KR20100108690A - Flow rate controlling apparatus using gas pressure control in liquid material supplying apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액상원료 공급장치에서의 기체 가압력 조절을 이용한 유량제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화학이나 제약 또는 반도체 등의 생산공정에서 액상의 원료(예를 들어 케미칼)를 기체 압력을 이용하여 공급할 때 기체 공급기의 출력과 원료 용기의 입력 사이에 설치되어 있는 기체 공급용 가압관에 유량 조절기와 기체 압력변화를 전기적인 신호로 검출하는 압력계를 순차적으로 설치하거나, 상기와 같이 기체 공급기의 출력과 원료 용기의 입력 사이에 설치되어 있는 기체 공급용 가압관에는 유량 조절기만 설치하고 공급량 제어밸브를 구비하고 원료 용기의 출구와 프로세서 챔버의 입력 사이에 설치된 원료 공급 관 상에는 원료의 공급 압력변화를 전기적인 신호로 검출하는 압력계를 설치하여, 유량 조절기의 개폐량을 장비 제어부에서 세팅된 압력값과 압력계로부터 검출되는 현재의 압력 값이 같아지도록 제어할 수 있도록 발명한 것이다.The present invention relates to a flow rate control apparatus using gas pressure control in a liquid raw material supply device, and more particularly, using a gas pressure for a liquid raw material (eg, a chemical) in a production process such as chemical, pharmaceutical, or semiconductor. When supplying, a pressure regulator for detecting a gas pressure change with an electric signal is sequentially installed in the gas supply pressure pipe installed between the output of the gas supply and the input of the raw material container, or the output of the gas supply and The gas supply pressurization pipe installed between the inputs of the raw material container is provided with only a flow regulator and is provided with a feed amount control valve. A pressure gauge is installed to detect the signal and the opening and closing amount of the flow controller The current pressure value is detected from the set pressure value and the pressure gauge to the invention so as to control the same.
액상 원료 공급장치는 기본적으로 여러 분야에서 사용되고 있는데, 특히 화학, 제약, 반도체 등 생산공정에서 필요로 하는 원료가 액상인 경우 특별한 목적과 기능을 가진 장치가 개발/제작되어 운영이 되고 있다.Liquid raw material supply device is basically used in various fields, especially when the raw material required in the production process, such as chemical, pharmaceuticals, semiconductors are liquid, a device with a special purpose and function has been developed / manufactured and operated.
예를 들어 반도체 생산공정 중 SOG(Spin On Grass)공정에서 코팅 막의 재료가 되는 액체 원료가 프로세서 챔버의 웨이퍼 상에 공급된 후 웨이퍼는 고속으로 회전하고 공급된 액체 원료는 원심력에 의해 웨이퍼 중앙으로부터 가장자리로 확장해 나아가고 결국 웨이퍼 전체에 얇은 막이 코팅되게 된다.For example, in the spin on grass (SOG) process of the semiconductor production process, the liquid raw material, which is the material of the coating film, is supplied onto the wafer of the processor chamber, and then the wafer rotates at high speed, and the supplied liquid raw material is edged from the center of the wafer by centrifugal force. As a result, a thin film is coated over the entire wafer.
따라서, 생산제품의 품질을 결정짓는 중요한 요소 중 하나가 "정확한 공급량 제어"라 할 수 있는데, 이와 같은 액상 원료의 공급량에 따라 코팅 막의 두께나, 균일도 및 코팅경향 등이 달라지게 될 뿐만 아니라 생산원가도 그 영향을 받게 된다.Therefore, one of the important factors that determine the quality of the product is called "accurate supply control", the thickness of the coating film, the uniformity and the coating tendency, etc., depending on the supply of the liquid raw material, as well as the production cost It is also affected.
종래에 있어서 가압을 이용한 액상 원료(예를 들어 케미칼) 공급장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 원료 용기(2)의 입,출구에는 내부와 외부로 통하는 두 관(4)(5)들이 설치되어 있는데, 그 하나는 기체를 이용하여 압력을 가하는 기체 공급용 가압관(4)이고, 나머지 하나는 가해진 기체 압력에 부응하여 원료 용기(2) 내의 액상 원료가 프로세서 챔버(3) 측으로 이동되는 원료 공급관(5)이다.Conventionally, a liquid raw material (for example, a chemical) supply device using pressure is provided with two
이와 같은 원리로 액상 원료가 이동하기 위해서는 일반적으로 가압관(4)의 내단부는 원료 용기(2) 내 액체 면과 간극(즉, 공간)을 갖게 설치되고, 원료 공급관(5)의 내단부는 액체의 원료 액 내에 잠겨 있어야 한다.In order for the liquid raw material to move on the basis of this principle, the inner end of the pressurizing
상기와 같이 원료 용기 내 액상 최고 면과 접촉하지 않는 가압관(4)을 통해 기체가 가압되고 있는 상태에서 원료 공급관(5)에 설치되어 있는 원료공급밸브(6)가 장비 제어부(1)의 제어를 받고 열리면, 상기 액상 원료 용기(2) 내의 원료 액이 원료 공급관(5)을 통으로 밀려 올라가게 되고, 상기 원료 원료공급밸브(6)가 닫히면 가압이 계속 유지되더라도 공급은 중단된다.As described above, the raw
이와 같이 프로세서 챔버(3)로의 액상 원료공급과 중단은 원료 원료공급밸브(6)의 개폐를 통해 실행되므로 여기서 중요한 것은 "용기 내의 가압력을 얼마나 안정적으로 정확히 유지시킬 수 있는가"에 달려있다 할 수 있다.As such, the supply and interruption of the liquid phase raw material to the
물론, 원료 공급라인 상에 "액체 유량 조절기"를 설치하여 프로세서 챔버(3)로 공급시키는 액체 원료의 량을 정확히 조절할 수도 있으나, 실제로 프로세서 팸버로 공급해야 하는 원료 액 공급시간이 짧을 경우에는 초기 공급패턴(공급량 세팅(setting)치에 대한 초기 응답(response))에 따라 전체 공급량이 일관성 없이 제각각 다를 수 있어 적용이 바람직하지 않다.Of course, it is possible to precisely control the amount of liquid raw material to be supplied to the processor chamber (3) by installing a "liquid flow regulator" on the raw material supply line, but if the raw material liquid supply time to be actually supplied to the processor tube is short, the initial supply Depending on the pattern (initial response to supply setting), the total supply may vary inconsistently and is not preferred.
