KR101335094B1 - 케미컬 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 케미컬 공급장치는 케미컬 및 상기 케미컬과의 반응성이 낮은 질소와 같은 가스가 주입되어 있는 비닐백을 그 내부에 포함하는 캐니스터; 상기 캐니스터의 케미컬을 일부 작업공정에 필요한 양만큼씩 주기적으로 공급받아 저장하며, 상기 저장된 케미컬에 포함된 기포를 제거한 후 토출장비측으로 공급하도록 된 버퍼탱크; 및 상기 캐니스터와 버퍼탱크 사이에 설치되고, 캐니스터 내의 케미컬을 저속/저유량 흡입하여 자체 충진하며, 상기 충진된 케미컬을 버퍼탱크 측으로 고속/고유량 가압 공급하는 가변펌프를 포함한다.

본 발명은 펌프의 작동을 충진과정과 공급과정으로 이원화하고 각 과정에서의 흡입유량과 토출유량을 달리함으로써, 캐니스터 내 잔량의 케미컬을 거품발생 없이 흡입하여 소진하는 한편, 토출장비에서 필요로 하는 토출압으로 제공하게 되는 효과가 있다.

캐니스터, 버퍼, 펌프, 토출장비

Description

케미컬 공급장치{Apparatus for reduction of Residual Chemical}

본 발명은 케미컬 공급장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체장비에 있어 케미컬을 공급하는 캐니스터 내의 잔량을 최소화하기 위한 케미컬 공급장치에 관한 것이다.

도 1은 종래기술의 케미컬 공급장치를 도시한 개략도로서, 동 도면에서 보는 바와 같은 종래기술에 따른 케미컬 공급장치는 크게 케미컬 원료가 충진되는 캐니스터(10)와, 상기 캐니스터(10) 내에 충진된 케미컬(이하, 약액이라 함)을 공급받아 반도체 장비(25)에 안정적으로 공급하기 위한 버퍼(20)로 구성된다.

상기 캐니스터(10) 내에는 약액(12)이 충진되는데, 상기 약액(12)은 비닐백 형태의 카트리지(11)에 포장되어 공급된다.

이때, 상기 카트리지(11) 내에는 약액(12)과 더불어 용매로서 불활성가스 또는 질소(11a)를 충진하여 사용하게 된다.

상기한 바와 같은 카트리지(11)는 캐니스터(10)의 중앙으로 관통 설치된 이송관(16)이 내부에 침지될 수 있도록 장착되고, 상기 이송관(16)을 통해 약액(12)을 버퍼(20)로 공급시키게 된다.

이때, 상기 버퍼(20)의 내부는 저압상태가 아니므로 약액을 이송하기 위해서는 강제이송수단을 필요로 하게 된다.

이와 같은 강제 이송수단으로는 도 1에서 보는 바와 같은 가압펌프(13)가 사용될 수 있는데, 상기 가압펌프(13)는 캐니스터(10) 내부의 압력을 상승시키는 역할을 한다.

상기 가압펌프(13)의 작용에 의해 상승된 캐니스터(10)의 내부압력은 카트리지(11)를 압축시키게 되고, 상기 압축력에 의해 카트리지(11) 내부의 약액(12)을 버퍼(20)까지 이송시키게 된다.

상기 버퍼(20)로 보내진 약액(12)은 다시 방출밸브(24)를 통해 반도체 장비(25)로 보내지게 된다.

이때, 상기 버퍼(20)의 상부에는 약액(12)에 포함된 기포를 외부로 방출시키기 위한 기포배기 밸브(26) 및 버퍼 가압용 공기의 개폐를 제어하는 공기유입 밸브(27)가 설치되도록 할 수 있다.

또한, 상기 버퍼(20)의 일 측면에는 충진된 약액(12)의 수위를 측정함으로써, 약액(12)의 충진 상태가 항상 일정수위 이상을 유지할 수 있도록 하는 레벨센서(23)가 설치된다.

