KR100339492B1 - 폐수 재순환 기능을 구비한 웨이퍼 가공용 초순수 공급 시스템 - Google Patents

폐수 재순환 기능을 구비한 웨이퍼 가공용 초순수 공급 시스템 Download PDF

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Abstract

시수 저장소와, 펌프와, 필터와, 여과수 저장조와, 열교환기와, 약품 공급조와, 역삼투압 장치와, 역삼투막 재생약품조 및 농축수 저장조와, 수지탑과, 초순수 저장조와, 살균기 등으로 이루어지는 웨이퍼 가공용 초순수 공급 시스템에 있어서,
폐수를 별도로 집수하여 저장하는 폐수 저장조와, 상기한 폐수 저장조에 저장되어 있는 폐수를 공급시키기 위한 압력을 제공하는 펌프와, 상기한 펌프로부터 공급되는 폐수에 포함되어 있는 부유물질을 제거하는 마이크로 필터와, 상기한 마이크로 필터에서 걸러지지 않은 미세한 입자 또는 이온을 수지층을 이용하여 이온 교환시킴으로써 양질의 순수를 생성하는 수지탑과, 상기한 수지탑에서 누출된 수지들을 여과시킨 뒤에 이를 농축수 저장조로 공급하는 수지 필터를 더 포함하여 이루어지며,
소잉공정에서 생성되는 폐수를 재순환시켜 초순수로서 사용할 수 있도록 하여 초순수 제조공정을 줄임과 동시에 폐수처리비용을 절감시킴으로써 초순수의 제조비용을 낮출 수가 있고, 자연환경보호에도 공헌할 수 있는 효과를 가진 폐수 재순환 기능을 구비한 웨이퍼 가공용 초순수 공급 시스템을 제공한다.

Description

폐수 재순환 기능을 구비한 웨이퍼 가공용 초순수 공급 시스템
이 발명은 폐수 재순환 기능을 구비한 웨이퍼 가공용 초순수 공급 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면 소잉공정에서 생성되는 폐수를 재순환시켜 초순수로서 사용할 수 있도록 하여 초순수 제조공정을 줄임과 동시에 폐수처리비용을 절감시킴으로써 초순수의 제조비용을 낮출 수가 있고, 자연환경보호에도 공헌할 수 있는 폐수 재순환 기능을 구비한 웨이퍼 가공용 초순수 공급 시스템에 관한 것이다.
고집적 반도체 회로가 형성되어 있는 웨이퍼를 개개의 반도체칩으로 분리하여 패키징(packaging)을 하기 위해서는 소잉(sawing) 공정을 거치게 된다.
이와 같은 소잉 공정에서는 반도체칩의 분리가 원활하게 이루어지도록 하기 위하여 초순수를 공급하기 위한 초순수 공급 시스템을 필요로 하게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 종래의 웨이퍼 가공용 초순수 공급 시스템에 대하여 설명하기로 한다.
제1도는 종래의 웨이퍼 가공용 초순수 공급 시스템의 구성도이다.
