KR20000013957A - 반도체장치 제조설비의 가스유량조절기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가스의 리크를 용이하게 확인할 수 있는 반도체장치 제조설비의 가스유량조절기에 관한 것이다.
본 발명에 따른 반도체장치 제조설비의 가스유량조절기는, 가스가 통과하는 통로가 내부에 형성되어 있으며, 소정영역에 상기 통로와 외부를 연통시키는 관통홀이 형성된 몸통부와 나사결합에 의해서 상기 관통홀을 밀폐시키며 상기 관통홀에 삽입고정되며, 내부에 설치된 플런저의 상하운동에 의해서 상기 통로를 소정면적 개방 및 폐쇄함으로서 상기 통로를 통과하는 가스의 양을 조절하는 컨트롤밸브를 구비하는 반도체장치 제조설비의 가스유량조절기에 있어서, 상기 컨트롤밸브 소정영역에 외부기체 흡입수단이 더 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
따라서, 가스유량조절기의 O-링의 열화에 따른 가스의 리크를 용이하게 확인할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 반도체장치 제조설비의 가스유량조절기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가스의 리크(Leak)를 용이하게 확인할 수 있는 반도체장치 제조설비의 가스유량조절기에 관한 것이다.
통상, 반도체장치는 성막공정, 확산공정, 이온주입공정, 금속공정 등의 일련의 반도체장치 제조공정이 반복수행됨에 따라 완성되며, 상기 반도체장치 제조공정에서는 반응성, 부식성 및 유독성 등의 성질을 가진 여러 가지 종류의 공정가스, 운반가스 및 퍼지가스(Purge gas) 등이 사용되고 있다. 상기 가스들은 가스봄베(Gas bombe) 내부에 저장된 후, 별도의 가스공급라인을 통해서 각 반도체장치 제조설비 내부로 이송되며, 상기 가스들은 가스공급라인 상에 설치된 가스유량조절기에 의해서 그 양이 조절된 후, 반도체장치 제조설비 내부로 공급되도록 되어 있다.
도1은 일반적인 반도체장치 제조설비의 가스유량조절기의 동작원리를 설명하기 위한 개략적인 구성도이고, 도2는 도1의 가스유량조절기의 컨트롤밸브의 사시도이고, 도3은 도2의 컨트롤밸브의 확대단면도이다.
종래의 반도체장치 제조용 가스유량조절기에는 도1에 도시된 바와 같이 내부중앙에 대기압보다 높은 10 PSI 내지 30 PSI의 압력으로 가스가 통과하는 통로(12)가 형성된 몸통부(10)가 구비되어 있다. 상기 몸통부(10)의 통로(12) 소정영역에는 통과되는 가스의 와류 및 역류를 방지하고, 통과되는 가스의 양을 제한하는 바이패스(By pass) : 넘버링되지 않음)가 설치되어 있다. 그리고, 상기 몸통부(10)의 통로(12)가 외부로 연장되어 표면에 나사산이 형성된 연결부(14, 16)가 형성되어 있으며, 도면에는 도시되지 않았으나 상기 연결부(14, 16)와 가스공급라인이 연결되어 있다.
그리고, 상기 몸통부(10)의 상기 바이패스 전단의 소정영역에 외부와 연통되는 인입구(18)가 형성되어 있고, 상기 몸통부(10)의 상기 바이패스 후단의 소정영역에 외부와 연통되는 방출구(20)가 형성되어 있다.
또한, 상기 몸통부(10)의 상부에는 지지판(24)이 설치되어 있고, 상기 지지판(24) 상측에 센서(26)가 설치되어 있으며, 상기 인입구(18)와 방출구(20)가 상기 지지판(24)을 관통하여 상기 센서(26)를 통과하는 바이패스관(22)에 의해서 서로 연결되어 있다. 상기 센서(26) 내부의 바이패스관(22) 외부에는 도면에는 도시되지 않았으나 2개의 자기발열 저항체가 감겨져 있으며, 상기 바이패스관(22)은 정전류 제어된 자기발열 저항체에 의해 가열되어 있고, 유량이 “ 0 ”인 경우는 바이패스관(22)의 중심에 대하여 대칭적인 온도분포로 되어 있으며, 유체가 흐를때는 상류측의 저항체는 열을 빼앗겨 온도가 내려가고 반대로 하류측에서는 열을 받아 온도가 상승하여 온도가 비대칭으로 됨으로서 이때의 온도차와 유체의 질량유량(Mass Flow)에는 일정한 관계가 성립되므로 온도차이를 브리지(Bridge)회로에 의해 검출함으로서 상기 질량유량을 측정하여 센싱신호를 인가하도록 되어 있다.
