KR20120030658A - 캐니스터 - Google Patents

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신현국
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Abstract

본 발명은 캐니스터에 관한 것으로서, 케미컬 소스가 담기는 바디; 바디의 상부에 결합되는 탑커버; 바디의 내부로 케미컬 소스와 반응될 반응 소스를 공급하는 공급라인; 탑커버의 일측에 결합되어 공급라인과 연결되는 공급측 밸브유닛; 케미컬 소스와 반응 소스가 상호 작용하여 형성되는 공정 소스를 바디로부터 배출하되 서로 다른 길이를 갖는 제1 및 제2 배출라인; 및 탑커버의 타측에 결합되어 제1 및 제2 배출라인과 연결되며, 공정 소스의 상 조건에 기초하여 미리 결정된 조건으로 제1 및 제2 배출라인을 선택 개폐시키는 배출측 밸브유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, VFC 방식과 DLI 방식, 또는 Bubbler 방식과 DLI 방식이 선택적으로 혹은 겸용으로 적용될 수 있어 기존의 한 방식 전용 캐니스터에 비해 공정의 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

캐니스터{Canister}
본 발명은, 캐니스터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, VFC 방식과 DLI 방식, 또는 Bubbler 방식과 DLI 방식이 선택적으로 혹은 겸용으로 적용될 수 있어 기존의 한 방식 전용 캐니스터에 비해 공정의 효율을 향상시킬 수 있는 캐니스터에 관한 것이다.
반도체나 평면디스플레이(LCD, PDP, OLED 등) 등의 전자소재 관련 제조공정에서는 금속박막, 질화금속박막 또는 산화금속박막과 같은 세라믹 박막 및 후막을 증착할 때 유기금속 화합물 또는 무기금속 화합물 등{이들을 통틀어 전구체(precursor)라 함}을 이용하는 원자층 증착법(ALD, atomiclayer deposition)이나 화학 증착법(CVD, Chemical Vapor Deposition)과 같은 공정을 사용한다.
ALD나 CVD와 같은 공정에서는 핵심 소재로 특별히 고안된 전구체가 사용된다. 전구체(케미컬 소스)는 목적에 따라 특수 제작된 별도의 캐니스터에 채워져 공정에 공급된다.
전자소재 관련 제조공정에서 사용되고 있는 일반적인 캐니스터는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 내부에 케미컬 소스가 담겨지는 바디(10)와, 바디(10)의 상부에 결합되는 탑커버(20)와, 바디(10) 내로 케미컬 소스와 반응될 반응 소스를 공급하는 공급관(30)과, 케미컬 소스와 반응 소스가 상호 작용하여 형성되는 공정 소스를 배출하는 배출관(40)을 구비한다.
약간의 구조적인 차이가 있기는 하지만 도 1 및 도 2의 구조를 갖는 일반적인 캐니스터들은, 케미컬 소스를 결정하고, 그 케미컬 소스의 물리적 특징 또는 장비의 컨셉에 따라 VFC 방식(도 3), Bubbler 방식(도 4), DLI 방식(도 5) 중 어느 하나의 전용으로 사용되어 왔다.
도 3의 VFC(Vapor Flow Control) 방식 전용 캐니스터는, 높은 증기압과 자연 기화율이 높은 전구체를 사용하되 전구체의 양이 적게 순환되는 ALD 장비에 주로 사용된다. 이때의 이너트 가스, 즉 반응 소스는 캐리어(carrier)의 용도이다.
도 4의 Bubbler 방식 전용 캐니스터는, 보통의 증기압을 가진 전구체를 강제 기화시켜 사용하되 전구체의 양이 적게 순환되는 ALD 장비에 주로 사용된다. 이때의 이너트 가스, 즉 반응 소스는 버블링(bubbling)과 캐리어(carrier)의 용도이다.
도 5의 DLI(Direct Liquid Injection) 방식 전용 캐니스터는 낮은 증기압의 전구체 혹은 대량 사용 시 리퀴드(Liquid, 액체)를 기화기(Vaporizer)를 통해 기화시켜 사용하되 전구체의 양이 많이 순환되는 ALD 장비에 주로 사용된다. 이때의 이너트 가스, 즉 반응 소스는 리퀴드 푸시(liquid push)의 용도이다.
