KR100858047B1 - An apparatus and method for recovering solvent - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전자급의 용제를 보충하지 않아도 레지스트 박리 공정에서 배출되는 폐액으로부터 고농도의 용제를 회수할 수 있는 용제 회수 장치 및 용제 회수 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
이를 위해, 본 발명의 용제 회수 장치(1)는 레지스트 박리 공정에서 배출되는 폐액(L)으로부터 용제를 회수하는 장치로서, 상기 폐액(L)에 함유되어 있는 수지 성분을 제거하는 수지 성분 제거 장치(10), 상기 폐액(L)에 함유되어 있는 저비점 불순물을 제거하는 제 1 증류탑(20), 상기 폐액(L)에 함유되어 있는 고비점 불순물을 제거하는 제 2 증류탑(30), 및 상기 제 1 증류탑(20) 및 상기 제 2 증류탑(30) 중 한쪽 또는 양쪽에 공업급 용제(L7)를 보충하는 용제 저류조(51)를 구비한다.
용제 회수 장치, 수지 성분 제거 수단, 용제 성분 정제 수단, 용제 성분 보충 수단
It is an object of the present invention to provide a solvent recovery apparatus and a solvent recovery method capable of recovering a high concentration of solvent from waste liquid discharged from a resist stripping step without replenishing an electronic grade solvent.
To this end, the solvent recovery device 1 of the present invention is a device for recovering the solvent from the waste liquid L discharged in the resist stripping step, and a resin component removal device for removing the resin component contained in the waste liquid L ( 10), the first distillation column 20 for removing the low boiling point impurities contained in the waste liquid (L), the second distillation column (30) for removing the high boiling point impurities contained in the waste liquid (L), and the first One or both of the distillation column 20 and the second distillation column 30 is provided with a solvent storage tank 51 for replenishing the industrial grade solvent L7.
Solvent recovery apparatus, resin component removal means, solvent component purification means, solvent component replenishment means
Description
도 1은 실시형태에 따른 용제 회수 방법의 흐름도이다.1 is a flowchart of a solvent recovery method according to the embodiment.
도 2는 용제 회수 장치의 전체 구성도이다.2 is an overall configuration diagram of a solvent recovery device.
도 3은 수지 성분 제거 장치의 내부 구조를 나타내는 도면이다.It is a figure which shows the internal structure of a resin component removal apparatus.
[부호의 설명][Description of the code]
1 용제 회수 장치 2 폐액 저류조1 solvent recovery apparatus 2 waste liquid storage tank
4 수지 성분 저류조 10 수지 성분 제거 장치4 resin
18 회전체 19 브러시18 rotating
19a 모터 20 제 1 증류탑
29 저비점 불순물 저류조 30 제 2 증류탑29 Low boiling
39a 제 1 회수액조 39b 제 2 회수액조39a first collection
41 여과기 42a 용제 농도 검출 수단41
42b 용제 농도 검출 수단 42c 불순물 농도 검출 수단42b solvent concentration detection means 42c impurity concentration detection means
43 진공 펌프 50 용제 성분 정제 수단43
51 용제 저류조 60 용제 성분 보충 수단51
본 발명은 용제 회수 장치 및 용제 회수 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 예컨대, 액정이나 반도체 제조 공장의 레지스트 박리 공정에서 배출되는 폐액으로부터 용제를 회수하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a solvent recovery apparatus and a solvent recovery method. More specifically, the present invention relates to an apparatus and a method for recovering a solvent from waste liquid discharged from a resist stripping step of a liquid crystal or a semiconductor manufacturing plant.
반도체 공장이나 액정 모니터 공장에 있어서의 레지스트층의 박리 공정에서는, 레지스트 수지의 박리액으로서 모노에탄올아민(이하, MEA로 약기함)과 디메틸술폭시드(이하, DMSO로 약기함)를 소정의 비율로 혼합한 용제나, MEA와 디에틸렌글리콜모노부틸에테르(이하, BDG로 약기함)를 소정의 비율로 혼합한 용제가 사용되고 있다. 또한, 액정이나 반도체 기판의 세정용의 용제로서, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(이하, PGMEA로 약기함)와 프로필렌글리콜모노메틸에테르(이하, PGME로 약기함)를 혼합한 시너(thinner)라 불리는 용제가 사용되고 있다. 레지스트 박리 공정에 있어서 사용된 이들의 용제는 레지스트 수지, 물, 중금속류, 미립자 등의 각종의 불순물을 포함하는 폐액이 되어 배출된다. 배출된 폐액은 폐기 처분되는 것이 통상이지만, 폐기 처분에는 비용이 드는 것, 사용되고 있는 용제가 고가인 것 등의 이유때문에 전술한 용제를 회수하여 재사용하는 것이 전망되고 있다.In the peeling process of a resist layer in a semiconductor factory or a liquid crystal monitor factory, monoethanolamine (hereinafter abbreviated as MEA) and dimethyl sulfoxide (hereinafter abbreviated as DMSO) as a peeling liquid of the resist resin are in a predetermined ratio. A mixed solvent and a solvent in which MEA and diethylene glycol monobutyl ether (hereinafter abbreviated as BDG) are mixed at a predetermined ratio are used. Moreover, it is called thinner which mixed propylene glycol monomethyl ether acetate (it abbreviates as PGMEA hereafter) and propylene glycol monomethyl ether (hereinafter abbreviated as PGME) as a solvent for washing a liquid crystal or a semiconductor substrate. Solvent is used. These solvents used in the resist stripping process are discharged as waste liquids containing various impurities such as resist resin, water, heavy metals and fine particles. Although the discharged waste liquid is usually disposed of in disposal, it is expected that the above-mentioned solvent will be recovered and reused for reasons such as high cost and high use of the solvent.
여기서, 종래, 레지스트 박리 공정의 폐액으로부터 용제를 회수하기 위한 장치로서, 특허문헌 1에 기재된 용제 재생 장치가 공지되어 있다. 특허문헌 1에 기재된 용제 재생 장치에 의하면, 레지스트 박리 공정에서 배출되는 폐액으로부터 레지스트 수지를 제거함과 아울러, 폐액에 함유되어 있는 물이나 중금속류 등의 불순물 을 제거할 수 있다. 이것에 의해, MEA와 DMSO가 혼합되어 구성되는 박리액, 또는, MEA와 BDG가 혼합되어 구성되는 박리액을 폐액으로부터 회수할 수 있다. 또한, PGMEA와 PGME가 혼합되어 구성되는 시너를 폐액으로부터 회수할 수 있다.Here, the solvent regeneration apparatus of patent document 1 is known as an apparatus for collect | recovering a solvent from the waste liquid of a resist peeling process conventionally. According to the solvent regeneration apparatus of patent document 1, while removing a resist resin from the waste liquid discharged at the resist stripping process, impurities, such as water and heavy metals contained in waste liquid, can be removed. Thereby, the peeling liquid comprised by mixing MEA and DMSO, or the peeling liquid comprised by mixing MEA and BDG can be collect | recovered from waste liquid. Moreover, the thinner comprised by mixing PGMEA and PGME can be collect | recovered from waste liquid.
그러나, 상술한 종래의 용제 재생 장치에서는, 폐액으로부터 불순물을 제거하기 위한 저비점 불순물 제거용의 증류탑 탑정상부 등으로부터는 저비점 불순물뿐만 아니라, 폐액중의 용제 성분까지도 증발에 의해 없어져 버린다. 또한, 고비점 불순물 제거용의 증류탑으로부터는, 열에 의한 고분자화로의 반응에 의해 용제 성분이 고비점 불순물로서 분리되어 버린다. 따라서, 폐액으로부터 회수된 용제의 농도는 레지스트 박리 공정에서 이용된 것보다도 낮은 것으로 되어 있다. 더욱, 복수 성분으로 구성되는 용제는 탄산 염화 등의 반응에 의해 성분 비율이 변화되어 버리는 것이 있다. 이 때문에, 폐액으로부터 회수된 용제를 재사용하는 경우에는, 고순도로 정제된 용제를 보충하여 재사용할 수 있는 농도로 조정하는 필요가 있다. 이 경우, 고순도로 정제된 용제[전자(電子)급의 용제]를 보충하지 않으면 안되므로, 이 전자급의 용제를 조달하기 위한 비용이 높아진다고 하는 문제가 있다.However, in the above-described conventional solvent regeneration apparatus, not only low-boiling impurities but also solvent components in the waste liquid are removed from the top of the distillation column tower for removing impurities from the waste liquid by the evaporation. In addition, the solvent component is separated as a high boiling point impurity from the distillation column for removing the high boiling point impurity by the reaction with polymerization by heat. Therefore, the concentration of the solvent recovered from the waste liquid is lower than that used in the resist stripping step. Moreover, the solvent comprised from multiple components may change a component ratio by reaction, such as carbonate. For this reason, when reusing the solvent recovered from the waste liquid, it is necessary to adjust it to the concentration which can supplement and reuse the refined solvent with high purity. In this case, since a highly purified solvent (an electronic grade solvent) must be replenished, there is a problem that the cost for procuring this electronic grade solvent becomes high.
