KR100877362B1 - 진공시스템용 가스재순환흐름 제어방법 및 장치 - Google Patents

진공시스템용 가스재순환흐름 제어방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

가스가 유입되는 진공챔버, 상기 진공챔버의 압력을 소정압력으로 감소시키고 상기 진공챔버로부터 상기 가스를 배출시키는 제1진공펌프, 상기 제1진공펌프의 배압을 허용배압 아래로 낮추기 위하여 배기시키는 제2진공펌프, 및 상기 제1진공펌프로부터 상기 진공펌프로 배출되는 가스의 일부를 복귀시키는 가스재순환라인을 갖춘 배기시스템에서 사용하는 가스재순환흐름제어방법 및 장치. 상기 재순환라인을 거쳐 상기 진공챔버로 복귀하는 가스의 재순환유량 Q2 는 다음 식 Q2= C×(Pd-Pc)과의 관계를 이용하여 상기 제2진공펌프의 유효펌핑속도를 변화시킴으로써 상기 가스재순환라인 내의 차압(Pd-Pc)을 조정함으로써 제어되고, 여기서 Q2 는 상기 가스재순환라인을 거쳐 상기 진공챔버로 복귀하는 가스의 재순환유량을 나타내고, Pc는 상기 진공챔버의 압력을 나타내고, Pd는 상기 가스재순환라인의 상류쪽의 압력을 나타내고, 또한 C는 상기 가스재순환라인의 컨덕턴스를 나타낸다.

Description

진공시스템용 가스재순환흐름 제어방법 및 장치{GAS RECIRCULATION FLOW CONTROL METHOD AND APPARATUS FOR USE IN VACUUM SYSTEM}
도 1은 종래의 가스재순환흐름 제어방법이 수행되는 배기시스템의 구조예를 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 가스재순환흐름 제어장치를 가진 배기시스템의 구조예를 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 가스재순환흐름 제어장치를 가진 배기시스템의 또다른 구조예를 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 가스재순환흐름 제어방법에 의하여 가스재순환비가 조정되는 예를 도시한 도면.
본 발명은 반도체 제조장비 등의 진공챔버로 처리가스(process gas)를 유입시키고 진공챔버로부터 처리가스를 배출하는 배기시스템용 가스재순환흐름 제어방법 및 장치에 관한 것이다. 상기 가스재순환흐름 제어방법 및 장치는 진공챔버로부터 배기되어 가스재순환라인을 통해 그곳으로 되돌아오는 가스의 재순환유량을 제어한다.
에칭, CVD 공정 등에 사용되는 반도체 제조장비에서는 진공챔버로 가스가 유입되고 진공펌프를 사용하여 가스를 배출시켜 진공챔버 내의 압력을 소정 압력으로 낮추어준다. 반도체 웨이퍼의 직경이 증가됨에 따라, 그러한 반도체 제조장비에서 사용되는 가스량도 증가하고 있다. 이 점에 대해서, 진공챔버로 유입된 가스의 일부만이 소정의 반응에 기여한다. 유입된 가스의 대부분을 차지하고 있는 나머지 가스는 반응하지 않고 배출된다. 이러한 환경하에서 반응하지 않은 가스의 이용효율을 증가시킬 목적으로 진공챔버로부터 배출된 가스의 일부가 다시 진공챔버로 돌아오는 가스재순환처리가 수행된다. 가스재순환처리에서 순환하는 가스의 유량(즉, 재순환비)은 질량유량제어기 등을 사용하여 가스재순환라인을 통과하는 가스의 유량을 직접 측정함으로써 제어된다.
도 1은 상술한 질량유량제어기를 사용하여 재순환하는 가스유량을 직접 측정함으로써 재순환하는 가스의 유량이 제어되는 배기시스템의 구조례를 도시하는 도면이다. 상기 배기시스템은 그 안으로 가스가 유입되는 진공챔버(1)를 구비한다. 진공챔버(1)는 샤워헤드(2)를 가진다. 상기 배기시스템은 또한 적응성 압력제어밸브(3), 제1진공펌프흡입측 게이트벨브(4), 제1진공펌프(5), 제2진공펌프흡입측 게이트밸브(6), 제2진공펌프(7), 가스재순환라인(8), 가스재순환라인 게이트밸브(온-오프 밸브)(9), 질량유량제어기(10), 진공챔버(1) 내의 압력을 검출하는 제1압력센서(11) 및 가스재순환라인(8)의 상류측에서의 압력을 검출하는 제2압력센서(12)를 구비한다.
상기 서술한 구성을 가진 배기시스템에서, 가스 G1 은 샤워헤드(2)를 통하여 유량 Q1 으로 진공챔버에 유입된다. 유입된 가스는 제1진공펌프(5)에 의하여 배기되어 진공챔버(1) 내의 압력을 소정 압력으로 낮춘다. 제1진공펌프(5)는 제2진공펌프(7)에 의하여 배기되어 제1진공펌프(5)의 배압을 허용 가능한 배압 아래로 낮춘다. 제1진공펌프(5)로부터 배기된 가스 G2 의 일부는 가스재순환라인을 통하여 진공챔버(1)로 되돌아온다. 진공챔버(1)로 되돌아오는 가스의 재순환유량 Q2 는 가스재순환라인(8)에 마련된 질량유량제어기(10)에 의하여 측정되고 측정된 유량 Q2 에 의거하여 제1진공펌프(5) 및 제2진공펌프(7)의 유효펌핑속도 등을 변화시킴으로써 제어된다.
상기 서술된 가스재순환흐름 제어방법에서는 재순환하는 가스 G2 의 유량이 질량유량제어기에 의하여 직접 측정된다. 이 방법은 질량유량제어기의 작동을 위하여 대략 50kpa 이상의 차압을 필요로 한다. 하지만 어떤 배기시스템에서는, 가스재순환라인(8) 내의 차압이 50kPa 보다 크지 않다. 따라서, 제어방법이 적용되는 배기시스템의 종류에 따라서는 재순환하는 가스의 유량을 제어하는 데 질량유량제어기를 사용할 수 없다.
본 발명은 상기 서술된 환경의 관점에서 구상되었다.
본 발명의 목적은 구성이 간단하고 가스재순환라인 내의 차압이 사용되는 질량유량제어기의 사용압력보다 크지 않은(즉, 50kPa 이하인) 때에도 가스재순환라인을 통하여 진공챔버로 되돌아오는 가스의 재순환유량을 쉽게 제어할 수 있는 배기시스템용 가스재순환흐름제어방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제1실시형태에 따르면, 그 안으로 가스가 유입되는 진공챔버를 가진 배기시스템용 가스재순환흐름 제어방법이 제공된다. 상기 배기시스템은 또한 진공챔버로부터 가스를 배출하여 진공챔버 내의 압력을 소정 압력으로 낮추는 제1진공펌프, 상기 제1진공펌프의 배압을 허용 배압 아래로 낮추도록 배기시키는 제2진공펌프, 및 상기 제1진공펌프로부터 상기 진공챔버로 배기된 가스의 일부를 되돌리기 위한 가스재순환라인을 가진다. 본 발명에 따라, 가스재순환라인을 통하여 진공챔버로 되돌아오는 가스의 재순환유량 Q2 는 다음의 공식을 사용하여 제2진공펌프의 유효펌핑속도를 변화시킴으로써 가스재순환라인 내의 차압(Pd-Pc)을 조정하여 제어된다.
