KR102164831B1

KR102164831B1 - 나사 풀림 알람 센서를 구비한 반도체 제조 장치의 밸브 시스템 및 이를 구비하는 반도체 제조 장치

Info

Publication number: KR102164831B1
Application number: KR1020200025425A
Authority: KR
Inventors: 신지규; 류제국
Original assignee: 에스케이하이닉스 주식회사; (주)신이콘텍
Priority date: 2020-02-28
Filing date: 2020-02-28
Publication date: 2020-10-13

Abstract

본 발명은 밸브 오작동을 방지할 수 있는 반도체 제조 장치의 밸브 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따른 밸브 시스템은 유체라인과 연결된 밸브; 상기 밸브의 개폐를 제어하는 액추에이터; 상기 밸브와 상기 액추에이터 사이에 개재되어 상기 밸브 및 상기 액추에이터와 나사조임부에 의해 체결된 마운트 브라켓; 상기 마운트 브라켓에 적어도 일부가 위치되고, 상기 나사조임부의 체결 불량을 검출하는 나사 풀림 감지센서; 및 상기 나사 풀림 감지센서로부터 상기 나사조임부의 체결 불량 검출 신호를 수신 받아 상기 액추에이터의 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

나사 풀림 알람 센서를 구비한 반도체 제조 장치의 밸브 시스템 및 이를 구비하는 반도체 제조 장치{VALVE SYSTEM OF SEMICONDUCTOR FABRICATING APPARATUS WITH BOLT LOOSENING ALRAM SENSOR AND SEMICONDUCTOR FABRICATING APPARATUS USING THE SAME}

본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 반도체 제조 장치의 밸브 시스템에 관한 것이다.

제조 공정이 자동화됨에 따라 제조 공정에 사용되는 물질의 공급량을 정밀하게 제어하기 위해 밸브와 액추에이터가 일체화된 밸브 시스템이 도입되었으며, 밸브 시스템은 밸브의 개도를 제어하여 유체의 유량을 조절할 수 있다.

특히, 반도체 제조 공정은 고온 및 고압 분위기의 정밀 공정 환경에서 제조공정이 진행되기 때문에 밸브 시스템은 공급 유체가 흐르는 유체 라인 내부 유체의 상태, 유체의 흐름에 따른 진동 및 밸브 작동에 따른 진동 등에 기인하여 액추에이터의 손상이 발생하여 밸브 시스템의 제어 특성이 저하되는 문제점이 있다.

이러한 문제를 방지하기 위해 액추에이터와 밸브 사이에 나사 체결 방식의 마운트 브라켓을 삽입하여 액추에이터의 손상을 방지하는 밸브 시스템이 제안되었으나, 종래 액추에이터의 손상을 유발하는 요인들에 의해 체결된 나사가 풀리는 현상이 빈번히 발생하고, 액추에이터 및 밸브와 마운트 브라켓을 결합시키는 나사가 풀리는 체결 불량이 발생할 경우, 회전율 오차에 기인한 제어 불량이 발생하는 문제점이 있다.

본 발명의 실시예는 액추에이터 및 밸브에 나사 체결 방식으로 결합된 마운트 브라켓을 구비하는 밸브 시스템에서 체결 불량에 따른 밸브 오작동을 방지할 수 있도록 나사 풀림 감지센서를 구비한 반도체 제조 장치의 밸브 시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 밸브 시스템은 유체라인과 연결된 밸브; 상기 밸브의 개폐를 제어하는 액추에이터; 상기 밸브와 상기 액추에이터 사이에 개재되어 상기 밸브 및 상기 액추에이터와 나사조임부에 의해 상호 체결된 마운트 브라켓; 상기 마운트 브라켓에 적어도 일부가 위치되고, 상기 나사조임부의 체결 불량을 검출하여 체결 불량 검출 신호를 생성하는 나사 풀림 감지센서; 및 상기 나사 풀림 감지센서로부터 전송받은 상기 체결 불량 검출 신호에 응답하여 상기 액추에이터의 동작을 제어부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 밸브 시스템은 유체라인과 연결되고, 마운트 플렌지를 포함하는 밸브; 상기 밸브의 개폐를 제어하고, 베이스 플레이트를 포함하는 액추에이터; 상기 밸브와 상기 액추에이터 사이에 개재되고, 제1나사조임부를 통해 상기 밸브의 마운트 플렌지와 체결되며, 제2나사조임부를 통해 상기 액추에이터의 베이스 플레이트와 체결되는 마운트 브라켓; 상기 제1 및 제2나사조임부의 체결 불량을 검출하여 체결 불량 검출 신호를 생성하는 리드센서; 및 상기 리드센서로부터 전송받은 상기 체결 불량 검출 신호에 응답하여 상기 액추에이터의 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 밸브 시스템은 유체라인과 연결되고, 마운트 플렌지를 포함하는 밸브; 상기 밸브의 개폐를 제어하고, 베이스 플레이트를 포함하는 액추에이터; 상기 밸브와 상기 액추에이터 사이에 개재되고, 제1나사조임부를 통해 상기 밸브의 마운트 플렌지와 체결되며, 제2나사조임부를 통해 상기 액추에이터의 베이스 플레이트와 체결되는 마운트 브라켓; 상기 제1 및 제2나사조임부의 체결 불량을 검출하여 체결 불량 검출 신호를 생성하는 포텐셔미터; 상기 포텐셔미터로부터 전송받은 상기 체결 불량 검출 신호에 응답하여 상기 액추에이터의 동작을 제어하는 제어부; 일측이 상기 마운트 브라켓에 고정되어 상기 마운트 브라켓 외측으로 연장되고, 타측 후면에 상기 포텐셔미터가 고정된 센서 설치대; 상기 센서 설치대의 전면에 위치하고, 상기 센서 설치대를 관통하여 상기 포텐셔미터에 연결되며, 상기 포텐셔미터의 저항값을 가변시키는 감지부; 및 일측이 상기 액추에이터의 베이스 플레이트에 고정되어 상기 센서 설치대 상면과 평행되게 중첩되고, 상기 감지부의 외주면에 적어도 일측이 접하는 감지부 안내홀이 형성된 감지 가이드를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치는 기판 처리 공간을 구비하고, 상기 기판 처리 공간내에 위치하는 웨이퍼에 대해 적어도 하나 이상의 단위공정이 진행되는 챔버; 상기 챔버에 연결되어 상기 단위공정을 위한 유체가 공급되는 유체라인; 및 상기 챔버와 상기 유체라인 사이에 연결되어 상기 단위공정을 위한 유체의 공급을 제어하는 밸브 시스템을 포함하고, 상기 밸브 시스템은, 상기 챔버와 상기 유체라인 사이에 연결된 밸브; 상기 밸브의 개폐를 제어하는 액추에이터; 상기 밸브와 상기 액추에이터 사이에 개재되어 상기 밸브 및 상기 액추에이터와 나사조임부에 의해 체결된 마운트 브라켓; 상기 마운트 브라켓에 적어도 일부가 위치되고, 상기 나사조임부의 체결 불량을 검출하여 체결 불량 검출 신호를 생성하는 나사 풀림 감지센서; 및 상기 나사 풀림 감지센서로부터 전송받은 상기 체결 불량 검출 신호에 응답하여 상기 액추에이터의 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

