KR100532810B1 - 펌프파워 상승시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 생산라인에 설치된 핫건(Hot gun), 앵글밸브 및 핫질소(Hot-N2)트랜스퍼를 통합시켜 제어할 수 있는 펌프파워 상승시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 드라이펌프의 운행시 파우더로의 전환되는 임계온도가 높은 독성(Toxic) 또는 부식성 가스의 유입으로 인한 펌프내부 또는 배출라인의 파우더 누적을 방지하여 비상시 펌프의 가동중단을 미연에 방지해줄 뿐만 아니라 원활한 가스분리를 기할 수 있는 펌프파워상승시스템에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명은, 메인챔버(10)에는 배출라인(17)을 통해 핫건(12)이 장착된 드라이펌프(11)가 설치되고, 상기 드라이펌프(11)의 배출라인(18)으로는 순차적으로 핫질소 트랜스퍼(13)와 앵글밸브(14)가 설치되며, 이 앵글밸브(14)는 한 배출라인(19)을 통해 스크러버(20)가 설치되면서 다른 배출라인(19')으로 덕트(16)가 설치되도록 구비되어; 콘트롤러(15)에서 메인챔버(10)로부터 신호가, 핫건(12)으로부터 상호신호가, 핫질소 트랜스퍼(13)로부터 상호신호가, 상기 앵글밸브(14)로부터 상호신호가 각기 연결되어 제어한 것을 그 특징으로 한다.

Description

펌프파워 상승시스템{PUMP POWER UPGRADE SYSTEM}
본 발명은 반도체 생산라인에 설치된 핫건, 앵글밸브 및 핫질소 트랜스퍼를 통합시켜 제어할 수 있는 펌프파워 상승시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 드라이펌프의 운행시 파우더로의 전환되는 임계온도가 높은 독성 또는 부식성 가스의 유입으로 인한 펌프내부 또는 배출라인의 파우더 누적을 방지하여 비상시 펌프의 가동중단을 미연에 방지해줄 뿐만 아니라 원활한 가스분리를 기할 수 있는 펌프파워상승시스템에 관한 것이다.
제품의 생산 중에 폐기가스가 배출되는 반도체 제조공정중 웨이퍼 처리공정에서는 챔버내의 웨이퍼에 다종의 반응가스를 공급 화학 반응시켜 웨이퍼 상면에 산화막 처리를 한다. 반도체 제조공정에서는 여러 종류의 프로세싱가스(processing gas)를 사용하게 되는 바, 이때 반응가스들은 대개가 매우 독성이 강해서 인체에 치명적이고, 또한 다른 가스나 공기와 혼합되면 폭발할 수도 있어 공정후 반응가스들의 처리가 환경의 안전성 면에서 상당히 중요한 비중을 차지하고 있다. 그렇기 때문에, 상기 반응가스는 공정라인 상에서 정화 처리되어 무해한 가스로 배출되도록 의무화시키고 있다.
즉, 반도체 공정라인은, 보통 웨이퍼를 다량으로 처리하기 위해 다수의 챔버(chamber)가 구비되고 있고, 이러한 각 챔버에는 프로세싱 가스 흡입라인과 클린가스 흡입라인이 연결되는 한편 챔버의 배출라인에는 진공펌프가 설치되고 있다. 또한, 상기 진공펌프의 배출라인에는 반응가스 소각 정화용 스크러버(scrubber)를 통한 가연배기부와 산배기부가 연결되고 있다.
반도체의 웨이퍼 생산시에는 가연성가스 및 부식성이 강한 산성가스를 이용하여 웨이퍼에 막을 형성하도록 되어 있는데, 위와 같이 가연성 가스를 이용하여 1차 가공이 끝나면 챔버를 청소하고, 다시 2차 가공을 위하여 산성가스를 챔버에 주입한다. 따라서, 챔버 청소시에는 질소가스를 사용하고 있는데, 먼저 잔류 가연성가스의 청소시에는 스크러버의 가연 배기부로 질소가스를 배출시키고, 잔류 산성가스의 청소시에는 스크러버의 산배기부로 질소가스를 배출시키도록 되어 있다.
