KR102666399B1 - 액체 트랩 탱크 및 액체 트랩 탱크용 액체 공급 유닛 - Google Patents

액체 트랩 탱크 및 액체 트랩 탱크용 액체 공급 유닛 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 관점에 따른 액체 트랩 탱크는, 내부에 액체를 수용할 수 있는 수용 공간이 형성되고, 일측에 유입부가 형성되고 타측에 배출부가 형성되는 탱크 몸체와, 상기 탱크 몸체의 상기 유입부에 결합되어, 상기 탱크 몸체의 외부로부터 상기 수용 공간으로 상기 액체를 공급하기 위한 액체 공급 유닛을 포함하고, 상기 액체 공급 유닛은, 상기 액체를 상기 수용 공간 내로 유입하도록 상기 유입부에 결합된 유입 배관부와, 상기 유입 배관부에 연결되며, 상기 유입 배관부를 통과한 상기 액체의 낙하에 의한 기포 발생을 억제하도록 상기 액체의 흐름을 유도하기 위한 유동 유도부를 포함한다.

Description

액체 트랩 탱크 및 액체 트랩 탱크용 액체 공급 유닛{Liquid trap tank and liquid supply unit for the liquid trap tank}
본 발명은 반도체 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 액체 트랩 탱크 및 액체 트랩 탱크용 액체 공급 유닛에 관한 것이다.
반도체 소자의 제조를 위해서 다양한 기판 처리 장치가 사용되고 있다. 이러한 기판 처리 장치에는 다양한 액체가 사용되고 있다. 예를 들어, 기판의 세정, 식각 등을 위해서 세정액, 증류수, 식각액 등이 사용되고, 기판 상에 포토레지스트 코팅을 위한 포토레지스트 등의 약액(chemical)이 사용되고 있다.
반도체 소자의 제조 시, 이러한 액체는 제조 공장 내 별도의 액체 저장 장치나 또는 액체 저장 보틀을 통해서 공급될 수 있다. 이와 같이, 액체를 기판 처리 장치 또는 기판 상에 제공 시 기포가 포함될 수 있다. 하지만, 반도체 소자의 패턴이 점차 미세화됨에 따라서 이러한 기포는 반도체 소자의 품질에 악영향을 미치고 있다. 따라서, 액체 공급 시스템 내에서 액체 내 기포 발생을 억제하거나 또는 기판 상에 공급 전에 기포를 제거할 필요가 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기포 발생을 억제하거나 또는 기포가 제거될 수 있는 액체 트랩 탱크 및 액체 트랩 탱크용 액체 공급 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따른 액체 트랩 탱크는, 내부에 액체를 수용할 수 있는 수용 공간이 형성되고, 일측에 유입부가 형성되고 타측에 배출부가 형성되는 탱크 몸체와, 상기 탱크 몸체의 상기 유입부에 결합되어, 상기 탱크 몸체의 외부로부터 상기 수용 공간으로 상기 액체를 공급하기 위한 액체 공급 유닛을 포함하고, 상기 액체 공급 유닛은, 상기 액체를 상기 수용 공간 내로 유입하도록 상기 유입부에 결합된 유입 배관부와, 상기 유입 배관부에 연결되며, 상기 유입 배관부를 통과한 상기 액체의 낙하에 의한 기포 발생을 억제하도록 상기 액체의 흐름을 유도하기 위한 유동 유도부를 포함한다.
상기 액체 트랩 탱크에 따르면, 상기 유입 배관부는 측면이 전체적으로 폐쇄된 풀 배관(full pipe)이고, 상기 유동 유도부는 적어도 일부분에서 내부가 측방향으로 부분 개방된 형태의 부분 배관(partial pipe)을 포함할 수 있다.
상기 액체 트랩 탱크에 따르면, 상기 부분 배관은 상기 유동 유도부의 적어도 상단에 형성될 수 있다.
상기 액체 트랩 탱크에 따르면, 상기 유동 유도부는 상기 탱크 몸체의 상방에서 하방으로 수직으로 연장되고, 상기 부분 배관은 상기 유동 유도부의 상단에서 하단까지 전체적으로 형성될 수 있다.
상기 액체 트랩 탱크에 따르면, 상기 유동 유도부는 상기 유입 배관부와 연결되는 상단 부분에 단차를 제거하기 위한 경사 연결부를 더 포함할 수 있다.
상기 액체 트랩 탱크에 따르면, 상기 유동 유도부는 상기 탱크 몸체의 바닥면에 접촉될 수 있다.
상기 액체 트랩 탱크에 따르면, 상기 부분 배관은 그 측방향으로 절반이 노출된 하프 배관일 수 있고, 상기 유동 유도부는 상기 유입 배관부를 통한 상기 액체가 층류를 형성하도록 가이드 할 수 있다.
상기 액체 트랩 탱크에 따르면, 상기 부분 배관은 상기 유동 유도부의 길이 방향을 따라서 복수개가 이격되게 형성될 수 있다.
상기 액체 트랩 탱크에 따르면, 상기 유동 유도부는 상기 액체의 유동 속도를 줄이기 위해서 내면의 적어도 일 부분에 천공홀 및 돌기 패턴 중의 어느 하나 또는 이들의 조합을 더 포함할 수 있다.