Q2 = C ×(Pd-Pc)
여기서, Q2는 가스재순환라인을 통하여 진공챔버로 되돌아오는 가스의 재순환유량을 나타내고, Pc는 진공챔버 내의 압력을 나타내고, Pd는 가스재순환라인의 상류측의 압력을 나타내며, C는 가스재순환라인의 컨덕턴스(conductance)를 나타낸다.
배기시스템용 가스재순환흐름 제어방법에서 상기 서술한 구성을 채택하면, 제2진공펌프의 유효펌핑속도를 변화시켜 가스재순환라인 내의 차압(Pd-Pc)을 조정함으로써 간단히 가스 재순환유량 Q2 를 제어할 수 있다.
본 발명의 제2실시형태에 따르면, 그 안으로 가스가 유입되는 진공챔버를 가진 배기시스템용 가스재순환흐름 제어방법이 제공된다. 상기 배기시스템은 또한 진공챔버로부터 가스를 배기하고 진공챔버 내의 압력을 소정 압력으로 낮추는 제1진공펌프, 상기 제1진공펌프의 배압을 허용 배압 아래로 낮추도록 배기시키는 제2진공펌프, 및 상기 제1진공펌프로부터 상기 진공챔버로 배기된 가스의 일부를 되돌리기 위한 가스재순환라인을 가진다. 본 발명에 따라, 가스재순환라인을 통하여 진공챔버로 되돌아오는 가스의 재순환유량 Q2 는 다음의 공식을 사용하여 진공챔버로 유입된 가스의 성분으로 사용되는 적어도 하나의 물질로 이루어진, 제2진공펌프 상류 또는 내부에 유입되는 퍼지가스의 유량을 변화시킴으로써 가스재순환라인 내의 차압(Pd-Pc)을 조정하여 제어된다.
Q2 = C ×(Pd-Pc)
여기서, Q2는 가스재순환라인을 통하여 진공챔버로 되돌아오는 가스의 재순환유량을 나타내고, Pc는 진공챔버 내의 압력을 나타내고, Pd는 가스재순환라인의 상류측의 압력을 나타내며, C는 가스재순환라인의 컨덕턴스를 나타낸다.
배기시스템용 가스재순환흐름 제어방법에서 상기 서술한 구성을 채택하면, 제2진공펌프의 상류 또는 내부에 유입된 퍼지가스의 유량을 변화시켜 가스재순환라인 내의 차압(Pd-Pc)을 조정함으로써 간단히 가스 재순환유량 Q2 를 제어할 수 있다.
본 발명의 제3실시형태에 따르면, 그 안으로 가스가 유입되는 진공챔버를 가진 배기시스템용 가스재순환흐름 제어방법이 제공된다. 상기 배기시스템은 또한 진공챔버로부터 가스를 배출하고 진공챔버 내의 압력을 소정 압력으로 낮추는 제1진공펌프, 상기 제1진공펌프의 배압을 허용 배압 아래로 낮추도록 배기시키는 제2진공펌프, 및 상기 제1진공펌프로부터 상기 진공챔버로 배기된 가스의 일부를 되돌리기 위한 가스재순환라인을 가진다. 본 발명에 따라, 가스재순환라인을 통하여 진공챔버로 되돌아오는 가스의 재순환유량 Q2 는 다음의 단계 ① 내지 ③을 포함하는 제어과정에 따라 제어된다. 즉, ① 비재순환상태에서 가스를 임의의 유량 Qt 로 진공챔버에 유입시키고 진공챔버 내의 압력 Pc 가 소정 압력 P1 과 같아지도록 적절한 수준으로 제1진공펌프의 유효펌핑속도를 조정하여 일정하게 하는 단계; ② 진공챔버로 유입된 가스의 유량을 임의의 재순환비 A{A=(Q2/Qt ×100)}%에 상응하는 Q1 = Qt ×(100-A)/100 로 변경하면서 단계 ①에서와 같은 수준으로 제1진공펌프의 유효펌핑속도를 일정하게 하는 단계; 및 ③ 가스재순환라인을 열고 가스재순환상태에서 진공챔버 내의 압력 Pc 가 단계 ①에서 얻은 압력 P1 과 같아지도록 제2진공펌프의 유효펌핑속도를 조정하는 단계가 그것이다.
배기시스템용 가스재순환흐름 제어방법에서 상기 서술한 구성을 채택하면, 총 유량 Qt 로 가스를 유입시키고, 제1압력펌프의 유효펌핑속도를 조정하고, 유입된 가스의 유량을 조정하고, 제2진공펌프의 유효펌핑속도를 조정함으로써 간단히 가스 재순환유량 Q2 를 제어할 수 있다.
본 발명의 제4실시예에 따르면, 그 안으로 가스가 유입되는 진공챔버를 가진 배기시스템용 가스재순환흐름 제어방법이 제공된다. 상기 배기시스템은 또한 진공챔버로부터 가스를 배기하고 진공챔버 내의 압력을 소정 압력으로 낮추는 제1진공펌프, 상기 제1진공펌프의 배압을 허용 배압 아래로 낮추도록 배기시키는 제2진공펌프, 및 상기 제1진공펌프로부터 상기 진공챔버로 배기된 가스의 일부를 되돌리기 위한 가스재순환라인을 가진다. 본 발명에 따라, 가스재순환라인을 통하여 진공챔버로 되돌아오는 가스의 재순환유량 Q2 는 다음의 단계 ① 내지 ③을 포함하는 제어과정에 따라 제어된다. 즉, ① 비재순환상태에서 가스를 임의의 유량 Qt로 진공챔버에 유입시키고 진공챔버 내의 압력 Pc 가 소정 압력 P1 과 같아지도록 적절한 수준으로 제1진공펌프의 유효펌핑속도를 조정하여 일정하게 하는 단계; ② 진공챔버로 유입되는 가스의 유량을 임의의 순환비 A{A=(Q2/Qt ×100)}%에 상응하는 Q1 = Qt ×(100-A)/100 로 변경하면서 단계 ①에서와 같은 수준으로 제1진공펌프의 유효펌핑속도를 일정하게 하는 단계; 및 ③ 가스재순환라인을 열고 가스순환상태에서 진공챔버 내의 압력 Pc 가 단계 ①에서 얻은 압력 P1 과 같아지도록 제2진공펌프의 상류 또는 내부에 유입된 퍼지가스의 유량을 조정하는 단계이며, 퍼지가스는 진공챔버로 유입되는 가스의 성분으로 사용되는 적어도 하나의 물질로 이루어진다.
