KR102438507B1 - 컨트롤 밸브 및 이를 이용한 예비 퍼지가 가능한 기화 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 소스를 저장할 수 있는 통형상을 가지며 외부로부터 유체를 유입 받을 수 있는 인렛과 기화된 가스를 외부로 유출할 수 있는 아웃렛을 가진 캐니스터; 상기 캐니스터의 인렛으로 유체가 이동할 수 있는 경로를 제공하는 제1라인; 상기 캐니스터의 아웃렛으로부터 유출되는 물질이 처리 설비로 이동할 수 있는 경로를 제공하는 제2라인; 제1라인으로부터 분기되어 제2라인으로 합류하는 분기 라인으로서, 제1라인을 통해서 이동하는 유체의 적어도 일부가 제2라인으로 이동할 수 있는 경로를 제공하는 상기 분기 라인; 및 상기 분기 라인에 위치되어 상기 분기 라인을 통해서 이동되는 유체의 양을 조절할 수 있는 컨트롤 밸브;를 포함하는 기화기 시스템이 개시된다.

Description

컨트롤 밸브 및 이를 이용한 예비 퍼지가 가능한 기화 시스템{CONTROL VALVE AND SYSTEM CAPABLE OF MAINTAINING STEADILY VAPORIZATION AND PRELIMINARY PURGE USING THE SAME}

본 발명은 컨트롤 밸브 및 이를 이용한 예비 퍼지가 가능한 기화 시스템에 관한 것이다.

반도체, 디스플레이, 발광다이오드 등 전자재료의 제조 공정에 있어서 필수적인 박막을 입히는 화학기상장치(CVD)나 원자층 증착장치(ALD) 등과 같은 처리 설비에 사용되는 각종 원료(소스)는 가스, 액체, 또는 고체의 형태로 공급된다.

가스의 형태를 가진 원료의 경우는 압력을 조절하여 일정량을 공급할 수 있는 방법으로 사용되지만 액체나 고체의 경우에는 자체적인 압력이 매우 낮기 때문에 대부분 캐니스터라는 앰플에 담아서, 캐리어 가스(불활성 가스)를 이용한 버블링이나 가열을 통한 증기 발생을 통해서 기화를 시킨 이후에 반응 챔버로 공급하는 방법을 사용하고 있다.

캐니스터에 액체 형태의 원료를 넣은 후 일정량씩 기화시켜 사용하는 방법에 대하여 다양한 기술들이 공지되어 있고, 고체 형태의 원료를 기화시키기 위해서도 다양한 기술들이 공지되어 있다. 예를 들면, 고체 원료를 기화시키는 종래 기술의 하나로서 한국특허 공개공보 제10-2010-0137016호(2010. 12. 29)("기화기, 기화기 사용 방법, 기화 장치 사용 방법, 용기, 기화기 유닛 및 반도체 프로세스 챔버용 증기 발생 방법")나 미국특허등록공보 US6,296,025(2001. 10. 2)("Chemical Delivery system having purge system utilizing multiple purge techniques")에 개시된 기술들이 있다.

통상적으로 캐니스터에는 소스가 채워진 유로가 구비되어 있고, 그러한 소스 위를 캐리어 가스가 이동하면서 소스의 기화를 촉진시킨다. 유로에 채워진 소스는 소정의 압력과 온도에서 기화되며, 캐리어 가스와 접촉됨으로써 소스의 기화가 촉진되게 된다.

한편, 처리 설비에 제공되는 기화량은 일정해야 바람직한데 여러 가지 요인에 의해 기화량을 일정하게 유지하는 것이 쉽지 않다. 예를 들면, 캐니스터에 저장된 소스의 레벨에 따라 기화량이 다를 수 있고, 공정 횟수에 따라 소스의 기화열에 의해 온도가 미세하게 떨어지므로 기화량이 달라질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 기화량을 일정하게 유지하면서 예비 퍼지가 가능한 기화 시스템 또는 기화 방법에 사용될 수 있는 컨트롤 밸브가 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 기화량을 일정하게 유지하면서 예비 퍼지가 가능한 기화 시스템 및 기화 방법이 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 기화 모드에서 캐니스터로 주입되는 캐리어 가스의 양을 조절함으로써 기화량을 일정하게 유지할 수 있는 기화 시스템 및 기화 방법이 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 기화 모드에서 기화량을 일정하게 유지하면서 동시에 퍼지 동작을 수행할 수 있는 기화 시스템 및 기화 방법이 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 소스를 저장할 수 있는 통형상을 가지며 외부로부터 유체를 유입 받을 수 있는 인렛과 기화된 가스를 외부로 유출할 수 있는 아웃렛을 가진 캐니스터; 상기 캐니스터의 인렛으로 유체가 이동할 수 있는 경로를 제공하는 제1라인; 상기 캐니스터의 아웃렛으로부터 유출되는 물질이 처리 설비로 이동할 수 있는 경로를 제공하는 제2라인; 제1라인으로부터 분기되어 제2라인으로 합류하는 분기 라인으로서, 제1라인을 통해서 이동하는 유체의 적어도 일부가 제2라인으로 이동할 수 있는 경로를 제공하는 상기 분기 라인; 및 상기 분기 라인에 위치되어 상기 분기 라인을 통해서 이동되는 유체의 양을 조절할 수 있는 컨트롤 밸브;를 포함하는 기화기 시스템이 제공될 수 있다.

본 발명의 하나 이상의 실시예에 따르면, 기화 모드에서 캐리어 가스의 일부를 분기 라인으로 흐르게 함으로써 캐니스터로 주입되는 캐리어 가스의 양을 조절하여 기화량을 일정하게 유지할 수 있고, 동시에 기화 모드에서도 퍼지 동작을 수행할 수 있는 효과가 있다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 제1실시예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 4 내지 도 6는 본 발명의 제2실시예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 설정 값을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기화 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 내지 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤 밸브를 설명하기 위한 도면들이다.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서의 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장되거나 축소된 것이다.

본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

용어의 정의

본원 명세서에서, '유로'는 가스가 이동될 수 있는 공간을 의미한다.

본원 명세서에서, '흐름을 조절'한다고 함은 흐름을 막거나, 흐름을 허용하거나, 흐르는 양을 조절하는 것을 포함하는 개념이다. 예를 들면, 유체의 흐름을 조절할 수 있는 구성요소는 유체의 흐름을 막거나, 유체의 흐름을 허용하거나, 흐르는 유체의 양을 조절하는 있는 구성요소로서, 밸브나 유체 부하가 있을 수 있다.

본원 명세서에서, '밸브'는 유체의 흐름을 조절할 수 있는 구성요소이며, 유체의 흐름을 막거나 유체의 흐름을 허용하거나 흐르는 유체의 양을 조절할 수 있는 구성요소를 의미하며, 예를 들면 온-오프 밸브와 컨트롤 밸브와 같은 기기들일 수 있다.

본원 명세서에서, '온-오프 밸브'는 유체의 흐름을 막거나 유체의 흐름을 허용하는 밸브를 의미하고, '컨트롤 밸브'는 유체의 흐름을 막거나 유체의 흐름을 허용하거나 흐르는 유체의 양을 조절할 수 있는 밸브를 의미한다.

