KR101700828B1

KR101700828B1 - 프로세스 챔버의 순환 정제장치

Info

Publication number: KR101700828B1
Application number: KR1020140151294A
Authority: KR
Inventors: 이혁수; 한용기; 이남철
Original assignee: 주식회사 케이피씨
Priority date: 2014-11-03
Filing date: 2014-11-03
Publication date: 2017-02-01
Also published as: KR20160051388A

Abstract

본 발명은 프로세스 챔버의 순환 정제장치에 관한 것으로, 다수의 프로세스 챔버에서 각각 사용된 가스를 선택적으로 순환배기하는 멀티순환배기부와, 상기 멀티순환배기부를 통해 배기된 가스를 정제하는 정제부와, 상기 정제부에서 정제된 가스를 상기 다수의 프로세스 챔버 각각에 선택적으로 공급하는 멀티순환공급부를 포함한다. 본 발명은 한 쌍의 정제 컬럼을 사용하여 다수의 프로세스 챔버에서 사용된 가스를 순환 공급받아 정제 처리 후 각 프로세스 챔버로 재공급할 수 있도록 구성되어, 장치의 크기를 줄임과 아울러 설치 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

프로세스 챔버의 순환 정제장치{Circulation purification device for process chamber}

본 발명은 프로세스 챔버의 순환 정제장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 다수의 프로세스 챔버를 정제할 수 있는 프로세스 챔버의 순환 정제장치에 관한 것이다.

최근 평판 디스플레이(FPD) 또는 유기발광다이오드(OLED)의 제조과정에서 특정한 제조공정은 디스플레이 발광소자 제조과정의 산소와 수분이 수명과 밀접한 관계로 인하여 외기와는 다른 비활성 분위기에서 처리될 필요가 있다. 또한, 유리기판의 세대변화에 따라 기판의 크기가 커짐으로 인한 대형의 프로세스 챔버를 사용이 제안되었다.

이러한 프로세스 챔버의 예로는 공개특허 10-2008-0048666호(프로세스 챔버 및 이의 형성방법, 2008년 6월 3일 공개) 등 다수의 예들이 있다. 이러한 프로세스 챔버들은 개폐가 가능한 도어를 가지고 있으며, 그 도어를 통해 대형의 유리기판을 챔버 내에 적재와 이송 등을 하고 처리하게 된다.

이때, 챔버의 내부를 비활성 분위기로 만들기 위하여 그 챔버 내에 비활성가스를 주입하는 과정이 요구된다.

상기 기판의 적재 또는 프로세스 챔버의 유지 보수를 위하여 프로세스 챔버의 도어가 열린 상태가 되면 그 챔버의 내부에는 외기가 유입되며, 적재 또는 유지 보수가 끝난 후 다시 비활성 분위기로 유지하여야 하며, 생산성을 고려하여 빠른 시간 안에 외기에 포함된 산소 및 수분을 적정한 수준 이하가 되도록 적당량의 비활성가스 치환 및 내부 순환 정제를 통해 프로세스 챔버 내부를 비활성 분위기로 만들 필요가 있다.

이처럼 비활성 분위기로 프로세스 챔버의 내부를 유지하기 위하여 프로세스 챔버의 유지 및 보수 후에는 챔버 내부로 유입된 산소와 수분을 제거할 필요가 있으며, 이때에도 비활성 가스를 프로세스 챔버 내부로 공급함과 아울러 배기하여 유입된 산소와 습기를 제거하게 된다.

이때 배기되는 비활성 가스는 재사용을 위하여 정제되는데 종래에는 다수의 프로세스 챔버를 사용함에 있어서, 각각의 프로세스 챔버에 정제장치를 부가하여 사용하였다.

도 1은 종래 프로세스 챔버의 순환 정제장치의 블록 구성도이고, 도 2는 종래 프로세스 챔버의 정제장치의 상세 구성도이다.

도 1과 도 2를 각각 참조하면 종래 프로세스 챔버의 순환 정제장치는, 다수의 프로세스 챔버(C1~Cn)에 비활성 가스를 공급 및 배기함과 아울러 상기 프로세스 챔버(C1~Cn)에서 사용된 비활성 가스를 정제하여 순환 재공급하는 순환정제부(10~10n)를 포함하여 구성된다.

