KR100863941B1 - Purge system and method of gas supply device - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 가스공급 장치의 퍼지시스템을 도시한 구성도.1 is a block diagram showing a purge system of a conventional gas supply device.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스공급 장치의 퍼지 시스템의 전체적인 구성도.2 is an overall configuration diagram of a purge system of a gas supply device according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 동작을 보다 이해하기 쉽게 설명하기 위한 도 2의 개략적으로 표현한 도면.FIG. 3 is a schematic representation of FIG. 2 for better understanding the operation of the present invention. FIG.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스공급 장치의 퍼지 방법의 수행과정을 설명하기 위한 반응가스 및 퍼지가스의 흐름도.4 to 7 is a flow chart of the reaction gas and purge gas for explaining the process of performing the purge method of the gas supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명><Description of the code used in the main part of the drawing>
100, 200: 실린더 AV1A, AV1B, AV7, AV9: 퍼지 밸브100, 200: cylinder AV1A, AV1B, AV7, AV9: purge valve
AV4A, AV4B, AV5A, AV5B: 배기 밸브AV4A, AV4B, AV5A, AV5B: exhaust valve
CV2A, CV2B: 역류방지 밸브 AV10: 배기 제어 밸브CV2A, CV2B: non-return valve AV10: exhaust control valve
AV11: 진공 밸브 VG: 진공 발생기AV11: vacuum valve VG: vacuum generator
본 발명은 반도체 제조 장비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이퍼(wafer)상에 가스(gas)를 공급하는 가스공급 라인(line)을 퍼지(purge)할 수 있는 가스공급 장치의 퍼지 시스템 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor manufacturing equipment, and more particularly, to a purge system and method of a gas supply apparatus capable of purging a gas supply line for supplying gas on a wafer. It is about.
반도체 웨이퍼 생산 공정으로 주로 CVD(Chemical Vapor Deposition, 화학기상증착), 사진(photo), 식각(etching) 등의 공정이 있다. 이러한 공정을 수행하기 위해서는 공정 챔버 내에 Cl2 및 HCl 등의 부식성이 강한 액화성 반응가스가 투입되어야만 한다. 이 반응가스는 실린더라 불리는 용기 내에 충진된 상태로 보관되며, 밸브의 작동에 의해 충진된 반응가스가 항상 일정한 압력으로 공정 챔버 내에 공급되거나 차단된다.The semiconductor wafer production process mainly includes chemical vapor deposition (CVD), photo, and etching. In order to perform such a process, a highly corrosive liquefied reaction gas such as Cl 2 and HCl must be introduced into the process chamber. The reactant gas is stored in a container called a cylinder, and the reactant gas filled by the operation of the valve is always supplied or shut off in the process chamber at a constant pressure.
실린더에 충진된 반응가스를 계속 사용함에 따라 실린더 내에 충진된 반응가스의 량이 일정량 이하로 되면, 반도체 웨이퍼 제조공정에서 요구하는 압력의 반응가스를 공급하지 못하게 되므로 새로운 실린더를 교체하여 충분한 압력의 반응가스를 공급해주어야 한다.If the amount of reaction gas filled in the cylinder is lower than a certain amount by continuously using the reaction gas filled in the cylinder, it is impossible to supply the reaction gas at the pressure required in the semiconductor wafer manufacturing process, so the new cylinder is replaced with a sufficient pressure. Should be supplied.
반응가스가 공급되는 가스공급 장치에는 통상 한 쌍의 실린더가 설치되며, 하나의 실린더에 충진된 가스가 소진되면(또는, 반응가스의 압력이 낮아지면) 나머지 하나의 실린더에 충진된 가스를 사용하도록 밸브의 개폐상태가 제어된 후, 반응가스가 소진된 실린더를 교체하게 된다.A gas supply device to which a reaction gas is supplied is usually provided with a pair of cylinders, and when the gas filled in one cylinder is exhausted (or when the pressure of the reaction gas is low), the gas filled in the other cylinder is used. After the opening and closing state of the valve is controlled, the cylinder in which the reaction gas is exhausted is replaced.
실린더의 교체 작업에는 가스가 공급되는 라인에 잔류하는 반응가스가 인체나 환경에 치명적인 악영향을 미치고, 잔류하는 반응가스로 인해 실린더 교체작업 중에 폭발사고 등이 발생할 우려가 있으므로, 라인의 잔류가스를 외부로 배출하는 배출과정(purge)이 반드시 수행되어야 한다.In the cylinder replacement operation, the reactive gas remaining in the gas supply line may have a serious adverse effect on the human body or the environment, and the residual reaction gas may cause an explosion accident during the cylinder replacement operation. A purge must be carried out.
도 1을 참조하여 종래의 가스공급 장치 퍼지방식을 설명한다.Referring to Figure 1 will be described a conventional gas supply device purge method.
