KR101628077B1 - 질소가스 분사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 설비 등에 사용되는 진공펌프의 내부에 질소가스를 분사하여 진공펌프 내부에 파우더가 쌓이는 것을 억제할 수 있는 장치에 관한 것이다.
본 발명은 펌프 내부에 장착되어 펌프 배기 배관에서의 파우더 발생을 억제하기 위하여 질소를 고온으로 히팅하는 장치와 더불어 코안다 효과(Coanda effect)를 이용하여 질소를 균일하게 분사하는 장치의 조합으로 이루어진 새로운 형태의 질소가스 분사장치를 구현함으로써, 전체적인 구조가 단순할 뿐만 아니라 질소가스의 균일한 분사가 가능하고, 반도체나 LED 등의 제조공정에서 발생하는 파우더로 인한 진공펌프의 데미지를 줄일 수 있는 한편, 질소 히팅장치에 질소를 투입하는 과정에서 실링용 O-링의 주변으로 질소의 흐름이 발생하도록 하여 실링용 O-링의 온도상승으로 인한 실링성 저하를 방지할 수 있도록 함으로써, 실링 부분의 안전성 확보와 더불어 발열체에 대한 안전성도 함께 확보할 수 있는 질소가스 분사장치를 제공한다.

Description

질소가스 분사장치{NITROGEN GAS INJECTION DEVICE}

본 발명은 질소가스 분사장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 설비 등에 사용되는 진공펌프의 내부 배기라인에 질소가스를 분사하여 진공펌프 내부 배기라인에 파우더가 쌓이는 것을 억제할 수 있는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조공정은 각종 프로세스 챔버 내에서 웨이퍼상에 박막을 증착하고, 증착된 박막을 선택적으로 식각하는 과정을 반복적으로 수행하여 특정의 패턴을 가지는 반도체 칩을 제조하는 전처리 공정과, 전처리 공정에서 제조된 반도체 칩을 개별적으로 분리한 후, 리드프레임과 결합하여 완제품으로 조립하는 후처리 공정으로 이루어진다.

이러한 반도체 제조공정의 전처리 공정 중에서 웨이퍼상에 박막을 증착하거나, 웨이퍼상에 증착된 박막을 식각하는 공정은 프로세스 챔버 내에서 실란, 아르신 및 염화 붕소 등과 같은 유해 가스와 수소 등과 같은 프로세스 가스를 사용하여 고온에서 수행된다.

그리고, 이러한 공정이 진행되는 동안 프로세스 챔버 내부에는 각종 발화성 가스와 부식성 이물질 및 유독 성분을 함유하는 반응부산물 가스가 다량으로 발생한다.

즉, 프로세스 챔버 내에서는 웨이퍼의 산화막 성장 등에 관여하면서 유독가스, 수분, 잔류가스와 분진형태의 산화규소 등과 같은 잔류물질인 반응부산물 가스가 발생한다.

이와 같은 반응부산물 가스는 프로세스 챔버의 배출측 진공배관, 진공펌프 내부 배관, 메인덕트 등을 따라 흐르면서 파우더 형태로 배관 내부에 쌓이게 되고, 결국 파우더로 인하여 배관 막힘현상 등 기타 여러 많은 문제점이 발생하고 있다.

이러한 문제점을 해소하기 위하여 한국공개특허 10-2010-0109679호[질소가스 분사장치], 한국공개특허 10-2012-0092275호[질소가스 파워 이젝터장치] 등에서는 배관의 반응부산물 가스가 배출되는 배관의 내부에 질소가스를 분사하여 배관에서의 파우더 발생을 억제할 수 있는 장치를 제시하고 있다.

그러나, 종래의 장치들은 대부분 구조가 복잡할 뿐만 아니라 질소가스를 배관 내에 균일하게 분사하지 못하는 단점이 있고, 질소가스를 고온으로 가열하기 위해 사용하는 히터의 경우 실링부위에 취약한 면을 보이는 등 장치의 전체적인 내구성 측면에서 불리한 점이 있다.