상기 액체 트랩 탱크에 따르면, 상기 유입부는 상기 탱크 몸체의 탑부(top portion)에 형성되고, 상기 배출부는 상기 탱크 몸체의 바닥부(bottom portion)에 형성되고, 상기 유입 배관부는 상기 액체가 상기 배출부를 통해서 배출되는 양만큼 상기 유입부를 통해서 자연 흡입될 수 있도록 상기 탱크 몸체의 상기 탑부를 관통해서 상기 탱크 몸체의 풀 수위(full level) 아래까지 연장될 수 있다.
상기 액체 트랩 탱크에 따르면, 상기 유동 유도부는 상기 유입 배관부를 통해 유입된 기포가 상기 배출부로 향하지 않고 상기 탱크 몸체의 상부로 상승될 수 있도록 상기 탱크 몸체의 중간보다 위에서 상기 유입 배관부에 연결될 수 있다.
상기 액체 트랩 탱크에 따르면, 상기 배출부는 기판 처리 장치로 상기 액체를 펌핑하기 위한 펌핑부에 연결되고, 상기 유입부는 상기 액체를 저장하고 있는 액체 저장 보틀에 연결될 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따른 액체 트랩 탱크용 액체 공급 유닛은, 내부에 액체를 수용할 수 있는 수용 공간이 형성되고 일측에 유입부가 형성되고 타측에 배출부가 형성되는 탱크 몸체의 상기 유입부에 결합되어, 상기 탱크 몸체의 외부로부터 상기 수용 공간으로 상기 액체를 공급하기 위한 것으로서, 상기 액체를 상기 수용 공간 내로 유입하도록 상기 유입부에 결합된 유입 배관부와, 상기 유입 배관부에 연결되며, 상기 유입 배관부를 통과한 상기 액체의 낙하에 의한 기포 발생을 억제하도록 상기 액체의 층류 흐름을 유도할 수 있는 유동 유도부를 포함한다.
본 발명의 또 다른 관점에 따른 액체 트랩 탱크는, 내부에 액체를 수용할 수 있는 수용 공간이 형성되고, 일측에 액체 저장 보틀과 연결된 유입부가 형성되고 타측에 펌핑부와 연결된 배출부가 형성되는 탱크 몸체와, 상기 탱크 몸체의 상기 유입부에 결합되어, 상기 탱크 몸체의 외부로부터 상기 수용 공간으로 상기 액체를 공급하기 위한 액체 공급 유닛을 포함하고, 상기 액체 공급 유닛은, 상기 유입부에 결합되고 상기 액체를 상기 수용 공간 내로 유입하도록 상기 수용 공간 내로 연장되며, 측면이 전체적으로 폐쇄된 풀 배관을 포함하는, 유입 배관부와, 상기 수용 공간 내에서 상기 유입 배관부에 연결되며, 상기 탱크 몸체의 상방에서 하방으로 수직으로 연장되고, 상기 유입 배관부를 통과한 상기 액체의 낙하에 의한 기포 발생을 억제하도록 상기 액체의 흐름을 유도할 수 있도록, 상단에서 하단까지 전체적으로 내부가 측방향으로 부분 개방된 형태의 부분 배관을 포함하는, 유동 유도부를 포함하고, 상기 유입 배관부는 상기 액체가 상기 배출부를 통해서 배출되는 양만큼 상기 유입부를 통해서 자연 흡입될 수 있도록 상기 탱크 몸체의 풀 수위 아래까지 연장되고, 상기 유동 유도부는 상기 유입 배관부를 통해 유입된 기포가 상기 배출부로 향하지 않고 상기 탱크 몸체의 상부로 상승될 수 있도록 상기 탱크 몸체의 중간보다 위에서 상기 유입 배관부에 연결된다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기포 발생을 억제하거나 또는 기포가 제거될 수 있는 액체 트랩 탱크 및 액체 트랩 탱크용 액체 공급 유닛을 제공할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 트랩 탱크를 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 2는 도 1의 액체 트랩 탱크 내 액체 공급 유닛을 통한 액체의 흐름을 보여주는 개략도이다.
도 3은 도 1의 액체 트랩 탱크에서 풀 수위에서 액체 공급을 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 실시예들에 따른 액체 트랩 탱크용 액체 공급 유닛을 보여주는 개략도들이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액체 트랩 탱크를 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액체 트랩 탱크를 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 액체 트랩 탱크를 이용한 액체 공급 시스템을 보여주는 개략도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 트랩 탱크(100)를 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 액체 트랩 탱크(100)는 탱크 몸체(110) 및 액체 공급 유닛(120)을 포함할 수 있다.
보다 구체적으로 보면, 액체 트랩 탱크(100)는 외부로부터 액체(50)를 공급받아 수용하고 다시 외부로 액체(50)를 배출할 수 있다. 액체(50)는 반도체 처리용으로 이용되는 세정액, 식각액, 포토레지스트 등 다양한 약액(chemical)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 액체(50)는 약액 외 증류수 등을 더 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
탱크 몸체(110)에는 그 내부에 액체(50)를 수용할 수 있는 수용 공간(106)이 형성될 수 있다. 탱크 몸체(110)는 내부가 비어 있는 통 형상을 가질 수 있고, 이러한 통 내부가 수용 공간(106)이 될 수 있다. 예를 들어, 탱크 몸체(110)는 원통 형상을 갖거나 또는 삼각통, 사각통 등의 다각통 형상을 가질 수 있다.