제1도에 도시되어 있듯이 종래의 웨이퍼 가공용 초순수 공급 시스템의 구성은 시수 저장조(city water tank) (11)와, 상기한 시수 저장조(11)에 도관을 통해 연결되어 있는 펌프(12)와, 상기한 펌프(12)에 도관을 통해 연결되어 있는 무연탄 필터(13)와, 상기한 무연탄 필터(13)에 도관을 통하여 연결되어 있는 카본 필터(carbon filter) (14)와, 상기한 카본 필터(14)에 도관을 통하여 연결되어 있는 여과수 저장조(15)와, 상기한 여과수 저장조(15)에 도관을 통하여 연결되어 있는 가압 펌프(16)와, 상기한 가압 펌프(16)에 도관을 통하여 연결되어 있는 열교환기(heat exchanger)(17)와, 상기한 열교환기(17)에 도관을 통하여 연결되어 있는 스케일 방지약품 공급조(18) 및 염소산화 약품 공급조(19)와, 상기한 열교환기(17)에 도관을 통하여 연결되어 있는 마이크로 필터(20)와, 상기한 마이크로 필터(20)에 도관을 통하여 연결되어 있는 고압 펌프(21)와, 상기한 역삼투압 장치(22)에 도관을 통하여 연결되어 있는 역삼투압 장치(22)와, 상기한 역삼투압 장치(22)에 도관을 통하여 연결되어 있는 역삼투막 재생약품조(23) 및 농축수 저장조(24)와, 상기한 농축수 저장조(24)에 도관을 통하여 연결되어 있는 펌프(25)와, 상기한 펌프(25)에 도관을 통하여 연결되어 있는 음이온 수지 재생약품 공급조(26) 및 양이온 수지 재생약품 공급조(27)와, 상기한 펌프(25)에 도관을 통하여 연결되어 있는 수지탑(nixed bed) (28)과, 상기한 수지탑(28)에 도관을 통하여 연결되어 있는 초순수 저장조(29)와, 상기한 초순수 저장조(29)에 도관을 통하여 연결되어 있는 초순수 피드 펌프(30)와, 상기한 초순수 피드 펌프(30)에 도관을 통하여 연결되어 있는 자외선 살균기(31)와, 상기한 자외선 살균기(31)에 도관을 통하여 연결되어 있는 마이크로 필터(32)와, 상기한 초순수 피드 펌프(30)에 도관을 통하여 연결되어 있는 초순수 보조 저장조(33)로 이루어진다.
상기한 구성에 의한 종래의 웨이퍼 가공용 초순수 공급 시스템의 동작은 다음과 같이 이루어진다.
시수 저장조(11)에 저장되어 있는 물은 펌프(12)에 의해 도관을 거쳐 무연탄필터(13)로 공급된다.
상기한 무연탄 필터(13)는 물속에 함유되어 있는 부유물질을 여과시킴으로써 물리적인 처리를 한 뒤에 이를 도관을 통하여 카본 필터(14)로 공급한다.
카본 필터(14)는 물속에 함유되어 있는 유기물질 및 염소를 흡착시킴으로써 화학적 처리를 한 뒤에 이를 도관을 통하여 여과수 저장조(15)로 공급한다.
여과수 저장조(15)에 저장되어 있는 물은 가압 펌프(16)에 의해 열교환기(17)로 공급되고, 상기한 열교환기(17)는 물의 온도가 일정치(약 25℃±2)를 유지하도록 조정한 뒤에 이를 마이크로 필터(20)로 송출한다.
이와 같이 열교환기(17)로부터 마이크로 필터(20)로 물이 송출되는 과정에서, 도관을 통하여 연결되어 있던 스케일 방지약품 공급조(18) 및 염소산화 약품 공급조(19)로부터 약품이 공급된다.
마이크로 필터(20)는 스케일 방지약품과 염소산화 약품을 균일하게 희석시키고, 고압펌프(21)를 보호하기 위하여 부유물질을 여과한 뒤에, 이를 도관을 통하여 고압 펌프(21)로 공급한다.
상기한 고압 펌프(21)는 마이크로 필터(20)로부터 공급되는 물을 역삼투압 장치(22)로 고압으로 공급한다.
역삼투압 장치(22)는 고압펌프(21)로부터 공급되는 물을 역삼투압 원리에 따라 역삼투막 재생 약품조(23)의 역삼투막을 통과하여 75%의 순수와 25%의 농축수가 분리되어 생성되도록 한 뒤에, 이를 각각 도관을 통하여 순수 저장조(24)와 농축수 저장조(24)로 공급한다.
상기한 농축수 저장조(24)에 저장된 농축수는 이온성 물질이 다량 함유되어 있기 때문에 웨이퍼 가공용수로 사용하지 못하고 생활용수로 재이용된다.