또한, 레지스트의 박리 공정에서는, 기판이나 실리콘 웨이퍼의 반송의 경우, 그들의 기판이나 실리콘 웨이퍼에 동반되는 것 등에 의해 박리액이 소량씩 없어져 버리는 것이 통상이다. 더욱이, 폐액으로부터 박리액으로서의 용제 성분을 회수하는 공정에서는, 폐액중의 용제 성분이 증류탑 탑정상부 등으로부터 대기중으로 휘산(揮散)되어 소량씩 없어져 버리는 것이 통상이다. 따라서, 레지스트의 박리 공정에서 사용하는 박리액은 회수 공정에서 회수된 박리액만으로는 부족하기 때문에, 신품의 박리액을 구입하여 부족분을 보충하지 않으면 안된다. 이 경우, 보충용의 박리액을 조달하기 위한 비용이 높아진다고 하는 문제가 있었다.In addition, in the peeling process of a resist, in the case of conveyance of a board | substrate or a silicon wafer, it is usual that a small amount of peeling liquid disappears by accompanying with such a board | substrate or a silicon wafer. Further, in the step of recovering the solvent component as the stripping liquid from the waste liquid, it is usual that the solvent component in the waste liquid is volatilized from the top of the distillation column to the atmosphere and disappears in small amounts. Therefore, since the peeling liquid used at the resist peeling process is not enough only by the peeling liquid collect | recovered at the recovery process, you must purchase a new peeling liquid and make up for the shortfall. In this case, there exists a problem that the cost for procuring the peeling liquid for replenishment becomes high.
[특허문헌 1] 일본국 특허 3409028호 공보[Patent Document 1] Japanese Patent No. 3409028
여기서, 본 발명은 레지스트 박리 공정에서 배출되는 폐액으로부터 고농도의 용제를 회수할 수 있음과 아울러, 전자급의 용제를 보충할 필요가 없는 용제 회수 장치 및 용제 회수 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.An object of the present invention is to provide a solvent recovery apparatus and a solvent recovery method capable of recovering a high concentration of solvent from the waste liquid discharged from the resist stripping step and not having to replenish an electronic grade solvent.
과제를 해결하기 위한 수단은 이하에 기재된 대로의 발명이다.Means for solving the problems are inventions as described below.
(1) 레지스트 박리 공정에서 배출되는 폐액으로부터 용제를 회수하는 장치로서:(1) An apparatus for recovering a solvent from waste liquid discharged from a resist stripping process:
상기 폐액에 함유되어 있는 수지 성분을 제거하는 수지 성분 제거 수단;Resin component removing means for removing the resin component contained in the waste liquid;
상기 폐액에 함유되어 있는 용제 성분을 정제하는 용제 성분 정제 수단; 및Solvent component purifying means for purifying the solvent component contained in the waste liquid; And
상기 용제 성분 정제 수단에 공급되는 폐액에 용제 성분을 보충하는 용제 성분 보충 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 용제 회수 장치.And a solvent component replenishing means for replenishing the solvent component in the waste liquid supplied to the solvent component refining means.
(2) 상기 (1)에 기재된 용제 회수 장치로서,(2) The solvent recovery device according to the above (1),
상기 용제 성분 정제 수단은 폐액중의 용제 성분보다도 낮은 비점을 가지는 저비점 불순물을 제거하는 제 1 증류탑, 및 폐액중의 용제 성분보다도 높은 비점을 가지는 고비점 불순물을 제거하는 제 2 증류탑에 의해 구성되어 있고,The solvent component purifying means is constituted by a first distillation column for removing low-boiling impurities having a lower boiling point than the solvent component in the waste liquid, and a second distillation column for removing high-boiling impurities having a higher boiling point than the solvent component in the waste liquid. ,
상기 용제 성분 보충 수단은 상기 제 1 증류탑 및 상기 제 2 증류탑 중 적어 도 한쪽의 증류탑에 용제 성분을 보충하는 것을 특징으로 하는 용제 회수 장치.And the solvent component replenishing means replenishes the solvent component in at least one of the first and second distillation columns.
(3) 상기 (2)에 기재된 용제 회수 장치로서,(3) The solvent recovery device according to the above (2),
상기 용제 성분 보충 수단은 상기 제 1 증류탑 및 상기 제 2 증류탑 중 적어도 한쪽의 증류탑에 공업급 용제를 보충하는 것을 특징으로 하는 용제 회수 장치.And said solvent component replenishing means replenishes an industrial grade solvent in at least one of said first distillation column and said second distillation column.
(4) 상기 (3)에 기재된 용제 회수 장치로서,(4) The solvent recovery device according to the above (3),
상기 공업급 용제에 함유되어 있는 불순물의 농도를 검출하는 불순물 농도 검출 수단을 구비하고,Impurity concentration detection means for detecting the concentration of impurities contained in the industrial grade solvent,
상기 용제 성분 보충 수단은 상기 불순물 농도 검출 수단에 의한 검출값에 의거하여 공업급 용제의 보충지를 제 1 증류탑과 제 2 증류탑 사이에서 변경하는 것을 특징으로 하는 용제 회수 장치.And the solvent component replenishing means changes the replenishment of the industrial grade solvent between the first distillation column and the second distillation column on the basis of the detection value by the impurity concentration detecting means.
(5) 상기 (1) 내지 상기 (4) 중 어느 하나에 기재된 용제 회수 장치로서,(5) The solvent recovery device according to any one of (1) to (4),
상기 용제 성분 정제 수단의 후단에 용제 농도 검출 수단이 설치되어 있고, 상기 용제 성분 정제 수단의 후단의 용제 농도를 검출하고, 상기 용제 성분 보충 수단에 의한 용제 성분의 보충량을 조정하고, 상기 용제 성분 정제 수단의 후단의 용제 농도를 소정 농도 범위내에서 유지하는 것을 특징으로 하는 용제 회수 장치.A solvent concentration detection means is provided at the rear end of the solvent component purification means, detects the solvent concentration at the rear end of the solvent component purification means, adjusts the replenishment amount of the solvent component by the solvent component replenishment means, and the solvent component. A solvent recovery apparatus, wherein the solvent concentration at the rear end of the purification means is maintained within a predetermined concentration range.
(6) 상기 (1) 내지 상기 (5) 중 어느 하나에 기재된 용제 회수 장치로서,(6) The solvent recovery apparatus as described in any one of said (1)-(5),
상기 폐액중의 용제 성분은 레지스트의 박리액인 것을 특징으로 하는 용제 회수 장치.The solvent recovery apparatus of the said waste liquid is a peeling liquid of a resist.
(7) 상기 (1) 내지 상기 (5) 중 어느 하나에 기재된 용제 회수 장치로서,(7) The solvent recovery apparatus as described in any one of said (1)-(5),
상기 폐액중의 용제 성분은 시너인 것을 특징으로 하는 용제 회수 장치.A solvent recovery device, characterized in that the solvent component in the waste liquid is thinner.
(8) 상기 (1) 내지 상기 (5) 중 어느 하나에 기재된 용제 회수 장치로서,(8) The solvent recovery apparatus as described in any one of said (1)-(5),
상기 수지 성분 제거 수단은 내주면을 가열가능한 증발면으로서 가지는 밀폐상의 통본체, 및 상기 통본체내에 배치됨과 아울러 그 외주면에 방사상으로 브러시를 가지는 회전체를 구비하는 수지 성분 제거 장치인 것을 특징으로 하는 용제 회수 장치.The resin component removal means is a resin component removal device comprising an airtight cylindrical body having an inner circumferential surface as a heatable evaporation surface, and a rotating body disposed in the cylindrical body and radially having a brush on its outer circumferential surface. Recovery device.
(9) 레지스트 박리 공정에서 배출되는 폐액으로부터 용제를 회수하는 방법으로서:(9) A method for recovering a solvent from waste liquid discharged from a resist stripping step:
상기 폐액에 함유되어 있는 수지 성분을 제거하는 수지 성분 제거 공정;A resin component removing step of removing the resin component contained in the waste liquid;
상기 폐액에 함유되어 있는 용제 성분을 정제하는 용제 성분 정제 공정; 및A solvent component purification step of purifying the solvent component contained in the waste liquid; And
상기 용제 성분 정제 공정에 공급되는 폐액에 용제 성분을 보충하는 용제 성분 보충 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 용제 회수 방법.And a solvent component replenishing step of replenishing the solvent component in the waste liquid supplied to the solvent component refining process.
