KR20140015245A - 배기 시스템 - Google Patents

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도시하루 나카자와
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가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
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Abstract

배기 시스템(2)이 반도체 디바이스, 액정 패널, LED 또는 태양 전지를 제조하기 위한 제조 장치(1)의 챔버를 배기하기 위해 사용된다. 배기 시스템(2)은 챔버를 배기하기 위한 진공 펌프 장치(3), 챔버로부터 배출된 배기 가스를 처리하기 위한 배기 가스 처리 장치(5) 및 진공 펌프 장치(3) 및/또는 배기 가스 처리 장치(5)를 제어하기 위한 제어기(6)를 포함한다. 제조 장치(1)의 작동 프로세스, 제조 장치(1)에 공급된 가스의 종류 및 가스의 유량이 진공 펌프 장치(3) 및/또는 배기 가스 처리 장치(5)를 제어하기 위해 제어기(6) 내에 입력된다.

Description

배기 시스템 {EXHAUST SYSTEM}
본 발명은 반도체 디바이스, 액정 패널, LED 등을 제조하기 위한 제조 장치 내의 배기 시스템에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 제조 장치의 챔버를 배기하기 위한 진공 펌프, 챔버로부터 배출된 배기 가스를 처리하기 위한 배기 가스 처리 장치 또는 다른 장치를 갖는 배기 시스템에 관한 것이다.
반도체 디바이스, 액정 패널, LED, 태양 전지 등을 제조하기 위한 제조 프로세스에서, 에칭 프로세스, CVD 프로세스 등과 같은 다양한 프로세스를 수행하도록 배기되어 있는 프로세스 챔버 내로 프로세스 가스가 도입된다. 에칭 프로세스, CVD 프로세스 등과 같은 다수의 프로세스를 수행하기 위한 프로세스 챔버는 진공 펌프에 의해 배기된다. 또한, 프로세스 챔버 및 프로세스 챔버에 접속된 배기 장치는 그에 세정 가스를 공급함으로써 주기적으로 세정된다. 프로세스 가스, 세정 가스 등과 같은 배기 가스는 실리콘계 가스(SiH4, TEOS 등), 할로겐계 가스(NF3, ClF3, SF6, CHF3 등), PFC 가스(CF4, C2F6 등) 등을 함유하기 때문에, 이러한 배기 가스는 인체 및 지구 온난화와 같은 지구 환경에 악영향을 미친다. 따라서, 이들 배기 가스가 그대로 대기로 방출되는 것은 바람직하지 않다. 따라서, 이들 배기 가스는 진공 펌프의 하류측에 제공된 배기 가스 처리 장치에 의해 무해화 처리되고, 무해한 배기 가스가 대기로 방출된다. 또한, 프로세스 챔버로부터 배출된 배기 가스는 높은 연소 및 폭발의 위험성에서 SiH4와 같은 가스를 함유하고, 따라서 희석용 N2 유닛으로부터 배기 가스 내로 N2 가스를 공급하여 배기 가스를 희석하는 것이 통상적이 되어 왔다. 또한, 몇몇 경우에, 제조 장치의 이송 챔버(transfer chamber), 부하 잠금 챔버(load lock chamber) 등과 같은 프로세스 챔버 이외의 다수의 챔버로부터 배기가 진공 펌프 및 배기 가스 처리 장치에 접속되어 여기서 배기 가스가 처리된다.
이 방식으로, 반도체 제조 장치, 액정 패널 제조 장치, LED 제조 장치 등의 챔버의 배기 시스템은 진공 펌프, 희석용 N2 유닛, 배기 가스 처리 장치 등을 갖고, 배기 시스템의 각각의 장치는 제조 장치로부터 신호에 기초하여 온/오프 제어에 의해 작동된다. 예를 들어, 반도체 제조 장치가 LP-CVD 장치인 경우에, 제조 장치에서의 작동 시퀀스는 물 공급 → 진공 흡인 → 온도 상승 → 성막(재료 가스 공급) → 온도 강하 → 대기압으로 복귀 → 물 제거이다. 상기 작동 시퀀스는 반복된다. 또한, 챔버의 내부에 부착되어 있는 고체 물질을 제거하기 위해, 세정 가스(예를 들어, HF, ClF3, NF3 등)가 챔버 내로 주기적으로 공급되고, 챔버가 배기된다. 진공 펌프는 챔버의 진공 흡인 단계가 시작될 때 제조 장치로부터 진공 흡인을 위한 시작 신호에 응답하여 기동되고, 진공 펌프는 챔버의 대기압으로의 복귀 단계가 시작될 때 제조 장치로부터의 대기압으로의 복귀 신호에 응답하여 정지된다. 또한, 배기 가스 처리 장치는 프로세스 챔버 내의 성막 단계가 시작될 때 성막을 위한 시작 신호에 응답하여 기동되고, 배기 가스 처리 장치는 성막 단계 중에 작동된다. 성막 단계의 완료 후에, 배기 가스 처리 장치는 미리 정해진 시간 동안 작동되고 정지된다. 희석용 N2 유닛은 또한 제조 장치로부터의 신호에 응답하여 N2 가스의 공급 및 N2 가스의 공급 정지를 수행한다. 이 방식으로, 배기 시스템의 각각의 장치는 제조 장치 내의 미리 정해진 작업 프로세스의 시작 및 완료를 위한 신호에 기초하여 온/오프 제어에 의해 작동된다.
배기 가스 처리 장치는 예를 들어, 일본 특허 출원 공개 평09-861호에 개시되어 있다. 파이프의 세정 장치는 예를 들어 일본 특허 출원 공개 제2001-189277호에 개시되어 있다.
전술된 바와 같이, 반도체 제조 장치 등 내의 챔버의 통상의 배기 시스템에서, 진공 펌프, 배기 가스 처리 장치, 희석용 N2 유닛 등은 제조 장치 내의 미리 정해진 작업 프로세스의 신호에 기초하여 제어된다. 진공 펌프, 배기 가스 처리 장치 및 희석용 N2 유닛의 최적 작동 조건은 챔버에 공급된 가스의 종류 및 가스의 유량에 따라 서로 상이하다. 그러나, 통상적으로, 최적 작동 조건의 이 차이에 어떠한 주목도 제공되지 않았다. 예를 들어, 챔버에 공급된 가스의 종류 및 가스의 유량과 진공 펌프의 최종 압력 및 배기 속도(즉, 진공 펌프의 펌핑 능력) 사이에 상관 관계가 존재한다. 그러나, 통상적으로, 챔버에 공급된 가스의 종류 및 가스의 유량에 무관하게, 진공 펌프는 미리 정해진 사양에 기초하여 작동되어 왔다. 따라서, 몇몇 경우에, 진공 펌프는 과잉의 펌핑 능력으로 작동되어 왔다.
또한, 연소형 배기 가스 처리 장치에서, 챔버에 공급된 가스의 종류 및 가스의 유량과 배기 가스 처리 장치 내의 연료, 산소 및 공기의 각각의 공급량(즉, 배기 가스 처리 장치의 연소 능력) 사이에 상관 관계가 존재한다. 그러나, 통상적으로, 챔버에 공급된 가스의 종류 및 가스의 유량에 무관하게, 배기 가스 처리 장치는 미리 정해진 사양에 기초하여 작동되어 왔다. 그 결과, 몇몇 경우에, 배기 가스 처리 장치는 과잉의 연소 능력으로 작동되어 왔다.
더욱이, 또한 희석용 N2 유닛에서, 과잉의 희석용 N2는 챔버로부터 배기 가스에 공급되어 왔다.
따라서, 종래의 제조 장치의 배기 시스템에서, 과잉의 에너지가 배기 시스템을 구성하는 각각의 장치 내에서 소비되어 왔고, 과잉의 에너지가 또한 전체 배기 시스템에서 소비되어 왔다.
또한, 제조 장치 등의 배기 시스템에서, 반응 생성물이 진공 펌프, 배기 가스 처리 장치, 접속 파이프 등에 분말 형태로 부착된다. 따라서, 몇몇 경우에, 세정 가스가 배기 시스템의 각각의 장치를 세정하도록 제조 장치로부터 각각의 장치로 유동하게 된다. 이 경우에, 통상적으로, 세정 가스는 작동 경험으로부터 축적된 데이터에 기초하여 배기 시스템을 세정하도록 유동되어 왔다. 따라서, 배기 시스템은 적절한 시간에 세정되지 않았다. 세정의 타이밍이 지연되는 경우에, 파이프의 폐색 또는 진공 펌프의 정지가 분말에 기인하여 발생하고, 세정의 타이밍이 이른 경우에, 세정 가스의 소비의 낭비가 된다.
또한, 배기 가스 처리 장치에서, 배기 가스는 연료, 산소 및 공기를 배기 가스 내로 공급함으로써 연소되고, 연소 후에 잔류하는 분말과 같은 잔류물은 물 샤워(water shower)에 의해 포집되고 탱크 내에 저장된다. 따라서, 탱크 내의 배수의 처리, 탱크의 세정 등과 같은 유지 보수가 요구된다. 이 경우에, 통상적으로, 탱크 내의 배수의 처리, 탱크의 세정 등과 같은 배기 가스 처리 장치 내의 유지 보수는 제조 장치측에서 얻어진 프로세싱된 물의 수 등의 정보에 기초하여 수행되어 왔다. 따라서, 다수의 경우에, 배기 가스 처리 장치의 처리 능력을 위한 충분한 여유가 존재하여 왔다.
본 발명은 전술된 종래의 결점의 견지에서 이루어졌다. 따라서, 본 발명의 목적은
반도체, 액정 패널, LED 등을 제조하기 위한 제조 장치 내의 작동 프로세스 및 제조 장치에 공급된 가스의 종류 및 가스의 유량을 배기 시스템의 제어기 내에 입력함으로써 최적 작동 조건 하에서 진공 펌프, 배기 가스 처리 장치, 희석용 N2 유닛 등을 작동할 수 있고, 배기 시스템측에서 장치의 유지 보수 요구를 제조 장치측에 출력함으로써 적절한 시간에 배기 시스템의 장치를 유지 보수할 수 있는 배기 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 성취하기 위해, 본 발명의 제1 태양에 따르면, 반도체 디바이스, 액정 패널, LED 또는 태양 전지를 제조하기 위한 제조 장치의 챔버를 배기하기 위한 배기 시스템이며, 챔버를 배기하도록 구성된 진공 펌프 장치와, 챔버로부터 배출된 배기 가스를 처리하도록 구성된 배기 가스 처리 장치와, 제조 장치, 진공 펌프 장치 및 배기 가스 처리 장치를 접속하기 위한 파이프와, 진공 펌프 장치 및/또는 배기 가스 처리 장치를 제어하도록 구성된 제어기를 포함하고, 제조 장치의 작동 프로세스, 제조 장치에 공급된 가스의 종류 및 가스의 유량의 정보가 진공 펌프 장치 및/또는 배기 가스 처리 장치를 제어하기 위해 제어기 내에 입력되는 배기 시스템이 제공된다.
