KR102498710B1 - 정제기의 충진물 재생용 가스믹싱시스템과 그 제어방법 - Google Patents

정제기의 충진물 재생용 가스믹싱시스템과 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정제기의 충진물 재생용 가스믹싱시스템과 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 제1가스라인과 제2가스라인을 포함하는 가스라인; 상기 제1가스라인과 제2가스라인이 합류되는 믹싱라인; 정제기라인; 상기 믹싱라인에서 분기되는 배기라인; 상기 배기라인에 설치되며 가스 농도를 분석하는 가스분석기; 상기 제2가스라인에 설치되어 가스의 유량을 조절하는 MFC(Mass Flow Controller); 상기 제1가스라인에 설치되어 가스의 유량을 확인하는 MFM(Mass Flow Meter);을 포함하는 정제기의 충진물을 재생하는 용도의 믹싱가스를 공급하기 위한 정제기의 충진물 재생용 가스믹싱시스템과 그 제어방법에 관한 것이다.

Description

정제기의 충진물 재생용 가스믹싱시스템과 그 제어방법{Gas Mixing system and control method for regeneration of Purifier fillings}
본 발명은 방폭룸(room) 없이도 정제기의 충진물을 재생하는 가스믹싱시스템과 그 제어방법에 관한 것이다.
통상적으로 웨이퍼는 사진, 확산, 식각, 증착 등의 공정들이 반복 수행되어 반도체소자로 제작된다. 이러한 각 공정이 수행되는 반도체소자의 제조설비에는 웨이퍼 상에 요구되는 가스를 공급하기 위한 가스 공급 시스템이 필수적으로 설치되어 있다. 상기 가스 공급 시스템은, 제조설비에 고순도의 가스를 공급하여 반도체의 집적도를 향상시키기 위해 정제기(Purifier)를 사용한다.
상기 정제기에 관한 기술로 한국 공개특허공보 제10-1997-0012998호(특허문헌 1)와 한국 공개특허공보 제10-2017-0030430호(특허문헌 2)가 있고, 상기 공급 시스템에 관한 기술로 한국 등록특허공보 제10-2003-0014870호(특허문헌 3)에 '반도체 제조용 가스 공급 시스템'이 있다.
상기 정제기는 촉매, 흡착제 등의 충진물을 이용해 가스의 불순물을 제거하여 가스의 순도를 조절한다. 구체적으로, 상기 촉매가 가스의 불순물, 예를 들어
Figure 112021013614675-pat00001
(산소)를 제거하면서 산화되면
Figure 112021013614675-pat00002
(수소)를 공급하여 이 촉매를 환원, 즉 재생하여 재사용할 수 있다. 이때
Figure 112021013614675-pat00003
와 불활성 가스(
Figure 112021013614675-pat00004
, Ar 등)를 믹싱한 재생용 믹싱가스를 공급시키되, 안전하게 수소의 비율을 4% 미만으로 공급시키는 것이 바람직하다.
한편, 상기 산화된 충진물을 재생하기 위한 재생용 믹싱가스를 정제기에 공급하기 위해 일반적으로 특허문헌 3의 도 1에 제시된 바와 같이 가스 실린더를 상기 정제기에 연결시켜 사용하고 있다. 그러나 이 경우 가스 실린더를 믹싱가스 제조사에서 구매, 운반하고, 수시로 교체하는 비용이 발생했다. 따라서 상기 특허문헌 3은 가스 실린더를 단일 결합이 아닌 트레일러 단위의 공급원으로 결합시켜 고순도의 가스를 반도체 제조라인에 공급하는 기술을 제시하고 있다. 그러나 교체주기가 길어질 뿐 여전히 믹싱가스를 제작 내지 구매하여 운반해야 하고 트레일러를 교체해야 한다. 따라서 믹싱가스의 용이한 공급을 위해 주기적으로 교체해야 하는 가스 실린더나 트레일러를 사용하지 않고 필요한 가스를 믹싱하여 정제기에 공급할 가스믹싱시스템이 요구되고 있다.
한국 공개특허공보 제10-1997-0012998호(1997.03.29) 한국 공개특허공보 제10-2017-0030430호(2017.03.17) 한국 등록특허공보 제10-2003-0014870호(2003.02.20)
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 방폭룸 없이도 정제기의 충진물을 재생하는 가스믹싱시스템과 그 제어방법을 제공하는 것이 목적이다.
또한, 본 발명은 믹싱가스의 농도를 일정범위로 유지시키는 정제기의 충진물 재생용 가스믹싱시스템과 그 제어방법을 제공하는 것이 목적이다.
또한, 본 발명은 믹싱가스의 농도가 일정범위를 벗어나면 농도를 조절할 수 있는 정제기의 충진물 재생용 가스믹싱시스템과 그 제어방법을 제공하는 것이 목적이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 정제기의 충진물 재생용 가스믹싱시스템은, 제1가스와 제2가스가 공급되는 제1가스라인과 제2가스라인을 포함하는 가스라인; 상기 제1가스라인과 제2가스라인이 합류되는 믹싱라인; 상기 믹싱라인이 합류되는 정제기라인; 상기 제2가스라인에 설치되어 상기 제2가스의 유량을 조절하는 MFC(Mass Flow Controller); 상기 제1가스라인에 설치되어 상기 제1가스의 유량을 확인하는 MFM(Mass Flow Meter);을 포함한다.
또한, 본 발명의 정제기의 충진물 재생용 가스믹싱시스템은, 상기 MFC는 병렬로 배치되는 제1MFC와 제2MFC을 포함하고, 상기 제2가스라인은 상기 제1MFC와 제2MFC가 설치되는 제1MFC라인과 제2MFC라인을 포함하되, 제2가스 공급시 상기 제1MFC라인과 제2MFC라인 중 하나만 개방된다.
또한, 본 발명의 정제기의 충진물 재생용 가스믹싱시스템은, 상기 믹싱라인과 상기 제1가스라인에서 분기된 교정라인이 각각 합류되는 배기라인; 상기 배기라인에 설치되며 통과하는 가스의 농도를 분석하는 가스분석기;를 더 포함하되, 상기 배기라인은 서로 병렬로 배치된 제1분석기라인과 제2분석기라인을 포함하고, 상기 가스분석기는 상기 제1분석기라인과 제2분석기라인에 각각 설치되는 메인 가스분석기와 보조 가스분석기를 포함하며, 상기 배기라인에 공급된 가스가 상기 제1분석기라인과 제2분석기라인에 모두 공급된다.