그리고, 상기 몸통부(10)의 통로(12) 소정영역에는 관통홀(58)이 형성되어 있고, 상기 관통홀(58) 내부에는 제어부(28)의 제어에 의해서 동작되는 컨트롤밸브(30)가 나사결합에 의해서 삽입고정되어 있다. 상기 컨트롤밸브(30)에는 도2 및 도3에 도시된 바와 같이 원통형의 외체(32)가 구비되어 있다. 상기 외체(32) 상부에는 내면에 암나사홈이 형성된 상부홀(36)이 형성되어 있고, 상기 외체(32) 하부에는 상기 상부홀(36)의 직경과 비교하여 더 큰 직경을 가지는 하부홀(38)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 외체(32)의 하부 소정영역의 표면에는 수나사홈이 형성된 나사부(48)가 형성되어 있고, 상기 나사부(48) 상부 소정영역의 외체(32) 표면에는 컨트롤밸브(30)의 조임 및 풀림용으로 사용되는 다수의 조임구멍(46)이 형성되어 있다.
그리고, 상기 외체(32) 내부에 원통형의 내체(34)가 삽입되어 있다. 상기 내체(34) 상부에는 표면에 수나사홈이 형성된 영점조정나사(42)가 형성되어 있고, 상기 영점조정나사(42)가 외체(32)의 상부홀(36) 내부에 삽입되어 나사결합된 후, 너트(44)에 의해서 고정되어 있다. 그리고, 상기 내체(34) 하부에 서로 소정간격 이격된 제 1 돌출부(50) 및 제 2 돌출부(52)가 형성되어 있고, 상기 제 1 돌출부(50)에 의해서 상기 외체(32) 하부의 하부홀(38)이 폐쇄되어 있고, 상기 제 1 돌출부(50)와 제 2 돌출부(52) 사이에 기밀을 유지하기 위한 O-링(54)이 설치되어 있다.
또한, 상기 내체(34)의 상부소정영역에는 코일(40)이 감겨져 외체(32) 및 내체(34)는 서로 소정거리 이격된 이격공간을 형성하고 있다.
그리고, 상기 내체(34) 내부에는 플런저(Plunger : 56)가 삽입되어 있고, 상기 플런저(56)는 내체(34) 외부에 감져진 코일(40)에 의해서 형성되는 자기장에 의해서 상하운동할 수 있도록 되어 있다.
따라서, 가스공급라인과 연결된 연결부(14)를 통해서 유입된 가스의 일정량은 대기압보다 높은 10 PSI 내지 30 PSI의 압력으로 바이패스를 통과하며 그 양이 제한된 후, 연결부(16)를 통해서 외부로 방출된다. 상기 바이패스는 가스의 흐름에 따른 와류 및 역류가 발생하는 것을 방지하는 역할을 수행한다.
그리고, 가스의 다른 일정량은 몸통부(10)의 인입구(18), 센서(26) 내부의 바이패스관(22) 및 방출구(20)를 통해서 연결부(16)를 통해서 외부로 방출된다. 상기 가스가 센서(26) 내부의 바이패스관(22)을 통과함에 따라 바이패스관(22) 외부에 감겨진 상류측 자기 발열체 및 하류측 자기 발열체 사이에는 온도차가 발생하며, 상기 온도차에 의해서 연결부(14)를 통과하는 유량은 측정되며, 이에 따라 센서(26)는 센싱신호를 제어부(28)에 인가하게 된다.
그리고, 상기 센서(26)로 부터의 센싱신호를 인가받은 제어부(28)는 컨트롤밸브(30)의 외체(32) 및 내체(34) 사이에 구비된 코일에 일정량의 전압을 인가함에 따라 내체(34) 내부의 플런저(56)는 플레밍의 왼손법칙에 의해서 소정거리 이동함에 따라 몸통부(10)의 통로(12)는 소정면적 폐쇄 또는 개방된다.
