KR102182891B1 - 탈기 장치 및 탈기 방법 - Google Patents

Abstract

[과제] 구조가 간소하고 또한, 적용되는 장치나 플랜트에 상관없이 높은 정밀도로 액체로부터 기체를 탈기할 수 있는 탈기 장치 및 탈기 방법을 제공한다.
[해결수단] 탈기되는 액체가 내부에 모이는 챔버(10)와, 챔버(10)의 상부로부터 챔버(10)에 액체를 주입하는 주입부(20)와, 챔버(10) 안에 모여져 있는 액체를 챔버(10)의 하측으로부터 배출시키는 배출 수단(30)을 구비하고, 챔버(10)의 내부를 밀폐한 상태에서, 챔버(10) 안에 주입하는 액체의 유량보다도 많은 유량의 액체를 챔버(10) 안으로부터 배출함으로써 챔버(10) 안을 감압하는 탈기 장치 및 이 탈기 장치를 사용한 탈기 방법으로 상기 과제를 해결한다.

Description

탈기 장치 및 탈기 방법{DEGASSING DEVICE AND DEGASSING METHOD}

본 발명은 탈기 장치 및 탈기 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 액체에 용존하는 기체를 액체로부터 제거하는 탈기 장치 및 탈기 방법에 관한 것이다.

액체 중에 용존하는 기체는 액체를 열화시키거나, 액체를 세정액으로서 사용하여 전자 부품 등을 세정할 경우에 전자 부품 등을 손상시키거나 하는 등의 문제를 발생시키는 경우가 있다. 탈기 장치는 액체에 용존하는 기체를 액체로부터 제거함으로써, 그러한 문제가 발생하는 것을 방지하고 있다. 이러한 탈기 장치는 여러가지 원리를 이용하고 있다. 탈기 장치 중에서도, 진공 펌프를 이용한 탈기 장치가 일반적으로 알려져 있다.

특허문헌 1 내지 3에 제안되어 있는 탈기 장치는 모두 전자 부품 등을 세정하는 세정액으로부터 세정액에 용존하는 기체를 제거하기 위한 탈기 장치이다. 이들 탈기 장치는 세정액이 주입된 용기 내부를 감압함으로써 세정액에 용존하는 기체를 제거하고 있다. 이러한 탈기 장치의 감압 수법은 진공 펌프로 용기의 내부에 존재하는 기체를 흡인함으로써, 용기의 내부를 감압하는 수법이다.

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 특개평9-187603호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 특개평11-319407호 특허문헌 3: 일본 공개특허공보 특개2000-288307호

하지만, 특허문헌 1 내지 3에 제안되어 있는 탈기 장치는 세정액의 순환 경로 이외에 용기의 내부를 감압하기 위한 진공 펌프를 설치하는 것이 필요하다. 그 때문에 이들 탈기 장치는 탈기 장치의 구성이 복잡해진다. 또한, 탈기 장치를 적용하는 세정 장치나 탈기하는 세정액의 종류에 따라 진공 펌프를 적절히 선정하는 것이 필요해진다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적은 구조가 간소하고 또한, 탈기 장치를 삽입하는 시스템이나 탈기하는 액체의 종류에 상관없이 높은 정밀도로 액체로부터 기체를 탈기할 수 있는 탈기 장치 및 탈기 방법을 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 탈기 장치는 밀폐 가능한 구조를 갖고, 탈기되는 액체가 모이는 챔버와, 상기 챔버의 내부의 밀폐 상태를 유지하면서, 상기 챔버의 상부로부터 상기 챔버 안에 상기 액체를 주입하는 주입부와, 상기 챔버 안에 모여져 있는 상기 액체를 상기 챔버의 하부로부터 배출시키는 배출 수단을 구비하고, 상기 배출 수단이, 상기 챔버의 내부를 밀폐한 상태에서, 상기 챔버 안에 주입하는 상기 액체의 유량보다도 많은 유량의 상기 액체를 상기 챔버 안으로부터 배출하고, 상기 챔버 안을 감압시키는 것을 특징으로 한다.

이 발명에 의하면, 챔버 안에 상기 챔버의 상부로부터 액체를 주입하는 주입부와, 챔버 안에 모여져 있는 액체를 챔버의 하부로부터 배출시키는 배출 수단을 구비하고, 챔버 안을 밀폐한 상태에서, 챔버 안에 주입하는 액체의 유량보다도 많은 유량의 액체를 챔버 안으로부터 배출함으로써 챔버 안을 감압하고 있다. 따라서, 액체에 용존하는 기체를 기포로서 발생시킬 수 있고, 기체를 액체로부터 탈기할 수 있다. 또한, 챔버 안에 주입하는 액체의 유량보다도 많은 유량의 액체를 챔버로부터 배출하여 챔버 안을 감압하므로, 별도로 진공 펌프를 설치할 필요가 없다. 그 결과, 탈기 장치의 구조를 간소하게 할 수 있다. 또한, 진공 펌프를 설치하지 않고 탈기를 행하므로, 진공 펌프의 성능에 좌우되지 않고 액체에 용존하는 기체를 액체로부터 탈기할 수 있다.

본 발명에 따른 탈기 장치에 있어서, 상기 챔버 안에 모아둔 액체로부터 탈기된 기체를 배기하는 배기부와, 상기 배기부를 개폐하는 개폐 수단과, 상기 챔버 안에 주입하는 상기 액체의 유량을 조정하는 주입량 조정 수단과, 상기 개폐 수단의 동작 및 상기 주입량 조정 수단의 동작을 제어하는 컨트롤러를 추가로 구비하고, 상기 컨트롤러는, 상기 주입량 조정 수단을 제어하여 상기 챔버 안으로부터 배출하는 상기 액체의 유량보다도 적은 유량의 상기 액체를 상기 챔버 안에 주입하는 동안에, 상기 개폐 수단으로 상기 배기부를 닫아서 상기 챔버 안을 밀폐 상태로 하고, 상기 주입량 조정 수단을 제어하여 상기 챔버 안으로부터 배출하는 상기 액체의 유량보다도 많은 상기 액체를 상기 챔버 안에 주입하는 동안에, 상기 개폐 수단으로 상기 배기부를 열어서 상기 챔버 안의 밀폐 상태를 해제하도록 제어하고 있는 것을 특징으로 한다.

이 발명에 의하면, 컨트롤러가 챔버 안으로부터 배출되는 액체의 유량보다도 적은 유량의 액체를 챔버 안에 주입하는 동안에 개폐 수단으로 배기부를 닫고, 챔버 안으로부터 배출하는 액체의 유량보다도 많은 액체를 챔버에 주입하는 동안에 개폐 수단으로 배기부를 열도록 제어하고 있으므로, 챔버 안을 확실하게 감압하여 액체에 용존하는 기체를 액체로부터 탈기할 수 있는 동시에, 탈기된 기체를 챔버로부터 확실하게 배기할 수 있다.

본 발명에 따른 탈기 장치에 있어서, 상기 배출 수단은 상기 배기부에 접속되어 있고, 상기 개폐 수단이 열렸을 때에 상기 챔버 안으로부터 배기되는 기체를 흡인하고 있는 것을 특징으로 한다.

이 발명에 의하면, 배출 수단은 개폐 수단이 열렸을 때에 챔버 안으로부터 배기되는 기체를 흡인하고 있으므로, 액체로부터 탈기된 기체를 챔버 안으로부터 강제적으로 배기시킬 수 있다.

본 발명에 따른 탈기 장치에 있어서, 상기 챔버 안에 모여져 있는 상기 액체의 액면이 미리 설정된 상기 챔버의 하한 위치에 도달한 것을 검출하는 하한 센서와, 상기 하한 센서로부터의 신호에 기초하여 작동하는 타이머를 추가로 구비하고, 상기 하한 센서가 상기 액체의 액면이 상기 하한 위치에 도달한 것을 검출했을 때에, 상기 컨트롤러는 상기 주입량 조정 수단의 동작을 제어하여 상기 챔버로부터 배출시키는 상기 액체의 유량보다도 많은 유량의 상기 액체를 상기 챔버에 주입하도록 제어하고, 상기 타이머가 작동하고 나서 상기 액체의 액면이 상기 챔버의 미리 설정된 상한 위치에 도달할 때까지 요하는 소정 시간을 경과했을 때에, 상기 컨트롤러는 상기 주입량 조정 수단의 동작을 제어하여 상기 챔버로부터 배출되는 상기 액체의 유량보다도 적은 유량의 상기 액체를 상기 챔버에 주입하도록 제어하고 있는 것을 특징으로 한다.

