KR100771285B1 - 황산리사이클장치 - Google Patents

Abstract

웨이퍼세정후의 농도가 저하한 황산을 재이용가능한 농도까지 농축할 수 있는 황산리사이클장치를 제공하는 것이다.

황산 및 과산화수소수를 혼합하여 이루어지는 웨이퍼세정액(C) 중의 황산을 리사이클하는 황산리사이클장치(1)에 있어서, 적어도 도입구(12) 및 배출구(13)의 2개의 개구부를 가지며, 도입구(12)로부터 도입된 웨이퍼세정처리후의 웨이퍼 세정폐액(A) 중의 황산을 농축하여 농축황산(B)으로 한 후, 농축황산(B)을 배출구(13)로부터 배출하는 반응조(10)와, 농축황산(B)을 웨이퍼 처리조(100)로 보내는 공급장치(70)를 설치한다.

Description

황산리사이클장치{SULFURIC ACID RECYCLE APPARATUS}

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 황산 리사이클장치를 나타내는 개략구성도,

도 2는 도 1의 실시형태에 있어서의 반응조를 나타내는 단면도,

도 3은 도 1의 실시형태에 있어서의 경사판을 나타내는 사시도,

도 4는 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 황산리사이클장치를 나타내는 개략구성도,

도 5는 도 4의 실시형태에 있어서의 냉각조를 나타내는 일부를 파단한 사시도,

도 6(A)는 도 4의 실시형태에 있어서의 케이싱을 나타내는 정면도이며, (B)는 그 측면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1, 201 : 황산리사이클장치 10 : 반응조

10C : 천정면 11(11A,11B,11C) : 칸막이판

12 : 도입구 13 : 배출구

14 : 배기구 16 : 경사판

16C : 요철 17 : 물방울 수납조

20(20A,20B,20C) : 가열장치로서의 히터

30,230 : 흡인장치로서의 아스피레이터

70 : 공급장치로서의 펌프 A : 웨이퍼 세정폐액

B : 농축황산 C : 웨이퍼 세정액

본 발명은 황산리사이클장치에 관한 것이며, 예를 들면, 반도체 제조공정의 웨이퍼프로세스에 사용되는 황산의 리사이클장치 등에 바람직하게 이용할 수 있다.

종래로부터, 반도체 제조공정의 웨이퍼프로세스에 있어서, 웨이퍼에 도포한 레지스트의 박리나, 웨이퍼표면에 부착한 유기물을 제거하기 위해서, 황산과 과산화수소수를 혼합한 웨이퍼 세정액을 다량으로 사용하고 있다.

사용후의 웨이퍼 세정폐액은 과산화수소수의 분해로 생긴 물에 의해, 그 농도가 저하하기 때문에, 재이용하는 것이 곤란하며, 더구나, 그 폐기비용이나 회수비용이 염가이기 때문에, 통상적으로 그대로 폐기처리되고 있다.

그러나, 이와 같이 다량의 물질을 사용하고 그것을 폐기하기를 반복해 온 결과, 오늘의 환경 문제가 발생하고 있는 것을 고려하면, 폐기비용이 염가라고 해도, 웨이퍼 세정폐액을 폐기처리하는 것은 환경보호대책상 바람직하지 못하다.

또한, 황산 자체가 강산성의 극약이기 때문에, 그대로 폐기할 수는 없고, 중화처리, 응집침전처리 등을 행한 후에 폐기할 필요가 있다. 이러한 사정 때문에, 황산의 폐기처리에는 다량의 약품을 필요로 한다고 하는 문제가 있다.

따라서, 황산의 폐기량을 저감시키는 것이 환경보호대책상 중요한 과제이며, 웨이퍼세정후의 농도가 저하한 황산을 농축하여, 다시 같은 용도로 이용하는 것이 가능한 황산으로 하는 기술의 개발이 요구되고 있다.

본 발명의 목적은 웨이퍼세정후의 농도가 저하한 황산을 재이용가능한 농도까지 농축할 수 있는 황산리사이클장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명에 관한 황산 리사이클장치는, 황산 및 과산화수소수를 혼합하여 이루어지는 웨이퍼세정액중의 황산을 리사이클하는 황산리사이클장치로서, 적어도 도입구 및 배출구의 2개의 개구부를 가지며, 상기 도입구에서 도입된 웨이퍼세정처리후의 웨이퍼 세정폐액중의 황산을 농축하여 농축황산으로 한 후, 이 농축황산을 상기 배출구에서 배출하는 반응조와, 상기 농축황산을 웨이퍼 세정처리조로 보내는 공급장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명의 황산 리사이클장치는, 웨이퍼 세정폐액에서, 잔류된 과산화수 소수 및 과산화수소수의 분해에 의해 생기는 물 등을 제거하여, 황산을 농축함과 동시에, 농축황산을 다시 웨이퍼 처리조로 돌려보내, 웨이퍼의 세정에 재이용하는 장치이다.

본 발명에 있어서의 반응조로서는, 웨이퍼 세정폐액을 농축처리시에 일시적으로 저장시켜 둘 수 있고, 또한, 농축조건하에서 황산, 과산화수소수에 대한 내식성을 가지는 것이면 좋다. 이러한 반응조의 재질로는, 예를 들면, 석영유리를 사용할 수 있다.

농축황산을 웨이퍼 처리조로 보내는 공급장치로서는, 예를 들면, 압력차에 의해 유체를 공급하는 장치인 펌프를 사용할 수 있다. 이 경우, 반응조로부터 웨이퍼 처리조로 농축황산을 직송할 수도 있지만, 농축시에 가열하는 경우도 있고, 농축황산이 고온인 경우도 있는 것을 고려하면, 반응조와 웨이퍼처리조의 사이에 냉각조를 설치하여 두는 것이 바람직하다.

한편, 펌프로서는 회전펌프, 다이어프램 펌프, 기타 각종 펌프를 사용할 수 있다.

본 발명에 의하면, 웨이퍼 세정폐액중의 황산을 농축하는 반응조와, 얻어진 농축황산을 웨이퍼 처리조로 보내는 공급장치를 구비하고 있다. 따라서, 웨이퍼 세정폐액중의 물이나 과산화수소수를 농축제거할 수 있는 동시에, 얻어진 농축황산을 웨이퍼 처리조로 보내어, 다시 웨이퍼의 세정에 이용할 수 있다. 또한, 웨이퍼의 세정에서, 웨이퍼 세정폐액중의 황산의 농축, 그리고 농축황산의 재이용까지를 연속적으로 행할 수 있어, 매우 효율적이다. 이에 따라, 웨이퍼세정처리비용도 저 감시킬 수 있다.

이상에 있어서, 상기 반응조에는 상기 웨이퍼 세정폐액을 가열하는 가열장치가 설치됨과 동시에, 가열에 의해 상기 웨이퍼 세정폐액으로부터 발생하는 기체를 배기하는 배기구가 형성되고, 이 배기구에는 상기 기체를 흡인하는 흡인장치가 설치되어 있는 것이 바람직하다.

즉, 가열농축시에 웨이퍼 세정폐액중에서 물이나 과산화수소수의 증기가 발생하지만, 이들 기체를 자연확산에 의해 외부로 방출시키는 것이 아니라, 적극적으로 반응조에 형성된 배기구로부터 흡인하여 제거함으로써, 황산의 농축을 신속하게 행할 수 있게 된다.

