KR101000296B1 - 기액 분리 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

기액 분리 장치는 분리 박스, 필터부, 배기관 및 배수관을 포함한다. 분리 박스는 상부에 기액이 유입되는 유입구가 형성된다. 필터부는 분리 박스의 내부에서 유입구의 하부에 배치되고, 유입된 기액으로부터 액체 성분을 필터링한다. 배기관은 닫힌 상부가 필터부와 마주하면서 분리 박스의 하부에 연결되고, 측면에 필터부를 통과한 기액의 기체 성분을 배기시키기 위한 적어도 하나의 배기구가 형성된다. 배수관은 배기관과 인접한 분리 박스의 하부에 연결되고, 필터부에서 필터링된 기액의 액체 성분을 배수시킨다. 따라서, 설치 공간을 최소화하면서 기액으로부터 액체 성분과 기체 성분을 간단하게 분리할 수 있다.

Description

기액 분리 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치{APPARATUS FOR SEPARATING A GAS-LIQUID AND APPARATUS FOR PROCESSING A SUBSTRATE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 기액 분리 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 기판을 처리하기 위한 처리액과 가스가 혼합된 기액을 배출시킬 때 상기 기액으로부터 상기 처리액과 상기 가스를 분리시킬 수 있는 분리 장치 및 이 분리 장치를 포함하여 상기 기판을 처리하는 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 평판표시장치는 액정을 이용하는 액정표시장치(LCD), 플라즈마를 이용하는 플라즈마 표시장치(PDP), 유기 발광 소자를 이용하는 유기 발광 표시장치(OLED) 등을 들 수 있다.
이와 같은 상기 평판표시장치는 실질적으로 영상을 표시하기 위한 표시 패널을 포함한다. 상기 표시 패널은 유리 재질의 기판을 기초로 하여 제조된다.
구체적으로, 상기 표시 패널은 상기 기판을 대상으로 하는 증착 공정, 식각 공정, 포토리소그래피 공정, 세정 공정, 검사 공정 등을 수행하여 제조된다.
상기와 같은 공정들 중 식각 공정 및 세정 공정은 공정 챔버 내에 상기 기판을 배치시킨 다음, 상기 공정 챔버에 상기 식각 공정 또는 상기 세정 공정을 위한 처리액을 처리액 분사부를 통하여 상기 기판에 분사함으로써 진행된다.
이때, 상기 처리액 분사부의 상부에는 상기 처리액을 상기 기판으로 유도하기 위하여 상기 기판에 가스를 분사하는 가스 분사부가 배치된다. 이럴 경우, 상기 공정 챔버의 내부에는 상기 처리액과 상기 가스가 혼합된 분무 형태의 기액이 존재하게 된다.
이에, 분무 형태의 상기 기액은 상기 공정 챔버에서 부유하다가 다른 상기 기판을 오염시킬 수 있으므로, 상기 공정 챔버에는 외부의 진공 펌프로부터 진공압이 전달되는 유입관이 연결되어 상기 기액을 상기 진공압을 통해 외부로 흡입시킨다.
그러나, 상기 기액이 그대로 상기 진공 펌프에 유입될 경우, 상기 기액 중 상기 처리액으로 인하여 상기 진공 펌프가 파손될 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 이유를 감안한 것으로써, 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 목적은 기액으로부터 처리액과 가스를 간단하게 분리할 수 있는 기액 분리 장치를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 일 특징에 따른 기액 분리 장치는 분리 박스, 필터부, 배기관 및 배수관을 포함한다. 상기 분리 박스는 상부에 기액이 유입되는 유입구가 형성된다. 상기 필터부는 상기 분리 박스의 내부에서 상기 유입구의 하부에 배치되고, 상기 유입된 기액으로부터 액체 성분을 필터링한다. 상기 배기관은 닫힌 상부가 상기 필터부와 마주하면서 상기 분리 박스의 하부에 연결되고, 측면에 상기 필터부를 통과한 상기 기액의 기체 성분을 배기시키기 위한 적어도 하나의 배기구가 형성된다. 상기 배수관은 상기 배기관과 인접한 상기 분리 박스의 하부에 연결되고, 상기 필터부에서 필터링된 상기 기액의 액체 성분을 배수시킨다.
여기서, 상기 배기구는 상기 분리 박스 하부의 바닥면보다 높게 위치할 수 있다.
상기 필터부는 상기 분리 박스의 내부에 격벽 구조로 배치되고 제1 홀들이 형성된 제1 다공판 및 상기 분리 박스의 내부에서 상기 제1 다공판의 하부에 격벽 구조로 배치되고 상기 제1 홀들보다 작은 직경을 갖는 제2 홀들이 형성된 제2 다공 판을 포함한다.
이에, 상기 제1 홀들과 상기 제2 홀들은 각각 전체 면적이 상기 유입구의 면적에 대비하여 1 : 1.1 내지 1.5 및 1 : 1 내지 1.2의 비율을 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 홀들은 상기 유입구의 직경에 대비하여 1 : 0.1 내지 0.3의 직경을 가지며, 상기 제2 홀들은 상기 제1 홀들의 직경에 대비하여 1 : 0.7 내지 0.9의 직경을 가질 수 있다.
또한, 상기 필터부는 상기 제1 및 제2 다공판들 사이에 섬유사로 이루어진 적어도 하나의 필터 시트를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 분리 박스는 상기 제1 및 제2 다공판들과 상기 필터 시트의 삽입 및 분리가 가능하도록 제1 측부에 개구부가 형성될 수 있다.
