(57)【要約】【課題】ＶＯＣ濃度を積極的に増大させてＶＯＣ濃度を平準化させ、ＶＯＣの除去効率を向上させた排ガス処理方法及びその装置を提供する。【解決手段】基板処理部において、揮発性の有機溶剤によって基板を処理し、前記基板処理部に連結された循環部において、前記基板処理部から排出された前記有機溶剤の揮発成分を前記基板処理部に循環させ、その濃度を増大させるとともに平準化させる。次いで、前記循環部に連結された揮発成分処理部において、平準化された濃度を有する前記有機溶剤の揮発成分を捕獲除去する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
揮発性の有機溶剤によって基板を処理する基板処理部と、
前記基板処理部に連結され、前記基板処理部から排出された前記有機溶剤の揮発成分を前記基板処理部に循環させ、その濃度を増大させるとともに平準化させる循環部と、
前記循環部に連結され、平準化された濃度を有する前記有機溶剤の揮発成分を捕獲除去する揮発成分処理部と、
を具えることを特徴とする、排ガス処理装置。
【請求項２】
前記揮発成分処理部は、前記有機溶剤の揮発成分を水溶解して除去する手段を有することを特徴とする、請求項１に記載の排ガス処理装置。
【請求項３】
前記揮発成分処理部は、前記有機溶剤の揮発成分を燃焼して除去する手段を有することを特徴とする、請求項１に記載の排ガス処理装置。
【請求項４】
前記循環部は、前記有機溶剤の揮発成分を前記基板処理部に循環させる割合を制御する制御手段を有することを特徴とする、請求項１に記載の排ガス処理装置。
【請求項５】
基板処理部において、揮発性の有機溶剤によって基板を処理するステップと、
前記基板処理部に連結された循環部において、前記基板処理部から排出された前記有機溶剤の揮発成分を前記基板処理部に循環させ、その濃度を増大させるとともに平準化させるステップと、
前記循環部に連結された揮発成分処理部において、平準化された濃度を有する前記有機溶剤の揮発成分を捕獲除去するステップと、
を具えることを特徴とする、排ガス処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガス処理装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板、半導体などの製造は、基板上に形成された金属膜或いは絶縁膜上にレジストを塗布、光や電子線との反応を利用して不要な部分を除去（フォトリソグラフィ工程）した後、残ったレジストをマスクに金属膜或いは絶縁膜をパターニングすることにより行なっている。
【０００３】
レジストの塗布には、一般的にスピンコーターが用いられ、基板上に塗布されたレジストの周辺部を除去したり、裏面に付着したレジストを除去したりするのにシクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテル(Propyleneglycol monomethyl ether：以下、「PGME」という）)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(Popyleneglycol monomethyl ether acetate：以下、「PGMEA」という）などのＶＯＣ(揮発性有機化合物：Volatile Organic Compound)が用いられている。
【０００４】
基板の処理に用いたＶＯＣは、一部揮発して空気中に排出される。空気中に排出されたＶＯＣは、光浮遊粒子状物質や光化学オキシダントの原因の一つと考えられており、排出規制、自主的取組み促進の対象物質になっている。そこで、使用量の削減、代替物質への置き換え、除去装置の設置などの対策が行なわれている。
【０００５】
この中で、除去装置としては、一般的に燃焼法（直接燃焼法、触媒燃焼法、蓄熱燃焼法および蓄熱触媒燃焼法）が広く用いられているが、環境負荷（燃焼に伴うＣＯ２発生）、経済性（設備、ランニングコストが高い）に問題があった。
【０００６】
