KR102424693B1 - 나노버블을 이용하는 세정액 재생장치 및 이를 이용하는 기판 처리 장치 - Google Patents
나노버블을 이용하는 세정액 재생장치 및 이를 이용하는 기판 처리 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102424693B1 KR102424693B1 KR1020210016203A KR20210016203A KR102424693B1 KR 102424693 B1 KR102424693 B1 KR 102424693B1 KR 1020210016203 A KR1020210016203 A KR 1020210016203A KR 20210016203 A KR20210016203 A KR 20210016203A KR 102424693 B1 KR102424693 B1 KR 102424693B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- cleaning liquid
- unit
- regenerated
- cleaning
- flow path
- Prior art date
Links
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title claims abstract description 234
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 title claims abstract description 34
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 239000002101 nanobubble Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims description 132
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims description 23
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 45
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 claims abstract description 37
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 42
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 34
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims description 18
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 15
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 11
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 claims description 10
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 6
- 239000011368 organic material Substances 0.000 claims description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 59
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 50
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 18
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 10
- 239000011146 organic particle Substances 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000006303 photolysis reaction Methods 0.000 description 4
- 230000015843 photosynthesis, light reaction Effects 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000249 desinfective effect Effects 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000011796 hollow space material Substances 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 210000000582 semen Anatomy 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/20—Mixing gases with liquids
- B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
- B01F23/231—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids by bubbling
- B01F23/23105—Arrangement or manipulation of the gas bubbling devices
- B01F23/2312—Diffusers
- B01F23/23121—Diffusers having injection means, e.g. nozzles with circumferential outlet
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
- B01J21/063—Titanium; Oxides or hydroxides thereof
-
- B01J35/004—
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
- C02F1/32—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
- C02F1/325—Irradiation devices or lamp constructions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/725—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation by catalytic oxidation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/74—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with air
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/78—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with ozone
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
- H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
- H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/34—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from industrial activities not provided for in groups C02F2103/12 - C02F2103/32
- C02F2103/346—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from industrial activities not provided for in groups C02F2103/12 - C02F2103/32 from semiconductor processing, e.g. waste water from polishing of wafers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
본 발명의 일 실시예에 따라, 재생 대상 세정액의 유동 배관 내부에 기체를 주입하여, 상기 재생 대상 세정액에 기포가 혼합되도록 설치되는 기체혼입유닛; 재생 대상 세정액에 적어도 어느 한 영역의 내벽면과 전단 저항을 일으키도록 유로를 형성하여, 상기 재생 대상 세정액에 혼합된 기포를 나노화시키는 버블생성유닛; 및 상기 미세화된 기포를 포함하는 재생 대상 세정액에 서로 다른 파장을 갖는 2 이상의 자외선을 조사하여, 살균 작용을 수행하는 OH 라디컬이 생성되도록 하는 살균분해유닛을 포함하는, 나노버블을 이용하는 세정액 재생장치를 제공한다.
Description
본 발명은 반도체, 디스플레이 등을 제조하기 위해 기판을 처리하는 시스템및 이를 위한 세정액 재생장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 나노버블을 이용하여 세정액을 살균 및 분해하는 재생장치 및 이를 이용하는 기판 처리시스템에 관한 것이다.
반도체, 평판 디스플레이(flat panel display, FPD) 등을 제조하는 데에는 기판에 대한 처리 공정으로서 세정 공정(cleaning process) 등의 액 처리 공정을 수행하는 기판 처리 장치가 요구된다. 일반적으로, 이러한 기판 처리 장치는, 세정액을 노즐로 분사하여 세정 대상물에 대한 세정 공정을 수행하는 세정처리 장치, 그리고 세정처리 장치에 세정액을 공급하거나 사용된 세정액을 회수하여 저장하는 세정액 공급장치로 구성된다.
세정처리 공정에 사용된 세정액은 파티클(particle) 등의 불순물이 포함되어 품질이 저하될 수 있다. 불순물은 유기성 파티클의 일종으로서 연속적으로 증식되는 박테리아(bacteria) 등의 미생물을 포함할 수 있다. 때문에, 세정처리 공정에 사용되어 품질이 저하된 세정액을 그대로 다시 사용하면, 세정액에 포함된 유기성 파티클이 공정의 불량을 초래할 수 있고, 또 배관에 축적되어 종국에는 관로를 폐색할 수 있다.
따라서, 기판 처리 장치는 세정처리 공정에 사용된 세정액을 재생한 후 세정액 공급장치에 재공급하도여 저장하도록 구성된다. 사용된 세정액은 살균력을 가진 자외선(UV) 또는 오존(ozone, O3)을 이용하여 유기성 파티클을 파괴시키는 방식으로 재생할 수 있다.
그러나, 자외선을 이용하는 방식은, 자외선의 살균력이 유효하게 작용하는 범위 이내에서만 세정액의 재생이 가능하기 때문에, 세정액 재생 효율이 낮을 수밖에 없다. 그리고, 오존을 이용하는 방식은, 오존의 사용량(용해량)이 높으면 PVC 재질로 이루어지는 설비 등에 손상을 줄 수 있기 때문에, 오존을 다량으로 사용할 수가 없고, 이에 따라 세정액 재생 효율을 향상시키는 데 한계가 있다.
자외선을 이용하는 방식과 오존을 이용하는 방식 둘 모두는, 오존이 외부로 누출되면 인체 및 설비에 악영향을 끼칠 수 있으므로 세심하게 관리하여야 하는 번거로움이 있고, 오존이 화학 반응을 일으켜 세정처리 공정에 불리한 부산물(예컨대, 질소산화물)을 생성할 수 있다.