이에, 상기 기액 분리 장치는 상기 개구부를 커버하는 커버부 및 상기 커버부와 상기 분리 박스의 사이를 실링하는 실링부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 분리 박스는 상기 개구부의 안쪽에 상기 제1 및 제2 다공판들 각각의 삽입 방향으로 길게 형성되어 상기 제1 및 제2 다공판들 각각의 삽입을 가이드하는 제1 및 제2 가이드홈들을 가질 수 있다.
여기서, 상기 제1 및 제2 가이드홈들 각각의 폭들은 삽입이 이루어지는 상기 제1 및 제2 다공판들 각각의 두께들보다 각각 1 내지 3㎜ 넓을 수 있다.
한편, 상기 분리 박스는 하부의 바닥면에 주위보다 낮게 형성된 단차부를 가지며, 상기 배수관은 상기 단차부에 연결될 수 있다.
이와 달리, 상기 분리 박스는 하부의 바닥면이 상기 제2 측부로 경사지게 형성되고, 상기 배수관은 상기 바닥면의 상기 제2 측부와 만나는 부위에 연결될 수 있다.
또한, 상기 배기관은 원주 방향으로 배기구들을 포함하고, 상기 배기구들의 사이 간격은 상기 배기관의 원둘레에 대비하여 1 : 0.07 내지 0.1 갖도록 다수가 형성될 수 있다.
상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 일 특징에 따른 기판 처리 장치는 공정 챔버, 처리액 분사부, 가스 분사부 및 기액 분리부를 포함한다. 상기 공정 챔버는 기판을 처리하기 위한 공간을 제공한다. 상기 처리액 분사부는 상기 공정 챔버의 내부에서 상기 기판의 상부에 배치되고, 외부로부터 공급되는 처리액을 상기 기판에 분사한다. 상기 가스 분사부는 상기 처리액 분사부의 상부에 배치되고, 상기 공정 챔버에 전체적으로 가스를 분사한다. 상기 기액 분리부는 상기 공정 챔버와 인접하게 배치되고, 상기 공정 챔버의 상부와 유입관을 통해 연결되어 상기 공정 챔버의 내부로부터 상기 처리액과 상기 가스가 혼합된 기액이 유입되며, 상기 유입된 기액으로부터 상기 처리액과 상기 가스를 분리시킨다.
이에, 상기 기액 분리부는 상부에 상기 유입관이 연결되어 상기 기액이 유입되는 분리 박스, 상기 분리 박스의 내부에서 상기 유입관의 하부에 배치되고 상기 유입된 기액으로부터 상기 처리액을 필터링하는 필터부, 닫힌 상부가 상기 필터부와 마주하면서 상기 분리 박스의 하부에 연결되고 측면에 상기 기액 중 상기 필터부를 통과한 상기 가스를 배기시키기 위한 적어도 하나의 배기구가 형성된 배기관 및 상기 배기관과 인접한 상기 분리 박스의 하부에 연결되고 상기 필터부에서 필터링된 처리액을 배수시키는 제1 배수관을 포함한다.
한편, 상기 기판 처리 장치는 상기 배기관의 상기 분리 박스와 반대편에 연결되어 상기 분리 박스를 통하여 상기 유입관에 진공압을 제공하는 진공 펌프를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 기판 처리 장치는 상기 공정 챔버의 하부에 연결되며 상기 기판을 처리하여 상기 공정 챔버의 하부로 유도되는 처리액을 배수시키는 제2 배수관을 더 포함한다. 이럴 경우, 상기 제1 배수관은 상기 제2 배수관에 연결되어 상기 필터링된 처리액을 상기 제2 배수관으로 배수시킬 수 있다.
이러한 기액 분리 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 따르면, 공정 챔버와 진공 펌프의 사이에 기액으로부터 액체 성분인 처리액을 분리할 수 있는 상기 기액 분리 장치를 배치시킴으로써, 상기 기액 중 처리액으로 인하여 상기 진공 펌프가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 기액 분리 장치의 필터부의 제1 및 제2 다공판들과 필터 시트의 상하 배치를 통해 상기 기액의 흐름을 하부 방향으로 대략 유지시키면서 상기 기액으로부터 상기 처리액을 분리시킨 다음, 배기관의 측면에 형성된 배기구를 통하여 상기 기액의 기체 성분인 가스를 배기시킴으로써, 상기 분리 박스의 사이즈가 커지는 것을 방지할 수 있다. 즉, 상기 기액 분리 장치의 설치 공간을 최소화함으로써, 주위의 다른 장치의 설치를 용이하게 할 수 있다.
또한, 상기 기액 분리 장치에서 장시간 사용 시 교체가 요구되는 상기 필터부의 필터 시트를 상기 분리 박스의 개구부를 통해 간단하게 삽입 및 분리시킴으로써, 상기 필터 시트의 교체를 간단하게 할 수 있다. 즉, 상기 필터 시트의 유지 보수 작업을 용이하게 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 기액 분리 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기액 분리 장치를 일부 분해하여 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 기액 분리 장치를 결합하여 상하 방향으로 절단한 단면을 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기액 분리 장치(100)는 분리 박스(110), 필터부(120), 배기관(130) 및 배수관(140)을 포함한다.
상기 분리 박스(110)는 상부에 액체 성분(L)과 기체 성분(G)이 혼합된 기액(GL)이 유입되는 유입구(111)가 형성된다. 상기 유입구(111)에는 외부로부터 상기 기액(GL)이 실질적으로 유입되는 유입관(150)이 연결된다. 상기 유입관(150)에는 외부로부터 상기 분리 박스(110)를 통하여 진공압이 제공된다.