즉, 히터 부위의 실링 처리 시 O-링을 적용함으로써 가압 테스트 시 문제점이 있고, 이러한 O-링 사용으로 인하여 온도에 취약성을 가지고 있는 등 히터의 실링부부위에 대한 실링성 및 내구성 개선이 요구되고 있다.

또한, 한국공개특허 10-2010-0109679호[질소가스 분사장치], 한국공개특허 10-2012-0092275호[질소가스 파워 이젝터장치] 등의 기술들은 진공펌프 배기라인 이후의 배기라인에 관련된 기술로서, 진공펌프 내부에 쌓이는 파우더에 대하여는 전혀 대응할 방법이 없다.

또한, 현재 공개되어 있는 특허 기술들은 모두 동일하게 진공펌프와는 별개의 독립 운용체계로서 별도의 컨트롤러를 통한 제어방식을 채택하고 있는 관계로, 제어적인 측면이나 장비의 추가적인 설치 등 불리한 점이 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 펌프 내부에 장착되어 펌프 내부의 배기 배관에서의 파우더 발생을 억제하기 위하여 질소를 고온으로 히팅하는 장치와 더불어 코안다 효과(Coanda effect)를 이용하여 질소를 균일하게 분사하는 장치의 조합으로 이루어진 새로운 형태의 질소가스 분사장치를 구현함으로써, 전체적인 구조가 단순할 뿐만 아니라 질소가스의 균일한 분사가 가능하고, 반도체나 LED 등의 제조공정에서 발생하는 파우더로 인한, 특히 진공펌프의 배기라인 내부에 쌓이는 파우더로 인한 데미지를 줄일 수 있는 질소가스 분사장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 질소 히팅장치에 질소를 투입하는 과정에서 실링용 O-링의 주변으로 질소의 흐름이 발생하도록 하여 실링용 O-링의 온도상승으로 인한 실링성 저하를 방지할 수 있도록 함으로써, 실링 부분의 안전성 확보와 더불어 발열체에 대한 안전성도 함께 확보할 수 있는 질소가스 분사장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 질소가스 분사장치는 다음과 같은 특징이 있다.

상기 질소가스 분사장치는 반응부산물 가스가 흐르는 배관의 내부로 질소가스를 분사하는 질소 분사부와, 상기 질소 분사부에 고온의 질소가스를 공급하는 질소 히팅부를 포함하는 구조로 이루어지는 한편, 상기 질소 분사부는 배관에 고정되는 구조로 설치되는 질소 주입을 위한 질소 인렛 포트와, 상기 질소 인렛 포트와 통하면서 배관의 전체 둘레를 따라 연통되는 구조로 조성되는 질소 챔버와, 상기 질소 챔버의 일측에서 배관 전체 둘레를 따라 형성되는 동시에 배관의 내부와 통하면서 배관 내벽 둘레로부터 배관 길이방향을 따라 질소를 분사하는 질소 분사구를 포함하는 구조로 이루어진다.

여기서, 상기 질소 챔버는 서로 내외측으로 겹쳐져 결합되는 제1배관과 제2배관의 겹친 부분에 조성되는 공간 형태로 이루어질 수 있으며, 상기 질소 분사구는 제1배관의 단부와 이 단부가 안착되는 제2배관의 홈부 사이에 형성되는 갭(Gap) 형태로 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 질소 히팅부는 질소 공급원측과 연결되는 질소 유입구와 질소 분사부의 질소 인렛 포트측과 연결되는 질소 배출구를 가지는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 축선을 따라 나란하게 설치되는 히터와, 상기 하우징의 선단부에 있는 플랜지에 장착되는 실링부재를 포함하는 구조로 이루어질 수 있다.