본원 명세서에서, '상류'와 '하류'는 유체가 흐르는 라인('유로')에서의 위치를 나타내기 위한 용어들로서, 구성요소 A가 구성요소 B보다 상류에 위치한다고 함은 유체가 구성요소 A에 먼저 도달하고 구성요소 A에 도달한 유체 중 적어도 일부의 유체가 구성요소 B에 도달하는 것을 의미한다. 또한, 구성요소 A가 구성요소 B보다 하류에 위치한다고 함은 유체가 구성요소 B에 먼저 도달하고 구성요소 B에 도달한 유체 중 적어도 일부의 유체가 구성요소 A에 도달하는 것을 의미한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 기화 모드에서 캐니스터로 주입되는 캐리어 가스의 양을 조절함으로써 기화량을 일정하게 유지한다. 구체적으로, 캐리어 가스의 일부를 분기 라인으로 흐르게 함으로써, 캐니스터로 주입되는 캐리어 가스의 양을 조절한다. 이렇게 기화 모드에서 캐리어 가스의 일부를 분기 라인으로 흐르게 함으로써 예비적인 퍼지 동작을 수행할 수 있다.

이하, 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 제1실시예를 설명하기 위한 도면들이다.

본 발명의 제1실시예에 따른 기화 시스템은 소스를 기화시켜서 처리 설비로 제공하는 장치이다.

여기서, 처리 설비는 예를 들면 화학증기증착(CVD: chemical vapor deposition) 장치 또는 이온 주입장치(ion implanter)와 같은 반도체 가공장비의 공정챔버(process chamber)와 같은 장치들이 될 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 기화 시스템은 소스를 저장할 수 있는 통 형상을 가지며, 외부로부터 유체를 유입 받을 수 있는 인렛과 기화된 가스를 외부로 배출할 수 있는 아웃렛을 가진 캐니스터(B100), 유체가 이동할 수 있는 경로를 제공하는 라인들, 라인들에 흐르는 유체들의 흐름을 조절하기 위한 구성요소들, 질량유량제어기(MASS FLOW CONTROLLER:이하, 'MFC'), 질량 유량계(MASS FLOW METER: 이하, 'MFM'), 및 제어 모듈을 포함할 수 있다.

여기서, 소스는 고체 소스 또는 액체 소스일 수 있으며, 예를 들면 붕소(B: boron), 인(P: phosphorous), 구리(Cu: copper), 갈륨(Ga:gallium), 비소(As:arsenic), 루테늄(Ru: ruthenium), 인듐(In: indium), 안티몬(Sb: antimony), 란탄(La: lanthanum), 탄탈륨(Ta: tantalum), 이리듐(Ir: iridium), 데카보란(B10H14: decaborane), 사염화 하프늄(HfCl4: hafnium tetrachloride), 사염화 지르코늄(ZrCl4: zirconium tetrachloride), 삼염화 인듐(InCl3: indium trichloride), 금속 유기 베타-디케토네이트 착물(metal organic β-diketonate complex), 사이클로펜타디에닐 사이클로헵타트리에틸 티타늄(CpTiChT:cyclopentadienyl cycloheptatrienyl titanium), 삼염화 알루미늄(AlCl3: aluminum trichloride), 요오드화 티타늄(TixIy:titanium iodide), 사이클로옥타테트라엔 사이틀로펜타디에닐 티타늄((Cot)(Cp)Ti: cyclooctatetraene cyclopentadienyltitanium), 비스(사이클로펜타디에닐)티타늄 디아지드 [bis(cyclopentadienyl)titanium diazide], 텅스텐 카르보닐(Wx(CO)y: tungsten carbonyl)(여기서, x와 y는 자연수), 비스(사이클로펜타디에닐)루테늄(II)[Ru(Cp)2: bis(cyclopentadienyl)ruthenium (II)], 삼염화 루테늄(RuCl3: ruthenium trichloride), 및/또는 텅스텐 클로라이드(WxCly)(여기서, x와 y는 자연수)을 포함하는 물질일 수 있다. 상술한 소스들은 예시적인 것으로서 본원 발명은 그러한 소스들에만 한정되는 것이 아님을 당업자는 알아야 한다.

제1실시예에 따른 기화 시스템은 히터(미 도시)를 더 포함할 수 있고, 히터는 캐니스터(B100)의 내부에 저장된 소스를 기화시키기 위해서 캐니스터(B100)에 열을 가할 수 있다.

인렛은 유체를 주입하기 위한 주입구를 포함한다. 주입구는 캐니스터(B100)의 상부에 형성될 수 있다.

인렛은 밸브(V105)를 더 포함할 수 있다. 밸브(V015)는 예를 들면 주입구에 결합되어 주입구로 주입되는 유체의 흐름을 막거나 허용할 수 있는 온-오프 밸브일 수 있다. 아웃렛은 물질을 배출하기 위한 배출구를 포함한다. 여기서, 배출구는 캐니스터(B100)의 상부에 형성될 수 있다. 아웃렛은 밸브(V106)를 더 포함할 수 있다. 밸브(V106)는 예를 들면 배출구에 결합되어 배출구로 배출되는 유체의 흐름을 막거나 허용할 수 있는 온-오프 밸브일 수 있다.

제1실시예에 따르면, 유체가 이동할 수 있는 경로를 제공하는 라인들은, 제1라인(L11), 제2라인(L12), 및 분기 라인(L13)을 포함할 수 있다.

제1라인(L11)은 캐니스터(B100)의 인렛으로 유체가 이동할 수 있는 경로를 제공할 수 있다.

제1실시예에서, 제1라인(L11)에 질량유량제어기(MFC)와 밸브(V101)가 위치될 수 있다. 여기서, 질량유량제어기(MFC)는 밸브(V101)의 상류에 위치한다. 밸브(V101)는 분기 라인(L13)이 분기되는 분기점(P11)으로부터 인렛 사이에 위치되는 구성요소이다. 한편, 밸브(V101)는 온-오프 밸브 또는 컨트롤 밸브로 구현될 수 있다.

일 대안으로, 제1라인(L11)에 질량유량제어기(MFC)와 유체 부하가 위치될 수 있다. 여기서, 질량유량제어기(MFC)는 유체 부하의 상류에 위치한다. 유체 부하는 분기 라인(L13)이 분기되는 분기점(P11)으로부터 인렛 사이에 위치되는 구성요소이다. 유체 부하는 예를 들면 오리피스와 같이 유체의 흐름을 방해하는 구성요소일 수 있다. 유체 부하의 다른 예를 들면 유로가 제1라인보다 좁은 밸브일 수 있다.

다른 대안으로, 제1라인(L11)에 질량유량제어기(MFC), 밸브(V101), 및 유체 부하가 위치될 수 있다. 유체 부하와 밸브(V101)는 분기 라인(L13)이 분기되는 분기점(P11)으로부터 인렛 사이에 위치되는 구성요소들이다. 여기서, 질량유량제어기(MFC)는 유체 부하와 밸브(V101)의 상류에 위치하고, 유체 부하는 밸브(V101)의 상류에 위치한다.