상기 필터부(120)는 상기 분리 박스(110)의 내부에서 상기 유입구(111)와 인접하게 하부에 배치된다. 상기 필터부(120)에는 상기 기액(GL)이 상기 유입구(111)로부터 유입되는 방향 그대로 유입되어 상기 기액(GL) 중 상기 액체 성분(L)을 필 터링한다.
구체적으로, 상기 기액(GL)은 상기 필터부(120)를 통과하면서 상기 기체 성분(G)은 상기 필터부(120)를 그대로 통과하여 상기 필터부(120)와 인접한 하부에 부유하게 되고, 상기 액체 성분(L)은 필터링되어 상기 분리 박스(110)의 하부 바닥면(115)으로 떨어지게 된다. 이는, 상기 액체 성분(L)이 상기 기체 성분(G)에 비하여 상대적으로 매우 큰 밀도를 가지고 있기 때문이다.
상기 필터부(120)는 제1 다공판(122) 및 제2 다공판(124)을 포함한다. 상기 제1 다공판(122)은 상기 분리 박스(110)의 내부에 격벽 구조로 배치된다. 또한, 상기 제2 다공판(124)은 상기 분리 박스(110)의 내부에서 상기 제1 다공판(122)의 하부에 격벽 구조로 배치된다. 즉, 상기 유입구(111)로부터 유입된 상기 기액(GL)은 무조건 상기 제1 및 제2 다공판(122, 124)들을 통과하게 된다.
상기 제1 및 제2 다공판(122, 124)들 각각에는 상기 유입구(111)로부터 유입된 상기 기액(GL)을 필터링하기 위하여 제1 홀(123)들과 제2 홀(125)들이 형성된다. 이에, 상기 기액(GL)은 상기 제1 및 제2 다공판(122, 124)들 중 상기 제1 홀(123)들과 상기 제2 홀(125)들이 형성되지 않는 부위에 부딪히면서 상대적으로 밀도가 높은 상기 액체 성분(L)이 상기 제1 및 제2 다공판(122, 124)들 각각에서 취합되어 상기 제1 홀(123)들과 상기 제2 홀(125)들을 통하여 상기 분리 박스(110) 하부 바닥면(115)으로 떨어지게 된다.
이하, 상기 필터부(120)에 대해서는 도 3을 추가적으로 참조하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 3은 도 2에 도시된 기액 분리 장치의 필터부를 나타낸 도면이다.
도 3을 추가적으로 참조하면, 상기 제1 홀(123)들은 전체 면적이 상기 유입구(111)의 면적에 대비하여 약 1 : 1.1보다 미만일 경우에는 상기 진공압을 급격하게 떨어뜨려 상기 유입관(150)으로부터 상기 기액(GL)이 원활하게 유입되지 않기 때문에 바람직하지 않고, 약 1 : 1.5를 초과할 경우에는 상기 기액(GL)으로부터 상기 액체 성분(L)의 취합이 원활하게 이루어지지 않음으로 바람직하지 않다.
따라서, 상기 제1 홀(123)들은 전체 면적이 상기 유입구(111)의 면적에 대비하여 약 1 : 1.1 내지 1.5의 비율을 갖도록 형성된 것이 바람직하다. 아울러, 상기 제1 홀(123)들은 전체 면적이 상기 유입구(111)의 면적에 대비하여 약 1 : 1.1 내지 1.3의 비율을 갖도록 형성되는 것이 더 바람직하다.
또한, 상기 제1 홀(123)들은 직경(D1)이 상기 유입구(111)의 직경에 대비하여 약 1 : 0.1보다 미만일 경우에는 상기 기액(GL)을 흐름을 기대 이상으로 저지하여 상기 진공압을 급격히 떨어뜨리므로 바람직하지 않고, 약 1 : 0.3을 초과할 경우에는 상기 액체 성분(L)의 취합이 원활하지 않으므로 바람직하지 않다.
따라서, 상기 제1 홀(123)들의 직경(D1)은 상기 유입구(111)의 직경에 대비하여 약 1 : 0.1 내지 0.3의 비율을 갖는 것이 바람직하다. 일 예로, 상기 유입구(111)의 직경이 약 200㎜일 경우, 상기 제1 홀(123)들의 직경(D2)은 약 30㎜일 수 있다.
이에 대하여, 상기 제2 홀(125)들은 상기 제1 홀(123)들보다 상대적으로 작은 직경(D2)을 갖는다. 이는, 상기 제1 홀(123)들을 통과한 상기 기액(GL)이 상기 제2 홀(125)들을 그대로 통과하는 것을 방지하여 상기 제2 다공판(124)에서도 상기 액체 성분(L)이 취합되도록 하기 위해서이다.
구체적으로, 상기 제2 홀(125)들의 직경(D2)은 상기 제1 홀(123)들의 직경(D1)에 대비하여 약 1 : 0.7 내지 09의 비율을 갖는 것이 바람직하다. 일 예로, 상기 제2 홀(125)들의 직경(D2)은 상기 제1 홀(123)들의 직경(D1)이 약 30㎜일 경우, 약 25㎜일 수 있다.
이와 달리, 상기 제1 홀(123)들과 상기 제2 홀(125)들은 서로 엇갈리게 구성하여 상기 제1 홀(123)들을 통과한 상기 기액(GL)이 상기 제2 홀(125)들의 직경(D2)에 관계없이 상기 제2 다공판(124)에 상기 액체 성분(L)이 취합되도록 할 수 있다.
