KR20160064303A - 피에스알 정면 공정의 약액 농도 관리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피에스알(PSR : Photo solder resist) 정면 공정의 약액 농도 관리 장치에 관한 것으로, 특히 정면 공정 챔버와 메인 탱크 사이에서 공정 약액을 순환 공급하여 피에스알 정면 공정을 진행하는 과정에서 실시간으로 공정 약액의 농도를 허용 범위 내로 조절할 수 있도록 구성함으로써, 과부식 또는 미부식에 의한 품질 문제를 해소하고, 정면 공정을 지속적으로 진행함으로써 생산성을 향상시킬 수 있으며, 더 나아가 공정 약액에 포함된 동과 기포를 제거한 후 공정 약액 성분의 농도를 측정하도록 구성함으로써, 약액 성분의 농도를 정확하게 측정할 수 있도록 하는 피에스알 정면 공정의 약액 농도 관리 장치에 관한 것이다.
본 발명인 피에스알 정면 공정의 약액 농도 관리 장치를 이루는 구성수단은, 정면 공정 챔버로 공정 약액을 공급하고, 정면 공정 챔버에서 사용된 공정 양액을 회수하는 메인 탱크, 상기 메인 탱크 내의 공정 약액을 공급받아 공정 약액에 포함되어 있는 동을 필터링하는 필터링 모듈, 상기 필터링 모듈에 의하여 동이 필터링된 공정 약액을 공급받아 약액 성분의 농도를 측정하는 센서 모듈, 상기 센서 모듈에 의하여 측정된 약액 성분의 농도가 허용 범위를 벗어난 경우, 제어 모듈의 제어를 받아 허용 범위를 벗어난 농도를 가지는 약액 성분을 상기 메인 탱크로 공급하는 약액 보충 모듈을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

피에스알 정면 공정의 약액 농도 관리 장치{APPARATUS FOR MANAGING LIQUID CHEMICAL CONCENTRATION IN THE PRE­TREATMENT PROCESS}

본 발명은 피에스알(PSR : Photo solder resist) 정면 공정의 약액 농도 관리 장치에 관한 것으로, 특히 정면 공정 챔버와 메인 탱크 사이에서 공정 약액을 순환 공급하여 피에스알 정면 공정을 진행하는 과정에서 실시간으로 공정 약액의 농도를 허용 범위 내로 조절할 수 있도록 구성함으로써, 과부식 또는 미부식에 의한 품질 문제를 해소하고, 정면 공정을 지속적으로 진행함으로써 생산성을 향상시킬 수 있으며, 더 나아가 공정 약액에 포함된 동과 기포를 제거한 후 공정 약액 성분의 농도를 측정하도록 구성함으로써, 약액 성분의 농도를 정확하게 측정할 수 있도록 하는 피에스알 정면 공정의 약액 농도 관리 장치에 관한 것이다.

일반적인 피에스알(PSR : Photo Solder Resist) 공정은 PCB 또는 FPCB 등 인쇄회로기판 제작 공정 중, 불변성 잉크를 사용하여 비 활용영역을 코팅하는 공정에 해당한다.

즉, 피에스알 공정은 불변성 잉크(Permanent ink)를 도금된 회로 상에 코팅하여 회로를 보호하고, 다음 공정인 표면처리와 부품실장 공정에서 회로와 회로 사이에 솔더 브릿지(solder bridge) 현상 등이 발생하는 것을 방지하기 위해 실시하는 공정이다.

도 1에 도시된 바와 같이 기존 일반적인 피에스알 공정은 소공정 순서대로, 정면(pre-treatment) 공정, 인쇄(printin) 공정, 노광(exposure) 공정, 현상(developing) 공정 및 건조(curing) 공정들로 구성된다.

상기 정면 공정은 기판표면과 잉크와의 밀착성에 악영향을 주는 산화피막, 유지분등을 제거함과 동시에 회로 형성된 제품의 동 표면에 조도(Roughness)를 부여하여 인쇄 공정에서 잉크와 동과의 밀착력을 향상 시키는 공정에 해당된다.

다음 공정인 인쇄 공정은 회로 형성된 기판표면에 잉크를 도포하여, PCB 또는 FPCB 표면회로를 외부로부터 보호하기 위한 공정으로서, 코팅하는 방법에 따라 스크린 코팅(Screen coating) 공법, 스프레이 코팅(Spray coating) 공법 등이 있다.