(10) 상기 (9)에 기재된 용제 회수 방법으로서,(10) As a solvent recovery method as described in said (9),
상기 용제 성분 정제 공정은 상기 폐액중의 용제 성분보다도 낮은 비점을 가지는 저비점 불순물을 제 1 증류탑에 의해 제거하는 공정, 및 상기 폐액중의 용제 성분보다도 높은 비점을 가지는 고비점 불순물을 제 2 증류탑에 의해 제거하는 공정을 가지며,The solvent component purification step includes a step of removing a low boiling point impurity having a lower boiling point than the solvent component in the waste liquid by a first distillation column, and a high boiling point impurity having a higher boiling point than the solvent component in the waste liquid by a second distillation column. Has a process of removing,
상기 용제 성분 보충 공정에서는 상기 제 1 증류탑 및 상기 제 2 증류탑 중 적어도 한쪽의 증류탑에 용제 성분을 보충하는 것을 특징으로 하는 용제 회수 방법.In the solvent component refilling step, a solvent component is replenished in at least one of the distillation column of the first distillation column and the second distillation column.
(11) 상기 (10)에 기재된 용제 회수 방법으로서,(11) As a solvent recovery method as described in said (10),
상기 용제 성분 보충 공정에서는 상기 제 1 증류탑 및 상기 제 2 증류탑 중 적어도 한쪽의 증류탑에 공업급 용제를 보충하는 것을 특징으로 하는 용제 회수 방법.In the solvent component replenishing step, a solvent recovery method comprising replenishing an industrial grade solvent to at least one of the first and second distillation columns.
(12) 상기 (9) 내지 상기 (11) 중 어느 하나에 기재된 용제 회수 방법으로서,(12) The solvent recovery method according to any one of the above (9) to (11),
상기 용제 성분 정제 수단의 후단에 용제 농도 검출 수단을 설치하고, 상기 용제 성분 정제 수단의 후단의 용제 농도를 검출하고, 상기 용제 성분 보충 수단에 의한 용제 성분의 보충량을 조정하고, 상기 용제 성분 정제 수단의 후단의 용제 농도를 소정 농도 범위내에서 유지하는 것을 특징으로 하는 용제 회수 방법.A solvent concentration detection means is provided at the rear end of the solvent component purification means, the solvent concentration at the rear end of the solvent component purification means is detected, the replenishment amount of the solvent component by the solvent component replenishment means is adjusted, and the solvent component purification is performed. A solvent recovery method characterized by maintaining the solvent concentration at the rear end of the means within a predetermined concentration range.
(13) 상기 (9) 내지 상기 (12) 중 어느 하나에 기재된 용제 회수 방법으로서, (13) As a solvent recovery method in any one of said (9)-(12),
상기 폐액중의 용제 성분은 레지스트의 박리액인 것을 특징으로 하는 용제 회수 방법.The solvent recovery method of the said waste liquid is a peeling liquid of a resist.
(14) 상기 (9) 내지 상기 (12) 중 어느 하나에 기재된 용제 회수 방법으로서,(14) As a solvent recovery method in any one of said (9)-(12),
상기 폐액중의 용제 성분은 시너인 것을 특징으로 하는 용제 회수 방법.A solvent recovery method, characterized in that the solvent component in the waste liquid is thinner.
본 발명에 있어서의 「용제」로는, 레지스트 박리 공정에서 이용되는 각종의 용제, 예컨대, 레지스트를 제거하기 위한 박리액이나, 기판의 세정용에 이용되는 시너 등을 지시하고 있다. 레지스트의 박리액으로서는, 예컨대, MEA와 DMSO, 또는 MEA와 BDG를 소정의 비율로 혼합한 용제 등을 이용할 수 있다. 기판 세정용의 시너 로서는, 예컨대, PGMEA와 PGME를 혼합한 용제 등을 이용할 수 있다.As the "solvent" in the present invention, various solvents used in the resist stripping step, for example, a stripping solution for removing the resist, a thinner used for cleaning the substrate, and the like are indicated. As a peeling liquid of a resist, the solvent etc. which mixed MEA and DMSO, or MEA and BDG in predetermined ratio can be used, for example. As the thinner for cleaning the substrate, for example, a solvent in which PGMEA and PGME are mixed can be used.
본 발명에 있어서의 「저비점 불순물」으로는, 용제 성분보다도 낮은 비점을 가지는 불순물이며, 전형적으로는 폐액에 함유되어 있는 물이다. 또한, 본 발명에 있어서의 「고비점 불순물」으로는, 용제 성분보다도 높은 비점을 가지는 불순물이다.The "low boiling point impurity" in the present invention is an impurity having a boiling point lower than that of the solvent component, and is typically water contained in the waste liquid. In addition, as a "high boiling point impurity" in this invention, it is an impurity which has a boiling point higher than a solvent component.
본 발명에 있어서의 「수지 성분 제거 수단」으로는, 폐액중에 용해 또는 유리(遊離)되어 있는 수지 성분을 제거할 수 있는 장치 전반을 지시하고 있다. 이러한 장치로서는, 예컨대, 가열된 금속제의 면에 폐액을 접촉시켜서 수지 성분에 대표되는 불휘발성 성분만을 분리하는 장치를 이용할 수 있다. 예컨대, 내주면을 가열가능한 증발면으로서 가지는 밀폐상의 통본체, 및 상기 통본체내에 배치됨과 아울러 그 외주면에 방사상으로 브러시를 가지는 회전체를 구비하고, 상기 증발면과 상기 회전체 사이에 상기 폐액을 공급하고, 가열된 상기 증발면에 상기 폐액을 접촉시킴으로써, 상기 폐액중의 저비점 불순물과 용제 성분을 증발시킴과 아울러 수지 성분을 유하(流下)시킬 수 있는 유하 막식의 증발 분리 장치를 이용할 수 있다.As the "resin component removing means" in the present invention, the overall apparatus capable of removing the resin component dissolved or liberated in the waste liquid is indicated. As such an apparatus, for example, an apparatus for separating only the nonvolatile components represented by the resin component by bringing the waste liquid into contact with the heated metal surface can be used. For example, a closed cylindrical body having an inner circumferential surface as a heatable evaporation surface, and a rotating body disposed in the cylindrical body and having a brush radially on the outer circumferential surface thereof, the waste liquid is supplied between the evaporating surface and the rotating body. By contacting the heated evaporation surface with the waste liquid, a falling film type evaporation separation apparatus capable of evaporating the low boiling point impurity and the solvent component in the waste liquid and allowing the resin component to flow down can be used.
본 발명에 있어서의 「용제 성분 정제 수단」으로는, 폐액중의 용제 성분을 정제할 수 있는 장치 전반을 지시하고 있다. 이러한 장치로서는, 증류탑, 정류탑, 증발캔 등을 이용할 수 있다. 증류탑으로서는, 예컨대, 탑의 내부에 복수의 트레이가 배치된 다단식의 증류탑을 이용해도 좋고, 탑의 내부에 라시히링(raschig ring) 등의 충전물이 충전된 증류탑을 이용해도 좋다.As a "solvent component purification means" in this invention, the whole apparatus which can refine | purify the solvent component in a waste liquid is indicated. As such an apparatus, a distillation column, a rectifying column, an evaporation can, or the like can be used. As the distillation column, for example, a multi-stage distillation column in which a plurality of trays are arranged inside the tower may be used, or a distillation column in which packings such as raschig rings are filled in the tower may be used.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described in detail, referring drawings.
본 실시형태에서는, 반도체나 액정 디스플레이를 제조할 때의 레지스트 박리 공정에서 배출되는 폐액으로부터 용제를 회수하기 위한 장치 및 방법에 대해서 설명한다. 레지스트 박리 공정에서 배출되는 폐액은 용제 성분 이외에도 레지스트 수지, 물, 반응 생성물, 중금속류, 미립자 등의 불순물을 포함하고 있다.In this embodiment, the apparatus and method for recovering a solvent from the waste liquid discharged | emitted at the resist stripping process at the time of manufacturing a semiconductor or a liquid crystal display are demonstrated. In addition to the solvent component, the waste liquid discharged from the resist stripping step contains impurities such as resist resin, water, reaction products, heavy metals, and fine particles.
도 1은 본 실시형태에 따른 용제 회수 방법의 흐름도이다.1 is a flowchart of a solvent recovery method according to the present embodiment.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에서는, 레지스트 박리 공정에서 배출되는 폐액으로부터 수지 성분을 제거하고(수지 성분 제거 공정), 그 후, 수지 성분이 제거된 폐액의 용제 성분을 정제한다(용제 성분 정제 공정). 이것에 의해, 레지스트 박리 공정의 폐액으로부터 수지 성분 및 각종 불순물이 제거된 고농도의 용제 성분을 회수할 수 있다.As shown in FIG. 1, in this embodiment, the resin component is removed from the waste liquid discharged | emitted at the resist stripping process (resin component removal process), and the solvent component of the waste liquid from which the resin component was removed after that is refine | purified (solvent component Purification process). Thereby, the high concentration solvent component from which the resin component and various impurities were removed from the waste liquid of a resist peeling process can be collect | recovered.