상기 챔버와 스크러버사이에는 진공펌프가 설치되면서 핫질소 트랜스퍼를 통한 일정한 길이의 배관이 설치되어 있다. 그런데, 상기 핫질소 트랜스퍼의 최적 온도전달거리는 3미터인데 비해, 상기 스크러버까지의 배관거리가 5 - 10 미터로 되어 핫질소 트랜스퍼를 2 대이상 설치해야 최적의 온도유지가 가능하도록 되어 있다.
그리고, 반도체칩과 LCD등을 생산하는 공정에는 필수적으로 각 공정 진행을 위한 진공상태를 만들어 주기 위해 진공펌프를 사용한다. 이 진공펌프의 종류 중 드라이펌프(dry pump)는 고진공 펌프의 러핑(roughing)용도 또는 단독으로 사용하고 있다.
상기 드라이펌프내부로 유입되는 중화용 질소가스의 온도가 15 - 22 ℃의 낮은 온도이므로, 이로 인한 펌프내부의 로터(rotor) 회전부에 파우더가 적체됨으로써 발생되는 펌프 라이프시간 및 PM주기가 저하된다는 문제점이 있었다. 또한, 드라이펌프 배출라인의 파우더 누적으로 인한 PM주기 저하 및 배관라인의 부식이 되었고, 상기 배출라인의 파우더 누적으로 인한 클린가스와 프로세스가스의 분리밸브의 동작 성능이 저하된다는 문제점도 발생하게 되었다.
본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해소하기 위해 발명한 것으로, 반도체 생산라인에 설치된 핫건, 앵글밸브 및 핫질소트랜스퍼를 통합시켜 제어하여 낮은 온도의 중화용 N2 가스로 인한 펌프내부 및 배출라인의 파우더누적으로 인한 문제를 최소화시켜줄 뿐만 아니라 높은 온도의 배출가스가 식게 됨으로써 발생되는 파우더의 누적을 막을 수 있으며, 또한 환경오염을 막기 위한 프로세스가스와 클린가스의 원활한 분리배출을 도모할 수 있는 펌프파워상승시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 메인챔버(10)에는 배출라인(17)을 통해 핫건(12)이 장착된 드라이펌프(11)가 설치되고, 상기 드라이펌프(11)의 배출라인(18)으로는 순차적으로 핫질소 트랜스퍼(13)와 앵글밸브(14)가 설치되며, 이 앵글밸브(14)는 한 배출라인(19)을 통해 스크러버(20)가 설치되면서 다른 배출라인(19')으로 덕트(16)가 설치되도록 구비되어; 콘트롤러(15)에서 메인챔버(10)로부터 신호가, 핫건(12)으로부터 상호신호가, 핫질소 트랜스퍼(13)로부터 상호신호가, 상기 앵글밸브(14)로부터 상호신호가 각기 연결되어 제어한 것을 그 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명의 일실시예에 관한 펌프파워 상승시스템을 도시해 놓은 구성도로서, 본 발명은 반도체 생산라인에 설치된 핫건(12), 앵글밸브(14) 및 핫질소 트랜스퍼(13)를 통합시켜 제어할 수 있는 펌프파워 상승시스템인 바, 이는 드라이펌프(11)의 운행시 파우더로의 전환되는 임계온도가 높은 독성 또는 부식성 가스의 유입으로 인한 펌프내부 또는 배출라인의 파우더 누적을 방지하여 비상시 펌프의 가동중단을 미연에 방지해줄 뿐만 아니라 원활한 가스분리를 기할 수 있도록 되어 있다.
