JP4688223B2

JP4688223B2 - 気液分離装置

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Publication number: JP4688223B2
Application number: JP2007303563A
Authority: JP
Inventors: 省貴石田
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2007-11-22
Filing date: 2007-11-22
Publication date: 2011-05-25
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Description

この発明は気液分離装置に関するもので、更に詳細には、例えば半導体製造に使用される塗布処理や現像処理等の液処理装置から排気される流体中に含まれる気化物質や流体中に浮遊する処理液のミスト状微細粒子等を液滴化して分離回収する気液分離装置に関するものである。

従来、処理液のミスト状粒子等を空気中から分離回収するミスト分離器の１つとして、筐体内に複数の波板を並列に備え、ミスト状粒子等を含んだガスを流入させると、ミスト状粒子等が波板によって捕集・回収されることになり、ガス中からミスト状粒子等を分離する構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−２５２１００号公報（特許請求の範囲、図４）

特許文献１に記載の技術のものでは、ミスト分離器で処理した後の流体（空気）中に、処理液の気化物質やミスト状の微細粒子等が残留する虞があり、ミスト分離器を通過した流体を工場外（系外）に排気することには問題がある。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、気液混合流体中に浮遊する微細液滴を捕集でき、さらに、気液混合流体中に含まれている気化物質を捕集できる気液分離装置を提供すること目的としている。

上記課題を解決するために、この発明は、気液混合流体を通過させる管路に接続される筐体内に、上記流体の流れの断面上に備える冷却器と、この冷却器の下流側に上記流体の流れに沿って並列に配設される複数の波板と、を具備し、上記冷却器は、外部に備えられる冷却源と接続され、上記気液混合流体中に含まれる気化物質を冷却により凝縮するように構成され、上記複数の波板は、波板同士の間隔を狭めて上記流体の流速を高めて通過させる絞り部と、この絞り部の下流側に上記気液混合流体が衝突する壁面と、上記流体中に浮遊する微細液滴を上記壁面に付着流下させ回収する液滴捕集通路と、を備え、上記波板間に形成される上記絞り部により形成される絞り通路における内側面に疎水層を形成してなる、ことを特徴とする（請求項１）。

このように構成することにより、筐体内を通流する気液混合流体は、冷却器に通流させ波板間を通流し、その後、筐体外へ流出する。気液混合流体は波板間の絞り通路を流速を高めて通過し、この下流側の壁面に衝突するときに、該流体中に浮遊する微細液滴を該壁面に付着し捕集される。この場合、上流側の冷却器が気液混合流体を冷却するので、該流体中に含まれている気化物質は、凝縮されて該流体中に浮遊する微細液滴と共に液滴化されることになる。このため、上記壁面に付着し捕集される液滴として、ミストだけでなく、気化物質も効果的に分離回収することができる。また、疎水層を形成した絞り通路の内側面に、微細液滴が付着しにくく、また、流体中に含まれている気化物質が結露し難いので、流体が絞り通路を通過する際の圧力損失の低減を小さく抑えられる。

また、この発明は、気液混合流体を通過させる管路に接続される筐体内に、上記流体の流れの断面上に備える冷却器と、この冷却器の下流側に上記流体の流れに沿って並列に配設される複数の波板と、を具備し、上記冷却器は、外部に備えられる冷却源と接続され、上記気液混合流体中に含まれる気化物質を冷却により凝縮するように構成され、上記複数の波板は、波板同士の間隔を狭めて上記流体の流速を高めて通過させる絞り部と、この絞り部の下流側に上記気液混合流体が衝突する壁面と、上記流体中に浮遊する微細液滴を上記壁面に付着流下させ回収する液滴捕集通路と、を備え、上記波板間に形成される上記絞り部により形成される絞り通路における内側面に疎水層を形成してなり、上記波板間に形成される上記液滴捕集通路における流体衝突壁面に親水層を形成してなる、ことを特徴とする（請求項２）。

