KR20180028021A - 기판세정장치 - Google Patents

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KR20180028021A
KR20180028021A KR1020170111130A KR20170111130A KR20180028021A KR 20180028021 A KR20180028021 A KR 20180028021A KR 1020170111130 A KR1020170111130 A KR 1020170111130A KR 20170111130 A KR20170111130 A KR 20170111130A KR 20180028021 A KR20180028021 A KR 20180028021A
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Abstract

본 발명은 본 발명은 액체와 기체가 혼합된 혼합유체를 분사하면서 기판을 세정할 때 상기 기판에 대한 세정효율을 증대시키고, 사용되는 에너지를 절감시킬 수 있는 기판세정장치에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 기판세정부와, 압축공기 공급부와, 초순수 공급부와, 배기수용 탱크유닛과, 폐수수용 탱크유닛과, 제 1 열교환유닛과, 제 2 열교환유닛;을 포함하는 기판세정장치를 제공한다.

Description

기판세정장치{Apparatus for cleaning a substrate}
본 발명은 기판세정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액체와 기체가 혼합된 혼합유체를 분사하면서 기판을 세정할 때 상기 기판에 대한 세정효율을 증대시키고, 사용되는 에너지를 절감시킬 수 있는 기판세정장치에 관한 것이다.
최근 스마트 영상기기의 발전에 따라 LCD 공정기술 또한 빠르게 발전 되고 있다.
특히, LCD 공정기술 중에서도 LCD의 불량을 감소시키고, 비용절감의 효과를 가져다 주는 LCD 세정공정 개선의 중요성이 대두되고 있다.
그러나 세정공정 관련기술이 발전됨에 따라 과도한 초기 설치비용, 에너지 소모량의 증가 및 환경 유해물질이 배출되는 문제점이 발생하고 있다.
현재 사용중인 세정기술은 초순수, 알콜계, 탄화수소계, 할로겐계 등의 세정제 소모가 많은 습식세정과, 초기투자비용 및 운영비용이 많이 요구되는 건식세정으로 나누어지고 있다.
상기 습식세정은 LCD 공정에서 대부분을 차지하고 있으며, 사용되는 세정제에 따라 오염물질이 배출되는 문제점이 있다.
또한, 상기 습식세정은 상기 세정제가 상기 기판에 부딪히는 충격력이 작아서 기판의 불순물을 제거하는 세정 효율이 낮은 문제점이 있다.
따라서 최근에는 오염물질의 배출이 적은 초순수 유체를 기반으로 고압세정장치(HPMJ)와, 다류체를 사용하는 스팀세정장치가 개발되어 사용되고 있다.
그러나, 종래의 고압세정장치 및 스팀세정장치는 초기 설치비용 및 유지비용이 큰 문제점이 있다.
또한, 스팀세정장치에서 스팀을 발생하기 위하여 온도를 상승시키는 과정에서 전력소모가 큰 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0682751호(발명의 명칭: 평판 글라스를 DI 워터 스팀으로 세정하기 위한 장치 및 그 방법)
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 액체와 기체가 혼합된 혼합유체를 분사하면서 기판을 세정할 때 상기 기판에 대한 세정효율을 증대시키고, 사용되는 에너지를 절감시킬 수 있는 기판세정장치를 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 오염된 기판을 세정하는 기판세정부; 상기 기판세정부 외부에 배치되며, 상기 기판세정부에 공급되는 압축공기를 수용하는 압축공기 공급부; 상기 기판세정부 외부에 배치되며, 상기 기판세정부에 공급되는 초순수를 수용하는 초순수 공급부; 상기 기판세정부와 연결되어 상기 기판세정부에서 발생되는 배기를 수용하는 배기수용 탱크유닛; 상기 기판세정부와 연결되어 상기 기판세정부에서 발생되는 폐수를 수용하는 폐수수용 탱크유닛; 상기 배기수용 탱크유닛과 상기 압축공기 공급부 사이에 배치되어, 상기 배기와 상기 압축공기를 열교환 시키는 제 1 열교환유닛; 그리고 상기 폐수수용 탱크유닛과 상기 초순수 공급부 사이에 배치되어, 상기 폐수와 상기 초순수를 열교환 시키는 제 2 열교환유닛;을 포함하는 기판세정장치를 제공한다.
상기 기판세정부는 오염된 기판을 수용하는 기판수용챔버, 상기 기판을 이송하는 기판이송부, 그리고 상기 기판을 세정하는 세정노즐을 포함할 수 있다.
상기 세정노즐은 상기 압축공기가 경유하며 가압 되는 압축공기 가압부, 상기 초순수가 경유하며 가압 되는 초순수 가압부, 그리고 가압된 상기 압축공기와 상기 초순수가 혼합되는 혼합부를 포함할 수 있다.
상기 제 1 열교환유닛은 상기 배기의 열을 흡수하기 위한 제 1 증발기와 상기 제 1 증발기를 경유한 냉매를 압축하기 위한 제 1 압축기, 상기 제 1 압축기를 경유한 냉매가 응축되면서 상기 압축공기를 가열시키는 제 1 응축기와, 상기 제 1 응축기를 경유한 냉매가 팽창되는 제 1 팽창밸브를 포함할 수 있다.