여기서, 가열장치로서는, 반응조내의 웨이퍼 세정폐액을 가열할 수 있는 장치이면, 그 가열방법 등에는 특히 한정은 없다. 즉, 반응조를 외부에서 가열하는 장치여도 좋고, 반응조 내부에서 가열하는 장치여도 좋다. 특히, 직접 웨이퍼 세정폐액을 가열할 수 있는 타입의 가열장치를 사용함으로써, 효율적으로 가열이 행하여져, 황산의 농축도 신속하게 행할 수 있다. 이러한 가열장치로서는, 예를 들어, 탄탈이나 텅스텐제의 히터의 주위를 석영유리관으로 덮은 것을 채용할 수 있다.

또한, 흡인장치로서는 예를 들어, 감압을 이용하여 기체를 흡인하는 장치인 아스피레이터 등을 사용할 수 있다. 이러한 아스피레이터를 사용함으로써 반응조내를 감압하에 바래게 하여, 물, 과산화수소수의 비점을 저하시킬 수도 있어, 이들 제거를 한층 더 촉진할 수 있다.

또한, 반응관의 안쪽에는 상기 웨이퍼 세정폐액의 진행방향을 바꾸는 복수의 칸막이판과, 이들 칸막이판보다도 반응조의 배출구쪽에 설치되고, 상기 농축황산을 표면을 따라 흐르게 하는 경사판이 설치되어 있는 것이 바람직하다.

칸막이판을 복수 설치할 때에는, 예를 들면, 웨이퍼 세정액을 상하로 대류시키면서, 반응조에 설치된 배출구쪽으로 흐르게 하도록 배치하는 것이 바람직하다. 즉, 칸막이판을 3장 사용하는 경우에는, 반응조의 도입구쪽에 위치하는 제 1 칸막이판을 반응조의 바닥면에서 떼어 설치하고, 이 제 1 칸막이판의 이웃에 위치하는 제 2 칸막이판을 반응조의 바닥면에 접촉하도록 설치함과 동시에, 그 윗면의 위치를 제 1 칸막이판의 그것보다도 낮게 하여, 배출구쪽에 위치하는 제 3 칸막이판을 제 1 칸막이판과 같이 바닥면에서 떼어 설치한다.

이와 같이 설치함으로써, 도입구에서 도입된 웨이퍼 세정폐액은 제 1 칸막이판의 아랫면과 반응탱크의 바닥면의 빈틈에서 제 2 칸막이판쪽으로 이행하고, 이행한 웨이퍼 세정폐액이, 제 2 칸막이판의 윗면높이 이상으로 채워지면 제 3 칸막이판쪽으로 이행하여 제 3 칸막이판과 경사판의 사이에 고이게 된다. 또한, 이 제 3 칸막이판과 경사판의 사이의 농축황산이, 경사판의 윗면높이 이상으로 고이면, 경사판의 표면을 따라 흘러 배출구로 이행하게 된다. 따라서, 웨이퍼 세정폐액을 안정적으로 가열 등을 할 수 있어, 충분히 농축할 수 있다.

더욱이, 경사판을 설치하여, 그 표면을 농축황산이 흘러내리도록 하고 있기 때문에, 배출구로 보내질 때의 농축황산의 표면적이 커지게 되어, 약간 잔류하고 있는 물 등의 제거가 한층 더 촉진됨으로써, 농축황산의 질을 향상시킬 수 있다.

또, 농축황산의 농도를 보다 한 층 더 높여, 그 질을 향상시키기 위해서는, 경사판의 표면에 요철이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이, 표면에 요철을 형성함으로써, 경사판의 표면적이 한층 더 커져, 물 등의 제거를 효율적으로 행할 수 있게 된다.

또, 칸막이판 및 경사판의 재질로서는, 고온의 농축황산에 대해서도 내식성이 있는 재질인 것을 사용할 수 있고, 예를 들면, 반응조와 같이, 석영유리를 사용할 수 있다.

또한, 상기 반응조는 이 반응조의 천정면에 부착한 물방울이, 상기 농축황산에 혼입하는 것을 방지하는 물방울 수납조를 가진 것이 바람직하다.

물방울 수납조는 최종적인 농축황산에 물이 혼입하는 것을 방지하기 위해서, 배출구의 위쪽에 설치하는 것이 바람직하고, 상술한 배기구가 형성되어 있는 경우에는, 그 하부를 덮도록 설치하는 것이 이상적이다.

이러한 물방울 수납조를 설치함으로써, 웨이퍼 세정폐액으로부터 일단 제거된 물이, 다시 농축황산으로 혼입하여 농도의 저하를 초래하는 것을 방지할 수 있다.

이상에서 설명한 웨이퍼 세정폐액의 가열농축에 의해 얻어진 농축황산에는 황산이 감소한 경우에는, 새로운 황산을 공급하는 것이 바람직하다.

여기서, 새로운 황산을 공급하는 수단으로서는, 상술한 공급장치와 같은 펌프에 의해, 황산리사이클장치내에 별도로 설치된 황산탱크에서 새로운 황산을 퍼올려 공급하는 수단을 채용할 수 있다.

이와 같이 새로운 황산을 공급할 수 있는 장치로 함으로써, 웨이퍼 세정폐액 으로부터 얻어진 농축황산의 농도가 원하는 값보다도 낮은 경우에, 그 농도를 높일 수 있게 된다.

또, 이러한 장치를 사용한 경우에도, 웨이퍼 세정폐액을 모두 폐기처리하는 데 비하면, 새로운 황산의 사용량은 현저히 적게 할 수 있다.

또한, 상기 반응탱크내의 가열온도를 150℃ 이상 315℃ 이하로 하는 구성이 바람직하고, 180℃ 이상 250℃ 이하가 보다 바람직하다.

가열온도가 315℃를 넘으면, 반응조로서 사용되는 부품의 재질이 높은 내화성의 부재에 제한되는 동시에, 증기의 발생량이 증가하기 때문에, 장치가 대형화, 복잡화한다고 하는 결함이 있다. 가열온도가 150℃ 미만이면, 황산농축효율(탈수효율)이 나빠서, 소기의 효과를 달성할 수가 없다.

[실시예]

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.

[제 1 실시형태]

본 발명의 제 1 실시형태를 도 1 내지 도 3에 기초하여 설명한다.

도 1 및 도 2에는 제 1 실시형태에 관한 황산리사이클장치(1)의 개략구성이 나타나 있다.

황산리사이클장치(1)는 반응조(10)와, 이 반응조(10)에 부착된 가열장치로서의 제 1∼제 3 히터(20A,20B,20C)와, 흡인장치로서의 아스피레이터(30)와, 원료조 (40)와, 농도조절조(50)와, 냉각조(60)와, 공급장치로서의 펌프(70)를 주요구성요소로서 구비하고 있다.

반응조(10)는 석영유리로 되어 있으며, 도 1중의 왼쪽 윗면에 웨이퍼 세정폐액(A)을 도입하는 도입구(12)와, 도 1중의 오른쪽 아랫면에 농축황산(B)을 배출하는 배출구(13)와, 도 1중의 오른쪽 윗면에 가열로 발생하는 수증기 등의 기체를 배기하는 배기구(14)의 3개의 개구부를 구비하고 있다. 또, 반응조(10)는 그 바닥면 (10A) 및 측면(10B)의 바깥쪽을 보온재(18)로 덮고 있다.

도입구(12)에는, 제 1 밸브(91)를 가진 불소수지제의 폐액주입관(71)이 부착되고, 이 폐액주입관(71)을 통해 웨이퍼 세정폐액(A)을 저류해 두는 원료조(40)와 연결되어 있다.

배출구(13)에는, 농축황산(B)을 농도조절조(50)로 보내는 불소수지제의 농축황산배출관(72)이 부착되어 있다(도 2 참조).