상기 순환정제부(10~10n)들은 모두 동일한 구성으로 구성되어 있으며, 그 예로서 순환정제부(10)의 구성을 예로 들어 설명하면, 프로세스 챔버(C1)에 비활성 가스를 공급하는 공급부(11)와, 프로세스 챔버(C1) 내의 가스를 외부로 배기시키는 배기부(12)와, 프로세스 챔버(C1) 내의 가스의 정제를 위해 배기하는 순환배기부(14)와, 상기 순환배기부(14)를 통해 순환되는 가스를 정제하는 정제부(15)와, 상기 정제부(15)에서 정제된 가스를 프로세스 챔버(C1)로 재공급하는 정제공급부(13)를 포함하여 구성된다.

이와 같이 구성되는 종래 프로세스 챔버의 순환 정제장치는, 정제컬럼을 구비하는 정제부(15)를 사용하여 프로세스 챔버의 도어가 열렸을 때 내부로 유입되는 수분 및 산소가 포함된 비활성가스를 정제하여 다시 프로세스 챔버(C1~Cn)로 공급할 수 있어, 비활성가스의 사용량을 줄일 수 있게 된다.

이때 상기 순환배기부(14)는 블로워(B1), 센서(SM)와 다수의 밸브를 포함하여 구성되며, 순환배기부(14)를 통해 배기된 프로세스 챔버(C1~Cn)의 가스는 정제부(15)의 한 쌍의 정제컬럼(A,B) 중 선택된 하나를 통해 정제된 후, 유량검출부(MFM2)를 포함하는 정제공급부(13)를 통해 다시 프로세스 챔버(C1~Cn)로 공급될 수 있다.

도 2에서 MFM의 표기는 유량검출부를 뜻하며, 이러한 구성은 가스의 공급 관로를 구성할 때 다양한 방식으로 변경될 수 있는 것이어서 상세한 구성에 대한 설명은 생략하며, 일반적인 기호의 표시로서 충분히 당업자 수준에서 이해될 수 있다.

이처럼 종래에는 하나의 프로세스 챔버마다 순환 정제장치를 부가하기 때문에 전체 시스템의 크기가 크며, 설치 비용 또한 많이 소요되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 하나의 정제장치로 다수의 프로세스 챔버에서 배기되는 가스를 정제하고, 각 프로세스 챔버에 각각 순환 재 공급할 수 있는 프로세스 챔버의 순환 정제장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명 프로세스 챔버의 순환 정제장치는, 다수의 프로세스 챔버에서 각각 사용된 가스를 선택적으로 순환배기하는 멀티순환배기부와, 상기 멀티순환배기부를 통해 배기된 가스를 정제하는 정제부와, 상기 정제부에서 정제된 가스를 상기 다수의 프로세스 챔버 각각에 선택적으로 공급하는 멀티순환공급부를 포함한다. 상기 정제부는, 밸브에 의해 선택되는 다수의 정제컬럼을 포함하며, 상기 정제컬럼은 적어도 2컬럼 이상이 설치되며 상기 프로세스 챔버들 중 가장 큰 용량의 프로세스 챔버의 순환 가스를 처리할 수 있는 용량 이상이며 컬럼들은 자체 재생이 가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명 프로세스 챔버의 순환 정제장치는, 한 쌍의 정제 컬럼을 사용하여 다수의 프로세스 챔버에서 사용된 가스를 순환 공급받아 정제 처리 후 각 프로세스 챔버로 재공급할 수 있도록 구성되어, 장치의 크기를 줄임과 아울러 설치 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 프로세스 챔버의 순환 정제장치의 블록 구성도이다.
도 2는 도 1의 상세 구성도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 프로세스 챔버의 순환 정제장치의 블록 구성도이다.
도 4는 도 3의 상세 구성도이다.

이하, 본 발명 프로세스 챔버의 순환 정제장치에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프로세스 챔버의 순환 정제장치의 블록 구성도이고, 도 4는 도 3의 상세 구성도이다.

도 3과 도 4를 각각 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프로세스 챔버의 순환 정제장치(100)는, 다수의 프로세스 챔버(C1~Cn) 각각에 비활성 가스를 공급하는 공급부(110)와, 상기 다수의 프로세스 챔버(C1~Cn) 각각의 내부 가스를 외부로 배기하는 배기부(120)와, 상기 다수의 프로세스 챔버(C1~Cn) 중 선택된 하나의 프로세스 챔버 내의 불순물이 포함된 가스의 정화를 위하여 배기하는 멀티순환배기부(140)와, 한 쌍의 정제컬럼(151,152)을 구비하여 상기 멀티순환배기부(140)를 통해 배기된 가스를 정제하는 정제부(150)와, 상기 정제부(150)에서 정제된 가스를 상기 복수의 프로세스 챔버(C1~Cn) 중 선택된 하나의 프로세스 챔버에 공급하는 멀티순환공급부(130)를 포함하여 구성된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프로세스 챔버의 순환 정제장치의 구성과 작용에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명은 하나의 순환 정제장치(100)를 사용하여 다수의 프로세스 챔버(C1~Cn)에서 사용된 이물이 포함된 비활성 가스를 순환하며 정제 처리할 수 있도록 구성한 것이다.

