KR100936251B1 - 레이저 가스 공급 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 재사용 가능한 바이패스 밸브를 구비하는 레이저 가스 공급 시스템에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 레이저 가스 공급 시스템은 가스를 공급하는 가스 공급부; 제 1 가스공급라인을 통해 상기 가스 공급부로부터 상기 가스를 공급받는 매니 폴드; 상기 매니 폴드에 공급되는 가스의 압력을 체크하여, 상기 가스의 압력 정보를 생성하는 압력 센서; 제 2 가스공급라인을 통해 상기 매니 폴드로부터 상기 가스를 공급받아 레이저를 발생하는 레이저 챔버; 및 가스배출라인을 통해 상기 매니 폴드와 연결되며, 상기 매니 폴드에 공급되는 가스의 압력이 기준값을 초과하는 경우 오픈 동작을 하여 상기 가스를 외부로 바이패스 시키고, 상기 가스의 압력이 기준값 이하인 경우 클로즈 동작을 하는 바이패스 밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
레이저, 가스, 압력, 바이패스, 재사용

Description

레이저 가스 공급 시스템{Laser gas supply system}
본 발명은 재사용 가능한 바이패스 밸브를 구비하는 레이저 가스 공급 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 웨이퍼상의 단위층에 패턴을 형성시키기 위한 포토리소그래피(photo lithography) 공정은 포토레지스트(photo-resist) 도포, 노광, 현상을 사용하여 포토레지스트 마스크(photo-resist mask)를 형성한 후에 식각(etching) 공정을 진행한다.
이러한 일련의 공정중 노광공정은 일정 패턴에 따라 선택적으로 감광막에 빛을 주사하여 웨이퍼 표면에 감광막 패턴을 형성하기 위해 노광장치를 사용하며, 노광장치는 반도체 소자의 고집적화로 인해 광원으로 램프 대신 레이저를 사용하게 되었다.
레이저를 광원으로 사용하는 노광장치는 내측에 특정가스를 충전하고 전극을 가하여 여기된 가스의 상호간 작용에 의해 레이저를 발진시키는 레이저 챔버가 구 비되며, 레이저 챔버의 내측으로 공급되는 특정가스는 서로 반응하기 위해서 서로 다른 조성비를 갖고 일정 압력으로 각각 공급되어야만 레이저 챔버로부터 이상적인 레이저가 발진하게 된다.
이와 같이, 레이저 챔버에는 일정 압력을 갖는 가스가 공급되어야 하는데, 레이저 챔버로 공급될 가스가 고압으로 공급될 경우 레이저 챔버가 손상될 수 있으므로, 레이저를 광원으로 사용하는 노광장치는 고압의 가스가 레이저 챔버에 공급되기 전에 고압의 가스를 미리 바이패스 시켜주는 럽쳐 디스크(Rupture Disc)를 구비한다.
그런데, 럽쳐 디스크(Rupture Disc)는 고압의 가스를 바이패스 하기 위해 자체가 파단되는 밸브이므로, 한번 사용하면 다시 교체해야한다. 이에 따라, 별도의 교체비용이 소요되는 문제점이 있다. 또한, 럽쳐 디스크의 교체시 공정이 중단되어야 하므로, 공정가동 효율이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 재사용 가능한 바이패스 밸브를 구비하는 레이저 가스 공급 시스템을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 레이저 가스 공급 시스템은 가스를 공급하는 가스 공급부; 제 1 가스공급라인을 통해 상기 가스 공급부로부터 상기 가스를 공급받는 매니 폴드; 상기 매니 폴드에 공급되는 가스의 압력을 체크하여, 상기 가스의 압력 정보를 생성하는 압력 센서; 제 2 가스공급라인을 통해 상기 매니 폴드로부터 상기 가스를 공급받아 레이저를 발생하는 레이저 챔버; 및 가스배출라인을 통해 상기 매니 폴드와 연결되며, 상기 매니 폴드에 공급되는 가스의 압력이 기준값을 초과하는 경우 오픈 동작을 하여 상기 가스를 외부로 바이패스 시키고, 상기 가스의 압력이 기준값 이하인 경우 클로즈 동작을 하는 바이패스 밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기준값은 90 내지 110 psi일 수 있다.
