KR100625739B1 - 브이형 유로를 이용한 단일블럭 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 브이형 유로를 이용한 단일블럭에 관한것으로서, 더욱 상세하게는 가스가 흐르는 내부의 유로를 "V"자 형상으로 가공함으로서 유로의 가공이 간편하고 블럭전체를 일체형으로 형성 할 수 있게 되어 제조비용을 절감함과 아울러 제조공정도 단축할 수 있는 브이형 유로를 이용한 단일블럭에 관한 것이다.
이에 본 발명은 반도체 제조공정에서 사용되는 가스를 챔버(103)로 공급할 수 있도록 가스라인(101)상에 설치됨과 아울러 내부에 형성된 유로(111)를 따라 흐르는 가스를 제어하기 위해 상기 유로(111)와 연통하도록 각종 기능적 구성요소(120)가 장착되어 이루어진 단일블럭에 있어서, 상기 유로(111)는 서로 연통하면서 각각 일정각도 경사지게 형성된 제 1 경사유로(111a) 및 제 2 경사유로(111b)를 반복 형성하여 상기 각종 기능적 구성요소(120)를 연통시키도록 이루어진 것을 특징으로 한다.
반도체, 단일블럭, 유로, V자형,

Description

브이형 유로를 이용한 단일블럭{Single block using a V type passage}
도 1은 종래의 가스 제어장치를 나타내는 정면도,
도 2는 본 발명에 따른 단일블럭이 적용된 가스 제어장치를 나타내는 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 단일블럭이 적용된 가스 제어장치를 나타내는 단면도,
도 4는 도 3의 단일블럭의 다른 형태를 나타내는 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
100: 가스 제어장치 101: 가스라인
102: 가스용기 103: 챔버
105: 퍼지라인 110: 단일블럭
111: 유로
111a: 제 1 경사유로 111b; 제 2 경사유로
111c: "ㄴ"자형 유로
112a: 가스입구 112b: 가스출구
120: 각종 기능적 구성요소 121a∼121e: 밸브
122: 필터 123: 레귤레이터
124: 압력센서 125: 유량조절기
126a: 퍼지입구 126b: 퍼지출구
본 발명은 브이형 유로를 이용한 단일블럭에 관한것으로서, 더욱 상세하게는 가스가 흐르는 내부의 유로를 "V"자 형상으로 가공함으로서 유로의 가공이 간편하고 블럭전체를 일체형으로 형성 할 수 있게 되어 제조비용을 절감함과 아울러 제조공정도 단축할 수 있는 브이형 유로를 이용한 단일블럭에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조공정에 사용되는 제조장치는 주로 가스를 사용하여 공정을 진행하게 된다. 따라서, 최적의 공정조건을 수행하기 위하여 제조장치에 공급되는 가스의 압력 및 유량의 제어는 반드시 필요한 요소 중의 하나이다.
이처럼 가스를 사용하여 공정을 진행하는 반도체 제조장치는 공정챔버 및 가스라인을 구비하고 있다. 상기 고정챔버는 반도체 기판이 설치되어 반도체 장치가 제조되는 장소로서, 상기 가스라인이 연결되어 제조공정에 사용되는 가스가 공정챔버 내로 공급된다.
따라서, 상기 공정챔버 내에 특정의 유량 및 압력의 가스를 공급하기 위하여 가스 제어장치가 상기 반도체 제조장치에 구비되어 있다.
상기 가스라인은 가스용기로 부터 전달된 가스를 차단 및 조절하기 위한 밸브들을 구비하고 있고, 제조공정이 시작되면 상기 밸브들이 개방 또는 조절되면서 가스가 상기 공정챔버 내로 공급된다.
이때, 최초 밸브가 열린 시점에서 밸브 전후의 압력차 때문에 과도한 량의 가스가 공급되는 오버슈트(over shoot)현상이 발생하여 챔버 내에서 압력파동(pressure fluctuation)을 유발시킬 수 있다.