그런데, 시간경과에 따라 내체(34)의 제 1 돌출부(50) 및 제 2 돌출부(52) 사이의 고무재질의 O-링(54)이 열화됨으로서 대기압보다 높은 10 PSI 내지 30 PSI의 압력으로 몸통부(10)의 통로(12)를 통과하는 가스가 O-링(54)의 열화부위를 통과하여 대기압상태의 컨트롤밸브(30) 내부의 내체(34)와 외체(32) 사이의 이격공간으로 리크(Leak)된 후, 외체(32)의 상부홀(36)을 통해서 외부로 리크되었다.
따라서, 작업자는 상기 가스유량조절기를 가스공급라인에 장착하기 이전에 가스가 공급되는 연결부(14)를 폐쇄시키고, 가스가 방출되는 연결부(16)에 통상의 리크 디텍터(Leak detector)를 연결한 후, 상기 가스유량조절기 주변에 분자량이 작은 헬륨(He)가스를 분사하여 상기 헬륨가스가 상기 가스유량조절기로 흡입되도록 한 후, 상기 헬륨가스를 리크 디텍터가 디텍션하는 방법으로 가스유량조절기의 리크유무를 확인한 후, 반도체 제조설비에 장착하고 있다.
그리고, 상기 가스유량조절기가 가스공급라인에 장착된 이후에는 상기 유량조절기 외부 표면에 비누방울 등의 액체를 바른 후, 가스가 방출되는 연결부(16)를 폐쇄하고, 상기 가스가 공급되는 연결부(14)와 연결된 펌핑장치를 가동시킴으로서 비누방울 등의 액체의 변동상황을 육안으로 작업자가 검사함으로서 리크유무를 확인하거나, 상기 가스가 공급되는 연결부(14)와 연결된 펌핑장치를 가동시킴으로서 가스유량조절기와 연결된 내부공간의 압력의 변화를 측정하여 리크유무를 확인하고 있다.
그러나, 가스유량조절기 외부에 분사된 헬륨가스가 외체와 내체 사이의 이격공간으로 충분히 유입되지 못함으로서 고무재질의 O-링(54)의 열화에 따른 가스의 리크를 용이하게 확인할 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은, 가스유량조절기의 몸체의 관통홀과 컨트롤밸브의 나사부 사이에 기밀을 유지하기 위하여 설치된 O-링의 열화에 따른 가스의 리크를 용이하게 확인할 수 있는 반도체장치 제조용 가스유량조절기를 제공하는 데 있다.
도1은 일반적인 반도체장치 제조설비의 가스유량조절기를 설명하기 위한 구성도이다.
도2는 종래의 반도체장치 제조설비의 가스유량조절기에 구비되는 컨트롤밸브의 사시도이다.
도3은 종래의 반도체장치 제조설비의 가스유량조절기에 구비되는 컨트롤밸브의 단면도이다.
도4는 본 발명에 따른 반도체장치 제조설비의 가스유량조절기의 제 1 실시예를 설명하기 위한 컨트롤밸브의 단면도이다.
도5는 본 발명에 따른 반도체장치 제조설비의 가스유량조절기의 제 2 실시예를 설명하기 위한 도4의 AA′선을 절단한 평면도이다.
도6은 본 발명에 따른 반도체장치 제조설비의 가스유량조절기의 제 2 실시예를 설명하기 위한 도4에 도시된 컨트롤밸브의 나사부의 확대 사시도이다.