상기 바이패스 밸브는 제 1 측면과 제 2 측면을 가지며, 상기 제 1 측면이 상기 가스배출라인과 연결되는 몸체부; 상기 몸체부의 제 1 측면에 형성되어 상기 가스배출라인과 연결되는 게이트 홀; 상기 몸체부의 내부에 상기 게이트 홀과 대응하도록 설치되어, 오픈 및 클로즈하는 게이트; 일측이 상기 게이트에 연결되고 타 측이 상기 몸체부의 제 2 측면에 연결되는 스프링; 및 상기 제 2 측면 중 상기 스프링이 연결된 부분의 위 아래에 형성된 바이패스 홀을 포함할 수 있다.
상기 매니 폴드에 공급되는 가스의 압력이 기준값을 초과하는 경우, 상기 스프링이 상기 가스에 의해 압축되어 상기 게이트가 오픈됨으로써 상기 가스가 상기 게이트 홀, 상기 몸체부의 내부, 및 상기 바이패스 홀을 통해 외부로 바이패스 되며, 상기 매니 폴드에 공급되는 가스의 압력이 기준값 이하인 경우, 상기 스프링이 팽창되어 상기 게이트가 클로즈될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 레이저 가스 공급 시스템은 상기 압력 센서에 연결되며, 상기 압력 센서로부터 수신한 상기 가스의 압력 정보에 따라 상기 레이저 가스 공급 시스템의 동작을 중단시키거나 진행시키는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가스 공급 시스템은 재사용이 가능한 바이패스 밸브를 구비하여, 종래의 레이저 가스 공급 시스템에서 한번 사용하면 사용할 수 없어 교체해야 하는 럽쳐 디스크에 소요된 교체 비용을 없앨 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가스 공급 시스템은 종래의 레이저 가스 공급 시스템에서 럽쳐 디스크의 교체 시간으로 인해 발생하는 시스템의 중단 시간을 줄임으로써 공정가동 효율을 높일 수 있다.
이하 도면을 참조하면서 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가스 공급 시스템을 도시한 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 바이패스 밸브가 클로즈된 상태를 보여주는 단면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 바이패스 밸브가 오픈된 상태를 보여주는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가스 공급 시스템(100)은 가스 공급부(10), 매니 폴드(20), 압력 센서(30), 레이저 챔버(40), 바이패스 밸브(50), 및 제어부(60)를 포함한다. 이와 같은 레이저 가스 공급시스템(100)은 노광 장치의 광원으로 사용되는 레이저를 발생시키는 시스템으로 사용되며, 매니 폴드(20)에 고압으로 공급된 가스를 바이패스 밸브(50)의 오픈 동작을 통해 바이패스 시킨다.
상기 가스 공급부(10)는 가스가 저장된 가스 용기(Gas bottle; 미도시)를 포함하며, 상기 레이저 챔버(40)에서 레이저를 생성하기 위해 필요한 가스를 공급한다. 여기서, 가스 용기는 복수개로 구비될 수 있으며, 예를 들어 싸이머(cymer) 레이저 생성시 네온(Ne)이 저장된 가스 용기, 플루오린(F2)이 저장된 가스 용기, 헬륨(He)이 저장된 가스 용기가 구비될 수 있다.
상기 매니 폴드(20)는 제 1 가스공급라인(11,12,13)을 통해 상기 가스 공급부(10)로부터 상기 가스를 공급 받아 상기 레이저 챔버(40)로 공급한다. 여기서, 상기 제 1 가스공급라인(11,12,13)은 3개로 구성되었지만, 생성하고자 하는 레이저 의 종류에 따라 필요한 가스 수와 대응되어 구성될 수 있다. 또한, 도시하진 않았지만, 제 1 가스공급라인(11,12,13)에는 각 가스의 공급을 조절할 수 있는 밸브들이 설치될 수 있다.
상기 압력 센서(30)는 상기 매니 폴드(20)에 공급되는 가스의 압력을 체크하여, 상기 가스의 압력 정보를 생성한다.
상기 레이저 챔버(40)는 제 2 가스공급라인(22)를 통해 상기 매니 폴드(20)로부터 상기 가스를 공급받아 레이저를 발생시킨다. 도시하진 않았지만, 제 2 가스공급라인(22)에는 상기 가스의 공급을 조절할 수 있는 밸브들이 설치될 수 있다.
