KR100751241B1

KR100751241B1 - 오존수 제조장치

Info

Publication number: KR100751241B1
Application number: KR1020050122682A
Authority: KR
Inventors: 서인용; 강병두
Original assignee: 주식회사 에스에프에이
Priority date: 2005-12-13
Filing date: 2005-12-13
Publication date: 2007-08-23
Also published as: KR20070062833A

Abstract

본 발명은 오존수를 제조하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명은, 초순수(Deionized Water)와 오존을 혼합하는 벤츄리(venturi)관; 상기 벤츄리관의 후단에 결합되어 마련되며, 상기 벤츄리관에서 혼합된 초순수 및 오존을 교반하여 균일한 오존수를 제조하는 인라인 믹서;를 포함하는 오존수 제조장치를 제공한다.

초순수, 오존, 오존수, 세정

Description

오존수 제조장치{APPARATUS FOR MAKING OZONE WATER}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오존수 제조장치의 구조를 도시하는 단면도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 벤츄리관의 구조를 도시하는 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 오존수 제조방법의 공정도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 본 발명의 일 실시예에 따른 오존수 제조장치

10 : 벤츄리관 20 : 인라인 믹서

30 : 오존수 저장탱크 40 : 재순환부

50 : 초순수 공급부

본 발명은 오존수를 제조하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근에 반도체 또는 엘시디 등의 기판 제조 프로세스에서는 오존수가 주목받 고 있다. 이것은 강력한 산화반응을 일으키고 또한 분해 후의 생성물이 산소이며, 기판 세정 후의 배수처리가 용이하기 때문이다. 오존수는 기판의 표면에 부착된 유기 화합물 및 금속불순물의 제거와 기판의 산화 등에 이용되고 있다.

또한 현재는 청정도가 높은 기판이 요구되고 있다. 따라서 기판 세정시에 사용되는 세정수에는 매우 순도가 높은 초순수(Deionized Water)가 범용되고 있다. 초순수는 미립자, 금속 불순물 뿐만아니라, 전유기탄소 량이 현저하게 저감된 물이다.

종래에는 이러한 오존수를 제조하기 위하여 벤츄리(venturi)관을 이용하여 초순수에 오존가스를 불어 넣고 이를 용해하는 방식을 사용하였다. 그런데 초순수에 오존가스를 불어넣는 방식으로 오존수를 제조하는 경우에는 초순수와 오존 가스의 결합 상태에 따라 오존의 농도가 결정되므로 오존 균일도가 일정하지 않다는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 오존 농도가 균일한 오존수를 제조할 수 있는 오존수 제조장치 및 제조방법을 제공함에 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 초순수(Deionized Water)와 오존을 혼합하는 벤츄리(venturi)관; 상기 벤츄리관의 후단에 결합되어 마련되며, 상기 벤츄리관에서 혼합된 초순수 및 오존을 교반하여 균일한 오존수를 제조하는 인라인 믹서를 포함하는 오존수 제조장치를 제공한다.

본 발명에서 상기 인라인 믹서는, 다수개가 병렬로 상기 벤츄리관의 후단에 연결되는 것이, 다량의 오존수를 짧은 시간 내에 처리할 수 있으므로 바람직하다.

그리고 본 발명에서는, 상기 인라인 믹서의 후단에 연결되어 마련되며, 그 내부를 밀폐하여 오존수를 저장하는 오존수 저장탱크가 더 마련되며, 상기 오존수 저장탱크에는, 그 내부의 압력을 조절하는 압력 조절밸브가 마련되는 것이, 오존수의 농도 저하를 방지할 수 있어서 바람직하다.

이때 상기 압력 조절 밸브는, 상기 오존수 저장탱크 내의 압력을 1.5 ~ 5 기압으로 유지하는 것이 바람직하다.

그리고 본 발명에서는, 상기 벤츄리관, 인라인 믹서, 오존수 저장탱크로 구성되는 오존수 제조라인이 복수번 반복하여 마련되는 것이, 오존수의 농도를 높일 수 있으므로 바람직하다.

또한, 상기 오존수 저장 탱크과 상기 벤츄리 관을 연결하며, 상기 오존수 저장탱크에 저장된 오존수를 상기 벤츄리관으로 공급하는 재순환부가 더 마련되는 것이, 오존수의 농도를 높일 수 있으므로 바람직하다.