도 1에 나타낸 바와 같이, 폐액중의 용제 성분을 정제하는 용제 성분 정제 공정은 수지 성분이 제거된 폐액으로부터 수분 등의 저비점 불순물을 제거하는 공정(저비점 불순물 제거 공정), 및 수지 성분이 제거된 폐액으로부터 중금속류나 기타 고비점 불순물을 제거하는 공정(고비점 불순물 제거 공정)의 2개의 공정에 의해 구성되어 있다.As shown in Fig. 1, the solvent component purification step of purifying the solvent component in the waste liquid includes a step of removing low-boiling impurities such as water from the waste liquid from which the resin component has been removed (low boiling point impurity removal step), and a waste liquid from which the resin component has been removed. It consists of two processes of removing heavy metals and other high boiling point impurities from the process (high boiling point impurity removal process).
수지 성분 제거 공정에서는, 용제에 의해 박리됨으로써 폐액중에 용해 또는 유리되어 있는 레지스트 수지를 제거한다. 이와 같이, 용제 성분 정제 공정보다도 전단측에 수지 성분 제거 공정이 배치되어 있음으로써 불휘발성의 레지스트 수지를 폐액중에서 최초에 제거할 수 있다. 이 때문에, 후단의 공정에 있어서, 레지스트 수지가 폐액중에 유리됨으로써 기기에 막힘 등이 생기는 것을 방지할 수 있다.In a resin component removal process, the resist resin melt | dissolved or liberated in the waste liquid is removed by peeling with a solvent. As described above, the resin component removal step is disposed on the front end side of the solvent component purification step so that the nonvolatile resist resin can be first removed from the waste liquid. For this reason, clogging etc. can be prevented in an apparatus by a resist resin being liberated in waste liquid in a process of a subsequent step.
폐액중에서 수지 성분을 제거하기 위해서는, 폐액을 증발시킴으로써 수지 성분을 제거하는 증발 분리 장치, 예컨대, 증발캔이나 디스크 드라이어 등을 이용할 수 있다. 또한, 가열된 금속제의 면에 폐액을 접촉시켜서 수지 성분을 분리하는 장치를 이용할 수 있다. 예컨대, 내주면을 가열가능한 증발면으로서 가지는 밀폐상의 통본체, 및 상기 통본체내에 배치됨과 아울러 그 외주면에 방사상으로 브러시를 가지는 회전체를 구비하고, 상기 증발면과 상기 회전체 사이에 상기 폐액을 공급하고, 가열된 상기 증발면에 상기 폐액을 접촉시킴으로써 상기 폐액중의 휘발성 성분(저비점 불순물과 용제 성분 및 일부 고비점 불순물)을 증발시킴과 아울러, 상기 폐액중의 수지 성분을 유하시켜서 분리할 수 있는 유하 막식의 증발 분리 장치를 이용할 수 있다. 유하 막식의 증발 분리 장치를 이용함으로써 폐액에 함유되어 있는 레지스트 수지를 거의 완전히 제거할 수 있다.In order to remove the resin component from the waste liquid, an evaporation separation apparatus for removing the resin component by evaporating the waste liquid, for example, an evaporation can or a disk dryer, can be used. Moreover, the apparatus which isolate | separates a resin component by making a waste liquid contact the heated metal surface can be used. For example, a closed cylindrical body having an inner circumferential surface as a heatable evaporation surface, and a rotating body disposed in the cylindrical body and having a brush radially on the outer circumferential surface thereof, the waste liquid is supplied between the evaporating surface and the rotating body. By contacting the waste liquid to the heated evaporation surface, the volatile components (low-boiling impurities, solvent components and some high-boiling impurities) in the waste liquid are evaporated, and the resin component in the waste liquid can be separated by falling. A falling film type evaporation separator can be used. By using the falling film type evaporation separation apparatus, the resist resin contained in the waste liquid can be almost completely removed.
저비점 불순물 제거 공정에서는, 상술한 수지 성분 제거 공정에서 수지 성분이 제거된 폐액으로부터 폐액중의 용제 성분보다도 낮은 비점을 가지는 저비점 불순물을 제거한다. 상기 「저비점 불순물」으로는, 예컨대, 폐액에 함유되어 있는 수분 등이다.In the low boiling point impurity removal process, the low boiling point impurity which has a boiling point lower than the solvent component in the waste liquid is removed from the waste liquid from which the resin component was removed in the above-mentioned resin component removal process. As said "low boiling point impurity", it is water etc. which are contained in waste liquid, for example.
폐액중에서 저비점 불순물을 제거하기 위해서는, 바람직하게는 증류탑을 이용할 수 있다. 이 증류탑은 탑의 내부에 복수의 트레이가 배치되어 있는 다단식의 증류탑이어도 좋고, 탑의 내부에 라시히링 등의 충전물이 충전되어 있는 증류탑이어도 좋다. 또한, 다단식의 트레이의 부분, 및 충전물이 충전되어 있는 부분을 상하에 겸비하는 증류탑이어도 좋다. 수지 성분이 제거된 폐액을 증류탑에 공급함으 로써 증류탑 탑정상부로부터는, 수분 등의 저비점 불순물을 포함하는 응축액을 얻을 수 있다. 또한, 증류탑 탑저부로부터는, 수지 성분 및 저비점 불순물이 제거된 폐액을 얻을 수 있다.In order to remove low boiling point impurities from the waste liquid, a distillation column can be preferably used. The distillation column may be a multi-stage distillation column in which a plurality of trays are arranged inside the tower, or may be a distillation column in which fillers such as lashing rings are filled in the tower. Moreover, the distillation column which combines the part of a tray of a multistage type | mold, and the part in which a packing material is filled up and down may be sufficient. By supplying the waste liquid from which the resin component has been removed to the distillation column, a condensate containing low boiling point impurities such as water can be obtained from the top of the column. Moreover, the waste liquid from which the resin component and the low boiling point impurity were removed can be obtained from the bottom part of a distillation column.
그런데, 레지스트 수지를 박리하기 위한 용제로서 MEA 등이 이용되어 있는 경우에는, 이 MEA가 대기중의 이산화탄소 등을 흡수하여 각종의 염류(탄산염)를 형성하는 경우가 있다. 본 실시형태에서는, 상술한 저비점 불순물 제거 공정에 있어서, 수분 등의 저비점 불순물뿐만 아니라, 폐액중에 용해하고 있는 이산화탄소 등의 기체 성분도 제거할 수 있다. 따라서, 폐액중에서 각종의 염류가 형성되는 것을 방지할 수 있다. 이 경우, 용제 성분의 순도가 향상됨과 아울러, 후단의 기기에 있어서, 폐액중에 염류가 석출되어 막힘 등이 발생하는 것을 방지할 수 있다.By the way, when MEA etc. are used as a solvent for peeling a resist resin, this MEA may absorb carbon dioxide etc. in air | atmosphere, and may form various salts (carbonates). In this embodiment, in the low-boiling-point impurity removal process mentioned above, not only low-boiling-point impurities, such as water, but also gas components, such as carbon dioxide dissolved in waste liquid, can be removed. Therefore, it is possible to prevent the formation of various salts in the waste liquid. In this case, the purity of the solvent component is improved, and in the apparatus at a later stage, salts can be precipitated in the waste liquid to prevent clogging and the like.
고비점 불순물 제거 공정에서는, 상술한 수지 성분 제거 공정에 있어서 수지 성분이 제거된 폐액으로부터 폐액중의 용제 성분보다도 높은 비점을 가지는 고비점 불순물을 제거한다. 또한, 이 고비점 불순물 제거 공정에서는, 폐액에 용해되어 있는 중금속류, 예컨대, 나트륨, 마그네슘, 망간, 구리, 철 등도 제거할 수 있다.In the high boiling point impurity removal process, the high boiling point impurity which has a boiling point higher than the solvent component in the waste liquid is removed from the waste liquid from which the resin component was removed in the above-mentioned resin component removal process. In this high boiling point impurity removal step, heavy metals such as sodium, magnesium, manganese, copper, iron and the like dissolved in the waste liquid can also be removed.
