクト１５の方向
へ押し流して消泡装置１４へ排出する。

【００４１】図３は、消泡装置１４の概略構成を示すブ
ロック図である。この消泡装置１４は、同心円上に配置
された内槽１８および外槽１９と、内槽１８に取付けら
れた複数の羽部材２０と、内槽１８を矢印の方向に回転
させるモータ２１とを含む。モータ２１は、回転速度が
１０〜１００ｒｐｍ程度の中低速のものが使用され、そ
の性能は回転速度にムラがある交流モータであっても十
分である。泡排出用ダクト１５から供給された泡は、内
槽１８と共に回転する複数の羽部材２０によって消泡さ
れ、液化された処理液２３が回収タンク２４へ搬送され
る。

【００４２】外槽１９は、内槽１８を完全に覆う容器で
構成され、内槽１８によって破泡されて液化された処理
液２３を底部に設けられた溝に集めて、回収タンク２４
へ搬出する。なお、外槽１９は、内部の清掃のために上
部（内槽１８等）を取出しまたは開閉できる構造とす
る。

【００４３】図４（ａ）は消泡装置１４の内槽１８の平
面図であり、図４（ｂ）はその斜視図である。図４
（ａ）に示すように、内槽１８には複数の羽部材２０が
回転中心付近から内槽１８の内壁（外周の壁面）に向け
て均等に取付けられている。羽部材２０は、羽部材２０
と回転方向との間の角度が鋭角θとなるように内壁に固
定される。内槽１８内に供給された泡１７は、内槽１８
の回転によって羽部材２０に沿って内壁の方へ移動し、
羽部材２０の固定箇所に集められる。集められた泡１７
は、遠心力によって変形されて破泡に至る。

【００４４】図４（ｂ）に示すように、内槽１８の羽部
材２０が固定される箇所の近傍には、多数の小径孔２２
（数ｍｍ径程度）が設けられている。破泡して液化した
処理液２３が、この小径孔２２を通過して外槽１９によ
って回収される。

【００４５】以上説明したように、本実施の形態におけ
る処理液の消泡装置によれば、消泡剤等の薬液を使用し
ないので、その費用による製造コストの上昇を防止でき
ると共に、後工程で薄膜を塗布した場合でも品質が低下
するのを防止することが可能となった。また、遠心力を
利用して泡を破泡するため、泡の発生状況や発生した泡
の種類または特徴に左右されることがなく、安定して連
続消泡を行なうことが可能になった。

【００４６】また、本実施の形態における消泡装置を含
んだ処理液の循環装置によれば、消泡装置によって多量
の泡を消泡することができるため、泡の多量発生による
循環タンクの内圧の上昇を防止でき、循環タンクの変形
やパッキンまたは配管継ぎ手の損傷等の生産設備上のト
ラブルを解消することが可能となった。また、循環タン
ク外に泡が溢れ出すことによって生じる循環装置周辺の
汚染や、その汚染によって引き起こされる製品良品率の
低下を防止することが可能となった。さらには、泡は破
泡して液化された後に回収された循環タンクに搬出され
るので、処理液を繰り返し使用することができ、処理液
の使用量を大幅に低減できると共に、結果として製品コ
ストを削減することが可能となった。

【００４７】（実施の形態２）実施の形態２における処
理液の循環装置は、図１〜図４に示す実施の形態１にお
ける処理液の循環装置と比較して、消泡装置１４の内槽
の形状が異なる点のみが異なる。したがって、重複する
構成および機能についての詳細な説明は繰り返さない。
なお、内槽および複数の羽部材の参照符号を、それぞれ
１８’および２０’として説明する。

【００４８】図５は、実施の形態２における処理液の消
泡装置の内槽１８’の概略構成を示す平面図である。図
４に示す実施の形態１における処理液の消泡装置の内槽
１８と比較して、内槽１８’の内壁に固定された複数の
羽部材２０’が曲線形状を有している点が異なる。この
ように羽部材２０’を曲線形状とすることによって、回
転方向に対する羽部材の角度θ’をさらに鋭角にするこ
とができ、さらに効率よく泡の破泡が行なえるようにな
る。

【００４９】今回開示された実施の形態は、すべての点
で例示であって制限的なものではないと考えられるべき
である。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請
求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味
および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１における処理液の循環装置の概略
構成を示す図である。

【図２】（ａ）は実施の形態１における循環タンク７の
概略構成を示す側面図であり、（ｂ）はその平面図であ
る。

【図３】実施の形態１における消泡装置１４の概略構成
を示す図である。

【図４】（ａ）は実施の形態１における内槽１８の平面
図であり、（ｂ）はその斜視図である。

【図５】実施の形態２における内槽１８’の平面図であ
る。

【図６】従来の遠心分離脱泡装置の概略構成を示す図
（その１）である。

【図７】従来の遠心分離脱泡装置の概略構成を示す図
（その２）である。

【符号の説明】

７ 循環タンク ８ 処理液 ９，１６，２６ ポンプ １０ 処理槽 １１ シャワーノズル １２ 基板 １３ ノズル １４ 消泡装置 １５ 泡排出用ダクト １７ 泡 １８ 内槽 １９ 外槽 ２０ 羽部材 ２１ モータ ２２ 小径孔 ２３ 破泡して液化した処理液

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理液の泡を遠心力によって破泡するた
   めの破泡手段と、 前記破泡手段によって破泡されて液化された処理液を回
   収するための回収手段とを含む処理液の消泡装置。
2. 【請求項２】 前記破泡手段は、前記処理液の泡が供給
   される内槽と、 前記内槽の内壁に固定された複数の羽部材と、 前記内槽を回転させるモータとを含み、 前記内槽には、前記複数の羽部材が固定される箇所の近
   傍に複数の小径孔が設けられる、請求項１記載の処理液
   の消泡装置。
3. 【請求項３】 前記羽部材は、前記内槽の回転方向に対
   して鋭角となるように前記内槽に設けられる、請求項２
   記載の処理液の消泡装置。
4. 【請求項４】 前記回収手段は、前記内槽の同心円上に
   配置され、前記複数の小径孔を通過した処理液を回収す
   る外槽を含む、請求項２または３記載の処理液の消泡装
   置。
5. 【請求項５】 処理液の泡を遠心力によって破泡するス
   テップと、 前記破泡されて液化された処理液を回収するステップと
   を含む処理液の消泡方法。
6. 【請求項６】 被処理物に対して処理液を噴霧するため
   の処理手段と、 前記処理手段による噴霧によって発生した泡を処理液か
   ら分離し、処理液を前記処理手段に循環させるための循
   環手段と、 前記循環手段によって分離された泡を破泡して処理液を
   回収し、前記循環手段に搬出するための消泡手段とを含
   む処理液の循環装置。
7. 【請求項７】 前記処理液の循環装置はさらに、前記消
   泡手段によって回収された処理液を蓄え、所定量に達し
   たときに前記循環手段に搬送するための貯蔵手段を含
   む、請求項６記載の処理液の循環装置。
8. 【請求項８】 前記循環手段は、泡を排出する泡排出用
   ダクトと、 前記処理液を噴出して泡を前記泡排出用ダクトに向けて
   押し流す複数のノズルが設けられた管とを含む、請求項
   ６または７記載の処理液の循環装置。
9. 【請求項９】 被処理物に対して処理液を噴霧するステ
   ップと、 前記噴霧によって発生した泡を処理液から分離するステ
   ップと、 前記分離された泡を破泡して処理液を回収するステップ
   と、 前記回収された処理液を循環させて再度処理液の噴霧に
   使用するステップとを含む処理液の循環方法。