또, 두 방식 모두가, 살균력은 있지만, 유기성 파티클을 분해할 수는 없어, 미생물 사체가 세정액에 잔류할 수 있고, 나아가 잔류한 미생물 사체가 세정처리 공정 시 기판을 오염시킬 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 세정액 재생공정에 있어 미생물 살균 및 분해 효율이 향상시키기 위해 나노버블 기술을 이용하는 세정액 재생장치 및 이를 이용하여 기존 설비의 교체 등이 요구되지 않는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 나노버블을 이용하는 세정액 재생장치는, 상기 재생 대상 세정액에 기포가 혼합되도록 설치되는 기체혼입유닛; 재생 대상 세정액에 적어도 어느 한 영역의 내벽면과 전단 저항을 일으키도록 유로를 형성하여, 상기 재생 대상 세정액에 혼합된 기포를 나노화시키는 버블생성유닛; 및 상기 미세화된 기포를 포함하는 재생 대상 세정액에 서로 다른 파장을 갖는 2 이상의 자외선을 조사하여, 살균 작용을 수행하는 OH 라디컬이 생성되도록 하는 살균분해유닛을 포함하는, 나노버블을 이용하는 세정액 재생장치일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 살균분해유닛은, 오존 생성을 위한 파장 범위를 갖는 제1 자외선과, 생성된 오존을 광분해 하여 라디칼을 생성시키기 위해 상기 제1 자외선과 서로 다른 파장 범위를 갖는 제2 자외선을 조사하는 광원부; 상기 광원부가 내부에 수용된 상태로 상기 미세화된 기포를 포함하는 재생 대상 세정액을 통과시키는 하우징부; 및 상기 광원부로부터 자외선이 조사되어 유기물질을 흡착하도록 광촉매가 코팅된 일면을 갖는 흡착부를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 광원부는, 상기 제1 자외선은 175㎚ 내지 195㎚ 파장 범위로 조사되며, 상기 제2 자외선은 245 내지 265㎚ 파장 범위로 조사되는 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 흡착부는, 상기 일면이 이산화티탄(TiO2)을 포함하는 광촉매가 코팅되는 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 흡착부는, 상기 일면이 복수 개의 통공이 형성된 다공성 면인 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 버블생성유닛은, 재생 대상 세정액이 통과하는 내부 유로를 갖는 바디부; 및 상기 바디부 내부 유로의 적어도 어느 한 영역에 설치되며, 유입 방향으로부터 유출 방향으로 진행될수록 좁아지는 직경을 갖는 미세 유로를 형성하는 유로형성블록을 포함하되, 상기 미세 유로는, 재생 대상 세정액이 상기 바디부의 내벽면을 향해 충돌하도록 유도하도록 유동 방향을 형성하는 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 기체혼입유닛은, 양단이 상기 유동 배관과 연결되되, 상기 유동 배관보다 작은 직경의 혼합 유로를 형성하는 제1 부재; 일부가 상기 혼합 유로 내에 삽입되도록 상기 제1 부재를 관통하여 설치되되, 상기 혼합 유로를 향해 기체를 분출하는 분출구를 구비하는 기체유입부; 및 상기 기체유입부가 상기 제1 부재로부터 지지되도록 설치되는 제2 부재를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 기체유입부는, 상기 분출구가 분출 방향이 상기 유동 배관의 유동방향과 평행을 이루도록 형성되는 것일 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치 는, 세정처리 공정을 수행하는 세정처리 장치; 상기 세정처리 장치에 세정액을 공급하거나, 사용된 세정액을 회수하여 저장하는 세정액 공급장치; 및 상기 사용된 세정액에 대한 재생 공정을 수행하는 세정액 재생장치를 포함하되, 상기 세정액 재생장치는, 재생 대상 세정액의 유동 배관 내부에 기체를 주입하여, 상기 재생 대상 세정액에 기포가 혼합되도록 설치되는 기체혼입유닛; 상기 재생 대상 세정액에 혼합된 기포가 미세화되도록, 상기 재생 대상 세정액이 적어도 어느 한 영역의 내벽면과 전단 저항을 일으키며 통과하도록 유로를 형성하는 버블생성유닛; 및 상기 미세화된 기포를 포함하는 재생 대상 세정액에 서로 다른 파장을 갖는 2 이상의 자외선을 조사하는 살균분해유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치일 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
나노버블 기술을 적용하여 미생물에 대한 향상된 살균력을 나타냄과 동시에, 살균 처리 과정에서 발생하는 미생물 사체 유기물 등의 부산물의 분해 기능을 갖게 되어, 세정 처리 공정에 사용된 세정액에 대해 높은 품질의 개선된 재생 공정을 제공할 수 있다.
별도의 설비 교체 없이 기존 기판 처리 장치의 세정처리 장치 또는 세정액 공급장치에 대해 간단한 탈착 방식으로 적용될 수 있어, 설비 구축의 범용성 및 경제성을 확보할 수 있다.
또한, 공정을 위해 반드시 산소 가스(O2)의 주입이 요구되지 않고, 일반 기체(Clean Dry Air)가 사용될 수 있다.
더불어, 기존 UV Lamp 장치 타입과 같이 주기적으로 교체되는 부품도 없으며, 또는 부수적으로 나노버블에 의한 세정력 개선 효과도 기대할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 나노버블을 이용하는 세정액 재생장치의 구성도이다.
도 2는 도 1의 나노버블을 이용하는 세정액 재생장치를 이용하는 기판 처리 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 기체혼입유닛의 단면도이다.
도 4는 도 3의 기체유입부에 의한 기체 주입 방향을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 버블생성유닛을 정면에서 바라본 단면도이다.
도 6은 도 5의 버블생성유닛을 유출 방향에서 바라본 단면도이다.
도 7는 본 발명의 일 실시예에 의한 살균분해유닛의 단면도이다.
도 8은 도 7의 살균분해유닛의 분해도이다.
도 2는 도 1의 나노버블을 이용하는 세정액 재생장치를 이용하는 기판 처리 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 기체혼입유닛의 단면도이다.
도 4는 도 3의 기체유입부에 의한 기체 주입 방향을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 버블생성유닛을 정면에서 바라본 단면도이다.
도 6은 도 5의 버블생성유닛을 유출 방향에서 바라본 단면도이다.
도 7는 본 발명의 일 실시예에 의한 살균분해유닛의 단면도이다.
도 8은 도 7의 살균분해유닛의 분해도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 또한, 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명에 의한 나노버블을 이용하는 세정액 재생장치 및 이를 이용하는 기판 처리 장치의 구체적인 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 나노버블을 이용하는 세정액 재생장치(30)의 구성도를, 도 2는 도 1의 나노버블을 이용하는 세정액 재생장치(30)를 이용하는 기판 처리 장치의 구성도를 각각 도시한다.
이하에서 설명하는 본 발명의 재생 대상 세정액은 탈이온수(deionized water, DIW)일 수 있다. 또한, 이외에도 기판, 디스플레이 등을 대상으로 하는 처리에 이용될 수 있는 다양한 처리액이 적용되는 것으로 이해되어야 할 것이다.
도 2를 통해 개념적으로 나타난 바와 같이, 본 발명에 의한 나노버블을 이용하는 세정액 재생장치(30)는 세정처리 장치(10)에서 사용된 재생 대상 세정액을 세정액 공급장치(20) 내의 저장 탱크(21)로부터 회수한다. 또는 도시된 바와는 별개로, 상기 세정액 재생장치(30)는 사용된 재생 대상 세정액을 세정처리 정차(10)로부터 직접 회수할 수 있다.
