KR101118701B1 - Supply device for high purity gas - Google Patents

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    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45561—Gas plumbing upstream of the reaction chamber

Abstract

본 발명은 고순도 가스 공급장치에 관한 것으로, 안정화가스를 포함하는 공정가스가 상부측으로 유입되고, 저면측에서 응축된 안정화가스를 배출하는 실린더와, 상기 실린더의 외측에 냉매를 순환시켜 상기 안정화가스를 응축시키는 냉매관과, 상기 실린더의 상면에서 내측으로 삽입 설치되어 상기 안정화가스가 응축 분리된 공정가스를 공급장치로 배출하는 공정가스배출관과, 상기 실린더의 저면측 드레인라인에 연결되어 상기 응축된 안정화가스의 배출속도를 조절하여 배출하는 드레인부를 포함한다. 이와 같은 구성의 본 발명은 공정가스에 포함된 안정화가스를 응축시켜 분리하고, 그 공정가스와 응축된 안정화가스의 배출경로를 다르게 하여 순수한 공정가스를 공정장치로 공급할 수 있어 공정의 균일성을 확보하고, 수율 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a high-purity gas supply device, a process gas containing a stabilizing gas flows into the upper side, and discharges the stabilizing gas condensed on the bottom side, and the refrigerant is circulated outside the cylinder to stabilize the gas A condensation refrigerant pipe, a process gas discharge pipe inserted into an inner side of the upper surface of the cylinder to discharge the process gas from which the stabilization gas is condensed to a supply device, and connected to a drain line at the bottom surface of the cylinder to stabilize the condensed water It includes a drain to discharge by adjusting the discharge rate of the gas. According to the present invention, the stabilizing gas contained in the process gas is condensed and separated, and the process gas and the discharge path of the condensed stabilizing gas are different from each other so that pure process gas can be supplied to the process apparatus to ensure uniform process. In addition, there is an effect that can prevent a decrease in yield.

Description

고순도 가스 공급장치{Supply device for high purity gas}Supply device for high purity gas

본 발명은 고순도 가스 공급장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 제조공정 등에 사용되는 공정가스로부터 그 공정가스를 안정화하는 안정화물질을 분리하여 공급할 수 있는 고순도 가스 공급장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a high purity gas supply apparatus, and more particularly, to a high purity gas supply apparatus capable of separating and supplying a stabilizing material that stabilizes the process gas from a process gas used in a semiconductor manufacturing process or the like.

일반적으로 반도체 제조공정에서 사용하는 플라즈마 화학기상증착장치에 사용되는 공정가스의 대표적인 예로는 아세틸렌(C2H2)이 있다. 널리 알려진 바와 같이 아세틸렌은 15psig보다 큰 압력으로 가압되는 경우 폭발성을 가지는 기체이며 저장과 수송에 각별한 주의가 필요하다.
In general, a representative example of the process gas used in the plasma chemical vapor deposition apparatus used in the semiconductor manufacturing process is acetylene (C 2 H 2 ). As is well known, acetylene is an explosive gas when pressurized to pressures greater than 15 psig and special care must be taken for storage and transportation.

이와 같이 위험 물질로 분류될 수 있는 공정가스를 안정적으로 저장하기 위하여 그 공정가스를 용해시켜 저장하는 방법이 개발되었으며, 아세틸렌의 경우에는 그 아세틸렌의 용해성이 매우 우수한 아세톤용액을 사용한다.In order to stably store the process gas that can be classified as dangerous substances, a method of dissolving and storing the process gas has been developed. In the case of acetylene, an acetone solution having excellent solubility of acetylene is used.

상기 안정화용매로서의 아세톤용액은 아세틸렌이 추가적으로 받는 1기압의 압력마다 25부피의 아세틸렌을 더 흡수할 수 있기 때문에 15psig를 초과하는 경우에도 아세틸렌의 폭발을 방지할 수 있게 된다.
The acetone solution as the stabilizing solvent can further absorb 25 volumes of acetylene for each pressure of 1 atm of acetylene, thereby preventing the explosion of acetylene even if it exceeds 15 psig.

그러나, 이와 같이 안정화용매에 용해된 공정가스를 플라즈마 화학기상증착장치 등의 공정장치로 공급할 때, 그 공정가스의 스트림에 의해 안정화용매의 일부가 그 공정가스 스트림에 포함되어 공정장치로 이송된다.However, when supplying the process gas dissolved in the stabilizing solvent to a process apparatus such as a plasma chemical vapor deposition apparatus, a part of the stabilizing solvent is included in the process gas stream and transferred to the process apparatus by the stream of the process gas.

이처럼 공정장치에 공정가스 이외의 안정화용매의 기체상이 함께 공급되면 불순물로 작용하게 되어 공정의 균일성을 저하시키고, 수율을 감소시키는 원인이 될 수 있다.As such, when the gas phase of the stabilizing solvent other than the process gas is supplied to the process apparatus, it acts as an impurity, which may reduce the uniformity of the process and reduce the yield.

특히 공정가스 스트림의 공정장치로의 공급시간이 길어질수록 그 공정가스 스트림에 포함되는 안정화용매의 기체상은 증가하는 것으로 알려져 있어, 공정불량을 유발하게 된다.
In particular, the longer the supply time of the process gas stream to the process equipment is known to increase the gas phase of the stabilizing solvent contained in the process gas stream, causing a process failure.

