KR102074243B1

KR102074243B1 - 가스통의 가변형 히팅장치

Info

Publication number: KR102074243B1
Application number: KR1020180039347A
Authority: KR
Inventors: 최원호
Original assignee: 에이엠티 주식회사
Priority date: 2018-04-04
Filing date: 2018-04-04
Publication date: 2020-02-06
Also published as: KR20190115984A

Abstract

본 발명은 가스통에서 웨이퍼 제조설비로 가스가 빠져나갈 때 기화열을 빼앗겨 온도가 떨어지지 않도록 가스통을 히팅하는 가스통의 히팅장치에 관한 것으로, 가스통의 외주면을 감싸는 히팅부재를 플랙시블(flexible)하게 구성하여 가스통의 규격이 달라지더라도 1개의 히팅부재를 이용하여 가스통을 밀착되게 감싸 히팅할 수 있도록 한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 구동원인 액츄에이터(10)와, 상기 액츄에이터(10)의 구동에 따른 가압력에 의해 변형되면서 가스통(20)의 외주면에 밀착되게 감싸 예열하도록 플랙시블한 재질로 이루어지고 만곡된 판 형상으로 형성된 히팅부재(30)와, 상기 액츄에이터(10)의 힌지 로드(11)와 히팅부재(30) 사이에 핀(13)을 중심으로 회동 가능하게 설치되어 액츄에이터(10)의 구동에 따라 히팅부재(30)가 가압되도록 하는 복수 개의 링크부재(14)로 구성하여, 상기 액츄에이터(10)의 구동으로 히팅부재(30)가 리프트에 클램핑된 가스통(20)에 닿고 나면 히팅부재(30)의 이동이 중단된 상태에서 액츄에이터(10)에 의해 힌지 플레이트(12)에 힘이 가해지므로 링크부재(14)에 의해 히팅부재(30)의 양측 가장자리가 변위되어 가스통(20)의 둘레에 접속되도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

가스통의 가변형 히팅장치{Variable Heating device for gas tank}

본 발명은 가스통에서 웨이퍼 제조설비로 가스가 빠져나갈 때 기화열을 빼앗겨 온도가 떨어지지 않도록 가스통을 히팅하는 가스통의 히팅장치에 관한 것으로써, 좀더 구체적으로는 가스통의 외주면을 감싸는 히팅부재를 플랙시블(flexible)하게 구성하여 가스통의 규격이 달라지더라도 1개의 히팅부재를 이용하여 가스통을 밀착되게 감싸 히팅할 수 있도록 하는 가스통의 가변형 히팅장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체의 제조설비에는 용도에 따라 다양한 종류의 가스가 사용되는데, 가스통에 충진되는 가스의 종류로는, 수소화비소(AsH3 : Arsine), 인화수소(PH 3 : Phosphine) 또는 삼플루오르화붕소(BF3 : Boron Fluoride) 등과 같은 유동성 가스가 알려져 있다.
상기 가스가 가스통에 충진되어 웨이퍼 제조설비에 공급되면 가스통에서 가스가 빠져나갈 때 기화열을 빼앗겨 가스의 온도가 떨어지는데, 이러한 현상을 그대로 방치하면 가스의 원활한 공급에 차질이 발생되어 가공된 웨이퍼에 불량이 발생되므로 가스가 가스통으로부터 원활하게 제조설비에 공급되도록 가스통을 가열하는 히팅장치를 구비하여야 된다.
종래에는 히터가 내장된 포대형태의 자켓으로 가스통을 감싼 다음 벨크로를 이용하여 자켓이 가스통이 지지되도록 구성되어 있었다.
따라서 히터가 발열됨에 따라 발생된 열에 의해 가스통 내의 가스를 히팅시켜 가스통으로부터 가스가 웨이퍼 제조설비에 안정적으로 공급되도록 하였다가 가스통으로부터 가스가 공급되고 나면 작업자가 수작업으로 가스통으로부터 자켓을 벗겨낸 다음 새로운 가스통으로 교체한 후 다시 자켓으로 가스통을 감싸주고 있다.
(선행기술문헌)
(특허문헌 0001) 대한민국 등록특허공보 10-0541050(2005.12.28.등록)

