KR20070020459A - 펌핑 장치용 가스 공급 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비활성 퍼지 가스를 펌핑 장치(106)로 공급하는 퍼지 가스 공급 장치(100)에 관한 것으로서, 가스를 매니폴드(12)의 유출부로부터 상기 펌핑 장치(16)의 각각의 포트(104)로 각각 운반하도록 하는 복수 개의 가요성 모세 튜브(102)를 구비하며, 상기 각각의 튜브(102)의 내경 및 길이가 각각의 포트(104)로 유동되는 가스 유동 속도를 조절한다.

퍼지 가스, 진공, 펌프, 격실, 튜브, 매니폴드

Description

펌핑 장치용 가스 공급 장치{GAS SUPPLY SYSTEM FOR A PUMPING ARRANGEMENT}

본 발명은 비활성 기체를 펌핑 장치에 공급하기 위한 퍼지(purge) 가스 공급 장치에 관한 것이다.

유체를 반도체 툴(tool)로부터 펌핑하는데 사용되는 진공 펌핑 장치는, 전형적으로 백킹 펌프(backing pump)로서, 맞물림 로터(inter-meshing rotor)를 사용하는 다단계 포지티브(multi-stage positive) 변위 펌프를 사용한다. 이 로터는 각 단계에서 동일한 타입의 프로파일을 가질 수 있거나 또는 프로파일은 단계에서 단계로 변형될 수 있다.

화학 증착 공정과 같은 반도체 공정이 진행되는 동안, 증착 가스는 기판 표면상에 증착층을 형성하도록 공정 격실에 공급된다. 증착 가스의 격실내의 체류 시간이 상대적으로 짧을지라도, 단지 작은 비율의 가스가 격실에 공급되어 증착 공정 동안에 소모된다. 이에 따라, 진공 펌프에 의해 격실로부터 펌핑된 소모되지 않은 가스 분자는 고도한 반응 상태에서 펌프를 통해 통과될 수 있다. 이러한 결과에 따라, 소모되지 않은 침해성 가스 분자를 펌핑하여 야기된 부식 및 분해로 인 해 펌프 부품이 손상될 수 있다. 나아가, 사용되지 않은 공정 가스 또는 부산물이 응축된다면, 펌프와 고정자 부재 들 사이에 진공 러닝(running) 클리어런스를 효과적으로 채울 수 있는, 펌프 내의 분말 또는 먼지의 축적부에서, 저온 표면에서 승화가 일어날 수 있다. 다른 공정들은 펌프에서 잠재적인 가연성 혼합물이 형성될 수 있는 가스를 사용한다.

이들이 펌프를 통해 통과하면서 이들 가스들을 희석시키기 위해서, 비활성 퍼지 가스, 예컨대 질소가 펌프에 공급될 수 있다. 또한 이 가스가, 펌프의 다이내믹 샤프트 시일의 수명 또는 효율을 증가시키기 위해서 사용될 수 있도록 하기 위해서, 펌핑 장치 내의 소정 센서가 클린 상태로 기능적 상태의 유지를 보장할 수 있도록 하기 위해서, 이 가스는, 펌핑 장치 둘레의 다양한 위치에 제공된 복수 개의 퍼지 포트를 통해 전형적으로 공급된다.

도 1은 퍼지 가스를 복수 개의 퍼지 포트에 공급하기 위한 전형적 장치를 예시한 도면이다. 이 장치(10)는 유입부(14) 및 복수 개의 유출부(16)를 갖춘 매니폴드(12)를 포함한다. 유입부(14)는 퍼지 가스, 예컨대 질소 또는 헬륨의 소스(18)에, 체크 밸브(22)를 포함하는 도관(20)에 의해 연결된다. 소스(18)에서 퍼지 가스의 압력이, 20 내지 100 psi 범위로 가변이 이루어진다면, 또한 도관(20)은 유입부(14)로 운반되는 퍼지 가스의 흐름의 압력을 조정하도록 하는 압력 조절기(24)를 구비한다.