또한, 본 발명의 정제기의 충진물 재생용 가스믹싱시스템의 제어방법은, 제1가스가 공급되는 제1가스라인, 제2가스가 공급되는 제2가스라인, 믹싱라인, 배기라인, 정제기라인, 상기 라인 중 적어도 하나에 설치된 가스분석기, 상기 제1가스라인에 설치되는 MFM, 상기 제2가스라인에 설치되는 MFC를 포함하는 정제기 충진물 재생용 가스믹싱시스템의 제어방법에 있어서, 상기 제1가스가 상기 가스분석기와 상기 믹싱라인에 공급되는 단계; 상기 가스분석기에서 상기 제1가스의 농도를 분석하는 단계; 상기 농도가 제1가스 100%로 분석될 경우 상기 MFM에서 상기 제1가스의 유량을 확인하는 단계; 상기 제1가스의 유량을 기준으로 상기 MFC가 셋팅(Setting)되는 단계; 상기 제2가스가 상기 MFC를 거쳐 상기 믹싱라인으로 공급되어 상기 제1가스와 믹싱되어 믹싱가스가 제조되는 단계;를 포함한다.
또한, 또 다른 본 발명의 정제기의 충진물 재생용 가스믹싱시스템의 제어방법은, 상기 제1가스가 상기 가스분석기와 상기 믹싱라인에 공급되는 단계 이전에, 상기 제1가스만 상기 가스분석기로 공급되어 상기 가스분석기가 영점 교정(Zero Calibration)되는 단계; 상기 가스분석기에 상기 제1가스의 공급이 중단되고 교정가스가 공급되어 상기 가스분석기가 스판 교정(Span Calibration)되는 단계;를 더 포함한다.
또한, 또 다른 본 발명의 정제기의 충진물 재생용 가스믹싱시스템의 제어방법은, 상기 믹싱가스가 제조되는 단계 이후에, 믹싱가스가 상기 정제기라인으로 공급되고 상기 가스분석기에서 상기 믹싱가스의 농도를 분석하는 단계; 상기 농도가 일정범위 이상으로 분석되면 High Alarm 모드로 진입해 상기 믹싱가스가 상기 정제기라인으로의 공급이 중단되고 상기 배기라인으로 배기되는 단계; 상기 가스분석기에서 농도를 재분석하면서 상기 일정범위 이상의 농도가 유지된 시간을 확인하는 단계; 상기 일정범위 이상의 농도가 일정시간 이상 유지되면 상기 제2가스가 통과하는 MFC를 다른 MFC로 변경하는 단계;를 더 포함한다.
또한, 또 다른 본 발명의 정제기의 충진물 재생용 가스믹싱시스템의 제어방법은, 상기 믹싱가스가 제조되는 단계 이후에, 믹싱가스가 정제기라인으로 공급되고 상기 가스분석기에서 상기 믹싱가스의 농도를 분석하는 단계; 상기 농도가 일정범위 이하로 분석되면 Low Alarm 모드로 진입하는 단계; 상기 가스분석기에서 농도를 재분석하면서 상기 일정범위 이하의 농도가 유지된 시간을 확인하는 단계; 상기 일정범위 이하의 농도가 일정시간 이상 유지되면 상기 제2가스가 통과하는 MFC를 다른 MFC로 변경하는 단계;를 더 포함한다.
또한, 또 다른 본 발명의 정제기의 충진물 재생용 가스믹싱시스템의 제어방법은, 상기 믹싱가스가 제조되는 단계 이후에, 믹싱가스가 정제기라인으로 공급되고 상기 가스분석기에서 상기 믹싱가스의 농도를 분석하는 단계; 상기 가스분석기 중 메인 가스분석기에서 상기 농도가 일정범위로 분석되는 단계; 상기 가스분석기 중 상기 메인 가스분석기와 병렬 배치된 보조 가스분석기에서 상기 농도가 상기 일정범위 이상으로 분석되는 단계; 상기 믹싱가스가 상기 정제기라인으로의 공급이 중단되고 상기 배기라인을 통해 배기되는 단계;를 더 포함한다.
본 발명의 정제기의 충진물 재생용 가스믹싱시스템과 그 제어방법은 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은 정제기에서 사용되는 유량 변화에 대응하여 MFM으로 제1가스의 유량을 확인하여 MFC로 제2가스의 유량을 제어시킨다. 따라서 믹싱가스를 일정범위로 조절, 유지시킬 수 있다.
또한 본 발명은 병렬로 배치된 제1MFC와 제2MFC을 포함한다. 따라서 1 개의 MFC에 문제가 있더라도 다른 MFC로 믹싱가스의 유량을 제어할 수 있어 가스믹싱시스템이 보다 용이하게 제어될 수 있다.
또한 본 발명은 병렬로 배치된 메인 가스분석기와 보조 가스분석기를 포함하여 믹싱가스의 농도를 이중으로 분석할 수 있어 가스믹싱시스템이 보다 안전하게 제어될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 일 예의 가스믹싱시스템의 구성도
도 2는 본 발명에 따른 다른 일 예의 가스믹싱시스템의 구성도
도 3a는 도 2에 도시된 가스믹싱시스템을 이용한 제어방법 중 교정 모드의 플로어차트
도 3b와 도 3c는 도 3a에 도시된 플로어차트를 토대로 제어되는 가스믹싱시스템의 일 예
도 4a는 도 2에 도시된 가스믹싱시스템을 이용한 제어방법 중 프로세스 모드의 플로어차트
도 4b와 도 4c는 도 4a에 도시된 플로어차트를 토대로 제어되는 가스믹싱시스템의 일 예
도 5a는 도 2에 도시된 가스믹싱시스템을 이용한 제어방법 중 High Alarm 모드의 플로어차트
도 5b 내지 도 5d는 도 5a에 도시된 플로어차트를 토대로 제어되는 가스믹싱시스템의 일 예
도 6a는 도 2에 도시된 가스믹싱시스템을 이용한 제어방법 중 Low Alarm 모드의 플로어차트
도 6b와 도 6c는 도 6a에 도시된 플로어차트를 토대로 제어되는 가스믹싱시스템의 일 예
도 7a는 도 2에 도시된 가스믹싱시스템을 이용한 제어방법 중 Detector Alarm 모드의 플로어차트
도 7b는 도 7a에 도시된 플로어차트를 토대로 제어되는 가스믹싱시스템의 일 예
이하에서 설명될 본 발명의 구성들 중 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 전술한 종래기술을 참조하기로 하고 별도의 상세한 설명은 생략한다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시 예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접촉되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접촉되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
정제기(미도시)는 반도체 메인룸에 공급될 가스에서 불순물을 제거시켜 99.999%(5N)와 같은 고순도의 가스로 만드는데 사용될 수 있다.
일 예의 정제기는 내부에 충진된 촉매가 불순물 제거를 하는 과정에서 산화되면 다시 사용하기 위해 수소(
Figure 112021013614675-pat00005
)를 이용해 재생(환원)시켜야 한다. 이를 위해 가스믹싱시스템에서 수소를 포함하는 믹싱가스를 정제기에 공급시켜줄 필요가 있다. 따라서 본 발명은 정제기 내의 충진물을 재생, 즉 환원시키는 믹싱가스를 정제기에 공급하기 위한 정제기 충진물 재생용 가스의 가스믹싱시스템(이하의 설명에서 '가스믹싱시스템')에 관한 것이다.
