KR20150071123A

KR20150071123A - 가스 공급장치

Info

Publication number: KR20150071123A
Application number: KR1020130157749A
Authority: KR
Inventors: 정근준; 김영준; 최창수
Original assignee: 주식회사 케이씨텍
Priority date: 2013-12-18
Filing date: 2013-12-18
Publication date: 2015-06-26
Also published as: KR102088782B1

Abstract

본 발명은 가스 공급장치에 관한 것으로, 가스공급부를 통해 가스용기의 공정가스를 공정장치로 공급함과 아울러 상기 가스용기의 교체시 공급관로를 통해 퍼지가스 및 리크체크가스를 상기 가스공급부에 공급하여 퍼지 및 리크체크하는 가스 공급장치에 있어서, 상기 공급관로는, 상기 퍼지가스를 상기 가스공급부에 공급하는 상호 직렬연결된 제1공급밸브와 제2공급밸브와, 상기 제1공급밸브와 상기 제2공급밸브 사이의 압력을 검출하여, 상기 퍼지가스의 누설을 검출하는 압력센서와, 상기 제1공급밸브의 후단과 상기 압력센서를 연결하며, 상기 공정가스가 상기 공정장치로 공급될 때 열리고, 리크체크가스가 공급될 때 닫히는 제어밸브로 구성된다. 본 발명은 퍼지가스 및 리크체크가스를 공급하는 공급관로의 압력을 검출하는 압력센서를 저압센서로 하여, 온도 변화에 따른 압력의 변화량을 최소화함으로써, 압력의 오검출에 따른 공정가스의 공급중단이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

가스 공급장치{Gas supply device}

본 발명은 가스 공급장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급밸브의 불량을 검출할 수 있는 가스 공급장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 장치 또는 평판 디스플레이를 제조하는 장치에는 공정에 요구되는 가스를 공급하는 가스 공급장치가 마련되어 있다.

통상의 가스 공급장치는 가스의 지속적인 공급을 위하여 복수의 가스용기가 마련되어 있으며, 그 복수의 가스용기 중 하나의 용기에서 인출되는 가스를 공정장치로 공급하다가, 그 사용 중인 가스용기의 가스가 거의 소모된 상태에서 다른 가스용기의 가스가 공급되도록 전환시키고, 가스가 거의 소모된 가스용기를 교체하는 방식을 사용하고 있다.

이때 각 가스용기의 가스를 공정장치로 공급하는 가스배관은 각 가스용기마다 분할되도록 마련되어 있으며, 가스용기의 교체시 그 교체되는 가스용기의 가스배관을 퍼지(purge)하고 배관에 누설이 있는지 검사하는 리크체크를 하게 된다.

이처럼 퍼지 가스를 공급하는 퍼지가스 공급라인 및 퍼지가스의 공급을 제어하는 퍼지가스 공급밸브가 공정가스 공급라인에 연결되어 있기 때문에 퍼지가스 공급밸브가 손상되어 퍼지가스가 공정가스 공급라인으로 누설되는 경우가 발생할 수 있다.

공정가스에 질소가스인 퍼지가스가 혼합되는 경우 공정불량을 유발할 수 있기 때문에 미량의 질소가스가 공정가스와 혼합되는지의 여부를 확인하는 것은 매우 중요하다.

종래에는 본 발명의 출원인의 등록특허 10-1271123호(가스 공급장치, 2013년 5월 29일 등록)에는 퍼지가스나 리크체크 가스의 누설을 감지할 수 있는 가스 공급장치에 대하여 기재되어 있으며, 이를 참조하여 종래 가스 공급장치의 구성과 작용을 간략화하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 가스 공급장치의 구성도이다.

도 1을 참조하면 종래 가스 공급장치는, 가스용기(10)의 가스를 공정장치(30)로 공급하는 가스공급부(20)와, 리크체크가스(L/CHECK)가스를 공급하는 밸브(LV1)와, 퍼지가스(PURGE)를 공급하는 밸브(PV1)와, 상기 리크체크가스(L/CHECK) 또는 퍼지가스(PURGE)를 상기 가스공급부(20)로 공급하는 공급관로(40)를 포함하여 구성된다.

