KR19980068151A - 여과장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가령, 웨이퍼 처리액 냉각용 냉각수에 함유되어 있는 이물질을 제거하기 위해 사용하는 필터를 새것으로 교환하는 경우에도, 냉각수를 지속적으로 공급하여 장치의 생산성을 향상시킬 수 있는 여과장치에 관한 것이다. 이 여과장치는 냉각수가 유입되는 유입통로(12)와, 유입된 냉각수가 배출되는 유출통로(14) 및 이들 통로(12), (14)에 대하여 대략, 직각으로 배치된 바이패스 통로(16)를 구비하는 필터 바디(10)와; 일단은 제 1나사 결합부(44)를 통해 필터 바디(10)에 탈착 가능하게 결합되며, 타단에는 커버(42)가 견고하게 고정되어 있는 필터 하우징(40)과; 유입통로(12)를 선택적으로 개방하는 유입홀(24)과, 유출통로(14)를 선택적으로 개방하는 유출홀(26)을 지닌 개폐밸브(20)와; 바이패스 통로(16)를 선택적으로 개방하는 바이패스 밸브(30)와; 클램핑 샤프트(60) 및 클램핑 캡(70)에 의해 필터 바디(10)에 탈착 가능하게 결합되는 필터(50)로 구성된다.

Description

여과장치

본 발명은 여과장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 반도체 제조공정에서 사용되는 웨이퍼 처리용액을 냉각하기 위한 냉각수에 함유되어 있는 불순물이나 이물질을 제거하는 여과장치에 관한 것이다.

일반적으로, 정수기나 냉각기에서는 유체에 함유되어 있는 불순물이나 이물질을 제거하기 위해 여러 가지 형태의 여과장치를 사용한다. 이때, 여과장치를 구성하는 필터 조립체의 내부에는 유체에 섞여 있는 이물질을 걸러 냄으로써, 이물질로 인한 각종 오염이나 장치의 고장을 미연에 방지하기 위한 필터가 내장되어 있다.

가령, 반도체 제조공정에서는 웨이퍼를 정해진 패턴에 따라 에칭하기 위한 웨트 스테이션(wet station)을 갖추고 있는데, 이 웨트 스테이션에는 에칭에 필요한 각종 화학약제를 웨이퍼에 공급하기 위한 약제 공급라인 뿐만 아니라, 에칭 작업후에 웨이퍼의 표면에 묻어 있는 화학약제나 이물질 등을 깨끗이 제거하기 위한 세척수 공급라인이 설치되어 있다.

통상, 화학적 변화를 방지하기 위한 방안으로 세척수를 소정의 온도로 냉각한 다음 웨이퍼에 공급하게 되는데, 이때, 많은 량의 세척수를 냉각하기 위해서는 대용량의 냉각탑에서 냉각된 냉각수를 주로 사용하게 된다. 냉각수가 냉각탑으로부터 낙하되는 과정에서 외부로 노출됨으로써, 공기 중에 포함되어 있는 먼지나 각종 이물질이 냉각수에 혼입된다. 따라서, 냉각수에 함유되어 있는 이물질을 제거하려면 여과장치를 사용할 필요가 있다.

종래의 여과장치는 필터 하우징을 구비하며, 그 내부에는 이물질을 제거하기 위한 필터가 내장되어 있다. 만일, 필터를 장시간 사용한 후에 새것으로 교환하지 않는 경우에는 필터 주위에 많은 오염물질이 부착됨으로써 필터를 폐색시키게 되어 유체의 흐름에 지장을 줄 뿔만 아니라, 여과장치 내의 압력이 지나치게 상승하여 유체의 누설이 발생할 염려가 있다. 그러므로, 여과장치에서는 필터를 정기적으로 새것으로 교체하여야 한다.

이러한 구성을 지닌 종래의 여과장치에서는 필터 하우징에 내장된 필터가 일체로 형성되어 있기 때문에, 교체시에는 필터가 들어 있는 필터 조립체 전체를 새것으로 교환하여야 하므로, 재료를 낭비하게 된다. 특히, 필터를 교체하는 동안에는 냉각수의 공급을 중단하여야 하므로, 냉각수를 필요로 하는 모든 장치의 가동을 정지해야 하고, 이로 인하여 생산성이 저하되며 제조비용의 상승을 초래하게 된다.