본 발명 순환 정제장치(100)는 한 쌍의 정제컬럼(151,152)을 구비하는 정제부(150)가 마련되어 있으며, 이 정제컬럼(151,152)를 선택적으로 이용하여 순환된 비활성 가스에서 산소와 수분을 제거하는 정제를 하게 된다.

여기서 정제컬럼(151,152)을 한 쌍으로 언급한 것은 최소한 한 쌍이 있어야 하는 것을 의미하며, 정제컬럼(151)이 정제를 할 때 이전 상태에서 비활성 가스를 정제한 정제컬럼(152)은 원래의 상태로 복원 처리된다.

종래에도 한 쌍의 정제컬럼을 구비하는 정제부가 마련되어 있었으나, 종래의 정제 컬럼은 순환 정제장치 각각에 연결되는 프로세스 챔버의 용량에 따라 결정되는 것이지만, 본 발명의 정제컬럼(151,152)의 용량은 전체 프로세스 챔버(C1~Cn) 각각의 용량을 감안하여 결정되어야 한다.

최소한 가장 큰 내부 공간을 가져 비활성 가스의 사용량이 가장 많은 프로세스 챔버의 용량 이상이 되어야 하며, 필요에 따라 복수의 프로세스 챔버의 순환 가스를 동시에 처리하기 위하여 그 용량이 결정되어야 한다.

상기 공급부(110)는 외부에서 직접 공급하기 위하여 복수의 공급관(111,112)들이 각각 상기 멀티순환공급부(130)의 멀티순환공급관(131,132)들 각각에 연결되어 있다.

상기 멀티순환공급부(130)는 상기 정제부(150)의 정제컬럼(151,152)에서 정제된 가스를 상기 프로세스 챔버(C1~Cn)에 선택적으로 공급할 수 있도록 다수의 멀티순환공급관(131,132)들을 구비하고 있다. 여기서는 한 쌍의 멀티순환공급관(131,132)을 도시하였으나 이는 설명의 편의를 위한 것이며, 상기 프로세스 챔버(C1~Cn)의 수와 동수로 마련된다.

상기 멀티순환공급관(131,132)들은 상기 정제부(150)와의 연결부분에서 가스의 공급을 제어하기 위한 밸브(161,162)를 구비하며, 상기 각 프로세스 챔버(C1,Cn)의 연결부에 밸브(171,172)를 포함하여 구성된다.

이때 상기 공급관(111)은 상기 두 밸브(161, 171) 사이의 멀티순환공급관(131)에 연결되고, 공급관(112)은 상기 두 밸브(162, 172) 사이의 멀티순환공급관(132)에 연결되어 있다.

따라서 공급부(110)는 각 공급관(111,112)을 통해 선택적으로 비활성 가스를 공급하여 프로세스 챔버(C1~Cn)들 중 특정한 프로세스 챔버에 비활성 가스를 공급할 수 있게 된다.

이처럼 공급된 상태에서 상기 프로세스 챔버(C1~Cn)에서 공정이 진행되는 과정에서 비활성 가스의 정제 및 재공급을 위해서 멀티순환배기부(140)를 통해 프로세스 챔버(C1~Cn)에서 선택된 프로세스 챔버(C1~Cn) 내의 가스가 멀티순환배기부(140)를 통해 배기된다.

이때 선택된 프로세스 챔버(C1~Cn) 중 하나 일 수 있으며, 둘 이상의 복수 일 수 있다.

상기 멀티순환배기부(140)는 다수의 멀티순환배기관(141,142)이 마련되어 있으며, 멀티순환배기관(141,142)에는 센서모듈(SM1,SM2), 밸브(181, 182), 블로워(B1,B2)가 마련되어 상기 프로세스 챔버(C1~Cn) 내의 가스를 밸브(181, 182)로 선택하여 블로워(B1,B2)로 강제 순환 배기할 수 있으며, 이처럼 순환배기되는 가스는 상기 정제부(150)에서 밸브(191, 192)에 의해 선택되는 정제컬럼(151,152)에 선택적으로 공급된다.