본 발명의 제1 태양에 따르면, 제조 장치의 작동 프로세스, 제조 장치에 공급된 가스의 종류 및 가스의 유량의 정보가 진공 펌프 장치 또는 배기 가스 처리 장치를 제어하기 위해 제어기 내에 입력되기 때문에, 진공 펌프 장치는 최적의 펌핑 능력에서 작동될 수 있고, 배기 가스 처리 장치는 제조 장치에 공급된 가스의 종류 및 가스의 유량에 따라 최적의 처리 능력에서 작동될 수 있다. 따라서, 진공 펌프 장치 내의 전력 소비가 감소될 수 있다. 또한, 배기 가스 처리 장치 내의 연료 등이 감소될 수 있고, 에너지 절약이 성취될 수 있다.
본 발명의 바람직한 태양에서, 제어기는 제조 장치의 작동 프로세스 및 제조 장치에 공급된 가스의 종류 및 가스의 유량의 정보에 기초하여 N2 가스의 공급량, 물의 공급량, 전력, 연료, 산소 및 공기의 공급량, 히터 온도 및 플라즈마 출력 중 하나 이상을 제어하도록 구성된다.
본 발명에 따르면, 예를 들어 진공 펌프 장치에 공급된 N2 가스의 공급량은 제조 장치의 작동 프로세스 및 제조 장치에 공급된 가스의 종류 및 가스의 유량의 정보에 기초하여 제어될 수 있기 때문에, 적절한 양의 N2가 진공 펌프 장치에 공급될 수 있다. 따라서, 진공 펌프 장치는 안정하게 작동될 수 있고, 가연성 가스의 폭발 및 점화가 방지될 수 있다.
또한, 제어기는 제조 장치의 작동 프로세스 및 제조 장치에 공급된 가스의 종류 및 가스의 유량의 정보에 기초하여 물의 공급량, 전력 및 연료, 산소 및 공기의 공급량을 최적으로 제어하도록 구성된다. 따라서, 물의 공급량, 전력 및 연료, 산소 및 공기의 공급량이 감소될 수 있다.
본 발명의 바람직한 태양에서, 진공 펌프 장치 또는 배기 가스 처리 장치에 유지 보수가 요구될 때, 제어기는 제조 장치에 유지 보수 요구의 정보를 출력한다.
본 발명에 따르면, 진공 펌프 장치 또는 배기 가스 처리 장치에 유지 보수가 요구될 때, 제어기는 제조 장치에 유지 보수 요구의 정보를 출력한다. 따라서, 진공 펌프 장치 또는 배기 가스 처리 장치는 적절한 시간에 유지 보수될 수 있다. 따라서, 배기 시스템 내의 기기 고장이 방지될 수 있고, 제조 장치의 안정한 작동이 보장될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 제어기는 제조 장치에 공급된 가스의 종류 및 가스의 누적 공급량으로부터 진공 펌프 장치 또는 배기 가스 처리 장치의 유지 보수를 필요로 하는 시간을 예측하거나 또는 진공 펌프 장치 또는 배기 가스 처리 장치에 유지 보수가 요구될 때까지 처리될 가스의 종류 및 처리될 가스의 이용 가능한 공급량을 예측하고, 예측 정보를 제조 장치에 출력하도록 구성된다.
본 발명에 따르면, 배기 시스템의 장치 내의 유지 보수를 필요로 하는 시간이 예측될 수 있기 때문에, 제조 장치의 작동 프로세스는 배기 시스템의 유지 보수를 필요로 하는 시간을 고려하여 결정될 수 있다.
본 발명의 바람직한 태양에서, 제어기는 제조 장치의 작동 프로세스 및 제조 장치에 공급된 가스의 종류 및 가스의 유량의 정보에 기초하여 진공 펌프 장치의 회전 속도를 제어하도록 구성된다.
본 발명에 따르면, 진공 펌프 장치는 제조 장치에 공급된 가스의 종류 및 가스의 유량에 따라 최적의 회전 속도에서 작동하도록 제어될 수 있다. 따라서, 진공 펌프 장치는 제조 장치 내의 가스의 종류 및 가스의 유량에 응답하여 최적의 펌핑 능력에서 작동될 수 있다.
본 발명의 바람직한 태양에서, 제어기는 제조 장치의 작동 프로세스 및 제조 장치에 공급된 가스의 종류 및 가스의 유량의 정보에 기초하여 배기 가스 처리 장치의 연료, 산소 및 공기의 공급량, 히터 온도 및 플라즈마 출력 중 하나 이상을 제어하도록 구성된다.
본 발명에 따르면, 배기 가스 처리 장치의 연료, 산소 및 공기의 공급량은 제조 장치에 공급된 가스의 종류 및 가스의 유량에 응답하여 최적의 양으로 제어될 수 있다. 따라서, 배기 가스 처리 장치 내의 배기 가스 처리가 안정하게 수행될 수 있고, 연료, 산소 및 공기의 공급량이 감소될 수 있다.
본 발명의 바람직한 태양에서, 유지 보수 요구의 정보는 제조 장치에 공급된 가스의 종류 및 가스의 누적 공급량으로부터 얻어진다.
본 발명에 따르면, 제조 장치에 공급된 가스의 종류 및 가스의 누적 공급량은 배기 시스템의 장치에 의해 지탱되는 시간에 따른 부하에 대응하고, 따라서 제조 장치의 각각의 장치의 유지 보수를 필요로 하는 시간의 지시기로서 유효하다. 제조 장치의 작동 프로세스, 공급 가스의 종류 및 공급 가스의 유량이 제조 장치로부터 제어기 내에 입력될 때, 제어기는 제어기 내에 입력된 공급 가스의 유량을 가산함으로써 제조 장치에 공급된 가스의 누적 공급량을 계산하고, 배기 시스템의 장치 내의 유지 보수를 필요로 하는 누적 공급량이 도달될 때, 제어기는 제조 장치에 유지 보수 요구를 출력한다. 이 경우에, 유지 보수를 필요로 하는 통상의 장치는 분말이 부착되는 진공 펌프 장치 및 분말 및 배수가 축적되는 배기 가스 처리 장치이다. 물론, 다른 장치가 유지 보수를 필요로 할 수도 있다. 이 방식으로, 유지 보수 요구가 배기 시스템으로부터 제조 장치로 발행될 수 있기 때문에, 배기 시스템의 장치의 적절한 유지 보수 및 세정이 수행될 수 있다.
본 발명의 바람직한 태양에서, 배기 시스템은 챔버로부터 배출된 배기 가스 내로 N2 가스를 공급하도록 구성된 N2 유닛을 더 포함하고, 제조 장치의 작동 프로세스, 제조 장치에 공급된 가스의 종류 및 가스의 유량의 정보는 N2 유닛을 제어하기 위해 제어기 내에 입력된다.
본 발명에 따르면, 희석용 N2 가스(또는 HOT N2 가스)의 공급은 제조 장치의 작동 프로세스, 제조 장치에 공급된 가스의 종류 및 가스의 유량에 기초하여 제어될 수 있기 때문에, N2 가스의 공급량이 감소될 수 있다. 또한, 적절한 양의 N2가 진공 펌프 장치 및 접속 파이프에 공급될 수 있기 때문에, 진공 펌프가 안정하게 작동될 수 있고, 가연성 가스의 폭발 및 점화가 방지될 수 있다.
본 발명의 바람직한 태양에서, 배기 시스템은 제조 장치, 진공 펌프 장치 및 배기 가스 처리 장치를 접속하기 위한 파이프의 적어도 일부를 가열하도록 구성된 파이프 히터를 더 포함하고, 제조 장치의 작동 프로세스 및 제조 장치에 공급된 가스의 종류 및 가스의 유량의 정보는 파이프 히터를 제어하기 위해 제어기 내에 입력된다.
본 발명에 따르면, 제어기는 제조 장치의 작동 프로세스에 따라 적절한 시간에 파이프 히터를 턴온 또는 턴오프할 수 있고, 제조 장치의 작동 프로세스, 제조 장치에 공급된 가스의 종류 및 가스의 유량에 따라 최적의 온도로 파이프 히터를 제어할 수 있다. 따라서, 파이프 히터 내의 전력 소비가 감소될 수 있고, 에너지 절약이 성취될 수 있다. 또한, 동시에, 접속 파이프 내의 또는 진공 펌프 장치 등과 같은 장치 내의 분말의 축적에 의해 발생된 파이프의 폐색 또는 진공 펌프의 정지가 방지될 수 있다.
본 발명의 바람직한 태양에서, 배기 시스템의 각각의 장치의 세정을 수행하기 위해 세정 가스가 제조 장치로부터 배기된다.
본 발명에 따르면, 배기 시스템이 세정 타이밍이 될 때, 배기 시스템의 가스 접촉부에 부착되어 있는 분말을 제거하기 위해 세정 가스가 제조 장치로부터 배기된다.
본 발명의 바람직한 태양에서, 진공 펌프 장치, 배기 가스 처리 장치 또는 파이프가 진공 펌프 장치, 배기 가스 처리 장치 또는 파이프의 분말 부착에 기인하여 세정을 필요로 할 때, 제어기는 제조 장치에 세정 요구의 정보를 출력한다.
본 발명에 따르면, 진공 펌프 장치, 배기 가스 처리 장치 또는 접속 파이프에 부착되어 있는 분말의 미리 정해진 양을 검출함으로써, 분말 부착의 발생을 지시하는 신호가 배기 시스템 내의 이들 장치로부터 제조 장치에 출력된다. 신호를 수신한 제조 장치는 HF, ClF3 또는 NF3와 같은 세정 가스를 제조 장치의 출구에 방출한다. 배기 시스템 내의 분말 부착은 압력(진공 펌프의 배기 압력, 배기 가스 처리 장치의 입구 압력 등), 진공 펌프의 부하율, 가스의 종류 및 제조 장치로부터 가스의 방출 시간 등으로부터 검출될 수 있다. 본 발명에 따르면, 분말에 의해 발생된 파이프의 폐색 또는 진공 펌프의 정지가 방지될 수 있고, 분말을 세정하기 위한 시간이 단축될 수 있다.