상술한 과제의 해결 수단을 바탕으로 하는 본 발명의 실시예는 마운트 브라켓과 밸브 및 액추에이터 사이를 체결시키는 나사조임부의 나사 풀림을 감지할 수 있는 나사 풀림 감지센서를 구비함으로써, 나사조임부의 체결 불량에 기인한 밸브 시스템의 파손 및 변형을 사전에 효과적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에 따른 밸브 시스템에서 나사조임부를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 밸브 시스템을 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 밸브 시스템을 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 밸브 시스템을 도시한 정면도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 밸브 시스템에서 감지가이드와 감지부가 나사 풀림에 따른 위치 변화로 회전되는 형상을 확대하여 도시한 상면도이다.

본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.

이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다. 여기서, 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있으며, 상하좌우, 우측, 좌측, 저면 등 방향과 관련된 표현은 모두 제시한 도면을 기준으로 기재하고 있음을 밝혀둔다.

본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

후술하는 본 발명의 실시예들은 반도체 제조 장치의 밸브 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 유체라인과 연결된 밸브, 밸브의 개폐를 제어하는 액추에이터, 밸브와 액추에이터 사이에 개재된 마운트 브라켓을 포함하는 밸브 시스템에서 밸브, 마운트 브라켓 및 액추에이터를 상호 체결시키는 나사조임부들의 체결 상태를 실시간 모니터링 할 수 있는 밸브 시스템에 관한 것이다. 그리고, 상술한 밸브 시스템을 구비하는 반도체 제조 장치는 기판 처리 장치일 수 있다. 기판 처리 장치는 기판 처리 공간을 구비하고 기판 처리 공간내에 위치하는 웨이퍼에 대해 적어도 하나 이상의 단위공정이 진행되는 챔버, 챔버에 연결되어 단위공정을 위한 유체가 공급되는 유체라인 및 챔버와 유체라인 사이에 연결되어 단위공정을 위한 유체의 공급여부 및 공급량을 제어하는 밸브 시스템을 포함할 수 있다. 참고로, 상술한 단위공정은 반도체 장치를 형성하기 위한 것으로, 증착공정, 식각공정, 리소그라피공정, 산화공정 등을 포함할 수 있다.

도 1 내지 도 5를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 밸브 시스템은 유체라인과 연결되고, 마운트 플렌지(110)를 포함하는 밸브(100), 밸브(100)의 개폐를 제어하고 베이스 플레이트(210)를 포함하는 액추에이터(200), 밸브(100)와 액추에이터(200) 사이에 개재되고, 제1나사조임부(321)를 통해 밸브(100)의 마운트 플렌지(110)와 체결되며, 제2나사조임부(331)를 통해 액추에이터(200)의 베이스 플레이트(210)와 체결되는 마운트 브라켓(300), 제1 및 제2나사조임부(321,331)의 체결 불량을 검출하여 체결 불량 검출 신호를 생성하는 나사 풀림 감지센서(400) 및 나사 풀림 감지센서(400)로부터 전송받은 체결 불량 검출 신호에 응답하여 액추에이터(200)의 동작을 제어하는 제어부(500)를 포함하는 밸브 시스템이 제공된다.

