KR101159656B1 - 원료 공급장치 및 공급 방법 - Google Patents

원료 공급장치 및 공급 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원료 공급장치 및 공급 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 반도체 처리장치의 공정챔버에 공정시 필요한 원료를 공급함에 있어서 비상 상황 발생시에도 안정적으로 공급할 수 있는 원료 공급장치 및 공급 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 원료 공급장치는 원료 공급원으로부터 원료를 공급받아 저장하는 원료 저장부; 상기 원료 저장부에 저장된 원료를 배출시키는 원료 배출관; 상기 원료 배출관에 장착되어 원료 배출관을 개폐하는 적어도 한 개 이상의 개폐밸브; 및 상기 개폐밸브에 연결되어 비상 상황 발생시 상기 원료 저장부에 저장된 원료가 상기 원료 배출관을 통해 배출되도록 상기 개폐밸브를 비상 상황이 발생하기 직전의 상태와 동일한 상태로 유지하도록 제어하는 제어밸브; 를 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따르면 비상 상황 발생시에도 중단없이 공정 챔버에 케미컬을 공급할 수 있고, 비상 상황에 대처하도록 여유시간을 확보할 수 있다. 중단없이 케미컬을 공급함으로써 반도체 처리 공정의 중단을 방지하여 생산성을 높일 수 있다. 또한 보조 원료 공급장치를 장착할 필요가 없으므로, 비용을 절감하고 장치를 소형화할 수 있다.

Description

원료 공급장치 및 공급 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SUPPLYING MATERIAL}
본 발명은 원료 공급장치 및 공급 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 반도체 처리장치의 공정챔버에 공정시 필요한 원료를 공급함에 있어서 비상 상황 발생시에도 안정적으로 공급할 수 있는 원료 공급장치 및 공급 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체를 제조하기 위한 증착 공정, 식각 공정, 확산 공정, 세정 공정, 이온주입공정 등의 다수의 처리 공정들은 반도체 처리장치에 구비된 공정 챔버 내에서 수행된다. 이러한 처리 공정에는 공정의 특성과 용도에 따라 여러 가지 다양한 원료들이 사용되는데, 이러한 원료들은 반도체 처리장치에 구비된 원료 공급장치를 통해 공급된다.
원료 공급장치는 일반적으로 원료를 저장하는 벌크 저장조 및 프로세스 저장조, 원료에 공급압력을 제공하는 푸쉬가스를 공급하는 푸쉬가스 공급부, 프로세스 저장조로부터 공급받은 케미컬에 포함된 푸쉬가스를 제거하는 탈기부, 탈기부로부터 공급받은 원료를 상기 공정 챔버 내로 투입하는 원료 투입부를 포함하여 구성되며, 각각의 구성요소를 연결하는 연결라인에는 에어 밸브가 장착되어 있어 원료 또는 푸쉬가스의 공급 여부를 담당한다.
종래에는 이러한 에어 밸브를 제어하기 위해 싱글 솔레노이드 밸브를 사용하였다. 솔레노이드밸브는 솔레노이드 특성을 이용한 밸브로서 유체나 기체의 흐름을 완전 닫힘 또는 완전 열림 방식으로 조절하는데 사용되며, 그 중 싱글 솔레노이드 밸브는 전원의 온-오프에 따라 밸브의 개폐가 결정된다. 이러한 싱글 솔레노이드 밸브를 사용하는 종래의 원료 공급장치는 밸브 제어장비의 고장, 전기공급 중단 등의 비상상황이 발생하는 경우에는 싱글 솔레노이드 밸브가 에어 밸브에 에어공급을 중단시킨다. 그 결과 모든 밸브는 초기 상태로 복구되는데, 비상 상황 발생시의 밸브 상태와 관계없이 상시 열림 밸브는 열린 상태로, 상시 닫힘 밸브는 닫힌 상태로 복귀한다. 이로 인해 원료 공급장치는 계속해서 케미컬을 공급할 수 없게 되어 케미컬 공급이 중단되고, 나아가 반도체 처리장치에까지 영향을 미쳐 반도체 처리공정을 중단시킨다.
이러한 문제를 해결하기 위해 주 원료 공급장치 외에 이와 동일한 보조 원료 공급장치를 더 설치하여 케미컬의 공급이 중단되지 않도록 하였으나, 경제적 비용의 증가를 초래하고 보조 원료 공급장치에도 전원공급이 중단되는 경우에는 결국 케미컬 공급이 중단되는 문제점이 있었다.
본 발명은 비상 상황 발생시에도 중단없이 공정 챔버에 케미컬을 공급할 수 있는 원료 공급장치를 제공한다.