본 발명의 바람직한 태양에서, 제어기는 배기 시스템의 모든 장치를 제어하기 위한 제어기, 또는 배기 시스템의 각각의 장치를 제어하기 위한 개별 제어기를 포함한다.
본 발명의 제2 태양에 따르면, 반도체 디바이스, 액정 패널, LED 또는 태양 전지를 제조하기 위한 제조 장치의 챔버를 배기하기 위한 배기 시스템의 제어 방법이며, 배기 시스템은 챔버를 배기하도록 구성된 진공 펌프 장치와, 챔버로부터 배출된 배기 가스를 처리하도록 구성된 배기 가스 처리 장치와, 진공 펌프 장치 및/또는 배기 가스 처리 장치를 제어하도록 구성된 제어기를 포함하고, 제어 방법은 제조 장치의 작동 프로세스, 제조 장치에 공급된 가스의 종류 및 가스의 유량의 정보를 제어기 내에 입력하여 진공 펌프 장치 및/또는 배기 가스 처리 장치를 제어하는 단계를 포함하는 제어 방법이 제공된다.
본 발명의 바람직한 태양에서, 제어 방법은 진공 펌프 장치 또는 배기 가스 처리 장치에 유지 보수가 요구될 때 제어기로부터 제조 장치에 유지 보수 요구의 정보를 출력하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 바람직한 태양에서, 제어 방법은 제어기에 의해, 제조 장치에 공급된 가스의 종류 및 가스의 누적 공급량으로부터 진공 펌프 장치 또는 배기 가스 처리 장치의 유지 보수를 필요로 하는 시간을 예측하거나 또는 진공 펌프 장치 또는 배기 가스 처리 장치에 유지 보수가 요구될 때까지 처리될 가스의 종류 및 처리될 가스의 이용 가능한 공급량을 예측하고, 예측 정보를 제어기로부터 제조 장치에 출력하는 단계를 더 포함한다.
본 발명은 이하의 장점을 제공할 수 있다.
(1) 제조 장치의 작동 프로세스, 제조 장치에 공급된 가스의 종류 및 가스의 유량의 정보가 진공 펌프 장치 및/또는 배기 가스 처리 장치를 제어하기 위해 제어기 내에 입력되기 때문에, 진공 펌프 장치는 최적의 펌핑 능력에서 작동될 수 있고, 배기 가스 처리 장치는 제조 장치에 공급된 가스의 종류 및 가스의 유량에 따라 최적의 처리 능력에서 작동될 수 있다. 따라서, 진공 펌프 장치 내의 전력 소비가 프로세스 성능을 저하하지 않고 감소될 수 있다. 또한, 배기 가스 처리 장치 내의 연료, 전력 소비 등이 감소될 수 있고, 에너지 절약이 성취될 수 있다.
(2) 진공 펌프 장치 또는 배기 가스 처리 장치에 유지 보수가 요구될 때, 제어기는 제조 장치에 유지 보수 요구의 정보를 출력한다. 따라서, 진공 펌프 장치 또는 배기 가스 처리 장치는 적절한 시간에 유지 보수될 수 있다. 따라서, 배기 시스템 내의 기기 고장이 방지될 수 있고, 제조 장치의 안정한 작동이 보장될 수 있다.
(3) 희석용 N2 가스(또는 HOT N2 가스)의 공급은 제조 장치의 작동 프로세스, 제조 장치에 공급된 가스의 종류 및 가스의 유량에 기초하여 제어될 수 있기 때문에, N2 가스의 공급량이 감소될 수 있다. 또한, 적절한 양의 N2가 진공 펌프 장치 및 접속 파이프에 공급될 수 있기 때문에, 진공 펌프가 안정하게 작동될 수 있고, 가연성 가스의 폭발 및 점화가 방지될 수 있다.
(4) 파이프 히터는 제조 장치의 작동 프로세스에 따라 적절한 시간에 턴온 또는 턴오프될 수 있고, 파이프 히터는 제조 장치의 작동 프로세스, 제조 장치에 공급된 가스의 종류 및 가스의 유량에 따라 최적의 온도로 제어될 수 있다. 따라서, 파이프 히터 내의 전력 소비가 감소될 수 있고, 에너지 절약이 성취될 수 있다. 또한, 동시에, 접속 파이프 내의 또는 진공 펌프 장치 등과 같은 장치 내의 분말의 축적에 의해 발생된 파이프의 폐색 또는 진공 펌프의 정지가 방지될 수 있다.
(5) 배기 시스템이 세정 시간이 될 때, 배기 시스템의 가스 접촉부에 부착되어 있는 분말을 제거하기 위해 세정 가스가 제조 장치로부터 제거된다. 따라서, 분말에 의해 발생된 파이프의 폐색 또는 진공 펌프의 정지가 방지될 수 있고, 분말을 세정하기 위한 시간이 단축될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 배기 시스템의 기본 구조를 도시하는 개략도이다.
도 2는 배기 시스템의 최상류측에 제공된 진공 펌프 장치의 일 예를 도시하는 개략도이다.
도 3은 도 1에 도시된 다단 진공 펌프의 각각의 압축단에서 배기 속도와 압력 사이의 관계를 도시하는 도면이다.
도 4는 배기 시스템의 최하류측에 배치된 배기 가스 처리 장치를 도시하는 개략도이다.
도 5는 제조 장치와 배기 시스템의 제어기 사이에 수행된 정보의 입력 및 출력과, 제어기와 진공 펌프 장치, 희석용 N2 유닛, 배기 가스 처리 장치 및 파이프 히터 사이에 수행된 다양한 제어 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 6은 제조 장치와의 통신 기능 및 제조 장치의 배기측에 제공된 배기 시스템 내의 장치의 작동 제어 기능을 갖는 제어기의 예를 도시하는 개략도이다.
도 7은 제조 장치와의 통신 기능 및 배기 시스템 내의 각각의 장치의 제어 유닛(또는 각각의 장치에 부착된 제어기)과의 통신 기능을 갖는 제어기의 예를 도시하는 개략도이다.
도 8은 제조 장치와의 통신 기능 및 배기 시스템 내의 각각의 장치와의 통신 기능이 배기 시스템 내의 각각의 장치에 부착된 제어 유닛에 제공되어 있는 예를 도시하는 개략도이다.
본 발명의 실시예에 따른 배기 시스템이 도 1 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명될 것이다. 동일한 작동 또는 기능을 갖는 동일한 또는 대응 부재 또는 요소는 도면 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호로 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 배기 시스템의 기본 구조를 도시하는 개략도이다. 도 1에서, 제조 장치의 예로서, 반도체 제조 장치 내의 CVD 장치가 설명될 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제조 장치(1)는 배기 시스템(2)에 접속된다. 배기 시스템(2)은 진공 펌프 장치(3), 희석용 N2 유닛(4), 배기 가스 처리 장치(5), 제어기(6) 및 제조 장치(1), 진공 펌프 장치(3) 및 배기 가스 처리 장치(5)를 접속하기 위한 접속 파이프(7)를 포함한다. 제조 장치(1)가 CVD 장치인 경우에, 프로세스 챔버 내의 작동 시퀀스는 물 공급 → 진공 흡인 → 온도 상승 → 성막(재료 가스 공급) → 온도 강하 → 대기압으로 복귀 → 물 제거이다. 상기 작동 시퀀스는 반복된다. 또한, 챔버의 내부에 부착되어 있는 고체 물질을 제거하기 위해, 세정 가스(예를 들어, HF, ClF3, NF3 등)가 챔버 내로 주기적으로 공급되고, 챔버가 배기된다.
또한, 배기 시스템(2)의 접속 파이프(7)에는, 파이프 히터(8)가 제공되고, 게이트 밸브(V1), 바이패스 밸브(V2) 등과 같은 다양한 밸브가 제공된다. 파이프 히터(8)가 진공 펌프 장치(3)의 상류측에 제공되어 있는 예가 도 1에 도시되어 있지만, 파이프 히터(8)는 또한 진공 펌프 장치(3)(도시 생략)의 하류측에도 제공된다. 배기 시스템(2)은 진공 펌프 장치(3), 희석용 N2 유닛(4), 배기 가스 처리 장치(5), 제어기(6), 접속 파이프(7) 및 파이프 히터(8)의 모두를 하나의 하우징 내에 설치하도록 구성될 수도 있고, 또는 이들 장치의 각각을 개별적으로 설치하도록 구성될 수도 있다. 배기 가스 처리 장치(5)는 배기 덕트에 접속되고, 바이패스 밸브(2)는 또한 배기 덕트에 접속된다.
다음에, 배기 시스템을 구성하는 상기 장치가 상세히 설명될 것이다.
도 2는 배기 시스템(2)의 최상류측에 제공된 진공 펌프 장치(3)의 일 예를 도시하는 개략도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 진공 펌프 장치(3)는 2개의 압축단을 갖는 제1 진공 펌프(10) 및 2개의 압축단을 갖는 제2 진공 펌프(20)로 주로 구성된다. 펌프 흡기 포트(11)가 제1 진공 펌프(10) 내에 제공되고, 펌프 배기 포트(21)가 제2 진공 펌프(20) 내에 제공된다. 제1 진공 펌프(10)의 배기 포트(18) 및 제2 진공 펌프(20)의 흡기 포트(22)는 접속 파이프(23)에 의해 서로 접속되어 있다.
제1 진공 펌프(10)는 한 쌍의 루트형(Roots-type) 펌프 회전자(13)(단지 하나의 펌프 회전자만이 도 2에 도시되어 있음)를 갖는 루트형 진공 펌프를 포함하고, 펌프 케이싱 내에 제1 단 루트부(14) 및 제2 단 루트부(15)의 2개의 압축단을 갖는다. 제2 진공 펌프(20)는 한 쌍의 스크류형(screw-type) 펌프 회전자(24)(단지 하나의 펌프 회전자만이 도 2에 도시되어 있음)를 갖는 스크류형 진공 펌프를 포함하고, 펌프 케이싱 내에 제1 단 스크류부(25) 및 제2 단 스크류부(26)의 2개의 압축단을 갖는다. 제1 진공 펌프(10)는 한 쌍의 루트형 펌프 회전자(13)를 회전시키기 위한 모터(30)를 포함한다. 제2 진공 펌프(20)는 한 쌍의 스크류형 펌프 회전자(24)를 회전시키기 위한 모터(31)를 포함한다. 모터(30, 31)는 속도 제어가 가능한 가변 속도 모터를 포함한다.
