KR101362363B1 - 질량 유량계를 이용한 벨로우즈 리크 감지장치 - Google Patents

질량 유량계를 이용한 벨로우즈 리크 감지장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101362363B1
KR101362363B1 KR1020130103356A KR20130103356A KR101362363B1 KR 101362363 B1 KR101362363 B1 KR 101362363B1 KR 1020130103356 A KR1020130103356 A KR 1020130103356A KR 20130103356 A KR20130103356 A KR 20130103356A KR 101362363 B1 KR101362363 B1 KR 101362363B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bellows
flow meter
mass flow
air
valve
Prior art date
Application number
KR1020130103356A
Other languages
English (en)
Inventor
장정환
Original Assignee
주식회사 토르
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 토르 filed Critical 주식회사 토르
Priority to KR1020130103356A priority Critical patent/KR101362363B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101362363B1 publication Critical patent/KR101362363B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/26—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B13/00—Measuring arrangements characterised by the use of fluids
    • G01B13/24—Measuring arrangements characterised by the use of fluids for measuring the deformation in a solid
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/16—Diaphragms; Bellows; Mountings therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S251/00—Valves and valve actuation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Examining Or Testing Airtightness (AREA)
  • Details Of Valves (AREA)

Abstract

본 발명은 반도체 제조설비의 각종 챔버 사이를 개폐하는 밸브류나 챔버 내에 위치되는 밸브류에 적용되어 있는 벨로우즈의 리크를 질량 유량계를 이용하여 감지하는 장치에 관한 것이다.
본 발명은 밸브의 업다운 작동 시 벨로우즈 측으로 공기가 유입 및 배출되는 라인상에 질량 유량계(Mass Flow Meter)를 설치하여 공기의 흐름(유량)을 감지하는 새로운 형태의 벨로우즈 리크 감지시스템을 구현함으로써, 진공 챔버 내의 진공 상태를 실시간으로 확인할 수 있고, 이에 따라 리크 피해를 최소화하여 제품 불량률을 줄일 수 있는 등 설비 운용의 효율성을 높일 수 있는 질량 유량계를 이용한 벨로우즈 리크 감지장치를 제공한다.