밸브 시스템은 수직방향으로 상부부터 액추에이터(200), 제2나사조임부(331), 마운트 브라켓(300), 제1나사조임부(321), 밸브(100)가 순차적으로 배열된 구조를 가질 수 있다.

여기서, 밸브(100)는 유체 라인에 연결되어 유체 라인을 흐르는 유체의 유량을 조절하는 역할을 수행할 수 있고, 액추에이터(200)는 밸브(100)의 개폐를 제어하는 역할을 수행할 수 있다. 마운트 브라켓(300)은 유체 라인 및 밸브(100)를 흐르는 유체에 기인한 물리적 영향(예컨대, 진동, 열 등)이 액추에이터(200)에 전달되는 것을 완충 또는 방지하여 액추에이터(200)가 손상되는 것을 방지하는 역할을 수행할 수 있다. 후술하겠지만, 제1나사조임부(321) 및 제2나사조임부(331)는 외주면에 나사산이 형성된 복수의 직결볼트를 포함할 수 있다. 따라서 밸브(100), 마운트 브라켓(300) 및 액추에이터(200)는 나사 결합에 의해 상호간 체결될 수 있다.

밸브 시스템에서 밸브(100), 액추에이터(200) 및 마운트 브라켓(300)은 제1 및 제2나사조임부(321,331)들을 통해 상호 체결될 수 있고, 제1 및 제2나사조임부 (321,331)들의 체결 상태를 나사 풀림 감지센서(400)에서 실시간으로 감지하여 그 결과를 제어부(500)로 송신할 수 있다.

나사 풀림 감지센서(400)는 적어도 하나 이상의 리드센서(410) 또는/및 적어도 하나 이상의 포텐셔미터(420)를 포함할 수 있다. 참고로, 후술하는 본 발명의 제1실시예는 나사 풀림 감지센서(400)가 적어도 하나 이상의 리드센서(410)로 구성되는 경우를 예시하였으며, 제2실시예에서는 나사 풀림 감지센서(400)가 적어도 하나 이상의 포텐셔미터(420)로 구성되는 경우를 예시하였다.

제어부(500)는 나사 풀림 감지센서(400)에서 감지된 측정값 즉, 체결 불량 검출 신호를 전달받아 제1, 제2나사조임부(321,331)들의 체결 불량 즉, 나사 풀림이 감지되면 밸브 시스템 내의 액추에이터(200)를 제어하여 동작 유무를 결정할 수 있고, 시각적 또는/및 청각적 수단을 통해 현장의 작업자에게 알림과 함께 외부 전산망 또는 통신망을 이용하여 원격지의 관리자에게 체결 불량 발생 여부를 전달하고, 액추에이터(200)의 작동을 실시간 자동으로 중지할 수 있으며, 원격지의 관리자가 수동으로 액추에이터(200)의 작동을 중지시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에 따른 밸브 시스템에서 밸브 시스템의 마운트 브라켓, 제1나사조임부 및 제2나사조임부를 설명하기 위한 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에 따른 밸브 시스템에서 마운트 브라켓(300)은 내부에 공간부(310)를 갖는 박스 형상을 가질 수 있다.

액추에이터(200) 및 밸브(100)는 각각 동력 축(220) 및 밸브 축(120)을 포함할 수 있다. 동력 축(220) 및 밸브 축(120) 각각은 마운트 브라켓(300)을 관통하여 마운트 브라켓(300)의 공간부(310)로 연장되며, 공간부(310)에 위치되는 결합부(600)에 의해 상호 연결될 수 있다. 이를 통해, 밸브 축(120)은 액추에이터(200)의 동력 축(220)으로부터 동력을 전달 받아, 밸브(100)의 개폐를 제어할 수 있다. 참고로, 동력 축(220)과 밸브 축(120)을 연결하는 결합부(600)는 클램프(Clamp) 구조를 가질 수 있다.

제1나사조임부(321)는 마운트 브라켓(300)과 밸브(100)의 상단부에 위치되는 마운트 플렌지(110)를 상호 체결시키는 적어도 하나 이상의 제1직결볼트(322)를 포함할 수 있다. 제1직결볼트(322)의 헤드는 마운트 브라켓(300)의 공간부(310) 내에 위치될 수 있고, 마운트 브라켓(300)과 제1직결볼트(322) 사이에는 와셔(323)가 구비될 수 있다. 밸브(100)의 상단부에 위치되는 마운트 플렌지(110)는 외주면에 제1직결볼트(322)의 나사산에 대응하는 나사골이 형성된 적어도 하나 이상의 제1나사조립홀을 포함할 수 있다. 적어도 하나 이상의 제1나사조립홀 각각은 마운트 플렌지(110)의 가장자리에 위치할 수 있고, 마운트 플렌지(110)의 각 변마다 위치할 수 있다. 즉, 마운트 플렌지(110)의 평면이 사각형인 경우, 제1나사조립홀은 마운트 플렌지(110) 가장자리의 사면에 각각 위치할 수 있다.

