KR102836552B1

KR102836552B1 - 멤브레인을 구비한 cda 순환형 공기정화장치

Info

Publication number: KR102836552B1
Application number: KR1020220144188A
Authority: KR
Inventors: 조동현; 우인근; 하정민
Original assignee: 주식회사 저스템
Priority date: 2022-11-02
Filing date: 2022-11-02
Publication date: 2025-07-22
Anticipated expiration: 2042-11-02
Also published as: KR20240063055A; KR20240062546A

Abstract

본 실시예는 EFEM(Equipment Front End Module)으로 공기를 필터링하여 투입하는 공기정화장치에 있어서, 상기 공기정화장치의에 배치되어 기체막 분리를 통해 수분을 제거하는 멤브레인; 상기 멤브레인을 통과한 공기를 필터링하는 제1 필터; 상기 제1 필터를 통과하는 공기에서 수분을 흡착시키는 흡착제를 포함하는 흡착부; 및 상기 흡착부를 통과한 공기를 다시 필터링하여 상기 EFEM으로 공급하는 제2 필터를 포함하는, 공기정화장치를 제공할 수 있다.

Description

멤브레인을 구비한 CDA 순환형 공기정화장치 {Air Purifier Device with Membrane for Circulating Clean Dry Air.}

본 실시예는 멤브레인을 구비한 CDA(Clean Dry Air) 순환형 공기정화장치에 관한 것으로서, 저습의 건조공기를 제습기 전단부로 공급해주는 전처리부와 전처리부를 통과한 보다 더 건조한 상태의 건조공기를 공기정화장치 내부로 순환시켜 EFEM 또는 제습을 요하는 기타 산업용 장치의 내부공간의 습도와 청결도를 조절하는 공기의 제습을 위한 공기정화 장치에 관한 것이다.

반도체 제조 공정에 있어서 웨이퍼 및 이에 형성되는 반도체 소자는 고정밀도의 물품으로, 보관 및 운반 시 외부의 오염 물질과 충격으로부터 손상되지 않도록 주의해야 한다. 특히, 웨이퍼의 보관 및 운반의 과정에서 그 표면이 먼지, 수분, 각종 유기물 등과 같은 불순물에 의해 오염되지 않도록 관리가 필요하다.

종래에는 반도체의 제조 수율 및 품질의 향상을 위하여, 클린룸(clean room) 내에서의 웨이퍼의 처리가 이루어지곤 하였다. 그러나 소자의 고집적화, 미세화, 웨이퍼의 대형화가 진행됨에 따라, 비교적 큰 공간인 클린룸을 관리하는 것이 비용적으로도 기술적으로도 곤란해져 왔고, EFEM(Equipment Front End Module)을 포함하는 반도체 공정장치는 로드포트모듈(LPM; Load Port Module), 웨이퍼 용기(FOUP; Front Opening Unified Pod), 팬필터유닛(FFU; Fan Filter Unit) 및 웨이퍼 이송챔버 등을 포함하여 이루어질 수 있다.

특히, 최근 반도체 공정에서 습도의 중요성이 강조 되고 있는데, EFEM 설비의 풉 내부의 웨이퍼는 공정 대기 또는 공정 진행 중에 있어서 작업환경 내의 수분(H2O)과 산소(O2) 등으로 인해 웨이퍼 표면에 자연 산화막을 성장시켜 반도체 소자 특성에 해를 끼치고 생산성을 저하시키는 등의 악영향을 끼친다.

이에 따라 EFEM의 내부 공간을 밀폐함과 함께 내부 공간의 분위기를 질소(불활성 가스)로 치환함으로써, 내부 공간으로부터 산소나 수분을 제거하는 방법이 제안되었으나, 질소를 대량으로 소비하면 러닝 코스트가 높아지므로, 질소를 내부 공간에서 순환시킴으로써 질소의 소비를 억제하고 있다.

EFEM의 공기 정화를 위해서는 EFEM 내부에 공기정화장치를 설치할 수 있으나, 이송로봇 등의 구조물에 의한 공간 제약이나, 웨이퍼 이송 및 반송 경로를 확보하기 위하여 공간의 제약이 발생할 수 있다. 이에 따라, EFEM 외부에 별도의 공기정화장치에 의해 정화된 공기를 EFEM으로 재 투입하는 구조를 가질 수 있다.

공기정화장치는 필터 등에 의해 공기정화를 수행하여 흄, 수분, 파티클 등을 제거할 수 있다. 다만, 공기정화장치의 필터는 시간이 지남에 따라 교체가 필요하게 되고, 필터의 교체 과정에서 공기정화공정이 멈추게 됨으로써 EFEM으로 공급되는 건조공기의 청정도가 낮아지게 되는 문제점이 발생하게 된다.

또한, 공기정화장치는 내부의 습기, 흄 성분 등을 제거하기 위한 흡착 공정을 수행하게 되나, 수분 흡착부의 짧은 재생주기에 의한 수명 저하 및 흡착 성능 향상을 위해서는 흡착통 및 흡착제의 대형화가 수반되는 기술적 한계점을 가지고 있다.

이러한 배경에서, 본 실시예의 목적은, 전술한 기술적 문제점을 해결하기 위해, EFEM 내부공간 분위기를 조절하도록 건조공기를 제습 정화하여 순환류로 사용하고, CDA 컨트롤으로 N2 콘트롤 대비 작업자의 안전성 확보, 운용비용 절감할 수 있는 CDA 순환형 공기정화장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 실시예의 목적은, N2 GAS 사용대비 습도 및 온도 조절이 신속한 CDA로 사용을 전환함으로써, 종래의 N2 GAS의 사용 비용을 절감해서 운영할 수 있는 CDA 순환형 공기정화장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 실시예의 목적은, 필터 및 흡착부에 의해 습기제거와 동시에 흄 성분도 함께 제거함으로써, 별도의 추가적인 흄제거 장치의 장착이 불필요하여 설치공간이나 설치비용을 절감할 수 있는 멤브레인을 구비한 CDA 순환형 공기정화장치를제공하는 것이다.

또한, 본 실시예의 목적은, 전술한 기술적 문제점을 해결하기 위해, 도어의 개폐에 의해 듀얼 필터의 교대 운전을 통해 일부 필터에 대해 교체를 수행하더라도, 나머지 필터에 의해 연속적으로 필터링 동작을 수행하여 안정적인 공기 필터링이 기능한 멤브레인을 구비한 CDA 순환형 공기정화장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 실시예의 목적은 멤브레인(Membrane)을 전단부에 적용하여 흡착박스의 수분 흡착 부하를 줄이고 궁극적으로는, 흡착박스의 소형화를 유지하고도, 흡착박스의 수분 흡착/재생 빈도를 길게 하여 흡착제의 수명 연장 및 재생 히터 사용에 따른 전력비용 절감을 기대 할 수 있다.

