KR102546933B1 - 기포발생장치 및 그것을 포함하는 시스템 - Google Patents

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Abstract

기포발생장치 및 기포발생시스템이 설명된다. 기포발생장치는, 본체, 상기 본체의 상부에 배치된 커버, 및 상기 본체 및 상기 커버 사이에 배치된 멤브레인 레이어를 포함할 수 있다. 상기 본체는 측면에 배치된 복수의 주입부들, 및 상면에 배치된 복수의 방출부들을 포함할 수 있다. 상기 커버는 상기 커버를 상하로 관통하는 복수의 홀들을 포함할 수 있다.

Description

기포발생장치 및 그것을 포함하는 시스템{BUBBLE GENERATING DEVICE AND SYSTEM INCLUDING THE SAME}
본 발명은 균일한 크기의 기포를 발생시키고 생성된 균일한 크기의 기포를 바스(bath) 내부로 균일하게 공급할 수 있는 장치 및 시스템에 관한 것이다.
기포류유동(bubbly flow)은 기계, 발전, 화학, 제약, 금속 등 다양한 산업에서 중요하게 사용되고 있으며, 기포의 크기는 유동의 중요한 특징들을 결정하는 요소이다. 즉, 유체(liquid)만을 이용하는 경우에 비해 기포를 이용한 혼합(mixing) 방식의 경우 바스(bath) 내부의 유동성이 증가할 수 있는데, 보다 작은 기포를 보다 균일하게 분포시킬 때 유체의 유동성은 증가할 수 있다. 반도체 제조공정 중 에칭(wet etch) 공정에서는 웨이퍼가 유체에 담기는 장소인 바스(bath) 내의 유동 제어가 중요하고, 유동성에 따라 공정 능력이 결정된다. 예를 들어, 바스 내에서 에칭액 및 기포가 균일하게 배치되지 않은 경우, 유동의 흐름이 낮은 부분이 발생하게 되고, 그 부분에서 에칭이 충분히 이루어지지 않아 전체적인 공정 마진이 줄어들게 된다. 따라서, 유체 혼합 및 유동성을 증가시키기 위해서 넓은 영역에 작은 크기의 기포를 균일하게 공급하는 것이 요구된다.
본 개시의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는, 친수화 표면처리가 된 소수성 멤브레인 레이어를 포함하고 기포 방출부는 각각 하나의 공기 주입부와 연결됨으로써, 균일한 크기의 기포를 발생시키고 생성된 균일한 크기의 기포를 바스 내부로 균일하게 공급할 수 있도록 하는 것이다.
본 개시의 일 실시예에 의한 기포발생장치는, 본체, 상기 본체의 상부에 배치된 커버, 및 상기 본체 및 상기 커버 사이에 배치된 멤브레인 레이어를 포함할 수 있다. 상기 본체는 측면에 배치된 복수의 주입부들, 및 상면에 배치된 복수의 방출부들을 포함할 수 있다. 상기 커버는 상기 커버를 상하로 관통하는 복수의 홀들을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 의한 기포발생시스템은, 바스 및 상기 바스의 내저면에 배치된 복수의 기포발생장치를 포함할 수 있다. 상기 기포발생장치는, 본체, 상기 본체의 상부에 배치된 커버, 및 상기 본체 및 상기 커버 사이에 배치된 멤브레인 레이어를 포함할 수 있다. 상기 본체는, 측면에 배치된 복수의 주입부들, 상면에 배치된 복수의 방출부들, 및 상기 바스에 고정시키는 고정부를 포함할 수 있다. 상기 복수의 방출부들은 각각 상기 복수의 주입부들 중 하나와 연결될 수 있다. 상기 커버는 상기 커버를 상하로 관통하는 복수의 홀들을 포함할 수 있다. 상기 멤브레인 레이어는 0.45μm 이하의 평균 공극 크기를 갖는, 친수화 표면처리가 된 접촉각이 90° 이상인 소수성 물질을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 기포발생장치는 친수화 표면처리가 된 소수성 멤브레인 레이어를 포함할 수 있다. 기포 방출부는 각각 하나의 공기 주입부와 연결될 수 있다. 각각의 기포 방출부에서 생성되는 기포는 유량 및 압력이 제어될 수 있다. 일 실시예에 의한 기포발생장치는 균일한 크기의 기포를 발생시킬 수 있다. 일 실시예에 의한 기포발생시스템은 균일한 크기의 기포를 바스 내부로 균일하게 공급할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 의한 기포발생장치를 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 4는 본 개시의 다양한 실시예들에 의한 기포발생장치의 단면을 도시한 도면들이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 의한 기포발생장치를 도시한 도면이다.