특히, 상기 질소 히팅부는 하우징의 플랜지에 있는 실링부재와 접하는 동시에 질소유입구와 연결되는 입구, 히터가 속해 있는 하우징 내부와 통하는 출구, 상기 입구 및 출구와 통하면서 내부에 질소가 흐를 수 있는 채널을 가지는 쿨링 블럭을 포함할 수 있다.

이러한 쿨링 블럭의 채널은 격벽에 의해 구획되면서 실링부재의 배치경로를 따라 나란하게 연통되는 구조로 이루어질 수 있으며, 이때의 쿨링 블럭에 있는 입구와 출구는 격벽을 사이에 두고 인접되게 위치되도록 하여, 질소가스의 경유 구간을 충분히 확보할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 질소 분사부와 질소 히팅부의 경우 진공 펌프 컨트롤러에 의한 제어를 받아 작동되도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 제공하는 질소가스 분사장치는 다음과 같은 장점이 있다.

첫째, 배관의 내벽 전체 둘레에 걸쳐서 빠르게 분사되는 질소가스를 이용하여 배관 내의 부산물 가스를 빠른 속도로 이송시키는 원리(Coanda effect)를 이용한 분사장치를 적용함으로써, 배관 내부에 잔류물이 쌓이는 것을 최대한 억제할 수 있으며, 특히 구조가 단순하여 경제적이고 질소가스의 고른 분사가 가능하여 잔류물 발생을 효과적으로 방지할 수 있다.

둘째, 히터 실링 처리 시 2가지 안전장치를 채택하여 질소의 리크 원인이 되는 바이톤 실 부분의 안전성 확보와 더불어 발열체(히터)에 대한 안전성도 같이 확보할 수 있다.

예를 들면, 질소의 투입 과정에서 실링용 O-링의 상부 플랜지에 일정방향으로 흐름이 발생하도록 한 후에 히터 내부로 유입되도록 함으로써, 실링용 O-링의 온도상승으로 인한 안전성에 대하여 미연에 안전을 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 질소가스 분사장치를 나타내는 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 질소가스 분사장치에서 질소 분사부를 나타내는 정면도, 측면도 및 단면도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 질소가스 분사장치에서 질소 히팅부를 나타내는 정면도, 측면도 및 단면도

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 질소가스 분사장치를 나타내는 사시도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 상기 질소가스 분사장치는 반도체 제조공정에서 발생되는 반응부산물 가스가 진공펌프에서 세정 집진기로 이동하는 과정에서, 온도 저하로 인해 배기라인 내부에 쌓이는 잔류물(파우더)을 최대한 억제할 수 있도록 한 장치로서, 배관의 내벽을 따라 흐르는 소량의 고압 유체(질소)를 구동 에너지원으로 하여 주변의 기체(반응부산물 기체)를 빠른 속도로 이송시킬 수 있는 구조로 이루어진다.

이를 위하여, 상기 질소가스 분사장치는 반응부산물 가스가 흐르고 있는 배관(10)의 내부로 질소가스를 분사하는 질소 분사부(11)와, 상기 질소 분사부(11)에 고온의 질소가스를 공급하는 질소 히팅부(12)를 포함한다.

상기 질소 분사부(11)의 배관(10)은 반도체 제조설비의 프로세스 챔버 등으로부터 연장되는 배출관(28)에 플랜지 체결구조에 의해 연결 설치되고, 이때의 배관(10)은 서로 내외측으로 일부 겹쳐지는 구조로 결합되는 뒷쪽의 제1배관(10a)과 앞쪽의 제2배관(10b)으로 구성된다.

이러한 질소 분사부(11)는 배관(10)의 측면에 연결되어 있는 질소 인렛 포트(13)를 통해 질소가스를 공급받게 되고, 이렇게 공급받은 질소가스를 배관(10)의 내부에 조성되어 있는 질소 챔버(도 2의 도면부호 14)와 질소 분사구(도 2의 도면부호 15)를 이용하여 반응부산물 가스가 흐르는 배관(10)의 내부로 분사하는 역할을 하게 된다.