이 발명에 의하면, 상기의 하한 센서를 구비하고, 액체의 액면(液面)이 챔버 안의 하한 위치에 도달한 것을 하한 센서가 검출했을 때에, 상기의 컨트롤러는 주입량 조정 수단의 동작을 제어하여 챔버 안으로부터 배출시키는 액체의 유량보다도 많은 유량의 액체를 챔버 안에 주입하도록 제어하고 있으므로, 챔버 안에 탈기하는 데에 적절한 양의 액체를 모아 둘 수 있다. 또한, 하한 센서로부터의 신호에 기초하여 작동하는 타이머를 구비하고, 타이머가 하한 센서로부터의 신호에 기초하여 작동하기 시작하여, 액면이 챔버 안의 미리 설정된 상한 위치에 도달할 때까지 요하는 소정 시간을 경과했을 때에, 컨트롤러는 주입량 조정 수단의 동작을 제어하여 챔버로부터 배출되는 액체의 유량보다도 적은 유량의 액체를 챔버에 주입하도록 제어하고 있으므로, 챔버 안을 확실하게 감압시킬 수 있다.

본 발명에 따른 탈기 장치에 있어서, 상기 챔버 안의 미리 설정된 소정 위치보다도 상측을 냉각하는 냉각 장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

이 발명에 의하면, 챔버 안의 미리 설정된 소정 위치보다도 상측을 냉각하는 냉각 장치를 구비하고 있으므로, 냉각 장치가 챔버 안의 소정 위치보다도 상측을 냉각함으로써 챔버 안의 감압을 하기 쉽게 할 수 있다. 또한, 액체가 증발해도, 다시 액화함으로써 탈기를 효과적으로 행할 수 있다. 또한, 냉각 장치는 챔버 안의 미리 설정된 소정 위치보다도 상측에 배치된 배관과, 냉매를 배관에 순환시키는 칠러(chiller)를 구비해서 구성하면 좋다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 탈기 방법은 밀폐된 챔버의 내부에 주입부에 의해 상기 챔버의 상부로부터 액체를 주입하고, 소정의 조건을 충족하고 있고, 상기 밀폐된 챔버 안에 액체를 주입할 때에, 상기 챔버 안에 주입하는 액체의 유량보다도 많은 유량의 상기 액체를 상기 챔버의 하부로부터 배출하여, 상기 챔버 안을 감압시키는 것을 특징으로 한다.

이 발명에 의하면, 챔버의 내부를 밀폐한 상태에서, 챔버 안에 주입하는 액체의 유량보다도 많은 유량의 액체를 챔버 안으로부터 배출하여, 챔버 안을 감압하므로, 액체에 용존하는 기체를 기포로서 발생시켜, 기체를 액체로부터 탈기할 수 있다. 또한, 챔버 안에 주입하는 액체의 유량보다도 많은 유량의 액체를 챔버 안으로부터 배출함으로써 챔버 안을 감압하므로, 별도로 진공 펌프를 설치할 필요가 없다.

본 발명에 따른 탈기 방법에 있어서, 상기 액체의 액면이 미리 설정된 상기 챔버 안의 하한 위치에 도달했을 때에, 상기 챔버 안으로부터 배출되는 상기 액체의 유량보다도 많은 유량의 상기 액체를 상기 챔버 안에 주입하도록 제어하고, 상기 액체의 액면이 상기 챔버 안의 미리 설정된 상한 위치에 도달했을 때에, 상기 챔버 안으로부터 배출되는 상기 액체의 유량보다도 적은 유량의 상기 액체를 상기 챔버 안에 주입하도록 제어하고 있는 것을 특징으로 한다.

이 발명에 의하면, 액체의 액면이 미리 설정된 챔버 안의 하한 위치에 도달했을 때에, 챔버 안으로부터 배출되는 액체의 유량보다도 많은 유량의 액체를 챔버 안에 주입하도록 제어하고 있으므로, 챔버 안에 탈기에 필요한 양의 액체를 확보할 수 있다. 한편, 액체의 액면이 챔버 안의 미리 설정된 상한 위치에 도달했을 때에, 챔버 안으로부터 배출되는 액체의 유량보다도 적은 유량의 액체를 챔버 안에 주입하도록 제어하고 있으므로, 챔버 안을 확실하게 감압시킬 수 있다.

본 발명에 따른 탈기 방법에 있어서, 챔버 안의 미리 설정된 소정 위치보다도 상측을 냉각하는 것을 특징으로 한다.

이 발명에 의하면, 챔버 안의 미리 설정된 소정 위치보다도 상측을 냉각하고 있으므로, 챔버 안의 감압을 하기 쉽게 할 수 있다. 또한, 액체가 증발해도, 다시 액화함으로써 탈기를 효과적으로 행할 수 있다.

본 발명에 의하면, 탈기 장치의 구조를 간소하게 할 수 있다. 또한, 탈기 장치가 적용되는 장치나 탈기하는 액체의 종류에 상관없이 높은 정밀도로 액체로부터 기체를 탈기할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 탈기 장치의 시스템의 개요를 도시한 계통도이다.
도 2는 도 1에 도시한 탈기 장치가 구비하는 챔버의 내부 구조의 개요를 도시한 부분 단면도이다.
도 3은 탈기 장치의 작용을 모식적으로 도시한 설명도이며, (A)는 액체의 액면이 상승하고 있는 상태를 나타내고, (B)는 액체의 액면이 챔버의 상단에 도달한 상태를 나타내고, (C)는 액체의 액면이 하강하고 있는 상태를 나타내고, (D)는 액체의 액면이 챔버 안의 하한 위치에 도달한 상태를 나타내고, (E)는 액체의 액면이 상승하고 있는 상태를 나타내고, (F)는 액체의 액면이 챔버의 상단에 도달한 상태를 나타내고 있다.
도 4는 탈기 장치의 작용의 개요를 도시한 흐름도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 발명의 기술적 범위는 이하의 기재나 도면에만 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지의 범위에서 여러 가지 변형이 가능하다.

[기본 구성]

본 발명에 따른 탈기 장치(1)는, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 탈기되는 액체(100)가 내부에 모이는 챔버(10)와, 챔버(10)의 상부로부터 챔버(10) 안에 액체(100)를 주입하는 주입부(20)와, 챔버(10) 안에 모여져 있는 액체(100)를 챔버(10)의 하부로부터 배출시키는 배출 수단(30)을 구비하고 있다. 이 탈기 장치(1)는 챔버(10)의 내부를 밀폐한 상태에서, 챔버(10)에 주입시키는 액체(100)의 유량보다도 많은 유량의 액체(100)를 챔버(10) 안으로부터 배출함으로써 챔버(10) 안을 감압하여 액체(100)로부터 탈기하고 있다.

또한, 본 명세서에 있어서, 챔버(10)의 상부란 챔버(10)의 상면을 구성하고 있는 덮개(15)의 위치에는 한정되지 않고, 챔버(10)의 측면을 구성하고 있는 본체(11)의 상대적으로 상측의 영역을 포함하는 부위를 의미한다. 예를 들어, 도 2에 도시한 챔버(10)의 경우, 챔버(10)의 상부란 덮개(15)나 본체(11)의 소정 위치(201)보다도 상측의 영역을 의미한다. 또한, 챔버(10)의 하부란 챔버(10)의 가장 낮은 부위로는 한정되지 않고, 챔버(10)의 상대적으로 하측의 영역을 포함하는 부위를 의미한다. 예를 들어, 도 2에 도시한 챔버(10)의 경우, 챔버(10)의 하부란 하한 위치(202)보다도 바닥면(12)의 하측의 영역을 의미한다.

이 탈기 장치(1)는 탈기 장치(1)의 구조를 간소하게 할 수 있다는 특유한 효과를 나타낸다. 또한, 탈기 장치(1)가 적용되는 장치나 탈기하는 액체의 종류에 상관없이 높은 정밀도로 액체(100)로부터 기체를 탈기할 수 있다는 효과도 나타낸다.