나아가, 탱크 몸체(110)에는 일측에 유입부(102)가 형성되고 타측에 배출부(104)가 형성될 수 있다. 유입부(102)를 통해서 외부로부터 액체(50)가 유입되고, 배출부(104)를 통해서 액체(50)가 배출될 수 있다. 예를 들어, 유입부(102)가 탱크 몸체(110)의 탑부(top portion, 111)에 형성되고, 배출부(104)가 탱크 몸체(110)의 바닥부(bottom portion, 112)에 형성될 수 있다.
일부 실시예에서, 유입부(102)는 탑부(111)에 형성된 유입홀을 의미하고, 배출부(104)는 바닥부(112)에 형성된 배출홀을 의미할 수도 있다.
부가적으로, 탱크 몸체(110)에는 액체(50)의 빈 수위(empty level) 표시부(132)와 풀 수위 표시부(134)가 구비될 수 있다. 예를 들어, 빈 수위 표시부(132)는 탱크 몸체(110)의 측부(113)의 하단부에 형성되고, 풀 수위(full level) 표시부(134)는 탱크 몸체(110)의 측부(113)의 상단부에 형성될 수 있다. 나아가, 빈 수위 표시부(114)와 풀 수위 표시부(112)에는 수위를 감지하기 위한 수위 센서(미도시)가 각각 형성될 수 있다.
액체 공급 유닛(120)은 탱크 몸체(110)에 액체(50)를 공급하도록 탱크 몸체(110)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 액체 공급 유닛(120)은 탱크 몸체(110)의 유입부(102)에 결합되어, 탱크 몸체(110)의 외부로부터 수용 공간(106)으로 액체(50)를 공급할 수 있다.
보다 구체적으로 보면, 액체 공급 유닛(120)은 유입 배관부(122)와 유동 유도부(124)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 유입 배관부(122)는 액체(50)를 수용 공간(106) 내로 유입하도록 유입부(102)에 결합될 수 있고, 유동 유도부(124)는 유입 배관부(122)에 연결되며, 유입 배관부(122)를 통과한 액체(50)의 낙하에 의한 기포 발생을 억제하도록 액체(50)의 흐름을 유도할 수 있다.
일부 실시예에서, 유입 배관부(122)는 측면이 전체적으로 폐쇄된 풀 배관(full pipe)을 포함하거나 또는 풀 배관일 수 있다. 예를 들어, 유입 배관부(122)는 원통형 배관일 수 있다. 다른 예로, 유입 배관부(122)는 내부가 빈 다양한 형상의 배관 구조를 가질 수도 있다. 일부 실시예에서, 탑부(111)에는 유입부(102)에 유입홀이 형성되고, 유입 배관부(122)는 이러한 유입홀을 통해서 탑부(111)를 관통하도록 설치될 수 있다. 다만, 이 실시예의 변형된 예에서, 유입부(102)에는 외부 배관과 연결을 위한 기본 배관이 설치되고, 유입 배관부(122)는 이러한 기본 배관에 연결될 수도 있다.
나아가, 유동 유도부(124)는 적어도 일부분에서 내부가 측방향으로 부분 개방된 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 유동 유도부(124)는 유입 배관부(122)에 연결된 배관의 일면을 따라서 연장된 바 형상, 또는 부분 곡면 형상을 가질 수 있다. 유동 유도부(124)는 액체(50)의 유동을 가이드 하기 위해서 다양한 형상을 가질 수 있고, 이에 대해서는 후술한다.
일부 실시예에서, 액체 공급 유닛(120)은 탱크 몸체(110)의 상방에서 하방으로 수직으로 연장되도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 유입 배관부(122)는 탑부(111)를 관통해서 탱크 몸체(110) 내로 수직으로 연장되고, 유동 유도부(124)는 유입 배관부(122)로부터 탱크 몸체(110)의 하방으로 수직으로 연장될 수 있다. 이러한 액체 공급 유닛(120)의 수직 배치는 액체(50)의 유동을 단순하게 할 수 있다.
한편, 이 실시예의 변형된 예에서, 액체 공급 유닛(120)은 탱크 몸체(110)의 상방에서 하방으로 경사지게 연장될 수도 있다. 다만, 이 경우에도 유동 유도부(124)의 연장선이 측부(113)에 닿지 않는 선에서 액체 공급 유닛(120)이 소정 각도로 경사지게 배치될 수 있다. 따라서, 유동 유도부(124)를 따라서 흐르는 액체(50)가 측부(113)로 흐르지 않고 표면 수위에 도달할 수 있다.
이하에서는 유동 유도부(124)를 통한 유체의 흐름에 대해서 보다 구체적으로 설명한다.
도 2는 도 1의 액체 트랩 탱크 내 액체 공급 유닛(120)을 통한 액체의 흐름을 보여주는 개략도이다.
