KR20010050040A - 초청정액체를 갖는 수세조 - Google Patents

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KR20010050040A
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Abstract

초청정액체로 수세하기 위한 수세조는, 제 1 가압청정액체 공급장치에 접속된 천공 베이스판을 갖는 확산장치가 바닥부에 설치되어 있고 오버플로우 분출구가 상부에 설치되어 있는 엔클로져에 의해 경계지어지는 수세실을 포함한다. 상기 확산장치의 상기 천공 베이스판의 외주에는 제 2 가압액체 공급장치에 접속된 복수의 돌출 노즐 또는 인젝터가 구비되어 있다. 상기 인젝터로부터의 수세흐름은 기판의 표면에 존재하는 오염물질과 입자를 제거할 수 있는 액체의 하향순환을 발생한다. 상기 베이스판의 제 1 가압액체 공급장치에 의해 발생된 수압적 피스톤 효과는 수세액을 오버플로우 분출구를 향하여 상향이동시킨다. 상기 수세조는, 반도체, 마이크로장치 및 평면 스크린 산업분야에서 통상적으로 사용되는 실리콘, 석영, 게르마늄, 유리 등으로 제조된 기판을 수세하는데 사용될 수도 있다.

Description

초청정액체를 갖는 수세조 {RINSING TANK WITH ULTRA CLEAN LIQUID}
본 발명은, 초청정액체로 수세하기 위한 수세조에 관한 것으로, 더 상세하게는 제 1 가압액체 공급장치에 접속된 천공 베이스판을 갖는 확산장치가 바닥부에 설치되어 있고, 피수세물로부터 제거된 입자나 오염물질을 함유하고 있는 수세액을 수용하는 오버플로우 분출구가 상부에 설치되어 있는 엔클로져에 의해 경계지어지는 수세실을 포함하는 수세조에 관한 것이다.
공지의 수세조들중 첫번째 유형의 수세조는 수세조의 상부에 있는 오버플로우 파이프의 존재로 인한 오버플로우에 의해 작동한다. 수세실에는 오버플로우 파이프의 레벨까지 초청정 탈이온수가 충전된다. 충전은 수세조 바닥의 중앙부에 위치한 물 입구 파이프에 의해 실시된다. 물은 오버플로우 파이프로의 유입에 의해 흘러나와 출구 파이프에 의해 제거된다. 수세실 안의 용기내에 포함된 기판을 수세하는 것은 수세조의 단순한 충전효과에 의해 달성된다. 간행물 US-A-5,485,861 호의 도 3 은 이러한 장치를 개시하고 있는데, 이 장치는 큰 용량의 탈이온수를 필요로 한다. 물의 상승시에 수세실에서 발생되는 난류 효과는 물의 균일한 순환을 방해하여 수세특성의 손실을 가져온다.
공지의 수세조들중 두번째 유형의 수세조는 수세조의 바닥의 제거가능한 플랩의 존재로 인한 급속 배수에 의해 작동한다. 먼저 수세조에 탈이온수가 충전되고, 다음으로 상기 제거가능한 플랩이 개방된 후에 중력에 의해 배수된다. 고속도의 하향 물 흐름에 의해, 기판에 존재하는 오염물질이 씻겨진다. 그러나, 이러한 유형의 수세조도 역시나 큰 소비량의 탈이온수를 필요로 한다.
전술한 상기 간행물 US-A-5,485,861 호는 이와 유사한 장치를 도 1 및 도 2 에서 도시하고 있으나, 물의 제거는, 수세조 바닥에 설치되어 출구 파이프에 접속된 구멍을 통하여 실시된다.
본 발명의 목적은, 초청정액체로 수세하기 위한 수세조로서, 수세조내의 피수세물을 적은 소비량의 액체로도 최적하게 수세할 수 있는 수세조를 제공하는 것에 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 수세조의 단면도.
도 2 는 도 1 의 수세조의 베이스부에 설치된 확산장치의 사시도.
도 3 은 도 2 의 평면도.
도 4 및 5 는 도 3 의 4-4선 및 5-5선을 따른 단면도.
도 6 은 도 1 의 수세조의 작동원리를 설명하는 도면.
