JP4901200B2 - 溶剤回収システム - Google Patents

Description

本発明は、基板に塗布された塗布液中の溶剤を回収して再利用する溶剤回収システムに関する。

ガラス基板等の基板の搬送ラインに沿って塗布装置と減圧乾燥装置を隣接して配置し、塗布装置によって基板表面に塗布した塗布液中の溶剤を減圧乾燥装置で揮発させて、塗布液を搬送の際に基板から落下しない程度まで乾燥させて次工程へ搬送するようにした被膜形成方法が特許文献１に開示されている。

また、減圧処理チャンバと真空ポンプとの間、つまり真空ポンプの上流側に溶剤回収装置を配置した構成が特許文献２には開示されている。
特許第２７５６５９６号公報 特開２００５−８５８１４号公報

ところで、基板サイズが小さく塗布量も少ない場合でも、真空引きの配管中に溶剤が溜まることはあったが、基板サイズがメータ角になってくると、配管中に大量の揮発溶剤が溜まる。

特許文献２では、減圧処理チャンバと真空ポンプとの間にトラップを設けることが考えられているが、真空ポンプの上流側にトラップを設けると、負荷が大きくなり真空引きに時間がかかってしまう。特に、減圧処理チャンバでは溶剤の 沸点よりも雰囲気温度を高めにして処理していることがあり、この場合には真空ポンプの上流側の配管中で結露し易い。

上述した点に鑑み、本発明は、配管内に溶剤が溜まることなく、塗布した塗布液から効率よく溶剤を回収し再利用できるシステムを提供するものである。

本発明に係る溶剤回収システムは、塗布装置に近傍して減圧乾燥装置が配置され、前記減圧乾燥装置内で揮発した基板表面の塗布液中の溶剤を回収し、前記減圧乾燥装置内を減圧させる真空ポンプの下流側に液化トラップが設けられ、該液化トラップで前記溶剤を液状化して回収するものであって、前記液化トラップは、冷却水が供給される冷却管が液化トラップ本体内に外部より導かれた構成の冷却機構を備える構成とする。

本発明に係る溶剤回収システムによれば、減圧乾燥装置内を減圧せしめる真空ポンプの下流側に液化トラップが設けられ、この液化トラップで溶剤を液状化して回収する構成としているので、揮発した基板表面の塗布液中の溶剤は液化トラップにおいて冷やされて液状化される。これにより、揮発した溶剤が例えば減圧乾燥装置と真空ポンプとの間の配管中に溜まることもない。
また、真空ポンプの下流側に液化トラップが設けられているので、真空ポンプの負荷にならず、減圧乾燥装置を減圧するまでの時間が長くなることもない。

前述した溶剤回収システムにおいて、塗布装置及び減圧乾燥装置が基板の搬送ラインに沿って配置され、又塗布装置には予備塗布用のプライミングローラ及びノズル洗浄部が付設され、液状化されて回収された溶剤が、送液ポンプによりプライミングローラ又はノズル洗浄部へ送られる構成とした場合は、プライミングローラ又はノズル洗浄部で回収した溶剤を再利用することが可能になり、洗浄液（新液）の利用を低減することが可能になる。

本発明によれば、配管中に揮発溶剤が溜まることもなく、今まで再利用されることのなかった塗布液中の溶剤を再利用することが可能になり、環境衛生上またコスト的にも有利な溶剤回収システムを実現することができる。

以下に本発明の一実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係る溶剤回収システムの一実施の形態を示す概略図、図２は溶剤の再利用箇所である塗布装置の概略側面図である。
本実施の形態の場合、図１に示すように、溶剤回収システムはガラス基板Ｗの搬送ラインに沿った被膜形成装置に適用されている。即ち、搬送ラインに沿って上流側から順に、基板投入部１、塗布装置２及び減圧乾燥装置３が配置されている。

塗布装置２では、図２に示すように、基板Ｗの表面に一定幅で塗布液を塗布するスリットノズル２１が配置され、後述するスリットノズル２１の予備塗布用のプライミングローラ２２が配置されている。この塗布装置２には、ノズル洗浄部２３、ディップ槽２４も配置されている。

減圧乾燥装置３からは排気用の配管３１が導出され、この配管３１に真空ポンプ３２が配置されている。

そして本実施の形態においては特に、この真空ポンプ３２からの配管３３に液化トラップ４が設けられている。
液化トラップ４は、具体的に、減圧乾燥装置３と真空ポンプ３２との間の配管３１ではなく、真空ポンプ３２の下流側、つまり真空ポンプ３２よりも排気側に設けられている。この理由としては、真空ポンプ３２の負荷にならず効率よく排気が行えること。また、真空ホンプ３２後に溶剤は気体から液体へ戻ることがあり配管３３内に滞留してしまうこと。また、滞留しない場合でも液体が工場排気側へ流れてしまうこと等が考えられ、これらの問題を防ぐことができるためである。