이상 설명한 바와 같이, 종래의 캐니스터들은 모두가 VFC 방식(도 3), Bubbler 방식(도 4), DLI 방식(도 5) 중 어느 하나의 전용으로만 사용되어 왔기 때문에, 공정 라인에서 장비의 컨셉이 바뀌거나 추가 장비가 설치되거나 하는 등의 이유로 캐니스터의 용도가 바뀔 경우, 기존의 캐니스터를 바뀐 용도에 맞는 전용 캐니스터로 교체해야만 한다.
이처럼 캐니스터를 교체하게 되면 공정의 효율을 저하시키면서 비용 상승의 문제를 유발시키고, 나아가 캐니스터의 교체 시 공정이 중단됨에 따른 생산성이 저하되는 문제점이 야기될 수 있으므로 이에 대한 대책이 요구된다.
본 발명의 목적은, VFC 방식과 DLI 방식, 또는 Bubbler 방식과 DLI 방식이 선택적으로 혹은 겸용으로 적용될 수 있어 기존의 한 방식 전용 캐니스터에 비해 공정의 효율을 향상시킬 수 있는 캐니스터를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 케미컬 소스가 담기는 바디; 상기 바디의 상부에 결합되는 탑커버; 상기 바디의 내부로 상기 케미컬 소스와 반응될 반응 소스를 공급하는 공급라인; 상기 탑커버의 일측에 결합되어 상기 공급라인과 연결되는 공급측 밸브유닛; 상기 케미컬 소스와 상기 반응 소스가 상호 작용하여 형성되는 공정 소스를 상기 바디로부터 배출하되 서로 다른 길이를 갖는 제1 및 제2 배출라인; 및 상기 탑커버의 타측에 결합되어 상기 제1 및 제2 배출라인과 연결되며, 상기 공정 소스의 상 조건에 기초하여 미리 결정된 조건으로 상기 제1 및 제2 배출라인을 선택 개폐시키는 배출측 밸브유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 캐니스터에 의해 달성될 수 있다.
여기서, 상기 제1 배출라인은, 일단부는 상기 배출측 밸브유닛에 결합되고 타단부는 상기 바디와 상기 탑커버의 경계 영역에 배치되는 숏(short) 배출라인이고, 상기 제2 배출라인은, 일단부는 상기 배출측 밸브유닛에 결합되고 타단부는 상기 바디 내의 바닥면에 인접된 영역에 배치되는 롱(long) 배출라인일 수 있다.
상기 공정 소스가 가스(gas)일 때는 상기 배출측 밸브유닛에 의해 상기 제1 배출라인이 열리고 상기 제2 배출라인은 닫힌 상태로 공정 전에 미리 세팅될 수 있으며, 상기 공정 소스가 리퀴드(liquid)일 때는 상기 배출측 밸브유닛에 의해 상기 제1 배출라인이 닫히고 상기 제2 배출라인은 열린 상태로 공정 전에 미리 세팅될 수 있다.
상기 배출측 밸브유닛은, 상기 공정 소스가 배출되는 배출유로와, 상기 배출유로의 단부에서 양 갈래로 분기되는 제1 및 제2 분기유로와, 상기 제1 및 제2 분기유로 쪽과 상기 제1 및 제2 배출라인을 연결시키는 제1 및 제2 연결유로가 내부에 형성되는 배출 유로 바디; 상기 배출 유로 바디의 길이 방향을 따라 양측에 결합되는 제1 및 제2 공압 액추에이터; 및 상기 제1 및 제2 공압 액추에이터가 결합되는 상기 배출 유로 바디의 양측 내부에 배치되며, 상기 제1 및 제2 공압 액추에이터의 공압에 의해 동작되면서 상기 제1 및 제2 분기유로의 단부를 선택적으로 개폐하는 제1 및 제2 다이어프램을 포함할 수 있다.
상기 배출유로는 상기 배출 유로 바디의 일측에 연결되는 공정 소스 포트와 상기 배출 유로 바디의 내부에 걸쳐 형성되며, 상기 제1 및 제2 분기유로는 상기 배출 유로 바디의 내부에 상기 배출 유로 바디의 길이 방향을 따라 서로 반대 방향으로 형성되며, 상기 제1 및 제2 연결유로는 상기 공정 소스 포트의 대향측에서 상기 배출 유로 바디에 연결되는 제1 및 제2 배출라인 포트와 상기 배출 유로 바디의 내부에 걸쳐 형성될 수 있다.
