KR20090047266A - 약액 회수 장치 - Google Patents

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Abstract

폐액을 회수하여 재사용하기 위한 약액 회수 장치가 제공된다. 약액 회수 장치는 약액이 유입되는 제1 회수관과, 기체가 공급되는 기체 공급관과, 기체 공급관에 연결되어 기체가 유입되는 기체 흡입구, 기체 흡입구의 직경보다 작게 형성되고 제1 회수관이 연결되어 기체와 약액이 통과하는 벤츄리부, 및 벤츄리부의 직경보다 크게 형성되며, 벤츄리부를 통과한 기체 및 약액이 배출되는 약액 배출구를 포함하는 순환 펌프와, 약액 배출구에 연결되어 기체 및 상기 약액을 배출하는 제2 회수관을 포함한다.
약액 회수 장치, 순환 펌프, 벤츄리

Description

약액 회수 장치{Apparatus for recycling chemicals}
본 발명은 약액 회수 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폐액을 회수하여 재사용하기 위한 약액 회수 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조 공정 중 웨이퍼 가공 공정에는 감광액 도포 공정(Photoresist Coating), 현상 공정(Develop), 식각 공정(Etching), 화학기상증착 공정(Chemical Vapor Deposition), 애싱 공정(Ashing) 등이 있으며, 각각의 여러 단계의 공정을 수행하는 과정에서 기판에 부착된 각종 오염물을 제거하기 위한 공정으로 약액(Chemical) 또는 순수(Deionized Water)를 이용한 세정 공정(Wet Cleaning)이 있다.
이러한 감광액의 도포, 현상, 세정 공정 등에서는 액체 상태의 약액을 기판 위로 분사시켜 공정이 이루어진다. 예를 들어, 일반적인 매엽식 세정 장치의 경우, 한 장의 기판을 처리할 수 있는 기판척(Wafer chuck)에 기판을 고정시킨 후 모터에 의해 기판을 회전시키면서, 기판의 상부에서 분사 노즐을 통해 약액을 분사하고, 기판의 회전력에 의해 약액이 기판의 전면으로 퍼지게 된다.
일반적으로 기판을 처리하고 남은 폐액은 폐기하거나 다시 정화하여 사용하 게 된다. 폐액을 회수하기 위해서 각종 펌프를 이용하게 되는데 폐액 속에 이물질이 함유되거나 회수관 내부에 기포가 발생하는 경우 효과적으로 폐액이 회수되지 않는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 과제는 이물질을 포함하거나 회수관 내부에 기포가 발생하여도 순환 펌프가 원활하게 가동되어 용이하게 폐액이 회수될 수 있는 약액 회수 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 회수 장치는 약액이 유입되는 제1 회수관과, 기체가 공급되는 기체 공급관과, 상기 기체 공급관에 연결되어 상기 기체가 유입되는 기체 흡입구, 상기 기체 흡입구의 직경보다 작게 형성되고 상기 제1 회수관이 연결되어 상기 기체와 상기 약액이 통과하는 벤츄리부, 및 상기 벤츄리부의 직경보다 크게 형성되며, 상기 벤츄리부를 통과한 상기 기체 및 상기 약액이 배출되는 약액 배출구를 포함하는 순환 펌프와, 상기 약액 배출구에 연결되어 상기 기체 및 상기 약액을 배출하는 제2 회수관을 포함한다.
상술한 바와 같은 본 발명에 실시예들에 따른 약액 회수 장치는 이물질을 포함하거나 회수관 내부에 기포가 발생하여도 순환 펌프가 원활하게 가동되어 용이하게 폐액이 회수될 수 있는 효과가 있다.
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 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 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.
이하, 도 1 및 도2 를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 회수 장치에 관하여 상세히 설명한다. 여기서, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 회수 장치를 포함하는 약액 공급 시스템의 구성도이고, 도 2는 도 1의 약액 회수 장치에 포함되는 순환 펌프의 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 약액 공급 시스템은 제1 약액 유입관(110) 및 제2 약액 유입관(120)을 통하여 각각 약액을 공급 받아 혼합기(200)를 통하여 혼합한 후, 혼합된 약액을 제1 공급 배관(210), 가열기(300) 및 제2 공급 배관(310)을 경유하여 노즐(700)로 공급한다.