그러나 이러한 종래의 장치는 다음과 같은 여러 가지 문제점이 있었다.
첫째, 작업자가 수작업으로 가스통의 둘레에 자켓을 지지하여 감싸거나, 자켓을 벗겨 내야 되었으므로 시간이 오래 걸릴 뿐만 아니라 작업자의 부주의로 휴먼 에러(human error)가 발생하였다.
둘째, 정형화되지 않은 자켓을 사용함에 따라 히팅장치의 자동화 실현이 불가능하다.
셋째, 자켓을 가스통에 긴밀하게 감싸 밀착시키는데 한계가 있어 열 전달효율이 떨어지게 된다.
본 발명은 종래의 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로써, 그 구조를 개선하여 가스통의 외경에 구애받지 않고 1개의 히팅부재로 가스통의 둘레 면을 긴밀하게 접속시켜 가스가 제조설비 측으로 공급되는 동안 가스통을 안정적으로 가열할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 장치의 자동화 실현으로 빠른 시간 내에 가스통을 자동으로 교체함에 따라 작업자에 의한 휴먼 에러의 발생을 미연에 방지할 수 있도록 하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 구동원인 액츄에이터와, 상기 액츄에이터의 구동에 따른 가압력에 의해 변형되면서 가스통의 외주면에 밀착되게 감싸 예열하도록 플랙시블한 재질로 이루어지고 만곡된 판 형상으로 형성된 히팅부재와, 상기 액츄에이터의 힌지 로드와 히팅부재 사이에 핀을 중심으로 회동 가능하게 설치되어 액츄에이터의 구동에 따라 히팅부재가 가압되도록 하는 복수 개의 링크부재로 구성하여, 상기 액츄에이터의 구동으로 히팅부재가 리프트에 클램핑된 가스통에 닿고 나면 히팅부재의 이동이 중단된 상태에서 액츄에이터에 의해 힌지 플레이트에 힘이 가해지므로 링크부재에 의해 히팅부재의 양측 가장자리가 변위되어 가스통의 둘레에 접속되도록 한 것을 특징으로 하는 가스통의 가변형 히팅장치가 제공된다.

본 발명은 종래에 비하여 다음과 같은 여러 가지 장점을 갖는다.
첫째, 장비의 자동화 실현이 가능하므로 가스통을 빠른 시간 내에 안전하게 교체할 수 있을 뿐만 아니라 작업자의 부주의로 인한 휴먼 에러(human error)의 발생을 미연에 방지하게 된다.
둘째, 가스통의 외경이 다르더라도 1개의 히팅부재를 사용하여 가스통의 둘레 면을 긴밀하게 감쌀 수 있게 되므로 열 전달효율을 극대화하게 된다.

도 1은 본 발명의 장치가 가스통을 감싼 상태의 사시도
도 2는 본 발명의 요부를 나타낸 사시도
도 3은 본 발명의 히팅부재를 나타낸 사시도
도 4는 본 발명의 작동상태를 설명하기 위한 평면도