배기구(14)에는, 배기관(73)이 부착되어 있다. 이 배기관(73)을 통해 반응조(10)가 아스피레이터(30)와 연결되어 있다.

배기관(73)의 대략 중앙부에는, 수냉식의 냉각장치(31)가 부착되어 있다. 이 냉각장치(31)에는 냉각수관(31A)이 부착되어 있고, 황산 리사이클장치(1)의 외부에서 냉각수관(31A)에 도입된 물은 냉각장치(31)내를 흐른 후, 다시 황산리사이클장치(1)의 외부로 배출된다.

여기서, 아스피레이터(30)에는, 흡기관(30A) 및 탈기관(30B)이 부착되어 있고, 흡기관(30A)을 통하여 황산리사이클장치(1)의 외부에서 아스피레이터(30)내에 건조공기를 받아들이면서, 탈기관(30B)에 의해 받아들인 건조공기 및 반응조(10)내를 탈기한다. 이 아스피레이터(30)에 의해, 농축처리중의 반응조(10)내는 소정의 감압상태로 유지되게 된다.

또한, 배기관(73)은 냉각장치(31)보다도 아스피레이터(30)쪽에서 분기된 측관(73A)을 가지며, 이 측관(73A)은 물 등이 고인 트랩조(32)까지 이어지고 있다. 이 트랩조(32)의 바닥면에는, 제 2 밸브(92)를 가진 드레인관(74)이 부착되고, 트랩조(32)에 고인 물 등은, 이것을 통하여 외부로 배출되게 된다. 한편, 트랩조 (32)에는 2개의 액면레벨센서(85A)가 부착되어 있고, 이들에 의해, 내부의 액량이 일정범위로 유지되도록 제 2 밸브(92)의 개방정도가 조절되고 있다.

반응조(10)의 안쪽에는, 도 2에 나타난 바와 같이, 도입구(12)쪽에서 배출구 (13)쪽을 향하여, 석영유리제의 제 1∼제 3 칸막이판(11A,11B,11C)이, 이 차례로 설치되어, 웨이퍼 세정폐액(A)의 진행방향을 변화시키도록 하고 있다.

여기서, 제 1 칸막이판(11A)은 반응조(10)의 바닥면(10A)에서 소정간격 떨어져 설치되어 있다. 또한, 제 2 칸막이판(11B)은 반응조(10)의 바닥면(10A)의 사이에 빈틈이 생기지 않도록 설치되어 있다. 또, 제 2 칸막이판(11B)의 상단 위치는 제 1 칸막이판(11A)의 상단위치보다도 낮게 설정되어, 제 1 칸막이판(11A)과 제 2 칸막이판(11B)의 사이로 옮겨 간 웨이퍼 세정폐액(A)이 역류하지 않도록 되어 있다. 또한, 제 3 칸막이판(11C)은 제 1 칸막이판(11A)과 마찬가지로, 바닥면(10A)에서 소정간격 떨어져 설치되어 있다.

제 3 칸막이판(11C)과, 배출구(13)와의 사이에는, 석영유리제의 경사판(16)이 설치되어 있다. 경사판(16)은 도 3에 나타난 바와 같이, 상단부가 톱칼형상으로 형성된 수직벽(16A)과, 이 수직벽(16A)과 일체로 형성되어, 수직벽(16A)에서 배 출구(13)쪽으로 양단이 넓어지도록 이어진 경사벽(16B)을 구비하고 있다. 이들 수직벽(16A) 및 경사벽(16B)의 표면에는, 그 표면적을 향상시킬 목적으로, 다수의 요철(16C)이 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 요철(16C)은 돌기형상으로 형성되어 있지만, 이 형상은 임의로, 돌기형상에 한정되지 않고, 가로방향으로 복수개의 홈이 형성된 골함석형상, 상하방향으로 복수개의 홈이 형성된 형상이라도 좋다.

도 2로 되돌아가서, 반응조(10)의 안쪽면에는, 배기구(14)의 하부를 덮도록 하고, 반응조(10)의 오른쪽 상부벽면에서 뻗어 나가도록, 석영유리제의 물방울 수납조(17)가 설치되어 있다.

또한, 반응조(10)의 천정면(10C)을 관통하도록 하여, 제 1∼제 3 히터(20A, 20B,20C)가 그 하단이 웨이퍼 세정폐액(A)내에 잠기도록 하여 부착되어 있다. 이들 각 히터(20)는 텅스텐제의 히터의 주위를 석영유리관으로 덮은 것이다.

여기서, 제 1 히터(20A)는 상술한 제 1 칸막이판(11A)과 제 2 칸막이판(11B)의 사이에 설치되고, 제 2 히터(20B)는 제 2 칸막이판(11B)과 제 3 칸막이판(11C)의 사이에 설치되며, 제 3 히터(20C)는 제 3 칸막이판(11C)과 경사판(16)의 사이에 설치되어 있다. 이에 따라, 각 칸막이판(11) 및 경사판(16)으로 구획된 각 공간내의 웨이퍼 세정폐액(A)을 약 180∼195℃까지 가열한다.

그리고, 제 1 칸막이판(11A)과 제 1 히터(20A)의 사이, 제 2 칸막이판(11B)과 제 2 히터(20B)의 사이, 제 3 칸막이판(11C)과 제 3 히터(20C)의 사이에는, 각각 2개의 온도센서(80)가 부착되고, 농축처리중의 웨이퍼 세정폐액(A)의 온도를 검지하고 있다.

또한, 제 1 히터(20A)와 제 2 칸막이판(11B)의 사이, 제 3 히터(20C)와 경사판(16)의 사이에는, 각각 액면레벨센서(85B)가 부착되어, 이들에 의해, 반응조(10)내의 웨이퍼 세정폐액(A)이 거의 일정량으로 유지되도록, 제 1 밸브(91)의 개방정도를 조절하고 있다.

도 1로 되돌아가서, 원료조(40)는 석영유리로 되어 있으며, 그 하단중앙부근에는, 상술한 폐액주입관(71)이 부착되고, 이에 따라 반응조(10)와 연결되어 있다. 또한, 원료조(40)의 내부에는, 황산리사이클장치(1)의 외부에 설치되어 있는 웨이퍼 처리조(100)로부터 이어지는 불소수지제의 원료수송관(75)이 도입되고 있다. 이 원료수송관(75)에는 제 3 밸브(93)가 설치되어 있다.

또한, 원료조(40)에는, 3개의 액면레벨센서(85C)가 부착되어 있고, 이들에 의해, 원료조(40)내부의 웨이퍼 세정폐액(A)의 양이 일정범위로 유지되도록, 제 3 밸브(93)의 개방 정도를 조절하고 있다.

농도조절조(50)는 석영유리로 되어 있으며, 반응조(10)의 배출구(13)로부터 이어진 불소수지제의 농축황산배출관(72)이 그 내부에 도입되어 있는 동시에, 하단에는, 냉각조(60)까지 이어지는 불소수지제의 농축황산주입관(76)이 부착되어 있다. 이 농축황산주입관(76)의 대략 중앙부근에는, 제 4 밸브(94)가 설치되어 있다.

또한, 농축황산(B)의 농도조절용의 새로운 황산을 주입하는 불소수지제의 황산주입관(77)의 한 끝단이, 농도조절조(50)의 내부에 도입되어 있다. 이 황산주입관(77)의 다른 한 끝단은 황산리사이클장치(1)의 내부에 설치된 황산탱크(101)내에 도입되고 있다. 황산주입관(77)의 대략 중앙부에는, 황산수송펌프(77A) 및 제 5 밸브(95)가 설치되어 있다. 이들에 의해, 반응조(10)에서 얻어진 농축황산의 농도가 소정농도 미만인 경우에, 황산탱크(101)로부터, 황산수송펌프(77A)에서 황산을 퍼올려, 황산주입관(77)을 통하여 농도조절조(50)로 주입하여, 농축황산(B)의 농도를 소정치까지 상승시킨다.