このように構成することにより、筐体内を通流する気液混合流体は、冷却器に通流させ波板間を通流し、その後、筐体外へ流出する。気液混合流体は波板間の絞り通路を流速を高めて通過し、この下流側の壁面に衝突するときに、該流体中に浮遊する微細液滴を該壁面に付着し捕集される。この場合、上流側の冷却器が気液混合流体を冷却するので、該流体中に含まれている気化物質は、凝縮されて該流体中に浮遊する微細液滴と共に液滴化されることになる。このため、上記壁面に付着し捕集される液滴として、ミストだけでなく、気化物質も効果的に分離回収することができる。また、疎水層を形成した絞り通路の内側面に、微細液滴が付着しにくく、また、流体中に含まれている気化物質が結露し難いので、流体が絞り通路を通過する際の圧力損失の低減を小さく抑えられる。また、親水層を形成した表面に、微細液滴が付着し易いので、微細液滴の捕捉量を一層増やすことができる。

この発明において、上記波板は、熱伝導性を有する材料よりなり、上記冷却器に接続されていることが好ましい（請求項３）。

このように構成すると、冷却器により波板を効果的に冷却することができ、これにより波板の温度と上記流体の温度との温度差が生じるので、上記流体中に含まれている気化物質を、波板の表面に結露・凝縮させることができ、液滴が大きく成長すると流下するので液滴を筐体底部より回収できる。したがって、上記流体中から微細液滴の捕捉量を一層増やすことができる。

この発明において、上記冷却器が格子状の冷却パイプよりなり、該冷却パイプと上記波板との間で熱伝導が行われるように、冷却パイプが波板と一体に連結されていることが好ましい（請求項４）。更には、上記冷却パイプは上記波板の上部及び下部に接触し、上記熱交換パイプは上記波板の端部に接触して設けられていることが好ましい。

このように構成することにより、上記と同様に、波板を冷却することで、上記流体中に含まれている気化物質の回収ができる。

この発明において、上記冷却器は、上記気液混合流体の流れの断面上の上部と下部に水平に備える上部冷却パイプ及び下部冷却パイプと、互いに平行に配設され上端及び下端を上部冷却パイプ及び下部冷却パイプに連通接続された複数の縦冷却パイプとで、格子状に形成され、かつ上記上部冷却パイプの外端及び下部冷却パイプの外端を外部に備えられる上記冷却源である冷媒供給源と接続され、冷媒供給源の冷媒をパイプ内に供給する構成とする方がよい（請求項５）。あるいは、この発明において、上記冷却器は、上記流体の流れの断面上の上部と下部に水平に備えるヒートパイプからなる上部冷却パイプ及び下部冷却パイプと、互いに平行に配設され上端及び下端を上部冷却パイプ及び下部冷却パイプに連通接続された複数のヒートパイプからなる縦冷却パイプとで、格子状に形成され、かつ上記上部冷却パイプの外端及び下部冷却パイプの外端を外部に備えられる上記冷却源であるペルチェ素子の吸熱側に接続する方がよい（請求項６）。

このように構成することにより、上記冷却器は、冷媒供給源の冷媒を通流して上部冷却パイプ及び下部冷却パイプと複数の縦冷却パイプを冷却して、上記流体を冷却し、また、上記波板を熱伝達により冷却することができる。

この発明において、上記複数の波板は、各波板の上記冷却器に連結された端部を固定端として上記流体の流れに沿った方向に伸縮変形可能に形成され、伸縮駆動機構により伸縮されることが好ましい（請求項７）。この場合、上記冷却器に上記各波板に対応してガイドバーを連結し、このガイドバーにより伸縮変形可能な上記各波板が支持されていることが好ましい（請求項８）。

このように構成することにより、気液混合流体の上記筐体内における通風量に応じて適切な波板間の隙間となるように調整することによって、波板間の絞り通路を通過する流速を調整でき、上記流体中に浮遊する微細液滴をこの絞り通路の下流側の壁面において効果的に付着捕集されるように、壁面に衝突する流速を調整できる。