상기 질소 히팅부(12)는 질소가스의 유입 및 배출을 위한 질소 유입구(16)와 질소 배출구(17)는 물론, 질소가스의 가열을 위한 히터(19), 질소가스의 체류를 위한 하우징(도 3의 도면부호 18) 등을 포함하며, 설비 본체(미도시)측에 브라켓(32)을 이용하여 지지되는 구조로 설치된다.

이러한 질소 히팅부(12)는 질소 유입구(16)를 통해 들어온 질소가스를 하우징(18)의 내부에서 히터(19)를 통해 가열하고, 이렇게 가열한 질소가스를 질소 배출구(17)로 배출시킴과 더불어 이때의 질소 배출구(17)가 연결되어 있는 질소 분사부(11)의 질소 인렛 포트(13)측으로 보내는 역할을 하게 된다.

여기서, 미설명 부호 29a 및 29b는 센서 부착을 위한 센서 포트를 나타내고, 30은 써멀 프로텍터를 나타낸다.

이때, 상기 써멀 프로텍터(30)는 하우징(18)의 전면, 실질적으로는 후술하는 쿨링 블럭(25)의 전면에 장착되는 스냅 액션 바이메탈 장치로서, 이러한 써멀 프로텍터(30)는 질소의 투입이 외부의 어떠한 장애로 인하여 주입이 않되는 상황이 발생할 경우, 쿨링 블럭(25)의 온도가 일정온도(예를 들면 130℃) 이상으로 상승 시 자동으로 히터의 전원을 차단하는 역할을 하게 된다.

그리고, 상기 센서 포트(29b)에는 온도 센서(33)가 부착되며, 이때의 온도 센서(33)는 가열된 질소가스의 온도를 검출하는 센서로서, 이러한 온도 센서(33)에서 검출된 온도값을 가지고 진공펌프 컨트롤러에서는 히터의 발열온도를 가변 제어할 수 있게 된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 질소가스 분사장치에서 질소 분사부를 나타내는 정면도, 측면도 및 단면도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 상기 질소 분사부(11)는 반응부산물 가스가 흐르고 있는 배관(10)의 내부에 고압, 예를 들면 1 내지 3bar 정도의 압력으로 질소가스를 분사하는 역할을 하는 것으로서, 서로 내외측으로 일정길이 겹쳐짐과 더불어 축선방향을 따라 나란하게 결합되는 제1배관(10a)과 제2배관(10b)으로 구성되는 배관(10)을 포함한다.

그리고, 상기 제2배관(10b)의 바깥면에는 배관 축선에 대해 직각을 이루는 방향(배관 반경 방향)으로 질소 인렛 포트(13)가 설치되며, 이때의 질소 인렛 포트(13)는 질소 히팅부(12)의 질소 배출구(17)와 연결되는 한편, 내측으로는 후술하는 질소 챔버(14)와 통하게 된다.

이에 따라, 상기 질소 인렛 포트(13)로부터 들어온 질소가스는 곧바로 질소 챔버(14) 내에 채워지게 된다.

특히, 상기 배관(10)의 내측, 즉 서로 내외측으로 겹쳐져 결합되는 내측의 제1배관(10a)과 외측의 제2배관(10b) 사이의 겹친 부분인 제1배관(10a)의 바깥쪽 둘레와 제2배관(10b)의 안쪽 둘레 사이에는 공간 형태의 질소 챔버(14)가 형성된다.

이러한 질소 챔버(14)는 배관(10)의 전체 둘레를 따라 연통되는 구조, 예를 들면 원형 단면의 배관의 경우 전체 원주둘레를 따라 연통되는 구조로 이루어질 수 있게 된다.

여기서, 상기 질소 챔버(14)는 제1배관(10a)의 단부 둘레에 홈을 가공하여 제2배관(10b)과의 결합 시 제2배관(10b)에 의해 자연스럽게 홈이 마감되면서 공간을 이루도록 한 형태로 구성하는 것이 바람직하다.