상기 압축공기 공급부는 상기 압축공기가 수용되는 제 1 압축공기 공급탱크, 상기 제 1 압축공기 공급탱크와 상기 압축공기 가압부를 연결하는 제 1 압축공기 이송파이프와, 상기 제 1 압축공기 이송파이프 상에 배치되어 상기 압축공기의 이동을 제어하는 제 1 압축공기 제어밸브를 포함할 수 있다.
상기 기판세정장치는 상기 압축공기 공급부와 상기 초순수 공급부 중 적어도 어느 하나에 배치되며, 상기 압축공기 및 상기 초순수 중 적어도 어느 하나를 직접적으로 가열하는 히터유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 열교환유닛은 외부에서 공급되는 초순수(W)를 제1 설정온도로 가열하고, 상기 히터유닛은 상기 제2 열교환유닛에 의하여 가열된 초순수를 상기 제1 설정온도보다 높은 제2 설정온도까지 가열할 수 있다.
상기 기판세정부로 공급되는 초순수는 40℃ ~ 90℃이며, 상기 제2 열교환유닛이 사용되는 경우 소비전력은 상기 제2 열교환유닛이 사용되지 않는 경우의 소비전력보다 40% ~85% 낮은 것이 바람직하다.
상기 기판세정부로 공급되는 초순수의 온도가 70℃ ~ 90℃인 경우 상기 제1 설정온도는 70℃ ~ 80℃인 것을 수 있다.
상기 기판세정장치는 상기 초순수의 비저항(比抵抗)을 낮추기 위하여 상기 초순수에 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 공급기를 더 포함할 수 있다.
상기 압축공기 공급부는 제 1 압축공기 공급탱크와 상기 제 1 압축공기 공급탱크와 병렬로 배치되는 제 2 압축공기 공급탱크와, 외부에서 유입되는 압축공기를 상기 제 1 압축공기 공급탱크 또는 상기 제 2 압축공기 공급탱크로 안내하기 위한 제 2 압축공기 이송파이프와, 상기 제 1 압축공기 공급탱크 또는 상기 제 2 압축공기 공급탱크에서 배출되는 압축공기를 상기 압축공기 가압부로 안내하는 제 1 압축공기 이송파이프를 포함할 수 있다.
상기 압축공기 공급부는 상기 제 1 압축공기 이송파이프 상에 배치되어 상기 압축공기를 선택적으로안내하는 제 1 압축공기 제어밸브와, 상기 제 2 압축공기 이송사이프 상에 배치되어 상기 압축공기를 선택적으로 안내하는 제 2 압축공기 제어밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 히터유닛은 상기 제 2 압축공기 공급탱크의 내부공간에 배치되는 제 1 히터를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 본 발명은 오염된 기판을 세정하는 기판세정부; 상기 기판세정부 외부에 배치되며, 상기 기판세정부에 공급되는 압축공기를 수용하는 압축공기 공급부; 상기 기판세정부 외부에 배치되며, 상기 기판세정부에 공급되는 초순수를 수용하는 초순수 공급부; 상기 기판세정부 외부에 배치되며, 상기 기판세정부 이외의 장비에서 사용되어 회수되는 제 1 열매체를 수용하는 제 1 열매체 수용부; 상기 기판세정부 외부에 배치되며, 상기 기판세정부 이외의 장비에서 사용되어 회수되는 제 2 열매체를 수용하는 제 2 열매체 수용부; 상기 제 1 열매체의 열을 전달받아 상기 압축공기를 가열시키는 제 1 열교환유닛; 그리고 상기 제 2 열매체의 열을 전달받아 상기 초순수를 가열시키는 제 1 열교환유닛;을 포함하는 기판세정장치를 제공한다.
본 발명에 따른 기판세정장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 기판세정장치에 사용된 폐열을 사용하여 기판세정을 위한 초순수와 압축공기의 가열을 함으로써 상기 기판세정장치에서 소모되는 전력사용량을 줄일 수 있는 이점이 있다.
둘째, 기판세정장치에 사용된 폐열을 사용함으로써 기판세정장치의 초기 설치비 및 운영비용을 절약할 수 있는 이점이 있다.
셋째, 고온압축공기의 사용으로 적은 에너지 사용으로도 향상된 세정력을 기대할 수 있다.
넷째, 기판세정장치에 사용된 폐열과, 히터를 동시에 사용하여 기판세정을 위한 초순수와 압축공기의 가열을 함으로써 초순수와 압축공기의 온도를 일정하게 유지할 수 있는 이점이 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 기판세정장치의 제 1 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 2 는 본 발명에 따른 세정노즐을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 3 은 본 발명에 따른 기판세정장치의 제 2 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 4 은 본 발명에 따른 기판세정장치의 제 3 실시 예를 나타낸 도면이다.
이하, 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시 예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.
도 1 내지 도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 기판세정장치의 제 1 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시 예에 따른 기판세정장치는 기판세정부, 압축공기 공급부, 초순수 공급부, 배기수용 탱크유닛(40), 폐수수용 탱크유닛(50), 제 1 열교환유닛, 및 제 2 열교환유닛을 포함한다.
