KR102492800B1

KR102492800B1 - 가스 공급 장치

Info

Publication number: KR102492800B1
Application number: KR1020190012698A
Authority: KR
Inventors: 황범수; 김광준; 이기문; 김지훈; 육남수
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2019-01-31
Filing date: 2019-01-31
Publication date: 2023-01-30
Also published as: KR20200095074A

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 가스 공급 장치는 케이스의 내부 공간에 설치되는 마운트부와, 상기 마운트부에 연결되는 자동체결부와, 상기 자동체결부에 인접 배치되는 가스 용기 결합유닛 및 상기 자동체결부에 연결되는 제어부를 포함한다.

Description

가스 공급 장치{Apparatus for supplying gas}

본 발명은 가스 공급 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조공정에 사용되는 가스는 가스가 저장된 가스 용기로부터 가스배관을 거쳐 제조 설비로 공급된다. 가스가 소진되어 가스 용기를 교체하는 경우 가스 용기와 가스배관의 연결/분리, 가스배관 연결부의 개스킷 교체 및 가스 용기에 구비되는 밸브의 개폐로 이루어지는 일련의 교체작업이 발생하는데 (이하 가스 용기 교체작업이라 함), 상기 작업에서 공정가스는 인화성, 부식성 및 유독성 등의 성질을 가지고 있어 가스 유출 또는 잔여물과 접촉 시 작업자와 환경에 큰 피해를 가져올 수 있으므로 작업 시 상당한 주의와 안전 대책이 요구된다.

본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제 중 하나는 가스 용기가 자동으로 연결될 수 있는 가스 공급 장치를 제공하는 것이다.

예시적인 실시예에 따른 가스 공급 장치는 케이스의 내부 공간에 설치되는 마운트부와, 상기 마운트부에 연결되는 자동체결부와, 상기 자동체결부에 인접 배치되는 가스 용기 결합유닛 및 상기 자동체결부에 연결되는 제어부를 포함한다.

가스 용기가 자동으로 연결될 수 있는 가스 공급 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 예시적인 실시예에 따른 가스 공급 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2는 예시적인 실시예에 따른 가스 공급 장치의 자동 체결부를 나타내는 구성도이다.
도 3은 자동 체결부의 배관 연결 유닛을 설명하기 위한 설명도이다.
도 4는 자동 체결부의 가스켓 교체 유닛을 설명하기 위한 설명도이다.
도 5는 자동 체결부의 밸브 개폐 유닛을 설명하기 위한 설명도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다.

도 1은 예시적인 실시예에 따른 가스 공급 장치를 나타내는 개략 구성도이고, 도 2는 예시적인 실시예에 따른 가스 공급 장치의 자동 체결부를 나타내는 구성도이고, 도 3은 자동 체결부의 배관 연결 유닛을 설명하기 위한 설명도이고, 도 4는 자동 체결부의 가스켓 교체 유닛을 설명하기 위한 설명도이고, 도 5는 자동 체결부의 밸브 개폐 유닛을 설명하기 위한 설명도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 가스 공급 장치(100)는 일예로서, 마운트부(120), 가스 용기 결합유닛(140), 자동체결부(200) 및 제어부(160)를 포함할 수 있다.

마운트부(120)는 가스 공급 장치(100)의 내부 공간에 고정식으로 설치될 수 있다. 한편, 마운트부(120)의 하부에는 자동체결부(200)가 연결되며, 자동체결부(200)는 상하방향으로 위치 조정가능하도록 마운트부(120)에 설치될 수 있다. 일예로서, 자동체결부(200)는 와이어(122)에 의해 마운트부(120)에 연결될 수 있다. 나아가, 마운트부(120) 측에 연결된 와이어(122) 일단에는 자동체결부(200)의 무게를 보상해주는 스프링(미도시)이 연결될 수 있다.

가스 용기 결합유닛(140)은 자동체결부(200)에 고정 설치되며, 가스 용기(10)의 상단부 또는 밸브에 조립되는 클램프(142)를 구비할 수 있다. 가스 용기 결합유닛(140)은 가스 용기(10) 또는 밸브의 특정면과 밀착하여 조립될 수 있는 형상의 가이드 부재(144)를 더 구비할 수 있다. 가이드 부재(144)에 의하여 가스 용기(10)에 구비되는 밸브에 대한 자동체결부(200)의 조립작업이 정밀하게 수행될 수 있다.