다음 공정인 노광 공정은 인쇄된 잉크의 레지스트 역할을 할 부위와 동 노출시킬 부위를 노광용 필름을 통해 UV빛을 조사하여 선택적으로 광경화시키기 위한 공정이다.

다음 공정인 현상 공정은 노광 후 UV빛을 안받아 경화되지 않은 부위의 레지스트를 현상액으로 제거하여 동을 노출시키는 공정이다.

마지막 공정으로서, 건조 공정은 PSR 현상후의 제품에 열풍을 일정시간 동안 가하여 PSR 잉크를 완전 경화시키는 과정이다.

이와 같은 PSR 공정의 소공정들은 각각의 해당 장비를 이용하여 연속적으로 진행될 수도 있고, 비연속적 즉 개별적으로 진행될 수도 있다.

특히, 상기 PSR 정면 공정은 정면 공정 챔버 내에서 진행되고, 상기 정면 공정 챔버 내로 공정 약액을 지속적으로 공급하여 진행된다. 좀 더 구체적으로, 상기 PSR 정면 공정은 정면 공정 챔버와 이 정면 공정 챔버 내로 공정 약액을 공급하는 메인 탱크로 구성한 후, 상기 메인 탱크 내의 공정 약액을 상기 정면 공정 챔버 내로 지속적으로 공급하여 정면 공정을 수행하고, 상기 정면 공정에 사용된 공정 약액을 상기 정면 공정 챔버로부터 상기 메인 탱크로 회수된다.

이와 같이, 상기 정면 공정에 사용되는 공정 약액은 메인 탱크와 정면 공정 챔버 사이에서 순환 공급된다. 결과적으로, 상기 공정 약액은 정면 공정을 지속적으로 진행함에 따라, 그 농도가 변하게 된다.

그런데, 상기 공정 용액은 상기 인쇄회로기판에 대한 정면 공정의 품질을 유지할 수 있는 농도 범위, 즉 허용 범위의 농도를 유지할 필요가 있다. 상기 공정 약액의 농도가 너무 높은 경우(허용 범위를 초과하는 경우)에는 과부식 또는 과식각이 발생할 수 있고, 반대로 상기 공정 약액의 농도가 너무 낮은 경우(허용 범위 미만인 경우)에는 미부식 또는 미식각이 발생할 수 있다.

이와 같이, 상기 공정 약액의 농도가 허용 범위를 벗어난 경우에, 상기 인쇄회로기판의 해당 부분에 대한 과부식 또는 미부식이 발생하고, 이는 피에스알 정면 공정의 품질을 떨어뜨리는 문제를 발생시킨다.

따라서, 상기 피에스알 정면 공정을 연속적으로 수행하는 과정에서, 상기 메인 탱크 내의 공정 약액의 성분에 대한 농도 측정이 반드시 필요하다.

대한민국 등록특허 제10-0957418호(인쇄회로기판의 제조방법 및 그에 따라서 제조된 인쇄회로기판)에는 인쇄회로기판 제조 과정에서 진행되는 피에스알 공정과, 이에 포함되는 소공정으로서 피에스알 정면 공정에 대하여 소개하고 있지만, 구체적으로 공정 약액의 농도 측정 또는 농도를 관리하는 기술에 대해서는 기재하지 않고 있다.

실제 현재 PSR 정면 공정에서의 공정 약액 농도 관리는 다양한 분석법에 의하여 이루어지고 있다. 즉, 피에스알 정면 공정에 사용되는 공정 약액의 성분에 대한 농도 관리는 실시간 농도 측정에 의해서 이루어지는 것이 아니라, 일정 기간 동안 피에스알 정면 공정을 진행한 후, 피에스알 정면 공정을 멈춘 상태에서, 상기 메인 탱크 내의 공정 약액을 끄집어 내어 약액 성분의 농도를 측정한다.

상기 공정 약액 농도 측정 결과, 특정 공정 약액 성분의 농도가 부족하면, 해당 공정 약액 성분을 상기 메인 탱크로 더 공급하는 과정을 통하여 상기 공정 약액의 농도를 허용 범위 내로 유지한 후, 다시 상기 피에스알 정면 공정을 진행한다.

결과적으로, 기존 피에스알 정면 공정의 약액 관리 방법에 의하면, 실시간 농도 관리가 이루어지지 않기 때문에, 피에스알 정면 공정 과정 중, 상기 피에스알 정면 공정의 공정 약액의 농도가 허용 범위를 벗어날 수 있고, 이 경우 과부식 또는 미부식 현상이 발생할 수 있으며, 이로 인하여 피에스알 정면 공정의 품질 문제가 발생할 수 있다.