도 6은 멤브레인 레이어의 표면에서의 기포 뭉침 현상을 도시한 도면이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 의한 기포발생장치에서 생성된 기포를 도시한 도면이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 의한 기포발생장치에서 생성된 기포의 크기에 대한 확률 분포를 도시한 도면이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 의한 멤브레인 레이어를 도시한 도면이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 의한 바스를 도시한 도면이다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 의한 기포발생시스템 및 기포발생시스템에서 바스 내부에 생성된 기포를 도시한 도면이다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 의한 기포발생시스템에서 생성된 기포의 크기에 대한 확률 분포 및 바스 내부의 공간에 대한 기포 분율을 도시한 도면이다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 의한 기포발생시스템에서 바스 내부에 생성된 기포가 균일한 경우 바스 내부의 유체 혼합의 증가 효과를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 의한 기포발생장치(10A)를 도시한 도면이고, 도 2 내지 도 4는 본 개시의 다양한 실시예들에 의한 기포발생장치(10A, 10B)의 단면을 도시한 도면들이다. 도 1 및 도 2를 참조하면 기포발생장치(10A)는 본체(100), 커버(200) 및 멤브레인 레이어(300)를 포함할 수 있다.
본체(100)는 기포발생장치(10A)의 바디(body)를 구성할 수 있다. 본체(100)는 측면에 배치된 복수의 주입부(110)들 및 상면에 배치된 복수의 방출부(120)들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서 본체(100)는 16개의 주입부(110)들 및 16개의 방출부(120)들을 포함할 수 있다. 본체(100)의 길이(L)는 기포발생장치(10A)가 적용되는 기포발생시스템(1)의 목적, 용도 및 필요에 따라 결정될 수 있다. 일 실시예에서, 본체(100)는 단일한 주입부(110) 및 방출부(120)를 포함할 수도 있다. 도 1을 참조하면, 예를 들어, 본 개시의 일 실시예에서 생성하고자 하는 기포의 크기가 약 1mm이고, 본체(100)가 16개의 주입부(110)들 및 방출부(120)들을 각각 포함할 경우, 길이(L)는 약 40cm일 수 있고 본체(100)의 너비(W)는 약 2cm일 수 있다.
주입부(110)로는 공기가 주입될 수 있다. 복수의 방출부(120)들의 전부 또는 일부는 복수의 주입부(110)들 중 적어도 하나와 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 방출부(120)들이 단일한 주입부(110)와 연결될 수도 있고, 단일한 방출부(120)가 복수의 주입부(110)들과 연결될 수도 있다. 주입부(110)로 주입된 공기가 본체(100) 내부를 통과하여, 주입부(110)에 연결된 방출부(120)로 방출될 수 있다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에서 복수의 방출부(120)들은 각각 복수의 주입부(110)들 중 하나와 연결될 수 있다. 즉, 방출부(120)와 주입부(110)는 일대일 대응될 수 있다. 본체(100)의 상면에 배치된 방출부(120)와 본체(100)의 측면에 배치된 주입부(110)는 본체(100) 내부에서 엘보(elbow) 형태 또는 'ㄴ'자의 형태로 연결될 수 있다. 하나의 방출부(120)에 하나의 주입부(110)가 연결된 경우, 각각의 방출부(120)의 유량 및 압력을 개별적으로 조절할 수 있다. 따라서, 본 개시의 일 실시예에 의한 기포발생장치(10A)를 포함하는 기포발생시스템(1)은 바스(bath)(20) 내부에서 부분적인 유량의 조절이 가능하고, 피드백을 통한 유량 조절로서 바스(20) 내부에 균일한 기포의 공급을 할 수 있다.