또한, 공기정화장치 내부 공간구조의 소형화가 가능하게 함으로써, 장비 전면부에 필터 및 흡착제를 설치하여 유지보수가 용이한 멤브레인을 구비한 CDA 순환형 공기정화장치를 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 실시예는, 일 측면에서, EFEM(Equipment Front End Module)으로 공기를 필터링하여 투입하는 공기정화장치에 있어서, 상기 공기정화장치의 전단부에 배치되어 기체막 분리를 통해 수분을 제거하는 멤브레인; 상기 멤브레인을 통과한 공기를 필터링하는 제1 필터; 상기 제1 필터를 통과하는 공기에서 수분을 흡착시키는 흡착제를 포함하는 흡착부; 및 상기 흡착부를 통과한 공기를 다시 필터링하여 상기 EFEM으로 공급하는 제2 필터를 포함하는, 공기정화장치를 제공할 수 있다.

공기정화장치에서 상기 EFEM과 상기 공기정화장치의 사이에는 내부순환라인(ICL) 및 재생라인(RCL)이 배치되고, 상기 내부순환라인(ICL)은 상기 EFEM에서 상기 공기정화장치로 공기를 전달하고, 상기 재생라인(RCL)은 상기 공기정화장치에서 상기 EFEM으로 공기를 전달할 수 있다.

공기정화장치에서 상기 멤브레인의 입구부에는 건조공기공급장치가 연결되어 있을 수 있다.

공기정화장치에서 상기 멤브레인 및 상기 건조공기공급장치 사이에 연결된 멤브레인순환라인(MBL)을 더 포함하고, 상기 멤브레인순환라인(MBL)은 상기 EFEM 및 상기 공기정화장치 사이에 연결된 내부순환라인(ICL)에서 연장된 도관일 수 있다.

건조공기(CDA : Clean Dry Air) 투입을 통한 퍼지 단계가 수행되는 제1 시구간에서, 상기 멤브레인순환라인 및 상기 건조공기공급장치에서 상기 멤브레인으로 공기가 공급되고 상기 멤브레인을 통과한 공기가 상기 제1 필터로 공급될 수 있다. 그리고, 상기 제1 시구간 이후에, 내부 순환 단계가 수행되는 제2 시구간에서, 상기 건조공기공급장치에서 공급되는 공기가 차단된 상태에서, 상기 멤브레인순환라인에서 상기 멤브레인으로 공기가 공급되고 상기 멤브레인을 통과한 공기가 상기 제1 필터로 공급될 수 있다. 그리고, 상기 제2 시구간 이후에, 내부 순환 정밀 제습 단계가 수행되는 제3 시구간에서, 상기 멤브레인순환라인의 공기 흐름이 차단된 상태에서, 상기 내부순환라인에서 상기 멤브레인을 거치지 않은 공기가 상기 제1 필터로 공급될 수 있다.

삭제

공기정화장치에서 상기 내부순환라인(ICL)에 연결된 제1 멤브레인 밸브 및 상기 멤브레인순환라인(MBL)에 연결된 제2 멤브레인 밸브의 개폐는 독립적으로 제어될 수 있다.

공기정화장치에서 상기 제1 필터는 상기 EFEM의 하부에서 전달되는 공기에 포함된 흄(FUME)을 제거할 수 있다.

공기정화장치에서 상기 흡착부는, 제1 유로와 연결된 제1 흡착제; 및 제2 유로와 연결된 제2 흡착제를 포함하고, 상기 제1 필터에서 공급되는 공기는 상기 제1 유로 또는 상기 제2 유로에 선택적으로 공급될 수 있다.

공기정화장치에서 상기 제1 흡착제가 재생되는 동안 상기 제2 흡착제는 흡착 동작을 수행하고, 상기 제1 흡착제가 흡착 동작을 수행하는 동안 상기 제2 흡착제는 재생될 수 있다.

공기정화장치에서 상기 흡착부는, 공기의 습도가 기준 습도 값 이하인 경우에는 상기 제1 유로 및 상기 제2 유로로 공기를 통과시키지 않고, 흡착제를 통과하지 않는 제3 유로로 공기를 바이패스 시킬 수 있다.

공기정화장치에서 상기 제2 필터의 각 영역은 분리 가능한 별개의 필터로 구성되고, 일 영역에 배치된 필터의 교체를 수행하는 동안 타 영역에 배치된 필터의 공기 정화 동작을 지속할 수 있다.

공기정화장치에서 상기 제2 필터를 통과한 공기는 상기 EFEM으로 재투입되어 기 설정된 습도조건에 도달할 때까지 반복 순환에 의한 제습을 수행할 수 있다.

공기정화장치에서 상기 흡착부는 일 방향의 복수의 홀을 포함하여 유로를 형성할 수 있다.

공기정화장치에서 상기 흡착부는 흡착제 하단에 배치된 재생히터를 더 포함하고, 상기 재생히터는 상기 흡착제의 동작에 대응하여 승온 될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시 예에 의하면, EFEM의 내부공간의 분위기를 조절하도록 공기-예를 들어, 건조공기-를 정화하여 순환류로 사용함으로써, CDA의 콘트롤으로 N2의 콘트롤 대비 작업자의 안전성을 확보하는 동시에 운영 비용을 저감할 수 있다.

또한, 본 실시예에 의하면, N2 GAS 사용대비 습도 및 온도 조절이 신속한 CDA로 사용을 전환함으로써, 종래의 N2 GAS의 사용 비용을 절감해서 운영할 수 있다.

또한, 본 실시예에 의하면, 공기정화장치에서 일부 필터의 교체 과정에서도 연속적으로 필터링 공정을 수행할 수 있어, EFEM에서 내부 공기의 제습을 안정적으로 진행할 수 있고, 필터 교체에 의한 공정 중단을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시예에 의하면, 멤브레인(Membrane)을 전단부에 적용하여 공간구조의 소형화가 가능하게 함으로써, 장비 전면부에 필터 및 흡착제를 설치하여 유지보수가 용이할 수 있다. 또한, 멤브레인을 전단부에 적용 함으로써, 흡착박스의 수분 흡착 부하를 줄이고 궁극적으로는, 흡착박스의 소형화를 유지하고도, 흡착박스의 수분 흡착/재생 빈도를 길게 하여 흡착제의 수명 연장을 기대 할 수 있다.

