KR20110039673A - 약액 냉각 장치 - Google Patents

Abstract

약액 냉각 장치는 냉각 탱크, 공급관, 배출관, 냉각관들, 온도 센서 및 밸브를 포함한다. 냉각 탱크는 냉매가 수용하고, 공급관은 냉각 탱크로 약액을 공급하며, 배출관은 냉각 탱크로부터 약액을 배출한다. 냉각관들은 냉각 탱크 내부에 구비되어 공급관 및 배출관을 연결하고, 냉매와 접촉함으로써 약액을 냉각한다. 온도 센서는 배출관에 구비되고, 냉각관들을 지나면서 냉각된 약액의 온도를 감지한다. 밸브는 배출관에 구비되고, 온도 센서에서 감지된 약액의 온도가 기 설정 온도와 같거나 낮은 경우 약액을 배출하기 위해 배출관을 개방하며, 온도 센서에서 감지된 약액의 온도가 기 설정 온도보다 높은 경우 약액의 배출을 차단하기 위해 배출관을 차단한다.

Description

약액 냉각 장치{Apparatus for cooling a solution}

본 발명은 약액 냉각 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판 처리 공정에서 사용된 고온의 약액을 냉각하는 약액 냉각 장치에 관한 것이다.

반도체 소자와 평판 표시 소자는 기판 상에 회로 패턴들을 형성하기 위한 다양한 단위 공정들을 수행하여 제조된다. 상기 단위 공정의 예로는 증착 공정, 사진 공정, 현상 공정, 세정 공정, 식각 공정, 스트립공정, 건조 공정 등을 들 수 있다.

상기 단위 공정들 중 세정 공정은 상기 기판 상의 잔류물을 제거하기 위한 것으로, 상기 잔류물을 상기 기판으로부터 제거하기 위하여 불산, 황산 등과 같은 세정액이 이용될 수 있다. 상기 세정액을 이용하여 상기 기판 상의 이물질을 제거한 후 상기 세정액은 회수된다. 상기 회수된 세정액은 재처리 공정을 거쳐 재활용되거나 폐기될 수 있다. 이때 세정액의 온도가 상대적으로 높은 경우, 고온의 세정액에 의하여 흄이 발생하거나 세정액을 저장하는 저장조 또는 회수 라인 등에 손상이 발생할 수 있다. 따라서 상기 세정액을 냉각시키기 위한 약액 냉각 장치가 필요하다.

본 발명은 고온의 약액을 효율적으로 냉각할 수 있는 약액 냉각 장치를 제공한다.

본 발명에 따른 약액 냉각 장치는 냉매가 수용된 냉각 탱크와, 상기 냉각 탱크로 약액을 공급하기 위한 공급관과, 상기 냉각 탱크로부터 상기 약액을 배출하기 위한 제1 배출관과, 상기 냉각 탱크 내부에 구비되어 상기 공급관 및 상기 제1 배출관을 연결하고, 상기 냉매와 접촉함으로써 상기 약액을 냉각하기 위한 다수의 제1 냉각관들과, 상기 배출관에 구비되고, 상기 제1 냉각관들을 지나면서 냉각된 상기 약액의 온도를 감지하는 온도 센서 및 상기 제1 배출관에 구비되고, 상기 온도 센서에서 감지된 상기 약액의 온도가 기 설정 온도와 같거나 낮은 경우 상기 약액을 배출하기 위해 상기 제1 배출관을 개방하며, 상기 온도 센서에서 감지된 상기 약액의 온도가 기 설정 온도보다 높은 경우 상기 약액의 배출을 차단하기 위해 상기 제1 배출관을 차단하는 밸브를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 약액 냉각 장치는 상기 온도 센서에서 감지된 상기 약액의 온도가 기 설정 온도보다 높은 경우 상기 제1 배출관으로 배출되는 약액을 상기 냉각 탱크로 재차 공급하기 위한 순환관과, 상기 냉각 탱크로부터 상기 약액을 배출하기 위한 제2 배출관 및 상기 냉각 탱크 내부에 구비되어 상기 순환관과 상기 제2 배출관을 연결하고, 상기 냉매와 접촉함으로써 상기 약액 을 추가로 냉각하기 위한 다수의 제2 냉각관들을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 약액 냉각 장치는 제1 냉각관들 및 제2 냉각관들이 다수개로 분기되므로 냉매와 상기 냉각관들의 접촉 면적을 증가시킬 수 있다. 따라서, 상기 냉각관들 내의 약액의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 약액 냉각 장치는 상기 제1 냉각관들에서 냉각된 약액의 온도가 기 설정된 온도보다 높은 경우 상기 밸브를 이용하여 상기 약액의 배출을 차단하고 순환관과 제2 냉각관들을 이용하여 상기 약액을 재차 냉각할 수 있다. 따라서, 고온의 약액에 의한 배관의 손상을 방지할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 약액 냉각 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나 의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 냉각 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.