이와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 필터를 장시간 사용한 후에 교체하는 과정에서, 필터 하우징에 내장된 필터만을 필터 바디로부터 분리하여 새것으로 교환함과 동시에, 필터의 교체작업 중에도 냉각수를 지속적으로 공급함으로써, 생산설비의 가동 중단을 막아 생산성을 높일 수 있는 여과장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 여과장치의 구성을 보인 일부 절결 평면도

도 2는 도 1의 선 Ⅱ-Ⅱ를 따라 취한 단면도로, 필터의 조립상태를 보여주는 도면

도 3은 도 2와 유사한 단면도로, 필터의 교환상태를 보여주는 도면

도 4는 도 1에 도시한 여과장치의 일부 확대 단면도로, 에어 밸브의 상세구조를 보여주는 도면

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명♣

10:필터 바디12:유입통로

14:유출통로16:바이패스 통로

20:개폐밸브20a, 30a:회전돌기

22, 32:조작핀24, 26:유입, 유출홀

30:바이패스 밸브34:바이패스 홀

40:필터 하우징 44, 94:제 1, 2나사 결합부

50:필터 60:클램핑 샤프트

62:냉각수 유입공70:클램핑 캡

80:에어 밸브82:푸시로드

84:피스톤86:에어 홀

88:리턴 스프링 90:마개

상술한 본 발명의 목적은 유입포트를 통해 냉각수가 유입되는 유입통로와, 유입된 냉각수가 유출포트로 배출되는 유출통로 및 유입포트와 유출포트를 직접적으로 연통시키는 것으로, 유입통로와 유출통로에 대하여 대략, 직각으로 배치된 바이패스 통로를 구비하는 필터 바디와; 제 1나사 결합부를 통해 필터 바디에 탈착 가능하게 결합되는 필터 하우징과; 유입통로를 선택적으로 개방하여 유입포트로부터 유입된 냉각수를 필터 하우징으로 공급하는 유입홀과, 유출통로를 선택적으로 개방하여 필터 하우징으로 유입된 냉각수를 유출포트로 배출하는 유출홀을 지닌 개폐밸브와; 바이패스 통로를 선택적으로 개방하여 유입포트를 통해 유입된 냉각수를 곧바로 유출포트로 공급되도록 하는 바이패스 홀을 지닌 바이패스 밸브와; 클램핑 샤프트 및 클램핑 캡에 의해 필터 바디에 탈착 가능하게 결합되는 필터로 구성된 것을 특징으로 하는 여과장치에 의해 달성된다.

다음에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 여과장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 여과장치의 구성을 보인 일부 절결 평면도이고, 도 2는 도 1의 선 Ⅱ-Ⅱ를 따라 취한 단면도로, 필터의 조립상태를 보여주는 도면이고, 도 3은 도 2와 유사한 단면도로, 필터의 교환상태를 보여주는 도면이며, 도 4는 도 1에 도시한 여과장치의 일부 확대 단면도로, 에어 밸브의 상세구조를 보여주는 도면이다.

먼저, 도 1에 도시한 바와 같이, 가령, 반도체 제조공정의 웨이퍼 처리용액 냉각용 냉각수 중에 함유되어 있는 불순물이나 이물질을 제거하기 위한 본 발명의 필터 조립체(1)는 제 1나사 결합부(44)를 통해 필터 하우징(40)을 필터 바디(10)로부터 분리한 다음, 필터 하우징(40)에 내장된 필터(50)를 필터 바디(10)로부터 분리시켜 새것으로 교체할 수 있도록 구성되어 있다. 그리고, 필터 바디(10)와 필터 하우징(40)간에는 냉각수의 누수를 막기 위한 오링(18)이 끼워져 있다. 또한, 필터 바디(10)에는 하부의 유입포트(도 2의 P1)를 통해 유입된 냉각수를 필터 하우징(40)으로 공급함과 동시에, 필터(50)를 통과한 깨끗한 냉각수를 유출포트(P2)로 선택적으로 배출하기 위한 개폐밸브(20)가 설치되어 있다.