상기 바디 내에 배치되어 상기 바디 내의 케미컬 소스의 잔량을 측정하는 레벨 센서를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 목적은, 케미컬 소스를 수용하는 바디; 상기 바디의 내부로 반응 소스를 공급하는 공급라인; 상기 공급라인과 연결되는 공급측 밸브유닛; 상기 케미컬 소스와 상기 반응 소스가 상호 작용하여 형성되는 공정 소스를 상기 바디로부터 배출하되 서로 다른 길이를 갖는 제1 및 제2 배출라인; 및 상기 제1 및 제2 배출라인과 연결되며, 공정 소스의 상 조건에 기초하여 미리 결정된 조건으로 상기 제1 및 제2 배출라인을 선택 개폐시키는 배출측 밸브유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 캐니스터에 의해 달성될 수 있다.
상기 배출측 밸브유닛은, 상기 제1 배출라인과 상기 제2 배출라인 중 상기 공정 소스가 가스인 경우는 상기 제1 배출라인이 개방되고, 상기 공정 소스가 리퀴드인경우는 상기 제2 배출라인이 개방되는 것일 수 있다.
또한 상기 목적은, 공정 소스가 배출될수 있는 배출유로와, 상기 배출유로의 단부에서 양 갈래로 분기되는 제1 및 제2 분기유로와, 상기 제1 및 제2 분기유로 쪽과 상기 제1 및 제2 배출라인을 연결시키는 제1 및 제2 연결유로가 내부에 형성되는 배출 유로 바디; 상기 배출 유로 바디의 길이 방향을 따라 양측에 결합되는 제1 및 제2 공압 액추에이터; 및 상기 제1 및 제2 공압 액추에이터가 결합되는 상기 배출 유로 바디의 양측 내부에 배치되며, 상기 제1 및 제2 공압 액추에이터의 공압에 의해 동작되면서 상기 제1 및 제2 분기유로의 단부를 선택적으로 개폐하는 제1 및 제2 다이어프램을 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브유닛에 의해 달성될 수 있다.
본 발명에 따르면, VFC 방식과 DLI 방식, 또는 Bubbler 방식과 DLI 방식이 선택적으로 혹은 겸용으로 적용될 수 있어 기존의 한 방식 전용 캐니스터에 비해 공정의 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술의 일 실시예에 따른 캐니스터의 분해 사시도,
도 2는 도 1의 에 따른 단면도,
도 3은 VFC 방식에 적용되는 캐니스터의 이미지,
도 4는 Bubbler 방식에 적용되는 캐니스터의 이미지,
도 5는 DLI 방식에 적용되는 캐니스터의 이미지,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐니스터의 평면도,
도 7은 공급측 밸브유닛 쪽에서 바라본 캐니스터의 정면도,
도 8은 배출측 밸브유닛 쪽에서 바라본 캐니스터의 정면도,
도 9는 캐니스터의 측면도,
도 10은 배출측 밸브유닛의 부분 분해 사시도,
도 11a는 도 10의 A-A 선에 따른 단면 구조도,
도 11b는 도 10의 B-B 선에 따른 단면 구조도,
도 12 및 도 13은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 캐니스터를 극히 간략화하여 도시한 구성도이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 식각 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐니스터의 평면도, 도 7은 공급측 밸브유닛 쪽에서 바라본 캐니스터의 정면도, 도 8은 배출측 밸브유닛 쪽에서 바라본 캐니스터의 정면도, 도 9는 캐니스터의 측면도, 도 10은 배출측 밸브유닛의 부분 분해 사시도, 도 11a는 도 10의 A-A 선에 따른 단면 구조도, 도 11b는 도 10의 B-B 선에 따른 단면 구조도, 도 12 및 도 13은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 캐니스터를 극히 간략화하여 도시한 구성도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 캐니스터는 VFC 방식과 DLI 방식, 또는 Bubbler 방식과 DLI 방식이 선택적으로 혹은 겸용으로 적용될 수 있는 것으로서, 바디(110), 탑커버(120), 공급라인(131), 공급측 밸브유닛(140), 제1 및 제2 배출라인(151,152), 배출측 밸브유닛(160), 그리고 레벨 센서(180)를 구비할 수 있다.
바디(110)는 일종의 용기이다. 내부에는 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 케미컬 소스가 담긴다(충전된다).
전구체라고도 불릴 수 있는 케미컬 소스는 가스(gas) 혹은 리퀴드(liquid)일 수 있는데, 케미컬 소스의 변질을 예방하기 위해 바디(110)는 스테인리스 스틸이나 석영 재질로 제작될 수 있다. 용량에 따라 대용량, 중용량 및 소용량으로 구분될 수 있다.