상기 기판세정부는 오염된 기판(G)을 수용하는 기판수용챔버(1100), 상기 기판(G)을 이송하는 기판이송부(1300), 그리고 상기 기판(G)을 세정하는 세정노즐(1500)을 포함한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 세정노즐(1500)은 상기 압축공기(A)가 경유하며 가압 되는 압축공기 가압부(1530), 상기 초순수(W)가 경유하며 가압 되는 초순수 가압부(1510), 그리고 가압된 상기 압축공기(A)와 상기 초순수(W)가 혼합되는 혼합부(1550)를 포함한다.
구체적으로, 상기 초순수 가압부(1510)의 단면적이 제 1 구간(1511), 제 2 구간(1513) 및 제 3 구간(1515)으로 갈수록 단면적이 작아짐으로써 모든 다른 조건이 동일할 때 상기 초순수 가압부(1510)의 단면적이 제 1 구간(1511) 및 제 3 구간(1515)으로만 형성되는 경우보다 압력손실이 작아지게 된다.
결과적으로, 종래의 기판세정장치와 비교하여 동일한 압력으로 상기 초순수(W)를 가압하더라도 상기 초순수 가압부(1510)의 단면적이 순차적으로 작게 형성됨으로 인하여 기판(G)에 부딪히는 초순수(W)와 압축공기(A)가 혼합된 혼합유체의 충격력이 증대하게 된다.
뿐만 아니라, 상기 초순수 가압부(1510)의 부피 자체가 종래보다 작게 형성됨으로써 동일한 유량을 배출함에 있어서 종래보다 더 빠른 배출속도를 가지게 되고, 이로 인하여 상기 혼합유체가 상기 기판(G)에 부딪히는 충격력은 커지게 된다.
상기 혼합부(1550)에서는 상기 제 3구간을 경유한 상기 초순수(W)와 상기 압축공기 가압부(1530)를 경유한 압축공기(A)가 혼합되어 상기 기판(G)으로 분사됨으로써 상기 기판(G)의 불순물을 제거하게 된다.
상기 압축공기 공급부는 상기 기판세정부 외부에 배치되며, 상기 압축공기 가압부(1530)에 공급되는 압축공기(A)를 수용한다.
구체적으로 상기 압축공기 공급부는 제 1 압축공기 공급탱크(25), 제 1 압축공기 이송파이프(21), 그리고 제 1 압축공기 제어밸브(23)를 포함한다.
상기 제 1 압축공기 공급탱크(25)는 내부에 상기 압축공기(A)를 수용한다.
상기 제 1 압축공기 이송파이프(21)는 상기 제 1 압축공기 공급탱크(25)와 상기 압축공기 가압부(1530)를 연결하여 상기 압축공기(A)가 이송되는 경로를 안내한다.
상기 제 1 압축공기 제어밸브(23)는 상기 제 1 압축공기 이송파이프(21) 상에 배치되어 상기 압축공기(A)의 이동을 제어한다.
결과적으로, 상기 압축공기(A)는 상기 제 1 압축공기 제어밸브(23)의 제어에 의하여 상기 제 1 압축공기 이송파이프(21)를 따라 상기 제 1 압축공기 공급탱크(25)로부터 상기 압축공기 가압부(1530)로 이동된다.
상기 초순수 공급부는 상기 기판세정부 외부에 배치되며, 상기 초순수 가압부(1510)에 공급되는 초순수(W)를 수용한다.
구체적으로 상기 초순수 공급부는 제 1 초순수 공급탱크(35), 제 1 초순수 이송파이프(31), 그리고 제 1 초순수 제어밸브(33)를 포함한다.
상기 제 1 초순수 공급탱크(35)는 내부에 상기 초순수(W)를 수용한다.
상기 제 1 초순수 이송파이프(31)는 상기 초순수(W)를 상기 제 1 초순수 공급탱크(35)에서 상기 초순수 가압부(1510)로 이송되는 경로를 안내한다.
상기 제 1 초순수 제어밸브(33)는 상기 제 1 초순수 이송파이프(31) 상에 배치되어 상기 초순수(W)의 이동을 제어한다.
결과적으로, 상기 초순수(W)는 상기 제 1 초순수 제어밸브(33)의 제어에 의하여 상기 제 1 초순수 이송파이프(31)를 따라 상기 제 1 초순수 공급탱크(35)로부터 상기 초순수 가압부(1510)로 이동된다.
상기 제 1 압축공기 제어밸브(23) 및 상기 제 1 초순수 제어밸브(33)의 제어는 외부에 별도로 배치된 제어부(미도시)에 의하여 제어될 수 있다.
상기 배기수용 탱크유닛(40)은 상기 기판세정부와 연결되어 상기 기판세정부에서 발생되는 배기를 수용한다.
본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 상기 배기수용 탱크유닛(40)은 기판(G)공정 과정 중에 배기가 발생되는 기판세정장치와 연결되어 상기 기판세정장치에서 발생 된 배기를 수용할 수 있다.