또, 농도조절조(50)에도, 2개의 액면레벨센서(85D)가 부착되고, 이에 따라, 농도조절조(50)내의 농축황산(B)의 양이 소정범위로 유지되도록, 제 1 밸브(91) 및 제 5 밸브(95)의 개방 정도를 조절하고 있다.

냉각조(60)는 석영유리로 되어 있으며, 상술한 농축황산주입관(76)이 그 내부로 도입됨과 동시에, 하단중앙부에서는, 웨이퍼 처리조(100)까지 이어지는 불소수지제의 황산수송관(78)이 부착되어 있다. 또한, 이 황산수송관(78)에는, 공급장치인 펌프(70)가 부착되는 동시에, 더욱 펌프(70)와 웨이퍼 처리조의 사이에 제 6 밸브(96)가 부착되어 있다. 또한, 냉각조(60)에는, 3개의 액면레벨센서(85E)가 부착되어 있고, 이들에 의해, 내부의 농축황산(B)의 양이 거의 일정범위로 유지되도록, 제 4 밸브(94)의 개방 정도가 조절되고 있다.

이 냉각조(60)내에 저류된 농축황산(B)은 펌프(70)에 악영향을 주지 않는 정도의 온도까지 공냉된 후, 펌프(70)에 의해 황산수송관(78)을 통하여 웨이퍼 처리조(100)까지 보내지게 된다.

또, 원료조(40), 농도조절조(50), 냉각조(60)에는, 배기라인(79)이 부착되어 있고, 각 조(40,50,60)내에 발생한 수증기 등의 가스를 황산리사이클장치(1)의 외 부로 배출할 수 있도록 되어 있다.

이상과 같이 구성된 황산 리사이클장치(1)를 사용한 황산의 리사이클은 다음과 같이 행한다.

우선, 황산 리사이클장치(1)에, 웨이퍼 처리조(100)를 접속한다. 이 때의 접속은 상술한 원료수송관(75)에 의해 행하며, 원료수송관(75)의 한 끝단을 웨이퍼 처리조(100)에 연결함과 동시에, 다른 한 끝단을 원료조(40)의 내부에 도입함으로써 행한다. 한편, 원료수송관(75)의 웨이퍼 처리조(100)쪽에는, 적절히 필터(75A)를 설치해 둔다.

웨이퍼 처리조(100)에서 황산과 과산화수소수를 중량비로 약 85:15의 비율로 혼합한 웨이퍼 세정액(C)을 조정하여, 이 웨이퍼 세정액(C)을 약 145℃로 가열하여, 웨이퍼를 세정한다.

세정후의 황산농도가 저하한 웨이퍼 세정폐액(A)을 원료수송펌프(75B)에서 원료조(40)로 소정속도로 보낸다. 이 때, 원료조(40)에 설치된 3개의 액면레벨센서(85C)가 원료조(40)내의 액면레벨을 검지하여, 웨이퍼세정폐액(A)의 양을 소정범위로 유지하도록 제 3 밸브(93)의 개방 정도를 조절한다.

원료조(40)내에 일단 저류된 웨이퍼 세정폐액(A)은 여기서, 반응조(10)로 소정속도로 주입되게 된다. 여기서도, 반응조(10)내의 웨이퍼 세정폐액(A)이 거의 일정량으로 유지되도록, 액면레벨센서(85B)에 의해 액면레벨을 검지하면서, 검지된 액면레벨에 따라서 제 1 밸브(91)의 개방 정도가 조절되게 된다.

반응조(10)내에 주입된 웨이퍼 세정폐액(A)은 우선 제 1 칸막이판(11A)의 하 단과 반응조(10)의 바닥면(10A)의 빈틈에서, 제 1 칸막이판(11A)과 제 2 칸막이판 (11B)의 사이로 이행한다. 여기서, 180∼195℃로 가열된 제 1 히터(20A)에 의해서, 웨이퍼 세정폐액(A)은 서서히 가열되고, 그 내부에 함유되는 물 등이 제거되기 시작한다. 계속해서, 가열된 웨이퍼 세정폐액(A)은 반응조(10)의 바닥면 (10A)으로부터 위쪽으로 대류하여 제 2 칸막이판(11B)의 상단부에서 제 2 칸막이판(11B)과 제 3 칸막이판(11C)의 사이로 이행한다. 여기서, 마찬가지로 180∼195℃로 가열된 제 2 히터(20B)에 의해, 웨이퍼 세정폐액(A)은 더욱 가열되어 황산의 농축이 진행한다.

상술한 단계적인 가열에 의해 황산의 농축이 진행한 웨이퍼 세정폐액(A)은 제 2 칸막이판(11B)의 상단쪽에서 바닥면(10A)쪽으로 대류하여, 제 3 칸막이판 (11C)의 하단과 반응조(10)의 바닥면(10A)의 사이의 빈틈에서, 제 3 칸막이판(11C)과 경사판(16)의 사이로 이행한다. 여기서, 마찬가지로 180∼195℃로 가열된 제 3 히터(20C)에 의해, 웨이퍼 세정폐액(A)은 더욱 가열이 계속되어 황산의 농축이 진행한다. 여기서 농축이 진행한 웨이퍼 세정폐액(A)은 바닥면(10A)쪽에서 다시 위쪽으로 대류하여, 톱칼형상으로 형성된 경사판(16)의 상단부에서, 경사판(16)의 표면에 형성된 요철(16C) 위를 흘러, 여기서 최종적으로 95% 정도의 농도까지 농축된 농축황산(B)이 된다.

이렇게 해서 얻어진 농축황산(B)은 반응조(10)의 배출구(13)로부터 농축황산배출관(72)을 통하여, 농도조절조(50)로 보내진다.

이상의 농축처리하는 동안에, 반응조(10)의 배기구(14)에 연결된 아스피레이 터(30)에 의해, 반응조(10)내는 소정의 감압상태로 유지된다. 또한, 아스피레이터 (30)로 가열에 의해 생긴 수증기 등을 배기관(73)내로 흡인하여, 이것을 다시 냉각장치(31)에 의해 냉각하여 액화한 후, 측관(73A)을 통하여 트랩조(32)로 저류한다. 트랩조(32)에 소정량 이상으로 고인 물 등은 드레인관(74)을 통하여 황산리사이클장치(1)의 외부로 배출된다. 한편, 트랩조(32)까지 흡인되지 않고서 배기구(14)부근에서 액화한 물 등은 반응조(10)의 내벽면을 타고 하강하여, 물방울 수납조(17)에 수납되게 된다.

또한, 농축처리중에는, 반응조(10)에 부착된 온도센서(80)에 의해, 웨이퍼 세정폐액(A)의 온도를 계속 검지한다.

또, 도시하고 있지는 않지만, 반응조(10)내의 웨이퍼 세정폐액(A)에는 질소가스를 소정량 버블링시켜, 적극적으로 수증기를 방출하도록 하고 있다.

농도조절조(50)로 보내진 농축황산(B)은 새로운 황산을 공급함으로써 농도조절이 행하여진다. 즉, 황산탱크(101)로부터 새로운 황산을 퍼 올려, 이것을 황산주입관(77)을 통하여 농도조절조(50)내에 주입하여 농축황산(B)과 혼합하여, 농도를 조절한다. 이 때, 액면레벨센서(85D)에 의해 전액량이 소정량으로 유지되도록 제 5 밸브(95)의 개방 정도가 조절된다.