이와 같은 문제점을 감안하여 그 공정가스 스트림으로부터 안정화용매 및 안정화용매의 기체상을 제거하는 방법들이 제안되었으나, 공정가스 스트림으로부터 안정화용매 및 그 안정화용매의 기체상인 안정화가스를 완전하게 제거할 수 없었다.In view of such a problem, methods for removing the stabilizing solvent and the gaseous phase of the stabilizing solvent from the process gas stream have been proposed, but the stabilizing solvent and the stabilizing gas which is the gaseous phase of the stabilizing solvent cannot be completely removed from the process gas stream.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 공정가스로부터 안정화가스를 완전하게 제거할 수 있는 고순도 가스 공급장치를 제공함에 있다.The problem to be solved by the present invention in view of the above problems is to provide a high-purity gas supply device that can completely remove the stabilization gas from the process gas.

또한 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 공정가스로부터 분리된 안정화가스를 배출을 보다 용이하게 하며, 안정화가스의 배출시 공정가스로부터 안정화가스를 분리하는 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 고순도 가스 공급장치를 제공함에 있다.
In addition, another problem to be solved by the present invention, it is easier to discharge the stabilization gas separated from the process gas, high purity gas that can prevent the efficiency of separating the stabilization gas from the process gas when the stabilization gas discharge is lowered In providing a supply device.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 안정화가스를 포함하는 공정가스가 상부측으로 유입되고, 저면측에서 응축된 안정화가스를 배출하는 실린더와, 상기 실린더의 외측에 냉매를 순환시켜 상기 안정화가스를 응축시키는 냉매관과, 상기 실린더의 상면에서 내측으로 삽입 설치되어 상기 안정화가스가 응축 분리된 공정가스를 공급장치로 배출하는 공정가스배출관과, 상기 실린더의 저면측 드레인라인에 연결되어 상기 응축된 안정화가스의 배출속도를 조절하여 배출하는 드레인부를 포함한다.
The present invention for solving the above problems, the process gas containing the stabilizing gas is introduced into the upper side, the cylinder for discharging the stabilizing gas condensed on the bottom side, and the stabilizing gas by circulating a refrigerant to the outside of the cylinder A refrigerant pipe for condensing the gas, a process gas discharge pipe inserted into the upper surface of the cylinder to discharge the process gas from which the stabilizing gas is condensed to a supply device, and connected to a drain line at the bottom surface of the cylinder to condense It includes a drain to discharge by adjusting the discharge rate of the stabilizing gas.

상기와 같이 구성되는 본 발명 고순도 가스 공급장치는, 공정가스에 포함된 안정화가스를 응축시켜 분리하고, 그 공정가스와 응축된 안정화가스의 배출경로를 다르게 하여 순수한 공정가스를 공정장치로 공급할 수 있어 공정의 균일성을 확보하고, 수율 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.The high purity gas supply apparatus of the present invention configured as described above can condense and separate the stabilizing gas contained in the process gas, and supply pure process gas to the process apparatus by varying the discharge path of the process gas and the condensed stabilizing gas. It is effective in ensuring the uniformity of a process and preventing a yield fall.

또한 본 발명 고순도 가스 공급장치는, 상기 공정가스로부터 분리된 응축 안정화가스의 배출시 실린더 내의 가스이동 속도의 증가를 방지함으로써, 상기 안정화가스의 응축저하를 방지할 수 있으며, 이와 같이 안정화가스의 배출시에도 공정가스로부터 안정화가스를 효과적으로 분리하여 공정장치에 안정화가스가 공급되는 것을 방지하여, 공정의 균일성을 확보하고, 수율 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, the high-purity gas supply device of the present invention, by preventing the increase of the gas moving speed in the cylinder during the discharge of the condensation stabilization gas separated from the process gas, it is possible to prevent the condensation decrease of the stabilization gas, as described above In this case, the stabilization gas is effectively separated from the process gas to prevent the stabilization gas from being supplied to the process device, thereby ensuring uniformity of the process and preventing a decrease in yield.

아울러 본 발명 고순도 가스 공급장치는, 응축된 안정화가스를 일시 저장하여 그 응축된 안정화가스에 포함될 수 있는 공정가스가 다시 기화되어 공정장치로 재공급될 수 있도록 하여 공정가스의 낭비를 방지하여, 제조비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention the high-purity gas supply device, by temporarily storing the condensed stabilization gas to allow the process gas that can be included in the condensed stabilization gas to be vaporized again to be supplied back to the process device to prevent waste of the process gas, manufacturing This can reduce costs.

