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KR100767035B1 - 기액 분리 장치 - Google Patents

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KR100767035B1
KR100767035B1 KR1020060058132A KR20060058132A KR100767035B1 KR 100767035 B1 KR100767035 B1 KR 100767035B1 KR 1020060058132 A KR1020060058132 A KR 1020060058132A KR 20060058132 A KR20060058132 A KR 20060058132A KR 100767035 B1 KR100767035 B1 KR 100767035B1
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KR
South Korea
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gas
liquid
pipe
liquid separator
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KR1020060058132A
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English (en)
Inventor
장경덕
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세메스 주식회사
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D19/00—Degasification of liquids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separating Particles In Gases By Inertia (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 기액 분리 장치는 공정 챔버에서 기체 및 액체가 배출되는 제1 배관과, 제1 배관과 연결되며, 한 개 이상의 격벽으로 기체가 상승 및 하강하며 이동할 수 있는 루트가 형성되어 있어 기체는 루트를 통과하여 배기되고, 액체는 하부로 배수되는 기액 분리기와, 기액 분리기와 연결되며 루트를 통과한 기체가 배기되는 제2 배관 및 기액 분리기와 연결되며 액체가 배수되는 제3 배관을 포함한다.
기액 분리 장치, 배기

Description

기액 분리 장치{Apparatus for separating gas and liquid}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기액 분리 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기액 분리 장치를 개략적으로 나타낸 투시 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기액 분리 장치를 개략적으로 나타낸 투시 정면도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100: 공정 챔버 210: 제1 배관
220: 기액 분리기 221: 제1 격벽
222: 제2 격벽 223: 제3 격벽
224: 홀 225: 제1 영역
226: 제2 영역 227: 제3 영역
230: 제2 배관 240: 제3 배관
본 발명은 기액 분리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기체와 액체를 보다 효과적으로 분리하는 기액 분리 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 전계 발광 표시 장치(ELD; electro luminescent display), 액정 표시 장치(LCD; liquid crystal display), 플라즈마 표시 패널(PDP; plasma display panel)등을 평판 표시 장치(FPD; flat panel display)라고 하며, 평판 표시 장치는 음극선관에 비하여 두께가 얇으므로 노트북컴퓨터, 벽걸이 TV, 휴대폰, 전자수첩 등의 전자 제품에 주로 사용한다.
액정 표시 소자는 교차 배치되어 주사 신호 및 데이터 신호를 각 화소에 전달하는 게이트 배선 및 데이터 배선과, 상기 두 배선의 교차 지점에 형성되어 화소 전극에 전압을 걸어주거나 차단해주는 스위칭 소자와, 빛을 투과시키는 영역으로 액정층에 신호전압을 걸어주는 화소 전극이 형성되어 있는 어레이 기판으로 구성된다.
또한, 화소 전극과의 전압 차이에 의해 액정층에 전압을 걸어주는 공통 전극과, 색채를 표현하고 빛을 선택적으로 투과시키는 컬러 필터층과, 액정 배열을 제어할 수 없는 부분의 빛을 차단하는 블랙 매트릭스가 형성되어 있는 컬러 필터 기판과, 상기 어레이 기판 및 컬러 필터 기판 사이에 형성된 액정층으로 구성된다.
이처럼, 소자를 동작시키기 위해서는 복수의 다양한 패턴들이 형성되어야 하는데, 이들을 형성하기 위해서는, 포토 식각 기술(photolithography)을 적용한다.
포토 식각 기술은 기판에 형성된 막질에 감광 물질인 포토레지스트를 도포하고, 상기 포토레지스트에 포토 마스크를 씌운 후 포토 마스크에 형성된 패턴대로 노광시키고, 노광된 포토레지스트를 현상하여 패터닝한 뒤, 상기 포토레지스트를 마스크로 하여 막질을 식각하여 패터닝하고, 스트리퍼(stripper)를 이용하여 상기 포토레지스트를 막질로부터 제거하는 일련의 과정으로 이루어진다.
