KR20180053641A - 가스-분배 설비의 원격 제어 - Google Patents

가스-분배 설비의 원격 제어 Download PDF

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KR20180053641A
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아지즈 오얼드
엔리케 도스 레이스
에르브 둘피
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레르 리키드 쏘시에떼 아노님 뿌르 레？드 에렉스뿔라따시옹 데 프로세데 조르즈 클로드
레르 리키드 쏘시에떼 아노님 뿌르 레드 에렉스뿔라따시옹 데 프로세데 조르즈 클로드
에르 리뀌드 일렉뜨로닉 시스템
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Abstract

본 발명은, 적어도 하나의 가스 실린더를 수용하기에 적합하며, 가스 유입 개구 및 가스 토출 개구를 구비하는 리세스; 상기 리세스 내에 배치되며, 상기 적어도 하나의 가스 실린더가 연결되는 가스 파이프들의 시스템; 상기 토출 개구에 연결되며, 장치에 공급할 수 있게 하는 가스-분배 시스템을 포함하는 가스-분배 설비에 있어서, 상기 설비는 적어도 하나의 통신 포트 및 프로그램 가능 제어기를 포함하되, 상기 제어기는 설비와는 별개의 휴대용 데이터 저장 및 처리 시스템에서 적어도 부분적으로 기인하는 데이터를 처리할 수 있는 프로세서를 구비하는 것을 특징으로 하는 가스-분배 설비에 관한 것이다.