먼저, 한 쌍의 실린더(100, 200)로부터 연결되는 라인은 동일한 구성을 갖는다. 또한, 한 쌍의 실린더(100, 200)는 어느 하나의 실린더가 사용 중일 경우에는 다른 하나의 실린더는 사용되지 않는다. 따라서 이하의 설명에서는 편의상 하나의 실린더(예를 들면, 100)에 대하여 설명하기로 하며, 다른 하나의 실린더(200)도 하나의 실린더(100)와 동일하게 구성되고 동작됨을 미리 밝혀둔다.First, the lines connected from the pair of
반응가스(Cl2, HCl 등)가 충진된 실린더(100)가 설치되며, 실린더(100)의 하부에는 실린더(100)의 하중을 측정하기 위한 저울(WT1)이 설치된다. 실린더(100)는 밸브 셔터(valve shutter)(VSA)에 의해 개폐상태가 제어된다.The
한 쌍의 공정 밸브(AV2A, AV3A) 및 이 밸브들(AV2A, AV3A) 사이에 설치된 압력 조정기(REGA)는 실린더(100)에서 배출되는 반응가스를 공정에 필요한 소정의 압력으로 조정하여 공정 챔버(도시되지 않았음)로 공급하도록 설치된다.The pair of process valves AV2A and AV3A and the pressure regulator REGA provided between the valves AV2A and AV3A adjust the reaction gas discharged from the
복수의 퍼지 밸브(AV1A, AV7, AV9)는 실린더(100)를 교체하고자 하여 가스공급 라인(도 1의 실선 표시)을 퍼지하는 경우에 퍼지가스(N2)가 공급되도록 퍼지가스 공급라인에 설치되며, 각각의 퍼지 밸브(AV1A, AV7, AV9) 사이에는 퍼지가스 및 반응가스의 역류를 방지하는 역류방지 밸브(CV1, CV2A)가 설치된다.The plurality of purge valves AV1A, AV7, and AV9 are installed in the purge gas supply line to supply the purge gas N 2 when purging the gas supply line (indicated by the solid line in FIG. 1) to replace the
공정 밸브(AV2A, AV3A)와 교차 연동되는 배기 밸브(AV4A, AV5A)가 반응가스 혹은 퍼지가스를 배기하도록 설치되는데, 배기 밸브(AV4A, AV5A)가 개방상태이면 공정 밸브(AV2A, AV3A)는 폐쇄상태가 되고, 배기 밸브(AV4A, AV5A)가 폐쇄상태이면 공정 밸브(AV2A, AV3A)는 개방상태가 된다.Exhaust valves AV4A and AV5A interlocked with the process valves AV2A and AV3A are installed to exhaust the reaction gas or purge gas. When the exhaust valves AV4A and AV5A are open, the process valves AV2A and AV3A are closed. When the exhaust valves AV4A and AV5A are closed, the process valves AV2A and AV3A are open.
배기 밸브(AV4A, AV5A)의 후단에는 가스공급 라인을 진공시키는 진공 발생기(VG)가 설치되는데, 진공 발생기(VG)는 진공가스(N2) 공급라인과 배기장치 사이에 설치된다. 또한, 진공가스 공급라인과 진공 발생기(VG) 사이에는 진공 밸브(AV8)가 설치되어 가스공급 라인의 진공여부를 제어한다.At the rear end of the exhaust valves AV4A and AV5A, a vacuum generator VG for vacuuming the gas supply line is provided, and the vacuum generator VG is installed between the vacuum gas N 2 supply line and the exhaust device. In addition, a vacuum valve AV8 is installed between the vacuum gas supply line and the vacuum generator VG to control whether the gas supply line is vacuumed.
가스공급 라인에는 소정 개수의 압력 측정기(PT1A~PT4)가 적소에 설치되며, 압력 측정기(PT1~PT4)는 가스공급 라인의 압력을 측정하여 그 결과를 표시한다. 또한, 가스공급 라인에는 소정 개수의 라인 필터(LF1A, LF2)가 설치된다. 공정 밸브(AV3)와 공정 챔버 사이에는 수동 밸브(MV1A)가 설치되어 반응가스가 공정 챔버에 공급되는 것을 최종적으로 제어한다.A predetermined number of pressure gauges PT1A to PT4 are installed in the gas supply line, and the pressure gauges PT1 to PT4 measure the pressure of the gas supply line and display the result. In addition, a predetermined number of line filters LF1A and LF2 are provided in the gas supply line. The manual valve MV1A is installed between the process valve AV3 and the process chamber to finally control the supply of the reaction gas to the process chamber.
퍼지 밸브들(AV1A, AV7, AV9) 중 어느 하나의 밸브(예를 들면, AV9)는 브리드 밸브(breather valve)로 구성하여 실린더(100)의 교체작업에서 실린더(100)측 가스공급 라인을 통해 공기가 유입되는 것을 방지한다.Any one of the purge valves AV1A, AV7, and AV9 (for example, AV9) is configured as a breather valve to replace the
진공가스 공급라인과 진공 발생기(VG) 사이에 설치되는 밸브(AV8)는 브리드 밸브로 구성하여 배기 밸브(AV4A, AV5A)로부터 배기되는 미량의 반응가스 혹은 퍼지가스에 의해 진공 발생기(VG)가 부식되는 것을 방지한다.The valve AV8 provided between the vacuum gas supply line and the vacuum generator VG is a bleed valve, and the vacuum generator VG is corroded by a small amount of reaction gas or purge gas exhausted from the exhaust valves AV4A and AV5A. Prevent it.