Description

질량 유량계를 이용한 벨로우즈 리크 감지장치{Leak detector for bellows using mass flow meter}
본 발명은 질량 유량계를 이용한 벨로우즈 리크 감지장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 제조설비의 각종 챔버 사이를 개폐하는 밸브류나 챔버 내에 위치되는 밸브류에 적용되어 있는 벨로우즈의 리크를 질량 유량계를 이용하여 감지하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 및 LCD 제조공정은 각종 프로세스 챔버(Process chamber) 내에서 박막을 증착하고, 증착된 박막을 선택적으로 식각하는 과정을 반복적으로 수행하여 특정의 패턴을 가공한 후, 반도체 칩 및 기판을 제조하는 전처리 공정과, 이러한 전처리 공정에서 제조된 칩 및 기판을 개별적으로 분리한 후, 리그프레임과 결합하여 완제품을 조립하는 후처리 공정으로 이루어진다.
보통 반도체나 LCD 소자 등은 고정밀도를 가지므로 높은 청정도와 특수한 제조기술이 요구되고 있으며, 이러한 이유로 반도체나 LCD 소자 등은 공기 중에 포함된 이물질의 접촉을 가장 완벽하게 차단할 수 있도록 압력변화가 없는 진공상태에서 제조된다.
따라서, 반도체 및 LCD 제조설비에서 진공 작업영역과 대기영역에 대한 밀폐기술이 반도체 제품의 품질에 많은 영향을 주게 된다.
일 예로서, 반도체 소자의 제조공정에서는 제조공정의 특성에 따라 특정 압력이 유지되거나 외부와 밀폐되는 챔버를 필요로 하며, 웨이퍼나 글래스는 서로 다른 공정이 이루어지는 챔버 사이를 이동해야 하고, 이때의 챔버 사이에는 벨로우즈가 적용되어 있는 밸브류가 설치된다.
다른 예로서, 반도체 제조장비의 배기라인이나 챔버 내부에 설치되는 웨이퍼 또는 글래스 안착부를 상승 및 하강시키기 위해서도 벨로우즈가 적용되어 있는 밸브류가 설치된다.
이렇게 웨이퍼나 글래스는 서로 다른 공정이 이루어지는 챔버와 챔버 사이, 예를 들면 공정 챔버와 트랜스퍼 챔버 사이를 이동해야 하고, 또 챔버 내부에서 공정 처리가 이루어져야 하기 때문에 양쪽 챔버 간의 개폐 및 밀폐 여부, 또 챔버 내부의 고압 환경이나 고진공 환경은 매우 중요하다.
이러한 챔버 간의 개폐 및 밀폐 여부를 담당하거나, 챔버 내에서의 웨이퍼나 글래스 안착을 위한 수단으로서 게이트 밸브, 슬릿 밸브 등과 같은 다양한 종류의 밸브류가 사용된다.
이와 같이 반도체 제조설비의 챔버 사이를 개폐하여 챔버 내부로 웨이퍼나 글래스가 통과할 수 있는 출입구 역활과 챔버의 진공 시 챔버를 밀폐시켜주는 역할을 하는 밸브류는 한국 공개특허 10-2008-0081533호, 한국 공개특허 19-2009-0070601호, 한국 공개특허 10-2011-0063794호, 한국 공개특허 10-2005-0022473호 등에 다양한 형태의 것들이 개시되어 있다.
이와 같은 밸브류의 일 예를 들면, 진공 환경에서 운용되는 공정 챔버와 트랜스퍼 챔버 사이에는 챔버의 양쪽 공간을 격리하는 게이트 플레이트와, 상기 게이트 플레이트의 작동을 위한 실린더나 모터 등의 액추에이터와, 상기 액추에이터측과 게이트 플레이트측을 연결하는 샤프트 등을 포함하는 밸브가 구비된다.
그리고, 상기 샤프트의 둘레에는 금속의 벨로우즈가 설치되고, 액추에이터가 속해 있는 대기측과 챔버측 사이의 샤프트 관통부위에는 O-링이 설치되어, 진공 상태와 대기압 상태가 격리될 수 있게 된다.
이에 따라, 밸브 열림 시(DOWN) 벨로우즈가 늘어나게 되고, 밸브 닫힘 시(UP) 벨로우즈가 줄어들게 되면서 진공 챔버측과 대기압측을 격리시켜주게 된다.
또한, 밸브류의 다른 예를 들면, 진공 환경에서 운용되는 공정 챔버에는 챔버 내부로 진입되는 웨이퍼를 안착시키기 위한 웨이퍼 안착부, 상기 웨이퍼 안착부의 상승 및 하강 작동을 위한 액추에이터, 상기 액추에이터측과 웨이퍼 안착부측을 연결하는 샤프트 등을 포함하는 밸브가 구비된다.
그리고, 상기 샤프트의 둘레에는 금속 재질의 벨로우즈가 설치되고, 액추에이터가 속해 있는 대기측과 진공이 조성되어 있는 챔버측 사이의 샤프트 관통부위에는 O-링이 설치되어, 진공 상태와 대기압 상태가 격리될 수 있게 된다.