도 2를 참조하면, 이상적인 상황에서 유입 배관부(122) 내에서는 벽면에 인접한 에지부에서는 액체(50)가 벽면을 따라서 흐르는 층류 영역(A)이 형성될 수 있고, 중앙부에는 액체(50)가 일 방향으로 흐르지 않는 난류 영역(B)이 형성될 수 있다. 반면, 유동 유도부(124)에서는 내부가 폐쇄되지 않고 개방되어 있기 때문에 전체적으로 벽면을 따라서 층류 영역(C)이 형성될 수 있다. 유입 배관부(122)와 유동 유도부(124)의 경계에서는 난류 영역(B)이 점차적으로 소멸될 수 있다. 다만, 이러한 층류 영역(A, C)과 난류 영역(B)은 이상적인 상황을 대변하고, 실제 상황에서는 층류 영역(A, C)에도 부분적으로 난류가 형성되는 것을 배제하지 않는다.
이러한 층류 영역들(A, C)의 형성은 액체(50)의 점도, 유속 등과 관련될 수 있다. 예를 들어, 액체(50)의 점도가 높고 유속이 낮을수록 층류 영역들(A, C)의 면적이 넓어지고 난류 영역(B)의 면적이 좁아질 수 있다. 반대로, 액체(50)의 점도가 낮고 유속이 높을수록 층류 영역들(A, C)의 면적이 좁아지고 난류 영역(B)의 면적이 넓어질 수 있다. 이러한 점에서, 유동 유도부(124)의 형상은 액체(50)의 점도 또는 유속을 고려하여 선택될 수도 있다.
따라서, 유동 유도부(124)는 액체(50)의 수위가 낮아질 때 액체(50)의 유동을 가이드하는 역할을 하고, 이상적인 상황에서 액체(50)의 층류 유동을 유도할 수 있다. 유동 유도부(124)에 의하면, 액체(50)가 벽면을 따라서 흐르기 때문에 액체(50) 내 기포 발생이 억제될 수 있고, 나아가 액체(50) 내 기 생성된 기포도 벽면을 따라서 흐르면서 소멸될 수 있다.
도 1 및 도 2를 같이 참조하면, 유입 배관부(122)를 통한 액체(50)가 유동 유도부(124)를 타고 흐르면서 층류를 형성하면서 수용되는 액체(50)의 표면으로 공급되기 때문에 액체(50)가 바로 낙하하는 것을 방지하여 액체(50) 내 기포 발생을 억제할 수 있다. 나아가, 수용되는 액체(50)의 수위가 유입 배관부(122)보다 낮아지는 경우, 기 생성된 기포가 유입 배관부(122)를 통해서 유동 유도부(124)로 공급되고 유동 유도부(124)를 따라서 흐르면서 기포가 상당 부분 소멸될 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 유입 배관부(122)는 탱크 몸체(110)의 탑부(111)를 관통해서 탱크 몸체(110)의 풀 수위 아래까지 연장될 수 있다. 이에 따라, 풀 수위 상황, 예컨대 액체(50)가 풀 수위 표시부(134)의 하단까지 채워진 상황에서, 유입 배관부(122)의 하단이 액체(50) 내에 잠기게 되고, 유동 유도부(124)는 전체적으로 액체(50) 내에 잠기게 된다.
이와 같은 구조는, 액체(50)가 배출부(104)를 통해서 배출될 때, 배출부(104)에 전달되는 흡입력이 액체(50)를 통해서 유입 배관부(122)에 전달되게 함으로써, 배출부(104)에서 배출되는 양만큼 액체(50)가 유입 배관부(122)를 통해서 외부로부터 수용 공간(106) 내로 자연 흡입될 수 있도록 해줄 수 있다.
부가적으로, 액체(50)가 탱크 몸체(110) 내 풀 수위까지 수용된 경우, 기 생성된 기포가 유입 배관부(122)를 통과한 후 유동 유도부(124)의 노출 부분을 통해서 바로 액체(50) 내로 분사될 수 있다. 액체(50) 내로 분사된 기포는 소정 깊이까지 침투한 후 바로 표면으로 상승하여 제거될 수 있다. 따라서, 이러한 구조에서 유입 배관부(122)를 통해서 액체(50) 내로 분사된 기 생성된 기포가 배출부(104) 방향으로 향하지 않고 탱크 몸체(110)의 상부로 상승될 수 있도록 하기 위해서 유입 배관부(122)의 높이가 제어될 필요가 있다.
예를 들어, 유입 배관부(122)의 하단은 적어도 탱크 몸체(110)의 중간보다 위에 배치되고, 이에 따라 유동 유도부(124)는 탱크 몸체(110)의 중간보다 위에서 유입 배관부(122)에 연결될 수 있다. 보다 구체적인 경우, 유입 배관부(122)는 탱크 몸체(110)의 풀 수위 바로 아래까지 연장되고, 유동 유도부(124)는 탱크 몸체(110)의 중간보다 풀 수위에 가까운 부분에서 유입 배관부(122)에 연결될 수 있다.
일부 실시예에서, 액체(50)가 초기에 탱크 몸체(110)에 충진될 때, 유동 유도부(124)는 액체(50)가 그 면을 따라서 층류를 형성하면서 유동되게 하여 기포 발생을 억제할 수 있다. 나아가, 액체(50)가 풀 수위 표시부(134)까지 수용되면, 충진이 멈추고, 배출부(104)를 통해서 액체(50)가 배출될 수 있다. 이 경우, 액체(50)가 배출되는 양만큼 다시 액체 공급 유닛(120)을 통해서 자연 흡기 방식으로 액체(50)가 탱크 몸체(110) 내로 충진되고, 기 생성된 기포는 유입 배관부(122)로부터 액체(50) 내로 분사되어 액체(50)의 표면으로 배기되어 제거될 수 있다.