제조 장치(1)로부터 연장하는 접속 파이프(7)는 제1 진공 펌프(10)의 펌프 흡기 포트(11)에 접속된다. 접속 파이프(7)는 제2 진공 펌프(20)의 펌프 배기 포트(21)에 접속되어, 가스(예를 들어, 프로세스 가스)가 접속 파이프(7)를 통해 배기 가스 처리 장치(5)로 배기되게 된다. 이 방식으로, 다단 진공 펌프 장치는 이 예에서 서로 직렬로 접속되어 있는 제1 진공 펌프(10) 및 제2 진공 펌프(20)를 포함하고, 제2 진공 펌프(20)는 제1 진공 펌프(10)의 하류측에 배치된다. 구체적으로, 제1 진공 펌프(10)는 부스터 펌프로서 기능하고, 제2 진공 펌프(20)보다 높은 진공측에 배치된다. 제2 진공 펌프(20)는 메인 펌프로서 기능하고, 제1 진공 펌프(10)보다 대기측에 더 근접하여 배치된다. 제2 진공 펌프(20)는 대기압 하에서 시동될 수 있도록 구성된다.
최종 압축단으로서 기능하는 제2 진공 펌프(20)의 제2 단 스크류부(26)의 흡기측, 즉 제2 진공 펌프(20)의 제1 단 스크류부(25)와 제2 진공 펌프(20)의 제2 단 스크류부(26) 사이의 단간부(interstage part)(27)에는, 단간부(27)(최종 압축단의 흡기측) 내부의 압력을 측정하기 위한 압력 센서(28)가 제공되어 있다. 또한, N2 가스를 도입하기 위한 파이프(29)가 단간부(27)에 접속되고, 밸브(5)가 파이프(29) 내에 제공된다. 압력 센서(28) 및 밸브(5)는 신호 라인 및/또는 동력 라인에 의해 제어기(6)에 접속된다.
상기 구조를 갖는 진공 펌프 장치에서, 하류측에 위치된 제2 진공 펌프(20)는 제1 진공 펌프(10)보다 대기측에 더 근접하기 때문에, 제2 진공 펌프(20)의 내부 압력은 제1 진공 펌프(10)의 내부 압력보다 높다. 따라서, 응축성 가스를 배기하는 경우에, 응축성 가스의 부산물은 제2 진공 펌프(20)의 내부 상에, 특히 압력이 최고가 되는 최종 압축단으로서 기능하는 제2 단 스크류부(26) 상에 석출될 가능성이 있다. 부식성 가스를 배기하는 경우에, 유사하게, 압력 및 온도는 최종 압축단의 제2 단 스크류부(26)에서 높게 되고, 따라서 제2 단 스크류부(26)에서 부식 환경이 심각하게 된다.
따라서, 이 예에서 진공 펌프 장치에서, 압력 센서(28) 및 N2 가스를 도입하기 위한 파이프(29)가 제2 진공 펌프(20)의 제1 단 스크류부(25)와 제2 단 스크류부(26) 사이의 단간부(27)에 제공되어 단간부(27)의 압력을 측정하고 측정된 압력값에 따라 N2 가스 도입 파이프(29)로부터 펌프의 내부로 도입된 N2 가스의 양을 제어한다. N2 가스 도입 파이프(29)는 희석용 N2 유닛(4)에 접속된다.
이 유형의 진공 펌프 장치에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 프로세스 가스(Q)가 펌프 내부 내로 도입되어 펌프의 내부를 통해 유동할 때, 동력 소비의 감소의 관점으로부터, S1>S2>S3>S4의 관계가 존재하고, 여기서 S1은 제1 단 루트부(14)에서 배기 속도이고, S2는 제2 단 루트부(15)에서 배기 속도이고, S3는 제1 단 스크류부(25)에서 배기 속도이고, S4는 제2 단 스크류부(26)에서 배기 속도이다.
실제 사용 영역에서 각각의 압축단에서 배기 속도가 압력에 무관하게 일정한 조건에서, 단지 최종 압축단으로서 기능하는 제2 진공 펌프(20)의 제2 단 스크류부(26)만이 응축성 가스, 부식성 가스 등과 같은 프로세스 가스를 희석하는 효과, 즉 프로세스 가스의 부분 압력을 감소시키는 효과를 인가할 수 있다. 이는 최종 압축단 이외의 압축단의 작동 압력이 최종 압축단 이외의 압축단의 하류측에 위치된 후속 압축단의 펌핑 능력에 의해 결정되기 때문이다. 구체적으로, 제1 단 루트부(14)의 작동 압력은 제2 단 루트부(15)의 펌핑 능력에 의해 결정되고, 제2 단 루트부(15)의 작동 압력은 제1 단 스크류부(25)의 펌핑 능력에 의해 결정되고, 제1 단 스크류부(25)의 작동 압력은 제2 단 스크류부(26)의 펌핑 능력에 의해 각각 결정된다. 제2 단 스크류부(최종 압축단)(26)는 그 하류측에서 대기압에 노출되기 때문에, 펌프의 내부로의 N2 가스의 도입에 기인하는 압력 상승이 발생할 가능성이 적다. 따라서, 프로세스 가스의 부분 압력은 펌프의 내부 내로 도입된 N2 가스의 비율로 감소될 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 특정량의 프로세스 가스(Q)가 펌프의 내부 내로 도입되고 펌프의 내부를 통해 유동하는 경우에, P1=Q/S1, P2=Q/S2, P3=Q/S3, P4=Q/S4 및 P5=대기압의 관계가 존재하는데, 여기서 P1은 제1 단 루트부(14)의 내부 압력이고, P2는 제2 단 루트부(15)의 내부 압력이고, P3은 제1 단 스크류부(25)의 내부 압력이고, P4는 제2 단 스크류부(26)의 내부 압력이고, P5는 제2 단 스크류부(26)의 출구 압력이다. 전술된 바와 같이, 각각의 압축단에서 배기 속도는 동력 소비의 감소의 관점으로부터 S1>S2>S3>S4로 설정되므로, 프로세스 가스(Q)가 펌프의 내부를 통해 유동할 때 압력값의 변화량은 제2 진공 펌프(20)의 제2 단 스크류부(26)의 내부 압력(P4)에서 최대가 된다. 따라서, 펌프 내부의 압력값의 변화량이 최대가 될 때 제2 진공 펌프(20)의 제2 단 스크류부(26)의 내부 압력(P4), 즉 제1 단 스크류부(25)와 제2 단 스크류부(26) 사이의 단간부(27)에서의 압력을 측정함으로써, 프로세스 가스가 펌프 흡기부(11)로부터 펌프 내부로 도입되는지 여부가 판단될 수 있다.
도 2에 도시된 진공 펌프 장치(3)에 따르면, 희석용 N2 가스는 펌프의 내부에 유동하는 프로세스 가스의 유량에 대응하기 위해 최종 압축단의 흡기측을 통해 희석용 N2 유닛(4)으로부터 펌프의 내부로 도입된다. 따라서, 펌프의 펌핑 성능에 악영향을 미치지 않고 또한 운전 비용을 증가시키지 않고, 프로세스 가스가 압축되어 펌프의 내부에서 가장 농축되는 최종 압축단으로의 고체 물질의 부착 또는 부식의 발생이 방지될 수 있다.
제어기(6)(도 1 참조)는 제조 장치(1)의 작동 프로세스의 정보 및 제조 장치(1)에 공급된 가스의 종류 및 가스의 유량에 기초하여 진공 펌프 장치(3)에 공급된 N2 가스의 유량을 제어하도록 구성된다. 또한, 제어기(6)는 제조 장치(1)의 작동 프로세스의 정보 및 제조 장치(1)에 공급된 가스의 종류 및 가스의 유량에 기초하여 진공 펌프 장치(3)에 공급된 물의 유량 또는 전력을 제어하도록 구성된다.
도 2에 도시된 진공 펌프 장치(3)에서, 제1 진공 펌프(10)는 루트형 진공 펌프를 포함하고 제2 진공 펌프(10)는 스크류형 진공 펌프를 포함하지만, 제1 진공 펌프(10) 및 제2 진공 펌프(20)의 모두는 루트형 진공 펌프를 포함할 수도 있다. 루트형 진공 펌프는 예를 들어 3개의 회전자의 로브(lobe)를 포함하는 한 쌍의 펌프 회전자를 포함한다. 제2 진공 펌프(20)가 다단 루트형 진공 펌프인 경우에, 희석용 N2 가스는 최종 압축단의 흡기측으로부터 펌프의 내부로 도입되어야 한다.
도 4는 배기 시스템(2)의 최하류측에 배치된 배기 가스 처리 장치(5)를 도시하는 개략도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 배기 가스 처리 장치(5)는 연소를 통해 배기 가스를 산화 분해하기 위한 연소형 가열 처리 유닛(40)과, 가열 처리 유닛(40)에 후속하는 단에 배열된 배기 가스 세정 유닛(60)을 포함한다. 가열 처리 유닛(40)은 배기 가스를 연소하기 위한 연소 챔버(42)와, 연소 챔버(42) 내에서 선회하는 화염을 발생하기 위한 버너(41)를 갖는다. 배기 가스는 바이패스 밸브(3방향 밸브)(45)를 경유하여 가열 처리 유닛(40)에 공급된다. 임의의 문제점이 배기 가스 처리 장치 상에 검출되면, 이 바이패스 밸브(45)는 배기 가스가 배기 가스 처리 장치 내에 도입하지 않고 바이패스 파이프(도시 생략)에 공급되도록 작동된다.
연료 및 산소가 미리 예비 혼합기(premixer)(46) 내에서 혼합되고, 이 혼합 연료는 버너(41)에 공급된다. 또한, 배기 가스를 연소(산화)하기 위한 산소 소스로서 공기가 버너(41)에 공급된다. 버너(41)는 혼합 연료를 연소하여 연소 챔버(42) 내에 선회 화염을 형성하고, 배기 가스는 선회 화염에 의해 연소된다. UV 센서(도시 생략)가 버너(41) 내부에 배치되고, 선회 화염이 정상적으로 형성되는지 여부가 UV 센서에 의해 모니터링된다. 공기와 질소가 퍼지 가스로서 UV 센서 주위에 공급된다. 물(W1)이 연소 챔버(42)의 상부 부분에 공급된다. 이 물(W1)은 연소 챔버(42)의 내부면을 따라 아래로 유동하고, 수막(F)이 연소 챔버(42)의 내부면 상에 형성된다. 연소 챔버(42)는 수막(F)에 의해 선회 화염의 열로부터 보호된다. 또한, 버너(41)를 냉각하기 위한 냉각수(W2)가 유동하는 냉각수 통로(도시 생략)가 버너(41)와 연소 챔버(42) 사이에 제공된다.