상기 공급관로(40)는 상기 리크체크가스(L/CHECK) 또는 퍼지가스(PURGE)를 공급제어하는 제1공급밸브(41)와, 상기 제1공급밸브(41)를 통해 공급된 리크체크가스(L/CHECK) 또는 퍼지가스(PURGE)를 가스공급부(20)로 공급하는 제2공급밸브(42)와, 상기 제1공급밸브(41)와 상기 제2공급밸브(42)의 사이의 압력을 검출하는 압력센서(PS1)를 포함한다.

이와 같은 구성의 종래 가스 공급장치는, 가스용기(10)의 가스를 공정장치(30)로 공급하는 공정 상태에서는 가스공급부(20)의 모든 밸브들이 열린 상태가 되며, 리크체크가스(L/CHECK)를 공급하는 밸브(LV1)는 닫힌 상태이며, 퍼지가스(PURGE)를 공급하는 밸브(PV1) 또한 닫힌 상태가 된다.

또한 공급관로(40)에 마련된 제1공급밸브(41)와 제2공급밸브(42)도 닫힌 상태가 된다.

이와 같이 공정이 진행되어 상기 가스용기(10)의 가스가 소진되면, 가스용기(10)가 교체되며, 실질적으로 복수의 가스용기 중 가스가 충진되어 있는 가스용기의 가스가 공정장치(30)로 공급되는 상태에서 상기 가스용기(10)의 교체가 이루어진다.

이처럼 가스용기(10)를 교체하기 전에 가스공급부(20)의 배관 내에 잔류하는 공정가스를 질소가스로 치환하기 위하여 퍼지를 수행한다.

퍼지 과정은 가스공급부(20)와 공정장치(30) 사이의 밸브를 닫은 상태에서, 상기 밸브(PV1)를 열어 퍼지가스(PURGE)가 공급되도록 하며, 공급관로(40)의 제1공급밸브(41)와 제2공급밸브(42)를 열어 퍼지가스(PURGE)가 가스공급부(20)의 배관 내부로 공급되도록 한다.

이처럼 퍼지가 완료된 후, 가스용기(10)를 교체하고 리크체크가스(L/CHECK)를 공급하여 리크 체크를 수행한다.

이때 공급되는 리크체크가스(L/CHECK)의 압력은 2000psig 이상이 되기 때문에 압력센서(PS1)은 리크체크가스(L/CHECK)의 압력에 견딜 수 있는 압력 범위를 가지는 것을 사용해야 한다.

그 다음, 상기 공급관로(40)의 제1공급밸브(41)와 제2공급밸브(42)를 닫고, 이전에 설명한 바와 같이 가스용기(10)의 가스를 가스공급부(20)를 통해 공정장치(30)로 공급한다.

이때 상기 압력센서(PS1)는 상기 가스공급부(20)로 퍼지가스(PURGE)가 누설되는지 확인하게 되며, 퍼지가스(PURGE)의 미세한 누설도 감지할 수 있으며, 상기 퍼지공정시 퍼지가스(PURGE)의 압력에 견딜 수 있도록 압력센서(PS1)의 압력범위는 -14.7 내지 3000psig이고, 정밀도가 ±0.3% 풀 스케일(FULL SCALE)이므로 정밀도에 의한 압력 변화는 ±9psig가 된다.

또한 온도에 의한 압력변화는 ±0.05% 풀 스케일/℃로 1℃의 온도변화로 ±1.5psig가 변화된다.

이와 같은 압력센서(PS1)를 사용하여 상기 공급관로(40)의 제1공급밸브(41) 및 제2공급밸브(42)의 이상 발생으로 퍼지가스(PURGE)가 공정가스와 혼합되는 것을 검출하게 되는데, 상기 공급관로(40)를 진공상태로 만든 후, 진공압인 -14.7psig를 확인한 상태에서 공정가스가 공급된다.