또한, 상기 제2 다공판(124)이 상기 제1 다공판(122)과 같이 상기 분리 박스(110)의 내부에서 격벽 구조로 이루어져 서로 동일한 면적을 가지고 있음에 따라, 상기 제2 홀(125)들은 전체 면적이 상기 유입구(111)의 면적에 대비하여 상기 제1 홀(123)들보다 좁은 약 1 : 1 내지 1.2의 비율을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 아울러, 상기 제2 홀(125)들은 전체 면적이 상기 유입구(111)의 면적과 대략 동일하게 형성되는 것이 더 바람직하다.
한편, 상기 필터부(120)는 상기 제1 및 제2 다공판(122, 124)들 사이에 섬유사로 이루어진 적어도 하나의 필터 시트(126)를 더 포함한다. 상기 필터 시트(126)는 통상적으로 부직포와 유사한 구조로써, 섬유사의 엇갈림으로 인하여 내부에 미세한 기공이 다수 형성된다. 여기서, 상기 필터 시트(126)는 일 예로, PP(polypropylene)사로 이루어질 수 있다.
상기 필터 시트(126)는 일반적으로 한 장으로는 그 효과를 얻지 못하기 때문에, 여러 장이 사용된다. 예를 들어, 상기 필터 시트(126)는 약 8 내지 12장을 포개어 사용될 수 있다. 이러한 상기 필터 시트(126)들은 각각이 갖는 재질의 특성 상 소정의 탄성을 가지게 된다. 즉, 상기 필터 시트(126)들은 상기 제1 및 제2 다공판(122, 124)들의 사이에서 가압된 상태로 배치된다.
이에, 상기 필터 시트(126)들은 미세한 기공을 통해 상기 기액(GL)으로부터 상대적으로 밀도가 높은 상기 액체 성분(L)을 취합하여 상기 분리 박스(110) 하부의 바닥면(115)으로 떨어뜨리거나 상기 액체 성분(L)을 그대로 잡아 두어 통과하지 못하도록 한다.
이와 같은 상기 필터 시트(126)들은 장시간 사용할 경우 미세한 기공들에 상기 액체 성분(L)이 포화 상태가 되어 그 기능을 제대로 하지 못하므로, 교체가 필요하게 된다.
이에, 상기 분리 박스(110)는 상기 제1 및 제2 다공판(122, 124)들과 같이 상기 필터 시트(126)들의 삽입 및 분리가 가능하도록 제1 측부(117)에 개구부(112)가 형성된다.
이하, 상기 필터 시트(126)들의 교체 방식에 대하여 도 4 및 도 5를 추가적으로 참조하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 4는 도 3에 도시된 필터부가 분리 박스에 삽입되는 상태를 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 필터부가 분리 박스에 삽입된 상태를 개구부 방향에서 바라본 도면이다.
도 4 및 도 5를 추가적으로 참조하면, 상기 분리 박스(110)는 상기 개구부(112)의 안쪽에 상기 제1 및 제2 다공판(122, 124)들 각각의 삽입 방향으로 길게 형성되어 상기 제1 및 제2 다공판(122, 124)들 각각의 삽입을 가이드하는 제1 및 제2 가이드홈(113, 114)들이 형성된다.
이에 따라, 상기 필터 시트(126)들을 교체하고자 할 경우, 우선 상기 필터 시트(126)를 가압하고 있는 상기 제1 및 제2 다공판(122, 124)들을 상기 필터 시트(126)들을 같이 상기 제1 및 제2 가이드홈(113, 114)들을 따라 상기 개구부(112)를 통해 외부로 분리시킨다.
이어, 새로운 상기 필터 시트(126)들을 상기 제1 및 제2 다공판(122, 124)들 사이에 교체한 다음, 다시 상기 제1 및 제2 가이드홈(113, 114)을 따라 상기 분리 박스(110)의 내부로 삽입시킴으로써, 교체 작업을 완료한다.
이때, 상기 제1 및 제2 가이드홈(113, 114)들 각각의 폭들은 삽입이 이루어지는 상기 제1 및 제2 다공판(122, 124)들 각각의 두께들 보다 각각 약 1 내지 3㎜ 넓게 형성한다.
이는, 상기 제1 및 제2 다공판(122, 124)들이 상기 제1 및 제2 가이드홈(113, 114)들에서 상하 방향으로 소정 유동하도록 하여 상기 필터 시트(126)들을 보다 강하게 가압하여 교체 작업이 진행되는 도중 상기 제1 및 제2 다공판(122, 124)들 사이에서 빠지는 것을 최대한 방지하기 위해서이다.
이와 같이, 상기 필터 시트(126)들을 교체하고자 할 경우, 이들을 가압하고 있는 상기 제1 및 제2 다공판(122, 124)들을 상기 제1 및 제2 가이드홈(113, 114)들을 따라 상기 분리 박스(110)의 내부로부터 분리시키거나 내부로 삽입시킴으로써, 교체 작업을 간단하게 할 수 있다. 즉, 상기 필터 시트(126)들의 유지 보수 작업을 용이하게 할 수 있다.
이럴 경우, 상기 기액 분리 장치(100)는 상기 필터 시트(126)들과 같이 상기 제1 및 제2 다공판(122, 124)들을 상기 개구부(112)를 통해 상기 분리 박스(110)의 내부로 삽입시킨 다음, 상기 개구부(112)를 커버하기 위한 커버부(160) 및 상기 분리 박스(110)와 상기 커버부(160)의 사이에 배치되어 상기 분리 박스(110)의 내부를 외부로부터 실링하기 위한 실링부(170)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 커버부(160)는 상기 개구부(112)에 대응하는 사이즈의 판 구조로 이루어져 상기 실링부(170)를 사이에 두고 상기 분리 박스(110)의 볼트 결합될 수 있다.