또한, 본 실시예에 의하면, CDA 순환만으로 EFEM내의 습도를 1% 이하 유지 가능한 시스템을 구현할 수 있고, 반도체 공정 라인에서 습도 10%의 CDA를 투입해서 노점 -20 ~ -40℃로 처리 가능한 멤브레인(Membrane)을 거치면서 물(H2O) 분자가 외부로 분리되고, 습도 3%수준의 CDA를 획득할 수 있게 된다. 공기정화장치는 멤브레인(Membrane)을 통과한 3% 수준의 CDA를 내부의 수분 흡작 정제함으로 통과시킴으로써 수분흡착 정제함의 흡착제-예를 들어, 제올라이트 또는 CMS(Carbon Molecular Sieve)-가 남은 물(H2O) 분자를 흡착하여 최종 1% 이하의 아주 건조한 CDA를 생성할 수 있게 된다.

도 1은 공기정화장치 및 EFEM의 내부 공기 순환을 예시한 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 공기정화장치의 내부 구조를 예시한 도면이다.
도 3은 본 실시예에 따른 공기정화장치의 내부 구조에서 측단면을 예시한 도면이다.
도 4는 본 실시예에 따른 제어장치의 제어계통을 예시한 도면이다.
도 5는 본 실시예에 따른 공기정화장치 및 EFEM의 상세한 구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 실시예에 따른 공기정화장치 및 EFEM의 CDA 투입을 통한 퍼지 단계의 공기 흐름을 예시한 도면이다.
도 7은 본 실시예에 따른 공기정화장치 및 EFEM의 내부 순환 단계의 공기 흐름을 예시한 도면이다.
도 8은 본 실시예에 따른 공기정화장치 및 EFEM의 내부 순환 정밀 제습 단계의 공기 흐름을 예시한 도면이다.
도 9는 본 실시예에 따른 공기정화장치 및 EFEM의 바이패스라인 순환 및 흡착제 재생 단계의 공기 흐름을 예시한 도면이다.
도 10은 본 실시예에 따른 공기정화장치 및 EFEM의 정제함 전환 단계의 공기 흐름을 예시한 도면이다.
도 11은 본 실시예에 따른 공기정화장치의 흡착제 흡착 공정을 예시한 도면이다.
도 12는 본 실시예에 따른 공기정화장치의 흡착제 재생 공정을 예시한 도면이다.
도 13은 본 실시예에 따른 공기정화장치의 흡착부의 확대 도면이다.
도 14는 본 실시예에 따른 공기정화장치의 제습 동작의 순서도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시 예들은 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음을 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 공기정화장치 및 EFEM의 내부 공기 순환을 예시한 도면이다.

도 1을 참조하면, EFEM(10)은 팬필터유닛(11), 이송로봇(12), 이송챔버(13) 등을 포함할 수 있다.

EFEM(10)의 프레임은 EFEM(100)의 내부 이송챔버(13)를 형성하고, 팬필터유닛(11)으로부터 기체를 공급받을 수 있다.

팬필터유닛(11)은 이송챔버(13)의 상부에 배치되고, 이송챔버(13)의 내부로 기체를 필터링하여 공급할 수 있다.

이송로봇(12)은 이송챔버(13)를 통해 웨이퍼의 식각 공정 등을 위해 다른 장비로 이송 및 반송할 수 있다.

풉(30)은 로드포트모듈(LPM: Load Port Module) 등에 결합되어 웨이퍼 이송 및 반송 공정 이외의 시간에 웨이퍼를 저장하는 장치일 수 있다.

풉(30)은 EFEM(10)의 일 측면에 결합되고, 웨이퍼 이송을 위한 이송 경로를 형성할 수 있다.

EFEM(10)의 내부의 공기는 풉(30)에서 웨이퍼가 이송 및 반송되는 과정에 풉(30)의 내부로 전달될 수 있고, 이로 인해 풉(130) 내부 공간으로 파티클을 전달하거나 습도를 상승시키게 되므로 EFEM 내부 공기의 청정도 및 습도를 적절하게 조절할 필요가 있다.

이를 위해 공기정화장치(20)를 결합하여 EFEM(10)의 내부 기체의 순환 과정에서 파티클, 흄, 수분 등을 필터링하고 재공급하는 구조를 가질 수 있다. EFEM(10)은 외부에서 도관(1, 2)에 의해 연결된 공기정화장치(20)에 의해 건조공기의 수분, 파티클, 흄 등의 제거를 수행하여 재투입하는 동작을 수행할 수 있다.

예를 들어, EFEM(10)에는 기체의 배출을 위한 도관(1) 및 공기정화장치(20)를 통해 정화된 기체의 재공급을 위한 도관(2)과 연결될 수 있다. 필요에 따라, EFEM(10)으로 건조공기를 직접 투입하기 위한 도관(3)과 연결될 수 있다.

공기정화장치(20)는 건조공기(CDA; Clean Dry Air)를 인입하는 인입구와 건조공기를 배출하는 배출구와 건조공기를 재투입하는 재투입구 등을 구비하는 EFEM(Equipment Front End Module)에 연결되어 건조공기를 순환시켜 EFEM의 내부공간의 분위기를 조절할 수 있다.

공기정화장치(20)에는 수분(H2O) 제거를 위한 멤브레인(Membrane)이 전단부에 결합되어 있을 수 있고, 멤브레인을 구비한 CDA 순환형 공기정화장치는 멤브레인 전단에 RH 10% 수준의 건조공기(CDA: Clean Dry Air)를 0.3~1MPa의 압력으로 공급하여, 멤브레인 내부 분리막의 용해확산 원리를 이용하여, 운동 직경(Kinetic diameter)가 약 2.65Å인 물(H2O) 분자는 가장 빠르게 용해 확산되어 외부로 분리되고, 상대적으로 투과속도가 느린 운동 직경이 약 3.64Å인 질소(N2) 분자 및 운동 직경이 약 3.46Å의 산소(O2) 분자는 멤브레인의 출구로 통과하는 중공사형 분리막을 적용할 수 있다.

공기정화장치(20)는 멤브레인에 의해 수분이 10%보다 낮은 수준의 건조공기를 제습기 전단부로 공급해주는 전처리부와 전처리부를 통과한 보다 더 건조한 상태의 건조공기를 공기정화장치 내부로 순환시켜 EFEM 또는 제습을 요하는 장치의 내부공간의 습도와 청결도를 조절할 수 있다.

EFEM(10) 내부에는 이송로봇(12)에 의한 부피를 차지하거나, 웨이퍼 이송 및 반송을 위한 경로를 형성하기에 공기정화장치의 배치를 위한 공간을 확보하지 못할 수 있고, 유지 보수의 용이성을 위해 공기정화장치(20)는 EFEM(10)의 외부에 설치될 수 있다.

도 2는 본 실시예에 따른 공기정화장치의 내부 구조를 예시한 도면이다.

도 3은 본 실시예에 따른 공기정화장치의 내부 구조에서 측단면을 예시한 도면이다.

도 2 및 도 3를 참조하면, 공기정화장치(120)는 멤브레인(121), 제1 필터(122), 흡착부(123), 송풍팬(124), 제2 필터(125), 제어장치(126) 등을 포함할 수 있다.