또한 본 발명은 케미컬 공급 중단의 가능성을 예방하고, 비상 상황 발생시에도 비상 상황에 대처하도록 여유시간을 확보할 수 있는 원료 공급장치를 제공한다.
본 발명에 따른 원료 공급장치는 원료 공급원으로부터 원료를 공급받아 저장하는 원료 저장부; 상기 원료 저장부에 저장된 원료를 배출시키는 원료 배출관; 상기 원료 배출관에 장착되어 원료 배출관을 개폐하는 적어도 한 개 이상의 개폐밸브; 및 상기 개폐밸브에 연결되어 비상 상황 발생시 상기 원료 저장부에 저장된 원료가 상기 원료 배출관을 통해 배출되도록 상기 개폐밸브를 비상 상황이 발생하기 직전의 상태와 동일한 상태로 유지하도록 제어하는 제어밸브; 를 포함한다.
본 발명에 따른 원료 공급장치에 있어서, 원료 배출관을 통해 원료 저장부로부터 원료를 공급받아 공정 챔버 내로 투입하는 원료 투입부;를 포함한다.
이 경우 상기 원료 저장부에 공급압력을 제공하여 원료가 원료 투입부로 이송되도록 푸쉬가스를 공급하는 푸쉬가스 공급부; 상기 푸쉬가스 공급부와 원료 저장부를 연통시키는 푸쉬가스 공급관; 상기 푸쉬가스 공급관에 장착되어 푸쉬가스 공급관을 개폐하는 적어도 한 개 이상의 개폐밸브;를 포함하며, 상기 제어밸브는 상기 각 개폐밸브에 장착되어 비상 상황 발생시 상기 개폐밸브를 비상 상황이 발생하기 직전의 상태와 동일한 상태로 유지하도록 제어한다.
본 발명에 따른 원료 공급장치에 있어서, 원료 저장부는 원료 투입부에 원료를 공급하는 프로세스 저장조 및 상기 프로세스 저장조에 원료를 보충시키는 벌크 저장조로 구성되며, 상기 벌크 저장조 및 프로세스 저장조에 공급압력을 제공하여 원료가 원료 투입부로 이송되도록 푸쉬가스를 공급하는 푸쉬가스 공급부; 상기 벌크 저장조와 푸쉬가스 공급부를 연통시키는 제1 푸쉬가스 공급관; 상기 프로세스 저장조와 푸쉬가스 공급부를 연통시키는 제2 푸쉬가스 공급관; 상기 제2 푸쉬가스 공급관에 장착되어 제2 푸쉬가스 공급관을 개폐하는 적어도 한 개 이상의 개폐밸브를 포함하며, 상기 제어밸브는 상기 각 개폐밸브에 장착되어 비상 상황 발생시 상기 개폐밸브를 비상 상황이 발생하기 직전의 상태와 동일한 상태로 유지하도록 제어한다.
이 경우 원료 배출관과 연통되며, 원료 배출관과 연통되며, 프로세스 저장조로부터 공급받은 원료에 포함된 푸쉬가스를 제거하는 탈기부; 상기 탈기부를 진공으로 형성시키는 탈기부 진공펌프; 상기 탈기부와 탈기부 진공펌프를 연결하는 연결관에 장착되어 연결관을 개폐하는 적어도 한 개 이상의 개폐밸브를 포함하며, 상기 제어밸브는 상기 각 개폐밸브에 장착되어 비상 상황 발생시 상기 개폐밸브를 비상 상황이 발생하기 직전의 상태와 동일한 상태로 유지하도록 제어한다.
본 발명에 따른 원료 공급장치에 있어서, 벌크 저장조 및 프로세스 저장조 내부의 푸쉬가스를 배기시키는 벤트부; 상기 벌크 저장조와 벤트부를 연통시키는 제1 푸쉬가스 배기관; 상기 프로세스 저장조와 벤트부를 연통시키는 제2 푸쉬가스 배기관; 상기 제2 푸쉬가스 배기관에 장착되어 제2 푸쉬가스 배기관을 개폐하는 적어도 한 개 이상의 개폐밸브를 포함하며, 상기 제어밸브는 상기 각 개폐밸브에 장착되어 비상 상황 발생시 상기 개폐밸브를 비상 상황이 발생하기 직전의 상태와 동일한 상태로 유지하도록 제어한다.