Description

가스-분배 설비의 원격 제어
본 발명은 가스 캐비넷을 원격 제어하기 위한 데이터 저장 및 처리 시스템의 용도에 관한 것이다.
가스 캐비넷은 가스 분배 설비로 이해되어야 한다.
가스 캐비넷은 반도체, 광전지, LED, 및 평면 스크린 산업이나, 광업 또는 제약 산업과 같은 기타 산업과 같은, 다양한 산업 분야에서 특정 일회용 응용에 사용하기 위한 특수 가스(ESG)를 분배하기 위한 장치이다.
이 방법들의 구현은 종종 고품질을 요구하는, 예를 들어 자동 추출(bleed) 및 연속 분배되는 유해 가스의 사용을 필요로 한다. 예를 들어, 전자 회로의 제조는 예를 들어 Cl2, NH3, HCI, HBr, NF3, 또는 WF6 등과 같은 다양한 이른바 "작동(working)" 가스의 사용을 필요로 하는데, 이들은 대개 독성 및/또는 가연성으로 인해 인체에 유해한 것으로 간주된다.
많은 산업 설비들이 특정 기기 아이템(equipment item)으로의 가스 및 유체의 공급을 자동 제어할 수 있는 기기를 필요로 한다. 예를 들어, 집적 회로의 제조는 일반적으로 예를 들어 반도체 기판이 한정되는 반응 챔버에 다양한 가스가 인입되는 기상 증착과 같은 여러 방법을 포함한다. 3차원 모델의 집적 회로를 형성하도록 개발되는 다양한 재료층의 증착 온도 및 압력은 이 인클로저 내에서 주의깊게 제어된다.
반응 챔버로/로부터 전달되는 모든 물질들이 지속적으로 모니터링되어야 하는데, 이는 증기 분위기를 형성하는 상이한 시약들의 비율이 궁극적으로는, 특히 트랜지스터, 커패시터, 및 레지스터 같은, 소량의 실리콘 상에 하나의 커다란 전자 회로를 집합적으로 구성할 요소들의 물리적 치수를 결정하기 때문이다.
집적 회로의 오작동의 가장 큰 원인 중 하나는 회로가 제조되는 작업 구역을 오염시키는 미세 먼지 입자들에서 기인할 수 있다. 극소량의 이물질이 매우 고가의 회로를 손상시키고 이를 사용 불가능하게 만들 수 있다. 이러한 입자 오염으로부터 보호하기 위해, 반도체의 제조업자들은 보호된 "청정실" 환경에서 제품을 제조한다.
청정실에 인입되는 공기는 먼저 여과되어, 바람직하지 않은 먼지 입자들이 거의 전부 제거된다. 이러한 환경에서 작업하는 기술자들은 섬세한 작업을 손상시키는 물질의 유입을 방지하는 특수 작업복 및 마스크를 착용한다. 이 고도로 전문화된 환경의 유지 및 올바른 작동에 연계된 비용이 상당하다. 그 결과, 청정실의 모든 공간이 가능한 한 가장 효율적인 방식으로 사용되어야 한다.
이러한 중대한 필요성 외에도, 사용되는 화학 제품은 용의주도하게 분배되어야 한다. 반도체업계에 사용되는 액체 화학 제품 및 특수 가스는 종종 유독성이다. 이러한 잠재적으로 유해한 제품들을 분배하도록 선택되는 장치는 부식 또는 누출로부터 보호되는 신뢰할 만한 사용을 보장해야 한다.
종래 가스 분배 시스템에서, 잠재적으로 유해한, 추출될 다량의 가스는 안전 문제를 일으킨다. 배관 및 정밀 설정 조립체가 또한 사용 중에 쉽게 누출되거나 심각하게 손상된다. 그러므로, 이 설비들은 작업자가 유해 가스에 노출될 위험을 배가시키는 빈번한 분리 및 추출을 필요로 하는 일회용 사용에 적합하지 않다.
이러한 표준 가스 캐비넷은 주로 장기간 제조 및 분배 응용에서의 일상적이고 신뢰할 만한 사용을 위한 것이다. 이 시스템은 이것이 연결되는 기기 아이템으로부터 수 십 미터 떨어져 위치할 수 있는 전용실의 대형 캐비넷 내에 전적으로 설치된다.
표준 가스 캐비넷은 상기 가스 캐비넷의 가스 분배 시스템의 유지를 제어, 즉 모니터링 및 관리하는 데에 사용되는 프로그램 가능 로직 제어기에 연결되는 "인간-기계 인터페이스"를 포함한다.
이 인간-기계 인터페이스는 예를 들어 10인치 이상의 크기를 갖는 터치스크린을 구비하여, 사용자가 이 스크린으로부터 직접 로직 제어기로 명령을 제공할 수 있게 한다.
이러한 작업은, 가스 캐비넷으로 가야만 하고 상기 캐비넷에 통합되는 스크린으로부터만 가스 캐비넷을 제어할 수 있는 사용자에게는 지겨운 일일 수 있다. 다시 말하면, 제어될 가스 캐비넷만큼 많은 인간-기계 인터페이스가 존재한다. 이는 시간소모적인 제약뿐만 아니라, 가스 분배 시스템을 제어하기 위해 모니터링되고/모니터링되거나 제어될 모든 파라미터를 보여주기에 충분한 크기를 갖는 스크린을 반드시 구비해야 하는, 제어될 가스 캐비넷의 부피에 대한 제약을 구성한다.
그러므로, 상기에 언급한 응용 분야들에서 가스 캐비넷의 필수 기능을 유지하면서 부품들의 비용, 부피, 및 개수를 최소화할 필요성이 있다.
이러한 이유로, 본 발명의 주제는,
- 적어도 하나의 가스 실린더를 수용하기에 적합하며, 가스 유입 개구 및 가스 토출 개구를 구비하는 하우징;
- 상기 하우징 내에 배치되며, 상기 적어도 하나의 가스 실린더가 연결되는 가스 덕트들의 시스템;
- 상기 토출 개구에 연결되어, 기기 아이템에 공급할 수 있게 하는 가스 분배 시스템을 포함하는 가스 분배 설비에 있어서,
적어도 하나의 통신 포트 및 프로그램 가능 로직 제어기를 포함하되, 상기 로직 제어기는 설비와는 별개의 휴대용 데이터 저장 및 처리 시스템에서 적어도 부분적으로 기인하는 데이터를 처리할 수 있는 프로세서를 구비하는 것을 특징으로 하는 가스 분배 설비이다.
다른 특정 구현예들에 따르면, 본 발명의 다른 주제는 다음과 같다:
● 상기 통신 포트는 무선 송수신기, Ethernet 포트, 셀룰러 무선 송수신기, WIFI 송수신기, 및 Bluetooth 송수신기 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 상기에 정의된 설비.
● 상기 로직 제어기에 연결되는 인간-기계 인터페이스를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 상기에 정의된 설비.