이는 공정이 불균일하게 진행되는 원인이 되어 제품의 불량을 발생시킬 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 현재의 가스 제어장치는 유량제어기(MFC: Mass Flow Controller)를 구비하고 있다.
도 1은 종래의 가스 제어장치를 나타낸 정면도로서, 도시된 바와 같이, 가스 제어장치(1)는 공정챔버(4)로 가스를 공급하기 위한 가스라인(2)상에 설치된다.
즉, 상기 가스 제어장치(1)는, 상단에 각종 기능적 구성요소(20)가 장착된 복수개의 단위블럭(10)을 직렬로 결합하여 구성되며, 상기 단위블럭(10)의 내부에는 상기 각종 기능적 구성요소(20)들을 연통시키도록 유로(11)가 형성되어 있다.
또한, 상기 복수개의 단위블럭(10) 사이에는 기밀을 유지하기 위해 가스켓(미도시) 또는 실링부재(미도시) 등이 개재된다.
여기서, 상기 각 단위블럭(10)의 내부에 형성된 유로(11)는 "ㄴ"자형으로 형성되고, 양측에 위치한 단위블럭(10)과 연통하기 위해 "ㄴ"자형 유로(11)가 반대방향으로 2개가 형성된다.
따라서, 상기 "ㄴ"자형 유로(11)는 각 단위블럭(10)을 서로 연통시킴과 동시에 각 단위블럭(10)의 상단에 장착된 각종 기능적 구성요소(20)들을 연통시키게 된다.
그리고, 상기 각종 기능적 구성요소(20)는 반도체 제조장치에 따라 다양한 설계가 가능하며, 일예로 도1을 참조하여 설명하면, 상기 각종 기능적 구성요소(20)는 가스가 일정한 압력으로 안정되게 공급될 수 있도록 각 단위블럭(10)의 상단에 상기 유로(11)와 연결된 상태로 장착되며, 가스의 흐름을 제어하는 각종 밸브(21a∼21e)와, 가스에 포함된 불순물을 걸래내는 필터(22)와, 가스를 공정챔버(4)에서 필요한 압력으로 조절하는 레귤레이터(23)와, 레귤레이터(23)에서 조절된 가스의 압력을 측정하는 압력센서(24)와, 가스의 유량을 조절하는 유량제어기(MFC)(25)로 구성되어 다양하게 배치된다.
한편, 가스용기(3)를 교체하는 과정에서 수분 등의 이물질이 가스라인(2)의 배관 내부로 침투될 수 있으며, 이러한 이물질이 가스와 반응하여 생성된 산(acid)이나 미세입자, 기체 상태의 불순물 등은 배관이나 각종 기능적 구성요소(20) 등의 부품을 부식시켜 공정 상의 결합 또는 부품들의 오작동을 초래한다.
이를 방지하기 위해 가스용기(3)를 교체하는 과정에서 가스라인(2)의 배관 내부에 수분과 같은 이물질이 잔류하지 않도록 할 필요가 있다. 이를 위해 가스 제어장치(1)에는 가스라인(2)의 배관 내부를 불활성 가스로 채우기 위한 퍼지라인(5)이 구비된다.
즉, 상기 퍼지라인(5)은 상기 단위블럭(10)의 상단에 설치된 퍼지입구(26a)와 퍼지출구(26b)에 연결되어 작업시에는 먼저 가스 제어장치(1)에서 단위블럭(10)의 가스입구(12a)측 방향에 설치된 밸브(21a)와 가스출구(12b)측 방향에 설치된 밸브(21d)를 폐쇄하여 가스라인(2)을 폐쇄한 상태에서 상기 퍼지입구(26a)를 통해 각 단위블럭(10)의 유로(11)내로 불활성가스를 채운 후 상기 퍼지출구(26b)를 통해 배출함으로서 유로(11)내에 잔류될 수 있는 이물질이나 잔류가스 등을 완전히 제거하게 된다.