세정액 재생장치(30)는 회수한 재생 대상 세정액에 대해 후술하는 일련의 품질 재생 공정을 수행한다. 그리고 재생된 세정액을 다시금 세정액 공급장치(20) 내의 저장 탱크(21)로 이송시킴으로써, 세정액 공급장치(20)가 재생된 품질의 세정액을 세정처리 장치(10)에 공급하도록 한다.
도 1을 통해 나타난 바와 같이, 본 발명에 의한 세정액 재생장치(30)의 몸체를 이루는 프레임부(100)는, 재생 대상 세정액이 유입되어 일련의 품질 재생 공정이 이루어지도록 하는 유동 배관 라인(L)이 내장 설치된다.
유동 배관(L)의 일단은 세정액 공급장치(20)의 저장 탱크(21)로부터 또는 세정처리 장치(10)로부터 재생 대상 세정액이 유입되도록 설치된 인풋 파이프(I, input pipe)와 연결된다. 타단은 저장 탱크(21)로 재생된 세정액이 유출되도록 리턴 파이프(R, return pipe)와 연결된다.
본 발명의 일 실시예에 의한 나노버블을 이용하는 세정액 재생장치(30)는, 유동 배관 라인(L)을 따라 유동하는 세정액에 기포를 혼합시키는 기체혼입유닛(200), 혼합된 기포를 미세화시키는 버블생성유닛(300) 및 미세 기포를 함유하는 세정액에 자외선을 조사하여 생성된 OH라디칼의 산화 처리 방식으로 살균 작용을 수행하는 살균분해유닛(400)이 순차적으로 설치된다.
한편, 유동 배관 라인(L) 상에는 재생 대상 세정액을 회수하기 위해 흡입력을 제공하는 흡입용 펌프(30b)와 별도의 흡입용 필터(30a)가, 각각 기체혼입유닛(200)에 앞서서 설치될 수 있다.
흡입용 펌프(30b)에 의해 유동 배관 라인을 따라 흡입된 재생 대상 세정액은 흡입용 필터(30a)에 의한 1차적인 필터링을 거친 다음, 유동 배관(L1)을 따라 기체혼입유닛(200)에 유입된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 기체혼입유닛의 단면도를, 도 4는 도 3의 기체유입부에 의한 기체 주입 방향을 개념적으로 나타낸 도면을 각각 도시한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 기체혼입유닛(200)은, 내부 유로(M)를 형성하도록 배관 상에 설치되는 제1 부재(220), 일부가 내부 혼합 유로(M)에 삽입되도록 설치되어 기체를 주입하는 기체유입부(210) 및 상기 기체유입부(210)을 지지하도록 설치되는 제2 부재(230)를 기본구조를 이루는 구성으로 포함할 수 있다.
더불어, 기체혼입유닛(200)은 기체유입부(210)에 기체를 주입하기 위해 별도로 설치되는 에어주입기(240)를 더 포함할 수 있다.
제1 부재(220)는 일단이 흡입용 펌프(30b)와 유동 배관(L1)을 통해 연결되어 재생 대상 세정액이 유입되는 입구를 이루며, 타단이 버블생성유닛(300)과 유동 배관(L2)을 통해 연결되어 기포가 혼합된 상태의 재생 대상 세정액이 유출되는 출구를 이루되, 내부에는 재생 대상 세정액이 통과하며 기체 혼입이 이루어지는 혼합 유로(M)를 형성한다.
제1 부재(220)의 일측에는 기체유입부(210)의 일부가 관통할 수 있는 홀(H, 미도시)이 형성되며, 상기 홀(H)을 관통하는 기체유입부(210)의 일부 부분(I)이 내부 혼합 유로(M)를 통과하는 세정액과 직접 접촉하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 제1 부재(220)는, 재생 대상 세정액이 유입되는 유동 배관(L1)보다 작은 직경의 내부 혼합 유로(M)를 형성하는 것을 특징으로 한다. 즉, 제1 부재(220)는 유동 배관(L1)와의 경계에서 단차를 이루며, 축소된 직경을 갖는 수축관 형태일 수 있다. 이에 따라 혼합 유로(M)는 재생 대상 세정액이 상대적으로 좁은 직경의 유로를 통과하도록 하여, 재생 대상 세정액의 압력이 감소하도록 함과 동시에 유속을 증가시키게 된다.
기체유입부(210)의 내부 혼합 유로(M)에 삽입되지 않는 일단은 에어주입기(240)와 연결되도록 설치된다. 보다 구체적으로는 기체유입부(210)는 상부면을 향해 개방 형성된 공급관(210b)이 구비되며, 에어주입기(240)는 기체를 토출하는 노즐 부분이 상기 공급관(210b)을 통해 연결될 수 있다. 에어주입기(240)가 공급관(210b)으로 주입한 기체는 분출구(210a) 방향으로 기체유입부(210)를 관통하며 공급된다.
기체유입부(210)의 내부 혼합 유로(M)에 삽입되는 타단은 제1 부재(220)가 이루는 홀(H)을 관통할 수 있는 직경을 갖는 영역(I)이 형성되며, 상기 영역(I)의 일측에는 에어주입기(240)를 통해 공급된 기체가 분출되는 분출구(210a)가 구비된다.
이에 따라, 기체유입부(210)의 상기 홀(H)을 관통할 수 있는 영역(I)이 제1 부재(220)의 내부 혼합 유로(M)에 삽입되며, 삽입된 부분에 구비된 분출구(210a)는 유동하는 재생 대상 세정액과 직접 접촉하며 기체를 주입할 수 있다.
이때, 기체유입부(210)의 삽입된 일부(I)는 혼합 유로(M) 내부 방향으로 돌출되어 단차를 형성하게 된다. 즉, 기체혼입유닛(200)은 유동 배관(L1)의 경계 영역에서 제1 부재(220)와의 직경 차이로 인한 1차적인 단차를 형성함과 동시에, 혼합 유로(M) 내부에 기체유입부(210)의 삽입된 일부 부분(I)의 돌출로 인해 2차적인 단차를 형성시킬 수 있다.
이와 같은 이중단차 형상은 일반적인 벤튜리 관 형상과 비교하여, 이중으로 갑작스런 유로 직경의 변화와 충돌을 유도하게 되며, 이에 따라 혼합 유로(M)을 통과하는 세정액의 압력을 더욱 감소시킴과 동시에 유속을 증가시키게 된다. 그리고 통과하는 세정액에 급작스런 압력과 유속이 변화함에 따라, 강한 난류(Tubulence) 발생을 유도할 수 있다. 그 결과, 기체유입부(210)가 주입하는 기체가 재생 대상 세정액에 더욱 효과적으로 기포 혼입되도록 할 수 있다.
