KR102029780B1

KR102029780B1 - 가스 공급 장치 및 가스 공급 방법

Info

Publication number: KR102029780B1
Application number: KR1020180084828A
Authority: KR
Inventors: 정근준; 김성준; 김정완
Original assignee: 주식회사 케이씨
Priority date: 2018-07-20
Filing date: 2018-07-20
Publication date: 2019-10-08
Anticipated expiration: 2038-07-20

Abstract

본 발명은 가스 공급 장치 및 이를 이용하는 가스 공급 방법에 관한 것으로서, 공급가스의 압력과 농도를 적절하게 유지하여 가스소요처에 공급하기 위한 가스 공급 장치 및 가스 공급 방법에 관한 것이다.
본 발명의 가스 공급 장치는, 공급가스가 유동하는 공급라인; 상기 공급라인을 유동하는 상기 공급가스를 저장하여 가스소요처에 공급하는 탱크; 및 상기 공급라인에서 분기되어 상기 공급가스를 배출하는 벤트라인을 포함한다.
또한, 본 발명의 가스 공급 방법은, a) 공급라인에 공급가스를 공급하는 단계; b) 상기 공급라인에서 분기된 벤트라인을 통해 상기 공급가스를 외부로 배출하는 단계; 및 c) 상기 공급라인에 연결되는 탱크에 상기 공급가스를 저장하는 단계를 포함한다.

Description

가스 공급 장치 및 가스 공급 방법{Gas Supply Device and Gas Supply Method}

본 발명은 가스 공급 장치 및 이를 이용하는 가스 공급 방법에 관한 것으로서, 공급가스의 압력과 농도를 일정하게 유지하여 가스소요처에 공급하기 위한 가스 공급 장치 및 가스 공급 방법에 관한 것이다.

일반적으로 가스를 이용하는 장치는 각각의 목적에 적합한 공급가스를 이용하도록 이루어지며, 각각의 목적과 공급가스의 종류에 따라 일정한 농도와 압력 등을 만족할 것이 요구된다.

특히, 반도체장비와 같이 정밀한 작업이 수행되는 가스소요처에 가스를 공급하는 장치의 경우, 농도와 압력 및 온도 등이 정밀한 오차 범위를 만족할 것이 요구된다.

상기 가스를 이용하는 장치의 일례로, 도 1을 참조하여 종래 기술에 의한 가스 공급 장치에 대해 설명한다.

종래 기술에 의한 가스 공급 장치는, 공급가스를 공급하는 가스공급부(1)와, 상기 가스공급부(1)로부터 공급되는 공급가스가 유동하는 공급라인(2)과, 상기 공급라인(2)을 유동하는 공급가스를 저장하여 가스소요처(S)에 공급하는 탱크(4)를 포함한다.

상기 가스공급부(1)는 복수의 소스가스 공급라인(11,21)과 상기 복수의 소스가스 공급라인(11,21)에 연결되는 혼합부(30)를 포함하여 이루어진다.

상기 복수의 소스가스 공급라인(11,21)은 상이한 종류의 소스가스가 저장된 복수의 소스가스 공급탱크(10,20)에 각각 연결되며, 상기 상이한 종류의 복수의 소스가스가 혼합부(30)에서 혼합되고, 상기 혼합부(30)에서 혼합된 혼합가스가 상기 공급가스로 상기 공급라인(2)에 공급되게 된다.

또한, 상기 복수의 소스가스 공급라인(11,21)에는, 각각의 내부를 유동하는 소스가스의 압력 및 유량을 제어하는 압력조절부(PRV, 12,22) 및 유량조절부(MFC, 13,23)가 구비된다.

즉, 상기 압력조절부(PRV, 12,22) 및 유량조절부(MFC, 13,23)를 조절하여 상기 혼합부(30)에 유입되는 소스가스의 압력 및 유량을 제어함으로써 상기 공급가스의 농도 및 압력을 제어할 수 있다.

또한, 상기 복수의 소스가스 공급라인(11,21)에는, 각각의 유로를 개폐하는 개폐밸브(14,24)가 구비되어, 상기 개폐밸브(14,24)를 제어함으로써 상기 공급가스에 혼합되는 소스가스를 결정하거나, 상기 공급가스의 공급 여부를 결정할 수 있다.

이때, 상기 개폐밸브(14,24)를 열어 상기 공급가스를 공급하는 초기 단계에서 상기 유량조절부(13,23)의 구조적 한계로 인해 유량 헌팅현상이 발생하여, 상기 공급라인(2)을 유동하여 상기 탱크(4)에 저장되는 상기 공급가스의 압력 및 농도가 불규칙해지는 문제점이 있었다.

또한, 상기 개폐밸브(14,24)가 닫힌 상태에서 상기 공급라인(2)상에 잔존하던 가스가 상기 탱크(4)에 유입되어 새로 공급되는 공급가스와 함께 저장됨에 따라 상기 탱크(4) 내부 가스의 압력 및 농도가 상기 가스소요처(S)에서 요구되는 압력 및 농도의 오차범위를 만족하지 못하게 되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 공급가스가 상기 공급라인(2)을 통해 상기 탱크(4)로 유동하며 압력이 변화할 수 있어, 상기 탱크(4) 내부 가스의 압력이 상기 가스소요처(S)에서 요구되는 압력의 오차범위를 만족하지 못하게 되는 문제점이 있었다.