멤브레인(121)은 공기정화장치(120)의 전단부에 설치됨으로써, 공기 내의 수분 제거를 수행하는 제습-예를 들어, RH 10%의 공기를 RH 1% 공기로 제습- 공정의 속도를 단축시키는 역할을 수행할 수 있고, 사전적으로 신속하게 제습된 공기를 제습이 필요한 공간에 투입하는 역할을 수행할 수 있다.

멤브레인(121)는 고분자 소재 등으로 이루어진 기체 분리막에 의한 멤브레인일 수 있고, 중공사형 분리막으로서 가운데가 비어있는 실 형태의 분리막을 포함할 수 있다.

멤브레인(121)에서 기체 분리막의 가스투과 메커니즘은 용해확산모델 (Solution-Diffusion model)로 설명될 수 있고, 공급단측에서 가스가 분리막에 용해되는 단계, 분리막 내에서 투과측으로 확산되는 단계, 투과측에서 기체가 탈착되는 단계로 설명될 수 있다. 이 경우 투과추진력은 공급측과 투과측의 농도 차이에 기인할 수 있다.

멤브레인(121)의 기체분리막의 경우 용해와 확산단계 중에서 확산에 지배적인 영향을 받을 수 있고, 이로 인해 기체가 분리막을 투과하는 기체의 운동반경(Kinetic diameter)에 의존하여 투과속도가 차이가 발생할 수 있다.

예를 들어, 물(H2O)의 경우는 운동반경이 약 2.65Å로 일반 대기의 공기 조성비를 압축하여 공급하게 되면 가장 빠르게 용해 확산되어 분리될 수 있다. 이 경우 일부 산소(O2)도 분리 배출될 수 있다.

멤브레인(121)은 물(H2O) 분자를 외부로 탈출시키기 위해 일정한 인가 압력으로 건조공기(CDA)를 공급해야 하고, 사용 압력 범위는 3~8 bar 사이로 운영될 수 있다.

공기정화장치(120)에서 멤브레인(121)을 구비함으로써, 흡착부(123)의 제습 부하 및 재생 빈도를 줄임으로써, 흡착부(1230)의 크기를 줄이고 제습제의 수명을 연장하는 역할을 수행할 수 있다.

다만, 멤브레인(121)은 100% 유량 흡입시 약 10~20%는 외부로 Purge(손실) 되는 구조를 가지기 때문에, 전 기간에 대해 멤브레인(121)을 구동하게 되면 유량 손실이 발생하게 된다. 따라서, EFEM 또는 공기정화장치의 기체의 습도가 일정 습도-예를 들어, 1%-에 도달시 멤브레인 공급라인을 클로즈(Close)하고 내부 순환 라인으로 순환시켜 유량 손실을 방지할 필요가 있다.

제1 필터(122)는 EFEM에서 공급 및 전달되는 공기를 필터링하는 필터일 수 있다. 예를 들어, 제1 필터(122)는 카본 필터로서 EFEM의 하부에서 전달되는 건조공기에 포함된 흄(Fume) 등을 흡착하기 위한 필터일 수 있다.

제1 필터(122)는 퓸제거용 카본필터(Fume Carbon Filter)에 의해 건조공기에 포함된 흄(Fume) 성분을 흡착해서 제거한 후에 건조공기가 1% 이상의 습도로 유입시에는 전단부에 설치된 예열히터(Pre Heater)를 작동시켜 건조시키는 것도 가능할 수 있다.

제1 필터(122)의 전단에는 프론트 블로어(미도시), 프리히터(미도시) 등을 설치할 수도 있다. 프론트 블로어는 기체 순환 및 흡입을 위한 구동을 수행할 수 있고, 프리히터는 이상 습도시 예열 및 건공기 공급을 통한 필터 폐색을 방지하는 역할을 할 수 있다.

흡착부(123)는 제1 흡착제(123-1) 및 제2 흡착제(123-2) 등을 포함할 수 있다. 흡착부(123)는 제1 필터(122)를 통과한 건조공기에 포함된 수분 및 이물질을 흡착하여 제거할 수 있다. 흡착부(123)의 각 구성은 제1 컬럼, 제2 컬럼 등으로 정의될 수 있으며, 수분 흡착 및 내부 재생을 반복적으로 수행할 수 있다.

흡착부(123)의 제1 흡착제(123-1)는 제1 유로(L1)와 연결되고, 제1 유로(L1)에 연결된 밸브에 의해 건조공기의 전달 여부를 조절할 수 있다.

흡착부(123)의 제2 흡착제(123-2)는 제2 유로(L2)와 연결되고, 제2 유로(L2)에 연결된 밸브에 의해 건조공기의 전달 여부를 조절할 수 있다.

제1 필터(122)에서 흡착부(123)로 공급되는 건조공기는 제1 유로(L1) 및/또는 제2 유로(L2)에 선택적으로 공급될 수 있다. 제1 유로(L1) 및 제2 유로(L2)는 Y 유로로 합지되어 흡착부(123)의 전후단에서 통합된 유로를 형성할 수 있고, 제1 유로(L1) 및 제2 유로(L2)와 연결된 밸브의 개폐에 의해 건조공기의 공급 대상 및 공급 방법이 결정될 수 있다.

제1 흡착제(123-1)가 재생되는 동안 제2 흡착제(123-2)는 흡착 동작을 수행하고, 제1 흡착제(123-1)가 흡착 동작을 수행하는 동안 제2 흡착제(123-2)는 재생될 수 있다. 이러한 방법으로 제1 흡착제 및 제2 흡착제를 교번적으로 구동하여 재생 및 흡착을 반복함으로써 흡착부의 수명을 증대시킬 수 있다.

흡착부(123)는 제3 유로(L3)와 연결되고, 제3 유로(L3)에 의해 건조공기의 전달 여부가 조절되는 바이패스 라인를 형성할 수 있다. 공기정화장치(120)는 EFEM에서 배출되는 건조공기의 습도가 일정한 기준습도값 이하인 경우-예를 들어, 1% 습도 미만-에는 제1 유로(L1) 및 제2 유로(L2)로 공기를 통과시키지 않음으로써 흡착제에 의한 흡착을 수행하지 않고, 제3 유로(L3)로 공기를 통과시켜 바이패스 라인에 의한 순환으로 흡착제의 재생 속도를 향상시키고, 수명을 증대시킬 수 있다.

공기정화장치(120)의 송풍기(124)는 흡착부(123)에서 전달한 수분 등이 제거된 건조공기를 제2 필터(125)에 의해 다시 필터링하도록 건조공기를 송풍하기 위한 장치일 수 있다.