질량유량제어기(MFC)는 분기 라인(L13)이 분기되는 분기점(P11) 이전의 제1라인(L11)에 위치되어 제1라인(L11)에 흐르는 유체의 양을 일정하게 조절할 수 있다.

제2라인(L12)은 캐니스터(B100)의 아웃렛으로부터 처리설비까지 유체가 이동할 수 있는 경로를 제공할 수 있다.

제2라인(L12)에는 질량 유량계(MFM)와 밸브(V104)가 위치된다. 밸브(V104)는 온-오프 밸브 또는 컨트롤 밸브일 수 있다.

제1실시예에 따르면, 질량 유량계(MFM)는 밸브(V104)의 하류에 위치한다. 예를 들면, 질량 유량계(MFM)는 분기 라인(L13)과 제2라인(L12)이 합류하는 합류점(P12)보다 하류에 위치될 수 있으며, 제2라인(L12)에 흐르는 유체의 양을 측정할 수 있다. 합류점(P12)보다 하류의 제2라인(L12)에는 분기 라인(L13)에 흐르던 유체와 캐니스터(B100)에서 기화된 소스가 합쳐진 것이므로, 질량 유량계(MFM)에 의해 측정되는 유체는, 분기 라인(L13)에 흐르는 유체와 기화된 소스가 합쳐진 것이다.

일 대안으로, 질량 유량계(MFM)가 합류점(P12)과 아웃렛 사이에 위치될 수 있다. 다른 대안으로, 질량 유량계(MFM)는 밸브(V104)와 아웃렛 사이에 위치될 수 있다. 이러한 대안들에 따르면, 질량 유량계(MFM)는 캐니스터(B100)로부터 배출되는 가스의 양을 측정할 수 있다.

분기 라인(L13)은 제1라인으로부터 분기되어 제2라인으로 합류하는 라인으로서, 제1라인을 통해서 이동하는 유체의 적어도 일부가 제2라인으로 이동할 수 있는 경로를 제공한다.

분기 라인(L13)에는 분기 라인(L13)에 흐르는 유체를 조절할 수 있는 컨트롤 밸브(CV100)가 위치된다. 제1실시예에서 컨트롤 밸브(CV100)는 제어 모듈의 제어하에 분기 라인(L13)에 흐르는 유체의 양을 조절할 수 있다.

분기 라인(L13)에는 밸브(V103)가 추가적으로 위치될 수 있고, 밸브(V103)는 컨트롤 밸브(CV100)의 하류에 위치된다. 예를 들면, 밸브(V103)는 컨트롤 밸브(CV100)와 합류점(P12) 사이에 위치된다. 밸브(V103)는 온-오프 밸브 또는 컨트롤 밸브일 수 있다.

제1실시예에 따른 기화 시스템은 커플러들(C101, C102)을 추가적으로 포함할 수 있다. 커플러(C101)는 분리 및 결합 가능한 구조를 가지며, 제1라인에 위치되어 인렛과 밸브(V101)를 연결시킬 수 있다. 또한, 커플러(C102)도 분리 및 결합 가능한 구조를 가지며, 제2라인에 위치되어 아웃렛과 밸브(V104)를 연결시킬 수 있다.

제어 모듈은 설정(SET) 값과 질량 유량계(MFM)에 의해 측정된 유체의 양에 기초하여 컨트롤 밸브(CV100)를 제어할 수 있다. 컨트롤 밸브(CV100)는 제어 모듈의 제어에 의해 분기 라인(L13)에 흐르는 유체의 양을 조절할 수 있다.

본 실시예에서, 제어 모듈은 기화되는 소스의 양을 일정하게 유지하기 위해서 질량 유량계(MFM)의 측정값을 이용한다. 제어 모듈은 질량 유량계(MFM)의 측정값의 변화 정도에 따라서, 캐니스터(B100)에 제공되는 캐리어 가스의 양을 조절한다. 캐리어 가스는 예를 들면 N2, Ar, 및/또는 He 와 같은 유체일 수 있다.

구체적으로, 제어 모듈은 분기 라인(L13)에 흐르는 캐리어 가스의 양을 조절함으로써, 캐니스터(B100)에 제공되는 캐리어 가스의 양을 조절한다. 본 실시예에서, 제어 모듈은 질량 유량계(MFM)의 측정값의 변화 정도에 따라서 분기 라인(L13)에 위치된 컨트롤 밸브(CV)를 PID(proportional integral derivative control) 제어함으로써 분기 라인(L13)에 흐르는 캐리어 가스의 양을 조절한다.

제어 모듈은 질량 유량계(MFM)의 측정값의 변화 정도를 알기 위해서, 설정(SET) 값을 이용한다. 설정(SET) 값은 일종의 기준 값으로서, 제어 모듈은 질량 유량계(MFM)의 측정값과 설정(SET) 값의 차이에 기초하여 기화량의 변화 정도를 알 수 있다.

예를 들면, 제어 모듈은 질량 유량계(MFM)가 측정한 측정값이 설정 값 보다 커지면, 분기 라인(L13)으로 흐르는 유체(예를 들면 캐리어 가스)의 양이 증가 되도록(즉, 인렛으로 주입되는 유체(예를 들면 캐리어 가스)의 양은 감소되도록) 컨트롤 밸브(CV100)의 동작을 제어한다.

한편, 제어 모듈은 질량 유량계(MFM)가 측정한 측정값이 설정 값 보다 작아지면, 분기 라인(L13)으로 흐르는 유체(예를 들면 캐리어 가스)의 양이 감소되도록(즉, 인렛으로 주입되는 유체(예를 들면 캐리어 가스)의 양은 증가되도록) 컨트롤 밸브(CV100)의 동작을 제어한다.

본 발명에 따른 실시예들에서, 설정 값은 다음 수식

ZERO 값 < 설정 값 < SPAN 값

을 만족하도록 정해질 수 있고, ZERO 값과 SPAN 값을 결정하는 방법은 도 10을 참조하여 상세히 후술하기로 한다.

제1실시예는 기화 모드와 퍼지 모드와 같은 동작모드를 포함할 수 있으며, 이하에서는, 도 2와 도 3을 참조하여 동작모드들을 순차적으로 설명하기로 한다.

기화 모드

도 2를 참조하면, 기화 모드는 캐니스터(B100)에 저장된 소스가 기화되는 동작이 수행되는 모드이며, 소스의 기화를 위한 열이 히터(미 도시)에 의해 캐니스터(B100)에게 제공된다.

기화 모드에서, 제1라인(L11)에 위치된 밸브(V101)와 밸브(V105)는 제1라인(L11)에 캐리어 가스가 캐니스터(B100)로 흐르도록 개방되어 있고, 분기라인(L13)에 위치된 컨트롤 밸브(CV100)는 분기 라인(L13)에 캐리어 가스의 일부가 흐르도록 개방되어 있고, 밸브(V103)는 분기 라인(L13)에 흐르는 캐리어 가스가 합류점(P12)으로 흐르도록 개방되어 있고, 밸브(V104)는 캐니스터(B100)에서 기화된 소스가 처리 설비 방향으로 흐르도록 개방된 상태이다.

