KR200486601Y1 - 반도체 제조 설비용 이중 주름 배관장치 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 반도체 공정 중의 발생되는 가스의 이송을 위한 이중 주름 배관장치에 관한 것으로서, 제1배관(110)과; 상기 제1배관(110)과 동일한 직경을 갖는 제2배관(120)과; 상기 제1배관(110)과 상기 제2배관(120)의 선단 테두리를 따라서 양단 개구부가 용접 고정되는 인너 주름관(130)과; 상기 인너 주름관(130)의 바깥에 배치되어 상기 제1배관(110)과 상기 제2배관(120)의 선단 테두리를 따라서 양단 개구부가 용접 고정되는 아웃터 주름관(140)과; 상기 제1배관(110) 또는 상기 제2배관(120)을 감싸도록 마련된 히팅챔버(150)를 포함한다.

Description

반도체 제조 설비용 이중 주름 배관장치{Double bellows piping device for semiconductor facilities}
본 고안은 반도체 제조용 챔버에 연결 설치되어 챔버의 공정 중에 발생되는 가스의 수송을 위한 주름 배관장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 제조장비는 각 공정 별로 마련된 챔버 내에서 공정이 이루어지며, 공정이 완료된 후에 부산물은 진공펌프에 의해 챔버 바깥으로 배출이 이루어져 스크러버 등을 통해 처리가 이루어진다.
도 1을 참고하면, 일반적으로 공정이 이루어지는 챔버(10)는 진공펌프(20)와 스크러버(30)가 연결되며, 챔버(10) 내부에서 증착에 이용된 여러 종류의 반응가스(부산물)는 진공펌프(20)에 의해 흡입이 이루어져 스크러버(30)로 전달되어 처리가 이루어진다. 한편 챔버(10)와 진공펌프(20)는 배관과 종단 이음관과의 상대적인 축 방향의 움직임을 허용하면서 밀폐성을 확보하기 위하여 주름관(40)이 사용된다.
이러한 주름관(40)은 챔버(10)에서 발생된 부산물들이 일부가 내벽에 누적되고 시간이 지남에 따라서 부식이 발생되어 주름관의 손상이 발생되며, 손상된 주름관을 통해 가스가 누출되는 문제가 발생될 수 있다.
공개특허공보 제10-2009-006019호(공개일자: 2009.06.11.)
본 고안은 이러한 종래기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 반도체 제조용 챔버에 연결 설치되어 챔버의 공정 중에 발생되는 가스의 수송을 위한 이중의 주름 배관장치를 제공하고자 하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 이중 주름 배관장치는, 반도체 공정 중의 발생되는 가스의 이송을 위한 것으로서, 제1배관과; 상기 제1배관과 동일한 직경을 갖는 제2배관과; 상기 제1배관과 상기 제2배관의 선단 테두리를 따라서 양단 개구부가 용접 고정되는 인너 주름관과; 상기 인너 주름관의 바깥에 배치되어 상기 제1배관과 상기 제2배관의 선단 테두리를 따라서 양단 개구부가 용접 고정되는 아웃터 주름관과; 상기 제1배관을 감싸도록 마련된 히팅챔버를 포함한다.
바람직하게는, 상기 제1배관과 상기 제2배관은 서로 두께가 동일하고 상기 인너 주름관과 상기 아웃터 주름관의 높이 보다는 적어도 동일하거나 더 두꺼운 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 히팅챔버는 전원 공급에 의해 발열이 이루어지는 발열체이다.
바람직하게는, 상기 히팅챔버는 캐리어 가스가 공급되는 가스 입력포트가 마련되며, 상기 제1배관은 축방향에 대해 경사각을 갖고 상기 히팅챔버 내부와 연통되도록 관통 형성된 캐리어 가스 주입공이 형성된다.
바람직하게는, 상기 제1배관, 상기 인너 주름관 및 상기 아웃터 주름관은 용접 고정되어 하나의 용접 비드만을 갖는다.