이하에서는 액체 트랩 탱크(100)용 액체 공급 유닛(120)에 대한 다양한 변형예들을 설명한다.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 실시예들에 따른 액체 트랩 탱크용 액체 공급 유닛들(120a, 120b, 120c, 120d, 120e)을 보여주는 개략도들이다. 액체 공급 유닛들(120a, 120b, 120c, 120d, 120e)은 도 1의 액첵 공급 유닛(120)에서 일부 구성을 변형하거나 부가한 것으로서, 서로 참조될 수 있는 바 실시예들에서 중복된 설명은 생략된다.
도 4a를 참조하면, 액체 공급 유닛(120a)은 유입 배관부(122)와 유동 유도부(124a)를 포함할 수 있다. 유입 배관부(122)는 측면이 전체적으로 폐쇄된 풀 배관이고, 유동 유도부(124a)는 적어도 일부분에서 내부가 측방향으로 부분 개방된 형태의 부분 배관(partial pipe, 125a)을 포함할 수 있다.
보다 구체적으로 보면, 액체 공급 유닛(120a)에서, 유동 유도부(124a)는 전체적으로 부분 배관(125a)으로 구성될 수 있다. 즉, 부분 배관(125a)은 유동 유도부(124a)의 상단에서 하단까지 전체적으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 부분 배관(125a)은 풀 배관에서 일부분을 제거하여 내부가 부분적으로 개방되도록 형성될 수 있다.
일부 실시예에서, 부분 배관(125a)은 그 측방향으로 절반이 노출된 하프 배관일 수 있다. 예를 들어, 부분 배관(125a)은 원통형의 풀 배관에서 절반을 제거하여 남은 절반의 배관으로 형성될 수 있다. 한편, 부분 배관(125a)은 액체(50)의 층류 형성 정도, 예컨대 점성 등을 고려하여 개방 부분의 폭을 조절할 수도 있다.
이러한 액체 공급 유닛(120a)의 구조에 의하면, 탱크 몸체(110) 내 액체(50)의 수위가 낮아질 때, 유입 배관부(122)를 통한 액체(50)가 유동 유도부(124a)의 부분 배관(125a)의 곡면을 따라서 층류를 형성하면서 흐를 수 있다. 따라서, 액체 공급 유닛(120a)은 액체 트랩 탱크(100)에 결합되어 기포 발생을 억제하고 기 생성된 기포를 제거하는 데 효과적으로 이용될 수 있다.
도 4b를 참조하면, 액체 공급 유닛(120b)은 유입 배관부(122)와 유동 유도부(124b)를 포함할 수 있다. 유입 배관부(122)는 측면이 전체적으로 폐쇄된 풀 배관이고, 유동 유도부(124b)는 적어도 일부분에서 내부가 측방향으로 부분 개방된 형태의 적어도 하나의 부분 배관(125b)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 도 3에서 설명한 바와 같이, 기포를 표면으로 제거하기 위해서, 부분 배관(125b)은 유동 유도부(124b)의 적어도 상단에 형성될 수 있다.
보다 구체적으로 보면, 액체 공급 유닛(120b)에서, 부분 배관(125b)은 유동 유도부(124b)의 길이 방향을 따라서 복수개가 이격되게 형성될 수 있다. 예를 들어, 유동 유도부(124b)는 복수의 풀 배관들(121)과 복수의 부분 배관들(125b)을 포함할 수 있다. 복수의 풀 배관들(121)과 복수의 부분 배관들(125b)은 교대로 배열될 수 있다. 각 부분 배관(125b)의 길이는 액체(50)의 점도를 고려하여 층류를 유도하기에 충분한 길이로 설정될 수 있다. 예를 들어, 유동 유도부(124b)는 풀 배관(121)을 복수의 부분에서 부분적으로 제거하여 형성될 수 있다.
이러한 액체 공급 유닛(120b)의 구조에 의하면, 유입 배관부(122)를 통한 액체(50)가 유동 유도부(124b)의 부분 배관들(125a)의 곡면을 따라서 층류를 형성하면서 흐르게 되고, 이러한 층류가 중간의 풀 배관들(121)을 지나면서도 어느 정도 유지될 수 있게 된다.
도 4c를 참조하면, 액체 공급 유닛(120c)은 유입 배관부(122)와 유동 유도부(124c)를 포함할 수 있다. 유동 유도부(124c)에서 부분 배관(125c)은 도 4a의 부분 배관(125a)과 유사할 수 있고, 다만 유동 유도부(124c)에는 액체(50)의 유동 속도를 줄이기 위해서 내면의 적어도 일부분에 천공홀(126)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 천공홀(126)은 부분 배관(125c)의 길이 방향을 따라서 복수개 형성될 수 있다. 이러한 천공홀(126)은 부분 배관(125c)을 통한 액체(50)의 유동 속도를 더욱 느리게 하여, 층류가 안정적으로 유지되게 할 수 있다.