일 예의 가스믹싱시스템은 정제기 충진물의 재생용 가스로 수소를 사용하지만 방폭룸이 필요하지 않아 정제기 근처에 설치될 수 있다. 그 이유는 수소가 공급되는 제2가스라인(120)에 설치된 MFC(31,33)가 믹싱가스에서 수소 비율이 4%가 넘지 않도록 수소의 유량을 조절하고, 병렬로 배치된 가스분석기(41,43)에서 믹싱가스가 정제기라인(400)에 공급되는 동안 믹싱가스의 농도를 계속 분석해 수소 비율이 4%가 넘으면 바로 공급을 중단시켜 안전하기 때문이다.
일 예의 믹싱가스는 수소(
Figure 112021013614675-pat00006
)와 질소(
Figure 112021013614675-pat00007
)가 믹싱된 가스일 수 있다.
일 예의 가스믹싱시스템은 제조하는 믹싱가스의 농도를 일정범위인 3.2~3.8%
Figure 112021013614675-pat00008
으로 유지시킬 수 있다.
한편, 믹싱가스의 제조시 질소 대신 다른 가스가 사용될 수도 있다. 예를 들어 질소 대신에 아르곤(Ar)과 같은 불활성 가스가 사용될 수도 있다.
한편, 촉매의 재생시 정제기에서 사용되는 가스의 유량은 일정하지 않을 수 있다. 따라서 일 예의 가스믹싱시스템의 라인(110,120)에 설치된 MFM(20)(Mass Flow Meter) 내지 MFC(Mass Flow Controller)을 이용하여 가스의 유량을 제어시킬 수 있다. 상기 MFM(20)은 가스 유량을 확인할 수 있으며 유량 조절은 불가능하다. 상기 MFC는 가스 유량 조절기로, 통과하는 가스의 유량 값을 조절할 수 있다.
구체적으로, 일 예의 가스믹싱시스템은 정제기에서 사용되는 유량 변화에 대응하여 MFM(20)으로 제1가스의 유량을 확인하여 MFC로 제2가스의 유량을 제어시킨다. 즉 본 발명의 가스믹싱시스템은 믹싱가스를 정밀한 수치가 아닌 일정범위로 조절, 유지시키는 방식이다. 반면 종래에는 MFC만 설치하여 유량을 정밀하게 유지시켰다.
일 예의 가스믹싱시스템은 MFM(20)이 제1가스라인(110)에 설치되고, MFC(31,33)가 제2가스라인(120)에 설치되었다. 그 이유는 제2가스(수소)보다 큰 비율로 공급될 제1가스(질소)의 유량을 먼저 확인하고, 제1가스의 유량에 맞춰 MFC로 제2가스의 유량을 제어하는 것이 나은 방법이기 때문이다. 만약 종래처럼 MFC만 설치하면 필요할 때마다 유량을 수동으로 변경시키거나 또는 유량을 제어할 장비가 추가로 필요하다.
도 1은 케이스(10) 내에 일 예의 가스믹싱시스템이 설치된 것을 도시하였다. 도 2에는 가스믹싱시스템의 다른 일 예가 도시되어 있다. 도 1에 도시된 예와 도 2에 도시된 예의 차이는 후술하도록 한다.
이하에서는 도 2 내지 도 7b를 토대로 가스믹싱시스템의 일 예를 설명하도록 한다. 가스믹싱시스템을 구성하는 각 라인의 일단과 타단은 가스의 공급이 시작되는 지점과 공급이 완료되는 지점이다.
일 예의 가스믹싱시스템은, 제1가스와 제2가스가 공급되는 제1가스라인(110)과 제2가스라인(120)을 포함하는 복수의 가스라인(110,120), 일단에 상기 제1가스라인(110)과 제2가스라인(120)이 합류되는 믹싱라인(500), 상기 믹싱라인(500)과 상기 제1가스라인(110)에서 분기된 영점교정라인(111)이 각각 합류되어 가스를 배기시킬 수 있는 제1배기라인(210)(To vent), 일단에 상기 믹싱라인(500)이 합류되며 정제기(미도시)에 연결되는 정제기라인(400)(Process Gas), 상기 라인들 중 제1배기라인(210)에 설치되는 가스분석기(41,43), 상기 제1가스라인(110)에 설치되어 제1가스의 유량을 확인하는 MFM(20), 상기 제2가스라인(120)에 설치되어 제2가스의 유량을 조절하는 MFC(31,33)를 포함할 수 있다.
또한, 일 예의 가스믹싱시스템은 후술될 각 Alarm(알람) 모드에서 가스를 외부로 배기시킬 때 사용될 수 있는 제2배기라인(220)(To vent), 상기 정제기라인(400)에서 분기된 샘플라인(600)(Sample port), 제1배기라인(210)에 합류되어 교정용 가스가 제1배기라인(210)에 공급되게 하는 스판교정라인(300)(4%
Figure 112021013614675-pat00009
Gas cabinet), 제1가스를 제1배기라인(210)에 공급되게 하는 영점교정라인(111), 제2가스라인(120)에서 분기된 제1연결라인(810), 제1연결라인(810)의 타단과 합류되는 제1퍼지라인(820)을 더 포함할 수 있다.
상기 제1가스라인(110)에는 질소 공급원(미도시)으로부터 유입된 질소가 공급된다. 상기 제2가스라인(120)에는 수소 공급원(미도시)으로부터 유입된 수소가 공급된다.
한편, 상기 정제기라인(400)은 믹싱라인(500)을 통해 공급된 가스를 정제기에 공급되게 한다.
한편, 일 예의 MFC는 병렬로 배치된 제1MFC(31)와 제2MFC(33)을 포함할 수 있다. 이를 통해 1 개의 MFC에 문제가 있더라도 다른 MFC로 믹싱가스의 유량을 제어할 수 있어 가스믹싱시스템이 보다 용이하게 제어될 수 있다.
한편, 가스믹싱시스템은 상기 가스분석기를 통과하는 가스의 농도를 분석하여 분석값을 확인할 수 있다. 일 예의 가스분석기는 병렬로 배치된 메인 가스분석기(41)(Gas Analyzer)와 보조 가스분석기(43)(Detector)를 포함할 수 있다.
메인 가스분석기(41)와 보조 가스분석기(43)는 제1배기라인(210)에 설치될 수 있다. 일 예의 메인 가스분석기(41)는 수소 가스 농도 분석기로, 3.2~3.8%
Figure 112021013614675-pat00010
의 분석용이다. 보조 가스분석기(43)는 Gas Analyzer와 동일한 분석기다. 보조 가스분석기(43)는 메인 가스분석기(41)와 동일하게 믹싱가스의 농도를 분석하되, 공급되는
Figure 112021013614675-pat00011
가 4% 이상인지를 분석하는 용도이다. 즉 보조 가스분석기(43)는 안전을 위해 메인 가스분석기(41)와 이중으로 적용되었다.