도7은 본 발명에 따른 반도체장치 제조설비의 가스유량조절기의 제 3 실시예를 설명하기 위한 도4에 도시된 컨트롤밸브의 평면도이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 몸통부 12 : 통로
14, 16 : 연결부 18 : 인입구
20 : 방출구 22 : 바이패스관
24 : 지지판 26 : 센서
28 : 제어부 30 : 컨트롤밸브
32 : 외체 34 : 내체
36 : 상부홀 38 : 하부홀
40 : 코일 42 : 영점조정나사
44 : 너트 46 : 조임구멍
48 : 나사부 50 : 제 1 돌출부
52 : 제 2 돌출부 54 : O-링
56 : 플런저 58 : 관통홀
100, 102, 104 : 외부기체 흡입구
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유량조절기는, 가스가 통과하는 통로가 내부에 형성되어 있으며, 소정영역에 상기 통로와 외부를 연통시키는 관통홀이 형성된 몸통부와 나사결합에 의해서 상기 관통홀을 밀폐시키며 상기 관통홀에 삽입고정되며, 내부에 설치된 플런저(Plunger)의 상하운동에 의해서 상기 통로를 소정면적 개방 및 폐쇄함으로서 상기 통로를 통과하는 가스의 양을 조절하는 컨트롤밸브를 구비하는 유량조절기에 있어서, 상기 컨트롤밸브 소정영역에 외부기체 흡입수단이 더 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 외부기체 흡입수단은 상기 컨트롤밸브의 소정영역에 형성된 외부기체 흡입구일 수 있다.
그리고, 상기 컨트롤밸브 소정영역에 밸브의 조임 및 풀림용 조임구멍이 형성되며, 상기 외부기체 흡입구는 상기 조임구멍 저면에 형성될 수 있다.
또한, 상기 외부기체 흡입구는 상기 컨트롤밸브의 상면 소정영역에 형성될 수 있다.
그리고, 상기 외부기체 흡입구는 외부에서 내부로 갈수록 그 단면적이 작아지는 외광내협 형태로 제작할 수 있다.
또한, 상기 외부기체 흡입수단은 상기 컨트롤밸브의 나사결합부위 표면을 따라 수직방향으로 형성된 외부기체 흡입구일 수 있고, 상기 외부기체 흡입구는 “ V ”자 형상으로 형성할 수 있다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도4는 본 발명에 따른 반도체장치 제조설비의 가스유량조절기의 제 1 실시예를 설명하기 위한 컨트롤밸브의 확대 단면도로서, 전술한 도1, 도2 및 도3의 동일부분에 대한 구성 및 동작에 대한 중복되는 설명은 생략하며, 동일부품은 동일부호로 표시한다.
도4를 참조하면, 컨트롤밸브의 외체(32) 소정영역에 형성된 조임구멍(46)에 외부기체 흡입수단으로서 외부기체 흡입구(100)가 형성되어 있다. 상기 외부기체 흡입구(100)는 가스의 유입이 용이하도록 외부에서 내부로 갈수록 그 단면적이 작아지는 외광내협 형태로 제작되어 있으며, 내측의 외부기체 흡입구(100)의 단면적은 5 ㎜ 이하로 제작되어 있다.
따라서, 가스유량조절기의 리크유무를 확인하기 위하여 가스유량조절기의 일측 연결부를 폐쇄하고, 타측에 리크 디텍터를 연결한 후, 가스유량조절기 외측에 헬륨가스를 분사한다. 이에 따라, 상기 가스유량조절기 외측에 분사된 헬륨가스는 조임구멍(46)에 형성된 외부기체 흡입구(100)를 통해서 용이하게 컨트롤밸브(30)의 외체(32) 및 내체(34) 사이의 이격공간으로 유입된 후, O-링(54)과 접촉하게 된다. 그리고, 상기 O-링(54)에 열화부위가 존재할 경우, 상기 헬륨가스는 상기 O-링(54)을 통과하여 리크 디텍터에 디텍션됨으로서 리크유무가 확인된다.
도5는 본 발명에 따른 반도체장치 제조설비의 가스유량조절기의 제 2 실시예를 설명하기 위한 도4의 AA′선을 절단한 평면도이고, 도6은 도4에 도시된 컨트롤밸브의 나사부의 확대 사시도이다.
도5 및 도6을 참조하면, 컨트롤밸브(30)의 나사부(48)의 소정영역 표면을 따라 수직방향으로 “ V ”자 형의 외부기체 흡입구(102)가 형성되어 있다.