상기한 순수 저장조(24)에 저장되어 있는 순수는 펌프(25)에 의해 수지탑(28)으로 공급된다. 이 과정에서, 상기한 펌프(25)에 도관을 통하여 연결되어 있는 음이온 수지 재생약품 공급조(26) 및 양이온 수지 재생약품 공급조(27)로부터 약품이 공급되어 양,음이온 수지를 개별 재생한 후 양,음이온 수지를 혼합한 뒤에 물을 통과시키면 초순수가 생성된다.
수지탑(28)은 이온교환을 통해 양질의 초순수를 생성하며, 이와 같이 수지탑(28)에서 생성된 초순수는 초순수 저장조(29)에 저장된다.
상기한 초순수 저장조(29)에 저장되어 있는 초순수는 초순수 피드 펌프(30)에 의해 도관을 통하여 자외선 살균기(31)로 공급된다.
상기한 자외선 살균기(31)는 자외선을 이용하여 초순수속에 함유되어 있는 박테리아(bacteria)를 살균시킨 뒤에 이를 마이크로 필터(32)로 공급하고, 마이크로 필터(32)는 초순수속에 함유되어 있는 입자(particle) 및 박테리아 등을 여과시킨 뒤에 이를 웨이퍼 가공용수로서 공급한다.
그리고, 상기한 초순수 피드 펌프(30)에 도관을 통하여 연결되어 있는 초순수 보조 저장조(33)는 초순수를 보조 저장한다.
그러나 상기한 종래의 웨이퍼 가공용 초순수 공급 시스템은, 시수만을 공급받아 초순수를 생성하기 때문에 초순수 제조비용이 비싸지게 되고, 소잉공정에서생성되는 폐수를 적절하게 활용하지 못하는 문제점이 있다.
이 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 단점을 해결하기 위한 것으로서, 소잉공정에서 생성되는 폐수를 재순환시켜 초순수로서 사용할 수 있도록 하여 초순수 제조공정을 줄임과 동시에 폐수처리비용을 절감시킴으로써 초순수의 제조비용을 낮출 수가 있고, 자연환경보호에도 공헌할 수 있는 폐수 재순환 기능을 구비한 웨이퍼 가공용 초순수 공급 시스템을 제공하는데 있다.
제1도는 종래의 웨이퍼 가공용 초순수 공급 시스템의 구성도이다.
제2도는 이 발명의 실시예에 따른 폐수 재순환 기능을 구비한 웨이퍼 가공용 초순수 공급 시스템의 구성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
11 : 시수 저장소 12 : 펌프 13 : 무연탄 필터
14 : 카본 필터 15 : 여과수 저장소 16 : 가압 펌프
17 : 열교환기 18 : 스케일 방지약품 공급조
19 : 염소산화 약품 공급조 20 : 마이크로 필터 21 : 고압 펌프
22 : 역삼투압 장치 23 : 역삼투막 재생약품조
24 : 순수, 농축수 저장조 25 :펌프 26 :음이온 수지 재생약품 공급조
27 : 양이온 수지 재생약품 공급조 28 : 수지탑 29 : 초순수 저장조
30 : 초순수 피드 펌프 31 : 자외선 살균기 32 : 마이크로 필터
33 : 초순수 보조 저장조 41 : 폐수 저장조 42 : 펌프
43 : 제1 마이크로 필터 44 : 제2 마이크로 필터 45 : 수지탑
46 : 수지 필터 47 : 저항 계측기 48 : 압력 게이지
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은,
시수 저장조와, 펌프와, 필터와, 여과수 저장조와, 열교환기와, 약품 공급조와, 역삼투압 장치와, 역삼투막 재생약품조 및 농축수 저장조와, 수지탑과, 초순수 저장조와, 살균기 등으로 이루어지는 웨이퍼 가공용 초순수 공급 시스템에 있어서,
폐수를 별도로 집수하여 저장하는 폐수 저장조와,
상기한 폐수 저장조에 저장되어 있는 폐수를 공급시키기 위한 압력을 제공하는 펌프와,
상기한 펌프로부터 공급되는 폐수에 포함되어 있는 부유물질을 제거하는 마이크로 필터와,
상기한 마이크로 필터에서 걸러지지 않은 미세한 입자 또는 이온을 수지층을 이용하여 이온교환시킴으로써 양질의 순수를 생성하는 수지탑과,
상기한 수지탑에서 누출된 수지들을 여과시킨 뒤에 이를 농축수 저장조로 공급하는 수지 필터를 더 포함하여 이루어진다.