도 1을 참조하면, 상기 약액 냉각 장치(100)는 고온의 약액을 냉각하기 위한 것으로, 냉각 탱크(110), 약액 공급관(120), 약액 배출관(130), 제1 냉각관 들(140), 온도 센서(150), 순환관(160) 및 제2 냉각관(170)을 포함한다.

상기 약액은 기판 상의 잔류물을 제거하는데 사용되며, 상기 약액의 예로는 불산, 황산, 질산, SPM(Sulfuric acid Peroxide Mixture) 등을 들 수 있다. 상기 약액은 약 100℃ 이상의 고온 상태로 상기 약액 냉각 장치(100)로 공급된다.

상기 냉각 탱크(110)는 내부에 냉매를 수용한다. 상기 냉매의 예로는 냉각수를 들 수 있다. 상기 냉각 탱크(110)는 입구(112) 및 출구(114)를 포함한다. 상기 냉매는 상기 입구(112)를 통해 상기 냉각 탱크(110) 내부로 공급되고, 상기 출구(114)를 통해 외부로 배출된다. 도시되지 않았지만, 상기 입구(112) 및 출구(114)는 순환 배관을 통해 연결되며, 상기 순환 배관에는 순환 펌프 및 열 교환기가 구비될 수 있다. 상기 순환 펌프는 상기 냉매를 상기 출구(114)를 통해 배출된 냉매를 상기 입구(112)로 공급하여 순환시킨다. 상기 열 교환기는 상기 출구(114)를 통해 외부로 배출된 냉매를 냉각한다. 그러므로, 상기 냉매는 상기 열 교환기를 지나면서 일정 온도로 냉각되어 상기 냉각 탱크(110)로 공급된다. 따라서, 상기 냉각 탱크(110) 내의 냉매 온도를 일정하게 유지할 수 있다.

상기 공급관(120)은 상기 냉각 탱크(110)의 상면과 연결되며, 상기 기판의 잔류물 제거에 사용된 고온의 약액을 상기 냉각 탱크(110)로 공급한다.

상기 제1 배출관(130)은 상기 냉각 탱크(110)의 하면과 연결되며, 상기 냉각 탱크(110)에서 냉각된 상기 약액을 외부로 배출한다.

상기 제1 냉각관들(140)은 다수개의 관으로 이루어지며, 상기 공급관(120) 및 상기 제1 배출관(130)을 연결한다. 상기 공급관(120)을 통해 제공된 약액이 상 기 제1 냉각관들(140)을 지나 상기 제1 배출관(130)으로 제공된다. 상기 약액은 상기 냉각 탱크(110) 내부를 지나면서 열 교환을 통해 냉각된다.