この発明によれば、上記のように構成されているので、以下のような優れた効果が得られる。

（１）請求項１，２記載の発明によれば、筐体内を通流する気液混合流体を波板間の絞り通路を流速を高めて通過させて壁面に衝突させることにより上記流体中に浮遊する微細液滴を付着捕集でき、特に、気液混合流体を波板間を通流させる前に冷却器で冷却して該流体中に含まれている気化物質を凝縮できるようにしたので、気液混合流体を冷却器で冷却しない場合には行えない気化物質の凝縮捕集を行うことができ、これによって、例えば半導体製造に使用される塗布処理や現像処理等の液処理装置から排気される気体中から処理液のミスト状粒子等の液滴を分離回収するのに好適な気液分離装置を提供することができる。

（２）請求項３記載の発明によれば、波板を冷却することができるので、上記（１）に加えて、更に波板の表面に上記流体中に含まれている気化物質の結露を促進でき、気化物質の回収量を一層増やすことができる。

（３）請求項４記載の発明によれば、上記（２）と同様に、波板を冷却することができて気化物質の回収ができることに加え、筐体内という小空間において上記流体の圧力損失を少なく抑えて波板の支持構造を強固にかつ簡素に実現できて、装置の低コスト化に寄与することができる。

（４）請求項１記載の発明によれば、疎水層を形成した表面に微細液滴が付着しにくいので、上記流体の絞り通路を通過する際の圧力損失を少なくすることができる。

（５）請求項２記載の発明によれば、疎水層を形成した表面には、微細液滴が付着しにくいので、上記流体が絞り通路を通過する際の圧力損失を少なくすることができ、また、親水層を形成した表面には、微細液滴が付着し易く、また上記流体中に含まれている気化物質が結露し易いので、微細液滴の捕捉量を一層増やすことができる。

（６）請求項５記載の発明によれば、上記（１）〜（６）に加えて、更に冷媒冷却システムにより、上記流体を冷却し、また、上記波板を熱伝達により冷却することができる。

（７）請求項６記載の発明によれば、上記（１）〜（６）に加えて、更にヒートパイプとペルチェ素子による冷却システムにより、上記流体を冷却し、また、上記波板を熱伝達により冷却することができる。

（８）請求項７記載の発明によれば、絞り通路を調整でき、その下流側の壁面に衝突する上記流体の流速を調整できるので、上記（１）〜（８）に加えて、更に上記流体中に浮遊する微細液滴を効果的に捕集できる。

（９）請求項８記載の発明によれば、上記（９）に加えて、更に上記各波板を簡素な構造で伸縮変形可能に支持することができ、装置の低コスト化に寄与することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

＜第１実施形態＞
まず、この発明の第１実施形態に係る気液分離装置の構成を説明する。図１は、第１実施形態に係る気液分離装置の斜視図（ａ）及びこの発明における、波板を平面方向に見た一部拡大平面図（ｂ）である。

上記気液分離装置１０は、例えば半導体製造に使用される塗布処理や現像装置の廃液処理部から分岐する気液混合流体を通過させる管路に接続され、あるいは従来のミストトラップ（装置の排気管路）に接続され、筐体１１と、この筐体１１内に備えられる冷却器１２と複数の波板１３とからなる。

筐体１１は、流体入口１１ａと、冷却器１２と複数の波板１３を収容する筐体本体１１ｂと、被分離液が分離された流体の出口である流体出口１１ｃとを具備し、底面部に分離液を排出するトラップ構造の出口（図示せず）を具備してなる。なお、筐体本体１１ｂの内面には親水性皮膜が形成されている。

冷却器１２は、上部冷却パイプ１２ａと、下部冷却パイプ１２ｂと、複数の縦冷却パイプ１２ｃとで格子状に形成され、筐体本体１１ｂ内を通流する上記流体の流れの断面上に備えられている。上部冷却パイプ１２ａは冷媒流出パイプであり、下部冷却パイプ１２ｂは冷媒流入パイプであり、複数の縦冷却パイプ１２ｃは、上端及び下端を上部冷却パイプ１２ａ及び下部冷却パイプ１２ｂに連通接続され、平行に並列に配設されている。上部冷却パイプ１２ａと下部冷却パイプ１２ｂは、上下に平行に配され筐体本体１１ｂの外部に伸びている外端を冷却源である冷媒供給源（図示せず）に接続され、冷媒供給源の冷媒を下部冷却パイプ１２ｂ内に供給する構成である。なお、上部冷却パイプ１２ａ，下部冷却パイプ１２ｂ及び縦冷却パイプ１２ｃは、例えばアルミニウム管によって形成されている。