도 7 은 또 다른 실시형태의 수세조를 설명하는, 도 1 에 동일한 도면.
도 8 은 도 7 의 수세조의 급수장치의 단면도.
도 9 는 도 7 의 확산 베이스판의 평면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 수세조 12 : 확산장치
14 : 엔클로져 16 : 디플렉터
18 : 오버플로우 분출구 20 : 수세실
22 : 용기 24 : 기판
26 : 베이스판 28 : 구멍
30 : 플랜지 32 : 노즐
32a : 인젝터 34,36 : 측면
38,40 : 수직면 42 : 분기요소
44 : 제 1 급수장치 45 : 입구 오리피스
46 : 제 2 급수장치 48 : 입구 오리피스
본 발명에 따른 장치는, 수세실이 부가적으로, 제 2 가압액체 공급장치에 접속되어 확산장치의 천공 베이스판의 외주를 따라 분포되어 있는 복수의 돌출 노즐 또는 인젝터; 오버플로우 분출구에 인접하여 위치하고, 또한 상기 노즐로부터의 수세흐름을 상기 수세실의 중앙부에 전환함으로써 오염물질과 입자를 제거할 수 있는 액체의 하향순환을 발생하도록 수렴하는 형태를 가지는 디플렉터; 및 베이스판의 제 1 가압액체 공급장치에 의해 발생된 수압적 피스톤 효과에 의해 수세액의 흐름을 역전시켜 당해 수세액을 상기 오버플로우 분출구를 향하여 상향이동시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 디플렉터는 상기 오버플로우 분출구의 내면을 구성하고, 상기 엔클로져는 상기 베이스판과 디플렉터 사이에서 연장하는 적어도 2개의 경사 측면으로 이루어진다. 상기 노즐 또는 인젝터는, 유리하게는, 상기 수세실내에서 상기 엔클로져의 측면방향으로 또는 또 다른 소정의 방향으로 향할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 확산장치의 베이스판은, 하강 흐름을 상기 엔클로져의 측면방향으로 유도하는 분기 요소를 갖는다. 또한, 상기 분기 요소는 상기 베이스판의 중앙부에서 연장하는 분기형태이다. 또한 상기 분기 요소는 프리즘 모양을 가지며, 이 프리즘 모양의 베이스부는 상기 베이스판에 의해 지지되고 또한 프리즘 모양의 돌출 선단부는 피수세물을 향한다.
상기 피수세물은 반도체, 마이크로장치 및 평면 스크린 산업분야에서 통상적으로 사용되는, 주로 실리콘, AsGa, 게르마늄, 석영, 또는 유리 등으로 제조된 기판인데, 이들 기판은 상기 수세실내의 용기 안에 평행하게 배열된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 소닉 안테나로 하여금 상기 수세액의 음향 진동을 발생시킬 수도 있다.
이하, 비제한적인 예로서 첨부도면에 도시된 본 발명의 실시형태를 통해 본 발명의 다른 특징 및 이점을 더 명확하게 설명하고자 한다.
도 1 내지 도 5 에 있어서는, 수세조 (10) 는 초청정액체, 예컨대 탈이온수를 확산시키기 위한 확산장치 (12) 를 그 베이스부에 포함하는데, 이 확산장치에는 엔클로져 (14) 가 연결되어 있고, 그 상부에는 디플렉터 (16) 와 오버플로우 분출구 (18) 가 설치되어 있다. 상기 엔클로져 (14) 에 의해 경계지어지는 수세실 (20) 안에는, 수세의 대상이 되는 기판 (24) 을 수용하는 용기 (22) 가 위치하고 있다.
상기 물 확산장치 (12) 는, 여러 줄로 구멍 (28) 이 형성되어 있고 상기 용기 (22) 의 아래에 놓이는 베이스판 (26) 과, 복수개의 급수 돌출 노즐 (32) 을 가지는 외주 플랜지 (30) 로 이루어진다. 상기 엔클로져 (14) 는, 소정 각도로 경사져 2개의 평행 수직면 (38,40) 에 결합되어 있는 2개의 측면 (34,36) 을 포함한다. 상기 노즐 (32) 은 수세조의 4개의 면 (34,36,38,40) 의 방향으로 연장하는 상기 플랜지 (30) 를 따라 배치된다. 수세실의 유형에 따라, 상기 수직면 (38,40) 이 위치하는 측의 노즐 (32) 은 생략될 수 있다.