송풍기(124)는 제2 필터(125)의 전단에 부착되어 송풍하거나, 제2 필터(125)의 후단에 부착되어 송풍할 수 있다. 송풍기는 저소음의 송풍팬(Blower Fan)을 장착하고 팬속도(Fan Speed)의 풍속을 조절하는 것도 가능할 수 있다. 송풍기(124)는 시로코 타입의 팬일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

제2 필터(125)는 EFEM의 재투입구에 설치되어 순환되는 건조공기를 필터링하는 필터부재로서, 울파필터(ULPA Filter; Ultra-Low Penetration Air Filter)로 이루어져 건조공기에 포함된 잔여 파티클과 퓸을 최종적으로 제거하여 건조공기를 추가적으로 정화시켜 건조공기의 청정도를 향상시킬 수 있다.

제2 필터(125)를 통과한 공기는 EFEM으로 재투입되어 기 설정된 습도조건에 도달할 때까지 반복 순환에 의한 제습을 수행할 수 있다.

제2 필터(125)는 하나의 필터일 수 있으나, 각 영역이 분리 가능한 별개의 필터로 구성되고, 일 영역에 배치된 필터의 교체를 수행하는 동안 타 영역에 배치된 필터의 공기 정화 동작을 지속할 수 있다.

제어장치(126)는 EFEM 및/또는 공기정화장치(120)의 CDA 유량 결정, 압력 취득, 습도 취득, 온도 취득, 히터 동작 명력, 브로워 동작 명령, 밸브 동작 명령, 기타 동작 명령, 동작 기업 및 공정 레시피 저장 등의 전기적 제어 동작을 수행할 수 있다.

도 4는 본 실시예에 따른 제어장치의 제어계통을 예시한 도면이다.

도 5는 본 실시예에 따른 공기정화장치 및 EFEM의 상세한 구조를 나타낸 도면이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, EFEM(110) 및 공기정화장치(120)는 내부 공기 순환 및 공기정화 동작을 반복적으로 수행할 수 있다.

EFEM(110)은 전술한 도 1 내지 3과 같은 구성으로 팬필터유닛(111), 이송로봇(112), 이송챔버(113) 등을 포함할 수 있다.

EFEM(110)은 내부순환덕트(114)를 더 포함함으로써, 일부 공기에 대해서는 공기정화장치(120)로 전달하고, 일부 공기에 대해서는 내부순환덕트(114)를 통해 내부 순환을 지속할 수 있다.

EFEM(110)은 내부순환덕트(114)로 공기를 전달하거나, 공기정화장치(120)로 공기를 전달하는 동작을 시간에 따라 변경하거나, 기 설정된 조건에 따라 변경할 수 있다.

공기정화장치(120)는 전술한 도 2 및 도 3과 같은 구성으로 멤브레인(121), 제1 필터(122), 흡착부(123), 송풍팬(124), 제2 필터(125), 제어장치(126) 등을 포함할 수 있다.

도 4를 참조할 때, 제어장치(126)는 CDA유량결정부(201), 히터동작명령부(202), 압력취득부(203), 브로워동작명령부(204), 밸브동작명령부(205), 온도취득부(206), 습도취득부(207), 기억부(208), 기타동작명령부(209) 등을 포함할 수 있다.

CDA유량결정부(201)는 EFEM(110) 또는 공기정화장치(120)에 흐르는 CDA의 유량을 결정할 수 있다. CDA유량결정부(201)는 멤브레인(121)의 입구로 전달되는 CDA의 유량을 결정할 수 있다.

히터동작명령부(202)는 공기정화장치(120) 내의 프리히터 또는 재생용 히터의 동작을 제어할 수 있다.

압력취득부(203)는 기류 압력 신호를 수신하고, EFEM(110)의 내부 또는 공기정화장치(120)의 필터 및 흡착제의 차압을 획득 및 전송할 수 있다.

브로워동작명령부(204)는 공기정화장치(120) 내의 송풍 팬의 속도, RPM, 정압 등을 제어할 수 있으며, 이러한 동작 제어는 풍량 및 풍속 취득을 통해 수행할 수 있다.

밸브동작명령부(205)는 유체의 흐름, 방향 등을 고려한 도관의 개폐를 조절하기 위해 밸브 동작을 제어할 수 있다. 여기서 밸브는 공압 이온 볼 밸브 등일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

온도취득부(206)는 공기정화장치(120) 내의 히터, 흡착통, 출구단의 온도를 취득할 수 있다.

습도취득부(207)는 EFEM(110) 또는 공기정화장치(120) 내의 필터, 멤브레인 전후단, 흡착제, 출구단 등의 습도를 취득할 수 있다.

기억부(208)는 동작을 기억하거나, 공정 레시피를 저장하는 역할을 수행할 수 있다.

기타동작명령부(209)는 정전기 제어, 이온 컨트롤러 등의 기타 동작을 명령할 수 있다.

도 5를 참조하면, EFEM(110)과 공기정화장치(120)의 사이에는 내부순환라인(ICL)이 설치되어 EFEM(110)의 하부에서 공기를 전달할 수 있고, 재생라인(RCL)이 설치되어 EFEM(110)의 상부로 필터링을 수행한 공기를 전달할 수 있다.

멤브레인 및 건조공기공급장치 사이에는 멤브레인순환라인(MBL)이 연결될 수 있고, 멤브레인순환라인(MBL)은 EFEM 및 공기정화장치 사이에 연결된 내부순환라인(ICL)에서 연장된 도관일 수 있다.

내부순환라인(ICL)에 연결된 제1 멤브레인 밸브는 제1 시구간에 기체의 흐름을 차단하고, 제2 시구간에 기체의 흐름을 발생시키도록 제어될 수 있다.

또한, 멤브레인순환라인(MBL)에 연결된 제2 멤브레인 밸브는 제1 시구간에 기체의 흐름을 발생시키고, 제2 시구간에 기체의 흐름을 차단시키도록 제어될 수 있다.

여기서 내부순환라인(ICL)에 연결된 제1 멤브레인 밸브 및 상기 멤브레인순환라인(MBL)에 연결된 제2 멤브레인 밸브의 개폐는 독립적으로 제어될 수 있고, 시구간별로 필요한 공기의 유로에 따라 개폐를 조절할 수 있다.

공기정화장치(120)는 전단부에 멤브레인(121)을 설치하여 멤브레인(121) 전단에 RH 10%수준의 건조공기(CDA: Clean Dry Air)를 0.3~1MPa의 압력으로 공급하여, 멤브레인 내부 분리막의 용해확산 원리를 이용하여 H2O 분자는 가장 빠르게 용해 확산되어 외부로 분리시킬 수 있다.

