KR200273939Y1 - 반도체 및 엘씨디（ｌｃｄ） 생산 설비용 핫 질소공급장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 반도체 및 엘씨디(LCD) 생산 설비용 핫 질소 공급장치에 관한 것으로 특히, 중앙 통로에는 체크밸브를 구비하고 일측 통로는 히터의 고정구에 의해 막혀지며 타측 통로상에는 관체의 일단부가 끼워져 고정 설치되는 "T"자형 제 1 연결구와; 중앙의 통로에는 상기 관체의 타단부가 끼워져 고정되고 일측 통로는 온도센서에 의해 막혀지며 타측 통로는 질소 배출구가 구비된 "T"자형 제 2 연결구와; 상기 제 1 및 제 2 연결구 사이에 고정 설치되어 그 공간부로 질소가 공급되도록 하는 관체와; 상기 제 1 연결구의 일측 통로상을 통해 관체 내부까지 끼워져 고정구되어 전력공급장치로부터 공급되는 전력에 부응하는 열을 발생시켜 주는 막대형 히터와; 제 1 연결구를 통해 유입된 후 관체와 제 2 연결구를 통해 결합체로 공급되는 질소가스의 온도를 검출하여 전력공급장치에 온도검출신호로 제공하는 온도센서;로 구성하여, 반도체 및 LCD 생산 설비의 메인터넌스 주기를 늘여 생산성을 향상시킬 수 있고, 또 설치 및 운영이 쉽고 간편함은 물론, 소비전력을 대폭 낮출 수 있어 유지관리비 및 생산원가를 대폭 절감시킬 수 있고, 또한 과열로 인한 화재 및 폭발 등의 위험성으로부터 완벽히 벗어 날 수 있도록 한 것이다.

Description

반도체 및 엘씨디（ＬＣＤ） 생산 설비용 핫 질소 공급장치{Hot Nitrogen Supply Device for Semiconductor and LCD Production Equipment}

본 고안은 반도체 및 엘씨디(LCD) 생산 설비용 핫 질소 공급장치에 관한 것으로 더욱 상세히는, 반도체 및 LCD(Liquid Crystal Display) 웨이퍼 일관 가공 라인(FAB : Fabrication)의 화학기상 증착법인 저온증착(CVD), 식각(ETCH), 확산 (DIFF), 박막(T/F : Thin Film)공정에 사용되어지는 설비에서 여러가지 가스를 사용하여 생산 프로세서를 수행할시 여기에서 배출되는 화학 생성물(By products)의 성분 중에 파우다(Powder)형태나 액체(Liquid)성 물질들의 2차 반응으로 위험한 물질로 재결합 및 배출 배관이나 밸브, 펌프 등에 막힘현상 및 동작불량을 막기 위하여 뜨거운 질소(N2)를 배출 배관, 밸브 및 펌프 내에 직접 계속적으로 투입하여 생산설비 중단현상을 감소시켜 생산성을 높이고, 폭발 등과 같은 위험성을 제거할 수 있도록 고안한 것이다.

일반적으로 반도체 및 LCD 생산 설비상에서 전술한 제반 사항을 방지하기 위해 사용되고 있는 방법은 자켓 히터(JACKET HEATER) 방식인데, 이는 오직 배출 배관에만 사용되어지며, 그 구성은 전체 배관을 히터로 감싸서 배관의 온도를 따뜻하게 해주는 형태를 갖는다.

이와같은 자켓 히터는 전체 배관을 히터로 감싸서 배관온도를 데워주는 구성으로 되어 있으므로, 불필요한 전력 낭비를 가져와 생산원가의 상승으로 이어지고, 또 히터의 과열 등과 같은 여러가지 요인의 발생으로 인해 화재의 위험성을 내포하고 있으며, 메인터넌스(Maintenance) 즉, 유지, 보점 및 정비에 따른 불편함이 존재 한다.

또한, 그 부피가 큰 설비에 해당하는 밸브나 펌프 등은 차켓로 전체를 감싸는 것은 불가능하고, 사이로 펌프(CRYO PUMP)의 퍼징(Purging)시 순간적으로 뜨거운 온도를 투입하는 펌프 재생은 불가능한 문제점이 있다.