일 실시예에서, 방출부(120)는 정사각형과 같은 다각형일 수 있다. 도 1을 참조하면, 방출부(120)는 원형일 수도 있다. 예를 들어, 본 개시의 일 실시예에서, 생성하고자 하는 기포의 크기가 약 1mm일 때, 방출부(120)의 지름은 6mm 내지 10mm일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 도 3을 참조하면, 방출부(120)의 너비(Dh)는 생성하려는 기포의 크기에 따라 결정될 수 있다. 생성되는 기포의 크기를 작게 하려면 방출부(120)의 지름(Dh)이 작아져야 한다. 예를 들어, 생성되는 기포의 평균 크기를 지름 약 1mm로 얻으려면, 방출부(120)의 너비(Dh)는 바람직하게는 약 8mm일 수 있다.
도 1을 참조하면, 각각의 인접한 두 개의 방출부(120)들 사이의 간격은 20mm 내지 40mm일 수 있다. 인접한 방출부(120)들 사이의 간격은 기포를 공급하고자 하는 공간(바스)의 크기에 따라 결정될 수 있다. 방출부(120)들 사이의 간격이 넓은 경우, 사각(blind point)이 발생할 수 있어, 생성된 기포가 공간에 균일하게 분포되지 않을 수 있다.
커버(200)는 본체(100)의 상부에 배치될 수 있고, 커버(200)를 상하로 관통하는 복수의 홀(210)들을 포함할 수 있다. 커버(200)는 멤브레인 레이어(300)를 고정시킬 수 있다. 커버(200)에 포함된 홀(210)들을 통해 멤브레인 레이어(300)의 일부가 노출될 수 있다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 홀(210)의 중심은 본체(100)의 방출부(120)의 중심과 수직으로 정렬될 수 있다. 즉, 주입부(110)로 주입된 공기가 본체(100) 내부를 통과하여, 방출부(120)로 방출되면, 방출부(120) 및 홀(210) 사이에 배치된 멤브레인 레이어(300)의 일부분을 통과하여 공기가 기포의 형태로 전환될 수 있다. 최종적으로 생성된 기포가 홀(210)들을 통해 기포발생장치(10) 외부로 방출될 수 있다. 커버(200)의 두께(h)가 두꺼울 경우, 생성된 기포가 홀(210)의 내벽면을 타고 오르며 뭉치는 현상이 일어날 수 있다. 이를 방지하기 위해, 예를 들어, 생성하고자 하는 기포의 크기가 약 1mm일 때, 커버(200)의 두께(h)는 3mm 이하일 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 복수의 홀(210)들은 각각 복수의 방출부(120)들 중 하나와 수직으로 정렬될 수 있다. 일 실시예에서, 홀(210)의 직경은 방출부(120)의 직경(Dh)과 같을 수 있다. 홀(210)의 직경과 방출부(120)의 직경이 같은 경우, 기포의 뭉침 현상이나, 기포가 멤브레인 레이어(300)를 통해 인접한 홀(210)로 세어나가는 것을 방지할 수 있다.
홀(210)은 탑뷰에서 원형의 형태 또는 다각형의 형태를 가질 수 있다. 홀(210)을 통해서 멤브레인 레이어(300)의 일부가 노출된다. 즉, 홀(210)의 직경 정도의 멤브레인 레이어(300) 부분은 바스(20) 내부에 채워진 용액에 노출된다. 멤브레인 레이어(300)가 친수성 물질로 구성된 경우, 홀(210)의 크기가 크면 멤브레인 레이어(300)가 용액에 과도하게 노출되어 찢어지거나 분해될 수 있다. 따라서, 홀(210)의 크기는 멤브레인 레이어(300)를 구성하는 물질에 따라 결정될 수 있다.