그리고, 필터 바디(10)의 일측면에는 필터(50)를 새것으로 교체하는 동안에도 냉각수를 지속적으로 공급하기 위한 바이패스 밸브(30)가 개폐밸브(20)와는 대략, 직각을 이루며 배치되어 있다. 이들 밸브(20), (30)에는 각기, 조작핀(22), (32)이 끼워져 있어, 편리하게 작동할 수 있도록 하였다.

여기에서, 필터(50)는 그의 길이방향을 따라 연장되는 내부의 클램핑 샤프트(도 2의 60) 및 클램핑 캡(70)에 의해 필터 바디(10)에 탈착 가능하게 결합되는 바, 이에 관해서는 다음의 도 2와 도 3을 참조하여 후술한다. 또한, 본 발명에 따른 필터 조립체(1)에는 필터(50)를 교체한 후에 필터 하우징(40)에 들어 있는 공기를 제거하기 위한 푸시로드(82)가 설치되어 있다.

도 2와 도 3은 각기, 도 1에서 선 Ⅱ-Ⅱ를 따라 취한 단면도로, 도 2에는 필터가 결합된 상태의 유체의 흐름이 화살표로 표시되어 있으며, 도 3에는 필터를 교체하는 동안의 유체의 흐름이 화살표로 표시되어 있다.

먼저, 도 2를 참조하면, 필터 바디(10)에는 유입포트(P1)를 통해 냉각수가 유입되는 유입통로(12)와, 유입된 냉각수가 유출포트(P2)로 배출되는 유출통로(14) 및 이들 통로(12), (14)와는 대략, 직각으로 배치된 바이패스 통로(16)가 형성되어 있다.

또한, 필터 바디(10)에는 유입통로(12) 및 유출통로(14)와 직각방향으로 배치된 상태에서, 유입홀(24) 및 유출홀(26)을 통해 유체의 흐름을 선택적으로 가능케 하거나 차단하는 개폐밸브(20)가 설치되어 있으며, 바이패스 통로(16)와 직각방향으로 배치된 상태에서, 바이패스 통로(16)를 선택적으로 개방하여 유입포트(P1)를 통해 유입된 냉각수를 바이패스 홀(34)을 통해 곧바로 유출포트(P2)로 공급하기 위한 바이패스 밸브(30)가 설치되어 있다. 이들 2개의 밸브(20), (30)는 서로, 상대적으로 1개씩만 개방된 상태를 유지하도록 하여 필터(50)의 교체시에도 냉각수의 흐름을 가능케 하는 역할을 한다.

필터(50)를 감싸고 있는 필터 하우징(40)의 일단은 제 1나사 결합부(44)를 통해 필터 바디(10)에 탈착 가능하게 결합되어 있으며, 타단에는 고정부(46)를 통해 커버(42)가 견고하게 고정되어 있다. 따라서, 필터(50)를 새것으로 교체할 때에는 제 1나사 결합부(44)를 통해 필터 바디(10)로부터 필터 하우징(40)을 분리시키면 된다. 이와 같이 필터 하우징(40)을 분리한 후에는 클램핑 캡(70)을 분리하고 필터(50)를 클램핑 샤프트(60)로부터 분리한다.

필터(50)의 중앙을 관통하여 설치되는 클램핑 샤프트(60)의 일단은 필터 바디(10)에 탈착 가능하게 결합되어 있으며, 타단에는 수나사(68)가 형성되어 있다. 그리고, 클램핑 샤프트(60)의 외주부에는 필터(50)를 통과하면서 여과된 깨끗한 냉각수가 유입되는 다수의 냉각수 유입공(62)이 형성되어 있으며, 그 일단에는 냉각수 유입공(62)을 통해 유입된 냉각수를 유출통로(14)를 통해 유출포트(P2)로 전달하기 위한 배출구멍(64)이 형성되어 있다. 또한, 클램핑 캡(70)에는 클램핑 샤프트(60)의 수나사(68)와 나사결합되는 암나사(72)가 형성되어 있다.