따라서 종래에는 원료 용기(2)에 공급되는 기체의 정확한 가압력을 유지하기 위하여 도 1과 같이 기체 공급용 가압관(4) 상에 압력조절유니트(100)를 부착하여 사용하고 있는 것이다.Therefore, in the related art, in order to maintain an accurate pressing force of the gas supplied to the
현재 압력조절유니트(100)로는 주로 레귤레이터를 사용하고 있는데, 이와 같은 레귤레이터로는 정확한 가압력 유지가 힘들다는 것이 단점이다. 즉, 일반적인 레귤레이터는 압력조절이 내부 스프링의 탄성으로 이루어지는데, 이와 같은 압력에 의한 스프링의 탄성에 대한 정확성에 한계가 있기 때문에 정밀한 압력제어는 힘들다.Currently, the regulator is mainly used as a
또한, 상기 압력조절유니트(100) 전단에서의 압력 변화에 따라 레귤레이터의 압력이 종속적으로 변화하는 것도 정확한 가압을 불가능하게 하는 요소 중 하나이다.In addition, the pressure of the regulator is dependently changed in accordance with the pressure change in the front end of the
다른 방법으로는, 액상 원료 공급관(5) 상에 정량펌프를 설치하여 매회 정해진 양만큼의 액상 원료를 원료 용기(2)로부터 프로세서 챔버(3) 측으로 공급할 수도 있다.Alternatively, a metering pump may be provided on the liquid raw
따라서, 액체유량조절장치(LFC)의 사용도 고려될 수 있는데, 이것은 원료 액 공급관 상에 액체유량조절기를 설치하여 생산공정장치인 장비 제어부(1)로부터 유량 설정치를 입력받아 유량제어를 직접 제어하는 방식을 채택해야 한다.Therefore, the use of the liquid flow rate control device (LFC) can also be considered, which installs the liquid flow rate regulator on the raw material liquid supply pipe and receives the flow rate set value from the
그러나, 이 방식은 유량제어 초기의 공급패턴(유량 설정치에 대한 response)의 변화가 문제를 일으킬 수 있는데, 도 2는 이와 같은 공급패턴에 따른 변화를 그래프로 나타낸 것이다.However, in this method, a change in the supply pattern (response to the flow rate setting value) at the beginning of the flow control may cause a problem, and FIG.
여기서 파형1은 원료 액 공급시점에서 설정치 도달까지 느리지만 무난한 공급형태를 보이고, 파형2는 설정치까지 빠르지만 설정치 위로 넘어가는 오버슈트(overshoot), 다시 설정치 아래로 내려가는 언더슈트(undershoot)가 발생하는 모습을 보인다.Here,
동일한 제어장치에서 이렇게 다른 패턴을 보일 수 있는 것은 장치 자체의 재연성 문제일 수도 있지만, 원료 액 용기 내의 가압력 변화가 주요인이다. It may be a reproducibility problem of the device itself that this different pattern can be seen in the same control device, but the main force change in the raw material liquid container is the main one.
일반적으로, 도 2의 그래프에서 보자면, 파형1 보다 파형2의 경우가 가압력이 높다고 할 수 있다. In general, in the graph of FIG. 2, it can be said that the
생산공정시간이 길거나, 설정치에 안정된 후에 공정이 진행된다면, 두 가지 파형의 경우에 대한 공정결과가 다르지 않겠으나, 공정시간이 짧거나 원료공급시작점부터 공정이 진행된다면 그 차이는 분명할 것이다. If the process proceeds after a long production time or after settling at a set point, the process results for the two waveforms will not be different, but the difference will be evident if the process is short or if the process proceeds from the starting point of raw material supply.
따라서, 이 방식 또한 적용에 문제가 있다고 할 수 있다Therefore, this method can also be said to have a problem in application.
