KR100325623B1 - 필터 웨팅 시스템 - Google Patents

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    • B01D—SEPARATION
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Abstract

본 발명의 필터 웨팅 시스템은 웨팅 용액 공급 배관(P3)을 통해 필터를 웨팅하기 위한 웨팅 용액이 수용된 웨팅 용액 공급부(B1), 질소 공급 배관(P2)을 통해 질소를 공급하는 질소 공급부(12), 초순수 공급 배관(P1)을 통해 초순수를 공급하는 초순수 공급부(11), 질소 공급부(12)로부터 질소 공급 배관(P2)을 통해 질소를 흡입하여 내부에 진공력을 발생시키고, 그 진공력으로 웨팅 용액 공급 배관(P3)을 통해 웨팅 용액 공급부(B1)에 수용된 웨팅 용액을 흡입하는 흡입 장치(20), 유입구(I) 및 제1유출구(O1)를 구비하고, 내부에 필터가 장착되어 유입구(I)를 통해 흡입 장치(20)에서 흡입한 웨팅 용액이 유입되어 필터를 적시고, 유입구(I)로 초순수 공급 배관(P1,P4,P5)을 통해 초순수 공급부(11)로부터 초순수가 유입되어 필터를 적신 웨팅 용액을 초순수로 희석시키는 필터 하우징(F1,F2) 및 필터 하우징(F1,F2)의 제1유출구(O1)에 연결된 배기용 배관(DP1,DP2)를 통해 필터 하우징(F1,F2)에 공급된 웨팅 용액과 초순수를 배출시키는 드레인(13,14)으로 구성된다.

Description

필터 웨팅 시스템{Filter wetting system}
본 발명은 필터 웨팅 시스템에 관한 것으로, 특히 흡입장치를 사용하여 필터 웨팅을 위한 웨팅 용액을 필터 하우징에 공급해주는 필터 웨팅 시스템에 관한 것이다.
반도체 제조 공정에서는 다양한 화학 약품 용액들이 사용되고 있다. 이러한 화학 약품 용액들은 웨이퍼와 직접 접촉되므로 불순물로 오염된 용액을 사용하면 수율이 저하된다.
수율 저하를 방지하기 위하여 고순도의 화학 약품 용액을 사용하여야 하며, 이를 위해 일반적으로 반도체 제조 공정에서는 케미컬 필터를 사용하고 있다.
케미컬 필터는 미세기공이 형성된 테프론재질의 여과막(Membrain)을 주로 사용한다. 여과막은 소수성(Hydrophobic property)의 물질이므로 수용액이나 친수성 물질의 화학 약품 용액을 여과시키기 위해서 필터는 필터 웨팅 시스템을 사용하여필터를 웨팅(Wetting)처리 하여야 한다.
웨팅 처리라 함은 알콜(Alchol)과 같이 표면 장력이 낮고 여과막을 잘 적시면서 물에 잘 용해되는 성질을 갖는 이소프로필 알콜(Isoprophyl Alchol:IPA) 등과 같은 웨팅 용액을 사용하여 필터를 적신 후 초순수를 흘려 필터에서 웨팅 용액이 차지하고 있던 위치를 초순수가 치환해서 점유하도록 하는 처리이다. 이러한 웨팅 처리가 종료되면 필터는 친수성 물질인 화학 약품 용액에 불순물을 여과시킬 수 있다.
종래의 경우 필터 웨팅 시스템은 다이아프램 펌프나 벨로우즈 펌프를 사용하여 웨팅 용액을 필터가 장착된 필터 하우징(Filter Housing)에 공급하였다.
이러한 펌프를 사용하는 경우 펌프는 구조상 여러개의 부분으로 구성되어 각 부품을 조합하여 하나의 조합체로 어루어지는 것으로 사용중 고장이 잦고, 고장에 따른 부품의 교체가 빈번하며, 부품의 교체에 따른 비용, 수리 비용 및 초기 장치의 구성 비용이 고가인 문제점을 가지고 있다.
본 발명의 목적은 웨팅 용액을 필터가 장착된 필터 하우징에 공급하기 위하여 펌프를 사용하지 않고 흡입 장치를 사용함으로써 초기 장치의 구성 비용이 저렴하고, 영구적으로 고장이 발생되지 않는 저가의 필터 웨팅 장치를 제공하는 데 있다.