멤브레인(121)의 동작은 일부 기간에 대해서만 수행될 수 있고, 이러한 공기 순환 경로를 변경하기 위하여 제어장치(126)는 멤브레인(121)의 인근에 제1 멤브레인밸브(V_m1) 내지 제4 멤브레인(V_m4)의 개폐를 제어할 수 있다.

멤브레인(121)을 포함하는 공기정화장치(120)에 의해 전처리부에서 미리 수분 입자 분리 배출할 수 있고, 흡착부를 소형화할 수 있다. 즉, 공기정화장치의 외형을 콤팩트 사이즈로 구현으로 설치 공간에 따른 제약에서 비교적 자유로우며, 내부는 흡착-재생의 짧은 주기에 의한 흡착 박스를 소형화할 수 있다.

도 6은 본 실시예에 따른 공기정화장치 및 EFEM의 CDA 투입을 통한 퍼지 단계의 공기 흐름을 예시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 건조공기공급장치(130)에 의해 건조공기가 투입되는 단계를 순환의 시작점으로 정의할 수 있다. 건조공기공급장치(130)는 내부 퍼지 및 양압 형성을 위한 역할을 수행할 수 있다.

건조공기 투입을 통한 퍼지 단계는 건조공기공급장치(130)에 의해 투입되는 공기가 건조공기투입라인(CDAL)을 통해 공급하는 단계일 수 있다. 예를 들어, 습도 10%의 건조공기가 멤브레인(121)에 공급되고, 멤브레인(121)는 수분 분리를 수행하여 더욱 저습화된 공기를 배출할 수 있다. 예를 들어, 습도 10%의 건조공기는 멤브레인(121)을 통과하여 약 3%~5% 습도를 가지는 건조공기로서, 약 -40℃ 노점에 도달할 수 있다.

멤브레인(121)을 통과한 공기는 제1 필터(122)를 통과하여 흄 성분이 흡착되고, 제1 흡착부(123-1)를 통과하여 수분 흡착을 수행할 수 있다. 제1 흡착부(123-1)를 통과한 공기는 습도가 3% 이하에 도달할 수 있으며, 송풍팬(124), 제2 필터(125)를 통과하여 EFEM(110)의 내부에서 순환할 수 있다.

EFEM(110)의 하부에서 내부순환라인(ICL) 및 멤브레인순환라인(MBL)을 통해 공기는 멤브레인으로 재투입되어 이러한 순환 및 정화 동작을 반복할 수 있다. EFEM(110)을 통과하는 공기의 습도가 상승하여 약 3% 이상의 습도를 가질 수 있으므로, 제습 및 파티클 필터링 동작을 반복함으로써 내부 공간의 청정도를 개선시킬 수 있다.

이 경우 제1 멤브레인벨브(V_m1)은 차단되고, 제2 내지 제4 멤브레인밸브(V_m2, V_m3, V_m4)는 개방될 수 있다. 필요에 따라, CDA 투입을 통한 퍼지 단계를 수행하는 시구간을 제1 시구간으로 정의할 수 있다.

도 7은 본 실시예에 따른 공기정화장치 및 EFEM의 내부 순환 단계의 공기 흐름을 예시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 건조공기공급장치(130)에 의해 건조공기가 투입되지 않고, 공기가 멤브레인(121)을 순환하는 단계를 내부 순환 단계로 정의할 수 있다.

내부 순환 단계에서는 건조공기공급장치(130)에서 CDA 투입이 정지되고, 내부 공기가 멤브레인(121)을 통과하는 동작을 수행하여 약 -40℃ 노점, 약 Rh 2% 도달한 건조공기를 배출할 수 있다. 멤브레인(121)에서 출력되는 공기 제1 필터(122)를 통과하고, 제1 흡착제(123-1)를 통과시켜 잔여 물 분자를 흡착함으로써 약 Rh 1%의 건조공기를 생성할 수 있다.

제1 흡착제(123-1)를 통과한 공기는 송풍기(124) 및 제2 필터(125)를 통과하여 재생라인(RCL)을 통해 EFEM(110)의 내부 순환 순환을 반복할 수 있다.

EFEM(110)의 순환을 완료한 공기는 멤브레인(121)에 재투입될 수 있고, 습도 안정화를 수행할 수 있다. 이 경우 EFEM(110)이 출력하는 건조공기의 습도는 약 2% 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

이 경우 제1 및 제3 멤브레인벨브(V_m1, V_m3)은 차단되고, 제2 및 제4 멤브레인밸브(V_m2, V_m4)는 개방될 수 있다. 필요에 따라, CDA 투입을 통한 퍼지 단계를 수행하는 시구간을 제2 시구간으로 정의할 수 있다.

도 8은 본 실시예에 따른 공기정화장치 및 EFEM의 내부 순환 정밀 제습 단계의 공기 흐름을 예시한 도면이다.

도 8을 참조하면, 건조공기공급장치(130)에 의해 건조공기가 투입되지 않고, 공기가 멤브레인(121)을 순환하지 않는 단계를 내부 순환 정밀 제습 단계로 정의할 수 있다.

멤브레인(121)은 수분 제거에 높은 성능을 가지나, 퍼지에 의해 유량 손실이 발생할 수 있으므로, 특정 조건에 도달한 경우에는 공기는 멤브레인(121)을 통과하지 않을 수 있다.

내부 순환 정밀 제습 단계에서는 멤브리인(121)측의 밸브(V_m2)가 닫히고, 공기정화장치측의 밸브(V_m1)가 개방될 수 있다.

EFEM(110)에서 내부순환라인(ICL)을 통과한 공기는 곧바로 제1 필터(122)로 공급될 수 있으며, 제1 흡착제(123-1)로 전달되어 수분 제거를 수행할 수 있다.

제1 흡착제(123-1)를 통과한 공기는 약 1% 이하의 습도에 도달하여, 송풍기(124) 및 제2 필터(125)를 통과하여 EFEM(110)으로 회수될 수 있다.

내부 순환 정밀 제습 단계에서는 이미 저습의 상태-예를 들어, 약 1% 이하의 습도-로 유지되고 있으므로, 유량 손실을 방지하고, 에너지 효율화를 위해 멤브레인(121)의 동작을 일시적으로 중단시키는 것으로 이해될 수 있다.

이 경우 제1 멤브레인벨브(V_m1)은 개방되고, 제2 내지 제4 멤브레인밸브(V_m2, V_m3, V_m4)는 차단될 수 있다. 필요에 따라, 내부 순환 정밀 제습 단계를 수행하는 시구간을 제3 시구간으로 정의할 수 있다.

도 9는 본 실시예에 따른 공기정화장치 및 EFEM의 바이패스라인 순환 및 흡착제 재생 단계의 공기 흐름을 예시한 도면이다.

도 9을 참조하면, 공기정화장치(120)의 내부의 동작을 변경하여 바이패스라인 순환 및 흡착제 재생을 수행할 수 있다.