버너(41)를 통해 연소 챔버(42) 내로 도입된 배기 가스는 선회 화염에 의해 연소된다. 따라서, 배기 가스 내에 함유된 실란, 디실란 등과 같은 가연성 가스가 산화 분해된다. 이 때, 가연성 가스의 연소에 의해, 실리카(SiO2)가 부산물로서 생성된다. 이 실리카는 미세 먼지로서 배기 가스 내에 존재한다.
이러한 부산물의 일부는 버너(41) 또는 연소 챔버(42)의 내부면에 축적된다. 따라서, 가열 처리 유닛(40)은 버너(41) 또는 연소 챔버(42)의 내부면 상에 축적된 부산물이 마찰 탈락(scraped off)되도록 주기적으로 스크래이퍼(scraper)(도시 생략)를 작동하도록 구성된다. 순환 탱크(50)가 연소 챔버(42) 아래에 배치된다. 위어(weir)(51)가 순환 탱크(50) 내부에 제공되고, 순환 탱크(50)는 상류측의 제1 탱크(50A) 및 하류측의 제2 탱크(50B)로 분할된다. 스크래이퍼에 의해 마찰 탈락된 부산물은 제1 탱크(50A)의 저부 상에 축적된다. 또한, 연소 챔버(42)의 내부면을 따라 아래로 유동한 수막(F)이 제1 탱크(50A) 내로 유동한다. 제1 탱크(50A) 내의 물은 위어(51) 상으로 유동하고 제2 탱크(50B) 내로 유동한다.
연소 챔버(42)는 냉각 유닛(55)을 통해 배기 가스 세정 유닛(60)과 연통한다. 이 냉각 유닛(55)은 연소 챔버(42)를 향해 연장하는 배관(56) 및 배관(56) 내에 배열된 스프레이 노즐(57)을 갖는다. 스프레이 노즐(57)은 배관(56) 내에서 유동하는 배기 가스 내로 역류 방향으로 물을 분사한다. 따라서, 가열 처리 유닛(40)에 의해 처리된 배기 가스는 스프레이 노즐(57)로부터 분사된 물에 의해 냉각된다. 물은 배관(56)을 통해 순환 탱크(50)로 회수된다.
냉각된 배기 가스는 이어서 배기 가스 세정 유닛(60) 내로 도입된다. 이 배기 가스 세정 유닛(60)은 물로 배기 가스를 세정하고 배기 가스 내에 함유된 미세 먼지를 제거하기 위한 장치이다. 이 먼지는 가열 처리 유닛(40) 내의 산화 분해(연소 처리)에 의해 생성된 부산물로 주로 구성된다.
배기 가스 세정 유닛(60)은 가스 통로(62)를 형성하기 위한 벽 부재(61)와, 가스 통로(62) 내에 배치된 제1 미스트 노즐(63A), 제1 수막 노즐(63B), 제2 미스트 노즐(64A) 및 제2 수막 노즐(64B)을 포함한다. 이들 미스트 노즐(63A, 64A) 및 수막 노즐(63B, 64B)은 가스 통로(62)의 중심부에 위치되고, 실질적으로 선형으로 배열된다. 제1 미스트 노즐(63A) 및 제1 수막 노즐(63B)은 제1 노즐 유닛(63)을 구성하고, 제2 미스트 노즐(64A) 및 제2 수막 노즐(64B)은 제2 노즐 유닛(64)을 구성한다. 따라서, 이 실시예에서, 2개의 세트의 노즐 유닛(63, 64)이 제공된다. 1개의 세트의 노즐 유닛 또는 3개 이상의 세트의 노즐 유닛이 제공될 수도 있다.
제1 미스트 노즐(63A)은 제1 수막 노즐(63B)보다 배기 가스의 유동 방향에서 더 상류측에 배치된다. 유사하게, 제2 미스트 노즐(64A)은 제2 수막 노즐(64B)보다 더 상류측에 배치된다. 구체적으로, 미스트 노즐 및 수막 노즐은 교대로 배치된다. 미스트 노즐(63A, 64A), 수막 노즐(63B, 64B) 및 벽 부재(61)는 내부식성 수지(예를 들어, PVC: 폴리염화비닐)로 구성된다.
제1 미스트 노즐(63A) 및 제2 미스트 노즐(64A)의 구조 및 크기는 서로 동일하고, 제1 수막 노즐(63B) 및 제2 수막 노즐(64B)의 구조 및 크기는 서로 동일하다.
배기 가스의 유동을 조정하기 위한 유동 제어 챔버(70)가 제1 미스트 노즐(63A)의 상류측에 배치된다. 이 유동 제어 부재(70)는 배기 가스의 압력 손실을 야기하고 가스 통로(62) 내의 배기 가스의 유동을 균일화한다. 유동 제어 부재(70)는 산 부식을 방지하기 위해 금속 이외의 재료로 구성되는 것이 바람직하다. 유동 제어 부재(70)의 예로서, 수지로 제조된 부직조 재료 또는 복수의 개구를 수지 플레이트가 있다. 미스트 노즐(71)이 유동 제어 부재(70)의 상류측에 배치된다. 미스트 노즐(63A, 64A, 71) 및 수막 노즐(63B, 64B)은 벽 부재(61)에 부착된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 배기 가스는 배기 가스 세정 유닛(60)의 하부 부분에 제공된 배관(56)으로부터 배기 가스 세정 유닛(60)의 내부 내로 도입된다. 배기 가스는 배기 가스 세정 유닛(60)의 하부 부분으로부터 상부 부분으로 유동한다. 더 구체적으로, 배관(56)으로부터 도입된 배기 가스는 먼저 배기 가스 세정 유닛(60)의 미스트 노즐(71)을 향해 지향된다. 다음에, 배기 가스는 미스트 노즐(71)에 의해 형성된 미스트를 통해 통과하고, 배기 가스의 유동은 유동 제어 부재(70)에 의해 조정된다. 유동 제어 부재(70)를 통해 통과된 배기 가스는 균일한 유동을 형성하고 저속으로 가스 통로(62)를 통해 상향으로 이동한다. 미스트, 수막, 미스트 및 수막이 이 순서로 가스 통로(62) 내에 형성된다.
배기 가스 내에 함유된 1 ㎛ 미만의 직경을 갖는 미세 먼지는 확산 작용[브라운 운동(Brownian movement)]에 의해 미스트를 형성하는 물 입자에 용이하게 부착되고, 따라서 미세 먼지는 미스트에 의해 포집된다. 1 ㎛ 이상의 직경을 갖는 먼지는 동일한 방식으로 물 입자에 의해 대부분 포집된다. 물 입자의 직경은 대략 100 ㎛이기 때문에, 이들 물 입자에 부착되는 먼지의 크기(직경)는 외관상으로 커지게 된다. 따라서, 먼지를 함유하는 물 입자는 관성 충돌에 기인하여 하류측에서 수막에 용이하게 타격하고, 먼지는 따라서 물 입자와 함께 배기 가스로부터 제거된다. 미스트에 의해 포집되지 않은 비교적 대직경을 갖는 먼지는 또한 동일한 방식으로 수막에 의해 포집되어 제거된다. 이 방식으로, 배기 가스는 물에 의해 세정되고, 세정된 배기 가스가 벽 부재(61)의 상단부에 제공된 배출 포트(77)로부터 배출된다.
수막에 대한 관성 충돌은 1 ㎛ 미만의 직경을 갖는 먼지의 경우에 발생할 가능성이 적다는 것이 알려져 있다. 본 실시예에 따르면, 1 ㎛ 미만의 직경을 갖는 먼지는 확산 작용(브라운 운동)에 의해 용이하게 물 입자에 부착되는 경향이 있기 때문에, 미세 먼지는 물 입자에 의해 대부분 포집된다. 먼지가 포집되어 있는 물 입자는 1 ㎛보다 큰 직경을 갖고, 따라서 수막에 대한 관성 충격이 용이하게 발생하는 경향이 있다. 따라서, 물 입자는 수막에 의해 용이하게 포집된다.
가스 통로(62)를 통해 유동하는 배기 가스의 유속이 낮은 것이 바람직하다. 이는 배기 가스의 낮은 유속이 배기 가스 내에 함유된 먼지와 미스트 사이의 접촉 기간을 더 길게 하고 따라서 먼지 제거 효율이 증가되기 때문이다. 이러한 관점으로부터, 가스 통로(62)의 단면적이 큰 것이 바람직하다. 가스 통로(62) 내에서, 수막이 미스트 위에 형성된다. 따라서, 수막은 미스트를 위한 보호 필름 또는 우산의 역할을 수행하고, 상부측으로부터 낙하하는 물 액적으로부터 미스트를 보호한다. 그 결과, 물 액적에 의해 발생된 미스트의 붕괴가 방지되고, 먼지 제거 효율이 증가된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 전술된 순환 탱크(50)는 배기 가스 세정 유닛(60) 아래에 배치된다. 미스트 노즐(63A, 64A, 71) 및 수막 노즐(63B, 64B)로부터 공급된 물은 순환 탱크(50)의 제2 탱크(50B) 내로 회수된다. 제2 탱크(50B) 내에 저장된 물은 순환 펌프(P)에 의해 미스트 노즐(63A, 64A, 71) 및 수막 노즐(63B, 64B)에 공급된다. 열교환기(79)가 순환 펌프(P)와 배기 가스 세정 유닛(60) 사이에 배치된다. 이 열교환기(79) 내에서, 열교환이 냉각수와 순환수[순환 탱크(50)로부터의 물] 사이에서 수행되고 순환수가 냉각된다. 냉각된 순환수는 미스트 노즐 및 수막 노즐에 공급된다. 동시에, 순환수는 물(W1)로서 가열 처리 유닛(40)의 연소 챔버(42)의 상부 부분에 공급되고, 전술된 바와 같이 수막(F)이 연소 챔버(42)의 내부면 상에 형성된다.
전술된 바와 같이, 미스트 노즐(63A, 64A) 및 수막 노즐(63B, 64B)에 공급될 물은 순환 탱크(50)에 의해 회수된 물이고 먼지(부산물과 같은)를 함유한다. 따라서, 가스 통로(62)를 세정하기 위해 수돗물이 배출 포트(77) 위에 배치된 샤워 노즐(80)로부터 가스 통로(62)에 공급된다. 미스트 트랩(81)이 샤워 노즐(80) 위에 제공된다. 이 미스트 트랩(81)은 그 내부에 복수의 배플판을 갖고, 배출 포트(77)를 통해 통과하는 미스트를 포집하는 기능을 한다. 이 방식으로, 처리되고 무해화된 배기 가스가 배기 덕트(도 1 참조)를 통해 대기로 최종적으로 방출된다.