도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 기체유입부(210)의 분출구 형성 구조를 설명한다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 기체유입부(210)는, 분출구(210a)의 분출 방향(F)이 상기 유동 배관을 이루는 유동방향과 평행을 이루도록 형성되는 것일 수 있다. 즉, 분출구(210a)를 통해 분출되는 기체의 방향이 기체 혼입 대상이 되는 세정액의 통과 방향과 일치되도록 한다. 이와 같은 분출 방향은 주입되는 기체가 세정액의 유동과 상호 간섭을 일으키지 않도록 하여, 기체 혼입 효과를 더욱 높이게 된다.
보다 구체적으로, 분출구(210a)의 분출 방향(F)은 유동 배관이 이루는 유동 방향과 동일한 중심축을 기준으로 하되, 좌우 방향(L-R)을 따라 소정의 각도를 이루며 분출 범위를 형성하는 것일 수 있다.
한편, 본 발명에 의한 에어주입기(240)가 주입하는 기체는 반드시 산소(O2)일 필요가 없으며, 일반 기체(Clean Dry Air)가 사용될 수 있다. 이는, 전술한 본 발명의 기체혼입유닛(200)을 통과하며 이루어지는 기포 혼합 공정과 후술하는 버블생성유닛(300)을 통과하며 이루어지는 기포 미세화 공정을 통해 재생 대상 세정액의 용존 산소량이 현저하게 상승될 수 있기 때문이다.
제2 부재(230)는 제1 부재(220) 상에 삽입 설치된 기체유입부(210)이 유동 배관 상에서 안정적으로 고정될 수 있도록 지지한다.
일례로, 제2 부재(230)는 제1 부재(220)와 접촉함과 동시에 상기 제1 부재(220)를 넘어서는 범위까지 유동 배관 방향을 따라 소정의 길이를 갖도록 연장 형성되는 일면을 갖으며, 기체유입부(210)의 외벽을 따라 소정의 영역을 감싸도록 형성되는 또 다른 일면을 구비하도록 형성된다. 이에 따라, 제2 부재(230)는 기체유입부(210)이 유동 배관 상(L)에서 중심을 잃고 쓰러지거나 분리되지 않도록 안정적으로 지지하게 된다.
기체혼입유닛(200)이 이루는 혼합 유로(M)를 통과한 재생 대상 세정액은, 조대 기포가 혼합된 상태에서 유동 배관 라인(L2)을 따라 버블생성유닛(300)을 통과한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 버블생성유닛(300)을 정면에서 바라본 단면도를, 도 6은 도 5의 버블생성유닛(300)을 유출 방향(L3)에서 바라본 단면도를 각각 도시한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 버블생성유닛(300)은, 기포가 혼입된 세정액이 통과하도록 배관 상에 설치되는 바디부(310) 및 상기 바디부(310) 내부의 적어도 어느 한 영역에 형성되는 유로형성블록(320)을 기본구조를 이루는 구성으로 포함할 수 있다.
버블생성유닛(300)은 재생 대상 세정액이 상기 바디부(310)의 적어도 어느 한 영역의 내벽면(R1)과 전단 저항을 일으키며 통과하는 유로를 형성하도록 설계된다.
바디부(310)는 일단이 기체혼입유닛(200)과 유동 배관(L2)을 통해 연결되어 기포가 혼합된 상태의 재생 대상 세정액이 유입되는 입구를 이루며, 타단은 살균분해유닛(400)과 유동 배관(L3)을 통해 연결되어 기포가 미세화된 상태로 혼합된 재생 대상 세정액이 유출되는 출구를 이루되, 내부는 통과하는 세정액의 혼합된 조대 기포가 내벽면(R1)과의 충돌로 전단 저항이 발생하여 미세화되도록 하는 전단 유로(R)를 형성한다.
유로형성블록(320)은 바디부(310) 내부 전단 유로(R)의 적어도 어느 한 영역에 설치되어, 재생 대상 세정액이 통과하는 미세 유로(G)를 형성하도록 설치된다. 일례로, 유로형성블록(320)은 디스플레이 및 반도체 사용시 파티클(particle)이 발생시키지 않는 폴리프로필렌(PP) 또는 테프론 계열 재질이 사용되어 3D 프린터로 형상 가공되며, 바디부(310)의 내부 적어도 어느 한 영역에 고정 장착됨이 바람직할 것이다.
도 5에 나타난 바와 같이, 유로형성블록(320)은 바디부(310)의 내면과 대응하여 장착 가능하도록 형성된 외부구조(321)와 상기 외부구조(321)의 내면으로부터 거리를 두고 이격된 영역을 갖도록 형성된 내부구조(322)를 포함한다. 이때, 상기 외부구조(321)와 내부구조(322)의 사이의 이격된 영역이 미세 유로(G)를 이루는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 유로형성블록(320)은, 미세 유로(G)가 세정액이 바디부(310)의 내벽면(R1)을 향해 충돌하도록 유도하며, 유입 방향으로부터 유출 방향으로 진행될수록 유로의 단면적이 작아지도록 형성되는 것일 수 있다.
내부구조(322)는 유입된 재생 대상 세정액이 바디부(310)의 내벽면(R1)을 향하도록 유도한다. 보다 구체적으로는 내부구조(322)는 재생 대상 세정액이 유입되는 영역을 향해 상대적으로 뾰족한 형상을 갖도록 형성되어, 유입된 재생 대상 세정액이 중심으로부터 외곽 방향으로 유동하도록 유도한다.
더불어, 내부구조(322)는 재생 대상 세정액의 통과 방향을 따라 상대적으로 직경이 넓어지는 일종의 원뿔 형상으로 형성되여, 점차 좁아지는 미세 유로(G)를 따라 재생 대상 세정액이 토출되도록 할 수 있다. 이때, 내부구조(322)는 외부구조(321)의 내면을 마주 보는 경계면이 세정액의 통과 방향을 따라 상기 외부구조(321)의 내면을 향해 더 근접하도록 형성됨으로써, 재생 대상 세정액이 내벽면(R1)을 향해 더욱 강하게 충돌하도록 유도한다.
도 6을 참조하면, 유로형성블록(320)의 미세 유로(G)가 바디부(310)의 내벽면(R1)에 근접하도록 설치되었음을 알 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 유로형성블록(320)은, 미세 유로(G)를 형성하는 외부구조(321)의 내벽면이 요철 구조(G1)를 가지도록 형성되는 것일 수 있다. 즉, 미세 유로(G)를 경유하는 세정액에 마찰 및 충돌 작용이 보다 연속적으로 일어나도록 유도하는 것일 수 있다.