도 1은 본 발명의 필터 웨팅 시스템의 구성도,
도 2는 본 발명의 필터 웨팅 시스템에 사용되는 흡입장치의 단면도이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 필터 웨팅 장치는 웨팅 용액 공급배관을 통해 필터를 웨팅하기 위한 웨팅 용액이 수용된 웨팅 용액 공급부; 질소 공급 배관을 통해 질소를 공급하는 질소 공급부; 초순수 공급 배관을 통해 초순수를 공급하는 초순수 공급부; 질소 공급부로부터 질소 공급 배관을 통해 질소를 흡입하여 내부에 진공력을 발생시키고, 그 진공력으로 웨팅 용액 공급 배관을 통해 웨팅 용액 공급부에 수용된 웨팅 용액을 흡입하는 흡입 장치 유입구 및 제1유출구를 구비하고, 내부에 필터가 장착되어 유입구를 통해 흡입 장치에서 흡입한 웨팅 용액이 유입되어 필터를 적시고, 유입구로 초순수 공급 배관을 통해 초순수 공급부로부터 초순수가 유입되어 필터를 적신 웨팅 용액을 초순수로 희석시키는 필터 하우징; 및 필터 하우징의 제1유출구에 연결된 배기용 배관를 통해 필터 하우징에 공급된 웨팅 용액과 초순수를 배출시키는 드레인을 구비한 것을 특징으로 한다.
흡입 장치의 내부에는 흡입량을 제어하여 질소 및 웨팅 용액이 혼재된 유체투입로가 형성되고, 유체투입로의 선단에는 수평면 상으로 질소를 공급하는 질소 공급 배관이 접속되어 구멍을 통해 질소를 분사하는 노즐을 구비하고, 유체투입로의 선단에는 수직면 상으로 웨팅 용액을 공급하는 웨팅 용액 공급 배관이 접속되고, 유체투입로의 선단과 후단 사이에 병목부분을 형성시켜 유체투입로의 선단의 질소 공급에 의하여 발생된 진공력 및 유체투입로의 병목부분에 의하여 유체투입로에 웨팅 용액의 흡입량을 제어하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 필터 웨팅 장치를 상세히 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 필터 웨팅 시스템의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 필터 웨팅 시스템은 웨팅 용액 공급 배관(P3)을 통해 필터를 웨팅하기 위한 웨팅 용액이 수용된 웨팅 용액 공급부(B1), 질소 공급 배관(P2)을 통해 질소를 공급하는 질소 공급부(12), 초순수 공급 배관(P1)을 통해 초순수를 공급하는 초순수 공급부(11), 질소 공급부(12)로부터 질소 공급 배관(P2)을 통해 질소를 흡입하여 내부에 진공력을 발생시키고, 그 진공력으로 웨팅 용액 공급 배관(P3)을 통해 웨팅 용액 공급부(B1)에 수용된 웨팅 용액을 흡입하는 흡입 장치(20), 유입구(I) 및 제1유출구(O1)를 구비하고, 내부에 필터가 장착되어 유입구(I)를 통해 흡입 장치(20)에서 흡입한 웨팅 용액이 유입되어 필터를 적시고, 유입구(I)로 초순수 공급 배관(P1,P4,P5)을 통해 초순수 공급부(11)로부터 초순수가 유입되어 필터를 적신 웨팅 용액을 초순수로 희석시키는 필터 하우징(F1,F2) 및 필터 하우징(F1,F2)의 제1유출구(O1)에 연결된 배기용 배관(DP1,DP2)를 통해 필터 하우징(F1,F2)에 공급된 웨팅 용액과 초순수를 배출시키는 드레인(13,15)으로 구성된다.
필터 하우징(F1,F2)은 제2유출구(O2)를 더 구비하여 필터 하우징(F1,F2)에 유입된 질소를 제2유출구(O2)에 연결된 질소 배기용 배관(DP3)을 통해 질소를 벤트부(14)로 배출한다.
도 2는 본 발명의 필터 웨팅 시스템에 사용되는 흡입장치의 단면도이다.