본 고안은 이와같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 반도체 및 LCD 생산 설비의 메인터넌스 주기를 늘여 생산성을 향상시킬 수 있고, 설치 및 운영이 쉽고 간편하며, 전력소비가 낮추어 유지관리비 및 생산원가를 대폭 절감시킬 수 있고, 또 과열로 인한 화재 및 폭발 등의 위험성으로부터 벗어 날 수 있는 반도체 및 엘씨디(LCD) 생산 설비용 핫 질소 공급장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 본 고안의 목적은, 서로 관통되게 형성된 3방향의 통로 중 그 중앙 통로인 질소 주입구에는 체크밸브를 구비하고 일자형을 갖는 일측 통로는 히터의 고정구에 의해 막혀지며 타측 통로상에는 관체의 일단부가 끼워져 고정 설치되는 형태를 갖는 금속재의 "T"자형 제 1 연결구와;

서로 관통되게 형성된 3방향의 통로 중 그 중앙의 통로에는 상기 관체의 타단부가 끼워져 고정되고 일자형을 갖는 일측 통로는 온도센서에 의해 막혀지며 타측 통로는 결합체에 질소를 공급하기 위한 질소 배출구가 구비된 형태를 갖는 금속재의 "T"자형 제 2 연결구와;

상기 제 1 및 제 2 연결구 사이에 고정 설치되어 히터가 내장된 형태에서 상기 히터와 그의 내측면 사이에 형상된 공간부로 질소가 공급되도록 하는 관체와;

상기 제 1 연결구의 일측 통로상을 통해 관체 내부까지 끼워져 고정구에 의해 상기 제 1 연결구상에 고정되는 형태로 설치되어 전력공급장치로부터 공급되는 전력에 부응하는 열을 발생시켜 질소가스를 가열해 주는 막대형 히터와;

상기 제 2 연결구의 일측부에 고정 설치되어 제 1 연결구를 통해 유입된 후 관체와 제 2 연결구를 통해 결합체로 공급되는 질소가스의 온도를 전기적인 신호로 검출하여 전력공급장치에 온도검출신호로 제공하는 온도센서;로 구성하므로써 달성할 수 있다.

따라서, 반도체 및 LCD 생산 설비의 어떠한 배출 배관이나 밸브 및 펌프 등에도 간단히 설치하여 뜨거운 질소(N2)를 지속적으로 공급할 수 있으므로 반도체 및 LCD 생산 설비의 메인터넌스 주기를 늘여 생산성을 향상시킬 수 있고, 또 설치 및 운영이 쉽고 간편함은 물론, 소비전력을 대폭 낮출 수 있어 유지관리비 및 생산원가를 대폭 절감시킬 수 있고, 또한 과열로 인한 화재 및 폭발 등의 위험성으로부터 완벽히 벗어 날 수 있는 것이다.

도 1은 본 고안 장치의 일 실시예에 따른 평단면도.

도 2는 본 고안 장치의 다른 실시예에 따른 평단면도.

도 3은 본 고안 장치를 반도체 및 LCD 생산 설비의 배출 배관상에 적용시킨 상태의 예시도.

도 4는 본 고안 장치를 3웨이 밸브상에 적용시킨 상태의 예시도.

* 도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1,2 : "T"자형 제 1 및 제 2 연결구 3 : 히터

4 : 관체 5 : 온도센서

6 : 결합체 7 : 전력공급장치

8 : 체크밸브 9 : 바이메탈

10 : 단열재 10a : 외부 케이스

11-13, 21-23 : 통로 31 : 고정구

41 : 스크류형 요홈

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안 장치의 일 실시예에 따른 평단면도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 고안 장치의 다른 실시예에 따른 평단면도를 나타낸 것이며, 도 3은 본 고안 장치를 반도체 및 LCD 생산 설비의 배출 배관상에 적용시킨 상태의 예시도를 나타낸 것이고, 도 4는 본 고안 장치를 3웨이 밸브상에 적용시킨 상태의 예시도를 나타낸 것이다.