液化トラップ４は冷却機構を備えている。この冷却機構は、図３に示すように、例えば、冷却水が供給される配管（冷却管）３５が液化トラップ本体（タンク）内に外部より導かれた構成である。なお、液化トラップ本体には、液状化された溶剤量を外から目視で確認できるような機能を有している。３４は工場排気へつながる排気管である。
このような構成により、液化トラップ本体内を冷却させて低い温度にすることが可能になる。これにより、配管３３を通じて真空ポンプ３２より液化トラップ４内へと入ってきた揮発溶剤は冷却され液状化される。

他の実施の形態としては、図示しないが、液化トラップ本体の外部に密着するようにして冷却水が流れるウォータージャケットが設けられ、このジャケットに冷却水を供給する配管を液化トラップ４本体内に導いて冷却管とし、この冷却管に吸熱用のフィンを設けた構成が考えられる。これにより液化トラップ本体内の冷却効果を一層高めることが可能になる。

なお、冷却管内の抵抗値や冷却管の長さを調整することによっても冷却効果を一層高めることが可能になる。

なお、減圧乾燥装置３と真空ポンプ３２との間の配管３１内は、高真空になっているため揮発溶剤は液状化しない。液状化は真空ポンプ３２よりも液化トラップ４側で生じ、排気トラップ４本体内において空気の温度が低くなった際に生じる。

排気トラップ４からは溶剤回収用の配管５が導出され、この配管５には送液ポンプ６が設けられ、この送液ポンプ６の下流側には脱水装置７及びフィルタ８が配置されている。そして、上述した構成の液化トラップ４において液状化された溶剤は、送液ポンプ６によってバッファタンク９へ送られ、バッファタンク９に溜められた溶剤は、図２に示したような、プライミングローラ２２の洗浄やノズル洗浄部２３に用いられる。

即ち、プライミングローラ２２は、図４の拡大図に示すように、洗浄液が貯蔵される洗浄槽２４内に配置されている。洗浄槽２４を覆う一方の蓋２５には循環する洗浄液を噴出する循環液シャワーノズル２６が設けられ、他方の蓋２７には新液シャワーノズル２８や乾燥ガスを噴出するノズル２９が設けら、これら循環液シャワーノズル２６及び新液シャワーノズル２８の下方にはプライミングローラ２２の表面に接触するスキージ３０が設けられている。

このプリディスペンス部２３では、例えば塗布液が付着したプライミングローラ２２が回転すると、循環液シャワーノズル２６よりプライミングローラ２２の表面に洗浄液が供給され、スキージ３０によって頑固な付着物がそぎ落とされる。そして最後にプライミングローラ２２の表面が新液シャワーノズル２８より供給される洗浄液できれいに洗い流される。この後は、乾燥ガス噴出ノズル２９からプライミングローラ２２に乾燥ガスが吹き付けられ、洗浄液が吹き飛ばされてプライミングローラ２２表面が乾燥される。
本実施の形態においては、バッファタンク９へと回収された溶剤が、例えば循環液シャワーノズル２６から噴出される洗浄液として使用される。これによりプライミングローラ２２には新たな洗浄液を用いずに済み洗浄液の削減につながる。

また、ノズル洗浄部２４は、図５の拡大図に示すように、図示しないレールに係合するプレート３６上に、上ブロック３７と下ブロック３８とからなる洗浄用ブロック３９が設けられた構成である。上ブロック３７間には、拭き取り部材４０が挟まれており、この拭き取り部材４０に向かっては洗浄液記供給部から通じる開口４１が形成されている。

このノズル洗浄部２４では、洗浄液供給部の開口４１よりスリットノズル２１の傾斜面４２に洗浄液を供給しながら、図示しない駆動装置にてプレートをスリットノズル２１の長手方向に沿って移動させ、拭き取り部材４０によりスリットノズル２１の吐出口に付着した塗布液を拭き取るようにして洗浄を行っている。
本実施の形態においては、バッファタンク９へと回収された溶剤が、洗浄液供給部の開口４１より傾斜面４２に供給される洗浄液として用いられる。これによりプライミングローラ２２の場合と同様にノズル洗浄部２３においても新たな洗浄液を用いずに済み洗浄液の削減につながる。

脱水装置７は回収した溶剤中に含まれた水分を取り除くために用いるものである。この脱水装置７は必要に応じて設けることができる。
また、フィルタ８は回収した溶剤を濾過してごみ等を除去するために用いるものである。このフィルタ８も必要に応じて設けることができる。

このように、本実施の形態の溶剤回収システムによれば、配管３１や配管３３内で揮発溶剤が溜まることもなく、また減圧に要する時間も短縮でき、揮発溶剤を液化トラップ４で冷却して液状化させることができる。これにより、液状化された溶剤をプライミングローラ２２やノズル洗浄部２３に再利用することが可能になる。