위와 같이 축소된 미세 유로(G)를 경유하며 재생 대상 세정액은 외부 방향으로 가속되고, 이후 바디부(310)의 내부 전단 유로(R)에 유입되면서 내벽면(R1)과 강하게 충돌한다. 이후, 내벽면(R1)과 인접한 영역에서의 세정액에는 강한 전단 저항에 의해 유속의 변화가 발생하게 되고, 세정액에 혼합된 조대 기포는 미세화된다. 이로써, 내부 전단 유로(R)를 통과한 세정액은 50nm 내지 1μm 직경의 미세 기포(나노 버블)가 혼합된 상태가 된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 의한 버블생성유닛(300)은 바디부(310)가 유동 배관 상에 복수 개가 병렬로 설치되는 것일 수 있다. 이는 회수된 재생대상 세정액의 유량 여하에 따라 적절하게 유속, 유압을 조절하며, 기포 미세화 공정이 적절히 수행되도록 할 수 있다.
이를 위해 본 발명의 일 실시예에 의한 버블생성유닛(300)은 별도의 제어부(330, 미도시)를 더 포함하는 것일 수 있다. 제어부(330)는 바디부(310)와 연결되는 유동 배관 라인(L2, L3)의 선택적인 개폐 또는 재생대상 세정액의 흡입을 조절한다. 이를 위해 제어부(330)는 병렬적인 유동 배관 라인(L2, L3) 상에 각각 설치되는 제어밸브(330a, 미도시)와 제어펌프(330b, 미도시)를 포함할 수 있다.
이때, 제어부(330)는 유동 배관 라인(L) 상의 재생 대상 세정액의 유속, 유압 등을 변수로 하여, 복수 개의 바디부(310)로 유입 또는 유출되는 재생 대상 세정액의 유량을 각각 조절하는 알고리즘이 내장된 것일 수 있다. 또는 제어부(330)는 프레임부(100)의 외부 일측에 별도로 형성되는 디스플레이(미도시)를 통해 사용자의 입력을 받아 제어 명령을 생성하는 것일 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 기체혼입유닛(200)의 기포 혼합 공정과 순차적으로 이루어지는 버블생성유닛(300)의 기포 미세화 공정을 거친 재생 대상 세정액은 미세화된 기포를 함유하여 현저하게 상승된 용존 산소량을 갖게 된다. 이와 같이 생성된 미세 기포는 수중에서 붕괴될 수 있고, 붕괴 과정에서 독성이 없고 인체에 무해하며, 강력한 산화력(오존 대비 약 2,000배), 살균력 및 소독력을 갖는 라디칼을 자연적으로 생성할 수 있다.
버블생성유닛(300)이 이루는 전단 유로(R)를 통과한 재생 대상 세정액은 미세 기포가 혼합된 상태에서 유동 배관 라인(L3)을 따라 살균분해유닛(400)을 통과한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 버블생성유닛의 단면도를, 도 8은 도 7의 살균분해유닛의 분해도를 각각 도시한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 살균분해유닛(400)은 자외선을 조사하는 광원부(410), 상기 광원부(410)가 내부에 수용되어 자외선에 의해 세정액의 살균 및 분해 작용이 일어나는 재생실(S)을 제공하는 하우징부(420), 상기 광원부(410)로부터 자외선을 조사받도록 상기 하우징부(420)에 내장 설치되는 흡착부(430)를 기본구조를 이루는 구성으로 포함할 수 있다.
살균분해유닛(400)은 서로 다른 파장 범위를 갖는 2 종류 이상의 자외선을 조사함으로써, 미세 기포를 혼합한 상태로 재생실(S)을 통과하는 세정액에 OH라디컬이 중간 물질로 생성되도록 한다. 이를 통해 각종 오염물질인 유기물에 대한 강한 살균 작용을 수행함과 동시에, 살균된 미생물의 사체의 잔류를 방지하기 위해 살균된 미생물의 사체를 분해 흡착하는 작용을 함께 수행하는 것을 특징으로 한다.
하우징부(420)는 내부에는 재생실(S)을 이루는 중공의 공간이 마련된다. 일례로 하우징부(420)는 소정의 길이를 갖도록 연장 형성되되, 내부에는 광원부(410)와 흡착부(430)가 수용될 수 있는 원통 형상을 이루는 것일 수 있다.
하우징부(420)의 일측에는 버블생성유닛(300)과 유동 배관(L3)을 통해 연결되어 미세기포가 혼합된 상태의 재생 대상 세정액이 유입되는 입구와, 리턴 파이프(R)와 유동 배관을 통해 재생된 세정액이 유출되는 출구가 각각 구비된다.
하우징부(420)의 내부에는 각각 광원부(410)와 흡착부(430)가 설치될 수 있다. 광원부(410)는 하우징부(420)의 중심축을 따라 소정의 길이를 갖도록 연장 형성되되, 모든 단면 방향으로 자외선을 조사하도록 설계되는 것일 수 있다. 더불어, 흡착부(430)는 하우징부(420)의 내벽과 소정의 거리를 두고 이격되는 원통 형상으로 형성되어, 내면이 광원부(410)와 마주보도록 설치되는 설계되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 광원부(410)는 서로 다른 파장을 갖는 2 종류 이상의 자외선을 조사하는 것을 특징으로 한다. 보다 구체적으로는 오존 생성을 위한 파장 범위를 갖는 제1 자외선과, 생성된 오존을 광분해 하여 라디칼을 생성시키기 위해 상기 제1 자외선과 서로 다른 파장 범위를 갖는 제2 자외선을 조사하는 것일 수 있다.
제1 자외선은 재생 대상 세정액에 포함된 미세 기포 중 산소(O2)와 결합하여 대해 오존(O3)을 생성함과 동시에 살균 작용을 진행한다. 이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 의한 제1 자외선은 175㎚ 내지 195㎚ 파장 범위(바람직하게는, 184.9㎚ 파장)의 자외선일 수 있다.
상술한 제1 자외선과 동시에 또는 순차적으로 조사될 수 있는 제2 자외선은 생성된 오존(O3)을 나노초 단위의 순간으로 광 분해를 일으켜 소멸시키고, 광분해를 통해 OH 라디칼을 생성할 수 있다. 생성된 OH 라디칼은 재생 대상 세정액에 포함된 미생물에 살균 작용을 하게 된다. 이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 의한 제2 자외선은 245 내지 265㎚ 파장 범위(바람직하게는, 253.7㎚ 파장)의 자외선일 수 있다.