한편, 일 예의 가스믹싱시스템은 복수의 라인에 설치된 MV(Manual Valve), AV(Pneumatic Valve), CV(Check Valve), F 혹은 LF (Line Filter), REG(Regulator), PT(Pressure Transmitter), FM(Flow Meter)을 포함할 수 있다.
MV는 수동으로 작동하는 밸브이다. AV는 자동으로 작동하는 밸브이다. CV는 한쪽 방향으로만 가스가 흐르도록 하는 체크밸브이다. 상기 F는 가스 내 먼지 등의 불순물 입자를 제거하는 용도의 필터이다. REG는 원하는 압력으로 낮춰 주는 가스 압력 조절 장치이다. PT는 압력 측정기이다. FM은 수동식 유량 조절기이다.
MFM(20)의 일측에는 CV, 타측에는 AV가 설치될 수 있다. MFC의 일측과 타측에는 AV가 설치될 수 있다. 각 가스분석기(41,43)의 일측에는 FM, 타측에는 CV가 설치될 수 있다.
한편, 도 1, 도 2의 도시와 같이, 상기 믹싱라인(500)은 믹서(40)를 기준으로 일단에 제1가스라인(110)의 타단과 제2가스라인(120)의 타단이 합류될 수 있다. 이때 합류되는 위치에 Y자 배관이 설치될 수 있다.
믹싱라인(500)에는 믹서(40)(Static Mixer)가 설치될 수 있다. 상기 믹서(40)는 제1가스라인(110)에서 공급된 제1가스인 질소와 제2가스라인(120)에서 공급된 제2가스인 수소를 믹싱한다.
믹싱라인(500)은 믹서(40)를 기준으로 타측의 세곳에서 각각 제1배기라인(210)과 제2배기라인(220)과 정제기라인(400)에 합류될 수 있다.
믹싱라인(500)에는 도 4b의 도시와 같이 1가지 가스만 공급될 수도 있다.
제1배기라인(210)은 서로 병렬로 배치된 제1분석기라인(211)과 제2분석기라인(213)을 포함할 수 있다. 제2분석기라인(213)은 우회(Bypass)하는 라인이다. 따라서 제1배기라인(210)에 공급된 가스는 상기 제1분석기라인(211)과 제2분석기라인(213)에 모두 공급될 수 있다. 이로 인해 메인 가스분석기(41)와 보조 가스분석기(43)가 가스의 농도를 이중으로 분석할 수 있어 가스믹싱시스템이 보다 안전하게 제어될 수 있다.
상기 제1분석기라인(211)과 제2분석기라인(213)은 일부가 서로 병렬로 배치될 수 있다.
제1분석기라인(211)과 제2분석기라인(213)에는 각 가스분석기(41,43)의 일측과 타측에 각각 FM과 CV가 설치될 수 있다.
한편, 상기 제1가스라인(110)에 설치된 MFM(20)의 일측과 타측에는 각각 CV와 AV가 설치될 수 있다.
한편, 상기 제2가스라인(120)은 상기 제1MFC(31)와 제2MFC(33)가 각각 설치된 제1MFC라인(121)과 제2MFC라인(123)을 포함할 수 있다. 따라서 제2가스가 제1MFC(31) 내지 제2MFC(33)를 거쳐 믹싱라인(500)으로 공급될 수 있다
가스믹싱시스템은 상기 제2가스 공급시 각 라인(121,123)에 설치된 AV를 이용해 상기 제1MFC라인(121)과 제2MFC라인(123) 중 하나만 개방되게 할 수 있다. 따라서 제2가스를 공급할 때 1 개의 MFC만 통과하게 하고, 나머지 MFC는 예비용으로 둘 수 있다. 이로 인해 가스믹싱시스템의 제어시 사용중인 MFC에 문제가 발생하면 시스템 제어를 중지하지 않고, 예비용 MFC로 변경하여 문제를 해결할 수 있다. 예를 들어, 제1MFC라인(121)을 폐쇄시키고 제2MFC라인(123)의 개방시키면 제2가스는 우회(Bypass)되어 제2MFC(33)를 통과하게 된다.
한편, 상기 샘플라인(600)은 정제기라인(400) 중 PT와 F 사이에 분기된 것이다.
한편, 상기 제1연결라인(810)은 제2가스라인(120) 중 F와 F의 측부에 설치된 AV 사이에서 분기되어 제1퍼지라인(820)의 일단과 합류될 수 있다. 수소가 제1연결라인(810), 제2연결라인(840), 영점교정라인(111), 제1배기라인을 통해 배기될 수 있다.
제1퍼지라인(820)의 타단에서 제1-1퍼지라인(821)과 제1-2퍼지라인(822)이 분기될 수 있다.
제1-1퍼지라인(821)은 제1MFC라인(121) 중 제1MFC(31)와 제1MFC(31)보다 일측에 설치된 AV 사이에 합류될 수 있다. 제1-2퍼지라인(822)은 제2MFC라인(123) 중 제2MFC(33)와 제2MFC(33)보다 일측에 설치된 AV 사이에 합류될 수 있다.
또한, 일 예의 가스믹싱시스템은 제1MFC라인(121)에서 분기된 제2-1퍼지라인(831), 제2MFC라인(123)에서 분기된 제2-2퍼지라인(832), 일단에 제2-1퍼지라인(831)과 제2-2퍼지라인(832)이 합류되고 타단이 제2배기라인(220)에 합류되는 제2퍼지라인(830), 제1가스라인(110)과 영점교정라인(111)과 합류되는 제2연결라인(840)을 더 포함할 수 있다.
제2-1퍼지라인(831)은 제1MFC라인(121) 중 제1MFC(31)와 제1MFC(31)보다 타측에 설치된 AV 사이에서 분기될 수 있다. 제2-2퍼지라인(832)은 제2MFC라인(123) 중 제2MFC(33)와 제2MFC(33)보다 타측에 설치된 AV 사이에서 분기될 수 있다.
제2퍼지라인(830)의 타단은 제2배기라인(220) 중 CV보다 타측의 위치에 합류될 수 있다.
한편, 상기 제2연결라인(840)은 도 2의 도시를 기준으로 좌측이 제1가스라인(110) 중 MFM(20)의 일측과 CV 사이와 합류되고, 우측이 제1연결라인(810)와 제1퍼지라인(820)과 합류된다. 따라서 제2가스라인(120)에 공급된 수소가 제1연결라인(810), 제2연결라인(840), 영점교정라인(111), 제1배기라인(210)을 통해 배기될 수 있다.
