KR101090738B1 - 가스 공급 시스템의 가스 공급 제어장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스 공급 시스템의 가스 공급 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 적어도 두 개 이상의 가스 용기를 사용하여 공정 라인으로 가스를 공급하는 가스 공급 시스템에 있어서, 상기 가스 용기를 각각 가열하는 가열부와, 상기 가스 용기의 무게를 각각 실시간으로 측정하는 무게 검출부와, 상기 무게 검출부에서 검출된 각 가스 용기의 무게를 상호 비교하여 상대적으로 무거운 가스 용기측의 가열부를 제어하여 온도를 상승시키는 온도 제어수단을 포함한다. 또한, 본 발명은 공정 라인으로 가스를 공급하는 다수의 가스 용기 각각의 무게를 검출하는 무게검출단계와, 상기 검출된 가스 용기 각각의 무게를 비교하여, 그 결과에 따라 각 가스 용기의 가스 소모량의 대소를 판단하는 가스소모량 판단단계와, 상기 가스 소모량이 상대적으로 적은 가스 용기를 선택적으로 가열하여 가스 소모량을 증가시키는 선택적 가열단계를 포함한다. 이와 같은 구성의 본 발명은 다수의 가스 용기 각각의 무게를 실시간으로 검출하고, 그 검출된 무게를 비교하여 상대적으로 소모량이 적은 가스 용기를 선택적으로 가열함으로써, 다수의 가스 용기 각각의 가스 소모량을 균일하게 맞출 수 있는 효과가 있다.

Description

가스 공급 시스템의 가스 공급 제어장치 및 방법{Control device that supply gas of gas supply system and control method thereof}

도 1은 본 발명에 따르는 가스 공급 시스템의 가스 공급 제어장치의 일실시 구성도이다.

도 2는 본 발명에 따르는 가스 공급 시스템의 가스 공급 제어장치의 다른 실시 구성도이다.

도 3은 본 발명에 따르는 가스 공급 시스템의 가스 공급 제어장치의 다른 실시 구성도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

11,21:가스 용기 12,22:히터

13,23:무게검출부 14,24:유량검출부

30:제어부 40:스위치부

41,42:전압조절부 50:전원공급부

본 발명은 가스 공급 시스템의 가스 공급 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 다수의 동종 가스 용기를 연결하여 반도체, 표시장치의 제조에 필요한 가스를 공급하는 시스템에서 각 가스 용기에 저장된 가스가 균일하게 소모될 수 있도록 하는 가스 공급 제어장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 및 표시장치의 면적이 대형화되면서 공정에 필요한 가스의 양이 증가하고 있다.

이러한 가스 사용량의 증가에 따라 단일한 가스용기를 이용한 가스의 공급 방식으로는 가스 용기의 교체가 너무 빈번하게 요구되어, 동종의 가스를 보관하는 다수의 가스 용기를 연결하여 각 가스 용기로부터 유출되는 가스를 공정 라인에 공급하고 있다.

이와 같이 다수의 가스 용기를 사용할 때, 각 가스 용기에 저장된 동종의 가스가 균일하게 소모될 필요가 있으며, 이를 위해 종래에는 작업자가 각 가스 용기의 무게를 측정하고, 그 중 무게가 더 나가는 가스 용기를 가열하여 그 무게가 더 나가는 가스 용기에 저장된 가스의 소모를 가속시켜, 각 가스 용기의 소모량을 균일하게 하였다.

그러나, 이와 같은 방식은 수작업으로 이루어지기 때문에 인력의 소모가 크며, 각 가스 용기의 무게를 측정하는 주기가 길어져 모든 가스 용기의 가스를 균일하게 소모할 수 없는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 실시간으로 각 가스 용기의 가스 소모량을 측정하고, 그 결과에 따라 각 가스 용기의 가스 소비 정도를 조절할 수 있는 가스 공급 시스템의 가스 공급 제어장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 적어도 두 개 이상의 가스 용기를 사용하여 공정 라인으로 가스를 공급하는 가스 공급 시스템에 있어서, 상기 가스 용기를 각각 가열하는 가열부와, 상기 가스 용기의 무게를 각각 실시간으로 측정하는 무게 검출부와, 상기 무게 검출부에서 검출된 각 가스 용기의 무게를 상호 비교하여 상대적으로 무거운 가스 용기측의 가열부를 제어하여 온도를 상승시키는 온도 제어수단을 포함한다.