또한, 본 발명에 따른 탈기 장치(1) 및 탈기 방법은 초음파를 이용하여 전자 부품이나 웨이퍼 등을 세정하거나, 표면의 불순물을 박리하거나 하는 세정 시스템에 포함시킴으로써 그 효과를 향상시킬 수 있으므로, 「Surface·Ultrasonic·Flat·Fix·System」, 약칭하여 「Suffix·System」이라고 불리고 있다. 다만, 본 발명의 탈기 장치(1) 및 탈기 방법은 초음파를 이용한 세정 시스템 이외의 세정 장치에 포함시켜서 전자 부품이나 웨이퍼 등을 세정하는 세정액으로부터 기체를 탈기하기 위하여 이용하거나 할 경우에 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 탈기 장치(1) 및 탈기 방법은 그 밖에, 액체(100)가 용존하는 기체의 영향을 받아서 열화되는 것을 방지하기 위해서 이용할 수 있다. 특히 용존하는 기체가 산소의 경우, 액체가 산화하는 것을 방지하기 위해서 이용할 수 있다.

[전체 구성의 개요]

탈기 장치(1)는 탈기되는 액체(100)가 내부에 모이는 챔버(10)와, 챔버(10)의 상부로부터 챔버(10) 안에 액체(100)를 주입하는 주입부(20)와, 챔버(10) 안에 모여져 있는 액체(100)를 챔버(10)의 하부로부터 배출시키는 배출 수단으로서의 펌프(30)(이하, 단순히 펌프(30)라고 함.)를 구비하고 있다. 또한, 펌프(30)는 종래의 탈기 장치가 구비하고 있는, 챔버(10) 안의 기체를 배기하는 것만을 위해 설치한 진공 펌프가 아니다. 또한, 탈기 장치(1)는 챔버(10) 안의 기체를 배출하는 배기부(40)와, 챔버(10) 안의 액체(100)의 액면(101)의 위치를 검출하는 액면 센서(80)와, 챔버(10)의 내압을 계측하는 압력 센서(90)를 구비하고 있다.

주입부(20)는 챔버(10)의 상부로부터 액체(100)를 챔버(10) 안에 주입하기 위한 구성을 갖고, 메인 배관(21)과 서브 배관(25)으로 구성되어 있고, 챔버(10) 안에 주입하는 액체(100)의 유량을 변화시킬 수 있도록 되어 있다. 펌프(30)는 챔버(10)의 하부와 배관(31)에서 접속되어 있고, 챔버(10) 안에 모인 액체(100)를 흡인하여 챔버(10) 안으로부터 배출시키고 있다. 배기부(40)는 배관(41) 및 개폐 밸브(42)를 구비하여 구성되어 있다. 배관(41)은 그 일단이 챔버(10)에 접속되고, 그 타단이 배관(31)에 접속되어 있다. 또한, 개폐 밸브(42)는 배관(41)의 도중에 설치되어 있다.

탈기 장치(1)는 그 밖에, 챔버(10) 안에 공급되는 액체(100)를 모아 두는 도시하지 않은 액 저장부와 배관(31)을 연결하고 있는 배관(35)에 의해 구성된 바이패스 경로를 갖추고 있다. 배관(35)으로 이루어진 바이패스 경로는 챔버(10) 안으로부터 액체(100)를 흡인하지 않는 동안에도 펌프(30)가 액체(100)를 흡인할 수 있도록 하고 있다.

탈기 장치(1)는 또한 탈기 장치(1)의 동작을 제어하는 컨트롤러(60)와, 압축 공기가 흐르는 파일롯 라인(70)을 구비하고 있다. 컨트롤러(60)는 탈기 장치(1)의 동작을 제어하고 있고, 타이머(65)와 액면 센서(80)로부터의 신호와, 압력 센서(90)로부터의 신호에 기초하여 제어를 행하고 있다. 또한, 타이머(65)는 컨트롤러(60)에 내장되어 있다. 파일롯 라인(70)은 주입부(20)에 접속된 라인, 배기부(40)에 접속된 라인, 및 펌프(30)에 접속된 라인 등으로 구성되어 있다. 이 파일롯 라인(70)은 컨트롤러(60)로부터의 지령을 받아, 제어에 필요한 라인에 압축 공기를 공급하고 있다.

또한, 탈기 장치(1)에는 필요에 따라 냉각 장치(50)가 설치된다. 냉각 장치(50)는 챔버(10)의 내부를 냉각하고, 기체의 온도를 내리는 것을 주목적으로 하고 있는 장치이다. 또한, 냉각 장치(50)는 탈기하는 액체의 종류에 따라 설치되는 장치이며, 필수 구성은 아니다.

이하, 탈기 장치(1)가 구비하고 있는 각 구성에 대하여 적절히 도면을 참조하면서 설명한다.

(챔버)

챔버는 도 2에 도시한 바와 같이 구성되어 있다. 이 챔버(10)는 그 내부에 액체(100)를 모으는 부위이며, 본체(11)와 덮개(15)로 구성되어 있다. 본체(11)는 상부가 개방되어 있고, 하부는 바닥면(12)에 의해 닫혀 있다. 덮개(15)는 본체(11)에 대하여 착탈 가능하게 구성되어 있고, 개방된 챔버(10)의 본체(11)의 상부에 장착해서 본체(11)의 상부를 닫거나, 떼어내서 본체(11)의 상부를 열거나 할 수 있도록 구성되어 있다. 본체(11)와 덮개(15)는 덮개(15)가 본체(11)의 상부를 닫았을 때에 양자 간에 설치된 씰재 등에 의해 밀폐된다. 본체(11)의 바닥면(12)은 상기 챔버(10) 안에 모인 액체(100)를 배출시키는 배출구(13)를 구비하고 있고, 도시한 예에서는, 이 배출구(13)는 바닥면(12)의 가장 낮은 위치에 형성되어 있다. 챔버(10)는 액체(100)가 주입부(20)로부터 주입되어, 배출구(13)로부터 배출되도록 구성되고 있어, 액체(100)를 일시적으로 체류시키고 있다.

또한, 챔버(10)의 용량은 주입하는 액체(100)의 유량과 챔버(10) 안으로부터 배출하는 액체(100)의 유량에 따라 적절히 설정된다. 또한, 챔버(10) 안에 주입하는 액체(100)의 유량과, 챔버(10) 안으로부터 배출하는 액체(100)의 유량은 탈기되는 액체(100)의 종류나 상기 탈기 장치(1)가 적용되는 대상에 의해 적절히 설정된다.

(주입부)

주입부(20)는 탈기되는 액체(100)를 챔버(10) 안에 주입하기 위한 수단이다. 도 1 및 도 2에 도시한 실시형태의 탈기 장치(1)에서는, 주입부(20)는 2개의 배관(21, 25)으로 구성되어 있다. 2개의 배관(21, 25)은 챔버(10)의 덮개(15)를 각각 관통하고, 그것들의 선단측이 챔버(10)의 내부에 삽입되어 있다. 2개의 배관(21, 25) 중 하나의 배관은 메인 배관(21)이고, 또 하나의 배관은 서브 배관(25)이다.

메인 배관(21)은 덮개(15)의 임의의 위치에 설치되어 있다. 예를 들어, 챔버(10)의 거의 중앙의 위치에서 덮개(15)를 관통하도록 하여 설치되어 있다. 메인 배관(21)은 그 선단에 노즐(22)을 구비하고 있고, 액체(100)를 안개상태로 하여 챔버(10)에 주입하고 있다. 이 메인 배관(21)은 탈기 장치(1)가 작동하고 있는 동안에 챔버(10)의 내부에 액체(100)를 항상 주입시키고 있다. 또한, 노즐(22)은 챔버(10)의 내부에 불순물이 침입하는 것을 방지하는 필터를 그 내부에 구비하고 있어도 좋다.

서브 배관(25)도 덮개(15)의 임의의 위치에 설치되어 있다. 예를 들어, 서브 배관(25)은 메인 배관(21)보다도 챔버(10)의 반경 방향의 외측의 위치에서 덮개(15)를 관통하도록 하여 설치되어 있다. 서브 배관(25)은 챔버(10)의 내부에 모여져 있는 액체(100)의 양이 적어지고, 챔버(10)의 내부에 액체(100)를 보급할 때에 사용되는 배관이다. 서브 배관(25)은 후술하는 파일롯 라인(70)에 의해 개폐가 제어되는 개폐 밸브(27)를 구비하고 있다. 액체(100)는 개폐 밸브(27)를 열음으로써 서브 배관(25)으로부터 챔버(10) 안에 주입되고, 개폐 밸브(27)를 닫음으로써 챔버(10) 안으로의 액체(100)의 주입이 정지된다. 서브 배관(25)도 그 선단에 노즐(26)을 구비하고 있고, 액체(100)를 안개 상태로 하여 챔버(10)에 주입하고 있다. 또한, 이 서브 배관(25)도 챔버(10)의 내부에 불순물이 침입하는 것을 방지하는 필터를 그 내부에 구비하고 있어도 좋다.