제2나사조임부(331)는 마운트 브라켓(300)과 액추에이터(200)의 하단부에 위치되는 베이스 플레이트(210)를 상호 체결시키는 적어도 하나 이상의 제2직결볼트를 포함할 수 있다. 제2직결볼트의 헤드는 마운트 브라켓(300)의 공간부(310) 내에 위치할 수 있고, 마운트 브라켓(300)과 제2직결볼트 사이에는 와셔(323)가 구비될 수 있다. 액추에이터(200)의 하단부에 위치하는 베이스 플레이트(210)는 외주면에 제2직결볼트의 나사산에 대응하는 나사골이 형성된 적어도 하나 이상의 제2나사조립홀을 포함할 수 있다. 복수의 제2나사조립홀 각각은 베이스 플레이트(210)의 가장자리에 위치할 수 있고, 베이스 플레이트(210)의 각 변마다 위치할 수 있다.

이와 같이, 제1나사조임부(321) 및 제2나사조임부(331)에 의해 밸브(100), 마운트 브라켓(300) 및 액추에이터(200)가 상호 체결된 밸브 시스템은 동작간 발생하는 여러 요인들에 의해 체결 상태가 느슨해질 수 있게 된다.

구체적으로, 밸브(100) 작동 시 유체라인을 흐르는 유체의 유량, 유속 등에 의한 진동, 유체의 온도에 기인한 열팽창 및 수축, 밸브(100) 회전 시 부하 등에 따라 제1나사조임부(321) 및 제2나사조임부(331) 각각에서 직결볼트와 나사조립홀 사이의 조임이 느슨해져 체결 불량이 발생할 수 있다.

밸브(100)는 유체 라인과 연결되어 고정되어 있지만, 밸브 회전을 위한 회전력을 발생시키는 액추에이터(200)는 마운트 브라켓(300)과 나사 결합되어 고정되어 있기 때문에 외력(진동, 밸브 작동 부하 등)에 의한 위치 변화, 예컨대, 틀어짐이 발생할 가능성이 높다. 즉, 유체 라인에 고정되어 제1나사조임부(321)에 의해 체결된 밸브(100)와 마운트 브라켓(300) 사이보다 제2나사조임부(331)에 의해 마운트 브라켓(300)과 체결되어 있는 액추에이터(200)의 체결부에서 체결 불량이 더 쉽게 발생할 수 있다. 즉, 제1나사조임부(321)보다 제2나사조임부(331)에서 체결 불량이 더 쉽게 발생할 수 있다.

액추에이터(200)에서 발생되는 동력이 동력 축(210)과 밸브 축(120)을 통해 유체 라인으로 전달되어 작동한다. 밸브 시스템은 동작간 발생하는 여러 요인들에 의해 제2나사조임부(331)에서 체결 불량이 발생하면, 밸브(100)의 작동과 함께 액추에이터(200)의 위치 변화가 발생하게 되고, 위치 변화가 발생함에 따라 초기 기준 위치에서 변화된 위치에 의하여 액추에이터(200)가 밸브(100)의 개폐를 제어하는데 오차가 발생할 수 있다. 이로 인해, 제2나사조임부(331)의 체결 불량에 의해 밸브(100) 개도 오차(또는 회전율 오차)가 누적됨에 따라 유체라인 내의 유량 조절 불량으로 인한 사고 유발 또는 반도체 제조 공정 불량 등이 발생할 수 있다.

본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에 따른 밸브 시스템에 나사 풀림 감지센서(400)을 구비함으로써 상술한 사고 유발 또는 반도체 제조 공정 불량 등이 발생하는 것을 사전에 방지할 수 있다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에 따른 밸브 시스템의 나사 풀림 감지센서(400)에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 밸브 시스템을 도시한 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 밸브 시스템은 유체 라인과 연결되고, 마운트 플렌지(110)를 포함하는 밸브(100), 밸브(100)의 개폐를 제어하고 베이스 플레이트(210)를 포함하는 액추에이터(200), 밸브(100)와 액추에이터(200) 사이에 개재되고, 제1나사조임부(321)를 통해 밸브(100)의 마운트 플렌지(110)와 체결되며, 제2나사조임부(331)를 통해 액추에이터(200)의 베이스 플레이트(210)와 체결되는 마운트 브라켓(300), 제1 및 제2나사조임부(321,331)의 체결 불량을 검출하는 리드센서 (410)를 포함하는 나사 풀림 감지센서(400) 및 나사 풀림 감지센서(400)로부터 제1 및 제2나사조임부(321,331)의 체결 불량 검출 신호를 수신 받아 액추에이터(200)의 동작을 제어하는 제어부(500)를 포함할 수 있다.

리드센서(410)는 제1 및 제2나사조임부(321,331)의 체결 불량을 검출하기 위한 것으로, 압력의 변화를 통해 스위칭 동작을 하는 압력센서 또는 자기장 변화량을 통해 스위칭 동작을 하는 일종의 자기 센서일 수 있다.

리드센서(410)는 밸브(100)와 마운트 브라켓(300) 사이의 체결 불량 및 마운트 브라켓(300)과 액추에이터(200) 사이의 체결 불량으로 인해 위치 변화가 발생하는 것을 압력의 변화 또는 자기장 변화량을 통해 검출할 수 있다.