폐액중에서 고비점 불순물을 제거하기 위해서는, 바람직하게는 증류탑을 이용할 수 있다. 이 증류탑은 탑의 내부에 복수의 트레이가 배치되어 있는 다단식의 증류탑이어도 좋고, 탑의 내부에 라시히링 등의 충전물이 충전되어 있는 증류탑이어도 좋다. 또한, 다단식의 트레이의 부분, 및 충전물이 충전되어 있는 부분을 상하에 겸비하는 증류탑이어도 좋다. 수지 성분이 제거된 폐액을 증류탑에 공급함으로써, 증류탑 탑정상부로부터는, 수지 성분 및 고비점 불순물이 제거된 폐액, 즉, 각종의 불순물이 제거된 후의 정제된 용제 성분을 회수할 수 있다. 또한, 증류탑 탑저부로부터는, 고비점 불순물을 포함하는 잔액을 얻을 수 있다.In order to remove high boiling point impurities from the waste liquid, a distillation column can be preferably used. The distillation column may be a multi-stage distillation column in which a plurality of trays are arranged inside the tower, or may be a distillation column in which fillers such as lashing rings are filled in the tower. Moreover, the distillation column which combines the part of a tray of a multistage type | mold, and the part in which a packing material is filled up and down may be sufficient. By supplying the waste liquid from which the resin component has been removed to the distillation column, the waste liquid from which the resin component and the high boiling point impurities have been removed, that is, the purified solvent component after the removal of various impurities can be recovered from the top of the column. In addition, a residual liquid containing high boiling point impurities can be obtained from the bottom of the distillation column.
일반적으로, 액정이나 반도체 제조 공장내에 있어서의 레지스트의 박리 공정에서는, 예컨대, MEA와 DMSO, 또는 MEA와 BDG의 혼합물인 박리액이 기판이나 실리콘 웨이퍼에 동반됨으로써 소량씩 없어져 버리는 것이 통상이다. 또한, 폐액으로부터 용제를 회수하는 공정에서는, 폐액중의 용제 성분이 증류탑 탑정상부 등으로부터 대기중에 휘산되어 소량씩 없어져 버리는 것이 통상이다. 따라서, 회수된 박리액을 재사용하는 것만으로는, 레지스트의 박리 공정에서 사용되는 박리액이 부족하기 때문에, 신품의 박리액을 구입하여 보충하지 않으면 안된다. 이 경우, 고가인 박리액을 조달하기 위해서 비용이 높아진다고 하는 문제가 있다.Generally, in the peeling process of the resist in a liquid crystal or a semiconductor manufacturing plant, it is usual for the peeling liquid which is MEA and DMSO, or a mixture of MEA and BDG to accompany a board | substrate or a silicon wafer, and is lost little by little. In the process of recovering the solvent from the waste liquid, the solvent component in the waste liquid is usually volatilized in the air from the top of the distillation column or the like and is lost little by little. Therefore, since only the recycled stripping solution is reused, the stripping solution used in the resist stripping step is insufficient, so a new stripping solution must be purchased and replenished. In this case, there exists a problem that cost becomes high in order to procure expensive peeling liquid.
더욱이, 박리액의 회수 공정에 있어서, 박리액중의 용제 성분이 소량씩 없어져 버리기 때문에, 회수된 박리액은 신품의 박리액과 비교하면 용제의 혼합 비율에 차이가 생긴다고 하는 문제가 있다. 이 때문에, 종래 기술에 있어서의 용제 회수 방법에서는, 폐액중의 용제 성분을 정제하여 얻어진 회수액에 대하여, 농도가 낮아진 용제 성분을 보충하여 혼합 비율을 조절할 필요가 있었다. 이 경우, 고순도로 정제된 시판의 전자급의 용제(단일 성분의 용제)을 조달하기 위한 비용이 높아진다고 하는 문제가 있었다.In addition, in the recovery step of the stripping solution, since the solvent component in the stripping solution is lost little by little, there is a problem that the recovered stripping solution causes a difference in the mixing ratio of the solvent as compared with the new stripping solution. For this reason, in the solvent recovery method in the prior art, it was necessary to replenish the solvent component of which concentration was low with respect to the recovery liquid obtained by refine | purifying the solvent component in waste liquid, and to adjust a mixing ratio. In this case, there exists a problem that the cost for procuring the commercially available electronic grade solvent (single component solvent) refine | purified with high purity becomes high.
본 실시형태에 있어서의 용제 회수 방법에 의하면, 이러한 문제가 해결된다. 즉, 본 실시형태에 있어서의 용제 회수 방법에서는, 도 1의 흐름도에 나타낸 바와 같이, 폐액으로부터 회수된 용제에 대하여 「전자급 용제」를 보충하는 것이 아니고, 용제 성분 정제 공정에 공급되는 폐액, 즉, 용제 성분 정제 공정에 있어서 이것으로부터 정제되는 폐액에 대하여 일반적인 「공업급 용제」를 보충한다. 이것에 의해, 폐액에 함유되어 있는 용제 성분뿐만 아니라, 보충된 공업급 용제도 용제 성분 정제 공정에 있어서 정제되게 된다. 따라서, 전자급의 용제를 보충하는 것없이, 레지스트 박리 공정에 있어서 재사용하는 것이 가능한 고농도를 가지는 용제를 회수할 수 있다. 이 방법에 의하면, 공업급의 용제를 보충하면 좋으므로, 전자급의 용제나 신품의 박리액의 조달이 불필요해져, 종래의 방법보다도 저비용으로 용제의 재이용이 가능하게 된다.According to the solvent collection method in this embodiment, such a problem is solved. That is, in the solvent recovery method in the present embodiment, as shown in the flowchart of FIG. 1, the "liquid-grade solvent" is not replenished with the solvent recovered from the waste liquid, but the waste liquid supplied to the solvent component refining process, that is, The general "industrial grade solvent" is replenished with respect to the waste liquid refine | purified from this in a solvent component purification process. As a result, not only the solvent component contained in the waste liquid, but also the replenished industrial grade solvent is purified in the solvent component purification step. Therefore, a solvent having a high concentration that can be reused in the resist stripping step can be recovered without replenishing the electronic grade solvent. According to this method, it is only necessary to replenish the industrial grade solvent, so that the procurement of the electronic grade solvent and the new release liquid is unnecessary, and the solvent can be reused at a lower cost than the conventional method.
또한, 용제 성분 정제 공정에 공급되는 폐액에 공업급 용제를 보충하기 위해서는, 저비점 불순물 제거 공정에 공급되는 폐액에만 공업급 용제를 보충해도 좋고, 고비점 불순물 제거 공정에 공급되는 폐액에만 공업급 용제를 보충해도 좋다. 또한, 도 1의 흐름도에 나타낸 바와 같이, 저비점 불순물 제거 공정 및 고비점 불순물 제거 공정 각각에 공급되는 폐액에 대하여 공업급 용제를 보충해도 좋다.In addition, in order to replenish the industrial grade solvent to the waste liquid supplied to the solvent component refining process, only the industrial grade solvent may be replenished to the waste liquid supplied to the low boiling point impurity removal process, and only the industrial grade solvent may be supplied to the waste liquid supplied to the high boiling point impurity removal process. You may supplement. In addition, as shown in the flowchart of FIG. 1, an industrial grade solvent may be replenished with the waste liquid supplied to each of the low boiling point impurity removal process and the high boiling point impurity removal process.