배기시스템용 가스재순환흐름 제어방법에서 상기 서술한 구성을 채택하면, 총 유량 Qt 로 가스를 유입시키고, 제1압력펌프의 유효펌핑속도를 조정하고, 퍼지가스의 유량을 조정함으로써 간단히 가스 재순환유량 Q2 를 제어할 수 있다.
본 발명의 제1 또는 제3실시형태에 따른 가스재순환흐름 제어방법에서는 제2진공펌프의 상류에 제공된 컨덕턴스 제어장치에 의하여 제2진공펌프의 유효펌핑속도가 조정될 수 있다.
본 발명의 제1 또는 제3실시형태에 따른 가스재순환흐름 제어방법에서는 제2진공펌프의 회전수를 바꿈으로써 제2진공펌프의 유효펌핑속도를 조정할 수 있다.
또한, 본 발명은 그 안으로 가스가 유입되는 진공챔버를 가진 배기시스템용 가스재순환흐름 제어장치를 제공한다. 상기 배기시스템은 또한 진공챔버로부터 가스를 배기하고 진공챔버 내의 압력을 소정 압력으로 낮추는 제1진공펌프, 상기 제1진공펌프의 배압을 허용 배압 아래로 낮추도록 배기시키는 제2진공펌프, 상기 제1진공펌프로부터 상기 진공챔버로 배기된 가스의 일부를 되돌리기 위한 가스재순환라인, 진공챔버 내의 압력을 검출하는 제1압력센서, 및 가스재순환라인의 상류측에서 압력을 검출하는 제2압력센서를 가진다. 상기 가스재순환흐름 제어장치는 다음의 공식을 사용하여 제2진공펌프의 유효펌핑속도를 변화시켜 가스재순환라인 내의 차압(Pd-Pc)을 조정함으로써 가스재순환라인을 통하여 진공챔버로 되돌아오는 가스의 재순환유량 Q2 를 제어하는 가스재순환흐름 제어기를 구비한다.
Q2 = C ×(Pd-Pc)
여기서, Q2는 가스재순환라인을 통하여 진공챔버로 되돌아오는 가스의 재순환유량을 나타내고, Pc는 제1압력센서로 검출된 압력을 나타내고, Pd는 제2압력센서로 검출된 압력을 나타내며, C는 가스재순환라인의 컨덕턴스를 나타낸다.
배기시스템용 가스재순환흐름 제어장치에서 상기 서술한 구성을 채택하면, 제2진공펌프의 유효펌핑속도를 변화시켜, 제1 및 제2압력센서로 검출된 가스재순환라인 내의 차압(Pd-Pc)을 조정함으로써 가스재순환흐름 제어장치가 간단히 가스 재순환유량 Q2 를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명은 그 안으로 가스가 유입되는 진공챔버를 가진 배기시스템용 가스재순환흐름 제어장치를 제공한다. 상기 배기시스템은 또한 진공챔버로부터 가스를 배기하고 진공챔버 내의 압력을 소정 압력으로 낮추는 제1진공펌프, 상기 제1진공펌프의 배압을 허용 배압 아래로 낮추도록 배기시키는 제2진공펌프, 상기 제1진공펌프로부터 상기 진공챔버로 배기된 가스의 일부를 되돌리기 위한 가스재순환라인, 진공챔버 내의 압력을 검출하는 제1압력센서, 및 가스재순환라인의 상류측에서 압력을 검출하는 제2압력센서를 가진다. 상기 가스재순환흐름 제어장치는 다음의 공식을 사용하여 제2진공펌프의 상류 또는 내부에 유입된, 진공챔버로 유입된 가스의 성분으로 사용되는 적어도 하나의 물질로 이루어진 퍼지가스의 유량을 변화시켜 가스재순환라인 내의 차압(Pd-Pc)을 조정함으로써 가스재순환라인을 통하여 진공챔버로 되돌아오는 가스의 재순환유량 Q2 를 제어하는 가스재순환흐름 제어기를 구비한다.
Q2 = C ×(Pd-Pc)
여기서, Q2는 가스재순환라인을 통하여 진공챔버로 되돌아오는 가스의 재순환유량을 나타내고, Pc는 진공챔버 내의 압력을 나타내고, Pd는 가스재순환라인의 상류측의 압력을 나타내며, C는 가스재순환라인의 컨덕턴스를 나타낸다.
배기시스템용 가스재순환흐름 제어장치에서 상기 서술한 구성을 채택하면, 퍼지가스의 유량을 변화시켜, 제1 및 제2압력센서로 검출된 가스재순환라인 내의 차압(Pd-Pc)을 조정함으로써 가스재순환흐름 제어장치가 간단히 가스 재순환유량 Q2 를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명은 그 안으로 가스가 유입되는 진공챔버를 가진 배기시스템용 가스재순환흐름 제어장치를 제공한다. 상기 배기시스템은 또한 진공챔버로부터 가스를 배기하고 진공챔버 내의 압력을 소정 압력으로 낮추는 제1진공펌프, 상기 제1진공펌프의 배압을 허용 배압 아래로 낮추도록 배기시키는 제2진공펌프, 상기 제1진공펌프로부터 상기 진공챔버로 배기된 가스의 일부를 되돌리기 위한 가스재순환라인, 진공챔버 내의 압력을 검출하는 제1압력센서, 가스재순환라인의 상류측에서 압력을 검출하는 제2압력센서, 및 가스재순환라인을 선택적으로 개폐하는 온-오프 밸브를 가진다. 상기 가스재순환흐름 제어장치는, ① 온-오프 밸브를 닫고 가스를 임의의 유량 Qt 로 진공챔버에 유입시키고 제1압력센서로 검출된 압력 Pc 가 소정 압력 P1 과 같아지도록 제1진공펌프의 유효펌핑속도 V 를 조정하여 그것을 V1 으로 일정하게 하는 단계; ② 진공챔버로 유입된 가스의 유량을 임의의 순환비 A{A=(Q2/Qt ×100)}%에 상응하는 Q1 = Qt ×(100-A)/100 로 변경하면서 제1진공펌프의 유효펌핑속도 V 는 V1 으로 일정하게 하는 단계; 및 ③ 온-오프 밸브를 열어 제1압력센서로 검출된 압력 Pc 가 압력 P1 과 같아지도록 제2진공펌프의 유효펌핑속도를 조정하는 단계에 의하여 가스재순환라인을 통하여 진공챔버로 되돌아오는 가스의 재순환유량 Q2 를 제어하는 가스재순환흐름 제어기를 구비한다.