한편, MFC의 Fail 발생으로 인해 MFC를 교체시키는 과정에서 MFC나 MFC가 설치된 라인(12l1,123)에 있는 불순물을 제거하기 위해 질소 퍼지(Furge)를 실행할 수 있다. 구체적으로, 제1가스라인(110)을 통해 공급된 질소가 제2연결라인(840), 상기 제1퍼지라인(820), 제1-1퍼지라인(821) 내지 제1-2퍼지라인(822), 제1MFC라인(121) 내지 제2MFC라인(123), 제2-1퍼지라인(831) 내지 제2-2퍼지라인(832)을 통과하면서 퍼지가 이루어질 수 있다. 불순물과 질소는 제2퍼지라인(830)과 제2배기라인(220)을 통해 배기될 수 있다.
한편, 영점교정라인(111)은 타단이 제1배기라인(210)에 합류될 수 있다. 따라서, 영점교정라인(111)은 제1가스를 가스분석기(41,43)로 공급하여 가스분석기의 영점 교정이 되게 할 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 일 예의 가스믹싱시스템은 전술된 도 2에 도시된 일 예의 가스믹싱시스템과 달리, 제1가스라인(110) 중 MFM(20)의 일측과 CV 사이에 합류된 제2연결라인(840)이 제1연결라인(810)과 제1퍼지라인(820)과 영점교정라인(111)과 합류될 수 있다.
또한, 영점교정라인(111)의 타단은 스판교정라인(300)과 합류될 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 일 예의 가스믹싱시스템은 영점교정라인(111)과 스판교정라인(300)이 합류된 제3연결라인(850)을 포함할 수 있다. 제3연결라인(850)은 제1배기라인(210)에 합류될 수 있다. 따라서 영점교정라인(111)과 스판교정라인(300)에 공급된 가스가 제3연결라인(850)을 통해 제1배기라인(210)의 각 가스분석기(41,43)로 공급될 수 있다.
또한, 도 1에는 도 2와 달리 도면부호가 부여되지 않은 sample port, 즉 정제기라인(400)에서 분기된 샘플라인(도면부호 미도시)이 1개 더 있다.
전술한 것 외에 도 1에 도시된 일 예의 믹싱가스시스템의 구성은 도 2에 도시된 일 예의 믹싱가스시스템과 동일하므로 중복되는 설명은 생략하였다.
----- 가스믹싱시스템의 제어방법 -----
이하에서는 도 1 내지 도 7b를 토대로 정제기 충진물 재생용 가스믹싱시스템의 제어방법의 일 예를 설명하도록 한다. 모드별 플로어차트는 도 3a, 도 4a, 도 5a, 도 6a, 도 7a를 참고하도록 한다. 도 5a, 도 6a, 도 7a는 도 4a에 도시된 S10 내지 S55 단계가 실행된 후에 실행되는 단계일 수 있다.
일 예의 가스믹싱시스템의 제어방법은, 믹싱가스를 제조하여 정제기에 공급하는 프로세스 모드(Process Mode), 상기 프로세스 모드 작동 전에 실행될 수 있는 교정 모드(Calibration Mode), 상기 프로세스 모드에서 실행될 수 있는 High Alarm 모드와 Low Alarm 모드와 Detector Alarm 모드를 포함할 수 있다.
상기 교정 모드는 일정주기로 실행되거나 가스믹싱시스템의 점검시 실행될 수 있다.
도 3a 내지 도 3c에 도시된 일 예의 교정 모드는, 상기 제1가스만 상기 가스분석기(41,43)로 공급되어 상기 가스분석기의 영점 교정(Zero Calibration)이 되는 단계(S1)와, 상기 가스분석기(41,43)에 상기 제1가스의 공급이 중단되고 교정가스가 공급되어 상기 가스분석기(41,43)의 스판 교정(Span Calibration)이 되는 단계(S3)를 포함할 수 있다.
한편, 도 4a 내지 도 4c에 도시된 일 예의 프로세스 모드는, 상기 제1가스가 상기 가스분석기(41,43)와 상기 믹싱라인(500)에 공급되는 단계(S20); 상기 가스분석기(41,43)에서 상기 제1가스의 농도를 분석하는 단계(S30); 상기 농도가 제1가스 100%, 즉 0%
Figure 112021013614675-pat00012
로 분석될 경우 상기 MFM(20)에서 상기 제1가스의 유량을 확인하는 단계(S40); 상기 제1가스의 유량을 기준으로 상기 MFC가 셋팅(Setting)되는 단계(S50); 상기 제2가스가 셋팅된 상기 MFC를 거쳐 상기 믹싱라인(500)으로 공급되며, 상기 제2가스가 상기 제1가스와 믹싱되어 믹싱가스가 제조되는 단계(S55);를 포함할 수 있다.
믹싱가스가 제조되면 각 가스분석기(41,43)에서는 계속 믹싱가스의 농도를 분석하며, 농도가 일정범위에 해당하는지 벗어나는 경우 농도를 조절하도록 후술될 모드가 실행될 수 있다.
일 예의 가스믹싱시스템의 제어방법은, 상기 프로세스 모드에서 상기 믹싱가스가 제조되는 단계(S55) 이후에, 믹싱가스가 정제기로 공급되고(S60), 상기 가스분석기에서 상기 믹싱가스의 농도를 분석하는 단계(S70); 상기 가스분석기 중 메인 가스분석기(41)에서 상기 농도가 일정범위로 분석되는 단계(S210); 상기 가스분석기 중 상기 메인 가스분석기(41)와 다른 라인에 배치된 보조 가스분석기(43)에서 상기 농도가 상기 일정범위 이상으로 분석되는 단계(S220); 상기 믹싱가스가 상기 정제기라인(400)으로 공급되던 것이 중단되고 상기 배기라인을 통해 배기되는 단계(S230); 메인 가스분석기(41)와 보조 가스분석기(43)의 상태(Fail)를 확인하는 단계(S240)를 포함할 수 있다.
한편, 상기 프로세스 모드에서 상기 믹싱가스가 제조되는 단계(S55) 이후에, 믹싱가스가 정제기로 공급되고(S60), 상기 가스분석기(41,43)에서 상기 믹싱가스의 농도를 분석하는 단계(S70)와 분석값인 상기 농도가 일정범위 이상인지 판단하는 단계(S310)를 거쳐 상기 농도가 일정범위 이상으로 판단되면 High Alarm 모드(S320)로 진입할 수 있다.
도 5a 내지 도 5d의 도시와 같이 High Alarm 모드(S320)는, 상기 믹싱가스가 정제기로 공급되던 것이 중단되고 상기 배기라인으로 배기되는 단계(S320); 상기 가스분석기(41,43)에서 농도를 재분석하며 상기 일정범위 이상의 농도가 유지된 시간을 확인하는 단계(S330, S340); 상기 일정범위 이상의 농도가 일정시간 이상 유지되면 상기 제2가스가 통과하는 MFC를 다른 MFC로 변경하는 단계(S350); 상기 프로세스 모드를 재진행 하는 단계(S10)를 포함할 수 있다.