자동체결부(200)는 마운트부(120)에 연결된다. 일예로서, 자동체결부(200)는 케이스(210), 배관 연결 유닛(220), 가스켓 교체 유닛(240) 및 밸브 개폐 유닛(260)을 구비할 수 있다.

케이스(210)는 내부 공간을 가지며, 배관 연결 유닛(220), 가스켓 교체 유닛(240) 및 밸브 개폐 유닛(260)의 일부가 외부로 노출될 수 있도록 일부분이 개방된다.

배관 연결 유닛(220)은 도 3에 보다 자세하게 도시된 바와 같이, 가스 용기(10)의 밸브 출구(20)와 마주보는 방향으로 배치된다. 한편, 배관 연결 유닛(220)은 일예로서, 배관 체결 부재(222)와 앤드캡 체결부재(224)를 포함할 수 있다. 배관 체결 부재(222)는 가스 배관 체결구(미도시)의 암너트가 회전 구동이 가능한 형태로 고정되어 있으며, 앤드캡 체결부재(224)는 가스 용기의 밸브에 장착된 앤드캡을 파지한 상태로 회전 구동되도록 구성될 수 있다.

한편, 배관 체결 부재(222)와 앤드캡 체결부재(224)는 회전 구동될 수 있도록 제1 구동기(226)에 연결될 수 있다. 또한, 배관 체결 부재(222)와 앤드캡 체결부재(224)는 가스 용기(10)의 밸브 출구(20) 방향으로 가까워지거나 멀어지도록 직선 구동된다. 이를 위해 배관 체결 부재(222)와 앤드캡 체결부재(224)는 제2 구동기(228)에 연결될 수 있다. 또한, 배관 체결 부재(222)와 앤드캡 체결부재(224)는 각각을 가스 용기(10)의 밸브 출구(20)에 대한 체결위치로 전환해주는 제3 구동기(230)에 연결될 수 있다.

나아가, 배관 체결 부재(222)와 앤드캡 체결부재(224)는 가스 용기(10)와의 조립 오차를 감소시킬 수 있도록 탄성부재(232)에 연결될 수 있다. 추가적으로 암너트와 앤드캡이 가스 용기(10)의 밸브 출구(20)와 적정 토크로 체결되었는지를 확인하기 위한 제1 검출기(미도시)가 배관 연결 유닛(220)에 더 구비될 수 있다.

가스켓 교체 유닛(240)은 배관 연결 유닛(220)에 인접하여 배치될 수 있다. 한편, 가스켓 교체 유닛(240)은 도 4에 보다 자세하게 도시된 바와 같이, 교체할 가스켓을 적재하여 보관하는 가스켓 적재부(242)와, 사용한 가스켓을 폐기하는 공간인 가스켓 폐기부(244) 및 가스켓을 파지하는 가스켓 파지부(246)를 포함할 수 있다. 한편, 가스켓 파지부(246)는 제4 구동기(248)에 의해 가스켓을 파지하는 동작을 수행할 수 있다. 가스켓을 파지하는 구동방식은 일예로서, 가스켓의 내부면 또는 외부면을 파지하도록 특정 형상의 핑거를 오므리고 펴는 방향으로 구동하여 가스켓을 파지하는 구동방식, 진공 또는 자성을 이용한 흡착을 이용하여 가스켓을 파지하는 구동방식일 수 있다. 한편, 가스켓 파지부(246)는 제5 구동기(250)에 연결될 수 있으며, 제5 구동기(250)에 의해 가스켓 파지부(246)가 가스배관 체결구(미도시)에 접근하거나 멀어지는 방향으로 구동될 수 있다. 추가적으로 가스켓 적재부(242)에는 가스켓의 소진 여부를 검출할 수 있는 제2 검출기(미도시)를 구비할 수 있다. 그리고, 가스켓 파지부(246)에는 가스켓의 파지 유무를 감지할 수 있는 제3 검출기(미도시)가 구비될 수 있다.