본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 화학이나 제약 또는 반도체 등의 생산공정에서 사용되는 케미칼 등과 같은 액상의 원료를 프로세서 챔버에 기체 압력을 이용하여 공급할 때 원료 용기의 입력 측에 설치되어 있는 기체 공급용 가압관에 유량 조절기와 압력계를 순차적으로 설치하거나, 상기와 같이 원료 용기의 입력 측에 설치되어 있는 기체 공급용 가압관에는 유량 조절기만 설치하고 원료 용기의 출구와 프로세서 챔버의 입력 사이에 설치된 원료 공급관 상에는 압력계를 설치하여, 유량 조절기의 개폐량을 장비 제어부에서 세팅된 압력값과 압력계로부터 검출되는 현재의 압력 값을 비교하며 제어하되 장비 제어부의 세팅 압력과 압력계의 검출압력이 동일하면 유량 조절기가 자동으로 닫히면서 기체의 공급이 차단되도록 함으로써 액상 원료 용기 내의 정확한 압력제어가 가능하고, 저가이면서 장치가 복잡하지 않으며, 가압력이 동일하더라도 원료 용기의 원료 잔량에 따라 최종 공급되는 원료량이 달라지는데, 이러한 문제에 대비하여 장비 제어부에서 원료 잔량에 따라 가압력을 변경하여 최종 원료공급량을 일정하게 유지시킬 수 있는 액상원료 공급장치에서의 기체 가압력 조절을 이용한 유량제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in order to solve such a conventional problem, the input of the raw material container when supplying a liquid raw material such as chemicals, chemicals, pharmaceuticals, or the like used in the production process such as semiconductor to the processor chamber using gas pressure The flow regulator and the pressure gauge are sequentially installed in the gas supply pressurization pipe installed at the side, or the gas supply pressurization pipe installed at the input side of the raw material container is provided only with the flow regulator, and the outlet and the processor of the raw material container are installed. A pressure gauge is installed on the raw material supply pipe installed between the inputs of the chambers to control the opening / closing amount of the flow controller by comparing the pressure value set in the equipment control unit with the current pressure value detected from the pressure gauge. If the pressures are the same, the flow regulator will close automatically, It is possible to precisely control the pressure in the liquid raw material container by blocking the feed rate, and it is cheap and the device is not complicated. Even if the pressing pressure is the same, the final amount of raw material supplied depends on the remaining amount of raw material in the raw material container. It is an object of the present invention to provide a flow control device using gas pressure control in a liquid raw material supply device which can maintain a constant final raw material supply amount by changing the pressing force according to the remaining amount of raw material.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 장치의 일 실시 예는, 가압력 설정부와 모니터를 구비한 장비 제어부의 출력신호에 부응하는 량 또는 압력의 기체를 원료 용기 내에 공급하고, 원료 용기와 프로세서 챔버 사이의 원료 공급관에 설치되어 있는 원료공급밸브의 개폐량을 제어하여 프로세서 챔버에서 필요로 하는 량의 액상 원료를 공급해 주는 액상원료 공급장치를 구성함에 있어서, 상기 원료 용기의 입력 측에 설치되어 있는 기체 공급용 가압관 상에 유량 조절기와 압력계를 순차적으로 설치하여 상기 유량 조절기로 하여금 장비 제어부에서 전송되어 오는 설정 가압력과 압력계에서 검출되는 현재 원료 용기 내로 공급되는 기체의 가압력을 상호 비교하여 두 값이 상호 일치되게 밸브의 개폐량을 제어하도록 한 것을 특징으로 한다.One embodiment of the present invention for achieving the above object is to supply a gas of the amount or pressure corresponding to the output signal of the equipment control unit having a pressing force setting unit and a monitor in the raw material container, between the raw material container and the processor chamber In the configuration of a liquid raw material supply device for controlling the opening and closing amount of the raw material supply valve installed in the raw material supply pipe to supply the amount of liquid raw material required in the processor chamber, the gas supply provided on the input side of the raw material container The flow regulator and the pressure gauge are sequentially installed on the pressure vessel, so that the flow controller compares the set pressure transmitted from the equipment control unit with the pressure of the gas supplied into the current raw material container detected by the pressure gauge. It is characterized in that to control the opening and closing amount of the valve.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 장치의 다른 실시 예는, 가압력 설정부와 모니터를 구비한 장비 제어부의 출력신호에 부응하는 량 또는 압력의 기체를 원료 용기 내에 공급하고, 원료 용기와 프로세서 챔버 사이의 원료 공급관에 설치되어 있는 원료공급밸브의 개폐량을 제어하여 프로세서 챔버에서 필요로 하는 량의 액상 원료를 공급해 주는 액상원료 공급장치를 구성함에 있어서, 상기 원료 용기의 입력 측에 설치되어 있는 기체 공급용 가압관 상에는 유량 조절기를 설치하고, 원 료 용기와 프로세서 챔버 사이에 설치되어 있는 원료 공급관 상에는 압력계를 설치하여, 상기 유량 조절기로 하여금 장비 제어부에서 전송되어 오는 설정 가압력과 압력계에서 검출되는 원료 공급 압력을 상호 비교하여 두 값이 상호 일치되게 밸브의 개폐량을 제어하도록 한 것을 특징으로 한다.Another embodiment of the present invention for achieving the above object is to supply a gas of the amount or pressure corresponding to the output signal of the equipment control unit having a pressing force setting unit and a monitor in the raw material container, between the raw material container and the processor chamber In the configuration of a liquid raw material supply device for controlling the opening and closing amount of the raw material supply valve installed in the raw material supply pipe to supply the amount of liquid raw material required in the processor chamber, the gas supply provided on the input side of the raw material container A pressure regulator is installed on the pressure vessel for the pressure supply, and a pressure gauge is installed on the raw material supply pipe installed between the raw material container and the processor chamber, so that the flow regulator adjusts the set pressing force transmitted from the equipment control unit and the raw material supply pressure detected by the pressure gauge. Control the valve opening and closing values so that the two values coincide with each other It is characterized by that.
또, 상기 기체 공급용 가압관에 설치되어 있는 유량 조절기의 후단에는 바이패스 밸브를 부가 설치하여, 유량 조절기가 닫혀져 있는 상태에서 원료 용기 내의 압력이 설정 가압력보다 높을 경우 원료 용기 내의 기체를 외부로 바이패스시켜 원료 용기 내의 압력을 설정 가압력까지 자연 감압시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.In addition, a bypass valve is installed at the rear end of the flow regulator installed in the gas supply pressurizing tube, and when the pressure in the raw material container is higher than the set pressure when the flow regulator is closed, the gas in the raw material container is bypassed. It is characterized in that the pressure in the raw material container can be naturally reduced to a set pressing force by passing.