본 발명에 따른 원료 공급장치에 있어서, 제어밸브는 래칭 솔레노이드 밸브 또는 복동형 솔레노이드 밸브인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 원료 공급방법은 원료 공급원으로부터 원료를 공급받아 원료 저장부에 저장하는 단계; 푸쉬가스 공급원과 연결된 개폐 밸브를 제어하여 상기 원료 저장부에 푸쉬가스를 공급하고, 상기 원료 저장부에 저장된 원료를 원료 배출관으로 이송하는 단계; 상기 원료 배출관에 연결된 개폐 밸브를 제어하여 상기 원료를 원료 투입부로 이송하는 단계; 상기 원료 투입부에 연결된 개폐 밸브를 제어하여 상기 원료를 공정 챔버로 공급하는 단계;를 포함하며 공정 도중 비상 상황 발생 시 상기 각각의 개폐 밸브를 비상 상황이 발생하기 직전의 상태와 동일한 상태를 유지하도록 제어한다.
본 발명의 실시예들에 따르면 비상 상황 발생시에도 중단없이 공정 챔버에 케미컬을 공급할 수 있고, 비상 상황에 대처하도록 여유시간을 확보할 수 있다. 중단없이 케미컬을 공급함으로써 반도체 처리 공정의 중단을 방지하여 생산성을 높일 수 있다.
또한 보조 원료 공급장치를 장착할 필요가 없으므로, 비용을 절감하고 장치를 소형화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원료 공급장치의 상세구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원료 공급장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 원료가 공정챔버에 투입되는 공정의 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 원료 공급장치 및 공급 방법에 관하여 구체적으로 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원료 공급장치의 상세구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원료 공급장치의 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 원료 공급장치는 원료를 저장 및 공급하는 원료 저장부(10); 원료 저장부(10)로부터 공급받은 원료를 상기 공정 챔버(2) 내로 투입하는 원료 투입부(50); 원료 저장부(10)와 원료 투입부(50)를 연통시키는 원료 배출관(L41, L51); 원료 배출관(L41, L51)에 장착되어 원료 배출관(L41, L51)을 개폐하는 개폐밸브(도 2의 A2, A3); 및 개폐밸브에 장착되어 비상 상황 발생시에도 개폐밸브가 상황 발생 당시 상태와 동일한 상태로 유지하도록 제어하는 제어밸브(미도시);를 포함하여 구성된다.
원료 공급장치(1)를 통해 반도체 처리장치의 공정 챔버(2) 내로 투입되는 원료는 공정 특성에 따라 기체 또는 액체 등의 다양한 유체로 형성될 수 있는데, 본 발명에서는 원료가 액상인 것을 예시한다. 원료는 그 특성에 따라 유동이 쉽지 않은 종이 있는데, 이러한 원료를 이동시키기 위해 원료가 저장된 저장부나 원료가 이송되는 배관에 푸쉬가스를 공급하여 원료에 유동을 준다.
원료 저장부(10)는 원료 공급장치(1)를 통해 공정 챔버(2) 내로 제공되는 원료를 저장하고 공급하는 장치로서, 장치 외부의 원료 공급원(5)으로부터 원료를 공급받아 공정 챔버(2)로 투입될 케미컬을 원료 공급장치(1)에 내에 임시로 저장하는 장치이다. 원료 저장부(10)는 반응성이 높은 케미컬과 같은 원료를 저장하므로, 내식성 및 내화학성이 높은 물질, 예를 들면 스테인레스 강과 같은 물질을 사용하는 것이 바람직하다.
원료 저장부(10)는 벌크 저장조(12) 및 프로세스 저장조(14)로 구성될 수 있는데, 벌크 저장조(12)는 원료 공급관(L11)을 통해 원료 공급원(5)으로부터 공급받은 원료를 저장하였다가 프로세스 저장조(14)로 공급하는 저장장치로서 원료 공급원(5)으로부터 원료 공급이 단절되더라도 일정 시간동안 프로세스 저장조(14)에 원료를 공급하는 버퍼(buffer) 역할을 한다. 프로세스 저장조(14)는 저장조 연결관(L12)를 통해 벌크 저장조(14)로부터 원료를 공급받아 원료 투입부(50)에 원료를 공급한다. 반도체 처리 공정 도중 원료 공급원(5)으로부터 공급이 단절되는 경우에도 두 개의 저장조(12, 14)에 의해, 대처하기 위한 시간적 여유를 얻을 수도 있다. 원료 공급관(L11) 및 저장조 연결관(L12)은 원료 저장부(10)와 마찬가지로 내식성 및 내화학성이 높은 물질로 구성될 수 있다. 실시예에서는 원료 공급장치 내부의 저장조를 2개인 것을 예시하였으나, 이에 한정되는 것이 아니라 그 이상의 저장조를 설치할 수 있다.