이에 따라, 밸브 UP 작동 시 벨로우즈가 늘어나게 되고, 밸브 DOWN 작동 시 벨로우즈가 줄어들게 되면서 챔버측과 대기압측을 격리시켜주게 된다.
그러나, 밸브의 UP/DOWN 작동 시 벨로우즈가 팽창 및 수축되도록 하는 메카니즘의 경우, 벨로우즈에 리크가 발생하면 진공 챔버의 진공도가 낮아질 뿐만 아니라, 외부 공기와 이물질이 챔버 내부로 침입하여 제품에 손상을 주는 문제점이 있다.
즉, 밸브의 UP/DOWN 작동에 따른 벨로우즈의 수축 및 팽창 운동이 이루어지고, 이러한 반복적인 수축 및 팽창 운동은 벨로우즈의 접합에 손상을 일으키게 되며, 결국 벨로우즈의 손상은 곧바로 챔버의 진동도 누수로 이어짐과 더불어 챔버 내부로의 외부 공기 및 이물질 침입으로 제품 불량의 원인이 된다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 밸브의 UP/DOWN 작동 시 벨로우즈측으로 공기가 유입 및 배출되는 라인상에 질량 유량계(Mass Flow Meter)를 설치하여 공기의 흐름(유량)을 감지하는 새로운 형태의 벨로우즈 리크 감지시스템을 구현함으로써, 진공 챔버 내의 진공 상태를 실시간으로 확인할 수 있고, 이에 따라 리크 피해를 최소화하여 제품 불량률을 줄일 수 있는 등 설비 운용의 효율성을 높일 수 있는 질량 유량계를 이용한 벨로우즈 리크 감지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 질량 유량계를 이용한 벨로우즈 리크 감지장치는 다음과 같은 특징이 있다.
상기 질량 유량계를 이용한 벨로우즈 리크 감지장치는 진공 챔버의 내부 또는 진공 챔버 사이에 설치됨과 더불어 밸브 UP/DOWN 작동 시 수축 및 팽창 동작하는 벨로우즈를 포함하는 밸브에 설치되는 것으로서, 상기 벨로우즈의 내부로 공기가 유입되는 동시에 벨로우즈의 외부로 공기가 배출되는 에어라인상에 설치되어 공기의 유량을 감지하는 질량 유량계와, 상기 질량 유량계로부터 제공되는 유량 감지값을 컨트롤러에 전송하는 기능을 수행하는 유량 중계기와, 상기 유량 중계기로부터 제공되는 유량 감지값을 화면으로 디스플레이하는 모니터를 가지는 컨트롤러를 포함하는 구조로 이루어진다.
따라서, 상기 질량 유량계를 이용한 벨로우즈 리크 감지장치는 챔버 진공 상태에서의 벨로우즈 팽창 시에 에어라인의 유량을 감지하여 이를 컨트롤러측에 실시간으로 제공함으로써, 사용자가 리크 상황을 체크하여 신속하게 대처할 수 있고, 이에 따라 벨로우즈 리크로 인한 피해를 최소화할 수 있고, 챔버 내의 신속한 진공도 확보로 제품의 불량률을 줄일 수 있는 특징이 있다.
여기서, 상기 벨로우즈 리크 감지장치의 질량 유량계는 대기측 인 포트와 라인측 아웃 포트를 포함할 수 있으며, 상기 라인측 아웃 포트에는 벨로우즈의 내부와 통하는 벨로우즈 하우징의 벨트 홀로부터 연장되는 에어라인이 연결될 수 있다.
그리고, 상기 벨로우즈 리크 감지장치의 질량 유량계는 싱글 벨로우즈 타입의 밸브나 더블 벨로우즈 타입의 밸브 등 벨로우즈를 포함하는 모든 밸브류에 폭넓게 적용될 수 있다.
본 발명에서 제공하는 질량 유량계를 이용한 벨로우즈 리크 감지장치는 다음과 같은 장점이 있다.
밸브의 샤프트에 설치되어 있는 벨로우즈의 공기 유입 및 배출 라인에 질량 유량계(Mass Flow Meter)를 설치하고, 공기 유입 및 배출 라인을 따라 흐르는 공기의 흐름(유량)을 질량 유량계로 감지하여, 진공 챔버 내의 진공 상태를 실시간으로 확인함으로써, 벨로우즈의 리크 상태를 신속하게 감지할 수 있으며, 따라서 제품의 불량률을 줄일 수 있고 리크 피해로 인한 비용 손실을 줄일 수 있는 등 전체적인 설비 운용의 효율성을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 질량 유량계를 이용한 벨로우즈 리크 감지장치가 적용되는 밸브의 일 예를 나타내는 사시도
도 2는 본 발명의 질량 유량계를 이용한 벨로우즈 리크 감지장치가 적용되는 밸브의 일 예를 나타내는 평 단면도
도 3 및 도 4는 본 발명의 질량 유량계를 이용한 벨로우즈 리크 감지장치가 적용되는 밸브의 일 예를 나타내는 측 단면도