이때, 상기 유량 조절기는 장비 제어부로부터 아날로그 신호로 전송되어 오는 설정 가압력을 디지털 신호로 변환시켜 주는 제 1 A/D 변환기와; 상기 압력계를 통해 아날로그 신호로 실시간 검출되는 현재 기체 가압력 또는 현재 원료 공급압력 신호를 디지털 신호로 변환시켜 주는 제 2 A/D 변환기와; 상기 제 1 및 제 2 A/D 변환기에서 각각 디지털 신호로 출력되는 설정 가압력과 현재 기체 가압력 또는 설정 가압력과 현재 원료 공급압력을 상호 비교하여 그 결과를 제어부로 출력해 주는 비교기와; 상기 비교기의 출력신호를 입력받아 그 차에 대응하는 밸브 개도량을 산출하는 제어부와; 상기 제어부의 출력신호에 부응하여 밸브의 개도 량 제어를 직접적으로 실시하는 밸브 구동부와; 상기 밸브 구동부의 구동력에 부응하여 개폐되며 기체의 공급량을 제어하는 밸브;로 이루어진 것을 특징으로 한다.In this case, the flow regulator includes a first A / D converter for converting the set pressure transmitted from the equipment control unit as an analog signal to a digital signal; A second A / D converter for converting a current gas pressing force or a current raw material supply pressure signal detected in real time as an analog signal through the pressure gauge into a digital signal; A comparator for comparing the set pressurization force and the present gas pressurization force or the set pressurization force and the current raw material supply pressure which are output as digital signals from the first and second A / D converters, respectively, and output the result to the controller; A control unit which receives an output signal of the comparator and calculates a valve opening amount corresponding to the difference; A valve driver for directly controlling the opening amount of the valve in response to an output signal of the controller; And a valve that opens and closes in response to a driving force of the valve driving unit and controls a supply amount of gas.
또한, 상기 장비 제어부의 내부 또는 외부에는 아날로그신호를 디지털 신호 로 변환하는 제 3 및 제 4 A/D 변환기를 각각 부가 설치하여 기체 공급용 가압관에 설치되어 있는 압력계 또는 원료 공급관에 설치되어 있는 압력계로부터 각각 검출되는 기체 가압력 또는 원료 공급 압력이 장비 제어부에 실시간으로 전달될 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.In addition, a pressure gauge installed in a gas supply pressure pipe or a pressure gauge installed in a gas supply pressurizing pipe is installed in each of the third and fourth A / D converters for converting an analog signal into a digital signal inside or outside of the equipment control unit. It is characterized in that the gas pressing force or the raw material supply pressure detected from each to be delivered in real time to the equipment control unit.
또, 상기 장비 제어부는 각각의 압력계를 통해 기체 가압력 또는 원료 공급 압력을 실시간으로 입력받아 이를 모니터상에 표시하거나, 또는 자체내의 기억부에 계속해서 축적 저장하여 파일화하는 기능을 더 수행하는 것을 특징으로 한다.In addition, the equipment control unit receives the gas pressure or raw material supply pressure in real time through the respective pressure gauge, or displays it on the monitor, or further accumulates and stores the file in the storage unit in its own, characterized in that further performing the function. It is done.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 장치에 의하면, 화학이나 제약 또는 반도체 등의 생산공정에서 사용되는 케미칼 등과 같은 액상의 원료를 기체 압력을 이용하여 프로세서 챔버 등과 같은 장비에 공급하는 액상 원료 공급장치를 구성함에 있어서, 원료 용기의 입력 측에 설치되어 있는 기체 공급용 가압관에 유량 조절기와 압력계를 순차적으로 설치하거나, 상기와 같이 원료 용기의 입력 측에 설치되어 있는 기체 공급용 가압관에는 유량 조절기만 설치하고 원료 용기의 출구와 프로세서 챔버의 입력 사이에 설치된 원료 공급관 상에는 압력계를 설치하여, 유량 조절기의 개폐량을 장비 제어부에서 세팅된 압력값과 압력계로부터 검출되는 현재의 압력 값을 비교하며 제어하되 장비 제어부의 세팅 압력과 압력계의 검출압력이 동일하면 유량 조절기가 자동으로 닫히면서 기체의 공급이 차단되도록 함으로써 첫째 액상 원료 용기 내의 정확한 압력제어가 가능하고, 둘째 저가이면서 장치가 복잡하 지 않으며, 셋째 가압력이 동일하더라도 원료 용기의 원료 잔량에 따라 최종 공급되는 원료량이 달라지는데, 이러한 문제에 대비하여 장비 제어부에서 원료 잔량에 따라 가압력을 변경하여 최종 원료공급량을 일정하게 유지시킬 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다. As described above, according to the present invention, a liquid raw material supply apparatus for supplying a liquid raw material such as a chemical used in a chemical, pharmaceutical, or semiconductor production process to a device such as a processor chamber using gas pressure is provided. In this case, the flow regulator and the pressure gauge are sequentially installed in the gas supply pressurization tube installed on the input side of the raw material container, or the flow regulator is provided only in the gas supply pressurization tube installed on the input side of the raw material container. A pressure gauge is installed on the raw material supply pipe installed between the outlet of the raw material container and the input of the processor chamber to control the opening and closing amount of the flow controller by comparing the pressure value set in the equipment control unit with the current pressure value detected from the pressure gauge. If the set pressure is equal to the detected pressure of the pressure gauge, By automatically closing the gas supply to shut off, first, accurate pressure control in the liquid raw material container is possible, secondly, the device is inexpensive and not complicated. In order to prepare for such a problem, the equipment control unit is a very useful invention such that the final raw material supply can be kept constant by changing the pressing force according to the remaining amount of raw material.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명 장치의 일 실시 예에 따른 구성도를 나타낸 것이고, 도 4는 본 발명 장치의 다른 실시 예에 따른 구성도를 나타낸 것이다.Figure 3 shows a block diagram according to an embodiment of the present invention, Figure 4 shows a block diagram according to another embodiment of the device.