이에 따라, 상기 공급가스의 압력과 농도를 적절하게 유지하여 상기 가스소요처(S)에 공급하기 위한 가스 공급 장치 및 가스 공급 방법에 대한 논의가 활발하게 이루어지고 있다.

상기한 바와 같은 가스 공급 장치에 대한 선행기술의 일례로 대한민국 등록특허 제10-1659200호가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 가스소요처에 공급되는 공급가스의 압력과 농도를 적절하게 유지하기 위한 가스 공급 장치 및 가스 공급 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 가스 공급 장치는, 공급가스가 유동하는 공급라인; 상기 공급라인을 유동하는 상기 공급가스를 저장하여 가스소요처에 공급하는 탱크; 및 상기 공급라인에서 분기되어 상기 공급가스를 배출하는 벤트라인을 포함하여 구성된다.

상기 공급라인을 개폐하여 상기 공급가스가 상기 탱크에 유입되는 것을 제어하는 제1밸브와, 상기 벤트라인을 개폐하여 상기 공급가스의 배출을 제어하는 제2밸브를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 공급라인과 상기 벤트라인이 연결되는 연결부는, 상기 공급라인에 상기 공급가스를 공급하는 가스공급부와 상기 탱크 사이에 구비되고, 상기 제1밸브는 상기 연결부와 상기 탱크 사이에 구비될 수 있다.

상기 탱크에 유입되는 상기 공급가스의 농도를 측정하는 농도분석부를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 탱크에 유입되는 상기 공급가스의 농도와 기설정된 농도를 비교하여, 상기 탱크에 유입되는 공급가스의 농도가 상기 기설정된 농도의 오차범위를 만족하지 않으면, 상기 제1밸브를 닫고 상기 제2밸브를 열고, 상기 탱크에 유입되는 상기 공급가스의 농도가 상기 기설정된 농도의 오차범위를 만족하면 상기 제1밸브를 열고 상기 제2밸브를 닫도록 제어하는 제어부를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 탱크에 유입되는 상기 공급가스의 압력인 제1압력을 측정하는 제1압력측정부와, 상기 탱크 내부의 가스 압력인 제2압력을 측정하는 제2압력측정부를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 제1압력과 상기 제2압력을 비교하여, 상기 제1압력이 상기 제2압력보다 낮으면 상기 제1밸브를 닫고 상기 제2밸브를 열고, 상기 제1압력이 상기 제2압력 이상이면 상기 제1밸브를 열고 상기 제2밸브를 닫도록 제어하는 제어부를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 벤트라인의 개도를 조절하여 상기 공급가스의 배출량을 조절하는 벤트유량조절부를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 제어부는, 상기 제1압력이 상기 제2압력보다 낮으면 상기 벤트유량조절부를 제어하여 상기 공급가스의 배출량을 조절함으로써 상기 제1압력을 조절하도록 제어할 수 있다.

상기 제1밸브 및 상기 제2밸브는 개도가 수동으로 조절되도록 이루어질 수 있다.

상기 벤트라인의 개도를 조절하여 상기 공급가스의 배출량을 조절하는 벤트유량조절부를 더 포함하고, 상기 벤트유량조절부는 기설정된 개도를 유지하도록 이루어질 수 있다.

상기 벤트유량조절부는 개도가 수동으로 조절되도록 이루어질 수 있다.

상기 제1압력 및 상기 제2압력을 가시적으로 나타내는 표시부를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 농도분석부에서 측정된 상기 탱크에 유입되는 공급가스의 농도를 가시적으로 나타내는 표시부를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 공급라인에 상기 공급가스를 공급하는 가스공급부가 구비될 수 있다.

상기 가스공급부는, 상이한 복수 종류의 소스가스가 각각 공급되는 복수의 소스가스 공급라인과, 상기 복수의 소스가스 공급라인으로부터 공급된 상이한 복수 종류의 소스가스가 혼합되어 혼합가스가 형성되는 혼합부를 포함하며, 상기 혼합부는 상기 공급라인에 연결되어, 상기 혼합가스를 상기 공급가스로 상기 공급라인에 공급하도록 구성될 수 있다.

상기 복수의 소스가스 공급라인에는, 상기 상이한 복수 종류의 소스가스의 공급 압력을 각각 조절하는 적어도 하나의 압력조절부, 및 상기 상이한 복수 종류의 소스가스의 공급 유량을 각각 조절하는 적어도 하나의 유량조절부가 구비될 수 있다.

상기 탱크는 배치식 탱크일 수 있다.

상기 탱크와 상기 가스소요처를 연결하는 제2공급라인과, 상기 제2공급라인을 개폐하여 상기 공급가스가 상기 가스소요처에 공급되는 것을 제어하는 제3밸브를 더 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 가스 공급 방법은, a) 공급라인에 공급가스를 공급하는 단계; b) 상기 공급라인에서 분기된 벤트라인을 통해 상기 공급가스를 외부로 배출하는 단계; 및 c) 상기 공급라인에 연결되는 탱크에 상기 공급가스를 저장하는 단계를 포함하여 구성된다.