원료 투입부(50)는 공정 챔버(2) 내에 원료를 투입하는 장치로서, 원료 배출관(L41, L51)을 통해 원료 저장부(10)로부터 공급받은 원료를 공정 챔버(2) 내에 투입시킨다. 원료 투입부(50)에 인접한 원료 배출관(L51)은 공정 챔버(2)에 원료 투입 편의를 위해 여러개의 배관으로 분기되어 원료 투입부(50)에 원료를 공급할 수 있다. 원료 투입부(50)에는 원료 투입부(50) 배관을 세정하기 위한 퍼지가스 공급부(52)가 연결될 수 있다. 수동 밸브(MV)를 통해 원료 투입부와 연결되어 있어, 필요한 경우 수동 밸브(MV)를 조절하여 퍼지가스, 예를 들면 질소(N2)가스를 주입하여 원료 투입부(50)를 세정한다.
본 발명에 따른 원료 공급장치(1)는 원료 저장부(10)에 공급압력을 제공하여 원료가 원료 투입부(50)로 이송되도록 푸쉬가스를 공급하는 푸쉬가스 공급부(30)를 더 구비할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 일부 원료는 작은 유동성을 갖기 때문에 이동이 어려우며, 이를 이동시키기 위해서는 가압하여 이동시키는 가스, 즉 푸쉬가스가 필요하다. 푸쉬가스는 반응성이 작은 가스, 예를 들면 헬륨(He) 등의 불활성 가스를 사용할 수 있다. 푸쉬가스 공급부(30)는 푸쉬가스 공급관을 통해 원료 저장부(10)와 연통되는데, 원료 저장부(10)가 벌크 저장조(12) 및 프로세스 저장조(14)로 구성되는 경우에는 벌크 저장조(12)는 제1 푸쉬가스 공급관(L31)과, 프로세스 저장조(14)는 제2 푸쉬가스 공급관(L32)와 연통되어 푸쉬가스를 공급받는다. 푸쉬가스 공급관(L31, L32)들은 각각의 저장조(12, 14)에 직접 연결되거나, 벌크 저장조(12) 또는 프로세스 저장조(14)에 연결된 원료 공급관(L11) 또는 (L12)에 연결될 수 있으며, 이에 한정되는 것이 아니라 푸쉬가스 공급을 통해 원료를 이송시킬 수 있는 형태라면 다양하게 연결될 수 있다.
제1 및 제2 푸쉬가스 공급관(L31, L32)에는 각각 공급되는 푸쉬가스의 압력을 조절하는 레귤레이터(REG : REG1, REG2)가 장착되어 있다. 레귤레이터(REG)는 공정에 따라 적정하게 설정된 정압의 푸쉬가스를 벌크 저장조(12) 또는 프로세스 저장조(14)에 공급한다.
본 발명에 따른 원료 공급장치(1)는 프로세스 저장조(14)로부터 공급받은 원료에 포함된 푸쉬가스를 제거하는 탈기부(degaser, 40)를 더 구비할 수 있다. 탈기부(40)는 원료 배출관(L41, L51)과 연통되어 프로세스 저장조(14)와 원료 투입부(50) 사이에 배치된다. 이 때, 원료 배출관은 프로세스 저장조(14)와 탈기부(40) 사이에 구비되는 제1 원료 배출관(L41)과, 탈기부(40)와 원료 투입부(50) 사이에 구비되는 제2 원료 배출관(L51)으로 구분된다. 탈기부(40)는 제1 원료 배출관(L41)을 통해 프로세스 저장조(14)로부터 공급받은 원료에 혼합된 푸쉬가스를 제거하여 원료의 순도를 높인다. 푸쉬가스가 제거된 원료는 제2 원료 배출관(L51)를 통해 원료 투입부(50)에 도달한다. 푸쉬가스를 효율적으로 제거하기 위해 탈기부(40)를 진공으로 형성시키기 위한 탈기부 진공펌프(42)가 연결관(L42)을 통해 더 구비될 수 있다.
본 발명에 따른 원료 공급장치(1)는 벤트부(60)를 더 구비할 수 있다. 벤트부(60)는 원료 저장부(10) 내부 또는 원료가 이송되는 각종 배관 내의 푸쉬가스를 제거하기 위한 장치로서, 벌크 저장조(12) 및 프로세스 저장조(14)와 연통된다. 예를 들면, 벌크 저장조(12)와 연통되는 제1 푸쉬가스 배기관(L61)은 벌크 저장조(12)에 직접 연결될 수도 있고, 벌크 저장조(12)와 연결되는 제1 푸쉬가스 공급관(L31)에 연결될 수도 있다. 또한 프로세스 저장조(14)와 연통되는 제2 푸쉬가스 배기관(L62)는 프로세스 저장조(14)와 직접 연결될 수도 있고, 프로세스 저장조(14)와 연결되는 제2 푸쉬가스 공급관(L32)에 연결될 수도 있다.