배기시스템용 가스재순환흐름 제어장치에서 상기 서술한 구성을 채택하면, 온-오프 밸브를 온-오프 제어하고 제1압력센서로 검출되는 압력을 모니터하고 진공챔버로 유입된 가스의 유량을 조정하고 제1 및 제2진공펌프의 유효펌핑속도를 조정함으로써 가스재순환흐름 제어장치가 간단히 가스 재순환유량 Q2 를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명은 그 안으로 가스가 유입되는 진공챔버를 가진 배기시스템용 가스재순환흐름 제어장치를 제공한다. 상기 배기시스템은 또한 진공챔버로부터 가스를 배기하고 진공챔버 내의 압력을 소정 압력으로 낮추는 제1진공펌프, 상기 제1진공펌프의 배압을 허용 배압 아래로 낮추도록 배기시키는 제2진공펌프, 상기 제1진공펌프로부터 상기 진공챔버로 배기된 가스의 일부를 되돌리기 위한 가스재순환라인, 진공챔버 내의 압력을 검출하는 제1압력센서, 가스재순환라인의 상류측에서 압력을 검출하는 제2압력센서, 및 가스재순환라인을 선택적으로 개폐하는 온-오프 밸브를 가진다. 상기 가스재순환흐름 제어장치는, ① 온-오프 밸브를 닫고 가스를 임의의 유량 Qt 로 진공챔버에 유입시키고 제1압력센서로 검출된 압력 Pc 가 소정 압력 P1 과 같아지도록 제1진공펌프의 유효펌핑속도 V를 조정하여 그것을 V1 으로 일정하게 하는 단계; ② 진공챔버로 유입된 가스의 유량을 임의의 순환비 A{A=(Q2/Qt ×100)}%에 상응하는 Q1 = Qt ×(100-A)/100 로 변경하면서 제1진공펌프의 유효펌핑속도 V 는 V1 으로 일정하게 하는 단계; 및 ③ 온-오프 밸브를 열어 제1압력센서로 검출된 압력 Pc 가 압력 P1 과 같아지도록 제2진공펌프의 상류 또는 내부에 유입된, 진공챔버로 유입된 가스의 성분으로 사용되는 적어도 하나의 물질로 이루어진 퍼지가스의 유량을 조정하는 단계에 의하여 가스재순환라인을 통하여 진공챔버로 되돌아오는 가스의 재순환유량 Q2를 제어하는 가스재순환흐름 제어기를 구비한다.
배기시스템용 가스재순환흐름 제어장치에서 상기 서술한 구성을 채택하면, 온-오프 밸브를 온-오프 제어하고 제1압력센서로 검출되는 압력을 모니터하고 진공챔버로 유입된 가스의 유량을 조정하고 제1진공펌프의 유효펌핑속도를 조정하고 퍼지가스 유량을 조정함으로써 가스재순환흐름 제어장치가 간단히 가스 재순환유량 Q2를 제어할 수 있다.
상기 서술한 가스재순환흐름 제어장치의 어느 것이든 가스재순환흐름 제어기는 가스의 재순환유량을 제어하는 작동을 자동적으로 실행하는 기능을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 상기 목적, 특징 및 장점과 그 밖의 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 연관하여 아래에 서술되는 그 바람직한 실시예의 설명으로부터 더욱 명확해진다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 서술한다. 도 2는 본 발명에 따른 가스재순환흐름 제어장치를 가진 배기시스템의 구성을 도시한 도면이다. 도 2에서 도 1과 동일한 참조부호가 붙은 부분은 그와 동일한 또는 대응하는 부분이다. 따라서, 그에 대한 서술은 생략한다. 참조부호 13은 제2진공펌프(7)의 상류에 제공된 컨덕턴스 제어기를 나타낸다. 참조부호 14는 샤워헤드(2)로 유입되는 가스의 유량을 제어하는 질량유량제어기를 나타낸다.
가스재순환흐름 제어기(20)는 가스재순환라인(8)을 통하여 진공챔버(1)로 되돌아오는 재순환가스의 유량을 제어한다. 가스재순환흐름 제어기(20)에는 제1압력센서(11) 및 제2압력센서(12)로부터 출력신호가 공급된다. 가스재순환흐름 제어기(20)는 각각의 구동장치(21 내지 28)를 통하여 질량유량제어기(14), 가스재순환라인 게이트밸브(9), 적응성 압력제어밸브(3), 제1진공펌프흡입측 게이트밸브(4), 제1진공펌프(5), 컨덕턴스 제어기(13), 제2진공펌프흡입측 게이트 밸브(6) 및 제2진공펌프를 제어한다.
도 2에 도시된 바와 같이 구성된 배기시스템에서, 가스재순환라인(8)을 통하여 진공챔버(1)로 되돌아오는 가스의 재순환유량은 Q2로 표기된다. 제1압력센서(11)에 의하여 검출된 진공챔버(1) 내의 압력은 Pc로 표기된다. 제2압력센서(12)에 의하여 검출된 가스재순환라인(8)의 상류측에서의 압력은 Pd로 표기된다. 가스재순환라인(8)의 컨덕턴스는 C로 표기된다. 가스재순환유량 Q2 와 가스재순환라인(8)에서의 차압(Pd-Pc)간에는 다음의 수학식 1이 성립한다.
Figure 112002008454579-pat00001
가스재순환흐름제어장치(20)는 제1압력센서(11)로 검출된 압력 PC 와 제2압력센서(12)로 검출된 압력 Pd 를 모니터하고, 그렇게 하는 동안, 차압(Pd - PC)을 조정하도록 제2펌프(7)의 유효펌핑속도를 변화시키고, 이것에 의하여, 가스재순환유량 Q2 를 제어한다.
그 다음, 가스재순환유량 Q2 를 제어하는 절차는 특정조건예시에 의하여 설명될 것이다.
[조건예시]
가스총 유량(Qt):1000 sccm Qt= Q1 + Q2
(Q1 : 외부로부터 진공챔버(1) 내로 유입되는 가스의 유량)
가스 재순환비: 80%
(유입되는 가스유량 Q1: 200 sccm: [cc/min at l atm, 20℃]
가스재순환유량 Q2: 800 sccm)
진공챔버(1) 내에서의 처리압력 Pc : 10 mTorr
상기 조건하에서, 가스재순환유량 Q2 는 다음 제어절차에 따라 제어된다.
[제어절차]
① 제1진공펌프흡입측게이트밸브(4) 및 제2진공펌프흡입측게이트밸브(6)가 개방되고, 가스재순환라인게이트밸브(9)가 폐쇄된다(즉, 비재순환상태).
② 가스 G1 은 유량 Q=Q1=Qt=1000 sccm 로 외부로부터 질량흐름제어장치(14)를 거쳐 샤워헤드(2) 내로 유입된다.
③ 제1압력센서(11)로 검출된 압력 PC 가 10 mTorr 로 같아지는 레벨로 적응압력제어밸브(3)의 개방이 조정되고 고정된다(즉, 제1진공펌프(5)의 유효펌핑속도 V 가 V1 으로 고정된다.)