また、水溶性のＶＯＣ（例えばイソプロピルアルコール、メタノール）に対しては、クリーンルーム（Clean room、以下、単に「ＣＲ」という）の排気ダクトに接続、この排気を集めて（集中排気ライン）ＣＲの建屋外に設置したスクラバー（scrubber）に接続して、ＶＯＣを洗浄水に溶解させることにより除去する方法が広く用いられているが、ＶＯＣ濃度が希薄なためスクラバー回収水で十分に捕獲することができない問題があった。
【０００７】
このような観点から、特許文献１においてはＶＯＣガス濃度計を設け、このＶＯＣガス濃度計でＶＯＣガスを検出するとともに、ＶＯＣ濃度が予め設定した値以上になった際にＶＯＣ吸脱装置に送り、排気ガス中のＶＯＣ成分を吸着させるようにする技術が開示されている。しかしながら、かかる技術は、排気ガス中のＶＯＣ濃度が所定の値以上となるまで待機するという受動的な技術であって、排気ガス中のＶＯＣ濃度を積極的に向上させて所定の濃度以上とするような能動的な技術ではない。
【０００８】
この結果、特許文献１に記載の技術では、常に所定の濃度のＶＯＣを処理することができるが、前記所定の濃度に達するまでに時間を要し、結果として、ＶＯＣ処理に長時間を要するという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−３０１４８０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、ＶＯＣ濃度を積極的に増大させてＶＯＣ濃度を平準化させ、ＶＯＣの除去効率を向上させた排ガス処理方法及びその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様は、揮発性の有機溶剤によって基板を処理する基板処理部と、前記基板処理部に連結され、前記基板処理部から排出された前記有機溶剤の揮発成分を前記基板処理部に循環させ、その濃度を増大させるとともに平準化させる循環部と、前記循環部に連結され、平準化された濃度を有する前記有機溶剤の揮発成分を捕獲除去する揮発成分処理部と、を具えることを特徴とする、排ガス処理装置に関する。
【００１２】
また、本発明の他の態様は、基板処理部において、揮発性の有機溶剤によって基板を処理するステップと、前記基板処理部に連結された循環部において、前記基板処理部から排出された前記有機溶剤の揮発成分を前記基板処理部に循環させ、その濃度を増大させるとともに平準化させるステップと、前記循環部に連結された揮発成分処理部において、平準化された濃度を有する前記有機溶剤の揮発成分を捕獲除去するステップと、を具えることを特徴とする、排ガス処理方法に関する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ＶＯＣ濃度を積極的に増大させてＶＯＣ濃度を平準化させ、ＶＯＣの除去効率を向上させた排ガス処理方法及びその装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態における排ガス処理装置を示す概略構成図である。
【図２】第１の実施形態における排ガス処理装置を用いた排ガス処理方法のフローチャートである。
【図３】ＶＯＣ濃度の時間変動の概念を示す図である。
【図４】処理室へ戻す空気の割合と、ＶＯＣ除去率との関係を示すグラフである。
【図５】第２の実施形態における排ガス処理装置を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の具体的な実施形態について説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における排ガス処理装置を示す概略構成図である。
図１に示すように、本実施形態の排ガス処理装置１０は、有機溶剤（ＶＯＣ）による基板処理部２０と、この基板処理部２０に連結された循環部３０と、基板処理部２０から排出された排ガス中の有機溶剤（ＶＯＣ）を捕獲除去するＶＯＣ処理部（揮発成分処理部）４０とを含んでいる。
【００１７】
