JP5568118B2 - 傾斜駆動を用いるゲートバルブ - Google Patents

Description

本発明は、傾斜駆動を用いるゲートバルブに関し、より詳細にはチャンバの内部空間を完全に密閉することができる傾斜駆動を用いるゲートバルブに関する。

一般に、チャンバは、真空または高清浄の作業環境が要求される半導体チップ、ウェハ、ＬＣＤパネルのような先端装備や医療機器を製造するために使用される産業設備施設であり、チャンバに取り付けられるゲートバルブは、チャンバの出入り口の役目をするものであって、バルブを瞬間的に開いてチャンバの空間内に半導体チップなどを移動し、再びバルブを閉じてチャンバ内の気密状態が保持されるようにする装置である。

このような従来のゲートバルブの基本構成は、ハウジングに形成された両側の出入り口を開閉するためのバルブ体がハウジングの内部に装着されており、前記バルブ体は、駆動シリンダの駆動により昇降誘導され、ハウジングの出入り口を選択的に開閉させながら一方のチャンバに対する気密を保持することになる。

このように、チャンバ内でなされる生産作業によってバルブ体がハウジング内で垂直に数えきれない程多くの上昇・下降移動をしながら出入り口を開閉させる場合において、バルブ体とハウジング間の気密状態が保持されないことにより、チャンバの真空状態を保持することができない問題点があった。

このような問題を解決するため、リンク構造を用いてチャンバを開閉する構造のゲートバルブが研究されたが、ゲートがチャンバに垂直に接触することができないことにより多量の粉塵を発生させ、これによりチャンバ内部から漏洩が発生する問題があった。

したがって、本発明の目的は、このような従来の問題点を解決するためのものであって、斜面駆動方式を通じて「Ｌ」字状駆動を具現することにより、堅固なシーリングが可能な傾斜駆動を用いるゲートバルブを提供することにある。

前記目的は、本発明に係る、チャンバに形成される開口部を開閉するためのゲートバルブにおいて、前記チャンバの外壁と接触または接触解除して前記開口部が開閉されるように前記開口部の面と平行な第１軸または前記開口部の面と垂直な第２軸のいずれかに沿って移動するゲートと、前記第１軸方向の移動力を供給する駆動部と、前記ゲートに設けられ、外面に斜面が形成されるウェッジ部と、前記駆動部と連結され、前記駆動部から提供される第１軸方向の移動力が前記第２軸方向の移動力に転換されて前記ゲートに供給されるように外面に前記ウェッジ部からスライディング移動可能な斜面が形成される方向転換部と、を備えることを特徴とする傾斜駆動を用いるゲートバルブにより達成される。

また、前記ゲートは、前記開口部と対向する位置である固定位置から、第１軸上での移動が固定された状態で前記第２軸に沿って前記開口部側に移動して前記開口部を遮断することができる。

また、前記ウェッジ部は、前記開口部を遮断するための前記駆動部の動作時の方向に沿って次第に高くなる斜面が形成され、前記方向転換部は、前記開口部を遮断するための前記駆動部の動作時の方向に沿って次第に低くなる斜面が形成されることができる。

また、前記ゲートの端部と接触してゲートが前記固定位置から第１軸上で移動することを制限するように、前記チャンバの外壁に設けられるストッパをさらに備えることができる。

また、前記ウェッジ部と前記方向転換部とを相互連結し、前記ウェッジ部と前記方向転換部に互いに引っ張り合う方向の弾性力を提供する弾性部材をさらに備えることができる。

また、前記駆動部は、空圧シリンダとすることができる。

本発明によると、垂直方向に切り替えされる「Ｌ」字状の駆動方式を通じてチャンバの開口部を密閉することにより、チャンバ部に接触されるゲートに均一な荷重が加えられるようになるため、漏水なしに堅固なシーリングが可能な傾斜駆動を用いるゲートバルブが提供される。

また、斜面間のスライディング移動による「Ｌ」字状の駆動を通じて、ゲートとチャンバ部との間の接触時の粉塵発生を減らすことができる。

また、開閉対象となるチャンバの外部の圧力条件にかかわらず、適用可能である。

本発明の一実施例に係る傾斜駆動を用いるゲートバルブの概略的な斜視図である。 図１の傾斜駆動を用いるゲートバルブの概略的な分解斜視図である。 図１の傾斜駆動を用いるゲートバルブを用いたチャンバの開閉部を遮断する動作を概略的に示す図面である。 図１の傾斜駆動を用いるゲートバルブを用いたチャンバの開閉部を遮断する動作を概略的に示す図面である。 図１の傾斜駆動を用いるゲートバルブを用いたチャンバの開閉部を遮断する動作を概略的に示す図面である。 図１の傾斜駆動を用いるゲートバルブを用いたチャンバの開閉部を開放する動作を概略的に示す図面である。 図１の傾斜駆動を用いるゲートバルブを用いたチャンバの開閉部を開放する動作を概略的に示す図面である。 図１の傾斜駆動を用いるゲートバルブを用いたチャンバの開閉部を開放する動作を概略的に示す図面である。