한편, 상기 프로세스 모드에서 상기 믹싱가스가 제조되는 단계(S55) 이후에, 믹싱가스가 정제기로 공급되고(S60), 상기 가스분석기에서 상기 믹싱가스의 농도를 분석하고(S70), 상기 분석값인 농도가 일정범위 이상으로 판단되면(S110) Low Alarm 모드(S120)로 진입할 수 있다.
도 6a 내지 도 6c에 도시된 Low Alarm 모드(S120)는, 상기 가스분석기에서 농도를 재분석하며 상기 일정범위 이하의 농도가 유지된 시간을 확인하는 단계(S130, S140); 상기 일정범위 이하의 농도가 일정시간 이상 유지되면 상기 제2가스가 통과하는 MFC를 다른 MFC로 변경하는 단계(S150); 상기 프로세스 모드를 재진행 하는 단계(S10)를 포함할 수 있다.
이하에서는 보다 구체적으로 가스믹싱시스템의 제어방법의 일 예를 설명하도록 한다.
이하에서 제1가스는 질소, 제2가스는 수소라 한다. 일정수치는 3.5%
Figure 112021013614675-pat00013
, 일정범위는 3.2~3.8%
Figure 112021013614675-pat00014
로 한다.
본 발명의 일 예에 따른 가스믹싱시스템은 믹싱가스를 정제기에 공급하기 이전 내지 프로세스 모드 실행 이전에 상기 교정 모드를 실행한다.
일 예의 교정 모드는, 우선 도 3b의 도시와 같이 질소를 제1가스라인(110)을 통해 제1배기라인(210)에 공급하되, 수소는 공급하지 않는다(S1). 이때 메인 가스분석기(41)와 보조 가스분석기(43)의 영점 교정, 즉 zero calibration이 이루어진다.
이후, 도 3c의 도시와 같이4%
Figure 112021013614675-pat00015
의 가스를 스판교정라인(300)을 통해 제1배기라인(210)에 공급한다(S3). 이때 가스분석기의 Span calibration이 완료되면 교정모드가 종료된다.
상기 교정 모드 이후, 도 4a의 도시와 같이 믹싱가스를 정제기에 공급하기 위한 프로세스 모드를 실행할 수 있다(S10).
우선, 도 4b의 도시와 같이 질소를 제1가스라인(110)을 통해 제1배기라인(210)과 정제기라인(400)에 공급한다(S20). 이때 질소를 정제기라인(400)과 정제기에 공급하는 이유는, 질소가 정제기라인(400)에 공급되어야 MFM(20)에서 질소의 유량을 확인할 수 있고, 확인된 질소의 유량을 토대로 MFC가 셋팅될 수 있기 때문이다.
이후, 각 가스분석기(41,43)에서 현재 공급되는 가스의 분석값이 0%
Figure 112021013614675-pat00016
인지, 즉 가스가 100% 질소인지 분석한다(S30).
만약 가스분석기에서 0%
Figure 112021013614675-pat00017
로 분석되면 MFM(20)에서 질소의 유량을 확인한다(S40).
이후, 제1MFC(31), 제2MFC(33)가 셋팅(Setting)된다(S50). 상기 MFC가 셋팅될 때, 이전에 확인된 질소의 유량을 토대로 수소의 유량을 계산한다. 구체적으로는 수소가 질소와 믹싱되어 3.5%
Figure 112021013614675-pat00018
의 믹싱가스로 제조될 수 있도록 수소의 유량을 계산한다.
이후, 수소가 제2가스라인(120)과 제1MFC라인(121)을 통해 믹싱라인(500)으로 공급되어 믹서(40)에 의해 질소와 믹싱되어 믹싱가스로 제조될 수 있다(S55).
이후, 믹싱가스가 제1배기라인(210)과 정제기라인(400)에 공급된다(S60). 정제기라인(400)에 공급될 때부터 각 가스분석기(41,43)에서 믹싱가스의 농도를 분석하여 분석값을 확인한다(S70).
이후, 믹싱가스의 분석값이 일정수치를 포함하는 일정범위, 즉 3.5%를 포함하는 3.2~3.8%일 경우 정제기 공급(Process)이 유지될 수 있다. 만약 믹싱가스의 분석값이 상기 일정범위를 벗어나면 후술될 모드들(S120, S230, S330)이 실행될 수 있다
도 5a 내지 도 5d에는 High Alarm 모드의 일 예가 도시되어 있다.
도 4b의 도시와 같이 프로세스 모드에서 믹싱가스가 제1배기라인(210)과 정제기라인(400)에 공급되고 있을 때, 가스분석기에서 믹싱가스의 농도를 분석하여 분석값을 확인하고 있다(S70). 만약 상기 분석값이 일정범위 이상, 즉 3.8%
Figure 112021013614675-pat00019
이상으로 분석되는지를 확인한다(S310). 분석값이 3.8% 이상으로 확인되면 프로세스 모드가 중단되고 High Alarm 모드가 실행된다. 즉 도 5b의 도시와 같이 믹싱가스가 정제기로 공급되던 것이 중단되고 제1배기라인(210)과 제2배기라인(220)으로만 공급되어 Bypass Vent된다(S320).
이후, 각 가스분석기(41,43)에서
Figure 112021013614675-pat00020
가스의 농도를 다시 분석한다(S330). 만약 분석값이 3.8% 이하가 되면, 도 5c의 도시와 같이 믹싱가스가 다시 제1배기라인(210)과 정제기라인(400)으로 공급된다(S60). 반면 분석값이 일정범위 이상, 즉 3.8%
Figure 112021013614675-pat00021
이상이면 그 시간이 10분 이상 유지되는지 확인한다(S340). 만약 분석값이 3.8% 이상인 시간이 10분 이상 유지된다면 도 5d의 도시와 같이 수소가 통과하는 제1MFC(31)가 병렬로 배치된 제2MFC(33)가 되도록 변경된다(S350). 즉 제2MFC(33)가 수소의 유량을 조절하며, 수소는 제2MFC라인(123)을 통해 믹싱라인(500)으로 공급될 수 있다.
이후, 상기 프로세스 모드를 재진행할 수 있다(S10).
도 6a 내지 도 6c에는 Low Alarm 모드의 일 예가 도시되어 있다.
도 4c와 같이 상기 프로세스 모드에서 믹싱가스가 제1배기라인(210)과 정제기라인(400)에 공급되고 있을 때, 각 가스분석기(41,43)에서 믹싱가스의 농도를 분석하여 분석값을 확인한다(S70). 만약 분석값이 상기 일정범위 이하, 즉 3.2%
Figure 112021013614675-pat00022
이하로 분석될 경우 Low Alarm 모드가 실행된다(S110, S120).