또한, 본 발명은 공정 라인으로 가스를 공급하는 다수의 가스 용기 각각의 무게를 검출하는 무게검출단계와, 상기 검출된 가스 용기 각각의 무게를 비교하여, 그 결과에 따라 각 가스 용기의 가스 소모량의 대소를 판단하는 가스소모량 판단단계와, 상기 가스 소모량이 상대적으로 적은 가스 용기를 선택적으로 가열하여 가스 소모량을 증가시키는 선택적 가열단계를 포함한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

<실시예 1>

도 1은 본 발명에 따르는 가스 공급 시스템의 가스 공급 제어장치의 일실시 구성도이다.

이를 참조하면, 본 발명에 따르는 가스 공급 시스템의 가스 공급 제어장치 는 동종의 액화 가스를 각각 저장하며, 히터(12,22)의 가열에 의해 공급하는 가스의 양이 조절되는 다수의 가스 용기(11,21)와, 상기 가스 용기 각각의 무게를 실시간으로 측정하여 그 결과를 출력하는 다수의 무게 검출부(13,23)와, 상기 무게 검출부(13,23)로부터 검출된 무게 정보를 비교하여, 그 무게의 차이에 따라 스위칭 제어신호를 출력하는 제어부(30)와, 상기 제어부(30)의 스위칭 제어신호에 따라 상기 히터(12,22)에 전원공급부(50)의 전원을 공급제어하는 스위치부(40)를 포함하여 구성된다.

미설명부호 V1, V2는 밸브이다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따르는 가스 공급 시스템의 가스 공급 제어장치의 구성과 그 작용을 보다 상세히 설명한다.

먼저, 상기 다수의 가스 용기(11,21)에는 동종의 액화 가스가 보관된다.

각 가스 용기(11,21)에서 유출되는 가스는 동일한 라인을 통해 제조 공정 라인으로 공급되며, 이는 반도체 및 디스플레이 장치의 대면적화에 맞춰, 더 많은 양의 가스를 공급할 수 있도록 한 것이다.

상기 각 가스 용기(11,21)의 외측에는 전원의 공급에 따라 열을 발생시켜 가스 용기(11,21) 각각을 독립적으로 가열할 수 있는 히터(12,22)가 마련된다.

상기 가스 용기(11,21)에 저장된 액화 가스는 히터(12,22)의 가열에 의해 가스 용기(11,21) 내에서 기화되어 외부로 유출된다.

또한, 상기 가스 용기(11,21)는 무게 검출부(13,23)의 상부에 놓여지며, 그 무게 검출부(13,23)는 각 가스 용기(11,21)의 무게를 실시간으로 측정하여 그 정보를 제어부(30)로 출력한다.

이때, 상기 무게 검출부(13,23)는 디지털 저울 또는 압력센서 일 수 있다.

상기 제어부(30)는 각 무게 검출부(13,23)에서 검출된 가스 용기(11,21)들의 무게 정보를 입력받아 상호 비교한다.

이때, 가스 용기(11)의 무게가 가스 용기(21)의 무게보다 더 많이 나가는 경우, 가스 용기(21)의 가스 소모량이 가스 용기(11)의 소모량에 비해 더 많이 된 것으로 판단한다.

이와 같이 제어부(30)의 판단결과 가스 용기(11)의 소모량이 더 적을 경우, 가스 용기(11)를 가열하는 히터(13)에만 전원공급부(50)의 전원을 공급하는 스위칭 제어신호를 출력한다.