또한, 상기 실링부(170)는 일 예로, 가격 대비 실링 효과가 우수한 고무링으로 이루어질 수 있다. 이와 달리, 상기 실링부(170)는 상기 기액(GL)의 액체 성분(L)이 강산성 물질을 포함한다면, 내산화성이 우수한 실리콘(silicon) 또는 바이톤(viton) 재질의 링으로 이루어질 수 있다.
상기 배기관(130)은 닫힌 상부(132)가 상기 필터부(120)의 제2 다공판(124)과 마주하면서 상기 분리 박스(110)의 하부에 연결된다. 여기서, 상기 닫힌 상부(132)는 별도의 차단 부재(134)를 통하여 차단될 수 있다. 이와 달리, 상기 배기관(130)을 제작할 때 상기 닫힌 상부(132)를 차단한 상태로 제작할 수 있다.
상기 배기관(130)은 상기 분리 박스(110)의 내부에서 측면에 적어도 하나의 배기구(136)가 형성된다. 상기 배기구(136)에는 상기 필터부(120)를 통과하여 상기 필터부(120)의 하부에서 부유하고 있는 상기 기액(GL)의 기체 성분(G)이 유입되어 상기 배기관(130)으로 배기된다.
이때, 상기 배기구(136)는 상기 분리 박스(110) 하부의 바닥면(115)보다 높게 위치한다. 이는, 상기 필터부(120)에서 필터링되어 상기 바닥면(115)으로 떨어진 상기 액체 성분(L)이 상기 배기구(136)로 유입되는 것을 방지하기 위해서이다.
이하, 도 6을 추가적으로 참조하여 상기 배기구를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 6은 도 2에 도시된 기액 분리 장치의 배기관을 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 6을 추가적으로 참조하면, 상기 배기관(130)은 원주 방향을 따라 다수의 상기 배기구(136)들을 포함한다. 상기 배기구(136)들은 일정한 간격(g)을 두고 상기 배기관(130)의 측면에 배열된다.
이때, 상기 배기구(136)들 사이의 간격(g)은 상기 배기관(130)의 원둘레 대비하여 약 1 : 0.07보다 미만일 경우에는 상기 배기구(136)들 사이에 남아 있는 상기 배기관(130)이 너무 얇게 형성되어 상기 기체 성분(G)을 배기시 상기 배기관(130)이 파손될 수 있으므로 바람직하지 않고, 약 1 : 0.1을 초과할 경우에는 상기 기체 성분(G)의 배기와 원활하게 이루어지지 않으므로 바람직하지 않다.
따라서, 상기 배기구(136)들 사이의 간격(g)은 상기 배기관(130)의 전체 원 둘레에 대비하여 약 1 : 0.7 내지 0.1의 비율을 갖는 것이 바람직하다.
일 예로, 상기 배기관(130)의 원둘레와 상기 배기구(136)들 사이의 간격(g)은 실질적으로 동일한 반지름에 의해 산출될 수 있으므로, 상기 배기구(136)들 사이의 각도는 원통인 상기 배기관(130)의 360도에 대비하여 약 30도일 수 있다.
상기 배수관(140)은 상기 배기관(130)과 인접한 상기 분리 박스(110)의 하부에 연결된다. 상기 배수관(140)은 상기 필터부(120)에서 필터링되어 상기 분리 박스(110) 하부의 바닥면(115)에 떨어진 상기 액체 성분(L)을 외부로 배수시킨다.
이때, 상기 배수관(140)은 상기 액체 성분(L)이 상기 기체 성분(G)에 비하여 상대적으로 밀도가 높아 분리되는 량이 적음으로써, 상기 배기관(130)보다는 상대적으로 작은 직경을 가질 수 있다.
이하, 상기 배수관(140)의 연결된 구조에 대하여 도 7 및 도 8을 추가적으로 참조하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 7은 도 2에 도시된 배수관이 일 실시예에 따라 분리 박스에 연결된 구조를 나타낸 도면이고, 도 8은 도 2에 도시된 배수관이 다른 실시예에 따라 분리 박스에 연결된 구조를 나타낸 도면이다.
본 실시예들에서, 동일한 명칭을 갖는 구성에 대해서는 각각의 실시예들의 비교를 쉽게 이해하기 위하여 동일한 참조 번호를 사용하여 설명하고자 한다.
도 7을 참조하면, 상기 분리 박스(110)는 하부의 바닥면(115)에 주위보다 낮게 형성된 단차부(116)를 포함한다.
상기 배수관(140)은 상기 단차부(116)에 연결된다. 이에 따라, 상기 필터 부(120)로부터 필터링되어 상기 바닥면(115)으로 떨어진 상기 액체 성분(L)은 주위보다 낮게 형성된 상기 단차부(116)로 유도되어 상기 배수관(140)을 통해 외부로 배수된다.
이와 다른 실시예로써, 도 8을 참조하면, 상기 분리 박스(110) 하부의 바닥면(115)은 상기 분리 박스(110)의 제1 측부(117)와 반대되는 제2 측부(118)로 경사지게 형성된다.