종래의 가스공급 장치는 공정작업 중에는 퍼지 밸브(AV1A, AV7, AV9)가 폐쇄된 상태를 유지하며, 진공 밸브(AV8)도 폐쇄된다. 또한, 배기 밸브(AV4A, AV5A)는 폐쇄되고 공정 밸브(AV2A, AV3A)가 개방된 상태를 유지하여 실린더(100)에서 공급되는 반응가스는 공정 밸브(AV2A)와 압력 조정기(REGA)와, 공정 밸브(AV3A)와, 수동 밸브(MV1A)를 거쳐 공정 챔버에 공급된다.In the conventional gas supply device, the purge valves AV1A, AV7, and AV9 remain closed during the process operation, and the vacuum valve AV8 is also closed. In addition, the exhaust valves AV4A and AV5A are closed and the process valves AV2A and AV3A remain open so that the reaction gas supplied from the
실린더(100)를 교체하기 위해 가스공급 라인을 퍼지하는 경우에는 공정 밸브(AV2A, AV3A)는 폐쇄되고, 배기 밸브(AV4A, AV5A)는 개방되며, 진공 밸브(AV8)가 개방된다.When purging the gas supply line to replace the
진공 밸브(AV8)가 개방되면 진공가스가 진공 밸브(AV8)를 통해 진공 발생기(VG)에 공급되고, 진공 발생기(VG)가 작동하면서 가스공급 라인을 진공상태로 만들어 배기 밸브(AV4A, AV5A)를 통해 잔류 반응가스를 배기장치로 배출시킨다.When the vacuum valve AV8 is opened, the vacuum gas is supplied to the vacuum generator VG through the vacuum valve AV8, and the vacuum generator VG is operated to bring the gas supply line into a vacuum state and exhaust valves AV4A and AV5A. The residual reaction gas is discharged to the exhaust system through the exhaust gas.
잔류 반응가스가 배출되어 진공상태가 유지되면 퍼지 밸브들(AV1A, AV7, AV9)을 모두 개방시켜 퍼지가스를 공급하고, 퍼지가스가 가스공급 라인에 채워지면서 잔류하는 반응가스(밸브 및 압력 조정기 등과 반응하면서 액상으로 된 반응가스)가 퍼지가스의 압력에 의해 배기된다. 이와 같은 과정을 수회(예를 들면, 300회 이상) 반복함으로써 가스공급 라인을 퍼지한다.When the residual reaction gas is discharged and the vacuum is maintained, the purge valves AV1A, AV7 and AV9 are all opened to supply the purge gas, and the remaining reaction gas (valve and pressure regulator, etc.) is filled while the purge gas is filled in the gas supply line. The reaction gas in a liquid phase while reacting is exhausted by the pressure of the purge gas. The gas supply line is purged by repeating this process several times (for example, 300 times or more).
그런데, 종래의 가스공급 장치의 퍼지방식에 의하면, 배기 과정에서 반응가스와 직접 접촉되는 밸브들 즉, 퍼지 밸브(AV1A) 및 배기 밸브(AV4A, AV5A)의 개폐상태를 반복함에 따라 반응가스가 밸브들에 융착되는 현상이 발생한다. 이러한 경우, 염소 계열(Cl2, HCl 등)의 부식성이 강한 반응가스로 인해 밸브들이 부식되어 밸브의 수명이 단축되는 현상이 발생하며, 반응가스에 직접 접촉되는 압력 조정기(REGA)의 경우도 동일한 이유로 수명이 단축되는 현상이 발생한다.However, according to the conventional purge method of the gas supply device, the valves are in direct contact with the reaction gas in the exhaust process, that is, the reaction gas is repeated as the purge valves AV1A and the exhaust valves AV4A, AV5A open and close. Fusion occurs in the field. In this case, the valves are corroded due to the highly corrosive reaction gas of the chlorine series (Cl 2 , HCl, etc.) and the life of the valve is shortened. The same applies to the pressure regulator (REGA) in direct contact with the reaction gas. For this reason, the life span is shortened.
또한, 종래에는 배기 과정에서 잔류하는 반응가스가 진공 발생기(VG)에 접촉되어 진공 발생기(VG)를 부식시키는 것을 방지하기 위해 진공가스 공급라인과 진공 발생기(VG) 사이에 브리드 밸브를 구성하였으며, 이로 인하여 밸브가 폐쇄되더라도 일정한 량의 진공가스가 항상 배기장치를 통해 배출되어야 하므로 진공가스의 손실이 발생한다.In addition, in the related art, a bleed valve is formed between the vacuum gas supply line and the vacuum generator VG to prevent the reaction gas remaining in the exhaust process from contacting the vacuum generator VG to corrode the vacuum generator VG. As a result, even if the valve is closed, a certain amount of vacuum gas must always be discharged through the exhaust system, so a loss of vacuum gas occurs.