이와 같은 상태에서 상기 압력센서(PS1)에서 검출되는 압력이 0psig 이상이 되면, 제1공급밸브(41)와 제2공급밸브(42)에 이상이 발생한 것으로 판단하여 공정가스 공급을 중단하게 된다.

그러나 종래에는 퍼지가스(PURGE)의 공급에도 견딜 수 있도록 고압의 압력센서(PS1)를 사용하기 때문에 실제 퍼지가스(PURGE)의 누설이 없는 경우에도 그 압력센서(PS1)의 정밀도 및 온도 변화에 따른 압력의 변화로 인해 0psig 이상의 압력이 검출되어 공정가스의 공급이 중단되는 경우가 빈번하게 발생하며, 온도 조건에 따라 압력변화가 상대적으로 크기 때문에 정밀한 압력의 관리가 어려운 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 저압센서를 사용하여, 온도 변화에 대한 압력의 변화율을 줄여 오작동을 방지할 수 있는 가스공급장치를 제공함에 있다.

또한 저압센서를 사용하면서도 퍼지가스의 공급압력에 견딜 수 있는 가스공급장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명 가스 공급장치는, 가스공급부를 통해 가스용기의 공정가스를 공정장치로 공급함과 아울러 상기 가스용기의 교체시 공급관로를 통해 퍼지가스 및 리크체크가스를 상기 가스공급부에 공급하여 퍼지 및 리크체크하는 가스 공급장치에 있어서, 상기 공급관로는, 상기 퍼지가스를 상기 가스공급부에 공급하는 상호 직렬연결된 제1공급밸브와 제2공급밸브와, 상기 제1공급밸브와 상기 제2공급밸브 사이의 압력을 검출하여, 상기 퍼지가스의 누설을 검출하는 압력센서와, 상기 제1공급밸브의 후단과 상기 압력센서를 연결하며, 상기 공정가스가 상기 공정장치로 공급될 때 열리고, 리크체크가스가 공급될 때 닫히는 제어밸브로 구성된다.

본 발명은 퍼지가스 및 리크체크가스를 공급하는 공급관로의 압력을 검출하는 압력센서를 저압센서로 하여, 온도 변화에 따른 압력의 변화량을 최소화함으로써, 압력의 오검출에 따른 공정가스의 공급중단이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 고압의 퍼지가스 또는 리크체크가스가 공급될 때에도 저압의 압력센서가 손상되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 가스 공급장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스 공급장치의 구성도이다.
도 3과 도 4는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 공급장치의 구성도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스 공급장치의 구성과 작용을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스 공급장치의 구성도이다.

도 2를 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스 공급장치는, 가스용기(10)의 가스를 공정장치(30)로 공급하는 가스공급부(20)와, 리크체크가스(L/CHECK)가스를 공급하는 밸브(LV1)와, 퍼지가스(PURGE)를 공급하는 밸브(PV1)와, 상기 리크체크가스(L/CHECK) 또는 퍼지가스(PURGE)를 상기 가스공급부(20)로 공급하는 공급관로(40)를 포함하여 구성된다.

상기 공급관로(40)는 상기 리크체크가스(L/CHECK) 또는 퍼지가스(PURGE)를 공급제어하는 제1공급밸브(41)와, 상기 제1공급밸브(41)를 통해 공급된 리크체크가스(L/CHECK) 또는 퍼지가스(PURGE)를 가스공급부(20)로 공급하는 제2공급밸브(42)와, 상기 제1공급밸브(41)와 상기 제2공급밸브(42)의 사이의 압력을 검출하는 저압의 압력센서(PS)와, 상기 압력센서(PS)와 상기 제1공급밸브(41)의 후단을 연결하는 제어밸브(43)를 포함한다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스 공급장치의 구성과 작용을 보다 상세히 설명한다.

먼저, 가스용기(10)가 사용되는 상태에서는 상기 가스공급부(20)에 마련된 밸브들이 열린 상태이며, 가스용기(10)의 가스를 공정장치(30)로 공급한다.