도 4d를 참조하면, 액체 공급 유닛(120d)은 유입 배관부(122)와 유동 유도부(124d)를 포함할 수 있다. 유동 유도부(124d)에서 부분 배관(125d)은 도 4a의 부분 배관(125a)과 유사할 수 있고, 다만 유동 유도부(124d)에는 액체(50)의 유동 속도를 줄이기 위해서 내면의 적어도 일부분에 돌기(127)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 돌기(127)은 부분 배관(125d)의 벽면에 패턴을 이루며 형성될 수 있다. 이러한 돌기(127)는 부분 배관(125d)을 통한 액체(50)의 유동 속도를 더욱 느리게 하여, 층류가 안정적으로 유지되게 할 수 있다.
한편, 이 실시예의 변형된 예에서, 액체 공급 유닛(120d)에는 돌기(127) 대신에 홈이 패턴을 이루어 형성될 수도 있다.
도 4e를 참조하면, 액체 공급 유닛(120e)은 유입 배관부(122)와 유동 유도부(124e)를 포함할 수 있다. 유동 유도부(124e)에서 부분 배관(125e)은 유입 배관부(122)와 연결되는 상단 부분에 단차 제거를 위한 경사 연결부(128)를 포함할 수 있다. 이러한 경사 연결부(128)는 유입 배관부(122)를 통과한 액체(50)가 낙하하지 않고 부분 배관(125e)으로 완만하게 연결되도록 도와줄 수 있다.
한편, 일부 실시예들에서, 전술한 액체 트랩 탱크용 액체 공급 유닛들(120a, 120b, 120c, 120d, 120e)에서 천공홀(126), 돌기(127), 경사 연결부(128) 등의 구성 등은 다른 실시예들에 서로 조합되어 구성될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액체 트랩 탱크(100a)를 보여주는 개략적인 단면도이다. 액체 트랩 탱크(100a)는 도 1의 액체 트랩 탱크(100)에서 일부 구성을 변형한 것이고, 서로 참조될 수 있는 바 중복된 설명은 생략된다.
도 5를 참조하면, 액체 트랩 탱크(100a)에서 액체 공급 유닛(120)은 탱크 몸체(110)의 바닥면에 접촉될 수 있다. 예를 들어, 유동 유도부(124)가 탱크 몸체(110)의 바닥면까지 연장되어 그 하단이 바닥면에 접촉될 수 있다. 이 경우, 액체 공급 유닛(120)은 탱크 몸체(110) 내 액체(50)가 최저 수위까지 내려가더라도 액체(50)의 층류 흐름을 유지할 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액체 트랩 탱크(100b)를 보여주는 개략적인 단면도이다. 액체 트랩 탱크(100b)는 도 1의 액체 트랩 탱크(100)에서 일부 구성을 변형한 것이고, 서로 참조될 수 있는 바 중복된 설명은 생략된다.
도 6을 참조하면, 액체 트랩 탱크(100b)에서 액체 공급 유닛(120f)은 유체 유입부(122a)와 유동 유도부(124)를 포함할 수 있다. 유입부(102a)는 탱크 몸체(110)의 측부(113)에 형성되고, 이에 따라 유체 유입부(122a)는 탱크 몸체(110)의 측부(113)에 결합될 수 있다. 유체 유입부(122a)는 탱크 몸체(110)의 측부(113)를 관통하여 탱크 몸체(110)의 내부로 연장된 후 하방으로 절곡되어 연장될 수 있다.
액체 트랩 탱크(100b)에 따르면 유체 유입부(122a)의 구조가 다소 복잡해지지만, 여전히 유동 유도부(124)를 통해서 액체(50)가 층류를 형성하면서 흐르기 때문에 기포 생성을 억제하거나 기 생성된 기포를 제거할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 액체 트랩 탱크를 이용한 액체 공급 시스템(200)을 보여주는 개략도이다.
도 7을 참조하면, 액체 공급 시스템(200)은 액체 저장 보틀(210), 액체 트랩 탱크(220) 및 펌핑부(230)를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로 보면, 액체 저장 보틀(210)은 액체(50)를 저장하고 있고, 사용 후 보틀 단위로 교체될 수 있다. 선택적으로, 액체 저장 보틀(210)에는 액체(50)를 가압하여 배출하기 위해서 가스 주입 라인(212)이 연결될 수 있다.
액체 트랩 탱크(220)는 전술한 도 1 내지 도 6의 액체 트랩 탱크들(100, 100a, 100b) 중 어느 하나일 수 있다. 펌핑부(230)는 액체 저장 보틀(210)로부터 기판 처리 장치(250)로 액체(50)를 펌핑하기 위해서 제공될 수 있다. 예를 들어, 액체 트랩 탱크(220)의 배출부(도 1의 104)는 기판 처리 장치(250)로 액체(50)를 펌핑하기 위한 펌핑부(230)에 연결되고, 액체 트랩 탱크(220)의 유입부(도 1의 102)는 액체(50)를 저장하고 있는 액체 저장 보틀(210)에 연결될 수 있다.