또한 메인 탱크 내의 공정 약액의 농도를 측정하기 위하여 정면 공정을 중지해야 하기 때문에, 생산성이 떨어지는 문제점도 발생한다.

따라서, 현 시점에서 인쇄회로기판 제작 공정 중, 피에스알 공정의 정면 약액의 농도를 실시간으로 측정하고, 측정된 농도에 따라 상기 메인 탱크 내의 공정 약액의 농도를 지속적으로 허용 범위 내로 유지할 수 있도록 하는 장치 또는 방법이 필요한 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 정면 공정 챔버와 메인 탱크 사이에서 공정 약액을 순환 공급하여 피에스알 정면 공정을 진행하는 과정에서 실시간으로 공정 약액의 농도를 허용 범위 내로 조절할 수 있도록 구성함으로써, 과부식 또는 미부식에 의한 품질 문제를 해소하고, 정면 공정을 지속적으로 진행함으로써 생산성을 향상시킬 수 있으며, 더 나아가 공정 약액에 포함된 동과 기포를 제거한 후 공정 약액 성분의 농도를 측정하도록 구성함으로써, 약액 성분의 농도를 정확하게 측정할 수 있도록 하는 피에스알 정면 공정의 약액 농도 관리 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 제안된 본 발명인 피에스알 정면 공정의 약액 농도 관리 장치를 이루는 구성수단은, 정면 공정 챔버로 공정 약액을 공급하고, 정면 공정 챔버에서 사용된 공정 양액을 회수하는 메인 탱크, 상기 메인 탱크 내의 공정 약액을 공급받아 공정 약액에 포함되어 있는 동을 필터링하는 필터링 모듈, 상기 필터링 모듈에 의하여 동이 필터링된 공정 약액을 공급받아 약액 성분의 농도를 측정하는 센서 모듈, 상기 센서 모듈에 의하여 측정된 약액 성분의 농도가 허용 범위를 벗어난 경우, 제어 모듈의 제어를 받아 허용 범위를 벗어난 농도를 가지는 약액 성분을 상기 메인 탱크로 공급하는 약액 보충 모듈을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 필터링 모듈에 의하여 동이 필터링된 공정 약액을 공급받아, 공정 약액에 포함된 기포를 제거한 후, 상기 센서 모듈로 상기 기포가 제거된 공정 약액을 공급하는 버퍼 모듈을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 센서 모듈은 상기 동이 필터링되고 기포가 제거된 공정 약액에 포함된 황산과 과산화수소의 약액 성분 각각에 대한 농도를 측정하여 상기 제어 모듈에 전송하고, 상기 메인 탱크 내의 공정 약액을 공급받아 동의 농도를 측정하여 상기 제어 모듈에 전송하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 과제 및 해결수단을 가지는 본 발명인 피에스알 정면 공정의 약액 농도 관리 장치에 의하면, 정면 공정 챔버와 메인 탱크 사이에서 공정 약액을 순환 공급하여 피에스알 정면 공정을 진행하는 과정에서 실시간으로 공정 약액의 농도를 허용 범위 내로 조절할 수 있도록 구성하기 때문에, 과부식 또는 미부식에 의한 품질 문제를 해소하고, 정면 공정을 지속적으로 진행함으로써 생산성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 공정 약액에 포함된 동과 기포를 제거한 후 공정 약액 성분의 농도를 측정하도록 구성하기 때문에, 약액 성분의 농도를 정확하게 측정할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래의 일반적인 피에스알 공정을 구성하는 연속적인 소공정을 보여준다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 피에스알 정면 공정의 약액 농도 관리 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 피에스알 정면 공정의 약액 농도 관리 장치에 적용되는 필터링 모듈의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 피에스알 정면 공정의 약액 농도 관리 장치에 적용되는 버퍼 모듈의 구성도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상기와 같은 과제, 해결수단 및 효과를 가지는 본 발명인 피에스알 정면 공정의 약액 관리 장치에 관한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 피에스알 정면 공정의 약액 농도 관리 장치(100)의 구성도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 피에스알 정면 공정의 약액 농도 관리 장치(100)는 정면 공정 챔버(1)와 사이에서 공정 약액을 순환 공급시키는 메인탱크(10), 상기 메인 탱크(10)로부터 공급된 공정 약액에 포함된 동을 필터링시켜 제거하는 필터링 모듈(20), 상기 필터링 모듈(20)에서 동이 필터링된 공정 약액에 포함된 약액 성분의 농도를 측정하는 센서 모듈(40), 상기 센서 모듈(40)에서 측정된 약액 성분의 농도를 참조하여 메인 탱크(10) 내로 해당 약액을 공급하는 것을 제어하는 제어 모듈(50) 및 상기 제어 모듈(50)의 제어를 받아 상기 해당 약액을 상기 메인 탱크(10) 내로 공급하는 약액 보충 모듈(60)을 포함하여 구성되고, 상기 필터링 모듈(20)과 상기 센서 모듈(40) 사이에, 상기 동이 필터링된 공정 약액에 포함된 기포를 제거하는 버퍼 모듈(30)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 메인 탱크(10)는 상기 정면 공정 챔버(1)로 공정 약액을 공급하고, 상기 정면 공정 챔버(1)에서 사용된 공정 약액을 회수한다. 즉, 상기 공정 약액은 상기 메인 탱크(10)와 상기 정면 공정 챔버(1) 사이에서 순환된다.