리드센서(410)는 밸브(100)의 마운트 플렌지(110)와 마운트 브라켓(300)이 접하는 제1접합면 사이 또는 마운트 브라켓(300)과 액추에이터(200)의 베이스 플레이트 (210)가 접하는 제2접합면 사이 중 어느 일측에 설치되거나, 또는 제1접합면 사이 및 제2접합면 사이 양측에 모두 설치될 수 있다. 여기서, 제1접합면 사이 또는 제2접합면 사이 중 어느 일측에 리드센서(410)가 설치되는 경우 우선적으로 제2접합면 사이에 리드센서(410)가 설치될 수 있다. 이는, 상대적으로 제1나사조임부 (321)보다 제2나사조임부(331)에서 체결 불량이 발생할 확률이 높기 때문이다. 그리고 리드센서(410)는 체결 불량을 보다 효과적으로 검출하기 위해 제1나사조임부(321) 및 제2나사조임부(331)의 직결볼트 또는 나사조립홀에 인접하게 설치될 수 있다.

일례로, 리드센서(410)는 마운트 브라켓(300)에 고정된 제1전극 및 액추에이터(200)의 베이스 플레이트(210)에 고정된 제2 전극을 포함할 수 있다.

마운트 브라켓(300)과 액추에이터(200)가 정상적으로 체결된 상태에서는 제1전극과 제2전극이 서로 접하고, 체결 불량이 발생하여 마운트 브라켓(300)과 액추에이터(200) 사이에서 초기 위치 대비 위치 변화가 발생하면 제1전극과 제2전극이 단락되면서 체결 불량 검출 신호를 생성하여 제어부(500)로 전송할 수 있다.

상술한 바와 같이, 제1실시예에 따른 밸브 시스템은 리드센서(410)를 포함하는 나사풀림 감지센서(400)을 구비함으로써, 제1 및 제2나사조임부(321,331)의 체결 불량 발생 여부를 신속하게 검출할 수 있고, 체결 불량에 기인한 밸브 시스템의 파손 및 변형을 사전에 방지함과 동시에 반도체 제조 공정 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 밸브 시스템을 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 밸브 시스템을 도시한 정면도이며, 도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 밸브 시스템에서 감지가이드와 감지부가 나사 풀림에 따른 위치 변화로 회전되는 형상을 확대하여 도시한 상면도이다.

도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 밸브 시스템은 유체라인과 연결되고, 마운트 플렌지(110)를 포함하는 밸브(100), 밸브(100)의 개폐를 제어하고, 베이스 플레이트(210)를 포함하는 액추에이터(200), 밸브(100)와 액추에이터(200) 사이에 개재되고, 제1나사조임부(321)를 통해 밸브(100)의 마운트 플렌지(110)와 체결되며, 제2나사조임부(331)를 통해 액추에이터(200)의 베이스 플레이트(210)와 체결되는 마운트 브라켓(300), 제1 및 제2나사조임부(321,331)의 체결 불량을 검출하는 포텐셔미터(420)를 포함하는 나사 풀림 감지센서(400)로부터 제1 및 제2나사조임부(321,331)의 체결 불량 검출 신호를 수신 받아 액추에이터(200)의 동작을 제어하는 제어부(500)를 포함할 수 있다.

나사 풀림 감지센서(400)는 제1나사조임부(321) 또는 제2나사조임부(331)에 인접하게 설치될 수 있으며, 포텐셔미터(420)를 포함하는 나사 풀림 감지센서(400)는 제1나사조임부(321)에 인접하게 설치할 경우 제1나사조임부(321)의 체결 불량 발생 여부를 용이하게 검출할 수 있고, 제2나사조임부(331)에 인접하게 설치할 경우 제 2 나사조임부(331)의 체결 불량 발생 여부를 용이하게 검출할 수 있다.

제2실시예에서는 상술한 바와 같이 불량 가능성이 높은 제2나사조임부(331)의 체결 불량 발생 여부를 검출하기 위해, 나사 풀림 감지센서(400)는 일측이 마운트 브라켓(300)에 고정되어 마운트 브라켓(300) 외측으로 연장되는 센서 설치대(340)의 타측 하면에 고정되는 포텐셔미터(420), 센서 설치대(340)의 타측 상면에 센서 설치대(340)를 관통하여 포텐셔미터(420)에 연결되며, 포텐셔미터(420)의 저항값을 가변시키는 감지부(430), 일측이 액추에이터 (200)의 베이스 플레이트(210)에 고정되어 센서 설치대(340)와 평행을 이루고, 감지부(430)에 적어도 일측이 접하는 감지부 안내홀(250)이 형성된 감지 가이드(230) 및 센서 설치대(340)에 설치되어 포텐셔미터(420)를 보호하는 보호케이스(350)를 포함할 수 있다.

좀 더 상세하게 살펴보면, 감지 가이드(230)는 부채꼴 형상의 평면 구조를 가질 수 있다. 이와 같은 감지 가이드(230)는 볼트 홀(240) 및 감지부 안내홀(250)을 포함할 수 있다.