基板処理部２０は、基板処理室２１、ウエハＷを保持して回転させるチャック２２、ウエハＷ上にレジスト等を塗布するノズル２４、ウエハ周囲及び裏面に有機溶剤（ＶＯＣ）を噴射して洗浄するためのノズル２５、塗布部に清浄な空気を供給する導入部２６、供給した空気を排気する排気部２７、及び未利用レジスト、ＶＯＣを回収する廃液回収缶２８を含んでいる。
【００１８】
循環部３０は主配管３１を有し、この主配管３１は基板処理部２０の排気部２７と連結されるとともに、導入部２６と連結されている。これによって、循環部３０は基板処理部２０と連結されたような構成を採っている。また、主配管３１の、排気部２７の下方にはコンダクタンスバルブ３２が設けられているとともに、主配管３１の、排気部２７と導入部２６との間には送風機３３及びフィルター３４が順次に設けられている。
【００１９】
ＶＯＣ処理部４０は、充填材４２を含むスクラバー４１、このスクラバー４１に対して基板処理部２０からの、ＶＯＣを含む空気（排ガス）を導入する空気導入部４３、ＶＯＣ除去後の空気を排出する空気排出部４４、スクラバー４１内に洗浄水を導入する洗浄水導入部４５、洗浄水をスクラバー４１内にシャワー状に噴出させて供給するスプレーノズル４６、及びスクラバー４１内に供給された水を排出するための洗浄水排出部４７を有している。なお、排ガス導入部４３は、循環部３０の主配管３１と連結されている。
【００２０】
また、充填材４２は、ＶＯＣ処理部４０に導入されたＶＯＣを含む空気と、洗浄水との接触面積を増大させるためにスクラバー４１に内包されているものである。空気と洗浄水との接触面積が増大すれば、洗浄水によるＶＯＣの溶解量を増すことができるので、ＶＯＣの除去効率を向上させることができる。
【００２１】
充填材４２としては、ガラスビーズや、ポリエステル系等の樹脂粒子、及び不織布等、汎用のものを用いることができる。
【００２２】
充填材４２による、空気と洗浄水との接触面積増大の原理は公知であるが、例えば、ガラスビーズ等の場合、洗浄水はスプレーノズル４６から噴出された後、それらの表面を伝わってスクラバー４１の洗浄水排出部４７に至るようになる。したがって、洗浄水がガラスビーズ表面を伝わっている間は、洗浄水と空気との接触面積を十分に確保することができるので、結果として、空気と洗浄水との接触面積を増大させることができるものである。
【００２３】
次に、図１に示す装置を利用した排ガス処理方法について、図２のフローチャートを用いて説明する。
【００２４】
最初に、導入部２６から清浄な空気（例えば、１０ｍ３／分）を処理室２１内に供給しながら、処理室２１内のウエハＷをチャック２２に固定し、このチャック２２を回転させるとともに、ノズル２４からレジスト等を供給し、いわゆるスピンコート法によってウエハＷの主面上にレジストを均一に塗布する（Ｓ１）。なお、ウエハＷに対しては、レジスト塗布前に、必要に応じて種々の工程を施すことができる。
【００２５】
その後、ウエハＷの外周部及び裏面に形成されたレジストを除去するために、ノズル２５から有機溶剤（シクロヘキサノン、PGME、PGMEAなどのＶＯＣ）を供給する（Ｓ２）。具体的には、有機溶剤を、ウエハＷの、レジストを除去すべき外周部及び裏面に対して直接噴出して溶解除去する。なお、前者の処理をエッジカット、後者の処理を裏面リンスと呼ぶ。この際、レジストが硬化していると、上記有機溶剤によってエッジカット等を行うことができないので、上述した有機溶剤によるエッジカット等は、レジストが未だ硬化していない状態、具体的にはレジスト塗布の直後に行う。
【００２６】
未利用レジスト、洗浄で溶解したレジスト、及び洗浄に用いた未揮発の有機溶剤は、その大部分が廃液回収缶２８に回収される（Ｓ３）。一方、蒸気圧が高い有機溶剤、すなわちＶＯＣは、一部蒸発して導入した空気とともに排気部２７より排気される。
【００２７】
次いで、図２のステップＳ４に示すように、排気部２７から排気されたＶＯＣを含む空気の一部は、循環部３０の送風機３３によって主配管３１内を上方に向かって移動した後、フィルター３４でミスト、パーティクルが除去され、処理室２１に戻されて循環するようになる。但し、フィルター３４は、ＶＯＣをトラップしないようなものから構成する。
