CN101126482B - 液体收集装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液体收集装置，尤其是一种可以把半导体生产线的湿式工作站所生成的流体分离成液体与气体后再排放的液体收集装置。本发明的液体收集装置包括：引入管，其一端安装在湿式工作站的气体管路上，另一端则安装在收集筒上；收集筒，用于收集经过上述引入管流入的气体中的飞溅液体成分；液体收集管，位于上述收集筒的下表面，用于将收集到的液体成分排放到外部；以及排气管，在上述引入管的相对方向，安装在上述收集筒上，上述收集筒还包括：上翼板，安装在上述引入管的上部并延伸到上述引入管的一定的直径区；以及下翼板，与上述上翼板间隔开。

Description

液体收集装置

技术领域

本发明涉及一种液体收集装置，尤其是这样一种液体收集装置，其不直接排放湿式工作站(wet station)所生成的流体，而是将其分离成液体与气体，从而当包含飞溅液体的气体流过管路时，防止因腐蚀管路以及生锈而防碍流动。

一般来说，在半导体制造过程中，为了使薄膜在半导体晶片上成长而进行蒸镀，然后为了在成长后的薄膜上形成所需要的图案，进行下面的一系列的图案处理工序：首先涂布感光物质，通过图案掩膜使涂布后的感光物质曝光，之后使用化学药品进行蚀刻并清除剩余的感光物质，从而形成所需要的图案。上述图案处理工序在蚀刻后需要进行清除晶片上杂质的清洗等后处理作业，上述清洗工序在湿式工作站进行，而且在上述过程中使用有害人体的气体与化学物质等。清洗完毕后，湿式工作站内的液体通过液体管路排放，气体则通过气体管路排放，此时，在晶片清洗过程中液体飞溅，上述飞溅的液体则与气体混合，通过气体管路一起排放。当液相流体含有水分时，尤其是强酸性的化学物质时，腐蚀主排气管的内墙以及连接管和结合部等，或者使其生锈，从而不仅妨碍流体的流动，还成为污染无尘室的污染源，且需要频繁地更换或修护管路。

如图1所示，现有排气***是可以把化学物质等气体从湿式工作站1排放到主排气管57的管状，在曲折的圆筒状挡板壳(damperhousing)53内部可变地安装有只是用于控制气体的流动的圆板型排气挡板51，上述挡板壳53的一端连接到湿式工作站1，另一端通过连接管55连接到主排气管57上，从而可以通过连接管55将由湿式工作站1生成的气体向主排气管57排放；主排气管57延伸到设置有半导体生产线的无尘室的外部，从而可以把湿式工作站1排放出来的气体全部排放到无尘室外部。像湿式工作站一样对半导体制造用晶片进行湿式处理的半导体生产设备中，只把适用于设备内部的各种化学物质中的气体成分排放到外部，使用后的液相化学物质等则在湿式工作站内部清除；然而，上述现有半导体生产线的排放***在排放气相化学物质时将同时排放飞溅的液相化学物质，因此，由于上述流体，在主排气管57、连接管55以及主排气管57与连接管55的其他连接部等部位出现生锈现象，并腐蚀排气管内部，从而不仅使管路的受损，而且还需要频繁地更换管路。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种液体收集装置，上述液体收集装置不直接排放湿式工作站所生成的流体，而是把包含在飞溅液体内的化学制品等化学物质分离出来，从而当包含飞溅液体的气体通过管路时，防止因生锈而阻碍流动的现象，防止液体腐蚀管路。

为了实现前述目的，液体收集装置具有下列结构。

根据本发明一实施例，根据本发明的液体收集装置包括：引入管，其一端安装在湿式工作站的气体管道上，另一端则安装在收集筒上；收集筒，用于收集经过上述引入管流入的气体中的飞溅液体成分；液体收集管，位于上述收集筒的下表面，用于将收集到的液体成分排放(drain)到外部；以及排气管，在上述引入管的相对方向安装于上述收集筒上，其中，上述收集筒还包括：上翼板，安装在上述引入管的上部，并延伸到上述引入管的一定的直径区；以及下翼板，与上述上翼板间隔一段距离。