그리고 본 발명 고순도 가스 공급장치는, 간단한 구조의 드레인부를 사용하여 안정적으로 응축된 안정화가스를 외부로 배출할 수 있으며, 따라서 제어가 용이하고, 설비비를 절감하고, 유지 보수 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.
In addition, the high-purity gas supply device of the present invention can discharge the stabilized gas stably condensed to the outside by using a drain of a simple structure, and thus it is easy to control, reduce the equipment cost, and reduce the maintenance cost have.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고순도 가스 공급장치의 구성도이다.
도 2는 도 1에서 차단판의 작용을 설명하기 위한 모식도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고순도 가스 공급장치의 드레인부의 구성도이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 적용되는 드레인부의 작용을 설명하기 위한 밸브 제어 동작 수순도이다.1 is a block diagram of a high purity gas supply apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a schematic view for explaining the operation of the blocking plate in FIG.
3 is a configuration diagram of a drain portion of a high purity gas supply apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
4A to 4D are flowcharts of valve control operations for explaining the operation of the drain portion applied to the present invention.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명 고순도 가스 공급장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the high purity gas supply device of the present invention configured as described above will be described in detail.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고순도 가스 공급장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a high purity gas supply apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고순도 가스 공급장치는, 상부측에 안정화가스를 포함하는 공정가스가 공급되는 공급라인(11)이 연결되고, 저면부에서 드레인라인(12)이 연결되는 수직형의 실린더(10)와, 상기 실린더(10)의 외면에 냉매를 접촉순환시켜, 상기 안정화가스를 응축시키는 냉매관(20)과, 상기 실린더(10)의 상부측으로부터 소정 깊이로 내삽되어 상기 안정화가스의 응축으로 안정화가스가 분리된 공정가스를 유도하여 공정장치(미도시)로 공급하는 공정가스배출관(30)을 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, in the high purity gas supply apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention, a supply line 11 to which a process gas including a stabilizing gas is supplied is connected to an upper side thereof, and a drain line 12 is connected to a bottom surface thereof. A vertical cylinder 10 to be connected, a refrigerant pipe 20 contacting and circulating the outer surface of the cylinder 10 to condense the stabilizing gas, and a predetermined depth from an upper side of the cylinder 10. It is composed of a process gas discharge pipe 30 is interpolated to guide the process gas is separated from the stabilization gas by the condensation of the stabilization gas to supply to a process device (not shown).

상기 실린더(10)에 내삽된 공정가스배출관(30)의 하부끝단에는 응축된 안정화가스가 상기 실린더(10)의 내벽에 접촉되어 응축이 보다 용이하게 되며, 공정가스배출관(30)으로 유입되는 것을 방지하는 차단판(31)이 마련되어 있으며, 그 실린더(10)의 하부 일부에는 상기 응축된 안정화가스가 수집되는 저장부(13)가 마련되어 있다.At the lower end of the process gas discharge pipe 30 inserted into the cylinder 10, the condensed stabilizing gas is brought into contact with the inner wall of the cylinder 10 to facilitate condensation, and the process gas discharge pipe 30 is introduced. A blocking plate 31 is provided, and a lower portion of the cylinder 10 is provided with a storage 13 for collecting the condensed stabilizing gas.

상기 저장부(13)에 저장된 응축 안정화가스는 드레인부(40)에 의해 주기적으로 배출된다.
The condensation stabilizing gas stored in the storage unit 13 is periodically discharged by the drain unit 40.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고순도 가스 공급장치의 구성과 작용을 보다 상세히 설명한다.
Hereinafter, the configuration and operation of a high purity gas supply apparatus according to a preferred embodiment of the present invention configured as described above will be described in more detail.

먼저, 실린더(10)는 상부에 상기 공정가스배출관(30)이 가스의 누설 없이 삽입 설치될 수 있도록 통공이 마련되고, 그 상부의 측면에 저장용기로부터 공정가스가 공급되는 공급라인(11)이 마련되어 있다. 앞서 상세히 설명한 바와 같이 저장용기 내에서 공정가스를 안정화하는 안정화용매의 기체상인 안정화가스가 그 공정가스에 포함되어 상기 공급라인(11)을 통해 공급된다.First, the cylinder 10 is provided with a through-hole so that the process gas discharge pipe 30 can be inserted into the upper part without leakage of gas, and a supply line 11 through which the process gas is supplied from the storage container is provided at the upper side thereof. It is prepared. As described in detail above, a stabilization gas, which is a gaseous phase of a stabilizing solvent that stabilizes a process gas in a storage container, is included in the process gas and supplied through the supply line 11.

상기 실린더(10)는 높이가 높은 원통형의 구조를 가지고 있으며, 상기 공정가스배출관(30)과 대향하는 저면부에는 드레인라인(12)이 연결되어 있다.
The cylinder 10 has a high-cylindrical structure, the drain line 12 is connected to the bottom portion facing the process gas discharge pipe (30).

상기 실린더(10)의 외면에는 냉매가 순환되면서 그 실린더(10)의 온도를 낮출 수 있는 냉매관(20)이 마련되어 있으며, 이 냉매관(20)에 의해 실린더(10)의 온도는 안정화가스만이 선택적으로 응축될 수 있는 온도를 유지하게 된다.The outer surface of the cylinder 10 is provided with a refrigerant tube 20 that can lower the temperature of the cylinder 10 while the refrigerant is circulated, and the temperature of the cylinder 10 by the refrigerant tube 20 is stabilized gas only This selectively maintains a temperature at which it can condense.