그리고, 실질적으로 질소가스를 분사하는 수단으로 질소 분사구(15)가 마련되며, 이때의 질소 분사구(15)는 한쪽이 질소 챔버(14)의 일측과 통하는 동시에 다른 한쪽이 배관(10)의 내부와 통하는 구조로 이루어질 수 있게 된다.

이러한 질소 분사구(15)는 배관 전체 둘레를 따라가면서 형성되는 동시에 빌소 분사구(15)의 토출측은 제1배관(10a)의 내벽과 근접 위치되며, 이에 따라 질소 분사구(15)를 통해서 토출되는 질소가스는 배관 내벽 전체 둘레로부터 배관 길이방향을 따라 가면서 배관 내벽에 근접하여 나란하게 분사될 수 있게 된다.

즉, 상기 질소 분사구(15)는 제1배관(10a)의 단부와 이때의 단부가 안착되는 제2배관(10b)의 홈부 사이에 형성되는 갭(Gap) 형태로 이루어질 수 있게 되고, 이러한 갭은 질소 챔버(14)측에서부터 단부와 홈 간의 간격을 따라 배관(10)의 내부까지 이어질 수 있게 된다.

또한, 상기 질소 분사구(15)의 토출측에는 제2배관(10b)의 내벽으로부터 일체 연장되면서 축선 방향을 따라 나란하게 돌출되는 가이드(27)가 형성되어 있으며, 이에 따라 질소 분사구(15)로부터 토출되는 질소가스는 축선과 나란한 직선상의 흐름으로 유도되면서 배관 내벽을 따라 흐를 수 있게 된다.

이렇게 상기 질소 분사구(15)를 통해 토출되는 질소가스가 배관 내벽 전체 둘레로부터 균일하게 토출됨과 더불어 배관 내부를 고속(반응부산물 가스의 흐름에 비해 상대적으로)으로 이송되므로, 이러한 질소가스의 흐름에 이끌려 반응부산물 가스도 자연스럽게 빠른 이송속도를 보이면서 배출되고, 또 배관 내벽을 따라 흐르는 질소가스가 일종의 에어커튼 역할을 하면서 반응부산물 가스의 내벽측 접근이 차단되어 배관 내벽에 파우더가 부착되어 쌓이는 것을 사전에 방지할 수 있게 된다.

또한, 질소가스의 분사를 위한 수단인 질소 챔버(14)와 질소 분사구(15)를 별도의 추가적인 부품없이 배관 가공을 통한 홈 구조 및 배관 결합을 통한 갭 구조만으로 자체적으로 구성할 수 있으므로, 질소 분사부의 전체적인 구조를 단순화할 수 있게 된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 질소가스 분사장치에서 질소 히팅부를 나타내는 정면도, 측면도 및 단면도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 상기 질소 히팅부(12)는 질소 분사부측으로 공급되는 질소가스를 히팅하여 보내주는 수단으로서, 질소 탱크(미도시), 질소 펌프(미도시) 등을 포함하는 질소 공급원측과 연결되는 질소 유입구(16)와 질소 분사부(11)의 질소 인렛 포트(13)측과 연결되는 질소 배출구(17)를 가지는 하우징(18)이 마련된다.

상기 하우징(18)은 질소가스가 체류할 수 있는 공간을 가지는 원통형의 드럼이나 관 형태로서, 선단부에는 실링부재(21)가 장착되어 있는 플랜지(20)가 부착되며, 이러한 하우징(18)의 앞쪽으로는 후술하는 쿨링 블럭(25)을 매개로 하여 질소 유입구(16)가 축선을 따라 나란하게 연결됨과 더불어 뒷쪽으로는 가열된 질소가스의 배출을 위한 질소 배출구(17)가 역시 축선을 따라 나란하게 연결된다.

실질적으로 질소가스를 가열하기 위한 히터(19)는 봉 형태로서, 하우징(18)의 내부에 중심축선을 따라 나란하게 배치되며, 쿨링 블럭(25)에 관통 지지되는 구조로 설치된다.