以下、添付の図面を参照し、本発明の一実施例に係る傾斜駆動を用いるゲートバルブ１００について詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例に係る傾斜駆動を用いるゲートバルブの概略的な斜視図であり、図２は、図１の傾斜駆動を用いるゲートバルブの概略的な分解斜視図である。

図１及び図２を参照すると、本発明の一実施例に係る傾斜駆動を用いるゲートバルブ１００は、斜面間の動力変換構造を用いてチャンバ１０の開口部１２を緊密に密閉することができる形態のゲートバルブであって、ゲート１１０と、駆動部１２０と、ウェッジ部１３０と、方向転換部１４０と、ストッパ１５０と、弾性部材１６０と、を含む。

一方、この実施例で後述するチャンバ１０は、工程によって内部空間が外部空間から堅固に密閉されるための対象であって、外壁には開口部１２が形成される。したがって、この実施例の傾斜駆動を用いるゲートバルブ１００は、開口部１２を開閉するための用途として説明する。

一方、後述するゲート１１０と接触するチャンバ１０の外壁面には、堅固な密閉動作のためにオーリング（ｏ−ｒｉｎｇ）１１が設けられる。

前記ゲート１１０は、開口部１２の枠のチャンバ１０の外壁面に直接的に接触されるか、または外壁面から接触解除されることにより、チャンバ１０の開口部１２を選択的に開閉するためのものであって、板状に設けられる。

前記駆動部１２０は、前述のゲート１１０に動力を提供するためのものであって、この実施例では空圧シリンダの形態に設けられるが、これに制限されるのではない。

一方、この実施例では開口部１２の面、即ち、開口部１２が形成されるチャンバ１０の外壁面と平行な軸を第１軸（ｘ１）と定義し、第１軸（ｘ１）と垂直な軸を第２軸（ｘ２）と定義して説明する。

この実施例で空圧シリンダの形態に設けられる駆動部１２０は、第１軸（ｘ１）に沿って昇降駆動され、ゲート１１０の「Ｌ」字状の２段駆動を具現するため、ゲート１１０と直接的に結合されず、昇降される駆動部１２０の縦断部は、後述する方向転換部１４０に結合される。

前記ウェッジ部１３０は、後述する方向転換部１４０と作動して第１軸（ｘ１）方向に駆動される駆動部１２０の移動力を第１軸（ｘ１）方向に変換してゲート１１０に伝達するためのものであって、ゲート１１０の、開口部１２と対向する面とは反対側の面に設けられる。

また、ウェッジ部１３０は、第１軸（ｘ１）に沿って開口部１２から遠ざかる方向に行くほど高さが低くなる形態に、外面には斜面が形成される。即ち、さらに説明すれば、開口部１２を遮断するため、駆動部１２０が動作する方向に沿ってウェッジ部１３０の高さは、次第に高くなる形態に形成される。

一方、ウェッジ部１３０は、ゲート１１０と別途に製作されてゲート１１０と結合される方式に設けられることもでき、ウェッジ部１３０とゲート１１０が一体型に一度に成型される形態に形成されることもできる。

前記方向転換部１４０は、前述のウェッジ部１３０と結合され、第１方向（ｘ１）に沿って駆動される駆動部１２０の動力の方向を第２方向（ｘ２）の動力に切り替えるためのものであって、駆動部１２０の縦端部に結合される。

一方、方向転換部１４０の外面は、ウェッジ部１３０の斜面と接触した状態でスライディング移動可能であるように、ウェッジ部１３０の斜面と接触する方向転換部１４０の面は傾斜して形成される。このとき、ウェッジ部１３０と接触する方向転換部１４０の斜面は、ウェッジ部１３０の斜面と反対方向の形態に形成される。

即ち、方向転換部１４０は、第１軸（ｘ１）に沿って開口部１２から遠ざかる方向に行くほど高さが高くなる形態に備えられる。さらに説明すると、開口部１２を遮断するため、駆動部１２０が動作する方向に沿って方向転換部１４０の高さは、次第に低くなる形態に形成される。