도 5는 본 발명의 질량 유량계를 이용한 벨로우즈 리크 감지장치가 적용되는 밸브의 일 예의 내부 일부를 나타내는 사시도
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 질량 유량계를 이용한 벨로우즈 리크 감지장치가 챔버에 설치된 것을 나타내는 개략도
도 8은 벨로우즈가 리크된 상태에서 외부 공기의 흐름을 보여주는 단면도
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 질량 유량계를 이용한 벨로우즈 리크 감지장치가 적용되는 밸브의 일 예를 나타내는 사시도와 단면도이다.
도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 벨로우즈 리크 감지장치는 진공 챔버의 내부 또는 진공 챔버 사이에 설치되는 밸브에 적용되어서, 챔버의 진공 시에 밸브의 벨로우즈를 출입하는 공기의 흐름(유량)을 감지하는 방식으로 벨로우즈의 리크 상태를 사용자에게 알려줄 수 있는 구조로 이루어진다.
이를 위하여, 상기 벨로우즈 리크 감지장치가 적용되는 밸브는 내부에 피스톤(10)이 수용되는 실린더(11a)가 내부에 형성된 액추에이터 하우징(11)과, 상기 피스톤(10)에 연결되는 샤프트(12)와, 상기 샤프트(12)의 둘레에 배치되면서 샤프트(12)의 업/다운 작동과 함께 수축 및 팽창되는 벨로우즈(13) 등을 포함한다.
그리고, 상기 액추에이터 하우징(11)의 상부에는 벨로우즈 하우징(14)과 게이트 블럭(15)이 차례로 설치되고, 이때의 벨로우즈 하우징(14)에는 외부 공기 출입을 위한 벤트유로(16)이 형성되며, 상기 게이트 블럭(15)에는 웨이퍼의 통과를 위한 게이트(17)가 형성된다.
이때, 벤트유로(16)는 도 5에 도시된 바와 같이 벨로우즈 하우징(14)와 액추에이터 하우징(11)에 각각 서로 연통되게 형성되면서 액추에이터 하우징(11)에 형성된 벤트유로(16)를 통해 후술하는 질량 유량계(20)에 연결되는 구조로 형성될 수 있으며, 또는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 벨로우즈 하우징(14)에 형성되어 후술하는 질량 유량계(20)에 직접 연결되는 구조를 가질 수도 있다.
다시 말해, 밸브 내부에 형성되는 벤트유로(16)의 형성 구조 및 위치는 밸브의 종류 및 설치 장소에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
한편, 상기 샤프트(12)의 상단에는 게이트 블럭(15)에 있는 게이트(17)를 개폐하는 게이트 플레이트(미도시), 즉 통상의 블레이트가 볼트 체결구조로 설치되고, 상기 벨로우즈 하우징(14)의 내측으로는 벨로우즈 하단측과 접하는 벨로우즈 캡(18)과 벨로우즈 부시(19)가 차례로 설치된다.
여기서, 상기 벨로우즈(13)의 내부와 벨로우즈 캡(18) 및 벨로우즈 부시(19)의 내부, 그리고 벨로우즈 하우징(14)의 내부는 서로 통하는 구조를 이루게 되고, 이에 따라 벨로우즈 하우징(14)의 벤트유로(16)을 통해 출입하는 공기는 벨로우즈(13)의 내부까지 제공될 수 있게 된다.
따라서, 밸브 업(UP) 작동 시 피스톤(10)과 게이트 플레이트가 상승 위치되어 게이트 블럭(15)에 있는 게이트(17)를 클로즈하게 되고, 이렇게 밸브 클로즈 상태에서 챔버 내의 진공이 유지되면서 웨이퍼에 대한 공정 처리가 이루어지게 된다.
이때, 상기 샤프트(12)의 둘레에 설치되어 있는 벨로우즈(13)도 함께 팽창되고, 이와 더불어 벨로우즈 하우징(14)에 있는 벤트유로(16)을 통해 외부의 공기가 벨로우즈 내측으로 유입된다.
그리고, 밸브 다운(DOWN) 작동 시 피스톤(10)과 게이트 플레이트가 하강 위치되어 게이트 블럭(15)에 있는 게이트(17)를 오픈시켜주게 되고, 이렇게 밸브 오픈 상태에서 챔버 내의 진공이 해제되면서 공정 처리를 마친 웨이퍼가 챔버 내부로 배출될 수 있게 된다.
이때, 상기 샤프트(12)의 둘레에 설치되어 있는 벨로우즈(13)도 함께 수축되고, 이와 더불어 벨로우즈 하우징(14)에 있는 벤트유로(16)을 통해 벨로우즈 내부의 공기가 외부로 배출된다.