매니폴드(12)에서, 수용된 퍼지 가스의 흐름은, 유출부(16)로 운반되도록 복수 개의 흐름으로 분할되기 전에 물질 유동 변환기(26)를 통해 통과된다. 각 유출 부(16)에서의 유동 요구가, 퍼지 가스가 펌핑 장치의 특정한 퍼지 포트에 공급될 목적에 따라, 다르기 때문에, 매니폴드(16)는 상대적으로 고가의 솔레노이드 밸브(28) 장치, 고정 유동 제한기(30) 및 유출부(16)에 공급되는 퍼지 가스의 각 흐름의 유동 속도를 조정할 수 있는 가변 유동 제한기, 예를 들어 니들 밸브(32)를 포함한다. 가변 유동 제한기(32)가, 고정 유동 제한기에 비해, 상대적으로 저가의 오리피스 플레이트로 대체될 수 있는 한편, 이들은 실제적으로 달성하기가 곤란한 매우 고도한 정확성으로 기계 가공될 필요성이 있고, 이러한 장치에서 수개의 오리피스 플레이트는 종종 매니폴드 유출부에서 요구된 유동 속도를 달성하도록 가스 공급 장치를 설치하는 동안 변형된다.

전형적으로 장치(10)는 내경이 4mm 내지 5mm의 강성의, 통상적인 스테인레스 강의 파이프(34)를 사용하여 펌핑 장치에 연결된다. 이들 연결 파이프들은 바람직하지 않게도 펌핑 장치로부터 가스 공급 장치로 진동을 전달할 수 있다. 나아가, 이 장치는 다른 셋트의 연결 파이프로 전형적으로 공급되어, 장치가, 비용을 상당하게 증가시킬 수 있는, 다른 범위의 펌핑 기구에 연결될 수 있다.

발명의 요약

바람직한 하나 이상의 실시예에서, 본 발명은 이들 및 다른 문제를 해결하려는 것이다.

제 1 실시예에서, 본 발명은 퍼지 가스를 펌핑 장치에 공급하기 위한 방법을 제공하는 것으로서, 이 방법은, 가요성 모세 튜브를 사용하여 퍼지 가스를 펌핑 장치의 포트로 운반하는 운반 단계를 포함한다.

튜브의 크기는 포트로 유동되는 퍼지 가스의 유동 속도를 결정할 수 있다. 예를 들어, 각각의 모세 튜브의 하나 이상의 내경 및 길이는, 펌핑 장치의 각 포트로 유동되는 퍼지 가스의 소정의 유동 속도를 제공하도록 선택될 수 있다.

퍼지 가스를 펌핑 장치의 퍼지 포트로 운반하도록 하는 예정된 크기의 가요성 모세 튜브를 사용하여, 종래 가스 공급 장치의 가변 유동 제한기 및 강성 파이프를 대체할 수 있다. 가스 공급 장치의 부품의 수를 감소시킴에 의해 비용을 절감할 뿐만 아니라, 이 장치는 다수의 다른 장점을 제공할 수 있다. 먼저, 튜브의 내경을 주의하여 선택한다면, 각각 튜브가 컷팅되는 길이에 대한 공차가, 소정의 다른 유동 조절 기구를 요구하지 않고서도 매우 크게될 수 있다. 이것은 장치의 설치를 크게 단순화한다. 이러한 모세 튜브의 큰 공차 및 고유한 가요성으로 인해서, 이 장치는 각 펌핑 장치의 강성 연결 파이프의 맞춤형 셋트를 제공할 필요성 없이 다수의 다른 펌핑 장치에 사용될 수 있다.

설치가 용이할 뿐만 아니라, 튜브의 고유한 가요성은 가스 공급 장치와 펌핑 장치 사이의 진동을 격리할 수 있다.

가장 간단한 실시예에서, 가요성 튜브는 이것의 소스로부터 퍼지 가스의 흐름을 수용할 수 있는 유입부를 가지는 구조물의 유출부에 연결된다. 다른 실시예에 있어서, 이 구조물은 복수 개의 유출부를 가질 수 있으며, 각각의 유출부는 펌핑 장치의 각각의 포트에 연결된다. 예를 들어, 이 구조물은 매니폴드, 또는 표준 파이프 "티(Tee)" 핏팅(fitting)을 포함할 수 있으며, 수용된 퍼지 가스의 흐름을 2개 또는 그 이상의 흐름으로 분할하도록 할 수 있다. 구조물로부터의 각 유출부 는 바람직하게는 각각의 모세 튜브를 사용하여 각각의 포트에 연결된다.

다른 실시예에 있어서, 본 발명은 퍼지 가스를 펌핑 장치로 공급하는 방법을 제공하는 것이며, 상기 방법은 이것의 소스로부터 퍼지 가스의 흐름을 수용하는 단계와, 및 가요성 모세 튜브를 사용하여 펌핑 장치의 포트로 수용된 퍼지 가스를 운반하는 운반 단계를 포함한다.