멤브레인 레이어(300)는 본체(100) 및 커버(200) 사이에 배치될 수 있다. 멤브레인 레이어에 공기를 통과시켜 기포를 생성하는 멤브레인 어레이(Membrane array) 기반의 기포생성장치는 비교적 균일한 크기의 기포를 생성할 수 있다. 멤브레인 레이어(300)는 용액에 젖어 찢어지는 것을 방지하기 위해 소수성 재질을 포함할 수 있다. 멤브레인 레이어(300)의 표면 에너지는 생성되는 기포의 크기에 영향을 미칠 수 있는데, 표면이 친수성에 가까울수록 표면 에너지가 작아 보다 작은 기포를 생성할 수 있다. 따라서, 작은 기포를 균일하게 생성하기 위해, 멤브레인 레이어(300)는 표면이 친수화 처리된 소수성 재질을 포함할 수 있다. 표면의 친수화 처리는 플라즈마 처리 또는 플라즈마 그래프팅 등의 공정을 통할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 멤브레인 레이어(300)는 친수화 표면처리가 되고, 접촉각이 90° 이상인 소수성 물질을 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 본체(100)는 실링부(130)를 더 포함할 수 있다. 실링부(130)는 본체(100)와 커버(200) 사이에서 방출부(120) 및 홀(210) 이외의 부분으로 기포가 세어나가지 않도록 본체(100)와 커버(200)를 실링(sealing)할 수 있다. 실링부(130)는 오-링(O-ring)을 포함할 수 있다. 실링부(130)는 본체(100) 및 커버(200) 사이에 배치된 멤브레인 레이어(300)의 일부분에 압력을 가해 기포가 탑뷰(top-view)에서 실링부(130)의 외곽으로 세어나가지 않도록 할 수 있다. 도 3을 참조하면, 실링부(130)의 내경(Ds)은 본체(100)의 방출부(120)의 직경(Dh) 및 커버(200)의 홀(210)의 직경보다 클 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 일 실시예에서, 생성하고자 하는 기포의 크기가 약 1mm이고, 홀(210) 및 방출부(120)의 직경(Dh)이 약 8mm일 때, 실링부(130)의 내경(Ds)은 7mm 내지 13mm, 바람직하게는 약 9.8mm일 수 있고, 실링부(130)의 두께는 약 1.9mm일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 멤브레인 레이어(300)는 단일한 넓은 막의 형태일 수 있다. 이 경우, 멤브레인 레이어(300)는 커버(200)의 하면 및 본체(100)의 상면 사이에서 압박되어 고정될 수 있다. 멤브레인 레이어(300)가 단일한 막의 형태인 경우, 멤브레인 레이어의 교체는 용이할 수 있으나, 어느 한 부분에 손상이 생긴 경우에도 멤브레인 레이어(300) 전체를 교체해야 한다.
도 4를 참조하면, 멤브레인 레이어(300)는 복수의 멤브레인 유닛(301)들을 포함할 수 있다. 멤브레인 유닛(301)은 방출부(120) 및 홀(210)보다는 크고, 실링부(130)의 내경(Ds)보다는 작은 직경을 가질 수 있다. 이 경우, 멤브레인 유닛(301)은 본체(100)와 커버(200) 사이에서 고정될 수 있고, 실링부(130)는 본체(100)와 커버(200)를 직접 실링할 수 있다. 멤브레인 레이어(300)가 복수의 멤브레인 유닛(301)들을 포함한 경우, 하나의 방출부(120)에서 생성되는 기포가 수직 대응되는 홀(210)로 보다 용이하게 방출될 수 있고, 인접한 홀(210)로 세어나갈 위험이 적을 수 있다. 어느 하나의 멤브레인 유닛(301)에 손상이 생긴 경우 해당 멤브레인 유닛(301)만을 교체할 수 있다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 의한 기포발생장치(10A)를 도시한 도면이다. 도 5를 참조하면, 주입부(110) 및 홀(210)의 개수가 같을 수 있다. 각각의 주입부(110)에 주입되는 공기의 유량 및 압력은 개별적으로 제어가 가능하다. 따라서, 각각의 홀(210)마다 생성되는 기포의 개별 제어가 가능하다. 예를 들어, 본 개시의 일 실시예에서, 생성하고자 하는 기포의 크기가 약 1mm일 때, 주입부(110)를 통해 주입되는 공기의 유량은 6cc/min 내지 10cc/min이고, 압력은 1.8bar 내지 2bar인 것이 바람직하다.