바이패스라인 순환 및 흡착제 재생 단계는 저습의 조건-예를 들어, 습도센서를 통해 내부 습도가 약 1%임을 확인한 경우-에서 제1 흡착제(123-1)의 재생을 수행하고, 이와 공통의 노드를 형성하는 바이패스라인을 통해 별도의 수분 흡착 공정 없이 송풍기(124), 제2 필터(125)를 통과시켜 EFEM(110) 내부로 건조공기 순환을 수행하는 단계일 수 있따.

이러한 동작을 위해서 바이패스라인(L3)의 밸브는 개방 상태로, 제1 흡착제와 연결된 라인의 밸브는 오프 상태로 둘 수 있다.

이 경우 필요에 따라 내부순환덕트(114)에 의한 EFEM(110)의 내부 공기 흐름을 추가로 발생시킬 수 있다. 예를 들어, EFEM 내부 습도가 1% 이하인 경우 내부순환덕트(114)로 공기를 전달하기 위한 팬 동작을 제어할 수 있다.

도 9에서 실선으로 표시된 흐름이 장치 내부의 공기 흐름이며, 점선으로 표시된 흐름이 흡착제 재생을 위한 공기 흐름을 나타내는 것으로 이해될 수 있다.

이 경우 제1 멤브레인벨브(V_m1)은 개방되고, 제2 내지 제4 멤브레인밸브(V_m2, V_m3, V_m4)는 차단될 수 있다. 필요에 따라, 바이패스라인 순환 및 흡착제 재생 단계를 수행하는 시구간을 제4 시구간으로 정의할 수 있다.

도 10은 본 실시예에 따른 공기정화장치 및 EFEM의 정제함 전환 단계의 공기 흐름을 예시한 도면이다.

도 10을 참조하면, 내부 습도가 변화하는 경우-예를 들어, 내부 습도가 증가하는 경우-에는 제1 흡착제(123-1)의 재생 동작을 지속하고, 제2 흡착제(123-2)에 의한 제습을 수행할 수 있다.

예를 들어, EFEM(110) 또는 공기정화장치(120)의 습도가 일정한 기준치-예를 들어, 1%- 이상 상승하는 경우 정제함 전환을 수행할 수 있다.

기존에 제1 흡착제(123-1)를 통한 수분 흡착을 수행하고 재생을 지속하고 있었던 경우에는, 제1 흡착제(123-1)의 재생을 종료하지 않고 제2 흡착제(123-2)의 흡착을 위한 밸브 제어 및 유로 변경을 수행할 수 있다.

이 경우 바이패스라인으로 흐르던 공기의 흐름을 차단하기 위해 밸브를 오프시키고, 제1 흡착제(123-1)를 통과하는 유로의 밸브를 차단 상태로 유지하고, 제2 흡착제(123-2)를 통과하는 유로의 밸브를 개방 상태로 변경함으로써 제2 흡착제(123-2)에 의한 수분 제거를 수행할 수 있다.

제2 흡착제(123-2)를 통과하는 건조공기는 송풍팬(124), 제2 필터(125)를 통해 EFEM(110)으로 공급되어 내부 순환할 수 있다.

이 경우 제1 멤브레인벨브(V_m1)은 개방되고, 제2 내지 제4 멤브레인밸브(V_m2, V_m3, V_m4)는 차단될 수 있다. 필요에 따라, 정제함 전환 단계를 수행하는 시구간을 제5 시구간으로 정의할 수 있다.

전술한 도 6 내지 도 10의 방법에 의해, 1% 이하 저습도시 공기정화장치 내 별도의 순환 라인으로 운영하여, 흄 필터 및 흡착제 수명 및 효율을 증가시키고, 재생주기 연장을 기대할 수 있다. 또한, 설치 공장동 CDA 라인 구성 상황에 따라 공기정화장치 전단부에 미스트 분리기(Mist Separator)를 설치하여 유수분 성분 제거가 가능하게 된다.

필요에 따라 전술한 도 6 내지 도 10의 일부 단계가 생략되거나, 일부 단계의 순서가 변경될 수 있다.

도 11은 본 실시예에 따른 공기정화장치의 흡착제 흡착 공정을 예시한 도면이다.

도 12는 본 실시예에 따른 공기정화장치의 흡착제 재생 공정을 예시한 도면이다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 흡착부(300)는 제1 흡착제(310) 및 제2 흡착제(320), 유로제어부(330) 등을 포함할 수 있다.

도 11에서는 제1 흡착제(310)는 흡착하지 않거나, 재생을 수행할 수 있고, 제2 흡착제(320)는 수분 흡착 동작을 수행할 수 있다. 이러한 동작을 위해 제1 흡착밸브(V_a1) 및 제5 흡착밸브(V_a5)는 오픈, 제2, 제3, 제4, 제6 흡착밸브(V_a2, V_a3, V_a4, V_a6)은 차단된 상태로 유지될 수 있다. 이러한 밸브의 개폐에 의해 제2 유로에 의한 건조공기 흡착 및 전달 공정을 수행할 수 있다.

도 12에서는 제1 흡착제(310)는 수분 흡착 동작을 수행할 수 있다. 이러한 동작을 위해 제1 흡착밸브(V_a1) 및 제5 흡착밸브(V_a5)는 차단된 상태로 유지되고, 제2, 제3, 제4, 제6 흡착밸브(V_a2, V_a3, V_a4, V_a6)은 개방된 상태로 유지될 수 있다. 이러한 밸브의 개폐에 의해 제1 유로에 의한 건조공기 재생공정을 수행할 수 있다.

도 11 및 도 12의 제1 흡착제(310)의 재생공정, 제2 흡착제(320)의 흡착공정은 도 9와 같이 동시에 수행될 수 있다.

도 13은 본 실시예에 따른 공기정화장치의 흡착부의 확대 도면이다.

도 13을 참조하면, 제1 흡착제(310)는 흡착제(311), 유로(312), 재생히터(313), 흡착바디(314) 등을 포함할 수 있다.

흡착제(311)는 수분 등을 흡착할 수 있다.

유로(312)는 흡착 면적 최적화를 위한 일 방향으로 연장된 다중 홀 구조를 가질 수 있다. 이러한 구조는 흡착 면적 최적화에 따른 수분 흡착 효율을 증가시킬 수 있고, 흡착제 세로방향 홀 적용에 따른 정압(풍속 & 풍량) 손실을 최소화할 수 있다.

이러한 흡착 컬럼 내 흡착제 다중 홀 배치 구조에 의해 수분 흡착 면적의 최적화 구현, 수분 흡착 효율 상승에 따른 빠른 습도 저감 효과를 기대할 수 있다.

또한, 흡착 컬럼 내 흡착제 세로 배치의 다중 홀 구조로 압력강하가 적고 흡착면적의 최적화로 빠른 흡착 및 재생이 가능하게 된다.