본 발명은 반응가스에 직접 접촉되는 밸브들의 수명을 연장한 가스공급 장치의 퍼지 시스템을 제공한다.The present invention provides a purge system of a gas supply device that extends the life of the valves in direct contact with the reaction gas.
본 발명은 진공가스의 손실을 줄인 가스공급 장치의 퍼지 시스템을 제공한다.The present invention provides a purge system of a gas supply device which reduces the loss of vacuum gas.
본 발명은 상기한 목적들을 달성하기 위한 가스공급 장치의 퍼지 방법을 제공한다.The present invention provides a purge method of a gas supply device for achieving the above objects.
본 발명은 반응가스가 공급되는 가스공급 라인의 잔류가스를 퍼지하는 시스템에 있어서, 진공가스의 공급을 제어하는 진공 밸브; 상기 진공밸브와 배기구 사이에 설치되고, 상기 진공 밸브를 통해 공급되는 상기 진공가스에 의해 상기 가스공급라인을 진공상태로 만드는 진공 발생기; 퍼지가스의 공급을 제어하는 복수의 밸브; 상기 반응가스가 충진되는 실린더; 상기 실린더에 연결되고, 상기 복수의 퍼지 밸브에 연결되어 상기 반응가스 및 상기 퍼지가스를 배기하는 배기 밸브; 및 상기 배기 밸브와 상기 진공 발생기 사이에 설치되고, 상기 반응가스 및 상기 퍼지가스의 배기를 제어하는 배기 제어 밸브를 포함하며, 상기 복수의 퍼지 밸브 중 상기 반응가스에 직접 접촉되는 퍼지 밸브와 상기 배기 밸브 및 상기 진공 밸브는 개방된 상태를 유지하고, 상기 복수의 퍼지 밸브 중 상기 반응가스에 직접 접촉되지 않는 퍼지 밸브와 상기 배기 제어 밸브의 개폐에 의해 상기 가스공급 라인의 잔류가스를 퍼지한다.The present invention provides a system for purging residual gas in a gas supply line to which a reaction gas is supplied, comprising: a vacuum valve for controlling supply of vacuum gas; A vacuum generator disposed between the vacuum valve and the exhaust port and configured to vacuum the gas supply line by the vacuum gas supplied through the vacuum valve; A plurality of valves for controlling the supply of purge gas; A cylinder filled with the reaction gas; An exhaust valve connected to the cylinder and connected to the plurality of purge valves to exhaust the reaction gas and the purge gas; And an exhaust control valve disposed between the exhaust valve and the vacuum generator, the exhaust control valve controlling exhaust of the reaction gas and the purge gas, wherein the purge valve and the exhaust gas are in direct contact with the reaction gas among the plurality of purge valves. The valve and the vacuum valve are kept open and purge the residual gas of the gas supply line by opening and closing the purge valve and the exhaust control valve which are not in direct contact with the reaction gas among the plurality of purge valves.
상기 복수의 퍼지 밸브는, 상기 실린더에 인접 설치되는 제1 퍼지 밸브; 및 상기 퍼지가스가 상기 제1 퍼지 밸브에 공급되는 것을 제어하는 제2 퍼지 밸브를 포함하며, 상기 제1 퍼지 밸브와 상기 제2 퍼지 밸브 사이에 상기 퍼지가스의 역류를 방지하는 역류방지 밸브를 더 포함한다.The plurality of purge valves, the first purge valve which is installed adjacent to the cylinder; And a second purge valve for controlling supply of the purge gas to the first purge valve, and further comprising a non-return valve for preventing backflow of the purge gas between the first purge valve and the second purge valve. Include.
상기 퍼지가스가 상기 제2 퍼지 밸브에 공급되는 것을 제어하는 제3 퍼지 밸브를 더 포함하며, 상기 제3 퍼지 밸브는 브리드 밸브를 포함한다.And a third purge valve for controlling the purge gas being supplied to the second purge valve, wherein the third purge valve includes a breath valve.
상기 진공 밸브는, 에어 밸브이다.The vacuum valve is an air valve.
상기 진공 밸브 및 상기 배기 제어 밸브의 개방으로 상기 가스공급 라인이 진공상태가 되어 상기 반응가스가 상기 배기구로 배출되고, 상기 제1 내지 제3 퍼지 밸브와 상기 배기 밸브의 개방 및 상기 배기 제어 밸브의 폐쇄로 상기 가스공급 라인에 퍼지가스가 충진되며, 상기 제2 퍼지 밸브의 폐쇄 및 상기 배기 제어 밸브의 개방으로 상기 가스공급 라인에 충진된 상기 퍼지가스가 상기 배기구로 배출되도록 구성된다.Opening of the vacuum valve and the exhaust control valve causes the gas supply line to be in a vacuum state so that the reaction gas is discharged to the exhaust port, opening of the first to third purge valves and the exhaust valve, and opening of the exhaust control valve. A purge gas is filled in the gas supply line by closing, and the purge gas filled in the gas supply line is discharged into the exhaust port by closing of the second purge valve and opening of the exhaust control valve.