여기에서, 개폐밸브(20)와 바이패스 밸브(30)에는 각각, 필터 바디(10)에 형성된 요홈(10a), (10b)을 따라 원활하게 회전되도록 하는 회전돌기(20a), (30a)가 형성되어 있으며, 냉각수가 외부로 누출되는 것을 막기 위한 다수의 오링(28), (38)이 끼워져 있다.

필터(50)가 결합된 상태에서, 개폐밸브(20)는 유입홀(24)과 유출홀(26)을 모두 개방된 상태로 유지하는 반면, 바이패스 밸브(30)에 형성된 바이패스 홀(34)은 이들 유입홀(24) 및 유출홀(26)과 대략, 직각인 방향으로 배치됨으로써, 바이패스 통로(16)를 통한 냉각수의 흐름을 차단하게 된다.

따라서, 유입포트(P1)를 통해 화살표 방향을 따라 유입된 냉각수는 유입통로(12)를 통해 필터 하우징(40)내로 공급된 다음, 냉각수에 함유되어 있는 불순물이나 먼지는 필터(50)에 의해 걸러지게 되며, 여과된 깨끗한 냉각수만이 유출통로(14)를 통해 화살표 방향을 따라 유출포트(P2)쪽으로 배출된다.

도 3에는 필터(50)를 새것으로 교체하는 동안에 냉각수가 유동하는 상태를 도시하였다. 필터(50)를 교체하는 동안에도 냉각수의 공급을 지속적으로 하기 위해서는 먼저, 바이패스 밸브(30)를 도 2에 도시한 바와 같은 상태에서 직각으로 회전시킴과 동시에, 개폐밸브(20)역시, 직각으로 회전시킨다. 그에 따라, 이들 밸브는 도 3에 도시한 바와 같은 상태로 배치됨으로써, 바이패스 밸브(30)에 형성된 바이패스 홀(34)은 바이패스 통로(16)와 나란한 관계로 개방됨과 동시에, 개폐밸브(20)에 형성된 유입홀(24)과 유출홀(26)은 각각, 유입통로(12) 및 유출통로(14)와 직각인 방향으로 배치된다. 그러므로, 유입포트(P1)를 통해 유입된 냉각수는 바이패스 통로(16)를 통해 곧바로 유출포트(P2)를 통해 배출되어 냉각수의 게속적인 공급이 가능하게 된다.

이러한 상태에서, 필터 하우징(40)을 회전시키면, 필터 하우징(40)은 제 1나사 결합부(44)를 통해 필터 바디(10)로부터 분리된다. 다음에, 클램핑 캡(70)을 회전시켜 클램핑 샤프트(60)의 수나사(68)로부터 분리시킨 후에, 클램핑 샤프트(60)로부터 필터(50)를 분리하여 새것으로 갈아 끼운다.

필터(50)의 교체 후에는 역순으로, 클램핑 캡(70)과 필터 하우징(40)을 차례로 결합시켜 조립을 완료하게 되며, 조립 후에는 다시, 개폐밸브(20)와 바이패스 밸브(30)를 도 2에 도시한 바와 같이 원래의 상태로 회전시킨다.

이와 같은 방법으로 필터(50)를 교체하는 과정에서 필터 하우징(40)에는 공기가 유입되는데, 유입된 공기를 배출하기 위해서는 다음의 도 4에 도시한 바와 같은 에어 밸브를 사용한다.

에어 밸브(80)는 필터 바디(10)에 장착되어, 필터(50)의 교체 과정에서 필터 하우징(40)에 유입된 공기를 외부로 방출하게 된다.

에어 밸브(80)의 구성을 보면, 푸시로드(82)의 가압에 의해 필터 바디(10)의 벽면을 따라 미끄럼 이동하면서 필터 하우징(40)내의 공기를 외부로 배출하는 에어 홀(86)을 지닌 피스톤(84)과, 제 1, 2나사결합부(94)를 통해 필터바디(10)와 결합되는 것으로, 내부에는 필터 하우징(40)과 연통되는 관통구멍(92)이 형성된 마개(90)와, 일단은 피스톤(84)에 의해 지지되어 있고 타단은 마개(90)에 의해 지지된 상태에서, 피스톤(84)을 일측으로 가압하는 리턴 스프링(88)으로 이루어져 있다.