상기 제1 냉각관들(140)은 상기 공급관(120) 및 상기 제1 배출관(130)의 지름보다 작은 지름을 갖는다. 상기 제1 냉각관들(140)의 지름이 작고 개수가 많으므로, 상기 제1 냉각관들(140)이 상기 냉매와 접촉하는 표면적이 넓다. 또한, 상기 제1 냉각관들(140)의 지름이 작으므로, 상기 제1 냉각관들(140)의 두께도 얇다. 따라서, 상기 배관(140)을 통한 열 전달이 잘 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 제1 냉각관들(140)은 다양한 형태로 배치될 수 있다. 일 예로, 상기 제1 냉각관들(140)은 코일 형태로 배치될 수 있다. 다른 예로, 상기 제1 냉각관들(140)은 지그재그 형태로 배치될 수 있다. 그러므로, 상기 제1 냉각관들(140)의 길이를 길게 하여 상기 제1 냉각관들(140)이 상기 냉매와 접촉하는 표면적을 넓힐 수 있다.

따라서, 상기 제1 냉각관들(140) 내의 약액과 상기 냉각 탱크(110)의 냉매 사이의 열 교환이 넓은 면적에서 신속하게 이루어질 수 있으며, 상기 약액의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 제1 냉각관들(140)은 개수가 많지만 지름이 작으므로, 상기 냉각 탱크(110)의 내부 공간을 상대적으로 적게 차지한다. 따라서, 상기 냉각 탱크(110) 내에 상기 냉매를 저장할 수 있는 공간이 상대적으로 넓어지는 효과를 얻을 수 있다.

제1 및 제2 매니폴드들(142, 144)은 상기 제1 냉각관들(140)과 상기 공급 관(120) 및 상기 제1 배출관(130)의 연결 부위에 각각 구비된다. 상기 제1 및 제2 매니폴드들(142, 144)은 하나의 관에서 다수의 분기관이 연결된 형태를 갖는다. 따라서, 상기 제1 및 제2 매니폴드들(142, 144)은 상기 공급관(120)과 상기 제1 냉각관들(140) 및 상기 제1 냉각관들(140)과 상기 제1 배출관(130)을 용이하게 연결한다. 또한, 상기 제1 및 제2 매니폴드들(142, 144)은 기 공급관(120)과 상기 제1 냉각관들(140) 및 상기 제1 냉각관들(140)과 상기 제1 배출관(130)의 연결 부위를 통해 상기 약액이 누설되는 것을 방지할 수 있다.

상기 온도 센서(150)는 상기 냉각 탱크(110)의 하부면에 구비되며, 상기 제1 냉각관들(140)을 지나면서 냉각된 약액의 온도를 감지한다. 예를 들면, 상기 온도 센서(150)는 상기 제2 매니폴드(144) 내의 약액 온도를 측정한다.

상기 밸브(160)는 상기 제1 배출관(130)에 구비되어 상기 제1 배출관(130)을 개폐한다. 예를 들면, 상기 온도 센서(150)에서 측정된 약액의 온도가 기 설정된 온도와 같거나 낮은 경우, 상기 밸브(160)는 상기 제1 배출관(130)을 개방한다. 따라서, 상기 약액이 상기 제1 배출관(130)을 통해 배출된다. 상기 온도 센서(150)에서 측정된 약액의 온도가 기 설정된 온도보다 높은 경우, 상기 밸브(160)는 상기 제1 배출관(130)을 차단한다. 따라서, 고온의 약액에 의해 상기 제1 배출관(130)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

상기 순환관(170)은 상기 제2 매니폴드(144)와 상기 냉각 탱크(110)의 상면을 연결한다.

상기 순환 펌프(175)는 상기 순환관(170) 상에 구비되며, 상기 제1 배출 관(130)을 통해 배출되지 못한 기 설정된 온도보다 높은 온도의 약액을 펌핑하여 상기 순환관(170)을 통해 상기 냉각 탱크(110)로 다시 공급한다.

상기 제2 배출관(180)은 상기 냉각 탱크(110)의 하면과 연결되며, 상기 냉각 탱크(110)에서 냉각된 상기 약액을 외부로 배출한다.

상기 제2 냉각관들(190)은 다수개의 관으로 이루어지며, 상기 순환관(170) 및 상기 제2 배출관(180)을 연결한다. 상기 순환관(170)을 통해 제공된 약액이 상기 제2 냉각관들(190)을 지나 상기 제2 배출관(180)으로 제공된다. 상기 약액은 상기 냉각 탱크(110) 내부를 지나면서 열 교환을 통해 재차 냉각된다.

