KR100349358B1 - 가스 공급 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스 공급 장치를 구성하는 각각의 기능적 장치들을 집약시켜 모듈화 함으로써 작업장의 공간 활용도를 높이고 안전 및 비용 절감의 효과를 가져올 수 있게 한 반도체 제조장비 내의 가스 공급 장치를 개시한다. 개시된 본 발명의 가스 공급 장치는, 공정 가스 공급과 퍼지(Purge) 및 가/감압 리크 체크(Leak Check)가 가능하도록 배관이 구성된 가스 공급부와, 가스 공급부에 연결되어 공정가스를 공급받아 각각의 가스 사용 장비로 분배하는 가스 분배부와, 각 가스 사용 장비로부터 누설 체크용 가스를 전달받아 전기적 신호로 변환하는 누설 감지부와, 공정 가스가 가스 공급부로부터 가스 분배부에 공급되도록 제어하고, 누설감지부로부터 전기적 신호를 전달받아, 이상 발생시, 가스 분배부로의 가스 공급을 차단하는 제어부를 포함하여 하나의 모듈로 구성되며, 상기 가스 공급부 및 가스 분배부가 지-블럭(z-bloc)을 사용하여 가스 회로를 구성한 것을 특징으로 한다.

Description

가스 공급 장치{A Gas Supplying apparatus}

본 발명은 반도체 제조 장비에 공정 가스를 공급하는 가스공급 장치에 관한 것으로, 특히, 각 구성 장치를 한 곳에 모아 모듈화 시킴으로써 작업장의 공간 활용도 및 안전도 향상과 비용 절감의 효과를 가져오게 한 가스 공급 장치에 관한 것이다.

가스 공급 장치는 공정 가스를 사용하는 반도체 장비에 공정 가스를 공급하는 장치이다.

도1a는 종래의 가스 공급장치 구성도이고, 도 1b는 종래의 가스 공급부의 내부구성을 계통도이다.

종래 기술에 의한 가스 공급 장치는 공정 가스를 공급하는 가스 공급부(1)와, 상기 가스 공급부(1)에서 공급된 공정 가스를 다시 각 장비에 분배하여 공급하는 가스 분배부(3)와, 각 장비로부터 가스를 전달받아 장비의 가스누설 여부를 검사하는 통합 누설 감지부(4)와, 가스 공급부(1)에서 가스 분배부(3)로의 공정가스 공급과 통합 누설 감지장치(4)로부터 전달된 신호에 의한 가스 분배부(3)의 동작을 제어하는 제어부(2)로 구성된다.

상술한 각 구성요소들은 각각 작업장 내에 별도 설치되고, 가스 공급부(1)와 제어부(2)만 서로 같은 장소에 설치된다.

이하, 종래의 가스 공급장치의 각 구성요소들의 구성 및 동작을 설명한다.

여기서는 한 작업장 내에 2대의 가스 공급장치가 설치되어 있는 경우를 예로들어 설명한다.

하나의 가스 공급부에서 약 4~5대 정도의 장비로 공정가스를 공급하고 작업장 내에는 다수개의 가스 공급부가 설치되므로 여러 장비에 공정가스를 공급한다.

가스 공급부(1)는 공정 가스를 저장하는 제1,2가스 실린더(7-1,7-2) 및 실린더에 연결된 가스 라인에 설치되는 레귤레이터(13), 압력감지 센서(11), 에어 밸브(8)및 체크밸브(9), 진공 형성기(12), 필터(10) 등으로 구성되며 가스 공급부(1)와 연결된 제어부(2)는 가스 공급부를 구성하는 각각의 구성요소들의 동작을 제어한다.