개폐 밸브(27)를 구비한 서브 배관(25)은, 개폐 밸브(27)를 열음으로써, 개폐 밸브(27)가 닫혔을 때보다 많은 액체(100)를 챔버(10) 안에 주입하고, 개폐 밸브(27)를 닫음으로써 개폐 밸브(27)가 열려 있을 때보다 적은 액체(100)를 챔버(10) 안에 주입하고 있어, 주입량 조정 수단으로서 기능하고 있다.

(배출 수단으로서의 펌프)

펌프(30)는 배관(31)을 개재하여 챔버(10)에 접속되어 있다. 이 펌프(30)는 챔버(10) 안에 모인 액체(100)를 챔버(10) 안으로부터 배출하고 있다. 또한, 액체(100)의 배출은 펌프(30)에 의해 강제적으로 행해지고 있다. 펌프(30)는 주입부(20)의 메인 배관(21)만이 챔버(10)에 주입하는 액체(100)의 유량보다도 많은 액체(100)를 챔버(10) 안으로부터 배출하고 있다. 한편, 펌프(30)는 메인 배관(21) 및 서브 배관(25)의 양쪽에 의해 챔버(10) 안에 주입되는 액체(100)의 유량보다도 적은 액체(100)를 챔버(10) 안으로부터 배출하고 있다. 또한, 이 펌프(30)는 파일롯 라인(70)에 의해 작동의 개시와 정지가 제어되고 있다.

(배기부)

배기부(40)는 챔버(10) 안에 모여져 있는 액체(100)로부터 탈기된 기체를 배기하는 부위이다. 배기부(40)는 덮개(15)로부터 챔버(10)의 외측을 향해서 연장되고, 배관(31)에 접속되어 있는 배관(41)과, 파일롯 라인(70)에 의해 개폐 동작이 행해지는 개폐 수단으로서의 개폐 밸브(42)(이하, 단지 개폐 밸브(42)라고 함.)를 구비하고 있다. 주입시키는 액체(100)의 유량보다도 많은 유량의 액체(100)를 펌프(30)가 배출하는 동안에, 개폐 밸브(42)는 닫힘으로써 챔버(10)의 내부를 밀폐하고 있다. 한편, 챔버(10) 안의 액체(100)의 액면(101)이 챔버(10)의 미리 설정된 상한 위치(203)까지 도달하도록 액체(100)를 챔버(10)에 보충하고 있는 동안에 개폐 밸브(42)는 열려 있다. 개폐 밸브(42)가 열려 있는 동안, 펌프(30)는 배관(40, 41)을 개재하여 챔버(10) 안의 기체를 흡인함으로써 액체(100)로부터 탈기된 기체를 챔버(10) 밖으로 배기하고 있다. 또한, 챔버(10)로부터 배기된 기체는 펌프(30)의 하류측에 설치된 배관(43)을 통해서 외부에 방출된다.

(액면 센서)

액면 센서(80)는 상하 방향으로 연장되도록 배치된 심봉(心棒; mandrel)(81)과, 심봉(81)의 상측과 하측의 2개소에 각각 설치된 플로트(float)(82, 83)로 구성되어 있다. 2개소에 설치된 플로트(82, 83)는 심봉(81)의 일정한 범위를 상하 방향으로 이동 가능하게 각각 구성되어 있고, 액체(100)의 부력에 의해 상측으로 이동한다. 액면 센서(80)를 구성하고 있는 하측의 플로트(83)는 챔버(10)의 내부에 모여져 있는 액체(100)의 액면(101)이 챔버(10)의 미리 설정된 위치에 도달한 것을 검출하고 있다. 또한, 하측의 플로트(83)는 후술하는 탈기 장치(1)의 작용의 란에서 설명한 바와 같이, 액면(101)이 상승하여 하한 위치(202)를 통과하는 것도 검출하고 있다. 또한, 액면 센서(80)를 구성하고 있는 상측의 플로트(82)는 챔버(10)의 내부에 모여져 있는 액체(100)의 액면(101)이 챔버(10)의 미리 설정된 위치를 통과하는 것을 검출하고 있다.

하측에 형성된 플로트(83)는 액체(100)의 액면(101)이 챔버 안의 미리 설정된 하한 위치(202)에 도달했는지 여부를 검지하는 하한 센서이다. 액체(100)의 액면(101)이 하한 위치(202)에 도달했을 때, 액체(100)의 부력에 의해 밀어 올려져 있던 플로트(83)가 하강한다. 플로트(83)는 하강함으로써, 액체(100)의 액면(101)이 하한 위치(202)에 도달한 것을 검지하고 있다. 또한, 플로트(83)는, 액면(101)의 상승에 따라 밀어 올려졌을 때에, 타이머(65)의 작동을 개시시키고 있다.

상측에 형성된 플로트(82)는 후술하는 냉각 장치(50)를 설치한 경우에 형성되는 센서이다. 플로트(82)는 액체(100)의 액면(101)이 챔버(10) 안의 미리 설정된 소정 위치(201)를 통과한 것을 검지하는 센서로서, 냉각 장치(50)의 작동의 개시 및 정지를 행하는 스위치로서 기능하고 있다. 액체(100)의 액면(101)이 상승하여 소정 위치(201)를 통과할 때, 플로트(82)는 액체(100)의 부력에 의해 밀어 올려진다. 플로트(82)가 밀어 올려짐으로써, 액체(100)의 액면(101)이 소정 위치(201)까지 상승한 것이 검지된다. 한편, 액체(100)의 액면(101)이 하강하여 소정 위치(201)를 통과할 때, 부력에 의해 밀어 올려져 있던 플로트(82)는 하강한다. 플로트(82)가 하강함으로써, 액체(100)의 액면(101)이 소정 위치(201)까지 하강한 것이 검지된다.

이상, 액면 센서가 플로트(82, 83)로 구성된 경우를 예로 액면 센서에 대하여 설명하였다. 하지만, 액면 센서는 플로트(82, 83)를 사용하는 것에는 한정되지 않는다. 액면 센서는 광학적으로 액면(101)의 위치를 검출하는 광 센서, 초음파를 이용하여 액면(101)의 위치를 검출하는 초음파 센서, 및 정전 용량의 변화를 헤아려 액면(101)의 위치를 검출하는 정전 용량식 레벨 센서 등의 다양한 센서를 사용할 수 있다.

(타이머)

타이머(65)는 컨트롤러(60)에 설치되어 있고, 하한 센서인 플로트(83)로부터의 신호에 기초하여 카운트를 개시하도록 설정되어 있다. 이 타이머(65)는 액체(100)의 액면(101)이 하한 위치(202)로부터 챔버(10) 안의 미리 설정된 상한 위치(203)에 도달할 때까지의 시간이 미리 설정되어 있다. 플로트(83)가 설치되어 있는 하한 위치(202)와 챔버(10)의 상한 위치(203) 사이의 용적은 미리 설정되어 있다. 또한, 주입부(20)가 챔버(10)에 액체(100)를 주입하는 유량도 미리 설정되어 있다. 그 때문에 액면(101)의 위치의 제어는 타이머(65)로 시간을 설정하고, 개폐 밸브(27)를 닫는 타이밍을 제어함으로써 행할 수 있다.

또한, 상기한 챔버(10) 안의 미리 설정된 상한 위치(203)는 챔버(10)의 덮개(15)가 존재하는 챔버(10)의 상단에 설정하면 좋다. 단, 상한 위치(203)는 챔버(10)의 상단에 설정하는 것으로는 한정되지 않고, 소정 위치(201)와 챔버(10)의 상단 사이의 임의인 위치에 설정해도 좋다.

(압력 센서)

압력 센서(90)는 챔버(10)의 내압을 계측하고 있고, 압력에 따른 신호를 컨트롤러(60)에 보내고 있다. 이 압력 센서(90)는 챔버(10)의 내압을 계측함으로써, 챔버(10)의 내압이 액체(100)로부터 기체를 탈기하기에 적합한 압력까지 감압되어 있는지 여부를 판단하는 것에 이용되고 있다.