このように構成される冷却器１２は、筐体介内を通流する気液混合流体を冷却して、該流体中に含まれている気化物質を凝縮させる役目を果たすと共に、複数の波板１３を熱伝達により冷却する役目を果たす。

複数の波板１３は、熱伝導性を有する部材、例えばアルミニウムの押出形材にて形成され、波板の厚みを変えることで波板同士の間隔を狭めて気液混合流体の流速を高めて通過させる絞り部１３ａと、この絞り部１３ａの下流側のほぼ正面に配置されこの絞り部１３ａを流速を高めて通過する気液混合流体が衝突する壁面１３ｂと、を備えている（図２参照）。絞り部１３ａにより形成される通路（以下、絞り通路１３ａという）における内側面１３ｃの一方の面には、微細液滴が付着しにくく、かつ、気液混合流体中に含まれている気化物質が結露し難くするために、該流体の圧力損失の低減を小さく抑えられる疎水層１４が形成されている。また、壁面１３ｂには、微細液滴が付着し易く、微細液滴の捕捉量を一層増やすことができる親水層１５が形成されている。これによって、複数の波板１３は、気液混合流体中に浮遊する微細液滴を壁面１３ｂに付着・流下させ回収する液滴捕集通路１３ｄを備えている。

複数の波板１３は、上部及び下部の端面を、冷却器１２の上部冷却パイプ１２ａと下部冷却パイプ１２ｂに一体に連結支持され、また、上部及び下部の間の端面を、複数の縦冷却パイプ１２ｃに一体に連結支持されている。このため、複数の波板１３は、冷却器１２により熱伝導で冷却されるので、波板表面の温度が上記流体の温度との温度差が生じるように低く保たれる。

次に、上記気液分離装置１０の動作態様について説明する。筐体１１内を通流する気液混合流体は、冷却器１２を通流し波板１３間を通流し筐体１１外へ流出する。気液混合流体は冷却器１２で冷却され、波板間の疎水層１４を形成した内側面１３ｃで形成された絞り通路１３ａを流速を高めて通過し、この下流側の親水層１５を形成した壁面１３ｂに衝突し、その後流速を緩和して筐体１１外へ流出する。気液混合流体は冷却器１２で冷却されると、該流体中に含まれている気化物質は凝縮され、該流体中に浮遊する微細液滴中に含まれて成長した液滴になる。気液混合流体は絞り通路１３ａを流速を高めて通過し、壁面１３ｂに衝突すると、該流体中に浮遊する微細液滴が壁面１３ｂに付着して捕集され、流下する液滴は液滴捕集通路１３ｄを流れて筐体底部より回収される。該流体中に含まれる気化物質も冷却され凝縮するので壁面１３ｂに付着して捕集される。

また、波板１３は、冷却器１２により冷却され、波板表面の温度と上記流体との間で温度差が生じるので、上記流体中に含まれている気化物質を、波板１３の表面に結露・凝縮させることができ、分離回収できる。

＜第２実施形態＞
図２は、この発明の第２実施形態に係る気液分離装置の斜視図である。この気液分離装置２０は、筐体２１と、この筐体２１内に備えられる冷却器２２と、第１実施形態と同様の複数の波板１３とからなる。

筐体２１は、流体入口２１ａと、筐体本体２１ｂと、流体出口２１ｃとを具備してなり、第１実施形態の場合と同様に構成されている。

冷却器２２は、ヒートパイプにより構成される、上部冷却パイプ２２ａと、下部冷却パイプ２２ｂと、複数の縦冷却パイプ２２ｃとで格子状に形成され、筐体本体２１ｂ内を通流する上記流体の流れの断面上に備えられている。上部冷却パイプ２２ａと下部冷却パイプ２２ｂは、上下に平行に配され筐体本体２１ｂの外部に伸びている外端を冷却源であるペルチェ素子２４の吸熱側に接続されている。