구체적으로, 상기 메인 탱크(10)는 공급 펌프(미도시)를 통하여 상기 공정 약액을 상기 정면 공정 챔버(1) 내로 공급한다. 그러면, 상기 정면 공정 챔버(1)는 상기 공정 약액을 이용하여 인쇄회로기판에 대하여 피에스알 정면 공정을 수행한다.

상기 정면 공정 챔버(1) 내에서 사용된 공정 약액은 상기 메인 탱크(10)로 다시 회수된다. 상기 정면 공정 챔버(1)에서 사용된 공정 약액은 하측에 구비된 회수 베셀(vessel)로 회수된 후, 펌핑에 의하여 상기 메인 탱크(10)로 공급되어 회수될 수도 있고, 상기 메인 탱크(10)가 상기 정면 공정 챔버(1)보다 하측에 배치되어, 회수관을 통하여 자연 낙하로 상기 메인 탱크(10)로 회수될 수도 있다.

이와 같이 상기 공정 약액은 상기 메인 탱크(10)와 상기 정면 공정 챔버(1) 사이에서 순환된다. 따라서, 상기 공정 약액은 피에스알 정면 공정이 지속적으로 진행되는 과정에서, 농도 변화가 발생한다. 본 발명은 상기 농도 변화가 발생하는 공정 약액의 농도를 피에스알 정면 공정 진행 중에 실시간으로 측정하고, 더 나아가 상기 메인 탱크(10) 내의 공정 약액의 농도가 허용 범위 내로 유지될 수 있도록 관리한다.

여기서 공정 약액의 허용 범위는 상기 인쇄회로기판이 과부식 또는 미부식되어 불량이 발생하거나 또는 품질 허용치를 벗어나지 않도록 하는 농도의 범위를 의미한다.

상기 메인 탱크(10) 내의 공정 약액의 농도를 측정하고, 허용 범위를 유지할 수 있도록 관리하기 위하여, 기본적으로, 필터링 모듈(20), 센서 모듈(40), 제어 모듈(50) 및 약액 보충 모듈(60)을 구비하여 피에스알 정면 공정의 약액 농도 관리 장치를 구성할 수 있다.

상기 필터링 모듈(20)은 상기 메인 탱크(10) 내의 공정 약액을 공급받아 공정 약액에 포함되어 있는 동을 필터링한다. 상기 메인 탱크(10) 내의 공정 약액은 펌핑에 의하여 상기 필터링 모듈(20)로 공급될 수도 있고, 상기 메인 탱크(10)와 상기 필터링 모듈(20)이 연결관(도 3에서 도면 부호 11로 표기됨)으로 연결되고, 상기 연결관에 단속 밸브(미도시)가 구비되며, 상기 제어 모듈(50)이 상기 단속 밸브를 제어함으로써, 상기 메인 탱크(10) 내의 공정 약액이 상기 필터링 모듈(20)로 공급될 수 있도록 할 수 있다.

상기 필터링 모듈(20)은 상기 공정 약액에 포함된 동을 필터링한 후, 상기 센서 모듈(40)로 전달될 수 있도록 한다. 상기 메인 탱크(10) 내의 공정 약액에는 동 성분이 포함되어 있다. 즉, 피에스알 정면 공정이 진행되는 과정에서, 인쇄회로기판에 있는 동박이 제거되어 상기 사용된 공정 약액과 함께 상기 메인 탱크(10)로 회수된다.