일례로 광원부(410)는 자외선을 조사하는 방전 램프일 수 있다. 광원부(410)의 커버는 램프 관일 수 있다. 광원부(410)는 방전 전원이 인가되면 커버의 내부에서 아르곤(argon, Ar) 원자와 수은(mercury, Hg) 원자의 충격에 의하여 175 내지 195㎚ 파장의 자외선과 245 내지 265㎚ 파장의 자외선이 생성될 수 있다. 이때, 생성된 자외선은 커버를 통과하여 외부로 조사된다. 커버는 자외선 투과율 90% 이상을 나타내도록 제공됨이 바람직하며, 커버는 석영 유리를 포함하는 재질로 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 흡착부(430)는, 광원부(410)로부터 자외선이 조사되어 유기물질을 흡착하도록 광촉매가 코팅된 일면을 갖는 것일 수 있다. 일례로 이산화티타늄(TiO2)을 포함하는 광촉매로 코팅되는 것일 수 있다. 이산화티타늄은 빛에 노출되면 유기성 파티클을 분해하는 성질을 나타낸다. 이에 따라, 이산화티타늄으로 코팅된 흡착부(430)는 OH 라디컬 생성을 가속화시켜서 살균력을 강화함과 동시에 자외선이 조사되는 경우 난분해성 유기물질을 흡착하여 분해하는 기능이 있으므로 살균된 미생물의 사체를 흡착하여 분해할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 의한 흡착부(430)는, 광촉매가 코팅된 일면이 복수 개의 통공이 형성되는 다공성 면일 수 있다. 즉, 유입된 재생 대상 세정액이 복수 개의 통공을 관통하며 통과하는 유동 경로를 형성하는 것일 수 있다.
다공성 면이 형성하는 유동 경로는 하우징부(420)를 통과하는 재생 대상 세정액과 광촉매가 코팅된 일면과의 접촉 시간과 부위를 증가시킨다. 이에 따라, 이산화티타늄(TiO2)을 포함하는 광촉매의 유기 물질의 흡착 분해 기능이 현저히 상승시킬 수 있게 된다.
위와 같은 다양한 실시예에 따라, 본 발명의 살균분해유닛(400)은 자연적으로 생성된 OH 라디컬, 자외선 조사에 의해 생성된 오존(03) 그리고 광 분해에 의해 생서된 OH 라디컬에 의해, 하우징부(420)를 통과하는 과정에서 하우징부(420)가 제공하는 재생실(S)에 수용된 재생 대상 세정액을 신속하고 안전하면서 효과적으로 재생시킬 수 있다. 즉, 재생 대상 세정액에 대해 미생물 등 유기성 파티클을 효율적으로 파괴함과 동시에, 미생물 사체가 잔류하는 것을 방지할 수 있다.
더불어, 전술한 본 발명의 실시예에 따라 재생된 세정액은 미세 기포를 포함한다. 이에, 미세 기포가 포함된 세정액은 미세 기포의 소멸 시 발생되는 에너지에 의하여 기판에 대한 세정력을 향상시킬 수 있다.
살균분해유닛(400)을 통과한 재생 대상 세정액은 미생물 등 유기성 파티클이 파괴된 재생된 상태에서 유동 배관 라인을 따라 리턴 파이프(R)를 통해 세정액 공급장치(20)의 저장 탱크(21)로 제공된다.
전술한 다양한 실시예에 따른 본 발명의 세정액 재생장치(30)는. 나노버블 기술을 적용하여 미생물에 대한 향상된 살균력을 나타냄과 동시에, 살균 처리 과정에서 발생하는 미생물 사체 유기물 등의 부산물의 분해 기능을 갖게 되어, 세정 처리 공정에 사용된 세정액에 대해 높은 품질의 개선된 재생 공정을 제공할 수 있다.
한편 별도의 설비 교체 없이 기존 기판 처리 장치의 세정처리 장치 또는 세정액 공급장치에 대해 간단한 탈착 방식으로 적용될 수 있어, 설비 구축의 범용성 및 경제성을 확보할 수 있다. 또한, 공정을 위해 반드시 산소 가스(O2)의 주입이 요구되지 않고, 일반 기체(Clean Dry Air)가 사용될 수 있다.
더불어, 기존 UV Lamp 장치 타입과 같이 주기적으로 교체되는 부품도 없으며, 또는 부수적으로 나노버블에 의한 세정력 개선 효과도 기대할 수 있다.
이하, 도 2를 참조하여 전술한 다양한 실시예에 의한 나노버블을 이용하는 세정액 재생장치(30)를 이용하는 기판 처리 장치를 설명한다.
도 2를 통해 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 기판 처리 장치는, 세정처리 장치(10), 세정액 공급장치(20), 세정액 재생장치(30)를 기본 구조를 이루는 구성으로 포함할 수 있다. 이때, 세정액 재생장치(30)는 전술한 본 발명의 다양한 실시예에 따른 나노버블을 이용하는 세정액 재생장치(30) 중 어느 하나가 적용되는 것일 수 있다.
세정처리 장치(10)는 세정액 공급장치(20)로부터 세정액을 제공받아 기판 등에 대해 세정처리 공정을 수행하고, 세정처리 공정에 사용된 세정액은 다시금 세정액 공급장치(20)로 회수되어 저장된다.
세정처리 장치(10)는 내부에 세정 공간(12)을 제공하는 세정 바디(11)와, 상기 세정 바디(11) 상에 지지되는 세정 대상 기판(A) 등에 대해 세정액을 토출하는 세정액 토출 유닛(13)을 포함한다. 세정 바디(11)는 내부에 세정 공간(12)을 마련되며, 상부에는 일체로 형성되거나 또는 별도의 커버(미도시)가 구비되어 상기 세정 공간(12)이 외부와 차단될 수 있다. 세정 바디(11)는, 세정액 토출 유닛(13)에 의하여 기판 상으로 토출된 세정액을 수집하고, 수집된 세정액을 외부로 배출하는 세정액 배출 라인(14)이 일측에 연결된다. 세정액 토출 유닛(13)은 세정 공간(12)에서 상방으로 이격된 높이에서 세정액을 하방으로 토출하는 노즐을 포함할 수 있다.
세정액 공급장치(20)는 세정액을 세정액 토출 유닛(13)에 공급한다. 세정액 공급장치(20)는, 세정액 저장 공간을 제공하는 저장 탱크(21), 상기 저장 탱크(21)를 세정액 토출 유닛(13)과 연결하는 공급 라인(22), 그리고 상기 공급 라인(22) 상에 각각 제공된 공급용 펌프(23)와 공급용 필터(24)를 포함할 수 있다. 공급용 펌프(23)가 작동되면, 저장 탱크(21) 내의 액 저장 공간에 저장된 세정액은, 공급 라인(22)을 따라 세정액 토출 유닛(18)으로 이송될 수 있고, 이송 과정에서 공급용 필터(24)에 의하여 불순물이 제거될 수 있다.