이 농도조절조(50)에서는 농축황산(B)의 농도를 약 95% 정도로 조절한다.

농도조절조(50)에서 소정의 농도로 조절된 농축황산(B)은 계속해서, 농축황산주입관(76)을 통하여 냉각조(60)로 보내지고, 여기서, 약 80℃ 정도의 온도까지 냉각된다. 이 때, 냉각조(60)내에 설치된 액면레벨센서(85E)에 의해, 내부의 농축 황산(B)의 양이 소정범위로 유지되도록 제 4 밸브(94)의 개방 정도가 조절된다.

여기서, 냉각된 농축황산(B)은 펌프(70)에 의해서 황산수송관(78)을 통하여 웨이퍼 처리조(100)로 보내지고, 과산화수소수와 혼합되어 웨이퍼 세정액(C)으로서 재생된다.

상술한 바와 같은 제 1 실시형태에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 웨이퍼 세정폐액(A) 중의 황산을 농축하는 반응조(10)와, 얻어진 농축황산(B)을 웨이퍼 처리조(100)로 보내는 펌프(70)를 구비하고 있다. 따라서, 웨이퍼 세정폐액(A)에 함유되는 물이나 과산화수소수를 제거할 수 있는 동시에, 얻어진 농축황산(B)을 웨이퍼 처리조(100)로 보내어, 다시 웨이퍼의 세정에 이용할 수 있다. 더욱이, 웨이퍼의 세정에서부터, 웨이퍼 세정폐액(A) 중의 황산의 농축, 그리고 농축황산(B)의 재이용까지를 연속적으로 행할 수 있어, 매우 효율적이다. 이에 따라, 웨이퍼 세정처리비용도 저감할 수 있다.

(2) 웨이퍼 세정폐액(A)을 가열하는 제 1∼제 3 히터(20A,20B,20C)를 구비하고 있기 때문에, 가열에 의해 웨이퍼 세정폐액(A)에 함유되는 물 등을 기화시켜 제거할 수 있어, 농축조작을 보다 신속하게 행할 수 있다.

(3) 도입구(12)로부터 도입된 웨이퍼 세정폐액(A)을 각 칸막이판(11)및 경사판(16)의 사이를 상하로 대류시키면서 농축처리를 하고 있다. 따라서, 웨이퍼 세정폐액(A)을 안정적으로 가열할 수 있어, 황산을 충분히 농축할 수 있으므로, 고농도의 농축황산(B)을 얻을 수 있다.

(4) 경사판(16)을 설치하여, 그 표면을 농축황산(B)이 흘러내리도록 하고 있 기 때문에, 배출구(13)로 보내질 때의 농축황산(B)의 표면적이 커져, 약간 잔류하고 있는 물 등의 제거가 한층 더 촉진되게 되어, 농축황산(B)의 질을 향상시킬 수 있다.

(5) 경사판(16)의 표면에 요철(16C)이 형성되어 있기 때문에, 표면적이 한층 더 커져, 물 등의 제거를 더욱 효율적으로 행할 수 있다.

(6) 물방울 수납조(17)가 설치되어 있기 때문에, 웨이퍼 세정폐액(A)에서 일단 제거된 물 등이, 다시 농축황산(B)으로 혼입하여 농도의 저하, 질의 악화를 초래하는 것을 방지할 수 있다.

(7) 농도조절조(50), 황산탱크(101) 및 황산수송펌프(77A)를 설치하여, 새로운 황산을 공급하여 농도조절을 할 수 있는 장치로 하고 있다. 따라서, 반응조 (10)로 얻어진 농축황산(B)의 농도가 원하는 값보다도 낮은 경우에, 그 농도를 황산리사이클장치(1)내에서 용이하게 조절할 수 있어, 효율적이다. 또한, 이러한 장치를 사용한 경우에도, 웨이퍼 세정폐액(A)을 모두 폐기처리하는 데 비하면, 새로운 황산의 사용량은 매우 적게 할 수 있다.

(8) 냉각조(60)를 설치하고 있기 때문에, 농축처리후의 고온의 농축황산(B)을 소정온도까지 냉각한 후, 웨이퍼 처리조(100)로 수송할 수 있어, 펌프(70)등에 악영향을 미치는 일도 없다.

(9) 복수의 액면레벨센서(85B,85C,85D,85E)에 의해, 반응조(10), 원료조 (40), 농도조절조(50), 냉각조(60)의 액량을 관리하고 있기 때문에, 농축처리를 소정속도로 충분히 행할 수 있는 동시에, 각 조(10,40,50,60)내에서, 웨이퍼 세정폐 액(A), 농축황산(B)이 흘러넘치는 것을 방지할 수 있다.

(10) 반응조(10)내에 제 1∼제 3 히터(20A,20B,20C)의 3개의 가열장치를 설치하여, 각 칸막이판(11)에 의해서 구획된 각 공간을 개별로 가열하고 있기 때문에, 효율적으로 웨이퍼 세정폐액(A)을 가열할 수 있다. 이에 따라, 농축처리를 신속하게 행할 수 있다.

(11) 반응조(10)내에 복수의 온도센서(80)를 설치하고 있기 때문에, 웨이퍼 세정폐액(A)의 이상과열에 의해서 황산이 분해되거나, 반응조(10)가 부식된다고 하는 문제를 회피할 수 있다.

(12) 반응조(10)의 바닥면(10A), 측면(10B)을 보온재(18)로 덮고 있기 때문에, 그 단열효과에 의해, 반응조(10)내의 온도를 용이하게 소정범위로 유지할 수 있다. 또한, 보온재(18)에 의해, 주위의 부재로 열이 전달되는 것을 방지할 수 있다.

[제 2 실시형태]

본 발명의 제 2 실시형태를 도 4에서 도 6에 기초하여 설명한다. 제 2 실시형태에 있어서, 제 1 실시형태와 동일구성요소는 동일부호를 붙이고 설명을 생략 또는 간략하게 한다.

도 4에는 제 2 실시형태에 관한 황산 리사이클장치(201)의 개략구성 이 나타나 있다.

황산 리사이클장치(201)는 내부용량이 5리터인 반응조(10)와, 이 반응조(10)에 부착된 가열장치로서의 제 1∼제 3 히터(20A,20B,20C)와, 흡인장치로서의 아스 피레이터(230)와, 내부용량이 2리터인 원료조(40)와, 내부용량이 5리터인 냉각조 (260)와, 펌프(70)를 주요구성요소로서 구비하고 있다.

반응조(10)의 도입구(12)에는 제 1 밸브(91)를 가진 불소수지제의 폐액주입관(71)이 부착되고, 이 폐액주입관(71)을 개재하여 웨이퍼 세정폐액(A)이 원료조 (40)로부터 반응조(10)로 도입된다. 이 제 1 밸브(91)가 개방된 상태에서는 웨이퍼 세정폐액(A)이 반응조(10)로 자동적으로 흘러내린다.

반응조(10)의 배출구(13)에는 농축황산(B)을 농도조절조(250)로 보내는 농축황산배출관(72)이 부착되어 있다.

반응조(10)는 배기관(73)을 개재하여 아스피레이터(230)와 연결되어 있다. 배기관(73)의 대략 중앙부에는, 수냉식의 냉각장치(31)가 부착되어 있다. 이 냉각장치(31)에는 냉각수관(231A)이 부착되어 있고, 황산리사이클장치(1)의 외부에서 냉각수관(231A)으로 도입된 물은 냉각장치(31)내를 흐른 후, 다시 황산리사이클장치(1)의 외부로 배출된다.