이렇게 이물질을 제거한 후에는 다시 상기 폐쇄된 상태의 밸브(21a)(21d)들을 개방하여 새 용기로부터 가스를 공정챔버(4)로 공급하게 된다.
그러나, 종래의 가스 제어장치(1)는 상기 단위블럭(10)의 내부에 형성된 유로(11)가 직각형태인 "ㄴ"자형으로 형성됨으로서 유로(11)의 가공이 복잡하고 어려워 각종 기능적 구성요소(20)를 장착하기 위해서는 각각 분할된 복수개의 단위블럭(10)을 제작해야 하는 문제가 있다. 즉, 유로(11)를 "ㄴ"자형으로 형성하게 되면 단위블럭(10)을 반드시 분할 제작할 수 밖에 없는 것이다.
이에 따라, 종래의 가스 제어장치(1)를 구성하기 위해서는 복수개의 단위블럭(10)을 직렬로 결합해야 하고 또한 각 단위블럭(10)의 사이에는 기밀을 위해 가스켓 또는 실링부재 등을 추가로 설치해야 하기 때문에 제조비용이 많이 소요될 뿐만 아니라 제조공정도 증가하는 문제가 있었다.
상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 가스가 흐르는 내부의 유로를 "V"자 형상으로 가공함으로서 유로의 가공이 간편하고 블럭전체를 일체형으로 형성 할 수 있게 되어 제조비용을 절감함과 아울러 제조공정도 단축할 수 있는 브이형 유로를 이용한 단일블럭을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 반도체 제조공정에서 사용되는 가스를 챔버로 공급할 수 있도록 가스라인상에 설치됨과 아울러 내부에 형성된 유로를 따라 흐르는 가스를 제어하기 위해 상기 유로와 연통하도록 각종 기능적 구성요소가 장착되어 이루어진 단일블럭에 있어서, 상기 유로는 서로 연통하면서 각각 일정각도 경사지게 형성된 제 1 경사유로 및 제 2 경사유로를 반복 형성하여 상기 각종 기능적 구성요소를 연통시키도록 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 단일블럭이 적용된 가스 제어장치를 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 단일블럭이 적용된 가스 제어장치를 나타내는 단면도이며, 도 4는 도 3의 단일블럭의 다른 형태를 나타내는 단면도이다.
먼저, 본 발명의 단일블럭(110)이 적용되는 가스 제어장치(100)는, 반도체 제조장치(미도시)의 챔버(103)로 가스를 공급하기 위해 가스용기(102)와 챔버(103)를 연결하는 가스라인(101)상에 설치된다.
즉, 상기 가스 제어장치(100)는, 양단부에 가스입구(112a)와 가스출구(112b)가 형성되어 가스라인(101)과 연결되는 단일블럭(110)의 상단에 각종 기능적 구성요소(120)를 장착하여 이루어진다.
상기 단일블럭(110)의 상단에 장착되는 각종 기능적 구성요소(120)는 상기 단일블럭(110)의 내부 유로(111)와 연통되게 연결되어 가스를 제어하게 되며 앞서 설명한 바와 같이 반도체 제조장치에 따라 다양한 설계 및 배치가 가능하기 때문에, 본 발명에서는 일예로 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.
이러한, 상기 각종 기능적 구성요소(120)는 가스가 일정한 압력으로 안정되게 공급될 수 있도록 상기 단일블럭(110)의 상단에 상기 유로(111)와 연결된 상태로 장착되며, 가스의 흐름을 제어하는 각종 밸브(121a∼121e)와, 가스에 포함된 불순물을 걸래내는 필터(122)와, 가스를 챔버(103)에서 필요한 압력으로 조절하는 레귤레이터(123)와, 레귤레이터(123)에서 조절된 가스의 압력을 측정하는 압력센서(124)와, 가스의 유량을 조절하는 유량제어기(MFC)(125)로 구성된다.