공정가스 공급은 두 개의 실린더(7-1,7-2)에서 교대로 이루어진다. 즉, 각 가스 실린더에 연결되어있는 가스라인과 가스 라인의 각 분기부에 설치되는 밸브는 대칭적으로 설치되어 있다. 따라서, 제1 가스 실린더(7-1)에서 공정가스를 공급하고 있는 중에도 제 2 가스실린더(7-2)에서는 공정가스를 공급하지 않고 가스라인 내부에 잔존하는 공정 가스 및 파티클(Particle)을 외부로 밴트(VENT)하는 퍼지(PURGE)동작이 가능하다.

마찬가지 이유로 한쪽 실린더의 공정가스가 소진되어 실린더 교체가 필요할 경우 해당 실린더 교체를 위한 가압 및 감압 리크체크(Leak Check) 동작, 밴트(Vent)등이 이루어지며 역시 이때도 나머지 실린더에서는 공정 가스의 공급이 계속 이루어진다.

가스 공급부 출력단(6)으로 배출된 가스를 각 장비로 분배하기 위해 별도의 가스 분배부(3)가 설치된다. 가스 분배부의 설치가 필수적인 것은 아니지만 안전상의 문제 및 관리의 용이성등의 이유에서 설치하는 것이 일반적이다.

따라서, 생산장비에 근접한 거리에 별도의 가스 분배부(3)를 만들어 박스내에 내부 배관을 구성 하므로써 가스 공급부에서 배출된 공정가스를 공급한다.

또, 각 장비의 가스 누설여부를 체크 하기위한 통합 누설 감지부(4)가 별도로 설치되는데 각 해당 장비(5-1 ~ 5-4, 17-1 ~ 17-4)와는 누설감지용 가스라인(18)으로연결되고, 여러대의 가스 공급장치 상의 제어부(2,15)와는 통신 라인(20)에의해연결되어 각 장비로부터 가스가 인입되면 가스량의 변화를 감지하여 이를 전기적 신호로 변환시켜 각 제어부(2,15)로 전달한다.

즉, 각 장비에서 가스 누출부분이 존재하게되면 각 장비에 연결된 누설감지 라인을 통해 누설 감지장치로 들어오는 가스의 양이 달라지므로 누설 감지장치가 이 정보를 신호로 변환하여 누설이 발생한 장비에 가스를 공급하는 가스 공급부의 제어부로 보내고 이에 따라 제어부는 가스 공급장치의 공정가스의 공급을 차단하게 된다.

즉, 공정 가스는 제어부에 의해 가스 공급장치로부터 가스 분배장치로 공급되며 다시 가스 분배장치에서 각 장비로 분배되는데 이 가스 분배장치의 작동은 수동으로 된다. 따라서, 종래 기술에서의 자동 차단(shut down) 동작은 특정 장비에서 가스 누설부가 발생하면 누설 감지장치를 통해 제어부로 신호가 전달되고, 제어부가 가스 공급장치의 가스공급을 차단하는 것이다.

그러나, 상술한 종래 기술에 의한 가스공급 장치는 각각의 장치가 별도로 분리되어 설치되므로 설치공간을 많이 차지하게 되고, 또한 장치의 모듈화가 어려운 문제점을 가지고 있었다.

즉, 종래의 가스공급장치는 각각의 장치를 연결하는 케이블 또는 가스 라인이 많아 구성이 복잡하고 차지하는 면적이 넓어 비용이 많이 들게된다.

또,누설 감지 장치의 경우 각 가스 공급장치와 해당 장비들에 모두 연결되므로 그 구성이 복잡하며, 자동 차단 기능을 위해 여러개의 제어부와 연결되어있어 통신중에 에러발생의 가능성이 있다.