또 다른 실시예에 있어서, 본 발명은 퍼지 가스를 펌핑 장치로 공급하는 장치를 제공하는 것이며, 상기 장치는 이것의 소스로부터 퍼지 가스의 흐름을 수용하는 수단과, 및 수용된 퍼지 가스를 펌핑 장치의 포트로 운반하는 가요성 모세 튜브를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예는 퍼지 가스의 유동을 수용하는 유입부 및 상기 퍼지 가스를 펌핑 장치로 공급하는 하나 이상의 유출부를 가지는 구조물과, 및 다른 크기의 복수 개의 가요성 모세 튜브를 포함하는 한 키트의 파트를 제공하며, 상기 다른 크기의 가요성 모세 튜브가, 퍼지 가스의 유동을 펌핑 장치의 포트로 운반하도록, 선택된 크기의 튜브를, 상기 유출부 또는 각각의 유출부에 연결되도록 할 수 있다.

본 발명의 방법과 관련된 상술한 특징은 특히 일 실시예의 장치에 동일하게 적용되고 반대로 적용될 수 있다.

실시예에 따라, 본 발명의 실시예는 다음 도면을 참조로 더욱 상세하게 설명될 것이다.

도 1은 비활성 퍼지 가스를 펌프에 공급하는 공지된 장치의 개략도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 장치의 개략도,

도 3은 펌핑 장치에 연결된 도 2의 장치의 개략도.

도 2에 예시된 실시예의 가스 공급 장치(100)는, 솔레네이드 밸브(28)들과 유출부(16) 사이의 매니폴드(12)에 위치되는 가변 유동 제한기(32) 및 고정 유동 제한기(30)가 제거되어 있고, 강성 파이프(34)가 가요성 모세 튜브(102)에 의해 대체되어 있다는 점에서, 도 1을 참조로 이전에 기술된 공지된 장치와는 다르다. 도 3에 예시된 바와 같이, 각각의 모세 튜브(102)는 펌핑 장치(106)의 각각의 퍼지 포트(104)에 연결된다. 도 2에 예시된 바와 같이, 이들 포트(104)는 예를 들어, 유입부, 배출부, 샤프트 시일에 인접해서 다양한 위치에서, 및/또는 펌핑 장치의 펌핑 스테이지 사이의 다양한 위치에서 위치될 수 있다.

튜브(102)의 내경 및 길이는, 퍼지 가스가 퍼지 포트로 유동되는 유동 속도를 결정한다. 공급부(100)에는 지름이 다른 복수 개의 튜브(102)가, 예를 들어 1mm 내지 5mm의 범위로 구비된다. 이것은, 사용자가 특정한 퍼지 포트에 연결하도록하는 적절한 지름의 튜브(102)를 선택하도록 할 수 있으며, 그리고 이 튜브는 의도한 가스 유동 속도가 포트로 제공하도록 특정 길이로 컷팅될 수 있다. 만약, 특정 튜브(102)의 내경이 정확하게 선택된다면, 튜브가 컷팅되어야 하는 길이의 공차가 매우 크게 될 수 있다. 비용이 상당하게 감소될 뿐만 아니라, 이것은, 모세 튜브(102)의 고유한 가요성을 고려하여, 도 1에 예시된 공지된 장치와 관련하여 설치를 매우 간단하게 하여, 단일 셋트의 튜브(102)에 매니폴드(12)를 포함하는 키트가 구비되어져서, 사용자가 매니폴드(12)를 다른 범위의 펌핑 장치 중 하나에 연결할 수 있도록 한다.

튜브(102)의 가요성은 바람직하게는 다음과 같이, 펌핑 장치를 사용하는 동안 생성된 진동으로부터 매니폴드(12)를 실질적으로 분리하도록 선택된다. 이에 따라, 이 튜브는, 펌핑 장치와, 예를 들어, 도 1에 예시된 바와 같이, 즉 튜브(102)를 통한 가스 유동 속도가 하나 또는 그 이상의 제한기(가변 또는 고정)를 사용하여 결정되는 매니폴드(12) 사이에, 가요성 커플링을 제공하는데 사용될 수 있다.