재생히터(313)는 흡착제(311)의 인근-예를 들어, 흡착제(311)의 하단, 건조공기의 투입 방향-에 설치되어 히터 승온 후 쿨린 벤트 시간 단축 효과를 발생시킬 수 있고, 흡착바디(314)에서 연장된 열저항에 의해 열을 발생시킬 수 있다. 재생히터(313)는 흡착제의 동작에 대응하여 승온됨으로써, 흡착제의 재생 과정에서만 동작하여 에너지 효율성을 높일 수 있다.

도 13은 제1 흡착제(310)의 구조를 예시한 것으로서, 제2 흡착제(320)도 동일한 구조 및 기능을 가질 수 있다.

도 14는 본 실시예에 따른 공기정화장치의 제습 동작의 순서도이다.

도 14를 참조하면, 공기정화장치의 제습 동작(400)은 CDA 투입 퍼지 단계(S410), 내부 순환 단계(S420), 내부 순환 정밀 제습 단계(S430), 바이패스라인 순환 및 흡착제 재생 단계(S440), 흡착부 전환 단계(S450) 등을 포함할 수 있다.

CDA 투입 퍼지 단계(S410)는 도 6과 같이 건조공기투입장치에 의해 멤브레인의 전단부에 건조공기를 투입하는 단계일 수 있다.

내부 순환 단계(S420)는 도 7과 같이 건조공기투입장치의 동작이 중단되고, 내부 공기 순환을 수행하는 단계일 수 있다.

내부 순환 정밀 제습 단계(S430)는 도 8과 같이 공기정화장치의 내부의 흡착제에 의해 공기정화를 수행하는 단계일 수 있다.

바이패스라인 순환 및 흡착제 재생 단계(S440)는 도 9와 같이 일정 습도 이하에서 흡착제의 재생 및 바이패스라인 순환을 통해 내부 순환을 수행하는 단계일 수 있다.

흡착부 전환 단계(S450)는 도 10과 같이 일부 흡착부가 재생을 지속하는 경우, 다른 흡착부를 통해 수분 흡착을 수행하는 단계일 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 발명의 배경이 되는 기술에서 언급한 문제들을 해결하거나 최소한 그러한 문제를 완화시켜줄 수 있다.

이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과 한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

EFEM(Equipment Front End Module)으로 공기를 필터링하여 투입하는 공기정화장치에 있어서,
상기 공기정화장치에 배치되어 기체막 분리를 통해 수분을 제거하는 멤브레인;
상기 멤브레인을 통과한 공기를 필터링하는 제1 필터;
상기 제1 필터를 통과하는 공기에서 수분을 흡착시키는 흡착제를 포함하는 흡착부; 및
상기 흡착부를 통과한 공기를 다시 필터링하여 상기 EFEM으로 공급하는 제2 필터를 포함하고,
상기 EFEM과 상기 공기정화장치의 사이에는 내부순환라인(ICL) 및 재생라인(RCL)이 배치되고, 상기 내부순환라인(ICL)은 상기 EFEM에서 상기 공기정화장치로 공기를 전달하고, 상기 재생라인(RCL)은 상기 공기정화장치에서 상기 EFEM으로 공기를 전달하며,
상기 멤브레인의 입구부에는 건조공기공급장치가 연결되어 있고,
상기 멤브레인 및 상기 건조공기공급장치 사이에 연결된 멤브레인순환라인(MBL)을 더 포함하고,
상기 멤브레인순환라인(MBL)은 상기 EFEM 및 상기 공기정화장치 사이에 연결된 상기 내부순환라인(ICL)에서 연장된 도관이고,
건조공기(CDA : Clean Dry Air) 투입을 통한 퍼지 단계가 수행되는 제1 시구간에서, 상기 멤브레인순환라인 및 상기 건조공기공급장치에서 상기 멤브레인으로 공기가 공급되고 상기 멤브레인을 통과한 공기가 상기 제1 필터로 공급되며,
상기 제1 시구간 이후에, 내부 순환 단계가 수행되는 제2 시구간에서, 상기 건조공기공급장치에서 공급되는 공기가 차단된 상태에서, 상기 멤브레인순환라인에서 상기 멤브레인으로 공기가 공급되고 상기 멤브레인을 통과한 공기가 상기 제1 필터로 공급되며,
상기 제2 시구간 이후에, 내부 순환 정밀 제습 단계가 수행되는 제3 시구간에서, 상기 멤브레인순환라인의 공기 흐름이 차단된 상태에서, 상기 내부순환라인에서 상기 멤브레인을 거치지 않은 공기가 상기 제1 필터로 공급되는, 공기정화장치.
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제 1 항에 있어서,
상기 제1 필터는 상기 EFEM의 하부에서 전달되는 공기에 포함된 흄(FUME)을 제거하는, 공기정화장치.
제 1 항에 있어서,
상기 흡착부는, 제1 유로와 연결된 제1 흡착제; 및
제2 유로와 연결된 제2 흡착제를 포함하고,
상기 제1 필터에서 공급되는 공기는 상기 제1 유로 또는 상기 제2 유로에 선택적으로 공급되는, 공기정화장치.
제 9 항에 있어서,
상기 제1 흡착제가 재생되는 동안 상기 제2 흡착제는 흡착 동작을 수행하고,
상기 제1 흡착제가 흡착 동작을 수행하는 동안 상기 제2 흡착제는 재생되는, 공기정화장치.
제 9 항에 있어서,
상기 흡착부는, 공기의 습도가 기준 습도값 이하인 경우에는 상기 제1 유로 및 상기 제2 유로로 공기를 통과시키지 않고, 흡착제를 통과하지 않는 제3 유로로 공기를 바이패스 시키는, 공기정화장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제2 필터의 각 영역은 분리 가능한 별개의 필터로 구성되고, 일 영역에 배치된 필터의 교체를 수행하는 동안 타 영역에 배치된 필터의 공기 정화 동작을 지속하는, 공기정화장치.
제 12 항에 있어서,
상기 제2 필터를 통과한 공기는 상기 EFEM으로 재투입되어 기 설정된 습도조건에 도달할 때까지 반복 순환에 의한 제습을 수행하는, 공기정화장치.
제 1 항에 있어서,
상기 흡착부는 일 방향의 복수의 홀을 포함하여 유로를 형성하는, 공기정화장치.
제 1 항에 있어서,
상기 흡착부는 흡착제 하단에 배치된 재생히터를 더 포함하고, 상기 재생히터는 상기 흡착제의 동작에 대응하여 승온되는, 공기정화장치.
제 1 항에 있어서,
상기 멤브레인은 상기 공기정화장치의 전단부에 배치되는, 공기정화장치.
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