그런데, 상기 센서 모듈(40)은 다양한 공정 약액 성분의 농도를 측정할 수 있지만, 공정 약액에 동이 포함되어 있는 경우, 정확한 농도 값을 산출할 수 없는 문제점이 있다. 예를 들어, 공정 약액에 포함되어 있는 약액 성분 중, 과산화수소는 빛굴절 농도계(센서)를 이용하여 농도를 측정할 수 있으나 공정 약액에 동이 섞여 있는 경우에는 정확한 농도 값을 산출할 수 없다.

따라서, 상기 센서 모듈(40)로 전달되는 공정 약액은 상기 필터링 모듈(20)에서 동이 제거된 상태로 전달된다. 즉, 상기 필터링 모듈(20)은 상기 메인 탱크(10)에서 전달된 공정 약액에 포함된 동을 필터링한 후, 상기 센서 모듈(40)로 동이 필터링된 공정 약액을 전달한다.

상기 필터링 모듈(20)은 상기 미립자에 해당되는 동을 필터링하기 위하여 마이크로 필터를 이용하는 것이 바람직하다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 필터링 모듈(20)은 상기 메인 탱크(10)와 연결된 연결관(11)의 타단에 일측면이 관통 연결되고, 타측면에 상기 센서 모듈(40)과 연결된 전송관(25)의 일단이 관통 연결된 필터링 베셀(21)과, 상기 필터링 베셀(21) 내에 배치되어, 상기 연결관(11)의 타단으로 들어와서 상기 전송관(25)의 일단을 통하여 나가는 공정 용액에 포함된 동을 필터링하기 위하여 상기 필터링 베셀(21) 내부에 배치되는 마이크로 필터(23)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 마이크로 필터(23)는 상기 필터링 베셀(21) 내에 수직으로 배치되되, 서로 이격되어 복수개 배치되는 것이 바람직하다. 이와 같이 상기 마이크로 필터가 복수개 배치됨으로써, 상기 연결관(11)에서 전송관(25)으로 이동하는 공정 약액에 포함된 동이 대부분 제거될 수 있다.

상기와 같이 구성된 필터링 모듈(20)에 의하여 동이 필터링된 공정 약액은 상기 센서 모듈(40)로 전달되어 약액 성분에 포함된 각각의 농도가 측정된다. 즉, 상기 센서 모듈(40)은 상기 필터링 모듈(20)에 의하여 동이 필터링된 공정 약액을 공급받아 약액 성분의 농도를 측정한다.

상기 센서 모듈(40)은 상기 필터링 모듈(20)에서 동이 제거된 상태로 공정 약액을 전달받기 때문에, 상기 필터링 모듈(20)에서 전달되는 공정 약액에 대해서는 동 이외의 공정 약액 성분에 대한 농도를 측정한다.

즉, 상기 센서 모듈(40)은 상기 동이 필터링된 공정 약액에 포함된 황산과 과산화수소의 약액 성분 각각에 대한 농도를 측정한다. 따라서, 상기 센서 모듈(40)은 상기 황산의 농도를 측정할 수 있는 센서와 상기 과산화수소의 농도를 측정할 수 있는 센서를 포함하여 구비한다.

한편, 상기 필터링 모듈(20)에 의하여 동이 필터링된 공정 용액에는 여전히 기포가 많이 포함되어 있기 때문에, 농도 측정 정확도를 높이기 위하여 상기 필터링 모듈(20)에서 동이 제거된 공정 용액은 버퍼 모듈(30)에서 기포가 제거된 상태로 상기 센서 모듈(40)로 전달되는 것이 더 바람직하다. 이에 대해서는 후술하겠다.

또한, 상기 센서 모듈(40)은 공정 약액에 포함되어 있는 동의 농도 역시 측정한다. 따라서, 상기 센서 모듈(40)은 동의 농도를 측정하기 위한 센서 역시 구비한다. 다만, 상기 센서 모듈(40)은 상기 필터링 모듈(20) 또는 버퍼 모듈(30)로부터 전달된 공정 약액에는 동이 제거된 상태이기 때문에, 상기 메인 탱크(10) 내의 공정 약액을 직접 전달받아 동의 농도를 측정한다. 이에 대해서는 후술하겠다.

상기 센서 모듈(40)에서 측정된 공정 약액 성분에 대한 각각의 농도 값은 상기 제어 모듈(50)로 전송된다. 그러면, 상기 제어 모듈(50)은 상기 측정된 공정 약액 성분에 대한 농도 값이 허용 범위를 벗어나는지 판단한다.