특히, 본 발명에서는 위와 같은 밸브의 업다운 작동 시 함께 수축 및 팽창 동작하는 벨로우즈의 리크를 감지하여 챔버 내의 진공 상태를 확인하기 위한 수단으로 벨로우즈 리크 감지장치를 제공한다.
이를 위하여, 상기 벨로우즈 리크 감지장치는 질량 유량계(20)를 이용하여 벨로우즈 리크를 감지하는 타입으로서, 진공 챔버(100)의 내부 또는 진공 챔버(100) 사이에 설치되는 동시에 밸브 업다운 작동 시 수축 및 팽창 동작하는 벨로우즈(13)를 포함하는 밸브에 적용된다.
그리고, 상기 벨로우즈(13) 측으로 제공되는 공기의 통로 역할을 하는 수단으로 벨로우즈 하우징(14)이 마련되고, 상기 벨로우즈 하우징(14)과 엑추에이터 하우징(11)에 서로 연통되게 형성되어 있는 벤트유로(16)에서부터 에어라인(21)이 연장되며, 이때의 에어라인(21)을 따라 벨로우즈(13)측으로 제공되는 공기가 흘러 들어가고 흘러 나올 수 있게 된다.
특히, 상기 에어라인(21)에는 공기의 유량을 감지하는 질량 유량계(20)가 설치되며, 벨로우즈(13)의 수축 및 팽창 동작 시 에어라인(21)을 따라 흐르는 공기는 질량 유량계(20)를 경유할 수 있게 된다.
예를 들면, 상기 질량 유량계(20)는 대기측과 연결되는 인 포트(22)와 에어라인(21)측으로 연결되는 아웃 포트(23)를 가지고 있으며, 이때의 아웃 포트(23)에는 벨로우즈(13)의 내부와 연통되어 있는 벤트 유로(16)로부터 연장되는 에어라인(21)이 연결된다.
이에 따라, 상기 벨로우즈(13)의 팽창 시(밸브 클로즈 시) 공기는 질량 유량계(20)→에어라인(21)→벤트 유로(16)→벨로우즈 부시(19)→벨로우즈 캡(18)의 경로를 따라 벨로우즈(13)의 내부로 흐르게 된다.
또한, 상기 벨로우즈(13)의 수축 시(밸브 오픈 시) 공기는 벨로우즈(13)→벨로우즈 캡(18)→벨로우즈 부시(19)→벤트 유로(16)→에어라인(21)→질량 유량계(20)의 경로를 따라 외부로 배출된다.
여기서, 상기 질량 유량계는 에어라인상을 흐르는 공기의 유량을 감지하는 일종의 유량 센서로서, 통상의 콜리올리스(Coriolis) 유량계를 적용할 수 있다.
예를 들면, 상기 질량 유량계는 공기가 흐르는 센서 유니트와 변환기에 상당하는 일렉트릭 유니트로 구성되며, 센서 유니트는 튜브와 전자 발진기, 좌우 위치검출 센서, 온도 센서 및 2중 분류관으로 구성되는 콜리올리스 유량계를 적용할 수 있다.
이러한 질량 유량계(20)는 챔버 진공 상태, 즉 진공이 유지되어 있는 챔버 내에서 웨이퍼에 대한 공정 처리가 이루어지고 있는 상태인 벨로우즈(13)의 팽창 시(밸브 클로즈 시) 에어라인의 유량 변화를 감지하여, 이때의 유량 감지값을 유량 중계기(25)를 거쳐 컨트롤러(24)측에 실시간으로 제공할 수 있게 된다.
예를 들면, 팽창 상태에 있는 벨로우즈(13)가 정상적인 경우에는 에어라인(21)을 흐르는 유량의 변화가 없게 된다(에어라인 내에서 공기의 흐름이 없게 되고).
다시 말해, 질량 유량계(20)에서 감지하는 공기의 유량에 변화가 없게 된다.
한편, 팽창 상태에 있는 벨로우즈(13)가 손상을 입은 경우에는 리크가 발생하면서 진공 챔버 내부와 외부와의 압력 차이에 의해 외부의 공기가 질량 유량계(20)를 거쳐 에어라인(21)을 따라 흡입되면서 챔버 내부로 유입되고, 이때 공기의 유량 변화를 질량 유량계(20)가 감지하여 이를 컨트롤러(24)측에 제공함으로써, 즉 컨트롤러(24)의 모니터에 디스플레이하여 사용자에게 알려줌으로써, 공정 중단 등 적절한 조치를 취할 수 있게 된다.
이와 같은 질량 유량계(20)와 후술하는 유량 중계기(25) 및 컨트롤러(24) 등을 포함하는 벨로우즈 리크 감지장치는 다양한 타입의 벨로우즈를 가지는 밸브, 예를 들면 싱글 벨로우즈 타입 또는 더블 벨로우즈 타입 등 다양한 벨로우즈 타입의 밸브에 폭넓게 적용될 수 있다.
여기서, 더블 밸로우즈 타입에 적용되는 경우에 벤트유로(16)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 각 벨로우즈 하우징(14)으로부터 별개로 형성되면서 엑추에이터 하우징(11)에서 하나의 유로로 합류되는 유로 구조를 갖게 된다.