상기 단계 a)에 있어서, 상기 공급가스는, 상이한 복수 종류의 소스가스가 혼합된 혼합가스일 수 있다.

상기 단계 a)에 있어서, 상기 공급가스는, 압력조절부 및 유량조절부에 의해 압력 및 유량이 조절된 후 상기 공급라인에 공급될 수 있다.

상기 공급라인에 연결되는 탱크에 유입되는 공급가스의 농도와, 상기 공급라인에 연결되는 탱크에 유입되는 공급가스의 압력, 및 상기 탱크 내부의 가스 압력을 측정하는 단계가 선행되며, 상기 단계 b)는, 상기 탱크에 유입되는 공급가스의 농도가 기설정된 공급가스의 농도의 오차범위를 만족하지 않거나, 상기 공급라인에 연결되는 탱크에 유입되는 공급가스의 압력이 상기 탱크 내부의 가스 압력보다 낮을 때 수행될 수 있다.

상기 단계 c)에 있어서, 상기 공급라인에 연결되는 탱크에 유입되는 공급가스의 농도와, 상기 공급라인에 연결되는 탱크에 유입되는 공급가스의 압력, 및 상기 탱크 내부의 가스 압력을 측정하는 단계가 선행되며, 상기 단계 c)는, 상기 탱크에 유입되는 공급가스의 농도가 기설정된 공급가스의 농도의 오차범위를 만족하고, 동시에 상기 공급라인에 연결되는 탱크에 유입되는 공급가스의 압력이 상기 탱크 내부의 가스 압력 이상일 때 수행될 수 있다.

상기 공급라인을 개폐하여 상기 공급가스가 상기 탱크에 유입되는 것을 제어하는 제1밸브와, 상기 벤트라인을 개폐하여 상기 공급가스의 배출을 제어하는 제2밸브가 구비되고, 상기 단계 b)는, 상기 제1밸브를 닫고 상기 제2밸브를 여는 단계일 수 있다.

상기 제1밸브의 닫힘은 상기 제2밸브의 열림에 우선하여 수행될 수 있다.

상기 공급라인을 개폐하여 상기 공급가스가 상기 탱크에 유입되는 것을 제어하는 제1밸브와, 상기 벤트라인을 개폐하여 상기 공급가스의 배출을 제어하는 제2밸브가 구비되고, 상기 단계 c)는, 상기 제1밸브를 열고 상기 제2밸브를 닫는 단계일 수 있다.

상기 제1밸브의 열림은 상기 제2밸브의 닫힘에 우선하여 수행될 수 있다.

상기 벤트라인의 개도를 조절하여 상기 공급가스의 배출량을 조절하는 벤트유량조절부를 더 포함하고, 상기 단계 b)는, 상기 벤트유량조절부를 조절하여 상기 공급라인을 유동하는 상기 공급가스의 압력을 조절하는 것일 수 있다.

d) 상기 탱크에 저장된 상기 공급가스를 가스소요처에 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 탱크 내부의 가스 압력이 압력 상한선에 도달하면, 상기 단계 d)를 수행하면서, 상기 단계 a) 내지 단계 c)를 중지하는 것으로 구성될 수 있다.

상기 탱크 내부의 가스 압력이 압력 하한선에 도달하면, 상기 단계 d)를 수행하면서, 상기 단계 a) 내지 단계 c)를 수행하는 것으로 구성될 수 있다.

상기 탱크와 상기 가스소요처를 연결하는 제2공급라인을 개폐하는 제3밸브가 구비되고, 상기 단계 d)는, 상기 제1밸브를 닫고 상기 제3밸브를 여는 단계일 수 있다.

본 발명에 따른 가스 공급 장치 및 가스 공급 방법에 의하면, 공급라인에서 분기되는 벤트라인을 구비하여 공급 초기의 공급가스를 외부로 배출함으로써 농도 및 압력이 기설정된 오차범위을 만족하지 않는 공급가스가 가스소요처에 공급되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 공급라인의 공급가스 압력과 탱크 내부의 가스 압력을 비교하고 공급라인의 공급가스 압력이 탱크 내부의 가스 압력보다 낮은 경우 탱크에 공급가스가 공급되는 것을 차단하여 압력차에 의한 헌팅현상을 방지할 수 있다.

또한, 공급라인과 외부를 연결하는 벤트라인에 벤트유량조절부를 구비하여 배출되는 공급가스의 유량을 조절함으로써 공급라인을 유동하는 공급가스의 압력을 조절할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 가스 공급 장치를 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에 의한 가스 공급 장치를 개략적으로 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 의한 가스 공급 방법을 나타내는 순서도.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 의한 가스 공급 장치의 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 가스 공급 장치는, 도 2에 나타난 바와 같이, 공급가스가 유동하는 공급라인(110)과, 상기 공급라인(110)을 유동하는 공급가스를 저장하여 가스소요처(S)에 공급하는 탱크(120)와, 상기 공급라인(110)에서 분기되어 상기 공급가스를 외부로 배출하는 벤트라인(140)을 포함하여 이루어진다.