탑커버(120)는 바디(110)의 상부에 결합된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 탑커버(120)는 바디(110)에 대해 착탈 가능한 구조를 갖는다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 바디(110)에 대해 탑커버(120)가 나사 회전 방식으로 결합되는 경우에는 이들이 서로 쉽게 분리될 우려가 있어 바람직하지 않기 때문에, 도시된 것처럼 바디(110)에 대해 탑커버(120)는 스크루(S) 결합될 수 있다. 그리고 바디(110)와 탑커버(120) 사이에는 기밀 유지를 위해 C형 실링부재(C)가 개재될 수 있다.
공급라인(131)은 도 7에 도시된 바와 같이, 공급측 밸브유닛(140)에 결합되는 파이프(pipe)로서, 공급라인(131)을 통해 바디(110)의 내부로 케미컬 소스와 반응될 반응 소스가 공급될 수 있다. 반응 소스는 가스 혹은 리퀴드일 수 있는데, 가스인 경우에는 아르곤(Ar)이나 질소(N2)가 보편적으로 사용될 수 있다. 물론, 다른 종류의 가스가 사용될 수도 있다.
이러한 공급라인(131)은 그 일단부는 공급측 밸브유닛(140)에 결합되고 타단부는 바디(110)와 탑커버(120)의 경계 영역에 배치되는 숏(short) 라인으로 적용된다.
공급측 밸브유닛(140)은 탑커버(120)의 일측에 결합되어 공급라인(131)과 연결된다. 도 6 및 도 8에 보면, 공급측 밸브유닛(140)의 형상이 배출측 밸브유닛(160)과 유사하지만 공급측 밸브유닛(140)의 모양과 구조가 도시된 것과 같을 필요는 없다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 공급측 밸브유닛(140)과 배출측 밸브유닛(160) 사이에는 이들을 연결하는 연결부(190, 도 9 참조)가 마련된다. 연결부(190)의 구조에 대해 도 11b를 참조하여 간략하게 살펴보면, 연결부(190)의 내부에는 공급측 밸브유닛(140)과 배출측 밸브유닛(160)의 유로를 연결하는 연결라인(191)이 형성된다.
연결라인(191)은, 배출 유로 바디(164)의 제1 및 제2 분기유로(162a,162b)와는 교차되는 방향으로 배출 유로 바디(164)의 내부에 형성되는 제3 및 제4 분기유로(142c,142d)의 중앙 영역으로부터 분기되게 형성된다.
이러한 연결라인(191)은 반응소스가 용기(110)로 제공될 때는 도 12 및 도 13의 V3 밸브에 의해 그 유로가 폐쇄된다. 결과적으로 이러한 경우, 연결부(190)의 연결라인(191)을 통해서는 소스가 이동되지 않는다.
그리고, 퍼지 동작이 수행될 때는, 도 12의 V3 밸브가 개방되고 V4는 패쇄되며, 다이어프램(166a)은 분기유로(162a)의 단부를 패쇄하고, 다이어프램(166b)은 분기유로(162b)의 단부를 패쇄함으로서, 바디(110) 내부로 퍼지 가스가 침투할 수 없고 연결라인(191)을 통해서 배출측 밸브유닛(160)을 통해서 배출될 수 있다.
한편, 퍼지 동작은, 퍼지가스가 아웃렛 쪽으로 공급되어 인렛쪽으로 배출되도록 하는 것도 가능하다. 이 경우 역시 도 12의 V3밸브가 개방되고 V4는 패쇄되며, 다이어프램(166a)은 분기유로(162a)의 단부를 패쇄하고, 다이어프램(166b)은 분기유로(162b)의 단부를 패쇄한 상태에서 이루어질 수 있다.
제1 및 제2 배출라인(151,152)은 도 8에 도시된 바와 같이, 배출측 밸브유닛(160)에 결합되는 파이프(pipe)이다.
제1 및 제2 배출라인(151,152)을 통해 케미컬 소스와 상기 반응 소스가 상호 작용하여 형성되는 공정 소스가 배출된다. 공정 소스는 가스 혹은 리퀴드일 수 있다.