그리고, 상기 질량 유량계(20)로부터 제공되는 유량 감지값을 컨트롤러(24)에 전송하는 기능을 수행하는 유량 중계기(25)가 마련되고, 이때의 유량 중계기(25)는 질량 유량계(20)와 컨트롤러(24) 사이에 전기적으로 또는 근거리 통신망 등을 통해 연결된다. 유량 중계기(25)는 반도체 설비와 같이 밸브가 다수 개가 설치되는 경우에 각 밸브에 속해 있는 질량 유량계(20)로부터 유량 감지값을 통합적으로 전송받아 이를 컨트롤러에 전달하는 역할을 한다.
예를 들면, 상기 유량 중계기(25)는 질량 유량계(20)의 유량 감지값(감지 신호)을 근거리 무선망을 통해 입력받아 모뎀 통신 방식(Modem to Modem) 또는 TCP/IP 통신 방법 등을 이용하여 직접 컨트롤러(24)에 전송하는 기능을 수행할 수 있게 된다.
또한, 상기 유량 중계기(25)로부터 제공되는 유량 감지값을 입력받아 이를 화면으로 디스플레이하는 컨트롤러(24), 예를 들면 PLI 컨트롤러가 마련되고, 이러한 컨트롤러(24)는 모니터를 통해 현재의 벨로우즈 리크 상태를 사용자에게 알려줄 수 있게 된다.
따라서, 이와 같이 구성되는 질량 유량계를 이용한 벨로우즈 리크 감지장치의 사용상태를 살펴보면 다음과 같다.
도 6에 도시한 바와 같이, 밸브 오픈 상태로서 챔버(100)의 내부는 진공 해제 상태가 되며, 웨이퍼에 대한 공정 처리 후에 웨이퍼 배출 등의 과정이 이루어지게 된다.
피스톤(10)의 하강 작동에 의해 샤프트(12)가 하강하게 되고, 이와 더불어 벨로우즈(13)도 수축된 상태가 되면서 벨로우즈 내의 공기는 벨로우즈 하우징(14)의 벤트유로(16)을 통해 에어라인(21)으로 빠져나가게 된다.
물론, 상기 피스톤(10) 및 샤프트(12)의 하강 작동에 따라 게이트는 열려있는 상태가 된다.
도 7에 도시한 바와 같이, 밸브 클로즈 상태로서 챔버(100)의 내부는 진공 상태가 되며, 웨이퍼에 대한 공정 처리가 이루어지게 된다.
피스톤(10)의 상승 작동에 따라 샤프트(12)가 상승하게 되고, 이와 더불어 벨로우즈(13)도 팽창된 상태가 되면서 외부의 공기가 질량 유량계(20), 에어라인(21), 벨로우즈 하우징(14)의 벤트유로(16)을 통해서 벨로우즈(13)의 내부에 유입된다.
밸브의 상승 후에는 챔버에서는 내부가 진공인 상태로 웨이퍼 가공 공정이 이루어지게 된다.
이때, 상기 벨로우즈(13)가 정상인 상태에서는 에어라인(21)이나 질량 유량계(20)에서의 공기 흐름이 없게 되고, 이렇게 공기 유동의 변화가 없는 상태에서는 컨트롤러(24)측의 모니터상에 "정상" 등의 메시지가 디스플레이될 수 있게 된다.
그런데, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 벨로우즈(13)의 손상 등의 이유로 리크가 발생하게 되면, 챔버(100) 내의 압력과 대기압 간의 압력 차이에 의해 외부의 공기가 질량 유량계(20), 에어라인(21), 벨로우즈 하우징(14)의 벤트유로(16), 벨로우즈(13)를 통해서 챔버(100)의 내부로 유입된다.
이렇게 외부 공기의 흐름이 발생하게 되면, 즉 공기 유동의 변화가 일어나게 되면, 질량 유량계(20)에는 이때의 공기 유량이 감지되고, 계속해서 감지된 유량 감지값은 유량 중계기(25)를 거쳐 컨트롤러(24)측으로 전송되는 한편, 컨트롤러(24)의 모니터상에 "리크" 등의 메시지가 디스플레이되거나, 알람 등의 경고음이 울릴 수 있게 되고, 결국 사용자는 이러한 리크 상태를 확인한 후에 신속하게 후속 조치를 취할 수 있게 되는 것이다.
이와 같이, 본 발명에서는 벨로우즈의 수축 및 팽창 시에 도입되는 공기의 흐름을 질량 유량계로 감지하여 벨로우즈 리크 상황을 사용자에게 통보하는 시스템을 구현함으로써, 리크 상태를 빠르게 감지하여 웨이퍼의 불량률을 줄일 수 있고, 상대적으로 상당한 금액적 손실을 완화할 수 있는 등 공정 설비 전체를 효율적으로 운용할 수 있다.
10 : 피스톤 11 : 액추에이터
12 : 샤프트 13 : 벨로우즈
14 : 벨로우즈 하우징 15 : 게이트 블럭
16 :벤트유로 17 : 게이트
18 : 벨로우즈 캡 19 : 벨로우즈 부시
20 : 질량 유량계 21 : 에어라인
22 : 인 포트 23 : 아웃 포트
24 : 컨트롤러 25 : 유량 중계기