액체 레벨 센서(85)가 순환 탱크(50) 내에 제공된다. 이 액체 레벨 센서(85)는 제2 탱크(50B)의 액체 레벨을 모니터링하고, 제2 탱크(50B)의 액체 레벨이 미리 정해진 레벨을 초과할 때, 밸브(V21)가 개방되어 제2 탱크(50B) 내의 물을 배출한다. 또한, 순환 펌프(P)에 의해 펌핑된 물의 일부는 순환 탱크(50)의 측면부로부터 제1 탱크(50A) 내로 유동한다. 유동하는 물은 제1 탱크(50A)의 저부 상에 축적되어 있는 부산물을 위어(51)를 향해 세척 제거한다. 따라서, 연소 챔버(42)의 하단 개구가 부산물에 의해 폐색되는 것이 방지된다. 누설 센서(86)가 순환 탱크(50) 아래에 배치되어 순환 탱크(50)로부터 누수를 모니터링한다.
도 4에 도시된 배기 가스 처리 장치(5)에 따르면, 배기 가스 내에 함유된 미세 먼지는 확산 작용(브라운 운동)에 의해 미스트에 용이하게 부착되고, 이 미스트는 수막과의 접촉(관성 충돌)에 기인하여 배기 가스로부터 제거된다. 구체적으로, 미세 먼지는 미스트에 의해 포집되기 때문에, 먼지의 크기는 외관상으로 커지게 된다. 따라서, 먼지는 수막 노즐에 의해 형성된 수막과 용이하게 접촉하게 될 수 있다. 그 결과, 미세 먼지는 높은 효율로 배기 가스로부터 제거될 수 있다.
도 5는 제조 장치(1)와 배기 시스템(2)의 제어기(6) 사이에 수행된 정보의 입력 및 출력과, 제어기(6)와 진공 펌프 장치(3), 희석용 N2 유닛(4), 배기 가스 처리 장치(5) 및 파이프 히터(8) 사이에 수행된 다양한 제어 방법을 설명하기 위한 개략도이다. 도 5에서, 제어기(6)는 배기 시스템(2)의 모든 장치를 제어하기 위한 제어기로서 도시되어 있지만, 제어기(6)는 각각의 장치[진공 펌프 장치(3), 희석용 N2 유닛(4), 배기 가스 처리 장치(5) 및 파이프 히터(8)]에 부착된 개별 제어기일 수도 있다.
도 5에 도시된 배기 시스템에서, 제조 장치(1)의 작동 프로세스, 공급 가스의 종류 및 공급 가스의 유량이 제조 장치(1)로부터 제어기(6) 내에 입력된다. 제조 장치(1)는 CVD 장치이고, 프로세스 챔버 내의 작동 시퀀스는 물 공급 → 진공 흡인 → 온도 상승 → 성막(재료 가스 공급) → 온도 강하 → 대기압으로 복귀 → 물 제거이다. 상기 작동 시퀀스는 반복된다. 또한 챔버 내부에 부착되어 있는 고체 물질을 제거하기 위해, 세정 가스(예를 들어, HF, ClF3, NF3 등)가 챔버 내로 주기적으로 공급되고, 챔버가 배기된다. 제어기(6)는 제조 장치(1)의 작동 프로세스, 공급 가스의 종류 및 공급 가스의 유량에 따라 진공 펌프 장치(3) 내의 제1 진공 펌프(10) 및 제2 진공 펌프(20)의 회전 속도의 자동 제어를 수행하도록 구성된다. 구체적으로, 진공측에 배치되고 부스터 펌프로서 기능하는 제1 진공 펌프(10) 및 대기측에 배치되고 메인 펌프로서 기능하는 제2 진공 펌프(20)는 제조 장치(1)의 작동 프로세스, 공급 가스의 종류 및 공급 가스의 유량에 따라 최적 회전 속도에서 작동하도록 제어된다.
제조 장치(1)가 CVD 장치인 경우에, 제1 진공 펌프(10) 및 제2 진공 펌프(20)의 최적 회전 속도는 이하와 같다.
1) 물 공급: 진공 펌프는 작동하도록 요구되지는 않지만, 진공 펌프의 작동이 완전히 정지되면, 긴 상승 시간이 요구된다. 따라서, 진공 펌프는 예를 들어 20% 출력과 같은 낮아진 출력에서 작동되고, 챔버의 진공 배기는 밸브에 의해 정지된다.
2) 진공 흡인: 진공 펌프는 100% 출력에서 작동된다.
3) 온도 상승: 진공을 유지하기에 충분하기 때문에, 진공 펌프는 예를 들어 70% 출력에서 작동된다.
4) 성막: 재료 가스가 공급되기 때문에, 진공 펌프는 100% 출력에서 작동된다.
5) 온도 강하: 가스의 유입이 정지되기 때문에, 진공 펌프가 약간 낮아진 출력에서 작동하게 하는데 충분하다. 따라서, 진공 펌프는 예를 들어 70% 출력에서 작동된다.
6) 대기압으로 복귀: N2 가스가 챔버에 공급되어 산화를 방지한다. 진공 펌프는 작동하도록 요구되지는 않지만, 진공 펌프는 1)에서와 동일한 이유로 낮아진 출력에서 작동될 수도 있다.
7) 물 제거: 1)과 동일하다.
진공 펌프 장치(3)의 진공 흡인 프로세스에서, 어떠한 가스도 챔버에 공급되지 않기 때문에, 진공 흡인의 작동 프로세스는 제조 장치(1)로부터 제어기(6) 내에 입력되고, 가스 공급이 없고 공급 가스의 유량이 0인 정보가 제어기(6)에 입력된다. 다음에, 가스가 챔버에 공급될 때, 작동 프로세스, 공급 가스의 종류 및 공급 가스의 유량의 정보가 제조 장치(1)로부터 제어기(6) 내로 입력된다. 가스를 챔버로 공급하는 프로세스에서, 제어기(6)는 공급 가스의 종류 및 공급 가스의 유량에 따라 진공 펌프 장치(3) 내의 제1 진공 펌프(10) 및 제2 진공 펌프(20)의 회전 속도의 자동 제어를 수행한다. 따라서, 제1 진공 펌프(10) 및 제2 진공 펌프(20)는 챔버 내의 공급 가스의 종류 및 공급 가스의 유량에 응답하여 최적 펌핑 능력에서 작동될 수 있다. 따라서, 진공 펌프 장치(3) 내의 전력 소비가 감소될 수 있고, 에너지 절약이 성취될 수 있다. 제어기(6) 대신에, 제조 장치(1)로부터의 정보는 진공 펌프 장치(3)를 개별적으로 제어하기 위한 제어기 내로 입력되어 진공 펌프 장치(3)의 회전 속도를 제어할 수도 있다.
또한, 제어기(6)는 제조 장치(1)의 작동 프로세스, 공급 가스의 종류 및 공급 가스의 유량에 따라 파이프 히터(8)의 제어 온도를 자동으로 설정하고, 파이프 히터(8)를 설정 온도로 자동으로 유지하도록 파이프 히터(8)를 제어한다. 이 경우에, 공급 가스의 종류 및 공급 가스의 유량에 대응하는 가열 온도는 제어기(6) 내에 미리 저장되고, 파이프 히터(8)의 온도 설정의 변화 및 파이프 히터(8)의 온도 제어는 피드포워드(feedforward) 제어와 PID 제어의 조합에 의해 자동으로 수행된다. 또한, 가열될 필요가 없는 프로세스가 제어기(6) 내에 미리 저장되고, 제어기(6)는 가열될 필요가 없는 프로세스에서 파이프 히터(8)를 자동으로 턴오프한다. 이 방식으로, 제어기(6)는 적절한 시간에 파이프 히터(8)를 턴온 또는 턴오프할 수 있고, 제조 장치(1)의 작동 프로세스, 공급 가스의 종류 및 공급 가스의 유량에 따라 최적 온도로 파이프 히터(8)를 제어할 수 있다. 따라서, 파이프 히터(8) 내의 전력 소비가 감소될 수 있고, 에너지 절약이 성취될 수 있다. 또한, 동시에, 접속 파이프(7) 내의 또는 진공 펌프 장치(3)와 같은 장치 내의 분말의 축적에 의해 발생된 파이프의 폐색 또는 진공 펌프의 정지가 방지될 수 있다. 제어기(6) 대신에, 제조 장치(1)로부터의 정보는 파이프 히터(8)를 제어하기 위해 파이프 히터(8)를 개별적으로 제어하기 위한 제어기 내에 입력될 수도 있다.
배기 가스 처리 장치(5)에는, 질량 유량 제어기(MFC1, MFC2, MFC3)가 연료, 산소 및 공기를 위한 각각의 파이프 내에 제공되고, 버너(41)로의 연료, 산소 및 공기의 공급량이 자동으로 조정될 수 있다. 또한, 차단 밸브(V11, V12, V13)가 연료, 산소 및 공기를 위한 각각의 파이프 내에 제공되고, 버너(41)로의 연료, 산소 및 공기의 공급이 배기 가스 처리를 필요로 하지 않는 제조 장치(1)의 제조 프로세스에서 정지될 수 있다. 또한, 질량 유량 제어기(MFC4) 및 차단 밸브(V14)가 N2 가스 파이프 내에 제공된다.