즉, 평판 표시 장치 등의 제조 공정에서는 도포 공정, 노광 공정, 현상 공정, 식각 공정, 세정 공정, 스트립 공정 등이 진행된다. 이러한 제조 공정은 공정 챔버 내부에서 진행되게 되며, 각각의 공정을 수행하기 위해 다수의 공정 챔버가 구비된다. 공정 챔버 내에서 평판 표시 채널 등의 제조 공정이 진행될 때에는 가스 및/또는 액체 등이 사용되는데, 예를 들어 식각 공정에서는 식각 가스 또는 에쳔트, 세정 공정에서는 세정액 및 세정 가스 등이 사용될 수 있다.
구체적으로, 세정 공정은 각종 화학 약품(약액) 등을 처리한 후 ELD, LCD, PDP 및 FPD 등의 표면에 흡착된 오염 물질을 제거하는 것으로서, 오염 물질 제거는 초순수(D-i water)와 세제 및 공기와 N2 가스 등을 선택적으로 강제 공급함에 따라서 이루어진다.
세정 공정이 진행되는 공정 챔버에는 사용된 가스 및 액체들이 배출되는 배관이 연결되는데, 배출된 가스 및 액체는 각각 분리되어 액체는 다시 일정한 작업을 거쳐 재사용되게 된다. 따라서, 가스 및 액체를 보다 효과적으로 분리하는 작업이 필요하다. 또한, 약액 등의 비용 부담을 줄이기 위하여, 가스화 되어 폐기될 수 있는 약액을 최대한 많이 액화시켜 재사용하는 것이 요구된다.
종래의 기액 분리 장치는 공정 챔버에서 가스 및 액체를 배출하는 배관과 연 결된 기액 분리기를 포함하는데, 이러한 기액 분리기 내부에는 나일론 망이 여러겹 채워져 있다.
공정 챔버에서 배관을 통해 가스 및 액체가 배출되면, 기액 분리기 내의 나일론 망을 거치면서, 가스가 일부 액화되게 된다. 이렇게 액화된 액체는 따로 모아, 일정한 처리를 통해 다시 재사용되게 되며, 나머지 기체는 배기된다. 이러한 기액 분리기를 통해 약액을 일부 재사용하게 되면, 비용이 저하되어 생산성을 증가시킬 수 있는 이점이 있다.
그러나, 이러한 기액 분리 장치는 기액 분리기 내의 나일론 망을 거치면서 가스의 배기압이 저하되는 문제가 발생한다. 따라서, 배기압이 저하되어 배기가 잘 되지 않음으로써, 공정 챔버 내부에 다량의 미스트(mist)가 유출될 수 있다. 또한, 유틸리티(utility) 공조 라인에 약액이 흐르게 되어 제조 장비가 부식되거나 고장이 날 수도 있다. 즉, 제조 장비의 유지 보수 비용이 들게 되고, 약액의 재사용을 효율적으로 하지 못함으로써, 생산성이 저하될 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 생산성을 증가시킬 수 있는 기액 분리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 기액 분리 장치는, 공정 챔버에서 기체 및 액체가 배출되는 제1 배관과, 상기 제1 배관과 연결되며, 한 개 이상의 격벽으로 기체가 상승 및 하강하며 이동할 수 있는 루트가 형성되어 있어 기체는 상기 루트를 통과하여 배기되고, 액체는 하부로 배수되는 기액 분리기와, 상기 기액 분리기와 연결되며 상기 루트를 통과한 기체가 배기되는 제2 배관 및 상기 기액 분리기와 연결되며 액체가 배수되는 제3 배관을 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
및/또는 은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 기액 분리 장치에 대하여 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기액 분리 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기액 분리 장치를 개략적으로 나타낸 투시 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기액 분리 장치를 개략적으로 나타낸 투시 정면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기액 분리 장치는 공정 챔버(100)에서 기체 및 액체가 배출되는 제1 배관(210), 제1 배관(210)과 연결되며, 한 개 이상의 격벽으로 기체가 상승 및 하강하며 이동할 수 있는 루트가 형성되어 있어 기체는 루트를 통과하여 배기되고, 액체는 하부로 배수되는 기액 분리기(220), 기액 분리기(220)와 연결되며 루트를 통과한 기체가 배기되는 제2 배관(230) 및 기액 분리기(220)와 연결되며 액체가 배수되는 제3 배관(240)을 포함한다.