상기 스위칭 제어신호에 따라 스위치부(40)는 스위치(S1)를 닫아 히터(13)에 전원이 공급되도록 하며, 스위치(S2)를 열어 히터(23)에 전원이 공급되는 것을 차단한다.

이와 같이 가스의 소모량이 더 적은 가스 용기(11)를 다른 가스 용기(12)와의 실시간 무게 비교를 통해 검출할 수 있으며, 그 가스 용기(11)를 선택적으로 가열하여 가스 용기(11)의 가스 소비량을 높여, 모든 가스 용기(11,21)의 가스가 균일하게 소모되도록 제어할 수 있다.

상기의 경우와 반대로 가스 용기(11)의 가스 소모량이 가스 용기(21)의 소모량에 비해 더 많을 때에는 히터(23)에만 선택적으로 전원을 공급하여 가열함으로써, 가스 용기(21)의 가스 소모량의 더 늘려 가스 용기들(11,21)의 가스 소모를 균 일하게 할 수 있다.

<실시예2>

도 2은 본 발명에 따르는 가스 공급 시스템의 가스 공급 제어장치 다른 실시예의 구성도이다.

이를 참조하면, 도 1의 스위치부(40)는 다수의 히터(12,21) 각각에 서로 다른 전압을 선택적으로 공급할 수 있는 전압조절부(41,42)로 대체된다.

상기 전압조절부(41,42)는 스위칭 가변저항 등 제어신호에 따라 전원공급부(50)에서 공급되는 전압을 소정의 전압으로 조절할 수 있는 전압 조절수단을 구비한다.

상기 도면에서는 두 개의 가스 용기(11,21)를 사용하는 예를 들었으나, 가스 용기가 세 개 이상인 경우에는 각 가스 용기마다 가스 소모량에 차이가 있을 수 있다.

즉, 제1 내지 제3의 가스 용기를 구비하는 경우, 제1가스 용기의 무게가 가장 많이 나가고, 제2가스 용기의 무게가 중간, 제3가스 용기의 무게가 가장 적게 검출될 수 있다.

이와 같은 경우 제어부(30)는 다수의 전압조절부 각각을 제어하여 제1가스 용기를 가열하는 히터에 상대적으로 가장 높은 전압을 공급하고, 제2가스 용기를 가열하는 히터에는 상대적으로 낮은 전압을 공급함과 아울러 제3가스 용기를 가열하는 히터에는 전압이 공급되지 않도록 제어할 수 있다.

상기와 같이 다수의 히터 각각에 서로 다른 전압을 선택적으로 공급할 수 있도록 함으로써, 적어도 세 개 이상의 가스 용기를 구비하는 시스템에서 모든 가스 용기의 가스 소모량이 서로 다른 경우에도 각 가스 용기의 소모량이 균일하게 되도록 제어할 수 있게 된다.

<실시예3>

도 3은 본 발명에 따르는 가스 공급 시스템의 가스 공급 제어장치 다른 실시예의 구성도이다.

이를 참조하면, 본 발명에 따르는 가스 공급 시스템의 가스 공급 제어장치 다른 실시예는 각 가스 용기(11,21)에서 공정 라인으로 공급되어지는 가스의 유량을 검출하는 다수의 유량 검출부(14,24)와, 그 유량 검출부(14,24)에서 검출된 유량의 합과 기준 유량을 비교한 결과와 각 가스 용기(11,21)의 무게를 검출한 무게 검출부(13,14)의 출력을 비교한 결과를 고려하여 각 히터(12,22)에 공급되는 전압을 제어하는 제어신호를 출력하는 제어부(30)와, 상기 제어부(30)의 제어신호에 따라 전원공급부(50)에서 공급되는 전압을 소정의 전압으로 조절하여 각 히터(12,22)에 공급하는 전압조절부(41,42)를 포함하여 구성된다.

미설명 부호 V1, V2는 밸브이다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따르는 가스 공급 시스템의 가스 공급 제어장치 다른 실시예의 구성과 그 작용을 보다 상세히 설명한다.