상기 제어 모듈(50)이 공정 약액 성분에 대한 농도 값이 허용 범위를 벗어난 것으로 판단한 경우, 상기 제어 모듈(50)은 상기 약액 보충 모듈(60)을 제어하여, 허용 범위를 벗어난 약액 성분이 상기 메인 탱크(10) 내로 공급되어 보충될 수 있도록 한다.

즉, 상기 약액 보충 모듈(60)은 상기 센서 모듈(40)에 의하여 측정된 약액 성분의 농도가 허용 범위를 벗어난 경우, 상기 제어 모듈(50)의 제어를 받아 허용 범위를 벗어난 농도를 가지는 약액 성분을 상기 메인 탱크(10)로 공급하여 보충될 수 있도록 한다.

상기 약액 보충 모듈(60)은 황산 또는 과산화수소를 상기 메인 탱크(10) 내로 공급하여 보충한다. 따라서, 상기 약액 보충 모듈(60)은 상기 황산을 수용하는 황산 보충 탱크와 상기 과산화수소를 수용하는 과산화수소 보충 탱크를 구비하고, 각각의 약액 성분을 상기 메인 탱크로 공급하기 위한 공급 펌프(미도시)를 구비한다.

이와 같은 구성을 통하여 상기 메인 탱크(10) 내의 공정 약액의 농도는 허용 범위 내의 농도로 지속적으로 유지할 수 있고, 결과적으로 상기 정면 공정 챔버(1) 내에서의 정면 공정은 품질 문제가 발생하지 않고 진행될 수 있다.

한편, 상술한 바와 같이, 상기 필터링 모듈(20)에서 필터링된 공정 약액은 상기 센서 모듈(40)로 바로 전달될 수도 있지만, 공정 약액에 포함된 기포를 제거하기 위하여 상기 버퍼 모듈(30)을 거친 후 상기 센서 모듈(40)로 전달될 수도 있다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 피에스알 정면 공정의 약액 농도 관리 장치(100)는 상기 필터링 모듈(20)에 의하여 동이 필터링된 공정 약액을 공급받아, 공정 약액에 포함된 기포를 제거한 후, 상기 센서 모듈(40)로 상기 기포가 제거된 공정 약액을 공급하는 버퍼 모듈(30)을 더 포함하여 구성될 수도 있다.

상기 공정 약액은 상기 메인 탱크(10)와 상기 정면 공정 챔버(1) 사이에서 순환 방식으로 공급 사용되고 있기 때문에, 공정 약액 내부에 다량의 기포가 발생한다. 이로 인하여 상기 센서 모듈(40)에 구비된 황산 또는 과산화수소의 농도를 측정하는 센서에 의하여 감지된 측정 농도 값의 헌팅(hunting)을 유발된다.

따라서, 상기 공정 약액은 동이 필터링된 후, 상기 버퍼 모듈(30)에 의하여 기포가 제거된 후 상기 센서 모듈(40)로 전달되는 것이 바람직하다.

상기 버퍼 모듈(30)은 상기 동이 필터링된 공정 약액에 포함된 기포를 제거하기 위하여 연속적으로 넘쳐 흐를 수 있도록 격벽을 이용하는 것이 바람직하다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 버퍼 모듈(30)은 상기 필터링 모듈(20)과 연결된 전송관(25)의 타단에 일측면이 관통 연결되고, 타측면에 상기 센서 모듈(40)과 연결된 배출관(35)의 일단이 관통 연결된 버퍼 베셀(31)과, 상기 버퍼 베셀(31) 내에 배치되어, 상기 전송관(25)의 타단으로 들어와서 상기 배출관(35)의 일단을 통하여 나가는 공정 용액에 포함된 기포를 제거하기 위하여 상기 버퍼 베셀(31) 내부에 배치되는 격벽(33)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 격벽(33)는 상기 버퍼 베셀(31) 내에 수직으로 배치되되, 서로 이격되어 복수개 배치되는 것이 바람직하다. 이와 같이 상기 격벽(33)이 복수개 배치됨으로써, 상기 전송관(25)에서 배출관(35)으로 이동하는 공정 약액이 지속적으로 넘쳐 흐르는 과정을 통하여 내부에 포함된 기포가 제거될 수 있다.