(파일롯 라인)

파일롯 라인(70)은 압축 공기가 흐르는 라인이며, 주입부(20)가 구비하고 있는 개폐 밸브(27)의 개폐, 펌프(30)의 작동의 개시 및 정지, 및 배기부(40)가 구비하고 있는 개폐 밸브(42)의 개폐를 행하고 있다. 또한, 냉각 장치(50)에 설치된 개폐 밸브(54)의 개폐도 파일롯 라인(70)이 행하고 있다.

도 1에 도시한 파일롯 라인(70)에 도시한 도면부호 27, 30, 42, 54는 주입부(20)의 개폐 밸브(27), 펌프(30), 배기부(40)의 개폐 밸브(42) 및 냉각 장치(50)의 개폐 밸브(54)에 각각 대응하고 있다. 이 파일롯 라인(70)은 컨트롤러(60)로부터의 지령에 기초하여 개폐 밸브(27)에 접속된 라인, 개폐 밸브(42)에 접속된 라인, 및 개폐 밸브(54)에 접속된 라인에 압축 공기를 흘리거나 정지하거나 하는 것, 및 펌프(30)에 접속된 라인에 압축 공기를 흘리거나 압축 공기의 흐름을 정지하는 것을 제어하고 있다.

예를 들어, 주입부(20)의 개폐 밸브(27)를 열 경우, 압축 공기가 개폐 밸브(27)에 접속되어 있는 파일롯 라인(70)으로 흘러가고, 개폐 밸브(27)의 도시하지 않은 스풀(spool)은 흘러간 압축 공기에 의해 이동된다. 반대로, 주입부(20)의 개폐 밸브(27)를 닫을 경우, 개폐 밸브(27)에 접속되어 있는 파일롯 라인(70)으로에 흘러간 압축 공기가 정지되고, 개폐 밸브(27)의 도시하지 않은 스풀이 원래 상태로 되돌아간다.

또한, 도 1에 도시한 파일롯 라인(70)은 개폐 밸브(27)에 접속된 라인, 개폐 밸브(42)에 접속된 라인, 및 개폐 밸브(54)에 접속된 라인에 압축 공기를 동시에 흘리거나 정지하거나 하도록 구성하거나, 개폐 밸브(27)에 접속된 라인, 개폐 밸브(42)에 접속된 라인, 및 개폐 밸브(54)에 접속된 라인 중에서 임의로 선정한 라인에 따로따로 압축 공기를 흘리거나 정지하거나 하도록 구성하거나 해도 좋다.

(컨트롤러)

컨트롤러(60)는, 파일롯 라인(70) 중의 어느 라인에 압축 공기를 흘릴지를 선택함으로써, (1) 주입부(20)가 구비하고 있는 개폐 밸브(27)의 개폐, (2) 펌프(30)의 작동의 개시 및 정지, (3) 배기부(40)가 구비하고 있는 개폐 밸브(42)의 개폐, 및 (4) 냉각 장치(50)의 개폐 밸브(54)의 개폐의 제어를 행하고 있다.

그때, 컨트롤러(60)는 액면 센서(80)의 플로트(83) 및 타이머(65)로부터의 신호에 기초하여 압축 공기를 흘리는 파일롯 라인(70)을 선택하는 동시에, 그 파일롯 라인(70)에 흐르고 있던 압축 공기를 정지시키고 있다.

이 컨트롤러(60)의 주된 제어의 내용은 다음과 같다. 즉, 하한 센서인 플로트(83)가 액체(100)의 액면(101)이 하한 위치(202)에 도달한 것을 검출했을 때에, 컨트롤러(60)는 주입부(20)의 개폐 밸브(27)를 열도록 지령을 내리고, 챔버(10) 안으로부터 배출되는 액체(100)의 유량보다도 많은 유량의 액체(100)를 챔버(10) 안에 주입시키고 있다. 또한, 그때에, 플로트(83)가 보내는 신호는 타이머(65)를 작동시킨다. 이 타이머(65)는 상기한 바와 같이, 액체(100)가 챔버(10) 안의 미리 설정된 상한 위치(203)에 도달할 때까지의 시간이 설정되어 있다. 한편, 타이머(65)가 작동하고 나서 액체(100)의 액면(101)이 챔버(10) 안의 미리 설정된 상한 위치(203)에 도달할 때까지 요하는 소정 시간이 경과했을 때에, 컨트롤러(60)는 개폐 밸브(27)를 닫는 지령을 내리고, 챔버(10) 안으로부터 배출되는 액체(100)의 유량보다도 적은 유량의 액체(100)를 챔버(10) 안에 주입하도록 제어하고 있다.

컨트롤러(60)는 압력 센서(90)로부터의 신호에 기초하여 탈기 장치(1)의 동작을 리셋하도록 탈기 장치(1)의 동작을 제어하는 것도 행하고 있다. 기체가 액체(100)에 혼입되어 있는 경우, 액체(100)의 액면(101)은 타이머(65)에 세트된 시간을 경과하여도, 기체의 영향을 받아, 액면(101)은 챔버(10) 안의 미리 설정된 상한 위치(203)까지 도달하지 않는다. 특히, 상한 위치(203)를 챔버(10)의 상단에 설정한 경우, 액면(101)과 챔버(10)의 상단과의 사이에 공간이 형성되어 버린다. 이러한 상태에서 탈기를 행한 경우, 챔버(10)의 내압은 탈기를 효과적으로 행할 수 있는 압력까지 감압되지 않을 우려가 있다. 이 현상을 발생시키지 않게 하기 위해, 컨트롤러(60)는 압력 센서(90)로부터의 신호에 기초하여 탈기 장치(1)의 동작을 리셋하도록 탈기 장치(1)의 동작을 제어하고 있다.

컨트롤러(65)는 기억부(도시하지 않음)를 구비하고 있고, 이 기억부는 효과적으로 탈기할 수 있는 최고 내압을 기억하고 있다. 컨트롤러(65)는 압력 센서(90)로부터 송신되는 압력 신호와 기억부에 기억되어 있는 최고 내압을 비교하고, 일정 시간 동안에 최고 내압보다도 높은 압력 신호가 압력 센서(90)로부터 계속 송신된 경우, 상술한 탈기 장치(1)의 동작을 리셋한다. 즉, 챔버(10) 안을 비우고, 이어서, 액체(100)를 챔버(10) 안으로 넣어 액면(101)을 상승시켜서, 플로트(83)를 작동시키는 동시에, 플로트(83)로부터의 신호에 기초하여 타이머(65)를 작동시킨다. 탈기 장치(1)의 동작을 리셋하는 것은, 액체(100)의 액면(101)이 챔버(10) 안의 미리 설정된 상한 위치(203)에 도달시키는 것을 가능하게 한다.

(냉각 장치)

냉각 장치(50)는 상술한 바와 같이 필요에 따라 설치된다. 냉각 장치(50)는 챔버(10)의 내부에서 액체(100)보다도 상측에 배치된 배관(52)과, 배관(52)에 냉매를 순환시키는 칠러(51)를 구비하고 있다. 배관(52)은 챔버(10)의 내부에서 나선 형상으로 형성되어 있고, 챔버(10)의 상부를 효율적으로 냉각하고 있다. 배관(52)과 칠러(51)는 배관(53)에 의해 접속되어 있다.

나선 형상의 배관(52)은 플로트(82)가 설치되어 있는 소정 위치(201)보다도 상측에서 챔버(10)의 측벽면으로부터 일정한 거리만큼 내측으로 떨어진 위치에 배치되어 있다. 배관(53)은 개폐 밸브(54)를 구비하고 있다. 개폐 밸브(54)는 칠러(51)로부터 공급된 냉매를 나선 형상의 배관(52)에 공급하거나, 공급을 정지하거나 하고 있다.

구체적으로는, 플로트(82)는 액체(100)의 액면(101)이 상승하여 소정 위치를 통과할 때에 액체(100)의 부력에 의해 밀어 올려진다. 플로트(82)가 밀어 올려질 때, 플로트(82)는 신호를 보낸다. 컨트롤러(60)는 플로트(82)로부터 보내진 신호를 받음으로써, 개폐 밸브(54)에 공급하고 있던 압축 공기를 정지하도록 파일롯 라인(70)에 지령을 내린다. 개폐 밸브(54)는, 파일롯 라인(70)에 의해 공급되어 있던 압축 공기가 정지됨으로써, 도시하지 않은 스풀이 이동하여, 닫힌다. 개폐 밸브(54)가 닫힘으로써, 냉각 장치(50)는 냉매를 나선 형상의 배관(52)에 공급하는 것을 정지한다.