질량유량제어기(MFC)는 제1라인(L11)으로 일정한 양의 캐리어 가스가 흐르도록 동작한다. 질량유량제어기(MFC)에 의해 제공되는 캐리어 가스의 양은 일정하게 유지되므로, 분기 라인(L13)으로 흐르는 캐리어 가스의 양을 조절함으로써 캐니스터(B100)에 제공되는 캐리어 가스의 양을 조절할 수 있다.

예를 들면, 분기 라인(L13)에 흐르는 캐리어 가스의 양이 감소되면, 캐니스터(B100)에 제공되는 캐리어 가스는 증가된다. 이렇게 캐니스터(B100)에 제공되는 캐리어 가스가 증가되면 기화되는 소스의 양이 증가 된다. 한편, 분기 라인(L13)에 흐르는 캐리어 가스의 양이 증가되면, 캐니스터(B100)에 제공되는 캐리어 가스는 감소된다. 이렇게 캐니스터(B100)에 제공되는 캐리어 가스가 감소되면 기화되는 소스의 양(즉, 기화량)이 감소된다. 즉, 처리 설비에 기화량을 일정하게 제공하기 위해서, 캐니스터(B100)에 제공되는 캐리어 가스의 양을 조절하는 것이다.

질량유량제어기(MFC)를 경유한 캐리어 가스의 일부는 인렛을 통해서 캐니스터(B100)에 제공되고, 나머지 캐리어 가스는 분기 라인(L13)으로 흐른다. 분기 라인(L13)을 흐르는 캐리어 가스는 제2라인(L12)과 분기 라인(L13)이 합류하는 합류점(P12)에서 기화된 가스(즉, 소스가 기화된 것임)와 합류하여 제2라인(L12)을 흐르게 된다. 합류점(P12)의 하류에 위치된 질량유량계(MFM)는 제2라인(L12)에 흐르는 유체의 양을 측정한다. 여기서 측정되는 유체는, 캐리어 가스(인렛으로 주입된 캐리어 가스 + 분기 라인을 통해서 흐르는 캐리어 가스)와 소스가 기화된 가스이다.

한편, 분기 라인(L13)에 흐르는 캐리어 가스의 양은 컨트롤 밸브(CV100)에 의해 조절되며, 컨트롤 밸브(CV100)의 동작은 제어 모듈에 의해 제어된다.

질량유량계(MFM)의 측정값은 제어 모듈로 제공되며, 제어 모듈은 설정(SET) 값과 질량유량계(MFM)에 의해 측정된 값을 비교하여, 컨트롤 밸브(CV100)의 동작을 제어한다. 예를 들면, 제어 모듈은 설정(SET) 값과 질량유량계(MFM)에 의해 측정된 값을 비교하여, 소스의 기화량이 높거나 낮다고 판단할 경우 분기라인(L13)에 흐르는 캐리어 가스의 양을 높이거나 낮추는 동작을 수행한다. 즉, 제어 모듈은 컨트롤 밸브(CV100)의 동작을 제어함으로써, 컨트롤 밸브(CV100)는 제어 모듈의 제어에 따라서 분기 라인(L13)에 흐르는 캐리어 가스의 양을 조절한다.

본 실시예에 따르면, 기화 모드에서 캐리어 가스의 일부가 분기 라인(P13)으로 흐르므로, 밸브들에 잔류하는 유체를 제거할 수 있게 된다. 즉, 퍼지 모드가 수행되기 전에 기화 모드에서도 퍼지 동작이 예비적으로 수행되게 된다.

퍼지 모드

도 3을 참조하면, 퍼지 모드는 캐니스터(B100)에 연결된 라인들(L11, L12, L13)과 밸브들을 청소시키기 위한 동작이 수행되는 모드이다.

퍼지 모드에서, 캐리어 가스는 모두 분기 라인(L13)으로 흐르게 된다.

퍼지 모드에서, 밸브들(V101, V104)은 폐쇄된(Closed) 상태이고 컨트롤 밸브(CV100)와 밸브(V103)는 개방된 상태이다. 따라서, 퍼지 가스는 분기 라인을 통해서 외부로 배출된다.

도 4 내지 도 6는 본 발명의 제2실시예를 설명하기 위한 도면들이다.

본 발명의 제2실시예에 따른 기화 시스템은 소스를 저장할 수 있는 통 형상을 가지며, 외부로부터 유체를 유입 받을 수 있는 인렛과 기화된 가스를 외부로 유출할 수 있는 아웃렛을 가진 캐니스터(B200), 유체가 이동할 수 있는 경로를 제공하는 라인들, 라인들에 흐르는 유체들을 조절하기 위한 구성요소들, 질량유량제어기(MFC), 질량 유량계(MFM), 및 제어 모듈을 포함할 수 있다.

제2실시예에 따른 기화 시스템도 히터(미 도시)를 더 포함할 수 있으며, 히터는 캐니스(B200)의 내부에 저장된 소스를 기화시키기 위해서 캐니스터(B200)에 열을 가할 수 있다.

제1실시예와 제2실시예를 비교하면, 제2실시예는 밸브들(V103, V104)를 포함하지 않다는 점에서만 제1실시예와 차이가 있다. 즉, 제2실시예에서, 분기 라인(L23)에 제1실시예의 밸브(V103)에 대응되는 밸브가 없고, 제2라인(L22)에 제1실시예의 밸브(V104)에 대응되는 밸브가 없다.

제1실시예와 제2실시예의 공통되는 구성요소들은 동일한 기능을 하므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이제, 도 5와 도 6을 참조하여 제2실시예의 동작을 설명하기로 한다. 제2실시예도 기화 모드와 퍼지 모드와 같은 동작모드를 포함할 수 있다.

기화 모드

도 5를 참조하면, 기화 모드는 캐니스터(B200)에 저장된 소스가 기화되는 동작이 수행되는 모드이며, 소스의 기화를 위한 열이 히터(미 도시)에 의해 캐니스터(B200)에게 제공된다.

기화 모드에서, 제1라인(L21)에 위치된 밸브(V201)와 밸브(V205)는 제1라인(L21)에 캐리어 가스가 캐니스터(B200)로 흐르도록 개방되어 있고, 분기라인(L23)에 위치된 컨트롤 밸브(CV200)는 분기 라인(L23)에 캐리어 가스의 일부가 흐르도록 개방되어 있다.

질량유량제어기(MFC)는 제1라인(L21)으로 일정한 양의 캐리어 가스가 흐르도록 동작한다. 질량유량제어기(MFC)에 의해 제공되는 캐리어 가스의 양은 일정하게 유지되므로, 분기 라인(L23)으로 흐르는 캐리어 가스의 양을 조절함으로써 캐니스터(B200)에 제공되는 캐리어 가스의 양을 조절할 수 있다. 제1실시예처럼 제2실시예 역시, 처리 설비에 기화량을 일정하게 제공하기 위해서, 캐니스터(B200)에 제공되는 캐리어 가스의 양을 조절하는 것이다.