본 발명에 따른 원료 공급장치(1)는 원료 배출관(L41, L51), 또는 푸쉬가스 공급관과 연결된 진공형성부(70)를 더 구비할 수 있는데, 진공형성부(70)는 이들 각종 배관에 진공을 형성하여 배관을 세정한다. 각종 배관 내부에는 원료들이 남아 있어서 유해연기(fume)를 발생시키거나 원료들이 대기와 접촉하여 화제나 인체에 유해한 물질을 발생시키는 것을 방지하기 위해 배관을 세정한다.
일 실시예에 따른 본 발명의 구성요소들은 앞서 설명한 바와 같은 각종 배관들, 예컨대 저장조 연결관(L12), 원료 배출관(L41, L51), 제1 및 2 푸쉬가스 공급관(L31, L32), 제1 및 제2 푸쉬가스 배기관(L61, L62) 등으로 연결되어 있는데, 이러한 배관들에는 도 1에 도시된 바와 같이 배관을 따라 복수개의 개폐밸브(AV : AV1A ~ )들이 장착되어 있다. 배관을 따라 장착된 개폐밸브는 장착된 배관의 유체 흐름을 허용하거나 차단하는 역할을 한다. 본 발명에서의 개폐밸브는 이러한 역할을 용이하게 하는 에어밸브인 것을 예시로 한다. 에어 밸브는 전기적 신호에 의해 구동되는 제어 밸브와 매니폴드 방식으로 연결되어 제어 밸브의 개폐에 의해 에어가 에어 밸브에 공급되거나 차단됨으로써 에어 밸브가 개폐된다.
개폐밸브에 연결되어 개폐밸브의 개폐 여부를 제어하는 제어밸브(미도시)는 예컨대 전류가 흐르면 가동철심이 강한 자석이 되는 전자석을 이용하는 일종의 전자 밸브인 솔레노이드 밸브가 사용될 수 있다. 종래에는 일반적으로 싱글 솔레노이드 밸브가 사용되었는데, 상술한 바와 같이 싱글 솔레노이드 밸브는 비상 상황시에 밸브를 밸브 초기상태로 복구시킨다는 문제가 있었다. 여기서 비상 상황이라 함은 외부에서 공급되는 전원이 차단, 밸브 제어부의 고장, 내부 전기장치의 고장 등의 상황을 의미한다. 따라서 이러한 비상상황시에도 초기상태로 복구하지 않고, 비상상황 발생 당시의 상태 그대로 유지되는 제어밸브가 장착될 수 있다. 이러한 제어 밸브는 전원이 차단되고도 전원 차단시의 상태를 유지하는 래칭 솔레노이드 밸브 또는 자력을 발생시키는 코일이 이동철심 양쪽에 존재하여 전원 차단시의 상태를 유지하는 복동형 솔레노이드 밸브로 구비되는 것이 바람직하다.
특히 본 실시예에서는 도 1에서와 같이 점선 원 안에 도시된 밸브들, 즉 푸쉬가스 공급부(30)와 프로세스 저장조(14)를 연통시키는 배관들(L32, L12)에 장착되는 개폐밸브(AV1B, AV9B), 원료 저장부(10)와 원료 투입부(50)를 연통시키는 원료 배출관(L41, L51)에 장착되는 개폐밸브(AV10B, AV5B, AV16, AV17, AV11 ~ AV14)는 비상상황 발생 당시의 상태 그대로 유지되는 제어밸브에 의해 제어된다(즉 도 2에서 A1 내지 A4에 해당하는 위치에 장착됨).
또한 벤트부(60)를 벌크 저장조(12) 및 프로세스 저장조(14)와 연통시키는 제2 푸쉬가스 배기관(L62)에 장착되는 개폐밸브(AV4B)는 비상상황 발생 당시의 상태 그대로 유지되는 제어밸브, 즉 래칭 솔레노이드 밸브 또는 복동형 솔레노이드 밸브로 구비되는 것이 바람직하다(도 2에서 A4에 해당하는 위치에 장착됨).