그리고 본 발명은,

1) 초순수와 오존을 혼합하는 단계;

2) 혼합된 초순수와 오존을 인라인 믹서에 통과시킴으로써, 교반하여 오존수를 제조하는 단계;

3) 상기 오존수를 대기압보다 높은 압력하에서 저장하는 단계;

4) 상기 1) 내지 3) 단계를 N 번 반복하는 단계;를 포함하는 오존수 제조방법을 제공한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 일 실시예를 상세하게 설명한다.

본 실시예에 따른 오존수 제조장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 벤츄리관(10);과 인라인 믹서(20);를 포함하여 구성된다.

먼저 벤츄리(venturi)관(10)은 초순수(Deionized Water)와 오존을 혼합하는 구성요소이다. 이 벤츄리 관(10)은 도 2에 도시된 바와 같이, 초순수가 공급되는 공급부(12)에는 관의 직경이 점점 작아지는 형태를 취하고, 초순수가 배출되는 배출부(14)에는 관의 직경이 점점 커지는 형태를 취한다. 이때 관의 직경이 가장 작은 부분에 오존 가스 공급 관(16)이 연결된다. 이러한 구조의 벤츄리 관(10)에서는 초순수가 직경이 작아지는 쪽을 향해 이동하다가 직경이 넓어지는 부분으로 진입하면서 압력이 낮아져서 오존 공급관(16)에서 공급되는 오존을 빨아 올려서 함께 직 경이 넓어지는 부분을 이동하게 되는 것이다. 이렇게 초순수와 오존 가스가 함께 이동하면서 오존이 초순수에 용해되는 것이다.

다음으로 인라인 믹서(20)는, 상기 벤츄리관(10)의 후단에 결합되어 마련되며, 상기 벤츄리관(10)에서 혼합된 초순수 및 오존을 교반하여 균일한 오존수를 제조하는 구성요소이다. 이 인라인 믹서(20)는 면분할, 방향전환, 뒤섞임 작용을 통하여 상기 벤츄리관(10)에 의하여 혼합된 오존과 초순수를 교반하여 오존이 초순수에 균일하게 용해되도록 한다. 여기에서 인라인 믹서란 배관 내에 좌방향과 우방향으로 180°비틀려서 고정된 요소(element)가 각각 90°로 연결되어, 유체가 통과하여 이송될 때 연속적으로 면분할(flow division), 방향전환(rotational circulation), 뒤섞임(radial mixing) 작용이 발생하는 구성요소를 말하며, 면분할은 요소 1개를 통과할 때마다 유체가 2 등분되는 것을 말하며, 방향전환은 요소가 좌방향, 우방향으로 교차배열되어 진행 중의 유체가 안팎으로 뒤바뀌는 것을 말하며, 뒤섞임은 요소면을 타고 지나가는 유체가 관의 중심부에서 관의 내측면으로 내측면에서 다시 중심부로 이동하는 것을 말한다. 그리고 상기 인라인 믹서(20)는, 다수개가 병렬로 상기 벤츄리관의 후단에 연결되는 것이, 많은 량의 오존수를 일시에 처리할 수 있어서 바람직하다.

그리고 본 실시예에 따른 오존수 제조장치(1)에는, 상기 인라인 믹서(20)의 후단에 연결되어 마련되며, 그 내부를 밀폐하여 오존수를 저장하는 오존수 저장탱크(30)가 더 마련되는 것이 바람직하다. 이 오존수 저장탱크(30)는 상기 벤츄리관(10) 및 인라인 믹서(20)에 의하여 제조된 오존수를 저장하는 구성요소이다. 그런 데 이렇게 오존수 저장탱크(30)에서 오존수가 저장되는 동안 오존 농도가 낮아질 수 있으므로, 이 오존수 저장탱크(30)에는, 그 내부의 압력을 조절하는 압력 조절밸브(32)가 마련되는 것이 바람직하다. 이 압력 조절밸브(32)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 오존수 저장탱크(30)의 상측에 마련되어 오존수 저장탱크 내부의 압력을 대기압보다 높게 유지하여, 오존수에서 오존가스가 배출되지 않도록 한다. 따라서 상기 압력 조절 밸브(32)는, 상기 오존수 저장탱크(30) 내의 압력을 1.5 ~ 5 기압으로 유지하는 것이, 오존수의 오존 농도 유지에 가장 적합하다.