상기 공급라인(110)은 상기 공급가스를 공급하는 가스공급부(1)에 연결된다.

상기 가스공급부(1)는 적어도 한 종류의 소스가스를 공급하도록 이루어지며, 소스가스를 공급하는 소스가스 공급탱크(10,20)와, 상기 소스가스 공급탱크(10,20)로부터 공급된 소스가스가 유동하는 소스가스 공급라인(11,21)을 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 소스가스 공급라인(11,21)상에는, 소스가스의 공급 압력을 조절하는 압력조절부(12,22) 및 소스가스의 공급 유량을 조절하는 유량조절부(13,23)가 구비되어 상기 소스가스의 압력 및 유량을 조절하여 공급할 수 있도록 이루어지며, 상기 소스가스 공급라인(11,21)을 개폐하는 개폐밸브(41,42)가 구비되어 상기 소스가스의 공급여부를 제어할 수 있다.

상기 소스가스 공급라인(11,21)은 복수 개 구비될 수 있으며, 복수의 소스가스 공급라인(11,21)에 각각 연결되는 복수의 소스가스 공급탱크(10,20)는 각각 상이한 종류의 소스가스를 공급하도록 이루어질 수 있다.

상기 가스공급부(1)에는 상기 복수의 소스가스 공급라인(11,21)을 유동하는 상기 상이한 복수 종류의 소스가스가 혼합되는 혼합부(30)가 구비되어, 상기 혼합부(30)에서 혼합된 혼합가스가 공급가스로서 상기 공급라인(110)에 공급될 수 있다.

상기 탱크(120)는 고온 고압의 가스를 저장할 수 있도록 소정의 두께를 갖는 높은 강성과 내열성 및 내압성을 가지는 재질로 구성되며, 가스에 반응하여 변질되거나 부식이 일어나 저장되는 가스의 성질 변화를 유발하지 않도록 내화학성 및 내식성을 가지는 재질로 구성된다.

상기 조건들을 만족하는 재질로는 스테인리스강(SUS)이 있다. 스테인리스강은 강성이 높고 내열성, 내식성, 내화학성이 우수하며 접근성이 좋고 경제적인 장점이 있어 여러 분야에서 많이 이용되고 있는 재질 중 하나이다.

상기 탱크(120)는 제2공급라인(130)을 통해 가스소요처(S)와 연결되며, 상기 공급가스는 상기 공급라인(110)을 유동하여 상기 탱크(120)에 저장된 후 상기 제2공급라인(130)을 통해 상기 가스소요처(S)에 공급된다.

상기 제2공급라인(130)상에는 상기 제2공급라인(130)을 개폐하여 상기 공급가스가 상기 가스소요처(S)에 공급되는 것을 제어하는 제3밸브(131)가 구비되어, 상기 챔버(120)에 저장된 상기 공급가스를 상기 가스소요처(S)에 원하는 때에 공급하도록 할 수 있다.

또한, 상기 공급라인(110)상에는 상기 공급라인(110)을 개폐하는 제1밸브(113)가 구비되어, 상기 공급가스가 상기 탱크(120)에 유입되는 것을 제어하도록 이루어진다.

이때, 상기 공급라인(110)과 상기 벤트라인(140)의 연결부(P)는, 상기 가스공급부(1)와 상기 탱크(120) 사이에 구비될 수 있으며, 상기 제1밸브(113)는 상기 연결부(P)와 상기 탱크(120) 사이에 구비될 수 있다.

또한, 상기 벤트라인(140) 상에는 상기 벤트라인(140)을 개폐하는 제2밸브(141)가 구비되어, 상기 공급가스가 상기 공급라인(110)으로부터 외부로 배출되는 것을 제어하도록 이루어진다.

또한, 상기 공급라인(110) 상에는 상기 탱크(120)에 유입되는 공급가스의 농도를 측정하여 분석하는 농도분석부(111)가 구비된다.

또한, 상기 탱크(120)에 유입되는 상기 공급가스의 압력인 제1압력을 측정하는 제1압력측정부(112)와, 상기 탱크(120) 내부의 가스 압력인 제2압력을 측정하는 제2압력측정부(121)가 구비될 수 있다

상기 가스공급부(1)의 상기 압력조절부(12,22)와 상기 유량조절부(13,23) 및 상기 개폐밸브(14,24)와, 상기 제1밸브(113)와 상기 제2밸브(141)는 제어부(미도시)에 연결되어 자동으로 제어되도록 이루어질 수 있다.

이때, 상기 제어부에 공급가스의 농도의 오차범위 및 압력의 오차범위가 기설정되며, 상기 개폐밸브(14,24)가 열려 상기 공급가스가 상기 공급라인(110)에 공급되면, 상기 탱크(120)에 유입되는 공급가스의 농도와 상기 제1압력 및 상기 제2압력이 측정되어 상기 제어부에 전달된다.

또한, 상기 가스공급부(1)의 상기 압력조절부(12,22)와 상기 유량조절부(13,23) 및 상기 개폐밸브(14,24)와, 상기 제1밸브(113)와 상기 제2밸브(141)는 수동으로 조작되도록 이루어질 수도 있다.