상기 제2 냉각관들(190)에 대한 구체적인 설명은 상기 제1 냉각관들(140)에 대한 설명과 실질적으로 동일하므로 생략한다.

따라서, 상기 제2 냉각관들(190) 내의 약액과 상기 냉각 탱크(110)의 냉매 사이의 열 교환이 넓은 면적에서 신속하게 이루어질 수 있으며, 상기 약액의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.

제3 및 제4 매니폴드들(192, 194)은 상기 제2 냉각관들(190)과 상기 순환관(170) 및 상기 제2 냉각관들(190)과 상기 제2 배출관(180)의 연결 부위에 각각 구비된다. 따라서, 상기 제3 및 제4 매니폴드들(192, 194)은 상기 제2 냉각관들(190)과 상기 순환관(170) 및 상기 제2 냉각관들(190)과 상기 제2 배출관(180)을 용이하게 연결하며, 상기 연결 부위를 통해 상기 약액이 누설되는 것을 방지할 수 있다.

상기 약액 냉각 장치(100)는 상기 제1 냉각관들(140)을 이용하여 상기 약액 을 냉각하고, 상기 약액에 대한 추가적인 냉각이 필요한 경우, 상기 제2 냉각관(190)을 이용하여 상기 약액을 다시 냉각한다. 따라서, 상기 약액이 온도가 높아 상기 배출관들(130, 180)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 약액 냉각 장치는 제1 냉각관들 및 제2 냉각관들이 다수개로 분기되므로 냉매와 상기 냉각관들의 접촉 면적을 증가시킬 수 있다. 따라서, 상기 냉각관들 내의 약액의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 약액 냉각 장치는 순환관과 제2 냉각관들을 이용하여 상기 약액을 재차 냉각할 수 있다. 따라서, 고온의 약액에 의한 배관의 손상을 방지할 수 있다.

그리고, 상기 약액 냉각 장치는 고온의 약액을 이용하는 반도체 제조 설비 또는 평판 표시 장치의 제조 설비에 적용될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 냉각 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 약액 공급 장치 110 : 냉각 탱크

120 : 공급관 130 : 제1 배출관

140 : 제1 냉각관 150 : 온도 센서

160 : 밸브 170 : 순환관

175 : 펌프 180 : 제2 배출관

190 : 제2 냉각관

Claims (2)

1. 냉매가 수용된 냉각 탱크;

   상기 냉각 탱크로 약액을 공급하기 위한 공급관;

   상기 냉각 탱크로부터 상기 약액을 배출하기 위한 제1 배출관;

   상기 냉각 탱크 내부에 구비되어 상기 공급관 및 상기 제1 배출관을 연결하고, 상기 냉매와 접촉함으로써 상기 약액을 냉각하기 위한 다수의 제1 냉각관들;

   상기 배출관에 구비되고, 상기 제1 냉각관들을 지나면서 냉각된 상기 약액의 온도를 감지하는 온도 센서; 및

   상기 제1 배출관에 구비되고, 상기 온도 센서에서 감지된 상기 약액의 온도가 기 설정 온도와 같거나 낮은 경우 상기 약액을 배출하기 위해 상기 제1 배출관을 개방하며, 상기 온도 센서에서 감지된 상기 약액의 온도가 기 설정 온도보다 높은 경우 상기 약액의 배출을 차단하기 위해 상기 제1 배출관을 차단하는 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 냉각 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 온도 센서에서 감지된 상기 약액의 온도가 기 설정 온도보다 높은 경우 상기 제1 배출관으로 배출되는 약액을 상기 냉각 탱크로 재차 공급하기 위한 순환관;

   상기 냉각 탱크로부터 상기 약액을 배출하기 위한 제2 배출관; 및

   상기 냉각 탱크 내부에 구비되어 상기 순환관과 상기 제2 배출관을 연결하 고, 상기 냉매와 접촉함으로써 상기 약액을 추가로 냉각하기 위한 다수의 제2 냉각관들을 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 냉각 장치.

Images