상기 폐수수용 탱크유닛(50)은 상기 기판세정부와 연결되어 상기 기판세정부에서 발생되는 폐수를 수용한다.
본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 상기 폐수수용 탱크유닛(50)은 기판(G)공정 과정 중에 폐수가 발생되는 기판세정장치와 연결되어 상기 기판세정장치에서 발생된 폐수를 수용할 수도 있다.
상기 제 1 열교환유닛은 상기 배기수용 탱크유닛(40)과 상기 제 1 압축공기 공급탱크(25) 사이에 배치되어, 상기 배기의 열을 이용하여 상기 압축공기를 가열 시킨다.
상기 제 1 열교환유닛은 제 1 증발기(62), 제 1 응축기(64), 제 1 팽창밸브(63), 제 1 압축기(65), 그리고 제 1 열교환탱크(61)를 포함한다.
상기 제 1 증발기(62)는 적어도 일부분이 상기 배기수용 탱크유닛(40) 내부에 배치되어 상기 배기의 열을 흡수하여 상기 배기를 냉각시킨다.
구체적으로, 상기 제 1 증발기(62)는 상기 제 1 팽창밸브(63)와 연결되어 있으며, 상기 제 1 팽창밸브(63)를 경유하여 이송되는 냉매를 증발시킴으로써 상기 배기로부터 열을 흡수하게 되어 상기 배기를 냉각시키게 된다.
증발된 상기 냉매는 상기 제 1 증발기(62)와 연결된 제 1 압축기(65)로 이송된다.
여기서 상기 제 1 증발기(62)는 열전달계수가 높은 금속으로 이루어지되, 부식성을 가지는 물질로 이루어진 가스와의 접촉시 부식이 쉽게 이루어지지 않도록 내부식성을 가지는 재질로 제작되는 것이 바람직하다.
상기 제 1 압축기(65)는 상기 제 1 증발기(62)를 경유한 냉매를 압축한다.
상기 제 1 응축기(64)는 적어도 일부분이 상기 제 1 압축공기 공급탱크(25) 내부에 배치되어 상기 압축공기(A)에 열을 방열한다.
구체적으로 상기 제 1 응축기(64)는 상기 제 1 압축기(65)와 연결되어 있으며, 상기 제 1 압축기(65)를 경유한 냉매가 응축되면서 응축열을 방출함으로써 상기 제 1 압축공기 공급탱크(25)에 수용된 상기 압축공기(A)를 가열시킨다.
상기 제 1 팽창밸브(63)에서는 상기 제 1 응축기(64)를 경유한 상기 냉매가 팽창되도록 압력을 감압한다.
결과적으로, 상기 제 1 증발기(62)와 상기 제 1 응축기(64)는 상기 제 1 열교환유닛에 포함된 제 1 열교환탱크(61) 내부에 적어도 일부분이 배치되어, 상기 제 1 열교환탱크(61) 내부 배치된 상기 제 1 팽창밸브(63) 및 상기 제 1 압축기(65)를 이동하는 냉매의 팽창 및 압축에 의한 냉매의 상변환을 통해 상기 압축공기(A)가 가열된다.
상기 제 2 열교환유닛은 상기 폐수수용 탱크유닛(50)과 상기 제 1 초순수 공급탱크(35) 사이에 배치되어, 상기 폐수의 열을 이용하여 상기 초순수(W)를 가열 시킨다.
상기 제 2 열교환유닛은 제 2 증발기(72), 제 2 응축기(74), 제 2 팽창밸브(73), 제 2 압축기(75), 그리고 제 2 열교환탱크(71)를 포함한다.
상기 제 2 증발기(72), 상기 제 2 응축기(74), 상기 제 2 팽창밸브(73), 상기 제 2 압축기(75), 그리고 상기 제 2 열교환탱크(71)는 상술한 상기 제 1 증발기(62), 상기 제 1 응축기(64), 상기 제 1 팽창밸브(63), 상기 제 1 압축기(65), 그리고 상기 제 1 열교환탱크(61)와 대응되므로 상세한 설명은 생략한다.
다만, 상기 제 2 증발기(72)는 열전달계수가 높은 금속으로 이루어지되, 부식성을 가지는 물질로 이루어진 유체와의 접촉시 부식이 쉽게 이루어지지 않도록 내부식성을 가지는 재질로 제작되는 것이 바람직하다.
결과적으로, 상기 제 2 증발기(72)와 상기 제 2 응축기(74)는 상기 제 2 열교환유닛에 포함된 제 2 열교환탱크(71) 내부에 적어도 일부분이 배치되어, 상기 제 2 열교환탱크(71) 내부에 배치된 상기 제 2 팽창밸브(73) 및 상기 제 2 압축기(75)를 이동하는 냉매의 팽창 및 압축에 의한 냉매의 상변환을 통해 상기 초순수(W)가 가열된다.
상기 제1 열교환유닛 및 상기 제2 열교환유닛으로는 히트펌프 시스템이 사용된다.