액체 트랩 탱크(220)는 액체 저장 보틀(210) 및 펌핑부(230) 사이에 개재되어 액체 저장 보틀(210)로부터 공급된 액체(50)를 펌핑부(230)로 공급하기 전에 보관할 수 있다. 예를 들어, 액체 트랩 탱크(220)는 액체 저장 보틀(210)로부터 초기에 액체(50)를 공급받거나 또는 액체 저장 보틀(210) 내 액체(50)가 다 사용되고 교체될 때 기포 생성을 억제하거나 기포를 제거할 수 있다. 이에 따라, 액체 저장 보틀(210) 내 액체(50)를 끝까지 사용할 수 있어서 그 잔량을 최소화할 수 있다.
펌핑부(230)와 기판 처리 장치(250) 사이에는 밸브(242)와 플로우 미터(244)가 개재될 수 있다. 예를 들어, 밸브(242)는 액체(50)의 정량 토출을 제어하기 위한 석백(suck-back) 밸브로 제공될 수 있다. 펌핑부(230)가 동작되면, 흡입력이 액체 트랩 탱크(220)를 거쳐서 액체 저장 보틀(210)로 전달될 수 있다. 이에 따라, 액체 트랩 탱크(220)에서 액체(50)가 펌핑되어 기판 처리 장치(250)로 전달되면, 액체 트랩 탱크(220)의 수위가 감소되면서 배출되는 양만큼 액체 저장 보틀(210)에서 액체 트랩 탱크(220)로 액체(50)가 자연적으로 제공될 수 있다.
일부 실시예에서, 액체 트랩 탱크(220) 내 수위가 낮아져 이러한 흡입력 전달이 약해지면, 액체 저장 보틀(210)은 가스 주입 라인(212)를 통해서 불활성 기체, 예컨대 질소 가스를 주입하여 액체 저장 보틀(210)로부터 액체 트랩 탱크(220)로 액체(50)를 공급할 수 있다.
일부 실시예에서, 액체 트랩 탱크(220)에는 공기 또는 액체(50)의 배출을 위한 벤팅 라인(222)이 연결될 수도 있다. 이러한 벤팅 라인(222)은 전술한 액체 트랩 탱크들(100, 100a, 100b)에도 부가될 수 있다. 부가적으로, 이러한 벤팅 라인(222)은 펌핑부(230)에도 연결될 수 있다.
기판 처리 장치(250)는 액체(50)를 이용하여 기판을 처리하기 위한 다양한 장치가 제공될 수 있다. 예를 들어, 기판 처리 장치(250)는 액체(50)로 포토레지스트 약액을 기판에 스핀 코팅하기 위한 포토 트랙 설비를 포함할 수 있다. 다만, 본 발명의 범위는 이러한 포토 트랙 설비에 제한되지 않고, 액체(50)를 이용한 기판 처리에 다양하게 이용될 수 있다.
전술한 액체 공급 장치(200)는 전술한 액체 트랩 탱크(220)를 이용하여 기판 처리 장치(250)에 기포 발생이 억제되거나 기포가 제거된 액체(50)를 공급하여, 기판 처리 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100, 100a, 100b, 220: 액체 트랩 탱크
110: 탱크 몸체
120, 120a, 120b, 120c, 120d, 120e, 120f: 액체 공급 유닛
122: 유입 배관부
124: 유동 유도부
200: 액체 공급 시스템
210: 액체 저장 보틀
230: 펌핑부

Claims (20)

  1. 내부에 액체를 수용할 수 있는 수용 공간이 형성되고, 일측에 유입부가 형성되고 타측에 배출부가 형성되는 탱크 몸체; 및
    상기 탱크 몸체의 상기 유입부에 결합되어, 상기 탱크 몸체의 외부로부터 상기 수용 공간으로 상기 액체를 공급하기 위한 액체 공급 유닛을 포함하고,
    상기 액체 공급 유닛은,
    상기 액체를 상기 수용 공간 내로 유입하도록 상기 유입부에 결합된 유입 배관부; 및
    상기 유입 배관부에 연결되며, 상기 유입 배관부를 통과한 상기 액체의 낙하에 의한 기포 발생을 억제하도록 상기 액체의 흐름을 유도하기 위한 유동 유도부를 포함하고,
    상기 유입 배관부는 측면이 전체적으로 폐쇄된 풀 배관이고,
    상기 유동 유도부는 적어도 일부분에서 내부가 측방향으로 부분 개방된 형태의 부분 배관을 포함하는,
    액체 트랩 탱크.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 부분 배관은 상기 유동 유도부의 적어도 상단에 형성된, 액체 트랩 탱크.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 유동 유도부는 상기 탱크 몸체의 상방에서 하방으로 수직으로 연장되고,
    상기 부분 배관은 상기 유동 유도부의 상단에서 하단까지 전체적으로 형성된,
    액체 트랩 탱크.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 유동 유도부는 상기 유입 배관부와 연결되는 상단 부분에 단차를 제거하기 위한 경사 연결부를 더 포함하는, 액체 트랩 탱크.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 부분 배관은 그 측방향으로 절반이 노출된 하프 배관이고,
    상기 유동 유도부는 상기 유입 배관부를 통한 상기 액체가 층류를 형성하도록 가이드 하는,