이에 따르면 본 발명의 일 실시 예는, 사용자가 임의의 기체 가압력을 설정할 수 있도록 하는 가압력 설정부(12)와 각종 운영정보 등이 표시되는 모니터(11)를 구비한 장비 제어부(1)의 출력신호에 부응하는 량 또는 압력의 기체를 원료 용기(2) 내에 공급하고, 원료 용기(2)와 프로세서 챔버(3) 사이의 원료 공급관(5)에 설치되어 있는 원료공급밸브(6)의 개폐량을 제어하여 프로세서 챔버(3)에서 필요로 하는 량의 액상 원료를 공급해 주는 액상원료 공급장치를 구성함에 있어서,Accordingly, an embodiment of the present invention, the output signal of the
상기 원료 용기(2)의 입력 측에 설치되어 있는 기체 공급용 가압관(4) 상에 유량 조절기(7)와 압력계(8)를 순차적으로 설치하여, 상기 유량 조절기(7)로 하여금 장비 제어부(1)에서 전송되어 오는 설정 가압력과 압력계(8)에서 검출되는 현재 원료 용기(2) 내로 공급되는 기체의 가압력을 상호 비교하여 두 값이 상호 일치되 게 밸브(76)의 개폐량을 제어하도록 한 것을 특징으로 한다.The
또한, 위한 본 발명의 다른 실시 예는, 사용자가 임의의 기체 가압력을 설정할 수 있도록 하는 가압력 설정부(12)와 각종 운영정보 등이 표시되는 모니터(11)를 구비한 장비 제어부(1)의 출력신호에 부응하는 량 또는 압력의 기체를 원료 용기(2) 내에 공급하고, 원료 용기(2)와 프로세서 챔버(3) 사이의 원료 공급관(5)에 설치되어 있는 원료공급밸브(6)의 개폐량을 제어하여 프로세서 챔버(3)에서 필요로 하는 량의 액상 원료를 공급해 주는 액상원료 공급장치를 구성함에 있어서,In addition, according to another embodiment of the present invention, the output of the
상기 원료 용기(2)의 입력 측에 설치되어 있는 기체 공급용 가압관(4) 상에는 유량 조절기(7)를 설치하고, 원료 용기(2)와 프로세서 챔버(3) 사이에 설치되어 있는 원료 공급관(5) 상에는 압력계(8)를 설치하여, 상기 유량 조절기(7)로 하여금 장비 제어부(1)에서 전송되어 오는 설정 가압력과 압력계(8)에서 검출되는 원료 공급 압력을 상호 비교하여 두 값이 상호 일치되게 밸브(76)의 개폐량을 제어하도록 한 것을 특징으로 한다.On the gas
또, 상기 기체 공급용 가압관(4)에 설치되어 있는 유량 조절기(7)의 후단에는 바이패스 밸브(41)를 부가 설치하여, 유량 조절기(7)가 닫혀져 있는 상태에서 원료 용기(2) 내의 압력이 설정 가압력보다 높을 경우 원료 용기(2) 내의 기체를 외부로 바이패스시켜 원료 용기(2) 내의 압력을 설정 가압력까지 자연 감압시켜 줄 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.In addition, a
이때, 상기 유량 조절기(7)는 장비 제어부(1)로부터 아날로그 신호로 전송되어 오는 설정 가압력을 디지털 신호로 변환시켜 주는 제 1 A/D 변환기(71)와;At this time, the
상기 압력계(8)를 통해 아날로그 신호로 실시간 검출되는 현재 기체 가압력 또는 현재 원료 공급압력 신호를 디지털 신호로 변환시켜 주는 제 2 A/D 변환기(72)와;A second A /
상기 제 1 및 제 2 A/D 변환기(71)(72)에서 각각 디지털 신호로 출력되는 설정 가압력과 현재 기체 가압력 또는 설정 가압력과 현재 원료 공급압력을 전압 또는 전류치로 상호 비교하여 그 결과를 제어부(74)로 출력해 주는 비교기(73)와;The first and second A /
상기 비교기(73)의 비교결과 값을 입력받아 그 차에 대응하는 밸브 개도량을 산출하는 제어부(74)와;A
상기 제어부(74)의 출력신호에 부응하여 밸브(76)의 개도 량 제어를 직접적으로 실시하는 밸브 구동부(75)와;A
상기 밸브 구동부(75)의 구동력에 부응하여 개폐되며 원료 용기(2)내로 공급하는 기체의 공급량을 제어하는 밸브(76);로 이루어진 것을 특징으로 한다.And a
또한, 상기 장비 제어부(1)의 내부 또는 외부에는 아날로그신호를 디지털 신호로 변환하는 제 3 및 제 4 A/D 변환기(9)(10)를 각각 부가 설치하여 상기 기체 공급용 가압관(4)에 설치되어 있는 압력계(8) 또는 원료 공급관(5)에 설치되어 있는 압력계(8)로부터 각각 검출되는 기체 가압력 또는 원료 공급 압력이 실시간으로 장비 제어부(1)에 전달될 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.In addition, a third and fourth A /
또, 상기 장비 제어부(1)는 각 압력계(8)를 통해 기체 가압력 또는 원료 공급 압력을 실시간으로 입력받아 이를 모니터(11)상에 표시하거나, 또는 자체내의 기억부에 계속해서 축적 저장하여 파일화하는 것을 더 수행하도록 한 것을 특징으 로 한다.In addition, the
이와 같이 구성된 본 발명 장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다. Referring to the operation and effect of the device of the present invention configured as described above are as follows.