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.
도 1은 본 발명의 장치가 가스통을 감싼 상태의 사시도이고 도 2는 본 발명의 요부를 나타낸 사시도이며 도 3은 본 발명의 히팅부재를 나타낸 사시도로써, 본 발명은 구동원인 액츄에이터(10)와, 상기 액츄에이터(10)의 구동에 따른 가압력에 의해 변형되면서 가스통(20)의 외주면에 밀착되게 감싸 예열하도록 플랙시블한 재질로 이루어지고 만곡된 판 형상으로 형성된 히팅부재(30)와, 상기 액츄에이터(10)의 힌지 로드(11)와 히팅부재(30) 사이에 핀(13)을 중심으로 회동 가능하게 설치되어 액츄에이터(10)의 구동에 따라 히팅부재(30)가 가압되도록 하는 복수 개의 링크부재(14)로 구성하여, 상기 액츄에이터(10)의 구동으로 히팅부재(30)가 리프트에 클램핑된 가스통(20)에 닿고 나면 히팅부재(30)의 이동이 중단된 상태에서 액츄에이터(10)에 의해 힌지 플레이트(12)에 힘이 가해지므로 링크부재(14)에 의해 히팅부재(30)의 양측 가장자리가 변위되어 가스통(20)의 둘레에 접속되도록 한 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 액츄에이터(actuator)(10)는 필요에 따라 유압 또는 공압 실린더를 적용하거나, 스탭 모터 또는 서보 모터 등 다양하게 적용할 수 있음은 이해 가능한 것이다.
본 발명에 적용되는 상기 히팅부재(30)는, 도 3에 나타낸 바와 같이 상기 가스통(20)의 외주면에 접속되어 가스통(20)을 가열하도록 내측에 위치하는 실리콘 러버 히터(31)와, 상기 액츄에이터(10)의 가압력에 의해 실리콘 러버 히터(31)가 변형되도록 외측에 위치하는 판 스프링과 같은 탄성 패널(32)과, 상기 실리콘 러버 히터(31)와 탄성 패널(32) 사이에 설치되는 실리콘 스폰지 등과 같은 단열재(33)로 구성되어 있다.
이러한 히팅부재(30)의 가장자리는 내구성을 증대시키도록 유연한 재질의 테두리부재(34)로 마감 처리하는 것이 보다 바람직하다.
구동원인 상기 액츄에이터(10)의 로드(도시는 생략함)에 힌지 로드(11)가 고정되어 있고 상기 힌지 로드(11)에는 힌지 플레이트(12)가 회동 가능하게 설치되어 있으며 상기 힌지 플레이트(12)의 양측에는 히팅부재(30)의 배면에 고정된 연결고리(35)에 핀(13)을 중심으로 회동 가능하게 결합된 링크부재(14)가 각각 또 다른 핀(13)을 중심으로 회동 가능하게 설치되어 있다.
이때, 상기 링크부재(14)의 양단에 끼워지는 핀(13)의 상, 하부에는 액츄에이터(10)에 고열이 전달되어 성능의 저하를 초래하거나, 심한 경우 소손되는 현상을 방지하도록 단열 와셔(15)가 각각 위치되어 있다.
본 발명의 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 새로운 가스통(20)으로 교체하기 위해 리프터(도시는 생략함)에 가스통(20)이 로딩(loading) 되었음을 제어부(도시는 생략함)에 의해 감지되면 구동원인 액츄에이터(10)가 구동하여 로드(10a)를 밀어주므로 플랙시블한 히팅부재(30)가 가스통(20) 측으로 이동하여 가스통의 둘레 면을 긴밀하게 감싸게 된다.
상기한 바와 같은 동작으로 히팅부재(30)가 가스통(20)을 감쌀 때, 리프터에 로딩된 가스통(20)의 외경이 크면 액츄에이터(10)의 구동으로 히팅부재(30)인 실리콘 러버 히터(31)의 만곡면이 도 4의 점선과 같이 가스통(20)에 변형되지 않은 상태로 접속된다.
그러나 가스통(20)의 외경이 작은 경우에는 액츄에이터(10)의 구동으로 히팅부재(30)가 전진하여 리프터에 클램핑된 가스통(20)에 닿고 나면 히팅부재(30)의 이동이 중단된 상태에서 액츄에이터(10)에 의해 힌지 플레이트(12)에 힘이 가해지므로 링크부재(14)에 의해 히팅부재(30)의 양측 가장자리가 일점쇄선과 같이 변위를 일으키면서 가스통(20)의 둘레 면에 긴밀하게 접속되고, 이에 따라, 히팅부재(30)의 실리콘 러버 히터(31)에서 발열된 열을 그대로 가스통(20)에 전달할 수 있는 장점을 갖는다.
즉, 액츄에이터(10)의 구동으로 힌지 로드(11)가 가스통(20) 측으로 전진하면 상기 힌지 로드(11)에 결합된 힌지 플레이트(12)도 동일한 방향으로 힘을 받게 되므로 상기 힌지 플레이트(12)의 양단에 핀(13)을 중심으로 회동 가능하게 결합된 링크부재(14)가 히팅부재(30)를 밀어주게 되고, 이에 따라 상기 히팅부재(30)의 실리콘 러버 히터(31)가 가스통(20)의 둘레 면에 긴밀하게 밀착됨과 동시에 히팅부재(30)의 외측으로는 탄성 패널(32)이 위치되어 있어 히팅부재(30)의 형상을 안정적으로 유지하게 된다.
이때, 상기 실리콘 러버 히터(31)에서 발열된 열은 단열재(33)에 의해 보호됨으로써, 외부로 열을 빼앗기는 현상을 근본적으로 해소할 수 있게 된다.
따라서 가스통(20)에 충진되었던 고가의 가스를 최대한 많이 사용함은 물론이고 가스통(20)의 교체 시점까지 웨이퍼 제조설비에 공정 가스를 안정적으로 공급할 수 있게 되는 것이다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 상기 상세한 설명에서 기술된 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 액츄에이터 11 : 힌지 로드
12 : 힌지 플레이트 14 : 링크부재
15 : 단열 와셔 20 : 가스통
30 : 히팅부재 31 : 실리콘 러버 히터
32 : 탄성 패널 33 : 단열재
34 : 테두리부재