    액체 트랩 탱크.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 유동 유도부의 하단은 상기 탱크 몸체의 바닥면에 접촉된, 액체 트랩 탱크.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 부분 배관은 상기 유동 유도부의 길이 방향을 따라서 복수개가 이격되게 형성되는, 액체 트랩 탱크.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 유동 유도부는 상기 액체의 유동 속도를 줄이기 위해서 내면의 적어도 일 부분에 천공홀 및 돌기 패턴 중의 어느 하나 또는 이들의 조합을 더 포함하는, 액체 트랩 탱크.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 유입부는 상기 탱크 몸체의 탑부에 형성되고,
    상기 배출부는 상기 탱크 몸체의 바닥부에 형성되고,
    상기 유입 배관부는 상기 액체가 상기 배출부를 통해서 배출되는 양만큼 상기 유입부를 통해서 자연 흡입될 수 있도록 상기 탱크 몸체의 상기 탑부를 관통해서 상기 탱크 몸체의 풀 수위 아래까지 연장된,
    액체 트랩 탱크.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 유동 유도부는 상기 유입 배관부를 통해 유입된 기포가 상기 배출부로 향하지 않고 상기 탱크 몸체의 상부로 상승될 수 있도록 상기 탱크 몸체의 중간보다 위에서 상기 유입 배관부에 연결된, 액체 트랩 탱크.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 배출부는 기판 처리 장치로 상기 액체를 펌핑하기 위한 펌핑부에 연결되고,
    상기 유입부는 상기 액체를 저장하고 있는 액체 저장 보틀에 연결되는,
    액체 트랩 탱크.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 액체는 포토레지스트 약액을 포함하는, 액체 트랩 탱크.
  14. 내부에 액체를 수용할 수 있는 수용 공간이 형성되고 일측에 유입부가 형성되고 타측에 배출부가 형성되는 탱크 몸체의 상기 유입부에 결합되어, 상기 탱크 몸체의 외부로부터 상기 수용 공간으로 상기 액체를 공급하기 위한 것으로서,
    상기 액체를 상기 수용 공간 내로 유입하도록 상기 유입부에 결합된 유입 배관부; 및
    상기 유입 배관부에 연결되며, 상기 유입 배관부를 통과한 상기 액체의 낙하에 의한 기포 발생을 억제하도록 상기 액체의 층류 흐름을 유도하기 위한 유동 유도부를 포함하고,
    상기 유입 배관부는 측면이 전체적으로 폐쇄된 풀 배관이고,
    상기 유동 유도부는 적어도 일부분에서 내부가 측방향으로 부분 개방된 형태의 부분 배관을 포함하는,
    액체 트랩 탱크용 액체 공급 유닛.
  15. 삭제
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 부분 배관은 상기 유동 유도부의 적어도 상단에 형성된, 액체 트랩 탱크용 액체 공급 유닛.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 유동 유도부는 상기 탱크 몸체의 상방에서 하방으로 수직으로 연장되고,
    상기 부분 배관은 상기 유동 유도부의 상단에서 하단까지 전체적으로 형성된,
    액체 트랩 탱크용 액체 공급 유닛.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 부분 배관은 상기 유동 유도부의 길이 방향을 따라서 복수개가 이격되게 형성되는, 액체 트랩 탱크용 액체 공급 유닛.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 유동 유도부는 상기 유입 배관부와 연결되는 상단 부분에 단차를 제거하기 위한 경사 연결부를 더 포함하는, 액체 트랩 탱크용 액체 공급 유닛.
  20. 내부에 액체를 수용할 수 있는 수용 공간이 형성되고, 탑부에 액체 저장 보틀과 연결된 유입부가 형성되고 바닥부에 펌핑부와 연결된 배출부가 형성되는 탱크 몸체; 및
    상기 탱크 몸체의 상기 유입부에 결합되어, 상기 탱크 몸체의 외부로부터 상기 수용 공간으로 상기 액체를 공급하기 위한 액체 공급 유닛을 포함하고,
    상기 액체 공급 유닛은,
    상기 유입부에 결합되고 상기 액체를 상기 수용 공간 내로 유입하도록 상기 수용 공간 내로 연장되며, 측면이 전체적으로 폐쇄된 풀 배관을 포함하는, 유입 배관부; 및
    상기 수용 공간 내에서 상기 유입 배관부에 연결되며, 상기 탱크 몸체의 상방에서 하방으로 수직으로 연장되고, 상기 유입 배관부를 통과한 상기 액체의 낙하에 의한 기포 발생을 억제하도록 상기 액체의 흐름을 유도하도록 상단에서 하단까지 전체적으로 내부가 측방향으로 부분 개방된 형태의 부분 배관을 포함하는, 유동 유도부를 포함하고,
    상기 유입 배관부는 상기 액체가 상기 배출부를 통해서 배출되는 양만큼 상기 유입부를 통해서 자연 흡입될 수 있도록 상기 탱크 몸체의 상기 탑부를 관통해서 상기 탱크 몸체의 풀 수위 아래까지 연장되고,
    상기 유동 유도부는 상기 유입 배관부를 통해 유입된 기포가 상기 배출부로 향하지 않고 상기 탱크 몸체의 상부로 상승될 수 있도록 상기 탱크 몸체의 중간보다 위에서 상기 유입 배관부에 연결된,
    액체 트랩 탱크.
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