먼저, 본 발명은 공지된 액상원료 공급장치에 있어서, 기체 공급기(도시 생략함)와 원료 용기(2)에 사이에 설치된 기체 공급용 가압관(4) 상에 유량 조절기(7)와 압력계(8)를 순차적으로 설치하거나, 기체 공급기와 원료 용기(2)에 사이에 설치된 기체 공급용 가압관(4) 상에 유량 조절기(7)를 설치하고 원료 용기(2)와 프로세서 챔버(3) 사이에 설치된 원료 공급관(5) 상에는 압력계(8)를 설치하여, 상기 유량 조절기(7)로 하여금 장비 제어부(1)에서 전송되어 오는 설정 가압력과 압력계(8)에서 검출되는 기체의 가압력 또는 원료 공급 압력을 상호 비교하여 두 값이 상호 일치되게 밸브(76)의 개폐량을 제어하도록 한 것을 주요기술 구성요소로 한다.First, the present invention, in the known liquid raw material supply apparatus, the
이때, 상기한 공지된 액상원료 공급장치 중 장비 제어부(1)는 사용자가 임의의 기체 가압력을 설정할 수 있도록 하는 가압력 설정부(12)와 각종 운영정보 등이 표시되는 모니터(11)를 구비하고 장비의 제어에 필요한 전반적인 제어 기능을 수행한다.At this time, the
또, 상기 원료 용기(2)는 입,출구에 각각 기체를 이용하여 압력을 가하는 기체 공급용 가압관(4)과, 가해진 기체 압력에 부응하여 원료 용기(2) 내의 액상 원료가 프로세서 챔버(3) 측으로 이동되도록 하는 원료 공급관(5)이 설치된 구성을 갖는데, 이때 상기 기체 공급용 가압관(4)의 내단부는 기 설명한 바와 같이 원료 용기(2) 내 액체 면과 간극을 갖게 설치되고, 원료 공급관(5)의 내단부는 액체의 원료 액 내에 잠겨진 상태로 설치된다.The
또한, 상기 원료 공급관(5) 상에는 상기 장비 제어부(1)의 제어에 부응하여 개폐되며 원료 용기(2)에서 원료 공급관(5)을 통해 기체 가압력에 부응하여 배출되어 프로세서 챔버(3)로 공급되는 액상 원료의 량을 제어하는 원료공급밸브(6)가 구비된 형태를 갖는다.In addition, the raw material supply pipe (5) is opened and closed in response to the control of the
한편, 상기 유량 조절기(7)는 제 1 및 제 2 A/D 변환기(72)와 비교기(73), 제어부(74), 밸브 구동부(75) 및 밸브(76)를 일체로 구비하고 모듈화된 하나의 구성품으로 구성된 형태를 갖고, 상기 압력계(8)는 기체의 가압력 또는 액상 원료의 공급압력을 전기적인 신호(즉, 전압이나 전류)로 검출하는 기능을 갖는다.On the other hand, the
이때, 상기 유량 조절기(7) 내의 제 1 A/D 변환기(71)는 장비 제어부(1)로부터 아날로그 신호로 전송되어 오는 사용자의 설정 가압력을 디지털 신호로 변환하여 비교기(73)로 전달하고, 상기 제 2 A/D 변환기(72)는 압력계(8)를 통해 아날로그 신호로 실시간 검출되는 현재 기체 가압력 또는 현재 원료 공급압력 신호를 디지털 신호로 변환하여 비교기(73)로 전달한다.At this time, the first A /
또, 상기 비교기(73)는 전술한 제 1 및 제 2 A/D 변환기(71)(72)에서 각각 디지털 신호로 출력되어 오는 사용자 설정 가압력과 현재 기체 가압력(일 실시 예의 경우) 또는 설정 가압력과 현재 원료 공급압력(다른 실시 예의 경우)을 예를 들어 전압 또는 전류치로 상호 비교하여 그 결과를 제어부(74)로 출력해 주게 된다.In addition, the
따라서, 상기 제어부(74)에서는 비교기(73)에서 출력되는 비교결과 값을 입력받아 그 차에 대응하는 밸브 개도량을 산출한 다음 그에 부응하는 밸브 제어신호 를 밸브 구동부(75)로 발생시켜 주게 된다.Therefore, the
또한, 상기 밸브 구동부(75)는 제어부(74)에서 출력되는 구동신호에 부응하여 모터 등의 구동량 제어를 통해 밸브(76)의 개도 량 제어를 직접적으로 실시하고, 기체 공급용 가압관(4) 또는 원료 공급관(5)에 직렬 연결된 형태를 갖는 상기 밸브(76)는 밸브 구동부(75)의 구동력에 부응하여 개폐되며 원료 용기(2) 내로 공급하는 기체의 공급량을 제어하게 된다.In addition, the
이때, 상기 제어부(74)에서 비교기(73)의 출력신호를 입력받은 결과 만약, 설정 가압력보다 압력계(8)로부터 오는 현재 검출 압력치(기체 가압력 및 원료 공급압력을 통칭함)가 더 낮은 상태로 인식되면 밸브 구동부(75)에 밸브(76)를 열도록 하는 구동신호를 발생시켜 유량 조절기(7)를 통해 기체를 흘려 보내 후단의 압력을 높여줄 수 있도록 하게 된다.At this time, as a result of receiving the output signal of the
또, 상기 압력계(8)로부터 검출되는 압력치가 설정 가압력과 일치되어 비교기(73)에서 "0"이 출력되면 제어부(74)는 밸브 구동부(75)에 밸브(76) 차단신호를 발생시켜 유량 조절기(7)를 통한 기체의 흐름을 중지시키고, 설정 가압치 압력을 유지시키는 수준으로만 기체를 흘려 보내게 된다.In addition, when the pressure value detected from the
물론, 유량 조절기(7) 전단의 압력은 유량 조절기(7) 후단의 가압되는 압력보다 충분히 높아야 한다.Of course, the pressure in front of the
예를 들어 상기 프로세서 챔버(3)에서 필요하는 원료 액이 10cc/분일 때, 상기 유량 조절기(7)를 통하여 원료 용기(2) 내로 가하는 기체 압력이 20psi일 경우라면 장비 제어부(1)에서는 유량 조절기(7)의 제 1 A/D 변환기(71)에 20psi의 설정 가압력 정보를 보낸다.For example, when the raw material liquid required in the
이때, 각 장치들간에 주고 받는 정보들은 전압이나 전류로 이루어진다.At this time, the information exchanged between the devices is made of voltage or current.