이 발명의 구성은, 상기한 수지탑이나 수지필터로부터 공급되는 순수의 저항을 계측하여 표시함으로써 작업자가 이를 손쉽게 관측할 수 있도록 하는 저항 계측기를 더 포함하는 구성으로 이루어질 수도 있다.
이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하기로 한다.
제2도는 이 발명의 실시예에 따른 폐수 재순환 기능을 구비한 웨이퍼 가공용 초순수 공급 시스템의 폐수 재순환 부분의 구성도이다. 이 발명의 실시예에서는, 제1도에 도시되어 있는 종래의 웨이퍼 가공용 초순수 공급 시스템을 기준으로 하여 추가되는 부분만 제2도에 도시하였음을 밝혀둔다.
제2도에 도시되어 있듯이 이 발명의 실시예에 따른 폐수 재순환 기능을 구비한 웨이퍼 가공용 초순수 공급 시스템의 구성은, 제1도에 도시되어 있는 바와 같은 종래의 웨이퍼 가공용 초순수 공급 시스템에 있어서, 폐수 저장조(41)와, 상기한 폐수 저장조(41)에 도관을 통하여 연결되어 있는 펌프(42)와, 상기한 펌프(42)에 도관을 통하여 연결되어 있는 제1 마이크로 필터(43)와, 상기한 제1 마이크로 필터(43)에 도관을 통하여 연결되어 있는 제2 마이크로 필터(44)와, 상기한 제2 마이크로 필터(44)에 도관을 통하여 연결되어 있는 수지탑(45)과, 상기한 수지탑(45)과 농축수 저장조(24)의 사이에 도관을 통하여 연결되어 있는 수지 필터(resin filter)(46)와, 상기한 수지탑(45)이나 수지필터(46)으로부터 공급되는 순수의 저항을 계측하여 표시하는 저항 계측기(47)와, 상기한 펌프(42)로부터 공급되는 페수의 유압을 측정하여 표시하는 압력 게이지(45)를 더 포함하여 이루어진다.
상기한 구성에 의한, 이 발명의 실시예에 따른 폐수 재순환 기능을 구비한 웨이퍼 가공용 초순수 공급 시스템의 작용은 다음과 같다.
웨이퍼의 소잉공정에 공급된 초순수는 공정이 진행되면서 폐수로 변환된다. 상기한 폐수는, 폐수처리되어 방류되지 않고, 폐수 저장조(41)에 별도로 집수되어 균질화된다. 이 경우에, 폐수 저장조(41)에 집수되어 있는 폐수는, 이온성 물질은 포함되어 있지 않고, 부유물질인 실리콘 입자가 다량 함유되어 있는 상태이다.
상기한 바와 같이 폐수 저장조(41)에 저장되어 있는 폐수는 펌프(42)에 의해 도관을 거쳐서 제1 마이크로 필터(43)로 공급된다.
제1 마이크로 필터(43)는 폐수에 포함되어 있는 입자가 큰 부유물질을 여과시킨뒤에 이를 도관을 통하여 제2 마이크로 필터(44)로 공급한다.