여기서, 상기 제2 측부(118)는 설계 상 상기 개구부(112)가 형성된 상기 제1 측부(117)와 반대되는 부위가 바람직하지만, 경우에 따라 상기 제1 측부(117)와 동일하거나 상기 제1 측부(117)와 연결된 다른 측부일 수도 있다.
상기 배수관(140)은 상기 바닥면(115)의 상기 제2 측부(118)가 만나는 부위에 연결된다. 이에 따라, 상기 필터부(120)로부터 필터링되어 상기 바닥면(115)으로 떨어진 상기 액체 성분(L)은 상기 바닥면(115)의 경사진 구조로 인해 상기 제2 측부(118)로 유도되어 상기 배수관(140)을 통해 외부로 배수된다.
이때, 상기 바닥면(115)의 경사진 각도(a)는 일 예로, 상기 분리 박스(110)의 사이즈를 대략 그대로 유지하는 범위에서 상기 액체 성분(L)을 상기 제2 측부(118)로 원활하게 유도하기 위하여 약 3 내지 5도를 가질 수 있다.
따라서, 상기 필터부(120)의 상기 제1 및 제2 다공판(122, 124)들과 상기 필터 시트(126)의 상하 배치를 통해 상기 기액(GL)의 흐름을 하부 방향으로 대략 유지시키면서 상기 기액(GL)으로부터 상기 액체 성분(L)을 분리시킨 다음, 상기 배기관(130)의 측면에 형성된 상기 배기구(136)들을 통하여 상기 기액(GL)의 기체 성 분(G)을 배기시킴으로써, 상기 분리 박스(110)의 사이즈가 커지는 것을 방지할 수 있다.
즉, 상기 기액 분리 장치(100)의 설치 공간을 최소화함으로써, 주위의 다른 장치의 설치를 용이하게 할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
본 실시예에서, 기액 분리부는 도 1 내지 도 8에 도시된 기액 분리 장치와 동일한 구성을 가짐으로써, 동일한 참조 번호를 사용하며, 그 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(1000)는 공정 챔버(200), 기판 이송부(300), 처리액 분사부(400), 가스 분사부(500) 및 기액 분리부(100)를 포함한다.
상기 공정 챔버(200)는 내부에 반입되는 기판(S)을 처리하기 위한 공간을 제공한다. 여기서, 상기 기판(S)은 일 예로, 액정을 이용하여 영상을 표시하는 액정표시장치(LCD)를 제조하는데 사용되는 유리 재질의 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT) 기판 또는 컬러 필터(Color Filter; CF) 기판일 수 있다. 이와 달리, 상기 기판(S)은 반도체 소자를 제조하는데 사용되는 반도체 기판일 수 있다.
상기 기판 이송부(300)는 상기 공정 챔버(200)의 내부에 반입되는 상기 기판(S)의 하부에 배치되어 상기 기판(S)을 이송한다. 상기 기판 이송부(300)는 상기 기판(S)의 이송 방향과 수직한 방향으로 길게 배치된 샤프트(310) 및 상기 샤프 트(310)에 일정한 간격으로 결합되어 상기 기판(S)을 지지하는 롤러(320)들을 포함한다.
상기 처리액 분사부(400)는 상기 공정 챔버(200)의 내부에서 상기 기판(S)의 상부에 배치된다. 상기 처리액 분사부(400)는 외부로부터 처리액(L)을 공급 받아 상기 기판(S)에 분사함으로써, 상기 기판(S)을 처리한다.
여기서, 상기 처리액(L)은 상기 기판(S)을 대상으로 상기 식각 공정 또는 상기 세정 공정을 수행하고자 할 경우, 황산(H2SO4), 염산(HCl), 불산(HF), 과산화 수소 용액(H2O2), 탈이온수(H2O) 등을 포함할 수 있다.
한편, 상기 기판 이송부(300)는 상기 기판(S)에 분사된 상기 처리액(L)이 어느 한쪽 방향으로 자연스럽게 흐르도록 하여 상기 식각 공정 또는 상기 세정 공정을 보다 효율적으로 진행되도록 하기 위해 상기 기판(S)을 약간 경사진 상태로 이송할 수 있다. 여기서, 상기 기판(S)의 경사진 각도는 일 예로, 약 3 내지 6도일 수 있다.
상기 가스 분사부(500)는 상기 처리액 분사부(400)의 상부에 배치된다. 상기 가스 분사부(500)는 상기 공정 챔버(200)의 내부에 전체적으로 가스(G)를 분사한다. 이에, 상기 가스 분사부(500)는 상기 공정 챔버(200) 상부의 천장(210)에 직접 설치될 수 있다.
이러한 상기 가스 분사부(500)는 상기 처리액 분사부(400)의 상부에서 하부 방향으로 가스를 분사함으로써, 상기 처리액 분사부(400)로부터 분사되는 상기 처리액(L)이 상기 기판(S)을 향하도록 유도할 수 있다.
이에 따라, 상기 공정 챔버(200)의 내부에는 상기 처리액(L)과 상기 가스(G)가 혼합된 기액(GL)이 부유 상태로 존재하게 된다. 이러한 상기 기액(GL)은 상기 기판 이송부(300)를 통해 이송하는 다른 상기 기판(S)을 오염시킬 수 있다.
상기 기액 분리부(100)는 상기 공정 챔버(200)와 인접한 위치에서 상기 공정 챔버(200)와 유입관(150)을 통해 연결되어 상기 유입관(150)을 통해 유입되는 상기 기액(GL)으로부터 상기 처리액(L) 및 상기 가스(G)를 분리시킨다.
