レジスト排水とは、半導体や液晶ディスプレイなどの製造工程で使われる感光性樹脂（フォトレジスト）を含む排水のことです1。レジスト排水は、有機溶剤や金属イオンなどの有害物質を含んでいるため、そのまま環境に放出すると汚染の原因となります。そこで、レジスト排水の適切な処理方法が求められています。
レジスト排水の処理方法には、大きく分けて以下の3つがあります。
- 濾過法：レジスト排水を逆浸透膜やナノフィルターなどの微細な膜で濾過することで、フォトレジストや有機溶剤などの不純物を除去する方法です。
- 凝集沈殿法：レジスト排水に凝集剤や沈殿剤を添加してフォトレジストや有機溶剤などの不純物を固形化させて沈殿させる方法です。
- 酸化分解法：レジスト排水にオゾンや過酸化水素などの強力な酸化剤を添加してフォトレジストや有機溶剤などの不純物を分解する方法です。
それぞれの方法について、その原理や特徴を説明します。
濾過法
濾過法とは、レジスト排水を逆浸透膜やナノフィルターなどの微細な膜で濾過することで、フォトレジストや有機溶剤などの不純物を除去する方法です。濾過法は、比較的低コストで高い除去効率を得られるというメリットがあります。しかし、濾過法には以下のようなデメリットもあります。
- フォトレジストが膜に付着して目詰まりしやすい
- 膜の寿命が短く、頻繁に交換や洗浄が必要
- 濾過後の濃縮液や膜廃棄物が発生し、別途処理が必要
濾過法を行う際には、レジスト排水のｐＨや温度などを適切に調整することで、膜への付着や目詰まりを防ぐことが重要です。また、膜の種類や性能によっても除去効果やコストが異なりますので、処理対象水の特性や目的に応じて最適な膜を選択する必要があります。
凝集沈殿法
凝集沈殿法とは、レジスト排水に凝集剤や沈殿剤を添加してフォトレジストや有機溶剤などの不純物を固形化させて沈殿させる方法です。凝集沈殿法は、比較的簡単で安全な方法であるというメリットがあります。しかし、凝集沈殿法には以下のようなデメリットもあります。
- 凝集剤や沈殿剤の添加量やｐＨ調整が難しい
- 沈殿物の分離や圧縮が困難
- 沈殿物の処分が高コスト
凝集沈殿法を行う際には、レジスト排水のｐＨや温度などを適切に調整することで、フォトレジストの凝集沈殿性を高めることが重要です。また、凝集剤や沈殿剤の種類や添加量によっても沈殿効果やコストが異なりますので、処理対象水の特性や目的に応じて最適な凝集剤や沈殿剤を選択する必要があります。
酸化分解法
酸化分解法とは、レジスト排水にオゾンや過酸化水素などの強力な酸化剤を添加してフォトレジストや有機溶剤などの不純物を分解する方法です。酸化分解法は、高い分解効率を得られるというメリットがあります。しかし、酸化分解法には以下のようなデメリットもあります。
- 酸化剤の添加量や反応条件が難しい
- 酸化剤の取り扱いが危険
- 酸化剤のコストが高い
酸化分解法を行う際には、レジスト排水のｐＨや温度などを適切に調整することで、酸化反応の効率を高めることが重要です。また、酸化剤の種類や添加量によっても分解効果やコストが異なりますので、処理対象水の特性や目的に応じて最適な酸化剤を選択する必要があります。
レジスト排水の処理に関する最新の技術動向や事例
レジスト排水の処理方法に関しては、上記のような従来の方法に加えて、以下のような最新の技術動向や事例があります。
- ナノバブル技術：ナノメートル（10億分の1メートル）程度の極小気泡（ナノバブル）を水中に発生させる技術です。ナノバブルは、通常の気泡と比べて長時間水中に存在し続けることができるため、水中で様々な反応を促進させることができます。 ナノバブル技術は、レジスト排水の処理において以下のような利用方法が考えられます。
- オゾンナノバブルを用いた酸化分解法
- 空気ナノバブルを用いた凝集沈殿法
- 水素ナノバブルを用いた還元分解法
これらの方法は、従来の方法と比べて以下のようなメリットが期待されます。
- 酸化剤や凝集剤等の添加量を減らすことができる
- 分解効率や沈殿効果を向上させることができる
- 水質改善や脱臭効果も得られる
ナノバブル技術は、まだ研究開発段階の技術ですが、レジスト排水の処理において高いポテンシャルを持つと考えられます。ナノバブル技術に関する詳細な情報や事例は、以下のリンクを参照してください。
- [ナノバブル技術とは？その特徴や応用分野を解説]
- [ナノバブル技術でレジスト排水処理の新たな可能性を探る]
フォトカタリシス技術
フォトカタリシス技術とは、光触媒と呼ばれる特殊な物質を用いて、光のエネルギーを利用してレジスト排水中の有機物や金属イオンなどを分解する技術です。フォトカタリシス技術は、以下のようなメリットがあります。
- 酸化剤や凝集剤等の添加物が不要
- 低温・常圧で反応が進行
- 光触媒が再利用可能