그러므로, 도 3에서 설명한 순서대로 필터(50)를 교체한 다음, 푸시 로드(82)를 누르게 되면, 피스톤(84)은 리턴 스프링(88)의 힘을 이기고 내측으로 이동하기 시작한다. 이와 동시에, 관통구멍(92)을 통해 필터 하우징(40)으로부터 빠져 나온 공기는 에어 홀(86)과 푸시로드(82)의 하단에 형성된 슬릿(82a)을 통해 외부로 배출된다.

공기의 배출이 완료된 다음, 푸시 로드(82)를 놓으면, 피스톤(84)은 리턴 스프링(88)에 의해 가압되면서 원래의 위치로 복귀됨으로써, 냉각수의 유출을 차단하게 된다. 또한, 푸시로드(82)의 외주부에는 냉각수의 누수를 방지하기 위해 오링(96)이 끼워져 있다.

이상으로 설명한 본 발명에 의하면, 필터를 새것으로 교체하는 동안에도 냉각수를 지속적으로 공급함으로써, 반도체 제조라인등과 같은 생산설비의 가동중단을 막아 생산성을 향상시킬 수 있고 제조비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 유입포트(P1)를 통해 냉각수가 유입되는 유입통로(12)와, 유입된 냉각수가 유출포트(P2)로 배출되는 유출통로(14) 및 상기 유입포트(P1)와 유출포트(P2)를 직접적으로 연통시키는 것으로, 상기 유입통로(12)와 상기 유출통로(14)에 대하여 대략, 직각으로 배치된 바이패스 통로(16)를 구비하는 필터 바디(10)와;

   제 1나사 결합부(44)를 통해 상기 필터 바디(10)에 탈착 가능하게 결합되는 필터 하우징(40)과;

   상기 유입통로(12)를 선택적으로 개방하여 상기 유입포트(P1)로부터 유입된 냉각수를 상기 필터 하우징(40)으로 공급하는 유입홀(24)과, 상기 유출통로(14)를 선택적으로 개방하여 상기 필터 하우징(40)으로 유입된 냉각수를 상기 유출포트(P2)로 배출하는 유출홀(26)을 지닌 개폐밸브(20)와;

   상기 바이패스 통로(16)를 선택적으로 개방하여 상기 유입포트(P1)를 통해 유입된 냉각수를 곧바로 상기 유출포트(P2)로 공급되도록 하는 바이패스 홀(34)을 지닌 바이패스 밸브(30)와;

   클램핑 샤프트(60) 및 클램핑 캡(70)에 의해 상기 필터 바디(10)에 탈착 가능하게 결합되는 필터(50)로 구성된 것을 특징으로 하는 여과장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 필터 바디(10)에 결합되는 클램핑 샤프트(60)의 외주부에는 그의 길이 방향을 따라 다수의 냉각수 유입공(62)이 형성되어 있고, 일단에는 상기 냉각수 유입공(62)을 통해 유입된 냉각수를 상기 유출통로(14)로 배출시키는 배출구멍(64)이 형성되어 있으며, 타단에는 상기 클램핑 캡(70)에 형성된 암나사(72)와 나사결합되는 수나사(68)가 형성된 것을 특징으로 하는 여과장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 필터 바디(10)에 장착되어 상기 필터 하우징(40)내의 공기를 외부로 방출하는 것으로, 푸시로드(82)를 갖는 피스톤(84)과, 상기 필터 바디(10)와 결합되는 것으로, 상기 필터 하우징(40)과 연통되는 관통구멍(92)이 형성된 마개(90)와, 일단은 상기 피스톤(84)에 의해 지지되고 타단은 상기 마개(90)에 의해 지지되어 상기 피스톤(84)을 일방향으로 가압하는 리턴 스프링(88)으로 이루어진 에어 밸브(80)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 여과장치.