Low Alarm 모드는 High Alarm 모드와 달리 수소가 과공급되어 위험한 상황이 아니고, 낮은 수소 비율로도 충진물 재생이 이루어질 수 있다. 따라서 Low Alarm 모드 실행 첫 단계에서는 Low Alarm만 울리고 배기(Vent)는 이루어지지 않는다. 즉 도 6b의 도시와 같이 믹싱가스는 정제기라인(400)을 통해 정제기에 계속 공급될 수 있다.
또한, Low Alarm 모드가 실행되어도 가스분석기에서는 계속 믹싱가스의 농도를 분석하며, 분석값이 3.2%
Figure 112021013614675-pat00023
이상 내지 이하인지를 확인한다(S130). 만약, 분석값이 일정범위, 즉 3.2%
Figure 112021013614675-pat00024
이상으로 확인되면 Low Alarm 모드는 해제되고 프로세스 모드가 실행되어 가스분석기에서 믹싱가스의 농도를 분석한다(S70). 반면, 분석값이 일정범위, 즉 3.2%
Figure 112021013614675-pat00025
이하로 유지되면 유지된 시간을 확인한다(S140). 분석값이 일정범위 이하로 10분 이상 유지될 경우 도 6c와 같이 믹싱가스가 제1배기라인(210)과 제2배기라인(220)으로 공급되게 하며(Bypass Vent), 수소가 통과하던 MFC(31)가 제2MFC(33)로 변경된다(S150). 즉 수소는 제2가스라인(120)과 제2MFC라인(123)을 통해 믹싱라인(500)으로 공급된다.
이후, 프로세스 모드를 재진행할 수 있다(S10).
도 7a과 도 7b에는 Detector Alarm 모드의 일 예가 도시되어 있다.
Detector Alarm 모드는 상기 프로세스 모드에서 메인 가스분석기(41)의 분석값이 일정범위 이하, 즉 3.8%
Figure 112021013614675-pat00026
이하로 분석되었으나(S210), 보조 가스분석기(43)에서 분석값이 4%
Figure 112021013614675-pat00027
이상으로 분석된 경우(S220)에 실행된다(S230). 만약 분석값이 4%
Figure 112021013614675-pat00028
이하로 확인된 경우(S220)에는 계속해서 믹싱가스의 농도를 분석하여 분석값을 확인한다(S70).
한편, Detector Alarm 모드는 믹싱가스에서 수소의 비율이 커 위험할 수 있으므로 제1배기라인(210)과 제2배기라인(220)으로 공급되게 하며 Detector Alarm이 울리게 한다(Bypass Vent)(S230).
이후, 메인 가스분석기(41)와 보조 가스분석기(43)의 상태를 확인한다(S240).
상기와 같이 메인 가스분석기(41)의 분석값은 3.8%
Figure 112021013614675-pat00029
이하로 분석되고, 보조 가스분석기(43)에서 분석값은 4%
Figure 112021013614675-pat00030
이상으로 분석된 것은 적어도 하나의 가스분석기(41,43)에 문제가 있음을 알 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변경 또는 변형하여 실시할 수 있다.
** 주요 부호에 대한 설명 **
20 : MFM 31 : 제1MFC
33 : 제2MFC 40 : 믹서
41 : 메인 가스분석기 43 : 보조 가스분석기
110 : 제1가스라인 111 : 영점교정라인
120 : 제2가스라인 210 : 제1배기라인
220 : 제2배기라인 300 : 스판교정라인
400 : 정제기라인 500 : 믹싱라인

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 제1가스와 제2가스가 공급되는 제1가스라인과 제2가스라인을 포함하는 가스라인;
    상기 제1가스라인과 제2가스라인이 합류되는 믹싱라인;
    상기 믹싱라인이 합류되는 정제기라인;
    상기 제2가스라인에 설치되어 상기 제2가스의 유량을 조절하는 MFC(Mass Flow Controller); 및
    상기 제1가스라인에 설치되어 상기 제1가스의 유량을 확인하는 MFM(Mass Flow Meter);을 포함하며,
    상기 MFC는 병렬로 배치되는 제1MFC와 제2MFC을 포함하고,
    상기 제2가스라인은 상기 제1MFC와 제2MFC가 설치되는 제1MFC라인과 제2MFC라인을 포함하고,
    상기 제2가스 공급시 상기 제1MFC라인과 제2MFC라인 중 하나만 개방되는,
    정제기 충진물 재생용 가스믹싱시스템.
  3. 제1가스와 제2가스가 공급되는 제1가스라인과 제2가스라인을 포함하는 가스라인;
    상기 제1가스라인과 제2가스라인이 합류되는 믹싱라인;
    상기 믹싱라인이 합류되는 정제기라인;
    상기 제2가스라인에 설치되어 상기 제2가스의 유량을 조절하는 MFC(Mass Flow Controller); 및
    상기 제1가스라인에 설치되어 상기 제1가스의 유량을 확인하는 MFM(Mass Flow Meter);을 포함하며,
    상기 믹싱라인과 상기 제1가스라인에서 분기된 교정라인이 각각 합류되는 배기라인과,
    상기 배기라인에 설치되며 통과하는 가스의 농도를 분석하는 가스분석기를 더 포함하고,
    상기 배기라인은 서로 병렬로 배치된 제1분석기라인과 제2분석기라인을 포함하고,
    상기 가스분석기는 상기 제1분석기라인과 제2분석기라인에 각각 설치되는 메인 가스분석기와 보조 가스분석기를 포함하며,
    상기 배기라인에 공급된 가스가 상기 제1분석기라인과 제2분석기라인에 모두 공급되는,
    정제기 충진물 재생용 가스믹싱시스템.
