KR102199130B1 - 정확한 수위 측정이 가능한 케미칼 저장탱크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 증착용 기화기의 액체 케미칼 원료가 저장된 저장탱크에 저장된 액체원료 양을 측정함에 있어 상기 저장탱크의 기울기나 흔들림에 관계없이 정확하게 저장된 케미칼의 양을 측정하기 위한 액체 케미칼 저장 탱크에 관한 것으로서, 상기 액상 케미칼이 충진되는 저장탱크 몸체, 저장탱크 몸체 가장자리에 설치되어 상기 저장탱크 외벽과의 사이에 다수의 수위 측정 공간을 이루며, 하단이 개구되어 있는 둘 이상의 격벽, 다수의 수위 측정공간에 설치되어 수위를 측정하는 다수의 센서 및 센서에서 측정된 값을 수위 값으로 변환하는 제어부를 포함하여 이루어 진다.

Description

정확한 수위 측정이 가능한 케미칼 저장탱크{Chemical storage tank capable of accurate level measurement}

본 발명은 정확한 수위 측정이 가능한 케미칼 저장탱크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 증착용 기화기의 액체 케미칼 원료가 저장된 저장탱크에 저장된 액체원료 양을 측정함에 있어 상기 저장탱크의 기울기나 흔들림에 관계없이 정확하게 저장된 케미칼의 양을 측정하기 위한 액체 케미칼 저장 탱크에 관한 것이다.

반도체 공정용 케미컬, 특히 액체 상태에서 상변화를 통해 기체 상태로 공정 챔버로 제공되는 케미컬의 안정적인 공급 유량 확보 및 공급 시스템의 안정성을 위해 반도체 제조 설비에 버퍼 탱크를 설치하는 것이 일반적이다. 버퍼 탱크에 채워진 케미컬의 잔량이 부족하면 공정 사고가 발생하기 쉽고, 넘치면 케미컬 공급 배관에 케미컬이 잔류하여 파티클 소스로 작용하기 쉽다. 그러므로 버퍼 탱크에 채워진 케미컬의 잔량을 측정할 수 있는 센서가 구비되는 것이 거의 필수적이다.

종래 버퍼 탱크에 채워진 케미컬의 잔량을 감지할 수 있는 것으로는 마그네틱 접점 센서이다. 마그네틱 접점 센서는 케미컬 저장탱크 내에 설치된 감지 봉에 부력에 의해 승 하강 가능하게 조합된 공(ball) 형태이다. 이 마그네틱 센서는 케미컬의 수위에 따라 승 하강함으로써 케미컬의 수위를 감지하는 센서이다. 또한, 로드셀에 연결 줄을 매개로 조합된 부력추가 케미컬의 수위에 따라 변위 되면서 로드셀에 작용하는 부력 추의 하중이 변화한다. 부력 추의 하중 변화에 따라 로드셀은 케미컬의 수위를 감지하는 것이다.

그러나 종래 방식의 케미컬 수위 감지센서는 케미컬의 유출입에 따른 파동 발생 및 기울기에 따라 측정값의 정확성이 감소할 수 있는 문제점이 내포되어 있었다.

본 발명의 목적은 정확한 양의 조절이 필요한 반도체 증착용 기화기의 액상 케미칼의 양을 정확하게 측정하기 위하여, 기울기 또는 진동이 발생하는 경우에도 원료탱크에 저장된 정확한 저장량을 측정하기 위한 케미칼 저장탱크를 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 정확한 수위 측정이 가능한 케미칼 저장탱크는 액상 케미칼에 저장된 케미칼의 양을 측정하는 저장 탱크로서, 액상 케미칼이 충진되는 저장탱크 몸체, 저장탱크 몸체 가장자리에 설치되어 상기 저장탱크 외벽과의 사이에 다수의 수위 측정 공간을 이루며, 하단이 개구되어 있는 둘 이상의 격벽, 다수의 수위 측정공간에 설치되어 거리를 측정하는 다수의 센서 및 센서에서 측정된 값을 수위 값으로 변환하는 제어부를 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 제어부는 다수의 센서에서 측정된 다수의 수위측정 값의 평균값을 나타낼 수 있다.