공정 챔버(100)에서는 평판 표시 채널 등의 제조 공정이 진행되며, 예를 들어, 도포 공정, 노광 공정, 현상 공정, 식각 공정, 세정 공정, 스트립 공정 등이 진행될 수 있다. 즉, 평판 표시 채널 등의 제조 공정에서는 각각의 공정을 수행하기 위해 다수의 공정 챔버(100)가 구비된다. 공정 챔버(100) 내에서 평판 표시 채널 등의 제조 공정이 진행될 때에는 가스 및/또는 액체 등이 사용되게 되는데, 예를 들어 식각 공정에서는 식각 가스 또는 에쳔트, 세정 공정에서는 세정액 등이 사용될 수 있다.
공정 챔버(100)에는 공정 챔버에서 공정 진행 시에 사용된 가스 및 액체가 배출되는 제1 배관(210)이 연결되는데, 제1 배관(210)은 엔(n)자 형으로 구부러진 형상일 수 있다. 제1 배관(210)의 일측은 공정 챔버(100)와 연결되며, 타측은 기액 분리기(220)와 연결된다. 제1 배관(210)은 공정 챔버(100)에서 배출되는 가스 및 액체를 기액 분리기(220)로 이동시키는데, 이 때, 제1 배관(210) 내에는 공정 챔버(100)에서 배출되는 가스 및 액체의 유랑을 조절할 수 있는 유량 조절기(미도시)가 부착되어 있을 수 있다. 즉, 유량 조절기를 조절하여 제1 배관(210)에서 기액 분리기(220)로 이동하는 가스 및 액체를 조절할 수 있다.
제1 배관(210)은 기액 분리기(220)와 연결되는데, 기액 분리기(220)에는 제1 배관(210)을 통해 공정 챔버(100)에서 배출된 가스 및 액체가 유입된다. 기액 분리기(220)에서는 공정 챔버(100)에서 배출된 가스 및 액체를 분리하여, 세정액 등의 액체를 다시 재사용할 수 있도록 한다.
또한, 기액 분리기(220)는 제2 배관(230) 및 제3 배관(240)과 연결된다. 제2 배관(230)은 기액 분리기(220)를 통과한 가스가 배기되는 부재이며, 제3 배관(240)은 기액 분리기(220)에서 분리된 액체가 배수되는 부재이다.
기액 분리기(220) 내부에는 하나 이상의 격벽으로 기체가 상승 및 하강하며 이동할 수 있는 루트가 형성되어 있다. 따라서, 기체는 상기 루트를 상승 및 하강하면서 이동하여 배기되게 되고, 액체는 하부로 배수되게 된다.
기액 분리기(220) 내에 형성된 격벽은 제1 격벽(221) 및 제2 격벽(222)을 포함할 수 있다. 제1 격벽(221)은 기액 분리기(220) 내부에 가로 방향으로 형성되어 기액 분리기 내부를 상하로 나눈다. 제1 격벽(221)의 일측에는 기체가 통과할 수 있는 홀(224)이 형성되어 있으며, 홀(224) 주변에는 홀(224)을 통해 액체가 흘러내리는 것을 방지하는 제3 격벽(223)이 형성되어 있다. 제1 격벽(221)에 의해 구분된 하부 영역에는 제2 배관(230)이 연결된다.
제2 격벽(222)은 제1 격벽(221) 상에 수직으로 형성되어 제1 격벽(221)에 의해 구분된 상부 공간을 둘로 나눈다. 이 때, 제2 격벽(222)의 상면은 기액 분리기(220)와 맞닿지 않고, 소정 간격 이격되어 형성되어 일정 공간을 형성하게 된다. 따라서, 제2 격벽(222)에 의해 나누어진 좌우 공간이 제2 격벽(222) 상부에 형성된 공간을 통해 연결될 수 있다. 여기서, 제2 격벽(222)에 의해 나누어진 일측 공간에는 제1 배관(210)이 연결되며, 타측 공간에는 홀(224)이 위치하게 된다.