이러한 제1 및 제2 배출라인(151,152)은 서로 다른 길이를 갖는다. 즉 제1 배출라인(151)은, 그 일단부는 배출측 밸브유닛(160)의 제1 배출라인 포트(168a)에 결합되고 타단부는 바디(110)와 탑커버(120)의 경계 영역에 배치되는 숏(short) 배출라인이다.
그리고 제2 배출라인(152)은, 그 일단부는 배출측 밸브유닛(160)의 제2 배출라인 포트(168b)에 결합되고 타단부는 바디(110) 내의 바닥면에 인접된 영역에 배치되는 롱(long) 배출라인이다.
제1 및 제2 배출라인(151,152) 모두로 한번에 공정 소스가 배출되는 것은 아니며, 공정 소스의 상 조건에 기초하여 미리 결정된 조건을 통해 제1 및 제2 배출라인(151,152)이 선택된다. 즉 제1 및 제2 배출라인(151,152) 중 하나가 열려 그를 통해 공정 소스가 배출되면 다른 하나는 닫혀 공정 소스의 배출이 차단된다.
한편, 공정 소스가 가스일 때는 배출측 밸브유닛(160)에 의해 제1 배출라인(151)이 열리고 제2 배출라인(152)은 닫히며, 공정 소스가 리퀴드일 때는 배출측 밸브유닛(160)에 의해 제1 배출라인(151)은 닫히고 제2 배출라인(152)이 열리도록 공정 전에 미리 세팅된다.
배출측 밸브유닛(160)은 제1 및 제2 배출라인(151,152) 중 어느 하나로 케미컬 소스와 상기 반응 소스가 상호 작용하여 형성되는 공정 소스를 배출하기 위해 마련되는 밸브로서, 탑커버(120)의 타측에 결합되어 제1 및 제2 배출라인(151,152)과 연결된다.
이러한 배출측 밸브유닛(160)은, 도 10 및 도 11a에 도시된 바와 같이, 배출 유로 바디(164)와, 배출 유로 바디(164)의 길이 방향을 따라 양측에 결합되는 제1 및 제2 공압 액추에이터(165a,165b)와, 제1 및 제2 공압 액추에이터(165a,165b)가 결합되는 배출 유로 바디(164)의 양측 내부에 배치되는 제1 및 제2 다이어프램(166a,166b)을 구비한다.
배출 유로 바디(164)는 대략 직사각형 블록(block) 구조를 가지며, 그 내부에는 공정 소스의 유동을 위한 다수의 유로(161,162a,162a,163a,163b)가 형성된다.
이에 대해 살펴보면, 배출 유로 바디(164)의 내부에는 공정 소스가 배출되는 배출유로(161)와, 배출유로(161)의 단부에서 양 갈래로 분기되는 제1 및 제2 분기유로(162a,162b)와, 제1 및 제2 분기유로(162a,162b) 쪽과 제1 및 제2 배출라인(151,152)을 연결시키는 제1 및 제2 연결유로(163a,163b)가 형성된다.
제1 및 제2 공압 액추에이터(165a,165b)는 배출 유로 바디(164)의 길이 방향을 따라 양측에 결합되어 그 위치에서 안쪽의 제1 및 제2 다이어프램(166a,166b)을 공압으로 가압하거나 해제하는 역할을 한다.
제1 및 제2 다이어프램(166a,166b)은 얇은 패킹의 일종으로서, 제1 및 제2 공압 액추에이터(165a,165b)의 공압에 의해 동작되면서 제1 및 제2 분기유로(162a,162b)의 단부를 선택적으로 개폐하는 역할을 한다.
예컨대, 제1 공압 액추에이터(165a)가 동작되어 공압으로 제1 다이어프램(166a)을 가압하면 제1 다이어프램(166a)이 밀리면서 제1 분기유로(162a)의 단부를 폐쇄한다. 그러면 공정 소스는 제2 배출라인(152), 제2 분기유로(162b), 배출유로(161)를 따라 배출된다.
반대로, 제2 공압 액추에이터(165b)가 동작되어 공압으로 제2 다이어프램(166b)을 가압하면 제2 다이어프램(166b)이 밀리면서 제2 분기유로(162b)의 단부를 폐쇄한다. 그러면 공정 소스는 제1 배출라인(151), 제1 분기유로(162a), 배출유로(161)를 따라 배출된다. 이때, 제1 공압 액추에이터(165a)의 동작은 멈추게 되는데, 이러한 일련의 동작은 공정 시작 전에 미리 세팅된다.