이와 같은 레벨센서(23)가 설치되는 이유는 방출밸브(24)를 통해 기체가 반도체 장비(25)에 유입되는 문제를 예방하기 위함이다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래기술의 케미컬 공급장치는 캐니스터(10) 측에 보관된 약액(12)의 잔량(100~500cc)에 이르게 되면, 버퍼(20)로 공급되는 유속이 매우 빨라지게 되고, 상기와 같이 약액(12)의 유속이 상승하게 되면, 약액(12) 내에 불활성가스(11a)가 미립자의 기포상태로 섞이게 되어 거품이 발생된다.

이때, 발생된 기포는 입자가 작기 때문에 버퍼(20)로 이송된 후, 약액(12)의상층으로 떠오르지 못하고, 약액(12) 내에 섞인 채로 경화되기 때문에 배관 계통 에 심각한 고장을 야기시키게 된다.

따라서, 종래에는 이러한 이유로 인해 약액(12)을 끝까지 사용하지 못하고, 100~500cc 정도의 잔량이 남은 상태에서 폐기하고 있는데, 이는 재료의 낭비 및 작업중단 등의 손실로 이어지고 있다.

특히, 캐니스터 내의 유액 잔량을 파악하기 위해 로드셀이나 압력센서 등과 같은 부가장치를 설치하게 되는데, 이러한 부가장치들은 케미컬 공급장치의 전체구조를 복잡하게 할 뿐, 캐니스터 내의 케미컬 잔량을 저감시키는 데에는 전혀 기여하지 못하는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 캐니스터 내에 잔류하는 케미컬 양을 최소화할 수 있도록하는 케미컬 공급장치를 제공함에 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 케미컬 공급장치는 케미컬 및 상기 케미컬과의 반응성이 낮은 질소와 같은 가스가 주입되어 있는 비닐백을 그 내부에 포함하는 캐니스터; 상기 캐니스터의 케미컬을 일부 작업공정에 필요한 양만큼씩 주기적으로 공급받아 저장하며, 상기 저장된 케미컬에 포함된 기포를 제거한 후 토출장비측으로 공급하도록 된 버퍼탱크; 및 상기 캐니스터와 버퍼탱크 사이에 설치되고, 캐니스터 내의 케미컬을 저속/저유량 흡입하여 자체 충진하며, 상기 충진된 케미컬을 버퍼탱크 측으로 고속/고유량 가압 공급하는 가변펌프를 포함한다.

여기서, 상기 가변펌프의 흡입측과 배출측 유로 각각에 체크밸브를 설치하되, 가변펌프의 흡입시에는 흡입측 체크밸브가 개방되고 배출측 체크밸브가 폐쇄되며, 배출시에는 흡입측 체크밸브가 폐쇄되고 배출측 체크밸브가 개방되도록 작동하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 버퍼탱크는 케미컬의 수위를 감지하는 레벨센서를 설치할 수 있다.

또한, 상기 캐니스터와 가변펌프 사이에 예비 버퍼탱크가 더 설치되도록 할수 있다.

본 발명의 목적 달성을 위한 케미컬 공급장치의 다른 실시예로서, 케미컬 및 상기 케미컬과의 반응성이 낮은 질소와 같은 가스가 주입되어 있는 비닐백을 그 내부에 포함하는 캐니스터; 상기 캐니스터의 케미컬을 일부 작업공정에 필요한 양만큼씩 주기적으로 공급받아 저장하며, 상기 저장된 케미컬에 포함된 기포를 제거한 후 토출장비측으로 공급하도록 된 버퍼탱크; 상기 캐니스터와 버퍼탱크 사이에 설치되고, 캐니스터 내의 케미컬을 저속/저유량 흡입하여 버퍼탱크로 압송하는 저유량펌프; 및 상기 버퍼탱크와 토출장비 사이에 설치되어 버퍼탱크 내의 케미컬을 토 출장비측으로 고속/고유량 압송시키는 고유량펌프;를 포함한다.