또한, 상기 벤트라인(140) 상에는 상기 벤트라인(140)의 개도를 조절하는 벤트유량조절부(142)가 더 구비되어, 상기 벤트라인(140)을 통해 배출되는 상기 공급가스의 유량을 조절하도록 이루어질 수 있다.

상기 벤트유량조절부(142)는, 일정 개도로 조절된 상태를 유지하도록 구비될 수 있으며, 상기 공급라인(110)을 유동하는 공급가스의 상태에 따라 개도를 조절하도록 이루어질 수도 있다.

상기 벤트유량조절부(142)는 상기 제어부에 의해 제어될 수 있으며, 수동으로 조작되도록 이루어질 수도 있다.

상기 제어부는, 상기 탱크(120)에 유입되는 공급가스의 농도와 기설정된 공급가스의 농도의 오차범위를 비교하고, 이에 따라 상기 제1밸브(113)와 상기 제2밸브(141)를 제어한다.

즉, 상기 제어부는, 상기 탱크(120)에 유입되는 공급가스의 농도가 기설정된 공급가스의 농도의 오차범위를 만족하지 않으면, 상기 제1밸브(113)를 닫고 상기 제2밸브(141)를 열어 상기 공급가스가 상기 벤트라인(140)을 통해 외부로 배출되도록 한다.

또한, 상기 탱크(120)에 유입되는 공급가스의 농도가 기설정된 공급가스의 농도의 오차범위를 만족하면, 상기 제1밸브(113)를 열고 상기 제2밸브(141)를 닫아 상기 공급가스를 상기 탱크(120)에 유입시킴으로써 상기 탱크(120)에 일정한 농도의 공급가스가 저장되도록 한다.

일례로, 상기 공급라인(110)을 유동하는 상기 공급가스에 헌팅현상이 일어나는 공급 초기 단계에서, 상기 제1밸브(113)를 닫고 상기 제2밸브(141)를 열어 상기 공급가스가 상기 탱크(120)에 유입되지 않고 외부로 배출되도록 함으로써, 공급 초기에 불균일한 농도로 유입되는 공급가스가 상기 탱크(120)에 저장되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 제1압력과 상기 제2압력을 비교하고 이에 따라 상기 제1밸브(113)와 상기 제2밸브(141)를 제어한다.

즉, 상기 제어부는, 상기 제1압력이 상기 제2압력보다 낮으면, 상기 제1밸브(113)를 닫고 상기 제2밸브(141)를 열어 상기 공급가스가 상기 벤트라인(140)을 통해 외부로 배출되도록 한다.

또한, 상기 제1압력이 상기 제2압력 이상이 되면, 상기 제1밸브(113)를 열고 상기 제2밸브(141)를 닫아 상기 공급가스를 상기 탱크(120)에 유입시킴으로써 상기 탱크(120)에 일정한 압력의 공급가스가 저장되도록 한다.

일례로, 상기 공급가스가 상기 공급라인(110)을 유동하는 동안 압력이 저하되어 상기 제2압력이 상기 제1압력보다 커져 헌팅 현상이 일어나는 경우, 상기 제1밸브(113)를 닫고 상기 제2밸브(141)를 열어 상기 공급가스가 상기 탱크(120)에 유입되지 않고 배출되도록 함으로써, 불균일한 압력에 의해 헌팅되는 공급가스가 상기 탱크(120)에 저장되는 것을 방지할 수 있다.

이때, 상기 벤트유량조절부(142)를 제어하여 상기 벤트라인(140)의 개도를 적절하게 조절함으로써 상기 제1압력이 상기 제2압력 이상이 되도록 할 수 있다.

또한, 상기 제1밸브(113)와 상기 제2밸브(141) 및 상기 벤트유량조절부(142)가 수동으로 조작되는 경우, 상기 농도분석부(111)에서 측정된 상기 탱크(120)에 유입되는 공급가스의 농도와 상기 제1압력 및 상기 제2압력이 가시적으로 표시되는 표시부(미도시됨)가 더 구비될 수 있다.

또한, 상기 탱크(120)는 내부 압력이 압력 상한값과 압력 하한값 사이에서 형성되도록 이루어지는 배치식(Batch type) 탱크일 수 있다.

상기 탱크(120)로의 공급가스의 저장 초기에, 상기 제1밸브(113)가 열려 상기 탱크(120)에 상기 공급가스가 저장되는 동안 상기 제3밸브(131)가 닫혀 상기 가스소요처(S)에 대한 상기 공급가스의 공급이 중단되고, 상기 탱크(120)에 공급가스가 계속 공급되어 탱크(120) 내부 압력이 상기 압력 상한값에 도달하면, 상기 제1밸브(113)를 닫아 탱크(120)로 공급가스가 추가로 저장되는 것을 중단하고, 상기 제3밸브(131)를 열어 가스소요처(S)에 공급가스를 공급한다.

또한, 상기 공급가스가 상기 가스소요처(S)에 공급됨에 따라 상기 탱크(120) 내부 압력이 상기 압력 하한값에 이르면, 상기 제3밸브(131)가 개방된 상태를 유지하여 가스소요처(S)에 공급가스를 공급하면서, 상기 제1밸브(113)를 열어 상기 탱크(120)에 대한 상기 공급가스의 저장이 다시 수행되도록 한다.