배출유로(161), 제1 및 제2 분기유로(162a,162b), 그리고 제1 및 제2 연결유로(163a,163b)에 대해 좀 더 살펴본다. 배출유로(161)는 배출 유로 바디(164)의 일측에 연결되는 공정 소스 포트(167)와 배출 유로 바디(164)의 내부에 걸쳐 형성된다. 제1 및 제2 분기유로(162a,162b)는 배출 유로 바디(164)의 내부에 배출 유로 바디(161)의 길이 방향을 따라 서로 반대 방향으로 형성된다. 그리고 제1 및 제2 연결유로(163a,163b)는 공정 소스 포트(167)의 대향측에서 배출 유로 바디(164)에 연결되는 제1 및 제2 배출라인 포트(168a,168b)와 배출 유로 바디(164)의 내부에 걸쳐 형성된다.
레벨 센서(180)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 바디(110) 내에 배치되어 바디(110) 내의 케미컬 소스의 잔량을 측정하는 역할을 한다.
레벨 센서(180)는 일반적으로 플로트형 센서나 광학형 센서 또는 초음파 센서가 있을 수 있으며, 이들은 그 특성에 따라 바디(110)의 내부 또는 외부에 설치되어 그 역할을 수행할 수 있다.
플로트형 센서는 환형 플로트 볼을 바디(110) 내의 케미컬 소스에 부유시켜서 플로트 볼의 위치가 이동되면 근접센서로 이를 감지하여 잔량을 탐지하는 센서이며, 광학형 센서는 바디(110) 내의 케미컬 소스에 침지시켜 빛의 굴절률에 의해 그 잔량을 탐지하는 센서이며, 초음파 센서는 초음파를 발생시킨 후 되돌아오는 초음파를 감지하여 잔량을 측정하는 센서이다. 어떠한 센서가 적용되더라도 무방하다.
이상 설명한 레벨 센서와 플로트형 센서는 예시적인 것으로서 반드시 이러한 센서들에 본원 발명이 국한될 필요가 없다. 또한, 공급측 밸브유닛(140)의 구체적인 구성에 대하여는 상세히 설명하지 않았지만, 종래에 알려진 3방향 더블 밸브라면 공급측 밸브유닛 밸브유닛(140)으로 채용될 수 있다. 예를 들면, 스와즈락(SWAGELOK)사가 제공하는 다양한 형태의 3방향 더블 밸브(다이어프램 방식 또는 벨로우즈 방식)들을 사용할 수 있다. 한편, 본원 발명이 스와즈락사가 제공하는 3방향 더블 밸브에만 한정되는 것은 아니며, 3방향으로 분기시킬 수 있는 장치라면 본원 발명에 언제든지 적용될 수 있음은 물론이다.
한편, 본원 명세서에서 140으로 표시한 밸브 유닛을 공급측 밸브유닛이라고 하였고, 160으로 표시한 밸브 유닛은 배출측 밸브유닛이라고 하였는데, 보다 일반성을 확보하기 위해서, 140은 제1 밸브유닛으로 160은 제1 밸브유닛으로 부를 수도 있다.
이러한 구성을 갖는 캐니스터의 작용에 대해 도 12 및 도 13을 참조하여 간략하게 살펴보면 다음과 같다.
도 12 및 도 13의 구성도에 도시된 V1 밸브, V2 밸브, V3 밸브 및 V4 밸브에 대해 먼저 간략하게 설명하기로 한다.
아래의 설명에서 V1 밸브가 미리 열린 채로 세팅되어 있다는 의미는, 제2 공압 액추에이터(165b)가 동작되어 공압으로 제2 다이어프램(166b)을 가압함으로써 제2 다이어프램(166b)이 제2 분기유로(162b)의 단부를 폐쇄하도록 하여, 공정 소스가 제1 배출라인(151), 제1 분기유로(162a), 배출유로(161)를 따라 배출되는 것을 의미한다.
그리고 V2 밸브가 미리 열린 채로 세팅되어 있다는 의미는, 제1 공압 액추에이터(165a)가 동작되어 공압으로 제1 다이어프램(166a)을 가압함으로써 제1 다이어프램(166a)이 제1 분기유로(162a)의 단부를 폐쇄하도록 하여, 공정 소스가 제2 배출라인(152), 제2 분기유로(162b), 배출유로(161)를 따라 배출되는 것을 의미한다.
본원 발명의 일 실시예에 따르면, 상술한 V1 밸브와 V2 밸브 중에서 어느 하나의 밸브만이 개방된다.