본 발명은 진공가스의 공급을 제어하는 진공 밸브, 상기 진공밸브와 배기구 사이에 설치되는 진공 발생기, 퍼지가스의 공급을 제어하는 복수의 퍼지 밸브, 상기 반응가스가 충진되는 실린더, 상기 반응가스 및 상기 퍼지가스를 배기하는 배기 밸브 및 상기 배기 밸브와 상기 진공 발생기 사이에 설치되는 배기 제어 밸브를 포함하는 가스공급 장치의 퍼지 방법에 있어서, 상기 진공 밸브 및 상기 배기 제어 밸브의 개방으로 상기 가스공급 라인이 진공상태가 되어 상기 반응가스가 상기 배기구로 배출되는 반응가스 배출단계; 상기 복수의 퍼지 밸브와 상기 배기 밸브의 개방 및 상기 배기 제어 밸브의 폐쇄로 상기 가스공급 라인에 퍼지가스가 충진되는 퍼지가스 충진단계; 상기 복수의 퍼지 밸브 중 어느 하나의 퍼지 밸브의 폐쇄 및 상기 배기 제어 밸브의 개방으로 상기 가스공급 라인에 충진된 상기 퍼지가스가 상기 배기구로 배출되는 퍼지가스 배출단계를 포함한다.The present invention is a vacuum valve for controlling the supply of vacuum gas, a vacuum generator installed between the vacuum valve and the exhaust port, a plurality of purge valve for controlling the supply of purge gas, the cylinder filled with the reaction gas, the reaction gas and the A purge method of a gas supply device comprising an exhaust valve for exhausting purge gas and an exhaust control valve provided between the exhaust valve and the vacuum generator, wherein the gas supply line is opened by opening the vacuum valve and the exhaust control valve. Reaction gas discharge step of being in a vacuum state and the reaction gas is discharged to the exhaust port; A purge gas filling step in which purge gas is filled in the gas supply line by opening the plurality of purge valves and the exhaust valve and closing the exhaust control valve; And a purge gas discharge step of discharging the purge gas filled in the gas supply line to the exhaust port by closing one of the plurality of purge valves and opening the exhaust control valve.
상기 퍼지가스 충진단계 및 상기 퍼지가스 배출단계를 수회 반복한다.The purge gas filling step and the purge gas discharge step are repeated several times.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예(들)에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다. 또한, 하기의 설명에서는 구체적인 회로의 구성소자 등과 같은 많은 특정사항들이 도시되어 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiment (s) of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the elements of each drawing, it should be noted that the same elements are denoted by the same reference numerals as much as possible even if they are displayed on different drawings. In addition, in the following description there are shown a number of specific details, such as components of the specific circuit, which are provided only to help a more general understanding of the present invention that the present invention may be practiced without these specific details. It is self-evident to those of ordinary knowledge in Esau. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스공급 장치의 퍼지 시스템의 전체적인 구성도이고, 도 3은 본 발명의 동작을 보다 이해하기 쉽게 설명하기 위한 도 2의 개략적으로 표현한 도면이며, 도 4 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스공급 장치의 퍼지 방법의 수행과정을 설명하기 위한 반응가스 및 퍼지가스의 흐름도이다.2 is an overall configuration diagram of a purge system of a gas supply apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a schematic representation of Figure 2 for explaining the operation of the present invention more easily, Figures 4 to 7 is a flowchart illustrating a reaction gas and a purge gas for explaining an operation of the purge method of the gas supply device according to an embodiment of the present invention.
먼저, 도 2에 도시된 본 발명의 구성은 도 1에 도시된 종래의 가스공급 장치의 구성에 비하여 배기 밸브들(AV4A, AV4B, AV5A, AV5B)과 진공 발생기(VG) 사이에 배기 제어 밸브(AV10)가 추가로 설치된다.First, the configuration of the present invention shown in Figure 2 is compared to the configuration of the conventional gas supply device shown in Figure 1 between the exhaust valves (AV4A, AV4B, AV5A, AV5B) and the vacuum generator (VG) AV10) is additionally installed.