이와 같은 상태에서 리크체크가스(L/CHECK)를 공급하는 밸브(LV1)는 닫힌 상태이며, 퍼지가스(PURGE)를 공급하는 밸브(PV1) 또한 닫힌 상태가 된다. 또한 공급관로(40)에 각각 마련된 제1공급밸브(41)와 제2공급밸브(42)는 모두 닫힌 상태가 된다.

이때 상기 공급관로(40)의 제어밸브(43)는 열린 상태이며, 압력센서(PS)에 의하여 공급관로(40)의 압력이 검출된다. 압력센서(PS)의 특징적인 구성과 작용에 대해서는 이후에 보다 상세히 설명하기로 한다.

상기와 같이 가스용기(10)의 공정가스를 사용하여 그 가스용기(10)에 충진된 공정가스가 거의 다 소모된 경우 안정적인 가스의 공급을 위하여 가스용기(10)의 가스 공급을 중단하고 다른 가스용기(도면 미도시)의 가스가 공정장치(30)로 공급되도록 한 상태에서 상기 가스용기(10)를 교체하게 된다.

상기 가스용기(10)의 교체 전에 가스공급부(20)는 공급관로(40)의 제1공급밸브(41)와 제2공급밸브(42)가 열려 상기 퍼지가스(PURGE)가 가스공급부(20)로 유입되도록 하여 퍼지 공정을 수행한다.

상기와 같이 퍼지가 완료된 후, 밸브(LV1)을 통해 리크체크가스(L/CHECK)가 가스공급부(20)로 공급되어 가스공급부(20) 내의 퍼지가스를 배기하고, 가스배관에 누설되는 부분이 있는지 확인하게 된다.

이때, 상기 압력센서(PS)는 저압 압력센서로서 2000psig 이상으로 공급되는 리크체크가스(L/CHECK)의 압력에 의해 손상될 수 있기 때문에, 상기 제1공급밸브(41)와 제2공급밸브(42)는 열린 상태이며, 제어밸브(43)는 닫힌 상태를 유지하여 압력센서(PS)의 손상을 방지하게 된다.

이와 같이 퍼지와 리크체크가 완료된 후에는 다시 가스용기(10)의 공정가스를 상기 공정장치(30)로 공급하게 되며, 이때 상기 공급관로(40)의 제1공급밸브(41)와 제2공급밸브(42)가 닫힌 상태가 되며, 제어밸브(43)가 열려 압력센서(PS)를 통해 압력을 검출할 수 있게 된다.

이와 같은 압력센서(PS)를 사용하여 상기 공급관로(40)의 제1공급밸브(41) 및 제2공급밸브(42)의 이상 발생으로 퍼지가스(PURGE)가 공정가스와 혼합되는 것을 검출하게 되는데, 상기 공급관로(40)를 진공상태로 만든 후, 진공압인 -14.7psig를 확인한 상태에서 공정가스가 공급된다.

상기 압력센서(PS)에서 검출되는 압력이 0psig 이상이 되면, 제1공급밸브(41)와 제2공급밸브(42)에 이상이 발생하여, 퍼지가스(PURGE)가 공급관로(40)로 유입된 것으로 판단하여 상기 공정장치(30)로 공급되는 공정가스의 공급을 중단하게 된다.

이때, 상기 압력센서(PS)는 저압의 압력센서로서 압력범위는 -14.7 내지 250psig이고, 정밀도가 ±0.3% 풀 스케일(FULL SCALE)이므로 정밀도에 따른 압력변화는 ±0.79psig이며, 온도에 따른 압력의 변화는 ±0.05% 풀 스케일/℃로 1℃의 온도 변화에 의해 검출되는 압력이 ±0.79psig가 변한다.

따라서 압력센서(PS)의 정밀도 및 온도변화의 영향으로 압력변화가 ±1psig 내외이기 때문에 오동작에 의한 가스공급의 중단 사고 발생을 방지할 수 있게 된다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 공급장치의 구성도이다.

도 3을 참조하면 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스공급장치는, 복수의 가스용기(10a,10b)가 사용되는 구조에 적용되며, 두 가스용기(10a,10b)의 가스를 각각 공급하는 한 쌍의 가스공급부(20a, 20b)를 포함한다.