밸브 개폐 유닛(260)은 가스켓 교체 유닛(240)의 상부에 배치될 수 있다. 한편, 밸브 개폐 유닛(260)은 도 5에 보다 자세하게 도시된 바와 같이, 가스 용기(10)의 밸브 핸들(30)의 상단부에 위치하도록 배치될 수 있다. 그리고, 밸브 개폐 유닛(260)의 소켓부재(262)는 밸브 핸들(30)의 형상에 대응되는 형상을 가지며, 밸브 핸들(30)이 소켓부재(262)에 내부에 삽입되어 소켓부재(262)에 결합될 수 있다. 한편, 소켓부재(262)는 제6 구동기(264)에 의해 회전 구동되어 밸브 핸들(30)을 열거나 잠근다. 또한, 유사 시 밸브 핸들(30)을 즉각적으로 잠그기 위하여 소켓부재(262)와 제6 구동기(264) 사이에는 밸브 핸들(30)의 잠금 방향으로 복원력을 줄 수 있는 스프링(미도시)이 추가적으로 설치될 수 있다. 나아가, 밸브 개폐 유닛(260)을 밸브 핸들(30)의 개폐 상태를 검출하기 위한 제4 검출기(미도시)를 더 포함할 수 있다.

제어부(160)는 가스 공급 장치(100)의 내부 공간 또는 외부에 배치될 수 있으며, 자동체결부(200)와 전기 및 공압 라인으로 연결될 수 있다. 제어부(160)는 자동체결부(200)의 복수개의 검출기로부터 신호를 받고 프로그램된 알고리즘에 의해 자동체결부(200)의 복수개의 구동기를 순차적으로 제어한다. 또한, 인화성 가스에 대해서는 가스 공급 장치(100)가 방폭형 사양으로 구성되어야 하는데 이에 대응하여 제어부(160)를 방폭형 박스로 구성할 수도 있을 것이다.

상기한 바와 같이, 가스 공급 장치(100)는 가스 용기 체결작업을 자동으로 수행함으로써 가스 용기 교체 시 위험작업을 제거하고 안정성을 향상시킬 수 있다.

나아가, 종래의 가스 공급 장치에 마운트부(120), 가스 용기 결합유닛(140), 자동체결부(200) 및 제어부(160)를 추가적으로 설치함으로써 가스 공급 장치를 전체적으로 교체하지 않더라도 가스 용기 체결작업을 자동화할 수 있다.

또한, 제어부(160)를 방폭 박스화하여 구성하는 것으로 가스 용기 자동 체결 작업을 인화성 가스에 대해서 확장하여 적용할 수 있다.

이하에서는 가스 용기 자동 체결 작업에 대하여 설명하기로 한다.

먼저, 작업자가 가스 용기(10)를 가스 공급 장치(100)에 투입한다.

이후, 작업자는 가스 공급 장치(100)에 설치되는 마운트부(120)에 매달려 있는 자동체결부(200)를 하부로 내려서 가스 용기(10)에 대한 조립 높이에 자동체결부(200)를 위치시킨다. 이후, 작업자는 실런더 결합유닛(140)의 가이드 부재(144)를 이용하여 조립에 대한 정 위치를 맞춘 상태에서 클램프(142)를 가스 용기(10)의 상단(또는 밸브면)에 조립한다.

이후, 작업자는 가스 공급 장치(100)의 도어(미도시)를 닫고, 자동 체결 작업 시작에 대한 명령을 입력한다.

이에 따라, 제어부(160)는 자동체결부(200)를 통해 가스 용기(10)와의 체결 작업을 자동으로 수행한다.

여기서, 자동체결부(200)의 작동에 대하여 살펴보면, 먼저, 제3 구동기(230)에 의해 앤드캡 체결부재(224)가 가스 용기(10)의 밸브 출구(20)와 정렬된다. 이후, 앤드캡 체결부재(224)가 제1 구동기(226)와 제2 구동기(228)에 의해 구동되어 가스 용기(10)의 밸브 출구(20)의 앤드캡(미도시)을 제거한다. 즉, 제2 구동기(228)에 의해 앤드캡 체결부재(224)가 가스 용기(10)의 밸브 출구(20) 방향으로 가까워지면서 앤드캡에 결합된다. 이후, 제1 구동기(226)에 의해 앤드캡 체결부재(224)가 회전되면서 앤드캡을 제거한다. 이 과정에서 밸브 출구(20)의 앤드캡 파지 시 축 정렬 오차가 발생할 경우 탄성부재(232)에 의해 오차가 조정되어 정밀한 조립이 이루어질 수 있다.

이후, 가스켓 파지부(246)는 새로운 가스켓을 장착하기 전 배관 체결부재(222)의 체결구에 장착되어 있는 가스켓을 파지한다. 이후 가스켓 파지부(246)가 가스켓 폐기부(244)로 이동하여 사용한 가스켓의 파지를 해제한다. 이에 따라 사용한 가스켓이 가스켓 폐기부(244)로 유입될 수 있다.