이에 따르면, 서로 관통되게 형성된 3방향의 통로(11-13) 중 그 중앙 통로(11)는 질소 주입구로 사용하고, 일자형을 갖는 일측 통로(12)는 히터(3)의 고정구(31)에 의해 막혀지며 타측 통로(13)상에는 관체(4)의 일단부가 끼워져 고정 설치되는 형태를 갖는 금속재의 "T"자형 제 1 연결구(1)와;

서로 관통되게 형성된 3방향의 통로(21-23) 중 그 중앙의 통로(21)에는 상기 관체(4)의 타단부가 끼워져 고정되고 일자형을 갖는 일측 통로(22)는 온도센서(5)에 의해 막혀지며 타측 통로(23)는 결합체(6)에 질소를 공급하기 위한 질소 배출구가 구비된 형태를 갖는 금속재의 "T"자형 제 2 연결구(2)와;

상기 제 1 및 제 2 연결구(1)(2)의 통로(13)(21)에 각각 양단부가 끼워져 고정 설치되는 형태에서 히터(3)가 내장된 형태를 갖고 상기 히터(3)의 외주면과 그의 내측면 사이에 형성된 공간부로 제 1 연결구(1)를 통해 유입되는 질소가 흘러 제 2 연결구(2)측으로 공급되도록 하는 관체(4)와;

상기 제 1 연결구(1)의 일측 통로(12)상을 통해 관체(4) 내부까지 끼워져 고정구(31)를 통해 상기 제 1 연결구(1)상에 고정되는 형태로 설치되어 전력공급장치(7)로부터 공급되는 전력에 부응하는 열을 발생시켜 결합체내로 공급되는 질소가스가 정해진 온도로 가열되도록 하는 막대형 히터(3)와;

상기 제 2 연결구(2)의 일측부에 고정 설치되어 제 1 연결구(1)를 통해 유입된 후 관체(4)와 제 2 연결구(2)를 통해 결합체(6)로 공급되는 질소가스의 온도를 전기적인 신호로 검출하여 상기 전력공급장치(7)에 온도검출신호로 제공하는 온도센서(5)와;

사용자 설정온도 및 현재온도 표시기능을 구비함과 동시에 상기 온도센서의 검출신호와 사용자 설정온도를 상호 비교하여 전력공급기에서 출력되어 상기 히터(3)로 공급되는 전압 및 전류를 제어하는 전력공급장치(7);로 구성한 것을 기본적인 특징으로 한다.

또, 상기 제 1 연결구(1)의 중앙 통로(11)인 질소 주입구상에 관체(4)로 공급된 질소가 역류되는 것을 방지하기 위한 체크밸브(8)를 더 구비시키거나, 상기 관체(4)의 외주면상에 정해진 온도에서 스위칭 동작을 수행하는 바이메탈(9)을 부가 설치하여 상기 전력공급장치(7)에서 출력되어 히터(3)로 공급되는 전원전압을 단속시킬 수 있도록 한 것을 부가적인 특징으로 한다.

또한, 상기 관체(4)와 제 2 연결구(2)의 외주연 전체에 단열재(10)를 소정 두께로 부가 설치하고, 상기 단열재(10)의 외주연에는 외부 케이스(10a)를 부가 설치하거나, 상기 관체(4)의 내주면에 스크류형 요홈(41)을 연이어 형성시켜 관체(4)를 통과하는 질소가스가 와류되는 형태로 흘러 체류시간이 증대되도록 한 것을 또 다른 부가적인 특징으로 한다.

또, 상기에 있어서 결합체(6)는 반도체 및 LCD 생산 설비에 존재하는 각종배출 배관이나 밸브 및 펌프 등을 포함하는데, 상기 결합체(6)가 배출 배관인 경우 그 길이나 배관의 지름 등을 감안하여 본 고안 장치의 설치 갯수를 결정하면 된다.