도면에 도시되지는 않았지만 상기 냉매관(20)과 실린더(10)의 온도가 유지될 수 있도록 그 냉매관(20)의 외측에는 단열재가 마련될 수 있다.
Although not shown in the drawings, a heat insulating material may be provided on the outside of the refrigerant pipe 20 so that the temperatures of the refrigerant pipe 20 and the cylinder 10 can be maintained.

상기 냉매관(20)은 하부측면에 냉매공급라인(21)이 마련되고, 상부측면에 냉매배출라인(22)이 마련되어 열교환된 냉매를 순환시킬 수 있는 구조를 가지고 있다. The coolant pipe 20 has a structure in which a coolant supply line 21 is provided at a lower side, and a coolant discharge line 22 is provided at an upper side to circulate the heat exchanged coolant.

또한 냉매관(20)은 그 실린더(10)의 외면 전체를 감싸는 형태이거나, 상기 저장부(13)의 외측을 노출시키도록 일부에 위치할 수 있다.
In addition, the coolant pipe 20 may be formed to surround the entire outer surface of the cylinder 10 or may be located at a portion to expose the outside of the storage unit 13.

그리고, 상기 실린더(10)의 상면을 통해 실린더(10)의 내부로 삽입되는 공정가스배출관(30)은 실린더(10)의 내면에 접촉되지 않도록 실린더(10) 내면의 중앙부에 설치되며, 그 하단부는 상기 저장부(13)와는 소정거리 이격되어 위치하도록 삽입된다.
In addition, the process gas discharge pipe 30 inserted into the cylinder 10 through the upper surface of the cylinder 10 is installed at the central portion of the inner surface of the cylinder 10 so as not to contact the inner surface of the cylinder 10, and the lower end thereof. Is inserted so as to be spaced apart from the storage unit 13 by a predetermined distance.

이와 같은 구조에서 상기 공급라인(11)을 통해 공정가스와 그 공정가스에 혼합된 안정화가스가 유입된다. 이때 공정가스는 아세틸렌, 안정화가스는 아세톤일 수 있으나 본 발명은 공정가스를 용해시키는 안정화용매를 사용하며, 안정화용매의 기체상인 안정화가스의 응축온도가 공정가스의 응축온도에 비해 더 높은 경우에 모두 적용될 수 있다.
In such a structure, the stabilizing gas mixed with the process gas and the process gas flows through the supply line 11. At this time, the process gas may be acetylene, the stabilizing gas may be acetone, but the present invention uses a stabilizing solvent for dissolving the process gas, all of the cases when the condensation temperature of the stabilizing gas, the gas phase of the stabilizing solvent is higher than the condensation temperature of the process gas Can be applied.

상기 유입된 공정가스와 안정화가스는 압력에 의해 상기 실린더(10)와 공정가스배출관(30) 사이의 공간을 통해 하향이동하며, 냉매관(20)에 접한 실린더(10)를 통과하면서 더 높은 온도에서 응축되는 안정화가스가 응축되어 공정가스로부터 분리된다.The introduced process gas and stabilization gas are moved downward through the space between the cylinder 10 and the process gas discharge pipe 30 by pressure, and pass through the cylinder 10 in contact with the refrigerant pipe 20 at a higher temperature. The stabilizing gas condensed at is condensed and separated from the process gas.

상기 응축된 안정화가스는 액체상으로 그 실린더(10)의 내벽을 타고 흘러내려 실린더(10)의 하부측 저장부(13)에 모이게 된다.The condensed stabilizing gas flows down the inner wall of the cylinder 10 in the liquid phase and is collected in the lower storage part 13 of the cylinder 10.

상기 공정가스배출관(30)의 하단부 외경에 마련된 차단판(31)은 공정가스에 혼합된 응축되지 않은 안정화가스의 응축효율을 높이기 위하여 실린더(10)의 내벽으로 유도하는 역할을 한다.
The blocking plate 31 provided at the outer diameter of the lower end of the process gas discharge pipe 30 serves to guide the inner wall of the cylinder 10 to increase the condensation efficiency of the uncondensed stabilizing gas mixed in the process gas.

도 2는 상기 안정화가스의 응축효율을 높이기 위한 차단판(31)의 기능을 설명하는 모식도이다.2 is a schematic diagram illustrating the function of the blocking plate 31 for increasing the condensation efficiency of the stabilizing gas.

이에 도시한 바와 같이 상기 차단판(31)의 상면은 외측으로 갈수록 두께가 얇아지는 형태로 경사져 있으며, 상기 공급라인(11)을 통해 실린더(10)의 내부로 공급된 공정가스 및 안정화가스가 차단판(31)의 경사면을 따라 냉매관(20)에 직접 접촉되는 실린더(10)의 내벽측으로 이동하도록 유도한다.As shown in the figure, the upper surface of the blocking plate 31 is inclined in a shape that becomes thinner toward the outside, and the process gas and the stabilization gas supplied into the cylinder 10 through the supply line 11 are blocked. It is guided to move toward the inner wall side of the cylinder 10 which is in direct contact with the refrigerant pipe 20 along the inclined surface of the plate 31.