도 5를 참조하면, 커버(200)는 결합부(220)를 더 포함할 수도 있다. 결합부(220)는 본체(100) 및 커버(200)를 결합할 수 있다. 일 실시예에서, 결합부(220)는 나사(screw)의 형태를 가질 수 있다.
도 6은 멤브레인 레이어(300)의 표면에서의 기포 뭉침 현상을 도시한 도면이다. 도 6을 참조하면, 멤브레인 레이어(300)의 표면적이 내부 공극보다 클수록 표면에서의 기포 뭉침 현상이 커진다. 표면적이 클수록 포함되는 내부 공극의 개수도 늘어나게 되며, 뭉칠 수 있는 기포의 수도 늘어난다. 결과적으로 표면적이 클수록 표면에서의 기포 뭉침 현상도 커지고, 생성되는 기포의 직경이 더욱 커질 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 일 실시예에서, 생성하고자 하는 기포의 크기가 약 1mm일 때, 홀(210)을 통해 노출되는 멤브레인 레이어(300)의 직경은 8mm보다 작은 것이 바람직하다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 의한 기포발생장치(10A)에서 생성된 기포를 도시한 도면이고, 도 8은 본 개시의 일 실시예에 의한 기포발생장치(10A)에서 생성된 기포의 크기에 대한 확률 분포를 도시한 도면이다. 도 8에서 x축은 기포의 직경(Db)을 mm 단위로 도시하며, y축은 해당 직경의 기포가 존재하는 확률을 도시한다. 도 7 및 도 8에서는, 주입부(110)를 통해 주입되는 공기의 유량을 10cc/min로, 압력을 2bar로, 및 각각의 주입부(110)와 연결된 방출부(120) 및 홀(210)의 직경을 8mm로 설정하고, 멤브레인 레이어(300)로 친수화 표면처리가 된 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE, 테프론)을 포함하는 기포발생장치(10)를 사용하였다. 도 7을 참조하면, 이 경우 기포는 직경(Db) 약 1mm를 가지며 비교적 균일하게 생성된 것을 볼 수 있다. 또한, 도 8을 참조하면, 생성된 기포는 평균적으로 약 1mm 내지 1.5mm의 직경(Db)을 가질 수 있다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 의한 멤브레인 레이어(300)를 확대 도시한 도면이다. 멤브레인 레이어(300)를 통과하며 발생한 기포의 크기는, 멤브레인 레이어(300) 내부 공극의 크기(dg)에 따라 달라질 수 있다. 도 9를 참조하면, 내부 공극은 원형, 사각형 등 규칙적인 형태로부터 불규칙한 형상까지 다양한 형태를 가질 수 있다. 멤브레인 레이어(300)를 통과하며 발생된 기포는 도 6에서 전술한 바와 같이, 멤브레인 레이어(300)의 표면에서 뭉치고, 방출될 수 있다. 일 실시예에서, 생성하고자 하는 기포의 크기가 약 1mm일 때, 멤브레인 레이어(300)는 내부적으로 0.45μm 이하의 평균 공극 크기(dg)를 가지는 것이 바람직하다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 의한 바스(20)를 도시한 도면이고, 도 11은 본 개시의 일 실시예에 의한 기포발생시스템(1A) 및 기포발생시스템(1A)에서 바스(20) 내부에 생성된 기포를 도시한 도면이다. 도 10 및 도 11의 (a)를 참조하면, 기포발생시스템(1A)은 바스(20) 및 바스(20)의 내저면에 배치된 복수의 기포발생장치(10)들을 포함할 수 있다.