즉, 도 2에 도시된 본 발명은 한 쌍의 실린더(100, 200)로부터 연결되는 라인은 동일한 구성을 갖는다. 또한, 한 쌍의 실린더(100, 200)는 어느 하나의 실린더가 사용 중일 경우에는 다른 하나의 실린더는 사용되지 않는다. 따라서 이하의 설명에서는 편의상 하나의 실린더(예를 들면, 100)에 대하여 설명하기로 하며, 다른 하나의 실린더(200)도 하나의 실린더(100)와 동일하게 구성되고 동작됨을 미리 밝혀둔다.That is, in the present invention shown in FIG. 2, the lines connected from the pair of
반응가스(Cl2, HCl 등)가 충진된 실린더(100)가 설치되며, 실린더(100)의 하부에는 실린더(100)의 하중을 측정하기 위한 저울(WT1)이 설치된다. 실린더(100)는 밸브 셔터(valve shutter)(VSA)에 의해 개폐상태가 제어된다.The
한 쌍의 공정 밸브(AV2A, AV3A) 및 이 밸브들(AV2A, AV3A) 사이에 설치된 압력 조정기(REGA)는 실린더(100)에서 배출되는 반응가스를 공정에 필요한 소정의 압력으로 조정하여 공정 챔버(도시되지 않았음)로 공급하도록 설치된다.The pair of process valves AV2A and AV3A and the pressure regulator REGA provided between the valves AV2A and AV3A adjust the reaction gas discharged from the
복수의 퍼지 밸브(AV1A, AV7, AV9)는 실린더(100)를 교체하고자 하여 가스공급 라인(도 1의 실선 표시)을 퍼지하는 경우에 퍼지가스(N2)가 공급되도록 퍼지가스 공급라인에 설치되며, 각각의 퍼지 밸브(AV1A, AV7, AV9) 사이에는 퍼지가스 및 반응가스의 역류를 방지하는 역류방지 밸브(CV1, CV2A)가 설치된다.The plurality of purge valves AV1A, AV7, and AV9 are installed in the purge gas supply line to supply the purge gas N 2 when purging the gas supply line (indicated by the solid line in FIG. 1) to replace the
공정 밸브(AV2A, AV3A)와 교차 연동되는 배기 밸브(AV4A, AV5A)가 반응가스 혹은 퍼지가스를 배기하도록 설치되는데, 배기 밸브(AV4A, AV5A)가 개방상태이면 공정 밸브(AV2A, AV3A)는 폐쇄상태가 되고, 배기 밸브(AV4A, AV5A)가 폐쇄상태이면 공정 밸브(AV2A, AV3A)는 개방상태가 된다.Exhaust valves AV4A and AV5A interlocked with the process valves AV2A and AV3A are installed to exhaust the reaction gas or purge gas. When the exhaust valves AV4A and AV5A are open, the process valves AV2A and AV3A are closed. When the exhaust valves AV4A and AV5A are closed, the process valves AV2A and AV3A are open.
배기 밸브(AV4A, AV5A)의 후단에는 가스공급 라인을 진공시키는 진공 발생기(VG)가 설치되는데, 진공 발생기(VG)는 진공가스(N2) 공급라인과 배기장치 사이에 설치된다. 또한, 진공가스 공급라인과 진공 발생기(VG) 사이에는 진공 밸브(AV11)가 설치되어 가스공급 라인의 진공여부를 제어한다.At the rear end of the exhaust valves AV4A and AV5A, a vacuum generator VG for vacuuming the gas supply line is provided, and the vacuum generator VG is installed between the vacuum gas N 2 supply line and the exhaust device. In addition, a vacuum valve AV11 is installed between the vacuum gas supply line and the vacuum generator VG to control whether the gas supply line is vacuumed.
가스공급 라인에는 소정 개수의 압력 측정기(PT1A~PT4)가 적소에 설치되며, 압력 측정기(PT1~PT4)는 가스공급 라인의 압력을 측정하여 그 결과를 표시한다. 또한, 가스공급 라인에는 소정 개수의 라인 필터(LF1A, LF2)가 설치된다. 공정 밸브(AV3)와 공정 챔버 사이에는 수동 밸브(MV1A)가 설치되어 반응가스가 공정 챔버에 공급되는 것을 최종적으로 제어한다.A predetermined number of pressure gauges PT1A to PT4 are installed in the gas supply line, and the pressure gauges PT1 to PT4 measure the pressure of the gas supply line and display the result. In addition, a predetermined number of line filters LF1A and LF2 are provided in the gas supply line. The manual valve MV1A is installed between the process valve AV3 and the process chamber to finally control the supply of the reaction gas to the process chamber.