이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 가스 공급 장치를 이용하는 가스 공급 방법에 대해 설명한다.

단계 S10은, 공급라인(110)에 공급가스가 공급되는 단계이다.

상기 공급라인(110)은 가스공급부(1)에 연결되며, 상기 가스공급부(1)의 소스가스 개폐밸브(14,24)가 열리면 적어도 하나의 소스가스 공급탱크(10,20)로부터 적어도 하나의 소스가스 공급라인(11,12)에 적어도 하나의 종류의 소스가스가 공급된다.

상기 소스가스 공급라인(11,12)에 공급된 상기 소스가스는 압력조절부(12,22)를 통해 압력이 조절된 후 유량조절부(13,23)를 통해 유량이 조절된다.

상기 소스가스 공급탱크(10,20)가 복수 개 구비되는 경우, 복수의 소스가스 공급라인(11,12)을 통해 복수 종류의 상이한 소스가스가 공급되며, 상기 복수 종류의 상이한 소스가스는 혼합부(30)로 유동하여 혼합가스를 형성하고, 상기 혼합가스가 공급가스로서 상기 공급라인(110)에 공급된다.

단계 S20은, 농도분석부(111)에서 측정되는 상기 탱크(120)에 유입되는 공급가스의 농도와 기설정된 농도를 비교하고, 제1압력측정부(112)에서 측정되는 제1압력과 제2압력측정부(121)에서 측정되는 제2압력을 비교하는 단계이다.

상기 탱크(120)에 유입되는 공급가스의 농도가 기설정된 공급가스의 농도의 오차범위를 만족하지 않거나, 상기 제1압력이 상기 제2압력보다 낮은 경우, 본 단계에 후행하여 후술하는 단계 S30이 수행된다.

또한, 상기 탱크(120)에 유입되는 공급가스의 농도가 기설정된 공급가스의 농도의 오차범위를 만족하고, 동시에 상기 제1압력이 상기 제2압력 이상인 경우, 본 단계에 후행하여 후술하는 단계 S40이 수행된다.

단계 S30은, 제1밸브(113)를 닫고 제2밸브(141)를 열어 상기 공급라인(110)을 유동하는 상기 공급가스를 배출하는 단계이다.

본 단계에 의하면, 상기 기설정된 공급가스의 농도의 오차범위를 만족하지 못하는 공급가스가 상기 탱크(120)에 저장되는 것을 방지할 수 있으며, 상기 제2압력보다 낮은 압력의 공급가스가 상기 탱크(120)에 유입되지 못하고 역류하여 헌팅현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이때, 상기 벤트유량조절부(142)는 일정 개도로 조절된 상태를 유지하도록 구비될 수 있으며, 상기 벤트라인(140)의 개도를 적절하게 조절하여 상기 제1압력을 조절할 수도 있다.

단계 S40은, 제1밸브(113)를 열고 제2밸브(141)를 닫아 상기 탱크(120)에 상기 공급가스를 저장하는 단계이다.

공급가스의 공급 초기에, 상기 탱크(120)에 대한 상기 공급가스의 저장이 수행되는 동안 제3밸브(131)는 닫힌 상태를 유지한다.

상기 탱크(120)에 대한 상기 공급가스의 저장은 상기 탱크(120)의 내부 압력이 압력 상한값에 도달할 때까지 이루어진다.

단계 S50은, 제3밸브(131)를 열어 상기 탱크(120)에 저장된 상기 공급가스를 가스소요처(S)에 공급하는 단계이다.

상기 가스소요처(S)로 공급가스를 공급함에 따라서 탱크(120)의 내부 압력이 압력 하한값에 도달하게 되면, 상기 공급가스를 가스소요처(S)에 공급하는 상태를 유지하면서, 전술한 단계 S10 내지 S40을 다시 수행한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 기판 처리용 챔버 및 기판 처리 방법에 의하면, 공급라인(110)에서 분기되는 벤트라인(140)을 구비하여 공급 초기의 공급가스를 외부로 배출함으로써 농도 및 압력이 기설정된 오차범위을 만족하지 않는 공급가스가 탱크(120)에 저장되어 가스소요처(S)에 공급되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 공급라인(110)의 공급가스 압력과 상기 탱크(120) 내부의 가스 압력을 비교하고, 상기 공급라인(110)의 공급가스 압력이 상기 탱크(120) 내부의 가스 압력보다 낮은 경우 상기 탱크(120)에 상기 공급가스가 공급되는 것을 차단하여 압력차에 의한 헌팅현상이 일어나는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 공급라인(110)과 외부를 연결하는 벤트라인(140)에 벤트유량조절부(141)를 구비하여 배출되는 공급가스의 유량을 조절함으로써 상기 공급라인(110)을 유동하는 공급가스의 압력을 설정된 압력값을 유지하도록 조절할 수 있다.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구되는 본 발명의 기술적 사상에 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 자명한 변형실시가 가능하고, 이러한 변형실시는 본 발명의 범위에 속한다.