또, 가스 분배 장치는 가스를 사용하는 각 해당장비와 인접하게 설치되기 때문에가스 공급장치 및 제어부와는 다소 떨어지게 되므로 자동 제어를 위한 연결수단을 설치하게되면 공간이 더욱 협소해지고 비용도 많이 들게되어 이를 설치하지않고 수동으로 조작해야하는 제반 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 종래의 가스공급 시스템이 가지고 있던 과도한 설치면적에 따른 원가 상승 및 복잡한 구성에 의한 비 효율성등의 문제점들을 해결하고자 하여 지-블럭(z-bloc)을 사용하여 배관을 축소시키고 기능별로 분리되어 설치되어 있던 각각의 구성 장치들을 실제 관여하는 장치끼리 집합하여 모듈화 함으로써, 설치면적의 축소와 구성의 단순화에 따른 비용절감 및 효율적 관리를 가능케하는 가스공급 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가스 공급 장치는, 공정 가스 공급과 퍼지(Purge) 및 가/감압 리크 체크(Leak Check)가 가능한 가스 공급부와, 가스 공급부에 연결되어 상기 공정가스를 공급받아 각각의 가스 사용 장비로 분배하는 가스 분배부와, 각 가스 사용 장비로부터 누설 체크용 가스를 전달받아 전기적 신호로 변환하는 누설 감지부와, 공정 가스가 가스 공급부로부터 가스 분배부에 공급되도록 제어하고, 누설 감지부로부터 전기적 신호를 전달받아, 이상 발생시, 가스 분배부로의 가스 공급을 차단하는 제어부를 포함하여 하나의 모듈체로 구성되며, 상기 가스 공급부 및 가스 분배부가 지-블럭(z-bloc)을 사용하여 가스 회로를 구성한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는 각 장비별 가스공급을 제어 할 수 있도록 가스 분배부에 연결되며, 상기 누설감지부는 모듈내의 가스공급 장치로부터 공정가스를 공급받는 장비에만 연결된 것을 특징으로 한다.

도1a는 종래의 가스 공급장치 구성도.

도 1b는 종래의 가스 공급부의 내부 구성 계통도.

도 2a는 본 발명에 의한 가스공급 장치 구성도.

도 2b는 도2a의 A부분의 상세 구성도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

20:통신 라인 21:가스 공급부 22:가스 분배부

23:제어부 24:누설 감지부 25:공정가스 라인

26:누설검사용 가스라인 28:가스공급부의 출력단

29-1 ~ 29-4: 가스분배부의 입력단 밸브

29-5 ~ 29-8: 가스분배부의 출력단

30-1,2: 제1,2 가스 실린더 38:가스 사용 장비

본 발명에서는 가스공급 장치내의 각 구성 장치에 설치되는 가스 이송 수단으로 지-블럭(z-bloc)을 사용한다. 지-블럭(z-bloc)이란 반도체 제조장비에 사용되는 신개념의 가스 이송 수단으로서, 상/하부로 분리된 스테인리스 블럭으로 내부에 가스가 흐를 수 있도록 V-홈이 형성되어 있고 상부와 하부 블럭을 육각형의 볼트로 체결한 후 각 단위 블럭을 연결함으로써 각 단위 블럭에 형성된 V-홈끼리 연결되어 라인을 형성하여 가스의 이송을 가능케한다. 가스 회로 구성을 위한 밸브등의 요소는 필요한 위치의 단위 블럭의 상부 또는 하부에서 바로 블럭 내부로 형성된 홀(hole)에 삽입하여 설치할 수 있게 되어있다. 따라서, 누설발생이나 오염등에 의해 요소의 교체작업시 종래의 경우처럼 토크(torque)를 이용한 해체 및 체결시에는 작업 자체의 난해함 뿐만 아니라 주변 요소들이 토크력을 전달받아 새롭게 누설되는 경우가 종종 발생하였으나, 지-블럭(z-bloc)을 사용하는 경우 단위 블럭을 분리한 후 교체할 요소만 다시 교환한 후 삽입하면 되므로 편리하고 안전하다. 이러한 이유 외에도 가스회로의 전체 용적을 줄일 수 있다는 점등 여러 가지 장점이 있으므로 본 발명에서는 지-블럭(z-bloc)을 사용하여 가스회로를 구성하였다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명하도록 한다.

도 2a는 본 발명의 가스공급 장치 구성도이고, 도 2b는 도 2a의 A부분의 상세도이다.