본 고안에 따른 이중 주름 배관장치는, 제1배관, 제1배관과 동일한 직경을 갖는 제2배관과, 제1배관과 제2배관의 선단 테두리를 따라서 양단 개구부가 용접 고정되는 인너 주름관과, 인너 주름관의 바깥에 배치되어 제1배관과 제2배관의 선단 테두리를 따라서 양단 개구부가 용접 고정되는 아웃터 주름관과, 제1배관 또는 2배관을 감싸도록 마련된 히팅챔버를 포함하여, 부산물이 주름관 내벽에 고착되는 것을 방지하고 부산물의 유출에 의한 사고를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 고안은 히팅챔버를 통해 제1배관 내에 캐리어 가스를 주입하여 부산물 가스가 배출 방향으로 배출 흐름을 유도할 수 있도록 마련됨으로써 공정챔버의 운전 조건에 따라서 배관 내에 충분한 부산물의 배출 흐름이 발생되지 못하는 경우에도 효과적으로 부산물 가스의 배출이 이루어질 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 반도체 제조 공정을 위한 챔버와 그 주변 구성을 보여주는 구성도,
도 2는 본 고안에 따른 이중 주름 배관장치의 사시도,
도 3은 본 고안에 따른 이중 주름 배관장치의 단면 구성도,
도 4는 본 고안에 따른 이중 주름 배관장치에 있어서, 제1배관과 이중 주름관의 다른 조립예를 보여주는 도면.
본 고안의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 고안의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 고안의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 고안의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 고안에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 고안의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.
어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 또는 "직접 접촉되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는"등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 고안을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함한다" 또는 "가지다"등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 고안의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 고안에 따른 이중 주름 배관장치의 사시도이며, 도 3은 본 고안에 따른 이중 주름 배관장치의 단면 구성도이다.
도 2를 참고하면, 본 고안에 따른 이중 주름 배관장치는, 제1배관(110), 제1배관(110)과 동일한 직경을 갖는 제2배관(120), 제1배관(110)과 제2배관(120)의 선단 테두리를 따라서 양단 개구부가 용접 고정되는 인너 주름관(130), 인너 주름관(130)의 바깥에 배치되어 제1배관(110)과 제2배관(120)의 선단 테두리를 따라서 양단 개구부가 용접 고정되는 아웃터 주름관(140), 제1배관(110) 또는 제2배관(120)을 감싸도록 마련된 히팅챔버(150)를 포함한다.
바람직하게는, 제1배관(110)과 제2배관(120)는 서로 동일한 직경을 가지며, 각각 플랜지(111)(121)가 마련되어 진공펌프 또는 스크러버 등의 반도체 장비와 연결된다.
인너 주름관(130)과 아웃터 주름관(140)은 양단 개구부가 각각 제1배관(110)과 제2배관(120) 선단의 테두리와 용접되어 고정된다.
인너 주름관(130)은 아웃터 주름관(140)의 내측에 배치 가능하도록 직경이 작은 것을 제외하고 아웃터 주름관(140)과 동일한 피치와 높이(d2=d3)를 갖는다.
또한 제1배관(110)과 제2배관(120)의 두께(d1)는 인너 주름관(130)과 아웃터 주름관(140)의 높이(d2,d3) 보다는 적어도 동일하거나 더 두껍게 마련된다.
각 주름관(130)(140)는 스테인리스 또는 인코넬이 사용될 수 있으며, 내측 면에는 부식을 방지하기 위한 무기질 코팅층이 형성될 수 있다.
도 3에 예시된 것과 같이, 바람직하게는, 각 주름관(130)(140)은 고리형(anuular) 형상의 동일한 위상을 갖고 각 배관(110)(120)에 용접 고정이 이루어질 수 있으며, 더욱 바람직하게는, 각 배관(110)(120)과 용접 조립이 이루어지는 주름관(130)(140)의 선단부는 파형의 중심(C)일 수 있다. 이와 같이 구성된 이중 주름관(130)(140)는 서로 간섭이 발생되지 않으면서도 유연성을 확보할 수 있다.
