CN107790423B - 基板清洗装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在喷射由液体与气体混合的混合流体的同时清洗基板时，可提高对所述基板的清洗效率，并且能够减少使用能源的基板清洗装置。为此，本发明提供一种基板清洗装置，包括：基板清洗部、压缩气体供应部、超纯水供应部、排气储罐单元、废水储罐单元、第一热交换单元、第二热交换单元。

Description

基板清洗装置
技术领域
本发明涉及基板清洗装置，更详细地说涉在喷射由液体与气体混合的混合流体的同时清洗基板时，可提高对所述基板的清洗效率，并且能够减少使用能源的基板清洗装置。
背景技术
最近，随着智能视频设备的发展LED工艺技术也在快速发展。
尤其是，在LCD工艺技术中对改善LCD清洗工艺的重要性也正在得到重视，其中LCD清洗工艺减少LCD不合格量并且带来节省费用的效果。
但是，随着清洗工艺相关技术的发展出现初始设置费用过多、耗能增加以及排放环境有害物质的问题。
现在正在使用的清洗技术分为超纯水、醇类、烃类、卤素类等清洗剂消耗大的湿式清洗与需要大量初期投资费用以及运营费用的干式清洗。
在LCD工艺中大部分利用所述的湿式清洗，进而因使用的洗涤剂引起排放污染物质的问题。
并且，对于所述湿式清洗，由于所述洗涤剂撞击于所述基板的冲击力小，因此存在清除基板杂质的清洗效率低的问题。
因此，在最近基于污染物质的排放量少的超纯水流体，开发高压清洗装置(HPMJ)与使用各种流体的蒸汽清洗装置。
但是，现有的高压清洗装置以及蒸汽清洗装置存在初始设置费用以及维护费用高的问题。
并且，为了在蒸汽清洗装置产生蒸汽而提高温度的过程中存在耗电大的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供如下的基板清洗装置：在喷射由液体与气体混合的混合流体的同时清洗基板时，提高对所述基板的清洗效率，并且并且能够减少使用能源。
为了达成上述目的，本发明提供一种基板清洗装置，包括：基板清洗部，清洗被污染的基板；压缩气体供应部，配置在所述基板清洗部外部，并且容纳供应于所述基板清洗部的压缩气体；超纯水供应部，配置在所述基板清洗部外部，并且容纳供应于所述基板清洗部的超纯水；排气储罐单元，与所述基板清洗部连接，并且容纳所述基板清洗部产生的排气；废水储罐单元，与所述基板清洗部连接，并且容纳所述基板清洗部产生的废水；第一热交换单元，配置在所述排气储罐单元与所述压缩气体供应部之间，对所述排气与所述压缩气体进行热交换；第二热交换单元，配置在所述废水储罐单元与所述超纯水供应部之间，对所述废水与所述超纯水进行热交换。
根据本发明另一实施形态，本发明还提供一种基板清洗装置，包括：基板清洗部，清洗被污染的基板；压缩气体供应部，配置在所述基板清洗部外部，并且容纳供应于所述基板清洗部的压缩气体；超纯水供应部，配置在所述基板清洗部外部，并且容纳供应于所述基板清洗部的超纯水；第一导热体容纳部，配置在所述基板清洗部外部，并且容纳在所述基板清洗部以外的设备中使用后的回收的第一导热体；第二导热体容纳部，配置在所述基板清洗部外部，并且容纳在所述基板清洗部以外的设备中使用后回收的第二导热体；第一热交换单元，接收所述第一导热体的热来加热所述压缩气体；第二热交换单元，接收第二导热体来加热所述超纯水。
附图说明
图1是示出根据本发明的基板清洗装置的第一实施例的图面。
图2是扩大示出根据本发明的清洗喷嘴的图面。
图3是示出根据本发明的基板清洗装置的第二实施例的图面。
图4是示出根据本发明的基板清洗装置的第三实施例的图面。
具体实施方法
以下，参照附图说明能够实现上述目的的本发明的优选实施例。在说明本实施例时，对于相同的结构使用相同名称以及相同符号，并在以下省略相同名称以及相同符号的附加性说明。