본 발명의 실시예에 대해서 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 2는 용제 회수 장치(1)의 전체 구성도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 있어서의 용제 회수 장치(1)는 레지스트 박리 공정에서 배출되는 폐액으로부터 수지 성분을 제거하는 수지 성분 제거 장치(10), 수지 성분이 제거된 폐액으로부터 저비점 불순물을 제거하는 제 1 증류탑(20)(저비점 불순물 제거 수단), 및 수지 성분이 제거된 폐액으로부터 고비점 불순물을 제거하는 제 2 증류탑(30)(고비점 불순물 제거 수단)을 구비하고 있다. 제 1 증류탑(20) 및 제 2 증류탑(30) 을 합친 것이지만, 본 발명에 있어서의 용제 성분 정제 수단(50)에 대응하고 있다.2 is an overall configuration diagram of the solvent recovery device 1. As shown in FIG. 2, the solvent recovery apparatus 1 in this embodiment is a resin
액정이나 반도체 제조 공장 등의 레지스트 박리 공정으로부터 배출되는 폐액(L)은 폐액 저류조(2)에 일단 저류된다. 폐액 저류조(2)에 저류된 폐액(L)은 펌프(3)에 의해 압송되어 수지 성분 제거 장치(10)에 공급된다.The waste liquid L discharged from a resist stripping process such as a liquid crystal or a semiconductor manufacturing factory is once stored in the waste liquid storage tank 2. The waste liquid L stored in the waste liquid storage tank 2 is pumped by the pump 3 and supplied to the resin
도 3은 수지 성분 제거 장치(10)의 내부 구조를 나타내는 도면이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 수지 성분 제거 장치(10)는 내주면을 가열가능한 증발면(17)으로서 가지는 밀폐상의 통본체(11), 및 상기 통본체(11)내에 배치됨과 아울러 그 외주면에 방사상으로 브러시(19)를 가지는 회전체(18)를 구비하는 유하 막식의 증발 분리 장치이다. 통본체(11)의 주위에는 중공상의 재킷부(16)가 형성됨과 아울러, 이 재킷부(16)에 증기를 공급할 수 있는 공급구(16a), 및 이 재킷부(16)로부터 증기를 배출할 수 있는 배출구(16b)가 형성되어 있다. 상기 공급구(16a)로부터 재킷부(16)에 증기가 공급됨으로써, 증발면(17)이 가열된다.3 is a diagram illustrating an internal structure of the resin
수지 성분 제거 장치(10)에 공급된 폐액(L)은 회전 원판상에 유하되고, 원심력에 의해 거의 균일하게 방사 방향으로 흘러, 증발면(17)과 브러시(19) 사이에 공급된다. 그리고, 폐액(L)이 증발면(17)에 접촉됨으로써, 폐액(L)중에 유리 또는 용존된 수지 성분이 증발면(17)을 타서 하방으로 유하됨과 아울러, 수지 성분 이외의 성분이 증발되어 증기 배출구(18a)로부터 배출된다. 이것에 의해, 폐액(L)중의 수지 성분과 그 밖의 성분이 분리된다. 통본체(11)에 대하여 동축으로 설치된 회전체(18)는 모터(19a)에 의해 회전되고, 이 회전체(18)의 외주에 방사상으로 설치된 브러시(19)에 의해 수지 성분의 분리가 촉진된다.The waste liquid L supplied to the resin
폐액(L)으로부터 분리된 수지 성분은 수지 성분 제거 장치(10)의 하부에 설치된 배관(16c)을 통하여 수지 성분 저류조(4)에 배출된다. 한편, 수지 성분이 제거된 폐액(L1)은 배관(5)을 통하여 제 1 증류탑(20)의 중단부에 공급된다.The resin component separated from the waste liquid L is discharged to the resin component storage tank 4 through the
제 1 증류탑(20)의 중단부에 폐액(L1)이 공급됨으로써, 그 폐액(L1)중의 저비점 불순물이 제거된다.By supplying the waste liquid L1 to the stop portion of the
즉, 제 1 증류탑(20)은 충전식의 증류탑이며, 상단측에 충전물(20a)이 충전되어 있고, 하단측에는 충전물(20b)이 충전되어 있다. 제 1 증류탑(20)의 중단부에 폐액(L1)이 공급되면, 제 1 증류탑(20)의 탑정상부로부터는, 저비점 불순물, 즉 수분을 많이 포함하는 폐액(L2)을 얻을 수 있다. 제 1 증류탑(20) 탑저부로부터는, 저비점 불순물(수분)이 제거된 폐액(L3)을 얻을 수 있다.That is, the
저비점 불순물(수분)을 많이 포함하는 폐액(L2)은 제 1 증류탑(20)의 탑정상부에 형성된 증기 배출구(22)로부터 배출된다. 증기 배출구(22)로부터 배출된 폐액(L2)은 제 1 콘덴서(24) 및 제 1 벤트(vent) 콘덴서(25)에 의해 액화되고 나서, 환류조(26)에 저류된다. 환류조(26)에 저류된 폐액(L2)은 배관(28)을 통하여 그 일부가 제 1 증류탑(20)에 반송됨과 아울러, 배관(27)을 통하여 저비점 불순물 저류조(29)에 저류된다. 이 때의 환류비는 탑저부로부터 얻어지는 폐액(L3)의 수분 농도 등을 감시하면서 적절히 결정된다.The waste liquid L2 containing a lot of low boiling point impurities (water) is discharged from the
저비점 불순물이 제거된 폐액(L3)은 제 1 증류탑(20)의 탑저부에 설치된 탑내 저류조(23)에 저류된다. 탑내 저류조(23)는 도시되지 않은 스팀 헤더로부터 공급되는 증기에 의해 가열되고, 탑내 저류조(23)는 리보일러로서 기능하고 있다. 탑 내 저류조(23)에 저류된 폐액(L3)은 펌프(23a)에 의해 압송되어, 배관(23b)을 통하여 제 2 증류탑(30)의 하단부에 공급된다.The waste liquid L3 from which the low boiling point impurities have been removed is stored in the
제 2 증류탑(30)의 하단부에 폐액(L3)이 공급됨으로써, 그 폐액(L3)중의 고비점 불순물이 제거된다.The waste liquid L3 is supplied to the lower end of the
즉, 제 2 증류탑(30)은 충전식의 증류탑이며, 상단측에 충전물(30a)이 충전되어 있다. 제 2 증류탑(30)의 하단부에 폐액(L3)이 공급되면, 제 2 증류탑(30)의 탑정상부로부터는, 고비점 불순물이 제거된 회수액(L4)을 얻을 수 있다. 제 2 증류탑(30)의 탑저부로부터는, 고비점 불순물 및 중금속류 등을 많이 포함하는 폐액(L5)을 얻을 수 있다.That is, the
고비점 불순물 및 중금속류가 제거된 회수액(L4)은 제 2 증류탑(30)의 탑정상부에 형성된 증기 배출구(32)로부터 배출된다. 증기 배출구(32)로부터 배출된 회수액(L4)은 제 2 콘덴서(34) 및 제 2 벤트 콘덴서(35)에 의해 액화되고 나서, 환류조(36)에 저류된다. 환류조(36)에 저류된 회수액(L4)은 배관(38)을 통하여 그 일부가 제 2 증류탑(30)에 반송됨과 아울러, 배관(37a, 37b)을 통하여 제 1 회수액조(39a) 및 제 2 회수액조(39b)에 저류된다. 이 때의 환류비는 탑정상부로부터 얻어지는 회수액(L4)의 용제 농도 등을 감시하면서 적절히 결정된다.The recovery liquid L4 from which the high boiling point impurities and the heavy metals are removed is discharged from the
고저비점 불순물 및 중금속을 많이 포함하는 폐액(L5)은 제 2 증류탑(30)의 탑저부에 설치된 탑내 저류조(33)에 저류된다. 탑내 저류조(33)는 도시되지 않은 스팀 헤드로부터 공급되는 증기에 의해 가열되고, 탑내 저류조(33)는 리보일러로서 기능하고 있다. 탑내 저류조(33)에 저류된 폐액(L5)의 일부는 펌프(33a)에 의해 압 송되어, 배관(33b)을 통하여 수지 성분 제거 장치(10)에 반송된다. 또한, 필요에 따라서, 이 폐액(L5)은 수지 성분 저류조(4)로 이송된다.The waste liquid L5 containing a lot of high boiling point impurities and heavy metals is stored in the column storage tank 33 provided at the bottom of the
이상 설명한 바와 같이, 레지스트 박리 공정으로부터 배출되는 폐액(L)은 수지 성분 제거 장치(10)에 의해 수지 성분(레지스트 수지)이 제거된 후에, 제 1 증류탑(20)에 의해 저비점 불순물(수분)이 제거되어, 제 2 증류탑(30)에 의해 고비점 불순물이 제거된다. 이것에 의해, 폐액(L)으로부터 고농도의 용제를 회수할 수 있다. 회수할 수 있는 용제의 예로서는, MEA와 DMSO를 혼합한 박리액, MEA와 BDG를 혼합한 박리액, 또는, PGMEA와 PGME를 혼합한 시너 등의 용제를 들 수 있다.As described above, after the resin component (resist resin) is removed by the resin
폐액(L)으로부터 회수된 용제[회수액(L6)]은 제 1 회수액조(39a) 및 제 2 회수액조(39b)에 저류된다. 제 1 회수액조(39a) 및 제 2 회수액조(39b)는 밸브(39c, 39d)의 조작에 의해 한쪽 또는 양쪽을 사용할 수 있다. 예컨대, 제 1 회수액조(39a)의 액위가 소정의 상한에 도달한 때는, 밸브(39c, 39d)의 조작에 의해 제 2 회수액조(39b)에 회수액(L6)을 저류하도록 유로를 변경하는 것이 가능하다.The solvent (recovery liquid L6) recovered from the waste liquid L is stored in the first
제 1 회수액조(39a) 및 제 2 회수액조(39b)에 저류된 회수액(L6)은 배관(40a, 40b)을 통하여 여과기(41)에 공급된다. 이 여과기(41)의 내부에는 불소 수지가공이 가해진 여재(濾材)가 내장되어 있어, 회수액(L6)중에 혼입되어 있는 협잡물 등이 이 여재에 의해 제거된다. 그리고, 이 여과기(41)를 통과한 회수액(L6)은 그 일부가 농도 검출 수단(42a)에 의해 샘플링되어 용제 및 불순물의 농도가 검출(측정)됨과 아울러, 레지스트 박리 공정에 있어서의 용제로서 재사용된다.The recovery liquid L6 stored in the first
상기 농도 검출 수단(42a)으로서는, 회수액(L6)중의 용제나 불순물의 농도를 검출할 수 있는 것이면, 어떤 수단도 이용할 수 있다. 예컨대, 회수액(L6)의 흡광도를 측정하는 흡광 광도계 등을 농도 검출 수단(42a)으로서 이용할 수 있다. 농도 검출 수단(42a)은 회수액(L6)중의 용제나 불순물의 농도를 리얼 타임으로 측정할 수 있는 센서인 것이 바람직하다. 이 농도 검출 수단(42a)에 의해 최종적으로 회수된 용제의 농도를 확인할 수 있다.As the