このペルチェ素子２４は、ＰＮ接合部に電流を流すと、Ｎ→Ｐ接合部分では吸熱現象が、Ｐ→Ｎ接合部分では放熱現象が発生し熱を低温側（吸熱側）から高温側（発熱側）へ輸送する。したがって、上部冷却パイプ２２ａと下部冷却パイプ２２ｂの外端が大きな面積を有して形成されていて、ペルチェ素子２４のＮ→Ｐ接合部分に熱伝達が良好に行われるように一体連結されている。このペルチェ素子２４は、ヒートパイプが汲み上げてくる熱をヒートパイプ連結面で吸熱し、反対側の面で放熱する。

ヒートパイプは、パイプ本体と、パイプ本体に収容されたウイックと呼ばれる多孔質体と、He，N，H₂O，NH₃，Nａ，Kなどから選ばれる作動流体とからなり、パイプ本体の一端で気液混合流体を冷却すると（パイプ本体の他端が加熱されると）、作動流体が蒸発してペルチェ素子２４によって冷却される端部に移動して凝縮し、該凝縮した作動流体を、多孔質体の内部を毛管現象により移動してパイプ本体の上記一端に戻り、再び蒸発することで、筐体１１内を通流する気液混合流体を冷却する。複数の縦冷却パイプ２２ｃは、気液混合流体から汲み上げる熱を上部冷却パイプ２２ａと下部冷却パイプ２２ｂのいずれかの一方に熱伝達されるように設けられている。

上記のように構成される第２実施形態の気液分離装置２０によれば、筐体２１内を通過する気液混合流体は冷却器２２で冷却されると、該流体中に含まれている気化物質は凝縮され、該流体中に浮遊する微細液滴中に含まれて成長した液滴になる。そして、第１実施形態と同様に、波板１３間を通過する過程で、該流体中に浮遊する微細液滴が捕集され、流下する液滴は液滴捕集通路１３ｄを流れて筐体底部より回収される。

＜第３実施形態＞
図３（ａ）はこの発明の第３実施形態に係る気液分離装置の斜視図であり、図３（ｂ）は平面図である。図４（ａ）は、他の状態の斜視図であり、図４（ｂ）は平面図である。この気液分離装置３０は、筐体３１と、この筐体３１内に備えられる冷却器３２と、複数の波板３３とからなる。筐体３１は、流体入口３１ａと、筐体本体３１ｂと、流体出口３１ｃとを具備してなり、第１実施形態の場合と同一の構成であり、説明を省略する。冷却器３２は、ヒートパイプにより構成される、上部冷却パイプ３２ａと、下部冷却パイプ３２ｂと、複数の縦冷却パイプ３２ｃとで格子状に形成され、第２実施形態の冷却器２２と同一であり、説明を省略する。

複数の波板３３は、第１実施形態の波板１３と相違する。各波板３３は、冷却器３２に連結された端部を固定端とし、筐体３１内を通流する気液混合流体の流れに沿った方向に伸縮変形可能に形成されている。

この場合、波板３３が例えば合成樹脂製の板部材であれば、図５（ａ）に示すように、波板３３の屈曲部で隣接する一方の板部材３３ａの一側面に断面円形状の膨隆軸部３３ｂを突設し、他方の板部材３３ｃの端部に、膨隆軸部３３ｂに回動自在に嵌合する断面円弧状の嵌合凹部３３ｄを設けると共に、端部の一側に収縮変形時の干渉を防止するための傾斜面３３を設けた構造とする。なお、波板３３を合成樹脂製の板部材に変えてアルミニウム製の押出形材にて形成することも可能であり、この場合も上記と同様に膨隆軸部３３ｂと嵌合凹部３３ｄを設けて伸縮変形可能に形成することができる。