参照图1至图2，如下说明根据本发明的基板清洗装置的第一实施例。
如图1至图2所示，根据本实施例的基板清洗装置包括：基板清洗部、压缩气体供应部、超纯水供应部、排气储罐单元40、废水储罐单元50、第一热交换单元以及第二热交换单元。
所述基板清洗部包括：收容被污染的基板G的基板收容腔室1100、运送所述基板G的基板运送部1300以及清洗所述基板G的清洗喷嘴1500。
如图2所示，清洗喷嘴1500包括：所述压缩气体A经过并进行加压的压缩气体加压部1530；所述超纯水W经过并进行加压的超纯水加压部1510；混合所述被加压的所述压缩气体A与所述超纯水W的混合部1550。
具体地说，所述超纯水加压部1510的剖面面积向第一区间1511、第二区间1513以及第三区间1515逐渐变小，进而在其他所有条件相同时，相比于只由第一区间1511以及第三区间1515形成所述超纯水加压部1510的剖面面积的情况下，减少压力损失。
结果，相比于现有的基板清洗装置，即使以相同的压力加压所述超纯水W，由于所述超纯水加压部1510的剖面面积依次逐渐变小，因此可增大超纯水W与压缩气体A混合的混合流体撞击于基板G的撞击力。
不仅如此，所述超纯水加压部1510的体积本身比现有技术的小，进而在排放相同流量时，相比于现有技术具有更快的排放速度，因此所述混合流体撞击于所述基板G的撞击力变大。
在所述混合部1550混合经过所述第三区间的所述超纯水W与经过所述压缩气体加压部1530的压缩气体A向所述基板G喷射，进而清除所述基板G的杂质。
所述压缩气体供应部配置在所述基板清洗部外部，并容纳供应于所述压缩气体加压部1530的压缩气体A。
具体地说，所述压缩气体供应部包括：第一压缩气体供应罐25、第一压缩气体输送管21以及第一压缩气体控制阀23。
所述第一压缩气体供应罐25内部容纳所述压缩气体A。
所述第一压缩气体输送管21连接所述第一压缩气体供应罐25与所述压缩气体加压部1530引导输送所述压缩气体A的路径。
所述第一压缩气体控制阀23配置在所述第一压缩气体输送管21上控制所述压缩气体A的移动。
结果，通过所述第一压缩气体控制阀23的控制，所述压缩气体A沿着所述第一压缩气体输送管21从所述第一压缩气体供应罐25移动到所述压缩气体加压部1530。
所述超纯水供应部配置在所述基板清洗部外部，并且容纳供应于所述超纯水加压部1510的超纯水W。
具体地说，所述超纯水供应部包括：第一超纯水供应罐35、第一超纯水输送管31以及第一超纯水控制阀33。
在所述第一超纯水供应罐35内部容纳所述超纯水W。
所述第一超纯水输送管31引导所述超纯水W从所述第一超纯水供应罐35输送到所述超纯水加压部1510的路径。
所述第一超纯水控制阀33配置在所述第一超纯水输送管31上控制所述超纯水W的移动。
结果，通过所述第一超纯水控制阀33的控制，所述超纯水W沿着所述第一超纯水输送管31从所述第一超纯水供应罐35移动到所述超纯水加压部1510。
对于所述第一压缩气体控制阀23以及所述第一超纯水控制阀33的控制，可被独立配置在外部的控制部(未示出)控制。
所述排气储罐单元40与所述基板清洗部连接并容纳从所述基板清洗部产生的排气。
本发明并不限定于此，而是所述排气罐单元40可与在基板G工艺中产生排气的基板处理装置连接，容纳从所述基板处理装置产生的排气。
所述废水储罐单元50与所述基板清洗部连接并容纳由所述基板清洗部产生的废水。
本发明并不限定于此，而是所述废水储罐单元50也可与在基板G工艺中产生废水的基板处理装置连接，容纳由所述基板处理装置产生的废水。
所述第一热交换单元配置在所述排气储罐单元40与所述第一压缩气体供应罐25之间，并且利用所述排气的热加热所述压缩气体。
所述第一热交换单元包括：第一蒸发器62、第一冷凝器64、第一膨胀阀63、第一压缩器65以及第一热交换罐61。
所述第一蒸发器62至少一部分配置在所述排气储罐单元40内部并吸收所述排气的热来冷却所述排气。