Claims (5)

  1. 진공 챔버의 내부 또는 진공 챔버 사이에 설치됨과 더불어 밸브 업다운 작동 시 수축 및 팽창 동작하는 벨로우즈를 포함하는 밸브에 설치되는 것으로서,
    상기 밸브에는 상기 벨로우즈의 수축 및 팽창에 따라 상기 벨로우즈의 내부로 공기가 유입되거나 또는 벨로우즈의 외부로 공기가 배출되는 벤트유로가 형성되고, 상기 벤트유로 측에는 상기 벤트유로로 흐르는 공기의 유량을 감지하는 질량 유량계가 설치되어, 상기 진공 챔버의 진공 공정 중에 상기 질량 유량계에 공기의 유량이 감지되는 것을 통해 상기 벨로우즈의 리크를 감지하되,
    상기 질량 유량계는 대기측 인 포트와 라인측 아웃 포트를 포함하며, 상기 라인측 아웃 포트에는 벨로우즈의 내부와 통하는 벨로우즈 하우징의 벤트유로로부터 연장되는 에어라인이 연결되는 것을 특징으로 하는 질량 유량계를 이용한 벨로우즈 리크 감지장치.

  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 질량 유량계에는 상기 질량 유량계로부터 제공되는 유량 감지값을 화면으로 디스플레이하는 모니터를 가지는 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 질량 유량계를 이용한 벨로우즈 리크 감지장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 밸브가 다수 개 설치되어 상기 질량 유량계도 다수 개가 설치되는 경우에 상기 각 질량 유량계로부터 제공되는 유량 감지값을 통합하여 상기 컨트롤러에 전송하는 기능을 수행하는 유량 중계기가 더 포함하는 것을 특징으로 하는 질량 유량계를 이용한 벨로우즈 리크 감지장치.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 질량 유량계는 싱글 벨로우즈 타입 또는 더블 벨로우즈 타입에 적용되어 유량을 감지할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 질량 유량계를 이용한 벨로우즈 리크 감지장치.
KR1020130103356A 2013-08-29 2013-08-29 질량 유량계를 이용한 벨로우즈 리크 감지장치 KR101362363B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130103356A KR101362363B1 (ko) 2013-08-29 2013-08-29 질량 유량계를 이용한 벨로우즈 리크 감지장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130103356A KR101362363B1 (ko) 2013-08-29 2013-08-29 질량 유량계를 이용한 벨로우즈 리크 감지장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101362363B1 true KR101362363B1 (ko) 2014-02-14