한편, 플로트(82)는 액체(100)의 액면(101)이 하강하여 소정 위치(201)를 통과할 때에, 부력에 의해 밀어 올려져 있던 상태로부터 하강한다. 플로트(82)가 하강할 때, 플로트(82)는 신호를 정지한다. 컨트롤러(60)는 플로트(82)로부터 보내진 신호가 정지됨으로써, 압축 공기를 개폐 밸브(54)에 공급하도록 파일롯 라인(70)에 지령을 내린다. 파일롯 라인(70)에 의해 공급된 압축 공기에 의해, 도시하지 않은 스풀이 이동하여, 개폐 밸브(54)는 열린다. 개폐 밸브(54)가 열림으로써, 냉각 장치(50)는 냉매를 나선 형상의 배관(52)에 공급한다.

이 냉각 장치(50)는 플로트(82)가 설치되어 있는 소정 위치(201)보다도 챔버(10) 안의 상측을 냉각함으로써, 챔버(10) 안의 상측에 체류하는 기체의 부피를 수축시켜, 챔버(10) 안을 감압하기 쉽게 하는 기능도 갖고 있다. 챔버(10) 안이 감압된 경우, 액체(100)에 용존하고 있는 기체는 기포로서 나타나기 쉬워진다. 냉각 장치(50)는 이러한 원리를 이용함으로써 액체(100)에 용존하는 기체를 액체(100)로부터 제거시키기 쉽게 하고 있다.

또한, 냉각 장치(50)가 이상과 같이 작동함으로써, 챔버(10) 안의 상측이 냉각된다. 액체(100)가 증발하여 기화한 경우, 챔버(10) 안의 상측을 냉각하는 것은 기화한 상태에서 다시 액체의 상태로 되돌릴 수 있다. 액체(100)로 되돌아감으로써 챔버(10) 안이 감압되므로, 냉각 장치(50)는 액체(100)로부터 기체를 효과적으로 탈기시킬 수 있다. 이러한 냉각 장치(50)는 비점이 낮은 액체를 탈기할 경우에 특히 유효하다.

이상, 탈기 장치(1)가 파일롯 라인(70)을 구비하고, 파일롯압을 이용하여 개폐 밸브(27, 47) 및 펌프(30)의 작동을 제어하는 경우에 대하여 설명하였다. 하지만, 탈기 장치(1)는 개폐 밸브(27, 42) 및 펌프(30)를 전자적으로 제어하도록 구성해도 좋다.

이상의 구성을 구비한 탈기 장치(1)는 기존의 세정 장치 등의 배관에 상기 탈기 장치(1)를 접속하는 것만으로 기존의 세정 장치에 포함시킬 수 있다.

[탈기 장치의 작용]

이상의 구성을 구비한 탈기 장치(1)는 밀폐된 챔버(10) 안에 그 상부로부터 액체(100)를 주입하는 동시에, 챔버(10) 안에 주입하는 액체(100)의 유량보다도 많은 유량의 액체(100)를 챔버(10)의 하부로부터 배출함으로써 챔버(10) 안을 감압하고 있다. 그러한 탈기 장치(1)의 구체적인 작용 및 액면 센서(80)의 동작에 따라 행해지는 제어의 내용에 대하여 도 3 및 도 4를 참조하면서 설명한다. 또한, 이하에서는, 액면(101)이 도달하는 상한 위치(203)를 챔버(10)의 상단(덮개(11)가 존재하는 위치이다. 단, 덮개(11)는 도 3에 도시하고 있지 않다.)에 설정한 경우를 예로 하여 설명한다.

이 탈기 장치(1)는 챔버(10) 안에 모여져 있는 액체(100)가 증량과 감량을 반복하면서 액체(100)에 용존하는 기체를 액체(100)로부터 탈기하고 있다. 즉, 챔버(10) 안에 모인 액체(100)의 액량이 증가하고, 액체(100)의 액면(101)이 챔버(10)의 상단에 도달하는 공정과, 챔버(10) 안에 모인 액체(100)의 액량이 감소하고, 액체(100)의 액면(101)이 하한 위치(202)에 도달하는 공정이 반복된다. 액체(100)에 용존하는 기체는 이러한 공정이 반복되고 있는 동안에 액체(100)로부터 탈기된다.

(액면의 상승 공정)

탈기 장치(1)의 전원이 투입되면(도 4의 S1), 컨트롤러(60)는 주입부(20)에 접속된 파일롯 라인(70) 및 배기부(40)에 접속된 파일롯 라인(70)에 압축 공기를 흘리도록 지령을 내린다. 이로써 주입부(20)의 개폐 밸브(27)가 열린다. 액체(100)는 도 3(A)에 도시한 바와 같이, 주입부(20)의 메인 배관(21) 및 서브 배관(25)의 양쪽으로부터 챔버(10) 안에 주입된다(도 4의 S2). 또한, 전원이 투입됨으로써 펌프(30)의 작동이 개시된다. 그때, 액체(100)는 배관(35)으로 이루어진 바이패스 경로를 흐르고 있고, 펌프(30)는 배관(35)으로 이루어진 바이패스 경로를 흐르고 있는 액체(100)가 공급되어 있다. 또한, 배기부(40)의 개폐 밸브(42)가 열린다(도 4의 S3). 펌프(30)는 배관(41) 및 배관(31)을 개재하여 챔버(10) 안에 체류하고 있는 기체를 흡인하고 있고, 챔버(10) 안에 체류하고 있는 기체가 챔버(10) 밖으로 배기된다. 챔버(10) 밖으로 배기된 기체는 배관(41) 및 배기관(43)을 통과하여 밖으로 배기된다.

액체(100)가 챔버(10) 안에 주입되어, 액면(101)이 상승하여 하한 위치(202)를 통과했을 때(도 4의 S5), 플로트(83)는 액체(100)의 부력에 의해 밀어 올려진다. 플로트(83)가 밀어 올려짐으로써, 플로트(83)는 신호를 컨트롤러(60)에 보낸다. 이 신호를 컨트롤러(60)에 내장된 타이머(65)가 받으면, 타이머(65)가 작동한다(도 4의 S6). 타이머(65)는 액면(101)이 하한 위치(202)를 통과해서 챔버(10)의 상단에 도달할 때까지의 시간이 설정되어 있고, 액면(101)이 챔버(10)의 상단에 도달할 때까지 컨트롤러(60)는 개폐 밸브(27)를 열어 두도록 제어하고 있다.

또한, 냉각 장치(50)는 상술한 바와 같이, 필요에 따라 설치되는 장치이다. 탈기 장치(1)가 냉각 장치(50)를 구비하고 있는 경우, 냉각 장치(50)가 구비하는 칠러(51)는 플로트(82)로부터의 지령에 기초하여 나선 형상의 배관(52)에 냉매를 흘리거나, 냉매를 정지하거나 하고 있다. 우선, 전원이 투입되었을 때, 칠러(51)는 나선 형상의 배관(52)에 냉매를 순환시킨다(도 4의 S4). 액면(101)이 상승하여 소정 위치(201)를 통과할 때(도 4의 S7), 플로트(82)가 액체(100)의 부력에 의해 밀어 올려진다. 플로트(82)가 밀어 올려짐으로써, 플로트(82)는 컨트롤러(60)에 신호를 보낸다. 컨트롤러(60)는 플로트(82)로부터의 신호를 받음으로써, 나선 형상의 배관(52)에 냉매를 흘리는 것을 정지하도록 칠러(51)에 지령을 내려, 냉각이 정지된다(도 4의 S8).

(액면의 상승 공정에서 하강 공정으로의 전환)

타이머(65)의 설정 시간이 경과했을 때(도 4의 S9), 도 3(B)에 도시한 바와 같이, 액면(101)이 챔버(10)의 상단에 도달한다. 컨트롤러(60)는 타이머(65)의 설정 시간이 경과했을 때, 주입부(20)의 개폐 밸브(27)에 접속된 파일롯 라인(70) 및 배기부(40)의 개폐 밸브(42)에 접속된 파일롯 라인(70)에 흘러간 압축 공기를 정지하는 지령을 내린다. 그 결과, 주입부(20)의 개폐 밸브(27)는 닫히고, 액체(100)는 메인 배관(21)만으로부터 챔버(10) 안에 주입된다. 또한, 배기부(40)의 개폐 밸브(42)가 닫히고(도 4의 S10), 챔버(10)의 내부는 밀폐된다.