1 : 가스공급부 10,20 : 소스가스 공급탱크
11,21 : 소스가스 공급라인 12,22 : 압력조절부
13,23 : 유량조절부 14,24 : 개폐밸브
30 : 혼합부 110 : 공급라인
111 : 농도분석부 112 : 제1압력측정부
113 : 제1밸브 120 : 탱크
121 : 제2압력측정부 130 : 제2공급라인
131 : 제3밸브 140 : 벤트라인
141 : 제2밸브 142 : 벤트유량조절부

Claims

복수 종류의 가스가 혼합된 공급가스가 유동하는 공급라인;
상기 공급라인을 유동하는 상기 공급가스를 저장하여 가스소요처에 공급하는 탱크;
상기 공급라인에서 분기되어 상기 공급가스를 배출하는 벤트라인;
상기 벤트라인의 개도를 조절하는 벤트유량조절부;
상기 탱크에 유입되는 상기 공급가스의 압력인 제1압력과 상기 탱크 내부의 가스 압력인 제2압력을 비교하여, 상기 공급라인을 유동하는 공급가스가 상기 탱크와 상기 벤트라인 중 어느 하나로 유동하도록 유동방향을 제어하되, 상기 공급가스가 상기 벤트라인으로 유동하는 경우 상기 벤트유량조절부의 구동을 제어하여 상기 벤트라인으로 배출되는 상기 공급가스의 유량을 조절하도록 이루어진 제어부; 를 포함하는 가스 공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 공급라인을 개폐하여 상기 공급가스가 상기 탱크에 유입되는 것을 제어하는 제1밸브;
상기 벤트라인을 개폐하여 상기 공급가스의 배출을 제어하는 제2밸브;
를 더 포함하는 가스 공급 장치.
제2항에 있어서,
상기 공급라인과 상기 벤트라인이 연결되는 연결부는, 상기 공급라인에 상기 공급가스를 공급하는 가스공급부와 상기 탱크 사이에 구비되고;
상기 제1밸브는 상기 연결부와 상기 탱크 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 가스 공급 장치.
제2항에 있어서,
상기 탱크에 유입되는 상기 공급가스의 농도를 측정하는 농도분석부를 더 포함하는 가스 공급 장치.
제4항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 탱크에 유입되는 상기 공급가스의 농도와 기설정된 농도를 비교하여, 상기 탱크에 유입되는 공급가스의 농도가 상기 기설정된 농도의 오차범위를 만족하지 않으면, 상기 제1밸브를 닫고 상기 제2밸브를 열고, 상기 탱크에 유입되는 상기 공급가스의 농도가 상기 기설정된 농도의 오차범위를 만족하면 상기 제1밸브를 열고 상기 제2밸브를 닫도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가스 공급 장치.
제2항에 있어서,
상기 제1압력을 측정하는 제1압력측정부;
상기 제2압력을 측정하는 제2압력측정부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 공급 장치.
제2항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 제1압력이 상기 제2압력보다 낮으면 상기 제1밸브를 닫고 상기 제2밸브를 열고, 상기 제1압력이 상기 제2압력 이상이면 상기 제1밸브를 열고 상기 제2밸브를 닫도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가스 공급 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 제1압력이 상기 제2압력보다 낮으면 상기 벤트유량조절부를 제어하여 상기 공급가스의 배출량을 조절함으로써 상기 제1압력을 조절하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가스 공급 장치.
제2항에 있어서,
상기 제1밸브 및 상기 제2밸브는 개도가 수동으로 조절되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 가스 공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 벤트유량조절부는 기설정된 개도를 유지하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 가스 공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 벤트유량조절부는 개도가 수동으로 조절되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 가스 공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1압력 및 상기 제2압력을 가시적으로 나타내는 표시부를 더 포함하는 가스 공급 장치.
제4항에 있어서,
상기 농도분석부에서 측정된 상기 탱크에 유입되는 공급가스의 농도를 가시적으로 나타내는 표시부를 더 포함하는 가스 공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 공급라인에 상기 공급가스를 공급하는 가스공급부가 구비된 것을 특징으로 하는 가스 공급 장치.
제15항에 있어서,
상기 가스공급부는,