제 2 증류탑(30)(용제 성분 정제 수단(50))의 후단에는, 회수액(L4)중의 용제 농도를 검출하기 위한 용제 농도 검출 수단(42b)이 설치되어 있다. 제 2 증류탑(30)의 증기 배출구(32)로부터 배출되는 회수액(L4)은 제 2 콘덴서(34) 및 제 2 벤트 콘덴서(35)에 의해 액화되어 환류조(36)에 저류된 후에, 그 일부가 상기 용제 농도 검출 수단(42b)에 의해 샘플링되어 용제의 농도가 검출(측정)된다. 이 용제 농도 검출 수단(42b)에 의한 검출값에 의거하여 용제 성분 보충 수단(60)에 의한 용제 성분(공업급 용제)의 보충량을 조정하고, 제 2 증류탑(30)의 후단의 용제 농도를 소정의 농도 범위내에서 유지하도록 제어하고 있다.At the rear end of the second distillation column 30 (solvent component purification means 50), a solvent concentration detection means 42b for detecting the solvent concentration in the recovery liquid L4 is provided. After the recovery liquid L4 discharged from the
상기 용제 농도 검출 수단(42b)으로서는, 회수액(L6)중의 용제의 농도를 검출하는 것이면, 어떤 수단도 이용할 수 있다. 예컨대, 회수액(L6)의 흡광도를 측정하는 흡광 광도계 등을 용제 농도 검출 수단(42b)으로서 이용할 수 있다. 용제 농도 검출 수단(42b)은 회수액(L6)중의 용제의 농도를 리얼 타임으로 측정할 수 있는 센서인 것이 바람직하다.As the solvent
용제 농도 검출 수단(42b)은, 상술한 바와 같이, 제 2 증류탑(30)의 후단측에 설치하는 것이 바람직하지만, 제 2 증류탑(30)의 전단에 설치될 수도 있다. 제 2 증류탑(30)의 전단 및 후단의 양쪽에 설치될 수도 있다. 또한, 용제 농도 검출 수단(42b)은 제 1 증류탑(20)과 제 2 증류탑(30) 사이에 설치될 수도 있다. 또한, 제 1 증류탑(20)의 전단에 설치될 수도 있다.As described above, the solvent
또한, 용제의 성분이 복수인 경우에는, 각각의 성분의 농도를 용제 농도 검출 수단(42b)에 의해 검출하고, 각각의 성분의 농도가 소정의 범위내에서 유지되도록 각각의 성분의 보충량을 조정할 수도 있다.In addition, when there are a plurality of components of the solvent, the concentration of each component is detected by the solvent
또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제 1 벤트 콘덴서(25), 제 2 벤트 콘덴서(35), 저비점 불순물 저류조(29), 제 1 회수액조(39a), 및 제 2 회수액조(39b)는 각각 배관(43a, 43b)을 통하여 진공 펌프(43)에 접속되어 있다. 이것에 의해, 제 1 증류탑(20) 및 제 2 증류탑(30)의 내부를 대기압보다도 낮은 압력으로 유지하는 것이 가능하여, 보다 낮은 온도에서의 증류 조작을 가능하게 한다. 보다 낮은 온도에서 증류를 행함으로써, 증류탑의 내벽면의 부식 등을 방지할 수 있으므로, 증류탑의 사용 수명을 길게 할 수 있다.As shown in FIG. 2, the
또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 저비점 불순물 저류조(29), 제 1 회수액조(39a), 및 제 2 회수액조(39b)에는, 질소 가스를 도입할 수 있는 배관(44a, 44b, 44c)이 각각 접속되어 있다. 저비점 불순물 저류조(29), 제 1 회수액조(39a), 및 제 2 회수액조(39b)의 내부에 질소 가스를 보냄으로써, 각각의 조에 저류된 액체를 다음 공정에 보낼 수 있다. 이 경우, 펌프 등의 기계적인 송액 수단을 이용할 필요가 없으므로, 예컨대 막힘이나 마모 등의 불량의 발생을 방지할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 2, piping 44a, 44b, 44c which can introduce nitrogen gas into the low boiling point
본 실시예에 있어서의 용제 회수 장치(1)로는, 제 1 증류탑(20) 및 제 2 증 류탑(30)의 한쪽 또는 양쪽에 공업급 용제(L7)가 보충된다. 이것에 의해, 소정의 농도 범위내에 정제된 용제를 회수할 수 있다.As the solvent recovery apparatus 1 in this embodiment, an industrial grade solvent L7 is replenished in one or both of the
또한, 본 발명에 있어서, 「공업급 용제」로는, 중금속류 등의 불순물을 전자급 용제보다도 많이 포함하는 용제이다. 이 공업급 용제는 전자급 용제보다도 저급의 용제이다. 이것에 대하여, 「전자급 용제」로는, 공업급 용제보다도 고순도, 고농도로 정제되어 있는 용제이다. 이 전자급 용제는 시판품으로서 입수될 수 있다.In addition, in this invention, as an "industrial grade solvent", it is a solvent which contains more impurities, such as heavy metals, than an electronic grade solvent. This industrial grade solvent is a lower grade solvent than the electronic grade solvent. On the other hand, as an "electronic grade solvent", it is a solvent refine | purified with higher purity and higher concentration than an industrial grade solvent. This electronic grade solvent can be obtained as a commercial item.
공업급 용제(L7)는 용제 저류조(51)에 저류되어 있다. 공업급 용제(L7)가 복수의 용제 성분을 포함하는 경우에는, 복수의 용제 저류조를 설치할 수도 있다. 용제 저류조(51)에 저류되어 있는 공업급 용제(L7)는 펌프(52)에 의해 압송되어, 배관(53)을 통하여 제 1 증류탑(20) 및 제 2 증류탑(30)의 한쪽 또는 양쪽에 보충된다. 배관(53)은 제 1 증류탑(20) 및 제 2 증류탑(30)을 향하여 각각 분기되어 있고, 분기 후의 배관(54) 및 배관(55)에 밸브(54a, 55a)가 각각 설치되어 있다. 이 밸브(54a, 55a)를 조작함으로써, 제 1 증류탑(20) 및 제 2 증류탑(30)으로의 공업급 용제(L7)의 보충량을 각각 제어할 수 있다.The industrial grade solvent L7 is stored in the
상기 용제 저류조(51)가 본 발명에 있어서의 용제 성분 보충 수단(60)에 대응되어 있다. 이 용제 성분 보충 수단(60)은 제 1 증류탑(20) 및 제 2 증류탑(30)의 한쪽 또는 양쪽에 공급되는 폐액에 용제 성분을 보충한다.The
제 1 증류탑(20)의 중단부에 공업급 용제(L7)가 보충되면, 폐액(L1)에 포함되어 있는 용제 성분뿐만 아니라, 보충된 공업급 용제(L7)도 제 1 증류탑(20)에 있 어서 정제된다. 즉, 고순도로 정제된 전자급 용제를 보충하지 않아도 이 제 1 증류탑(20)에 있어서 공업급 용제(L7) 자체가 정제되므로, 최종적으로 고농도의 용제를 회수할 수 있다. 이 제 1 증류탑(20)에서는, 공업급 용제(L7)중의 저비점 불순물(주로 수분)이 제거된다.When the industrial grade solvent L7 is replenished in the middle portion of the
제 2 증류탑(30)의 중단부에 공업급 용제(L7)이 보충되면, 폐액(L3)에 포함되어 있는 용제 성분뿐만 아니라, 보충된 공업급 용제(L7)도 2 증류탑(30)에 있어서 정제된다. 즉, 고순도로 정제된 전자급 용제를 보충하지 않아도 이 제 2 증류탑(30)에 있어서 공업급 용제(L7) 자체가 정제되므로, 최종적으로 소정 농도로 고순도의 용제를 회수할 수 있다. 이 제 2 증류탑(30)에서는, 공업급 용제(L7)중의 고비점 불순물 및 중금속류 등이 제거된다.When the industrial grade solvent L7 is replenished in the middle portion of the
공업급 용제(L7)중에 저비점 불순물이 많이 포함되어 있을 경우에는, 공업급 용제(L7)를 제 1 증류탑(20)에 보충하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 공업급 용제(L7)가 제 1 증류탑(20)에서 정제되므로, 공업급 용제(L7)중의 저비점 불순물을 제거할 수 있다.When many low boiling-point impurities are contained in the industrial grade solvent L7, it is preferable to replenish the industrial grade solvent L7 to the
공업급 용제(L7)중에 저비점 불순물이 그다지 포함되어 있지 않고, 고비점 불순물이 많이 포함되어 있는 경우에는, 공업급 용제(L7)를 제 2 증류탑(30)에 보충하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 공업급 용제(L7)가 제 2 증류탑(30)에서 정제되므로, 공업급 용제(L7)중의 고비점 불순물을 제거할 수 있다.When the low boiling point impurity is not contained much in the industrial grade solvent L7 and a lot of the high boiling point impurity is contained, it is preferable to replenish the
공업급 용제(L7)중에 저비점 불순물 및 고비점 불순물이 포함되어 있는 경우에는, 공업급 용제(L7)를 상류측에 배치되어 있는 증류탑, 즉, 제 1 증류탑(20)에 보충하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 공업급 용제(L7)가 제 1 증류탑(20) 및 제 2 증류탑(30)의 양쪽에서 정제되므로, 공업급 용제(L7)중의 저비점 불순물 및 고비점 불순물을 제거할 수 있다.When the low boiling point impurities and the high boiling point impurities are contained in the industrial grade solvent L7, it is preferable to replenish the industrial grade solvent L7 in the distillation column, that is, the