여기서, 상기 버퍼탱크에는 케미컬의 수위를 감지하는 레벨센서를 설치할 수 있다.

또한, 상기 캐니스터와 저유량펌프 사이에 예비 버퍼탱크가 더 설치될 수도 있다.

본 발명은 펌프의 작동을 충진과정과 공급과정으로 이원화하고 각 과정에서의 흡입유량과 토출유량을 달리함으로써, 캐니스터 내 잔량의 케미컬을 거품발생 없이 흡입하여 소진하는 한편, 토출장비에서 필요로 하는 토출압으로 제공하게 되는 효과가 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 케미컬 공급장치를 도시한 개략도이다.

동 도면에서 보는 바와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 케미컬 공급장치는 크게 캐니스터(110), 버퍼탱크(120) 및 가변펌프(130)를 포함하는 구성으로 이루어진다.

상기 캐니스터(110)는 그 내부에 케미컬을 교체 가능한 형태로 충진시키게 되 는데, 상기 케미컬은 비닐백 내에 담겨진 상태로 공급되고, 비닐백 내에는 케미컬과의 반응성이 낮은 질소와 같은 가스가 함께 주입되어 있다.

상기 캐니스터(110) 내에 압축공기를 주입하게 되면, 비닐백이 수축하게 되고, 비닐백 내부의 케미컬이 이송관로를 통해 배출되고, 이때 배출되는 케미컬은 버퍼탱크(120)에 충진된다.

이때, 상기 버퍼탱크(120) 내에는 일부 작업공정에 필요한 양의 케미컬을 미리 충진시켜 기포를 제거한 후 토출장비(180)측으로 가압 배출시키게 된다.

이때, 상기 버퍼탱크(120)로 케미컬을 흡입하여 충진하는 과정은 최대한 저속/저유량 충진되도록 하는 것이 바람직한데, 이는 고속 고유량 흡입으로 인해 케미컬 내에 기포가 발생되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 상기 버퍼탱크(120)에 충진된 케미컬은 가급적 토출장비(180)측으로 고속/고유량 방출이 이루어지도록 하는 것이 바람직한데, 이는 생산성을 향상시키는 이점을 갖는다.

본 발명은 이와 같은 버퍼탱크(120)의 작용을 위해 흡입 및 방출작용이 이원화된 가변펌프(130)를 사용하게 되는데, 상기 가변펌프(130)는 캐니스터(110)와 버퍼탱크(120) 사이에 설치되어 흡입, 충진, 방출 작용을 순차적으로 반복하게 된다.

상기한 가변펌프(130)는 흡입시점에는 저속/저용량 펌핑되고, 배출시점에는 고속/고용량 펌핑되도록 설계된 펌프로서, 일종의 시린지펌프(Syringe Pump)가 사용될 수 있다.

여기서, 시린지펌프에 대해 간략히 설명하면, 피스톤의 왕복작용을 이용해 유 체를 흡인 및 토출시키는 펌프를 일컫는다.

상기 가변펌프(130)의 흡입측과 배출측 유로 각각에는 체크밸브(171,172)를 설치하는데, 상기 체크밸브(171,172)의 작동에 대해 설명하면, 가변펌프(130)의 흡입시에는 흡입측 체크밸브(171)가 개방되고 배출측 체크밸브(172)가 폐쇄되며, 배출시에는 흡입측 체크밸브(171)가 폐쇄되고 배출측 체크밸브(172)가 개방되도록 함으로써, 케미컬이 역류되는 것을 방지한다.

이때, 케미컬이 충진 및 방출되는 버퍼탱크(120)에는 레벨센서(123)가 설치되도록 할 수 있는데, 상기 레벨센서(123)는 버퍼탱크(120)의 내측 또는 외측 벽면에 다수가 설치되어 버퍼탱크(120) 내의 케미컬이 적정 수위를 유지하고 있는지를 감지함으로써, 케미컬이 과충진되거나 완전 방출되는 것을 방지한다.