먼저, 각 가스 용기(11,21)에는 동종의 액화가스가 저장되어 있으며, 그 가스 용기(11,21)에 저장된 액화가스는 히터(12,22)의 가열에 의해 기화되고, 그 기화된 가스가 공정 라인으로 공급된다.

이때, 무게 검출부(13,23)는 상기 가스 용기들(11,21)의 무게를 각각 실시간으로 검출하며, 그 결과를 비교한 제어부(30)는 더 무거운 가스 용기를 가열하는 히터에만 선택적으로 전압을 공급하여 가스의 소모량이 적은 가스 용기의 가스가 더 소모되도록 하여 복수의 가스 용기(11,21)의 가스 소모량을 균일하게 할 수 있다.

이와 같은 구성은 상기 실시예2에서 설명한 것과 유사하나, 실시예3에서는 각 가스 용기(11,21)에서 공급되어지는 가스의 유량을 검출하는 유량검출부(14,24)를 더 포함하고 있다.

이는 각 가스 용기(11,21)로부터 공정 라인에 공급되는 가스의 유량이 상기와 같이 히터(12)를 사용하여 가스의 소모량이 상대적으로 적은 가스 용기(11) 만을 가열할 때, 정상적인 가스의 공급량과 차이가 생길 수 있는 것을 보정하기 위한 것이다.

구체적인 예를 들면, 상기 무게 검출부(13,23)에서 검출된 가스 용기(11,21)의 무게를 제어부(30)에서 비교한 결과 가스 용기(11)가 더 무거운 것으로 판단되면, 제어부(30)는 전압조절부(41,42)를 각각 제어하여 전원공급부(50)의 전압을 히터(12)에 공급하여 가스 용기(11)를 가열하고, 히터(22)에 전원의 공급을 차단하여 가스 용기(11,21)의 가스 소모량을 균일하게 맞출 수 있다.

이때, 일측의 가스 용기(11) 만을 가열하여 가스가 공정 라인으로 공급되 도록 하는 경우, 공급되는 가스의 유량이 정상적인 가스 유량과는 차이가 발생할 수도 있다.

이를 보정하기 위하여 상기 유량검출부(14,24)는 각각 가스 용기(11,21)에서 공정 라인으로 공급되는 가스의 유량을 검출한다.

상기 유량검출부(14,24)에서 검출된 가스 유량정보는 제어부(30)로 전달되며, 제어부(30)는 그 공정 라인으로 공급되는 가스의 유량을 산출한다.

즉, 유량검출부(14,24)에서 검출된 가스 유량의 합을 구한다.

그 다음, 제어부(30)는 상기 검출된 가스 유량의 합과 저장된 전상적인 가스 유량을 비교한다.

상기 제어부(30)의 비교결과 검출된 가스 유량의 합이 정상적인 가스 유량의 범위 내에 있으면 상기와 같이 가스 용기(11) 만을 선택적으로 가열하도록 전압조절부(41,42)를 제어한다.

그러나, 상기 제어부(30)의 비교결과 검출된 가스 유량의 합이 정상적인 가스 유량에 비하여 더 적은 경우, 상기 전압조절부(41,42)를 제어하여 가스 용기(11,21)를 각각 가열한다.

이때, 가스 소모량이 상대적으로 적은 가스 용기(11)를 가열하는 히터(12)와 가스 소모량이 상대적으로 많은 가스 용기(21)를 가열하는 히터(22)에 공급되는 전압에 차이를 두어 가스 용기(11)의 가스 소모량이 가스 용기(21)의 가스 소모량에 비하여 많도록 제어할 수 있다.