질량유량제어기(MFC)를 경유한 캐리어 가스의 일부는 인렛을 통해서 캐니스터(B200)에 제공되고, 나머지 캐리어 가스는 분기 라인(L23)으로 흐른다. 분기 라인(L23)을 흐르는 캐리어 가스는 제2라인(L22)과 분기 라인(L23)이 합류하는 합류점(P12)에서 기화된 가스와 합류하여 제2라인(L22)을 흐르게 된다. 합류점(P22)의 하류에 위치된 질량유량계(MFM)는 제2라인(L22)에 흐르는 유체의 양을 측정한다.

여기서 측정되는 유체는, 질량유량제어기(MFC)에 의해 제1라인(L21)에 흐르도록 조절된 캐리어 가스(인렛으로 주입된 캐리어 가스 + 분기 라인을 통해서 흐르는 캐리어 가스)와 기화된 소스이다.

한편, 분기 라인(L23)에 흐르는 캐리어 가스의 양은 컨트롤 밸브(CV200)에 의해 조절되며, 컨트롤 밸브(CV100)의 동작은 제어 모듈에 의해 제어된다.

질량유량계(MFM)의 측정값은 제어 모듈로 제공되며, 제어 모듈은 설정(SET) 값과 질량유량계(MFM)의 측정값을 비교하여, 컨트롤 밸브(CV200)의 동작을 제어한다. 예를 들면, 제어 모듈은 설정(SET) 값과 질량유량계(MFM)의 측정값을 비교하여, 소스의 기화량이 기준보다 높거나 낮다고 판단할 경우 분기라인(L23)에 흐르는 캐리어 가스의 양을 높이거나 낮추는 동작을 수행한다. 즉, 제어 모듈은 컨트롤 밸브(CV200)의 동작을 제어함으로써, 컨트롤 밸브(CV200)는 제어 모듈의 제어에 따라서 분기 라인(L23)에 흐르는 캐리어 가스의 양을 조절한다.

본 실시예에 따르면, 기화 모드에서 캐리어 가스의 일부가 분기 라인(P23)으로 흐르므로, 밸브들에 잔류하는 유체를 제거할 수 있게 된다. 즉, 퍼지 모드가 수행되기 전에 기화 모드에서도 퍼지 동작이 예비적으로 수행되게 된다.

퍼지 모드

도 6을 참조하면, 퍼지 모드는 캐니스터(B200)에 연결된 라인들(L21, L22, L23)과 밸브들을 청소시키기 위한 동작이 수행되는 모드이다.

퍼지 모드에서, 캐리어 가스는 모두 분기 라인(L23)으로 흐르게 된다.

퍼지 모드에서, 밸브(V201)는 폐쇄된(Closed) 상태이고 컨트롤 밸브(CV200)는 개방된 상태이다. 퍼지 가스는 분기 라인을 통해서 외부로 배출된다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 설정 값을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 설정 값을 결정하는 방법은, ZERO 값을 측정하는 단계(S101), SPAN 값을 측정하는 단계(S103), 및 설정(SET) 값을 설정하는 단계(S105)를 포함할 수 있다.

ZERO 값은 캐리어 가스를 캐니스터에 주입하지 않은 상태에서 소스를 기화시켰을 때 측정되는 값이고, SPAN 값은 캐리어 가스를 분기 라인으로 보내지 않고(즉, 컨트롤 밸브가 분기 라인에 캐리어 가스가 흐르지 못하도록 동작하는 상태) 모든 캐리어 가스를 캐니스터로 주입되는 상태에서 소스를 기화시켰을 때 측정되는 값이다. 즉, 질량유량제어기(MFC)에 의해 일정량의 캐리어 가스가 제1라인으로 제공되는데, 제공된 캐리어 가스 전부가 캐니스터로 제공될 때 측정되는 값이 SPAN 값이고, 캐리어 가스가 캐니스터로 전혀 제공하지 않은 상태에서 측정되는 값이 ZERO 값이다.

이하에서는, 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 기화기에 본 발명의 일 실시예에 따른 설정 값을 결정하는 방법을 적용되었다고 가정하고, 본 방법을 설명하기로 한다.

ZERO 값을 측정하는 단계(S101)는, 기화모드에서, 밸브(V101) 또는 밸브(V105)가 폐쇄된 상태에서 제2라인(L12)에 흐르는 유체(기화된 소스가 포함되어 있음)를 질량유량계(MFM)가 측정하는 단계이다.

SPAN 값을 측정하는 단계(S103)는, 기화모드에서, 밸브(V101)와 밸브(V105)가 완전히 개방되어 있고 컨트롤 밸브(CV100)는 완전히 폐쇄된 상태이고 밸브(V104)과 밸브(V106)는 완전히 개방된 상태에서, 제2라인(L12)에 흐르는 유체(기화된 소스가 포함되어 있음)를 질량유량계(MFM)가 측정하는 단계이다.

설정(SET) 값을 설정하는 단계(S105)는 다음 수식

ZERO 값 < SET 값 < SPAN 값

을 만족하도록 설정(SET) 값을 결정하는 단계이다. 상술한 바와 같이 S105 단계에서 결정된 설정(SET) 값은 제어 모듈에 저장된다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기화 방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 기화 방법은 본 발명의 실시예들에 따른 기화기 시스템이 기화 모드를 수행함으로써 소스를 기화시키고, 기화 모드에서 질량 유량계가 분기 라인과 제2라인의 합류점보다 하류에 흐르는 유체의 양을 측정하는 단계(S201), 제어 모듈이 질량 유량계의 측정값과 설정(SET) 값에 기초하여 기화량이 변화되었는지를 판단하고(S203), 그 판단결과에 따라서 컨트롤 밸브를 구동(즉, 제어)하는 단계(S205)를 포함할 수 있다.

S203 단계에서 제어 모듈이 기화량이 변화되었는지를 판단하는 방법은, 질량 유량계의 측정값과 설정(SET) 값의 차이가 있는지 여부를 확인함으로써 수행될 수 있다.

S205 단계는, 질량 유량계의 측정값과 설정(SET) 값의 차이의 정도에 따라서 컨트롤 밸브를 제어하는 동작을 수행한다.

상술한 기화 방법은 질량 유량계(MFM)가 분기 라인과 제2라인의 합류점보다 하류에 위치된 경우에 적용될 수 있다.

한편, 질량 유량계(MFM)가 합류점(P12)과 아웃렛 사이에 위치되는 대안적 실시예의 경우, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기화 방법은 다음과 같은 방식으로 수행될 수 있다.

즉, 기화기 시스템이 기화 모드를 수행함으로써 소스를 기화시키고, 기화 모드에서 질량 유량계가 합류점(P12)과 아웃렛 사이에 흐르는 유체의 양을 측정하는 단계, 제어 모듈이 질량 유량계의 측정값과 설정(SET) 값에 기초하여 기화량이 변화되었는지를 판단하고, 그 판단결과에 따라서 컨트롤 밸브를 구동(즉, 제어)하는 단계를 포함할 수 있다.

질량 유량계(MFM)가 합류점(P12)과 아웃렛 사이에 위치되거나, 질량 유량계(MFM)가 밸브(V104)와 아웃렛 사이에 위치되는 대안적 실시예들의 경우, 본 발명에 따른 기화 방법은 다음과 같은 방식으로 수행될 수 있다.