상기 유입관(150)은 상기 기액(GL)이 상기 공정 챔버(200)의 내부에서 부유 상태이므로, 상기 공정 챔버(200)의 상부에 연결된다. 구체적으로, 상기 유입관(150)은 상기 공정 챔버(200)의 천장(210) 또는 측벽(230)의 상부에 연결될 수 있다. 여기서, 상기 유입관(150)은 상기 기판 처리 장치(1000)의 설치를 용이하게 하게 위하여 상기 측벽(230)의 상부에 연결되는 것이 일반적이다.
상기 기액 분리부(100)는 상부에 상기 유입관(150)이 연결되어 상기 기액(GL)이 유입되는 분리 박스(110), 상기 분리 박스(110)의 내부에서 상기 유입관(150)과 인접한 하부에 배치되어 상기 기액(GL)으로부터 액체 성분인 상기 처리액(L)을 필터링하는 필터부(120), 닫힌 상부(132)가 상기 필터부(120)와 마주하도록 상기 분리 박스(110)의 하부에 연결되어 상기 기액(GL) 중 상기 필터부(120)를 통과한 기체 성분인 상기 가스(G)를 배기시키는 배기관(130) 및 상기 배기관(130)과 인접한 상기 분리 박스(110)의 하부에 연결되어 상기 필터부(120)에서 필터링된 상기 처리액(L)을 배수시키는 제1 배수관(140)을 포함한다.
여기서, 상기 배기관(130)은 닫힌 상부(132)가 별도의 차단 부재(134)에 의 해 차단되고, 측면에 상기 가스(G)의 배기를 위하여 적어도 하나의 배기구(136)가 형성된다.
이에, 상기 기판 처리 장치(1000)는 상기 유입관(150)으로부터 상기 기액(GL)이 원활하게 유입되도록 하기 위하여 배기관(130)의 상기 분리 박스(110)와 반대편에 연결된 진공 펌프(600)를 더 포함한다.
즉, 상기 진공 펌프(600)는 진공압을 발생하여 상기 배기관(130) 및 상기 분리 박스(110)를 통해 상기 유입관(150)에 제공한다. 이때, 상기 분리 박스(110)의 내부에 배치된 상기 필터부(120)는 상기 진공압을 기준 이하로 떨어지지 않도록 상기 도 1 내지 도 8에 도시된 것처럼 구성할 수 있다.
이와 같이, 상기 공정 챔버(200)와 상기 진공 펌프(600)의 사이에 상기 기액(GL)으로부터 액체 성분인 상기 처리액(L)을 분리할 수 있는 상기 기액 분리부(100)를 배치시킴으로써, 상기 기액(GL) 중 상기 처리액(L)으로 인하여 상기 진공 펌프(600)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 상기 기판 처리 장치(1000)는 상기 공정 챔버(200)의 하부 바닥(220)에 연결된 제2 배수관(700)을 더 포함한다. 상기 제2 배수관(700)은 상기 기판(S)을 처리하여 상기 공정 챔버(200)의 하부로 유도되는 상기 처리액(L)을 외부로 배수시킨다.
이에, 상기 제1 배수관(140)은 상기 제2 배수관(700)에 연결되어 상기 기액 분리부(100)에서 분리된 상기 처리액(L)을 상기 제2 배수관(700)으로 배수할 수 있다. 이로써, 상기 제2 배수관(700)에서는 상기 공정 챔버(200)의 내부에서 상기 기 판(S)을 처리하기 위하여 분사된 상기 처리액(L)이 모두 배수될 수 있다.
이렇게 상기 제2 배수관(700)을 통해 배수되는 상기 처리액(L)은 경우에 따라 별도의 회수 장치(미도시)에 취합된 다음, 상기 처리액 분사부(400)에 다시 공급됨으로써, 재활용될 수도 있다.
따라서, 상기 기액 분리부(100)를 통해 상기 기액(GL)으로부터 상기 처리액(L)을 분리함으로써, 상기 처리액(L)을 보다 효율적으로 활용할 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 본 발명은 공정 챔버로부터 기액을 진공 펌프를 이용하여 배출시킬 때 상기 기액으로부터 액체 성분인 처리액을 필터링함으로써, 상기 진공 펌프의 파손을 방지할 수 있는 장치에 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기액 분리 장치를 일부 분해하여 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 기액 분리 장치를 결합하여 상하 방향으로 절단한 단면을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 기액 분리 장치의 필터부를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 필터부가 분리 박스에 삽입되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 필터부가 분리 박스에 삽입된 상태를 개구부 방향에서 바라본 도면이다.
도 6은 도 2에 도시된 기액 분리 장치의 배기관을 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 도 2에 도시된 배수관이 일 실시예에 따라 분리 박스에 연결된 구조를 나타낸 도면이다.