이는 실린더(10)의 내벽의 온도가 상기 공정가스배출관(30)의 온도에 비하여 더 낮은 것을 고려하여, 안정화가스의 응축률을 보다 높일 수 있게 한다.
This allows the condensation rate of the stabilizing gas to be higher, considering that the temperature of the inner wall of the cylinder 10 is lower than the temperature of the process gas discharge pipe 30.

상기 냉매관(20)의 열교환에 의해 온도가 낮아진 상태에서도 기체상태를 유지하는 공정가스는 상기 공정가스배출관(30)을 통해 상향 이동하여 공정장치로 공급된다.
The process gas that maintains the gas state even when the temperature is lowered by the heat exchange of the refrigerant pipe 20 moves upward through the process gas discharge pipe 30 and is supplied to the process apparatus.

이때 상기 안정화가스의 응축률을 높이는 차단판(31)은 공정가스 스트림에 의해 응축된 안정화가스가 함께 상기 공정가스배출관(30)으로 유입되는 것을 방지하는 역할도 하게 된다.At this time, the blocking plate 31 to increase the condensation rate of the stabilization gas also serves to prevent the stabilization gas condensed by the process gas stream is introduced into the process gas discharge pipe (30).

상기 차단판(31)의 상부 경사면을 따라 흘러내리는 응축된 안정화가스는 그 공정가스배출관(30)의 입구측과는 거리가 이격된 위치에서 상기 저장부(13)로 낙하하며, 응축되지 않은 안정화가스는 실린더(10)의 내벽측으로 유도되기 때문에 공정가스배출관(30)으로 유입되는 것이 방지될 수 있다.The condensed stabilizing gas flowing along the upper inclined surface of the blocking plate 31 falls to the storage unit 13 at a position spaced apart from the inlet side of the process gas discharge pipe 30, stabilization without condensation Since the gas is guided to the inner wall side of the cylinder 10, the gas may be prevented from entering the process gas discharge pipe 30.

상기 차단판(31)은 공정가스와의 반응을 방지할 수 있도록 테프론과 같이 비반응성 재질로 제조하는 것이 바람직하다.
The blocking plate 31 is preferably made of a non-reactive material such as Teflon to prevent the reaction with the process gas.

이처럼 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고순도 가스 공급장치는 냉매를 사용하여 공정장치에서 불순물로 작용하는 안정화가스를 응축시켜 공정가스와 분리함과 아울러 그 공정가스가 공급될 때 분리된 안정화가스가 재공급되는 것을 차단하여 보다 순도 높은 공정가스를 공급할 수 있게 된다.
As described above, the high purity gas supply device according to the preferred embodiment of the present invention condenses the stabilizing gas acting as an impurity in the process device by using a refrigerant to separate it from the process gas, and the stabilized gas separated when the process gas is supplied. By blocking the supply it is possible to supply a higher purity process gas.

상기 저장부(13)에 저장된 응축된 안정화가스는 드레인부(40)에 의해 바로 배출되지 않고, 소정시간 저장부(13)에 저장된 상태를 유지한다. 이와 같은 저장 유지 시간동안 상기 응축된 안정화가스에 포함될 수 있는 공정가스는 다시 기화되어 상기 공정가스배출관(30)을 통해 공정장치로 공급되어, 그 공정가스의 낭비를 방지할 수 있게 된다.The condensed stabilizing gas stored in the storage unit 13 is not immediately discharged by the drain unit 40, and maintains the state stored in the storage unit 13 for a predetermined time. The process gas which may be included in the condensed stabilization gas during this storage holding time is vaporized again and supplied to the process apparatus through the process gas discharge pipe 30, thereby preventing waste of the process gas.

상기 저장부(13)에 저장되어 있는 응축된 안정화가스는 약간의 공정가스를 포함할 수도 있으며, 공정가스(아세틸렌)에 비하여 응축 안정화가스(아세톤)의 비중이 높기 때문에 안정화가스의 상부에 공정가스가 위치하는 형태가 되며, 그 공정가스는 대부분 기화되어 상기 공정가스배출관(30)을 통해 배출된다.
The condensed stabilization gas stored in the storage unit 13 may include some process gas, and because the specific gravity of the condensation stabilization gas (acetone) is higher than the process gas (acetylene), the process gas on the top of the stabilization gas Is in the form, the process gas is mostly vaporized and discharged through the process gas discharge pipe (30).

이처럼 공정가스가 제거된 응축 안정화가스는 드레인부(40)를 통해 주기적으로 드레인 된다.
As such, the condensation stabilization gas from which the process gas is removed is periodically drained through the drain portion 40.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드레인부(40)의 상세 구성도이고, 도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 적용되는 드레인부의 작용을 설명하기 위한 밸브 제어 동작 수순도이다.3 is a detailed configuration diagram of the drain portion 40 according to a preferred embodiment of the present invention, Figures 4a to 4d is a valve control operation procedure for explaining the operation of the drain portion applied to the present invention.