탈기부(40)와 탈기부 진공펌프(42)를 연결하는 연결관(L42)에 장착된 에어벨브(AV19)는 비상상황 발생 당시의 상태 그대로 유지되는 제어밸브, 즉 래칭 솔레노이드 밸브 또는 복동형 솔레노이드 밸브로 구비되는 것이 바람직하다(도 2에서 A5에 해당하는 위치에 장착됨).
푸쉬가스 공급관(L31, L32), 푸쉬가스 배기관(L61, L62) 등에는 푸쉬가스의 역류를 방지하기 위한 체크 밸브(CV)들이 장착되어 있고, 배관 내 압력을 측정하기 위한 압력측정기(PT, Pressure Transducer)가 장착되어 있다. 제어부(미도시)는 반도체 처리공정에 따라 이러한 밸브를 개방하고 폐쇄하고, 푸쉬가스의 압력을 조절하는 등 밸브 작동의 전반을 제어한다.
이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원료 공급장치의 작동 및 원료 공급방법에 대해 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 원료가 공정챔버에 투입되는 공정의 흐름도이다.
도 1 및 도 3을 참조하여 원료가 공정챔버에 투입되는 공정을 살펴보면, 우선 원료 공급원(5)으로부터 원료를 공급받아 벌크 저장조(12)에 저장시킨다(S 10). 이 때 원료 공급원(5)으로부터 벌크 저장조(12)에 이르는 배관에 장착된 개폐밸브(AV8A, AV10A)는 모두 개방된다. 이러한 개폐밸브의 개방 또는 폐쇄는 개폐밸브에 장착된 제어밸브의 제어에 의한다(이하 모두 동일함.) 원료는 벌크 저장조(12) 방향으로 개방된 개폐밸브 AV8A와 AV10A를 순차적으로 지나 벌크 저장조(12)에 저장된다. 원료 공급원(5)으로부터 공급되는 원료가 벌크 저장조(12)에 기설정된 적정 용량에 이르면, 원료 공급관(L11)에서 벌크 저장조(12)로 들어가는 방향의 개폐밸브(AV8A)가 폐쇄된다.
그리고 나서 벌크 저장조(12)에 저장된 원료를 프로세스 저장조(14)로 보내기 위해 푸쉬가스가 공급된다. 이 때 푸쉬가스 공급부(30)와 벌크 저장조(12)를 연통시키는 제1 푸쉬가스 공급관(L31)에 장착된 개폐밸브(AV1A, AV2A, AV9A)는 모두 개방된다. 푸쉬가스는 푸쉬가스 공급부(30)에서 공급되어 제1 푸쉬가스 공급관(L31)에 장착된 레귤레이터(REG2)에서 적정 압력으로 조정되며, 개방되어 있는 개폐밸브 AV1A, AV2A, AV9A를 순차적으로 지나 벌크 저장조(12)에 도달하고, 벌크 저장조(12)에 저장된 원료를 가압하여 밀어낸다.
벌크 저장조(12)에 저장된 원료는 푸쉬가스에 의해 가압되어 프로세스 저장조(14)로 공급되어 프로세스 저장조(14)를 채운다(S 30). 그러기 위해서 벌크 저장조(12)에서 프로세스 저장조(14)에 이르는 저장조 연결관(L12)에 장착된 개폐밸브(AV10A, AV8A, AV3A, AV9B)가 모두 개방된다. 원료는 저장조 연결관(L12)를 따라 순차적으로 개폐밸브 AV10A, AV8A, AV3A, AV9B를 통과하여 프로세스 저장조(14)에 저장된다. 프로세스 저장조(14)에 저장되는 원료가 기설정된 적정 용량에 이르면, 연결관(L12)에 장착된 개폐밸브(AV10A, AV8A, AV3A, AV9B)가 폐쇄되어 더 이상 벌크 저장조(12)로부터 원료가 공급되지 않는다. 또한 푸쉬가스 공급부(30)로부터 벌크 저장조(12)로 푸쉬가스를 공급하는 푸쉬가스 공급관(L31)에 개폐밸브(AV1A, AV2A, AV9A)도 폐쇄된다.