감지 가이드(230)의 볼트 홀(240)은 부채꼴 형상의 중심쪽의 일단부에 복수개로 형성되고 타단부에는 감지부 안내홀(250)이 형성된다. 복수개의 볼트 홀(240)에는 볼트가 삽입되어 액추에이터(200)의 베이스 플레이트(210) 하부면에 견고하게 나사 체결되어 설치될 수 있다.

감지부 안내홀(250)은 부채꼴 형상과 동일한 중심을 가진 내측면(251)과 외측면(252)을 구비하여 내측면(251) 또는 외측면(252)의 하나에는 기어치(gear 齒)를 형성하여 포텐셔미터(420)의 감지부(430)가 삽입된다. 예를 들어, 감지부 안내홀(250)의 외측면(252)은 소정의 곡률을 갖는 피니언(pinion) 기어 형상을 가질 수 있고, 소정의 곡률을 갖는 피니언 기어 형상의 외측면(252)에 감지부(430)의 외주면이 접하도록 감지부(430)가 감지부 안내홀(250) 내부로 삽입될 수 있다.

감지부(430)는 평기어 형태로서 감지부 안내홀(250)의 내측면(251) 또는 외측면(252)에 형성된 기어치(gear 齒)와 맞물려 구비되며, 감지부 안내홀(250)의 외측면(252)과 감지부(430)는 부채꼴 형상의 중심을 기준으로 맞물려서 기준 각도를 형성하고 있다. 감지부 안내홀(250)에서 외측면(252)의 바깥쪽에는 외측면(252)을 따라 눈금(260)이 새겨져, 감지부(430)와 감지 가이드(230)의 틀어짐 정도를 육안으로도 확인 가능하도록 형성된다.

감지부(430)는 포텐셔미터(420)와 볼트를 이용하여 체결될 수 있으며, 센서 설치대(340)에 구비될 수 있다. 감지부(430)는 평기어 형상을 가질 수 있고, 감지부(430)와 접하는 감지부 안내홀(250)의 일측은 감지부(430) 기어와 맞물리는 기어치(gear 齒)를 가질 수 있으며, 감지부(430)는 감지 가이드(230)가 움직이는 회전각도 변화를 감지하도록 구성될 수 있다. 즉, 제2나사조임부(331)에서 직결볼트와 나사조립홀 사이가 느슨해지면, 마운트 브라켓(300) 또는 액추에이터(200)의 위치 변화가 발생하여 감지 가이드(230)의 움직임에 따라 감지부(430)가 회전하게 되고, 감지부(430) 기어의 회전에 따른 각도 변화를 감지부(430)와 체결되어 있는 포텐셔미터(420)가 측정할 수 있다.

상술한 바와 같이 체결 불량이 발생하여 마운트 브라켓(300)과 액추에이터(200) 사이에서 초기 위치 대비 위치 변화가 발생하면, 액추에이터(200)에 고정되어 있는 감지 가이드(230)의 움직임에 따라 감지부(430)가 회전하면서 포텐셔미터(420)의 저항값을 변화시키고, 포텐셔미터(420)의 저항값 변화가 발생하면 체결 불량 검출 신호를 생성하여 제어부(500)로 전송할 수 있다.

구체적으로, 제2나사조임부(331)에서 체결 불량이 발생하면, 초기 설치 위치에서 마운트 브라켓(300)의 위치가 변화하게 되고, 이로 인해 액추에이터(200)와 마운트 브라켓(300) 사이에 틀어짐이 발생할 수 있다. 이처럼, 액추에이터(200)와 마운트 브라켓(300) 사이에 틀어짐이 발생하면 액추에이터(200) 하부에 고정되어 있는 감지 가이드(230)의 위치가 가변된다. 이에 따라, 감지 가이드(230)의 감지부 안내홀(250) 내에 기어 형태로 삽입되어 있는 감지부(430)는 초기 위치(a)에서 변경된 위치(b)로 눈금부(260) 위치가 가변된다.

그러면, 감지부(430)와 체결되어 있는 포텐셔미터(420)는 감지부(430) 위치 변경에 따라 다른 저항 값을 검출 결과로 출력하게 된다. 즉, 감지부(430)의 위치 변경에 따라 포텐셔미터(420)의 저항값이 가변되게 되며, 이를 제어부(500)로 송신할 수 있다. 제어부(500)는 검출 결과로부터, 나사 풀림 여부를 결정하는 제어 신호를 생성한다.

나사 풀림 감지센서(400)에 의하여 나사 풀림이 감지되면 감지신호를 제어부(500)에 송신한다. 제어부(500)는 알람부(510)와 통신 모듈을 포함할 수 있다. 제어부(500)는 알람부(510)를 통해 현장의 작업자 및 사용자에게 시청각적으로 나사 체결 불량을 알리고, 통신 모듈을 통해 원격지의 관리자에게 나사 체결 불량을 알람하여 원격지의 관리자가 액추에이터(200) 동작을 자동으로 중지시키거나, 신호에 따라 수동으로 중지시킬 수 있다.

보호케이스(350)는 포텐셔미터(420)를 보호하기 위한 것으로, 상자 형태로 이루어질 수 있다. 상자 형태로 형성된 보호케이스(350) 내에 제어부(500), 알람부(510) 등이 위치될 수 있고, 보호케이스(350)를 통해 방수 성능을 갖출 수 있다.