먼저, 도 3을 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드레인부(40)는, 상기 실린더(10)의 드레인라인(12)에 연결되어 배출유량을 조절할 수 있도록 진공압력을 조절하는 오리피스(41)와, 배출을 제어하는 제1 및 제2밸브(42,43)와, 제1밸브(42)와 제2밸브(43) 사이의 압력을 측정하는 압력센서(44)와, 진공압을 발생시켜 상기 응축된 안정화가스를 배출하는 진공발생부(45)를 포함하여 구성된다.
First, referring to FIG. 3, the drain portion 40 according to the preferred embodiment of the present invention is connected to the drain line 12 of the cylinder 10 to adjust the orifice 41 to adjust the discharge flow rate. ), The first and second valves 42 and 43 for controlling the discharge, the pressure sensor 44 for measuring the pressure between the first valve 42 and the second valve 43, and generates a vacuum pressure It is configured to include a vacuum generating unit 45 for discharging the condensed stabilization gas.

이하, 상기와 같이 구성되는 드레인부(40)의 응축 안정화가스 배출작용을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the condensation stabilizing gas discharge action of the drain portion 40 is configured as described above in more detail.

먼저, 도 4a에 도시한 바와 같이 상기 저장부(13)에 응축 안정화가스가 저장되는 상태에서는 제1밸브(42)가 닫힌 상태이고, 제2밸브(42)가 열린 상태이며, 질소가스 등의 비반응성 가스가 진공발생부(45)를 지날 때, 그 닫힌 제1밸브(42)의 후단측은 진공상태가 된다.First, as shown in FIG. 4A, in a state in which the condensation stabilizing gas is stored in the storage unit 13, the first valve 42 is closed, the second valve 42 is open, and nitrogen gas or the like. When the non-reactive gas passes through the vacuum generating part 45, the rear end side of the closed first valve 42 is in a vacuum state.

즉, 상기 진공발생부(45)는 벤튜리관의 형상을 가지는 것으로, 상기 질소가스가 관을 지날 때의 압력에 의하여 상기 오픈된 제2밸브(43)와 닫힌 제1밸브(42) 사이의 공기를 외부로 배출시켜 진공상태를 만든다.
That is, the vacuum generating unit 45 has a shape of a venturi tube, and the air between the open second valve 43 and the closed first valve 42 by the pressure when the nitrogen gas passes through the pipe. Discharge the outside to make a vacuum.

그 다음, 도 4b에 도시한 바와 같이 상기와 같이 제2밸브(43)가 열린 상태에서 진공발생부(45)의 작용에 의해 상기 제1밸브(42)의 후단부가 진공상태가 된 후에, 상기 제2밸브(43)를 닫아 상기 제1밸브(42)와 제2밸브(43) 사이의 진공상태를 유지한다.
Then, as shown in FIG. 4B, after the rear end of the first valve 42 is in a vacuum state by the action of the vacuum generating unit 45 in the state in which the second valve 43 is opened as described above, the The second valve 43 is closed to maintain a vacuum state between the first valve 42 and the second valve 43.

그 다음, 도 4c에 도시한 바와 같이, 제1밸브(42)와 제2밸브(43)의 사이를 진공상태로 만든 후, 상기 저장부(13)에 저장된 응축 안정화가스를 배출하기 위하여 제1밸브(42)를 열어 그 응축 안정화가스가 오리피스(41)를 통해 배출되도록 한다. Then, as shown in Figure 4c, after making the vacuum between the first valve 42 and the second valve 43, the first to discharge the condensation stabilization gas stored in the storage unit 13 Open the valve 42 so that the condensation stabilizing gas is discharged through the orifice 41.

이때, 상기 드레인라인(12)에 직접 설치된 오리피스(41)를 통해 배출되는 안정화가스는 급격하게 빠른 속도로 배출되는 것이 방지되며, 따라서 상기 실린더(10)의 내부에서 이동하는 공정가스 및 안정화가스의 이동속도가 증가되는 것을 방지할 수 있다.At this time, the stabilization gas discharged through the orifice 41 directly installed in the drain line 12 is prevented from being discharged at a rapid rate, and thus the process gas and the stabilization gas moving inside the cylinder 10 It is possible to prevent the movement speed from increasing.

이처럼 열교환이 이루어지는 실린더(10) 내의 이동속도의 증가를 방지하여 안정화가스의 응축률이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.
As such, it is possible to prevent an increase in the moving speed in the cylinder 10 in which heat exchange is performed, thereby preventing the condensation rate of the stabilizing gas from decreasing.

즉, 상기 실린더(10) 내에서의 공정가스 및 안정화가스의 유속이 증가하는 경우 그 공정가스에 포함된 안정화가스가 응축될 수 있는 충분한 열교환이 이루어지지 않은 상태, 즉 안정화가스가 분리되지 않은 상태로 상기 공정가스배출관(30)을 통해 공정장치로 공급될 수 있으며, 본 발명은 오리피스(41)를 통해 응축 안정화가스의 배출속도의 급격한 증가를 방지하여 안정적인 안정화가스의 분리가 이루어질 수 있게 된다.That is, when the flow rate of the process gas and the stabilization gas in the cylinder 10 increases, there is no sufficient heat exchange to condense the stabilization gas contained in the process gas, that is, the stabilization gas is not separated Furnace may be supplied to the process apparatus through the process gas discharge pipe 30, the present invention is to prevent the rapid increase of the discharge rate of the condensation stabilization gas through the orifice 41 can be separated from the stable stabilization gas.