具体地说，所述第一蒸发器62与所述第一膨胀阀63连接，并且蒸发经过所述第一膨胀阀63输送的制冷剂，进而从所述排气吸收热来冷却所述排气。
蒸发的所述制冷剂被输送到与所述第一蒸发器62连接的第一压缩器65。
在此，所述第一蒸发器62由传热系数高的金属构成，并且优选为由耐腐蚀性的材质制成，进而在与包括腐蚀性物质的气体接触时不容易被腐蚀。
所述第一压缩器65压缩经过所述第一蒸发器62的制冷剂。
所述第一冷凝器64至少一部分配置在所述第一压缩气体供应罐25内部并且对所述压缩气体A进行散热。
具体地说，所述第一冷凝器64与所述第一压缩器65连接，并且凝结经过所述第一压缩器65的制冷剂的同时散发冷凝热，进而加热在所述第一压缩气体供应罐25容纳的所述压缩气体A。
由所述第一膨胀阀63进行减压，以使经过所述第一冷凝器64的所述制冷剂膨胀。
结果，所述第一蒸发器62与所述第一冷凝器64至少一部分配置在包括于所述第一热交换单元的第一热交换罐61内部，进而通过移动于配置在所述第一热交换罐61内部的所述第一膨胀阀63以及所述第一压缩器65的制冷剂的膨胀以及压缩使制冷剂的相变，通过该相变加热所述压缩气体A。
所述第二热交换单元配置在所述废水储罐单元50与所述第一超纯水供应罐35之间，利用所述废水的热来加热所述超纯水W。
所述第二热交换单元包括：第二蒸发器72、第二冷凝器74、第二膨胀阀73、第二压缩器75以及第二热交换罐71。
所述第二蒸发器72、所述第二冷凝器74、所述第二膨胀阀73、所述第二压缩器75以及所述第二热交换罐71与上述的所述第一蒸发器62、所述第一冷凝器64、所述第一膨胀阀63、所述第一压缩器65以及所述第一热交换罐61相对应，因此省略详细说明。
但是，所述第二蒸发器72由传热系数高的金属构成，并且优选为由耐腐蚀性的材料制成，进而在与包括腐蚀性物质的流体接触时不容易被腐蚀。
结果，所述第二蒸发器72与所述冷凝器74至少一部分配置在包括于所述第二热交换单元的第二热交换罐71内部，通过移动于配置在所述第二热交换罐71内部的所述第二膨胀阀73以及所述第二压缩器75的制冷剂的膨胀以及压缩使制冷剂相变，通过该相变来加热所述超纯水W。
所述第一热交换单元以及所述第二热交换单元使用热泵系统。
参照图3，如下说明根据本发明的基板清洗装置的第二实施例。
为了使配置在本实施例的基板清洗装置的基板清洗部接收压缩气体A与超纯水W来清洗基板G而连接于所述压缩气体供应部与所述超纯水供应部的结构、所述第一热交换单元以及所述第二热交换单元的结构与上述第一实施例实际上相同，因此省略详细说明。
但是，与上述的第一实施例不同，本实施例的基板清洗装置还包括加热单元，该加热单元直接加热所述压缩气体A与所述超纯水W。
所述加热单元至少可配置在所述压缩气体供应部与所述超纯水供应部中的一个。
另外，本实施例的基板清洗装置包括压缩气体供应部、超纯水供应部。
具体地说，所述压缩气体供应部包括：第一压缩气体供应罐125、第二压缩气体供应罐126、第一压缩气体输送管以及第二压缩气体输送管。
所述加热单元包括：加热所述压缩气体A的第一加热单元81以及加热所述超纯水W的第二加热单元83。
如图3所示，所述第一加热单元81配置在容纳所述压缩气体A的第二压缩气体供应罐126内部，并且加热容纳于所述第二压缩气体供应罐126内部的压缩气体A。
所述第二压缩气体供应罐126与所述第二压缩气体供应罐125并列配置。
所述第二压缩气体输送管将从外部流入的压缩气体A引导至所述第一压缩气体供应罐125或者所述第二压缩气体供应罐126。
所述第二压缩气体控制阀127配置在所述第二压缩气体输送管上，并且开关所述第二压缩气体控制阀127，以使所述压缩气体A选择性地输送于所述第一压缩气体供应罐125或者所述第二压缩气体供应罐126。