상기 정제컬럼(151,152)에 공급된 가스는 수분과 산소가 제거되며, 이와 같이 정제된 가스는 밸브(193, 194)에 의해 선택되어 상기 멀티순환공급부(130)로 공급되어 앞서 설명한 멀티순환공급관(131,132) 중 하나 또는 둘 이상을 통해 하나 이상의 프로세스 챔버(C1~Cn)로 공급된다.

도면에서 도면부호 MFM은 유량계이며, 다른 미설명 부호들도 도면에 표시된 일반적인 표기법이 나타내는 장치들을 뜻한다.

상기 멀티순환배기부(140)의 각 멀티순환배기관(141,142) 각각에 블로워(B1,B2)가 설치된 것으로 도시하였으나, 하나의 블로워를 사용하여 멀티순환배기관(141,142)의 배기 유량을 제어하는 것도 가능하다. 상기 블로워(B1,B2)는 각각 유량계(MFM)의 검출결과에 따라 멀티순환배기관(141,142)을 통해 배기되는 가스의 유량을 조절하게 된다.

이처럼 본 발명은 하나의 정제부(150)를 사용하여 다수의 프로세스 챔버(C1~Cn)를 정제 처리할 수 있는 특징이 있으며, 따라서 장치의 전체적인 부피를 감소시키며, 비용을 줄일 수 있다.

상기 배기부(120)는 상기 프로세스 챔버(C1~Cn) 각각에 연결되는 배기관(121,122)을 포함하며, 상기 배기관(121,123)들은 공통적으로 하나의 드라이 펌프(DP1)에 연결되어 있으며, 그 드라이 펌프(DP1)에 의해 배기될 프로세스 챔버(C1~Cn)를 선택할 수 있는 밸브(201, 202)가 각각 마련되어 있다.

상기 드라이 펌프(DP1)는 상기 배기관(121,122)을 통해 배기되는 가스를 하나의 배기관(123)을 통해 배기한다.

이와 같은 배기부(120)의 구조는 종래에는 프로세스 챔버(C1~Cn)와 동수의 상기 공통의 드라이 펌프를 사용했으나, 하나의 드라이 펌프(DP1)로 다수의 프로세스 챔버(C1~Cn)를 배기할 수 있기 때문에 비용을 줄일 수 있다.

앞서 설명한 멀티순환배기부(140)의 각 멀티순환배기관(141,142)들도 배기관(123)에 연결되어 필요에 따라 순환되는 가스를 배기하게 된다.

전술한 바와 같이 본 발명에 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.

110:공급부 111,112:공급관
120:배기부 121,122,123:배기관
130:멀티순환공급부 131,132:멀티순환공급관
140:멀티순환배기부 141,142:멀티순환배기관
150:정제부 151,152:정제컬럼
161,162, 171, 172, 181, 182, 191, 192, 201, 202: 밸브

Claims

다수의 프로세스 챔버에서 각각 사용된 가스를 선택적으로 순환배기하는 멀티순환배기부;
상기 멀티순환배기부를 통해 배기된 가스를 정제하는 정제부; 및
상기 정제부에서 정제된 가스를 상기 다수의 프로세스 챔버 각각에 선택적으로 공급하는 멀티순환공급부를 포함하되,
상기 멀티순환배기부는,
일단이 상기 다수의 프로세스 챔버 각각에 연결되는 다수의 멀티순환배기관을 포함하며, 상기 멀티순환배기관들 각각에는 배기 유량을 조절하는 블로워가 마련된 것을 특징으로 하는 프로세스 챔버의 순환 정제장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 멀티순환배기부는,
각각의 멀티순환배기부 마다 산소 및 수분을 측정할 수 있는 센서들을 포함하는 것을 특징으로 하는 챔버의 순환 정제장치.
제1항에 있어서,
상기 정제부는,
밸브에 의해 선택되는 다수의 정제컬럼을 포함하며, 상기 정제컬럼은 적어도 2컬럼 이상이 설치되며 상기 프로세스 챔버들 중 가장 큰 용량의 프로세스 챔버의 순환 가스를 처리할 수 있는 용량 이상이며 컬럼들은 자체 재생이 가능한 것을 특징으로 하는 프로세스 챔버의 순환 정제장치.
제1항에 있어서,
다수의 상기 프로세스 챔버 각각에 연결되는 다수의 배기관과, 상기 다수의 배기관에 공통으로 연결되어 상기 프로세스 챔버들을 배기시키는 하나의 드라이 펌프를 포함하는 배기부를 더 포함하는 프로세스 챔버의 순환 정제장치.