도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 기판세정장치의 제 2 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
본 실시 예에 따른 기판세정장치에 구비되는 기판세정부가 압축공기(A)와 초순수(W)를 전달받아 기판(G)을 세정할 수 있도록 상기 압축공기 공급부와 상기 초순수 공급부에 연결되어 있는 구조, 상기 제 1 열교환 유닛 및 상기 제 2 열교환 유닛의 구조는 상술한 제 1 실시 예와 실질적으로 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
다만, 상술한 제 1 실시 예와 달리 본 실시 예에 따른 기판세정장치는 상기 압축공기(A)와 상기 초순수(W)를 직접적으로 가열하는 히터유닛을 더 포함한다.
상기 히터유닛은 상기 압축공기 공급부와 상기 초순수 공급부 중 적어도 어느 하나에 배치될 수 있다.
또한, 본 실시 예에 따른 기판세정장치는 압축공기 공급부, 초순수 공급부를 포함한다.
구체적으로, 상기 압축공기 공급부는 제 1 압축공기 공급탱크(125), 제 2 압축공기 공급탱크(126), 제 1 압축공기 이송파이프 및 제 2 압축공기 이송파이프를 포함한다.
상기 히터유닛은 상기 압축공기(A)를 가열하는 제 1 히터유닛(81)과, 상기 초순수(W)를 가열하는 제 2 히터유닛(83)을 포함한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 히터유닛(81)은 상기 압축공기(A)가 수용되는 제 2 압축공기 공급탱크(126) 내부에 배치되어, 상기 제 2 압축공기 공급탱크(126) 내부에 수용되는 압축공기(A)를 가열시킨다.
상기 제 2 압축공기 공급탱크(126)는 상기 제 1 압축공기 공급탱크(125)와 병렬로 배치된다.
상기 제 2 압축공기 이송파이프는 외부에서 유입되는 압축공기(A)를 상기 제 1 압축공기 공급탱크(125) 또는 상기 제 2 압축공기 공급탱크(126)로 안내한다.
상기 제 2 압축공기 제어밸브(127)는 상기 제 2 압축공기 이송파이프 상에 배치되며, 상기 압축공기(A)가 상기 제 1 압축공기 공급탱크(125) 또는 상기 제 2 압축공기 공급탱크(126)에 선택적으로 이송되도록 개폐된다.
구체적으로, 상기 제 2 압축공기 이송파이프는 상기 압축공기(A)가 공급이 시작되는 부분에서 상기 제 2 압축공기 제어밸브(127)까지 상기 압축공기(A)의 이송방향을 안내하는 제 1 이송구간(129a), 상기 제 2 압축공기 제어밸브(127)에서 상기 제 1 압축공기 공급탱크(125)까지 상기 압축공기(A)의 이송방향을 안내하는 제 2 이송구간(129b), 상기 제 2 압축공기 제어밸브(127)에서 상기 제 2 압축공기 공급탱크(126)까지 상기 압축공기(A)의 이송방향을 안내하는 제 3 이송구간(129c)을 포함한다.
상기 제 1 이송구간(129a)을 거쳐 제 2 압축공기 제어밸브(127)에 도달한 상기 압축공기(A)는 상기 제 2 압축공기 제어밸브(127)의 개폐 방향에 따라 이송방향이 결정된다.
상기 제 2 압축공기 제어밸브(127)는 상기 압축공기(A)의 가열 온도 및 목적에 따라 선택적으로 개폐방향을 조절할 수 있다. 이에 따라 상기 압축공기(A)는 상기 제 2 이송구간(129b)을 따라 상기 제 1 압축공기 공급탱크(125)에 공급될 수도 있고, 상기 제 3 이송구간(129c)을 따라 상기 제 2 압축공기 공급탱크(126)로 이송될 수도 있다.
물론, 상기 제2 압축공기 제어밸브(127)는 완전히 개방되어 압축공기는 상기 제1 압축공기 공급탱크(125)와 상기 제2 압축공기 공급탱크(126)로 동시에 이송될 수도 있을 것이다.
본 발명의 제 2 실시 예에 따른 기판세정장치의 제 1 압축공기 이송파이프는 상기 제 1 압축공기 공급탱크(125)에서 상기 제 1 압축공기 제어밸브(123)까지 상기 압축공기(A)의 이송방향을 안내하는 제 4 이송구간(121b), 상기 제 2 압축공기 공급탱크(126)에서 상기 제 1 압축공기 제어밸브(123)까지 상기 압축공기(A)의 이송방향을 안내하는 제 5 이송구간(121c), 상기 제 1 압축공기 제어밸브(123)에서 상기 압축공기 가압부(1530)까지 상기 압축공기(A)의 이송방향을 안내하는 제 6 이송구간(121a)을 포함한다.
본 발명의 제 2 실시 예에 따른 제 1 압축공기 제어밸브(123)는 상기 압축공기(A)가 이송되는 방향에 따라 개폐방향이 결정된다.
구체적으로, 상기 제1 히터유닛(81)만을 사용하여 압축공기를 가열하는 경우에는 상기 제2 압축공기 제어밸브(127)는 압축공기가 상기 제2 압축공기 공급탱크(126)로 이송되도록 제어되고, 상기 제1 압축공기 제어밸브(123)는 상기 제2 압축공기 공급탱크(126)의 내부에서 가열된 압축공기가 상기 압축공기 가압부(1530)로만 공급되도록 제어된다.