V3 밸브는 전술한 연결부(190)의 연결라인(191)을 차폐하는 밸브이며, V4 밸브는 반응 소스를 공급하는 밸브이다.
이러한 전제 설명을 토대로 하여 본 실시예의 캐니스터의 작용에 대해 알아본다.
도 12처럼 바디(110) 내에서 반응되어 공정으로 향하는 공정 소스가 예컨대 가스일 때는 공정이 진행되기 전에 배출측 밸브유닛(160)에 의해 V1 밸브를 미리 열린 채로 세팅하고 V2 밸브는 닫아둔다. 이는 세팅된 공정이 끝날 때까지 변동이 없는데, 이러한 경우에 VFC 방식과 DLI 방식이 적용될 수 있다.
반대로, 도 13처럼 바디(110) 내에서 반응되어 공정으로 향하는 공정 소스가 예컨대 리퀴드일 때는 공정이 진행되기 전에 배출측 밸브유닛(160)에 의해 V2 밸브를 미리 열린 채로 세팅하고 V1 밸브는 닫아둔다. 이 역시 세팅된 공정이 끝날 때까지 변동이 없는데, 이러한 경우에 Bubbler 방식과 DLI 방식이 적용될 수 있다.
이상 동작은 반응 소스를 바디(110)로 공급하는 경우의 동작을 설명한 것이며, 이하에서는 퍼지 동작에 대하여 설명하기로 한다.
본원 발명의 일 실시예에 따르면, 인렛(INLET) 측에서 퍼지 가스를 주입하는 방식과, 아웃렛(OUTLET) 측에서 퍼지 가스를 주입하는 방식 모두 채용가능하다.
인렛 측에서 퍼지 가스를 주입하는 경우는, V1, V2, 및 V4 밸브를 모두 패쇄시키고 V3는 개방시킨다. 이러한 경우, 인렛측으로 유입된 퍼지가스는 연결라인(191)을 경유하여 아웃렛 측으로 배출되게 된다.
아웃렛 측에서 퍼지 가스를 주입하는 경우에는, V1, V2, 및 V4 밸브를 모두 패쇄하고 V3 밸브만을 개방시킨다. 이러한 경우, 아웃렛 측으로 유입된 퍼지가스는 연결라인(191)을 경유하여 인렛 측으로 배출되게 된다.
이처럼 본 발명의 일 실시예에 따르면 한 종류의 제품임에도 불구하고, 공정 소스의 상 조건에 기초하여 공정 소스를 선택적으로 사용할 수 있기 때문에, 기존의 한 방식 전용 캐니스터에 비해 공정의 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
이와 같은 구조와 동작을 갖는 본 실시예에 캐니스터에 따르면, VFC 방식과 DLI 방식, 또는 Bubbler 방식과 DLI 방식이 선택적으로 혹은 겸용으로 적용될 수 있어 기존의 한 방식 전용 캐니스터에 비해 공정의 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
110 : 바디 120 : 탑커버
131 : 공급라인 140 : 공급측 밸브유닛
151,152 : 제1 및 제2 배출라인 160 : 배출측 밸브유닛
161 : 배출유로 162a,162b : 제1 및 제2 분기유로
163a,163b : 제1 및 제2 연결유로 164 : 배출 유로 바디
165a,165b : 제1 및 제2 공압 액추에이터 166a,166b : 제1 및 제2 다이어프램
180 : 레벨 센서

Claims (9)

  1. 케미컬 소스가 담기는 바디;
    상기 바디의 상부에 결합되는 탑커버;
    상기 바디의 내부로 상기 케미컬 소스와 반응될 반응 소스를 공급하는 공급라인;
    상기 탑커버의 일측에 결합되어 상기 공급라인과 연결되는 공급측 밸브유닛;
    상기 케미컬 소스와 상기 반응 소스가 상호 작용하여 형성되는 공정 소스를 상기 바디로부터 배출하되 서로 다른 길이를 갖는 제1 및 제2 배출라인; 및
    상기 탑커버의 타측에 결합되어 상기 제1 및 제2 배출라인과 연결되며, 상기 공정 소스의 상 조건에 기초하여 미리 결정된 조건으로 상기 제1 및 제2 배출라인을 선택 개폐시키는 배출측 밸브유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 캐니스터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 배출라인은, 일단부는 상기 배출측 밸브유닛에 결합되고 타단부는 상기 바디와 상기 탑커버의 경계 영역에 배치되는 숏(short) 배출라인이고,