一方、ウェッジ部１３０と方向転換部１４０との間において円滑なスライディング移動が可能であるように、別途の駆動ローラ（未図示）がウェッジ部１３０と方向転換部１４０との間に介在されることができる。

前記ストッパ１５０は、駆動部１２０から提供される駆動力によりゲート１１０の第１軸（ｘ１）方向への移動を制限するためのものであって、チャンバ１０の外壁面から外側に突き出している。

即ち、ゲート１１０は、開口部１２と対向する位置上で第１軸（ｘ１）上での移動が制限されるように設計され、このようなゲート１１０の位置を固定位置と定義する。したがって、ストッパ１５０は、チャンバ１０の外壁に設けられ、固定位置でゲート１１０の追加的な上昇を制限する。

一方、ストッパ１５０は、別途の部品で製作されてチャンバ１０の外壁に取り付けられるか、又は、チャンバ１０と一体に設けられることもできる。

前記弾性部材１６０は、引張りバネの形態であって、ウェッジ部１３０と方向転換部１４０との間に互いに引き寄せる弾性力を提供するため、ウェッジ部１３０と方向転換部１４０を相互連結する部材である。

即ち、弾性部材１６０によると、駆動部１２０の駆動力の方向を第２軸（ｘ２）方向に切り替えるため、ウェッジ部１３０から遠ざかる方向にスライディング移動する方向転換部１４０にウェッジ部１３０側への弾性力が提供される。このような弾性力は、開口部１２の開放時にウェッジ部１３０を方向転換部１４０側へ移動させる動力源となる。

次に、前述の傾斜駆動を用いるゲートバルブ１００の一実施例の作動について説明する。

この実施例の傾斜駆動を用いるゲートバルブ１００を適用し、チャンバ１０の開口部１２を遮断する動作原理と開放する動作原理を分離して順番に後述する。

１．開口部の遮断動作
図３ないし図５は、図１の傾斜駆動を用いるゲートバルブを用いたチャンバの開閉部を遮断する動作を概略的に示したものである。

先ず、図３に示されるように、ゲート１１０が開口部１２側に上昇されることができるように駆動部１２０を作動させる。駆動部１２０の作動によりゲート１１０は、第１軸（ｘ１）に沿って上昇し、持続的な駆動力によりゲート１１０は、開口部１２と対向する位置に到逹することになる。

図４に示されるように、ゲート１１０が開口部１２と対向する位置、即ち、固定位置（Ｃ）に到逹すると、ゲート１１０の上端部は、チャンバ１０の外壁に設けられているストッパ１５０と接触し、駆動部１２０からの持続的な駆動力提供にもかかわらず、ストッパ１５０と接触した状態のゲート１１０は、固定位置（Ｃ）においてそれ以上上昇せず、第１軸（ｘ１）方向の移動は制限される。

第１軸（ｘ１）上でのゲート１１０及びこれと結合されたウェッジ部１３０の移動は制限されるが、駆動部１２０の縦端部及びこれと結合する方向転換部１４０は、ストッパ１５０と関係なく第１軸（ｘ１）上で持続的に上昇する。

即ち、図５に示されるように、方向転換部１４０は、ウェッジ部１３０と接触した状態で追加的に上昇するが、第１軸（ｘ１）上での移動が制限されたウェッジ部１３０及びゲート１１０は、方向転換部１４０との斜面間の接触により第２軸（ｘ２）に沿ってチャンバ１０に近接移動する。

したがって、方向転換部１４０とウェッジ部１３０との間の斜面の接触構造により、駆動部１２０の第１軸（ｘ１）方向の移動力は、これと垂直な第２軸（ｘ２）方向に切り替えられてゲート１１０に伝達され、ゲート１１０はチャンバ１０の外壁面と緊密に接触してチャンバ１０の内部空間を完全に密閉することになる。

一方、ウェッジ部１３０の斜面で方向転換部１４０がスライディング移動し、ウェッジ部１３０と方向転換部１４０の中心間の間隔が離隔されると、これらを相互連結する弾性部材１６０により方向転換部１４０と近くなる方向への弾性力がウェッジ部１３０に提供される。

但し、駆動部１２０により供給される駆動力が、弾性部材１６０から提供される弾性力を支持するため、ゲート１１０がチャンバ１０から接触解除されずに、開口部１２を遮断した状態を維持することができる。