④ 외부로부터 샤워헤드(2) 내로 유입되는 가스유량 Q 가 Q=Q1=200 sccm 로 변화되도록 질량흐름제어장치(14)가 제어된다. 유량 Q1=200 sccm 은 다음 등식에 따른 가스재순환비의 80% 로부터 얻어진다.
200 sccm=1000×(100-80)/100 sccm
⑤ 가스재순환라인게이트밸브(9)가 개방된다(즉, 가스재순환이 시작된다).
⑥ 제1압력센서(11)로 검출된 압력 PC 가 10 mTorr 로 같아지도록, 제2진공펌프(7)의 유효펌핑속도가 조정된다.
⑦ 이때, 가스재순환라인(8)의 상류쪽에서의 압력(Pd=P2)이 제2압력센서(12)로 검출된다.
⑧ 적응압력제어밸브(3)는 고정된 개방위치로부터 해제되고, 자동압력제어는 제1압력센서(11)로 검출된 압력 PC 가 10 mTorr 로 같아지도록 자동압력제어가 개시된다.
따라서, 외부로부터 샤워헤드(2) 내로 유입되는 가스유량 Q1 은 200 sccm 이고, 가스재순환유량 Q2 는 800 sccm 이다. 따라서 가스재순환비 80% 가 얻어진다. 가스재순환라인(8)의 상류쪽에서 검출된 압력 P2 와 가스재순환유량 Q2 와 함께 진공챔버(1)에서 검출된 압력(Pc=P1)은 가스재순환라인(8)의 컨덕턴스 C 에 대한 관계(1)에 의하여 나타난다. 이러한 경우에, 가스재순환비가 80% 인 상태가 취소된다(변화된다) 하더라도, 다음 복원절차를 실시함으로써 가스재순환비의 80% (Q2 = 800 sccm)를 복원시킬 수 있다.
[복원절차]
① 가스재순환라인게이트밸브(9)와 함께 제1진공펌프흡입측게이트밸브(4)와 제2진공펌프흡입측게이트밸브(6)가 개방된다.
② 외부로부터 질량흐름제어장치(14)를 거쳐 샤워헤드(2) 내로 유입될 가스 G1의 유량 Q1은 Q1 = 200 sccm 로 설정된다.
③ 제2진공펌프의 유효펌핑속도는 제2압력센서(12)로 검출된 가스재순환라인 (8)의 상류쪽의 압력 Pd 가 상술된 제어절차 ⑦ 에서 얻어진 P2 와 같아지도록 조정된다.
④ 제1압력센서(11)로 검출되는 압력 PC 가 10 mTorr 로 같아지도록 적응압력제어밸브(3)가 제어된다.
상술된 복원절차의 단계 ① 내지 ④는 상술된 순서로 수행될 수 있다. 대안적으로, 단계 ① 내지 ④ 가 동시에 수행될 수 있다. 관련된 진공시스템이 가장 짧은 시간주기에서 소정상태를 복원시키도록 하는 순서로 단계 ① 내지 ④를 수행하는 것이 바람직하다.
제2진공펌프(7)의 유효펌핑속도는 제2진공펌프(7)의 상류에 제공된 컨덕턴스 제어장치(13)에 의하여 조정될 수 있다(즉, 가스재순환흐름제어방법은 첨부된 청구항 5에서 기술된다). 제2진공펌프(7)의 유효펌핑속도는 또한 제2진공펌프(7)의 회전수를 변화시킴으로써 조정될 수 있다(즉, 가스재순환흐름제어방법은 첨부된 청구항 6에서 기술된다).
상술된 실시예에서, 가스재순환유량 Q2 는 제2진공펌프의 유효펌핑속도를 낮추고 그 결과 가스재순환라인(8)의 상류쪽의 압력 Pd (즉, 제2압력센서(12)로 검출된 압력)를 증가시킴으로써 제어된다. 따라서, 제2진공펌프(7)로서는 충분히 광범위한 펌핑속도범위를 가지는 진공펌프를 선택할 필요가 있다.
도 3은 본 발명에 따른 가스재순환흐름제어장치를 가지는 배기시스템의 다른 배치를 나타내는 다이어그램이다. 예시된 진공시스템은 퍼지가스 G3 가 질량흐름제어장치(15)를 거쳐 제1진공펌프(5)와 컨덕턴스제어장치(13) 사이에 공급될 수 있도록 배치된다. 가스재순환유량 Q2 는 공급되는 퍼지가스 G3 양을 변화시킴으로써 가스 재순환라인의 차압(Pd - Pc)을 조정함으로써 제어된다(즉, 가스재순환흐름제어방법은 첨부된 청구항 2에서 기술된다). 퍼지가스 G3 의 유량 Q3 는 드라이버(29)를 거쳐 가스재순환흐름제어장치(20)에 의하여 제어된다.
퍼지가스입구는 제2진공펌프(7)의 상류 또는 내부에 제공된다. 퍼지가스 G3는 진공챔버(1) 내로 유입되는 가스성분으로 사용되는 적어도 한가지 물질로 구성된다.
상술된 실시예에서, 가스재순환흐름제어방법은 예시된 방법으로 가스재순환흐름제어장치(20)에 의하여 자동적으로 수행된다. 그러나, 가스재순환흐름제어방법은 상술된 제어절차에 따른 수동조작에 의하여 수행될 수 있다.
또한, 가스재순환라인(8)에 소정장치가 설치되는 경우에서조차, 가스재순환라인(8)의 컨덕턴스를 결정하는 요소만으로 구성된다. 따라서, 본 발명에 따른 가스재순환흐름제어방법에서 추가장치는 어떠한 영향도 미치지 않는다.
도 4는 상술된 제어절차에 의하여 가스재순환비가 조정되는 예시를 나타낸다. 시스템구성은 다음과 같다. 진공챔버(1)의 체적용량은 4L 이다. 제1진공펌프(5)의 펌핑속도는 1300L/sec 이다. 제2진공펌프(7)의 펌핑속도는 1300L/min 이다. 제1진공펌프의 출구와 제2진공펌프의 입구 사이의 길이, 즉, 전방라인길이는 5m 이다. 전방라인 내경은 40mm 이다. 가스재순환라인길이는 1.5m이다. 가스재순환라인 내경은 10mm 이다. 배기조건은 다음과 같다. 사용되는 가스의 종류는 공기이다. 진공챔버(1) 내의 압력 Pc 는 50 mTorr (0.05 Torr)이다.