이와같이 구성된 본 고안 장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 고안은 두개의 "T"자형 연결구 즉, "T"자형의 제 1 및 제 2 연결구(1)(2) 사이에 관체(4)를 설치하고 이 관체(4)의 내부에는 제 1 연결구(1)에 고정 설치된 히터(3)가 내장되도록 하며, 상기 제 2 연결구(2)의 일측 통로(22)상에는 온도센서(5)를 설치하고, 상기 히터(3)는 온도센서(5)의 검출온도의 제어를 받는 전력공급장치(7)에서 전원전압이 공급되도록 한 것으로, 이와같은 본 고안 장치는 반도체 및 LCD 생산 설비에 존재하는 각종 배출 배관이나 밸브 및 펌프 등에 필요한 갯수 만큼 설치하여 사용하면 된다.

이때, 상기 제 1 및 제 2 연결구(2)는 3방향으로 연결되는 통로(즉, "T"자형 통로)를 구비한 것으로, 상기 제 1 연결구(1)의 일측 통로(12)에는 히터(3)의 고정구(31)에 의해 막혀지고, 타측 통로(13)상에는 관체(4)의 일단부가 끼워져 고정 설치되며, 그 중앙 통로(11)는 가스 주입구로 사용되되, 필요에 따라서는 주입가스 즉, 질소가스의 역류를 방지하기 위해 체크밸브(8)가 설치된다.

또, 제 2 연결구(2)의 중앙의 통로(21)에는 상기 관체(4)의 타단부가 끼워져 고정되고 일자형을 갖는 일측 통로(22)는 온도센서(5)가 설치되어 막혀지며, 타측 통로(23)는 반도체 및 LCD 생산 설비에 존재하는 각종 배출 배관이나 밸브 및 펌프 등과 같은 결합체(6)가 직접 결합되어져 질소가스가 결합체에 직접 공급될 수 있도록 하는 질소 배출구로 사용되어 진다.

또한, 관체(4)는 상기 제 1 및 제 2 연결구(1)(2)의 통로(13)(21)에 각각 양단부가 끼워져 고정될 수 있는 지름을 갖는 것으로, 그 내부에는 상가 제 1 연결구(1)에 고정된 히터(3)가 내장되는 형태로 설치하되, 상기 히터(3)의 외주면과 그의 내측면 사이에는 틈새 즉, 공간부가 형성되도록 하여 상기 제 1 연결구(1)를 통해 유입되는 질소가 이 공간부를 통해 흐르면서 히터(3)의 발열량에 부응하여 가열된 상태에서 제 2 연결구(2)를 통해 결합체(6)내로 공굽되도록 하였다.

한편, 히터(3)는 상기 관체(4)의 내부에 삽입되는 형태로 설치할 수 있는 막대 형상을 갖는 것으로, 상기 제 1 연결구(1)의 일측 통로(12)상을 통해 관체(4) 내부까지 끼워져 고정구(31)를 통해 상기 제 1 연결구(1)상에 고정되는 형태로 설치된다.

이때, 상기 히터(3)는 사용자 설정온도 및 현재온도 표시기능을 구비함과 동시에 상기 온도센서(5)의 검출신호와 사용자에 의해 설정된 온도를 상호 비교하여 전력공급기에서 출력되는 전압 및 전류를 제어할 수 있는 기능을 가진 전력공급장치(7)로부터 공급되는 전력에 부응하는 열을 발생시켜 결합체(6)내로 공급되는 질소가스가 정해진 온도로 가열되도록 하는 기능을 수행하게 된다.

또한, 온도센서(5)는 상기 제 2 연결구(2)의 일측부에 고정 설치되어 제 1 연결구(1)를 통해 유입된 후 관체(4)와 제 2 연결구(2)를 통해 결합체(6)로 공급되는 질소가스의 온도를 전기적인 신호로 검출하여 상기 전력공급장치(7)에 온도검출신호로 제공하는 기능을 수행하게 된다.