또한, 상기 제1 열교환유닛만을 사용하여 압축공기를 가열하는 경우에는 상기 제2 압축공기 제어밸브(127)는 압축공기가 상기 제1 압축공기 공급탱크(125)로 이송되도록 제어되고, 상기 제1 압축공기 제어밸브(123)는 상기 제1 열교환유닛에서 가열된 압축공기가 상기 압축공기 가압부(1530)로만 공급되도록 제어된다.
또한, 상기 제1 히터유닛(81)과 상기 제1 열교환유닛이 함께 압축공기를 가열하는 경우에는 상기 제1 히터유닛(81)을 경유한 압축공기와 상기 제1 열교환유닛을 경유한 압축공기가 혼합되어 상기 압축공기 가압부로 공급될 수 있다.
상기 세정모듈(1500)로 공급되는 압축공기의 온도는 60℃ ~ 150℃ 일 수 있다. 즉, 압축공기의 온도는 초순수의 온도보다 높게 설정될 수 있다.
결과적으로 상기 압축공기(A)는 상기 제 1 히터유닛(81)을 이용하여 보다 다양한 조건에서 정밀하게 온도가 조절될 수 있으며, 이에 따라 기판(G)의 세정효율이 향상될 수 있다.
상기 초순수 공급부 및 상기 제 2 히터유닛(83)은 상술한 압축공기 공급부 및 상기 제 1 히터유닛(81)과 대응되므로 상세한 설명은 생략한다.
구체적으로 상기 초순수 공급부는 제 1 초순수 공급탱크(135), 제2 초순수 공급탱크(136), 제 1 초순수 이송파이프(131), 제2 초순수 이송파이프(139), 제 1 초순수 제어밸브(133) 및 제2 초순수 제어밸브(137)를 포함한다.
상기 세정모듈(1500)에서 사용되는 초순수(W)의 온도는 40℃~90℃가 될 수 있다. 여기서, 외부에서 기판세정장치로 공급되는 초순수는 상온상태이지만, 상기 폐수수용 탱크유닛(50)에 수용된 폐수와의 열교환을 통하여 가열된다. 상기 폐수수용 탱크유닛(50)에 수용된 폐수는 상기 세정모듈에서 사용되는 초순수(W)의 온도 보다 10 ~ 30 ℃ 낮은 온도를 가진다. 상기 세정모듈에서 사용되는 초순수의 온도가 높을수록 온도 차이가 커지게 된다.
이때, 상기 제2 열교환유닛은 외부에서 공급되는 초순수(W)의 온도를 제1 설정온도로 가열하게 되고, 상기 제2 히터유닛(83)은 상기 제2 열교환유닛에 의하여 가열된 초순수를 추가적으로 제2 설정온도까지 가열하게 된다.
예를 들면, 상기 세정모듈(1500)로 공급되는 초순수의 온도가 90℃ 인 경우에 상기 제2 열교환유닛은 상기 초순수를 70℃까지 가열하고, 상기 제2 히터유닛(83)은 상기 제2 열교환유닛에 의하여 가열된 초순수를 90℃까지 가열하게 된다.
물론, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 제2 열교환유닛, 즉 히트펌프의 성능에 따라 상기 제2 열교환유닛을 통하여 상기 초순수의 온도를 50℃ ~ 80℃까지 가열할 수도 있다.
따라서, 본 발명은 제2 열교환유닛을 사용하여 기판세정장치 자체에서 발생되는 폐수의 열을 회수하여 외부에서 공급되는 초순수를 1차적으로 가열시키고, 제2 히터유닛을 사용하여 2차적으로 가열시킴으로써 세정모듈에서 요구되는 초순수의 온도조건을 만족시키게 된다.
물론, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 세정모듈(1500)로 공급되는 초순수의 요구온도가 60℃ 인 경우에는 상기 제2 히터유닛을 사용하지 않고, 상기 제2 열교환유닛으로만 초순수를 가열할 수도 있을 것이다.
상기 제2 열교환유닛이 사용되는 경우 소비전력은 상기 제2 열교환유닛이 사용되지 않는 경우의 소비전력보다 40% ~85% 낮아지게 된다. 일례로, 상기 제2 열교환유닛, 즉 히트펌프의 성능계수(COP Coefficient Of Performance)가 6인 경우에 소비전력은 85% 까지 낮아지게 된다.
결과적으로, 상기 제 1 열교환 유닛, 상기 제 2 열교환 유닛, 상기 제 1 히터유닛(81), 상기 제 2 히터유닛(83), 상기 압축공기 공급부, 상기 초순수 공급부 및 상기 세정노즐(1500)의 세부구성에 의하여 상기 압축공기(A)와 상기 초순수(W)는 운동에너지 및 열에너지를 얻게 되고, 이에 따라 상기 압축공기(A)에 의해 상기 초순수(W)가 무화되어 고타력을 가지고 상기 기판(G)을 세정함으로써 상기 기판(G)의 세정효율이 향상될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 기판세정장치는 상기 초순수에 이산화탄소를 공급하기 위한 이산화탄소공급기(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 이산환탄소공급기에 의하여 상기 제1 초순수 이송파이프(131)로 공급되는 이산화탄소는 가열된 초순수에 혼합되어 상기 세정모듈(1500)로 공급된다.