  4. 삭제
  5. 제1가스가 공급되는 제1가스라인, 제2가스가 공급되는 제2가스라인, 믹싱라인, 배기라인, 정제기라인, 상기 라인 중 적어도 하나에 설치된 가스분석기, 상기 제1가스라인에 설치되는 MFM, 상기 제2가스라인에 설치되는 MFC를 포함하는 정제기 충진물 재생용 가스믹싱시스템의 제어방법에 있어서,
    상기 제1가스가 상기 가스분석기와 상기 믹싱라인에 공급되는 단계;
    상기 가스분석기에서 상기 제1가스의 농도를 분석하는 단계;
    상기 농도가 제1가스 100%로 분석될 경우 상기 MFM에서 상기 제1가스의 유량을 확인하는 단계;
    상기 제1가스의 유량을 기준으로 상기 MFC가 셋팅(Setting)되는 단계; 및
    상기 제2가스가 상기 MFC를 거쳐 상기 믹싱라인으로 공급되어 상기 제1가스와 믹싱되어 믹싱가스가 제조되는 단계;를 포함하고,
    상기 제1가스가 상기 가스분석기와 상기 믹싱라인에 공급되는 단계 이전에,
    상기 제1가스만 상기 가스분석기로 공급되어 상기 가스분석기가 영점 교정(Zero Calibration)되는 단계와,
    상기 가스분석기에 상기 제1가스의 공급이 중단되고 교정가스가 공급되어 상기 가스분석기가 스판 교정(Span Calibration)되는 단계를 더 포함하는,
    정제기 충진물 재생용 가스믹싱시스템의 제어방법
  6. 제1가스가 공급되는 제1가스라인, 제2가스가 공급되는 제2가스라인, 믹싱라인, 배기라인, 정제기라인, 상기 라인 중 적어도 하나에 설치된 가스분석기, 상기 제1가스라인에 설치되는 MFM, 상기 제2가스라인에 설치되는 MFC를 포함하는 정제기 충진물 재생용 가스믹싱시스템의 제어방법에 있어서,
    상기 제1가스가 상기 가스분석기와 상기 믹싱라인에 공급되는 단계;
    상기 가스분석기에서 상기 제1가스의 농도를 분석하는 단계;
    상기 농도가 제1가스 100%로 분석될 경우 상기 MFM에서 상기 제1가스의 유량을 확인하는 단계;
    상기 제1가스의 유량을 기준으로 상기 MFC가 셋팅(Setting)되는 단계; 및
    상기 제2가스가 상기 MFC를 거쳐 상기 믹싱라인으로 공급되어 상기 제1가스와 믹싱되어 믹싱가스가 제조되는 단계;를 포함하고,
    상기 믹싱가스가 제조되는 단계 이후에,
    믹싱가스가 상기 정제기라인으로 공급되고 상기 가스분석기에서 상기 믹싱가스의 농도를 분석하는 단계와,
    상기 농도가 일정범위 이상으로 분석되면 High Alarm 모드로 진입해 상기 믹싱가스가 상기 정제기라인으로의 공급이 중단되고 상기 배기라인으로 배기되는 단계와,
    상기 가스분석기에서 농도를 재분석하면서 상기 일정범위 이상의 농도가 유지된 시간을 확인하는 단계와,
    상기 일정범위 이상의 농도가 일정시간 이상 유지되면 상기 제2가스가 통과하는 MFC를 다른 MFC로 변경하는 단계를 더 포함하는,
    정제기 충진물 재생용 가스믹싱시스템의 제어방법.
  7. 제1가스가 공급되는 제1가스라인, 제2가스가 공급되는 제2가스라인, 믹싱라인, 배기라인, 정제기라인, 상기 라인 중 적어도 하나에 설치된 가스분석기, 상기 제1가스라인에 설치되는 MFM, 상기 제2가스라인에 설치되는 MFC를 포함하는 정제기 충진물 재생용 가스믹싱시스템의 제어방법에 있어서,
    상기 제1가스가 상기 가스분석기와 상기 믹싱라인에 공급되는 단계;
    상기 가스분석기에서 상기 제1가스의 농도를 분석하는 단계;
    상기 농도가 제1가스 100%로 분석될 경우 상기 MFM에서 상기 제1가스의 유량을 확인하는 단계;
    상기 제1가스의 유량을 기준으로 상기 MFC가 셋팅(Setting)되는 단계; 및
    상기 제2가스가 상기 MFC를 거쳐 상기 믹싱라인으로 공급되어 상기 제1가스와 믹싱되어 믹싱가스가 제조되는 단계;를 포함하고,
    상기 믹싱가스가 제조되는 단계 이후에,
    믹싱가스가 정제기라인으로 공급되고 상기 가스분석기에서 상기 믹싱가스의 농도를 분석하는 단계와,
    상기 농도가 일정범위 이하로 분석되면 Low Alarm 모드로 진입하는 단계와,
    상기 가스분석기에서 농도를 재분석하면서 상기 일정범위 이하의 농도가 유지된 시간을 확인하는 단계와,
    상기 일정범위 이하의 농도가 일정시간 이상 유지되면 상기 제2가스가 통과하는 MFC를 다른 MFC로 변경하는 단계를 더 포함하는,
    정제기 충진물 재생용 가스믹싱시스템의 제어방법.
  8. 제1가스가 공급되는 제1가스라인, 제2가스가 공급되는 제2가스라인, 믹싱라인, 배기라인, 정제기라인, 상기 라인 중 적어도 하나에 설치된 가스분석기, 상기 제1가스라인에 설치되는 MFM, 상기 제2가스라인에 설치되는 MFC를 포함하는 정제기 충진물 재생용 가스믹싱시스템의 제어방법에 있어서,
    상기 제1가스가 상기 가스분석기와 상기 믹싱라인에 공급되는 단계;
    상기 가스분석기에서 상기 제1가스의 농도를 분석하는 단계;
    상기 농도가 제1가스 100%로 분석될 경우 상기 MFM에서 상기 제1가스의 유량을 확인하는 단계;
    상기 제1가스의 유량을 기준으로 상기 MFC가 셋팅(Setting)되는 단계; 및
    상기 제2가스가 상기 MFC를 거쳐 상기 믹싱라인으로 공급되어 상기 제1가스와 믹싱되어 믹싱가스가 제조되는 단계;를 포함하고,
    상기 믹싱가스가 제조되는 단계 이후에,
    믹싱가스가 정제기라인으로 공급되고 상기 가스분석기에서 상기 믹싱가스의 농도를 분석하는 단계와,
    상기 가스분석기 중 메인 가스분석기에서 상기 농도가 일정범위로 분석되는 단계와,
    상기 가스분석기 중 상기 메인 가스분석기와 병렬 배치된 보조 가스분석기에서 상기 농도가 상기 일정범위 이상으로 분석되는 단계와,
    상기 믹싱가스가 상기 정제기라인으로의 공급이 중단되고 상기 배기라인을 통해 배기되는 단계를 더 포함하는,
    정제기 충진물 재생용 가스믹싱시스템의 제어방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013119045A (ja) * 2011-12-06 2013-06-17 Nissan Tanaka Corp 混合ガス製造方法及びガス混合装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3535566B2 (ja) * 1994-05-12 2004-06-07 ジャパン・エア・ガシズ株式会社 所定濃度の混合ガスを製造する方法及び装置
KR970012998A (ko) 1995-08-30 1997-03-29 김광호 반도체 제조공정의 가스정제장치
KR100562536B1 (ko) 2001-08-13 2006-03-22 매그나칩 반도체 유한회사 반도체 제조용 가스 공급 시스템
KR101018388B1 (ko) * 2008-10-07 2011-03-02 대성산업가스 주식회사 원료공기 정제장치 및 촉매 재활성화방법
JP2017051903A (ja) 2015-09-09 2017-03-16 日本パイオニクス株式会社 ガス精製装置
JP7182988B2 (ja) * 2018-10-12 2022-12-05 東京エレクトロン株式会社 原料ガス供給装置、成膜装置及び原料ガス供給方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013119045A (ja) * 2011-12-06 2013-06-17 Nissan Tanaka Corp 混合ガス製造方法及びガス混合装置

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