도 4는 2가지 상이한 조건, 즉 하나는, 가스재순환라인게이트밸브(9)가 폐쇄되는 조건(비재순환)과 다른 하나는, 가스재순환라인게이트밸브(9)가 개방되는 조건(재순환비: 80%)하에서 총 가스유량 Qt(Q1 + Q2) 가 250 sccm 로부터 500 sccm 를 거쳐 750 sccm 로 변화하는 경우에 가스재순환라인(8)의 상류쪽의 압력 Pd (즉, 제2압력센서(12)로 검출된 압력) 변화를 나타낸다. 상기 도면에서 예시된 바와 같이, 재순환되지 않는 경우의 압력 Pd 는 0.26 Torr 로부터 0.36 Torr 를 거쳐 0.45 Torr 로 변화하는 한편, 재순환되는 경우의 압력 Pd 는 2.5 Torr 내지 3.8 Torr 를 거쳐 4.7 Torr 까지 변화한다.
상술된 바와 같이, 본 발명은 다음의 유리한 효과를 제공한다.
본 발명의 하나의 형태에 따라서, 가스재순환유량 Q2 는 제2진공펌프 내 또는 상류에 유입되는 퍼지가스의 유량이나 제2진공펌프의 유효펌핑속도를 변화시켜 가스재순환라인에서의 차압(Pd - Pc)을 조정함으로써 간단히 제어될 수 있다. 따라서, 반응되지 않은 가스의 이용효율을 증가시키기 위해서 배기 가스의 일부가 진공챔버로 되돌아오는 재순환처리의 가스재순환라인에서 차압의 크기에 무관하게 요구되는 바와 같이 가스재순환유량(재순환비)을 제어할 수 있는 가스재순환흐름제어방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 형태에 따라서, 가스재순환흐름제어장치는 제2진공펌프 내 또는 상류로 유입되는 퍼지가스의 유량 또는 제2진공펌프의 유효펌핑속도를 변화시킴으로써, 제1 및 제2압력센서로 검출된 가스재순환라인의 차압(Pd - Pc)을 조정함으로써 가스재순환유량 Q2 를 간단히 제어할 수 있다. 따라서, 반응되지 않은 가스의 활용효율을 증가시키기 위해서 진공가스의 일부가 진공챔버로 되돌아오는 재순환처리의 가스재순환라인에서 차압의 크기에 무관하게 요구되는 바와 같이 가스재순환유량(재순환비)을 제어할 수 있는 가스재순환흐름제어장치를 제공할 수 있다.
본 발명은 반드시 상술된 실시예로 제한되지 않으며 다양한 방법으로 변경될 수 있다는 점에 유의해야 한다.
본 발명의 다른 형태에 따라서, 가스재순환흐름제어장치는 제2진공펌프 내 또는 상류로 유입되는 퍼지가스의 유량 또는 제2진공펌프의 유효펌핑속도를 변화시킴으로써, 제1 및 제2압력센서로 검출된 가스재순환라인의 차압(Pd - Pc)을 조정함으로써 가스재순환유량 Q2 를 간단히 제어할 수 있다. 따라서, 반응되지 않은 가스의 활용효율을 증가시키기 위해서 진공가스의 일부가 진공챔버로 되돌아오는 재순환처리의 가스재순환라인에서 차압의 크기에 무관하게 요구되는 바와 같이 가스재순환유량(재순환비)을 제어할 수 있는 가스재순환흐름제어장치를 제공할 수 있다.

Claims (11)

  1. 가스가 유입되는 진공챔버, 상기 진공챔버 내의 압력을 기설정된 압력으로 감소시키고 상기 진공챔버로부터 상기 가스를 배출시키는 제1진공펌프, 상기 제1진공펌프의 배압을 허용배압 아래로 낮추기 위하여 배기시키는 제2진공펌프, 및 상기 제1진공펌프로부터 상기 진공챔버로 배출되는 가스의 일부를 복귀시키는 가스재순환라인을 갖춘 배기시스템에서 사용하는 가스재순환흐름제어방법에서,
    상기 가스재순환라인을 거쳐 상기 진공챔버로 복귀하는 상기 가스의 재순환유량 Q2 는 식 Q2=C×(Pd-Pc) 을 사용하여 상기 제2진공펌프의 유효펌핑속도를 변화시켜 상기 가스재순환라인의 차압(Pd-Pc)을 조정함으로써 제어되되,
    여기서 Q2 는 상기 가스재순환라인을 거쳐 상기 진공챔버로 복귀하는 상기 가스의 상기 재순환유량을 나타내고, Pc는 상기 진공챔버 내의 압력을 나타내고, Pd는 상기 가스재순환라인의 상류쪽에서의 압력을 나타내며, C는 상기 가스재순환라인의 컨덕턴스를 나타내는 것을 특징으로 하는 가스재순환흐름제어방법.
  2. 가스가 유입되는 진공챔버, 상기 진공챔버 내의 압력을 기설정된 압력으로 감소시키고 상기 진공챔버로부터 상기 가스를 배출시키는 제1진공펌프, 상기 제1진공펌프의 배압을 허용배압 아래로 낮추기 위하여 배기시키는 제2진공펌프, 및 상기 제1진공펌프로부터 상기 진공챔버로 배출되는 가스의 일부를 복귀시키는 가스재순환라인을 갖춘 배기시스템에서 사용하는 가스재순환흐름제어방법에서,
    상기 재순환라인을 거쳐 상기 진공챔버로 복귀되는 상기 가스의 재순환유량 Q2 는, 식 Q2=C×(Pd-Pc)과의 관계를 이용함으로써, 상기 제2진공펌프 내부 또는 상류로 유입되는 퍼지가스의 유량을 변화시켜 상기 가스재순환라인의 차압(Pd-Pc)을 조정함으로써 제어되고, 상기 퍼지가스는 상기 진공챔버 내로 유입되는 상기 가스의 성분으로서 사용되는 하나 이상의 물질로 이루어지며,
    여기서 Q2 는 상기 가스재순환라인을 거쳐 상기 진공챔버로 복귀하는 상기 가스의 상기 재순환유량을 나타내고, Pc는 상기 진공챔버 내의 압력을 나타내고, Pd는 상기 가스재순환라인의 상류쪽의 압력을 나타내며, C는 상기 가스재순환라인의 컨덕턴스를 나타내는 것을 특징으로 하는 가스재순환흐름제어방법.