세정 바디(11)에 수집된 세정액을 배출하는 배출 라인(14)은 저장 탱크(21)에 연결되어, 배출 라인(14)을 따라 세정 바디(11)로부터 배출되는 세정액은 저장 탱크(21)의 세정액 저장 공간으로 회수되고, 세정액 재생장치(30)는 저장 탱크(21)로부터 세정액을 도입하여 재생한 후 저장 탱크(21)의 세정액 저장 공간으로 리턴할 수 있다. 또는, 도면과 별개로 배출 라인(14)은 세정액 재생장치(30)에 연결되어, 배출 라인(14)을 따라 세정 바디(11)로부터 배출되는 세정액이 직접 세정액 재생장치(30)로 회수되고, 새정액 재생장치(30)는 회수된 세정액을 재생한 후 저장 탱크(21)에 이송할 수 있다.
세정처리 공정에 사용된 세정액은 불순물을 포함할 수 있다. 불순물은 미생물 등의 유기성 파티클을 포함할 수 있다. 세정액 재생장치(30)는 상술한 다양한 실시예에 따라 나노버블을 이용하여 일련의 공정에 따라 사용된 세정액의 재생할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이지 않은 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 세정처리 장치
20: 세정액 공급장치
30: 세정액 재생장치
100: 프레임부
200: 기체혼입유닛
210: 기체유입부
210a: 분출구
210b: 공급관
220: 제1 부재
230: 제2 부재
240: 에어주입기
300: 버블생성유닛
310: 바디부
320: 유로형성블록
321: 외부구조
322: 내부구조
330: 제어부
400: 살균분해유닛
410: 광원부
420: 하우징부
430: 흡착부
20: 세정액 공급장치
30: 세정액 재생장치
100: 프레임부
200: 기체혼입유닛
210: 기체유입부
210a: 분출구
210b: 공급관
220: 제1 부재
230: 제2 부재
240: 에어주입기
300: 버블생성유닛
310: 바디부
320: 유로형성블록
321: 외부구조
322: 내부구조
330: 제어부
400: 살균분해유닛
410: 광원부
420: 하우징부
430: 흡착부
Claims (9)
- 재생 대상 세정액의 유동 배관 내부에 기체를 주입하여, 상기 재생 대상 세정액에 기포가 혼합되도록 설치되는 기체혼입유닛;
재생 대상 세정액에 적어도 어느 한 영역의 내벽면과 전단 저항을 일으키도록 유로를 형성하여, 상기 재생 대상 세정액에 혼합된 기포를 나노화시키는 버블생성유닛; 및
미세화된 기포를 포함하는 재생 대상 세정액에 서로 다른 파장을 갖는 2 이상의 자외선을 조사하여, 살균 작용을 수행하는 OH 라디컬이 생성되도록 하는 살균분해유닛을 포함하고,
상기 살균분해유닛은,
오존 생성을 위한 파장 범위를 갖는 제1 자외선과, 생성된 오존을 광분해 하여 라디칼을 생성시키기 위해 상기 제1 자외선과 서로 다른 파장 범위를 갖는 제2 자외선을 조사하는 광원부;
상기 광원부가 내부에 수용된 상태로 상기 미세화된 기포를 포함하는 재생 대상 세정액을 통과시키는 하우징부; 및
상기 하우징부의 내벽과 이격 배치되는 원통형 형상으로 구성되어, 상기 재생 대상 세정액이 통과하는 복수의 통공을 구비하고, 내측에 배치되는 상기 광원부로부터 자외선이 조사되어 유기물질을 흡착하도록 광촉매가 코팅된 일면을 갖는 흡착부를 포함하고,
상기 광원부는, 상기 제1 자외선은 175㎚ 내지 195㎚ 파장 범위로 조사되며, 상기 제2 자외선은 245 내지 265㎚ 파장 범위로 조사되며,
상기 버블생성유닛은, 세정액이 통과하는 내부 유로를 갖는 바디부 및 상기 바디부 내부 유로의 적어도 어느 한 영역에 설치되며 유입 방향으로부터 유출 방향으로 진행될수록 유로의 단면적이 작아지는 미세 유로를 형성하는 유로형성블록을 포함하되, 상기 미세 유로는 세정액이 상기 바디부의 내벽면을 향해 충돌하도록 유도하도록 유동 방향을 형성하고,
상기 기체혼입유닛은, 양단이 상기 유동 배관과 연결되되 상기 유동 배관보다 작은 직경의 혼합 유로를 형성하는 제1 부재, 일부가 상기 혼합 유로 내에 삽입되도록 상기 제1 부재를 관통하여 설치되되 상기 혼합 유로를 향해 기체를 분출하는 분출구를 구비하는 기체유입부, 및 상기 기체유입부가 상기 제1 부재로부터 지지되도록 설치되는 제2 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는, 나노버블을 이용하는 세정액 재생장치. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 흡착부는, 상기 일면이 이산화티탄(TiO2)을 포함하는 광촉매가 코팅되는 것을 특징으로 하는, 나노버블을 이용하는 세정액 재생장치. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 기체유입부는, 상기 분출구가 분출 방향이 상기 유동 배관의 유동방향과 평행을 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 나노버블을 이용하는 세정액 재생장치. - 세정처리 공정을 수행하는 세정처리 장치;
상기 세정처리 장치에 세정액을 공급하거나, 사용된 세정액을 회수하여 저장하는 세정액 공급장치; 및
상기 사용된 세정액에 대한 재생 공정을 수행하는 세정액 재생장치를 포함하되,
상기 세정액 재생장치는,
재생 대상 세정액의 유동 배관 내부에 기체를 주입하여, 상기 재생 대상 세정액에 기포가 혼합되도록 설치되는 기체혼입유닛;
상기 재생 대상 세정액에 혼합된 기포가 미세화되도록, 상기 재생 대상 세정액이 적어도 어느 한 영역의 내벽면과 전단 저항을 일으키며 통과하도록 유로를 형성하는 버블생성유닛; 및
상기 미세화된 기포를 포함하는 재생 대상 세정액에 서로 다른 파장을 갖는 2 이상의 자외선을 조사하는 살균분해유닛을 포함하고,
상기 살균분해유닛은,
오존 생성을 위한 파장 범위를 갖는 제1 자외선과, 생성된 오존을 광분해 하여 라디칼을 생성시키기 위해 상기 제1 자외선과 서로 다른 파장 범위를 갖는 제2 자외선을 조사하는 광원부;
상기 광원부가 내부에 수용된 상태로 상기 미세화된 기포를 포함하는 재생 대상 세정액을 통과시키는 하우징부; 및
상기 하우징부의 내벽과 이격 배치되는 원통형 형상으로 구성되어, 상기 재생 대상 세정액이 통과하는 복수의 통공을 구비하고, 내측에 배치되는 상기 광원부로부터 자외선이 조사되어 유기물질을 흡착하도록 광촉매가 코팅된 일면을 갖는 흡착부를 포함하고,
상기 광원부는, 상기 제1 자외선은 175㎚ 내지 195㎚ 파장 범위로 조사되며, 상기 제2 자외선은 245 내지 265㎚ 파장 범위로 조사되며,
상기 버블생성유닛은, 세정액이 통과하는 내부 유로를 갖는 바디부 및 상기 바디부 내부 유로의 적어도 어느 한 영역에 설치되며 유입 방향으로부터 유출 방향으로 진행될수록 유로의 단면적이 작아지는 미세 유로를 형성하는 유로형성블록을 포함하되, 상기 미세 유로는 세정액이 상기 바디부의 내벽면을 향해 충돌하도록 유도하도록 유동 방향을 형성하고,