도 2의 흡입 장치는 본체(21)와 흡입 장치(20)의 내부에 흡입량을 제어하여 질소 및 웨팅 용액이 혼재된 유체투입로(22)로 구성된다. 유체투입로(22)의 선단(23)에는 수평면 상으로 질소를 공급하는 질소 공급 배관(P2)이 접속되어구멍(27)을 통해 질소를 분사하는 노즐(26)을 구비하고, 유체투입로(22)의 선단(23)에는 수직면 상으로 웨팅 용액을 공급하는 웨팅 용액 공급 배관(P3)이 접속되고, 유체투입로의 선단(23)과 후단(24) 사이에 병목부분(25)을 형성시켜 유체투입로의 선단(23)의 질소 공급에 의하여 발생된 진공력 및 유체투입로의 병목부분(25)에 의하여 유체투입로에 웨팅 용액의 흡입량을 제어한다.
유체투입로의 병목(25)의 직경(a)과 노즐 구멍(27)의 직경의 비는 2.0:1 내지 2.4:1이고, 유체투입로의 병목(25)으로부터 선단(23)까지 직경이 증가되는 길이(b)와 병목의 직경(a)의 비는 1.3:1 내지 1.7:1이고, 증가된 폭의 직경(c)과 병목의 직경(a)의 비는 1.5:1 내지 1.9:1이다.
상기의 구성에 따른 본 발명인 필터 웨팅 시스템의 동작은 다음과 같다.
도 1에서 필터 하우징(F1,F2)은 두개인 것을 실시예로 들었고, J1∼J5는 각 배관들의 조인트 이음관을 나타내며, CV1∼CV5는 배관으로 유체를 공급 또는 배기하기 위한 조절밸브이다.
본 발명인 필터 웨팅 시스템이 필터의 웨팅 처리를 하기 위해서 먼저 필터 하우징(F1,F2)에 웨팅할 필터를 장착하고, 웨팅 용액이 수용된 웨팅 용액 공급부(B1)의 용기를 개방하고, 질소배기밸브(CV4)를 제외하고 모두 닫는다.
고순도의 질소를 흡입 장치(20)에 공급하기 위해 질소공급밸브(CV2)를 개방하여 질소 공급 배관(P2) 및 흡입 장치(20)의 노즐(26)의 구멍을 통해 흡임 장치(20)의 유체투입로(22)의 선단(23)으로 질소 공급부(12)로부터 질소가 흡입된다. 이때 흡입 장치(20)의 유체투입로(22)에는 1∼3Kg/㎠의 압력을 가진 질소가 통과하게 되며, 흡입 장치(20) 본체(21) 하단부에 연결된 웨팅 용액 공급 배관(P3)을 통하여 -0.8Kg/㎠의 진공력이 발생하여 웨팅 용액 공급 배관(P3)을 통하여 웨팅 공급부(B1)에 수용된 웨팅 용액은 배관들(P4,P5,P6) 및 유입구(I)를 통해 필터 하우징(F1,F2) 내부로 유입된다. 유체투입로의 병목(25)의 직경(a)과 노즐 구멍(27)의 직경의 비를 2.0∼2.4:1로 만들고, 유체투입로의 병목(25)으로부터 선단(23)까지 직경이 증가되는 길이(b)와 병목의 직경(a)의 비를 1.3∼1.7:1로 만들고, 증가된 폭의 직경(c)과 병목의 직경(a)의 비를 1.5∼1.9:1로 함으로써 유체투입로(22)의 압력을 최상의 조건으로 만들 수 있다.
필터 하우징(F1,F2)내에 장착된 필터까지 충분히 웨팅 용액이 잠기면 웨팅 용액의 공급을 중단하기 위하여 질소공급밸브(CV2) 및 질소배기밸브(CV4)를 차단한다. 웨팅 시간, 약 30분이 경과되면 배기밸브(CV3,CV5) 및 질소배기밸브(CV4)를 개방하여 필터 하우징(F1,F2)내에 저장된 웨팅 용액 및 질소를 제1유출구(O1), 제2유출구(O2) 및 배기용배관들(DP1,DP2,DP3)을 통해 제1드레인(13), 제2드레인(15) 및 벤트부(14)로 배출시킨다.