다시 말해서 응축 안정화가스를 드레인시키는 동안에도, 안정적으로 공정가스와 안정화가스를 분리할 수 있게 된다.
In other words, it is possible to stably separate the process gas and the stabilization gas while draining the condensation stabilization gas.

상기 응축 안정화가스가 배출되면서 상기 제1밸브(42)와 제2밸브(43) 사이의 압력을 측정하는 압력센서(44)에서 검출되는 압력은 증가하게 된다. 이 압력센서(44)에서 검출되는 압력은 배출되는 응축 안정화가스의 유량에 비례하는 것이며, 상기 제1밸브(42)와 제2밸브(43) 사이의 체적을 알고 있기 때문에 압력을 통해 배출되는 응축 안정화가스의 유량을 산출할 수 있게 된다.As the condensation stabilizing gas is discharged, the pressure detected by the pressure sensor 44 measuring the pressure between the first valve 42 and the second valve 43 is increased. The pressure detected by the pressure sensor 44 is proportional to the flow rate of the discharged condensation stabilization gas, and since the volume between the first valve 42 and the second valve 43 is known, condensation is discharged through the pressure. The flow rate of the stabilizing gas can be calculated.

상기와 같이 본 발명은 압력센서(44)를 사용하여 응축 안정화가스의 배출 유량을 결정하고, 주기적으로 배출할 응축 안정화가스의 유량을 제한하여, 상기 저장부(13)에 비중에 의해 상하 구분되어 위치하는 응축 공정가스와 응축 안정화가스가 혼합되어 배출되지 않도록 할 수 있다.
As described above, the present invention uses the pressure sensor 44 to determine the discharge flow rate of the condensation stabilization gas, and to limit the flow rate of the condensation stabilization gas to be periodically discharged, is divided up and down by the specific gravity in the storage unit 13 The condensation process gas and the condensation stabilization gas located may be prevented from being mixed and discharged.

이와 같은 상태에서 상기 압력센서(44)의 검출압력이 설정압력이 되면, 도 4d에 도시한 바와 같이 상기 제1밸브(42)를 닫아 상기 저장부(13)에 저장된 응축 안정화가스의 배출을 정지시키고, 다시 제2밸브(43)를 열어 상기 제1밸브(42)와 제2밸브(43) 사이에 갇혀있던 응축 안정화가스를 배출하게 된다.When the detection pressure of the pressure sensor 44 reaches the set pressure in such a state, as shown in FIG. 4D, the first valve 42 is closed to stop the discharge of the condensation stabilization gas stored in the storage unit 13. In addition, the second valve 43 is opened again to discharge the condensed stabilizing gas trapped between the first valve 42 and the second valve 43.

이때 배출을 용이하게 하기 위하여 상기 질소가스에 의해 작용하는 진공발생부(45)를 동작시켜 응축 안정화가스를 스크러버 등의 후처리장치로 배출하게 된다.At this time, by operating the vacuum generating unit 45 by the nitrogen gas in order to facilitate the discharge is to discharge the condensation stabilization gas to a post-treatment device such as a scrubber.

이와 같은 과정이 완료되면 다시 그 제1밸브(42)와 제2밸브(43) 사이를 진공으로 만드는 상기 도 4a의 상태로 복귀한다.
When such a process is completed, it returns to the state of FIG. 4A which makes a vacuum between the 1st valve 42 and the 2nd valve 43 again.

이처럼 본 발명은 오리피스(41), 두 개의 밸브(42,43)와 압력센서(44) 및 벤튜리관 형식의 진공발생부(45)로 구성되는 간단하고, 저비용의 구성으로 응축 안정화가스를 선택적으로 배출할 수 있게 되며, 상기 저장부(13)가 외부와 직접 연통되지 않은 상태에서 저장부(13)에 저장된 응축 안정화가스를 설정된 유량만큼씩 주기적으로 배출할 수 있게 된다.
As such, the present invention is a simple, low-cost configuration consisting of the orifice 41, two valves (42, 43) and the pressure sensor 44, and the venturi tube type vacuum generating unit 45 selectively It is possible to discharge, it is possible to periodically discharge the condensation stabilization gas stored in the storage unit 13 by a set flow rate in a state in which the storage unit 13 is not in direct communication with the outside.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 고순도 가스 공급장치에 대하여 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.
As described above, the high purity gas supply apparatus according to the present invention has been described in detail with reference to a preferred embodiment, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, but the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings It is possible to carry out various modifications within the scope and this also belongs to the present invention.

10:실린더 11:공급라인
12:드레인라인 13:저장부
20:냉매관 21:냉매공급라인
22:냉매배출라인 30:공정가스배출관
31:차단판 40:드레인부
41:오리피스 42:제1밸브
43:제2밸브 44:압력센서
45:진공발생부10: Cylinder 11: Supply Line
12: Drain Line 13: Storage
20: refrigerant pipe 21: refrigerant supply line
22: refrigerant discharge line 30: process gas discharge pipe
31: Block 40: Drain part
41: Orifice 42: First valve
43: second valve 44: pressure sensor
45: vacuum generating unit

Claims (8)