また、波板３３を板金にて形成する場合は、図５（ｂ）に示すように、波板３３の屈曲部で隣接する一方の板部材３３ｆの一側面にピン挿通孔部３３ｇを有するヒンジ受部材３３ｈを固着し、他方の板部材３３ｉの端部に、上記ヒンジ受部材３３ｈのピン挿通孔部３３ｇと軸方向で合致するピン挿通孔部３３ｊを有するヒンジ係止部３３を設け、両板部材３３ｆ，３３ｉのヒンジ受部材３３ｈのピン挿通孔部３３ｇとヒンジ係止部３３ｋのピン挿通孔部３３ｊとを合致させた状態でヒンジピン３３ｐを貫挿して、両板部材３３ｆ，３３ｉを回動自在にする構造としてもよい。

また、冷却器３２にガイドバー４０が連結され、このガイドバー４０により伸縮変形可能な上記各波板３３が支持されている。筐体３１内の波板３３の側方に伸縮駆動機構である直動往復形アクチュエータ４１が備えられ、該直動往復形アクチュエータ４１のピストンロッド４１ａの先端が、複数の波板３３の下流端の一部に共通に連結された押圧板４２と連結されていて、ピストンロッド４１ａを伸縮することにより波板３３を伸縮することができる。気液混合流体の流量が多いときは、図３に示すように、ピストンロッド４１ａを伸張して波板３３間の屈曲通路の屈曲度合いを緩くし、気液混合流体の流量が少ないときは、図４に示すように、ピストンロッド４１ａを収縮して波板３３間の屈曲通路の屈曲度合いをきつくし、波板３３間の絞り通路を通過する流速を調整する。

このように構成すると、ピストンロッド４１ａの伸縮度を調整することにより、気液混合流体の筐体３１内における通風量に応じて適切な波板３３間の隙間となるように調整することによって、波板３３間の絞り通路を通過する流速を調整できる。これによって、気液混合流体中に浮遊する微細液滴をこの絞り通路の下流側の壁面において効果的に付着捕集されるように、壁面に衝突する流速を調整できる。

＜適用例＞
次に、この発明に係る気液分離装置を半導体製造に使用される現像処理装置に備えた場合について、図６を参照して説明する。

この現像処理装置５０は、スピンチャック５１でウエハＷの裏面（下面）中央部を吸着し該ウエハＷを水平に保持し、該スピンチャック５１を、その軸部５２に連結した駆動機構５３により昇降及び回転自在に備え、スピンチャック５１に保持された、ウエハＷの側方及び下方を囲み、液回収路５４ａを有する内カップ５４と、気体供給口５５ｄを有する外カップ５５と、を備え、更に、現像液供給ノズル５６，洗浄液供給ノズル６５及びミストを回収するミストトラップ６１と、この発明に係る気液分離装置１０，２０，３０とを備えている。

この場合、内カップ５４の内側には環状の液回収路５４ａが形成され、外カップ５５と内カップ５４の上部開口部に、内方側が開口する環状のミスト回収部５５ｃとミスト回収路５５ａが形成されている。このミスト回収路５５ａにおける上部と側部の近接部位には、気体供給口５５ｄと吸引口５５ｂが同心円上に等間隔をおいて複数例えば８個形成されている。そして、気体供給口５５ｄには、気体供給源例えば空気供給源６７が接続されている。開閉弁６６を介して、開閉弁６６の開放により空気供給源６７から空気が気体供給口５５ｄに供給されると、空気はミスト回収路５５ａ内に沿って流れ、その気流による負圧を利用すなわち気流による負圧が作用するエジェクタ効果によってミスト回収部５５ｃ及び吸引口５５ｂを介してミストをミスト回収路５５ａ内に回収できるように構成されている。この空気の供給のタイミングは、ウエハＷに洗浄液を供給後、スピンチャック５１が回転する際に行う。

なお、内カップ５４に設けられた液回収路５４ａにはドレイン弁６０を介設したドレイン管路５９が接続されている。このドレイン管路５９と、外カップ５５の底部に設けられ排出口５５ｅに接続する排出管路６８は、ミストトラップ６１に接続され、ミストトラップ６１によって気体と廃液とに気液分離されるように構成されている。