본 발명에 따른 가스 공급장치는 지-블럭(z-bloc)으로 가스회로가 구성되며 공정 가스를 공급하는 가스 공급부(21)와, 상기 지-블럭(z-bloc)으로 가스회로가 구성되고 가스 공급부 상측에 바로 연결되어 가스 공급부로부터 공급된 공정 가스를 다시 각 장비에 분배하는 가스 분배부(22)와, 각 장비로부터 누설 검출용 가스를 전달받아 장비의 가스누설 여부를 검사하고 그 정보를 제어부(23)로 전달하는 누설 감지부(24)와, 가스 공급부(21)에서 가스 분배부(22)로의 공정가스 공급과 누설 감지부(24)로부터 전달된 신호에 의한 가스 공급부(21)의 동작 및 가스 분배부(22)의 동작을 제어하는 제어부(23)로 구성된다.

상술한 각 구성요소들은 하나의 모듈(37)로 결합되어 설치된다.

즉, 가스 분배부(22)와 가스 공급부(21)는 지-블럭(z-bloc)에 의해 그 용적이 3/4정도로 줄어들게 되며 상/하로 설치되고, 제어부(23)와 누설 감지부(24) 역시 가스 분배부 상부에 설치되므로 특정 장비에 공정 가스를 공급하는데 필요한 모든 기능부가 하나의 모듈(37)로 구성되는 것이다.

가스 공급부는 공정 가스를 저장하는 제1,2가스 실린더 및 실린더에 연결된 지-블럭(z-bloc) 및 지-블럭(z-bloc)에 설치되는 레귤레이터(34), 압력감지 센서(36), 에어밸브(35) 및 체크밸브(32), 진공 발생기(33) 등으로 구성되고, 일반적으로 5대 정도의 가스 사용 장비에 공정가스를 공급하는데 사용된다.

가스 공급부의 기능 및 동작은 종래 기술과 동일하다.

각 실린더로부터 공정가스가 가스 공급부의 출력단(28)까지 이동하는 동작 및퍼지(Purge)동작과 리크 체크(Leak Check)동작은 본 발명에 의한 변화가 없는 공지 기술이므로 구체적인 동작설명은 생략한다.

가스 분배부(22) 역시 지-블럭(z-bloc)에 의해 가스 회로가 구성되며 가스 공급부의 출력단(28)에서 공급되는 공정 가스를 각 장비로 분산하도록 분기된 가스 라인 (27)각각에 가스 입력단이 밸브(29-1 ~ 29-4)로 연결되어 설치되며, 각 장비로의 출력단(29-5 ~ 29-8)이 각각 구비되어 각 장비로 공정 가스를 분배한다.

누설 감지부(24)는 각 가스 사용 장비(38)와 연결되어 가스 분배부(22) 상측에 설치되는데 종래와는 달리 함께 모듈(37)을 구성하고 있는 해당 가스 공급부에서 공급된 공정 가스를 사용하는 장비에 연결된 누설감지부만 별도로 분리시켜 모듈에 설치된다.

또, 제어부(23)는 가스 분배부(22) 상측에 설치되며 가스 공급부(21), 누설 감지부(23), 가스 분배부(22)와 각각 연결되어 있다.

이하, 본 발명의 가스공급 장치의 동작을 4대의 가스 사용 장비에 적용하는 예를 들어 설명한다.

가스 공급부 내의 가스 실린더(30-1 또는 30-2)에서 공정 가스가 배출되어 가스 공급부 출력단(28)으로 이송된다. 이 가스는 가스 공급부 출력단과 연결된 하나의 라인과 4개의 출구가 가스 분배부의 각 입력단과 연결된 가스 라인(27)을 거쳐 가스 분배부의 각 입력단(29-1 ~ 29-4)으로 분배되고 가스 분배부의 4개의 출력단(29-5 ~ 29-8)과 직접 연결된 가스 라인으로 출력되어 각 장비(38)로 공급된다.