즉, 기화기 시스템이 기화 모드를 수행함으로써 소스를 기화시키고, 기화 모드에서 질량 유량계가 합류점(P12)과 아웃렛 사이에 흐르는 유체의 양을 측정하는 단계, 제어 모듈이 질량 유량계의 측정값과 설정(SET) 값에 기초하여 기화량이 변화되었는지를 판단하고, 그 판단결과에 따라서 컨트롤 밸브를 구동(즉, 제어)하는 단계를 포함할 수 있다.

도 9 내지 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤 밸브를 설명하기 위한 도면들이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤 밸브(이하, '본 컨트롤 밸브')는 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한 기화기 시스템에서의 컨트롤 밸브로 사용될 수 있다. 한편, 본 컨트롤 밸브는 상술한 기화기 시스템 뿐만 아니라 유체를 양 방향으로 분기할 필요가 있는 시스템이나 장치에도 사용될 수 있다.

도 9 내지 도 18을 참조하여 설명하는 컨트롤 밸브는 유체의 흐름을 막거나 유체의 흐름을 허용하거나 흐르는 유체의 양을 조절할 수 있고 있다. 특히, 본 컨트롤 밸브는 유체를 일 방향으로 분기하거나 또는 양 방향으로 분기할 수 있다. 또한, 본 컨트롤 밸브는 양 방향으로 유체를 분기할 때 동등한 양으로 유체를 분기하거나 또는 서로 다른 양으로 유체를 분기할 수 있다.

도 9 내지 도 18을 참조하면, 본 컨트롤 밸브는 바디부, 유입부, 제1유출부, 제2유출부, 제1액츄에이터, 및 제2액츄에이터를 포함할 수 있다. 여기서, 엑츄에이터는 에너지원(예를 들면, 전류, 작동유압, 또는 기력압 등)에 의해 동작하며 이러한 에너지를 움직임(예를 들면, 전진 또는 후진)으로 변환시키는 장치이다.

유입부는 유체를 유입 받으며, 유입부에 의해 유입된 유체는 바디부에서 일 방향 또는 양 방향으로 분기된다. 바디부는 제1액츄에이터와 제2액츄에이터의 제어에 의해 유체를 다음과 같이 분기하도록 구성되어 있다.

i) 유입부를 통해서 유입받은 유체의 적어도 일부가 제1유출부로만 유출되도록 함

ii) 유입부를 통해서 유입받은 유체의 적어도 일부가 제2유출부로만 유출되도록 함

iii) 유입부를 통해서 유입받은 유체의 적어도 일부가 제1유출부와 제2유출부로 유출되도록 함(이 경우, 제1유출부로 유출되는 유체의 양과 제2유출부로 유출되는 양은 서로 같거나 다를 수 있음)

유입부는 유체를 외부로부터 유입받고 유체가 이동할 수 있는 경로를 제공하고, 또한 유체 제공 라인과 분리 가능하게 결합될 수 있는 결합 기능을 제공한다.

제1유출부는 바디부로부터 유출되는 유체를 유입받아 유체가 이동할 수 있는 경로를 제공하고, 또한 외부 장치(예를 들면, 캐니스터) 또는 유체 배출 라인(이하, '제1유체 배출 라인')과 분리 가능하게 결합될 수 있는 결합 기능을 제공한다. 본 실시예가 도 1을 참조하여 설명한 기화시스템에 적용된다면, 제1유출부는 예를 들면 캐니스터(B100)의 인렛으로 유체가 이동할 수 있는 경로와 연결될 수 있을 것이다.

제2유출부는 바디부로부터 유출되는 유체를 유입받아 유체가 이동할 수 있는 경로를 제공하고, 또한 유체 배출 라인(이하, '제2유체 배출 라인')과 분리 가능하게 결합될 수 있는 결합 기능을 제공한다. 본 실시예가 도 1을 참조하여 설명한 기화시스템에 적용된다면, 제2유출부는 예를 들면 분기 라인(L13)과 연결될 수 있을 것이다.

바디부는 유입부로부터 유체를 유입 받을 수 있는 유입구, 제1유출부로 유체를 배출할 수 있는 배출구(이하, '제1배출구'), 및 제2유출부로 유체를 배출할 수 있는 배출구(이하, '제2배출구')를 포함할 수 있다.

본 실시예에서, 유입부를 통해서 유입되는 유체는 유입구로 이동될 수 있도록, 유입부와 유입구는 결합되어 있다. 또한, 제1배출구를 통해서 유체가 제1배출부로 이동될 수 있도록, 제1배출구와 제1배출부가 결합되어 있고, 제2배출구를 통해서 유체가 제2배출부로 이동될 수 있도록 제2배출구와 제2배출부가 결합되어 있다. 즉, 유입부와 유입구는 유체가 흐를 수 있도록 서로 연통되어 있고, 제1배출구와 제1배출부도 유체가 흐를 수 있도록 서로 연통되어 있고, 제2배출구와 제2배출부도 유체가 흐를 수 있도록 서로 연통되어 있다.

바디부는, 또한, 유입라인, 제1배출라인, 및 제2배출라인을 더 포함할 수 있다.

본 실시예에서, 유입라인은 유체가 이동할 수 있는 유로를 포함하며, 그러한 유로는 유체를 유입 받을 수 있는 입구(이하, '유입라인 입구'라고 함)와, 유입라인 입구를 통해서 유입받은 유체의 적어도 일부를 제1배출라인으로 배출하기 위한 출구(이하, '유입라인 제1출구'라고 함)와, 유입라인 입구를 통해서 유입받은 유체의 적어도 일부를 제2배출라인으로 배출하기 위한 출구(이하, '유입라인 제2출구'라고 함)를 가진다. 여기서, '유입라인 입구'는 상술한 '유입구'이며, 이들 용어는 서로 구별할 필요가 있을 경우를 제외하고는 혼용하기로 한다.

본 실시예에서, 유입라인의 유로는 메인 유로와 분기 유로를 포함한다. 메인 유로의 일 단부는 유입라인 입구(즉, 유입구)이고, 메인 유로의 나머지 단부는 분기 유로와 유체가 연통되도록 결합되어 있다. 분기 유로의 일 단부는 유입라인 제1출구이고, 분기 유로의 나머지 단부는 유입라인 제2출구이다. 따라서, 메인 유로의 유입 라인 입구로 유입된 유체는 분기 유로로 이동되며, 분기 유로의 유체는, 그 일부 또는 전부가 제1출구 또는 제2출구로 이동될 수 있다.

본 실시예에서, 제1배출라인은 유체가 이동될 수 있는 유로(이하, '제1배출라인 유로'라고 함)를 포함하며, 이러한 유로는 유입라인 제1출구로부터 배출되는 유체를 유입받을 수 있는 입구(이하, '제1배출라인 입구'라고 함)와, 제1배출라인 입구를 통해서 유입받은 유체를 제1배출부로 배출하기 위한 출구(이하, '제1배출라인 출구'라고 함)를 가진다. 후술하겠지만, 제1엑츄에이터에 의해 유입라인 제1출구와 제1배출라인 입구는 유체가 흐르도록 연통되거나 또는 유체가 흐르지 않도록 불통된다. 또한, 제1엑츄에이터는 제1출구로부터 제1배출라인 입구로 유체가 이동되는 양을 제어할 수 있다. 여기서, '제1배출라인 출구'는 상술한 '제1배출구'이며, 이들 용어는 서로 구별할 필요가 있을 경우를 제외하고는 혼용하기로 한다.