퍼지 밸브들(AV1A, AV7, AV9) 중 어느 하나의 밸브(예를 들면, AV9)는 브리드 밸브(breather valve)로 구성하여 실린더(100)의 교체작업에서 실린더(100)측 가스공급 라인을 통해 공기가 유입되는 것을 방지한다.Any one of the purge valves AV1A, AV7, and AV9 (for example, AV9) is configured as a breather valve to replace the
진공가스 공급라인과 진공 발생기(VG) 사이에 설치되는 밸브(AV11)는 일반적인 에어 밸브(Air valve, 도 2에서는 "AV~"로 표기됨)로 구성하여도 무방하다. 이것은 종래의 가스공급 장치에서 진공가스 공급라인과 진공 발생기(VG) 사이에 브리드 밸브를 설치하는 것과 상이하며, 이로 인하여 브리드 밸브를 설치하지 않더라도 배기 제어 밸브(AV10)에 의해 잔류 반응가스와 진공 발생기(VG)가 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있어, 진공 발생기(VG)의 수명이 연장된다.The valve AV11 installed between the vacuum gas supply line and the vacuum generator VG may be configured as a general air valve (expressed as "AV ~" in FIG. 2). This is different from installing a bleed valve between a vacuum gas supply line and a vacuum generator (VG) in a conventional gas supply device, so that even if a bleed valve is not installed, the residual reaction gas and the vacuum generator are controlled by the exhaust control valve AV10. The direct contact of the VG can be prevented, and the life of the vacuum generator VG is extended.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 동작을 도 3 내지 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.An operation according to an embodiment of the present invention having such a configuration will be described with reference to FIGS. 3 to 7 as follows.
도 3은 본 발명을 설명함에 있어서 이해를 돕기 위해 도 2의 구성을 간략화한 도면이다. 도 3에는 하나의 실린더(100)만을 표기하였으나 이는 이해를 돕기 위해 약식 도시한 것일 뿐 실제 구성에는 복수의 실린더(100, 200)가 설치되는 것으로 해석하여야 한다.3 is a simplified diagram of the configuration of FIG. 2 to aid in understanding the present invention. Although only one
본 발명의 일 실시예에 따른 가스공급 장치는 공정작업 중에는 퍼지 밸브(AV1A, AV7, AV9) 및 배기 제어 밸브(AV10)가 폐쇄된 상태를 유지하며, 진공 밸브(AV11)도 폐쇄된다. 또한, 배기 밸브(AV4A, AV5A)는 폐쇄되고 공정 밸브(AV2A, AV3A)가 개방된 상태를 유지하여 실린더(100)에서 공급되는 반응가스는 공정 밸브(AV2A)와 압력 조정기(REGA)와, 공정 밸브(AV3A)와, 수동 밸브(MV1A)를 거쳐 공정 챔버에 공급된다.In the gas supply apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention, the purge valves AV1A, AV7 and AV9 and the exhaust control valve AV10 are kept closed during the process operation, and the vacuum valve AV11 is also closed. In addition, the exhaust valves AV4A and AV5A are closed and the process valves AV2A and AV3A remain open so that the reaction gas supplied from the
실린더(100)를 교체하기 위해 가스공급 라인을 퍼지하는 경우에는 공정 밸브(AV2A, AV3A)는 폐쇄되고, 배기 밸브(AV4A, AV5A)도 폐쇄되며, 진공 밸브(AV11)가 개방된다.When the gas supply line is purged to replace the
진공 밸브(AV11)가 개방되면 진공가스가 진공 밸브(AV11)를 통해 진공 발생기(VG)에 공급되고, 진공 발생기(VG)가 작동하면서 진공 밸브(AV11)와 역류방지 밸브(CV5) 및 진공 발생기(VG)로 연결되는 라인이 진공상태가 된다(도 4 참조).When the vacuum valve AV11 is opened, the vacuum gas is supplied to the vacuum generator VG through the vacuum valve AV11, and the vacuum generator VG is operated to operate the vacuum valve AV11, the non-return valve CV5 and the vacuum generator. The line connected to VG is in a vacuum state (see FIG. 4).
이후, 배기 제어 밸브(AV10)와 배기 밸브(AV4A, AV5A)가 개방되면 진공상태로 인해 가스공급 라인의 잔류 반응가스는 배기 밸브(AV4A 및 AV5A)→역류방지 밸브(CV3A)→배기 제어 밸브(AV10)를 통해 배기장치로 배출된다(도 5 참조).Thereafter, when the exhaust control valve AV10 and the exhaust valves AV4A and AV5A are opened, the residual reaction gas of the gas supply line is discharged from the exhaust valves AV4A and AV5A → check valve CV3A → exhaust control valve due to the vacuum state. Through AV10) to the exhaust device (see FIG. 5).
가스공급 라인의 잔류 반응가스가 모두 배출되어 다시 진공상태가 되면, 배기 제어 밸브(AV10)가 폐쇄되고, 퍼지 밸브들(AV1A, AV7, AV9)은 모두 개방된다. 따라서 퍼지가스는 가스공급 라인에 충진된다(도 6 참조).When all of the remaining reaction gas of the gas supply line is discharged and is in a vacuum state again, the exhaust control valve AV10 is closed and the purge valves AV1A, AV7, AV9 are all opened. Therefore, the purge gas is filled in the gas supply line (see FIG. 6).
퍼지가스가 가스공급 라인에 충분히 충진되면, 퍼지 밸브(AV7)가 폐쇄되고, 배기 제어 밸브(AV10)는 개방되어 가스공급 라인에 충진된 퍼지가스가 배기 제어 밸브(AV10)를 통해 배기장치로 배출된다(도 7 참조).When the purge gas is sufficiently filled in the gas supply line, the purge valve AV7 is closed, and the exhaust control valve AV10 is opened so that the purge gas filled in the gas supply line is discharged to the exhaust device through the exhaust control valve AV10. (See FIG. 7).