제조 장치의 작동 프로세스, 공급 가스의 종류 및 공급 가스의 유량에 대응하는 연료, 산소 및 공기의 공급량이 제어기(6) 내에 미리 저장되고, 제어기(6)는 피드포워드 제어와 PID 제어의 조합에 의해 질량 유량 제어기(MFC1, MFC2, MFC3)를 자동으로 제어한다. 구체적으로, 배기 가스 처리를 위해 요구된 열의 양은 제조 장치에 공급된 가스의 종류, 제조 장치에 공급된 가스의 유량, 진공 펌프 장치(3)에 공급된 N2의 유량 및 희석용 N2 유닛(4)으로부터 공급된 희석용 N2의 유량으로부터 자동으로 계산되고, 연료, 산소 및 공기의 공급량이 제어기(6) 내에서 자동으로 계산된다. 다음에, 연료, 산소 및 공기의 공급량은 질량 유량 제어기(MFC1, MFC2, MFC3)에 의해 자동으로 조정된다. 또한, 배기 가스 처리를 필요로 하지 않는 제조 장치의 제조 프로세스에서, 차단 밸브(V11, V12, V13)는 연료, 산소 및 공기의 공급을 정지하도록 작동된다. 따라서, 배기 가스 처리 장치(5) 내의 전력 소비가 감소될 수 있고, 연료, 산소 및 공기의 공급량이 감소될 수 있고, 에너지 절약이 성취될 수 있다. 제어기(6) 대신에, 제조 장치(1)로부터의 정보는 배기 가스 처리 장치(5)를 제어하기 위해 배기 가스 처리 장치(5)를 개별적으로 제어하기 위한 제어기 내로 입력될 수도 있다. 배기 가스 처리 장치(5)가 연소형 장치가 아니라 플라즈마형 장치 또는 히터형 장치인 경우에, 배기 가스 처리를 위해 요구된 온도는 제어기(6) 내에 미리 저장되고, 플라즈마 출력 또는 히터 출력이 피드포워드 제어와 PID 제어의 조합에 의해 자동으로 제어된다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 희석용 N2 유닛(4) 내에는, 질량 유량 제어기(MFC5)가 희석용 N2 파이프 내에 제공된다. 또한, 차단 밸브(V15)가 희석용 N2 파이프 내에 제공되고, 희석용 N2의 공급은 N2의 희석을 필요로 하지 않는 제조 장치의 프로세스에서 정지될 수 있다. 제조 장치의 작동 프로세스, 공급 가스의 종류 및 공급 가스의 유량에 대응하는 희석용 N2의 유량은 제어기(6) 내에 미리 저장되고, 제어기(6)는 피드포워드 제어와 PID 제어의 조합에 의해 질량 유량 제어기(MFC5)를 자동으로 제어한다. 희석용 N2가 상이한 유량에서 유동하게 하는 복수의 희석용 N2 파이프가 준비될 수도 있고, 희석용 N2 파이프는 희석용 N2의 유량을 제어하기 위해 밸브에 의해 자동으로 절환될 수도 있다. 도 5에 도시된 구조에 의해, 희석용 N2의 공급량이 감소될 수 있고, 에너지 절약이 성취될 수 있다. 또한, 희석용 적절한 양의 N2가 진공 펌프 장치(3) 및 접속 파이프(7)에 공급될 수 있기 때문에, 진공 펌프는 안정적으로 작동될 수 있고, 가연성 가스의 폭발 및 점화가 방지될 수 있다. 희석용 N2 유닛(4)으로부터 공급된 희석용 N2는 HOT N2일 수도 있다. 제어기(6) 대신에, 제조 장치(1)로부터의 정보는 희석용 N2 유닛(4)을 제어하기 위해 희석용 N2 유닛(4)을 개별적으로 제어하기 위한 제어기 내에 입력될 수도 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 냉각수가 제1 진공 펌프(10) 및 제2 진공 펌프(20)를 냉각하기 위해 진공 펌프 장치(3)의 제1 진공 펌프(10) 및 제2 진공 펌프(20)에 공급될 수 있다. 또한, 냉각수는 버너(41) 및 열교환기(79)를 냉각하기 위해 배기 가스 처리 장치(5)의 버너(41) 및 열교환기(79)(도 4 참조)에 공급될 수 있다. 질량 유량 제어기(MFC10, MFC11) 등이 제1 진공 펌프(10), 제2 진공 펌프(20) 및 배기 가스 처리 장치(5) 내의 냉각수용 파이프 내에 제공된다. 제조 장치의 작동 프로세스, 공급 가스의 종류 및 공급 가스의 유량에 대응하여 사용될 냉각수의 양이 제어기(6) 내에 미리 저장되고, 제어기(6)는 피드포워드 제어와 PID 제어의 조합에 의해 질량 유량 제어기(MFC10, MFC11)를 자동으로 제어한다. 냉각수가 상이한 유량에서 유동하게 하는 복수의 냉각수 파이프가 준비될 수도 있고, 냉각수 파이프는 냉각수의 유량을 제어하기 위해 밸브에 의해 자동으로 절환될 수도 있다. 도 5에 도시된 구조에 의해, 진공 펌프 장치(3) 및 배기 가스 처리 장치(5) 내의 냉각수의 공급량이 감소될 수 있고, 에너지 절약이 성취될 수 있다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 세정수가 배기 가스 처리 장치(5)의 배기 가스 세정 유닛(60)에 공급될 수 있다. 질량 유량 제어기(MFC15)가 세정수를 위한 파이프에 제공된다. 제조 장치의 작동 프로세스, 공급 가스의 종류 및 공급 가스의 유량에 대응하여 사용될 세정수의 양이 제어기(6) 내에 미리 저장되고, 제어기(6)는 피드포워드 제어와 PID 제어의 조합에 의해 질량 유량 제어기(MFC15)를 자동으로 제어한다. 세정수가 상이한 유량에서 유동하게 하는 복수의 세정수 파이프가 준비될 수도 있고, 세정수 파이프는 세정수의 유량을 제어하기 위해 밸브에 의해 자동으로 절환될 수도 있다. 도 5에 도시된 구조에 의해, 배기 가스 처리 장치(5) 내의 세정수의 양이 감소될 수 있고 에너지 절약이 성취될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 배기 가스 처리 장치(5)의 배수를 중화하기 위해, 중화액 공급 펌프(82)가 순환 탱크(50)에 접속된 파이프에 제공된다. 중화액 유량계(83)가 중화액 공급 펌프(82)의 파이프에 제공된다. 제어기(6)는 제조 장치 내의 공급 가스의 종류 및 공급 가스의 유량에 따라 배수를 중화하기 위한 중화액의 공급량을 자동으로 계산하고, 중화액 공급 펌프(82)의 출력은 중화액의 유량이 계산값과 동일해지도록 자동으로 조정된다. 도 5에 도시된 구조에 의해, 중화액의 공급량이 감소될 수 있고 pH 제어가 pH 미터 없이 수행될 수 있다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 배기 시스템(2)이 세정 타이밍이 될 때, 세정 가스가 제조 장치(1)로부터 배기되어 배기 시스템(2)의 가스 접촉부에 부착되어 있는 분말을 제거한다. 구체적으로, 진공 펌프 장치(3), 배기 가스 처리 장치(5) 및 접속 파이프(7)에 부착되어 있는 미리 정해진 분말의 양을 검출함으로써, 분말 부착의 발생을 지시하는 신호가 배기 시스템(2) 내의 이들 장치로부터 유지 보수 요구로서 제조 장치(1)에 출력된다. 이 출력은 배기 시스템(2)의 각각의 장치를 개별적으로 제어하기 위한 제어기 또는 제어기(6)로부터 수행될 수도 있다. 신호를 수신한 제조 장치(1)는 제조 장치의 출구로 HF, ClF3 또는 NF3와 같은 세정 가스를 방출한다. 배기 시스템(2) 내의 분말 부착은 압력(진공 펌프의 배기 압력, 배기 가스 처리 장치의 입구 압력 등), 진공 펌프의 부하율(전력 등), 제조 장치로부터 가스의 방출 시간 등으로부터 검출된다. 따라서, 분말에 의해 발생된 파이프의 폐색 또는 진공 펌프의 정지가 방지될 수 있고, 분말을 세정하기 위한 시간이 단축될 수 있다.
HF, ClF3, NF3 등과 같은 세정 가스는 강한 부식성 가스이기 때문에, 배기 시스템(2)의 파이프 또는 장치가 세정 가스에 의해 세정될 때, 진공 펌프 장치(3), 배기 가스 처리 장치(5), 접속 파이프(7) 등이 부식될 가능성이 있다. 따라서, 세정 가스의 종류 및 세정 가스의 유량에 대응하는 가열 온도가 제어기(6) 내에 미리 저장되고, 파이프 히터(8) 및 희석용 N2 유닛(4)의 온도 설정의 변화 및 파이프 히터(8) 및 희석용 N2 유닛(4)의 온도 제어가 피드포워드 제어와 PID 제어의 조합에 의해 자동으로 수행된다. 따라서, 세정 가스에 의해 발생된 배기 시스템(2)의 각각의 장치 내의 부식 마모가 방지될 수 있다. 제어기(6) 대신에, 파이프 히터(8) 및 희석용 N2 유닛(4)은 파이프 히터(8) 및 희석용 N2 유닛(4)을 개별적으로 제어하기 위한 제어기에 의해 제어될 수 있다.
도 5에 도시된 배기 시스템(2)에서, 유지 보수가 배기 시스템(2)에서 요구될 때, 제어기(6)는 제조 장치(1)에 유지 보수 요구를 출력할 수 있다. 또한, 제어기(6)는 배기 시스템(2) 내의 유지 보수를 필요로 하는 시간을 계산하고 계산 결과를 제조 장치(1)에 출력한다. 구체적으로, 제조 장치의 작동 프로세스, 공급 가스의 종류 및 공급 가스의 유량이 제조 장치(1)로부터 제어기(6) 내로 입력된다. 제어기(6)는 제어기(6) 내에 입력된 공급 가스의 유량을 가산함으로써 제조 장치(1)에 공급된 가스의 누적 공급량을 계산하고, 배기 시스템(2)의 장치 내의 유지 보수를 필요로 하는 누적 공급량이 도달할 때, 제어기(6)는 제조 장치(1)에 유지 보수 요구를 출력한다. 이 경우에, 유지 보수를 필요로 하는 통상의 장치는 분말이 부착하는 진공 펌프 장치(3) 및 분말 및 배수가 축적되는 배기 가스 처리 장치(5)이다. 물론, 다른 장치가 유지 보수를 필요로 할 수도 있다. 이 방식으로, 유지 보수 요구가 배기 시스템(2)으로부터 제조 장치(1)로 발행될 수 있기 때문에, 배기 시스템(2)의 장치의 적절한 유지 보수 및 세정이 수행될 수 있다. 따라서, 배기 시스템(2) 내의 기기 고장이 방지될 수 있고, 제조 장치(1)의 안정한 작동이 보장될 수 있다. 누적된 공급량이 도달되기 전에, 제어기(6)는 제조 장치(1)로부터 입력된 공급 가스의 종류 및 공급 가스의 양에 기초하여 가스의 종류 및 이러한 가스의 이용 가능한 공급량[배기 시스템(2) 내에서 연속적으로 처리 가능한 가스량]을 출력하고, 이들 정보로부터 유지 보수를 필요로 하는 시간을 예측하고, 예측 정보를 제조 장치(1)에 출력할 수 있다. 배기 가스 처리 장치(5)에서, 분말이 순환 탱크(50) 내에 축적된다. 순환 탱크(50) 내에 축적된 분말의 양은 제조 장치(1)로부터 배출된 배기 가스의 양에 비례하기 때문에, 배기 시스템(2) 내의 유지 보수를 필요로 하는 시간은 제조 장치(1)로부터 배출된 배기 가스의 양으로부터 순환 탱크(50) 내에 축적된 분말의 양을 계산함으로써 검출될 수 있다.