상기 베이스판 (26) 에는, 하강 흐름을 수세조 (10) 의 경사면으로 유도하도록, 갈라진 형태의 분기 요소 (42) 가 고정되어 있다. 프리즘 모양의 상기 분기 요소 (42) 는 상기 베이스판 (26) 의 중앙부에서 상기 2개의 측면 (34,36) 에 대해 평행하게 연장하고 있다. 프리즘의 베이스부는 상기 베이스판 (26) 에 의해 지지되고, 그 돌출 선단부는 용기 (22) 의 베이스부를 향하고 있다.
상기 베이스판 (26) 에 접속된 하나 이상의 입구 오리피스 (45) 에는 제 1 의 급수장치 (44) 가 접속되어 있고, 플랜지 (30) 의 노즐 (32) 에 접속된 입구 오리피스 (48) 에는 제 2 의 급수장치 (46) 가 접속되어 있다.
디플렉터 (16) 는 오버플로우 분출구 (18) 의 내면의 일체부를 형성하고, 또한 엔클로져 (14) 의 측면 (34,36) 과 둔각을 형성하며 수렴하는 구조를 하고 있다. 디플렉터 (16) 는 노즐 (32) 로부터의 상승 흐름을 하향 원형이동시켜 수세실 (20) 의 중앙 쪽으로 유도하는 기능을 한다.
오버플로우 분출구 (18) 는 사용된 수세수를 수용하며, 또한 파이프에 의해 배수장치나 재순환 설비에 접속되어 있다.
도 6 에는 수세 사이클이 도시되어 있는데, 이 수세 사이클을 설명하면 다음과 같다.
즉, 수세실 (20) 에는, 제 1 급수장치 (44) 의 천공된 베이스판 (26) 의 구멍 (28) 과 제 2 급수장치 (46) 의 노즐 (32) 양쪽으로부터 초청정액체, 예컨대 물이 분출구 (18) 의 오버플로우 파이프 (50) 까지 느린 속도로 영구적으로 채워진다. 수세될 기판 (24) 을 포함하는 용기 (22) 가 삽입되기 이전에, 노즐 (32) 또는 베이스판 (26) 의 속도증가에 의해 액면이 재생되어 임의의 입자의 먼지나 불순물이 제거된다.
다음에, 기판 (24) 을 가지는 용기 (22) 가 수세실 (20) 안에 놓이게 되면, 노즐 (32) 의 제 1 급수밸브가 열리게 되어 측면 노즐 (32) 의 출구에서 소정속도의 물이 얻어진다. 물 분사류는 엔클로져 (14) 의 측면 (34,36,38,40) 내벽을 추종하여, 화살표 F1 에 따른 순환흐름을 일으키는 수렴 디플렉터 (16) 에 의해 상부 부분에서 전환된다. 이로써, 기판 (24) 의 표면에 존재하는 오염물질과 입자를 제거할 수 있는 물의 하향 흐름이 형성된다.
제거된 오염물질과 입자는 수세액에 포함된다. 약 1분 정도의 수세시간이 경과한 후, 노즐 (32) 의 제 1 급수밸브는 닫히고, 천공된 베이스판 (26) 의 제 2 급수밸브는 개방되어, 가압된 청정수가 바닥부를 통해 유입된다. 따라서, 물의 움직임은, 오염물질을 함유하는 폐수를 화살표 F2 의 방향으로 상향시키는 수압적 피스톤 효과로 인해 역으로 된다. 이후, 폐수는 범람하여 오버플로우 분출구 (18) 로 흘러들어 배수장치 (52) 로 보내진다.
제 1 급수장치 (44) 의 천공 베이스판 (26) 을 통한 소정의 수세시간이 경과한후, 제 2 급수밸브가 닫히고, 1회 이상의 추가적인 사이클동안 동일한 과정이 다시 반복된다.