구체적으로, 제1 약액 유입관(110) 및 제2 약액 유입관(120)은 각각 서로 다른 약액을 혼합기(200)로 공급하는 역할을 하며, 제1 공급 배관(210)을 통하여 혼합기(200)와 연결된다. 이러한 제1 약액 유입관(110) 및 제2 약액 유입관(120)에는 각각 제1 유입 밸브(115) 및 제2 유입 밸브(125)가 연결되어 있다. 제1 유입 밸 브(115) 및 제2 유입 밸브(125)는 제1 약액 유입관(110) 및 제2 약액 유입관(120)의 유량을 조절하여, 약액의 농도를 조절하게 된다.
혼합기(200)는 제1 약액 유입관(110)을 통하여 유입되는 약액을 균일하게 혼합하는 역할을 하며, 제1 약액 유입관(110) 및 제2 약액 유입관(120) 사이에 위치한다. 이러한 혼합기(200)는 인라인(inline) 혼합기로서 약액이 혼합기(200) 내의 관로를 흐르면서 와류를 일으키게 되어, 자체 와류를 통해 균일하게 혼합된다. 따라서, 약액이 혼합기(200)에서 유출될 때에는 균일하게 혼합된 약액의 형태로 유츨된다.
다만, 혼합기(200)는 반드시 이에 한정될 것은 아니고, 저장 탱크와 순환 장치를 갖는 형태 등 다양한 방식으로 형성될 수 있다.
혼합기(200)의 유출구에는 제1 공급 배관(210)이 연결된다. 제1 공급 배관(210)은 혼합된 약액을 가열기(300)로 공급한다. 이러한 제1 공급 배관(210)에는 제1 공급 밸브(215)가 연결되어 가열기로 공급되는 약액을 조절할 할 수 있다.
한편, 제1 공급 배관(210)은 재생 약액이 저장되어 있는 탱크(400)와 연결된 재생액 공급관(420)과 연결되어 있어, 혼합기(200)로부터 공급되는 약액과 탱크(400)로부터 공급되는 재생 약액을 함께 가열기로 공급한다. 재생액 공급관(420)에는 재생액 공급 밸브(425)가 연결되어 있어 가열기(300)로 유입되는 재생 약액의 유량을 조절하게 된다.
가열기(300)는 혼합기(200) 및 탱크(400)로부터 유입되는 새로운 약액 및 재생 약액을 공정에 적절한 온도로 조절하는 역할을 한다. 이러한 가열기(300)를 통 과하여 적절히 가열된 약액은 제2 공급 배관(310)을 통하여 노즐(700)로 공급된다. 제2 공급 배관(310)에는 제2 공급 밸브(315)가 연결되어 있어 노즐(700)에서 분사되는 약액의 유량을 조절하게 된다.
노즐(700)은 스핀 헤드(815)의 상부에 위치하여, 기판에 약액을 분사하는 역할을 한다. 노즐(700)을 통하여 분사된 약액은 기판의 회전에 의해 원심력을 받게 되어, 기판을 처리한 후 기판을 이탈하게 된다. 이러한 기판은 보울(800) 내부의 회전하는 스핀 헤드(815)에 안착되어 회전하게 된다.
보울(800)은 다중의 벽을 포함하는 용기로서, 내부에 기판이 안착되어 기판을 회전시키는 스핀 헤드(815)를 각각 포함한다. 이러한 보울(800)에는 폐액을 회수하는 제1 회수관(510)이 연결되어 있다. 기판 위에 분사되어 공정이 끝난 약액은 제1 회수관(510)을 통하여 회수되어 재생 과정을 거치게 된다.
제1 회수관(510)을 통하여 배출되는 폐액은 회수관 밸브(516)와 체크 밸브(515)를 지나 순환 펌프(600)로 유입된다. 여기서 체크 밸브(515)는 폐액이 보울(800) 방향으로 역류하는 것을 방지하게 된다.
순환 펌프(600)는 제1 회수관(510) 내부에 진공압을 발생시켜 보울(800) 내부의 폐액을 흡입하는 역할을 한다. 이러한 순환 펌프(600)는 벤츄리관 속을 빠른 속도로 유동하는 기체에 의해 발생되는 압력차를 이용하여 보울(800) 내부에 있는 폐액 및 이물질을 함께 흡입할 수 있다.
순환 펌프(600)에 관해 구체적으로 설명하면, 순환 펌프(600)는 기체 흡입구(610), 벤츄리부(620) 및 약액 배출구(630)를 포함한다. 기체 흡입구(610)는 기 체가 유입되는 통로가 되며, 기체 공급관(650)에 연결되어 고압의 기체를 공급 받는다. 순환 펌프(600)의 흡입력을 크게 하기 위해서는 고압의 기체가 유입되는 것이 바람직하며, 기체로는 질소(N2)를 사용할 수 있다. 다만, 이에 한정될 것은 아니며 비교적 안정적으로 반응성이 낮은 불활성 기체 등을 사용할 수 있을 것이다.