메인챔버(10)에는 배출라인(17)을 통해 드라이펌프(11)가 설치되고, 핫건(12)이 장착된 상기 드라이펌프(11)는 배출라인(18)을 통해 핫질소 트랜스퍼(13)를 거쳐 앵글밸브(14)가 설치된다. 상기 드라이펌프(11)내부로 유입되는 독성 또는 부식성 가스의 파우더로 전환되는 임계온도가 매우 높다. 예컨데, 각 공정 진행시 사용 가스의 파우더로 전환되는 임계온도로는 AlCl3 가스는 130℃, (NH4)2SF6 가스는 170℃, NH4Cl 가스는 200℃이다. 따라서, 현재 일반적으로 사용되는 드라이펌프(11)의 독성 또는 부식성 가스중화용 N2 온도는 15 - 22℃ 사이의 온도로서 매우 낮은 온도이다. 그러므로, 본 발명은 이러한 낮은 온도의 중화용 N2 가스로 인한 펌프내부 및 배출라인의 파우더 누적으로 인한 문제를 최소화시켜주기 위한 것이다.
상기 드라이펌프(11)의 배출라인(18)을 통해 배출되는 가스의 온도는 매우 높다(150℃ - 200℃). 따라서, 본 발명은 이러한 높은 온도의 배출가스가 식게 됨으로써 발생되는 파우더의 누적을 막기 위함이고, 환경오염을 막기 위한 프로세스가스와 클린가스의 원활한 분리 배출하는 것이다. 상기 앵글밸브(14)에서는 한 배출라인(19)을 통해 스크러버(20)가 설치되는 한편 다른 배출라인(19')을 통해 덕트(16)가 설치되게 된다.
이렇게 설치된 메인챔버(10), 드라이펌프(11), 핫건(12), 핫질소 트랜스퍼(13) 및 앵글밸브(14)를 제어하기 위해 콘트롤러(15)가 설치되는 바, 상기 콘트롤러(15)에는 메인챔버(10)로부터 신호가, 핫건(12)으로부터 상호신호가, 핫질소 트랜스퍼(13)로부터 상호신호가, 상기 앵글밸브(14)로부터 상호신호가 각기 연결되도록 되어 있다.
이상과 같이 구성되는 본 발명은 하나의 시스템으로 핫건(12), 핫질소 트랜스퍼(13) 및 앵글밸브(14)의 기능을 통합하여 제어하게 되고, 이에 따라 컴팩트한 디자인으로 칫수가 작고 각각 유틸리티(utility) 설치가 필요 없음으로 설치가 용이하게 되며, 또한 중앙모니터링 기능을 갖을 뿐만 아니라 메인터런스(maintenance)가 용이하다.
도 2 는 본 발명의 펌프파워 상승시스템을 설명하기 위한 콘트롤러의 회로도이고, 도 3 은 본 발명의 펌프파워 상승시스템을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2 에 도시된 입출력드라이버(30)에는 메인챔버(10), 핫건(12), 핫질소 트랜스퍼(13) 및 앵글밸브(14)가 각기 연결되는 한편, LCD(31), 프로세스오픈시 밸브(32), 클린오픈시 밸브(33), 런(run) 및 경보부(35), CPU(34)를 통한 타이머(36), 그리고 솔레노이드 밸브(37)가 각각 연결되게 된다. 상기 핫건(12)에는 히터(12a)와 온도센서(12b)가, 핫질소 트랜스퍼(13)에는 히터(13a)와 온도센서(13b)가 각기 구성되는 한편, 질소가 입력되는 솔레노이드 밸브(37)에는 앵글밸브(14)의 클린과 프로세스가 각기 연결되어 있다.
이상과 같이 구성되어지는 콘트롤러는 메인챔버(10)에서 신호가 입출력드라이버(30)에 입력되면 솔레노이드 밸브(37)로 출력되는 데, 앵글밸브(14)는 평상시 프로세스가 오픈되어 있다가 솔레노이드 밸브(37)의 동작과 동시에 클린으로 전환된다. 이때 상기 입출력드라이버(30)에 연결된 프로세스오픈시 밸브(32)와 클린오픈시 밸브(33)가 작동됨에 따라 프로세스나 클린가 선택되어진다.