具体地说，所述第二压缩气体输送管包括：第一输送区间129a，引导所述压缩气体A从开始供应所述压缩气体A的部分到第二压缩气体控制阀127的输送方向；第二输送区间129b，引导所述压缩气体A从所述第二压缩气体控制阀127到所述第一压缩气体供应罐125的输送方向；第三输送区间129c，引导所述压缩气体A从所述第二压缩气体控制阀127到所述第二压缩气体供应罐126的输送方向。
对于经过所述第一输送区间129a到达所述第二压缩气体控制阀127的所述压缩气体A，通过所述第二压缩气体控制阀127的开关方向决定其输送方向。
对于所述第二压缩气体控制阀127，可根据所述压缩气体A的加热温度以及目的可选择性地调节开关方向。据此，所述压缩气体A也可沿着所述第二输定区间129b供应于所述第一压缩气体供应罐125，也可沿着所述第三输送区间129c供应到所述第二压缩气体供应罐126。
当然，所述第二压缩气体控制阀127也可完全开放，从而压缩气体可同时输送到所述第一压缩气体供应罐125与所述第二压缩气体供应罐126。
根据本发明第二实施例的基板清洗装置的第一压缩气体输送管包括：第四输送区间121b，引导所述压缩气体A从所述第一压缩气体供应罐125到所述第一压缩气体控制阀123的输送方向；第五输送区间121c，引导所述压缩气体A从所述第二压缩气体供应罐126到所述第一压缩气体控制阀123的输送方向；第六输送区间121a，引导所述压缩气体A从所述第一压缩气体控制阀123到所述压缩气体加压部1530的输送方向。
对根据本发明第二实施例的第一压缩气体控制阀123，根据输送所述压缩气体A的方向决定其开关方向。
具体地说，在只使用所述第一加热单元81加热压缩气体的情况下，控制所述第二压缩气体控制阀127，以使压缩气体输送到所述第二压缩气体供应罐126，并且控制所述第一压缩气体控制阀123，以使在所述第二压缩气体供应罐126内部中加热的压缩气体只供应到所述压缩气体加压部1530。
另外，在只使用所述第一热交换单元加热压缩气体的情况下，控制所述第二压缩气体控制阀127，以使压缩气体输送至所述第一压缩气体供应罐125，控制所述第一压缩气体控制阀123，以使由所述第一热交换单元加热的压缩气体只供应到所述压缩气体加压部1530。
另外，在所述第一加热单元81与所述第一热交换单元一起加热压缩气体的情况下，混合经过所述第一加热单元81的压缩气体与经过所述第一热交换单元的压缩气体，可供应到所述压缩气体加压部。
供应到所述清洗模块1500的压缩空气的温度可以是60℃～150℃。即，可设定压缩空气的温度高于超纯水的温度。
结果，所述压缩气体A利用所述第一加热单元81可在更多样化的条件下精确地调节温度，据此可提高基板G的清洗效率。
所述超纯水供应部以及所述第二加热单元83与上述的压缩气体供应部以及所述第一加热单元81相对应，因此省略详细说明。
具体地说，所述超纯水供应部包括第一超纯水供应罐135、第二超纯水供应罐136、第一超纯水输送管131、第二超纯水输送管139、第一超纯水控制阀133以及第二超纯水控制阀137。
在所述清洗模块1500中使用的超纯水W的温度可以是40℃～90℃。在此，从外部供应到基板清洗装置的超纯水处于常温状态，但是通过与容纳于废水储罐单元50的废水进行热交换来加热所述的常温状态的超纯水。所述废水储罐50容纳的废水具有比在所述清洗模块中使用的超纯水W温度低10～30℃的温度。在所述清洗模块中使用的超纯属的温度越高则温度差越大。
此时，所述第二热交换单元将从外部供应的超纯水W的温度加热到第一设定温度，所述第二加热单元83将通过所述第二热交换单元加热的超纯水追加加热到第二设定温度。
例如，若供应到所述清洗模块1500的超纯水温度为90℃，则所述第二热交换单元将所述超纯水加热到70℃，所述第二加热单元83将通过所述第二热交换单元加热的超纯水加热到90℃。