아스피레이터(230)에는 흡수관(230A) 및 배수관(230B)이 부착되고 있고, 흡수관(230A)에 설치된 흡수펌프(230C)를 작동시킴으로써, 저수탱크(230D) 내의 물이 아스피레이터(230)를 통과한다. 이 아스피레이터(230)에 의해, 농축처리중의 반응조(10)내는 흡인되어 소정의 감압상태로 유지되게 된다.

반응조(10)로부터 흡인된 공기는 소량의 황산이 혼합되어 있지만, 이 황산은 아스피레이터(230) 및 배수관(230B)을 지나는 물에 혼합되어 저수탱크(230D) 내에 축적된다. 저수탱크(230D)에는 냉각수관(231A)이 접속되어 있다.

반응조(10)의 안쪽에는 제 1 실시형태와 마찬가지로, 도입구(12)쪽에서 배출구(13)쪽을 향하여, 석영유리제의 제 1∼제 3 칸막이판(11A,11B,11C)이 차례로 설치되어, 웨이퍼 세정폐액(A)의 진행방향을 변화시키도록 하고 있다.

제 3 칸막이판(11C)과, 배출구(13)의 사이에는, 제 1 실시형태와 마찬가지 구조의 경사판(16)이 설치되어 있다.

반응조(10)의 안쪽면에는, 반응조(10)의 벽면에서 뻗어나가도록, 석영유리제의 물방울 수납조(217)가 설치되어 있다. 이 물방울 수납조(217)는 반응조(10)의 내벽둘레방향을 따라 수평면내에서 연속형성되어 있다.

반응조(10)의 천정면(10C)을 관통하도록 하여, 제 1∼제 3 히터 (20A,20B, 20C)가 그 하단을 웨이퍼 세정폐액(A)내에 잠기도록 하여 부착되어 있다. 이들 각 히터(20)는 제 1 실시형태와 같은 구조이지만, 이들에 의해, 각 칸막이판(11) 및 경사판(16)으로 구획된 각 공간내의 웨이퍼 세정폐액(A)을 150℃이상 315℃이하, 바람직하게는, 180℃ 이상 250℃ 이하의 범위로 가열한다.

반응조(10)의 상부에는 제 1 실시형태와 마찬가지로, 복수의 온도센서(80) 및 액면레벨센서(85B)가 부착되고, 더욱, 배기압력게이지(280)가 부착되어 있다.

원료조(40)는 제 1 실시형태와 같은 구조이지만, 공급관(241)을 통하여 순수한 물(DIW)이 도입된다. 이 순수한 물은 웨이퍼 세정폐액(A)이나 농축황산(B)이 흐르는 라인 전체의 세정을 위해서 사용된다.

냉각조(260)는 그 내부에 농축황산배출관(72)이 도입되고 있는 동시에, 하단에는 황산수송관(78)이 부착되고 있다. 이 황산수송관(78)에는 펌프(70)가 부착되 는 동시에, 더욱 펌프(70)와 웨이퍼 처리조(100)의 사이에 제 6 밸브(96)가 부착되어 있다. 펌프(70)의 작동에 의해서, 농도조절조(250)의 농축황산은 황산수송관 (78)을 통하여 웨이퍼 처리조(100)에 공급된다.

냉각조(260)에는 복수의 액면레벨센서(85E)가 부착되고, 이에 따라, 내부의 농축황산(B)의 양이 거의 일정범위로 유지되도록, 제 4 밸브(94)의 개방 정도가 조절되고 있다.

냉각조(260)의 개략구성이 도 5에 나타나 있다.

도 5에 있어서, 냉각조(260)는 각각 석영유리로 형성된 안쪽 밀폐용기(261)와, 바깥쪽 밀폐용기(262)를 구비하여 구성되어 있다. 이들 용기(261,262)의 사이에는 소정의 공간(S)이 형성되어 있고, 이 공간(S)에는 냉각수관(231A)을 통해 냉각수가 흐름으로써, 안쪽 용기(261)의 내부에 수납된 고온의 농축황산이 냉각된다.

도 4로 되돌아가, 농축황산(B)의 농도조절용의 새로운 황산을 주입하는 불소수지제의 황산주입관(77)의 한 끝단이, 반응조(10)의 내부에 도입되고 있다. 이 황산주입관(77)의 다른 한 끝단은 황산리사이클장치(201)의 내부에 설치된 황산탱크(101)내에 도입되고 있다. 황산주입관(77)의 대략 중앙부에는 황산수송펌프 (77A) 및 제 5 밸브(95)가 설치되어 있다. 이에 따라, 반응조(10)로 얻어진 농축황산의 농도가 소정 농도 미만인 경우에, 황산탱크(101)로부터, 황산수송펌프(77A)에서 황산을 퍼 올려, 황산주입관(77)을 통하여 농도조절조(50)로 주입하여, 농축황산(B)의 농도를 소정치까지 상승시킨다.

제 2 실시형태에서는, 농축황산(B)의 농도는 주로, 반응조(10)의 내부의 가 열온도, 반응조(10)에 공급되는 웨이퍼 세정폐액(A)의 단위시간당의 양으로 설정된다.

반응조(10)의 바닥부에는 2개의 폐액공급관(202)의 한 끝단부가 각각 접속되어, 황산수송관(78)으로부터 폐액공급관(203)이 분기되고, 이들 폐액공급관 (202,203)의 다른 끝단부는 폐액탱크(204)에 도입되고 있다.

폐액공급관(202,203)에는 각각 밸브(205)가 설치되어 있으며, 이들 밸브 (205)를 조작함으로써, 반응조(10) 및 냉각조(260)의 내부에 있는 농축황산이 폐액으로서 폐액탱크(204)에 공급된다.

또한, 폐액탱크(204)에는 액면센서(206)가 설치되어 있다.

원료조(40)에는 배기라인(79)이 부착되어 있어, 그 내부에 발생한 수증기 등의 가스를 황산리사이클장치(201)의 외부로 배출할 수 있도록 되어 있다.

황산리사이클장치(201)를 구성하는 펌프는 밸브(207)를 개재하여 펌프구동용 에어가 공급되고, 밸브, 기타의 구동장치는 밸브(208)를 개재하여 구동에어가 공급된다.

제 2 실시형태에서는, 황산리사이클장치(201)는 케이싱(210)에 수납되어 있다.

이 케이싱(210)의 외관구성이 도 6에 나타나 있다. 도 6(A)는 케이싱(210)의 정면도이며, 도 6(B)는 케이싱(210)의 측면도이다.

도 6에 있어서, 케이싱(210)은 대략 상자형으로 형성됨과 동시에 반응조 (10), 냉각조(260) 및 그 밖의 구성부재가 수납된 본체(210A)와, 이 본체 (210A)의 아랫면에 설치된 캐스터(210B)와, 이 캐스터(210B)에 근접하여 배치된 스토퍼 (210C)를 구비하여 구성되어 있다. 케이싱(210)내에 수납된 황산리사이클장치 (201)는 캐스터(210B)에 의해서 임의의 장소로 용이하게 반송할 수 있게 되어, 스토퍼(210C)에 의해 임의의 장소에 고정된다.

본체(210A)의 정면의 중앙부 및 왼쪽 상부에는, 케이싱(210)의 내부가 보이도록 하기 위해서 유리 등의 투광성부재로 이루어지는 창(211)이 2개소 설치되어 있다.