그리고, 상기 입출력드라이버(30)에 연결된 핫건(12)과 핫질소 트랜스퍼(13)에서 클린센서가 감지되면 정상적으로 인식한다. 만약 클린센서가 감지하지 못하면 비정상적으로 인식하여 장비의 인터럽트(jnterrupt)를 발생시키게 된다. 이와 함께 핫질소 트랜스퍼(13)와 핫건(12)의 셋팅온도에 맞게 N2 온도를 일정하게 유지시켜준다.
즉, 도 3 에 도시된 바와 같이 메인콘트롤에서 핫질소 트랜스퍼(13)의 셋팅온도가 온도센서(13b)에 의해 크거나 같으면 히터(13a)를 오프시키고 런 및 경보부(35)를 작동시켜 경보를 울려주고, 이와 달리 작으면 히터(13a)를 온시키고 있다. 상기 메인콘트롤은 메인챔버(10)에서 신호가 있으면 앵글밸브(14)의 프로세스를 닫거나 클린을 오픈하게 된다. 이때 앵글밸브(14)의 프로세스를 닫거나 클린을 오픈하면 상기 메인콘트롤이 이루어지는 한편, 그렇지 않는 경우에는 인터럽트가 발생되어진다.
상기 메인콘트롤에서 핫건(12)의 셋팅온도가 온도센서(12b)에 의해 크거나 같으면 히터(12a)를 오프시키고 런 및 경보부(35)를 작동시켜 경보를 울려주고, 이와 달리 작으면 히터(12a)를 온시키도록 되어 있다.
이상과 같이 작동되는 본 발명은 드라이펌프내부에 높은 온도의 중화용 N2 가스를 퍼지(PURGE)시켜 주고, 펌프파우더의 로터 회전부 또는 로터와 플레이트(PLATE)의 로터와 하우징사이의 파우더 누적을 막아 줌으로써 펌프의 성능을 향상시킨다. 드라이펌프 배출라인의 파우더 배출 흐름속도를 높여주며, 온도의 중화용 N2 가스를 퍼지시켜 줌으로써 배출라인의 배관에 누적되는 파우더의 생성을 막아준다.
또한, 본 발명은 높은 온도의 배출 가스가 클린가스와 프로세스 가스의 분리 배출 밸브로 유입됨으로써 밸브내부의 파우더 누적을 막아주어 밸브의 성능이 향상된다. 각각의 장치에 필요한 파워 및 N2 등의 유틸리티 설치가 하나로 통합됨으로써 설치비용을 절감시키고, 각각의 장치가 차지하는 면적을 하나로 통합하여 최소화시킬 수 있어 공간활용이 용이하도록 되어 있다.
도 4 는 본 발명의 다른 실시예에 관한 펌프파워 상승시스템을 설명하기 위한 구성도로서, 본 발명의 펌프파워 상승시스템은 도 1 에 도시된 펌프파워 상승시스템과 다른 점으로 핫건(12', 12")이 앵글밸브(14)에 각기 설치되는 한편 콘트롤러(15)로부터 각 신호선이 연결되어 있는 점이고, 그 이외는 동일하므로 그의 상세 설명은 생략한다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 핫건, 앵글밸브 및 핫질소트랜스퍼를 통합시켜 제어하여 낮은 온도의 중화용 N2 가스로 인한 펌프내부 및 배출라인의 파우더누적으로 인한 문제를 최소화시켜줄 뿐만 아니라 높은 온도의 배출가스가 식게 됨으로써 발생되는 파우더의 누적을 막기 위함이며, 또한 환경오염을 막기 위한 프로세스가스와 클린가스의 원활한 분리배출을 도모할 수 있는 펌프파워상승시스템을 제공할 수 있다.