【００２８】
なお、コンダクタンスバルブ３２は、その開閉度合いによって処理室２１に戻す（循環させる）空気の量と、ＶＯＣ処理部４０に送る空気の量とを制御するので、循環する空気の量は、導入部２６から供給される空気の量、送風機３３の出力及びコンダクタンスバルブ３２のバルブの開閉度合いによって決定される。
【００２９】
また、以下に示すように、コンダクタンスバルブ３２によって、処理室２１に戻す（循環させる）空気の量と、ＶＯＣ処理部４０に送る空気の量との比を８／２〜９／１（すなわち、循環させる空気の量を８０％〜９０％）とすることにより、空気に含まれるＶＯＣ濃度を十分に高くすることができ、これによってＶＯＣ濃度を高濃度に平準化することができるので、例えばＶＯＣの除去率を飽和値である約９５％程度まで高くすることができる。
【００３０】
ウエハＷの外周部及び裏面に形成されたレジストを除去する際に使用するＶＯＣの量は異なり、これによって揮発するＶＯＣの量もそれぞれの除去工程において異なるようになる。しかしながら、処理室２１から排気されたＶＯＣを含む空気を循環部３０によって再度処理室２１に戻すようにすることによって、空気中のＶＯＣ濃度を高めることができるので、コンダクタンスバルブ３２を介してＶＯＣ処理部４０に供給する際のＶＯＣ濃度を平準化することができる。したがって、ＶＯＣ処理部４０におけるＶＯＣの除去効率を向上させることができる。
【００３１】
なお、上述したＶＯＣ濃度の時間変動の概念図を図３に示す。図３から明らかなように、循環部３０によって空気を循環させない場合は、図中に破線で示すように、ＶＯＣ濃度は、ウエハＷの外周部及び裏面に形成されたレジストを除去する際に、有機溶剤を導入するのに応じて、時間的に不連続なピークを示すようになる。しかしながら、循環部３０によって、空気を処理室２１内に循環させることにより、空気中のＶＯＣ濃度を増大させることができ、図３において実線で示すように、ＶＯＣ濃度が高い水準で平準化されるようになる。
【００３２】
上述のように処理室２１を循環することによって得たＶＯＣを高濃度に含む空気は、その一部がコンダクタンスバルブ３２を介してＶＯＣ処理部４０に導入されるようになる。具体的には、空気導入部４３を介してスクラバー４１内に導入されるようになる。ＶＯＣ処理部４０では、洗浄水導入部４５及びスプレーノズル４６によって洗浄水がシャワー状に供給される。なお、上述したように、充填材４２の存在によって、空気中のＶＯＣと洗浄水との接触面積を増大させることができる一方、上述のように、ＶＯＣ処理部４０に供給されるＶＯＣ濃度は平準化されている。したがって、洗浄水によるＶＯＣの溶解量を増すことができ、結果として、ＶＯＣの除去効率を向上させることができる（Ｓ５）。
【００３３】
なお、ＶＯＣが除去された後の空気は空気排出部４４から外部に排出され、未利用の洗浄水及びＶＯＣが溶解した洗浄水は、洗浄水排出部４７から外部に排出される。
【００３４】
また、上述のようにしてＶＯＣを含む空気を循環させることにより、導入部２６から導入する空気の量を減らすことができるので、ＶＯＣ除去に使用する空気の絶対量を減らすことができる。本実施形態では、ＶＯＣ処理部４０において、空気中のＶＯＣは洗浄水に溶解させることによって除去するので、使用する洗浄水の量はＶＯＣを含む空気の量に比例する。すなわち、多量の空気を使用した場合は、多量の洗浄水が必要となる。しかしながら、本実施形態では、空気の絶対量を十分に減少させることができるので、これに応じて使用する洗浄水の量をも十分に減少させることができる。
【００３５】
この結果、ＶＯＣ処理部４０における処理する空気の量と洗浄水の量との比（Ｌ／Ｇ）を大きくすることができるので、ＶＯＣ処理部４０、すなわちスクラバー４１でのＶＯＣの除去効率を大幅に高めることができる。
【００３６】