根据本发明另一实施例，根据本发明的液体收集装置的上述收集筒具有立体形状，该立体形状包括：正面，安装有上述引入管；背面，安装有上述排气管；以及上表面、两侧面及下表面，分别围绕上述正面与背面。

根据本发明另一实施例，涉及本发明的液体收集装置的上述下表面包括：倾斜面，从上述正面朝下倾斜延伸；连接面，在上述倾斜面的一端朝下突出；以及水平面，从上述连接面的一端水平延伸并连接到上述背面的另一端。

根据本发明另一实施例，根据本发明的液体收集装置的上述上翼板形成波形形状，以增加其与流体之间的接触面积。

根据本发明另一实施例，根据本发明的液体收集装置的上述下翼板形成波形形状，以增加其与流体之间的接触面积。

根据本发明另一实施例，根据本发明的液体收集装置的上述上翼板还包括凝集部件，位于上述上翼板的尾端并含有多个空隙。

根据本发明另一实施例，根据本发明的液体收集装置的上述下翼板的一端在左侧水平方向和下侧垂直方向上与上翼板的另一端间隔一定距离；另一端则与上述下表面间隔一定距离。

根据本发明另一实施例，根据本发明的液体收集装置的上述液体收集管还包括一个以上的截头圆锥状的漏斗。

由于本发明具有上述的结构和结合关系，所以可以实现下列效果。

针对由于在湿式工作站生成的流体含有化学制品等化学物质，所以该流体沿着排气管流动时，使得管路或连接部生锈，不仅妨碍流体流动，而且还需要频繁地更换管路，本发明的液体收集装置把湿式工作站生成的流体分离成飞溅液体与气体后排放，不仅防止了管路的腐蚀现象，还可以减少污染。

附图说明

图1是现有湿式工作站中用于排出排放物的排气管的立体图；

图2是根据本发明的液体收集装置的立体图；

图3是根据本发明的排放物的流动状态的液体收集装置的截面图；以及

图4是根据本发明的液体收集装置的液体收集管的立体图。

具体实施方式

下面，参照附图对根据本发明的液体收集装置的优选实施例进行进一步说明。

图2是根据本发明的液体收集装置的立体图；图3是示出涉及本发明的排放物流动状态的液体收集装置的截面图。

根据本发明的液体收集装置3包括：引入管31，从湿式工作站1引入流体；收集筒33，用于收集液体；液体收集管35，用于排放已分离出来的飞溅液体；以及排气管37，用于排出已分离出来的气体。

上述引入管31流入在湿式工作站1中生成的流体并输出至上述收集筒33，上述引入管31的一端固定在上述湿式工作站1的一侧，另一端则固定在上述收集筒33的正面332。

上述收集筒33是一个立体形状的筒，用于从引入管31流入的流体中收集液体，包括：正面332，安装有引入管；背面335，安装有排气管37；以及上表面337、两侧面336及下表面334，分别围绕上述正面332与背面335。上述下表面334包括：倾斜面334a，从上述正面332朝下倾斜延伸；连接面334b，在上述倾斜面334a的一端朝下突出；以及水平面334c，从上述连接面334b的一端水平延伸并连接到上述背面335的另一端，上述收集筒的形状为上述正面332面积小于背面335面积的梯形，其内侧包含上翼板331与下翼板333。

上述上翼板331是一板状部件，其一端331a安装在上述正面332的上侧边332a，其另一端331b往下表面334的方向延伸到安装在上述正面332的引入管31的一定的直径区，从而使通过上述引入管31流出来的流体的一部分(A方向流体)碰撞上述上翼板331，一部分则在没有碰撞上述上翼板331的情形下通过，且为了最好的保证上述上翼板331与从引入管31流入的流体之间的接触面积并顺利流畅地把流体引向下表面334，优选上述上翼板331具有波形形状。因此，从上述引入管31流入的流体撞到上述上翼板331，从而转向下表面334方向，降低了其压力与速度，上述上翼板331包括凝集部件331d。

上述凝集部件331d位于上述上翼板331的尾端并包含多个空隙，上述空隙互相连接后形成网状结构，其具有高的液体吸收率以促使液体进入空隙之间，凝结在上述上翼板331上的液体沿着上述上翼板331流动，从而吸收在上述凝集部件331d中的液体。被吸收在上述凝集部件331d的液体将逐渐聚集成液珠，并随着负载的增加而自由落到上述液体收集管35。只要是具有多个空隙的材料，就可以用作上述凝集部件331d，可以吸收液体的海绵是上述凝集部件331d的一优选实施例。