Claims

구동원인 액츄에이터(10)와, 상기 액츄에이터(10)의 구동에 따른 가압력에 의해 변형되면서 가스통(20)의 외주면에 밀착되게 감싸 예열하도록 플랙시블한 재질로 이루어지고 만곡된 판 형상으로 형성된 히팅부재(30)와, 상기 액츄에이터(10)의 힌지 로드(11)와 히팅부재(30) 사이에 핀(13)을 중심으로 회동 가능하게 설치되어 액츄에이터(10)의 구동에 따라 히팅부재(30)가 가압되도록 하는 복수 개의 링크부재(14)로 구성하여,
상기 액츄에이터(10)의 구동으로 히팅부재(30)가 리프트에 클램핑된 가스통(20)에 닿고 나면 히팅부재(30)의 이동이 중단된 상태에서 액츄에이터(10)에 의해 힌지 플레이트(12)에 힘이 가해지므로 링크부재(14)에 의해 히팅부재(30)의 양측 가장자리가 변위되어 가스통(20)의 둘레에 접속되도록 한 것을 특징으로 하는 가스통의 가변형 히팅장치.
청구항 1에 있어서,
상기 히팅부재(30)는,
상기 가스통(20)의 외주면에 접속되어 가스통(20)을 가열하도록 내측에 위치하는 실리콘 러버 히터(31)와,
상기 액츄에이터(10)의 가압력에 의해 실리콘 러버 히터(31)가 변형되도록 외측에 위치하는 탄성 패널(32)과,
상기 실리콘 러버 히터(31)와 탄성 패널(32) 사이에 설치되는 단열재(33)로 구성된 것을 특징으로 하는 가스통의 가변형 히팅장치.
청구항 2에 있어서,
상기 단열재(33)가 실리콘 스폰지인 것을 특징으로 하는 가스통의 가변형 히팅장치.
청구항 2에 있어서,
상기 히팅부재(30)의 가장자리가 유연한 재질의 테두리부재(34)로 마감 처리된 것을 특징으로 하는 가스통의 가변형 히팅장치.
청구항 1에 있어서,
상기 액츄에이터(10)가 공압 또는 유압 실린더이거나, 스탭 모터 또는 서보 모터 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 가스통의 가변형 히팅장치.
청구항 1에 있어서,
상기 액츄에이터(10)의 로드(10a)에 힌지 로드(11)를 고정하여 상기 힌지 로드(11)에 힌지 플레이트(12)를 회동 가능하게 설치하고 상기 힌지 플레이트(12)의 양측에는 히팅부재(30)의 배면에 고정된 연결고리(35)에 핀(13)을 중심으로 회동 가능하게 결합된 링크부재(14)를 각각 또 다른 핀(13)을 중심으로 회동 가능하게 설치한 것을 특징으로 하는 가스통의 가변형 히팅장치.
청구항 6에 있어서,
상기 링크부재(14)의 양단에 끼워지는 핀(13)의 상, 하부에 단열와셔(15)를 각각 위치시킨 것을 특징으로 하는 가스통의 가변형 히팅장치.