이때의 히터(19)에는 봉 외주면을 따라 나선형으로 이어지는 형태의 날개 부분이 갖추어져 있으며, 이에 따라 하우징(18)의 내부에서 질소가스의 나선형 와류 흐름이 형성될 수 있게 되고, 결국 질소가스와 히터 간의 충분한 접촉면적 확보에 따라 히팅효율을 높일 수 있게 된다.

이러한 히터는 진공펌프 컨트롤러를 통하여 외부 전원을 받아 동작하는 히터로서, 상기 히터는 공지의 히터를 적용할 수 있으며, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

또한, 상기 하우징(18)의 바깥둘레는 타공관(31)에 의해 둘러싸이게 되며, 하우징(18)의 선단부에 설치되는 플랜지(20)의 전면에는 홈 내에 삽입 안착되는 형태의 실링부재(21), 예를 들면 링 모양의 바이톤 실(Viton seal)이 장착되어, 하우징(18)의 기밀이 유지될 수 있게 된다.

특히, 상기 질소 히팅부(12)는 고온의 조건에 노출되어 있는 실링부재(21)를 보호하는 역할은 물론, 보조적인 역할로서 하우징(18) 내의 히팅 영역으로 들어가는 질소가스(냉질소가스)를 미리 예열하는 역할을 하는 쿨링 블럭(25)을 포함하다.

상기 쿨링 블럭(25)은 원형의 판 형태로서, 하우징(18)의 선단부에 있는 플랜지(20)의 전면에 밀착되면서 볼트 체결구조 등을 통해 플랜지측에 결합되는 구조로 설치된다.

이렇게 설치되는 쿨링 블럭(25)의 후면과 플랜지(20)의 전면 사이에 실링부재(21)가 개재되면서 이때의 결합면에 대한 기밀이 유지될 수 있게 된다.

이러한 쿨링 블럭(25)의 전면으로는 질소유입구(16)와 연결되는 입구(22)가 형성되고, 이와 더불어 후면으로는 히터(19)가 속해 있는 하우징(18)의 내부와 통하는 출구(23)가 형성된다.

그리고, 상기 쿨링 블럭(25)의 내부에는 입구(22) 및 출구(23)와 통하면서 질소가스의 흐름 경로를 제공하는 채널(24)이 형성된다.

이에 따라, 쿨링 블럭(25)의 입구(22)를 통해 들어온 질소가스는 채널(24)을 따라 이동한 뒤에 출구(23)를 통해 하우징 내부로 빠져나갈 수 있게 된다.

특히, 상기 채널(24)은 링 모양으로서 입구(22)를 통해 들어온 질소가스는 링 모양의 채널(24) 전체 구간을 화살표 방향과 같이 한바퀴 돈 다음에 출구(23)를 통해 나갈 수 있게 된다.

예를 들면, 링 모양의 채널(24)의 내부에는 격벽(26)이 형성되어 채널 내부를 구획하게 되고, 이렇게 형성되는 격벽(26)의 한쪽 옆에는 입구(22)가 형성됨과 더불어 격벽(26)을 사이에 두고 반대쪽 옆에는 출구(23)가 형성된다.

즉, 상기 입구(22)와 출구(23)는 채널(24)에 있는 격벽(26)을 사이에 두고 서로 인접 위치되고, 이에 따라 한쪽의 입구(22)로 들어온 질소가스는 채널(24)을 돌아 반대쪽의 출구(23)로 빠져나갈 수 있게 된다.

이러한 쿨링 블럭(25)의 채널(24)은 하우징(18)에 대해 동심원상으로 배치되어 있는 실링부재(21)에 인접한 위치에서 이때의 실링부재(21)의 배치경로를 따라 나란하게 되며, 이에 따라 채널(24)의 내부를 흐르는 질소가스에 의한 냉각작용의 영향을 받을 수 있게 된다.