  3. 가스가 유입되는 진공챔버, 상기 진공챔버의 압력을 기설정된 압력으로 감소시키고 상기 진공챔버로부터 상기 가스를 배출시키는 제1진공펌프, 상기 제1진공펌프의 배압을 허용배압 아래로 낮추기 위하여 배기시키는 제2진공펌프, 및 상기 제1진공펌프로부터 상기 진공챔버로 배출되는 가스의 일부를 복귀시키는 가스재순환라인을 갖춘 배기시스템에서 사용하는 가스재순환흐름제어방법에서,
    상기 가스재순환라인을 거쳐 상기 진공챔버로 복귀하는 상기 가스의 재순환유량 Q2는 식 Q2=C×(Pd-Pc)를 만족하도록 제어되되, 여기서 Q2는 상기 가스재순환라인을 거쳐 상기 진공챔버로 복귀하는 상기 가스의 상기 재순환유량을 나타내고, Pc는 상기 진공챔버 내의 압력을 나타내고, Pd는 상기 가스재순환라인의 상류쪽에서의 압력을 나타내며, C는 상기 가스재순환라인의 컨덕턴스를 나타내고,
    상기 가스의 재순환 유량 Q2는, ① 비재순환상태에서 상기 가스를 임의의 유량 Qt 로 상기 진공챔버로 유입시키고 상기 진공챔버 내의 압력 Pc 를 기설정된 압력 P1 과 같게 만드는 레벨로 상기 제1진공펌프의 유효펌핑속도를 조정하고 고정시키는 단계:
    ② 상기 단계 ①에서와 같은 동일한 레벨로 상기 제1진공펌프의 상기 유효펌핑속도를 고정시키는 한편 임의의 재순환비 A {A=(Q2/Qt × 100)}% 에 대응하는 Q1=Qt ×(100-A)/100으로 상기 진공챔버 내로 유입되는 상기 가스의 상기 유량을 변경시키는 단계; 및
    ③ 상기 가스재순환라인을 개방시키고, 가스재순환상태에서, 상기 진공챔버 내의 압력 Pc 이 상기 단계 ①에서 얻어진 압력 P1 과 동일하게 되도록 상기 제2진공펌프의 유효펌핑속도를 조정하는 단계를 포함하는 제어절차에 따라 제어되는 것을 특징으로 하는 가스재순환흐름제어방법.
  4. 가스가 유입되는 진공챔버, 상기 진공챔버의 압력을 기설정된 압력으로 감소시키고 상기 진공챔버로부터 상기 가스를 배출시키는 제1진공펌프, 상기 제1진공펌프의 배압을 허용배압 아래로 낮추기 위하여 배기시키는 제2진공펌프, 및 상기 제1진공펌프로부터 상기 진공챔버로 배출되는 가스의 일부를 복귀시키는 가스재순환라인을 갖춘 배기시스템에서 사용하는 가스재순환흐름제어방법에서,
    상기 가스재순환라인을 거쳐 상기 진공챔버로 복귀하는 상기 가스의 재순환유량 Q2 는 식 Q2=C×(Pd-Pc)를 만족하도록 제어되되, 여기서 Q2 는 상기 가스재순환라인을 거쳐 상기 진공챔버로 복귀하는 상기 가스의 상기 재순환유량을 나타내고, Pc는 상기 진공챔버 내의 압력을 나타내고, Pd는 상기 가스재순환라인의 상류쪽에서의 압력을 나타내며, C는 상기 가스재순환라인의 컨덕턴스를 나타내고,
    상기 가스의 재순환 유량 Q2는, ① 비재순환상태에서 상기 가스를 임의의 유량 Qt 로 상기 진공챔버에 유입시키고 상기 진공챔버 내의 압력 Pc 를 기설정된 압력 P1 과 같게 만드는 레벨로 상기 제1진공펌프의 유효펌핑속도를 조정하고 고정시키는 단계:
    ② 상기 단계 ①에서와 같은 동일한 레벨로 상기 제1진공펌프의 상기 유효펌핑속도를 고정시키는 한편 임의의 재순환비 A {A=(Q2/Qt × 100)}% 에 대응하는 Q1=Qt ×(100-A)/100 으로 상기 진공챔버 내로 유입되는 상기 가스의 상기 유량을 변화시키는 단계; 및
    ③ 상기 가스재순환라인을 개방시키고, 가스재순환상태에서, 상기 진공챔버 내의 압력 Pc 가 상기 단계 ①에서 얻어진 압력 P1과 동일하게 되도록 상기 제2진공펌프의 상류 또는 내부로 유입되는 퍼지가스의 유량을 조정하는 단계를 포함하는 제어절차에 따라 제어되며,
    상기 퍼지가스는, 상기 진공챔버로 유입되는 상기 가스의 성분으로서 사용되는 하나 이상의 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스재순환흐름제어방법.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제2진공펌프의 상기 유효펌핑속도는 상기 제2진공펌프의 상류에 제공되는 컨덕턴스 제어수단에 의하여 조정되는 것을 특징으로 하는 가스재순환흐름제어방법.
  6. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제2진공펌프의 상기 유효펌핑속도는 상기 제2진공펌프의 회전수를 변화시킴으로써 조정되는 것을 특징으로 하는 가스재순환흐름제어방법.
  7. 가스가 유입되는 진공챔버, 상기 진공챔버의 압력을 기설정된 압력으로 감소시키고 상기 진공챔버로부터 상기 가스를 배출시키는 제1진공펌프, 상기 제1진공펌프의 배압을 허용배압 아래로 낮추기 위하여 배기시키는 제2진공펌프, 상기 제1진공펌프로부터 상기 진공챔버로 배출된 가스의 일부를 복귀시키는 가스재순환라인, 상기 진공챔버의 상기 압력을 검출하는 제1압력센서, 및 상기 가스재순환라인의 상류측의 압력을 검출하는 제2압력센서를 갖춘 배기시스템에서 사용하는 가스재순환흐름제어장치에서,
    상기 가스재순환흐름제어장치는 식 Q2=C×(Pd-Pc)과의 관계를 이용하여 상기 제2진공펌프의 유효펌핑속도를 변화시켜 상기 가스재순환라인 내의 차압(Pd-Pc)을 조정함으로써 상기 가스재순환라인을 거쳐 상기 진공챔버로 복귀되는 상기 가스의 재순환유량(Q2)을 제어하는 가스재순환흐름제어수단을 포함하되,
    여기서 Q2 는 상기 가스재순환라인을 거쳐 상기 진공챔버로 복귀하는 상기 가스의 상기 재순환유량을 나타내고, Pc는 상기 제1압력센서로 검출되는 압력을 나타내고, Pd는 상기 제2압력센서로 검출되는 압력을 나타내고, C는 상기 가스재순환라인의 컨덕턴스를 나타내는 것을 특징으로 하는 가스재순환흐름제어장치.