当然，本发明并不限定于此，而是根据所述第二热交换单元(即，热泵)的性能，通过所述第二热交换单元也可将所述超纯水温度加热到50℃～80℃。
从而，本发明使用第二热交换单元回收在基板清洗装置本身产生的废水的热来首次加热从外部供应的超纯水，并且使用第二加热单元进行二次加热，进而满足清洗模块要求的超纯水的温度条件。
当然，本发明并不限定于此，若供应到所述清洗模块1500的超纯水的要求温度为60℃，则不使用所述第二加热单元，而是也可只用所述第二热交换单元加热超纯水。
在使用所述第二热交换单元的情况下，耗电量比未使用第二热交换单元的情况下的耗电量低40％～85％。例如，若所述第二热交换单元(即，热泵)的性能系数(COPCoefficient Of Performance)为6，则耗电量降低85％。
结果，通过所述第一热交换单元、所述第二热交换单元、所述第一加热单元81、所述第二加热单元83、所述压缩气体供应部、所述超纯水供应部以及所述清洗喷嘴1500的具体结构，所述压缩气体A与所述超纯水A将得到动能和热能，据此通过所述压缩气体A所述超纯水W被雾化并具有高弹力来清洗所述基板G，进而可提高所述基板G的清洗效率。
另一方面，根据本发明的清洗装置还可包括用于将二氧化碳供应于所述超纯水的二氧化碳供应器(未示出)。通过所述二氧化碳供应器供应到所述第一超纯水输送管131的二氧化碳混合于加热的超纯水之后供应到所述清洗模块1500。
因为所述二氧化碳供应于超纯水，因此降低所述超纯水的电阻率，由于所述超纯水的电阻率降低，进而降低喷射于清洗模块1500的流体中产生的静电。
例如，每升超纯水供应10cc～30cc的二氧化碳。
参照图4，如下说明根据根本发明的基板清洗装置的第三实施例。
在本实施例的基板清洗装置配置的基板清洗部可接收压缩气体A与超纯水W来清洗基板G。
根据本实施例的基板清洗装置包括：第一压缩气体供应罐25、第一超纯水供应罐35、第一导热体容纳部240、第二导热体容纳部250、第一热交换单元以及第二热交换单元。
对于连接于所述第一压缩气体供应罐25与所述第一超纯水供应罐35的结构、所述第一热交换单元以及所述第二热交换单元的结构与上述的第一实施例实际上相同，因此省略详细说明。
但是，与上述的第一实施例不同，本实施例的所述第一热交换单元以及第二热交换单元分别利用所述第一导热体容纳部240容纳的第一导热体与所述第二导热体容纳部250容纳的第二导热体的热来加热所述压缩气体A与所述超纯水W。
具体地说，所述第一导热体容纳部240配置在所述基板清洗部外部，并且容纳在所述基板清洗部以外的设备中使用后回收的第一导热体。
所述第一导热体可容纳在所述基板清洗部以外的设备中使用的热排气、超纯水以及药液的雾排气或者空调的热源等。
所述第二导热体容纳部250配置在所述基板清洗部外部，并且容纳在所述基板清洗部以外的设备中使用后回收的所述第二导热体。
所述第二导热体不仅容纳外部设备的废水(诸如，加热的超纯水废水以及废药液等)，还可容纳被其他热源加热后回收的冷却水。
即，将在半导体以及LCD制造工艺过程中使用或者产生的热中可回收的热使用于加热所述压缩气体A以及所述超纯水W的过程中，进而可降低在清洗基板G时使用的耗电量。
根据本发明的基板清洗装置具有如下的效果：
第一，利用在基板清洗装置使用的废热来加热用于清洗基板的超纯水与压缩气体，进而具有能够降低在所述基板清洗装置使用的耗电量的优点。
第二，使用基板处理装置的废热，进而具有可节省初始设置费用以及运营费用的优点。
第三，通过使用高温压缩气体，进而期待能够以更少的能源提高清洗力的效果。
第四，同时利用基板处理装置的废热与加热器来加热用于清洗基板的超纯水与压缩气体，进而具有可将超纯水与压缩气体的温度保持不变的优点。
如上所述，本发明并不限定于上述的特定优选实施例，在不超出权利要求中保护的本发明要点的情况下，可被在该发明所属技术领域据具有通常知识的技术人员实施各种变形，并且该变形属于本发明的范围。