그리고 나서 프로세스 저장조(14)에 저장된 원료를 원료 투입부(50)에 공급하기 위해 프로세스 저장조(14)에 푸쉬가스를 공급한다(S 40). 이 때 푸쉬가스 공급부(30)와 프로세스 저장조(14)를 연통시키는 배관, 본 실시예에서는 제2 푸쉬가스 공급관(L31)와 저장조 연결관(L12) 일부에 장착된 개폐밸브(AV1B, AV9B)는 모두 개방된다. 푸쉬가스는 푸쉬가스 공급부(30)에서 공급되어 제2 푸쉬가스 공급관(L32)에 장착된 레귤레이터(REG1)에서 적정 압력으로 조정되며, 개방되어 있는 개폐밸브 AV1B, AV9B를 순차적으로 지나 프로세스 저장조(14)에 도달하고, 프로세스 저장조(14)에 저장된 원료를 가압하여 밀어낸다. 프로세스 저장조(14)에 저장된 원료가 계속해서 원료 투입부(50)로 빠져나가 프로세스 저장조(14)에 저장된 원료 용량이 일정 수준이하로 떨어지면, 벌크 저장조(12)로부터 다시 원료를 공급받아 프로세스 저장조(14)를 채울 수 있다.
프로세스 저장조(14)로부터 가압되어 배출되는 원료는 원료 투입부(50)로 공급된다(S 50). 이때 프로세스 저장조(14)와 원료 투입부(50)를 연통시키는 원료 배출관(L41, L51)에 장착되어 있는 개폐밸브(AV10B, AV5B, AV16, AV17, AV11 ~ 14)는 모두 개방된다. 원료 배출관(L41, L51)과 연통되는 탈기부(40)가 더 구비되는 경우에는 프로세스 저장조(14)로부터 배출된 원료는 개폐밸브 AV10B, AV5B, AV16을 순차적으로 지나 탈기부(40)에 도달하여, 원료에 포함된 푸쉬가스가 제거된다. 탈기부(40)에서 푸쉬가스가 제거되어 순도가 높아진 원료는 개폐밸브 AV17를 지나 분기된 제2 원료 배출관(L51)에 장착된 각 개폐밸브(AV11 ~ 14)를 통해 원료 투입부(50)에 도달하고, 공정챔버에 원료를 투입시킨다(S 60).
이와 같은 원료가 공정챔버에 투입되는 공정 중에, 전원 공급중단, 밸브제어장치 고장 등의 비상 상황이 발생하더라도, 도 1에서 점선 원 안에 표시한 개폐밸브(AV9B, AV10B, AV5B, AV16, AV17, AV11 ~ AV 14)는 래칭 솔레노이드 밸브 등과 같이 전원이 공급이 중단되어도 중단 당시의 상태가 그대로 유지되는 제어밸브가 장착되기 때문에, 원료 공급이 중단되지 않고 일정시간 계속해서 원료가 공급될 수 있다. 즉, 벌크 저장조(12)로부터 공급되는 원료가 없더라도 프로세스 저장조(14)에 원료가 저장되어 있고, 원료 배출관(L41, L51)이 비상상황 전과 마찬가지로 개방되어 있고, 프로세스 저장조(14)에 저장된 원료에 압력을 가하는 제2 푸쉬가스 공급관(L32)이 비상 상황 직전과 마찬가지로 개방되어 있기 때문이다. 프로세스 저장조(14)에 저장된 원료가 전부 소모될 때까지 원료 공급이 될 수 있을 뿐 아니라, 원료가 전부 소모될 때까지 상당한 시간이 소요되므로, 비상 상황을 수습하여 정상 상황으로 복귀시킬만한 시간을 충분히 확보할 수 있다.
이와 마찬가지로, 벤트부(60)를 통해 푸쉬가스를 배기하는 공정을 살펴보면,벤트부(60)와 프로세스 저장조(14)를 연통하는 제2 푸쉬가스 배기관(L62)에 장착된 에어밸브(AV4B)가 래칭 솔레노이드 밸브와 같은 제어밸브로 제어되므로, 비상상황이 발생하더라도 비상 상황 전과 동일하게 에어밸브(AV4B) 상태가 유지되고 정상적인 공정이 진행된다.
본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.