또한, 배관(53)의 도중에 불순물 농도 검출 수단(42c)을 설치하고, 공업급 용제(L7)에 포함되어 있는 불순물의 농도를 리얼 타임으로 측정할 수도 있다. 그리고, 이 불순물 농도 검출 수단(42c)에 의한 측정값에 의거하여, 상술한 바와 같이, 공업급 용제(L7)의 보충지를 제 1 증류탑(20)과 제 2 증류탑(30) 사이에서 변경하는 것도 가능하다.In addition, an impurity concentration detecting means 42c may be provided in the middle of the
즉, 공업급 용제(L7)에 포함되는 저비점 불순물의 농도가 소정값을 초과하고 있는 경우에는, 공업급 용제(L7)가 제 1 증류탑(20)에 흐르도록 밸브(54a, 55a)를 제어한다. 공업급 용제(L7)에 포함되는 저비점 불순물의 농도가 소정값 이하인 경우에는, 공업급 용제(L7)가 제 2 증류탑(30)에 흐르도록 밸브(54a, 55a)를 제어한다. 이것에 의해, 보다 낮은 에너지로 효율적으로 공업급 용제(L7)에 포함되는 각종의 불순물을 제거할 수 있다.That is, when the concentration of the low boiling point impurity contained in the industrial grade solvent L7 exceeds a predetermined value, the
또한, 공업급 용제(L7)에 포함되는 불순물의 농도를 측정하는 불순물 농도 검출 수단(42c)으로서는, 예컨대 흡광 광도계 등을 이용할 수 있다. 이 흡수 광도계를 장치 전체의 제어 시스템, 예컨대 분산 제어 시스템(DCS) 등에 온라인으로 접속함으로써, 상술한 바와 같은 제어를 실현할 수 있다.As the impurity concentration detecting means 42c for measuring the concentration of the impurity contained in the industrial grade solvent L7, for example, an absorbance photometer or the like can be used. The above-described control can be realized by connecting this absorption photometer online to a control system of the entire apparatus, for example, a distributed control system (DCS) or the like.
본 실시예의 용제 회수 장치(1)에 의하면, 폐액(L)으로부터 높은 회수율로 소정 농도로 고순도의 용제를 회수할 수 있다. 회수된 용제는 전자급 용제를 보충 하는 것없이, 레지스트 박리 공정에 있어서 재사용하는 것이 가능하다.According to the solvent collection | recovery apparatus 1 of this embodiment, the high purity solvent can be collect | recovered from waste liquid L at a predetermined density | concentration with high recovery rate. The recovered solvent can be reused in the resist stripping step without replenishing the electronic grade solvent.
본 실시예의 용제 회수 장치(1)에 의하면, 공업급 용제(L7)를 보충하면 좋으므로, 전자급 용제의 조달이 불필요해져, 종래의 장치보다도 낮은 비용으로 용제의 재이용이 가능하게 된다.According to the solvent recovery apparatus 1 of this embodiment, since the industrial grade solvent L7 may be replenished, procurement of the electronic grade solvent is unnecessary, and the solvent can be reused at a lower cost than the conventional apparatus.
또한, 본 실시예의 용제 회수 장치(1)에 의하면, 공업급 용제(L7)의 보충량을 조정함으로써, 회수액(L6)의 용제의 농도를 조정할 수 있다. 예컨대, 회수액(L6)의 용제 성분의 농도가 소정값보다도 낮은 경우에는, 밸브(54a, 55a)를 조작하여, 부족한 용제 성분을 포함하는 공업급 용제(L7)의 보충량을 늘릴 수 있다. 반대로, 회수액(L6)의 용제 성분의 농도가 소정값보다도 큰 경우에는, 밸브(54a, 55a)를 조작하여, 과잉 용제 성분을 포함하는 공업급 용제(L7)의 보충량을 줄일 수 있다. 이것에 의해, 최종적으로 얻을 수 있는 회수액(L6)의 용제의 농도를 소정의 범위내에 유지하는 것이 가능하게 된다. 이 경우, 용제의 농도를 조정하기 위한 농도 조정조를 별도 설치할 필요가 없어지므로, 용제 회수 장치(1)를 설치하기 위한 비용이 대폭 삭감된다.Moreover, according to the solvent collection | recovery apparatus 1 of a present Example, the density | concentration of the solvent of collection liquid L6 can be adjusted by adjusting the replenishment amount of industrial grade solvent L7. For example, when the concentration of the solvent component of the recovery liquid L6 is lower than the predetermined value, the replenishment amount of the industrial grade solvent L7 containing the insufficient solvent component can be increased by operating the
전자급 용제는 고순도로 정제되어 있으므로, 밀폐된 상태에서의 보존이 필요하는 등, 그 품질을 유지하기 위한 특별한 취급이 필요하다. 따라서, 전자급 용제의 저장이나 운반에는 과대한 비용이 드는 것이 일반적이지만, 본 실시예에 있어서의 용제 회수 장치(1)에 의하면, 전자급 용제를 이용할 필요가 없으므로, 이들의 비용이 일절 들지 않는다.Since the electronic grade solvent is refined with high purity, special handling for maintaining the quality is necessary, such as preservation in a sealed state. Therefore, the storage and the transportation of the electronic grade solvent are generally expensive, but according to the solvent recovery apparatus 1 of the present embodiment, the electronic grade solvent does not need to be used, so these costs are not at all. .
또한, 상술한 실시예에서는, 폐액(L)의 용제 성분이, 모노에탄올아민(MEA)과 디메틸술폭시드(DMSO)를 혼합한 용제인 예를 나타냈지만, 본 발명은 이러한 형태에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 폐액(L)의 용제 성분이 모노에탄올아민(MEA)과 디에틸렌글리콜모노부틸에테르(BDG)를 혼합한 박리액, 모노에탄올아민(MEA)과 디메틸술폭시드(DMSO)와 N-메틸-2-피로리돈(NMP)을 혼합한 박리액, 또는, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA)와 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME)를 혼합한 시너인 경우에서도, 본 발명을 적용할 수 있다. 그 외, 레지스트 박리 공정에서 이용되는 용제이면, 그 밖의 1종 또는 복수 종류의 용제를 포함하는 폐액에 대하여도, 본 발명을 적용할 수 있다.In addition, although the solvent component of the waste liquid L showed the example which mixed the monoethanolamine (MEA) and dimethyl sulfoxide (DMSO) in the Example mentioned above, this invention is not limited to this form. . For example, the solvent component of the waste liquid (L) is a stripping solution obtained by mixing monoethanolamine (MEA) and diethylene glycol monobutyl ether (BDG), monoethanolamine (MEA), dimethyl sulfoxide (DMSO), and N-methyl-. The present invention can also be applied to a thinner in which 2-pyrrolidone (NMP) is mixed, or thinner in which propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) and propylene glycol monomethyl ether (PGME) are mixed. In addition, as long as it is a solvent used at the resist peeling process, this invention can be applied also to the waste liquid containing another 1 type or multiple types of solvent.
본 발명에 의하면, 레지스트 박리 공정에서 배출되는 폐액으로부터 고농도의 용제를 회수할 수 있는 용제 회수 장치 및 용제 회수 방법을 제공할 수 있다. 또한, 고순도로 정제된 전자급의 용제를 보충할 필요가 없는 용제 회수 장치 및 용제 회수 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a solvent recovery apparatus and a solvent recovery method capable of recovering a high concentration of solvent from waste liquid discharged from a resist stripping step. Moreover, the solvent collection | recovery apparatus and the solvent collection method which do not need to replenish the electronic grade solvent refine | purified with high purity can be provided.
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