상기 이산화탄소가 초순수에 공급됨으로 인하여 초순수의 비저항(比抵抗)이 낮아지게 되고, 초순수의 비저항이 낮아짐으로 인하여 세정모듈(1500)에서 분사되는 유체에서의 정전기 발생을 낮출 수 있게 된다.
예를 들면, 상기 이산환탄소는 초순수 1L당 10 cc ~30cc로 공급될 수 있다.
도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 기판세정장치의 제 3 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
본 실시 예에 따른 기판세정장치에 구비되는 기판세정부가 압축공기(A)와 초순수(W)를 전달받아 기판(G)을 세정할 수 있다.
본 실시 예에 따른 기판세정장치는 기판세정부, 제 1 압축공기 공급탱크(25), 제 1 초순수 공급탱크(35), 제 1 열매체 수용부(240), 제 2 열매체 수용부(250), 제 1 열교환유닛, 그리고 제 2 열교환유닛을 포함한다.
상기 제 1 압축공기 공급탱크(25)와 상기 제 1 초순수 공급탱크(35)에 연결되어 있는 구조, 상기 제 1 열교환유닛 및 상기 제 2 열교환유닛의 구조는 상술한 제 1 실시 예와 실질적으로 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
다만, 상술한 제 1 실시 예와 달리 본 실시 예에 따른 상기 제 1 열교환유닛 및 제 2 열교환유닛은 각각 상기 제 1 열매체 수용부(240)에 수용된 제 1 열매체와 상기 제 2 열매체 수용부(250)에 수용된 제 2 열매체의 열을 이용하여 상기 압축공기(A)와 상기 초순수(W)를 가열한다.
구체적으로 상기 제 1 열매체 수용부(240)는 상기 기판세정부 외부에 배치되며, 상기 기판세정부 이외의 장비에서 사용되어 회수되는 상기 제 1 열매체를 수용한다.
상기 제 1 열매체는 상기 기판세정부 이외의 장비에서 사용된 열배기, 초순수 및 약액의 미스트 배기, 또는 공기조화기의 열원 등이 수용될 수 있다.
상기 제 2 열매체 수용부(250)는 상기 기판세정부 외부에 배치되며, 상기 기판세정부 이외의 장비에서 사용되어 회수되는 상기 제 2 열매체를 수용한다.
상기 제 2 열매체는 가열된 초순수 폐수 및 폐약액 등과 같은 외부 장비의 폐수뿐만 아니라 다른 열원에 의해 가열되어 회수되는 냉각수를 수용할 수 있다.
즉, 반도체 및 LCD 제조 공정과정에서 사용되거나 발생하는 열 중에서 회수 가능한 열을 상기 압축공기(A) 및 상기 초순수(W)를 가열하는 과정에 사용함으로써 기판(G)을 세정하데 사용되는 전력의 소비량을 줄일 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정한 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형의 실시가 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.
1100: 기판챔버 1300: 기판이송부
1500: 세정슬릿노즐 1510: 초순수 가압부
1511: 제 1 구간 1513: 제 2 구간
1515: 제 3 구간 1530: 압축공기 가압부
21: 제 1 압축공기 이송파이프 1250: 혼합부
121a: 제 6 이송구간 121b: 제 4 이송구간
121c: 제 5 이송구간 23, 123: 제 1 압축공기 제어밸브
25, 125: 제 1 압축공기 공급탱크 126: 제 2 압축공기 공급탱크
127: 제 2 압축공기 제어밸브 129a: 제 1 이송구간
129b: 제 2 이송구간 129c: 제 3 이송구간
31, 131: 제 1 초순수 이송파이프 35, 135: 제 1 초순수 공급탱크
33, 133: 제 1 초순수 제어밸브 136: 제 2 초순수 공급탱크
137: 제 1 초순수 제어밸브 139: 제 2 초순수 이송파이프
40: 배기수용 탱크유닛
50: 폐수수용 탱크유닛 61: 제 1 열교환탱크
62: 제 1 증발기 63: 제 1 팽창밸브
64: 제 1 응축기 65: 제 1 압축기
75: 제 1 압축기 71: 제 2 열교환탱크
72: 제 2 증발기 73: 제 2 팽창밸브
74: 제 2 응축기 81: 제 1 히터유닛
83: 제 2 히터유닛 240: 제 1 열매체 수용부
250: 제 2 열매체 수용부 W: 초순수
A: 압축공기 G: 기판

Claims (12)

  1. 오염된 기판을 세정하는 기판세정부;
    상기 기판세정부 외부에 배치되며, 상기 기판세정부에 공급되는 압축공기를 수용하는 압축공기 공급부;
    상기 기판세정부 외부에 배치되며, 상기 기판세정부에 공급되는 초순수를 수용하는 초순수 공급부;
    상기 기판세정부와 연결되어 상기 기판세정부에서 발생되는 배기를 수용하는 배기수용 탱크유닛;
    상기 기판세정부와 연결되어 상기 기판세정부에서 발생되는 폐수를 수용하는 폐수수용 탱크유닛;
    상기 배기수용 탱크유닛과 상기 압축공기 공급부 사이에 배치되어, 상기 배기와 상기 압축공기를 열교환 시키는 제 1 열교환유닛; 그리고
    상기 폐수수용 탱크유닛과 상기 초순수 공급부 사이에 배치되어, 상기 폐수와 상기 초순수를 열교환 시키는 제 2 열교환유닛;을 포함하는 기판세정장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판세정부는 오염된 기판을 수용하는 기판수용챔버, 상기 기판을 이송하는 기판이송부, 그리고 상기 기판을 세정하는 세정노즐을 포함하며,