表１に処理室２１に戻す空気の量（割合）を変えた際の、ＶＯＣ除去率の値を調べた結果を示す。また、図４には、コンダクタンスバルブ３２によって処理室２１へ戻す空気の割合と、ＶＯＣ除去率との関係を示す。なお、表１及び図４においては、使用する空気の全量は１０ｍ３／分で一定とし、また、スクラバー４１で使用する洗浄水の量も１０ｍ３／分で一定とした。また、ＶＯＣとしてシクロヘキサノンとした場合について調べた。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
表１から明らかなように、循環する空気の量（割合）を増大させることによって、ＶＯＣ処理部４０、すなわちスクラバー４１に導入する空気中のシクロヘキサン濃度が増大することが分かる。これによって、空気の量と洗浄水の量との比（Ｌ／Ｇ）を大きくとることができ、図４からも明らかなように、循環させる空気の量を８ｍ３／分以上９ｍ３／分以下（割合で８０％〜９０％）とすることによって、シクロヘキサンの除去率を飽和値である約９５％程度まで高くすることができる。
【００３９】
（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態における排ガス処理装置を示す概略構成図である。本実施形態の排ガス処理装置５０では、第１の実施形態の排ガス処理装置１０のスクラバー４１等を含むＶＯＣ処理部４０に代えて、燃焼除害装置を含むＶＯＣ処理部６０を用いた以外は、第１の実施形態の排ガス処理装置１０と同様にして構成した。
【００４０】
本実施形態では、ＶＯＣ処理部６０を構成する燃焼除害装置は、ＶＯＣを濃縮する濃縮機６１、燃焼塔６２、ＶＯＣを燃焼させる可燃ガスライン６３より構成されている。なお、ＶＯＣ処理部６０以外の構成については、第１の実施形態における排ガス処理装置１０と同様であるので説明を省略する。また、濃縮機４１についても、循環部３０を設けることによって、ＶＯＣ処理部６０に導入するＶＯＣ濃度を予め平準化しておくことができるので、省略することができる。
【００４１】
本実施形態の排ガス処理装置５０においても、上記第１の実施形態の排ガス処理装置１０と同様に、処理室２１から排気されたＶＯＣを含む空気を循環部３０によって再度処理室２１に戻すようにすることによって、空気中のＶＯＣ濃度を高めることができるので、コンダクタンスバルブ３２を介してＶＯＣ処理部６０に供給する際のＶＯＣ濃度を平準化することができる。したがって、ＶＯＣ処理部６０におけるＶＯＣの除去効率を向上させることができる。
【００４２】
但し、本実施形態においては、ＶＯＣを洗浄水中に溶解させる代わりに、燃焼させて除去する。したがって、本実施形態の排ガス処理装置５０は、特に水に溶解しないようなＶＯＣを除去する際に有用である。
【００４３】
以上、本発明を上記具体例に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記具体例に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいてあらゆる変形や変更が可能である。
【００４４】
例えば、上記実施形態においては、ウエハＷの外周部及び裏面に形成されたレジストを除去する際にＶＯＣを用いているが、その他、ウエハの洗浄等にもＶＯＣを用いることができる。この場合においても、上述のような装置及び方法を用いることにより、処理後の揮発したＶＯＣの除去を効率良く行うことができる。
【符号の説明】
【００４５】
１０、５０  排ガス処理装置
２０  基板処理部
２１  処理室
２２  チャック
２４、２５  ノズル
２６  導入部
２７  排気部
２８  廃液回収缶
３０  循環部
３１  主配管
３２  コンダクタンスバルブ
３３  送風機
３４  フィルター
４０、６０  ＶＯＣ処理部
４１  スクラバー
４２  充填剤
４３  空気導入部
４４  空気排出部
４５  洗浄水導入部
４６  スプレーノズル
４７  洗浄水排出部
６１  濃縮機
６２  燃焼塔
６３  可燃ガスライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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