따라서, 본 고안 장치를 도 3과 같이 반도체 및 LCD 생산 설비의 배출 배관상에 수군데 설치하거나, 도 4와 같이 3웨이 밸브상에 설치하게 되면 소정온도로 가열된 질소가스를 결합체(6)내로 지속적으로 공급할 수 있으므로 반도체 및 LCD 생상 프로세서를 수행할시 배출되는 화학 생성물의 성분 중에 파우다 형태나 액체성 물질들의 2차 반응으로 위험한 물질로 재결합 및 배출 배관이나 밸브, 펌프 등에 막힘으로 인한 동작불량을 막을 수 있어 생산설비 중단현상을 감소시킬 수 있으므로 생산성을 높일 수 있음은 물론 폭발 등과 같은 위험성을 제거할 수 있는 것이다.

한편, 상기 제 1 연결구(1)의 중앙 통로(11)인 질소 주입구상에 질소 공급장치를 그데로 연결할 경우 결합체(6)와 질소 공급장치의 압력차로 인해 질소 및 다른 가스가 역류될 우려가 있으므로, 전술과 같이 이 통로(11)상에 체크밸브(8)를 더 구비시키면 이를 방지할 수 있다.

또한, 상기 히터(3)에 공급되는 전원전압을 전술한 바와 같이 온도센서(5)에서 검출하여 전력공급장치(7)에서 이 검출 온도에 부응하여 제어할 수도 있으나, 이 경우 사용자가 부주의로 화제등이 발생될 수 있을 정도로 설정온도를 매우 높게 설정하였을 경우 관체(4)의 온도에 부응한 제어 즉, 화제 방지 제어를 실시함에 있어 무리가 있으므로, 상기 관체(4)의 외주면상에 정해진 온도에서 스위칭 동작을 수행하는 바이메탈(9)을 부가 설치하면 더욱 좋다.

즉, 상기 전력공급장치(7)에서 출력되어 히터(3)로 공급되는 전원전압을 바이메탈(9)을 통해 관체(4)의 실제온도를 검출하여 단속시킬 수 있으므로 화제나 폭발과 같은 위험성을 방지할 수 있다.

또, 상기 관체(4)나 제 2 연결구(2)를 그데로 둘 경우 이들을 통해 내부열기가 방출될 우려가 있어 질소가스를 설정온도로 유지시킬 수 없음은 물론, 불필요한 전력낭비를 가져오고, 인체에 접촉시 화상을 입을 우려가 있으며, 또 인화물과 접촉시 화제로 이어질 우려등이 있으므로, 상기 관체(4)와 제 2 연결구(2)의 외주연 전체에 단열재(10)를 소정 두께로 부가 설치면 더 좋다.

뿐만 아니라, 상기 단열재(10)를 그데로 둘 경우 외관상 미려하지 못하고 단열제의 고정이 용이하지 못하므로, 상기 단열재(10)의 외주연에는 외부 케이스(10a)를 부가 설치는 것이 좋다.

한편, 상기 관체(4)의 내면이 일직선을 가질 경우 질소가스의 유속이 질소가스 공급장치의 압력에 부응한 속도를 가지므로 빠른 유출로 인해 히터(3)에서 방출되는 열에 의해 설정온도에 이르기 힘들 우려기 있다.

따라서, 본 고안의 다른 실시예에서는 상기 관체(4)의 내주면에 스크류형 요홈(41)을 연이어 형성시켜 주므로써, 상기 관체(4)를 통과하는 질소가스가 와류되는 형태로 흘러 체류시간이 증대되므로 히터(3)에서 발생되는 열기를 질소가스에 충분히 전달할 수 있어 원하는 온도를 갖는 질소가스를 결합체(6)에 정확히 주입시킬 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 의하면, 반도체 및 LCD 생산 설비의 어떠한 배출 배관이나 밸브 및 펌프 등에도 필요한 갯수 만큼 간단히 연결시켜 뜨거운 질소(N2)를 지속적으로 공급할 수 있으므로, 첫째 반도체 및 LCD 생산 설비의 메인터넌스 주기를 늘여 생산성을 향상시킬 수 있고, 둘째 설치 및 운영이 쉽고 간편하며, 셋째 소비전력을 대폭 낮출 수 있어 유지관리비 및 생산원가를 대폭 절감시킬 수 있고, 다섯째 과열로 인한 화재 및 폭발 등의 위험성으로부터 완벽히 벗어 날 수 있는 등의 잇점이 있다.