도 11과 도 13의 bb' 단면을 참조하면, 제1배출라인과 유입라인 간의 연통 구조를 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

본 실시예에서, 제2배출라인은 유체가 이동될 수 있는 유로(이하, '제2배출라인 유로'라고 함)를 포함하며, 이러한 유로는 유입라인 제2출구로부터 배출되는 유체를 유입받을 수 있는 입구(이하, '제2배출라인 입구'라고 함)와, 제2배출라인 입구를 통해서 유입받은 유체를 제2배출부로 배출하기 위한 출구(이하, '제2배출라인 출구'라고 함)를 가진다. 후술하겠지만, 제2엑츄에이터에 의해 유입라인 제2출구와 제2배출라인 입구는 유체가 흐르도록 연통되거나 또는 유체가 흐르지 않도록 불통된다. 또한, 제2엑츄에이터는 유입라인 제2출구로부터 제2배출라인 입구로 유체가 이동되는 양을 제어할 수 있다. 여기서, '제2배출라인 출구'는 상술한 '제2배출구'이며, 이들 용어는 서로 구별할 필요가 있을 경우를 제외하고는 혼용하기로 한다.

도 11과 도 13의 aa' 단면을 참조하면, 제2배출라인과 유입라인 간의 연통 구조를 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

이하에서는 도 10, 도 11, 도 14, 도 15, 도 17, 및 도18를 특히 참조하여, 제1엑츄에이터가 유입라인 제1출구와 제1배출라인 입구를 연통 또는 불통시키는 동작을 설명하기로 한다.

위 도면들을 참조하면, 본 실시예에서, 제1액츄에이터는 구동부(이하, '제1구동부'라고 함) 및 차단부(이하, '제1차단부'라고 함)를 포함하고, 제2액츄에이터도 이와 동일하게 구동부(이하, '제2구동부'라고 함) 및 차단부(이하, '제2차단부'라고 함)를 포함할 수 있다.

본 실시예에서, 제1차단부는 결합부(이하, '제1결합부'라고 함)와 슬라이딩부(이하, '제1슬라이딩부'라고 함)를 포함한다.

제1결합부는 바디부의 유입라인 제1출구 또는 제1배출라인 입구가 위치된 바디부와 소정거리 이격되어 결합될 수 있다. 예를 들면, 제1결합부는 바디부의 유입라인 제1출구와 제1배출라인 입구가 위치된 면(F1)과 소정거리 이격되어 바디부와 결합된다. 이러한 바디부(예를 들면 면(F1))와 제1결합부가 형성하는 이격 공간(S1)은 유입라인 제1출구로부터 유출되는 유체가 제1배출라인 입구로 이동될 수 있는 유로로서의 기능을 수행한다. 후술하겠지만, 유입라인 제1출구가 제1슬라이딩부에 의해 차단되지 않으면, 유입라인 제1출구로부터의 유체가 상기 이격 공간(S1)을 통해서 제1배출라인 입구로 유입될 수 있다. 유입라인 제1출구와 제1슬라이딩부의 밀착의 정도(즉, 이격 거리)에 따라서, 유입라인 제1출구로부터 제1배출라인 입구로 유입되는 유체의 양이 결정될 수 있다. 유입라인 제1출구와 제1슬라이딩부가 완전히 밀착하면 유입라인 제1출구와 제1배출라인 입구는 유체가 이동될 수 없도록 불통되고, 유입라인 제1출구와 제1슬라이딩부가 유체가 이동할 수 있을 정도로 이격되면, 그러한 이격의 정도에 따른 유체의 양이 제1출구를 통해 유출되어 상기 이격 공간(S1)을 경유한 후 제1배출라인 입구를 통해서 유입되게 된다.

제1결합부는 그 내부에 제1슬라이딩부가 전진 또는 후진 운동을 할 수 있는 공간을 가지며, 제1슬라이딩부는 제1구동부에 의해 전진 또는 후진 운동을 한다. 즉, 제1슬라이딩부는 전진 또는 후진 운동을 할 수 있도록 제1결합부와 결합되어 있다.

도 18을 참조하면, 본 실시예는 제1슬라이딩부와 유입라인 제1출구간의 거리를 유지하기 위한 스프링이 추가적으로 포함할 수 있다. 이러한 실시예의 경우, 구동부가 동작하지 않을 경우에는 제1슬라이딩부와 유입라인 제1출구간의 거리가 일정하게 유지된다. 한편, 제1구동부가 동작하여 제1슬라이딩부가 유입라인 제1출구 방향으로 이동하면 제1출구와의 이격 거리에 대응하여 이격 공간(S1)에 흐르는 유체의 양이 조절될 수 있다. 도 18을 참조하여 설명한 스프링의 기능 및 구성은 후술하는 제2액츄에이터에도 같은 방식으로 포함될 수 있다.

제1슬라이딩부는 탄성력을 제공하는 구성요소(예를 들면, 스프링)와 결합되어 있으며, 제1구동부가 동작하지 않을 경우에 유입라인 제1출구와의 거리를 일정하게 유지할 수 있게 된다. 한편, 제1슬라이딩부와 결합된 탄성력을 제공하는 구성요소의 탄성력은 구동부에 의한 제1슬라이딩부의 움직임을 막을수는 없을 정도이다. 따라서, 제1구동부는 상기 탄성력을 제공하는 구성요소의 탄성력을 극복하고, 제1슬라이딩부를 전진시킬 수 있다.

본 실시예에서, 제1슬라이딩부는 제1구동부에 의해 전진 또는 후진하게 된다. 여기서, '전진'은 제1출구 방향으로 이동하는 것을 의미하고, '후진'은 제1출구 방향으로부터 멀어지는 방향을 의미한다. 따라서, 제1슬라이딩부 전진 또는 후진은, 유입라인 제1출구와 제1배출라인 입구가 위치된 바디부의 면과 제1결합부간의 이격 공간(S1)을 통과하여 수행된다.

도 15를 참조하면, 구동부는 케이스, 가압부, 및 체결수단을 포함할 수 있다. 케이스는 내부에 가압부가 슬라이딩 운동할 수 있도록 구성된 통 형상을 가지고, 가압부는 자체로 에너지원을 가지거나 또는 외부의 에너지원으로부터 제공받아서, 케이스 내부에서 전진 또는 후진 운동을 하게 된다.

가압부는 케이스 내부에 위치되어 전진 또는 후진 방향으로 슬라이딩 운동할 수 있도록, 가압부와 케이스가 결합되어 있다.

상술한 바와 같이, '전진'은 유입라인 제1출구 방향으로 이동하는 것을 의미하고, '후진'은 제1출구 방향으로부터 멀어지는 방향을 의미한다. 본 실시예가 상술한 기화 시스템에 적용될 경우, 제어 모듈의 제어하에 구동부의 가압부는 전진 또는 후진 운동을 하게 된다. 이처럼, 가압부에 의한 운동은 제1슬라이딩부에 전달되어, 제1슬라이딩부가 전진 또는 후진 운동을 하게 된다.