Claims (22)

1. 퍼지 가스를 펌핑 장치에 공급하는 퍼지 가스 공급 방법에 있어서,

   가요성 모세 튜브를 사용하여 퍼지 가스를 펌핑 장치의 포트로 운반하는 운반 단계를 포함하는

   퍼지 가스 공급 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 모세 튜브의 치수는 상기 포트로의 퍼지 가스의 유량을 결정하도록 설정되는

   퍼지 가스 공급 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   각각의 상기 모세 튜브의 내경 및 길이 중 적어도 하나는 상기 포트로의 퍼지 가스의 소망의 유량을 제공하도록 선택되는

   퍼지 가스 공급 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 튜브로의 상기 퍼지 가스의 소스를 상기 펌핑 장치를 사용하는 동안 발생된 진동으로부터 실질적으로 격리시키도록 상기 튜브의 가요성이 선택되는

   퍼지 가스 공급 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 튜브에 공급된 상기 퍼지 가스의 압력이 조절되는

   퍼지 가스 공급 방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 가요성 튜브가, 소스로부터의 퍼지 가스의 흐름을 수용하는 유입부를 구비하는 구조물의 유출부에 연결되는

   퍼지 가스 공급 방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 구조물이 복수 개의 유출부를 가지며, 각각의 상기 유출부가 상기 펌핑 장치의 각각의 포트에 연결되는

   퍼지 가스 공급 방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   각각의 상기 유출부가 각각의 모세 튜브를 사용하여 각각의 포트에 연결되는

   퍼지 가스 공급 방법.
9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 구조물이 매니폴드를 포함하는

   퍼지 가스 공급 방법.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 퍼지 가스가 비활성 가스, 바람직하게는 질소 및 헬륨 중 하나인

    퍼지 가스 공급 방법.
11. 퍼지 가스를 펌핑 장치에 공급하는 공급 방법에 있어서,

    소스로부터의 퍼지 가스의 흐름을 수용하는 단계와,

    상기 수용된 퍼지 가스를 가요성 모세 튜브를 사용하여 상기 펌핑 장치의 포트로 운반하는 단계를 포함하는

    퍼지 가스 공급 방법.
12. 퍼지 가스를 펌핑 장치로 공급하는 퍼지 가스 공급 장치에 있어서,

    소스로부터의 퍼스 가스의 흐름을 수용하는 수단과,

    상기 수용된 퍼지 가스를 상기 펌핑 장치의 포트로 운반하는 가요성 모세 튜브를 포함하는

    퍼지 가스 공급 장치.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 튜브의 치수가 이것을 통한 퍼지 가스의 유량을 결정하도록 설정되는

    퍼지 가스 공급 장치.
14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,

    상기 튜브의 가요성이 상기 펌핑 장치를 사용하는 동안 생성된 진동으로부터 상기 수용 수단을 실질적으로 격리하도록 선택되는

    퍼지 가스 공급 장치.
15. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 수용 수단이 소스로부터의 퍼지 가스의 흐름을 수용하는 유입부와,

    가요성 튜브에 연결된 적어도 하나의 유출부를 포함하는

    퍼지 가스 공급 장치.
16. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 수용 수단이 복수 개의 유출부를 가지며, 각각의 유출부가 상기 펌핑 장치의 각각의 포트에 연결되는

    퍼지 가스 공급 장치.
17. 제 16 항에 있어서,

    각각의 상기 유출부가 각각의 모세 튜브를 사용하여 각각 포트에 연결되는

    퍼지 가스 공급 장치.
18. 제 12 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 수용 수단이 매니폴드를 포함하는

    퍼지 가스 공급 장치.
19. 제 18 항에 있어서,

    상기 매니폴드가 이것의 상기 유출부 또는 각각의 유출부에 공급되는 유체의 압력을 조정하는 수단을 포함하는

    퍼지 가스 공급 장치.
20. 퍼지 가스의 유동을 수용하는 유입부 및 상기 퍼지 가스를 펌핑 장치에 공급하는 적어도 하나의 유출부를 가진 구조체와, 선택된 크기의 튜브가, 상기 펌핑 장치의 포트로 퍼지 가스의 유동을 운반하는 상기 유출부 또는 각각의 유출부에 연결될 수 있도록 하는 상이한 크기의 복수 개의 가요성 모세 튜브를 포함하는

    파트로 이루어진 키트.
21. 제 20 항에 있어서,

    상기 복수 개의 상기 가요성 모세 튜브의 적어도 일부가 상이한 내경을 갖는

    파트로 이루어진 키트.
22. 제 20 항 또는 제 21 항에 있어서,

    상기 가요성 모세 튜브가 예정된 길이로 절단될 수 있는

    파트로 이루어진 키트.

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