이와 유사하게, 상기 제어부(30)의 비교결과 검출된 가스 유량의 합이 정 상적인 가스유량의 범위보다 많은 경우 제어부(30)는 전압조절부(41)를 제어하여 가스 용기(11)를 가열하는 히터(12)에 공급되는 전압을 낮춰 그 가스 용기(11)에서 공정 라인으로 공급되는 가스의 유량을 줄일 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따르는 가스 공급 시스템의 가스 공급 제어장치의 다른 실시예에서는 공급되는 가스의 유량을 일정하게 유지하면서, 다수의 가스 용기 각각의 무게를 검출하여 가스의 소모량이 상대적으로 적은 가스 용기의 가스가 더 소모되도록 하여 다수의 가스 용기 각각의 가스 소비량을 균일하게 할 수 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예들을 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예들에 한정되지 않으며 본 발명의 개념을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능하다.

상기한 바와 같이 본 발명은 동종의 액화 가스를 저장하고, 하나의 라인을 통해 가스를 공정 라인으로 공급하는 가스 공급 시스템에서 다수의 가스 용기 각각의 무게를 실시간으로 검출하고, 그 검출된 무게를 비교하여 상대적으로 소모량이 적은 가스 용기를 선택적으로 가열함으로써, 다수의 가스 용기 각각의 가스 소모량을 균일하게 맞출 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 가스 용기로부터 공정 라인으로 공급되어지는 가스의 유량을 검출하여, 그 검출된 가스 유량의 합이 정상적으로 공정 라인에 공급되어야 할 가스의 유량과는 차이가 있는 경우, 각 가스 용기의 가열정도에 차이를 두어 공정 라인에 정상적인 유량의 가스를 공급함과 아울러 각 가스 용기의 가스 소모량을 균일하게 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 적어도 두 개 이상의 가스 용기를 사용하여 공정 라인으로 가스를 공급하는 가스 공급 시스템에 있어서,

   상기 가스 용기를 각각 가열하는 가열부;

   상기 가스 용기의 무게를 각각 실시간으로 측정하는 무게 검출부;

   상기 무게 검출부에서 검출된 각 가스 용기의 무게를 상호 비교하여 상대적으로 무거운 가스 용기측의 가열부를 제어하여 온도를 상승시키는 온도 제어수단; 및

   상기 각 가스 용기로부터 공급되어지는 가스의 유량을 검출하여 상기 온도 제어수단으로 출력하여, 상기 온도 제어수단에서 정상적인 유량의 가스가 공정 라인에 공급되는지 판단한 후, 각각의 가열부에 공급되는 전원을 조절할 수 있도록 하는 다수의 유량검출부를 포함하는 가스 공급 시스템의 가스 공급 제어장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 온도 제어수단은 상기 무게 검출부에서 검출된 각 가스 용기의 무게를 상호 비교하여 설정온도 이상의 차이 발생시 제어신호를 출력하는 제어부;

   상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 가열부에 공급되는 전원을 제어하는 전원제어부를 포함하는 가스 공급 시스템의 가스 공급 제어장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 전원제어부는 상기 가열부의 공급전원을 선택적으로 스위칭하거나 전원을 차등공급하여 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 가스 공급 시스템의 가스 공급 제어장치.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,

   상기 무게 검출부는 디지털 신호가 출력 가능한 저울 또는 압력센서인 것을 특징으로 하는 가스 공급 시스템의 가스 공급 제어장치.
6. 공정 라인으로 가스를 공급하는 다수의 가스 용기 각각의 무게를 검출하는 무게검출단계;

   상기 검출된 가스 용기 각각의 무게를 비교하여, 그 결과에 따라 각 가스 용기의 가스 소모량의 대소를 판단하는 가스소모량 판단단계;

   상기 가스 소모량이 상대적으로 적은 가스 용기를 선택적으로 가열하여 가스 소모량을 증가시키는 선택적 가열단계;

   상기 다수의 가스 용기에서 공정 라인으로 공급되는 가스의 유량을 검출하는 가스유량 검출단계;

   상기 검출된 가스유량의 합과 정상 가스유량을 비교하는 유량 판단단계; 및

   상기 가스유량에 차이가 있는 경우, 상기 선택적 가열단계에서 가열되는 가스용기의 가열정도를 보정하는 가열보정단계를 포함하는 가스 공급 시스템의 가스 공급 제어방법.
7. 삭제

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