상기 기체혼입유닛은, 양단이 상기 유동 배관과 연결되되 상기 유동 배관보다 작은 직경의 혼합 유로를 형성하는 제1 부재, 일부가 상기 혼합 유로 내에 삽입되도록 상기 제1 부재를 관통하여 설치되되 상기 혼합 유로를 향해 기체를 분출하는 분출구를 구비하는 기체유입부, 및 상기 기체유입부가 상기 제1 부재로부터 지지되도록 설치되는 제2 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210016203A KR102424693B1 (ko) | 2021-02-04 | 2021-02-04 | 나노버블을 이용하는 세정액 재생장치 및 이를 이용하는 기판 처리 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210016203A KR102424693B1 (ko) | 2021-02-04 | 2021-02-04 | 나노버블을 이용하는 세정액 재생장치 및 이를 이용하는 기판 처리 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102424693B1 true KR102424693B1 (ko) | 2022-07-27 |
Family
ID=82701474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210016203A KR102424693B1 (ko) | 2021-02-04 | 2021-02-04 | 나노버블을 이용하는 세정액 재생장치 및 이를 이용하는 기판 처리 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102424693B1 (ko) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004162157A (ja) * | 2002-11-13 | 2004-06-10 | Misuzu Techno Kk | 洗浄液再生装置を備えた洗浄システム |
| KR20110004010A (ko) * | 2009-07-07 | 2011-01-13 | 주식회사 쿠보텍 | 마이크로 버블 제조장치 |
| KR20110109416A (ko) * | 2010-03-31 | 2011-10-06 | 심종섭 | 고도산화공정 수처리 장치 |
| KR101934627B1 (ko) | 2014-12-02 | 2019-03-25 | 시그마 테크놀로지 유겐가이샤 | 마이크로·나노 버블에 의한 세정 방법 및 세정 장치 |
| US20190134574A1 (en) * | 2016-07-28 | 2019-05-09 | Aqua Solution Co., Ltd. | Nanobubble generating nozzle and nanobubble generator |
| KR20200105425A (ko) * | 2019-02-28 | 2020-09-07 | 주식회사 이앤에이치 | 나노버블수를 이용한 의료용 살균 소독수 공급장치 및 의료용 기기 살균장치 |
-
2021
- 2021-02-04 KR KR1020210016203A patent/KR102424693B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004162157A (ja) * | 2002-11-13 | 2004-06-10 | Misuzu Techno Kk | 洗浄液再生装置を備えた洗浄システム |
| KR20110004010A (ko) * | 2009-07-07 | 2011-01-13 | 주식회사 쿠보텍 | 마이크로 버블 제조장치 |
| KR20110109416A (ko) * | 2010-03-31 | 2011-10-06 | 심종섭 | 고도산화공정 수처리 장치 |
| KR101934627B1 (ko) | 2014-12-02 | 2019-03-25 | 시그마 테크놀로지 유겐가이샤 | 마이크로·나노 버블에 의한 세정 방법 및 세정 장치 |
| US20190134574A1 (en) * | 2016-07-28 | 2019-05-09 | Aqua Solution Co., Ltd. | Nanobubble generating nozzle and nanobubble generator |
| KR20200105425A (ko) * | 2019-02-28 | 2020-09-07 | 주식회사 이앤에이치 | 나노버블수를 이용한 의료용 살균 소독수 공급장치 및 의료용 기기 살균장치 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10694887B2 (en) | Cold plasma sanitation for a dispensing machine | |
| US8168129B2 (en) | Apparatus and method for purification and disinfection of liquid, solid or gaseous substances | |
| KR101818996B1 (ko) | 마이크로 버블 발생기 및 마이크로 버블, 저농도 오존과 자외선램프를 이용한 고도처리 시스템 | |
| KR101708799B1 (ko) | 히드록실 라디칼을 이용한 살균 정화 장치 | |
| KR101327787B1 (ko) | 수족관 등에 설치되는 플라즈마를 이용한 수처리장치 | |
| US20140328720A1 (en) | Purification device and purification method | |
| JP5015542B2 (ja) | 水浄化装置 | |
| KR100799663B1 (ko) | 오존을 이용한 살균수 제조장치 | |
| JP7193669B2 (ja) | 洗浄水処理装置と除菌浄化装置 | |
| JP2012228644A (ja) | 液体処理装置 | |
| US20120292262A1 (en) | Apparatuses and Methods for Purifying Liquids | |
| US20180162749A1 (en) | A liquid treatment module | |
| KR101705544B1 (ko) | 오염수 처리 장치 및 이를 이용한 오염수 처리 방법 | |
| KR102424693B1 (ko) | 나노버블을 이용하는 세정액 재생장치 및 이를 이용하는 기판 처리 장치 | |
| JP5808030B1 (ja) | 空気清浄装置 | |
| JP2014000549A (ja) | オゾン含有液生成装置およびこれを備えた洗浄装置 | |
| JP2013022475A (ja) | 洗浄装置 | |
| KR20110004010A (ko) | 마이크로 버블 제조장치 | |
| JP2016203082A (ja) | ラジカル機能液の製造方法およびラジカル機能液を用いた浄化方法 | |
| CN110066719B (zh) | 培养器 | |
| JP2018176017A (ja) | オゾン用エジェクタと水処理装置 | |
| JP2022113450A (ja) | 空気清浄装置 | |
| JP2008272638A (ja) | 処理装置 | |
| JP2003010653A (ja) | 水処理装置 | |
| KR102240590B1 (ko) | 오존 생성을 포함하는 관로형 자외선 살균장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GRNT | Written decision to grant |