● 상기 인터페이스는 12인치 이하, 바람직하게는 6인치 미만의 크기를 갖는 터치스크린을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기에 정의된 설비.
● 상기 하우징은 2개의 가스 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기에 정의된 설비.
● 상기 로직 제어기는 태블릿, 스마트폰과 같은 지능형 전화, 랩톱 컴퓨터 중에서 선택되는, 설비와는 별개의 휴대용 데이터 저장 및 처리 시스템에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 상기에 정의된 설비.
● 설비와는 별개의 휴대용 데이터 저장 및 처리 시스템에서 적어도 부분적으로 기인하는 데이터는, 상기 덕트들의 시스템 내에 포함되는 밸브들의 개방 또는 폐쇄, 추출 사이클의 런칭, 가스 분배, 상기 가스 분배 시스템의 압력 및/또는 온도의 관리, 상기 적어도 하나의 가스 실린더의 가열과 같은, 상기 가스 분배 시스템의 제어 및/또는 유지 파라미터들을 관리하는 데에 사용되는 것을 특징으로 하는 상기에 정의된 설비.
● 상기에 정의된 적어도 하나의 설비와, 태블릿, 스마트폰과 같은 지능형 전화, 랩톱 컴퓨터 중에서 선택되는, 설비와는 별개의 휴대용 데이터 저장 및 처리 시스템 사이에서 특수 가스 분배 시스템의 유지 및/또는 제어 데이터를 교환하는 방법에 있어서, Ethernet 케이블에 의해 설정되는 연결 또는 WIFI 또는 Bluetooth 연결과 같은 무선 연결에 의해 데이터를 전송하는 단계를 포함하는 방법.
● 데이터의 교환은 태블릿, 스마트폰과 같은 지능형 전화, 랩톱 컴퓨터 중에서 선택되는 설비와는 별개의 휴대용 데이터 저장 및 처리 시스템과 2 내지 20개의 상기에 정의된 다수의 설비 사이에 설정되는 것을 특징으로 하는 상기에 정의된 방법.
본 발명을 위해 구현되는 가스 캐비넷을 제어하기 위한 데이터 저장 및 처리 시스템은 태블릿, 스마트폰, 유지 또는 심지어 일상적인 용도의 작동이 고려될 때 랩톱 컴퓨터, 또는 데스크톱 컴퓨터의 형태를 취할 수 있다.
유리하게는, 상기 스마트폰은 인간-기계 인터페이스의 관점을 복제하므로, 일상적인 작동을 위해 사용된다. 다른 장치들은 일상적인 작동 및 유지 모두를 위해 사용될 수 있다.
이 시스템은 인간-기계 인터페이스(HMI), 및 캐비넷 상에 설치되는 작은 크기의 프로그램 가능 로직 제어기와 연관된다. 따라서, 이는, 부품들의 제어(밸브의 개방, 가스 추출 또는 분배 시퀀스의 런칭)를 가능하게 할 뿐만 아니라, 압력 및 온도 센서의 파라미터, 및 분배되는 가스가 액화 형태일 때 실린더들의 저항성 가열의 전체 기상(All Vapor Phase)의 파라미터와 같은 진보된 옵션 파라미터와 같은, HMI 상에서 액세스될 수 없는 기능의 액세스를 가능하게 하는, 계측장치 및 방법의 다이어그램과 새로운 HMI 상에 더 이상 나타나지 않는 일련의 파라미터를 포함한다. 이는 무선 네트워크(WIFI)를 통해 또는 네트워크(Ethernet) 케이블을 통해 가스 캐비넷에 연결된다.
동일한 데이터 저장 및 처리 시스템이 여러 가스 캐비넷을 제어하는 데에 사용될 수 있기 때문에, 상기 데이터 저장 및 처리 시스템이 단지 사용자가 중재하길 원하는 가스 캐비넷과 통신하도록 보장하기 위해, 식별 코드가 사용자의 설비 상에 위치하는 각각의 가스 캐비넷과 연관된다.
아울러, 안전상의 이유로, 이 데이터 저장 및 처리 시스템과 가스 캐비넷 사이의 통신의 (예를 들어, 키를 이용한) 물리적 잠금이 실시된다.
특히 본 발명에 따른 유지 작동 중에 가스 캐비넷을 제어하기 위한 지능형 전화(스마트폰), 태블릿, 또는 랩톱 컴퓨터의 용도의 다른 응용은 예를 들어 인간-기계 인터페이스(HMI)의 모의 다이어그램의 복제 및 그에 따른 후자로 수행될 수 있는 동일한 작동의 수행일 수 있다.
본 발명에 따라 구현되는 가스 캐비넷은 후방벽, 측벽, 전방벽, 저면, 및 천장을 갖는 하우징을 포함한다. 하우징에는, 종래 기술에 공지된 방식으로 하우징 내에 고정되며 저면 상에 직립하는 2개의 가스 실린더가 구비된다. 2개의 가스 실린더는 둘 사이에 최소 갭이 존재하도록 위치하며, 소비자에게 공지된 방식으로 공급되는 가스를 포함한다. 가스 실린더들은 선택적으로 각각 가스 밸브를 구비하고, 가스 밸브에 의해 가스 덕트들의 시스템에 연결된다. 가스 덕트들의 시스템은 공통 토출 라인에 연결되는 2개의 덕트 브랜치를 구비한다. 2개의 덕트 브랜치는 토출 라인에 대해 예를 들어 밸브에 의해 각각 폐쇄될 수 있다. 가스 캐비넷의 작동 중에, 유리하게는, 2개의 가스 실린더 중 하나만이 사용되고, 다른 하나의 가스 실린더의 덕트 브랜치들은 예를 들어 토출 라인의 밸브에 의해 폐쇄된다. 가스 캐비넷은 또한 단일 가스 실린더 또는 3개 이상의 가스 실린더를 구비할 수 있다.
특수 가스는 반도체업계에 일반적으로 사용되는 모든 가스를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 이는 불활성, 독성, 부식성, 또는 자연발화성 가스일 수 있다. 이 특수 가스는: 액화 형태로 실린더 내에 포함되는 HF, WF6, BCl3, ClF3, DCS, 3MS, C4F6, C4F8O, C4F8, 부탄, SO2, Cl2, C3F8, NH3, 프로판, SF6, HBr, C2F6, CH3F, HCl, CHF3, N2O, 또는 심지어 압축 형태로 실린더 내에 포함되는 F2, PH3, B2H6, NO, NF3, SiH4, CF4, CH4, CO 중에서 선택될 수 있다. 따라서, 분배될 가스의 성질 및 상태(액화 또는 압축)에 따라, 실린더 내의 압력은 0바 내지 200바이다.
사용되는 모든 부품은 반도체업계 표준을 준수한다.