이때, 제어부(23)는 가스 이송시 2개의 실린더로부터 동시에 가스가 출력단으로공급되지 않도록 가스 공급부내의 에어 밸브 개폐를 제어하며, 가스 분배장치의 에어 밸브의 개폐 역시 제어한다.

만일, 가스 사용 장비에서 가스 누출이 생기면 각 장비와 누설 검사용 가스라인(26)으로 연결된 누설 감지부(24)로 들어오는 해당 장비의 가스량이 변하므로 누설감지부(24)가 이를 전기적 신호로 변환하여 제어부(23)로 전달한다.

신호를 전달받은 제어부는 가스 공급부 출력단의 지-블럭(z-bloc) 에어 밸브(28-1)를 닫아 전체 가스공급을 중단하거나 가스 분배부의 각 입력단의 지-블럭(z-bloc) 에어 밸브(29-1 ~ 29-4)중 누설이 감지된 장비와 연결된 밸브를 닫아 해당 장비로의 가스 공급만 중단한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 지-블럭(z-bloc)을 사용하여 가스 회로를 구성하므로써 기존에비해 약 75%까지 용적을 감소시키고, 용적이 감소함에 따라 각 구성요소를 집합하여 모듈화 시킬수 있어서 기존의 복잡한 배관 및 케이블을 없애거나 단순화시켜 작업장내 설치면적을 줄여 비용을 절감하고, 종래 작업장에 노출되던 피팅(fitting)부분이 지-블럭(z-bloc)으로 대체되어 모듈내로 설치되어 안전성 증대뿐 아니라 누설위험 감소와 이상부분 발생시 해체/결합이 용이한 효과를 가진다.

또, 별도의 케이블 설치 없이도 제어부가 가스공급부 뿐 아니라 가스 분배부까지 제어할 수 있게되어 비용 절감효과 뿐 아니라 각 장비별 가스 공급 차단이 가능하므로 하나의 장비에서 가스 누설 발생시 동일한 가스 공급부에서 가스를 공급받는정상 장비들까지 공정을 중단해야하던 문제를 해결하는 효과를 가진다.

그 외에도 누설 감지부가 해당 모듈에 관계된 것만 따로 모듈내로 설치되므로 종래의 경우처럼 누설 감지부와 제어부 연결시 긴 케이블이 필요없고 입출력 보드등으로 간단히 연결되며, 누설감지부와 제어부 사이의 통신이 단순화되어 자동 차단(shut down)을 위한 제어부로의 신호 전달시에도 다른 장비에 의한 가스 누설신호가 잘못 전달되는 것을 방지할 수 있는 효과를 가진다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 공정 가스 공급과 퍼지(Purge) 및 가/감압 리크 체크(Leak Check)가 가능하도록 배관이 구성된 가스 공급부와,

   상기 가스 공급부에 연결되어 상기 공정가스를 공급받아 각각의 가스 사용 장비로 분배하는 가스 분배부와,

   상기 각 가스 사용 장비로부터 누설 체크용 가스를 전달받아 전기적 신호로 변환하는 누설 감지부와,

   공정 가스가 상기 가스 공급부로부터 상기 가스 분배부에 공급되도록 제어하고, 상기 누설감지부로부터 전기적 신호를 전달받아, 이상 발생시, 가스 분배부로의 가스 공급을 차단하는 제어부를 포함하여 하나의 모듈체로 구성되며,

   상기 가스 공급부 및 가스 분배부가 지-블럭(z-bloc)을 사용하여 가스 회로를 구성한 것을 특징으로 하는 가스 공급 장치.
3. 제 2 에 있어서,

   상기 제어부는 각 장비별 가스공급을 제어 할 수 있도록 상기 가스 분배부에 연결되고, 상기 누설감지부는 상기 모듈내의 가스공급 장치로부터 공정가스를 공급받는 장비에만 연결된 것을 특징으로 하는 가스 공급 장치.
4. 삭제