상기 바이패스 밸브(50)는 가스배출라인(24)을 통해 상기 매니 폴드(20)와 연결되며, 상기 매니 폴드(20)에 공급되는 가스의 압력이 기준값을 초과하는 경우 오픈 동작을 하여 상기 가스를 외부로 바이패스 시킴으로써 고압 가스에 의해 발생하는 매니 폴드(20) 또는 레이저 챔버(40)의 손상을 방지하며, 상기 가스의 압력이 기준값 이하인 경우 클로즈 동작을 수행한다. 여기서, 상기 기준값은 매니 폴드(20) 또는 레이저 챔버(40)의 손상을 방지할 수 있는 가스의 최대 압력값을 의미하며, 가스의 최대 압력값의 범위는 90 내지 110psi로 설정된다. 이와 같은 바이패스 밸브(50)의 동작은 아래에서 자세히 설명하기로 한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 바이패스 밸브(50)는 구체적으로 몸체부(51), 게이트 홀(52), 게이트(53), 스프링(54), 및 바이패스 홀(55)을 포함한다.
상기 몸체부(51)는 제 1 측면(51a)과 제 2 측면(51b)를 가지며, 상기 제 1 측면(51a)이 상기 가스배출라인(24)과 연결된다.
상기 게이트 홀(52)은 상기 몸체부(51)의 제 1 측면(51a)에 형성되어 상기 가스배출라인(24)과 연결된다.
상기 게이트(53)는 상기 몸체부(51)의 내부에 상기 게이트 홀(52)과 대응하도록 설치되어, 상기 스프링(54)의 동작에 의해 오픈 및 클로즈 된다.
상기 스프링(54)은 일측이 상기 게이트(53)에 연결되고 타측이 상기 몸체부(51)의 제 2 측면(51b)에 연결된다.
상기 바이패스 홀(55)은 상기 몸체부(51)의 제 2 측면(51b) 중 상기 스프링(54)이 연결된 부분의 위 아래에 형성된다.
상기와 같이 구성되는 바이패스 밸브(50)는 매니 폴드(20)로 공급되는 가스의 압력이 기준값, 예를 들어 100psi 이하인 경우 클로즈 동작을 수행한다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 스프링(54)이 상기 몸체부(51) 내부에서 팽창된 상태로 있으며, 이에 따라 상기 게이트(53)가 클로즈 된다. 이때, 레이저 가스 공급 시스템(100)은 정상적으로 가동된다.
반면, 상기 바이패스 밸브(50)는 매니 폴드(20)로 공급되는 가스의 압력이 기준값, 예를 들어 100psi를 초과하는 경우 오픈 동작을 수행한다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 100psi를 초과하는 가스의 압력에 의해 상기 스프링(54)이 압축되어 상기 게이트(53)가 오픈되며, 이때 100psi를 초과하는 상기 고압의 가스가 게이트 홀(52)을 통해 상기 몸체부(51)의 내부로 인입된다. 이에 따라, 상기 몸체부(51)의 내부로 인입된 고압의 가스가 상기 바이패스 홀(55)을 통해 외부로 바이패스 된다. 이때, 레이저 가스 공급 시스템(100)은 상기 고압의 가스가 외부로 바 이패스 되는 동안 가동을 멈추게 된다.
상기 고압의 가스가 외부로 바이패스 된 이후 상기 매니 폴드(20)에 공급된 가스의 압력이 기준값, 예를 들어 100psi이하로 조정되어 안정한 상태가 되면, 상기 스프링(54)이 다시 팽창되어 상기 게이트(53)가 클로즈 된다. 따라서, 레이저 가스 공급 시스템이(100)이 다시 정상적으로 가동된다.
이와 같이, 바이패스 밸브(50)는 오픈 동작 및 클로즈 동작을 하도록 형성되어, 고압의 가스를 외부로 한번 바이패스 시킨 다음에도 계속적으로 사용가능하다. 이에 따라, 바이패스 밸브(50)는 별도의 교체 비용 및 별도의 교체 시간을 소요시키지 않는 이점이 있다.
상기 제어부(60)는 상기 압력 센서(30)와 연결되어, 상기 압력 센서(30)로부터 상기 매니 폴드(20)에 공급되는 가스의 압력 정보를 수신한다.