  8. 가스가 유입되는 진공챔버, 상기 진공챔버의 압력을 기설정된 압력으로 감소시키고 상기 진공챔버로부터 상기 가스를 배출시키는 제1진공펌프, 상기 제1진공펌프의 배압을 허용배압 아래로 낮추기 위하여 배기시키는 제2진공펌프, 상기 제1진공펌프로부터 상기 진공챔버로 배출되는 가스의 일부를 복귀시키는 가스재순환라인, 상기 진공챔버의 압력을 검출하는 제1압력센서, 및 상기 가스재순환라인의 상류측의 압력을 검출하는 제2압력센서를 갖춘 배기시스템에서 사용하는 가스재순환흐름제어장치에서,
    상기 가스재순환흐름제어장치는 식 Q2=C ×(Pd-Pc)와의 관계를 이용하여 상기 제2진공펌프의 상류 또는 내부로 유입되는 퍼지가스의 유량을 변화시켜 상기 가스재순환라인의 차압(Pd-Pc)을 조정함으로써, 상기 가스재순환라인을 거쳐 상기 진공챔버로 복귀되는 상기 가스의 재순환유량 Q2 를 제어하는 가스재순환흐름제어수단을 포함하되,
    상기 퍼지가스는, 상기 진공챔버로 유입되는 상기 가스의 성분으로서 사용되는 하나 이상의 물질로 이루어지며,
    여기서 Q2 는 상기 가스재순환라인을 거쳐 상기 진공챔버로 복귀하는 상기 가스의 상기 재순환유량을 나타내고, Pc는 상기 진공챔버의 압력을 나타내고, Pd는 상기 가스재순환라인의 상류측 압력을 나타내고, C는 상기 가스재순환라인의 컨덕턴스를 나타내는 것을 특징으로 하는 가스재순환흐름제어장치.
  9. 가스가 유입되는 진공챔버, 상기 진공챔버 내의 압력을 기설정된 압력으로 감소시키고 상기 진공챔버로부터 상기 가스를 배출시키는 제1진공펌프, 상기 제1진공펌프의 배압을 허용배압 아래로 낮추기 위하여 배기시키는 제2진공펌프, 및 상기 제1진공펌프로부터 상기 진공챔버로 배출되는 가스의 일부를 복귀시키는 가스재순환라인, 상기 진공챔버 내의 압력을 검출하는 제1압력센서, 상기 가스재순환라인의 상류측의 압력을 검출하는 제2압력센서, 및 상기 가스재순환라인을 선택적으로 개방 및 폐쇄시키는 온-오프밸브를 갖춘 배기시스템에서 사용하는 가스재순환흐름제어장치에서,
    상기 가스재순환흐름제어장치는 상기 가스재순환라인을 거쳐 상기 진공챔버로 복귀하는 상기 가스의 재순환유량 Q2 가 식 Q2=C×(Pd-Pc)를 만족하도록 상기 가스의 재순환유량을 제어하되되, 여기서 Q2 는 상기 가스재순환라인을 거쳐 상기 진공챔버로 복귀하는 상기 가스의 상기 재순환유량을 나타내고, Pc는 상기 진공챔버 내의 압력을 나타내고, Pd는 상기 가스재순환라인의 상류쪽에서의 압력을 나타내며, C는 상기 가스재순환라인의 컨덕턴스를 나타내고,
    상기 가스재순환흐름제어장치는, ① 상기 온-오프밸브를 폐쇄시키고 임의의 유량 Qt 에서 상기 가스를 상기 진공챔버로 유입시키고, 상기 제1압력센서로 검출된 압력 Pc 를 기설정된 압력 P1 과 같게 만들기 위하여 상기 제1진공펌프의 유효펌핑속도 V 를 조정하여 상기 유효펌핑속도를 V1 으로 고정시키고, ② 상기 제1진공펌프의 유효펌핑속도를 상기 V1으로 고정시키는 한편 임의의 재순환비 A {A=(Q2/Qt × 100)}% 에 대응하는 Q1=Qt×(100-A)/100으로 상기 진공챔버 내로 유입되는 상기 가스의 상기 유량을 변화시키고, ③ 그 다음 상기 온-오프 밸브를 개방하고 상기 제1압력센서로 검출된 압력 Pc를 상기 압력 P1 과 같도록 상기 제2진공펌프의 유효펌핑속도 V 를 조정함으로써 상기 가스재순환라인을 거쳐 상기 진공챔버로 복귀하는 상기 가스의 재순환유량 Q2 를 제어하는 가스재순환흐름제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스재순환흐름제어장치.
  10. 가스가 유입되는 진공챔버, 상기 진공챔버의 압력을 기설정된 압력으로 감소시키고 상기 진공챔버로부터 상기 가스를 배출시키는 제1진공펌프, 상기 제1진공펌프의 배압을 허용배압 아래로 낮추기 위하여 배기시키는 제2진공펌프, 및 상기 제1진공펌프로부터 상기 진공챔버로 배출되는 가스의 일부를 복귀시키는 가스재순환라인, 상기 진공챔버 내의 압력을 검출하는 제1압력센서, 상기 가스재순환라인의 상류측의 압력을 검출하는 제2압력센서, 및 상기 가스재순환라인을 선택적으로 개방 및 폐쇄시키는 온-오프밸브를 갖춘 배기시스템에서 사용하는 가스재순환흐름제어장치에서,
    상기 가스재순환흐름제어장치는 상기 가스재순환라인을 거쳐 상기 진공챔버로 복귀하는 상기 가스의 재순환유량 Q2 가 식 Q2=C×(Pd-Pc)를 만족하도록 상기 가스의 재순환유량을 제어하되되, 여기서 Q2 는 상기 가스재순환라인을 거쳐 상기 진공챔버로 복귀하는 상기 가스의 상기 재순환유량을 나타내고, Pc는 상기 진공챔버 내의 압력을 나타내고, Pd는 상기 가스재순환라인의 상류쪽에서의 압력을 나타내며, C는 상기 가스재순환라인의 컨덕턴스를 나타내고,
    상기 가스재순환흐름제어장치는, ① 상기 온-오프밸브를 폐쇄시키고 임의의 유량 Qt 로 상기 가스를 상기 진공챔버로 유입시키고, 상기 제1압력센서로 검출되는 압력 Pc 를 기설정된 압력 P1 과 같게 만들기 위하여 상기 제1진공펌프의 유효펌핑속도(V)를 조정하고 상기 유효펌핑속도를 V1 으로 고정시키고, ② 상기 제1진공펌프의 상기 유효펌핑속도를 상기 V1로 고정시키는 한편 임의의 재순환비 A {A=(Q2/Qt × 100)}% 에 대응하는 Q1=Qt × (100-A)/100으로 상기 진공챔버 내로 유입되는 상기 가스의 상기 유량을 변화시키고, ③ 그 다음, 상기 온-오프밸브를 개방하고 상기 제1압력센서로 검출되는 압력 Pc 가 상기 압력 P1 과 동일하도록 상기 제2진공펌프 상류 또는 내부로 유입되는 퍼지가스의 유량을 조정함으로써, 상기 가스재순환라인을 거쳐 상기 진공챔버로 복귀하는 상기 가스의 재순환유량 Q2 를 제어하는 가스재순환흐름제어수단을 포함하며,
    상기 퍼지가스는, 상기 진공챔버로 유입되는 상기 가스의 성분으로서 사용되는 하나 이상의 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스재순환흐름제어장치.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스재순환흐름제어수단은 상기 가스의 상기 재순환유량을 제어하는 동작을 자동적으로 실시하는 기능을 가지는 것을 특징으로 하는 가스재순환흐름제어장치.
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