즉, 상기 채널(24)을 따라 흐르는 차가운 질소가스(하우징 내부의 고온의 질소가스에 비해 상대적으로 온도가 낮은 질소가스)가 실링부재(21)가 속해 있는 그 주변의 플랜지 부분이나 쿨링 블럭 부분의 열을 빼앗게 되고, 따라서 실링부재(21)를 포함하는 주변의 온도를 낮출 수 있게 되면서 실링부재(21)의 온도 상승을 막을 수 있게 되며, 결국 실링구조와 관련한 안전성 및 실링부재 내구성을 확보할 수 있게 된다.

이와 더불어, 상기 채널(24)을 따라 흐르는 질소가스 또한 주변의 열을 흡수하여 예열된 상태로 하우징(18) 내부로 공급되므로, 질소가스의 히팅효과를 한층 높일 수 있으며, 이는 히터 용량의 축소 및 에너지 절감으로 이어질 수 있게 된다.

이와 같은 질소 분사부(11)와 질소 히팅부(12)를 포함하는 본 발명의 질소가스 분사장치는 반도체 제조설비에 사용되는 진공 펌프(미도시) 내부의 배기라인에 설치되며, 특히 별도의 제어 시스템없이 진공 펌프 컨트롤러에 의해 직접 제어를 받아 운전될 수 있게 된다.

즉, 진공 펌프 컨트롤러의 제어에 의해 진공 펌프의 가동과 질소가스 분사장치의 가동이 연계되면서 이루어질 수 있게 된다.

예를 들면, 진공 펌프 컨트롤러는 진공 펌프의 가동을 제어하는 한편, 이때의 진공 펌프 컨트롤러의 제어로 히터의 작동이 제어될 수 있게 되고, 또 진공 펌프 컨트롤러의 제어로 질소 히팅부로의 질소가스 공급여부(질소가스 라인의 분기부에 설치된 밸브수단의 온/오프를 제어하는 방법 등으로)가 제어될 수 있게 된다.

그리고, 진공 펌프의 경우 기본적으로 하우징 하부의 퍼지 효과를 위하여 질소가스를 사용하고 있으며, 이에 진공 펌프에 연결되어진 질소가스 라인을 펌프 내부로 분기하고, 질소가스 라인을 통해 공급되는 질소가스를 본 발명의 질소가스 분사장치에 사용할 수 있게 된다.

따라서, 이와 같이 구성되는 질소가스 분사장치의 작동상태를 살펴보면 다음과 같다.

반도체 제조설비의 프로세스 챔버로부터 발생된 반응부산물 가스는 진공 펌프의 가동과 함께 진공 펌프의 배기라인, 즉 배출관(28)을 따라 지속적으로 배출되고, 상기 배출관(28)의 단부에 배관(10)을 통해 연결 설치되어 있는 질소가스 분사장치에서는 반응부산물 가스가 흐르는 배관(10)의 내부에 고온의 질소가스를 공급하게 된다.

이에 따라, 배관을 흐르는 반응부산물 가스는 온도 저하로 인한 고형화로 인해 배관 내에 쌓이지 않고 원활한 흐름을 지속적으로 유지할 수 있게 된다.

예를 들면, 질소가스 공급원(미도시)으로부터 공급되는 질소 가스는 질소 히팅부(12)에 있는 하우징(18)의 질소 유입구(16)→쿨링 블럭(25)의 입구(22)→채널(24)→출구(23)→히터(19)가 속해 있는 하우징(18)의 내부→하우징(18)의 질소 배출부(17)로 이어지는 경로를 따라 흐르면서 고온으로 가열된다.

이때, 상기 질소가스는 쿨링 블럭(25)의 채널(24)을 경유하면서 냉각 작용을 수행함은 물론 자체적으로 예열된 후에 하우징(18) 내부로 흘러가게 된다.

이후, 고온의 질소가스는 질소 분사부(11)에 있는 질소 인렛 포트(15)→질소 챔버(14)→질소 분사구(15)로 이어지는 경로를 따라 흐르면서 배관(10)의 내벽 전체 둘레를 따라 분사된다.