    상기 세정노즐은 상기 압축공기가 경유하며 가압 되는 압축공기 가압부, 상기 초순수가 경유하며 가압 되는 초순수 가압부, 그리고 가압된 상기 압축공기와 상기 초순수가 혼합되는 혼합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판세정장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 열교환유닛은 상기 배기의 열을 흡수하기 위한 제 1 증발기와 상기 제 1 증발기를 경유한 냉매를 압축하기 위한 제 1 압축기, 상기 제 1 압축기를 경유한 냉매가 응축되면서 상기 압축공기를 가열시키는 제 1 응축기와, 상기 제 1 응축기를 경유한 냉매가 팽창되는 제 1 팽창밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판세정장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 압축공기 공급부는 상기 압축공기가 수용되는 제 1 압축공기 공급탱크, 상기 제 1 압축공기 공급탱크와 상기 압축공기 가압부를 연결하는 제 1 압축공기 이송파이프와, 상기 제 1 압축공기 이송파이프 상에 배치되어 상기 압축공기의 이동을 제어하는 제 1 압축공기 제어밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판세정장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 압축공기 공급부와 상기 초순수 공급부 중 적어도 어느 하나에 배치되며, 상기 압축공기 및 상기 초순수 중 적어도 어느 하나를 직접적으로 가열하는 히터유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판세정장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 열교환유닛은 외부에서 공급되는 초순수(W)를 제1 설정온도로 가열하고, 상기 히터유닛은 상기 제2 열교환유닛에 의하여 가열된 초순수를 상기 제1 설정온도보다 높은 제2 설정온도까지 가열하는 것을 특징으로 하는 기판세정장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기판세정부로 공급되는 초순수는 40℃ ~ 90℃이며, 상기 제2 열교환유닛이 사용되는 경우 소비전력은 상기 제2 열교환유닛이 사용되지 않는 경우의 소비전력보다 40% ~85% 낮은 것을 특징으로 하는 기판세정장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 기판세정부로 공급되는 초순수의 온도가 70℃ ~ 90℃인 경우 상기 제1 설정온도는 70℃ ~ 80℃인 것을 특징으로 하는 기판세정장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 초순수의 비저항(比抵抗)을 낮추기 위하여 상기 초순수에 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 공급기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판세정장치
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 압축공기 공급부는 제 1 압축공기 공급탱크와 상기 제 1 압축공기 공급탱크와 병렬로 배치되는 제 2 압축공기 공급탱크와, 외부에서 유입되는 압축공기를 상기 제 1 압축공기 공급탱크 또는 상기 제 2 압축공기 공급탱크로 안내하기 위한 제 2 압축공기 이송파이프와, 상기 제 1 압축공기 공급탱크 또는 상기 제 2 압축공기 공급탱크에서 배출되는 압축공기를 상기 압축공기 가압부로 안내하는 제 1 압축공기 이송파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판세정장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 압축공기 공급부는 상기 제 1 압축공기 이송파이프 상에 배치되어 상기 압축공기를 선택적으로안내하는 제 1 압축공기 제어밸브와, 상기 제 2 압축공기 이송사이프 상에 배치되어 상기 압축공기를 선택적으로 안내하는 제 2 압축공기 제어밸브를 더 포함하고,
    상기 히터유닛은 상기 제 2 압축공기 공급탱크의 내부공간에 배치되는 제 1 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판세정장치.
  12. 오염된 기판을 세정하는 기판세정부;
    상기 기판세정부 외부에 배치되며, 상기 기판세정부에 공급되는 압축공기를 수용하는 압축공기 공급부;
    상기 기판세정부 외부에 배치되며, 상기 기판세정부에 공급되는 초순수를 수용하는 초순수 공급부;
    상기 기판세정부 외부에 배치되며, 상기 기판세정부 이외의 장비에서 사용되어 회수되는 제 1 열매체를 수용하는 제 1 열매체 수용부;
    상기 기판세정부 외부에 배치되며, 상기 기판세정부 이외의 장비에서 사용되어 회수되는 제 2 열매체를 수용하는 제 2 열매체 수용부;
    상기 제 1 열매체의 열을 전달받아 상기 압축공기를 가열시키는 제 1 열교환유닛; 그리고
    상기 제 2 열매체의 열을 전달받아 상기 초순수를 가열시키는 제 1 열교환유닛;을 포함하는 기판세정장치.
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