이하, 본 발명의 특징부인 단일블럭(110)에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 단일블럭(110)은 일체형으로 형성되며, 내부에는 가스가 흐를 수 있도록 유로(111)가 형성된다.
상기 유로(111)는 서로 연통하면서 각각 일정각도 경사지게 형성된 제 1 경사유로(111a) 및 제 2 경사유로(111b)를 반복 형성하여 상기 각종 기능적 구성요소(120)를 연통시키도록 이루어진다.
여기서, 상기 유로(111)는 제 1 경사유로(111a) 및 제 2 경사유로(111b)가 "V"자 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 반복 형성된 "V"자형 유로(111)의 만나는 부위에는 상기 각종 기능적 구성요소(120)가 유로(111)와 연통되게 연결/장착되어 유로(111)의 내부를 흐르는 가스를 제어하게 되는 것이다.
이렇게 상기 단일블럭(110)의 내부에 형성되는 유로(111)를 "V"자 형상으로 가공함으로서 유로(111)의 가공이 간편하게 되고 아울러 단일블럭(110) 전체를 일 체형으로 형성 할 수 있게 되어 제조비용을 절감함과 아울러 제조공정도 단축할 수 있게 된다.
물론, 상기 단일블럭(110)의 내부에는 도 3과 같이 설계사항에 따라 "V"자 형상의 유로(111) 뿐만아니라 유로(111)의 구성을 위해 "ㄴ"자 형상의 유로(111c)를 혼용할 수 도 있지만, 도 4와 같이 전체 유로(111)를 "V"자 형상으로 반복하여 형성할 수 도 있다.
여기서, 상기 단일블럭(110)에 형성된 "ㄴ"자형 유로(111c)는 주로 상기 밸브(121a)(121d)와 가스입,출구(112a)(112b)를 연결할 경우나, 또는 상기 밸브(121b)(121c)(121d)와 유량조절기(125)를 연결하기 위해 형성된다.
그리고, 유량제어기(MFC)(125)와 같이 비교적 크기가 큰 부품을 장착할 경우에는 상기 단일블럭(110) 전체를 일체형으로 형성하는 것 보다는 두 개로 분리하여 유량제어기(125)의 양단부 하측에 분리된 단일블럭(110)을 이격하여 결합하는 것이 바람직하다.
또한, 가스용기(102)의 교체시 상기 유로(111)(111c)내에 잔류될 수 있는 이물질이나 잔류가스 등을 완전히 제거하기 위해 상기 단일블럭(110)에는 유로(111)와 연통하도록 퍼지입구(126a)와 퍼지출구(126b)가 설치되어 퍼지라인(105)과 연결된다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 상기 단일블럭(110)에 제 1 경사유로(111a)와 제 2 경사유로(111b)를 "V"자로 형성함으로서 내부의 전체유로(111)가 "V"자 형상으로 반복되는 형태로 이루어진다. 즉, 상기 단일블럭(110)의 내부에 형성된 유로 (111)를 종래의 "ㄴ"자 형상에서 "V"자 형상으로 개선함으로서 유로(111)의 가공이 간편하고 단일블럭(110) 전체를 일체형으로 제작할 수 있는 것이다.
따라서, 상기 단일블럭(110)의 유로(111) 구조를 종래 보다 개선하였으며, 이렇게 개선된 단일블럭(110)을 사용하는 가스 제어장치(100)의 작용은 종래와 동일하지만 이를 간략히 설명하면 다음과 같다.
가스용기(102)내의 가스는 가스라인(101)을 통해 유동하면서 상기 가스 제어장치(100)를 거친 후 챔버(103)로 공급되는데, 이 과정에서 가스는 상기 가스 제어장치(100)를 통과하면서 흐름, 압력, 유량 등이 조절되어 챔버(103)내로 안정되게 공급된다.