이하, 제1 배관(210)이 연결된 공간을 제1 영역(225), 홀(224)이 위치하며 제1 영역(225)에 대응되는 영역을 제2 영역(226), 제2 배관(230)이 연결된 영역을 제3 영역(227)이라 정의한다.
제1 영역(225)에는 제1 배관(210)이 연결되며, 제1 배관(210)은 제1 영역(225)의 하부로 가스 및 액체를 배출한다. 또한, 제1 영역(225) 하면에는 제3 배관(240)이 연결되어 있어, 제1 영역(225)으로 배출된 액체가 배수된다. 제1 영역의 일측벽인 제2 격벽(222)은 기액 분리기(220) 상면과 소정 간격 떨어져 있어, 제1 영역(225)을 통해 제2 영역(226)으로 기체가 이동할 수 있다.
제2 영역(226)의 하면에는 가스가 제3 영역(227)으로 통과할 수 있는 홀(224)이 형성되어 있으며, 홀(224) 주변에는 제3 격벽(223)이 형성되어 있다. 또한, 제2 영역(226) 하면의 모서리에는 액체가 배수되는 제3 배관(240)이 연결되어 있다.
제3 영역(227)의 상면은 홀(224)을 통하여 제2 영역(226)과 연결되어 있다. 제3 영역(227)의 하면은 제2 배관(230)이 연결되어 있어, 기체가 기액 분리기(220) 밖으로 배기될 수 있다. 또한, 제3 영역(227)의 하면에는 액체가 배수될 수 있는 제3 배관(240)이 형성되어 있다.
제3 배관(240)을 다시 살펴보면, 제3 배관(240)은 기액 분리기(220)와 연결되는데, 제3 배관(240)은 복수개의 배관을 가지고 있어 기액 분리기(220)의 제1 영역(225), 제2 영역(226) 및 제3 영역(227)의 하면과 연결된다. 제3 배관(240)과 기액 분리기(220)는 결합 너트 등의 연결 부재로 연결될 수 있다. 제3 배관(240)이 연결된 제1, 제2 및 제3 영역(227)의 하면은 제3 배관(240)을 통해 액체가 잘 배수될 수 있도록, 일정한 경사를 가지고 형성될 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 기액 분리 장치의 기액 분리 과정에 대하여 설명한다. 여기서, 도 3에 도시된 실선 화살표는 가스의 이동 방향을 표시한 것이고, 점선 화살표는 액체의 이동 방향을 표시한 것이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 공정 챔버(100)에서 공정이 진행된 후, 제1 배관(210)을 통해 공정 챔버(100) 내부의 가스 및 액체를 기액 분리기(220)로 이동시킨다. 이 때, 유량 조절기를 조절하여 가스 및 액체의 유량을 조절할 수 있다.
그러면, 제1 배관(210)을 통해 기액 분리기(220) 내부로 가스 및 액체가 유 입되는데, 기액 분리기(220)의 제1 영역(225)의 하부로 가스 및 액체가 유입되게 된다. 유입된 가스 및 액체 중에서 액체는 제1 영역(225) 하부에 연결된 제3 배관(240)을 통해 배수되게 된다. 가스는 위로 상승하여 제2 격벽(222) 상부의 공간을 통해 제2 영역(226)으로 이동하게 된다.
제2 영역(226)으로 이동한 가스는 홀(224)을 통해 아래 영역인 제3 영역(227)으로 이동하게 된다. 여기서, 가스가 기액 분리기(220) 내부를 이동하면서 일부 액화될 수 있다. 액화된 액체는 제2 영역(226) 하부에 연결된 제3 배관(240)을 통해 배수된다. 이 때, 홀(224) 주변에 형성된 제3 격벽(223)은 액화된 액체가 홀(224)을 통해 아래로 흘러내리는 것을 방지한다.