Claims (8)

  1. - 적어도 하나의 가스 실린더를 수용하기에 적합하며, 가스 유입 개구 및 가스 토출 개구를 구비하는 하우징;
    - 상기 하우징 내에 배치되며, 상기 적어도 하나의 가스 실린더가 연결되는 가스 덕트들의 시스템;
    - 상기 토출 개구에 연결되어, 기기 아이템에 공급할 수 있게 하는 가스 분배 시스템을 포함하는 가스 분배 설비에 있어서,
    적어도 하나의 통신 포트 및 프로그램 가능 로직 제어기를 포함하되, 상기 로직 제어기는 상기 설비와는 별개의 휴대용 데이터 저장 및 처리 시스템에서 적어도 부분적으로 기인하는 데이터를 처리할 수 있는 프로세서를 구비하는 것을 특징으로 하고, 상기 설비와는 별개의 휴대용 데이터 저장 및 처리 시스템에서 적어도 부분적으로 기인하는 상기 데이터는, 상기 덕트들의 시스템 내에 포함되는 밸브들의 개방 또는 폐쇄, 추출 사이클의 런칭, 가스 분배, 상기 가스 분배 시스템의 압력 및/또는 온도의 관리, 상기 적어도 하나의 가스 실린더의 가열과 같은, 상기 가스 분배 시스템의 제어 및/또는 유지 파라미터들을 관리하는 데에 사용되는 것을 특징으로 하는 가스 분배 설비.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 통신 포트는 무선 송수신기, Ethernet 포트, 셀룰러 무선 송수신기, WIFI 송수신기, 및 Bluetooth 송수신기 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 설비.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 로직 제어기에 연결되는 인간-기계 인터페이스를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 설비.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 인터페이스는 12인치 이하, 바람직하게는 6인치 미만의 크기를 갖는 터치스크린을 포함하는 것을 특징으로 하는 설비.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징은 2개의 가스 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 설비.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로직 제어기는 태블릿, 스마트폰과 같은 지능형 전화, 랩톱 컴퓨터 중에서 선택되는, 상기 가스 설비와는 별개의 휴대용 데이터 저장 및 처리 시스템에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 설비.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 정의된 적어도 하나의 설비와 태블릿, 스마트폰과 같은 지능형 전화, 랩톱 컴퓨터 중에서 선택되는, 상기 설비와는 별개의 휴대용 데이터 저장 및 처리 시스템 사이에서 특수 가스 분배 시스템의 유지 및/또는 제어 데이터를 교환하는 방법에 있어서,
    Ethernet 케이블에 의해 설정되는 연결 또는 WIFI 또는 Bluetooth 연결과 같은 무선 연결에 의해 데이터를 전송하는 단계를 포함하는, 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 데이터의 교환은 태블릿, 스마트폰과 같은 지능형 전화, 랩톱 컴퓨터 중에서 선택되는, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 정의된 설비와는 별개의 휴대용 데이터 저장 및 처리 시스템과 2 내지 20개의 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 정의된 다수의 설비 사이에 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
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