안정화가스를 포함하는 공정가스가 상부측으로 유입되고, 저면측에서 응축된 안정화가스를 배출하는 실린더;
상기 실린더의 외측에 냉매를 순환시켜 상기 안정화가스를 응축시키는 냉매관;
상기 실린더의 상면에서 내측으로 삽입 설치되어 상기 안정화가스가 응축 분리된 공정가스를 공급장치로 배출하는 공정가스배출관; 및
상기 실린더의 저면측 드레인라인에 연결되어 상기 응축된 안정화가스를 주기적으로 배출하는 드레인부를 포함하는 고순도 가스 공급장치.
A process gas including the stabilizing gas is introduced into the upper side and discharges the stabilizing gas condensed at the bottom;
A refrigerant pipe circulating a refrigerant outside the cylinder to condense the stabilizing gas;
A process gas discharge pipe inserted into the upper surface of the cylinder to discharge the process gas from which the stabilization gas is condensed and separated into a supply device; And
And a drain connected to a drain line on the bottom side of the cylinder to periodically discharge the condensed stabilizing gas.
제1항에 있어서,
상기 실린더의 하단부에는 상기 응축 안정화가스가 저장되는 저장부가 마련된 것을 특징으로 하는 고순도 가스 공급장치.
The method of claim 1,
High purity gas supply apparatus characterized in that the lower end of the cylinder is provided with a storage unit for storing the condensation stabilization gas.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 공정가스배출관에는,
상기 공정가스 및 안정화가스를 상기 실린더의 내벽측으로 유도함과 아울러 상기 공정가스의 배출과정에서 상기 안정화가스가 상기 공정가스배출관으로 유입되는 것을 방지하는 차단판이 마련된 것을 특징으로 하는 고순도 가스 공급장치.
The method according to claim 1 or 2,
The process gas discharge pipe,
A high purity gas supply device, characterized in that a blocking plate is provided to guide the process gas and the stabilizing gas to the inner wall side of the cylinder and to prevent the stabilizing gas from flowing into the process gas discharge pipe during the discharge of the process gas.
제3항에 있어서,
상기 차단판은,
외측으로 갈수록 두께가 얇아지도록 상면이 경사진 것을 특징으로 하는 고순도 가스 공급장치.
The method of claim 3,
The blocking plate,
High purity gas supply apparatus characterized in that the top surface is inclined so that the thickness becomes thinner toward the outside.
제2항에 있어서,
상기 드레인부는,
상기 드레인라인에 직접 연결되어 상기 응축된 안정화가스의 배출속도를 조절하는 오리피스를 포함하는 고순도 가스 공급장치.
The method of claim 2,
The drain portion,
And an orifice connected directly to the drain line to adjust a discharge rate of the condensed stabilizing gas.
제5항에 있어서,
상기 드레인부는,
상기 오리피스의 후단에서 드레인되는 상기 응축된 안정화가스를 일시 가두어 두고, 상기 가두어진 응축된 안정화가스를 외부로 배출하는 것을 특징으로 하는 고순도 가스 공급장치.
The method of claim 5,
The drain portion,
And temporarily confine the condensed stabilizing gas drained from the rear end of the orifice and discharge the condensed condensed stabilizing gas to the outside.
제6항에 있어서,
상기 드레인부는,
상기 오리피스의 후단에 직렬연결된 제1밸브 및 제2밸브와,
상기 제1밸브 및 제2밸브 사이의 압력을 검출하는 압력센서와,
상기 제1밸브 및 제2밸브 사이 공간을 진공상태로 만들고, 상기 제1밸브 및 제2밸브 사이 공간에 유입된 상기 응축된 안정화가스를 외부로 배출하는 진공발생부를 더 포함하는 고순도 가스 공급장치.
The method of claim 6,
The drain portion,
A first valve and a second valve connected to a rear end of the orifice,
A pressure sensor detecting a pressure between the first valve and the second valve;
And a vacuum generating unit for making a space between the first valve and the second valve into a vacuum state and discharging the condensed stabilizing gas introduced into the space between the first valve and the second valve to the outside.
제7항에 있어서,
상기 드레인부는,
상기 제1밸브가 닫힌 상태, 상기 제2밸브가 열린 상태에서 상기 진공발생부에 의해 상기 제1밸브와 상기 제2밸브 사이의 공간이 진공상태로 되며,
상기 제2밸브가 닫혀 상기 진공상태가 유지되는 상태에서 상기 제1밸브가 열려 상기 저장부의 상기 응축 안정화가스가 상기 제1밸브와 제2밸브의 사이로 유입되도록 하며,
유입된 상기 응축 안정화가스의 압력이 설정압력이 되면, 상기 제1밸브를 닫고, 상기 제2밸브를 열어 상기 진공발생부를 통해 상기 응축 안정화가스를 드레인시키는 것을 특징으로 하는 고순도 가스 공급장치. The method of claim 7, wherein
The drain portion,
In the state in which the first valve is closed and the second valve is opened, the space between the first valve and the second valve is made into a vacuum state by the vacuum generator,
The first valve is opened while the second valve is closed to maintain the vacuum state, so that the condensation stabilizing gas flows in between the first valve and the second valve, and
And when the pressure of the introduced condensation stabilization gas reaches a set pressure, closes the first valve and opens the second valve to drain the condensation stabilization gas through the vacuum generator.
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