주름관(130)(140)의 조립과정을 설명하면, 먼저 인너 주름관(130)을 각 배관(110)(120)의 선단 하측에 용접(w1)이 이루어지며, 이때 인너 주름관(130)과 각 배관(110)(120)의 용접은 배관(110)(120)의 내측 및/또는 외측에서 용접(w1)이 이루어질 수 있다. 다음으로, 인너 주름관(130)의 조립이 완료된 후에 아웃터 주름관(140)을 각 배관(110)(120)의 선단 상측에서 배관(110)(120)의 외측에서 용접(W2)이 이루어진다.
바람직하게는, 아웃터 주름관(140)은 대략 반원형 형상을 갖는 제1아웃터 주름관(141)과 제2아웃터 주름관(142)으로 구성되며, 제1아웃터 주름관(141)과 제2아웃터 주름관(142)을 가조립한 후에 용접에 의해 일체로 조립이 이루어질 수 있다.
히팅챔버(150)는 제1배관(110) 또는 제2배관(120)을 감싸도록 마련되어 발열이 이루어져 배관 내부를 고온으로 유지함으로써 배관을 따라 이동하는 부산물이 배관 내부에 고착되는 것을 방지할 수 있다.
바람직하게는, 히팅챔버(150)가 구비된 제1배관(110)이 공정챔버에 조립됨으로써, 공정챔버에서 배출된 부산물은 제1배관(110)을 경유하면서 가열되어 고온 상태에서 이중 주름관(130)(140)을 통과하도록 하여 인너 주름관(130) 내벽에 부산물이 고착되는 것을 억제할 수 있다.
히팅챔버(150)는 발열수단에 의해 발열이 이루어져 제1배관(110)을 가열하게 되며, 본 실시예에서 발열수단은 히팅챔버(150)에 내부에 배치되어 전원 공급에 의해 발열이 이루어지는 발열체(152)을 보여주고 있다.
바람직하게는, 히팅챔버(150)는 캐리어 가스(151)가 공급되는 가스 입력포트(15)가 마련되며, 히팅챔버(150)와 인접된 제1배관(110)은 캐리어 가스가 내부로 주입 가능하도록 관통 캐리어 가스 주입공(112)가 형성될 수 있다.
캐리어 가스 주입공(112)은 제1배관(110)의 축방향에 대해 소정의 경사각(θ)을 갖도록 마련되며, 제1배관(110)을 따라서 이동하게 되는 부산물 가스는 제1배관(110) 내부로 주입된 캐리어 가스에 의해 배출 방향의 원활한 흐름이 유도될 수 있다.
제1배관(110) 내에 공급되는 캐리어 가스는 제1배관(110)을 따라 흐르는 부산물 가스의 흐름을 유도할 수 있는 정도이면 족하며, 따라서 과다하게 캐리어 가스가 제1배관(110) 내부로 공급되는 것을 방지하기 위하여 히팅챔버(150)는 제1배관(110)과 인접하여 일측에 통기공(153a)이 형성된 격판(153)이 구비될 수 있으며, 제1배관(110)과 격판(153) 사이의 거리를 좁게 함으로써 그 사이를 따라 흐르게 되는 캐리어 가스의 흐름량을 적정 수준 이하가 되도록 하여 캐리어 가스 주입공(112)을 통해 과다하게 캐리어 가스가 주입되는 것을 방지할 수 있다.
캐리어 가스 주입공(112)과 통기공(153a)은 서로 멀리 떨어 위치하여 캐리어 가스 주입공(112)까지 이동하는 캐리어 가스의 이동경로는 길게 하는 것이 바람직할 것이다.
캐리어 가스로는 부산물 가스의 이동을 유도하면서도 부산물 가스와 반응하지 않는 질소, 아르곤, 헬륨 등의 불활성 가스가 사용될 수 있다.