기체 흡입구(610)로부터 벤츄리부(620)에 이르기까지 순환 펌프(600)의 내경은 점차 작아지게 된다. 순환 펌프(600)의 내부는 부드러운 유선을 형성하면서 내경이 작아지는 것이 바람직하다. 벤츄리부(620)는 순환 펌프(600)의 내경 중 최소 직경으로 형성되며, 벤츄리부(620)에는 제1 회수관(510)이 연결된다.
기체 흡입구(610)를 통하여 고압의 기체가 유입되고, 고압의 기체가 순환 펌프(600)의 내면을 따라 벤츄리부(620)를 통과하게 되면, 기체의 유속은 벤츄리부(620)에서 가장 빠르게 된다. 따라서, 베르누이의 원리에 따라 벤츄리부(620)의 압력은 상대적으로 낮아지게 되면서, 벤츄리부(620)에 연결된 제1 회수관(510) 내부는 진공압 즉, 흡입력이라 할 수 있는 음압이 발생하게 된다. 이러한 진공압은 보울(800) 내부에 고여있는 폐액을 흡입하게 된다.
이와 같이 벤츄리관을 이용하는 순환 펌프(600)는 약액 뿐만 아니라 기체가 포함되거나 약액 속에 이물질이 포함되어 있더라도 흡입력이 떨어지지 않고 성능을 유지할 수 있다.
벤츄리부(620)를 통과한 약액 및 기체는 약액 배출구(630)를 통하여 제2 회수관(520)으로 배출된다. 이러한 제2 회수관(520)에는 폐액 속의 이물질을 제거하 는 필터(500)가 연결되어 있다. 필터(500)를 통과한 폐액은 이물질이 제거되어 재생 약액이 되며, 재생 약액은 탱크(400)에 저장된 후, 다시 재생액 공급관(420)을 통하여 노즐(700)로 공급된다.
탱크(400)에는 내부의 압력을 측정할 수 있는 압력계(440)와 탱크(400) 내부의 압력에 따라 기체를 배출할 수 있는 배기관(410)이 연결된다. 이러한 배기관(410)에는 배출 기체를 조절할 수 있는 배기 밸브(450)가 연결된다.
탱크(400)는 밀폐형 용기로 형성될 수 있다. 탱크(400)를 밀폐형 용기로 형성하면, 순환 펌프(600)를 통하여 유입되는 기체를 이용하여 재생액 공급관(420)으로 공급되는 재생액의 압력을 조절할 수 있다. 즉, 탱크(400) 내의 재생액에 재생액 공급관(420)의 일부가 잠겨있어, 탱크(400) 내의 압력을 고압으로 유지하면 재생액이 재생액 공급관(420)을 통하여 배출된다.
한편, 탱크(400) 내의 압력은 순환 펌프(600)의 효율에 영향을 주게 되므로, 탱크(400) 내부의 압력은 적절하게 유지되는 것이 바람직하다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 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. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 회수 장치를 포함하는 약액 공급 시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1의 약액 회수 장치에 포함되는 순환 펌프의 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110: 제1 약액 유입관 115: 제1 유입 밸브
120: 제2 약액 유입관 125: 제2 유입 밸브
200: 혼합기 210: 제1 공급 배관
215: 제1 공급 밸브 300: 가열기
310: 제2 공급 배관 315: 제2 공급 밸브
400: 탱크 410: 배기관
420: 재생액 공급관 425: 재생액 공급 밸브
440: 압력계 450: 배기 밸브
500: 필터 510: 제1 회수관
520: 제2 회수관 600: 순환 펌프
640: 기체 흡입관 650: 기체 공급관
700: 노즐 800: 보울

Claims (2)

  1. 약액이 유입되는 제1 회수관;
    기체가 공급되는 기체 공급관;
    상기 기체 공급관에 연결되어 상기 기체가 유입되는 기체 흡입구, 상기 기체 흡입구의 직경보다 작게 형성되고 상기 제1 회수관이 연결되어 상기 기체와 상기 약액이 통과하는 벤츄리부, 및 상기 벤츄리부의 직경보다 크게 형성되며, 상기 벤츄리부를 통과한 상기 기체 및 상기 약액이 배출되는 약액 배출구를 포함하는 순환 펌프; 및
    상기 약액 배출구에 연결되어 상기 기체 및 상기 약액을 배출하는 제2 회수관을 포함하는 약액 회수 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기체는 질소이며, 상기 제2 폐액관에 상기 폐액의 이물질을 제거하는 필터를 더 포함하는 약액 회수 장치.
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