Claims (6)

1. 서로 관통되게 형성된 3방향의 통로(11-13) 중 그 중앙 통로(11)는 질소 주입구로 사용하고, 일자형을 갖는 일측 통로(12)는 히터(3)의 고정구(31)에 의해 막혀지며 타측 통로(13)상에는 관체(4)의 일단부가 끼워져 고정 설치되는 형태를 갖는 금속재의 "T"자형 제 1 연결구(1)와;

   서로 관통되게 형성된 3방향의 통로(21-23) 중 그 중앙의 통로(21)에는 상기 관체(4)의 타단부가 끼워져 고정되고 일자형을 갖는 일측 통로(22)는 온도센서(5)에 의해 막혀지며 타측 통로(23)는 결합체(6)에 질소를 공급하기 위한 질소 배출구가 구비된 형태를 갖는 금속재의 "T"자형 제 2 연결구(2)와;

   상기 제 1 및 제 2 연결구(1)(2)의 통로(13)(21)에 각각 양단부가 끼워져 고정 설치되는 형태에서 히터(3)가 내장된 형태를 갖고 상기 히터(3)의 외주면과 그의 내측면 사이에 형성된 공간부로 제 1 연결구(1)를 통해 유입되는 질소가 흘러 제 2 연결구(2)측으로 공급되도록 하는 관체(4)와;

   상기 제 1 연결구(1)의 일측 통로(12)상을 통해 관체(4) 내부까지 끼워져 고정구(31)를 통해 상기 제 1 연결구(1)상에 고정되는 형태로 설치되어 전력공급장치(7)로부터 공급되는 전력에 부응하는 열을 발생시켜 결합체내로 공급되는 질소가스가 정해진 온도로 가열되도록 하는 막대형 히터(3)와;

   상기 제 2 연결구(2)의 일측부에 고정 설치되어 제 1 연결구(1)를 통해 유입된 후 관체(4)와 제 2 연결구(2)를 통해 결합체(6)로 공급되는 질소가스의 온도를전기적인 신호로 검출하여 상기 전력공급장치(7)에 온도검출신호로 제공하는 온도센서(5)와;

   사용자 설정온도 및 현재온도 표시기능을 구비함과 동시에 상기 온도센서의 검출신호와 사용자 설정온도를 상호 비교하여 전력공급기에서 출력되어 상기 히터(3)로 공급되는 전압 및 전류를 제어하는 전력공급장치(7);로 구성한 것을 특징으로 하는 반도체 및 엘씨디(LCD) 생산 설비용 핫 질소 공급장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 제 1 연결구(1)의 중앙 통로(11)인 질소 주입구상에 관체(4)로 공급된 질소가 역류되는 것을 방지하기 위한 체크밸브(8)를 더 구비시킨 것을 특징으로 하는 반도체 및 엘씨디(LCD) 생산 설비용 핫 질소 공급장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 관체(4)의 외주면상에 정해진 온도에서 스위칭 동작을 수행하는 바이메탈(9)을 부가 설치하여 상기 전력공급장치(7)에서 출력되어 히터(3)로 공급되는 전원전압을 단속시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 반도체 및 엘씨디(LCD) 생산 설비용 핫 질소 공급장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 관체(4)와 제 2 연결구(2)의 외주연 전체에 단열재(10)를 소정 두께로 부가 설치하고, 상기 단열재(10)의 외주연에는 외부 케이스(10a)를 부가 설치한 것을 특징으로 하는 반도체 및 엘씨디(LCD) 생산 설비용 핫 질소 공급장치.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 관체(4)의 내주면에 스크류형 요홈(41)을 연이어 형성시켜 관체(4)를 통과하는 질소가스가 와류되는 형태로 흘러 체류시간이 증대되도록 한 것을 특징으로 하는 반도체 및 엘씨디(LCD) 생산 설비용 핫 질소 공급장치.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 결합체(6)는 반도체 및 LCD 생산 설비에 존재하는 각종 배출 배관이나 밸브 및 펌프 등을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 및 엘씨디(LCD) 생산 설비용 핫 질소 공급장치.