상술한 바와 같이, 제2실시예에 따른 밸브 시스템은 포텐셔미터(420)를 포함하는 나사 풀림 감지센서(400)을 구비함으로써, 나사조임부의 체결 불량 발생 여부를 신속하게 검출할 수 있고, 체결 불량에 기인한 밸브 시스템의 파손 및 변형을 사전에 방지함과 동시에 반도체 제조 공정 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

한편, 상술한 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에 따른 밸브 시스템은 각각 나사 풀림 감지센서(400)가 1종의 나사 풀림 감지센서로 구성되는 경우를 예시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 변형 예로서, 본 발명에 따른 밸브 시스템은 제1 실시예와 제2실시예가 결합된 형태를 가질 수도 있다. 예를 들어, 밸브 시스템은 제2나사조임부(331)에 인접하게 포텐셔미터(420)를 포함하는 제1나사 풀림 센서가 설치되고, 제1나사조임부(321)에는 리드센서(410)를 포함하는 제2나사 풀림 센서가 설치될 수 있다.

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것이고, 명세서에 게시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되고, 그와 균등한 범위 내에 있는 기술적 사항도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 밸브 110 : 마운트 플렌지
120 : 밸브 축 200 : 액추에이터
210 : 베이스 플레이트 220 : 동력 축
230 : 감지 가이드 240 : 볼트 홀
250 : 감지부 안내홀 251 : 내주면
252 : 외주면 260 : 눈금부
300 : 마운트 브라켓 310 : 공간부
321 : 제1나사조임부 322 : 나사
323 : 와셔 331 : 제2나사조임부
340 : 센서 설치대 350 : 보호 케이스
400 : 나사 풀림 감지센서 410 : 리드센서
420 : 포텐셔미터 430 : 감지부
500 : 제어부 510 : 알람부
600 : 결합부