본체(210A)의 오른쪽 상부에는 황산리사이클장치(201)를 작동시키기 위한 장치, 예를 들면, 밸브류, 펌프류를 조작하기 위한 조작패널(212)이 설치되어 있다. 이 조작패널(212)에는 황산리사이클장치(201)의 모식도, 조작버튼·스위치, 그 외에, 작업순서도 표시된다.

제 2 실시형태의 황산리사이클은 제 1 실시형태와 거의 동일하지만, 상이한 점을 중심으로 간단하게 설명한다.

우선, 세정후의 황산농도가 저하한 소정온도, 예를 들어, 150℃의 웨이퍼 세정폐액(A)을 원료수송펌프(75B)에서 원료조(40)로 소정속도로 보낸다.

원료조(40)내에 일단 저류된 웨이퍼 세정폐액(A)은 여기에서, 반응조(10)로 소정속도, 예를 들면, 10분당 2리터로 주입되게 된다. 여기서, 반응조(10)내의 웨이퍼 세정폐액(A)이 거의 일정량으로 유지되도록 한다.

반응조(10)내에 주입된 웨이퍼 세정폐액(A)은 우선 제 1 칸막이판(11A)의 하단과 반응조(10)의 바닥면(10A)의 빈틈에서, 각 칸막이판(11A∼11C) 사이를 이행하 지만, 150℃ 이상 315℃ 이하의 범위로 가열된 히터(20A,20B,20C)에 의해서 서서히 가열되어, 그 내부에 함유된 물 등이 제거되어 황산의 농축이 진행한다.

이렇게 해서 얻어진 농축황산(B)은 반응조(10)의 배출구(13)로부터 농축황산배출관(72)을 통하여, 냉각조(260)에 보내지고, 여기서, 약 150℃ 정도의 온도까지 냉각된다. 이 때, 냉각조(60)내에 설치된 액면레벨센서(85E)에 의해, 내부의 농축황산(B)의 양이 소정범위로 유지되도록, 제 4 밸브(94)의 개방 정도가 조절된다.

여기서 냉각된 농축황산(B)은 펌프(70)에 의해서 황산수송관(78)을 통하여 웨이퍼 처리조(100)로 보내지고, 과산화수소수와 혼합되어 웨이퍼세정액(C)으로서 재생된다.

상술한 바와 같은 제 2 실시형태에 의하면, 제 1 실시형태의 (1)∼(6) (10)∼(12)와 같은 작용효과를 발휘할 수 있는 것 외에, 다음의 작용효과를 발휘할 수 있다.

(13) 물방울 수납조(17)가 반응조(10)의 내벽 주위면을 따라 설치되어 있기 때문에, 웨이퍼 세정폐액(A)에서 일단 제거된 물 등이, 다시 농축황산(B)에 혼입하여 농도의 저하, 질의 악화를 초래하는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.

(14) 황산탱크(101) 및 황산수송펌프(77A)를 설치하여, 새로운 황산을 필요에 따라 공급하여 농도조절을 행한 경우에는, 반응조(10)로 얻어진 농축황산(B)의 농도가 원하는 값보다도 낮은 경우에, 그 농도를 간단히 높일 수 있다.

(15) 냉각조(260)를 설치하고 있기 때문에, 농축처리후의 고온의 농축황산 (B)을 소정온도까지 냉각한 후, 웨이퍼 처리조(100)로 수송할 수 있어, 펌프(70) 등에 악영향을 미치는 일도 없다.

(16) 냉각조(260)를 안쪽 밀폐용기(261)와, 바깥쪽 밀폐용기(262)를 구비하여 구성하고, 이들 용기(261,262) 사이의 공간(S)에 냉각수를 흐르게 하는 구성으로 하였기 때문에, 흐르는 물에 의해 냉각효과가 높아지는 동시에, 다량의 냉각수에 용기를 담글 필요가 없기 때문에, 냉각조(260)를 소형화할 수 있다.

(17) 반응조(10)내의 가열온도를 315℃ 이하로 하였기 때문에, 반응조로서 사용되는 부품의 재질이 높은 내화성의 부재에 제한되지 않으므로, 장치가 대형화, 복잡화하는 것을 회피할 수 있으며, 더욱이, 가열온도를 150℃ 이상으로 하였기 때문에, 황산농축효율(탈수효율)이 높아, 소기의 효과를 달성할 수 있다.

(18) 복수의 액면레벨센서(85C,85D,85E)에 의해, 반응조(10), 원료조(40), 냉각조(260)의 액량을 관리하고 있기 때문에, 농축처리를 소정 속도로 충분히 행할 수 있는 동시에, 각 조(10,40,260)내에서, 웨이퍼 세정폐액(A), 농축황산(B)이 흘러넘치는 것을 방지할 수 있다.

(19) 아스피레이터(230)는 흡수관(230A) 및 배수관(230B) 내를 흐르는 물에 의해 반응조(10)내의 공기를 흡인하는 구성이기 때문에, 흡인된 공기에 소량의 황산이 혼합되어 있어도, 이 황산은 저수탱크(230D) 내의 물에 축적되게 된다. 그 때문에, 황산이 대기중으로 방출되지 않기 때문에, 환경상 바람직하다.

(20) 캐스터가 부착된 케이싱(210)에 황산리사이클장치(201)를 수납하였기 때문에, 장치전체의 반송이 용이해진다.

[실시예]

다음에, 제 2 실시형태의 효과를 확인하기 위한 실시예에 대하여 설명한다.

이 실시예는 용량 5.5리터의 반응조(10)의 내부를 소정의 가열온도(히터온도)로 설정하고, 용량 3리터의 원료조(40)로부터 반응조(10)에 2리터의 테스트액을 16분에 걸쳐 공급한다. 반응조(10)로 소정시간 가열한 후, 이 테스트액을 2리터, 냉각조(260)에 보내어, 이 냉각조(260)로부터 샘플로서 샘플용기에 2리터 꺼낸다. 이상의 순서를 20분으로 1사이클이 되도록 반복한다.

측정은 98%농도로 비중이 1.834인 황산을 기준으로 하여, 샘플용기내의 황산의 비중을 구하고, 샘플용기의 황산의 농도를 구한다.

테스트결과를 다음에 나타낸다.

[실시예 1]

테스트액; 농도 83.5%로 55℃의 황산

히터설정온도; 190℃

설정온도도달까지 40분

그 결과를 표 1에 나타낸다.

표 1

	테스트액	샘플 1	샘플 2	샘플 3	샘플 4	샘플 5
비중(g/cc)	1.7359	1.7634	1.7662	1.7656	1.7653	1.7636
농도(%)	83.5	87.3	87.7	87.6	87.6	87.3

[실시예 2]

테스트액; 농도 81.7%로 45℃의 황산

히터설정온도; 190℃

설정온도도달까지 45분

그 결과를 표 2에 나타낸다.

표 2

	테스트액	샘플 1	샘플 2	샘플 3	샘플 4	샘플 5
비중(g/cc)	1.7228	1.755	1.7589	1.7568	1.7563	1.7556
농도(%)	81.7	86	86.7	86.4	86.3	86.2

[실시예 3]

테스트액; 농도 84.6%로 55℃의 황산

히터설정온도; 200℃

설정온도도달까지 55분

그 결과를 표 3에 나타낸다.

표 3

	테스트액	샘플 1	샘플 2	샘플 3	샘플 4
비중(g/cc)	1.7439	1.7703	1.7712	1.7711	1.7706
농도(%)	84.6	88.3	88.4	88.4	88.3

[실시예 4]

테스트액; 농도 91.5%로 120℃의 황산

히터설정온도; 230℃

설정온도도달까지 29분

그 결과를 표 4에 나타낸다.