한편, 상기 버퍼 베셀(31)에 배치되는 복수개의 격벽(33)은 상기 전송관(25)에서 배출관(35)으로 갈수록 높이가 높아지는 것이 바람직하다. 상기 복수개의 격벽이 상기 전송관(25)에서 배출관(35)으로 갈수록 높이가 낮아지면 상기 공정 약액의 흐름 속도가 빨라져서 기포 제거 효과가 떨어질 수 있기 때문에, 상기 전송관(25)에서 배출관(35)으로 갈수록 상기 격벽의 높이는 높아지는 것이 바람직하다.

상기와 같이, 상기 필터링 모듈(20)에 의하여 동이 필터링되고, 버퍼 모듈(30)에 의하여 기포가 제거된 공정 약액은 상기 센서 모듈(40)로 전달되어 공정 약액에 포함된 약액 성분에 대한 각각의 농도를 측정한다.

구체적으로, 상기 센서 모듈(40)은 상기 동이 필터링되고 기포가 제거된 공정 약액에 포함된 황산과 과산화수소의 약액 성분 각각에 대한 농도를 측정하여 상기 제어 모듈에 전송한다.

한편, 상기 센서 모듈(40)은 상기 공정 약액에 포함된 동의 농도도 측정할 필요성이 있다. 따라서, 상기 센서 모듈(40)은 상기 버퍼 모듈(30)을 통해 들어오는 공정 용액은 상기 필터링 모듈(20)에 의하여 동이 제거된 상태이기 때문에, 상기 메인 탱크(10) 내의 공정 약액을 공급받아 동의 농도를 측정하여 상기 제어 모듈에 전송한다.

상기 센서 모듈(40)은 상기 메인 탱크(10)로부터 펌핑되어 전달된 공정 약액에 포함된 동의 농도를 측정할 수도 있고, 상기 메인 탱크(10)보다 낮은 위치에 배치되고, 상기 메인 탱크와 공급관으로 연결된 상태로 상기 메인 탱크로부터 자연 낙하된 공정 약액에 포함된 동의 농도를 측정할 수도 있다.

상기 제어 모듈(50)은 상기 센서 모듈(40)로부터 전달받은 상기 공정 약액에 포함된 황산의 농도 값, 과산화수소의 농도 값 및 동의 농도 값이 허용 범위를 벗어나는지를 판단하고, 상기 황산 또는 과산화수소의 농도 값이 허용 범위를 벗어난 것으로 판단한 경우에는 상기 약액 보충 모듈(60)을 제어하여 해당 약액 성분이 상기 메인 탱크로 보충될 수 있도록 제어한다.

한편, 상기 제어 모듈(50)은 상기 공정 약액에 포함된 동의 농도가 허용 범위를 벗어난 경우, 즉 허용 범위를 넘는 경우에는 공정 약액에 너무 많은 불순물이 포함되어 있기 때문에, 알람을 통하여 관리자에게 통보하고 피에스알 정면 공정이 중지되도록 제어한다.

이 경우, 상기 공정 약액에 동이 지나치게 많이 포함되어 있어서 피에스알 정면 공정의 품질을 떨어뜨릴 수 있기 때문에, 상기 메인 탱크 내의 공정 용액을 교체하거나, 또는 상기 메인 탱크와 연결된 별도의 필터링 장치를 이용하여 동을 제거하고, 동이 제거된 공정 약액이 상기 메인 탱크에 채워질 수 있도록 한다.

한편, 상기 메인 탱크(10)로부터 상기 센서 모듈(40)까지 이동하는 상기 공정 약액은 자연 낙하에 의하여 관을 따라 이동할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.

즉, 상기 센서 모듈(40)은 상기 버퍼 모듈(30)보다 하측에 배치된 상태로 배출관(35)에 의하여 연결되고, 상기 버퍼 모듈(30)은 상기 필터링 모듈(20)보다 하측에 배치된 상태로 전송관(25)에 의하여 연결되며, 상기 필터링 모듈(20)은 상기 메인 탱크(20)보다 하측에 배치된 상태로 연결관(11)에 의하여 연결되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 연결관(11)에는 단속 밸브가 구비되고, 이 단속 밸브는 상기 제어 모듈(50)의 제어를 받아 단속될 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 센서 모듈(40)은 상기 메인 탱크로부터 공정 약액을 전달받아 동의 농도를 측정하기 위하여, 상기 메인 탱크(10)와 공급관으로 연결되고, 이 공급관에도 개폐 밸브가 구비되고, 이 개폐 밸브는 상기 제어 모듈(50)의 제어를 받아 단속될 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 제어 모듈(50)은 주기적으로 상기 공정 약액의 농도를 측정하고 농도를 관리하기 위하여, 상기 센서 모듈(40)에 의하여 상기 공정 약액에 포함된 약액 성분, 즉 황산과 과산화수소의 농도를 측정하고자 하는 경우, 일단 상기 연결관(11)에 구비된 단속 밸브를 제어하여 개방될 수 있도록 한다.