기포발생장치(10)는 본체(100), 본체(100)의 상부에 배치된 커버(200), 및 본체(100) 및 커버(200) 사이에 배치된 멤브레인 레이어를 포함할 수 있고, 본체(100)는 측면에 배치된 복수의 주입부(110)들, 상면에 배치된 복수의 방출부(120)들 및 바스(20)에 기포발생장치(10)를 고정시키는 고정부(150)를 포함할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의한 기포발생시스템(1)에는 전술한 본 개시의 일 실시예에 의한 기포발생장치(10)가 적용될 수 있다.
바스(20)는 기포가 공급되어야 할 액체를 담는 용기일 수 있다. 일 실시예에서, 바스(20)에는 반도체 웨이퍼 및 에칭액이 담길 수 있다. 바스(20)의 높이(Htb), 너비(Wtb) 및 길이(Ltb)는 필요에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 12인치 웨이퍼의 에칭(wet etch)을 위한 바스(20)의 경우, 높이(Htb)는 420mm, 너비(Wtb)는 450mm 및 길이(Ltb)는 350mm일 수 있다.
기포발생시스템(1A)은 복수의 기포발생장치(10)들을 포함할 수 있다. 도 11의 (a)를 참조하면, 기포발생시스템(1A)은 일 실시예에서 5개의 기포발생장치(10)들을 포함할 수 있다. 도 11의 (b)를 참조하면, 기포발생장치(10)들을 통해 바스(20) 내부에 균일한 분포로 균일한 크기의 기포를 공급할 수 있다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 의한 기포발생시스템(1A)에서 생성된 기포의 크기에 대한 확률 분포 및 바스(20) 내부의 공간에 대한 기포 분율을 도시한 도면이다. 도 12에서는 유량 10cc/min 및 압력 2bar의 공기가 주입되는 주입부(110), 각각의 주입부(110)와 연결된 직경 8mm의 방출부(120) 및 홀(210), 및 친수화 표면처리가 된 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE, 테프론)을 포함하는 멤브레인 레이어(300)를 포함하는 기포발생장치(10)를 5개 포함하는 기포발생시스템(1A)을 사용한다. 도 12의 (a)를 참조하면 생성된 기포는 평균적으로 약 1mm 내지 1.5mm의 직경(Db)을 가질 수 있다. 도 12의 (b)를 참조하면, 바스(20) 내부에서 기포의 공간 분율(AF)은 기포발생장치(10)로부터의 거리(X)와 무관하게 약 0.00225% 내지 0.00275%의 값을 가질 수 있다. 즉, 도 12를 참조하면, 본 개시의 기포발생장치(10)를 이용할 경우, 개시된 조건 하에서 평균 1mm 크기의 기포를 바스(20) 내부에 균일하게 생성할 수 있다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 의한 기포발생시스템(1)에서 바스(20) 내부에 생성된 기포가 균일한 경우 바스(20) 내부의 유체 혼합의 증가 효과를 설명하기 위해 도시한 도면이다. 도 13에서는 직경 300mm, 두께 1mm의 투명 아크릴로 제작한 원형 평판(W)에 아크릴 물감을 균일하게 도포하여 12분의 동일한 시간 동안 분해액에 노출시킨 경우 아크릴 물감의 분해 정도를 측정하였다. 도 13을 참조하면 (a)의 경우 바스(20) 내부에 기포가 포함되지 않은 경우를 도시하며, (b)의 경우 바스(20) 내부에 본 개시의 일 실시예에 의한 기포발생장치(10)에 의해 생성된 기포가 포함된 경우를 도시한다. 바스(20) 내부에 기포가 포함되지 않은 경우, 아크릴 물감의 분해가 아크릴 평판(W)의 위치에 따라 균일하지 않고, 동일한 시간 동안 분해액에 노출시킨 (b)에 비해 분해가 잘 이루어지지 않은 것을 볼 수 있다. 본 개시의 기포발생장치(10)를 이용할 경우, 분해액의 내부에 기포가 균일하게 포함될 수 있으며, 따라서 아크릴 평판(W)상 아크릴 물감의 분해 패턴이 비교적 균일하고, 분해 시간 또한 가속된 것을 볼 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 기포발생장치(10)는 친수화 표면처리가 된 소수성 멤브레인 레이어(300)를 포함할 수 있다. 