또한, 도 5에 도시된 배기 시스템(2)에서, 배기 가스 처리 장치(5) 내의 분말의 자동 세정이 수행될 수 있다. 제조 장치(1)가 어떠한 제품도 제조하고 있지 않는 프로세스를 제어기(6)가 확인한 후에, 배기 가스 처리 장치(5) 내이 분말 수집 트랩 및 탱크의 자동 세정이 수행된다. 자동 세정은 단지 제조 장치 내의 공급 가스의 종류가 지정되고 지정된 가스의 누적 공급량이 미리 정해진 값에 도달하는 경우에만 수행된다. 따라서, 인력에 의한 유지 보수 작업이 감소될 수 있고, 제조 장치(1)의 가동률이 향상될 수 있다. 또한, 유지 보수에 사용된 설비가 감소될 수 있다.
또한, 자동 밸브가 배기 시스템(2) 내의 각각의 장치의 접속 파이프(7)에 제공되어 기밀 시험부가 밀봉되게 되고, 압력 센서 및 N2 공급 파이프가 밀봉된 부분 내에 제공된다. 자동 기밀 시험을 위한 버튼(스위치)이 배기 시스템(2) 내의 각각의 장치의 제어 패널 상에 조작될 때, 기밀 시험 중인 부분은 자동 밸브에 의해 밀봉되고, 밀봉된 부분은 N2에 의해 미리 정해진 압력으로 자동으로 가압된다. 밀봉된 부분이 N2에 의해 가압될 때의 압력이 저장되고, 누설부의 존재 또는 부재가 저장된 압력과 미리 정해진 시간의 경과 후의 압력을 비교함으로써 제어 패널 내의 소프트웨어 사에서 자동으로 판단된다. 기밀 시험을 완료한 후에, 자동 밸브는 순차적으로 개방되어 가압을 위해 사용된 N2를 방출한다.
도 5에 도시된 배기 시스템(2)에서, 배기 시스템(2) 내의 장치의 이상 또는 고장이 발생할 때, 이상 또는 고장을 지시하는 표시 신호 또는 경보 신호가 종래의 배기 시스템과 동일한 방식으로 배기 시스템(2)의 장치로부터 제조 장치(1)로 출력될 수 있다.
도 6 내지 도 8은 배기 시스템(2)의 모든 장치를 제어하기 위한 제어기와, 배기 시스템(2) 내의 각각의 장치[진공 펌프 장치(3), 희석용 N2 유닛(4), 배기 가스 처리 장치(5), 파이프 히터(8)]에 부착된 개별 제어기의 실시예를 도시하는 개략도이다.
도 6은 제조 장치와의 통신 기능 및 제조 장치의 배기측에 제공된 배기 시스템 내의 장치(모두 또는 일부)의 작동 제어 기능을 갖는 제어기의 예를 도시한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제어기는 제조 장치(1)와의 통신 및 배기 시스템(2) 내에 제공된 각각의 장치[진공 펌프 장치(3), 희석용 N2 유닛(4), 배기 가스 처리 장치(5), 파이프 히터(8), 밸브 등]의 작동 제어를 수행한다.
도 7은 제조 장치와의 통신 기능 및 배기 시스템 내의 각각의 장치의 제어 유닛(또는 각각의 장치에 부착된 제어기)과의 통신 기능을 갖는 제어기의 예를 도시한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 제어기는 제조 장치(1)와의 통신 및 배기 시스템(2) 내에 제공된 각각의 장치[진공 펌프 장치(3), 희석용 N2 유닛(4), 배기 가스 처리 장치(5), 파이프 히터(8), 밸브 등]의 제어 유닛과의 통신을 수행한다.
도 8은 제조 장치와의 통신 기능 및 배기 시스템 내의 각각의 장치와의 통신 기능이 배기 시스템 내의 각각의 장치에 부착된 제어 유닛에 제공되어 있는 예를 도시한다. 도 8에 도시된 실시예에서, 배기 가스 처리 장치(5)의 제어 유닛은 제조 장치(1)와의 통신 기능 및 배기 시스템(2) 내의 각각의 장치와의 통신 기능을 갖는다. 이 경우에, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같은 독립적인 제어기는 불필요하다.
본 발명의 특정 바람직한 실시예가 상세히 도시되고 설명되었지만, 다양한 변경 및 수정이 첨부된 청구범위의 범주로부터 벗어나지 않고 여기에 이루어질 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.
산업상 이용 가능성
본 발명은 제조 장치의 챔버를 배기하기 위한 진공 펌프, 챔버로부터 배출된 배기 가스를 처리하기 위한 배기 가스 처리 장치 및 다른 장치를 갖는 배기 시스템에 적용 가능하다.

Claims (14)

  1. 반도체 디바이스, 액정 패널, LED 또는 태양 전지를 제조하기 위한 제조 장치의 챔버를 배기하기 위한 배기 시스템이며,
    상기 챔버를 배기하도록 구성된 진공 펌프 장치와,
    상기 챔버로부터 배출된 배기 가스를 처리하도록 구성된 배기 가스 처리 장치와,
    상기 제조 장치, 상기 진공 펌프 장치 및 상기 배기 가스 처리 장치를 접속하기 위한 파이프와,
    상기 진공 펌프 장치 및/또는 상기 배기 가스 처리 장치를 제어하도록 구성된 제어기를 포함하고,
    상기 제조 장치의 작동 프로세스, 상기 제조 장치에 공급된 가스의 종류 및 가스의 유량의 정보가 상기 진공 펌프 장치 및/또는 상기 배기 가스 처리 장치를 제어하기 위해 상기 제어기 내에 입력되는 배기 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어기는 상기 제조 장치의 작동 프로세스 및 상기 제조 장치에 공급된 가스의 종류 및 가스의 유량의 정보에 기초하여 N2 가스의 공급량, 물의 공급량, 전력, 연료, 산소 및 공기의 공급량, 히터 온도 및 플라즈마 출력 중 하나 이상을 제어하도록 구성되는 배기 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 진공 펌프 장치 또는 상기 배기 가스 처리 장치에 유지 보수가 요구될 때, 상기 제어기는 상기 제조 장치에 유지 보수 요구의 정보를 출력하는 배기 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제어기는 상기 제조 장치에 공급된 가스의 종류 및 가스의 누적 공급량으로부터 상기 진공 펌프 장치 또는 상기 배기 가스 처리 장치의 유지 보수를 필요로 하는 시간을 예측하거나 또는 상기 진공 펌프 장치 또는 상기 배기 가스 처리 장치에 유지 보수가 요구될 때까지 처리될 가스의 종류 및 처리될 가스의 이용 가능한 공급량을 예측하도록, 그리고 예측 정보를 상기 제조 장치에 출력하도록 구성되는 배기 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제어기는 상기 제조 장치의 작동 프로세스 및 상기 제조 장치에 공급된 가스의 종류 및 가스의 유량의 정보에 기초하여 상기 진공 펌프 장치의 회전 속도를 제어하도록 구성되는 배기 시스템.
  6. 제3항에 있어서, 상기 유지 보수 요구의 정보는 상기 제조 장치에 공급된 가스의 종류 및 가스의 누적 공급량으로부터 얻어지는 배기 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 챔버로부터 배출된 배기 가스 내로 N2 가스를 공급하도록 구성된 N2 유닛을 더 포함하고,
    상기 제조 장치의 작동 프로세스, 상기 제조 장치에 공급된 가스의 종류 및 가스의 유량의 정보는 상기 N2 유닛을 제어하기 위해 상기 제어기 내에 입력되는 배기 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제조 장치, 상기 진공 펌프 장치 및 상기 배기 가스 처리 장치를 접속하기 위한 상기 파이프의 적어도 일부를 가열하도록 구성된 파이프 히터를 더 포함하고,
    상기 제조 장치의 작동 프로세스 및 상기 제조 장치에 공급된 가스의 종류 및 가스의 유량의 정보는 상기 파이프 히터를 제어하기 위해 상기 제어기 내에 입력되는 배기 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 배기 시스템의 각각의 장치의 세정을 수행하기 위해 세정 가스가 상기 제조 장치로부터 배기되는 배기 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 진공 펌프 장치, 상기 배기 가스 처리 장치 또는 상기 파이프가 상기 진공 펌프 장치, 상기 배기 가스 처리 장치 또는 상기 파이프의 분말 부착에 기인하여 상기 세정을 필요로 할 때, 상기 제어기는 상기 제조 장치에 세정 요구의 정보를 출력하는 배기 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제어기는 상기 배기 시스템의 모든 장치를 제어하기 위한 제어기, 또는 상기 배기 시스템의 각각의 장치를 제어하기 위한 개별 제어기를 포함하는 배기 시스템.
  12. 반도체 디바이스, 액정 패널, LED 또는 태양 전지를 제조하기 위한 제조 장치의 챔버를 배기하기 위한 배기 시스템의 제어 방법이며,
    상기 배기 시스템은
    상기 챔버를 배기하도록 구성된 진공 펌프 장치와,
    상기 챔버로부터 배출된 배기 가스를 처리하도록 구성된 배기 가스 처리 장치와,
    상기 진공 펌프 장치 및/또는 상기 배기 가스 처리 장치를 제어하도록 구성된 제어기를 포함하고,
    상기 제어 방법은
    상기 제조 장치의 작동 프로세스, 상기 제조 장치에 공급된 가스의 종류 및 가스의 유량의 정보를 상기 제어기 내에 입력하여 상기 진공 펌프 장치 및/또는 상기 배기 가스 처리 장치를 제어하는 단계를 포함하는 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 진공 펌프 장치 또는 상기 배기 가스 처리 장치에 유지 보수가 요구될 때 상기 제어기로부터 상기 제조 장치에 유지 보수 요구의 정보를 출력하는 단계를 더 포함하는 제어 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 제어기에 의해, 상기 제조 장치에 공급된 가스의 종류 및 가스의 누적 공급량으로부터 상기 진공 펌프 장치 또는 상기 배기 가스 처리 장치의 유지 보수를 필요로 하는 시간을 예측하거나 또는 상기 진공 펌프 장치 또는 상기 배기 가스 처리 장치에 유지 보수가 요구될 때까지 처리될 가스의 종류 및 처리될 가스의 이용 가능한 공급량을 예측하고, 예측 정보를 상기 제어기로부터 상기 제조 장치에 출력하는 단계를 더 포함하는 제어 방법.
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