또한, 상기 버퍼탱크(120)는 상부 일측에 기포배기 밸브(121)를 설치함으로써, 케미컬 내에 포함된 기포를 배출시켜 고순도의 케미컬이 토출장비 측에 공급되도록 한다.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 케미컬 공급장치를 도시한 개략도이다.

동 도면에서 보는 바와 같은 본 발명의 제2실시예는 제1실시예의 구성과 대부분이 동일한 구성으로 이루어지게 된다. 이에 제2실시예를 설명함에 있어, 제1실시예와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.

제1실시예와 다른 제2실시예의 구성은 캐니스터(110)와 가변펌프(130) 사이에 예비 탱크(160)를 설치하는데 있다.

이와 같은 예비 탱크(160)는 캐니스터(110) 내의 케미컬을 최대한 기포가 발생되지 않도록 저속 흡입시켜 충진한 후, 별도의 기포제거과정을 통해 케미컬 내에 포함된 기포를 재차 제거한 다음 가변펌프(130)로 공급하는 역할을 수행하게 된다.

이러한, 예비 탱크(160)의 충진과정은 가변펌프(130)의 토출공정이 진행되는 동안 이루어지게 하는 것이 바람직하다. 이는 공정간의 대기시간을 단축시켜 생산성을 향상시키는데 기여하게 된다.

도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 케미컬 공급장치를 도시한 개략도이다.

동 도면에서 보는 바와 같은 본 발명에 따른 제3실시 예는 케미컬 및 상기 케미컬과의 반응성이 낮은 질소와 같은 가스가 주입되어 있는 비닐백을 그 내부에 포함하는 캐니스터(110)와, 상기 캐니스터(110)의 케미컬을 일부 작업공정에 필요한 양만큼씩 주기적으로 공급받아 저장하며, 상기 저장된 케미컬에 포함된 기포를 제거한 후 토출장비(180)측으로 공급하도록 된 버퍼탱크(120)와, 상기 캐니스터(110)와 버퍼탱크(120) 사이에 설치되고, 캐니스터(110) 내의 케미컬을 저속/저유량 흡입하여 버퍼탱크(120)로 압송하는 저유량펌프(140) 및 상기 버퍼탱크(120)와 토출장비(180) 사이에 설치되어 버퍼탱크(120) 내의 케미컬을 토출장비(180)측으로 고속/고유량 압송시키는 고유량펌프(150)로 구성된다.

상기한 바와 같은 제3실시예의 구성은 제1실시예의 구성과 대부분이 동일한 구성으로 이루어지게 된다. 이에 제3실시예를 설명함에 있어, 제1실시예와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.

제1실시예와 구별되는 제3실시예의 구성을 살펴보면, 가변펌프(130) 대신, 버퍼탱크(120)와 캐니스터(110) 사이에는 저유량 펌프(140)를 설치시켜 버퍼탱크(120) 측에 흡입 충진되는 케미컬을 저속/저유량 흡입되도록 하고, 버퍼탱크(120)와 토출장비(180) 사이에는 고유량 펌프(150)를 설치시켜 토출장비(180) 측으로 공급되는 케미컬을 고속/고유량 공급되도록 한다.

이는, 가변펌프(130)를 사용하는 것과 동일한 작용 효과를 갖는 것으로서, 흡입측과 배출측 펌프가 분리됨에 따라 유지보수가 편리해지는 이점을 갖는다.

도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 케미컬 공급장치를 도시한 개략도이다.

동 도면에서 보는 바와 같은 본 발명의 제4실시예는 제3실시예의 구성과 대부분이 동일한 구성으로 이루어지게 된다. 이에 제4실시예를 설명함에 있어, 제3실시예와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.