또한, 본 발명의 센서는 초음파 센서, 레이저 센서, 광학식 센서 및 정전용량식 센서 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 제어부에 의해 측정된 수위 값 또는 수위 값의 평균값을 표시하는 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 저장탱크는 반도체 증착용 기화기에 적용되는 케미칼 저장 탱크일 수 있다.

본 발명에 따른 정확한 수위 측정이 가능한 케미칼 저장탱크는 기울기나 흔들림에 관계없이 정확하게 액체 케미칼의 수위에 따른 저장양을 측정할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정확한 수위 측정이 가능한 케미칼 저장탱크를 나타내는 사시도,
도 2 및 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정확한 수위 측정이 가능한 케미칼 저장탱크의 단면을 나타내는 단면도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

이하, 본 발명에 따른 정확한 수위 측정이 가능한 케미칼 저장탱크의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 본 발명을 설명함에서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 반도체 증착용 기화기의 원료탱크를 예로 설명하였지만, 다양한 케미칼 원료의 수위 측정을 위한 분야에 사용될 수 있음은 당연하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정확한 수위 측정이 가능한 케미칼 저장탱크를 나타내는 사시도, 도 2 및 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정확한 수위 측정이 가능한 케미칼 저장탱크의 단면을 나타내는 단면도이다.

도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명은 액상 케미칼에 저장된 케미칼의 양을 측정하는 저장 탱크(100)로서, 상기 액상 케미칼(10)이 충진되는 저장탱크 몸체(120), 저장탱크에 액체 원료를 주입하는 원료주입구(110) 및 저장탱크 몸체(120) 가장자리에 설치되어 상기 저장탱크 몸체(120)와의 사이에 다수의 수위 측정 공간을 이루며, 하단이 개구되어 있는 둘 이상의 격벽(200)으로 구성될 수 있다. 따라서, 액체 원료주입구(110)로 부터 액체가 주입될 때 발생하는 진동이나 흔들림 현상이 발생하더라도 상기 진동이 격벽(200)과 차단되므로 저장탱크 몸체(120)와의 사이에 수위 측정 공간에는 상기 진동의 영향을 차단할 수 있다.(도 2참조)

또한, 본 발명에 따른 케미칼 저장 탱크는 다수의 수위 측정공간에 설치되어 거리를 측정하는 다수의 거리측정 센서(300) 및 상기 거리측정 센서(300)에서 측정된 값을 수위 값으로 변환하는 제어부(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 저장탱크(100)는 케미칼 액체 원료(10)를 저장하는 곳으로서, 상기 액체 원료(10)는 상온에서 고체를 용매에 녹인 용액이거나 상온에서 액체 상태로서, 예를 들면 상기 액체 원료는 유기 금속 용액 또는 액체 유기 금속이 된다.

일반적으로 유기금속 화합물은 상온에서는 안정하지만 기화기를 이용하여 고온에서 기화될 때, 기화기를 구성하는 다른 금속(예를 들어 스테인레스강)과 접촉하면서 상기 금속 원자가 촉매로 작용하여 액체 원료의 화학적 반응이 촉진되는 경향이 있다.

따라서, 본 발명의 저장탱크(100)는 기화 챔버와 마찬가지로 액체 원료와의 반응성이 낮은 재질로 마련되는 것이 바람직하다.

상기 격벽(200)은 저장탱크(100) 내부에 설치되어 저장탱크 몸체(120)와의 사이에 일정공간을 형성함으로써 수위측정 공간을 이룰 수 있다. 상기 격벽(200)은 저장탱크(100) 내부에 다수개가 설치될 수 있으며, 바람직하게는 저장탱크(100) 가장자리에 일정 간격으로 위치할 수 있다. 또한, 상기 격벽(200)은 저장탱크 몸체(120) 하부에서 개구되어 있어 케미칼 액체원료(10)가 자유롭게 유동 가능하게 구성된다. 이는 기울기가 기울어지거나 흔들리는 현상에서도 케미칼 액체원료(10)는 일정하게 유동 될 수 있도록 하기 위함이다.