따라서, 배관(10)을 흐르는 반응부산물 가스는 고온의 질소가스에 의해 가열되어 일정온도를 유지하면서 고형화되지 않고 지속적으로 원활한 흐름을 유지하는 한편, 질소가스의 흐름을 이끌려 빠른 흐름을 보임과 더불어 질소가스의 차단역할에 의해 배관 내벽쪽과 격리될 수 있게 되므로서, 진공 펌프의 배기 배관에서의 파우더 발생을 억제할 수 있게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서, 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

10 : 배관 10a : 제1배관
10b : 제1배관 11 : 질소 분사부
12 : 질소 히팅부 13 : 질소 인렛 포트
14 : 질소 챔버 15 : 질소 분사구
16 : 질소 유입구 17 : 질소 배출부
18 : 하우징 19 : 히터
20 : 플랜지 21 : 실링부재
22 : 입구 23 : 출구
24 : 채널 25 : 쿨링 블럭
26 : 격벽 27 : 가이드
28 : 배출관 29a,29b : 센서 포트
30 : 써멀 프로텍터 31 : 타공관
32 : 브라켓 33 : 온도센서

Claims (8)

1. 반응부산물 가스가 흐르는 배관(10)의 내부로 질소가스를 분사하는 질소 분사부(11)와, 상기 질소 분사부(11)에 고온의 질소가스를 공급하는 질소 히팅부(12)를 포함하며,
   상기 질소 분사부(11)는 배관(10)에 고정되는 구조로 설치되는 질소 주입을 위한 질소 인렛 포트(13)와, 상기 질소 인렛 포트(13)와 통하면서 배관(10)의 전체 둘레를 따라 연통되는 구조로 조성되는 질소 챔버(14)와, 상기 질소 챔버(14)의 일측에서 배관 전체 둘레를 따라 형성되는 동시에 배관(10)의 내부와 통하면서 배관 내벽 둘레로부터 배관 길이방향을 따라 질소를 분사하는 질소 분사구(15)를 포함하여 구성되고,
   상기 질소 히팅부(12)는 하우징(18)에 있는 실링부재(21)와 접하는 동시에 질소유입구(16)와 연결되는 입구(22), 히터(19)가 속해 있는 하우징 내부와 통하는 출구(23), 상기 입구(22) 및 출구(23)와 통하면서 내부에 질소가 흐를 수 있는 채널(24)을 가지는 쿨링 블럭(25)을 포함하는 것을 특징으로 하는 질소가스 분사장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 질소 챔버(14)는 서로 내외측으로 겹쳐져 결합되는 제1배관(10a)과 제2배관(10b)의 겹친 부분에 조성되는 공간 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 질소가스 분사장치.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 질소 분사구(15)는 제1배관(10a)의 단부와 이 단부가 안착되는 제2배관(10b)의 홈부 사이에 형성되는 갭(Gap) 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 질소가스 분사장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 질소 히팅부(12)는 질소 유입구(16) 및 질소 배출구(17)를 가지는 하우징(18)과, 상기 하우징(18)의 내부에 축선을 따라 나란하게 설치되는 히터(19)와, 상기 하우징(18)의 선단부에 장착되는 실링부재(21)를 포함하는 것을 특징으로 하는 질소가스 분사장치.
   
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 쿨링 블럭(25)의 채널(24)은 격벽(26)에 의해 구획되면서 실링부재(21)의 배치경로를 따라 나란하게 연통되는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 질소가스 분사장치.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 쿨링 블럭(25)에 있는 입구(22)와 출구(23)는 격벽(26)을 사이에 두고 인접되게 위치되는 것을 특징으로 하는 질소가스 분사장치.
   
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 질소 분사부(11)와 질소 히팅부(12)의 작동은 진공 펌프 컨트롤러에 의한 제어를 받도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 질소가스 분사장치.

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