1 : 원료 공급 장치 2 : 공정 챔버
5 : 원료 공급원 10: 원료 저장부
12 : 벌크 저장조 14 : 프로세스 저장조
30 : 푸쉬가스 공급부 40 : 탈기부
42 : 탈기부 진공펌프 50 : 원료 투입부
52 : 퍼지가스 공급부 60 : 벤트부
70 : 진공형성부
L31 : 제1 푸쉬가스 공급관 L32 : 제2 푸쉬가스 공급관
L41 : 제1 원료 배출관 L51 : 제2 원료 배출관
L61 : 제1 푸쉬가스 배기관 L62 : 제2 푸쉬가스 배기관

Claims (8)

  1. 원료 공급원으로부터 원료를 공급받아 저장하는 원료 저장부;
    상기 원료 저장부에 저장된 원료를 배출시키는 원료 배출관;
    상기 원료 배출관에 장착되어 원료 배출관을 개폐하는 적어도 한 개 이상의 개폐밸브; 및
    상기 개폐밸브에 연결되어 비상 상황 발생시 상기 원료 저장부에 저장된 원료가 상기 원료 배출관을 통해 배출되도록 상기 개폐밸브를 비상 상황이 발생하기 직전의 상태와 동일한 상태로 유지하도록 제어하는 제어밸브;
    를 포함하는 원료 공급장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 원료 배출관을 통해 원료 저장부로부터 원료를 공급받아 공정 챔버 내로 투입하는 원료 투입부;
    를 포함하는 원료 공급장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 원료 저장부에 공급압력을 제공하여 원료가 원료 투입부로 이송되도록 푸쉬가스를 공급하는 푸쉬가스 공급부;
    상기 푸쉬가스 공급부와 원료 저장부를 연통시키는 푸쉬가스 공급관;
    상기 푸쉬가스 공급관에 장착되어 푸쉬가스 공급관을 개폐하는 적어도 한 개 이상의 개폐밸브;를 포함하며,
    상기 제어밸브는 상기 각 개폐밸브에 장착되어 비상 상황 발생시 상기 개폐밸브를 비상 상황이 발생하기 직전의 상태와 동일한 상태로 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 원료 공급 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 원료 저장부는 원료 투입부에 원료를 공급하는 프로세스 저장조 및 상기 프로세스 저장조에 원료를 보충시키는 벌크 저장조로 구성되며,
    상기 벌크 저장조 및 프로세스 저장조에 공급압력을 제공하여 원료가 원료 투입부로 이송되도록 푸쉬가스를 공급하는 푸쉬가스 공급부;
    상기 벌크 저장조와 푸쉬가스 공급부를 연통시키는 제1 푸쉬가스 공급관;
    상기 프로세스 저장조와 푸쉬가스 공급부를 연통시키는 제2 푸쉬가스 공급관;
    상기 제2 푸쉬가스 공급관에 장착되어 제2 푸쉬가스 공급관을 개폐하는 적어도 한 개 이상의 개폐밸브를 포함하며,
    상기 제어밸브는 상기 각 개폐밸브에 장착되어 비상 상황 발생시 상기 개폐밸브를 비상 상황이 발생하기 직전의 상태와 동일한 상태로 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 원료 공급장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 원료 배출관과 연통되며, 프로세스 저장조로부터 공급받은 원료에 포함된 푸쉬가스를 제거하는 탈기부;
    상기 탈기부를 진공으로 형성시키는 탈기부 진공펌프;
    상기 탈기부와 탈기부 진공펌프를 연결하는 연결관에 장착되어 연결관을 개폐하는 적어도 한 개 이상의 개폐밸브를 포함하며,
    상기 제어밸브는 상기 각 개폐밸브에 장착되어 비상 상황 발생시 상기 개폐밸브를 비상 상황이 발생하기 직전의 상태와 동일한 상태로 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 원료 공급장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 벌크 저장조 및 프로세스 저장조 내부의 푸쉬가스를 배기시키는 벤트부;
    상기 벌크 저장조와 벤트부를 연통시키는 제1 푸쉬가스 배기관;
    상기 프로세스 저장조와 벤트부를 연통시키는 제2 푸쉬가스 배기관;
    상기 제2 푸쉬가스 배기관에 장착되어 제2 푸쉬가스 배기관을 개폐하는 적어도 한 개 이상의 개폐밸브를 포함하며,
    상기 제어밸브는 상기 각 개폐밸브에 장착되어 비상 상황 발생시 상기 개폐밸브를 비상 상황이 발생하기 직전의 상태와 동일한 상태로 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 원료 공급장치.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어밸브는 래칭 솔레노이드 밸브 또는 복동형 솔레노이드 밸브인 원료 공급장치.
  8. 원료 공급원으로부터 원료를 공급받아 원료 저장부에 저장하는 단계;
    푸쉬가스 공급원과 연결된 개폐 밸브를 제어하여 상기 원료 저장부에 푸쉬가스를 공급하고, 상기 원료 저장부에 저장된 원료를 원료 배출관으로 이송하는 단계;
    상기 원료 배출관에 연결된 개폐 밸브를 제어하여 상기 원료를 원료 투입부로 이송하는 단계;
    상기 원료 투입부에 연결된 개폐 밸브를 제어하여 상기 원료를 공정 챔버로 공급하는 단계;를 포함하며
    공정 도중 비상 상황 발생 시 상기 각각의 개폐 밸브를 비상 상황이 발생하기 직전의 상태와 동일한 상태를 유지하도록 제어하는 원료 공급 방법.
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