여기서, 도 4 내지 도 7은 밸브의 개폐상태를 보다 쉽게 이해하기 위해 밸브를 스위치의 형태로 표기하였다. 스위치의 양탄자가 연결되는 상태는 밸브의 개방상태를 의미하며, 스위치의 양탄자가 분리되는 상태는 밸브의 폐쇄상태를 의미한다.4 to 7 show the valve in the form of a switch in order to more easily understand the open / closed state of the valve. The state in which the rug of the switch is connected means the open state of the valve, and the state in which the rug of the switch is disconnected means the closed state of the valve.
또한, 퍼지가스가 가스공급 라인에 충분히 충진된 후에 퍼지가스의 공급을 차단하기 위해 퍼지 밸브(AV7)를 폐쇄하는 것으로 설명하였다. 퍼지 밸브들(AV1A, AV7, AV9) 중 실린더(100)에 인접 설치되는 퍼지 밸브(AV1A)는 반응가스와 직접 접촉하는 부분이므로 잦은 개폐로 인해 부식되는 등의 현상을 방지하기 위해 퍼지 작업 시 1회 개방된 후 퍼지 작업이 완료될 때까지 개방된 상태가 유지되는 것이 바람직하다.In addition, it has been described that the purge valve AV7 is closed to shut off the supply of the purge gas after the purge gas is sufficiently filled in the gas supply line. The purge valve AV1A, which is installed adjacent to the
퍼지 밸브들((AV1A, AV7, AV9) 중 퍼지가스 공급라인에 인접 설치된 퍼지 밸브(AV9)는 브리드 밸브로서, 폐쇄되더라도 미량의 퍼지가스가 퍼지 밸브(AV9)를 통해 흐르게 되므로 진공상태를 만들기 어렵다. 따라서 역류방지 밸브(CV2A)로 인해 반응가스에 직접 접촉되지 않으면서 완전 밀폐가 가능한 퍼지 밸브(AV7)를 이용하여 퍼지가스의 공급 상태를 제어하는 것이 바람직하다.The purge valve AV9 installed adjacent to the purge gas supply line among the purge valves AV1A, AV7, and AV9 is a bleed valve, and even if closed, a small amount of purge gas flows through the purge valve AV9, making it difficult to create a vacuum state. Therefore, it is preferable to control the supply state of the purge gas by using the purge valve AV7 which can be completely closed due to the non-return valve CV2A.
또한, 반응가스와 직접 접촉되는 배기 밸브(AV4A, AV5A)는 퍼지 작업에서 1회 개방된 후 퍼지 작업이 완료될 때까지 개방된 상태가 유지된다. 따라서 반응가스에 의해 부식 현상이 감소한다.In addition, the exhaust valves AV4A and AV5A that are in direct contact with the reaction gas are opened once in the purge operation and then remain open until the purge operation is completed. Therefore, the corrosion phenomenon is reduced by the reaction gas.
상기한 퍼지가스 공급과정(도 6 참조)과 퍼지가스 배출과정(도 7 참조)이 수회(바람직하게는 300회 이상) 반복 수행되어 가스공급 라인이 퍼지한다.The purge gas supply process (see FIG. 6) and the purge gas discharge process (see FIG. 7) are repeatedly performed several times (preferably 300 or more times) to purge the gas supply line.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예(들)에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예(들)에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, in the detailed description of the present invention, specific embodiment (s) have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiment (s), but should be defined by the claims below and equivalents thereof.
본 발명은 가스공급 라인의 퍼지 작업 시에 반응가스에 직접 접촉되는 밸브들을 1회 개방하고, 반응가스에 직접 접촉되지 않는 밸브의 개폐를 제어하여 퍼지 작업을 수행하기 때문에 밸브의 수명을 연장할 수 있다.The present invention can extend the life of the valve because the purge operation by opening the valves that are in direct contact with the reaction gas at the time of purging the gas supply line and controlling the opening and closing of the valve that is not in direct contact with the reaction gas have.
또한, 배기 밸브와 진공 발생기 사이에 배기 제어 밸브가 설치되어 반응가스가 진공 발생기에 직접 접촉되는 것이 차단되므로, 진공 밸브를 통상의 에어 밸브로 대체 구성할 수 있어 진공가스의 누설을 방지할 수 있다. 진공가스의 누설이 방지되면 누설에 의한 사고를 방지할 수 있다.In addition, since an exhaust control valve is installed between the exhaust valve and the vacuum generator to prevent the reaction gas from directly contacting the vacuum generator, the vacuum valve can be replaced with a conventional air valve, thereby preventing leakage of the vacuum gas. . Preventing the leakage of vacuum gas can prevent accidents caused by leakage.
Claims (7)
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