上述下翼板333是一板状部件，其一端333a位于从上述上翼板331的另一端331b沿左侧水平间隔a且垂直间隔b的位置处，并朝下表面334方向延伸，其另一端333b则与上述下表面334间隔一定距离，且为了最大程度的保证上述下翼板333与流入的流体之间的接触面积的同时顺利地把流体引向上述下表面334，优选地，上述下翼板333具有波形形状。因此，从上述引入管31流入的C方向流体的一部分不仅碰撞上述下翼板333，还可以起到引导沿着上述上翼板331流动的流体的作用，且在其周围形成涡流，进而轻易地收集到流体里的液体。

如图3所示，优选将距离a设定为：使沿着上述上翼板331流动的A方向流体顺利地流到上述下翼板333，且可以将在上述A方向流体在流到下翼板333之前被B方向流体带走的流量最小化，并可以将A方向流体与上述下翼板333的碰撞力量最大化，上述B方向流体指以不碰撞上述上翼板331及下翼板333的方式流经排气管37；距离b是流经上述引入管31并以不碰撞上述上翼板331及下翼板333的方式直接流向排气管37的B方向流体通过的距离，使B方向流体在其间流过，从而造成D方向流体的压力与速度差异并产生涡流，进而提高液体收集效率。

图4是根据本发明的液体收集装置3的液体收集管35的立体图。

如图3及图4所示，上述液体收集管35固定在上述收集筒33的水平面334c上，用于将通过上述上翼板331及下翼板333分离出来后自由落下的液体排放到外部，上述液体收集管35包括中空管355、一个以上的漏斗351及隔板353。

上述中空管355安装在上述收集筒33的下表面，是一个朝下延伸一定长度的中空型管，优选地，一般为圆筒状。

上述隔板353设置在上述中空管355的一定位置处，以将其分隔成上下两部分，包括用于固定上述漏斗351的一个以上的通孔353a．

上述漏斗351是截头圆锥状的管并固定在上述通孔353a上，其上面S1的截面面积大于底面S2的截面面积。根据流体力学基本方程式中的连续方程式，截面面积与速度的乘积是固定的，因此截面面积小于上面S1的底面S2的速度大于上面S1的速度。而且根据伯努利方程式，上面S1的速度小于底面S2，因此上面S1的压力大于底面S2的压力。流体具有从高压流向低压的性质，因此，聚集在上述漏斗351的液体由于压力差的影响而排放到外部。

上述排气管37固定在上述背面335，从上述引入管31流入的气体以及在上述收集筒33内收集液体后的气体将通过上述排气管37排放到外部。

图3是示出本发明的另一流体流动状态的液体收集装置的截面图。

下面参照图3说明通过流体流动收集液体的过程。通过引入管31流入的流体里的气体将形成三种流通路径并通过上述排气管37排出，在上述过程中，凝结在上述上翼板331与下翼板333上的液体将通过上述液体收集管35排出。下面针对形成三种流通路径以及包括飞溅液体的气体流动进行进一步说明。

第一、A方向的流体碰撞上述上翼板331时压力与速度降低。此时，一部分液体将凝结在上述上翼板331上，凝结在上述上翼板331上的液体沿着上述上翼板331流动并被凝集部件331d吸收，吸收在上述凝集部件331d中的液体被凝集，且随着载荷的增加而往下自由落下，并沿着倾斜面334a聚集到水平面334c。并且，碰撞到上述上翼板331的流体的另外一部分则沿着上述上翼板331规定的流通路径流动，(即，沿着后述的B方向或D方向流通路径流动)。

第二、向B方向流动的流体将在上述上翼板331与下翼板333之间流动后直接进入排气管37。上述流体随着摩擦的减少、流通路径的变窄速度与压力增加。

第三、向C方向流动的流体碰撞上述下翼板333而降低其压力与速度，然后和上述A方向流体中沿着上述上翼板331的流通路径移动的流体汇合，再沿着上述下翼板333流动，从而形成D方向流体。