Claims (7)

1.一种基板清洗装置，其特征在于，包括：
基板清洗部，清洗被污染的基板；
压缩气体供应部，配置在所述基板清洗部外部，并且容纳供应于所述基板清洗部的压缩气体；
超纯水供应部，配置在所述基板清洗部外部，并且容纳供应于所述基板清洗部的超纯水；
排气储罐单元，与所述基板清洗部连接，并且容纳所述基板清洗部产生的排气；
废水储罐单元，与所述基板清洗部连接，并且容纳所述基板清洗部产生的废水；
第一热交换单元，配置在所述排气储罐单元与所述压缩气体供应部之间，对所述排气与所述压缩气体进行热交换；以及
第二热交换单元，配置在所述废水储罐单元与所述超纯水供应部之间，对所述废水与所述超纯水进行热交换；
其中，所述基板清洗部包括：收容被污染的基板的基板收容腔室；运送所述基板的基板运送部；以及清洗所述基板的清洗喷嘴；
其中，所述清洗喷嘴包括：
压缩气体加压部，所述压缩气体经过并进行加压；
超纯水加压部，所述超纯水经过并进行加压；以及
混合部，混合被加压的所述压缩气体与所述超纯水，形成混合流体；
其中，所述超纯水加压部包括第一区间、第二区间以及第三区间，所述超纯水加压部的剖面面积沿着所述第一区间、第二区间以及第三区间依次逐渐变小，由此提高所述混合流体撞击于所述基板的撞击力，所述超纯水通过所述压缩气体以雾化的状态清洗所述基板；
其中，所述压缩气体供应部包括：第一压缩气体供应罐和与所述第一压缩气体供应罐并列配置的第二压缩气体供应罐；
所述基板清洗装置还包括第一加热单元，所述第一加热单元配置于所述第二压缩气体供应罐的内部空间；
其中，所述第一热交换单元包括：
第一蒸发器，用于吸收所述排气的热；
第一压缩器，用于压缩经过所述第一蒸发器的制冷剂；
第一冷凝器，凝结经过所述第一压缩器的制冷剂的同时加热所述压缩气体；以及
第一膨胀阀，膨胀经过所述第一冷凝器的制冷剂；
其中，所述第一蒸发器由具有耐腐蚀性且传热系数高的金属材质制成，用于防止其与排气接触而导致的腐蚀；
从外部流入的压缩气体被同时引入至所述第一压缩气体供应罐及所述第二压缩气体供应罐，以使经过所述第一加热单元的压缩气体和经过所述第一热交换单元的气体混合并供应至所述压缩气体加压部。
2.根据权利要求1所述的基板清洗装置，其特征在于，
所述基板清洗装置还包括第二加热单元，
所述第二热交换单元将从外部供应的超纯水加热到第一设定温度，所述第二加热单元将通过所述第二热交换单元加热的超纯水加热到第二设定温度，其中所述第二设定温度高于所述第一设定温度。
3.根据权利要求2所述的基板清洗装置，其特征在于，
供应到所述基板清洗部的超纯水为40℃～90℃，若使用所述第二热交换单元，则耗电量比未使用所述第二热交换单元的情况下的耗电量低40％～85％。
4.根据权利要求2所述的基板清洗装置，其特征在于，
若供应到所述基板清洗部的超纯水的温度为70℃～90℃，则所述第一设定温度为70℃～80℃。
5.根据权利要求1所述的基板清洗装置，其特征在于，还包括：
二氧化碳供应器，将二氧化碳供应于所述超纯水，以降低所述超纯水的电阻率。
6.根据权利要求1所述的基板清洗装置，其特征在于，
所述压缩气体供应部包括：第二压缩气体输送管，用于引导从外部流入的压缩气体到所述第一压缩气体供应罐或者所述第二压缩气体供应罐；以及第一压缩气体输送管，用于引导从所述第一压缩气体供应罐或者所述第二压缩气体供应罐排放的压缩气体到所述压缩气体加压部。
7.根据权利要求6所述的基板清洗装置，其特征在于，
所述压缩气体供应部还包括：第一压缩气体控制阀，配置在所述第一压缩气体输送管上，并选择性地引导所述压缩气体；第二压缩气体控制阀，配置在所述第二压缩气体输送管上，并选择性地引导所述压缩气体。
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