２．開口部の開放動作
図６ないし図８は、図１の傾斜駆動を用いるゲートバルブを用いたチャンバの開閉部を開放する動作を概略的に示したものである。

先ず、図６に示されるように、ゲート１１０が開口部１２を遮断するため、移動した反対方向に沿って移動するように駆動部１２０を作動させる。即ち、駆動部１２０を第１軸（ｘ１）に沿って下降させると、これに連結される方向転換部１４０も下降する。

このとき、引張りバネの形態で設けられている弾性部材１６０から加えられる弾性力によりウェッジ部１３０は、下降する方向転換部１４０側に移動し、ウェッジ部１３０と結合されるゲート１１０は、チャンバ１０の外壁から接触解除されて開口部１２を開放する。

図７に示されるように、方向転換部１４０の持続的な下降及び弾性部材１６０からの弾性力により方向転換部１４０とウェッジ部１３０との間の結合状態が最初の状態に復元される。

したがって、図８に示されるように、ゲート１１０が固定位置（Ｃ）に到逹すると、方向転換部１４０とウェッジ部１３０とは一体に移動する。即ち、第１軸（ｘ１）上で下降する駆動部１２０により、方向転換部１４０とウェッジ部１３０は、一体に固定位置（Ｃ）から離脱すると同時に下降し、最終的にチャンバ１０の開口部１２は、遮断状態が解除されて外部に開放される。

したがって、この実施例の傾斜駆動を用いるゲートバルブによると、斜面構造を用いて駆動方向を切り替えることにより、完全に分離された「Ｌ」字状の開閉駆動を具現することができる。

本発明の権利範囲は前述の実施例に限定されず、添付の特許請求の範囲内で多様な形態の実施例として具現することができる。特許請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱せず、当該発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者なら誰でも変形可能な多様な範囲までは本発明の請求の範囲の記載の範囲内にあるものと見做す。

１１０ ゲート
１２０ 駆動部
１３０ ウェッジ部
１４０ 方向転換部
１５０ ストッパ
１６０ 弾性部材

Claims (5)

1. チャンバに形成される開口部を開閉するためのゲートバルブであって、
   前記チャンバの外壁と接触または接触解除して前記開口部が開閉されるように、前記開口部の面と平行な第１軸または前記開口部の面と垂直な第２軸のいずれかに沿って移動するゲートと、
   前記第１軸方向の移動力を供給する駆動部と、
   前記ゲートに設けられ、外面に斜面が形成されるウェッジ部と、
   前記駆動部と連結され、前記駆動部から提供される第１軸方向の移動力が前記第２軸方向の移動力に切り替えられて前記ゲートに供給されるように外面に前記ウェッジ部からスライディング移動可能な斜面が形成される方向転換部と、
   前記ウェッジ部と前記方向転換部とを相互連結し、前記ウェッジ部と前記方向転換部に互いに引き寄せる方向の弾性力を提供する弾性部材とを備え、
   該弾性部材は、前記開口部の遮断時には、前記ウェッジ部の斜面と前記方向転換部の斜面との間の接触が維持されるように、前記第１軸上を移動する前記方向転換部に前記ウェッジ部へ向かう方向の弾性力を提供し、前記開口部の開放時には、前記ウェッジ部が前記第１軸上を移動する前記方向転換部側へ移動するように、前記ウェッジ部に前記方向転換部へ向かう方向の弾性力を提供することを特徴とする傾斜駆動を用いるゲートバルブ。
2. 前記ゲートは、前記開口部と対向する位置である固定位置から、前記第１軸上での移動が固定された状態で前記第２軸に沿って前記開口部側に移動して前記開口部を遮断することを特徴とする、請求項１記載の傾斜駆動を用いるゲートバルブ。
3. 前記ウェッジ部は、前記開口部を遮断するための前記駆動部の動作時の方向に沿って次第に高くなる斜面が形成され、
   前記方向転換部は、前記開口部を遮断するための前記駆動部の動作時の方向に沿って次第に低くなる斜面が形成されることを特徴とする、請求項２記載の傾斜駆動を用いるゲートバルブ。
4. 前記ゲートの端部と接触して前記ゲートが前記固定位置で前記第１軸上で移動することを制限するように、前記チャンバの外壁に設けられるストッパをさらに備えることを特徴とする、請求項３記載の傾斜駆動を用いるゲートバルブ。
5. 前記駆動部が、空圧シリンダであることを特徴とする、請求項１に記載の傾斜駆動を用いるゲートバルブ。
   

Images