(액면의 하강 공정)

주입부(20)의 개폐 밸브(27)가 닫혔을 때, 액체(100)가 주입부(20)의 메인 배관(21)만으로부터 챔버(10) 안에 주입되므로, 메인 배관(21)만으로부터 챔버(10) 안에 주입되는 액체(100)의 유량은 펌프(30)에 의해 챔버(10) 안으로부터 배출되는 액체(100)의 유량보다도 적어진다. 그 때문에, 도 3(C)에 도시한 바와 같이, 챔버(10) 안에 모여져 있는 액체(100)는 주입량과 배출량의 차의 분만큼 서서히 감소한다(도 4의 S11). 또한, 이 공정에서는, 배기부(40)의 개폐 밸브(42)는 닫혀 있으므로, 챔버(10)의 내부는 밀폐되어 있다. 그 때문에, 챔버(10) 안에 모인 액체(100)가 펌프(30)에 의해 강제적으로 챔버(10)로부터 배출될 때에, 챔버(10) 안이 감압된다. 액체(100)에 용존하고 있는 기체는, 챔버(10) 안이 감압할 때에, 액체(100)의 내부로부터 기포로서 나타나 액체(100)로부터 제거된다. 기포로서 나타난 기체는 액면이 하강하는 공정에서는 챔버(10)의 상부에 체류한다.

또한, 탈기 장치(1)가 냉각 장치(50)를 구비하고 있는 경우, 냉각 장치(50)는 다음과 같이 하여 작동의 개시가 제어된다. 즉, 액면이 하강하여, 소정 위치(201)를 통과할 때(도 4의 S12), 부력에 의해 밀어 올려져 있던 플로트(82)는 강하한다. 플로트(82)가 하강함으로써, 플로트(82)는 신호를 정지한다. 컨트롤러(60)는 플로트(82)가 신호를 보내는 것을 정지했을 때, 나선 형상의 배관(52)에 냉매를 순환시키도록 칠러(51)에 지령을 내려서 냉각하도록 제어한다(도 4의 S13). 냉각 장치(50)가 이와 같이 작동을 개시했을 때, 챔버(10)의 내부는 소정 위치(201)보다도 상측의 영역이 냉각된다. 그 결과, 액체가 증발하여 챔버(10)의 상부에 체류하고 있어도, 냉각됨으로써 증발한 것이 다시 액화한다. 냉각 장치(50)는 증발한 것을 다시 액화함으로써, 액체(100)의 탈기의 효과를 향상시키고 있다.

(액면의 하강 공정에서 상승 공정으로의 전환)

챔버(10) 안에 모인 액체(100)가 감소하고, 액면(101)이 하한 위치(202)에 도달했을 때(도 4의 S14), 도 3(D)에 도시한 바와 같이, 액체(100)의 부력에 의해 밀어 올려져 있던 플로트(83)는 강하한다. 플로트(83)가 하강하면, 액면 센서(80)는 신호를 보내는 것을 정지한다. 컨트롤러(60)는 액면 센서(80)가 신호를 보내는 것을 정지했을 때, 주입부(20)에 접속된 파일롯 라인(70)에 압축 공기를 흘리는 지령을 내린다. 이로써 주입부(20)의 개폐 밸브(27)가 열린다. 또한, 컨트롤러(60)는 배기부(40)에 접속되어 있는 파일롯 라인(70)에 압축 공기를 흘리는 지령을 내린다. 이로써 배기부(40)의 개폐 밸브(42)는 열린다(도 4의 S15).

(2회째 이후의 액면의 상승 공정 및 하강 공정)

주입부(20)의 개폐 밸브(27)가 열렸을 때, 액체(100)는 메인 배관(21) 및 서브 배관(25)의 양쪽으로부터 챔버(10) 안에 주입된다. 메인 배관(21) 및 서브 배관(25)의 양쪽으로부터 챔버(10) 안에 주입되는 액체(100)의 유량은 펌프(30)에 의해 챔버(10) 안으로부터 배출되는 액체(100)의 유량보다도 많다. 따라서, 주입되는 액체(100)의 유량과 배출되는 액체(100)의 유량과의 차의 분만큼 챔버(10) 안에 모이는 액체(100)의 유량은 증가하여 액면(101)이 상승한다(도 4의 S16). 플로트(83)는 액면(101)의 상승에 따라 액체(100)의 부력에 의해 밀어 올려진다. 플로트(83)가 밀어 올려졌을 때, 플로트(83)는 컨트롤러(60)에 신호를 보낸다. 컨트롤러(60)에 내장된 타이머(65)는 플로트(83)로부터의 신호를 받음으로써 작동을 개시한다(도 4의 S17).

컨트롤러(60), 타이머(65)의 설정 시간이 경과할 때까지, 개폐 밸브(27)를 연 상태를 유지하도록 제어하고 있으므로, 도 3(E)에 도시한 바와 같이, 챔버(10)에 모이는 액체(100)의 액면(101)은 상승한다. 또한, 개폐 밸브(42)가 열려 있으므로, 펌프(30)는 배관(31) 및 배관(41)을 개재하여 챔버(10)에 체류하고 있는 기체를 흡인하여, 챔버(10) 밖으로 배기한다.

타이머(65)의 설정 시간이 경과하여(도 4의 S20), 도 3(F)에 도시한 바와 같이, 액면(101)이 챔버(10)의 상단에 도달했을 때, 컨트롤러(60)는 배기부(40)의 개폐 밸브(42)를 닫도록 제어한다(도 4의 S21). 또한, 주입부(20)의 개폐 밸브(27)를 닫고, 챔버(10) 안에 주입하는 액체(100)의 유량을 챔버(10) 안으로부터 배출되는 액체(100)의 유량보다도 적게 한다(도 4의 S22).

또한, 탈기 장치(1)가 냉각 장치(50)을 구비하고 있는 경우, 액면(101)이 소정 위치(201)을 통과할 때(도 4의 S18)에, 컨트롤러(60)는 플로트(82)로부터의 신호에 기초하여 냉각 장치(50)의 작동을 상술한 경우와 동일하게 제어하여 냉각을 정지한다(도 4의 S19).

주입부(20)의 개폐 밸브(27)를 닫은 후, 챔버(10) 안에 주입되는 유량보다도 배출되는 유량이 많아지므로, 챔버(10) 안에 모인 액체(100)의 액면(101)은 하강한다. 액면(101)이 하강하여 소정 위치(201)를 통과했을 때(도 4의 S23), 다시 냉각이 개시된다(도 4의 S24). 액면(101)은 더 하강하여 챔버 안의 하한 위치(202)에 도달한다.

탈기 장치(1)는 이러한 공정(도 4의 S15 내지 S25)을 반복해서 행함으로써, 액체(100)에 용존하는 기체를 액체(100)로부터 제거한다. 탈기 장치(1)가 이러한 공정을 반복해서 행하고 있는 동안, 압력 센서(90)는 챔버(10)의 내압을 상시 계측하고 있다. 또한, 탈기 장치(1)가 이러한 공정을 행하는 1사이클의 시간은 챔버(10)의 용량이나 주입부(20)가 챔버(10) 안에 주입하는 액체(100)의 유량, 및 펌프(30)가 챔버(10) 안으로부터 배출하는 액체(100)의 유량에 따라 적절히 설정된다.

또한, 탈기 장치(1)가 이러한 공정을 반복해서 행하고 있는 동안에, 액체(100)에 기체가 혼입됨으로써 챔버(10) 안이 원하는 압력까지 감압되지 않을 우려가 있다. 그 경우, 컨트롤러(60)는 압력 센서(90)로부터의 압력 신호에 기초하여 탈기 장치(1)의 동작을 리셋하도록 탈기 장치(1)의 동작을 제어한다. 구체적으로는, 컨트롤러(65)는 압력 센서(90)로부터 송신되는 압력 신호와 기억부에 기억되어 있는 최고 내압을 비교하고, 일정 시간 동안에 최고 내압보다도 높은 압력 신호가 압력 센서(90)로부터 계속 송신된 경우, 탈기 장치(1)의 동작을 리셋한다. 즉, 챔버(10)를 비우고, 이어서 액체(100)를 챔버(10)에 넣어서 액면(101)을 상승시켜, 플로트(83)를 작동시키는 동시에, 플로트(83)로부터의 신호에 기초하여 타이머(65)를 작동시킨다.