一方、スピンチャック５１に保持されたウエハＷの上方側には、ウエハＷの表面の中央部と隙間を介して対向する現像液供給ノズル５６が進退自在かつ昇降自在に設けられている。この現像液供給ノズル５６は、流量調整可能な開閉弁５７を介して現像液供給源５８に接続されている。また、ウエハＷの表面と隙間を介して対向する洗浄液供給ノズル６２が進退自在かつ昇降自在に設けられている。この洗浄液供給ノズル６２は、開閉弁６４を介して洗浄液例えば純水の供給源６３に接続されている。

上記のように構成された現像処理装置５０において、現像液供給ノズル５６によりウエハＷの表面に現像液が供給されて現像処理が行われる。これにより、ウエハＷ表面のレジスト膜のうちの現像液に対して可溶解性の部位が溶解することにより所定のレジストパターンが形成される。更にウエハＷには洗浄液供給ノズル６２から例えば純水などのリンス液が供給されてリンス処理がなされ、その後にリンス液を振り切るスピン乾燥が行われる。この際、開閉弁６６が開放して空気供給源６７から空気が気体供給口５５ｄに供給されると、空気はミスト回収路５５ａに沿って流れ、その気流による負圧を利用すなわち気流による負圧が作用するエジェクタ効果によってミスト回収部５５ｃ及び吸引口５５ｂを介してミストをミスト回収路５５ａ内に回収する。ミスト回収路５５ａ内に回収されたミストは、排出口５５ｅからミストトラップ６１に排出され、ミストトラップ６１によって気液分離される。また、液回収路５４ａ内に回収された現像液，リンス液はドレイン管路５９からミストトラップ６１に排出され、ミストトラップ６１によって気液分離される。

ミストトラップ６１で気液分離され、現像液を含む廃液は廃液回収タンク（図示せず）に回収され、空気供給源６７の空気と、現像液のミストと、洗浄液のミストと、現像液及び洗浄液の気化物質は、この発明に係る気液分離装置１０，２０，３０に流入する。

気液分離装置１０，２０，３０は、筐体内に流入する気液混合流体（空気と、現像液のミストと、洗浄液のミストと、現像液及び洗浄液の気化物質との混合流体）を冷却器１２，２２，３２で冷却し、波板間を通流させてから、筐体内に流出する。このとき、気液混合流体は、波板間の絞り通路を流速を高めて通過し、この下流側の壁面に衝突するときに、該流体中に浮遊する微細液滴（現像液のミストと、洗浄液のミスト）は該壁面に付着し捕集される。また、冷却器１２，２２，３２が上記流体を冷却するので、該流体中に含まれている現像液及び洗浄液の気化物質は、凝縮され、該流体中に浮遊する微細液滴中に含まれて成長した液滴となり、上記壁面に付着し捕集される微細液滴として分離回収される。

なお、上記説明では、この発明に係る気液分離装置１０，２０，３０を現像処理装置５０に適用する場合について説明したが、現像処理装置５０以外の液処理装置例えばレジスト塗布処理装置にも適用できる。

この発明の第１実施形態に係る気液分離装置の概略斜視図（ａ）及びこの発明における波板の一部を示す拡大断面図（ｂ）である。この発明の第２実施形態に係る気液分離装置の概略斜視図である。この発明の第３実施形態に係る気液分離装置における波板の伸長状態を示す概略斜視図（ａ）及びその概略平面図（ｂ）である。この発明に係る第３実施形態の気液分離装置における波板の収縮状態を示す概略斜視図（ａ）及びその概略平面図（ｂ）である。この発明に係る第３実施形態における波板の変形例を示す要部斜視図である。この発明に係る気液分離装置の使用状態の一例を示す概略断面図である。

１０，２０，３０気液分離装置
１１，２１，３１筐体
１２，２２，３２冷却器
１２ａ，２２ａ，３２ａ上部冷却パイプ
１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ下部冷却パイプ
１２ｃ，２２ｃ，３２ｃ縦冷却パイプ
１３，３３波板
１３ａ絞り部（絞り通路）
１３ｂ壁面
１３ｃ内側面
１３ｄ液滴捕集通路
１４疎水層
１５親水層
２４ペルチェ素子
４０ガイドバー
４１直動往復形アクチュエータ（伸縮駆動機構）