배기밸브(CV3,CV5) 및 질소배기밸브(CV4)가 개방된 상태에서 초순수 공급밸브(CV1)를 개방하여 초순수 공급 배관(P1,P5,P6)을 통해 초순수가 필터 하우징(F1,F2) 내부로 유입되어 필터 하우징(F1,F2) 내부에 저장된 웨팅 용액을 희석시키며 이미 개방된 배기밸브(CV3,CV5)에 의해 제1드레인(13) 및 제2드레인(15)으로 배출시킨다. 일정시간이 경과되면 배기밸브(CV3,CV5)를 차단하고 계속적으로 초순수를 유입하여 웨팅 용액이 완전하게 희석될 때까지 유지한다. 용액이 완전히희석되면 초순수 공급밸브(CV1)를 차단하고 배기밸브(CV3,CV5) 및 질소배기밸브(CV4)를 개방하여 필터 하우징(F1,F2) 내에 있는 것을 모두 배출시켜 웨팅 처리를 종료한다.
본 발명의 필터 웨팅 시스템은 웨팅 용액을 필터가 장착된 필터 하우징에 공급하기 위하여 펌프를 사용하지 않고 흡입 장치를 사용함으로써 초기 장치의 구성 비용이 저렴하고, 영구적으로 고장이 발생되지 않는다.

Claims (5)

  1. 화학 약품 용액들의 불순물을 여과하기 위한 필터를 웨팅 처리하기 위한 필터 웨팅 시스템에 있어서,
    웨팅 용액 공급 배관을 통해 상기의 필터를 웨팅하기 위한 웨팅 용액이 수용된 웨팅 용액 공급수단;
    질소 공급 배관을 통해 질소를 공급하는 질소 공급수단;
    초순수 공급 배관을 통해 초순수를 공급하는 초순수 공급수단;
    상기의 질소 공급수단으로부터 질소 공급 배관을 통해 질소를 흡입하여 내부에 진공력을 발생시키고, 그 진공력으로 웨팅 용액 공급 배관을 통해 상기의 웨팅 용액 공급수단에 수용된 웨팅 용액을 흡입하는 흡입 장치;
    유입구 및 제1유출구를 구비하고, 내부에 필터가 장착되어 상기의 유입구를 통해 상기의 흡입 장치에서 흡입한 웨팅 용액이 유입되어 상기의 필터를 적시고, 상기의 유입구로 초순수 공급 배관을 통해 상기의 초순수 공급수단으로부터 초순수가 유입되어 상기의 필터를 적신 웨팅 용액을 초순수로 희석시키는 필터 하우징; 및
    상기의 필터 하우징의 제1유출구에 연결된 배기용 배관를 통해 상기의 필터 하우징에 공급된 웨팅 용액과 초순수를 배출시키는 드레인 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 필터 웨팅 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기의 필터 하우징은 제2유출구를 더 구비하여 필터 하우징에 유입된 질소를 제2유출구에 연결된 질소 배기용 배관을 통해 질소를 벤트부로 배출하는 것을 특징으로 하는 웨팅 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기의 흡입 장치의 내부에는 흡입량을 제어하여 질소 및 웨팅 용액이 혼재된 유체투입로가 형성되고, 유체투입로의 선단에는 수평면 상으로 질소를 공급하는 질소 공급 배관이 접속되어 구멍을 통해 질소를 분사하는 노즐을 구비하고, 유체투입로의 선단에는 수직면 상으로 웨팅 용액을 공급하는 웨팅 용액 공급 배관이 접속되고, 유체투입로의 선단과 후단 사이에 병목부분을 형성시켜 유체투입로의 선단의 질소 공급에 의하여 발생된 진공력 및 유체투입로의 병목부분에 의하여 유체투입로에 웨팅 용액의 흡입량을 제어하는 것을 특징으로 하는 필터 웨팅 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기의 유체투입로의 병목의 직경과 노즐 구멍의 직경의 비는 2.0:1 내지 2.4:1인 것을 특징으로 하는 필터 웨팅 시스템.
  5. 제3항에 있어서, 상기의 유체투입로의 병목으로부터 선단까지 직경이 증가되는 길이와 병목의 직경의 비는 1.3:1 내지 1.7:1이고, 증가된 폭의 직경과 병목 직경의 비는 1.5:1 내지 1.9:1인 것을 특징으로 하는 필터 웨팅 시스템.
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