제2 마이크로 필터(44)는 폐수중에 포함되어 있는 밀입자 및 콜로노이드 인자를 제거한 뒤에 이를 수지탑(45)으로 공급한다.
수지탑(45)은 제2 마이크로 필터(44)에서 걸러지지 않은 미세한 입자 또는 이온을 수지층을 이용하여 이온교환시킴으로써 양질의 순수를 생성하며, 이와 같이 수지탑(45)에서 생성된 순수는 수지 필터(46)로 공급된다.
수지 필터는(46)는 수지탑(45)에서 누출된 수지들을 여과시킨 뒤에 이를 농축수 저장조(24)로 공급한다.
농축수 저장조(24)로 공급된 이후의 처리과정은 위에서 설명한 바와 같으며, 중복 설명을 피하기 위해 이에 대한 설명을 생략하기로 한다.
한편, 저항 계측기(47)는 상기한 수지탑(45)이나 수지필터(46)으로부터 공급되는 순수의 저항을 계측하여 표시하고, 압력 게이지(48)는 상기한 펌프(42)로부터 공급되는 폐수의 유압을 측정하여 표시함으로써 작업자가 이를 손쉽게 관측할 수 있도록 한다.
이상에서와 같이 이 발명의 실시예에서, 소잉공정에서 생성되는 폐수를 재순환 시켜 초순수로서 사용할 수 있도록 하여 초순수 제조공정을 줄임과 동시에 폐수처리비용을 절감시킴으로써 초순수의 제조비용을 낮출 수가 있고, 자연환경보호에도 공헌할 수 있는 효과를 가진 폐수 재순환 기능을 구비한 웨이퍼 가공용 초순수 공급 시스템을 제공할 수가 있다. 이 발명의 이러한 효과는 반도체 제조설비 분야에서 이 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 당업자에 의해 변형되어 이용될 수가 있다.

Claims (4)

  1. 시수 저장조와, 펌프와, 필터와, 여과수 저장조와, 열교환기와, 약품 공급조와, 역삼투압 장치와, 역삼투막 재생약품조 및 농축수 저장조와, 수지탑과, 초순수 저장조와, 살균기 등으로 이루어지는 웨이퍼 가공용 초순수 공급 시스템에 있어서,
    폐수를 별도로 집수하여 저장하는 폐수 저장조와,
    상기한 폐수 저장조에 저장되어 있는 폐수를 공급시키기 위한 압력을 제공하는 펌프와,
    상기한 펌프로부터 공급되는 폐수에 포함되어 있는 부유물질을 제거하는 마이크로 필터와,
    상기한 마이크로 필터에서 걸러지지 않은 미세한 입자 또는 이온을 수지층을 이용하여 이온교환시킴으로써 양질의 순수를 생성하는 수지탑과,
    상기한 수지탑에서 누출된 수지들을 여과시킨 뒤에 이를 농축수 저장조로 공급하는 수지 필터를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐수 재순환 기능을 구비한 웨이퍼 가공용 초순수 공급 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기한 마이크로 필터는,
    폐수에 포함되어 있는 입자가 큰 부유물질을 여관시킨 뒤에 이를 도관을 통하여 공급하는 제1 마이크로 필터와,
    폐수중에 포함되어 있는 밀입자 및 콜로노이드 인자를 제거한 뒤에 이를 수지탑으로 공급하는 제2 마이크로 필터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐수 재순환 기능을 구비한 웨이퍼 가공용 초순수 공급 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기한 수지탑이나 수지필터로부터 공급되는 순수의 저항을 계측하여 표시함으로써 작업자가 이를 손쉽게 관측할 수 있도록 하는 저항 계측기를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐수 재순환 기능을 구비한 웨이퍼 가공용 초순수 공급 시스템.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기한 펌프로부터 공급되는 폐수의 유압을 측정하여 표시하는 압력 게이지를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐수 재순환 기능을 구비한 웨이퍼 가공용 초순수 공급 시스템.
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