Claims

気液混合流体を通過させる管路に接続される筐体内に、上記流体の流れの断面上に備える冷却器と、この冷却器の下流側に上記流体の流れに沿って並列に配設される複数の波板と、を具備し、
上記冷却器は、外部に備えられる冷却源と接続され、上記気液混合流体中に含まれる気化物質を冷却により凝縮するように構成され、
上記複数の波板は、波板同士の間隔を狭めて上記流体の流速を高めて通過させる絞り部と、この絞り部の下流側に上記気液混合流体が衝突する壁面と、上記流体中に浮遊する微細液滴を上記壁面に付着流下させ回収する液滴捕集通路と、を備え、
上記波板間に形成される上記絞り部により形成される絞り通路における内側面に疎水層を形成してなる、ことを特徴とする気液分離装置。
気液混合流体を通過させる管路に接続される筐体内に、上記流体の流れの断面上に備える冷却器と、この冷却器の下流側に上記流体の流れに沿って並列に配設される複数の波板と、を具備し、
上記冷却器は、外部に備えられる冷却源と接続され、上記気液混合流体中に含まれる気化物質を冷却により凝縮するように構成され、
上記複数の波板は、波板同士の間隔を狭めて上記流体の流速を高めて通過させる絞り部と、この絞り部の下流側に上記気液混合流体が衝突する壁面と、上記流体中に浮遊する微細液滴を上記壁面に付着流下させ回収する液滴捕集通路と、を備え、
上記波板間に形成される上記絞り部により形成される絞り通路における内側面に疎水層を形成してなり、
上記波板間に形成される上記液滴捕集通路における流体衝突壁面に親水層を形成してなる、ことを特徴とする気液分離装置。
請求項１又は２に記載の気液分離装置において、
上記波板は、熱伝導性を有する材料よりなり、上記冷却器に接続されていることを特徴とする気液分離装置。
請求項１ないし３のいずれかに記載の気液分離装置において、
上記冷却器が格子状の冷却パイプよりなり、該冷却パイプと上記波板との間で熱伝導が行われるように、冷却パイプが波板と一体に連結されていることを特徴とする気液分離装置。
請求項１ないし４のいずれかに記載の気液分離装置において、
上記冷却器は、上記気液混合流体の流れの断面上の上部と下部に水平に備える上部冷却パイプ及び下部冷却パイプと、互いに平行に配設され上端及び下端を上部冷却パイプ及び下部冷却パイプに連通接続された複数の縦冷却パイプとで、格子状に形成され、かつ上記上部冷却パイプの外端及び下部冷却パイプの外端を外部に備えられる上記冷却源である冷媒供給源と接続してなる、ことを特徴とする気液分離装置。
請求項１ないし４のいずれかに記載の気液分離装置において、
上記冷却器は、上記気液混合流体の流れの断面上の上部と下部に水平に備えるヒートパイプからなる上部冷却パイプ及び下部冷却パイプと、互いに平行に配設され上端及び下端を上部冷却パイプ及び下部冷却パイプに連通接続された複数のヒートパイプからなる縦冷却パイプとで、格子状に形成され、かつ上記上部冷却パイプの外端及び下部冷却パイプの外端を外部に備えられる上記冷却源であるペルチェ素子の吸熱側に接続してなる、ことを特徴とする気液分離装置。
請求項１ないし６のいずれかに記載の気液分離装置において、
上記複数の波板は、各波板の上記冷却器に連結された端部を固定端として上記気液混合流体の流れに沿った方向に伸縮変形可能に形成され、伸縮駆動機構により伸縮される、ことを特徴とする気液分離装置。
請求項７に記載の気液分離装置において、
上記冷却器に上記各波板に対応してガイドバーを連結し、このガイドバーにより伸縮変形可能な上記各波板が支持されている、ことを特徴とする気液分離装置。