しかし、フォトカタリシス技術には以下のようなデメリットもあります。
- 光源や光触媒のコストが高い
- 光触媒の分散や回収が困難
- 分解速度が遅い
フォトカタリシス技術を行う際には、レジスト排水のｐＨや温度などを適切に調整することで、光触媒の活性を高めることが重要です。また、光源や光触媒の種類や性能によっても分解効果やコストが異なりますので、処理対象水の特性や目的に応じて最適な光源や光触媒を選択する必要があります。 フォトカタリシス技術に関する詳細な情報や事例は、以下のリンクを参照してください。
- [フォトカタリシスとは？その原理や応用分野を解説]
- [レジスト排水処理におけるフォトカタリシス技術の開発]
バイオテクノロジー
バイオテクノロジーとは、微生物や酵素などの生物学的要素を利用してレジスト排水中の有機物や金属イオンなどを分解する技術です。バイオテクノロジーは、以下のようなメリットがあります。
- 環境に優しい
- 低コスト
- 高い分解効率
しかし、バイオテクノロジーには以下のようなデメリットもあります。
- 微生物や酵素の培養や管理が難しい
- 微生物や酵素の選択や最適化が難しい
- 微生物や酵素の安定性が低い
バイオテクノロジーを行う際には、レジスト排水のｐＨや温度などを適切に調整することで、微生物や酵素の活性を高めることが重要です。また、微生物や酵素の種類や性能によっても分解効果やコストが異なりますので、処理対象水の特性や目的に応じて最適な微生物や酵素を選択する必要があります。 バイオテクノロジーに関する詳細な情報や事例は、以下のリンクを参照してください。
まとめ
レジスト排水は、半導体や液晶ディスプレイなどの製造工程で発生する有害物質を含む排水です。レジスト排水の処理方法には、濾過法、凝集沈殿法、酸化分解法などの従来の方法と、ナノバブル技術、フォトカタリシス技術、バイオテクノロジーなどの最新の技術があります。それぞれの方法には、メリットとデメリットがありますので、処理対象水の特性や目的に応じて最適な方法を選択する必要があります。レジスト排水の処理は、環境保護や資源回収などの観点から重要な課題です。今後もさらなる技術革新が期待されます。
参考文献
(1) 半導体製造における排水排ガスの処理と安全対策 - J-STAGE. https://www.jstage.jst.go.jp/article/safety/29/6/29_434/_pdf/-char/ja.
(2) レジスト - Wikipedia. https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AC%E3%82%B8%E3%82%B9%E3%83%88.
(3) 【レジストとは？】『役割』や『緑色の基板が多い理由』など .... https://detail-infomation.com/solder-mask/.
(4) 雨水・再生水利用 - 環境技術解説｜環境展望台：国立環境 .... https://tenbou.nies.go.jp/science/description/detail.php?id=49.
(5) グルニエとは？ロフトとの違いや使い方｜メリット .... https://limia.jp/article/1712355/.
(6) 自然界で分解される生分解性プラスチック。その問題点と .... https://ccg-honando.jp/journal/journal-27/.
(7) 排水管の高圧洗浄の定期的な実施方法とメリット・デメリット .... https://clearlife-net.com/column/high-pressure-washing/drain-pipe-high-pressure-washing/.
(8) JP2006255668A - フォトレジスト含有排水の処理方法 - Google .... https://patents.google.com/patent/JP2006255668A/ja.
(9) 施工ハンドブック. https://www.eslontimes.com/system/file/fetch/2416/.
(10) 施工の手引き. https://www.pmmkyo.gr.jp/pmmkyo/wp-content/themes/pmm/pdf/snt_sekohan.pdf.
(11) 下水道工事とは？工法や手順を紹介！ - ビズケン｜建設業に .... https://biz-ken.com/magazine/2529/.
(12) 海水ポンプの腐食と対策技術 - J-STAGE. https://www.jstage.jst.go.jp/article/jcorr/61/12/61_464/_pdf/-char/ja.