제3 영역(227)으로 이동한 가스는 제3 영역(227) 하부에 연결된 제2 배관(230)을 통하여 배기된다. 또한, 제3 영역(227)으로 이동한 가스가 기액 분리기 내부에서 일부 액화되게 되고, 액화된 액체는 제3 영역(227) 하부에 연결된 제3 배관(240)으로 배수되게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기액 분리 장치에 따르면, 공정 챔버(100)에서 배기되는 가스와 액체를 효과적으로 분리할 수 있다. 즉, 액체는 기액 분리기(220) 하부로 배수하고, 가스는 기액 분리기(220) 내에서 먼저 상승한 후 하강하도록 함으로써, 가스와 액체가 효과적으로 분리될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 기액 분리 장치에 따르면, 배기압이 저하되는 문제가 발생하지 않으며, 액체는 모두 기액 분리기(220) 하부로 배수되기 때문에, 유틸리티 공조 라인에 약액이 흐르는 현상이 발생하지 않아, 설비가 보호되어 공정 안정성이 높아질 수 있다.
또한, 기액 분리기(220) 내부를 통과하면서 가스가 일부 액화됨으로써, 보다 많은 양의 약액이 재사용될 수 있다. 따라서, 비용이 절감되고 생산성이 향상될 수 있다. 한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 기액 분리 장치는 소모성 부품이 사용되지 않아 보수 및 유지 비용이 줄어드는 이점이 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 기액 분리 장치에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 공정 챔버에서 배기되는 가스와 액체를 효과적으로 분리할 수 있고, 보다 많은 양의 약액이 재사용될 수 있어, 비용이 절감되고 생산성이 향상될 수 있다.
둘째, 배기압이 저하되는 문제가 발생하지 않고, 유틸리티 공조 라인에 약액이 흐르는 현상이 발생하지 않아, 설비가 보호되어 공정 안정성이 높아질 수 있다.
셋째, 소모성 부품이 사용되지 않아 보수 및 유지 비용이 줄어드는 이점이 있다.

Claims (6)

  1. 공정 챔버에서 기체 및 액체가 배출되는 제1 배관;
    상기 제1 배관과 연결되며, 한 개 이상의 격벽으로 기체가 상승 및 하강하며 이동할 수 있는 루트가 형성되어 있어 기체는 상기 루트를 통과하여 배기되고, 액체는 하부로 배수되는 기액 분리기;
    상기 기액 분리기와 연결되며 상기 루트를 통과한 기체가 배기되는 제2 배관; 및
    상기 기액 분리기와 연결되며 액체가 배수되는 제3 배관을 포함하는 기액 분리 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    기체가 상기 루트를 통과하면서 일부 액화되는 기액 분리 장치.
  3. 제 1항 있어서, 상기 격벽은,
    상기 기액 분리기에 가로 방향으로 형성되어 상기 기액 분리기 내부를 상하로 나누며, 일측에 기체가 통과할 수 있는 홀이 형성되어 있는 제1 격벽;
    상기 제1 격벽 상에 수직으로 형성되어 상기 상부 공간을 둘로 나누되 상면은 상기 기액 분리기와 소정 간격 이격되어 형성되고, 상기 일측 공간에는 상기 제1 배관이 연결되며, 상기 타측 공간에는 상기 홀이 위치하도록 하는 제2 격벽을 포 함하는 기액 분리 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 홀 주변에는 액체가 상기 홀로 흐르는 것을 방지하는 제3 격벽이 형성되어 있는 기액 분리 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 기액 분리기의 내부는 제1 배관과 연결된 제1 영역, 상기 홀이 형성된 제2 영역 및 상기 제2 배관과 연결된 제3 영역으로 구분되며,
    상기 제1 배관은 상기 제1 영역의 하부로 액체 및 기체를 배출하는 기액 분리 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제3 배관은 상기 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역의 하부와 연결되며, 상기 각 영역의 저면은 상기 제3 배관으로 배수가 잘 되도록 경사지게 형성된 기액 분리 장치.
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