기포 방출부(120)는 각각 하나의 공기 주입부(110)와 연결될 수 있고, 각각의 기포 방출부(120)에서 생성되는 기포는 유량 또는 압력이 개별적으로 제어될 수 있다. 일 실시예에 의한 기포발생장치(10)는 멤브레인 레이어(300)를 통해 직경 약 1.0mm 이하의 미세하고 균일한 크기의 기포를 발생시킬 수 있다. 일 실시예에 의한 기포발생시스템(1)은 미세하고 균일한 크기의 기포를 바스(20) 내부로 균일하게 공급할 수 있고, 바스(20) 내부의 유체를 보다 균일하게 혼합할 수 있다. 즉, 바스(20) 내부로 미세한 기포를 대면적으로 균일하게 공급하여 난류량 및 유체 혼합을 증가시킬 수 있다. 본 개시에 의한 기포발생시스템(1)은 바스(20) 내부의 유동 불균형을 개선할 수 있고, 예를 들어, 반도체 웨이퍼 에칭 공정의 경우, 공정 마진이 상향될 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해하여야 한다.
1: 기포발생시스템
10: 기포발생장치 20: 바스(bath)
100: 본체 110: 주입부
120: 방출부 130: 실링부
150: 고정부 200: 커버
210: 홀 220: 결합부
300: 멤브레인 레이어 301: 멤브레인 유닛

Claims (10)

  1. 본체;
    상기 본체의 상부에 배치된 커버; 및
    상기 본체 및 상기 커버 사이에 배치된 멤브레인 레이어를 포함하고,
    상기 본체는,
    측면에 배치된 복수의 주입부들; 및
    상면에 배치된 복수의 방출부들을 포함하고,
    상기 커버는 상기 커버를 상하로 관통하는 복수의 홀들을 포함하는, 기포발생장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방출부는 원형이고, 지름은 6mm 내지 10mm인, 기포발생장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 방출부들 사이의 간격은 20mm 내지 40mm인, 기포발생장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 커버의 두께는 3mm 이하인, 기포발생장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 홀들은 각각 상기 복수의 방출부들 중 하나와 수직으로 정렬되는, 기포발생장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 홀은 원형이고, 지름은 8mm 이하인, 기포발생장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 멤브레인 레이어는 복수의 멤브레인 유닛들을 포함하는, 기포발생장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 멤브레인 레이어는 친수화 표면처리가 된 접촉각이 90° 이상인 소수성 물질을 포함하고,
    0.45μm 이하의 평균 공극 크기를 갖는, 기포발생장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 방출부들은 각각 상기 복수의 주입부들 중 하나와 연결되는, 기포발생장치.
  10. 바스 및 상기 바스의 내저면에 배치된 복수의 기포발생장치를 포함하고,
    상기 기포발생장치는,
    본체;
    상기 본체의 상부에 배치된 커버; 및
    상기 본체 및 상기 커버 사이에 배치된 멤브레인 레이어를 포함하고,
    상기 본체는,
    측면에 배치된 복수의 주입부들;
    상면에 배치된 복수의 방출부들; 및
    상기 바스에 고정시키는 고정부를 포함하고,
    상기 복수의 방출부들은 각각 상기 복수의 주입부들 중 하나와 연결되고,
    상기 커버는 상기 커버를 상하로 관통하는 복수의 홀들을 포함하고,
    상기 멤브레인 레이어는 0.45μm 이하의 평균 공극 크기를 갖는, 친수화 표면처리가 된 접촉각이 90° 이상인 소수성 물질을 포함하는, 기포발생시스템.
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