상기 제어부(60)는 상기 압력 센서(30)로부터 수신한 가스의 압력 정보에 따라 레이저 가스공급시스템(100)의 동작을 중단시키거나 진행시키는 것을 제어한다. 즉, 상기 제어부(60)는 상기 가스의 압력 정보로부터 상기 매니폴드(20)에 공급된 상기 가스의 압력이 기준값, 예를 들어 100psi를 초과한 경우로 판단하면, 상기 매니폴드(20)에 공급된 가스가 상기 바이패스 밸브(50)를 통해 바이패스 되는 동안 레이저 가스 공급 시스템(100)의 동작을 잠시 중단시킨다. 또한, 상기 제어부(60)는 상기 가스의 압력 정보로부터 상기 매니폴드(20)에 공급된 상기 가스의 압력이 기준값, 예를 들어 100psi 이하인 경우로 판단하면, 레이저 가스 공급 시스템(100)의 동작을 계속적으로 진행시킨다.
상기와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가스 공급 시스템(100)은 재사용이 가능한 바이패스 밸브(50)를 구비하여, 종래의 레이저 가스 공급 시스템에서 한번 사용하면 사용할 수 없어 교체해야 하는 럽쳐 디스크에 소요된 교체 비용을 없앨 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가스 공급 시스템(100)은 종래의 레이저 가스 공급 시스템에서 럽쳐 디스크의 교체 시간으로 인해 발생하는 시스템의 중단 시간을 줄임으로써 공정가동 효율을 높일 수 있다.
본 발명은 도시된 실시예를 중심으로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 할 수 있는 다양한 변형 및 균등한 타 실시예를 포괄할 수 있음을 이해할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가스 공급 시스템을 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 바이패스 밸브가 클로즈된 상태를 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 바이패스 밸브가 오픈된 상태를 보여주는 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10: 가스 공급부 20: 매니 폴드
30: 압력 센서 40: 레이저 챔버
50: 바이패스 밸브 60: 제어부
100: 레이저 가스 공급 시스템

Claims (5)

  1. 가스를 공급하는 가스 공급부;
    제 1 가스공급라인을 통해 상기 가스 공급부로부터 상기 가스를 공급받는 매니 폴드;
    상기 매니 폴드에 공급되는 상기 가스의 압력을 체크하여, 상기 가스의 압력 정보를 생성하는 압력 센서;
    제 2 가스공급라인을 통해 상기 매니 폴드로부터 상기 가스를 공급받아 레이저를 발생하는 레이저 챔버; 및
    가스배출라인을 통해 상기 매니 폴드와 연결되며, 상기 매니 폴드에 공급되는 상기 가스의 압력이 기준값을 초과하는 경우 오픈 동작을 하여 상기 가스를 외부로 바이패스 시키고, 상기 가스의 압력이 기준값 이하인 경우 클로즈 동작을 하는 바이패스 밸브를 포함하며,
    상기 바이패스 밸브는
    제 1 측면과 제 2 측면을 가지며, 상기 제 1 측면이 상기 가스배출라인과 연결되는 몸체부;
    상기 몸체부의 제 1 측면에 형성되어 상기 가스배출라인과 연결되는 게이트 홀;
    상기 몸체부의 내부에 상기 게이트 홀과 대응하도록 설치되어, 오픈 및 클로즈하는 게이트;
    일측이 상기 게이트에 연결되고 타측이 상기 몸체부의 제 2 측면에 연결되는 스프링; 및
    상기 제 2 측면 중 상기 스프링이 연결된 부분의 위 아래에 형성되어, 상기 가스가 외부로 바이패스 되는 경로를 제공하는 바이패스 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가스 공급 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준값은 90 내지 110 psi 인 것을 특징으로 하는 레이저 가스 공급 시스템.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 매니 폴드에 공급되는 상기 가스의 압력이 기준값을 초과하는 경우, 상기 스프링이 상기 가스에 의해 압축되어 상기 게이트가 오픈됨으로써 상기 가스가 상기 게이트 홀, 상기 몸체부의 내부, 및 상기 바이패스 홀을 통해 외부로 바이패스 되며,
    상기 매니 폴드에 공급되는 상기 가스의 압력이 기준값 이하인 경우, 상기 스프링이 팽창되어 상기 게이트가 클로즈되는 것을 특징으로 하는 레이저 가스 공급 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력 센서에 연결되며, 상기 압력 센서로부터 수신한 상기 가스의 압력 정보에 따라 상기 레이저 가스 공급 시스템의 동작을 중단시키거나 진행시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가스 공급 시스템.
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