이와 같이 제1배관(110) 내부로 공급되는 캐리어 가스는 공정챔버의 운전 조건(제1배관 내부의 자체 배출 압력 등)에 따라서 제1배관(110) 내에 충분한 부산물의 배출 흐름이 발생되지 못하는 경우에 효과적으로 부산물 가스의 원활한 배출 흐름을 유도할 수 있다.
도 4는 본 고안에 따른 이중 주름 배관장치에 있어서, 제1배관(210)과 이중 주름관(230)(240)의 다른 조립예를 보여주는 도면이다.
도 4를 참고하면, 본 실시예에서 제1배관(210)은 조립 선단에 단차를 갖는 수평 안착부(211)와, 이 수평 안착부(211)에서 경사를 갖고 연장되는 경사 안착부(212)가 마련되며, 인너 주름관(230)과 아웃터 주름관(240)은 각각 수평 안착부(211)와 경사 안착부(212)와 접하도록 제1안착돌기(231)와 제2안착돌기(241)가 마련된다. 따라서 이중 주름관(230)(240)의 각 안착돌기(231)(241)가 수평 안착부(211)와 경사 안착부(212)에 안착 위치한 상태에서 제1배관(210)과 용접(w3)이 이루어져 한번의 용접 작업 만으로 제1배관(210)과 이중 주름관(230)(240)의 용접 조립이 가능하다.
참고로, 앞서 실시예(도 3 참고)에서 제1배관(110)와 이중 주름관(130)(140)은 용접 조립 후에 용접 부위가 두 개의 용접 비드(weld bead)(w1)(w2)를 갖는 반면에, 본 실시예에서 제1배관(210)과 이중 주름관(230)(240)은 하나의 용접 비드(w3)만을 갖는다.
이상에서 설명한 본 고안은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
110, 210 : 제1배관 120 : 제2배관
130, 230 : 인너 주름관 140, 240 : 아웃터 주름관
150 : 히팅챔버 151 : 게이지포트
152 : 발열체

Claims (5)

  1. 반도체 공정 중의 발생되는 가스의 이송을 위한 것으로서,
    제1배관과;
    상기 제1배관과 동일한 직경을 갖는 제2배관과;
    상기 제1배관과 상기 제2배관의 선단 테두리를 따라서 양단 개구부가 용접 고정되는 인너 주름관과;
    상기 인너 주름관의 바깥에 배치되어 상기 제1배관과 상기 제2배관의 선단 테두리를 따라서 양단 개구부가 용접 고정되는 아웃터 주름관과;
    상기 제1배관을 감싸도록 마련된 히팅챔버를 포함하며,
    상기 제1배관과 상기 제2배관은 각각 선단에 단차를 갖는 수평 안착부와, 상기 수평 안착부에서 경사를 갖고 연장되는 경사 안착부가 마련되고, 상기 인너 주름관과 상기 아웃터 주름관은 각각 상기 수평 안착부와 경사 안착부와 접하도록 제1안착돌기와 제2안착돌기가 마련되어, 상기 제1배관과 상기 제2배관의 양단은 상기 인너 주름관 및 상기 아웃터 주름관과 용접 고정되어 양단 각각에 하나의 용접 비드만을 갖는 것을 특징으로 하는 이중 주름 배관장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1배관과 상기 제2배관은 서로 두께가 동일하고 상기 인너 주름관과 상기 아웃터 주름관의 높이 보다는 적어도 동일하거나 더 두꺼운 것을 특징으로 하는 이중 주름 배관장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 히팅챔버는 전원 공급에 의해 발열이 이루어지는 발열체를 포함하는 이중 주름 배관장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 히팅챔버는 캐리어 가스가 공급되는 가스 입력포트가 마련되며, 상기 제1배관은 축방향에 대해 경사각을 갖고 상기 히팅챔버 내부와 연통되도록 관통 형성된 캐리어 가스 주입공이 형성됨을 특징으로 하는 이중 주름 배관장치.
  5. 삭제
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