이후, 가스켓 파지부(246)가 가스켓 적재부(242)에서 제4 구동기(248)에 의해 가스켓을 파지한 후 제5 구동기(250)에 의해 배관 체결부재(222)의 체결구로 접근하여 가스켓을 장착한다.

이후, 배관 체결 부재(222)가 제3 구동기(230)에 의해 가스 용기(10)의 밸브 출구(20)에 대한 체결위치로 이동한다. 이후, 제1,2 구동기(226,228)에 의해 배관 체결 부재(222)가 가스 용기(10)의 밸브 출구(20)에 체결된다. 이 과정에서 적정 토크로 체결되었는지를 제1 검출기(미도시)를 통해 확인할 수 있다.

이후, 밸브 개폐 유닛(260)의 소켓부재(262)가 제6 구동기(264)에 의해 회전 구동되어 가스 용기(10)의 밸브 핸들(30)을 오픈한다. 이때, 제4 검출기(미도시)에 의해 밸브가 완전히 열렸는지 확인되면 가스 용기에 저장된 가스가 가스 배관으로 공급된다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

100 : 가스 공급 장치
120 : 마운트부
140 : 가스 용기 결합유닛
160 : 제어부
200 : 자동체결부
220 : 배관 연결 유닛
240 : 가스켓 교체 유닛
260 : 밸브 개폐 유닛

Claims

마운트부;
상기 마운트부에 연결되는 자동체결부;
상기 자동체결부에 인접 배치되어 가스 용기를 고정시키는 가스 용기 결합유닛; 및
상기 자동체결부에 연결되는 제어부;
를 포함하며,
상기 자동체결부는
내부 공간을 가지는 케이스;
가스 용기의 밸브 출구와 마주보는 방향에 배치되도록 상기 케이스의 내부 공간에 설치되는 배관 연결 유닛;
상기 배관 연결 유닛에 인접 배치되도록 상기 케이스의 내부 공간에 설치되는 가스켓 교체 유닛; 및
상기 가스켓 교체 유닛의 상부에 배치되도록 상기 케이스의 내부 공간에 설치되는 밸브 개폐 유닛;
을 포함하며,
상기 배관 연결 유닛은
일부분이 상기 케이스의 외부로 노출되는 배관 체결 부재;
상기 배관 체결 부재와 나란히 배치되며 일부분이 상기 케이스의 외부로 노출되는 앤드캡 체결부재; 및
상기 배관 체결 부재와 상기 앤드캡 체결부재를 회전시키도록 상기 배관 체결 부재와 상기 앤드캡 체결부재에 연결되는 제1 구동기;
를 구비하는 가스 공급 장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 배관 연결 유닛은
상기 배관 체결 부재와 상기 앤드캡 체결부재에 연결되어 상기 배관 체결 부재와 상기 앤드캡 체결부재를 직선 이동시키는 제2 구동기를 더 구비하는 가스 공급 장치.
제1항에 있어서, 상기 배관 연결 유닛은
상기 배관 체결 부재와 상기 앤드캡 체결부재 중 어느 하나가 가스 용기의 밸브 출구에 대한 체결위치로 이동시키는 제3 구동기를 더 구비하는 가스 공급 장치.
제1항에 있어서, 상기 배관 연결 유닛은
상기 배관 체결 부재와 상기 앤드캡 체결부재에는 조립 오차를 감소시키기 위한 탄성부재가 연결되는 가스 공급 장치.
제1항에 있어서, 상기 가스켓 교체 유닛은
교체할 가스켓을 적재하여 보관하는 가스켓 적재부;
폐기되는 가스켓을 수용하는 공간을 제공하는 가스켓 폐기부; 및
상기 가스켓 적재부와 상기 가스켓 폐기부의 사이에 배치되어 가스켓을 파지하는 가스켓 파지부;
를 포함하는 가스 공급 장치.
제6항에 있어서,
상기 가스켓 교체 유닛은 상기 가스켓 파지부의 가스켓 파지를 위해 상기 가스켓 파지부에 연결되는 제4 구동기를 더 포함하는 가스 공급 장치.
제7항에 있어서,
상기 가스켓 교체 유닛은 상기 가스켓 파지부가 가스 용기 측으로 접근하거나 가스 용기 측으로부터 멀어지는 방향으로 구동시키는 제5 구동기를 더 포함하는 가스 공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 밸브 개폐 유닛은 가스 용기의 밸브 핸들이 삽입되어 결합되는 소켓부재와, 상기 소켓부재를 회전시키는 제6 구동기를 더 포함하는 가스 공급 장치.