제3실시예와 구별되는 제4실시예의 구성은 캐니스터(110)와 저유량 펌프(140) 사이에 예비 버퍼탱크(120)를 더 설치하는데 있다.

이와 같은 예비 버퍼탱크(120)는 캐니스터(110) 내의 케미컬을 최대한 기포가 발생되지 않도록 저속 흡입시켜 충진한 후, 별도의 기포제거과정을 통해 케미컬 내에 포함된 기포를 재차 제거한 다음, 저유량 펌프(140)로 공급하는 역할을 수행하게 된다.

이러한, 예비 버퍼탱크(120)의 충진과정은 고유량 펌프(150)의 토출공정이 진행되는 동안 이루어지게 하는 것이 바람직하다. 이는 공정간의 대기시간을 단축시 켜 생산성을 향상시키는데 기여하게 된다.

도 1은 종래기술의 케미컬 공급장치를 도시한 개략도.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 케미컬 공급장치를 도시한 개략도.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 케미컬 공급장치를 도시한 개략도.

도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 케미컬 공급장치를 도시한 개략도.

도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 케미컬 공급장치를 도시한 개략도.

<도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명>

110: 캐니스터 120: 버퍼탱크

121: 기포배기밸브 123: 레벨센서

130: 가변펌프 140: 저유량펌프

150: 고유량펌프 160: 예비버퍼탱크

171,172: 체크밸브 180: 토출장비

`

Claims (7)

1. 케미컬 및 상기 케미컬과의 반응성이 낮은 질소와 같은 가스가 주입되어 있는 비닐백을 그 내부에 포함하는 캐니스터;

   상기 캐니스터의 케미컬을 일부 작업공정에 필요한 양만큼씩 주기적으로 공급받아 저장하며, 상기 저장된 케미컬에 포함된 기포를 제거한 후 토출장비측으로 공급하도록 된 버퍼탱크;

   상기 캐니스터와 버퍼탱크 사이에 설치되고, 캐니스터 내의 케미컬을 저속/저유량 흡입하여 자체 충진하며, 상기 충진된 케미컬을 버퍼탱크 측으로 고속/고유량 가압 공급하는 가변펌프; 및

   상기 캐니스터와 가변펌프 사이에 설치된 예비 버퍼탱크;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 케미컬공급장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 가변펌프의 흡입측과 배출측 유로 각각에 체크밸브를 설치하되, 가변펌프의 흡입시에는 흡입측 체크밸브가 개방되고 배출측 체크밸브가 폐쇄되며, 배출시에는 흡입측 체크밸브가 폐쇄되고 배출측 체크밸브가 개방되도록 작동하는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 버퍼탱크에 케미컬의 수위를 감지하는 레벨센서를 설치하는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급장치.
4. 삭제
5. 케미컬 및 상기 케미컬과의 반응성이 낮은 질소와 같은 가스가 주입되어 있는 비닐백을 그 내부에 포함하는 캐니스터;

   상기 캐니스터의 케미컬을 일부 작업공정에 필요한 양만큼씩 주기적으로 공급받아 저장하며, 상기 저장된 케미컬에 포함된 기포를 제거한 후 토출장비측으로 공급하도록 된 버퍼탱크;

   상기 캐니스터와 버퍼탱크 사이에 설치되고, 캐니스터 내의 케미컬을 저속/저유량 흡입하여 버퍼탱크로 압송하는 저유량펌프; 및

   상기 버퍼탱크와 토출장비 사이에 설치되어 버퍼탱크 내의 케미컬을 토출장비측으로 고속/고유량 압송시키는 고유량펌프;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급장치.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 버퍼탱크에 케미컬의 수위를 감지하는 레벨센서를 설치하는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급장치.
7. 제 5항에 있어서,

   상기 캐니스터와 저유량펌프 사이에 예비 버퍼탱크가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급장치.

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