즉, 상기 단일블럭(110)의 가스입구(112a)를 통해 유로(111)로 유입된 가스는 필터(122), 레귤레이터(123), 압력센서(124), 유량제어기(125)를 거치면서 불순물이나 압력 및 유량이 조절되게 되며 다수의 밸브(121a∼121e)에 의해 그 흐름이 차단 또는 조절되면서 가스출구(112b)로 배출된 후 챔버(103)내로 공급되는 것이다.
그리고, 가스용기(102)의 교체시나 상기 단일블럭(110)의 유로(111) 내부를 청소하고자 할 경우에는, 상기 단일블럭(110)에서 가스입구(112a)를 향하는 유로(111c)와 가스출구(112b)를 향하는 유로(111c)를 밸브(121a)(121d)로 폐쇄하여 가스라인(101)을 폐쇄한 후, 상기 퍼지라인(105)과 연결된 퍼지입구(126a)를 통해 불활성가스를 단일블럭(110)의 유로(111)(111c) 내부로 투입하여 유로(111)(111c) 내부를 불활성가스로 채운 다음 퍼지출구(126b)를 통해 불활성가스를 배출시켜 유로 (111)(111c)내에 잔류하는 가스나 이물질 등을 배출시키게 되는 것이다.
물론, 퍼지공정시에는 상기 퍼지입구(126a) 및 퍼지출구(126b)와 연결되는 유로(111)는 밸브(121c)(121e)에 의해 개방되지만, 가스공급시에는 폐쇄된다.
그리고, 단일블럭(110)의 유로(111)(111c) 내부의 청소가 완료되면 상기 퍼지입구(126a) 및 퍼지출구(126b)와 연결된 유로(111)는 밸브(121c)(121e)에 의해 폐쇄되고 상기 가스입구(112a) 및 가스출구(112b)와 연결된 유로(111c)는 밸브(121a)(121d)에 의해 개방되어 가스라인(101)을 개방함으로서 가스용기(102)의 가스가 다시 챔버(103)로 공급 가능하게 되는 것이다.
이상에서 살편본 바와 같이, 본 발명에 따른 단일블럭(110)은 상기 각종 기능적 구성요소(120)들을 연결하기 위한 유로(111)를 "V"자 형상으로 형성한 것으로서, 도 3 및 도 4에 도시된 단일블럭(110) 및 각종 기능적 구성요소(120)들의 배치형태는 일실시예에 불과하며 설계사항에 따라 더욱더 다양하게 구성할 수 있는 것이다.
상기한 본 발명에 따르면, 상기 단일블럭의 내부 유로를 "V"자 형상으로 가공함으로서 유로의 가공이 간편하고 블럭전체를 일체형으로 형성 할 수 있게 되어 제조비용이 절감됨과 아울러 제조공정도 단축된다.

Claims (3)

  1. 반도체 제조공정에서 사용되는 가스를 챔버(103)로 공급할 수 있도록 가스라인(101)상에 설치됨과 아울러 내부에 형성된 유로(111)를 따라 흐르는 가스를 제어하기 위해 상기 유로(111)와 연통하도록 각종 기능적 구성요소(120)가 장착되어 이루어진 단일블럭에 있어서,
    상기 유로(111)는 서로 연통하면서 각각 일정각도 경사지게 형성된 제 1 경사유로(111a) 및 제 2 경사유로(111b)를 반복 형성하여 상기 각종 기능적 구성요소(120)를 연통시키도록 이루어진 것을 특징으로 하는 브이형 유로를 이용한 단일블럭.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유로(111)는 제 1 경사유로(111a) 및 제 2 경사유로(111b)를 "V"자 형상으로 형성한 것을 특징으로 하는 브이형 유로를 이용한 단일블럭.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 단일블럭(110)에는 퍼지라인(105)과 연결될 수 있도록 상기 유로(111)와 연통하는 퍼지입,출구(126a)(126b)가 구비되는 것을 특징으로 하는 브이형 유로를 이용한 단일블럭.
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