도 8은 도 2에 도시된 배수관이 다른 실시예에 따라 분리 박스에 연결된 구조를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
G : 기체 성분, 가스 L : 액체 성분, 처리액
GL : 기액 S : 기판
100, 기액 분리 장치 110 : 분리 박스
111 : 유입구 112 : 개구부
113 : 제1 가이드홈 114 : 제2 가이드홈
120 : 필터부 122 : 제1 다공판
124 : 제2 다공판 126 : 필터 시트
130 : 배기관 132 : 닫힌 상부
134 : 차단 부재 136 : 배기구
140 : 배수관 150 : 유입관
200 : 공정 챔버 300 : 기판 이송부
400 : 처리액 분사부 500 : 가스 분사부
600 : 진공 펌프 1000 : 기판 처리 장치

Claims (15)

  1. 상부에 기액이 유입되는 유입구가 형성된 분리 박스;
    상기 분리 박스의 내부에서 상기 유입구의 하부에 배치되고, 상기 유입된 기액으로부터 액체 성분을 필터링하는 필터부;
    닫힌 상부가 상기 필터부와 마주하면서 상기 분리 박스의 하부에 연결되고, 측면에 상기 필터부를 통과한 상기 기액의 기체 성분을 배기시키기 위한 적어도 하나의 배기구가 상기 분리 박스 하부의 바닥면보다 높게 위치하여 형성된 배기관; 및
    상기 배기관과 인접한 상기 분리 박스의 하부에 연결되고, 상기 필터부에서 필터링된 상기 기액의 액체 성분을 배수시키는 배수관을 포함하는 기액 분리 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 필터부는
    상기 분리 박스의 내부에 격벽 구조로 배치되고, 제1 홀들이 형성된 제1 다공판; 및
    상기 분리 박스의 내부에서 상기 제1 다공판의 하부에 격벽 구조로 배치되고, 상기 제1 홀들보다 작은 직경을 갖는 제2 홀들이 형성된 제2 다공판을 포함하는 것을 특징으로 하는 기액 분리 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 홀들과 상기 제2 홀들은 각각 전체 면적이 상기 유입구의 면적에 대비하여 1 : 1.1 내지 1.5 및 1 : 1 내지 1.2의 비율을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 기액 분리 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제1 홀들은 상기 유입구의 직경에 대비하여 1 : 0.1 내지 0.3의 직경을 가지며, 상기 제2 홀들은 상기 제1 홀들의 직경에 대비하여 1 : 0.7 내지 0.9의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 기액 분리 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 필터부는 상기 제1 및 제2 다공판들 사이에 섬유사로 이루어진 적어도 하나의 필터 시트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기액 분리 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 분리 박스는 상기 제1 및 제2 다공판들과 상기 필터 시트의 삽입 및 분리가 가능하도록 일측부에 개구부가 형성되고,
    상기 개구부를 커버하는 커버부; 및
    상기 커버부와 상기 분리 박스의 사이를 실링하는 실링부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기액 분리 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 분리 박스는 상기 개구부의 안쪽에 상기 제1 및 제2 다공판들 각각의 삽입 방향으로 길게 형성되어 상기 제1 및 제2 다공판들 각각의 삽입을 가이드하는 제1 및 제2 가이드홈들을 갖는 것을 특징으로 하는 기액 분리 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 및 제2 가이드홈들 각각의 폭들은 삽입이 이루어지는 상기 제1 및 제2 다공판들 각각의 두께들보다 각각 1 내지 3㎜ 넓은 것을 특징으로 하는 기액 분리 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 분리 박스는 하부의 바닥면에 주위보다 낮게 형성된 단차부를 가지며, 상기 배수관은 상기 단차부에 연결된 것을 특징으로 하는 기액 분리 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 분리 박스는 하부의 바닥면이 일측부로 경사지게 형성되고, 상기 배수관은 상기 바닥면의 상기 일측부와 만나는 부위에 연결된 것을 특징으로 하는 기액 분리 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 배기관은 원주 방향으로 배열된 다수의 배기구들을 가지며, 상기 배기구들의 사이 간격은 상기 배기관의 원둘레에 대비하여 1 : 0.07 내지 0.1의 비율을 갖는 것을 특징으로 하는 기액 분리 장치.
  13. 기판을 처리하기 위한 공간을 제공하는 공정 챔버;
    상기 공정 챔버의 내부에서 상기 기판의 상부에 배치되고, 외부로부터 공급되는 처리액을 상기 기판에 분사하는 처리액 분사부;
    상기 처리액 분사부의 상부에 배치되고, 상기 공정 챔버에 전체적으로 가스를 분사하는 가스 분사부; 및
    상기 공정 챔버와 인접하게 배치되고, 상기 공정 챔버의 상부와 유입관을 통해 연결되어 상기 공정 챔버의 내부로부터 상기 처리액과 상기 가스가 혼합된 기액이 유입되며, 상기 유입된 기액으로부터 상기 처리액과 상기 가스를 분리시키는 기액 분리부를 포함하고,
    상기 기액 분리부는,
    상부에 상기 유입관이 연결되어 상기 기액이 유입되는 분리 박스;
    상기 분리 박스의 내부에서 상기 유입관의 하부에 배치되고, 상기 유입된 기액으로부터 상기 처리액을 필터링하는 필터부;
    닫힌 상부가 상기 필터부와 마주하면서 상기 분리 박스의 하부에 연결되고, 측면에 상기 기액 중 상기 필터부를 통과한 상기 가스를 배기시키기 위한 적어도 하나의 배기구가 상기 분리 박스 하부의 바닥면보다 높게 위치하여 형성된 배기관; 및
    상기 배기관과 인접한 상기 분리 박스의 하부에 연결되고, 상기 필터부에서 필터링된 상기 기액의 액체 성분을 배수시키는 배수관을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 배기관의 상기 분리 박스와 반대편에 연결되어 상기 분리 박스를 통하여 상기 유입관에 진공압을 제공하는 진공 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 공정 챔버의 하부에 연결되며, 상기 기판을 처리하여 상기 공정 챔버의 하부로 유도되는 처리액을 배수시키는 제2 배수관을 더 포함하고,
    상기 배수관은 상기 제2 배수관에 연결되어 상기 필터링된 처리액을 상기 제2 배수관으로 배수시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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