또한 퍼지가스(FURGE)와 리크체크가스(L/CHECK)를 각각 가스공급부(20a,20b)로 공급하는 한 쌍의 공급관로(40a,40b)를 구비하며, 각 공급관로(40a,40b)에는 압력센서(PSa,PSb)와, 리크체크시에만 닫혀 상기 압력센서(PSa,PSb) 각각을 보호하는 제어밸브(43a,43b)를 포함하여 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명은 앞서 도 2를 참조하여 설명한 본 발명이 복수의 가스용기를 사용하는 가스 공급장치로 확장하여 적용될 수 있음을 보여주며, 상세한 작용은 앞서 도 2를 참조하여 설명한 구체적인 작용을 참조하여 유추될 수 있기 때문에 생략한다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 공급장치의 구성도이다.

도 4를 참조하면 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 공급장치는, 상기 도 3을 참조하여 설명한 가스 공급장치의 예에서 두 개의 압력센서(PSa,PSb)를 사용하지 않고, 하나의 압력센서(PS)를 사용하도록 한 것이다.

상기 압력센서(PS)는 두 제어밸브(43a,43b)의 후단에 공통으로 연결되어 상기 한 쌍의 가스공급부(20a,20b) 중 가스공급부(20b)에 리크체크가스(L/CHECK)가 공급될 때 해당되는 제어밸브(43b)를 닫아 압력센서(PS)의 손상을 방지함과 아울러 제어밸브(43a)를 열어 압력의 변화를 검출하게 되며, 이와 반대로 가스공급부(20a)에 리크체크가스(L/CHECK)가 공급될 때 해당되는 제어밸브(43a)를 닫아 압력센서(PS)의 손상을 방지함과 아울러 제어밸브(43b)를 열어 압력의 변화를 검출하게 된다.

이와 같은 구성은 도 3의 실시예에 비해 압력센서(PS)의 수를 줄여 비용을 절감할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정, 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

10:가스용기 20,20a,20b:가스공급부
30:공정장치 40,40a,40b:공급관로
41:제1공급밸브 42:제2공급밸브
43:제어밸브 PS:압력센서

Claims

가스공급부를 통해 가스용기의 공정가스를 공정장치로 공급함과 아울러 상기 가스용기의 교체시 공급관로를 통해 퍼지가스 및 리크체크가스를 상기 가스공급부에 공급하여 퍼지 및 리크체크하는 가스 공급장치에 있어서,
상기 공급관로는,
상기 퍼지가스를 상기 가스공급부에 공급하는 상호 직렬연결된 제1공급밸브와 제2공급밸브;
상기 제1공급밸브와 상기 제2공급밸브 사이의 압력을 검출하여, 상기 퍼지가스의 누설을 검출하는 압력센서; 및
상기 제1공급밸브의 후단과 상기 압력센서를 연결하며, 상기 공정가스가 상기 공정장치로 공급될 때 열리고, 리크체크가스가 공급될 때 닫히는 제어밸브로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 가스 공급장치.
제1항에 있어서,
상기 가스용기와 상기 가스공급부와 상기 공급관로는 각각 복수로 마련되며,
복수의 상기 공급관로는 각각 상기 제어밸브와 상기 압력센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 공급장치.
제1항에 있어서,
상기 가스용기와 상기 가스공급부와 상기 공급관로는 각각 복수로 마련되며,
복수의 상기 공급관로는 각각 상기 제어밸브를 포함하며, 하나의 상기 압력센서를 공유하는 것을 특징으로 하는 가스 공급장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압력센서는,
검출 압력범위가 -14.7 내지 250psig이고, 정밀도가 ±0.3% 풀 스케일(FULL SCALE)인 것을 특징으로 하는 가스 공급장치.
제4항에 있어서,
상기 압력센서는,
온도에 따른 압력의 변화는 ±0.05% 풀 스케일/℃인 것을 특징으로 하는 가스 공급장치.