상기 센서(300)는 거리측정을 위한 센서일 수 있으며 예를 들어, 초음파 센서, 광학식 센서, 레이저 센서 및 정전용량식 센서 등을 포함하는 다양한 거리측정 센서로 이용되어 질 수 있다. 또한, 센서(300)는 다수의 격벽(200)으로 이루어진 거리측정 구간에 다수개가 설치된다.

제어부는 센서(300)에 의해 측정된 값을 거리측정 값으로 변화할 수 있으며, 바람직하게는 다수의 거리측정 공간에서 측정된 다수의 센서(300)에 의해 측정된 거리측정값의 평균값으로 변환하여 수위를 측정하는 역할을 할 수 있다. 즉, 기울기 또는 흔들림에 따라 각각의 거리측정 공간의 거리값이 달라질 수 있으므로, 저장탱크 가장자리에 일정 간격으로 구비된 다수의 거리측정 공간에서 측정된 거리값의 평균값을 수위 값으로 측정함으로써 기울기 및 흔들림에 따른 수위 오차를 최소화할 수 있는 것이다.

따라서, 다수의 센서(300)에 의한 수위 측정 최대 내지 최소의 평균값의 측정으로 인하여 정확한 수위에 따른 저장된 케미칼의 양을 산출할 수 있다.

한편, 디스플레이부는 수위 값을 사용자가 쉽게 측정할 수 있는 임의의 장소에 설치될 수 있으며, 상기 제어부와 연동 되어 표시될 수 있다. 이러한 디스플레이부는 LEC, LCD 및 터치 스크린 등 공지된 다양한 디스플레이가 적용될 수 있다(미도시).

더불어, 본 발명에 따른 케미칼 저장탱크는 지진과 같은 재해 발생시와 같이 흔들림이 장시간 또는 일정 강도 이상으로 감지된 경우에는 케미칼 액체원료(10)의 원료주입구(110) 및 기화기 챔버 내부로 분출되는 밸브를 자동으로 차단하게 하여 케미칼 공급을 사전에 막아 안전사고를 예방할 수 있도록 구현할 수도 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.

10 : 케미칼 액체원료 100 : 원료 저장탱크
110 : 원료주입구 120 : 저장탱크 몸체
200 : 격벽 300 : (거리측정) 센서

Claims (6)

1. 액상 케미칼에 저장된 케미칼의 양을 측정하는 저장 탱크로서,
   상기 액상 케미칼이 충진되는 저장탱크 몸체;
   상기 저장탱크 몸체 가장자리에 설치되어 상기 저장탱크 외벽과의 사이에 다수의 수위 측정 공간을 이루며, 하단이 개구되어 있는 둘 이상의 격벽;
   상기 다수의 수위 측정공간에 설치되어 거리를 측정하는 다수의 센서; 및
   상기 센서에서 측정된 값을 수위 값으로 변환하고, 흔들림이 장시간 또는 일정 강도 이상으로 감지된 경우에는 케미칼 액체원료(10)의 원료주입구(110) 및 기화기 챔버 내부로 분출되는 밸브를 자동으로 차단하며, 상기 다수의 센서에서 측정된 다수의 수위측정 값의 평균값을 나타내도록 하는 제어부를 포함하는 정확한 수위 측정이 가능한 케미칼 저장탱크.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 센서는 초음파 센서, 레이저 센서, 광학식 센서 및 정전용량식 센서 중 어느 하나 이상을 포함하는 거리측정 센서인 것을 특징으로 하는 정확한 수위 측정이 가능한 케미칼 저장탱크.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제어부에 의해 측정된 수위 값 또는 수위 값의 평균값을 표시하는 디스플레이부를 더 포함하는 정확한 수위 측정이 가능한 케미칼 저장탱크.
   
6. 제1항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 저장탱크는 반도체 증착용 기화기에 적용되는 케미칼 저장 탱크인 것을 특징으로 하는 정확한 수위 측정이 가능한 케미칼 저장탱크.

Images