그러면, 상기 메인 탱크(10) 내의 공정 약액은 자연 낙하에 의하여 상기 연결관(11)을 통해 상기 필터링 모듈(20)로 전달되고, 상기 필터링 모듈에서 동이 제거된 공정 용액은 자연 낙하에 의하여 전송관(25)을 통하여 상기 버퍼 모듈(30)로 전달될 수 있으며, 상기 버퍼 모듈(30)에서 기포가 제거된 공정 약액은 자연 낙하에 의하여 배출관(35)을 통하여 상기 센서 모듈(40)로 전달될 수 있다.

그러면, 상기 센서 모듈(40)은 상기 제어 모듈(5)의 제어에 따라, 상기 동과 기포가 제거된 공정 약액에 포함된 약액 성분, 즉 황산과 과산화수소의 농도 값을 측정하고, 그 결과를 상기 제어 모듈(50)로 전송한다. 그러면, 상기 제어 모듈은 상기 연결관(11)에 구비된 단속 밸브를 제어하여 폐쇄될 수 있도록 한다. 그리고, 각 농도 값이 허용 범위를 벗어난 경우에는 상기 약액 보충 모듈(60)을 제어하여 해당 약액 성분이 보충될 수 있도록 제어한다.

한편, 상기 제어 모듈(50)은 주기적으로 상기 메인 탱크와 상기 센서 모듈 사이에 연결된 공급관에 구비된 개폐 밸브를 제어하여 개방시켜, 상기 메인 탱크 내의 공정 약액이 자연 낙하로 상기 센서 모듈로 전달될 수 있도록 하고, 상기 센서 모듈(40)을 제어하여 상기 공정 약액에 포함된 동의 농도가 측정될 수 있도록 한다.

그리고, 상기 센서 모듈(40)로부터 동의 농도 값이 전달되면, 상기 개폐 밸브가 폐쇄될 수 있도록 제어한다. 또한 상기 동의 농도 값이 한계치를 넘으면, 상술한 바와 같이 관리자에게 알람을 통하여 알리거나 상기 피에스알 정면 공정을 중지시킬 수 있도록 제어한다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

1 : 정면 공정 챔버 10 : 메인 탱크
11 : 연결관 20 : 필터링 모듈
21 : 필터링 베셀 23 : 마이크로 필터
25 : 전송관 30 : 버퍼 모듈
31 : 버퍼 베셀 33 : 격벽
35 : 배출관 40 : 센서 모듈
50 : 제어 모듈 60 : 약액 보충 모듈
100 : 피에스알 정면 공정의 약액 농도 관리 장치

Claims (3)

1. 정면 공정 챔버로 공정 약액을 공급하고, 정면 공정 챔버에서 사용된 공정 양액을 회수하는 메인 탱크;
   상기 메인 탱크 내의 공정 약액을 공급받아 공정 약액에 포함되어 있는 동을 필터링하는 필터링 모듈;
   상기 필터링 모듈에 의하여 동이 필터링된 공정 약액을 공급받아 약액 성분의 농도를 측정하는 센서 모듈;
   상기 센서 모듈에 의하여 측정된 약액 성분의 농도가 허용 범위를 벗어난 경우, 제어 모듈의 제어를 받아 허용 범위를 벗어난 농도를 가지는 약액 성분을 상기 메인 탱크로 공급하는 약액 보충 모듈을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 피에스알 정면 공정의 약액 농도 관리 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 필터링 모듈에 의하여 동이 필터링된 공정 약액을 공급받아, 공정 약액에 포함된 기포를 제거한 후, 상기 센서 모듈로 상기 기포가 제거된 공정 약액을 공급하는 버퍼 모듈을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 피에스알 정면 공정의 약액 농도 관리 장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 센서 모듈은 상기 동이 필터링되고 기포가 제거된 공정 약액에 포함된 황산과 과산화수소의 약액 성분 각각에 대한 농도를 측정하여 상기 제어 모듈에 전송하고, 상기 메인 탱크 내의 공정 약액을 공급받아 동의 농도를 측정하여 상기 제어 모듈에 전송하는 것을 특징으로 하는 피에스알 정면 공정의 약액 농도 관리 장치.
   

Images