次に、溶剤回収の具体的な実施例を説明する。
（実施例１）
塗布液：プロピレンモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）
塗布量：１００ｃｃ
減圧到達圧：６６Ｐａ
基板サイズ：１１００×１２５０ｍｍ
上記の条件にて、２０枚連続（１枚あたり１００ｃｃ）塗布し、塗布後に液化トラップから捕集した溶剤を回収した。その結果、１．４４ｋｇであった。
ＰＧＭＥＡの比重は０．９６５であるので、塗布重量は１００×０．９６５×２０＝１．９３ｋｇである。従って、回収率は１．４４／１．９３＝７５％
であった。

（実施例２）
塗布液：３−メトキシブチルアセテート（MA：比重0.956）
プロピレンモノメチルエーテルアセテート（PGMEA：比重0.965）
プロピレンモノメチルエーテル（PGME：比重0.9234）
上記の３種の溶剤を１：１：１で混合した。
塗布量：９９ｃｃ
減圧到達圧：６６Ｐａ
基板サイズ：１１００×１２５０ｍｍ
上記の条件にて、２０枚連続（１枚あたり９９ｃｃ）塗布し、塗布後に液化トラップから捕集した溶剤を回収した。その結果、１．３４ｋｇであった。
溶剤の平均比重は０．９４８であるので、塗布重量は９９×０．９４８×２０＝１．８９ｋｇである。従って、回収率は１．３４／１．８９＝７０％
であった。

（実施例３）
塗布液： ポジ型レジスト（TFR-6000PM：東京応化工業製）
塗布量：９９ｃｃ
減圧到達圧：６６Ｐａ
基板サイズ：１１００×１２５０ｍｍ
上記の条件にて、１０枚連続（１枚あたり９９ｃｃ）塗布し、塗布後に液化トラップから捕集した溶剤を回収した。その結果、０．５６ｋｇであった。
溶剤の平均比重は０．９６５、塗布液中の固形分濃度は１２．５％であるので、溶剤（PGMEA）の塗布重量は９９×０．９５６×１０×（１−０．１２５）＝０．８４ｋｇである。従って、回収率は０．５６／０．８４＝６７％であった。

このように、液化トラップ４を設けたことにより、それぞれの実施例において揮発溶剤の回収率が高くなっていることが分かる。

上述した実施の形態では、回収した溶剤をプライミングローラ２２やノズル洗浄部に再利用する場合を説明したが、これ以外にもレジストの粘度調整に使用したり、塗布液として使用することにも利用できる。
この際、必要があれば回収した溶剤に新液を加えることも可能である。この場合は、回収システム中に新液供給装置（手段）を加えることにより可能である。

なお、本発明は、基板サイズが大型化してきた際により効果的である。すなわち、基板サイズが大型化するに伴い減圧乾燥装置で揮発する溶剤量も多くなり、溶剤の回収率が向上するためである。

また、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。

本発明に係る溶剤回収システムの一実施の形態を示す概略図。 溶剤の再利用箇所である塗布装置の一実施の形態を示す概略側面図。 液化トラップの一実施の形態を示す概略構成図。 プライミングローラの概略構成図（拡大図）。 洗浄部の概略構成図（拡大図）。

符号の説明

１…基板投入部、２…塗布装置、３…減圧乾燥装置、４…液化トラップ、５…溶剤回収用の配管、６…送液ポンプ、７…脱水装置、８…フィルタ、９…バッファタンク、２１…スリットノズル、２２…プライミングローラ、２３…ノズル洗浄部、２４…ディップ槽、２５,２７…蓋、２６…循環液シャワーノズル、２８…新液シャワーノズル、２９…乾燥ガスを噴出するノズル、３０…スキージ、３１…排気用の配管、３２…真空ポンプ、３３…真空ポンプと液化トラップをつなぐ配管、３４…液化トラップからの排気管、３５…冷却管、３６…プレート、３７…上ブロック、３８…下ブロック、３９…洗浄用ブロック、４０…拭き取り部材、４１…開口、４２…スリットノズルの傾斜面

Claims (3)

1. 塗布装置に近傍して減圧乾燥装置が配置され、前記減圧乾燥装置内で揮発した基板表面の塗布液中の溶剤を回収する溶剤回収システムであって、
   前記減圧乾燥装置内を減圧させる真空ポンプの下流側に溶剤を液状化して回収する液化トラップが設けられ、この液化トラップ本体内に導入された冷却管の一部が液化トラップ本体から外部に出ていることを特徴とする溶剤回収システム。
2. 請求項１に記載の溶剤回収システムにおいて、前記液化トラップで液状化された溶剤が送液ポンプにて再利用箇所に送られる構成とされていることを特徴とする溶剤回収システム。
3. 請求項１に記載の溶剤回収システムにおいて、前記塗布装置には予備塗布用のプライミングローラ及びノズル洗浄部が付設され、前記液状化されて回収された溶剤が、送液ポンプにより前記プライミングローラ又はノズル洗浄部へ送られることを特徴とする溶剤回収システム。