또한, 액체(100)의 액면(101)은 플로트(82)가 설치된 소정 위치(201)와 챔버(100)의 상단 사이의 임의의 위치에 도달하도록 제어해도 좋다. 그 경우, 액면(101)이 원하는 위치에 도달하도록 타이머의 시간을 설정함으로써 개폐 밸브(27)의 작동은 제어된다.

이러한 탈기 장치(1) 및 탈기 방법은 이하에 열거하는 바와 같이 여러 가지 효과를 나타낸다.

탈기 장치(1) 및 탈기 방법은 초음파를 이용하여 전자 부품이나 웨이퍼 등을 세정하거나, 표면의 불순물을 박리하거나 하는 세정 시스템에 포함시킴으로써 그 효과를 향상시킬 수 있다. 다만, 초음파를 이용한 세정 시스템 이외의 일반적으로 사용되고 있는 세정 장치에 포함시켜 전자 부품이나 웨이퍼 등을 세정하는 세정액으로부터 기체를 탈기하기 위해 이용할 수도 있다.

탈기 장치(1) 및 탈기 방법은 액체로부터 초음파 장애물을 제거하여, 캐비테이션(cavitation) 효과를 향상시킬 수 있다.

탈기 장치(1) 및 탈기 방법은 휘발성의 용제를 이용할 수 있다. 예를 들어, 박리액으로서 NMP(N-메틸-2-피롤리돈), 포토레지스트 박리액 등을 사용할 수 있다.

탈기 장치(1) 및 탈기 방법은 액체(100)가 용존하는 기체의 영향을 받아서 열화하는 것을 방지할 수 있다. 특히, 용존하는 기체가 산소인 경우, 탈기 장치(1) 및 탈기 방법은 액체가 산화하는 것을 방지할 수 있다.

탈기 장치(1) 및 탈기 방법은 세정이나 박리 등의 시간을 단축시킬 수 있다.

탈기 장치(1)는 그 밖에, 기존의 세정 장치 등이 구비하는 배관에 접속하는 것만으로 세정 장치 등에 용이하게 포함시킬 수 있다는 효과나, 정기적인 유지보수(maintenance)를 할 필요가 없다는 효과를 나타낸다.

1: 탈기 장치
10: 챔버
11: 본체
12: 바닥면
13: 배출부
15: 덮개
20: 주입부
21: 메인 배관
22: 필터
25: 서브 배관(유량 조정 수단)
26: 필터
27: 개폐 밸브(유량 조정 수단)
30: 펌프(배출 수단)
31: 배관
35: 배관
40: 배기부
41: 배관
42: 개폐 밸브(개폐 수단)
50: 냉각 장치
51: 칠러
52: 나선 형상의 배관
53: 배관
60: 컨트롤러
65: 타이머
70: 파일롯 라인
80: 액면 센서
81: 심봉
82: 플로트
83: 플로트(하한 센서)
90: 압력 센서
100: 액체
101: 액면
201: 소정 위치
202: 하한 위치
203: 상한 위치

Claims (8)

1. 밀폐 가능한 구조를 갖고, 탈기되는 액체가 모이는 챔버와,
   상기 챔버의 내부의 밀폐 상태를 유지하면서, 상기 챔버의 상부로부터 상기 챔버 안에 상기 액체를 주입하는 주입부와,
   상기 챔버 안에 모여져 있는 상기 액체를 상기 챔버의 하부로부터 배출시키는 배출 수단과,
   상기 챔버 안에 모은 액체로부터 탈기된 기체를 배기하는 배기부와,
   상기 배기부를 개폐하는 개폐 수단과,
   상기 챔버 안에 주입하는 상기 액체의 유량을 조정하는 주입량 조정 수단과,
   상기 개폐 수단의 동작 및 상기 주입량 조정 수단의 동작을 제어하는 컨트롤러를 구비하고,
   상기 배출 수단이, 상기 챔버의 내부를 밀폐한 상태에서, 상기 챔버 안에 주입하는 상기 액체의 유량보다도 많은 유량의 상기 액체를 상기 챔버 안으로부터 배출하고, 상기 챔버 안을 감압시키고,
   상기 컨트롤러는,
   상기 주입량 조정 수단을 제어하여 상기 챔버 안으로부터 배출되는 상기 액체의 유량보다도 적은 유량의 상기 액체를 상기 챔버 안에 주입하여 액면이 하강하는 동안에, 상기 개폐 수단으로 상기 배기부를 닫아서 상기 챔버 안을 밀폐 상태로 하고,
   상기 주입량 조정 수단을 제어하여 상기 챔버 안으로부터 배출하는 상기 액체의 유량보다도 많은 상기 액체를 상기 챔버 안에 주입하여 액면이 상승하는 동안에, 상기 개폐 수단으로 상기 배기부를 열어서 상기 챔버 안의 밀폐 상태를 해제하도록 제어하고, 액면이 하강하는 동안 및 상승하는 동안 상기 챔버 내의 액체가 상기 배출 수단에 의해 배출되고,
   상기 배출 수단은 상기 배기부에 접속되어 있고, 상기 개폐 수단이 열렸을 때에 상기 챔버 안으로부터 배기되는 기체를 흡인하고 있는, 탈기 장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 챔버 안에 모여져 있는 상기 액체의 액면이 미리 설정된 상기 챔버의 하한 위치에 도달한 것을 검출하는 하한 센서와,
   상기 하한 센서로부터의 신호에 기초하여 작동하는 타이머를 추가로 구비하고,
   상기 하한 센서가 상기 액체의 액면이 상기 하한 위치에 도달한 것을 검출했을 때에, 상기 컨트롤러는 상기 주입량 조정 수단의 동작을 제어하여 상기 챔버로부터 배출시키는 상기 액체의 유량보다도 많은 유량의 상기 액체를 상기 챔버에 주입하도록 제어하고,
   상기 타이머가 작동하고나서 상기 액체의 액면이 상기 챔버의 미리 설정된 상한 위치에 도달할 때까지 요하는 소정 시간을 경과했을 때에, 상기 컨트롤러는 상기 주입량 조정 수단의 동작을 제어하여 상기 챔버로부터 배출되는 상기 액체의 유량보다도 적은 유량의 상기 액체를 상기 챔버에 주입하도록 제어하고 있는, 탈기 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 챔버 안의 미리 설정된 소정 위치보다도 상측을 냉각하는 냉각 장치를 구비하고 있는, 탈기 장치.
5. 밀폐된 챔버의 내부에 주입부에 의해 상기 챔버의 상부로부터 액체를 주입하고,
   상기 밀폐된 챔버 안에 액체를 주입할 때에, 상기 챔버 안에 주입하는 액체의 유량보다도 많은 유량의 상기 액체를 상기 챔버의 하부로부터 배출하고, 상기 챔버 안을 감압시키고,
   상기 액체의 액면이 미리 설정된 상기 챔버 안의 하한 위치에 도달했을 때에, 상기 챔버 안으로부터 배출되는 상기 액체의 유량보다도 많은 유량의 상기 액체를 상기 챔버 안에 주입하여 액면이 상승하도록 제어하고,
   상기 액체의 액면이 상기 챔버 안의 미리 설정된 상한 위치에 도달했을 때에, 상기 챔버 안으로부터 배출되는 상기 액체의 유량보다도 적은 유량의 상기 액체를 상기 챔버 안에 주입하여 액면이 하강하도록 제어하여, 액면이 상승하는 동안 및 하강하는 동안 상기 챔버 내의 액체가 배출 수단에 의해 배출되고,
   상기 챔버 안에 모여져 있는 상기 액체를 상기 챔버의 하부로부터 배출시키는 상기 배출수단에 의해서 상기 챔버 안에 모은 상기 액체로부터 탈기된 기체의 상기 챔버 안으로부터의 배기시에 상기 기체가 흡인되는, 탈기 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 챔버 안의 미리 설정된 소정 위치보다도 상측을 냉각하고 있는, 탈기 방법.
7. 삭제
8. 삭제

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