표 4

	테스트액	샘플 1	샘플 2	샘플 3
비중(g/cc)	1.7933	1.8145	1.816	1.8168
농도(%)	91.5	94.4	94.7	94.8

[실시예 5]

테스트액; 농도 85.2%로 90℃의 황산

히터설정온도; 230℃

설정온도도달까지 37분

그 결과를 표 5에 나타낸다.

표 5

	테스트액	샘플 1	샘플 2	샘플 3
비중(g/cc)	1.7479	1.7913	1.7924	1.7962
농도(%)	85.2	91.2	91.4	91.9

이상의 실시예로부터, 히터설정온도(가열온도)를 190℃∼230℃의 범위에서는 테스트액이 농축된 것을 알 수 있다.

또, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서의 변형, 개량은 본 발명에 포함되는 것이다.

예를 들면, 상기 각 실시형태에서는, 반응조(10)내에, 제 1∼제 3 칸막이판 (11A,11B,11C)을 설치하고 있었지만, 이에 한정되지 않는다. 즉, 2장 이하의 칸막 이판을 설치하여도 좋고, 4장 이상의 칸막이판을 설치하여도 좋다. 또한, 칸막이판(11)의 배치도 한정되지 않고, 예를 들면, 웨이퍼 세정액이 반응조내를 수평방향으로 꾸불꾸불 돌면서 배출구를 향하도록, 2개의 측벽 사이에, 한쪽의 측벽으로부터 소정간격을 두도록 하여 설치된 칸막이판을 번갈아 배치하는 구조로 하여도 좋다. 또한, 경사판(16)을 설치하고 있으나 이에 한정되지 않는다. 즉, 경사하지 않는 수직의 칸막이판을 사용할 수도 있다. 또, 칸막이판, 경사판은 설치하지 않아도 상관없다.

상기 각 실시형태에서는, 가열장치로서 히터(20)를 설치하고 있었으나, 설치하지 않아도 좋다. 예를 들면, 감압도를 높여 상온에서 물이나 과산화수소수를 제거하는 장치여도 좋다. 또한, 반응조(10)의 배기구(14)의하부를 덮도록 물방울 수납조(17)를 설치하고 있으나, 설치하지 않아도 좋다. 또한, 물방울 수납조(17)를 설치하는 위치는 상기 실시형태와 같이 적어도, 배출구(13)의 위쪽, 또한, 배기구(14)의 하부를 덮는 것이면 되고, 예를 들어, 측면전체 둘레에 걸쳐서 설치할 수도 있다.

또한, 반응조(10)에 있어서의 도입구(12), 배출구(13), 배기구(14)의 위치는 상기 실시형태의 위치에 한정되지 않고, 임의로 설치할 수 있다.

상기 각 실시형태에서는, 반응조(10)의 내부에, 제 1∼제 3 히터 (20A,20B, 20C)의 3개의 히터를 사용하고 있었지만, 이에 한정되지 않는다. 즉, 칸막이판에 의해서 구획되는 공간의 수 등에 의해서 임의의 수로 설정할 수 있다. 또한, 가열장치로서는 상기 실시형태와 같이 내부에서 가열하는 것에 한정되지 않고, 외부에 서 반응조를 가열하는 장치를 사용할 수도 있다.

기타, 온도센서(80), 액면레벨센서(85B) 등의 수도, 사용하는 반응조에 따라서 적절히 설정할 수 있다.

상기 실시형태에서는, 원료조(40)를 사용했었으나, 이것은 특별히 사용하지 않아도 된다. 즉, 웨이퍼 처리조로부터, 직접 반응조로 웨이퍼 세정폐액을 주입하는 것과 같은 구조를 채용할 수도 있다.

또한, 상기 실시형태에서는 농도조절조(50)를 설치하고, 농축황산(B)에 새로운 황산을 주입하여 농도조절을 행하고 있으나, 반응조에 있어서의 농축처리만으로 충분한 농도의 농축황산을 얻을 수 있는 경우에는, 농도조절조를 특별히 설치하지 않아도 된다.

또한, 상기 실시형태에서는, 냉각조(60)를 설치하고 있었지만, 특히 설치하지 않아도 된다.

상기 각 실시형태에서는, 반응조(10), 원료조(40), 농도조절조(50), 냉각조 (60), 냉각조(260), 칸막이판(11), 경사판(16)의 재질로 석영유리를 사용하고 있었지만, 이에 한정되지 않는다. 즉, 고온의 농황산에 접촉하더라도 부식되지 않는 기타의 재질을 채용할 수도 있다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 냉각장치(31)로서 수냉식의 것을 채용했었으나, 이에 한정되지 않고, 공냉식의 냉각장치를 사용하여도 상관없다.

또한, 펌프(70)를 사용하고 있으나, 이에 한정되지 않고, 예를 들어, 다이어프램 펌프 등을 사용할 수도 있다.

기타, 본 발명을 실시할 때의 구체적인 구조 및 형상 등은 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위내에서 다른 구조로 하여도 좋다.

본 발명에 의하면, 웨이퍼 세정폐액중의 황산을 농축하는 반응조와, 얻어진 농축황산을 웨이퍼 처리조로 보내는 공급장치를 구비하고 있다. 따라서, 웨이퍼 세정폐액중의 물이나 과산화수소수를 농축 제거할 수 있는 동시에, 얻어진 농축황산을, 웨이퍼 처리조로 보내어, 다시 웨이퍼의 세정에 이용할 수 있다. 더욱이, 웨이퍼의 세정에서부터, 웨이퍼 세정폐액중의 황산의 농축, 그리고 농축황산의 재이용까지를 연속적으로 행할 수 있어, 매우 효율적이다. 이에 따라, 웨이퍼세정처리비용도 저감할 수 있다.

Claims (7)

1. 황산 및 과산화수소수를 혼합하여 이루어지는 웨이퍼 세정액중의 황산을 리사이클하는 황산리사이클장치로서,

   적어도 도입구 및 배출구의 2개의 개구부를 가지며, 상기 도입구에서 도입된 웨이퍼 세정처리후의 웨이퍼세정폐액중의 황산을 농축하여 농축황산으로 한 후, 이 농축황산을 상기 배출구에서 배출하는 반응조와, 상기 농축황산을 웨이퍼처리조로 보내는 공급장치를 구비하며,

   상기 반응조의 내부에는, 상기 웨이퍼 세정폐액의 진행방향을 바꾸는 복수의 칸막이판과, 이들 칸막이판보다도 반응조의 배출구쪽에 설치되어, 상기 농축황산을 표면을 따라 흐르는 경사판이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 황산리사이클장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 반응조에는, 상기 웨이퍼 세정폐액을 가열하는 가열장치가 설치됨과 동시에, 가열에 의해 상기 웨이퍼 세정폐액으로부터 발생하는 기체를 배기하는 배기구가 형성되고,

   이 배기구에는 상기 기체를 흡인하는 흡인장치가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 황산리사이클장치.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서, 상기 경사판의 표면에는 요철이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 황산리사이클장치.
5. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 반응조는 이 반응조의 천정면에 부착한 물방울이 상기 농축황산에 혼입하는 것을 방지하는 물방울 수납조를 가진 것을 특징으로 하는 황산리사이클장치.
6. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 농축황산에 새로운 황산을 공급하는 것을 특징으로 하는 황산리사이클장치.
7. 제 2 항에 있어서, 상기 반응조내의 가열온도를 150℃ 이상 315℃ 이하로 하는 것을 특징으로 하는 황산리사이클장치.

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