본 실시예에서, 가압부에는 접촉구가 구비되어 있고, 이러한 접착구는 상술한 제1슬라이딩부와 결합된다. 이에 의해, 가압부의 전진 또는 후진 운동은 접촉구를 통해서 제1슬라이딩부에 전달되게 된다.

체결수단은 본 실시예에서, 구동부의 케이스와 제1결합부를 바디부와 결합시키는 기능을 수행하며, 예를 들면 나사와 같은 것이 될 수 있다.

도 10, 도 11, 도 14, 도 15, 도 17, 및 도 18을 다시 참조하면, 본 실시예에서, 제2액츄에이터는 구동부(이하, '제2구동부'라고 함) 및 (이하, '제2차단부'라고 함)를 포함할 수 있다.

본 실시예에서, 제2차단부는 결합부(이하, '제2결합부'라고 함)와 슬라이딩부(이하, '제2슬라이딩부'라고 함)를 포함한다.

제2결합부는 바디부의 유입라인 제2출구와 제2배출라인 입구가 위치된 바디부와 소정거리 이격되어 결합된다. 예를 들면, 제2결합부는 바디부의 유입라인 제2출구와 제2배출라인 입구가 위치된 면(F2)과 소정거리 이격되어 바디부와 결합된다. 이러한 바디부(예를 들면, 면(F2))과 제2결합부가 형성하는 이격 공간(S2)은 유입라인 제2출구로부터 유출되는 유체가 제2배출라인 입구로 이동될 수 있는 유로로서의 기능을 수행한다. 후술하겠지만, 유입라인 제2출구가 제2슬라이딩부에 의해 차단되지 않으면, 유입라인 제2출구로부터의 유체가 상기 이격 공간(S2)을 통해서 제1배출라인 입구로 유입될 수 있다. 유입라인 제2출구와 제2슬라이딩부의 밀착의 정도에 따라서, 유입라인 제2출구로부터 제2배출라인 입구로 유입되는 유체의 양이 결정될 수 있다. 유입라인 제2출구와 제2슬라이딩부가 완전히 밀착하면 유입라인 제2출구와 제2배출라인 입구는 유체가 이동될 수 없도록 불통되고, 유입라인 제2출구와 제2슬라이딩부가 유체가 이동할 수 있을 정도로 이격되면, 그러한 이격의 정도에 따른 유체의 양이 제1출구를 통해 유출되어 상기 이격 공간(S2)을 경유한 후 제2배출라인 입구를 통해서 유입되게 된다.

제2엑츄에이터에 대한 보다 상세한 설명은 제1엑츄에이터의 설명을 참조하기 바란다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

캐니스터:B100, B200
밸브: V101, V102, V103, V104. V105
커플러: C101, C102
라인: L11, L12, L13

Claims (8)

1. 기화기 시스템에 있어서,
   소스를 저장할 수 있는 통형상을 가지며, 외부로부터 유체를 유입 받을 수 있는 인렛과 기화된 가스를 외부로 유출할 수 있는 아웃렛을 가진 캐니스터(B100);
   상기 캐니스터의 인렛으로 캐리어 가스를 공급하는 경로를 제공하는 제1 라인(L11);
   상기 캐니스터의 아웃렛으로부터 유출되는 물질이 처리 설비로 이동할 수 있는 경로를 제공하는 제2 라인(L12);
   제1 라인과 제2 라인을 연결하도록 구성되어, 제1 라인을 통해 이동하는 캐리어 가스의 적어도 일부를 제2 라인으로 공급하는 경로를 제공하는 분기 라인(L13);
   상기 분기 라인에 위치되어, 상기 분기 라인을 통해서 이동되는 캐리어 가스의 양을 조절할 수 있는 컨트롤 밸브(CV100);
   제2 라인 상에 상기 분기 라인과 제2 라인이 합류하는 합류점보다 하류에 위치되어 제2 라인에 흐르는 유체의 유량을 측정할 수 있는 질량 유량계(MFM); 및
   상기 질량 유량계가 측정한 유량에 기초하여 상기 컨트롤 밸브(CV100)를 제어하는 제어모듈;을 포함하고,
   상기 제어 모듈은, 상기 질량 유량계(MFM)의 측정값에 기초한 소스의 기화량이 기설정된 기준보다 낮으면 상기 분기 라인(L13)의 캐리어 가스의 유량이 감소하도록, 그리고 소스의 기화량이 기설정된 기준보다 높으면 상기 분기 라인(L13)의 캐리어 가스의 유량이 증가하도록 상기 컨트롤 밸브(CV100)를 제어함으로써, 제1 라인(L11)을 통해 상기 기화기 시스템으로 공급되는 캐리어 가스의 양을 일정하게 유지하면서 상기 처리 설비로 공급되는 소스의 기화량을 일정하게 유지시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 기화기 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 분기 라인에 위치되고 상기 컨트롤 밸브와 상기 분기 라인과 제2 라인이 합류하는 합류점 사이에 위치된 밸브(V103);를 더 포함하며,
   상기 밸브(V103)는 상기 분기 라인에서 상기 합류점으로 흐르는 캐리어 가스를 적어도 부분적으로 차단 또는 허용할 수 있는 것인, 기화기 시스템.
3. 제 2 항에 있어서
   제2 라인에서 상기 분기 라인과 제2 라인이 합류하는 합류점과 상기 아웃렛 사이에 위치된 밸브(V104);를 더 포함하며,
   상기 밸브(V104)는 상기 제2 라인에 흐르는 캐리어 가스의 적어도 일부를 차단하거나 허용하는 것인, 기화기 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,
   제1 라인 상에 위치되고 상기 분기 라인이 분기되는 분기점으로부터 상기 인렛 사이에 위치되는 유체 부하;를 더 포함하고,
   상기 유체 부하는 오리피스 또는 유로가 제1 라인보다 좁은 밸브인 것인, 기화기 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 분기 라인이 분기되는 분기점 이전의 제1 라인 상에 위치되어 제1 라인에 흐르는 캐리어 가스의 양을 제어할 수 있는 질량유량제어기(MFC);를 더 포함하는 것인, 기화기 시스템.
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 컨트롤 밸브는, 상기 질량 유량계가 측정한 유량과 기설정된 설정 값에 기초하여 상기 컨트롤 밸브를 제어하는 것인, 기화기 시스템.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 설정 값은
   ZERO 값 < 설정 값 < SPAN 값
   을 만족하며,
   상기 기화기 시스템이 기화 모드에서 동작할 때, 상기 ZERO 값은 캐리어 가스를 상기 캐니스터로 제공하지 않은 상태에서 제2 라인에 흐르는 유체의 양을 상기 질량 유량계가 측정한 값이고,
   상기 SPAN 값은 캐리어 가스 전부가 상기 캐니스터로 제공되고 상기 분기 라인으로는 캐리어 가스가 흐르지 않는 상태에서 제2 라인에 흐르는 유체의 양을 상기 질량 유량계가 측정한 값인 것인, 기화기 시스템.

Images