Family

ID=50270803

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130103356A KR101362363B1 (ko) 2013-08-29 2013-08-29 질량 유량계를 이용한 벨로우즈 리크 감지장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101362363B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117214085A (zh) * 2023-09-14 2023-12-12 山东鹏洲塑业有限公司 一种双壁波纹管生产质量检测工艺

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003035624A (ja) * 2001-07-23 2003-02-07 Ee D:Kk リーク検査方法及びその装置
KR101111607B1 (ko) 2010-04-13 2012-03-13 한국위험물환경기술(주) 주유배관누설측정 및 감지장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003035624A (ja) * 2001-07-23 2003-02-07 Ee D:Kk リーク検査方法及びその装置
KR101111607B1 (ko) 2010-04-13 2012-03-13 한국위험물환경기술(주) 주유배관누설측정 및 감지장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117214085A (zh) * 2023-09-14 2023-12-12 山东鹏洲塑业有限公司 一种双壁波纹管生产质量检测工艺
CN117214085B (zh) * 2023-09-14 2024-04-19 山东鹏洲塑业有限公司 一种双壁波纹管生产质量检测工艺

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100694666B1 (ko) 원자층 증착 챔버의 에어 밸브 장치
KR100387524B1 (ko) 반도체 웨이퍼 위치 상태 감지 시스템과 이를 이용하는 반도체장치 제조 설비 및 그에 따른 웨이퍼 위치 상태 감지방법
EP1915603B1 (en) System and method for electronic diagnostics of a process vacuum environment
CN103998910A (zh) 用于在非刚性待测样本上进行泄漏检测的方法
US7841582B2 (en) Variable seal pressure slit valve doors for semiconductor manufacturing equipment
KR20180105672A (ko) 온라인 밀폐 검측 장치, 멀티 섹션형 밀폐 챔버 가공 장치 및 방법
US7165443B2 (en) Vacuum leakage detecting device for use in semiconductor manufacturing system
CN107076636A (zh) 具有用于粗泄漏测试的测量体积的薄膜腔
KR101362363B1 (ko) 질량 유량계를 이용한 벨로우즈 리크 감지장치
KR20120013526A (ko) 누설 검사 장치 및 방법
KR102487786B1 (ko) 진공챔버를 이용한 배터리의 voc누출가스 검출장치 및 이를 이용한 검출방법
JP2016134585A (ja) 半導体製造装置、半導体製造装置の診断システムおよび半導体装置の製造方法
KR101664192B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR100572700B1 (ko) 진공누설 검사방법 및 장치
KR101420362B1 (ko) 가스 누출 검출시스템
KR101347600B1 (ko) 반도체 설비용 자동압력 제어장치
WO2005114709A2 (en) Inter-process sensing of wafer outcome
KR101182818B1 (ko) 리크 검사 장치 및 방법
KR20060085716A (ko) 반도체 설비의 이중 실링을 위한 슬롯 밸브 장치
KR100857235B1 (ko) 가스 누출 감지 장치와, 이를 구비하는 반도체 제조 설비및 그의 처리 방법
KR101347602B1 (ko) 반도체 설비용 자동압력 제어장치
KR100932118B1 (ko) 반도체 제조설비의 진공 시스템
KR200338202Y1 (ko) 진공누설 검사장치
JP4187473B2 (ja) 基板処理装置
US20230314269A1 (en) Leak detection for gas sticks

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161110

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171117

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190207

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200206

Year of fee payment: 7