수압적 피스톤 효과에 의한 수세의 끝에, 청정한 기판 (24) 을 가지는 용기 (22) 는 제거된다. 그리고, 수세조에는, 새로운 기판 수세 사이클이 수행될때 까지, 수세액이 느린 속도로 다시 공급된다. 오염된 물은 탈이온수 설비 (54) 에 보내져 재순환될 수도 있다.
제 2 급수장치 (46) 의 노즐 (32) 과, 제 1 급수장치 (44) 의 천공 베이스판 (26) 으로 인한 수압적 피스톤 효과에 기인하는 액체의 번갈은 이동에 의해, 아주 적은 소비량의 액체로도 그리고 짧은 사이클 타임으로도 최적의 수세를 달성할 수가 있다.
도 7 내지 9 에 도시된 수세조 (100) 의 또 다른 실시형태에 있어서는, 베이스판 (26) 에서 노즐 (32) 이 제거되고, 대신에 제 2 급수장치 (46) 에 접속된 단순한 구경의 구멍에 의해 형성된 인젝터 (32a) 로 대체되어 있다. 마찬가지로, 확산 베이스판 (26) 의 중앙부에서도 분기 요소 (42) 가 제거되어 있다.
음향 안테나를 사용하여 수세액의 음향 진동을 발생시킬 수도 있다.
물론, 제 1 의 수압적 피스톤 효과를 이용함으로써 수세 사이클을 역으로 하는 것도 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 초청정액체로 수세하기 위한 수세조에 의하면, 수세조내의 피수세물을 적은 소비량의 액체로도 최적하게 수세할 수가 있다.

Claims (10)

  1. 초청정액체로 수세하기 위한 수세조로서,
    제 1 가압액체 공급장치에 접속된 천공 베이스판을 갖는 확산장치가 바닥부에 설치되어 있고, 피수세물로부터 제거된 입자나 오염물질을 함유하고 있는 수세액을 수용하는 오버플로우 분출구가 상부에 설치되어 있는 엔클로져에 의해 경계지어지는 수세실,
    제 2 가압액체 공급장치에 접속되어 상기 확산장치의 상기 천공 베이스판의 외주를 따라 분포되어 있는 복수의 돌출수단,
    상기 오버플로우 분출구에 인접하여 위치하고, 또한 상기 돌출수단으로부터의 수세흐름을 상기 수세실의 중앙부에 전환함으로써 오염물질과 입자를 제거할 수 있는 액체의 하향순환을 발생하도록 수렴하는 형태를 가지는 디플렉터, 및
    상기 베이스판의 제 1 가압액체 공급장치에 의해 발생된 수압적 피스톤 효과에 의해 수세액의 흐름을 역전시켜 당해 수세액을 상기 오버플로우 분출구를 향하여 상향이동시키는 수단을 포함하는 수세조.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 디플렉터는 상기 오버플로우 분출구의 내면을 구성하는 것을 특징으로 하는 수세조.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 엔클로져는 상기 베이스판과 디플렉터 사이에서 연장하는 적어도 2개의 경사 측면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수세조.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 돌출수단은 상기 수세실내에서 소정의 방향으로 향한 노즐 또는 인젝터로 형성되는 것을 특징으로 하는 수세조.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 확산장치의 베이스판은, 하강 흐름을 상기 엔클로져의 적어도 2개의 측면을 향하여 유도하는 분기 요소를 가지는 것을 특징으로 하는 수세조.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 분기 요소는 상기 베이스판의 중앙부에서 연장하는 분기형태인 것을 특징으로 하는 수세조.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 분기 요소는 프리즘 모양을 가지며, 이 프리즘의 베이스부는 상기 베이스판에 의해 지지되고 또한 프리즘의 돌출 선단부는 피수세물을 향하는 것을 특징으로 하는 수세조.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 피수세물은 편평하고, 또한 상기 수세실내의 용기 안에 평행하게 배열되는 것을 특징으로 하는 수세조.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 피수세물은, 특히 석영이나 실리콘으로 제조된 마이크로장치, 반도체 기판이거나, 또는 특히 유리로 제조된 평면 스크린인 것을 특징으로 하는 수세조.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 수세액의 음향 진동을 발생시키는 음향 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 수세조.
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