상기와 같이 장비 제어부(1)로부터 기체 가압력 설정치(20psi)를 입력받은 상기 유량 조절기(7)내 비교기(73)에서는 유량 조절기(7)의 후단 또는 원료 공급관(5)의 전단부에 설치되어 있는 압력계(8)를 통해 현재의 검출 압력치(기체 가압력 및 원료 공급압력)을 상호 비교하여 그 결과를 제어부(74)에 전달하게 된다.In the
상기 비교기(73)의 출력신호를 입력받은 제어부(74)에서 확인한 결과 현재의 압력치가 설정 가압치보다 낮다면(예: 10psi) 밸브 구동부(75)를 통해 밸브(76)를 구동시켜 유량 조절기(7)를 통해 기체를 서서히 원료 용기(2) 측으로 흘려보내 용기를 가압시킴으로써 압력계(8)가 점점 더 높은 압력을 인식하게 된다.As a result of checking the output signal of the
이와 같이 상기 유량 조절기(7)에서는 장비 제어부(1)에서 전송되어 오는 설정 가압치와 각 압력계(8)에서 실시간으로 검출되는 현재 검출 압력치를 상호 비교하면서 원료 용기(2) 내로의 기체공급을 조절하여 일정한 압력을 유지시킨다.As described above, the
한편, 상기 압력계(8)에서 검출되는 현재 검출 압력치가 사용자의 설정 가압치보다 더 높을 경우, 상기 유량 조절기(7)는 기체를 공급하지 않고, 원료 용기(2) 내의 압력이 자연적인 감압이 될 때까지 기다려야 한다.On the other hand, when the current detected pressure value detected by the
따라서, 본 발명에서는 이와 같은 경우를 대비하여 상기 기체 공급용 가압관(4)의 후측(즉, 일 실시 예에서는 압력계(8)의 뒤쪽, 다른 실시 예에서는 유량 조절기(7)의 뒤쪽)에 바이패스 밸브(41)를 부가 설치하여 주었다.Accordingly, in the present invention, the gas
따라서, 상기 유량 조절기(7)가 닫혀져 있는 상태(즉, 상기 압력계(8)에서 검출되는 현재 검출 압력치가 사용자의 설정 가압치보다 더 높아 상기 유량 조절기(7)를 통한 기체 공급이 이루어지지 않는 상태)에서 원료 용기(2) 내의 압력이 설정 가압력보다 높을 경우 원료 용기(2) 내의 기체 일부가 상기 바이패스 밸브(41)를 통해 외부로 바이패스시킬 수 있어 원료 용기(2) 내의 압력을 설정 가압력까지 자연 감압시켜 줄 수 있는 것이다.Accordingly, the state in which the
한편, 상기 유량 조절기(7)에 사용자의 설정 가압력에 따른 정보를 제공하고 있는 장비 제어부(1)에서도 압력계(8)를 통해 검출되는 현재 기체 가압력 또는 현재 원료 공급압에 대한 정보를 알아야만 현재 유량 조절기(7)가 어떠한 상태로 제어되고 있는지를 포함하여 원료 용기(2) 내의 기체 가압력 및 프로세서 챔버(3)로 공급되는 원료의 공급압력 등의 정보를 정확히 인식하고 그 결과에 따른 시스템의 전반적인 제어를 지속할 수 있다.On the other hand, the
따라서, 본 발명에서는 상기 장비 제어부(1)의 내부 또는 외부에 아날로그신호를 디지털 신호로 변환하는 제 3 및 제 4 A/D 변환기(9)(10)를 각각 부가 설치하고, 상기 기체 공급용 가압관(4)에 설치되어 있는 압력계(8) 또는 원료 공급관(5)에 설치되어 있는 압력계(8)의 출력신호를 이들 제 3 및 제 4 A/D 변환기(9)(10)를 통해 전달시켜 줄 수 있도록 하였다.Accordingly, in the present invention, the third and fourth A /
그러므로, 상기 장비 제어부(1)에서는 각 압력계(8)를 통해 실시간으로 검출되는 기체 가압력 또는 원료 공급 압력을 제 3 및 제 4 A/D 변환기(9)(10)를 통해 계속해서 디지털신호로 입력받아 시간대별로 정확히 인식하고 그 결과에 따라 필요로 하는 제어신호들을 각각의 제어대상 기기에 출력시켜 줄 수 있는 것이다.Therefore, the
이 밖에도 본 발명에서는 상기 장비 제어부(1)에서 각 압력계(8)로부터 실시간으로 검출되는 기체 가압력 또는 원료 공급 압력을 제 3 및 제 4 A/D 변환기(9)(10)를 통해 입력받아 자체 내에 구비된 모니터(11)상에 문자나 숫자 또는 그래프 등으로 표시하여 사용자가 실시간으로 인식할 수 있도록 하였다.In addition, in the present invention, the
뿐만 아니라, 자체내의 기억부에 계속해서 축적 저장하여 파일화할 수 있도록 함으로써 차후 시스템의 점검이나 보수시 또는 공정 후 그 정보를 통해 수일 또는 수개월이 지난 후에도 역추적을 통해 프로세서 챔버로 유입되는 케미칼의 공급 량 및 그 압력이 어느 정도였는지 등을 판단하는데 활용할 수 있어 화학, 제약 및 반도체 등 생산 설비의 유지관리 및 보수에 따른 효율성을 대폭 증진시킬 수 있다.In addition, it can continuously accumulate and store files in its internal memory to provide the chemicals that flow into the processor chamber through backtracking even after inspection or maintenance of the system or after a few days or months through the information after the process. It can be used to determine the amount and the amount of pressure, and can greatly improve the efficiency of maintenance and repair of production equipment such as chemical, pharmaceutical and semiconductor.