또한 본 실시예에 따른 오존수 제조장치(1)에서는, 상기 벤츄리관(10), 인라인 믹서(20), 오존수 저장탱크(30)로 구성되는 오존수 제조라인이 복수 번 반복하여 마련될 수도 있다. 오존이 초순수에 녹는 용해도가 매우 낮아서 한 번의 오존 용해과정으로는 원하는 정도의 오존 농도를 얻을 수 없는 것이 일반적이다. 따라서 본 실시예에서는 오존 농도를 높이기 위하여 벤츄리관과 인라인 믹서로 구성되는 오존수 제조라인을 여러 번 반복하여 오존수의 농도를 높이는 것이다.

다른 한편으로는, 오존수의 농도를 높이기 위하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 오존수 저장 탱크(30)과 상기 벤츄리 관(10)을 연결하며, 상기 오존수 저장탱크(30)에 저장된 오존수를 상기 벤츄리관(10)으로 공급하는 재순환부(40)가 더 마련될 수도 있다. 이 재순환부(40)는, 벤츄리관과 인라인 믹서를 통과하여 일단 제조된 오존수를 다시 벤츄리 관(10)으로 공급하여 오존 용해 과정을 반복하도록 하는 것이다. 그러면, 오존 용해 과정의 반복에 의하여 오존수의 농도가 높아지는 것이다.

이하에서는 도 3을 참조하여 본 실시예에 따른 오존수 제조방법을 설명한다.

먼저 초순수와 오존을 혼합하는 단계(S10)가 진행된다. 이 단계에서는 초순수를 벤츄리관을 통과시키면서 오존가스가 초순수 내부로 분사되어 혼합되도록 한다.

다음으로는 혼합된 초순수와 오존을 인라인 믹서에 통과시킴으로써, 교반하여 오존수를 제조하는 단계(20)가 진행된다. 일단 벤츄리관에 의하여 혼합된 초순수와 오존가스가 인라인 믹서에 의하여 회전하면서 이동하여 균일하게 용해되는 것이다.

다음으로는 상기 오존수를 대기압보다 높은 압력하에서 저장하는 단계(S30)가 진행된다. 이 단계에서는 오존수를 세정 공정 등에 사용하기 전에 일정한 양이 모아지도록 기다리는 단계인데, 오존수 저장탱크의 압력을 대기압보다 높은 상태로 유지하여 오존수 농도의 저하를 방지한다.

다음으로는 오존수 제조단계들을 N 번 반복하는 오존수의 농도를 높이는 단계(S40)가 더 진행된다. 이 단계는 필요한 오존 농도에 따라 그 반복회수가 정해진다.

본 발명에 따르면 벤츄리관 및 인라인 믹서를 사용하여 오존과 초순수를 균일하게 혼합함으로써, 균일한 농도를 가지는 오존수를 얻을 수 있는 장점이 있다.

Claims

초순수(Deionized Water)와 오존을 혼합하는 벤츄리(venturi)관;

상기 벤츄리관의 후단에 결합되어 마련되며, 상기 벤츄리관에서 혼합된 초순수 및 오존을 교반하여 균일한 오존수를 제조하는 인라인 믹서(In-line mixer);

밀폐구조를 가지며, 상기 인라인믹서에 의해 제조된 오존수를 저장하는 오존수 저장탱크; 및

상기 오존수 저장탱크의 내부압력을 조절하는 압력조절밸브;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 오존수 제조장치.를 포함하는 오존수 제조장치.
제1항에 있어서, 상기 인라인 믹서은,

다수개가 병렬로 상기 벤츄리관의 후단에 연결되는 것을 특징으로 하는 오존수 제조장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 압력 조절 밸브는,

상기 오존수 저장탱크 내의 압력을 1.5 ~ 5 기압으로 유지하는 것을 특징으로 하는 오존수 제조장치.
제1항에 있어서,

상기 벤츄리관, 인라인 믹서, 오존수 저장탱크로 구성되는 오존수 제조라인이 복수번 반복하여 마련되는 것을 특징으로 하는 오존수 제조장치.
제1항에 있어서,

상기 오존수 저장 탱크과 상기 벤츄리 관을 연결하며, 상기 오존수 저장탱크에 저장된 오존수를 상기 벤츄리관으로 공급하는 재순환부가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 오존수 제조장치.
1) 초순수와 오존을 혼합하는 단계;

2) 혼합된 초순수와 오존을 인라인 믹서에 통과시킴으로써, 교반하여 오존수를 제조하는 단계;

3) 상기 오존수를 대기압보다 높은 압력하에서 저장하는 단계;

4) 상기 1) 내지 3) 단계를 N 번 반복하는 단계;를 포함하는 오존수 제조방법.