    상기 제2 배출라인은, 일단부는 상기 배출측 밸브유닛에 결합되고 타단부는 상기 바디 내의 바닥면에 인접된 영역에 배치되는 롱(long) 배출라인인 것을 특징으로 하는 캐니스터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 공정 소스가 가스(gas)일 때는 상기 배출측 밸브유닛에 의해 상기 제1 배출라인이 열리고 상기 제2 배출라인은 닫힌 상태로 공정 전에 미리 세팅되며,
    상기 공정 소스가 리퀴드(liquid)일 때는 상기 배출측 밸브유닛에 의해 상기 제1 배출라인이 닫히고 상기 제2 배출라인은 열린 상태로 공정 전에 미리 세팅되는 것을 특징으로 하는 캐니스터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배출측 밸브유닛은,
    상기 공정 소스가 배출되는 배출유로와, 상기 배출유로의 단부에서 양 갈래로 분기되는 제1 및 제2 분기유로와, 상기 제1 및 제2 분기유로 쪽과 상기 제1 및 제2 배출라인을 연결시키는 제1 및 제2 연결유로가 내부에 형성되는 배출 유로 바디;
    상기 배출 유로 바디의 길이 방향을 따라 양측에 결합되는 제1 및 제2 공압 액추에이터; 및
    상기 제1 및 제2 공압 액추에이터가 결합되는 상기 배출 유로 바디의 양측 내부에 배치되며, 상기 제1 및 제2 공압 액추에이터의 공압에 의해 동작되면서 상기 제1 및 제2 분기유로의 단부를 선택적으로 개폐하는 제1 및 제2 다이어프램을 포함하는 것을 특징으로 하는 캐니스터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 배출유로는 상기 배출 유로 바디의 일측에 연결되는 공정 소스 포트와 상기 배출 유로 바디의 내부에 걸쳐 형성되며,
    상기 제1 및 제2 분기유로는 상기 배출 유로 바디의 내부에 상기 배출 유로 바디의 길이 방향을 따라 서로 반대 방향으로 형성되며,
    상기 제1 및 제2 연결유로는 상기 공정 소스 포트의 대향측에서 상기 배출 유로 바디에 연결되는 제1 및 제2 배출라인 포트와 상기 배출 유로 바디의 내부에 걸쳐 형성되는 것을 특징으로 하는 캐니스터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 바디 내에 배치되어 상기 바디 내의 케미컬 소스의 잔량을 측정하는 레벨 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 캐니스터.
  7. 케미컬 소스를 수용하는 바디;
    상기 바디의 내부로 반응 소스를 공급하는 공급라인;
    상기 공급라인과 연결되는 공급측 밸브유닛;
    상기 케미컬 소스와 상기 반응 소스가 상호 작용하여 형성되는 공정 소스를 상기 바디로부터 배출하되 서로 다른 길이를 갖는 제1 및 제2 배출라인; 및
    상기 제1 및 제2 배출라인과 연결되며, 공정 소스의 상 조건에 기초하여 미리 결정된 조건으로 상기 제1 및 제2 배출라인을 선택 개폐시키는 배출측 밸브유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 캐니스터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 배출측 밸브유닛은, 상기 제1 배출라인과 상기 제2 배출라인 중 상기 공정 소스가 가스인 경우는 상기 제1 배출라인이 개방되고, 상기 공정 소스가 리퀴드인경우는 상기 제2 배출라인이 개방되는 것을 특징으로 하는 캐니스터.
  9. 공정 소스가 배출될수 있는 배출유로와, 상기 배출유로의 단부에서 양 갈래로 분기되는 제1 및 제2 분기유로와, 상기 제1 및 제2 분기유로 쪽과 상기 제1 및 제2 배출라인을 연결시키는 제1 및 제2 연결유로가 내부에 형성되는 배출 유로 바디;
    상기 배출 유로 바디의 길이 방향을 따라 양측에 결합되는 제1 및 제2 공압 액추에이터; 및
    상기 제1 및 제2 공압 액추에이터가 결합되는 상기 배출 유로 바디의 양측 내부에 배치되며, 상기 제1 및 제2 공압 액추에이터의 공압에 의해 동작되면서 상기 제1 및 제2 분기유로의 단부를 선택적으로 개폐하는 제1 및 제2 다이어프램을 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브유닛.

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