상이한 복수 종류의 소스가스가 각각 공급되는 복수의 소스가스 공급라인;과
상기 복수의 소스가스 공급라인으로부터 공급된 상이한 복수 종류의 소스가스가 혼합되어 혼합가스가 형성되는 혼합부;를 포함하며,
상기 혼합부는 상기 공급라인에 연결되어, 상기 혼합가스를 상기 공급가스로 상기 공급라인에 공급하는 것을 특징으로 하는 가스 공급 장치.
제16항에 있어서,
상기 복수의 소스가스 공급라인에는,
상기 상이한 복수 종류의 소스가스의 공급 압력을 각각 조절하는 적어도 하나의 압력조절부; 및
상기 상이한 복수 종류의 소스가스의 공급 유량을 각각 조절하는 적어도 하나의 유량조절부;가 구비되는 것을 특징으로 하는 가스 공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 탱크는 배치식 탱크인 것을 특징으로 하는 가스 공급 장치.
제18항에 있어서,
상기 탱크와 상기 가스소요처를 연결하는 제2공급라인;
상기 제2공급라인을 개폐하여 상기 공급가스가 상기 가스소요처에 공급되는 것을 제어하는 제3밸브;
를 더 포함하는 가스 공급 장치.
a) 탱크에 연결된 공급라인을 통해 상기 탱크에 공급가스를 공급하는 단계;
b) 상기 탱크에 유입되는 상기 공급가스의 압력인 제1압력과 상기 탱크 내부의 가스 압력인 제2압력을 측정하는 단계;
c) 상기 제1압력과 상기 제2압력을 비교하여, 상기 공급라인을 유동하는 공급가스가 상기 공급라인으로부터 분기되어 외부로 연결되는 벤트라인과 상기 탱크 중 어느 하나로 유동하도록 유동방향을 제어하되, 상기 공급가스가 상기 벤트라인으로 유동하는 경우 상기 벤트라인의 개도를 조절하여 상기 벤트라인으로 배출되는 상기 공급가스의 유량을 조절하는 단계;
d) 상기 탱크에 유입된 상기 공급가스가 저장되는 단계;
를 포함하는 가스 공급 방법.
제20항에 있어서,
상기 단계 a)에 있어서,
상기 공급가스는, 상이한 복수 종류의 소스가스가 혼합된 혼합가스인 것을 특징으로 하는 가스 공급 방법.
제20항에 있어서,
상기 단계 a)에 있어서,
상기 공급가스는, 압력조절부 및 유량조절부에 의해 압력 및 유량이 조절된 후 상기 공급라인에 공급되는 것을 특징으로 하는 가스 공급 방법.
제20항에 있어서,
상기 단계 c)는,
상기 탱크에 유입되는 공급가스의 농도가 기설정된 공급가스의 농도의 오차범위를 만족하지 않는 경우 상기 공급라인을 유동하는 공급가스가 상기 벤트라인으로 유동하도록 상기 공급가스의 유동방향을 제어하고,
상기 탱크에 유입되는 공급가스의 농도가 기설정된 공급가스의 농도의 오차범위를 만족하는 경우 상기 공급라인을 유동하는 공급가스가 상기 탱크로 유동하도록 상기 공급가스의 유동방향을 제어하는 단계인 것을 특징으로 하는 가스 공급 방법.
제20항에 있어서,
상기 단계 c)는,
상기 제1압력이 상기 제2압력보다 낮은 경우 상기 공급라인을 유동하는 공급가스가 상기 벤트라인으로 유동하도록 상기 공급가스의 유동방향을 제어하고,
상기 제1압력이 상기 제2압력 이상인 경우 상기 공급라인을 유동하는 공급가스가 상기 탱크로 유동하도록 상기 공급가스의 유동방향을 제어하는 단계인 것을 특징으로 하는 가스 공급 방법.
제20항에 있어서,
상기 공급라인을 개폐하여 상기 공급가스가 상기 탱크에 유입되는 것을 제어하는 제1밸브와, 상기 벤트라인을 개폐하여 상기 공급가스의 배출을 제어하는 제2밸브가 구비되고,
상기 단계 c)는, 상기 제1밸브를 닫고 상기 제2밸브를 열어 상기 공급라인을 유동하는 공급가스를 상기 벤트라인으로 유동시키거나, 상기 제1밸브를 열고 상기 제2밸브를 닫아 상기 공급라인을 유동하는 공급가스를 상기 탱크로 유동시키는 단계인 것을 특징으로 하는 가스 공급 방법.
제25항에 있어서,
상기 단계 c)에 있어서,
상기 공급라인을 유동하는 공급가스를 상기 벤트라인으로 유동시키는 경우, 상기 제1밸브의 닫힘은 상기 제2밸브의 열림에 우선하여 수행되고,
상기 공급라인을 유동하는 공급가스를 상기 탱크로 유동시키는 경우, 상기 제1밸브의 열림은 상기 제2밸브의 닫힘에 우선하여 수행되는 것을 특징으로 하는 가스 공급 방법.
삭제
삭제
삭제
제20항에 있어서,
e) 상기 탱크에 저장된 상기 공급가스를 가스소요처에 공급하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 공급 방법.
제30항에 있어서,
상기 탱크 내부의 가스 압력이 압력 상한선에 도달하면, 상기 단계 e)를 수행하면서, 상기 단계 a) 내지 단계 d)를 중지하는 것을 특징으로 하는 가스 공급 방법.
제30항에 있어서,
상기 탱크 내부의 가스 압력이 압력 하한선에 도달하면, 상기 단계 e)를 수행하면서, 상기 단계 a) 내지 단계 d)를 수행하는 것을 특징으로 하는 가스 공급 방법.
제30항에 있어서,
상기 공급라인을 개폐하여 상기 공급가스가 상기 탱크에 유입되는 것을 제어하는 제1밸브와, 상기 탱크와 상기 가스소요처를 연결하는 제2공급라인을 개폐하는 제3밸브가 구비되고,
상기 단계 e)는, 상기 제1밸브를 닫고 상기 제3밸브를 여는 단계인 것을 특징으로 하는 가스 공급 방법.