본 발명은 한 개의 콘트롤러로 3가지의 핫건, 핫질소 트랜스퍼 및 앵글밸브 기능을 유지하고, 중앙모니터링 기능으로 상태를 확인할 수 있고, 메인터런스 효과와 파우더적체 예방으로 각 장치의 기능 향상 효과 및 공간활용 효과등을 갖는다.
본 발명은 펌프파워 상승시스템에 대한 기술사상을 예시도면에 의거하여 설명했지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명의 특허청구범위를 한정하는 것은 아니다. 본 발명은 이 기술분야의 통상 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
도 1 은 본 발명의 일실시예에 관한 펌프파워 상승시스템을 도시해 놓은 구성도,
도 2 는 본 발명의 펌프파워 상승시스템을 설명하기 위한 콘트롤러의 회로도,
도 3 은 본 발명의 펌프파워 상승시스템을 설명하기 위한 흐름도,
도 4 는 본 발명의 다른 실시예에 관한 펌프파워 상승시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 메인챔버, 11 : 드라이펌프,
12 : 핫건, 13 : 핫질소 트랜스퍼,
14 : 앵글밸브, 15 : 콘트롤러,
16 : 덕트, 20 : 스크러버.

Claims (5)

  1. 메인챔버(10)에는 배출라인(17)을 통해 핫건(12)이 장착된 드라이펌프(11)가 설치되고, 상기 드라이펌프(11)의 배출라인(18)으로는 순차적으로 핫질소 트랜스퍼(13)와 앵글밸브(14)가 설치되며, 이 앵글밸브(14)는 한 배출라인(19)을 통해 스크러버(20)가 설치되면서 다른 배출라인(19')으로 덕트(16)가 설치되도록 구비되어;
    콘트롤러(15)에서 메인챔버(10)로부터 신호가, 핫건(12)으로부터 상호신호가, 핫질소 트랜스퍼(13)로부터 상호신호가, 상기 앵글밸브(14)로부터 상호신호가 각기 연결되어 제어한 것을 특징으로 하는 펌프파워 상승시스템.
  2. (삭제)
  3. 콘트롤러가 통합된 핫건, 핫질소 트랜스퍼 및 앵글밸브를 제어하도록 구비되어;
    상기 콘트롤러의 입출력드라이버(30)에는 메인챔버(10), 핫건(12), 핫질소 트랜스퍼(13) 및 앵글밸브(14)가 각기 연결되고, LCD(31), 프로세스오픈시 밸브(32), 클린오픈시 밸브(33), 런(run) 및 경보부(35), CPU(34)를 통한 타이머(36), 그리고 솔레노이드 밸브(37)가 각각 연결되며;
    상기 핫건(12)에는 히터(12a)와 온도센서(12b)가, 핫질소 트랜스퍼(13)에는 히터(13a)와 온도센서(13b)가 각기 구성되고, 질소가 입력되는 솔레노이드 밸브(37)에는 앵글밸브(14)의 클린과 프로세스가 각기 연결된 것을 특징으로 하는 펌프파워 상승시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 메인콘트롤에서 핫질소 트랜스퍼(13)의 셋팅온도가 온도센서(13b)에 의해 크거나 같으면 히터(13a)를 오프시키고 런 및 경보부(35)를 작동시켜 경보를 울려주고, 이와 달리 작으면 히터(13a)를 온시킨 것을 특징으로 하는 펌프파워 상승시스템.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 메인콘트롤에서 핫건(12)의 셋팅온도가 온도센서(12b)에 의해 크거나 같으면 히터(12a)를 오프시키고 런 및 경보부(35)를 작동시켜 경보를 울려주고, 이와 달리 작으면 히터(12a)를 온시킨 것을 특징으로 하는 펌프파워 상승시스템.
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