이와 같이 원료 용기(2) 내의 액상 원료를 가압시켜 주기 위해 공급해 주는 기체의 량 및 압력을 유량 조절기(7)와 압력계(8)를 연동시켜 원격 유량 제어를 실시하게 되면, 용기 내 원료의 가압 원인이 되는 기체 유량을 직접 제어할 수 있기 때문에 정확한 압력조절/유지가 가능하고, 또한 유량 조절기(7) 전단의 공급압력이 변해도 그와 상관없이 유량조절로 압력을 제어할 수 있어 전단의 압력변화도 문제가 되지 않고 정확한 압력제어가 가능하게 된다.In this way, when the
또, 종래 정압펌프는 기체를 직접 압축하여 압력을 제어하는 반면, 유량 조절기(7)를 이용한 압력조절은 전단에서 공급된 높은 압력의 기체를 유량 제어함으로써 압력을 유지하기 때문에 장치 자체가 간단하고 저렴한 장점이 있다.In addition, the conventional static pressure pump controls the pressure by directly compressing the gas, while the pressure control using the
한편, 원료 용기(2) 내에 가해지는 기체 가압력이 동일하더라도 원료 용기 내의 원료 잔량에 따라 프로세서 챔버(3)로 최종 공급되는 원료 량이 달라지게 되 는데, 이러한 문제에 대비하여 장비 제어부(1)가 원료의 잔량에 따라 설정 가압치를 자동 변경하여 줄 수 있도록 프로그램을 변경해 주면 최종 원료공급량을 일정하게 유지시키는 것도 가능하다.On the other hand, even if the gas pressing force applied in the
상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.It should be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims.
도 1은 종래 액상원료 공급장치에 대한 블록 구성도.1 is a block diagram of a conventional liquid raw material supply device.
도 2는 종래 액상원료 공급장치에서 액상 원료가 공급되기 시작되면서 설정치까지 도달하는 두 가지 형태의 파형의 예시도.Figure 2 is an exemplary view of two forms of waveforms reaching the set point while the liquid raw material is supplied from the conventional liquid raw material supply device.
도 3은 본 발명 장치의 일 실시 예에 따른 구성도.3 is a block diagram according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명 장치의 다른 실시 예에 따른 구성도.4 is a configuration diagram according to another embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 : 장비 제어부 2 : 원료 용기1: equipment control unit 2: raw material container
3 : 프로세서 챔버 4 : 기체 공급용 가압관3
5 : 원료 공급관 6 : 원료공급밸브5: raw material supply pipe 6: raw material supply valve
7 : 유량 조절기 8 : 압력계7: flow regulator 8: pressure gauge
9,10 : 제 3 및 제 4 A/D 변환기 11 : 모니터9,10: third and fourth A / D converter 11: monitor
11 : 가압력 설정부 41 : 바이패스 밸브11: pressure setting unit 41: bypass valve
71, 72 : 제 1 및 제 2 A/D 변환기 73 : 비교기71, 72: first and second A / D converter 73: comparator
74 : 제어부 75 : 밸브 구동부74
76 : 밸브76: valve
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090026820A KR20100108690A (en) | 2009-03-30 | 2009-03-30 | Flow rate controlling apparatus using gas pressure control in liquid material supplying apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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KR1020090026820A KR20100108690A (en) | 2009-03-30 | 2009-03-30 | Flow rate controlling apparatus using gas pressure control in liquid material supplying apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20100108690A true KR20100108690A (en) | 2010-10-08 |
Family
ID=43129922
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020090026820A KR20100108690A (en) | 2009-03-30 | 2009-03-30 | Flow rate controlling apparatus using gas pressure control in liquid material supplying apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
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KR (1) | KR20100108690A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140174363A1 (en) * | 2010-10-15 | 2014-06-26 | Tokyo Electron Limited | Film forming apparatus |
CN109748231A (en) * | 2019-02-28 | 2019-05-14 | 杨哲 | A kind of liquid feed device and method |
KR20200065971A (en) * | 2018-11-30 | 2020-06-09 | 주식회사 포스코 | Container for storing liquid material |
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2009
- 2009-03-30 KR KR1020090026820A patent/KR20100108690A/en not_active Application Discontinuation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140174363A1 (en) * | 2010-10-15 | 2014-06-26 | Tokyo Electron Limited | Film forming apparatus |
KR20200065971A (en) * | 2018-11-30 | 2020-06-09 | 주식회사 포스코 | Container for storing liquid material |
CN109748231A (en) * | 2019-02-28 | 2019-05-14 | 杨哲 | A kind of liquid feed device and method |
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