因此，A方向流体碰撞上翼板331后，流体里的液体将沿着上翼板331流动并凝集在凝集部件后朝下自由落下，然后沿着上述上翼板331的波形面流动并流入下翼板333，与C方向流入的流体混合并沿着上述下翼板333流动。此外，由于上述上翼板331与下翼板333之间形成了间隔距离b，所以B方向流体将贯穿上述间隔，此时沿着上述上翼板331流动的A方向流体的一部分将混入其中。

沿着A方向及C方向流入的流体碰撞上述上翼板331与下翼板333，从而液体成分被收集，而且在碰撞的过程中形成涡流而使液体成分自由落下或分别凝结在翼板上，从而进一步提高了液体成分的收集效率。自由落下或沿着翼板聚集到水平面334c上的液体将沿着上述液体收集管35流到外部。这里，上述液体收集管35包括漏斗而像喷嘴那样工作，因此根据前述的流体连续方程式与伯努利定理，收集的液体随着压力差而被轻易地排放到外部。

将在下面说明本实施例的实验例。

实验条件

作为上述实验的实验设备，在引入管侧安装喷雾器，为了测量内压而在引入管与排气管上分别安装Dwyer Instrument Inc.(USA)的IND46360压力表；为了把湿式工作站内的流体强制排放到外部而在排气管侧安装NILFISK(丹麦)的GS83泵。而且，在直径100mm的引入管、直径100mm的排气管及直径50mm的液体收集管上安装有上面直径为20mm、底面直径为3mm的4个漏斗，使用喷雾器人为地制作水分粒子后供应给引入管，然后测量向液体收集管内漏斗排出的液体量。此外，改变泵的泵压力，如下表所示改变引入管与排气管侧的压力后测量水分收集率。这里的内压指的是负压(minus pressure)。而且把负压形成为类似于实际湿式工作站内的压力的20～40毫米水柱。

实验结果

下表是上述实验例的实验结果。

由上述表可知，水的回收量随着引入管与排气管侧的压力不同而出现少许差异，然而在低于50mm水柱以下压力的实验中可以达到98％以上的回收率。

本申请人虽然只针对本发明的一实施例进行了详细说明，但是在本发明的技术思想范畴内，可以出现各种变形及修改，这对本领域技术人员来说是非常明显的，因此该变形及修改属于本发明的权利要求范围。

Claims (7)

1.一种液体收集装置，其特征在于包括：

引入管，其一端安装在湿式工作站的气体管路上，另一端则安装在收集筒上；

收集筒，用于收集通过所述引入管流入的气体中的飞溅液体成分；

液体收集管，设置在所述收集筒的下表面，用于将收集到的液体成分排放到外部；以及

排气管，在所述引入管的相对方向，安装在所述收集筒上，

其中，所述收集筒还包括：上翼板，安装在所述引入管的上部并延伸到所述引入管的一定的直径区；以及下翼板，所述下翼板的邻近所述上翼板的一端在左侧水平方向和下侧垂直方向与上翼板的邻近端间隔一定距离，所述下翼板的另一端则与所述收集筒的下表面间隔一定距离。

2.根据权利要求1所述的液体收集装置，其特征在于，

所述收集筒具有立体形状，包括：

正面，安装有所述引入管；

背面，安装有所述排气管；以及

上面、两侧面及下表面，围绕所述正面与背面。

3.根据权利要求2所述的液体收集装置，其特征在于，

所述下表面包括：

倾斜面，从所述正面朝下倾斜延伸；

连接面，从所述倾斜面的一端朝下突出；以及

水平面，从所述连接面的一端水平延伸，连接到所述背面的相应端。

4.根据权利要求1所述的液体收集装置，其特征在于，

所述上翼板形成为波形形状，以增加其与流体之间的接触面积。

5.根据权利要求1所述的液体收集装置，其特征在于，

所述下翼板形成为波形形状，以增加其与流体之间的接触面积。

6.根据权利要求1所述的液体收集装置，其特征在于，

所述上翼板还包括凝集部件，其位于所述上翼板的尾端并包括多个空隙。

7.根据权利要求1到3及权利要求5到6中任一项所述的液体收集装置，其特征在于，

所述液体收集管还包括一个以上的截头圆锥状的漏斗。

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