따라서, 전술한 바와 같이 가스유량조절기 외측에 분사된 헬륨가스가 외부기체 흡입구(102)를 통해서 용이하게 컨트롤밸브(30)의 외체(32) 및 내체(34) 사이의 이격공간으로 유입된 후, O-링(54)과 접촉하게 된다. 그리고, 상기 O-링(54)에 열화부위가 존재할 경우, 상기 헬륨가스는 리크 디텍터에 디텍션됨으로서 리크유무가 확인된다.
도7은 본 발명에 따른 반도체장치 제조설비의 가스유량조절기의 제 3 실시예를 설명하기 위한 도4에 도시된 컨트롤밸브의 평면도이다.
도7을 참조하면, 영점조정나사(42)가 너트(44)에 의해서 체결됨으로서 외체(32)와 내체(34)가 서로 결합되어 있으며, 상기 외체(32) 상부 소정영역에 외부기체 흡입구(104)가 형성되어 있다. 상기 외부기체 흡입구(104)는 내부에 설치된 내체(34)와 외체(32) 사이의 이격공간과 서로 연통되도록 되어 있으며, 상기 외부기체 흡입구(104)는 외부에서 내부로 갈수록 그 단면적이 작아지는 외광내협 형태로 제작되어 있다. 그리고, 상기 외부기체 흡입구는 직경이 5 ㎜ 이하로 제작되어 있다.
따라서, 전술한 바와 같이 가스유량조절기 주변에 분사된 헬륨가스가 컨트롤밸브(30)의 상부 소정영역에 형성된 외부기체 흡입구(104)를 통해서 용이하게 컨트롤밸브(30)의 외체(32) 및 내체(34) 사이의 이격공간으로 유입된 후, O-링(54)과 접촉하게 된다. 그리고, 상기 O-링(54)에 열화부위가 존재할 경우, 상기 헬륨가스는 상기 O-링(54)을 통과하여 리크 디텍터에 디텍션됨으로서 리크유무가 확인된다.
따라서, 본 발명에 의하면 컨트롤밸브에 외부기체 흡입수단으로서 외부기체 흡입구를 형성함으로서 컨트롤밸브의 O-링 등의 열화에 의해서 가스의 리크가 발생하는 것을 용이하게 확인할 수 있는 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
Claims (7)
- 가스가 통과하는 통로가 내부에 형성되어 있으며, 소정영역에 상기 통로와 외부를 연통시키는 관통홀이 형성된 몸통부와 나사결합에 의해서 상기 관통홀을 밀폐시키며 상기 관통홀에 삽입고정되며, 내부에 설치된 플런저(Plunger)의 상하운동에 의해서 상기 통로를 소정면적 개방 및 폐쇄함으로서 상기 통로를 통과하는 가스의 양을 조절하는 컨트롤밸브를 구비하는 반도체장치 제조설비의 가스유량조절기에 있어서,상기 컨트롤밸브 소정영역에 외부기체 흡입수단이 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제조설비의 가스유량조절기.
- 제 1 항에 있어서,상기 외부기체 흡입수단은 상기 컨트롤밸브의 소정영역에 형성된 외부기체 흡입구인 것을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조설비의 가스유량조절기.
- 제 2 항에 있어서,상기 컨트롤밸브 소정영역에 밸브의 조임 및 풀림용 조임구멍이 형성되며, 상기 외부기체 흡입구는 상기 조임구멍 저면에 형성되는 것을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조설비의 가스유량조절기.
- 제 2 항에 있어서,상기 외부기체 흡입구는 상기 컨트롤밸브의 상면 소정영역에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조설비의 가스유량조절기.
- 제 2 항에 있어서,상기 외부기체 흡입구는 외부에서 내부로 갈수록 그 단면적이 작아지는 외광내협 형태로 제작되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조설비의 가스유량조절기.
- 제 1 항에 있어서,상기 외부기체 흡입수단은 상기 컨트롤밸브의 나사결합부위 표면을 따라 수직방향으로 형성된 외부기체 흡입구인 것을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조설비의 가스유량조절기.
- 제 6 항에 있어서,상기 외부기체 흡입구는 “ V ”자 형상으로 형성하는 것을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조설비의 가스유량조절기.
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1998
- 1998-08-14 KR KR1019980033124A patent/KR20000013957A/ko not_active Application Discontinuation
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