Claims

유체라인과 연결된 밸브;
상기 밸브의 개폐를 제어하는 액추에이터;
상기 밸브와 상기 액추에이터 사이에 개재되어 상기 밸브 및 상기 액추에이터와 나사조임부에 의해 체결된 마운트 브라켓;
상기 마운트 브라켓에 적어도 일부가 위치되고, 상기 나사조임부의 체결 불량을 검출하여 체결 불량 검출 신호를 생성하는 포텐셔미터(Potentiometer); 및
상기 포텐셔미터로부터 전송받은 상기 체결 불량 검출 신호에 응답하여 상기 액추에이터의 동작을 제어하는 제어부
를 포함하는 반도체 제조 장치의 밸브 시스템.
제1항에 있어서,
상기 포텐셔미터는 상기 나사조임부의 체결 불량에 의해 상기 밸브와 상기 마운트 브라켓 사이 또는 상기 마운트 브라켓과 상기 액추에이터 사이에서 초기 위치 대비 위치 변화가 발생하면, 상기 체결 불량 검출 신호를 생성하여 상기 제어부로 전송하는 반도체 제조 장치의 밸브 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 통신모듈 및 알람부를 포함하고,
상기 포텐셔미터로부터 전송받은 상기 체결 불량 검출 신호에 응답하여 상기 알람부를 통해 현장의 작업자에게 시청각적으로 상기 나사조임부의 체결 불량을 알람하고,
상기 통신모듈을 통해 원격지의 관리자에게 상기 나사조임부의 체결 불량을 알람하여 원격지의 관리자가 상기 액추에이터의 동작을 수동으로 제어하거나, 또는 상기 액추에이터의 동작을 실시간 자동으로 중지시키는 반도체 제조 장치의 밸브 시스템.
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제1항에 있어서,
상기 마운트 브라켓은 내부에 마련된 공간부를 포함하고,
상기 액추에이터는 상기 마운트 브라켓을 관통하여 상기 공간부로 연장되어 상기 액추에이터의 동력을 전달하는 동력축을 포함하며,
상기 밸브는 상기 마운트 브라켓을 관통하여 상기 공간부로 연장된 밸브축을 포함하고,
상기 동력축 및 상기 밸브축은 상기 공간부 내에서 결합부를 통해 상호 연결되는 반도체 제조 장치의 밸브 시스템.
유체라인과 연결되고, 마운트 플렌지를 포함하는 밸브;
상기 밸브의 개폐를 제어하고, 베이스 플레이트를 포함하는 액추에이터;
상기 밸브와 상기 액추에이터 사이에 개재되고, 제1나사조임부를 통해 상기 밸브의 마운트 플렌지와 체결되며, 제2나사조임부를 통해 상기 액추에이터의 베이스 플레이트와 체결되는 마운트 브라켓;
상기 제1 및 제2나사조임부의 체결 불량을 검출하여 체결 불량 검출 신호를 생성하는 포텐셔미터; 및
상기 포텐셔미터로부터 전송받은 상기 체결 불량 검출 신호에 응답하여 상기 액추에이터의 동작을 제어하는 제어부
를 포함하는 반도체 제조 장치의 밸브 시스템.
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제7항에 있어서,
상기 마운트 플렌지 및 상기 베이스 플레이트는 각각 측면에 나사골이 형성된 복수의 나사조립홀을 포함하며, 상기 제1 및 제2나사조임부는 헤더가 상기 마운트 브라켓 내부에 마련된 공간부에 위치되고 상기 마운트 브라켓을 관통하여 상기 나사조립홀에 나사 결합되는 복수의 직결볼트를 포함하는 반도체 제조 장치의 밸브 시스템.
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유체라인과 연결되고, 마운트 플렌지를 포함하는 밸브;
상기 밸브의 개폐를 제어하고, 베이스 플레이트를 포함하는 액추에이터;
상기 밸브와 상기 액추에이터 사이에 개재되고, 제1나사조임부를 통해 상기 밸브의 마운트 플렌지와 체결되며, 제2나사조임부를 통해 상기 액추에이터의 베이스 플레이트와 체결되는 마운트 브라켓;
상기 제1 및 제2나사조임부의 체결 불량을 검출하여 체결 불량 검출 신호를 생성하는 포텐셔미터;
상기 포텐셔미터로부터 전송받은 상기 체결 불량 검출 신호에 응답하여 상기 액추에이터의 동작을 제어하는 제어부
일측이 상기 마운트 브라켓에 고정되어 상기 마운트 브라켓 외측으로 연장되고, 타측 후면에 상기 포텐셔미터가 고정된 센서 설치대;
상기 센서 설치대의 전면에 위치하고, 상기 센서 설치대를 관통하여 상기 포텐셔미터에 연결되며, 상기 포텐셔미터의 저항값을 가변시키는 감지부; 및
일측이 상기 액추에이터의 베이스 플레이트에 고정되어 상기 센서 설치대 상면과 평행하게 중첩되고, 상기 감지부의 외주면에 적어도 일측이 접하는 감지부 안내홀이 형성된 감지 가이드
를 포함하는 반도체 제조 장치의 밸브 시스템.
제 12항에 있어서,
상기 센서 설치대에 설치되어 상기 포텐셔미터를 보호하는 보호케이스를 더 포함하는 반도체 제조 장치의 밸브 시스템.
제 12항에 있어서,
상기 감지 가이드는 일측이 상기 베이스 플레이트에 고정되고, 상기 베이스 플레이트에 고정된 일측에서 타측으로 갈수록 점차 폭이 증가하는 부채꼴 형상을 가지며, 상기 감지부 안내홀은 상기 감지 가이드의 타측에 위치되어 상기 감지부가 상기 감지부 안내홀에 삽입되도록 형성된 반도체 제조 장치의 밸브 시스템.
제 12항에 있어서,
상기 감지부 안내홀은 상기 베이스 플레이트에 인접한 내측면 및 상기 내측면보다 상기 베이스 플레이트에서 멀리 떨어진 외측면을 포함하고, 상기 감지부의 외주면은 상기 감지부 안내홀의 외측면에 접하며,
상기 감지부 안내홀은 상기 외측면을 따라 형성된 눈금을 통해 상기 감지부와 상기 감지 가이드의 틀어짐 정도를 현장의 작업자가 육안으로 확인 가능하도록 구성된 반도체 제조 장치의 밸브 시스템.
제 12항에 있어서,
상기 감지부는 평기어 형상을 갖고, 상기 감지부의 외주면에 접하는 상기 감지부 안내홀의 일측은 곡률을 갖는 피니언(pinion) 기어 형상을 가지며, 상기 감지부는 상기 감지부 안내홀이 형성된 상기 감지 가이드의 움직임에 따라 회전하도록 구성된 반도체 체조 장치의 밸브 시스템.
제 12항에 있어서,
체결 불량이 발생하여 상기 마운트 브라켓과 상기 액추에이터 사이에서 초기 위치 대비 위치 변화가 발생하면 상기 감지부가 회전하면서 상기 포텐셔미터의 저항값을 변화시키고, 상기 포텐셔미터의 저항값 변화가 발생하면 상기 체결 불량 검출 신호를 생성하여 상기 제어부로 전송하는 반도체 제조 장치의 밸브 시스템.
기판 처리 공간을 구비하고, 상기 기판 처리 공간내에 위치하는 웨이퍼에 대해 적어도 하나 이상의 단위공정이 진행되는 챔버;
상기 챔버에 연결되어 상기 단위공정을 위한 유체가 공급되는 유체라인; 및
상기 챔버와 상기 유체라인 사이에 연결되어 상기 단위공정을 위한 유체의 공급을 제어하는 밸브 시스템을 포함하고,
상기 밸브 시스템은,
상기 챔버와 상기 유체라인 사이에 연결된 밸브;
상기 밸브의 개폐를 제어하는 액추에이터;
상기 밸브와 상기 액추에이터 사이에 개재되어 상기 밸브 및 상기 액추에이터와 나사조임부에 의해 체결된 마운트 브라켓;
상기 마운트 브라켓에 적어도 일부가 위치되고, 상기 나사조임부의 체결 불량을 검출하여 체결 불량 검출 신호를 생성하는 포텐셔미터; 및
상기 포텐셔미터로부터 전송받은 상기 체결 불량 검출 신호에 응답하여 상기 액추에이터의 동작을 제어하는 제어부
를 포함하는 반도체 제조 장치.